第38回地震工学研究発表会

長大トラス橋における 2018 年大阪府北部地震の地震観測記録と応答特性の評価
服部中村匡洋 1・大石 秀雄 2・加藤真貴 4・馬越 一也 5・篠原

祥久 3
聖二 6

1 正会員

一般財団法人阪神高速道路技術センター 調査研究部（〒541-0054 大阪市中央区南本町 4-5-7）
E-mail: hattori_m@tech-center.or.jp

2 非会員

一般財団法人阪神高速道路技術センター 調査研究部（〒541-0054 大阪市中央区南本町 4-5-7）
E-mail: oishi@tech-center.or.jp

3 正会員

一般財団法人阪神高速道路技術センター 調査研究部（〒541-0054 大阪市中央区南本町 4-5-7）
E-mail: yoshihisa_kato@tech-center.or.jp
4 正会員

株式会社地震工学研究開発センター（〒880-0902 宮崎県宮崎市大淀 3-5-13）
E-mail: nakamura@eerc.co.jp

5 正会員

株式会社地震工学研究開発センター（〒880-0902 宮崎県宮崎市大淀 3-5-13）
E-mail: magoshi@eerc.co.jp

6 正会員

阪神高速道路株式会社 技術部（〒541-0056 大阪市中央区久太郎町 4-1-3）.
E-mail: masatsugu-shinohara@hanshin-exp.co.jp

阪神高速道路全線 260km を対象とした広域ネットワークシミュレーションの精度検証に向けた取り組みの一環として，2018 年 6 月 18 日 7 時 58 分に発生した大阪府北部地震において加速度が観測された観測局
22 箇所のうち，長大トラス橋である港大橋を対象とし，当該観測局にて観測された地表面加速度を入力とした地震応答解析を実施することで，港大橋の地震時の応答評価を試みたものである．桁端部及び桁中央部における計測値と解析値を比較した結果，床組免震のモデル化等の影響により，解析結果は計測結果に比べわずかに長周期となる傾向を示したが，変位応答の主要な卓越周期を概ね再現することができ，地震応答解析における構造解析モデルの妥当性を示した．

Key Words: long span truss bridge,2018 Osaka-fu hokubu Japan earthquake,seismic response analysis,
seismic observation

1. はじめにく，阪神高速道路全路線を対象とした広域の地震応答シ
ミュレーションを行うことで，地震による構造物の損傷

阪神高速道路では，1995 年 1 月 17 日に発生した兵庫程度を路線単位やランプ間の区間単位で評価するもので

県南部地震により甚大な被害を受けて以降，橋梁の下部ある．著者らは，広域道路ネットワークの地震被害シミ

構造の耐震補強や上部構造の落橋防止対策等，構造物の被害を最小に留めるよう対策を行うともに，災害時にもュレーションの実務への実装に向けた検討の一例として，
阪神高速道路湾岸線の約 55 km の区間を対象に，上町断

関西圏のライフラインとして機能することを目指した防層を震源域とする地震応答シミュレーションを行い，地災・減災対策にも積極的に取り組んでいる．その取り組
みの 1 つとして，今後発生が予想される南海トラフ地震

震発生後の走行性評価の可能性を示したが，シミュレー

や都市直下型地震のような様々な震源域を想定した広域

る．

ションの精度については今後の検討課題として残ってい道路ネットワークの地震応答シミュレーションに関する研究

他方で，阪神高速道路では地震発生時の迅速な交通管を進めている．これは，一般的な橋梁の設計に制対応や構造物の地震挙動の把握の観点から，兵庫県南用いられる数径間程度の橋梁単位の地震応答解析ではな

部地震以前から地震観測システムを順次整備しており，

1), 2)

1

22 箇所の観測局で地表面や橋脚天端，上部構造内での加速度の計測を行っている 3)．2018 年 6 月 18 日に発生した大阪府北部地震では，港大橋をはじめとする長大橋部や震源発生域に近い守口線の高架橋部などの複数の観測局で加速度が観測された．
以上を踏まえ，本検討では広域ネットワークシミュレーションの精度検証に向けた取り組みの一環として，大阪府北部地震において加速度が観測された観測局のうち，
長大トラス橋である港大橋を対象とし，当該観測局にて観測された地表面加速度を入力とした地震応答解析を実施することで，港大橋の地震時の応答評価を試みたものである．なお，港大橋については，これまで金治ら 4)
により 2000 年鳥取県西部地震や 2004 年紀伊半島沖地震

