構造研究室 ●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要

経済活力の維持と効率的な建設行政の執行に関する研究

研究期間：平11〜平13
担当者　： 佐藤弘史、大儀健一

　橋梁などの土木構造物に用いられている材料は、主に鋼材およびコンクリートであるが、近年、鋼材やコンクリートに比較して、軽量、高強度、高耐久性の新材料が開発されており、これらの新材料を土木構造物に適用した場合、コストが縮減し、耐久性等が向上する可能性がある。本研究では、ＦＲＰやアルミニウムなどの新材料の土木構造物への適用可能性を明らかにし、新材料を用いた構造部材の特性を調査するものである。11年度は、新材料の材料特性を把握し、国内外の新材料を用いた既存土木構造物の調査を行った。また、新材料を用いた土木構造物の設計基準類を収集した。

要求性能と品質レベルの相関性の検討（構造物の性能に与える品質の影響度）

研究期間：平９〜平12
担当者　： 佐藤弘史、大儀健一

　近年、国内の土木構造物設計の各分野において性能規定が注目されている。本課題は、土木鋼構造物設計において必要な要求性能を整理し、技術基準類を性能規定化し提案することを目的とする。11年度は、橋梁の耐風設計を対象として、NKBレベルシステムを参考に必要とされる要求性能の整理、各要求性能に対する検証方法、みなし仕様の対応づけを行った。その結果、現行の橋梁の耐風設計はＮＫＢのそれぞれのレベルに適応した設計法となっており、比較的容易に性能規定化できることが明らかとなった。さらに、要求性能の１つである使用性の観点から振動の許容値について文献調査を行った。

道路環境の改善

研究期間：平11〜平14
担当者　： 佐藤弘史、間渕利明、大石哲也

　道路交通振動に関するアセスメント技術の向上にあたっては、その予測精度を向上 させることおよび有効な対策を増やすことが重要である。このため本研究は、交通振 動のメカニズムをより忠実に反映した予測手法を開発すること、およびサスペンショ ンやジョイント構造に着目した交通振動軽減対策を開発することを目的として実施し ているものである。１１年度は、シミュレーション解析により、自動車のサスペン ションが交通振動に及ぼす影響、および自動車の重量や車速が交通振動に及ぼす影響 を調査した。

道路事業の効率性の向上

研究期間：平11〜平14
担当者　： 佐藤弘史、楠原栄樹、大儀健一、松藤洋照

　全国各地で構想中の海峡横断道路プロジェクトでは、明石海峡大橋を超える規模の超長大橋が必要となる可能性がある。超長大橋の実現にあたっては、耐風安定性の確保がもっとも重要な課題の一つとしてあげられる。さらに、大規模な構造物であることから経済性も考慮する必要もある。このような背景のもと構造研究室では開口部を有する箱桁断面に着目し研究を進めてきている。
　平成１１年度は、超長大橋の乱流中における対風応答特性の把握、遮風壁が耐風安定性に与える影響の調査および新たな桁形状、構造形式の検討を実施した。

道路事業の効率性の向上

研究期間：平11〜平13
担当者　： 佐藤弘史、楠原栄樹、間渕利明

　海に囲まれ、多数の島嶼部を有する我が国には、海により隔てられた地域が多く存在している。これらの地域の連携と交流を促進するためには、橋梁等の地域間を連絡する手段の整備が必要である。本研究は、水の浮力を利用することにより下部構造が省略可能となる浮体橋をライフサイクルコストの縮減に資する新たな構造として取り上げ、その設計方法を開発することが目的である。
　11年度は、性能規定の浮体橋設計への適用に関する検討、気象・海象条件の整理、浮体橋において最も重要な課題の１つと考えられる動揺に着目し、他の同様な浮体構造における動揺量の推定方法を調査した。

道路事業の効率性の向上

研究期間：平９〜平13
担当者　： 佐藤弘史、楠原栄樹、間渕利明、大儀健一、松藤洋照

　長大橋の耐風性検討では、橋梁や周辺地形に対する風洞試験や現地における長期間の風観測による調査が行われてきているが、これらは多くの時間・費用を必要とする。そこで、数値解析を用いた対風応答推定手法および風況推定手法の精度を向上させ、これまでの耐風性調査結果を有効に活用して、長大橋の耐風性の評価を効率的に実施することが重要である。１１年度は、局所地形における風況を数値解析によって推定するために、数値地図を用いた風況解析システムを作成した。また、ガスト応答の予測精度を向上させるために対風応答の解析プログラムの改良を行った。

基礎的・先導的研究開発の推進

研究期間：平11〜平11〜
担当者　： 佐藤弘史、間渕利明、大石哲也

　山岳道路の多い我が国において，道路の落石対策は道路防災上の重要な課題の１つである。落石対策に関しては既に各種防護工の設計法がある程度構築されてきているが，さらに合理化すべき余地がある。またロックシェッドの実験や解析から，その衝撃的荷重に対する挙動の一部が明らかになっている。本年度は，これまでに得られたロックシェッドの耐衝撃性に関する実験結果及び解析結果を整理し，これをもとに，エネルギー法によりロックシェッドの耐衝撃性を推定する手法をとりまとめた。

振動対策効果の定量的予測検討、予測精度の向上に関する調査

研究期間：平11〜平11
担当者　： 佐藤弘史、間渕利明、大石哲

　道路交通振動の予測精度の向上、およびその対策効果の予測を目的として調査を行った。交通振動に影響を与えるものとして、ジョイント部の段差および地盤条件があり、これらに関連した対策として、ノージョイント化および軟弱地盤改良が考えられる。このため、段差の形状を変化させた交通振動シミュレーション解析を実施した。また、地盤による振動伝搬性状の違いを明らかにするため、ＦＥＭ解析を実施した。

道路建設に伴う風の影響に関する調査

研究期間：平９〜平13
担当者　： 佐藤弘史、大儀健一

　高規格道路を盛土構造で構築した場合、盛土周辺の風況特性が変化する恐れがある。盛土周辺の風況特性を明らかにするために、盛土を模型化し、風向をパラメトリックに変化させた地形模型風洞実験を実施した。その結果、盛土後方では、接近流に比べて平均風速は小さくなること、盛土方向と風向のなす角度が小さいほど、その範囲は小さいことなどが明らかとなった。また、可視化実験によって盛土方向に対して斜めに風が流れる場合の主たる風向を調査した結果、接近流はその風向を保ったまま盛土を越え、盛土後方で盛土方向に沿った流れが卓越することが明らかとなった。