結論

鋼 製 橋 脚 は 市 街 地 の 高 架 高 速 道 路 な ど の 重 要 度 の 高 い 公 共 構 造 物 に 多 用 さ れ て い る ．こ れ ら の 構 造 物 は 地 震 発 生 後 の 緊 急 輸 送 道 路 と し て 位 置 づ け ら れ て お り ，地 震 に よ り 損 傷 が 生 じ た 場 合 に ，早 期 の 機 能 回 復 が 求 め ら れ る ．し か し な が ら ，地 震 に よ り 損 傷 し た 鋼 製 橋 脚 に 対 す る 修 復 方 法 お よ び 修 復 後 の 耐 震 性 能 に 関 す る 研 究 は 非 常 に 少 な く ， 修 復 の た め の 具 体 的 な 指 針 は 定 め ら れ て い な い の が 現 状 で あ る ．

本 論 文 は 地 震 に よ り 損 傷 を 受 け た 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 を 対 象 と し て ，早 期 復 旧 が 可 能 な 修 復 方 法 を 提 案 す る こ と を 目 的 と し た も の で あ る ．

各 章 で 得 ら れ た 結 論 を 以 下 に ま と め る ．

第 2 章 で は ，地 震 に よ り 損 傷 し た 鋼 製 橋 脚 に 対 す る 修 復 方 法 に つ い て の 基 本 的 な 考 え 方 を 述 べ た ． ま た ， 鋼 製 橋 脚 の 損 傷 度 合 を 橋 脚 の 水 平 耐 力-変 位 関 係 を 基 に 損 傷 レ ベ ル を 設 定 し ，地 震 応 答 解 析 の 結 果 を 基 に ，修 復 後 の 耐 震 性 能 の 目 標 値 を 提 案 し た ． 第 2 章 を 以 下 に ま と め る ．

1. 震 災 後 の 緊 急 輸 送 路 と し て の 機 能 確 保 お よ び 大 規 模 な 余 震 等 へ の 対 応 の た め ， 地 震 後72時 間 以 内 に 修 復 作 業 が 完 了 可 能 な 修 復 方 法 と す る ．

2. 局 部 座 屈 が 生 じ た 鋼 製 橋 脚 の 損 傷 度 合 に つ い て 評 価 す る た め に ，4 段 階 の 損 傷 レ ベ ル を 設 定 し ， 分 類 す る こ と を 提 案 し た ．

3. 地 震 応 答 解 析 の 結 果 を 基 に ， 修 復 後 の 耐 震 性 能 の 目 標 値 を ， 損 傷 前 の 最 大 水 平 荷 重 を±10%以 内 か つ 曲 げ 剛 性 を±20%以 内 と す る こ と を 提 案 し ， 以 降 は こ の 範 囲 を 基 準 に 修 復 後 の 耐 震 性 能 の 評 価 を 行 う こ と と し た ．

第 3 章 で は ， 第 2 章 で 定 め た よ う に ， 地 震 後 72 時 間 以 内 に 施 工 が 完 了 し ， 損 傷 前 に 対 し て 最 大 水 平 荷 重 が ±10%か つ 曲 げ 剛 性 が ±20%ま で 回 復 可 能 な 簡 便 な 修 復 方 法 を 提 案 す る こ と を 目 的 と し て ，3 種 類 の 修 復 方 法 に つ い て ， 修 復 後 の 耐 震 性 能 を 明 ら か に し た ．こ の 結 果 ，コ ン ク リ ー ト 充 填 に よ る 修 復 が 簡 便 か つ 効 果 的 な 修 復 方 法 で あ る こ と を 示 し た ． 第 3 章 で 得 ら れ た 結 論 を 以 下 に ま と め る ．

1. 局 部 座 屈 が 生 じ た 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 に 対 し て ， コ ン ク リ ー ト 充 填 ， 鋼 板 巻 き 立 て お よ び 補 剛 材 溶 接 に よ る 3 種 類 の 修 復 を 行 い ， 修 復 後 の 耐 震 性 能 を 明 ら か に し た ．

2. コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 で は ，1.5D 程 度 の 高 さ ま で 充 填 す る こ と で ，最 大 水 平 荷 重 お よ び 曲 げ 剛 性 が と も に 大 き く 回 復 し ， 簡 便 な 手 法 な が ら 優 れ た 修 復 効 果 が 得 ら れ る こ と を 示 し た ．ま た ，ジ ベ ル を 設 置 す る こ と で ，充 填 高 さ が 1.0D 程 度 で も 目 標 と す る 耐 震 性 能 ま で に 回 復 さ せ る こ と が で き る こ と を 示 し た ．

