A 進 A 真 A 広明 A 元英 As 既設橋の耐震補強設計手法についてほんますすむ本間 A1 A 関塚せきづかまこと A1 A 奥原おくはらひろあき A1 A 阿部あべもとひで A1 1 開発技建 ( 株 )( 新潟県新潟市中央区紫竹山 ) 1995

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きよはるののした
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1 (2) 既設橋の耐震補強設計手法について開発技建 ( 株 ) 構造部本間進氏 17

2 A 進 A 真 A 広明 A 元英 As 既設橋の耐震補強設計手法についてほんますすむ本間 A1 A 関塚せきづかまこと A1 A 奥原おくはらひろあき A1 A 阿部あべもとひで A1 1 開発技建 ( 株 )( 新潟県新潟市中央区紫竹山 ) 1995 年に発生した兵庫県南部地震 ( 阪神淡路大震災 ) の甚大な被害を契機に耐震設計基準が大きく改定されたしかし 1995 年以前に建設された橋梁に関しては現在の基準に比べ耐震性能が低い橋梁が多く存在する既設橋梁は耐震補強を行うにあたり地震後における道路ネットワークとしての路線の重要性当該橋が被災した場合における機能回復の難易度等を踏まえて目標とする耐震性能を設定する必要がある本報告は既設橋梁に求められる耐震性能に対して制約条件を踏まえた上での耐震補強工法の選定提案した耐震補強設計手法について報告する 1. はじめに Key Words : 既設橋梁耐震性能耐震補強, 動的解析解析モデル近年 100 年 1000 年オーダーで起きると言われている大規模地震が 1995 年の兵庫県南部地震以後比較的頻繁に起きている表 -1 に近年に発生した主な大規模地震の概要を示す本報告は既設橋梁に求められる耐震性能についての考え方制約条件を踏まえた上での最適な耐震補強工法の選定提案した耐震補強設計手法について報告する表 -1 近年に発生した主な大規模地震の概要発生年地震名マクニ最大最大加速度チュート震度 (gal) 兵庫県南部地震 891( 神戸 JA) ( 阪神淡路大震災 ) 759(JR 鷹取 ) 中越地震 (JA 川口本震 ) 2515(JA 川口余震 ) 岩手宮城内陸地震強東北地方太平洋沖地震 ( 東日本大震災 ) 最大加速度だけで比較すれば最も構造物の被害の大きかった兵庫県南部地震が最も小さい値となっているこれは加速度応答スペクトルが構造物に最も影響があるとされる 1~2 秒程度で卓越したことが原因であると推測される他の地震では短周期が卓越する傾向にあったこととまた耐震補強が進んでいたため構造物の被害が少なかったと推測される ( 図 -1) 加速度応答スペクトル (gal) 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2, 橋梁諸元固有周期図 -1 主な地震の加速度応答スヘクトル兵庫県南部地震中越地震岩手宮城内陸地震東北地方太平洋沖地震道示タイプ 2-Ⅰ 種道示タイプ 2-Ⅱ 種道示タイプ 2-Ⅲ 種耐震補強を実施する対象橋梁は一般国道 290 号が一級河川荒川を渡河する幅員 5.5m の道路橋である橋梁諸元を表 -2 に示す T(s) 橋長 A P1 P2 P3 P4 P P P7 A 図 -2 橋梁側面図 18

交差物件架設年次表 -2 橋梁諸元一級河川荒川昭和 41 年 ~47 年上部工形式鋼単純合成鈑桁橋 (8 連 ) 逆 T 式橋台 ( 直接基礎 ) 下部工形式壁式橋脚 ( 直接基礎ケーソン基礎 ) 橋長 L=368.90m 支間割り 8@45.30m 幅員構成 W= 5.50m 活荷重 TL-14 3.

