資料3 各構造物の詳細点検結果(津波)

Report
資料-3
平成26年7月17日(木)15:30~
第8回 南海トラフ巨大地震土木構造物耐震対策検討部会
各構造物の詳細点検結果
(津波)
平成26年7月17日
施設点検目次(津波)
 3-1 道路施設(橋梁)の詳細点検結果
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会 振り返り)
【対象橋梁】
浸水区域内の広域緊急交通路に架かる橋
大阪臨海線・泉佐野岩出線 ⇒
24橋
1
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
■1次照査(浸水橋梁の抽出 広域地盤沈降考慮)
各種諸元
橋梁名称
1 高石大橋
構造形式
上部工
鋼3径間連続箱桁
桁下標高
(TPm)
4.289
津波標高
(TPm)
4.070
2 助松橋
(北行)
3 助松橋
(南行)
4 緑川橋
PC単純ポステンT桁
3.376
PC単純ポステンT桁
5 堅川橋
6 新川大橋
(北行)
7 新川大橋
(南行)
8 大津川大橋
(北行)
9 大津川大橋
(南行)
10 大道橋
(北行)
11 大道橋
(南行)
12 松風橋
(北行)
13 松風橋
(南行)
14 新春木橋
(北行)
15 新春木橋
(南行)
スクリーニンク
゙結果
○
16
4.010
×
17
3.376
4.000
×
18
PC単純プレテン床版
2.248
3.620
×
19
PC単純プレテンT桁
2.045
3.650
×
20
PC単純ポステンT桁
3.080
3.670
×
21
PC単純ポステンT桁
3.080
3.670
×
22
PC単純ポステンT桁
3.511
3.800
×
23
PC単純ポステンT桁
3.511
3.800
×
24
PC単純ポステンT桁
0.582
2.030
×
PC単純ポステンT桁
0.582
2.030
×
PC単純プレテンT桁
2.003
2.310
×
PC単純プレテンT桁
1.999
2.310
×
鋼単純鈑桁
3.684
3.840
×
鋼単純鈑桁
3.987
3.840
○
対象橋梁24橋中、
13橋が津波の影響を受ける。
各種諸元
橋梁名称
新津田川橋
(北行)
新津田川橋
(南行)
貝塚
近木川大橋
臨海
見出川大橋
芽渟大橋
(北行)
芽渟大橋
(南行)
田尻スカイブリッジ
(北行)
田尻スカイブリッジ
(南行)
泉南マリンブリッジ
構造形式
上部工
PC単純ポステンT桁
桁下標高
(TPm)
3.900
津波標高
(TPm)
3.420
鋼単純鋼床版箱桁
4.263
3.420
○
PC6径間連続箱桁
5.210
3.030
○
鋼単純鋼床版箱桁
PC連続中空床版
鋼単純鋼床版箱桁
3.787
2.930
○
4.185
3.460
○
鋼単純鋼床版箱
+PC単純プレテン床版
PC連続中空床版
PC斜張橋
PC連続中空床版
PC斜張橋
4.089
3.460
○
5.315
2.740
○
5.315
2.740
○
鋼連続箱桁、鋼床版箱桁
5.950
2.600
○
鋼4径間連続鈑桁
スクリーニング
結果
○
【イメージ図】
2
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会 振り返り)
■三次元解析手法(CADMAS-SURF/3DとOpenFOAM)の比較
3
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
■助 松 橋
4
3-1 道路施設の詳細耐震点検について 【助松橋】
三次元解析の結果【助松橋】 水門閉鎖
水門閉時
水門閉時
海側
(P1)
陸側
(P2)
水門閉時
水門閉時
5
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会 振り返り)
三次元解析による流出判定【助松橋】 水門閉鎖
■橋梁上部構造重量【Wd】
・海側(北行):9,843 kN/橋
・陸側(南行):9,746 kN/橋
橋梁重量
■上揚力による浮上り判定【Wd/Fz】
・海側(北行):9,843/11,713
=0.84 <1 ・・・NG
・陸側(南行):9,746/10,528
=0.93 <1 ・・・NG
■水平波力による流出判定【(Wd-Fz)μ/Fx】
・海側(北行):(9,843-11,713)×0.6/173
=-6.49 <1 ・・・NG
・陸側(南行):(9,746-10,528)×0.6/ 78
=-6.02 <1 ・・・ NG
6
3-1 道路施設の詳細耐震点検について 【助松橋】
三次元解析の結果【助松橋】 水門開放
海側
(P1)
陸側
(P2)
7
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会 振り返り)
三次元解析による流出判定【助松橋】 水門開放
■橋梁上部構造重量【Wd】
橋梁に作用する上揚力(助松橋)水門開時
・海側(北行):9,843 kN/橋
・陸側(南行):9,746 kN/橋
海側
12000
陸側
橋梁重量
10000
海側最大=5488kN
