No.84 多視点からの補修補強設計法に関する研究部会報告書 令和2年6月
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| はじめに |
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| 部会員名簿 | |
| 全体目次 |
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| 1.腐食部材の補修方法検討WG |
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| 腐食部材の補修方法検討WGメンバー | |
| 目 次 | |
| §1. まえがき | 1-1 |
| §2. 鋼橋における損傷と補修補強設計法の現状と課題 | 1-3 |
| 2-1. 補修設計における課題の抽出と取り組み方針 | 1-3 |
| 2-2. 鋼橋の腐食ケースの実態 | 1-7 |
| 2-3. 補修・補強設計計画時の実態調査 | 1-10 |
| 2-4. 当て板補修・補強の設計の実態調査 | 1-11 |
| 2-4-1. 設計荷重 | 1-11 |
| 2-4-2. 設計法 | 1-12 |
| 2-4-3. 設計部位とその設計の考え方 | 1-15 |
| 2-4-4. 高力ボルト当て板補修設計における課題 | 1-18 |
| §3. 高力ボルトによる当て板補修設計法 | 1-21 |
| 3-1. 対策レベル（補修の必要性の判断） | 1-21 |
| 3-2. 高力ボルト摩擦接合を準用した設計 | 1-22 |
| 3-2-1. 摩擦接合接手の規定を準用した設計について | 1-22 |
| 3-2-2. 表面処理法とすべり係数 | 1-23 |
| 3-2-3. すべり係数が0.4を確保できない場合の対処方法 | 1-25 |
| 3-2-4. 摩擦接合を準用して設計した当て板補修部の耐荷性能についての解析的な研究 | 1-26 |
| 3-3. 各施工段階における力学的状態の変化 | 1-28 |
| 3-3-1. ボルトの締め付けと有効断面 | 1-29 |
| 3-3-2. 仮設材を用いずに当て板補修を行う場合 | 1-29 |
| 3-3-3. 当て板補修を行う前の仮設材の設置 | 1-35 |
| 3-4. 補修における孔明けと切断に対する注意 | 1-37 |
| 3-4-1. 死荷重下における孔明け | 1-37 |
| 3-4-2. 引張部の面外塑性変形部の切除 | 1-37 |
| 3-5. 圧縮応力部と引張応力部での当て板補修の効果の違い | 1-37 |
| 3-5-1. 道路橋示方書 | 1-39 |
| 3-5-2. 限界状態と限界値（材料強度、部材耐力） | 1-43 |
| 3-5-3. 局部座屈と支圧耐力 | 1-48 |
| 3-5-4. 桁端部の腐食損傷の補修効果に関する研究事例を用いた検討 | 1-51 |
| 3-5-5. 面外塑性変形に対する当て板補修 | 1-58 |
| 3-6. 当て板補修の様々な効果と当て板補修の技術の応用 | 1-59 |
| 3-6-1. 耐疲労性能の向上 | 1-59 |
| 3-6-2. 剛性増加（圧縮耐力の向上） | 1-59 |
| 3-6-3. 連結機能 | 1-60 |
| 3-6-4. リベット、圧縮下での拘束効果 | 1-60 |
| 3-7. 当て板補修における素地調整と塗装 | 1-60 |
| 3-7-1. 当て板補修における素地調整と塗装に用いる規定類 | 1-60 |
| 3-7-2. 表面処理方法の合理化の事例を用いた説明 | 1-61 | 3-8. 試算による当て板補修効果の定量的な一検討 | 1-62 |
| 3-8-1. 当て板補修による補強効果への定量的なアプローチ | 1-62 |
| 3-8-2. 剛性比による当て板分担力の概算による検討 | 1-63 | 3-9. 簡易な高力ボルトによる当て板補修設計法の提案 | 1-65 | 3-10. これからの設計法 | 1-66 |
