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橋梁技術

耐震設計技術

橋梁上部工・地盤を含めた非線形動的応答解析システム

阪神・淡路大震災での橋梁被害を教訓に道路橋示方書が改訂され、地震時に複雑な挙動を示す大規模橋梁の設計には非線形動的解析による耐震性の照査が求められています。

鹿島では各種の保有解析ツールを組み合わせて、次のような解析を行うことにより、大地震時の構造物の挙動を明確に把握することができます。

図版:大規模地震に対する構造物の耐震性検討フロー

大規模地震に対する構造物の耐震性検討フロー

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キーワード

動的解析、軸力変動、ファイバーモデル、耐震設計、レベル2地震動、地盤非線形

解析システムの概要

本解析システムは既に実プロジェクトでの耐震検討に、多く使用されております。

以下に、本システムを用いた場合での耐震検討フローの一例を示します。

本解析システムの使用実績では、おもに、橋梁の耐震検討で活用されておりますが、その他の構造物でも本解析システムは有効に利用されております。

図版:本システムを用いた耐震検討フローの一例

本システムを用いた耐震検討フローの一例

特長・メリットココがポイント

周辺地盤-構造物
2次元地震応答解析による耐震検討

地盤の不整形の影響や大規模構造であることによる地盤-構造物の動的相互作用の影響が無視できない可能性があるケースでは、地盤-基礎-構造物の動的相互作用を考慮した検討が必要であると考えられます。

周辺地盤の不整形性および動的相互作用を考慮した上部構造の耐震検討を行うために、周辺地盤の非線形性を考慮した地盤-構造物2次元地震応答解析による各橋脚基部の設計用入力地震動を算出しました。

図版:橋軸方向2次元全体系解析モデル

橋軸方向2次元全体系解析モデル
(地盤・橋脚の鉛直方向尺度を上部構造の5倍)

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ファイバーモデルを用いた非線形動的応答解析

重要構造物では高度の耐震性が要求されます。斜張橋など大規模な構造物では、地震時挙動が通常の橋梁に比較し複雑となります。

下に示す斜張橋の事例ではレベル2地震動に対する耐震設計において、非線形動的応答解析を実施しました。主塔は逆Y型形状を有しており、橋軸直角方向地震時には主塔分岐部の軸力変動が無視できないため、ファイバーモデルを用いた解析を実施しました。

図版:解析モデル

解析モデル

学会論文発表実績

  • 「ファイバーモデルを用いた非線形動的応答解析(第二東名高速道路・矢作川橋)」,第59回土木学会年次学術講演会,
    2004年
  • 「第ニ東名矢作川橋における設計用入力地震動の評価」,第59回土木学会年次学術講演会,2004年
  • 「周辺地盤 ─構造物2次元地震応答解析による第二東名矢作川橋(仮称)の耐震検討」,第59回土木学会年次学術講演会,2004年

橋梁技術 インデックス

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