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本四技報 HONSHI TECHNICAL REPORT

Vol.17 No.67 1993.7

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【巻頭言】Prefatory note

  • 役割分担

    Role Sharing

    新野博

    Hiroshi Niino

【技術論文】Technical report

  • 明石海峡大橋大型風洞試験(一様流試験結果)

    Full Aeroelastic Model Wind Tunnel Tests of the Akashi Kaikyo Bridge in Smooth Flow

    保田雅彦・鈴木周一・勝地弘

    Masahiko Yasuda, Shuichi Suzuki, Hiroshi Katsuchi

    明石海峡大橋の耐風安定性をよく照査するため、大型風洞施設において縮尺1/100の全橋模型を使った風洞試験を実施した。明石海峡大橋は中央径間長が1990mと従来の吊橋の規模をはるかに超えるため、当初から耐風安定性の確保が重要な課題となっていた。このため、部分模型風洞試験による耐風性調査に加えて、全橋を精度よく模型化した全橋模型を用いた全橋模型風洞試験を実施し、より精度の高い耐風安定性の照査を行った。ここでは、このうち一様流中で得られた試験結果について、特に静的変形特性とフラッター特性について述べることとする。

    Wind tunnel tests were carried out in the boundary layer wind tunnel laboratory of HSBA with a 1/100-scaled full model to investigate aerodynamic stability of the Akashi Kaikyo Bridge in high precision. It is one of the most important subjects to attain superior aerodynamic stability because the Akashi Kaikyo Bridge will have a center span of 1990m surpassing existing the longest span suspension bridge. Therefore, in addition to conventional wind tunnel tests with a sectional model, full aeroelastic model wind tunnel tests were carried out with an elaborate model to examine aerodynamic properties in higher precision. This paper shows a part of test results including properties on static deformation and flutter.

  • 明石海峡大橋主塔の景観設計

    Aethetic Design on the Tower of Akashi Kaikyo Bridge

    保田雅彦・吉田好孝

    Masahiko Yasuda, Yoshitaka Yoshida

    明石海峡大橋主塔の構造形状については、景観設計の観点から多くの検討がなされてきた。その中で特に検討対象となった事項は腹材の形状である。様々な腹材形状が提案された後、従来のトラス形式と、長円形の繰り抜きを有する平板を腹材とした面腹材形式の二案が残り、更に制作施工にわたる詳細な比較検討の末、現在のトラス形式に決定した。本報告では明石海峡大橋主塔の景観設計に関する基本的な考え方、及び各案の特徴と決定にいたる経緯等を示す。

    Many studies and discussions on aesthetic design had been held on the structure and configuration of the Akashi Kaikyo Bridge. One of the most important themes was the configuration of bracing member of the tower. After creating designs for many types of figures, we selected two types : the truss type and plate type with elliptic hollows.Finally, we adopted former one to the tower's figure, after the extensive evaluation on the fabrication and erection. The paper outlines the basic idea of aesthetic design on the tower of the suspension bridge, including characteristics of respective types and the process to the conclusion of configuration.

  • ピン定着ケーブルバンドの構造特性

    Structural characteristics of a pin-connected cable band

    大橋治一

    Harukazu Ohashi

    従来の鞍掛け方式のバンドにかわるピン定着方式のバンドは、特に補剛桁が箱桁の場合にはハンガー定着構造が合理化される等、利点の多い構造である。この形式のバンドは使用実績があるがその構造特性は必ずしも明らかでなく、採用にあたっては設計手法の確立が求められる。このようなことから、実大規模のバンド・ケーブルの供試体を用いた実験を行い、併せて弾塑性FEM解析を行った。本検討により、①ハンガー荷重作用時のボルトは引張ボルトとしての挙動を示すこと、②ボルト付加軸力はハンガー荷重の10-20%程度であること、③締付け時およびハンガー荷重作用による曲げによりバンドには降伏領域が発生するが、ハンガー荷重の3倍程度まで耐力的には問題ないこと、④ハンガー荷重作用によるバンドの滑りへの影響は小さく、摩擦係数としては従来の鞍掛けバンドと同程度の0.15を確保できること、⑤接触を考慮したFEM解析によりボルトの付加軸力・バンドの塑性化等の現象を良く説明できることがわかった。

    The application of a pin-connected cable band for box-type stiffening girder has many advantages in simplifying the anchoring details. Although a few examples exist in long-span suspension bridges, the structural characteristics of this type of cable band have not been cleared, therefore for its adaption, the design method has to be established. So full scale experiments were carried out and the results were compared with elasto-plastic finite element analysis.

    From this study, following results were obtained:

    1. Under the hanger loading, band bolts behaves as a tension-type bolt. The additional axial force is approximately 10 to 20% of the applied load.

    2. At about three times of the design hanger load, the stresses at band reach a yielding point by bending, but the ultimate strength is proved to be even higher.