| §4. 事例による比較設計 | 1-69 |
| 4-1. 検討ケース | 1-69 |
| 4-2. 比較設計 | 1-69 |
| 4-2-1. 補修工法の比較（事例１ 一般部による基本的な考え方の検討） | 1-69 |
| 4-2-2. 補修工法の比較（事例２ ボルト穿孔の影響に着目した検討） | 1-72 |
| 4-2-3. 補修工法の比較（事例３ 件数が多い桁端部損傷に対する検討） | 1-77 |
| 4-3. まとめ | 1-79 |
| §5. 全橋レベルでの腐食損傷に伴う死荷重応力再分配および当て板補強効果の検討 | 1-82 |
| 5-1. はじめに | 1-82 |
| 5-2. 既往の研究 | 1-82 |
| 5-3. 解析対象 | 1-82 |
| 5-4. 解析手法 | 1-82 |
| 5-5. 解析モデル | 1-84 |
| 5-5-1. モデル化方針 | 1-84 |
| 5-5-2. 解析モデル図 | 1-85 |
| 5-5-3. 桁断面諸元 | 1-89 |
| 5-6. 解析条件 | 1-90 |
| 5-6-1. 解析ケース | 1-90 |
| 5-6-2. シェル－ソリッド界面剛体要素 | 1-93 |
| 5-6-3. 材料条件 | 1-93 |
| 5-6-4. 境界条件 | 1-94 |
| 5-6-5. 荷重条件 | 1-95 |
| 5-7. 解析結果 | 1-96 |
| 5-7-1. 荷重－変位関係 | 1-96 |
| 5-7-2. 腐食進行に伴う死荷重分担率の変化 | 1-98 |
| 5-7-3. 活荷重分担率に対する補強効果 | 1-98 |
| 5-7-4. 結果コンター図 | 1-101 |
| 5-8. まとめ | 1-108 |
| 5-9. WG1 内の意見（参考） | 1-108 |
| §6. 圧縮荷重を受ける高力ボルト継手の耐荷性能に関する検討 | 1-110 |
| 6-1. はじめに | 1-110 |
| 6-2. 既往の研究 | 1-110 |
| 6-3. 検討内容 | 1-111 |
| 6-4. すべり先行型を想定したパイロット検討 | 1-111 |
| 6-4-1. 解析的検討 | 1-111 |
| 6-4-2. 実験的検討 | 1-123 |
| 6-5. 母材の板厚や強度、添接板との強度の違いなどを考慮したパラメトリックな検討 | 1-140 |
| 6-5-1. 鋼材強度の違いの影響に関する実験的検討 | 1-140 |
| 6-5-2. 荷重伝達機構に関するFEM 解析 | 1-161 |
| 6-6. まとめ | 1-165 |
| 6-7. WG1 内の意見（参考） | 1-165 |
| §7. 高力ボルト継手の当て板補強以外の工法の検討 | 1-167 |
| 7-1. 当て板補強以外の腐食対策の材料の調査 | 1-167 |
| 7-1-1. 材料の特性調査 | 1-167 |
| 7-1-2. FRPの調査 | 1-168 |
| 7-1-3. まとめ | 1-170 |
| 7-2. CFRPによる補修設計 | 1-172 |
| 7-2-1. CFRPの性能 | 1-172 |
| 7-2-2. CFRPの施工実績 | 1-179 |
| 7-2-3. CFRPの近年の動向 | 1-186 |
| 7-2-4. 様々な腐食部材への適用性の検討 | 1-192 |
| 7-2-5. 当て板補修工法と比較 | 1-195 |
| 7-2-6. まとめ | 1-201 |
| §8. まとめ | 1-201 |
| 付録2-1. 当て板補修の比較設計 | 1-206 |
| 付録2-1-1. 一般部による基本的な考え方の検討（事例１） | 1-206 |
| 付録2-1-2. ボルト穿孔の影響に着目した検討（事例２） | 1-214 |
| 付録2-1-3. 件数が多い桁端部損傷に対する検討（事例３） | 1-232 |
| 付録2-2. H29 道路橋示方書による試設計 | 1-243 |
