小林嵩央

桁端部に腐食の生じた鋼Ⅰ桁橋の解析的検討

岩崎英治

日本は高度成長期から半世紀が経ち，多くのインフラが過渡期を迎えている．その中の1つである橋梁は，1950年以降に集中的に建設されており，現代の日本では長期間供用による橋梁の腐食損傷事例が数多く報告されている．また，これらを支える技術者も少子高齢化による影響で不足しているのが現状である．今後も進展していくと考えられるこれらの問題に対し，経年劣化した橋梁の補修工事の優先度や緊急性の明確化を行うことが求められる．鋼橋の桁端部は腐食しやすい部位として着目されており，これまでに腐食した主桁単体による耐荷力評価に関する研究が多く行われてきた．しかし，これら既往の研究では，腐食長さにおいて鉛直補剛材間隔であるパネル幅全体を腐食させているケースは少ない．また，支点部耐力が低下する原因として，腐食領域による考察が行われているが，支点部耐力の低下に大きな違いは生じないことを明確に示している研究は少ない．
本論文の目的は，桁端部の支点部耐力低下の原因を解明し，各部材や腐食パラメータが支点部耐力に及ぼす影響を明らかにする．
　本論文では，桁端部の腐食領域が変わると支点部耐力にどのような影響を与えるのかを健全モデルと比較して評価をした．評価を行うにあたり，外桁の桁端部が腐食したモデルを作成し，FEM解析ソフトを用いて非線形弾塑性解析を行った．本論文から得られた知見を以下に示す．
・支点上の鉛直補剛材及び中央側ウェブの腐食において，腐食長さがパネル幅1/4の短い範囲で腐食しても支点部耐力は低下するが，腐食長さがそれ以上の範囲で腐食したとしても，荷重倍率及び支点部耐力への影響はほとんど変わらない．そのため，パネル幅1/4までが，荷重倍率及び支点部耐力に大きく寄与するといえる．
・支点部耐力を低下させる原因として，ウェブと支点上の垂直補剛材の両方の腐食が挙げられ，これら腐食による支点上の十字断面のねじれが支点部耐力の低下に関係していることが確認できた．
以上より，桁端部の支点部耐力が低下は，支点上の十字断面のねじれが原因だと考えられる．また，中央側ウェブの腐食は腐食長さがパネル幅1/4の短い範囲で腐食すると早期に支点部耐力は低下するが，腐食長さがそれ以上の範囲で腐食したとしても，支点部耐力への影響はほとんど変わらないことを示した．