    3. Effect of hanger loading on slip resistance of cable band is small. The friction coefficient of more than 0.15 is assured.

    4. An elasto-plastic finite element analysis using contact elements at the interface between cable and band, could simulate contact/separation phenomena. Deformations and stresses caused by fastening and tightening the bolts or under hanger loading are also well described by this analysis.

  • デッキとスティフナの溶接部の疲労実験

    Fatigue Test on Welding of the vertical stiffener and the deck plate Floor-Stiffener Connection

    松本毅・遠藤和男

    Tsuyoshi Matsumoto, Kazuo Endo

    近年、実橋のデッキと主桁や縦桁のスティフナ(垂直スティフナ)との溶接部の疲労試験損傷事例が報告されている。この疲労損傷は、スティフナ上端部のまわし溶接部のデッキ側スティフナ側両方の止端に発生しているが、その発生原因や疲労強度は必ずしも明らかにされていない。本疲労実験では、大型供試体のデッキとスティフナの溶接部に着目した静的載荷試験および疲労試験を行い、応力範囲と疲労寿命の関係(S-N線)を把握するための基礎データを得た。

    Recent years, fatigue damages have been found on the welding beads of the deck plate and the web plate or the deck plate and the vertical stiffeners of the web plate.

    These fatigue cracks are found on the box welding of the upper end of the vertical stiffeners and on the both toes, deck plate side and the stiffener side.The cause and the fatigue strength have not been clarified yet. This test, composed of static loading and fatigue test of the above welding, was conducted to obtain basic data on relationships between the stress range and the fatigue strength (S - N Curve)for such a welding.

  • 来島大橋建設工事用海底ケーブルの敷設

    Installation of Submarine Power Cable for Construction of Kurushima Bridge

    中島国雄・矢野稔

    Kunio Nakashlma, Minoru Yano

    来島大橋の建設に使用される施行機械類は、そのほとんどが電気を使用するものであり必然的に電力供給が不可欠である。

    受電系の区分における大島地区(1A、2P)、馬島地区(6P、7A、8P)並びに糸山地区(9P、10A)は、電力会社の配電線が現場付近に設けられており、比較的容易に受電ができる。しかし、武志島地区(3P、4A、5P)は大島の火内鼻沖に位置し、動力源の供給方法については検討が必要とされた。この検討を平成2年度から3年度にかけて行い、この検討結果に基づき平成4年7月22日火内鼻~4A間に海底ケーブルを敷設した。

    Electric power must be supplied to construction machinery used for the kurushima Bridge because they are mostly powered by electricity.

    For such areas as Ohshima (1A, 2P), Umashima(6P, 7A, 8P), and Itoyama(9P, 10A), supply was relatively easy since commercial electric lines had been provided near the construction site. However, since Mushijima area(3P, 4A, 5P) was located offshore, how to supply should be investigated. The investigation was carried out during 1990 - 1991, and installation work of submarine power line was performed in 1992 on the seabed between the point Hinaibana and thd offshore foundation of 4A.

  • 新たな機構の碍子活線洗浄装置の開発

    Development of a New Cleaning System for Ceramic Insulator

    井上徹・廣田昭次

    Toru Inoue, Syoji Hirota

    本四公団と碍子メーカが共同開発した碍子活線洗浄装置が、初めて大三島橋に設置されてから約10年を経過することとなる。この間、因島大橋、大鳴門橋および門崎高架橋にも設置されてきた。この度、瀬戸中央自動車道の32台の橋梁点検補修用作業車に設置可能な、新規の機構を数多く採用した全自動間欠作動式碍子活線洗浄装置を開発し、実機テストの結果、従来の数倍の洗浄効果および機器の小型軽量化等、良好な結果を得た。この装置は、従来の方式では設置困難な場所および装置を駆動するための電力・水の供給に難点があった場所等に、適用範囲を大きく拡げるものであり、作業車のより安定した運転をはかるためのパートナーとしての期待が大きい。

    Ten years have passed since the cleaner for insulator was first installed at Ohmishima Bridge, which was developed by HSBA in cooperation of a manufacture of insulator. This type of cleaner was installed at Innoshima and Ohnaruto bridge, and Tozaki viaduct as well. Recently, HSBA developed a full - automatic, intermittently - operated cleaning system for insulator, which adopted many innovative functions and could be applicable to all of bridge maintenance/repair vehicles on Seto Chuo Express way. The new system is lighter and smaller than conventional one, and has shown more excellent performance in cleaning operation test. The system will enhance applicability of itself to the work site that cannot be supplied with water and electricity, and has no room for installation of the conventional cleaning system.

【海外報告】Overseas report

  • ニカラグアを訪ねて

    Visiting Nicaragua

    山中鷹志

    Takashi Yamanaka

【技術ニュース】Technical news