| 付録2-2-1. 部分係数設計法の概要 | 1-243 |
| 付録2-2-2. 試設計の対象構造 | 1-244 |
| 付録2-2-3. H29 道示による支点上補剛材の設計方針 | 1-245 |
| 付録2-2-4. 新旧基準による試設計結果の比較 | 1-247 |
| 付録2-2-5. H29 道示による試設計（詳細計算） | 1-214 |
| 付録2-3. 全橋レベルでの腐食進行再現FEM 解析結果コンター図 | 1-250 |
| 付録2-3-1. Case0 腐食なし | 1-250 |
| 付録2-3-2. Case1-1 Web1 | 1-258 |
| 付録2-3-3. Case1-2 Web1 | 1-276 |
| 付録2-3-4. Case1-3 Web | 1-294 |
| 付録2-3-5. Case2-1 Stf1 | 1-312 |
| 付録2-3-6. Case2-2 Stf2 | 1-330 |
| 付録2-3-7. Case3-1 Stf1Web | 1-348 |
| 付録2-3-8. Case3-2 Stf2Web | 1-366 |
| 付録2-3-9. Case4 Tri | 1-384 |
| 付録2-4. CFRP 補修のH29 道示による試設計 | 1-402 |
| 付録2-4-1. 曲げ卓越部（下フランジ損傷）に対する試設計 | 1-402 |
| 付録2-4-2. 当て板工法との比較 | 1-408 |
| 付録2-4-3. 欠損量によるCFRP 接着工法の比較 | 1-409 |
| 付録2-4-4. 曲げ卓越部（下フランジ損傷）に対する完全合成断面としての試設計 | 1-411 |
| 2.鋼製ブラケット設計法検討WG |
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| 鋼製ブラケット設計法検討WGメンバー | |
| 目 次 | |
| §1. はじめに | 2-1 |
| 1-1. 鋼製ブラケットのアンカーボルトの孔径について | 2-1 |
| 1-2. 斜角を有するブラケットについて | 2-1 |
| 1-3. 報告書の構成 | 2-2 |
| 1-4. 名称の定義 | 2-2 |
| §2. 鋼製ブラケット構造について | 2-5 |
| 2-1. 鋼製ブラケットの種類 | 2-5 |
| 2-2. 鋼製ブラケットアンカーボルトの設計・施工法 | 2-6 |
| 2-3. 鋼製ブラケットのアンカーボルト孔に対する問題点 | 2-10 |
| §3. 拡大孔の影響 | 2-12 |
| 3-1. はじめに | 2-12 |
| 3-2. 引張力に対する検討 | 2-14 |
| 3-2-1. 検討条件 | 2-14 |
| 3-2-2. 引張力に対する照査結果 | 2-18 |
| 3-2-3. FEM 解析 | 2-22 |
| 3-2-4. まとめ | 2-28 |
| 3-3. せん断力に対する検討 | 2-29 |
| 3-3-1. はじめに | 2-29 |
| 3-3-2. 解析対象 | 2-29 |
| 3-3-3. FEM 解析 | 2-30 |
| 3-3-4. まとめ | 2-40 |
| 3-4. 結論 | 2-40 |
| §4. 斜角の影響 | 2-42 |
| 4-1. 基本的な設計の流れ | 2-42 |
| 4-2. 斜角を有する場合のアンカーボルトに作用する応力について | 2-43 |
| 4-3. 設計事例 | 2-43 |
| §5. 今後の課題 | 2-64 |
| 5-1. はじめに | 2-64 |
| 5-2. 金属製コマ材 | 2-64 |
| 5-3. パテ材・樹脂材 | 2-64 |
| 5-4. 留意点 | 2-65 | §6. まとめ | 2-66 |
| 6-1. 拡大孔が鋼製ブラケットの耐荷性能に与える影響 | 2-66 |
| 6-2. 斜角を有する橋梁に設置する鋼製ブラケットの設計方法 | 2-66 |
| 付録 | |
鋼製ブラケット設計法検討ＷＧ設計事例  |