鋼橋主桁横桁接合部の疲労き裂に対する実用的診断手法の構築

开发钢桥主梁横梁节点疲劳裂纹实用诊断方法

• 批准号: 21K04237
• 负责人: 村越 潤
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04237/
• 关键词: 鋼I桁橋; 主桁-横桁接合部; 疲労損傷; 診断手法; 疲労対策; 鋼橋; 主桁横桁接合部; 疲労; 診断

本研究課題では、鋼I桁橋の主桁-横桁接合部に発生する２次応力に起因する疲労き裂を対象として、橋梁点検データによるき裂の発生傾向の分析、実橋での応力計測及び橋全体系の応力・変形挙動の解析を行い、き裂が発生・進展しやすい構造・載荷条件を明らかにするとともに、効果的な疲労対策方法を提示することにより、実用的な診断手法の構築を目的としている。2022年度は、以下の２つの観点から検討を行った。1)疲労着目部位の局部応力と橋全体系の変形挙動との関係性の把握過年度に作成し、載荷試験結果の再現性を確認した鋼I桁橋の３次元立体FEMモデルを用いて、疲労着目部位の局部応力に関係の深い構造パラメータとして主桁と床版間の変形挙動に関する指標を分析し、両者の相対変形角に関するパラメータを明らかにした。同パラメータについては、橋上の活荷重載荷位置が異なる場合や、床版や主桁の剛性が異なる場合等に対して、疲労着目部の局部応力と高い相関関係にあることを確認した。2)橋全体系挙動を踏まえた局部応力軽減のための疲労対策方法の提案1)で提示した変形挙動パラメータを踏まえ、橋全体系の変形挙動が局部応力に及ぼす影響の観点から、き裂進展抑制のための対策として、a)橋全体系の剛性向上による変形抑制、b)局部的な変形拘束緩和、の２方法による局部応力軽減効果の分析を行った。その結果、橋全体系の剛性向上策のうち、床版の耐荷性能を向上させるための床版増厚が、床版の変形抑制の観点から局部応力軽減に効果的であることを確認した。

本研究项目针对钢工字梁桥主梁-横梁节点处产生的二次应力引起的疲劳裂纹，利用桥梁检测数据分析裂纹发生趋势，并在实际桥梁中进行应力分析。整个桥梁系统的应力和变形行为，以明确裂纹可能发生和扩展的结构和荷载条件，并提供有效的疲劳对策，为建造提供实用的诊断方法。 2022财年，我们从以下两个角度进行了考虑。 1）了解疲劳集中区域的局部应力与整个桥梁系统变形行为的关系我们分析了与主梁和桥面板变形行为相关的指标，它是与桥面局部应力密切相关的结构参数。目标区域，并明确了两者相对变形角度相关的参数。对于该参数，经证实，当桥梁上的活荷载加载位置不同、桥面板和主梁的刚度不同时，该参数与疲劳集中区域的局部应力存在高度相关性。 2）提出基于整个桥梁系统的行为降低局部应力的疲劳对策方法。基于1）中提出的变形行为参数，从整个桥梁系统的变形行为对局部的影响角度我们使用两种方法分析了局部应力减少的效果：a）通过增加整个桥梁系统的刚度来抑制变形，b）放宽局部变形约束。结果表明，在提高整个桥梁系统刚度的措施中，从抑制局部应力的角度来看，增加桥面板的厚度以提高桥面板的承载性能对于减少局部应力是有效的。甲板板的变形。

项目成果

橋梁点検データに基づく鋼I桁橋における主桁-横部材取合い部の疲労損傷事例の分析

基于桥梁检测数据的钢工字梁桥主梁-横杆节点疲劳损伤实例分析

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本鋼構造協会鋼構造論文集
• 作者: 山本亨介，村越潤，上仙靖