異なる径厚比を有する円形鋼製橋脚のコンクリ-ト充填修復と耐震性能に関する研究

土 木 学 会 第17回応用力学シンポジウム講演概要集

異なる径厚比を有する河1m隙噂融却の

コンクリ}ト充填穆復と樹粛生能に演する研究

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嶋口儀之*・鈴木森晶**

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キイ釘ココ野口工動て制調珪生産・建設工学専攻(〒470-0392豊 田 市 八 割I八千草124η 料商工)数日工業大学教授工学頭部市環境学科土ホ工学専攻(〒47ω3見豊田市八草町八千草124η KeyJJ匂""台:diameter-to-thic初切 ra.如政~elb成igepi，erseismicpeりIom l W脱 ， 碍 沼，ri'cone凶'efilled

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はじめに

鋼製橋脚は市街也の高鍋董路キ鋭董などの重要構造物 に多用されており，震災後の鋼製欄却の早期復!日は人命救 助，都市機能の屈復のために極めて重要である.1995年 の兵庫県南部地震以降，新設;欄期3よt湾問明翻却に対する 補強については多くの研究がなされているが，地震により 損傷した橋脚の修復方法とその高慢性能につしての研究 は非常に少ない. そのため筆者らは，損傷し

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融当喬脚の修復方法に関す る研究を精力的に行ってきた.文献りではコンクリート充 填修復およひ濁板巻き立て修復など議々な修復方法を提 案し，文献2)および3)では，損傷度合の異なる鍋製橋脚に 対して，コンクリート充填を行い，修複効果の違いについ て検討を行った.しかし，駒字の鋼製橋脚は幅広し構造パ ラメータを有しており，各々について適切な修複方法とそ の耐震

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強告を明らかにする必要がある. そこで本研究では，径厚Jt/"~ラメータが異なる円形鋼製 橋脚に対してコンクリート充填棲複を行い，修復後の

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震 性能について抗議・検討する.

2

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実験計画

2.1.実験問瀦も 本研究ではまず，橋脚の損傷の程度を文献3)で定義する 損傷レベル3に設定し，それに相当する所定の損傷を，静 的繰り返し載荷により，供試体に与える.その後，供試体

i

こコンクリート充填鯵復を施し，再度，同様の静前繰り返 し載荷を行い，樹粛強

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を明らかにする. 2.2.実験誤詩体 本研究では円形断面銅製欄却を12体用いる.供試体 の径厚比パラメータ

R

t

は， 0.113， 0.097および 0.073の 3 種類としそれぞれダイアブラムの有るものと無いものを 用意する.ダイアブラムの位置はコンクリート知真高さに 表・

1

供試体諾元 銀躍 SfK.判。 外壁D (mm) 609.6 載荷点高さh (mm) 3460 ダイアフフム板厚tD 加盟) 9 ダイアフフム嬬bn (mm) 50 ダイアフフムの{立量

h

D (mm) 305or61O 板厚t (mm) 7.5 8.9 11.9 降閃忘力cら (N畑n

う

348 355 360 ヤング率

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加

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209 208 210 径淳比パラメータ

R

t

0.113 0.097 0.073 細長比パラメータ A 0.422 0.429 0.432 降fjQ1<平荷重

Hv

加。

183.8 223.0 296.7 降ffl:71<平変イ立d

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(回ロ) 19.0 19.5 19.6 表・2 供試体一覧 コンクリート

R

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供試体名 プ設真 圧 縮 鰻 高さ 例r

I

n

I

I

1

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-S τ7.5-CFO.5D-U/-S O.5D 20.8 19.7 0.113 T7.5-CF1.0D-U/-S 1.0D 232 22.8 τ"8.9-CFO.5D-U/-S 050 21.7 23.0 0.097 T8.9-CF1.0I山 んS 1.0D 22.7 23.9 T11.9ζFO.5D-U/-S O.5D 19.8 222 0.073 T11.9-<ご:Fl.OD-U/-S 1.0D 20.9 21.0 合わせ，外各Dの 0.5領305mm)および1.0

儲

61加国)の高 さに設置してしも.新品商設言愉の供試かj註および洛 パラメータを表~Hこ示す.

2

3

.

