2013 Fiscal Year Research-status Report
重度の腐食損傷を受けた鋼桁腹板のせん断耐荷力性能評価と機能回復に関する研究
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25420489
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
有住 康則 琉球大学, 工学部, 教授 (90109306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下里 哲弘 琉球大学, 工学部, 准教授 (90452961)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 鋼橋 / 腐食損傷 / せん断耐荷力 / 残存耐荷力 / 機能回復 |
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| Research Abstract |
本研究では、腐食による破断損傷が鋼プレートガーダー腹板のせん断強度特性に及ぼす影響を解明するため、腐食破断損傷を模擬した中型実験供試体を製作し、せん断耐荷力実験を行った。更に、腐食損傷の著しい鋼桁の補修・補強方法について、基礎的な機能回復法の検討を行った。
１．せん断耐荷力実験に用いた供試体は、腹板の上下にフランジをすみ肉溶接したI形断面供試体とした。供試体中央には500mmの間隔で垂直補剛材を配置し、垂直補剛材と上フランジの４辺で囲まれた腹板（板厚4.5mm）が腐食破断着目パネルである。実験では、供試体の両側に載荷桁を高力ボルト接合し、２点載荷・２点支持することにより着目パネルにせん断力を与えた。
２．供試体は、水平補剛材が無いタイプ（試験体1～4）と水平補剛材を設置したタイプ（試験体 5～7）を製作した。試験体1と試験体5は健全タイプであり、試験体2は腹板下部に腐食破断損傷を模擬したタイプであり、試験体3は腹板下部から補剛材まで腐食破断損傷が進行した桁を模擬したタイプである。試験体4は腐食により腹板中央部が腐食減厚した桁を模擬したタイプである。試験体6は水平補剛材が著しく腐食し、その上部に腐食破断損傷した桁を模擬したタイプであり、試験体7は腐食により水平補剛材が著しく腐食し、その上部が著しく減厚した桁を模擬したタイプである。
３．腐食破断損傷を模擬したせん断耐荷力実験より，腐食破断損傷タイプが鋼桁腹板のせん断強度特性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった
４．腐食損傷の著しい鋼桁に薄鋼板又は高強度炭素繊維を接着剤で接着して供試体を製作し、せん断耐荷力実験を行った。その結果，腐食損傷の著しい鋼桁に鋼板接着補強を行うことにより，静的せん断耐荷力性能が本モデルでは回復することを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、当初計画では腐食減厚分布及び亀裂損傷タイプが鋼プレートガーダー腹板のせん断強度特性に及ぼす影響を解明するため、腐食亀裂損傷モデル供試体を製作し耐荷力実験を行い、腐食亀裂損傷及び腐食形態が鋼桁のせん断耐荷力に及ぶす影響のみについて検討を行う予定であったが，腐食損傷の著しい鋼桁の補修・補強方法についても、基礎的な機能回復法に関する予備試験を行い検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、腹板の腐食状況及び腐食亀裂損傷位置が鋼桁のせん断耐荷力に及ぼす影響について検討を行うため，腐食及び腐食亀裂損傷を有する鋼桁についてせん断耐荷力解析を行い，腹板の腐食状況及び腐食亀裂損傷位置が鋼桁のせん断耐荷力（残存耐荷力）に及ぼす影響について解析的検討を行う。更に、食損傷鋼桁腹板の補修・補強方法について検討し、機能回復方法の提案を行う。今後は以下の項目について研究を推進する。
１．腹板の腐食状況及び腐食亀裂損傷位置が鋼桁のせん断耐荷力に及ぼす影響について検討を行うため，せん断耐荷力解析を行う。解析では，実験供試体をアイソパラメトリックシェルでモデル化し，弾塑性有限変位理論に基づいて数値解析を行う。解析は、汎用構造解析プログラムMSC MARC を用いて行い，要素は8 節点厚肉曲面シェル要素（要素番号22）を用いる。腐食による腹板の板厚減少量は要素の板厚を変化させ考慮する。解析結果と実験結果の比較を行い解析手法の妥当性の確認を行う。
２．実腐食減厚量分布を有する腹板について，亀裂損傷位置を種々変化させパラメトリック解析を行い，腹板の腐食状況及び腐食亀裂損傷位置が鋼桁のせん断耐荷力（残存耐荷力）に及ぼす影響について検討を行う。
３．以上の結果を総合的に判断し、腹板の腐食損傷、フランジと腹板が同時に損傷した場合を想定し、補修・補強方法（高強度鋼板接着補強法，腹板対角方向への補剛材接着補強法、FRP接着補強法等（ボルト併用方式を含む））を提案し、上記弾塑性有限変形理論に基づいた解析手法を用いて耐荷力解析及び補強を施した実験供試体を制作し、耐荷力実験を行い，補強により必要性能が回復しているか確認する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
少額な残額が生じたため．
次年度，物品費と合算して使用．
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Research Products
(3 results)
