鋼製ラーメン橋脚の性能照査型設計に向けた地震時応答性状と耐震性能に関する研究

钢刚构桥墩性能化设计地震反应特性及抗震性能研究

基本信息

批准号：
13750458
负责人：
永田和寿
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

鋼製ラーメン形式橋脚の設計において、その地震時応答解析では橋軸、橋軸直角方向別に応答を計算するのが一般的となっており、2方向の相関を考慮した解析は行われていない。しかし、橋梁システム全体としての性能を考えた場合方向別入力が必ずしも有利にならないことがある。そこで本研究では、さらに合理的な鋼製ラーメン橋脚の設計法を確立するために鋼製ラーメン形式橋脚全体をモデル化した全体系モデルを作成し、汎用有限要素解析コードABAQUSを用いた弾塑性有限変位解析を行うことで、任意水平方向についての力学的挙動を把握し、その保有耐力についての検討を行った。解析モデルへの載荷方法として以下に述べる6ケースについて行った。Case-1では面内方向に、Case-2では面内方向から30°面外方向に、Case-3では面内方向から60°面外方向に、Case-4では面内方向から75°面外方向に、Case-5では面外方向左右同じ方向に、Case-6では面外方向左右逆方向に左右柱頭部に直接水平変位を与えることにより載荷を行う変位制御で行った。各ケースにおける鋼製ラーメン橋脚の水平荷重と水平変位の関係、崩壊過程およびX方向とY方向の相関について比較・検討を行った。その結果、崩壊過程に違いがあるものの、面外方向を除いてその耐荷力はほぼ等しく、Case-5を除き、ラーメン形式橋脚に載荷される力の方向が橋軸方向に変化するにつれて最大水平荷重が徐々に減少していることが確認された。さらに、2方向の相関曲線からはCase-3,4,5において最大耐荷力点以降急激にY方向(面外方向)の耐荷力が低下し、Case-2,3,4の降伏点が、X方向とY方向の降伏点を独立に求めた降伏点を直線で結んだ降伏関数とよく一致することが分かった。以上の点より、X-Y方向の間には力学的な相関があり、ラーメン形式橋脚の合理的な設計を行う上でこの相関を考慮することが今後重要であることが明らかとなった。

在钢拉面式桥墩的设计中，通常是通过垂直于桥轴的方向和地震反应分析中垂直于桥轴的方向来计算响应，并且考虑到两个方向之间的相关性，未进行分析。但是，当考虑整个桥梁系统的性能时，方向输入可能并不总是有利的。因此，在这项研究中，为了建立一种更合理的方法来设计钢拉面墩，我们创建了整个钢拉面型墩的总体模型，并使用通用有限元分析代码ABAQUS进行了弹性塑料有限位移分析，以在任意水平方向上掌握机械行为，并检查了孔的轴承能力。以下六个病例用作分析模型的加载方法。 In Case-1, the load was performed by directly applying horizontal displacement to the left and right stigma head in the in-plane direction, in Case-2, in Case-3, in the out-of-plane direction, in Case-4, in the same direction as the out-of-plane direction, in Case-5, in the out-of-plane direction, in Case-6, in the out-of-plane direction, in the out-of-plane direction, in Case-6, in the平面外方向，朝相反的方向，平面外方向，案例6，平面外方向，左右柱头头部。我们比较并检查了钢拉面墩的水平载荷和水平位移之间的关系，在每种情况下，塌陷过程以及X和Y方向之间的相关性。结果，尽管塌陷过程存在差异，但承重力几乎相等，除非面积外向，否则案例-5除外，确认最大的水平载荷随着在拉面式桥梁上载荷上的力的方向而逐渐降低。此外，双向相关曲线表明，在情况-3、4、5中最大载荷轴承力点之后，沿y方向（平面外方向）的负载轴承突然下降，并且情况2、3、4和4的产量点与连接产量点的产量功能非常匹配，与x和y直接获得的产量点相匹配，并直接获得x和y的产量。从以上几点来看，已经揭示了X-y方向之间存在机械相关性，并且重要的是要考虑将来的拉面桥墩的合理设计中的这种相关性很重要。