図-1 対象橋梁一般図（単位：mm）

を対象に，固有周期や減衰などの動的特性の検証が行われているが，これは供用当初の構造を基に検討されたものであり，兵庫県南部地震以降港大橋で実施された床組
免震や座屈拘束ブレース等の耐震補強が構造解析モデルに考慮されていない．このため，本検討ではこれらの耐骨組み表示

震補強を反映した構造モデルを用いた現況構造を対象とファイバー表示して検討を行い，そのモデル化が地震時応答に及ぼす影※基礎－地盤系：固定

響について考察を行った．

図-2 解析モデル

2. 対象橋梁・解析モデルの低減が橋軸方向ほど期待できないことが示唆されたた
め，鋼製履歴型ダンパーによる高減衰化を図っている．

(1) 橋梁概要

鋼製履歴型ダンパーとしては座屈拘束ブレース(BRB)を

図-1 に対象橋梁の一般図を示す．本橋は全長 980 m，支間割 235 + 510 + 235 mの 3 径間ゲルバートラス橋であ採用し，2 次部材である中間支点部上における主構対傾
構及び側径間における横構に座屈拘束ブレースを設置しる ．吊径間部はアイバー支承を介して支持されており， ている．
5)

鋼床版桁によるダブルデッキ構造を有する．また，架設箇所は埋め立て地であり，厚く沖積層が堆積する軟弱地盤であるため，中間橋脚 P2，P3 基礎には剛性の高いニ(3) 解析モデル

ューマチックケーソンが採用されている．

ファイバー要素で構成された立体骨組み構造の解析モデ

対象橋梁の解析モデルを図-2 に示す．本検討では，
ルを用いており，主構の弦材・鉛直材・斜材，下部構造，(2) 耐震補強概要
対象橋梁は 1974 年 7 月に供用開始され，1995 年 1 月

アイバー支承はすべてファイバー要素でモデル化した 8)．

17 日兵庫県南部地震では床組を支持する BP 支承において橋軸方向を拘束するストッパーが破断するなどの被害

また，対象橋梁では，これまで床組免震構造への改良や BRB の設置などの耐震補強工事が実施されている．

が見られたが，震源発生域から離れていたこともあり大今回の検討では構造解析モデルの妥当性の検証が目的できな損傷は免れた．この地震を機に道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編 6)が改訂され，レベル 2 地震動の導入にあることから，これらの耐震補強をすべて反映し現況構

よる設計時の入力地震動が引き上げられたことを受け，震構造として設置された積層ゴム支承は非線形ばね要素

これまで耐震補強工事が実施されてきた 7)．橋軸方向にで，BRB はファイバー要素でモデル化した．基礎－地

対しては長周期化することにより応答低減の効果が大き盤系については，本検討では基礎ばねを考慮せず固定支いことが見込まれ，免震構造を採用することが有効であ持とした．

端部橋脚上の支承については線形ばねとした．

造を忠実に再現した構造解析モデルとするため，床組免ると考えられた．このため，鋼床版桁を支持する支承を本検討で使用した構造解析モデルの総節点数は 14337，

すべてすべり免震支承に取替え，床組免震構造としてい要素数は 17040，ファイバー積分点数は 823052 であった．

る．また，橋軸直角方向に対しては長周期化による応答
2

3. 地震観測ることとする．

(1) 地震記録

4. 検討フロー

本検討では，2018 年 6 月 18 日に発生した大阪府北部
地震（気象庁マグニチュード MJMA=6.1）を対象とした．
阪神高速道路の路線と対象橋梁位置，震源周辺の主な断

