Development of crosswind-induced load model and proposal of traffic regulations for running vehicles on bridge by considering passing vehicle aerodynamic interference

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海上部長大橋梁上では、強風時の車両走行安全性が技術的、管理上の大きな問題となっている。これまで風速に応じた速度規制や通行止め措置が取られてきたが、依然として横転事故や長時間の通行止めが発生している。東京湾アクアライン橋梁で検証した結果、強風作用が車種、走行車線、走行パターンによって大きく変わり、現行の規制方法に改善の余地のあることが判明した。本研究では、車両模型の走行装置を開発し、風洞実験によって橋梁上を走行する車両が他の車両とすれ違う際の空気力を車線毎に計測し、横風車両応答非定常空気力モデルとそれを用いた横滑り・横転の限界風速の評価手法の構築、数値流体解析による車両相互干渉メカニズムの検討を行い、強風時の走行安全性の向上および事故低減のための合理的な通行規制基準を検討することを目的としている。本研究は3年計画、3名の研究者からなる研究体制を組織し、分担して風洞実験および数値流体解析を用いて進める。1年目は実験装置の開発とそれを用いた風洞実験、数値流体解析を行う。実験装置の開発に関しては、本研究のポイントとなる橋梁上を走行する車両を模擬した非定常空気力の計測のために仕様の実現が重要である。そのため、メーカーと十分に協議を行い、最終の仕様を決め装置の開発、導入を行った。風洞実験に関しては、研究分担者および学部生、大学院生と協力し、開発した装置を用いて、橋梁上の2台の車両の相互干渉効果による非定常空気力を計測した。1年目は、走行速度、車両間隔の基本的な条件を変化させた非定常空気力の計測を行い、非定常空気力モデル構築のための基礎データを得た。また、数値流体解析に関しては、研究分担者と協力し、風洞実験条件の再現を行うためのモデル化を行うとともに、車両に作用する空気力の解析を行った。