鋼性橋脚の地震時保有水平耐力法の適用

 

1.はじめに

 

平成8年12月に改訂された"道路橋示方書・同解説 耐震設計編"

(以降は 道示 V と略記)において,鋼製橋脚の地震時保有水平耐力と

許容塑性率の算定法が規定された. コンクリートを充填した鋼製橋脚においては,

鉄筋コンクリート橋脚と同様の考え方に基づき,地震時保有水平耐力と許容塑性率

の算定方法が示されている. 一方,コンクリートを充填しない鋼製橋脚においては,

ぜい性的な破壊を防ぎ,じん性の向上を図れる構造とするとともに,非線形性を考

慮した動的解析を行うこととしており,地震時保有水平耐力法による設計法は規定さ

れていない.

 

平成9年3月に発行された,"道路橋の耐震設計に関する資料"においては,

コンクリートを充填しない鋼製橋脚の設計計算例が示されている.そこでは,

道示 V 編に示されている角補強を有する矩形断面鋼製橋脚の復元モデルを基に,

タイプTとタイプUの地震動に対する動的解析が行われ,最大変位・残留変位・終局

水平耐力等を照査している.道示 V 編において,コンクリートを充填した鋼製橋

脚と,コンクリートを充填しない鋼製橋脚との設計に差異が生じている理由は,

コンクリートを充填しない鋼製橋脚の研究が比較的少なく,その力学的挙動が明確

でない点が挙げられる.コンクリートを充填した鋼製橋脚の研究は建設省土木研究所

をはじめとし,多くの研究が報告されている.一方, コンクリートを充填しない鋼製

橋脚の研究も,阪神・淡路大震災以降,各研究機関において精力的に実施されており,

その力学的挙動は明確にされつつある.それらの成果を基に,今後,コンクリートを

充填しない鋼製橋脚の地震時保有水平耐力法による設計指針も提案されるものと思わ

れる. 現在おこなわれている,非線形性を考慮した動的解析による設計法は,信頼性や

設計自由度は高いかもしれないが,設計者の立場から見れば,様々な設計手法が確立

されることが望ましい.

 

そこで本研究においては,既往の研究成果を基に,コンクリートを充填しない鋼製橋脚

の地震時保有水平耐力法による耐震設計を試みた.対象構造物として,4ケースの矩形

断面橋脚を取り上げた.この内2ケースは既設橋脚を参考に寸法を決定しており,

他の1ケースは建設省土木研究所において実施された実験供試体,最後の1ケース

"道路橋の耐震設計に関する資料"において試設計された橋脚である.基本的な

考え方は,コンクリートを充填した鋼製橋脚の場合と同じであり,復元モデルには

道示 V 編に示されている角補強を有する矩形断面鋼製橋脚のモデルを用いた.

本報告においては,パラメータの決定方法等において未だ議論すべき点は残されて

いるものの,コンクリートを充填しない鋼製橋脚の地震時保有水平耐力法による

耐震設計法の基礎的な考え方を示すことができたものと思われる.また,動的解析

も同時に実施し,地震時保有水平耐力法による結果との比較検討を行っている