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本四技報 HONSHI TECHNICAL REPORT

Vol.17 No.68 1993.10

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【巻頭言】Prefatory note

  • 秋菊の物語

    The Story of Shugiku

    平林忠正

    Tadamasa Hlrabayashi

【技術論文】Technical report

  • 鋼圧縮部材の残留応力調査

    Evaluation of Residual Stress in Compressive Steel Member

    奥川淳志・高城信彦・大江慎一

    Atsushi Okukawa, Nobuhiko Takagi, Shinichi Ohe

    鋼圧縮部材の局部座屈を考慮しない許容軸方向圧縮応力度は、初期たわみや残留応力等を考慮した耐荷力曲線に基づいて定められる。この耐荷力曲線は部材の断面形状、初期たわみや残留応力の大きさにより異なるが、設計の簡略化を図るためにひとつの耐荷力曲線を用いる場合が多い。しかし吊橋主塔のようなかなりの厚板が用いられた部材では、残留応力は小さく、通常の圧縮部材の耐荷力曲線を用いると安全すぎるのではないかとの指摘があった。そこで、製作中であったレインボーブリッジ、明石海峡大橋の主塔部材を非破壊による方法で、残留応力を測定した。また疲労試験後の鋼床版箱桁の残留応力を切り出し法により測定した。結果として塔柱部材の残留応力は、かなり小さいことが分かった。

    Allowable longitudinal compressive stress for the compressive steel member is determined based on the strength curve considering initial strain and residual stress, etc. in the case without counting local buckling. This strength curve varies according to cross-sectional configuration and values of initial strain and residual stress. Nevertheless, in the most cases, one common curve has been used to simplify calculation for each case. However, it has been pointed out that the strength curve for conventional compressive members might underestimate strength of such members as the tower of suspension bridge because such a member would be composed of thick plate and its residual stress must be smaller. Measurement of residual stress was then carried out by non-destructive method for the tower member of the Rainbow Bridge and the Akashi Kaikyo Bridge, and by cutting method for the deck plate after fatigue tests. As a result, residual stress in the tower member was found to be quite small.

  • 明石海峡大橋大型風洞試験の乱流試験結果(第一報)

    Full Model Wind Tunnel Tests of the Akashi -Kaikyo Bridge in Turbulent Flow

    北川信・鈴木周一・勝地弘

    Makoto Kitagawa, Shuichi Suzuki, Hiroshi Katsuchi

    明石海峡大橋の耐風安定性を精度よく照査するため、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。特に、自然風に近い状態での照査を行うため、境界層乱流中での試験を実施し、気流の乱れが耐風安定性に及ぼす影響を調査した。この結果、乱流中においても一様流中と同等以上のフラッター性能を有すること、ガスト応答は水平方向では解析値より小さかったが、鉛直及びねじれ方向は解析値と概ね一致することなどが判かった。

    ここでは、境界層乱流中での試験結果のうち、フラッターとガスト応答について報告するとともに、若干の考察を加えた。

    Wind tunnel tests were conducted 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. The tests were carried out in boundary-layer turbulent flow to simulate natural wind characteristics and examine the influence of turbulent flow on the aerodynamic stability. As a result, the prototype of the Akashi Kaikyo Bridge showed an equal or superior performance for anti-fluttering motion in the turbulent flow compared with that in a smooth flow. In addition, the measured magnitude of gust response in horizontal direction was smaller than numerical solution, however, that in vertical and torsional direction was well agreed to numerical solutions. This paper reports and discusses the results of flutter and gust response from the boundary-layer turbulent flow tests.

  • 明石海峡大橋の主塔制振対策

    Vibration Control of the Towers of the Akashi Kaikyo Bridge

    辰巳正明・森邦久・秦健作

    Masaaki Tatsumi, Kunihisa Mori, Kensaku Hata

    明石海峡大橋の主塔の高さは、海面上約300mであり、南備讃瀬戸大橋主塔の約1.5倍の高さとなり、架設中のみならず、完成後も風による振動が発生する可能性がある。

    そこで振動を制御するために、風洞試験を含めて種々の検討を実施し、塔柱断面について、空気力学的に安定な十字断面とすることで、発散的な振動の発生風速を設計風速以上となるようにするとともに、設計風速以下の風速で発生する限定振動に対して制振装置により振動を制御するとの対策を決定した。