港大橋観測局にて観測された地表面加速度を用い構造

層と，大阪北部地震の震央との位置関係を図-3 に示す． 解析モデルの精度検証を行うための検討フローを図-5
震央である大阪府北部から対象橋梁までは約 28 km 離れに示す．本検討では，①地表面で観測された加速度を入ており，対象観測局では震度 4 を記録した．なお，この力とした地震応答解析を行い，②桁端部，③桁中央部の地震により対象橋梁に被害は確認されなかった．

解析結果と計測結果を比較することで精度検証を行う．
解析結果と計測結果を比較するにあたり，加速度波形(2) 計測機器
図-4，表-1 に計測器の設置位置と計測チャンネルにに対しバンドパスフィルター処理（すべての波形に対し，
低域遮断周波数：0.05 Hz，高域遮断周波数：20 Hz，遷ついて示す．図に示す通り，港大橋では①地表部，②主移帯域幅：0 Hz）を行い，入力波形として用いることと構桁端部（以下，②桁端部），③主構桁中央部（以下，③桁中央部）の 3 箇所に速度計を配置し計測を行っていした．観測された加速度波形をそのまま用いなかったのは，③桁中央部の計測変位に観測時の計測誤差やノイズと思われる 30 s 程度の長周期波が含まれていたためである．計測にはサーボ型速度計 を使用している．この速度計では橋軸方向，橋軸直角方向，鉛直方向の 3 方向成
9)る．遮断周波数については，地震時の構造応答に問題の分の加速度及び速度を計測しており，変位は計測されたない範囲であり，解析結果に波形処理の影響が及ばない

速度を別途積分し算出している．このため，港大橋観測
局では計 27 成分の計測データが得られる．なお，本稿よう配慮している．また，解析値と比較する速度，変位
表-1 地震計計測チャンネル

では計測場所を示す 3 箇所には①地表部，②桁端部，③桁中央部に対し，それぞれ○□△の記号を統一的に用い
2018年
大阪府北部地震震央

有馬－高槻断層

約27.6 km

六甲・淡路断層帯
対象橋梁

①地表部

○

②桁端部

□

③桁中央部

△

加速度
速度
変位
加速度
速度
変位
加速度
速度
変位

生駒断層帯

橋軸

直角

鉛直

CH1
CH4
CH7
CH10
CH13
CH16
CH19
CH22
CH25

CH2
CH5
CH8
CH11
CH14
CH17
CH20
CH23
CH26

CH3
CH6
CH9
CH12
CH15
CH18
CH21
CH24
CH27

CH数
3
9
3
3
3
9
3
3
3
9
3
3

上町断層帯
観測記録
①地表部
100

②桁端部
200

Acceleration000

図-3 対象橋梁と付近の断層帯③桁中央部

Acceleration

50

100

150

200

0

-100

50

100

150

200

-200

計測加速度にバンドパスフィルター処理

②

③
200

100

Acceleration

0
-200

0

①

0

50

100

150

50

150

200

10

Displacement

0
0

①地表部の
計測加速度

比較
解析値

①

100

加速度

200

-100

②

積分

Acceleration

0

50

③桁中央部

固定点に入力図-5 検討フロー
3

150

200

変位
計測値

②桁端部

解析モデル

図-4 計測器設置

100

-10

は波形処理した加速度を積分することによって算出した．
これらは観測記録された生データと区別するために“計測値”と呼ぶ．
解析には汎用骨組解析プログラム SeanFEM10)を用いた．
地震動の入力はすべての固定点に①地表部の波形を直接入力する地動計算とした．これにより応答値は絶対変位で算出されることから，解析値と計測値をそのまま比較(a) 橋軸・鉛直1次モード (T = 3.84 s)

することとした．

5. 固有振動特性と減衰(1) 固有振動特性
固有値解析結果を表-2 に示す．また，橋軸・鉛直方(b) 橋軸・鉛直2次モード (T = 3.42 s)

向の主要な固有モードを図-6 に，橋軸直角方向の主要な固有モードを図-7 に示す．対象橋梁では床組免震としてすべり支承が用いられているため，固有値解析にあたっては，文献 11)を参考に桁連結された 5 径間の床組
周期が 3 秒となるような等価剛性を持つ線形ばね要素に置き換え構造物周期を求めた．ここで，床組周期とは桁連結された 5 径間の床組重量と積層ゴム支承及びすべり免震支承の等価剛性から求めた周期である．

