DO ANH TIEN

腐食減肉の生じた鋼I桁の応力特性に関する研究

岩崎　英治

腐食減肉部の応力を推定するための基礎的な研究として，下フランジ腐食減肉の生じた鋼I桁橋に対して，構造力学に基づく図心の移動を考慮した，腐食減肉の生じた下フランジの応力の評価方法を提案する．初めに，曲げモーメントを受ける非合成桁（鋼桁のみ）と，曲げモーメントと軸力を受ける合成桁（床版と鋼桁）を対象として，腐食減肉の生じた下フランジの応力の推定式を導出する.そして，既往の研究に用いられた，実橋の寸法と近い鋼Ｉ桁橋の断面諸元をもとに，腐食残存率による腐食後と腐食前との応力比率の関係を調べる.最後に，有限要素解析を実施し，推定応力が有限要素解析結果をどの程度の誤差で腐食減肉の生じた下フランジの応力の推定式の妥当性を明らかにする．本研究から得られた知見を次に示す.
非合成桁の場合でも合成桁の場合でも，FEM解析から算出した支間中央の応力は，腐食長さが大きくなると，推定式から算出した値に収束することが分かる.一方，腐食部端部は腐食のない場合の板厚から不連続に板厚を減じているため，推定式から算出した値に収束していない.それに，腐食長さが小さい場合には，腐食部の応力は，推定式から算出した値よりも大きくなることが分かる.また，下フランジ厚さの残存率が0.7の場合は，下フランジ厚さの残存率が0.5の場合と比べると，変化した値が小さくなったが，変化した傾向が同様であることが分かる.下フランジ厚さの残存率が0.3の場合も変化した傾向が同様である.	
非合成桁の場合にも合成桁の場合にも，FEM解析による応力の値は，腐食長さとウェブ高さとの比率が2.5以下から，力のつり合い条件から算出した値よりも誤差が大きい出会ったことが分かる.そこで，推定の精度を上げる方法として，.腐食長さとウェブ高さとの比率が変化した各モデルに対する推定式応力とFEM解析応力の誤差が最小になるように，補正係数kを算出する．補正係数kを用いることで，提案した腐食部の推定平均応力と有限要素解析結果との誤差を小さくできることを示した．
腐食減肉の生じた下フランジの応力特性の実用推定式を提案したが，推定式の妥当性を確認するために3つの解析モデルを検討したのみだった.今後，他のモデルを検討すると考えている.