陸側最大=4552kN
上揚力(kN)
■上揚力による浮上り判定【Wd/Fz】
14000
・海側(北行):9,843/5,488
=1.79 >1 ・・・OK
・陸側(南行):9,746/4,552
=2.14 >1 ・・・OK
8000
6000
4000
2000
0
-2000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Time(分)
10
11
12
13
14
15
■水平波力による流出判定【(Wd-Fz)μ/Fx】
・海側(北行):(9,843-5,488)×0.6/25
=104.5 >1 ・・・OK
・陸側(南行):(9,746-4,552)×0.6/45
=69.3 >1 ・・・ OK
8
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
三次元解析の結果
■津波流速は 0.6~1.9m/s と緩やかであり、上部構造に
作用する水平波力は43~173kNと軽微である。
■浮力ならびに水位上昇に伴う上揚力が3,509~11,713kN
と大きく、上部構造重量を上回る橋梁が1橋(助松橋)ある
ことが判った。
■三次元解析結果を基に試算した結果、それ以外の橋梁に
浮上りは生じないことが判った。
9
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
■助松橋の考察
浮上り量
・上部構造の浮上り量=津波水位(4.99m)-浸水深(1.170m)
-浮上り前桁下高さ(3.376m)= 0.444m
10
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
■助松橋の考察
根入れ長
600mm
・下図のとおり、耐震補強(落橋防止工事)を予定しており、
アンカーバー(0.60m)>桁浮上り量(0.444m) となり、
上部構造は浮上がるものの、流出しないことが確認された。
11
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
(過去の部会振り返り)
振り返り)
(過去の部会
これまでの部会検討結果まとめ(道路橋津波照査)
照 査 結 果
■津波流速は 0.6~1.9m/s と緩やかであり、上部構造に作用
する水平波力は43~173kNと軽微である。
三
【 実 次 ■浮力ならびに水位上昇に伴う上揚力が3,509~11,713kNと大
6施
元 きく、上部構造重量を上回る橋梁がある。
橋橋
解
梁
】 析 ■上揚力>上部構造重量となる橋梁の流出検討を行った結
果、上部構造は浮上るもののアンカーバーにより流出が抑止さ
れることを確認。
未三
【実次
7
施元
橋
橋解
】梁析
■二次元解析結果による水位 及び 橋梁に作用する力が支配
的な上揚力に着目して、三次元解析結果より上揚力を推定。
■一部の橋梁は完全に水没するが、浮上りは生じない。
■安全率が低い橋梁の現場条件を確認し、上部構造の流出を
抑止する構造であることを確認。
12
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■漂流物の影響照査
【H25.12.25 第6回 検討部会資料より】
13
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■漂流物の影響照査
・対象漂流物は「300トンはしけ」相当の船舶とする。
14
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■対象漂流物①
河川幅
船長 27m
1.8m
喫水線
1.2m
300トンはしけ相当の標準的な寸法
(船長 L=27m 船幅 B=10m)
梁橋
※ここで、河川幅>対象漂流物なので、
10m未満の河川に架かる橋梁は別途対象漂流物を設定。 15
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
・河川幅10m未満の
対象漂流物は、
「5.4トン漁船」相当の
船舶とする。
【H25.12.25 第6回 検討部会資料より】
2-2 海岸構造物(防潮堤)の詳細点検結果
計算式の参照文献
p(kN/m)
対象物
11.0
1.0
13.0
7.9
流木
流木
流木
流木
⑤道路橋示方書・同解説Ⅰ共通編
(H24)
0.1
流木
⑥津波漂流物対策施設設計
ガイドライン(案)(H21)
6.0
流木
⑥津波漂流物対策施設設計
ガイドライン(案)(H21)
16.0
漁船
(5.4t)
⑦港湾構造物設計基準・岩手県基準
20.0
流木
①松富(1999)
②池野ら(2003)
③有川ら(2010)
④FEMA(2008)
1.8m
5.4トン漁船相当の標準的な寸法
(船長 L=11m 船幅 B=2.8m)
喫水線
船長 11m
0.8m
■対象漂流物②
16
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■対象漂流物(まとめ)
対象船舶
大きさ
喫水線からの
重量(kN)
対象とする河川幅
1.2
4,906