(c) 橋軸・鉛直3次モード (T = 1.24 s)

固有周期の最低次数は吊径間部が橋軸直角方向に変形する対称モードであり周期は 4.659s である．この 1 次モ

図-6 主要固有モード（橋軸・鉛直方向）

ードにおける有効質量比は約 32％であるが，側径間が橋軸直角方向に変形する 15 次モードにおける有効質量比が約 50％と 1 次モードよりも大きいことから，地震時には 15 次モードの寄与が大きいと予想される．
橋軸方向・鉛直方向の振動モードは側径間部の変形に
表-2 固有値解析結果
モード
減衰定数
モード形状
(s)
X
Y
Z
hi (%)
1
4.659 0.0% 32.3% 0.0%
1.4% 直角（中央径，間対称）
23.845 3.3% 0.0% 6.6%
1.2% 橋軸・鉛直（対称）33.418 40.3% 0.0% 0.2%
0.7% 橋軸・鉛直（逆対称）43.186 0.1% 0.0% 0.2%
0.2% 橋軸・鉛直（逆対称）53.050 0.1% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
63.031 0.2% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
73.031 0.3% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
83.021 0.0% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
93.020 0.0% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
103.016 0.0% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
113.015 0.0% 0.0% 0.0%
0.0% 道路桁モード
122.882 0.1% 0.0% 4.5%
0.4% 橋軸・鉛直（対称）132.645 0.0% 0.0% 0.0%
1.1% 直角（中央径間，逆対称）
142.562 1.6% 0.0% 0.0%
0.9% 橋軸・鉛直（逆対称）152.009 0.0% 49.8% 0.0%
1.3% 直角（側径間）
161.986 0.0% 0.2% 0.0%
1.3% 直角（側径間）
171.427 0.1% 0.0% 27.8%
1.2% 橋軸・鉛直（対称）181.387 0.0% 0.3% 0.0%
1.1% ねじりモード
19
1.243 2.3% 0.0% 0.1%
1.2% 橋軸・鉛直（逆対称）201.174 0.0% 1.6% 0.0%
1.2% 直角・ねじり
211.110 0.0% 0.0% 0.0%
1.3% 直角・ねじり
220.977 4.3% 0.0% 13.8%
1.0% 橋軸・鉛直
230.921 3.5% 0.0% 12.7%
1.3% 橋軸・鉛直
240.866 0.0% 2.1% 0.0%
1.1% ねじりモード（側径間）250.860 0.0% 0.0% 0.0%
0.9% ねじりモード（側径間）260.845 0.0% 0.0% 0.0%
1.3% 直角（対称）270.823 0.0% 0.0% 0.0%
1.0% ねじりモード（逆対象）
28
0.738 1.3% 0.0% 0.2%
1.1% 橋軸・鉛直（逆対称）290.714 0.0% 0.0% 0.0%
1.4% 直角（逆対称）300.637 0.0% 0.1% 0.0%
1.1% 橋軸・鉛直（対称）橋軸・鉛直方向の主要モードを示す．
直角方向の主要モードを示す．

次数

周期

有効質量比

(a) 直角1次モード (T = 4.66 s)n(b) 直角2次モード (T = 2.01 s)(c) ねじり1次モード (T = 1.39 s)
図-7 主要固有モード（直角・ねじり方向）
4固有周期の比較

伴いゲルバーヒンジ部が回転するモードが卓越しており，
非対称モードである 3 次モード（周期 3.418 秒）におけ

5 . 0544.5.5

る有効質量比が約 40 %と最も大きく，地震時の振動に

4 . 04固有周期 (s)対する寄与が大きいと考えられる．
また，文献 4)で示される固有値解析との比較を行い，今回使用する構造解析モデルの妥当性の確認を行った．

33.5.5
3 . 0322.5.5
2 . 0211.5.5
1 . 0100.5.5

固有モードが等しいモードにおける周期の比較を図-8に示す．どの固有モードにおいても今回の解析モデルの周期が長くなり，特に橋軸 2 次で固有周期の差異が大き0 . 00