修復方法 修護方法は過去の研究で高い効果を得られたコンクリ ート知真修復を用いた1門知真高さは供試体外径Dの0.5 -61 -45

倍および1.0倍とし，ダイアブラムの有無で各

H

材Sつ，計

4

種類の修復を行う.充填したコンクリートの呼ひ強度は 16N/mnlである.表・2に供試体一覧およびコンクリート強 度を示す.ここで，ダイアフラムなしを U(収活組釘副)1，ダ イアブラム有りをS(剥 島ne<却と表す.

3

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実験結果

国

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1

に修復方法ごとの水平荷重ー水平変位関保の包絡親 を示す.図の縦軸を降跡平荷重耳，横軸を捧捌く平変 位 dyで無次元化している. ダイアブラム無の場合，Rr~).l 13 の伊試体は，充填高さ がO.5Dでは，最対く平荷重が損寝前と比べ小さく，寸分 な修復効果が得られていない.それ五汐トの R

，

を有する供試 体は，充填高さに関わらず十分に回復している.また，窪 厚比や充填高さに関わらず，いずれも基部の座屈部の損蕩 がさらに進行しており，協l(a)およひゆ)より，最大水覇苛 重到達以降，閉じような領きで荷重が低下していることが 分かる. ダイアフラム有の場合，R

，

により水平荷重の回復量と， 最大水平荷重圭

f

達後の挙動に違いが見られた.島=0.113お よび為=0.097の供試体では，知真部より上部に新たに座屈 が生じ，国・l(c)およlJ(d)に示すように最大水平荷重識畿 に急激な荷重の低下が見られた.また，充填高さが異なる ことによって，最大水平荷重に大きな差が見られ，充填高 さが1.0Dでは最大水平荷重が損寝前と上

t

載して著しく増 加した.R，=O.073の場合，最大水平荷重到達後の挙動が， 他の供試体と異なった.知真高さO.5Dの場合基部の麗屈 が進行しながら上部の座屈も進行し，荷重の低下は緩やか となった.また

，

1.0Dの場合，基部で座屈が進行し，ダ イアブラムがない場合と同様に緩やカ斗こ荷重が低下した.

4

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まとめ

1) 径厚比パラメー夕方主大きゅ掛体では，棲復方法によ る修復効呆の違いが顕著であり，ダイアブラムを設置 することで急激な耐力の増加が見られたこの場合， 最大水平荷重到達後に急激な荷重の抵下が生じ，適し た穆復方法とは言えない. 2) R同β73の場合，本研究寸子った全ての修復方法が有 効と考えられる.中でも，水明苛重の!fili復量，最大水 平荷重到達後の荷重の低下およて芥変形性能を考産す ると，ダイアブラムを設置する方法が修護方法として 適していると考えられる.

参考文撤

1) 鳴口犠之，鈴木森品，太田樹，青木撤彦:局部座屈 が生じた円形断面銅製橋脚の修復方法に関する研究， 構造工学論文集， VoL58A， pp277羽9，2012.3. 2) 鳴ロ犠之，鈴木森晶，太閏樹，青ポ撤彦:損傷レベ ノレが異なる矩形断面銅製橋脚のコンクリート充填穆 復とifiI'震性能に関する研究，概査工学論文集， 2.0 1.5 一寸~Rt=Oρ73 0.5- t 子 一 一 一 一 一 ^ 斗 t

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o 5 o/oy 10 15 (a)充填高さ

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D， ダイアフラムなし 2.0 1.5 吾、 ~ 1.0 出 0.5 0.0 0 し よ ⑤ m ， ， ム 一 フフ ア イ 卸 ダ e o

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充填高さ0.51)，ダイアブラム有り 2.0 1.5 〉、 当1.0 E 0.5 --4Jト-Rt=0D73

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13 10 15 0.0 0 _{5 o/oy} (必充填高さ1.0D，ダイアフラム有り 思1 包絡隷 VoL59A

，

pp.484-492

，

2013.3. 3) 太田樹， 鈴木森晶， 鳴口犠之:異なる損傷度合の 円形断面鋸製橋脚のコンクリート

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真 修 護 団 撰 性 能に関する砂関，土木学会論文集A2(応用力勢， Vo.169， No2C応用力学論文集VoLl6)， 1_381・390， 2013.9. -62-46