98

3. 補 剛 材 修 復 で は ， 補 剛 材 の 本 数 を 8 本 と し た 場 合(TH50-8)に 損 傷 前 の 同 等 の 最 大 水 平 荷 重 ま で 回 復 し ， 変 形 性 能 が 向 上 し た ． 補 剛 材 の 量 を 適 切 に 選 択 す る こ と で 優 れ た 修 復 効 果 が 得 ら れ る こ と を 示 し た が ， 実 橋 脚 に 適 用 す る た め に は ， 補 剛 材 の 本 数 お よ び 形 状 を 対 象 と す る 橋 脚 に あ わ せ て 詳 細 に 設 計 す る こ と が 必 要 で あ る ．

4. 鋼 板 巻 き 立 て 修 復 で は ，鋼 板 基 部 を 溶 接 に よ り 固 定 し な い 場 合 (CY0.5D-600)に ， 最 大 水 平 荷 重 が ±10%ま で 回 復 し ， 変 形 性 能 が 向 上 す る 優 れ た 修 復 効 果 が 得 ら れ る こ と を 示 し た ．し か し ，鋼 板 巻 き 立 て 修 復 は 作 業 工 程 が 複 雑 で ，72時 間 以 内 に 修 復 作 業 を 完 了 す る こ と は 困 難 で あ る ．

5. コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 は 施 工 が 簡 便 で ，地 震 後 72 時 間 以 内 に 修 復 作 業 が 完 了 で き ，充 填 高 さ な ど を 適 切 に 選 択 す る こ と で ，目 標 と す る 耐 震 性 能(最 大 水 平 荷 重

±10%， 曲 げ 剛 性 ±20%)ま で 回 復 さ せ る こ と が 可 能 で あ る ．

第 4 章 で は ，地 震 時 に 発 生 す る こ と が 想 定 さ れ る ，損 傷 レ ベ ル 2~4ま で の 異 な る 損 傷 を 有 す る 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 に 対 し て ，充 填 高 さ お よ び ダ イ ア フ ラ ム の 有 無 を 変 え て コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 を 行 っ た ．修 復 後 の 耐 震 性 能 お よ び 損 傷 形 態 を 明 ら か に し ，各 損 傷 レ ベ ル に お け る 効 果 的 な 修 復 方 法 を 示 し た ．第 4 章 で 得 ら れ た 結 論 を 以 下 に ま と め る

1. コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 は ， 橋 脚 の 損 傷 レ ベ ル に よ り 充 填 高 さ お よ び ダ イ ア フ ラ ム の 有 無 を 適 切 に 選 択 す る こ と で ， 効 果 的 な 修 復 方 法 と な る ．

2. 本 章 で 使 用 し た 薄 肉 の 断 面(Rt=0.077)の 橋 脚 の 場 合 ，損 傷 レ ベ ル 2 で は ，ダ イ ア フ ラ ム を 設 け ず ，0.5Dま で コ ン ク リ ー ト を 充 填 す る こ と で ，十 分 な 修 復 効 果(最 大 水 平 荷 重±10%お よ び 曲 げ 剛 性±20%)が 期 待 で き る こ と を 示 し た ．

3. 損 傷 レ ベ ル 3 で は ，ダ イ ア フ ラ ム を 設 け な い 場 合 で は 充 填 高 さ を 1.0D と す る こ と で ， 十 分 な 最 大 水 平 荷 重 の 回 復 お よ び 変 形 性 能 の 向 上 が 可 能 で あ る こ と を 示 し た ．

4. 損 傷 レ ベ ル 2 お よ び 3 に つ い て は ， 最 大 水 平 荷 重 の 大 幅 な 増 加 お よ び 充 填 部 よ り 上 で の 損 傷 を 避 け る た め ， ダ イ ア フ ラ ム を 設 置 し な い 修 復 方 法 が 望 ま し い ． 5. 損 傷 レ ベ ル 4 に つ い て は ダ イ ア フ ラ ム を 設 置 す る か ，3 章 で 示 し た よ う に 1.5D

