土木学会第71回年次学術講演会(平成28年9月)

Ⅰ‑448

大規模補修した九年橋の動的挙動
株式会社土木技研

正会員 〇松原 和則

株式会社昭和土木設計

正会員

岩崎 正二

岩手大学工学部

正会員

出戸 秀明

岩手大学工学部

正会員

大西 弘志

北上市都市整備部道路環境課

正会員

杉澤康友

1．はじめに経済の長期低迷のため社会インフラの適切な維持管理が求められる．特に橋梁が果たす社会への役割は非常に大きい．しかし老朽化した既設橋梁の更新は難しいのが現状であり，いかに長寿命化させるかが課題である．そのためには橋梁の健全度を定量的に把握する必要がある．本論文は，長寿命化のために平成 25 年度から 27 年度の 2 年間におよび大規模補修が行われた，岩手県北上市にある 17 径間の九年橋（9 径間 2 主鈑桁部+8 径間 4 主鈑桁部）を対象とした．そこで補修後の九年橋に 20tf トラックを用いた車両走行試験，踏み台落下試験などの動的載荷試験を実施し，得られた動変位，動ひずみなどの振動応答波形を計測し動的挙動の特性を明らかにした．
7700

2．対象橋梁と動的載荷試験の概要

600

6500

対象橋梁である九年橋は左岸側（A2 側)の 8 径間（4 主CL鈑桁）が大正 11 年，右岸側（A1 側）の 9 径間（2 主鈑桁）

600
ｱｽﾌｧﾙﾄ舗装 t=70
軽量ﾌﾟﾚｷｬｽﾄPC床版
t=160

2.0％

2.0％

橋梁概要を表-1 に示す．また 2 主鈑桁の断面図を図-1 に1450が昭和 8 年の供用である．大規模補修した工事内容を含む示すほか，腐食による劣化が顕著であった主桁の補修改良

支点断面

中央断面概要図を図-2 に示す.なお計測径間である第 3 径間の G11350

桁は改良無し，G2 桁は既設水平補強材を撤去し当て板補強

4@1250=50001350

G1材を設置している．

G2

図-1 2 主鈑桁断面図

動的載荷試験は第 3 径間（2 主鈑桁）と第 11 径間（4 主鈑桁）で実施したが，本論文では，第 3 径間（2 主鈑桁部）の試験結果を報告する．試験方法は，20tf トラックを 2 台用いて車両を単独および直列，10km/h および 20km/h で幅員中央を走行させ動変位波形と動ひずみ波形を計測した．

水平補強材

表-1 橋梁概要
補修前
有効幅員
上部工
形式

補修後
334.00m

橋長5.50m

6.50m

鋼単純17径間非合成鈑桁

鋼連続9径間非合成鈑桁
+ 鋼連続8径間非合成鈑桁

桁種別

右岸側 A1～P9 2主鈑桁(桁間隔 5.0m，桁高1.45m)
左岸側 P9～A2 4主鈑桁(桁間隔 1.6m，桁高1.37m)

支間長2主鈑桁 9@16.8m
4主鈑桁 8@21.5m

2主鈑桁 16.8+7@17.2+16.8m
4主鈑桁 22.0+6@22.4+22.0m

床版

RC床版
t=200～230mm

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄPC床版
t=160mm支承

鋼製平面支承ゴム支承

舗装

コンクリート舗装 t=50mm

アスファルト舗装 t=70mm

G1 桁（改良無し）

水平補強材

G2 桁（補修改良）

水平補強材撤去

図-2 主桁補修改良概要図

キーワード：鋼鈑桁橋 動的載荷試験 動的応答波形 動的挙動
連絡先：〒020-0839 岩手県盛岡市津志田南二丁目 16-20 株式会社土木技研 構造設計部 TEL 019-638-8131‑895‑土木学会第71回年次学術講演会(平成28年9月)

Ⅰ‑448

3．動的載荷試験結果と考察
車両の走行は A1 から A2 に向かい幅員中央を走行さ

変位0.4（㎜）せ，A1 から P5 までの第 1 径間から第 5 径間走行時の動0.2

車両走行径間
第1径間

第2径間

第3径間

第4径間

第5径間

0

変位，動ひずみを第 3 径間で測定している．
図-3 は 20tf トラック 1 台が 10km/h で中央走行した時，
図-4 は 20tf トラック 1 台が 20km/h で中央走行した時の各桁下フランジ 1/2 断面（支間中央）の応答変位を比較-0.2-0.4

G1-LF-1/2-0.6-0.71-0.8-0.95

したものである．図-3 の応答図より補修改良した G2 桁

-1の動変位は，改良無しの G1 桁の動変位とほぼ同じ傾向

05変位（㎜）0.4

第2径間0.2れた．また計測径間である第 3 径間を挟む隣接径間の第02 径間および第 4 径間走行時には正の変位が得られてお-0.2り，スムーズな荷重伝達が認められた．これは単純桁か-0.4

ら連続桁へ改良した主桁連結効果とゴム支承への取替-0.6-0.72

え効果であると推定できる．

-0.8-0.95

2530

第3径間

第4径間

第5径間G1-LF-1/2
G2-LF-1/2-1

図-5 は 20tf トラック 1 台が 20km/h で幅員中央走行し05

1015時間(sec）た時の G2 桁の動変位を示しており下フランジ 1/4，1/2，

図-4 単独走行(20 ㎞/h)時の各桁支間中央の動変位3/4 断面の応答変位を比較したものである．G2 桁の補修かが課題であり，特にリベット接合された格点部の補修

20

車両走行径間第1径間も同様であり G2 桁の補修改良による補修効果が認めら

改良は、いかに橋軸方向に対しスムーズに応力伝達する15時間(sec）

図-3 単独走行(10 ㎞/h)時の動変位を示すほか，最大動変位は G1 桁よりも 0.2mm 程度低い動変位を示した．この結果は図-4 に示す 20km/h 走行時

10G2-LF-1/2

車両走行径間変位（㎜）0.4

第1径間第2径間

第3径間

第4径間

第5径間

0.2は困難であった．しかしこの図から得られた 3 断面の動0変位波形はほぼ同じ波形を示しており，補修によりスム-0.2ーズな応力伝達効果が認められた．

G2-LF-1/4
G2-LF-1/2
G2-LF-3/4-0.4

図-6 は 20tf トラック 1 台が 20km/h で幅員中央走行し-0.6た時の G2 桁の動ひずみを示しており，下フランジ部の-0.8支点断面（P2）と 1/2 断面を比較したものである．この-105

図より 1/2 断面の動ひずみ波形は計測径間である第 3 径時間(sec）1015

図-5 単独走行(20 ㎞/h)時の G2 桁の動変位比較

間中央で正の動ひずみ、隣接径間の 1 径間分で負の動ひずみが得られ動変位波形と同じ傾向を示した．また P2ひずみ(10‐6）

支点部の動ひずみは，1/2 断面が最大の正ひずみ時に負-15のひずみ（曲げ圧縮）が得られ，連続桁としての挙動が第1径間

車両走行径間

第2径間-10

第3径間

第4径間

第5径間

-6.60-5認められ補修効果が確認できている．

04．まとめ

5

今回実施した動的載荷試験は，大規模補修した九年橋

15る上での貴重な初期値を得ることができた．今後は数値20解析を行い，実測値と比較検討することにより動的挙動特性を明らかにしたいと考えている．

G2-LF-1/210の補修効果が確認できたとともに，再び長い間使用され16.97
0

5

10時間(sec）

G2-LF-0(P2)15

図-6 単独走行(20 ㎞/h)時の G2 桁の動ひずみ‑896‑