マルチスケール解析による長大橋の主塔・主桁間の衝突を考慮した耐震性能評価

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昨年度の研究において，横浜ベイブリッジのマルチスケールモデルを構築し，2011年東北地方太平洋沖地震で観測されたウインド沓‐ウインドタング間の衝突応答およびタワーリンクのボルト破断といった局部損傷を再現した．さらに大地震を想定したレベル2地震動を用いた動的解析を行い，衝突によりウインドタング基部に延性損傷が発生すること，ウインドタング損傷後にはタワーリンクの上側のピンがリンクブラケットから抜ける可能性があることを明らかにした．本年度ではレベル2地震時においてウインドタングが損傷してもタワーリンクの脱落にまで発展しないような対策を提案することを目的とし，ウインドタングを補強した骨組みモデルを用いて動的解析を行った．その結果，ウインドタングを増設した場合には，無対策時と同様にウインドタングの耐力を上回る衝突力が発生し，ウインドタングの損傷は免れない可能性があることが明らかになった．一方，コンクリート充填時およびコンクリート充填とウインドタング増設を併用した場合にはウインドタングが降伏するものの，剛性の低下は小さく，損傷が抑制されることを示した．さらに，補強を考慮したマルチスケールモデルを用いた動的解析により，タワーリンクが脱落する可能性があるレベル2地震時にコンクリート充填時には無対策時に比べてタワーリンクの変位を約66％抑制することを示した．一方，横梁の損傷に遷移する可能性があるため，ウインドタングの補強と併せて横梁の補強を行う必要があることを示した．本研究結果により，タワーリンクの脱落など供用性を低下させ，復旧に時間を要する重大な損傷を防ぐための具体的な対策を示すことができたといえる．