い結果となった．文献 4)で示される構造解析モデルは耐震補強が考慮されていないことから，橋軸方向において

直角1次

鉛直1次

橋軸1次

直角2次

橋軸2次

文献1)
文献4)

4.38

3.32

2.75

1.86

1.37

本解析

4.66

3.84

3.41

2.01

3.18

本解析'

4.66

3.66

2.99

2.01

1.37

図-8 同一固有モードにおける周期の比較

は耐震補強対策のすべり免震支承によるモデル化が固有周期に影響したと考えられる．このため，すべり免震支
承を固定（図-8 中，本解析’）とし同一モードにおける固有周期の比較を行った．その結果，固有周期が概ね一致し，今回使用する構造解析モデルは文献 4)の構造解析モデルと耐震補強対策のすべり免震支承による違いのほかは大きな違いがないことを確認した．また，床組免震を構造解析モデルに考慮することにより橋軸方向，橋軸
直角方向ともに長周期化することから，耐震補強のコン
セプトと合致することを確認した．
(a) 橋軸方向6. 計測値の分析①地表部では，最大約 80gal の加速度が観測された．
計測された加速度に対し，バンドパスフィルター処理を行ったのち，(1)ウェーブレット解析，(2)絶対加速度応
答スペクトル，(3)RD 法による自由減衰波形から計測値の分析を行った．
(1) ウェーブレット解析(b) 直角方向①地表部の計測値に対するウェーブレット係数のコンター図を図-9 に示す．ウェーブレット解析では時刻歴波形を時間-周期領域で分解するため，時間ごとの周期特性を捉えられるのが特徴である．橋軸方向では時刻
15 秒付近から 0.2 秒から 3 秒までの広範囲の周期で卓越が見られ，時間が経つにつれ 2 秒から 3 秒までの周期に収束する傾向が確認できる．また，橋軸直角方向，鉛直方向についても概ね同様の傾向が確認できることから，
2 秒～3 秒程度の振動モードが励起されると予想される．

(c) 鉛直方向(2) 絶対加速度応答スペクトル①地表部における加速度応答スペクトルを図-10 に示す．また，対象橋梁架橋位置の地盤はⅢ種地盤であることから，道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編 12)に示されるⅢ種地盤におけるレベル 2 地震動タイプⅠ，タイプⅡ

図-9 ①地表面部の加速度波形（上段）とウェーブレット係数（下段）5

Acceleration (gal)

100

50
0
0

50

100

150

200

(s)

-50
-100

100

(a) 加速度（計測値）
1

Free vibration(gal)

Acceleration response spectrum (gal) h=5%1000

RD wave

T=1.04s, h=3.3%

0.5

10

0
0

2

4

6

8

10

(s)

-0.5
-1

(b) RD法による自由減衰波形

橋軸
直角
鉛直
道示タイプⅠ（Ⅲ種地盤）
道示タイプⅡ（Ⅲ種地盤）

1

図-11 ③桁中央部（橋軸方向）の計測波形分析

0.1
100

10

Acceleration (gal)1Period (s)図-10 ①地表部の加速度応答スペクトル

50
0
0

50

100

150

200

(s)

-50
-100

標準加速度応答スペクトルとの比較を行った．図-10 より，計測値の最大加速度応答は最大でも 200 gal 程度(a) 加速度（計測値）
1（橋軸直角方向）であり，標準加速度応答に比べ小さい．
また，計測値は鉛直方向，橋軸直角方向において周期0.3 秒付近で明確に卓越するのに対し，橋軸方向ではFree vibration
(gal)

0.1

RD wave

T=0.88s, h=1.2%

0.5
0
0

2

4

6

8

10

(s)

-0.5
-1

0.35 秒または 0.9 秒付近で卓越する．

(b) RD法による自由減衰波形
図-12 ③桁中央部（直角方向）の計測波形分析(3) RD 法による自由減衰波形
RD 法により求めた③桁中央部における橋軸方向の自5%由減衰波形を図-11 に，橋軸直角方向の自由減衰波形を

αM (α=0.035403)