橋脚柱の曲げ耐力を過度に向上させると基礎に大きな力が作用することなり基礎構造に対しても補強が必要となる場合もあるしたがって基礎への影響を最小限にすることを目標とし橋脚柱の耐震補強はじん性向上を第一に考え曲げ耐力は最低限の補強とする (1) 橋梁の耐震設計基準橋の耐震設計は道路橋示方書 ( 以下道示という ) に準じて行う 1996 年 [H8] 道示以降 ( 以下

3 交差物件架設年次表 -2 橋梁諸元一級河川荒川昭和 41 年 ~47 年上部工形式鋼単純合成鈑桁橋 (8 連 ) 逆 T 式橋台 ( 直接基礎 ) 下部工形式壁式橋脚 ( 直接基礎ケーソン基礎 ) 橋長 L=368.90m 支間割り 8@45.30m 幅員構成 W= 5.50m 活荷重 TL 橋梁の耐震設計基準アスファルト厚 50mm 床版厚 210mm 図 -3 断面図 2200 (2) 既設橋の耐震補強対策既設橋梁の耐震補強はレベル 2 地震動に対する落橋防止対策と橋脚柱補強対策が基本となる既設橋脚柱の耐震補強は耐震性向上を目的に粘り強い構造とするためじん性補強を優先に補強することが重要となる橋脚柱の曲げ耐力を過度に向上させると基礎に大きな力が作用することなり基礎構造に対しても補強が必要となる場合もあるしたがって基礎への影響を最小限にすることを目標とし橋脚柱の耐震補強はじん性向上を第一に考え曲げ耐力は最低限の補強とする (1) 橋梁の耐震設計基準橋の耐震設計は道路橋示方書 ( 以下道示という ) に準じて行う 1996 年 [H8] 道示以降 ( 以下現行基準という ) の耐震設計ではレベル 2 地震動を考慮しておりレベル 2 地震動が作用した際には塑性化させる部材を明確にしエネルギー吸収を考慮した非線形設計法が基本となっている 1996 年 [H8] 道示以前の基準 ( 以下旧基準という ) で設計され現行基準のレベル 2 地震動を考慮した耐震補強を実施していない橋梁は耐震性能が低い状態となっているさらに 1980 年 [S55] 以前の設計基準で設計された橋梁は橋脚柱基部よりも段落し部の耐力が低くなっているケースが多く段落し部が構造上の弱点となっているエネルギー吸収を可能とするためにはじん性を確保する必要があるそのためには横拘束効果の向上を目的とした帯鉄筋等を配置することによりじん性が向上し粘り強い構造となる ( 図 -5 b)) しかし旧基準で設計された橋脚柱はコアコンクリートに対する横拘束効果が低くまた柱断面に対する主鉄筋量が少ない場合が多いため脆性的な破壊 (c>y) が生じるケースが多い ( 図 -5 a)) 兵庫県南部地震において甚大な被害が発生した理由も現行基準に比べ耐震性能が低いことが原因であると推定できる c y 図 -4 兵庫県南部地震で損傷した橋脚 3) c>y のため脆性的破壊となる u a) 主鉄筋量が少なく横拘束 b) 横拘束効果が高い場合効果が少ない場合図 -5 柱の曲げモーメントと曲率の関係 c y u 4. 目標とする耐震性能の設定 (1) 耐震補強における耐震性能の設定の考え方既設橋の耐震設計を行うにあたり必要とされる対策を決定するには目標とする耐震性能を設定する必要がある耐震性能を設定する際には地震後における道路ネットワークとしての路線の重要性他の構造物や施設への影響当該橋が被災した場合における機能回復の難易度等に基づいて設定する必要がある既設橋の耐震補強を行うにあたり目標として設定する耐震性能として考えられる例を下記に記載する目標とする耐震性能の例 7) 1 レベル 2 地震動による損傷が限定的なものに留まり橋としての機能の回復が速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル 2 レベル 2 地震動により損傷が生じる部位がありその恒久復旧は容易ではないが橋としての機能回復は速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル 3 レベル 2 地震動に対して落橋等の甚大な被害が防止されるとみなせる耐震性能レベル 3) (2) 3プロ耐震設計の考え方耐震補強の考え方として耐震補強を効果的かつ効率的に行うために実施された緊急輸送道路の橋梁耐震補強 3 箇年プログラム ( 以下 3プロという ) に準じた耐震補強方法があるこれは落橋に至るような致命的な被害を防止し緊急輸送道路としての機能を確保することを目的としており落橋防止対策施工が比較的容易である段落し補強を行うことが主な内容となっている耐震性能としては上記の目標とする耐震性能の例 3と同等レベルであると判断できる (3) 本橋梁に要求される耐震性能本橋梁に要求される当面の耐震性能は大規模地震時において緊急輸送道路の確保と落橋に至るような致命的な被害を防止することを第一の目標とすることであるしたがって要求される耐震性能は 19

