耐震補強
「円弧拘束RCダンパ工法」
鉄筋コンクリート部材を用いた制震工法による橋梁の耐震補強工法
制震工法は、長周期化や減衰付加により、橋脚や基礎に作用する地震力を低減できる工法です。制震工法は機械式ダンパや鋼製ダンパによる工法が一般的であるが、耐久性やコストの面で課題がありました。
円弧拘束RCダンパ工法は、従来の制震工法にあった耐久性やコスト面での課題を解決するために、RCダンパ部材に円弧拘束機構を付与した制震ダンパ工法です。
本工法は、この円弧拘束機構の付与により、地震時に繰り返し生じるRCダンパ部の大きな変形に対して、安定した変形性能と減衰性能を有しています。RCダンパが曲げ変形する際にRCダンパ内部の軸方向鉄筋が塑性変形することで、ダンパとしての減衰力が得られます。また、RCダンパ部は高密度ポリエチレン管で被覆された部材としているので、塩害などに対して高い耐久性を確保することが可能となっています。
特許登録済
円弧拘束RCダンパによる耐震補強のイメージと円弧拘束RCダンパのメカニズム
- キーワード
- 橋梁、制震、耐震補強、ダンパ、耐久性
従来RC部材の2倍以上の高い繰返し変形性能
一般的な鉄筋コンクリート部材は、地震時繰返し変形を受けて、断面力が大きくなる部材端部にて鉄筋降伏により塑性ヒンジが形成され、コンクリートの圧縮破壊、鉄筋の座屈によるかぶりコンクリートの剥落、及び鉄筋の破断によって耐力が低下し、部材としての終局に至ります。本円弧拘束RC工法は、塑性ヒンジ部を緩やかな円弧形状に変形させることにより、鉄筋コンクリート部材の繰返し変形性能を飛躍的に高めることを可能としています。従来の鉄筋コンクリート部材の限界変形性能が部材角4%程度（せん断スパン長1,000mmに対し、水平変形量40mm）とされているのに対し、本円弧拘束RCダンパは、部材角8%以上（従来技術の２倍以上）の繰返し変形性能を有することを、実物大試験体を用いた構造実験で確認をしています。
実物大試験体構造実験による地震時変形性能の確認
実物大実験より得られた水平荷重－水平変位の関係
（繰返し変形に対して非常に安定した履歴特性）
特長・メリットココがポイント
高い繰返し変形性能
地震時に生じる大きな繰返し変形に対して、非常に安定した性能を有します。多数回地震動に対しても高い安全性を有します。
- 高い変形性能（水平変形±160mm以上）
- 多数回地震に対する安定性（繰返し100回以上鉄筋破断等の脆性的な破壊なし）
- 明快な力学メカニズム（様々な条件で設計可能）
実物大実験による高い繰返し変形性能の確認
塩害等に対する高い耐久性
ダンパ部は、高密度ポリエチレン管で被覆されていますので、海岸線に近い環境にける塩害等に対して高い耐久性を有します。高密度ポリエチレン管は、斜張橋ケーブルや電線の被覆材として多数の実績があり、信頼性の高い材料です。
高密度ポリエチレン管による被覆構造
低価格の制震ダンパ
橋脚や基礎に作用する地震力を低減する耐震補強として制震工法が有効ですが、機械式ダンパなどでは高いコストが課題でした。本工法では、機械式ダンパなどと比較して低価格で制震工法を採用することが可能となります。また、機械式ダンパで必要な塗装などのメンテナンス費を大幅に削減することが可能となります。
円弧拘束ダンパと機械式ダンパの初期コスト比較
（制震ダンパ性能 200kN、±150mmの場合）
適用実績
高速道路耐震補強
規模：設置ダンパ約200本