鉄道無筋コンクリート橋脚の地震時被災メカニズム分析と耐震対策に関する検討

Abstract

現在でも，全国に無筋コンクリート橋脚を有する在来鉄道が多数存在し，地震時に被害が発生している．典型的な被害形態は，打ち継ぎ目での水平ずれと，打ち継ぎ目下側のコンクリートの剥落である．本研究では，2004年新潟県中越地震で被災した魚野川橋梁14P橋脚を対象とし，改良版個別要素法を用いて被災メカニズムを分析し，H鋼と鋼板を用いた耐震対策の効果を検討した．その結果，被災メカニズムは，打ち継ぎ目の摩擦力と，打ち継ぎ目上側のロッキングによる衝突力によって，打ち継ぎ目下側に引張破壊が生じたものと推察された．また，耐震対策はいずれも，打ち継ぎ目の水平ずれが低減し一定の効果を確認できたが，補強材との接触部においてコンクリートが破壊し，効果は限定的であることがわかった．

In the past earthquakes, serious damage to plain concrete piers of railroad bridges has been caused. The typical damage is horizontal gap at the cold joint of a pier and falling down of concrete pieces from the pier under the cold joint. It is necessary to understand the damage occurrence mechanism and to develop effective seismic measures to prevent serious damage in the future earthquakes. With this background, this study analyzed the seismic behavior of a plain concrete pier using the refined DEM, investigated the damage occurrence mechanism, and verified the validity of two seismic measures. It was found that the friction and collision forces from the pier above the cold joint caused the tensile failure of the pier under the cold joint. The effectiveness of two seismic measures was found to be limited since the concrete contacting the reinforcement material suffered from damage.