図-12 に示す．ここで，自由減衰波形は，③桁中央部の4%加速度波形の卓越周期付近をバンドパスフィルター（バンド幅 0.1 秒）で抽出した波形から求めた．減衰定数は

3%

βK (β=0.001369)h (%)

C=αM+βK

橋軸方向で 3.3％，橋軸直角方向で 1.2％であった．

2%1%

7. 地震時の再現性
0%0

観測された①地表面部における加速度を入力とした地

2

4

6

8

10

Period (s)図-13 レーリー減衰

震応答解析を実施し，対象橋梁の②桁端部及び③桁中央部における加速度や変位の再現を試みた．
地震応答解析を実施するにあたり，図-13 に示す減衰には水平 2 方向と上下方向のモード寄与率のベクトル和

認するためである．図-14(b)より②桁端部においては外を重み係数として最小二乗法で係数α，βを決定するレ

桁中央部では解析値の外形が計測値の外形に比べ大きく，ーリー型減衰モデル を用いた．

解析は変位を大きく評価する結果となった．

(1) 並進変位オービット(2) 変位応答及びフーリエスペクトル形，卓越方向ともに再現した．しかし，図-14(c)より③13)計測と解析の並進変位オービットの比較を図-14 に示

変位応答とフーリエスペクトルの解析値と計測値の比

す．ここで，図-14(a)には①地表部での比較を示した．

較を図-15～図-17 に示す．

これは，①地表部は地震動の入力点であることから，入(a) 橋軸方向

力地震動（計測値）と応答（解析値）が一致するのを確

図-15 に橋軸方向の変位応答の比較を示す．図-15(b)
6

40

計測値

卓越周期 2.0 s から側径間の直角 2 次モードに該当すると考えられるが，このモードは最低次数である直角 1 次

解析値

モードよりも有効質量比が大きいことから，地震時振動への寄与率が大きく共振しやすいと考えられる．このた

20

Y (mm)

め，入力地震動の主要動が終わったあとも揺れ戻しが発
0
-40

-20

0

20

生し，変位応答が大きくなったと考えられる．

40

図-16(c)より，③桁中央部においては，固有周期の最低次数である 4.659 s に近い周期帯で卓越が見られた．

-20

解析値では 4.68 秒で卓越するのに対し，計測値では 4.31

-40

X (mm)

秒で卓越しており，解析値が計測値に比べ多少長周期と(a) ①地表部なる傾向となった．また，図-16(c)より，③桁中央部に解析値

80

おいて解析値では計測値にない複数の卓越周期があるこ

計測値とが確認された．

40

Y (mm)(c) 鉛直方向
図-17 には鉛直方向の加速度応答と変位応答の比較を

0
-80

-40

0

40

80

示す．図-17(b)より，②桁端部においては解析値と計測
値ともに 1.62 秒で卓越しており，固有周期が一致した．

-40

また，加速度波形の形状についても概ね一致することが-80確認された．

X (mm)(b) ②桁端部(3) 再現性に関する考察

解析値

80

計測値

本検討における地震応答解析は主要な周期帯におけるY (mm)

40

対象橋梁の周期特性や地震時の変位応答を概ね再現でき，
本検討における構造解析モデルの妥当性を示すことがで

0
-80

-40

0

40

きるものと考えられる．

80

しかしながら，橋軸方向，直角方向ともに，わずかに-40長周期となる傾向にあった．また，解析値が計測値よりも比較的大きな応答を示す傾向にあり，特に③桁中央部-80

X (mm)

における変位応答の違いは顕著であった．

(c) ③桁中央部

前者については，解析モデルにおける剛性評価が実構

図-14 並進変位オービット

造よりも小さいことが原因として考えられる．図-8 よりすべり免震支承を固定とすることにより対象橋梁の固有周期が短周期側に変化すること，既往文献 4)では耐震

より，②桁端部において解析結果では周期 1 秒以降の主要な周期帯で 2.98 秒の卓越周期が現れるのに対し，計補強以前の構造解析モデルを用いて遠方のより小さな地

測結果では 2.73 秒の卓越周期が現れており，解析値が震動の入力により精度の高い再現が行われ構造同定が図

計測値に比べ多少長周期となる傾向にある．解析値，計測値ともに 3.0 秒付近で卓越している周期帯は表-2 に示られていることを踏まえると，耐震補強として実施されす固有周期の 2.882 s に対応していると考えられる．