河川幅≧10m
1.8
250
河川幅<10m
長さ(m)
幅(m)
高さ(m)
300トンはしけ
27.0
10.0
5.4トン漁船
11.0
2.8
300トンはしけ相当の標準的な寸法
【イメージ図】
5.4トン漁船相当の標準的な寸法
~~~ ~~~~~ ~~~~~~~~~
(最大津波高+喫水線からの高さ)
>桁下高さ となる橋梁について
照査を実施する。
17
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■照査橋梁の確認(漂流物の上部構造への影響)
各種諸元
橋梁名称
1 高石大橋
2 助松橋
(北行)
3 助松橋
(南行)
4 緑川橋
5 堅川橋
6 新川大橋
(北行)
7 新川大橋
(南行)
8 大津川大橋
(北行)
9 大津川大橋
(南行)
10 大道橋
(北行)
11 大道橋
(南行)
12 松風橋
(北行)
13 松風橋
(南行)
14 新春木橋
(北行)
15 新春木橋
(南行)
河川幅
(m)
200.000
39.000
39.000
4.000
8.000
13.000
13.000
144.000
144.000
18.000
18.000
13.000
13.000
34.000
34.000
漂流物
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
5.4トン
漁船
5.4トン
漁船
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
a
b
喫水線 か
津波標高
らの高さ
(TPm)
(TPm)
1.200
4.070
c=a+b
d
c<d
漂流物
桁下標高
判定
影響高
(TPm)
(TPm)
5.270
4.289
×
1.200
4.010
5.210
3.376
×
1.200
4.000
5.200
3.376
×
1.800
3.620
5.420
2.248
×
1.800
3.650
5.450
2.045
×
1.200
3.670
4.870
3.080
×
1.200
3.670
4.870
3.080
×
1.200
3.800
5.000
3.511
×
1.200
3.800
5.000
3.511
×
1.200
2.030
3.230
0.582
×
1.200
2.030
3.230
0.582
×
1.200
2.310
3.510
2.003
×
1.200
2.310
3.510
1.999
×
1.200
3.840
5.040
3.684
×
1.200
3.840
5.040
3.987
×
各種諸元
橋梁名称
16 新津田川橋
(北行)
17 新津田川橋
(南行)
18 貝塚
近木川大橋
19 臨海
見出川大橋
20 茅渟大橋
(北行)
21 茅渟大橋
(南行)
22 田尻スカイBr
(北行)
23 田尻スカイBr
(南行)
24 泉南マリンBr
河川幅
(m)
57.000
57.000
46.000
40.000
56.000
56.000
118.000
118.000
82.000
漂流物
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
300トン
はしけ
a
b
喫水線 か
津波標高
らの高さ
(TPm)
(TPm)
1.200
3.420
c=a+b
d
c<d
漂流物
桁下標高
判定
影響高
(TPm)
(TPm)
4.620
3.900
×
1.200
3.420
4.620
4.263
×
1.200
3.030
4.230
5.210
○
1.200
2.930
4.130
3.787
×
1.200
3.460
4.660
4.185
×
1.200
3.460
4.660
4.089
×
1.200
2.740
3.940
5.315
○
1.200
2.740
3.940
5.315
○
1.200
2.600
3.800
5.950
○
対象橋梁24橋中、
20橋が漂流物の影響を受ける。
18
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■漂流物の照査条件
①漂流物は、径間の中央に衝突するものとし、
両側の沓座面が抵抗するものとして照査する。
橋梁
上部
構造
橋脚
②多径間橋梁は、1径間あたりで照査する。
③下部構造については、漂流物が橋脚に衝突
するものとして照査する。
橋梁
上部
構造
19
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■漂流物の衝突荷重
・橋梁に対する衝突力の評価は、
道路橋示方書Ⅰ2.2.17 「衝突荷重」により算定。
20
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■漂流物の衝突荷重
衝突力 P = 0.1×W(重量)×v(流速)
・ここに、W(重量)およびv(流速)は以下のとおりとする。
【漂流物重量】
対象船舶
300トンはしけ
5.4トン漁船
大きさ
長さ(m)
幅(m)
27.0
11.0
10.0
2.8
重量(kN)
対象とする河川幅