4 3 プロレベルの耐震補強 = 目標とする耐震性能の例 3 とした 5. 耐震補強工法の選定 (1) 耐震補強工法の選定方法要求される耐震性能は 3 プロ耐震レベルであるため落橋防止対策と柱の段落し補強となるしかし当該橋梁は河川橋であり段落し補強を行うにあたり河川の締切りが必要となり耐震補強費よりも仮設費の方が高くなる結果となった ( 表 -3) 3 プロの主旨からも外れることになるため抜本的な対策である現行基準を満足する補強工法 ( 以下アップグレード補強という ) 5) も視野に入れて検討することとした具体的な検討案は 3 プロ補強では炭素繊維 RC 巻立て鋼板巻立てとしアップグレード補強では RC 巻立て支承を免震支承に取替える橋梁全体系補強とし各補強案に対して検討を行った補強工法 3 プロ補強図 -6 河川の締切り 3 プロ補強施工時水位築堤による締切表 -3 耐震補強工法別概算工費 ( 単位 : 千円 ) 3プロアップグレード炭素繊維鋼板 RC 巻立て橋梁全体 RC 巻立て補強巻立て ( 保耐法 ) 系補強補強費 43,060 13,070 40,910 41, ,556 仮設費 61,070 61,070 61,070 61,070 61,070 工費合計 104,130 74, , , ,626 比率仮設費割合 58.6% 82.4% 59.9% 59.5% 34.6% 河積 3.7%<5% 阻害率 4.7%<5% 3.7%<5% 5.4%>5% 4.7%<5% 保耐法 : 地震時保有水平耐力法一時的な対策ではなく抜本的な対策を行うことで費用対効果も得られることからアップグレード補強を選定することとした耐震性の面から判断すれば減衰効果の高い免震支承に取替える工法である橋梁全体系耐震補強案とするこが理想であるしかし主桁連結や移動量を緩和するためのダンパーの設置等に多くの費用を要することまた RC 巻立て案は河積阻害率が 5% を超えているが河川管理施設等構造令のやむを得ない場合の制限値内 (6% 以内 ) となっており河川管理者の了解が得られれば対応可能であることなどから RC 巻き立て工法を選定した 6. 動的解析の適用 (1) 静的解析の問題点本橋は 8 連の単純桁構造であるため 1 次の固有振動モードが卓越しエネルギー一定則が成り立つことから設計は静的解析 ( 保耐法 ) で行うのが一般的 ( 道示 ) となっている 1) しかし静的解析で照査した場合柱幅が 450mm 河積阻害率が 5.4% (>5.0%) となり基礎への負担も大きくなる (2) 動的解析の適用検討当該橋梁は新設する橋梁ではなく既設橋梁の耐震補強であるため安全側の設計となる道示基準に準じた静的解析 ( 保耐法 ) ではなく地震動による影響を応答値で評価できる動的解析を用いることにより補強量を少なくすることが可能な場合があるため検討することとした (3) 動的解析モデルの選定動的解析に用いるモデルは橋脚柱を非線形でモデル化するがその際の骨格曲線にはひび割れ点降伏点終局点からなるトリリニア型とひび割れ点を省略したバイリニア型 ( 完全弾塑性型 ) がある ( 図 -9) 曲げモーメント降伏曲げモーメント降伏 3プロアッフクレート段落し補強補強ひびわれ回転角曲率回転角曲率図 -7 柱単独の耐震補強工法案免震支承等へ取替え図 -8 橋梁全体系の耐震補強工法案 (2) 耐震補強工法の選定結果各補強工法による検討結果を表 -3 に記載した本橋は一般国道であり緊急輸送道路にも指定されており仮設費に多くの費用を要するのであれば巻立て補強 (a) トリリニア型 (b) バイリニア型図 -9 RC 部材の非線形履歴モデル例 2012 年 [H24] 道示では動的解析時の単柱式 RC 橋脚の骨格曲線はバイリニア型 ( 完全弾塑性型 ) の骨格曲線とすることを規定しているしかし既設橋脚の耐震補強に関しては以下に示す課題が存在する既設橋脚の耐震補強に関する課題段落とし等の存在により塑性ヒンジの発生位置を基部に限定できない可能性がある 20