を及ぼしていると考えられる．また後者については，周(b) 橋軸直角方向

期特性はわずかに長周期となる傾向はあるものの概ね解た床組免震のモデル化が解析値と計測値の周期差に影響

図-16 に橋軸直角方向の加速度応答と変位応答の比較

析で評価できていることから，実現象の地盤による逸散を示す．図-16(b)より，②桁端部において解析値では2.00 秒で卓越するのに対し，計測値では周期 1.72 秒で卓減衰等の減衰効果など，減衰特性を精緻に評価できてい越しており，橋軸方向と同様に解析値は計測値に比べ長周期になる傾向にある．周期 2 秒付近で卓越している周討で使用した構造解析モデルに対し床組免震のすべり支期帯は表-2 に示す固有周期の 2.01 秒（直角 2 次モー

よって更なる精度検証が可能となると考えられる．

ないことが原因と考えられる．これらについては，本検承の摩擦係数の評価等に着目した検討を実施することにド）に対応していると考えられる．また図-16(b)より，②桁端部の橋軸直角方向変位では解析値の時刻 60 秒以
降で振幅が大きくなる波形形状が確認できる．解析値の
7

450

70
60
50
40
30
20
10
0
0.1

1

10

450

2.98s

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

2.82s

2.82s

80

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

90

400
350
300
250
200
2.73s
150
100
50
0
0.1

1

Period (s)

10

1.34s

400
350
300
250
200
2.98s
150
100
50
0
0.1

1

Period (s)10Period (s)(a) ①地表部(b) ②桁端部(c) ③桁中央部
図-15 変位応答（上段）とフーリエスペクトル（下段）（橋軸方向）
80

解析値

0

0

20

40

60

80

100

(s)

-20

0

0

20

40

60

80

100

(s)

-80

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

6.55s

80
60
40
20
0
0.1

1

10

解析値

0

0

20

40

60

80

100

(s)

-40

-80

2.00s

900
6.55s

100

計測値

40

-40

120

80

解析値

500

800
700
1.72s
600
500
400
300

200
100
0
0.1

1

Period (s)

10

4.31s

450

Displacement Fourier Spectral (mm.s)-40

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

計測値

40

Displacement
(mm)

計測値

20

Displacement(mm)

Displacement
(mm)

40

4.68s

1.18s

400
350
1.40s

300
250

200
150
100
50
0
0.1

1

Period (s)10Period (s)(a) ①地表部(b) ②桁端部(c) ③桁中央部
図-16 変位応答（上段）とフーリエスペクトル（下段）（直角方向）

20

40

60

80

100

(s)

-10

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

0
0

20

40

60

80

100

(s)

-5

3.21s

35
30
25
20
15
10
5
0

0.1

1

10

解析値

0
0

20

40

60

80

100

(s)

-30

-60

60

3.21s

40

計測値

30

-10

45

60

解析値

500

50
3.21s
40
30
20
10
0

0.1

Period (s)110Period (s)Displacement Fourier Spectral (mm.s)

0

計測値

5

Displacement
(mm)

0
-5

10

解析値

Displacement
(mm)

計測値

5

Displacement Fourier Spectral (mm.s)

Displacement
(mm)

10

1.52s

450

3.49s

400
350

3.09s

300
250

200
150
100
50
0

0.1

1

10

Period (s)(a) ①地表部(b) ②桁端部(c) ③桁中央部
図-17 変位応答（上段）とフーリエスペクトル（下段）（鉛直方向）

8. おわりに期側に評価する傾向にあった．過去に耐震補強以前の構造解析モデルを用いて精度の高い再現が行本検討では広域ネットワークシミュレーションの精度

われ構造同定が図られていることを踏まえ，耐震検証に向けた取り組みの一環として，大阪府北部地震に補強として実施された床組免震のモデル化が影響

おいて加速度が観測された観測局のうち，長大トラス橋を及ぼしていると考えられる．
である港大橋を対象とし，当該観測局にて観測された地

地震時の変位応答については，解析値が計測値よ表面加速度を入力とした地震応答解析を実施することで，りも比較的大きい傾向にあり．長大トラス橋にお港大橋の地震時の応答評価を試みたものである．

