鋼橋の落下解析

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(1)I‑017. 土木学会中部支部研究発表会 (2012.3). 鋼橋の落下解析長野工業高等専門学校学生会員石川賢也長野工業高等専門学校正会員. 永藤壽宮. 1.目的自然災害による橋台の損失や鋼橋本体の撤去時の鋼部材における発生する応力等の解析を行うことで、補修や撤去に役立てることができる。また、現在では鋼橋の撤去の低コスト化が図られ、橋梁を直接落下させる方法が着目されている。本研究では、安全性の見地から各部材の変形や応. 図１モデル寸法. 力によりボルトや鋼部材の飛散を防ぐために注意しなくてはいけない箇所すなわち補剛を必要とする箇所を見つけるため種々の落下条件で解析を行なって情報を提供することを目的とする。 2.方法 3 次元 CAD システム「Solid Works」を使用し、立. 図２落下解析時の条件. 体トラス橋のモデルを図１に示すように作成し材料特性を SS400 に指定し落下解析で自由落下状態、弾塑性有限変位解析で強制変位を発生させた状態で行なった。また、実際の橋梁のサイズで解析を行うとパソコンの処理能力不足で完全な解析を行うことができないので、1/50 スケールでモデルを作成した。（斜め横構を含まないケースについて図示したもの）. 図３弾塑性有限変位解析の条件. ・落下解析(自由落下状態) 落下解析は、高さ 6m からの落下を想定し、モデル同様 1/50 した 0.12m から落下させたという条件で解析を行なった。(図２) ・弾塑性有限変位解析(強制変位) 落下解析では、片方を固定して反対側だけを落下させる解析ができなかったのでモデルの片方を固定し、もう一方を 20,40,60,80,100,120mm と段階的に変更し応力、変位の解析を行なった。(図３) また、強制変位を面に発生させるだけではなく、点のみにも変位を発生させねじれながらの落下を想定で面の時とどのように違うかを検討する。 3.解析結果. 図４落下解析結果(応力). ・落下解析(自由落下状態) ‑33‑.

(2) I‑017. 土木学会中部支部研究発表会 (2012.3). 0.12m からの落下解析の結果は応力が図４、変位が図５のようになった。応力の結果を見ると部材が集合している格点回りに大きな応力が発生していることがわかる。部材が集中して部材の変形が制限されている部分は応力が過大となりそれに引きずられて、上弦材横構の変形が大きくなったと考えられる。また、この結果から上弦材の格点部分はボルトによる固定がされているところなのでボルトの飛散などの可能性があると考えられる。また、リベット接合の場合、橋梁の撤去工事においてすべての部材にリベットが使用されて. 図５落下解析結果(変位). いることが多いので飛散する可能性がある。高力ボルトの場合は遅れ破壊による飛散、欠落等も考えられる。・弾塑性有限変位解析(強制変位) 6 つの結果を見てみると、桁との固定されている支点の近傍部分に大きな応力が発生することがわかる。固定してある部分は、橋梁本体のボルト以外に桁との固定のためのボルトやアンカーなどにも曲げモーメントがかかりより多くの部品が飛散する可能性が考えられる。また、桁との固定のためのボルト等が外れた場合、橋梁本体が跳ね上がり、橋梁の落下以外に桁との衝突などが発生する可能性もあると考えられる。（図６は 120mm 強制変位させたもの）また、点での強制変位をかけた場合は本体の横構により大きな応力や変位の違いはなかった。(図７). 図６弾塑性有限変位解析(面上). 4.展望・今回の解析は、風荷重などの気象条件を含んで解析を行う・解析の結果を利用して、橋梁本体の剛性の強化や飛散の防止策の検討をする・可能であれば、今回はトラス橋の解析を行なったが、他にも様々なタイプの橋梁があるので解析を行う上記の研究結果は発表時に譲る参考文献座屈設計ガイドライン,改訂第２版,土木学会,2005. 図７弾塑性有限変位解析(点) ‑34‑.

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