4,906
250
河川幅≧10m
河川幅<10m
【流速】
①三次元解析実施橋梁は解析値を用いる。
②三次元解析未実施橋梁は解析値の最大値2.0m/s を用いる。
橋梁名
助松橋(水門閉鎖)
助松橋(水門開放)
新川大橋
大道橋
三次元解析結果(最大値)
流速(m/s)
1.99
0.62
1.64
0.64
21
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■安全性の判定(上部構造の流出判定)
判定式 (Wd-Fz)μ/Fx >1.0以上
ここに、Wd :上部構造重量(kN)
Fz :津波による上揚力(kN)
μ
:摩擦係数=0.6
Fx :水平作用力(水平波力+衝突力)
なお、水平波力は三次元解析結果の最大値を
単位面積当たり(橋長×浸水深)に換算して算出。
橋梁名
助松橋(水門閉鎖)
助松橋(水門開放)
新川大橋
大道橋
三次元解析結果(最大値)
水平波力(kN)
単位面積当たり水平波力(kN/m2)
173
87
87
43
2.33
1.17
1.68
1.75
22
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■安全性の判定結果①
a
橋長
橋梁名称
1
高石大橋
b
c
径間数
河川幅
浸水深
(m)
(m)
3
200.0
0.00
(m)
199.4
d
e
f
g
h
1径間当り
1径間当り
1径間当り
想定漂流船
流速
上部構造重
想定水平
想定上揚力
舶W
量
波力
(m/s)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
2.00
21,948
0
0
4906
(非浸水)
46.0
2
39.0
1.61
0.62
4,922
5,857
87
4906
46.0
2
39.0
1.61
0.50
4,873
5,264
39
4906
4
助松橋
(北行)
助松橋
(南行)
緑川橋
7.3
1
4.0
0.66
2.00
3,790
3,539
11
250
5
堅川橋
11.5
1
8.0
1.04
2.00
6,207
5,436
28
250
6
新川大橋
(北行)
新川大橋
(南行)
大津川大橋
(北行)
大津川大橋
(南行)
大道橋
(北行)
大道橋
(南行)
35.0
1
13.0
1.48
1.64
9,066
5,428
87
4906
35.0
1
13.0
1.41
0.93
9,066
5,772
68
4906
165.4
5
144.0
0.29
2.00
8,905
1,452
22
4906
165.4
5
144.0
0.29
2.00
8,905
1,452
22
4906
19.7
1
18.0
1.25
0.64
3,582
3,092
37
4906
19.7
1
18.0
1.25
0.42
3,582
3,509
43
4906
2
3
7
8
9
10
11
i
衝突力
0.1*h*d
(kN)
j
想定水平
力
g+i
(kN)
981
981
(b)
304
391
(a)
245
284
(a)
50
61
(b)
50
78
(b)
805
892
(a)
456
524
(a)
981 1,004
(b)
981 1,004
(b)
314
351
(a)
206
249
(a)
k
安全率
(e-f)
*0.6/j
l
流出判定
13.42
OK
-1.44
NG
-0.83
NG
2.46
OK
5.94
OK
2.45
OK
3.77
OK
4.46
OK
4.46
OK
0.84
NG
0.18
NG
23
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■安全性の判定結果②
a
橋長
橋梁名称
b
径間数
河川幅
浸水深
d
e
f
g
h
1径間当り
1径間当り
1径間当り
想定漂流船
流速
上部構造重
想定水平波
想定上揚力
舶W
量
力
(m/s)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(m)
(m)
16.2
1
13.0
1.20
2.00
5,210
3,254
45
4906
16.2
1
13.0
1.20
2.00
5,210
3,254
45
4906
14
松風橋
(北行)
松風橋
(南行)
新春木橋(北行)
47.0
2
34.0
0.16
2.00
3,175
643
9
4906
15
新春木橋(南行)
47.0
2
34.0
0.00
2.00
3,175
0
0
4906
16
新津田川橋(北行)
74.9
3
57.0
0.00
2.00
4,381
0
4906
0
4906
0
4906
0
4906
0
4906
12
13
(m)
c
(非浸水)
0
(非浸水)
17
新津田川橋(南行)
78.0
1
57.0
0.00
2.00
5,900
0
(非浸水)
18
19
20
臨海
見出川大橋
茅渟大橋
(北行)
茅渟大橋
(南行)
300.0
9
40.0
0.00
2.00
10,752
83.5
1
56.0
0.00
2.00
6,773
