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損傷した円形鋼製橋脚のコンクリート充填修復後の耐震性能評価

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Academic year: 2021

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1 -284 土木学会第69四年次学櫛講漬会{平成26年9月}

損傷した円形銅製橋脚のコンクリート充填修復後の耐震性能評価

1.はじめに 鋼製橋脚は市街地の高架道路や鉄道など重要構造物に 多用されており,震災後の銅製橋脚の早期復旧は人命救助, 都市機能の回復のために極めて重要である. これまで筆者らは,地震により基部に局部座屈が生じた 円形および矩形断面銅製橋脚を対象として,早期の応急笹 !日が可能な修復方法について研究を行ってきたり,勾.その 結果,修復後の最終的な損傷形態は橋脚の損傷度合および 修復方法により異なることを確認した2) しかし,損蕩形 態がどのようなパラメータにより支配されるのかは明ら かではなく,また,損蕩形態の是非を判断するための基準 も明確ではない. そこで本研究では,適切な修復方法を判断するための資 料として,修複後の円形断面鋼製橋脚のひずみレベルに着 呂し,修復後の損傷形態との関係について調べる.そのた め、過去に行った修復後の供試体の静的繰り返し載荷時の ひずみ値の分布を詳細に把握し,最終的な破壊に至るまで の過程を明らかにする.

2

.

実験計画 2. 1 実験の琉れ 本研究では以下に示すような手顕で実験を行う.まず, 文献 2)で定義した橋脚の損傷レベルを 2-4~こ設定し,そ れに相当する所定の損奮を,静的繰り返し載荷により供試 体に与える.その後,供試体にコンクリート充填修復を施 し再度,同様の静的繰り返し載荷を行う. 2.2 実験供試体 本研究では,文献 2)で使用したコンクリート充填修復 を施した円形断面鋼製橋脚を対象とする.損傷前の供試体 藷元を表 1,供試体一覧を表一2に示す. 2.3ひずみ計灘位置 本研究では,国一2 に示すように,供試体の載荷方向の 圧縮および引張倒に,基部から 800mmの高さまで約 50mm 間痛でひずみゲージを設置し,ひずみ植の計測を行った. 3.実験結果 3. 1 修複後供試体の損楊形態 実験後の供試体の損傷形態はコンクリート充填高さ,ダ イアフラムの有無および損傷レベルにより異なり,図-2 に示すように大きく 3つに分けられる.このうち,損傷タ キーワード鏑製橋脚,耐震性能,修復,コンクリート充填 愛 知 工 業 大 学 学 生 会 員

O

嶋口儀之 愛知工業大学 正会員 鈴木森晶 愛 知 工 業 大 学 学 生 会 員 中村吉I1大 表-1 供試体諸元2) Uシリーズ Sシリーズ 鋼種 STK400 載荷点、高さ

h(mm)

2115 外径

D(mm)

508 板厚

t

(

m

m

)

6.36 6.35 ダイアブラム 無し 有り 降伏応力。

y

(N

/mm

2) 342 325 ヤング率

E(

kN

/mm

2) 207 206 径厚比パラメータ Rt 0.109 0.104 細長比パラメータ

Z

0.309 0.302 降 伏 水 平 変 位 以mm) 8.09 7.73 降伏水平荷重 H,,

(

167 159 軸力比 PIロヨy 0.166 0.166 表

-

2

実験供試体一覧お ダイアブラム 損蕩 充填f奇 供試体名 L2 0.5D CL2心FO.5D-U 1.0D CL2-CF1.0D-U 無し O.5D CL3-CFO.5D-U (Uシリーズ) L3 1.0D CL3倫CFl.OD-U L4 O.5D CL4-CFO.5D-U 1.0D CL4-CF1.0D-U L2 0.5D CL2・CFO.5D-S 1.0D CL2-CFl.OD-S 有り L3 0.5D CL3-CF0.5D-S (Sシリーズ) 1.0D CL3-CFl.OD-S L4 O.5D CL4-CFO.5D-S 1.0D CL4-CFl.0D-S ー長 載荷方向

題ー1 ひずみ計測位置 連絡先:宇470・0392 愛知県豊田市八草町八千草 1247 TEL: 0565-48・8121,F,収:0565-48・0030 567

-41

(2)

1 -284 土木学会第69回年次学繍講漬会{平成26年9月) (a)損傷タイプ

A

(L2,

O

.