程 度 の 高 さ ま で 充 填 す る こ と で ， 十 分 な 修 復 効 果 が 期 待 で き る ．

第 5 章 で は ， 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 の 径 厚 比 パ ラ メ ー タ Rtに 合 わ せ て 適 切 な 修 復 方 法 を 提 案 す る こ と を 目 的 と す る ．既 存 の 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 の う ち ，設 計 年 次 の 旧 い 橋 脚 は 板 厚 が 比 較 的 薄 い も の が 多 い ． そ の た め ， 現 行 基 準 内(0.03 ≦ Rt ≦ 0.08) で ， Rtが 0.05~0.08 の 標 準 的 な 板 厚 か ら 薄 肉 の 範 囲 に 着 目 し ，Rtご と に 効 果 的 な 修

99 復 方 法 を 示 し た ． 以 下 に 第 5 章 を ま と め る ．

1. Rtが 0.05～0.08 程 度 で ，損 傷 レ ベ ル 3 の 橋 脚 に 対 し て コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 を 行 っ た 場 合 ，Rt の 違 い に よ る 影 響 は 小 さ く ，1.0D の 高 さ ま で コ ン ク リ ー ト を 充 填 す る こ と で 十 分 に 耐 震 性 能 の 回 復 が 可 能 で あ る ．

2. Rtが 0.05 程 度 で の 橋 脚 の 場 合 ，ダ イ ア フ ラ ム を 設 け た 場 合 に お い て も ，最 大 荷 重 以 降 で 急 激 に 耐 力 が 低 下 す る よ う な 損 傷 は 見 ら れ な い が ， 修 復 作 業 の 簡 便 さ を 考 慮 す る と ， コ ン ク リ ー ト 充 填 の み の 修 復 が 望 ま し い ．

以 上 の よ う に ，本 論 文 で は ，地 震 に よ り 損 傷 し た 円 形 断 面 鋼 製 橋 脚 に 対 す る ，簡 便 な 修 復 方 法 と し て ，コ ン ク リ ー ト 充 填 に よ る 修 復 を 提 案 し た ．コ ン ク リ ー ト 充 填 修 復 は ，損 傷 が コ ン ク リ ー ト 無 充 填 部 で 生 じ た 場 合 で あ る こ と な ど の 制 約 条 件 は 有 る も の の ，コ ン ク リ ー ト 充 填 高 さ お よ び ダ イ ア フ ラ ム な ど の 軸 力 を 伝 達 さ せ る 部 材 の 有 無 を 選 択 す る こ と で ，異 な る 損 傷 度 合 お よ び 径 厚 比 を 有 す る 橋 脚 に 対 し て 十 分 に 耐 震 性 能 を 回 復 さ せ る こ と が 可 能 な ，有 効 な 手 法 で あ る こ と を 示 し た ．ま た ，実 際 に 修 復 方 法 を 選 択 す る 上 で 重 要 な 橋 脚 の 損 傷 度 合 を 判 定 す る た め の ，有 効 な 判 定 資 料 と な る デ ー タ を 示 し た ．今 後 ，コ ン ク リ ー ト が 充 填 さ れ た 部 位 で の 損 傷 な ど 異 な る 損 傷 状 況 に 対 し て 修 復 方 法 を 検 討 す る 場 合 も ，本 論 文 で 示 し た 基 本 的 な 考 え 方 を 基 に ， 対 応 す る こ と が 可 能 で あ る ．

100

謝辞

本 研 究 を 遂 行 す る に あ た り ，愛 知 工 業 大 学 工 学 部 土 木 工 学 科 鈴 木 森 晶 教 授 に は ， 研 究 室 に 配 属 さ れ た 学 部 4 年 生 か ら 博 士 課 程 の 本 論 文 に 至 る ま で の 長 い 期 間 に 渡 り ， 非 常 に ご 多 忙 の 中 ，終 始 懇 切 丁 寧 な 御 指 導 ，御 鞭 撻 を 賜 り ま し た ．こ こ に ，厚 く 御 礼 申 し 上 げ ま す ．

本 論 文 を ま と め る に あ た り ， 愛 知 工 業 大 学 工 学 部 土 木 工 学 科 成 田 国 朝 教 授 ， 愛 知 工 業 大 学 工 学 部 建 築 学 科 岡 田 久 志 教 授 な ら び に 山 田 和 夫 教 授 の 各 先 生 方 に は ， 貴 重 な 御 指 導 ， 御 意 見 を 賜 わ り ま し た こ と を ， 厚 く 御 礼 申 し 上 げ ま す ．

ま た ， 中 部 大 学 工 学 部 都 市 建 設 工 学 科 水 野 英 二 教 授 ， 熊 本 大 学 大 学 院 自 然 科 学 研 究 科 葛 西 昭 准 教 授 に は ， 研 究 を 進 め る う え で 貴 重 な 御 意 見 を 賜 り ま し た ． こ こ に 深 く 感 謝 致 し ま す ．

