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研究テーマの概要
自動車や人が渡る橋梁をはじめとした社会基盤施設は現代社会には不可欠であり、これらを計画・設計し、建設・供用・維持管理を行って廃棄に至るまで適切に管理することは、社会の持続的発展の実現において極めて重要です。 近年の社会の多様化・複雑化・高度化により、橋梁や構造技術の適用範囲も広域化・高密度化し、環境条件は一段と多岐にわたり、要求される性能も極めて高度なものとなっています。 そこで私たち構造デザイン工学研究室では、新橋梁形式の開発、橋梁ならびに社会基盤構造物への新材料の適用、解析法・設計法・製作法および維持管理技術など、システムとしての橋梁・社会基盤構造物に関する研究を行っています。 詳細については、それぞれの項目をクリックしてください。
固有振動解析
吊橋や斜張橋といった複雑な挙動を示す構造物の特性を知るには、固有振動解析を行い構造物の振動モードを明確にすることが有効です。 また、構造物の動的応答性状を知る上で固有振動解析は重要であり、構造物の振動特性を知ることで、地震、風荷重および交通荷重等から構造物を守る設計も可能にします。
動的応答解析
1995年1月に発生した兵庫県南部地震では、高速道路や新幹線ならびに港湾施設などの社会基盤施設に非常に多くの被害が生じました。 この地震を受けて道路橋示方書の改訂が二度にわたって行われ、震度法あるいは地震時保有水平耐力法によって設計された橋梁構造物の耐震性能の照査に動的解析が用いられるケースが増加しています。
免震構造
大規模な地震力が作用する場合、構造物の剛性を向上させることのみで地震力に抵抗するような設計には限界があります。 このことから、構造物の剛性の向上はもちろんのこと、それと同時にエネルギー吸収性能をもつ部材を構造物に取り入れることで地震エネルギーを特定箇所に集中させ、損傷を最小限に抑えることが必要であると考えられています。
床版疲労
作成中
先進複合材料
作成中
ひずみ場計測
作成中
車-橋相互作用
近年大型化・高速化しつつある車両の走行により，橋梁構造物は常に過酷な振動状況に晒されている。また，建物が密集する都市部において，橋梁交通振動に起因する環境振動も社会生活に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに，地震大国の日本において，地震時における橋梁構造物耐震安全性および車両走行安全性の確保も当然ながら大きな課題である。上記諸問題を解決するためには，まずその現象を理論的に解明する必要であるが，橋梁と複雑な振動系である車両との動的相互作用という非常に複雑な工学問題に直面する。
健全度評価
2007年米国ミネソタ州の高速道路で供用中の橋が崩落し，多数の死傷者が出た衝撃的な事故が発生し，橋梁の維持管理に警鐘を鳴らしたように，日本においても高度経済成長期に建設された多くの橋梁構造物の劣化・老朽化への対応が急務となっている。従来の橋梁健全度評価法は，多くの技術者と多大なコストを要し，今後の少子高齢化や経済情勢を踏まえると，膨大な構造物を少ない技術者で効率的にメンテナンスしていく必要があり，新たな視点からの健全度評価手法が求められている。