5 塑性ヒンジより上方の橋脚一般部においてコンクリートのひび割れが発生し部材の剛性低下が生じることが考えられる上記の課題を解決するため動的解析モデルは以下のように設定する 1 固有振動が 1 次のモードで卓越する構造であるため柱基部に道示で規定している塑性ヒンジをモデル化する 2 段落し部が先に降伏する可能性があること塑性ヒンジより上方の一般部においてひび割れによる剛性低下が生じる可能性がある等を考慮し橋脚一般部を非線形梁要素 (- モデル ) でモデル化する 3 一般部を非線形梁要素 (- モデル ) とする関係から塑性ヒンジ部に対しても同じ骨格曲線となるトリリニア型 ( 剛性低下型 ) でモデル化する横はり塑性ヒンジ区間以外の柱部塑性ヒンジ区間フーチングその結果表 -4 に示すような結果が得られ基礎及び河積阻害の影響を少なくすることができ施工性及び経済性の向上も図れることが可能となった表 -4 静的解析と動的解析の違い静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析補強厚 450mm 250mm 鉄筋量 D41-2 段 D38-1 段河積阻害率 5.4% 4.7% 工費 ( 千円 ) 102,720 82,000 比率仮設費の割合 59.5% 74.5% 7. 橋脚基礎への影響検討 (1) 現行基準での照査結果本橋梁の基礎工は直接基礎とケーソン基礎形式である照査の結果はレベル 2 地震動が作用した場合橋脚基部耐力に関わらず ( 補強の実施前後 ) 基礎が先に降伏する結果となった 1996 年 [H8] 道示より前の基準で設計されたケーソン基礎は基礎本体を剛体として計算していたこのため軸方向鉄筋が非常に少ない場合が多く現在の設計計算手法で照査した場合ほとんど全ての基非線形モデル (-) 図 -10 動的解析概要図 y =u c c y : 積層ゴム支承 : 水平方向質量 : 剛体 : 非線形回転バネ : 基礎の抵抗を表すバネ pu py pc θpcθpy θ 礎が既存不適格となる 6) (2) 基礎の耐震性能の評価既設橋の基礎に対して土木研究所より既設道路橋基礎の耐震性能簡易評価手法に関する研究 6) ( 以下土研基礎研究資料という ) が示されている土研基礎研究資料によれば基礎工の補強優先度が高いケースが整理されており 6) 本橋基礎については該当するものがなかったことから基礎の補強優先度は低いと考えられたことから本業務では基礎補強は実施しないこととした 8. おわりに動的解析時の骨格曲線の設定方法についてはひび割れ点の影響はほとんどない履歴減衰効果が卓越実挙動に近いモデルなど種々の考え方が示されているまた 2012 年 [H24] 道示と NXCO 基準 ( 第二集橋梁建設編 ) でも異なっている今回は橋脚柱に段落しがあった関係で一般部に - モデル化を適用しトリリニア型を採用したが段落しが無い柱を補強する場合にはどのようにモデルを設定するかが今後の課題となる既設橋であることから新設橋と同じ耐震性能の確保を目差すのではなく重要なのは落橋などの致命的な被害の防止人的被害などの 2 次被害の防止道路ネットワーク全体としての耐震性向上など必要とされる耐震性能を設定し耐震補強を実施していくことが急務であると考える謝辞 : 加速度応答スペクトル解析に用いた地震波形は鉄道総合技術研究所防災科学技術研究所気象庁より提供して頂きました参考文献 1) 日本道路協会 : 道路橋示方書同解説,Ⅴ 耐震設計編 2002, ) 国土交通省関東地方整備局 : 既設橋梁の耐震補強マニュアル ( 案 ), ) 国土交通省 : 緊急輸送道路の橋梁耐震補強 3 箇年プログラム耐震補強マニュアル, ) 海洋架橋橋梁調査会 : 既設橋梁の耐震補強工法事例集, ) 国土交通省 :3 箇年プログラムで段落し部の対策を実施した鉄筋コンクリート橋脚のアップグレード補強マニュアル ( 案 ), ) 土木研究所資料 : 既設道路橋基礎の耐震性能簡易評価手法に関する研究, ) 国土技術政策総合研究所資料, 土木研究所資料 : 既設橋の耐震補強設計に関する技術資料, ) NXCO: 設計要領第二集橋梁建設編, ) 鉄道総合技術研究所 : 観測地震波形 JR 鷹取, ) 防災科学技術研究所 : 強震観測網 K-NT,KiK-net 中越地震,2004 岩手宮城内陸地震,2008 東北地方太平洋沖地震, ) 気象庁 : 地震時加速度データ中越地震,

