鹿島：技術とサービス：橋梁技術

ハイフレッド(HiFleD)橋脚工法 -High Flexibility and Damping-
鋼製ダンパーを用いた制振橋脚工法

概要

兵庫県南部地震以降、大地震に対する耐震安全性の確保は橋梁の設計においても規準等に規定され必須となっています。この耐震安全性確保のために、支承部に免震支承を適用して地震力の低減を図ることはその手段の一つですが、支承は維持管理やコストの点から必ずしも有利ではなく、連続ラーメン橋が採用されるケースが多くなってきています。
ハイフレッド橋脚工法は、連続ラーメン橋に対して橋脚部材を細くして固有周期の長周期化を図り地震時応答加速度の低減を図るとともに、鋼板ダンパーを適用して地震エネルギーを吸収させる工法です。


従来橋梁	制震橋梁（ハイフレッド橋脚工法）	鋼板ダンパー（建築分野で適用実績が豊富）

ハイフレッド橋脚工法による制震橋梁のイメージ図

特長

地震エネルギーの吸収
制震装置として用いる鋼板ダンパーは低降伏点鋼の塑性変形により地震エネルギーを吸収する減衰性能を有しています。本工法は、組柱構造を橋軸方向・橋軸直角方向の双方に組合せることにより、双方向の地震に対して制震効果が発揮できる工法です。
橋梁の長周期化による応答加速度の低減
本工法では、組柱構造を柔構造とし長周期化を図るため、地震時の応答加速度の低減が期待できます。構造物の固有周期と地震動の卓越周期が一致すると地震被害が大きくなることが知られています。そのため、耐震性を高めるために構造物の固有周期を設計時にコントロールして地震動の卓越周期と一致しないようにすることが非常に有効です。
施工コストの低減
本工法の採用により、地震時断面力の低減が図れることから、コンクリート柱部材の数量減・基礎構造の小規模化・上部構造の耐震補強量の低減が可能となるため、建設費の低減が期待できます。

適用領域の確認

橋脚高・支間長・径間数をパラメーターとして従来橋梁と制震橋梁とについて大規模地震に対する非線形動的解析を実施しました。解析結果の比較からハイフレッド橋脚工法では橋梁の耐震安全性において問題ないことが確認できました。

基礎構造の合理化

仮定した地盤条件に基づき、大口径深礎を想定して基礎の概略設計を行いました。制震橋梁では従来橋梁と比較してコンクリートの数量が半減できることを確認しています。
（検討ケース：3径間、橋脚高30ｍ、支間長100ｍ）

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