ける減衰特性の評価に課題を残した．



本検討における解析値は主要な周期帯において卓
越周期や変位応答を概ね再現でき本検討で使用し謝辞：本研究は，阪神高速道路(株)と(株)地震工学研究

た構造解析モデルの妥当性を示した

開発センターとの「巨大地震発生時における阪神高速道

解析では橋軸方向，直角方向ともにわずかに長周路の全体系応答シミュレーションに関する共同研究」の
8

全路線を対象とした構造物地震応答解析の精度の検証に向けた取り組みの一環として行ったものである．ここに記して関係各位に謝意を表する．

8)

参考文献
1)

松下麗菜，篠原聖二，馬越一也，中村真貴，本橋英9)樹，服部匡洋：広域道路ネットワークにおける地震
応答シミュレーションの実現可能性に関する検討，
2)

3)

4)

5)
6)
7)

地震工学研究発表会，2017.
服部匡洋，安藤高士，大石秀雄，馬越一也，中村真貴，篠原聖二，高田佳彦，西岡勉：広域道路ネット
ワークにおける地震被災危険度評価に関する検討，
第 21 回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集，2018．
篠原聖二，中村雄基，玉置侑人，高橋良和：阪神高
速道路ネットワークにおける地震観測データの活用，
第 21 回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集，pp.23-30，2018.
金治英貞，鈴木直人：長大カンチレバートラス橋の地震応答に関する観測結果と解析的検証，構造工学
論文集，Vol. 53A，pp.277-286，2007.
阪神高速道路公団：港大橋工事誌，1975.
日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編，
1996.
金治英貞，鈴木直人，香川敬生，渡邊英一：長大トラス橋の対震性能向上化における設計入力地震動と損傷制御構造，土木学会論文集 No.787／I-71，pp.119，2005.
杉岡弘一，松本茂，大石秀雄，金治英貞，馬越一也，
長井正嗣：局部座屈を簡易に考慮するファイバーモ
デルを用いた橋梁全体系解析に関する基礎的研究，
構造工学論文集 Vol.57A，pp.703-713, 2011.3.
(株)東京測振：ブロードバンド地震観測と被害予測に 適 し た サ ー ボ 型 速 度 計 ， http://www.tosoku.co.jp/products/servo/pdf/vse355ei-je.pdf10) 株式会社耐震解析研究所:SeanFEM ver.1.22 理論マニ
ュアルと検証，2007.11.
11) 金治英貞，鈴木直人，家村浩和，高橋良和，美濃智広，高田佳彦：低摩擦型すべり支承の面圧・速度依存性検証と床組免震構造の設計モデル構築，土木学
会論文集 A Vol.62 No.4, pp758-771, 2006.10.
12) 日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編，
2018.
13) 臺原直，大月哲，矢部正明：非線形動的解析に用いる Rayleigh 減衰のモデル化に関する提案，第 2 回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム講演論文集，pp.371-378，1998.

EARTHQUAKE OBSERVATION RECORD OF THE 2018 OSAKA HOKUBU
EARTHQUAKE AND EVALUATION OF RESPONSE OF LONG SPAN TRUSSBRIDGE
Masahiro HATTORI, Hideo OISHI, Yoshihisa KATO,
Masaki NAKAMURA, Kazuya MAGOSHI and Masatsugu SHINOHARA
To investigate the accuracy of the wide network simulation for Hanshin Expressway, seismic analysis
was done for the long span truss bridge with the waves observed in the northern part of Osaka Prefecturearound 7:58 on June 18, 2018.
As a result, the periods of analytical results at the edge and center of girder in the long span truss bridge
were a little larger than those of observation results, and the main eigen period of displacement waves
were reproduced by the analyses. It means the structural model is useful in the seismic response analysis
for the wide network simulation.

9