開発技建 ( 株 ) 構造部関塚真本間進奥原広明阿部元英 1. はじめに近年になって 100 年,1000 年オーダーで起きるといわれている大きな地震が頻繁に起きている 1995. 1(H7) 兵庫県南部地震 2004.

橋梁の耐震設計基準と耐震補強計画 4. 目標とする耐震性能 5. 耐震補強工法の選定 6. 動的解析の適用 7. おわりに 1. はじめに近年の地震の規模兵庫県南部地震 ( 阪神淡路大震災 ) マクニチュート最大震度 7.

6 開発技建 ( 株 ) 構造部関塚真本間進奥原広明阿部元英 1. はじめに近年になって 100 年,1000 年オーダーで起きるといわれている大きな地震が頻繁に起きている (H7) 兵庫県南部地震 (H16) 中越地震 (H20) 岩手宮城内陸地震 (H23) 東北地方太平洋沖地震出典 :blog.goo.ne.jp 3 ~ 目次 ~ 1. はじめに 2. 橋梁諸元 3. 橋梁の耐震設計基準と耐震補強計画 4. 目標とする耐震性能 5. 耐震補強工法の選定 6. 動的解析の適用 7. おわりに 1. はじめに近年の地震の規模兵庫県南部地震 ( 阪神淡路大震災 ) マクニチュート最大震度中越地震最大加速度 (gal) 891(JA 神戸 ) 759(JR 鷹取 ) 1722(JA 川口本震 ) 2515(JA 川口余震 ) 岩手宮城内陸地震強 4022 東北地方太平洋沖地震 ( 東日本大震災 )

1. はじめに各地震の加速度応答スペクトル (gal) 12,000 10,000 8,000 兵庫県南部地震中越地震岩手宮城内陸地震東北地方太平洋沖地震道示タイプ 2-Ⅰ 種道示タイプ 2-Ⅱ 種道示タイプ 2-Ⅲ 種 6,000 今回の対象橋梁は 0.8(s) 程度加ル4,000 2,000 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.

橋梁諸元 8500 8500 7000 7000 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 6000 A1 A2 6 速度応答スペクト0 6000 13000 9000 13120 9000 13150 9000 13080 9900 As 橋長 368900 46150 46100 46100 46100 46100 46100 46100 46150 450 45300 800 45300

7 1. はじめに各地震の加速度応答スペクトル (gal) 12,000 10,000 8,000 兵庫県南部地震中越地震岩手宮城内陸地震東北地方太平洋沖地震道示タイプ 2-Ⅰ 種道示タイプ 2-Ⅱ 種道示タイプ 2-Ⅲ 種 6,000 今回の対象橋梁は 0.8(s) 程度加ル4,000 2, 固有周期 T(s) 5 2. 橋梁諸元 2-1. 橋梁諸元 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P A1 A2 6 速度応答スペクト As 橋長アスファルト厚 50mm 床版厚 210mm 架設年次昭和 41 年 ~47 年上部工形式鋼単純合成鈑桁橋 (8 連 ) 下部工形式逆 T 式橋台 ( 直接基礎 ) 壁式橋脚 ( 直接基礎ケーソン基礎 ) 橋長 L=368.90m 支間割り 8@45.30m 橋梁の耐震設計基準と耐震補強計画 (1). 橋梁の耐震設計基準 H8 以前の基準 ( 旧基準 ) H8 以降の基準 ( 現行基準 ) c ひび割れモーメントよりも降伏モーメントの方が小さい (c>y) ため脆性的破壊となる u c y u y a) 主鉄筋量が少なく横拘束効果が少ない b) 横拘束効果が高い幅員構成 W= 5.50m 活荷重 TL-14( 二等橋 ) 3. 橋梁の耐震設計基準と耐震補強計画 (1). 橋梁の耐震設計基準 ( 脆性的な破壊の例 ) H8 以前の基準 ( 旧基準 ) ひび割れモーメントよりも降伏モーメントの方が小さい (c>y) ため脆性的破壊となる ( 段落し部の損傷例 ) c u y a) 主鉄筋量が少なく横拘束効果が少ない 8 昭和 55 年以前の基準では段落し部が構造上の弱点となる場合が多い 23