    本論文では、明石海峡大橋の主塔の制振対策について、実施設計に置いて実施した風洞試験の結果、制振条件の検討、及び制振装置の選定、設計等について述べている。

    The main towers of the Akashi Kalkyo Bridge are about 300m high and have very flexible features. So the towers are easy to vibrate under the wind not only during construction but also after completion of the bridge, and control of the wind induced vibration of the towers thus becomes the most important issues for the safety of the bridge. The cruciform shape of cross section was selected to suppress divergent torsional vibration at high wind velocity, and Tuned Mass Dampers(TMDs) are installed to reduce the amplitude of the vortex induced oscillation caused by wind slower than the design wind speed both during construction and after completion of the bridge.

    In this report, the outline of vibration control of the towers of the Akashl Kalkyo Bridge is reported.

  • 多々羅大橋大規模載荷試験

    On-site Loading Test for the Bedrock of Tatara Bridge

    山田勝彦・山縣守・山本茂樹

    Katsuhiko Yamada, Mamoru Yamagata, Shigeki Yamamoto

    明石海峡大橋およびそれに続く来島大橋の耐震設計については、地震入力・基礎地盤の動的相互作用などに関する最近の設計手法を導入して耐震計算法を作成し、一応の成果を得ている。耐震設計は、種々の仮定や工学的判断を導入し計算している。そこで現地確認のため強風化された花崗岩上で大規模載荷試験を実施した。試験は、耐震設計の作成に際して問題となっている「動的地盤バネ」、「減衰性」、極度の偏心傾斜荷重下の地盤挙動」および「残留変位」等を確認する事を目的とし、岩区分のC級~D級クラスを対象にし、振動載荷試験・繰り返し試験・せん断試験等を実施した。本稿は、それらの試験内容とその成果を報告するものである。

    Aseismic design method was developed and adopted to Akashi Kaikyo Bridge and Kurushima Bridge, which incorporated up-to-date analytical technics regarding seismic wave input and kinetic interaction of bedrock, etc. Aseismic design is made on various assumptions and technical judgements. On-site loading test was conducted to supplement numerical solution for heavily-weathered granite. The test included vibratory loading, reciprocal loading and sheering test for the class C to D rocks to the Rock classification table in order to examine some controversial issues such as kinetic spring of bedrock, damping characteristic, bedrock behavior due to the most eccentric, skew loading, and residual displacement. This paper outlines the test procedure and its findings.

  • テレビ電波障害影響予測と対策

    Estimation of Television Interference and its Countermeasure

    綾敬三

    Keizou Aya

    明石海峡大橋建設に伴う、テレビジョン放送受信への影響を計算により予測を行い、テレビ受信障害の程度と範囲を把握した。対象橋梁は、舞子高架橋、明石海峡大橋及び松帆高架橋について検討を行い、影響を受けることが予測されるテレビ放送局は、対象橋梁周辺地域をサービスエリアとしている北淡垂水局・神戸局及び大阪局とし、その他サービスエリア外ではあるが大阪U局と岡山U局も検討対象とした。神戸側の垂水地区では、広い範囲に影響が及ぼすことが判明した。受信障害予想地域の改善対策は、受信状況・既設の共聴設備等を考慮し、共同受信方式による対策を基本とした。

    Magnitude and extent of Television Interference (TVI) were forecasted by numerical analysis due to construction of the Akashi Kaikyo Bridge. Evaluation was made for the radio wave from TV stations, Hokudan-tarumi, Kobe, and Osaka, whose service areas are vicinity of the Maiko and Matsuho Viaduct, and Akashi Kaikyo Bridge. Other stations such as Osaka U station and Okayama U station were also included in the evaluation. The analysis showed TVI might widely happen on Tarumi area of Kobe side. For the countermeasure of TVI, such area shall mainly be facilitated with party-line antenna system considering radio condition and existing antenna system of the area.

【海外報告】Overseas report

  • 厦門西通道橋梁建設計画

    Planning of New Xiamen Bridge

    高澤勤

    Tsutomu Takazawa

【技術ニュース】Technical news