Research on design of bridges against floods

本研究の目的は，橋を洪水や土石流などの水害から守る手法を確立することである．今年度はまず，令和2年7月豪雨において流失した球磨川に架かる橋について，流失に至った要因およびメカニズムを精査した．特に西瀬橋に関しては，建設当時の資料をもとに橋をモデル化し，公表されている水位計測データを用いて1次元河床変動解析によって洪水時の流況を求めて橋に作用する流体力を計算した．当該橋梁は2016年熊本地震で無被害だったものの，令和2年7月豪雨の際に桁の一部が流失する被害を受けた．そこで，熊本地震に対する地震応答解析を実施して支承に作用する力を計算することで，支承の耐力を推定した．その結果，令和2年7月豪雨の際には推定支承強度を上回る水平力が作用したものと結論づけることができた．さらに4主桁の斜橋を対象に，横荷重を受けた際の抵抗メカニズムについて解析的に検討した．ガセットプレートの腐食損傷により2次部材が欠損したケースに付いても検討し，どの2次部材の欠損が抵抗メカニズムへの影響が大きいかを明らかにした．次に河川洪水流が超過洪水時に橋桁の流失に与える影響について調べるとともに，透過型砂防堰堤や遊砂地や霞堤を利用して支川から本川への流木の流出を抑制する手法について水路実験や数値シミュレーションを実施した．山地河川の橋を対象に，実験での流木濃度の時間的変化に着目して，流木が橋の閉塞に影響する指標を検討した．流木長や橋の形状により，短い単位時間当たりの流木濃度の変化やピーク値を用いることで平均的な流木濃度よりも閉塞・非閉塞の境界が判別しやすい場合がある一方，それ以外の流木塊の発生しやすさや安定性を考慮することが必要な場合があることも明らかになった．

本研究の目的は，橋を洪水や土石流などの水害から守る手法を確立することである．今年度はまず，令和2年7月豪雨において流失した球磨川に架かる橋について，流失に至った要因およびメカニズムを精査した．特に西瀬橋に関しては，建設当時の資料をもとに橋をモデル化し，公表されている水位計測データを用いて1次元河床変動解析によって洪水時の流況を求めて橋に作用する流体力を計算した．当該橋梁は2016年熊本地震で無被害だったものの，令和2年7月豪雨の際に桁の一部が流失する被害を受けた．そこで，熊本地震に対する地震応答解析を実施して支承に作用する力を計算することで，支承の耐力を推定した．その結果，令和2年7月豪雨の際には推定支承強度を上回る水平力が作用したものと結論づけることができた．さらに4主桁の斜橋を対象に，横荷重を受けた際の抵抗メカニズムについて解析的に検討した．ガセットプレートの腐食損傷により2次部材が欠損したケースに付いても検討し，どの2次部材の欠損が抵抗メカニズムへの影響が大きいかを明らかにした．次に河川洪水流が超過洪水時に橋桁の流失に与える影響について調べるとともに，透過型砂防堰堤や遊砂地や霞堤を利用して支川から本川への流木の流出を抑制する手法について水路実験や数値シミュレーションを実施した．山地河川の橋を対象に，実験での流木濃度の時間的変化に着目して，流木が橋の閉塞に影響する指標を検討した．流木長や橋の形状により，短い単位時間当たりの流木濃度の変化やピーク値を用いることで平均的な流木濃度よりも閉塞・非閉塞の境界が判別しやすい場合がある一方，それ以外の流木塊の発生しやすさや安定性を考慮することが必要な場合があることも明らかになった．