8 3. 橋梁の耐震設計基準と耐震補強計画 (2). 既設橋の耐震補強対策耐震補強の基本耐震性向上を目的に粘り強い構造とするためじん性補強を優先に行う曲げ補強は最低限の補強とする橋脚柱の曲げ耐力を過度に向上させると基礎に大きな力が作用することになり基礎に対する補強も必要となる c y u 基礎へのアンカー定着等の曲げ補強は最小とし横拘束効果を高める y u 過度な曲げ補強を行うと基礎への影響が大きくなる 4. 目標とする耐震性能 (2). 本橋梁に要求される耐震性能要求される耐震性能本橋に要求される当面の耐震性能は大規模地震時において緊急輸送道路の確保と落橋に至るような致命的な被害を防止することを第一の目標とする要求されている耐震性能 (3 プロ同等レベル ) 目標とする耐震性能の例 ( 土研資料より ) 1 レベル 2 地震動による損傷が限定的なものに留まり橋としての機能の回復が速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル H24 道示の耐震性能 2 2 レベル 2 地震動により損傷が生じる部位がありその恒久復旧は容易ではないが橋としての機能回復は速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル H24 道示の耐震性能 3 3 レベル 2 地震動に対して落橋等の甚大な被害が防止されるとみなせる耐震性能レベル 3 プロ耐震レベル目標とする耐震性能 (1). 耐震補強設計における耐震性能の設定の考え方耐震性能の設定の考え方耐震性能を設定する際には地震後における道路ネットワークとしての路線の重要性他の構造物や施設への影響当該橋が被災した場合における機能回復の難易度等に基づいて設定する必要がある目標とする耐震性能の例 ( 土研資料より ) 1 レベル 2 地震動による損傷が限定的なものに留まり橋としての機能の回復が速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル H24 道示の耐震性能 2 2 レベル 2 地震動により損傷が生じる部位がありその恒久復旧は容易ではないが橋としての機能回復は速やかに行い得る状態が確保されるとみなせる耐震性能レベル H24 道示の耐震性能 3 3 レベル 2 地震動に対して落橋等の甚大な被害が防止されるとみなせる耐震性能レベル 3 プロ耐震レベル 5. 補強工法の選定 (1) 耐震補強工法の選定方法河川の締切り ( 切り回し ) が必要要求される耐震性能 3 プロでは河川の締切りが生じ耐震補強費よりも仮設費の方が高くなる 3 プロ耐震補強は段落し部の補強でありレベル 2 地震動に対する抜本的な対策ではなく一時的な対策である抜本的な対策である現行基準 (H8 道示以降 ) を満足する耐震補強工法 ( アップグレード補強 ) を含めた検討を行う

5. 補強工法の選定 (2) 耐震補強工法の選定結果耐震補強工法別概算工費 3 プロアップグレード補強工法炭素繊維補強 RC 巻立て鋼板巻立て RC 巻立て ( 保耐法 ) 橋梁全体系補強工費合計 104,130 74,140 101,980 102,720 176,626 比率 1.405 1.000 1.376 1.385 2.382 仮設費割合 58.6% 82.4% 59.9% 59.

