研究

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簡易かつ高精度にインフラ構造物の耐力を評価 ―「幅厚比の比」というパラメータを活用―

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公開日:2014.11.12

概要

東京工業大学佐々木栄一准教授らは、鋼橋の腐食などの損傷による影響を、「幅厚比の比」というパラメータの導入により簡易かつ高精度に評価できることを明らかにした。佐々木准教授らはインフラ構造物のうち鋼構造物を主な対象として、その効率的維持管理手法の確立のため、点検・検査、評価、モニタリングに関する研究を行っている。その中でも重要な点検・結果に基づく評価の基礎となる構造物の残存耐力の評価方法について実験的、解析的に検討し、解明した。

研究の背景

インフラ構造物の維持管理の重要性が指摘されている。インフラ構造物の維持管理においては、今後の対象とすべきストック量などから、効率的な手法・システムの開発が不可欠となっている。これまでも点検・検査が行われているが、その結果に基づき、どの程度の耐力が残っているのかを評価し、今後の維持管理戦略を練るプロセスにおいて、耐力の評価の面で課題が残されていた。

目視などの点検・検査による評価と実際の構造物としての性能を結びつけることが重要な課題とされてきた。インフラ構造物のうち、橋梁は桁端部の損傷が多くみられ、それによる耐力の低下がどの程度であるかを明確にすることができれば大変重要な情報であると考えられる。本研究では、鋼橋を対象として、腐食などの損傷による耐力への影響を評価する方法について検討した。

研究成果

点検・検査の結果、様々な箇所での損傷が報告されるが、耐力への影響は損傷の発生箇所や範囲、レベルにより異なる。そのため、本研究では鋼橋端部を対象として、これまでの研究成果に基づき、損傷箇所を分類し、損傷レベルや範囲の大きさについて、詳細な解析と大規模再現実験により検討し、最終破壊形態を分類、それらの最終破壊形態が生じる条件などを明らかにした。その結果から、損傷位置の幅厚比と建設時(健全箇所)の幅厚比の比(幅厚比の比)をパラメータとすることで、簡易かつ高精度で、残存耐力評価することができることを示した。

これにより、どの位置にどの程度の損傷があれば、耐力はどの程度低下するのかを評価することができ、また、点検・検査においてもどの位置の計測を行えばよいかを示すことにつながる。

今後の展開

研究成果は、点検・検査からインフラ構造物の評価・診断をより定量的に扱い、今後の補修・補強計画など鋼構造物の維持管理戦略のための効率的なシステムの構築に役立てたいと考えている。また、その他の様々な損傷形式についても簡易評価方法を展開していく方針である。

実際の鋼橋端部の損傷事例

図1. 実際の鋼橋端部の損傷事例

損傷による耐力への影響評価の例

図2. 損傷による耐力への影響評価の例

論文情報

論文タイトル :
Experimental and numerical evaluation of bearing capacity of steel plate girder affected by end panel corrosion
掲載誌 :
International Journal of Steel Structures 14, 659-676 (2014)
執筆者 :
Nauman Khurram, Eiichi Sasaki, Hiroshi Katsuchi, and Hitoshi Yamada
DOI :

 

論文タイトル :
Analytical demonstrations to assess residual bearing capacities of steel plate girder ends with stiffeners damaged by corrosion
掲載誌 :
Structure and Infrastructure Engineering 10, 69-79 (2014)
執筆者 :
Nauman Khurram, Eiichi Sasaki, Hiroshi Katsuchi, and Hitoshi Yamada
DOI :

 

論文タイトル :
Finite element investigation of shear capacity of locally corroded end panel of steel plate girder
掲載誌 :
International Journal of Steel Structures 13, 623-633 (2013)
執筆者 :
Nauman Khurram, Eiichi Sasaki, Hiroshi Katsuchi, and Hitoshi Yamada
DOI :

お問い合わせ先

大学院理工学研究科 土木工学専攻
准教授 佐々木栄一
Email: sasaki.e.ab@m.titech.ac.jp
TEL: 03-5734-3099 / FAX: 03-5734-3577

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