5

D

)

(b)損傷タイプB (L3, 1.00) 図

-

2

実験後の供試体損傷状況 (c)揖傷タイプ

C

(

L

4

1

.

O

D

)

イプ A では充填部より上に座屈が生じ,コンクリート充 填による変形性能の向上は期待できず,より脆性的な破壊 となることが確認されているa また,

U

シリーズはすべて 損傷タイプCとなった. 3.2 ひずみ分布 図-3 に修復後の載荷実験の圧縮側のひずみ値の分布の 一例を示す.なお,ひずみ値は所定の損傷を与える載荷実 験からの累積値として示しであり,損傷を与えた後のひず み値を,便宜上Odyとして表記する.留の縦軸は供試体基 部からの高さ,横軸はひずみ値とし,コンクリート充填高 さを破親で示す. Sシリーズでは,図-3(a)より,Odyにおける基部のひず み値が 1%に届かない場合,充填部のひずみ僚の増加が緩 やかであり,最終的にダイアブラム直上にひずみが集中し, 脆性的な座屈進展が見られた.また,図-3(b)のようにひ ずみ値が 2%程度の場合,充填部およびダイアブラム直上 でともにひずみが増加し,充填高さ O.5Dでは主としてダ イアブラム直上, l.ODでは主として充填部で損傷の進展 が見られた.基部のひずみ伎が 5%程度を超えている場合, ひずみの増加は充填部に集中した. U シリーズでは,圏一3(ののように基部のひずみ値が小 さい場合でも充填部にひずみが集中する結果となった. 4.まとめ 1) 損傷レベル 2および 3のような比較的軽微な損傷の場 合,修復方法により,ひずみが集中する富所が異なる. 2) 3) 損傷レベル2では,ダイアフラムを設ける場合,充填 高さによらず,充填部より上の鋼断面部にひずみが集 中し,脆性的な座屈進展が見られた. 損傷レベル4では,ダイアブラムの有無,充填高さに よらず,充填部で損傷が進むため,酎カを十分に回復 させることを優先する必要がある. 謝辞 本研究は一般社団法人日本橋梁建設協会の研究助成(鋼橋 の防災技術に関する研究助成),一般社団法人名古屋高速道 路協会の受託試験費および愛知工業大学耐震実験センター

-568-42

~ 800 :;;; 700 夜 600 ~ 500

1

-

一一一

品400ド一一一一一一

3

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日 玉 200 100 0 ~ ~ ~ ~ 0 2 4 6 8 ひ ず み 偽 ) (a)損傷レベル2,0.50

1

8

石7日ω0 権 6ωD

3

5

印0ω0 」会主却0

3初9∞凡O. 2日O 100 ~ ~ ~ ~ 0 2 4 6 8 ひずみ ω Sシリーズ (タイプA) 研究経費を使用し,愛知工業大学耐震実験センターにお いて実施しました.ここに感謝の意を表します. 参考文毅 1) 鳴口儀之,鈴木森晶,太田嵐前撤彦:局部座溜が 生じた円形断頭銅製橋脚の修復方法に関する研究,構 造工学論文集, VoL58A, pp227-289, 2012.3. 2) 太田樹,鈴木森晶,嶋口儀之.,異なる損傷度合の円形 断面銅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,土木学会論文集A2分冊(応用力学)特集号

ToL69,1_381-1_390, 2013.9

参照

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