9 5. 補強工法の選定 (2) 耐震補強工法の選定結果耐震補強工法別概算工費 3 プロアップグレード補強工法炭素繊維補強 RC 巻立て鋼板巻立て RC 巻立て ( 保耐法 ) 橋梁全体系補強工費合計 104,130 74, , , ,626 比率仮設費割合 58.6% 82.4% 59.9% 59.5% 34.6% 河積阻害率 3.7%<5% 4.7%<5% 3.7%<5% 5.4%>5% 4.7%<5% 橋脚単独補強案橋梁全体系補強案免震支承等へ取替え 3 プロアッフクレート段落し補強補強巻立て補強仮設費に多くの費用を要するのであれば一時的な対策ではなく抜本的な対策を行う事で費用対高価も得られることからアップグレード補強を選定することとした 6. 動的解析の適用 (2) 動的解析モデル曲げモーメント降伏 RC 部材の非線形履歴モデル曲げモーメント降伏ひびわれ回転角曲率回転角曲率 (a) トリリニア型 (b) バイリニア型既設橋脚の耐震補強に関する課題段落とし等の存在により塑性ヒンジの発生位置を基部に限定できない可能性がある塑性ヒンジより上方の橋脚一般部においてコンクリートのひび割れが発生し部材の剛性低下が生じることが考えられる動的解析の適用 (1) 静的解析の問題点静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析河積阻害率が 5% 以上基礎への負担が大きい動的解析を用いることより補強量を低減できないか動的解析による照査を検討 6. 動的解析の適用 (2) 動的解析モデルの選定動的解析モデル塑性ヒンジ以外 y =u c 骨格曲線横はり塑性ヒンジ区間以外の柱部曲げモーメント降伏 c y : 積層ゴム支承ひびわれ : 水平方向質量 : 剛体 : 非線形回転バネ塑性ヒンジ : 基礎の抵抗を区間表すバネフーチング pu py pc 非線形モデル (-) 塑性ヒンジ (a) トリリニア型 θpcθpy θ 回転角曲率 25

6. 動的解析の適用 (3) 検討結果柱基部の曲げモーメントと曲率の関係静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析補強厚 450mm 250mm (kn m) 60,000 50,000 静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析既存の柱耐力鉄筋量 D41-2 段 D38-1 段 40,000 河積阻害率 5.4% 4.7% 工費 ( 千円 ) 102,720 82,000 比率 1.253 1.

10 6. 動的解析の適用 (3) 検討結果柱基部の曲げモーメントと曲率の関係静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析補強厚 450mm 250mm (kn m) 60,000 50,000 静的解析 ( 保耐法 ) 動的解析既存の柱耐力鉄筋量 D41-2 段 D38-1 段 40,000 河積阻害率 5.4% 4.7% 工費 ( 千円 ) 102,720 82,000 比率仮設費の割合 59.5% 74.5% 曲30,000 ト20,000 10, 曲率 (1/m) おわりに耐震補強の際には橋脚柱を過度に補強してしまうことで逆に基礎への影響が大きくなることが考えられるしたがってなるべく曲げ補強量を小さくし基礎への影響を少なくすることが重要である既設橋であることから新設橋と同じ耐震性能を目差すのではなく重要なのは落橋などの致命的な被害の防止人的被害などの 2 次被害の防止道路ネットワーク全体としての耐震性向上など必要とされる耐震性能を設定し耐震補強を実施していくことが急務であるおわりに動的解析時の骨格曲線の設定方法 ( 新橋 ) について H24 道示と NXCO 基準 ( 第二集橋梁建設編 ) で異なっている耐震補強に関しては適用する基準が存在しない今回は橋脚柱に段落しがあった関係で一般部に - モデル化を適用しトリリニア型の骨格曲線を採用した段落しが無い柱を補強する場合のモデル設定が今後の課題となる 18 げモーメン0 26

国土技術政策総合研究所資料

国土技術政策総合研究所資料 5. 鉄筋コンクリート橋脚の耐震補強設計における考え方 5.1 平成 24 年の道路橋示方書における鉄筋コンクリート橋脚に関する規定の改定のねらい H24 道示 Ⅴの改定においては, 橋の耐震性能と部材に求められる限界状態の関係をより明確にすることによる耐震設計の説明性の向上を図るとともに, 次の2 点に対応するために, 耐震性能に応じた限界状態に相当する変位を直接的に算出する方法に見直した 1)

A 進 A 真 A 広明 A 元英 As 既設橋の耐震補強設計手法について ほんますすむ 本間 A1 A 関塚 せきづかまこと A1 A 奥原 おくはらひろあき A1 A 阿部 あ べもとひで A1 1 開発技建 ( 株 )( 新潟県新潟市中央区紫竹山 ) 1995

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