本 研 究 の 実 験 を 実 施 す る 上 で ， 愛 知 工 業 大 学 耐 震 実 験 セ ン タ ー 鈴 木 博 技 術 職 員 に は ，実 験 の 準 備 や 補 助 な ど の サ ポ ー ト を し て 頂 き ま し た ．こ こ に 深 く 感 謝 致 し ま す ．

本 研 究 は 一 般 社 団 法 人 日 本 鉄 鋼 連 盟 の 研 究 助 成 （ 鋼 構 造 研 究 ・ 教 育 助 成 事 業 ），

愛 知 工 業 大 学 グ ロ ー バ ル 人 材 育 成 支 援 事 業 の 研 究 助 成 お よ び 愛 知 工 業 大 学 耐 震 実 験 セ ン タ ー 研 究 費 を 使 用 し 実 施 さ れ ま し た ． こ こ に 深 く 感 謝 致 し ま す ．

本 研 究 を 進 め る に あ た り ，愛 知 工 業 大 学 工 学 部 土 木 工 学 科 構 造 研 究 室 に 在 学 さ れ た ，大 学 院 生 諸 氏 な ら び に 学 部 生 諸 氏 に は ，多 大 な ご 協 力 を 頂 き ま し た ．こ こ に 深 く 感 謝 致 し ま す ．

本 論 文 は 多 く の 方 々 の 御 力 添 え が あ っ て 初 め て ま と め る こ と が で き た も の で あ り ， 最 後 に も う 一 度 感 謝 の 意 を 表 し ， 謝 辞 と 致 し ま す ．

101

本論文に関する発表論文・口頭発表

論文題目 公表の方法及び時期 著者

Ⅰ.学位申請に関わる論文 A) 査読あり

1. 局部座屈が生じた円形断面鋼製 橋脚の修復方法に関する研究 2. 異なる損傷度合の円形断面鋼製

橋脚のコンクリート充填修復と耐 震性能に関する研究

3. 異なる径厚比を有する円形鋼製 橋脚のコンクリート充填修復と耐 震性能に関する実験的研究 4. 損傷した円形断面鋼製橋脚にコ

ンクリート充填修復した場合の耐 震性能評価

5. Seismic performance evaluation of circular steel bridge piers which have damage and concrete filled repair

Ⅱ.その他 A) 学術論文 a) 査読あり

1. 損傷レベルが異なる矩形断面鋼 製橋脚のコンクリート充填修復と 耐震性能に関する研究

b) 査読なし

1. 損傷した円形断面鋼製橋脚の修 理と耐震性能に関する研究

2. 既損傷円形断面鋼製橋脚にお ける鋼板巻き立て補修実験

3. 既損傷円形断面鋼製橋脚にお けるコンクリート充填補修実験

構 造 工 学 論 文 集 , Vol.58A ， pp.277-289，2012.3.

土木学会論文集 A2(応用力学) Vol.69 ， No.2( 応 用 力 学 論 文 集 Vol.16)， I-381-I-390，2013.8.

土木学会論文集 A2(応用力学)，

Vol.70 ， No.2( 応 用 力 学 論 文 集 Vol.17)，I_565-I_573，2014．

構 造 工 学 論 文 集 ， Vol.61A ， pp.292-301，2015.3.

IABSE CONFERENCE NARA 2015 Elegance in Structures ， NT-9，May 13-15, 2015． (6 頁)

構 造 工 学 論 文 集 Vol.59A ， pp.484-492，2013.3.

土木学会第 64 回年次学術講演会 講演概要集，Ⅰ-596，

pp.1191-1192，2009.9.

土木学会第 65 回年次学術講演会 講演概要集，Ⅰ-70，pp.139-140，

2010.9.

土木学会第 65 回年次学術講演会 講演概要集，Ⅰ-71，pp.139-140，

2010.9.

嶋口儀之，鈴木森晶，

太田樹，青木徹彦 太田 樹，鈴木森晶，

嶋口儀之

嶋口儀之，鈴木森晶

嶋口儀之，鈴木森晶

Shimaguchi Y. , Suzuki M.

嶋口儀之，鈴木森晶，

太田樹，青木徹彦

嶋口儀之，鈴木森晶，

木村聡，青木徹彦

嶋口儀之，鈴木森晶，

則竹一輝，青木徹彦

則竹一輝，鈴木森晶，

嶋口儀之，青木徹彦