0
(非浸水)
0
(非浸水)
83.5
2
56.0
0.00
2.00
6,052
0
(非浸水)
i
衝突力
0.1*h*d
(kN)
j
k
安全率
想定水平力
(e-f)
g+i
*0.6/j
(kN)
981 1,026
(b)
981 1,026
(b)
981
990
(b)
981
981
(b)
981
981
(b)
981
981
(b)
981
981
(b)
981
981
(b)
981
981
(b)
l
流出判定
1.14
OK
1.14
OK
1.53
OK
1.94
OK
2.68
OK
3.61
OK
6.57
OK
4.14
OK
3.70
OK
照査対象橋梁20橋中、4橋(助松橋・大道橋)がNG となる。
24
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■個別橋梁の検討【助松橋】
・助松橋は耐震対策工事で設置するアンカーバーの耐力が
水平作用力(水平波力+漂流物)を上回ることを確認。
・アンカーバーの設置により、上部構造の流出が防止される。
アンカーバーφ60
(S35CN)
アンカーバー
(S35CN)
1本当り
耐力(kN)
本数
全耐力
Pa(kN)
φ60×600
18.627
32
596.06
>
水平力H
(kN)
判定
Pa>H
391
OK
25
4-1 道路施設の詳細耐震点検について
■個別橋梁の検討【大道橋】
・大道橋は過年度に設置済みの変位制限装置の耐力が
水平作用力(水平波力+漂流物)を上回ることを確認。
・変位制限装置により、上部構造の流出が防止される。
変位制限装置の
設計水平耐力 (kN)
Hs=3×kh×ΣRd/2
=3×0.30×3582/2=1611.9
>
水平力H
(kN)
判定
Pa>H
351
OK
26
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■下部構造の影響照査
・橋脚に対して漂流物が衝突することを想定し、
地震時橋脚直角方向の設計水平力と水平作用力を比較。
判定式 He /Fx >1.0以上
ここに、
He : L1 橋軸直角方向の設計水平力=( Rd+Wp/2)・Kh
※基部の曲げに着目し、橋脚自重を1/2とする
Rd
Wp
Kh
Fx
:1径間当り上部構造重量(kN)
:橋脚自重(kN)
:L1設計水平震度=0.30(Ⅲ種地盤)
:水平作用力(水平波力+衝突力)
27
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
■下部構造の影響照査
a
橋長
橋梁名称
高石大橋
b
径間数
(m)
199.4
河川幅
(m)
3
200.0
c
e
f
g
h
i
j
1径間当り
1径間当
1径間当り
想定漂流 衝突力
浸水深
流速
上部構造重 橋脚自重
り想定水
想定上揚力
船舶W
0.1*h*d
量
平波力
(m) (m/s) (kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
(kN)
0.00
d
2.00
21,948
7,938
0
k
想定
水平力
h+j
(kN)
l
橋脚設計
水平力He
(e+f/2)*Kh
(kN)
安全率
k/j
0
4906
981
981
7,775
7.9
(非浸水)
助松橋
(北行)
助松橋
(南行)
大津川大橋
(北行)
大津川大橋
(南行)
新春木橋
(北行)
新春木橋
(南行)
新津田川橋
(北行)
臨海
見出川大橋
茅渟大橋
(南行)
46.0
2
39.0
1.61
0.62
4,922
1,195
5,857
87
4906
304
391
1,656
4.2
46.0
2
39.0
1.61
0.50
4,873
1,040
5,264
39
4906
245
284
1,618
5.7
165.4
5
144.0
0.29
2.00
8,905
4,311
1,452
22
4906
981
1,004
3,318
3.3
165.4
5
144.0
0.29
2.00
8,905
4,311
1,452
22
4906
981
1,004
3,318
3.3
47.0
2
34.0
0.16
2.00
3,175
2,646
643
9
4906
981
990
1,349
1.4
47.0
2
34.0
0.00
2.00
3,175
2,646
0
0
4906
981
981
1,349
1.4
0
4906
981
981
2,066
2.1
0
4906
981
981
4,343
4.4
0
4906
981
981
1,957
2.0
(非浸水)
74.9
3
57.0
0.00
2.00
4,381
5,008
0
(非浸水)
300.0
9
40.0
0.00
2.00
10,752
7,449
0
(非浸水)
83.5
2
56.0
0.00
2.00
6,052
941
0
(非浸水)
・照査の結果、すべての橋梁において
橋脚設計水平力>水平作用力(水平波力+漂流物)となり、
安全性を確認した。
28
3-1 道路施設の詳細耐震点検について
漂流物を考慮した津波照査結果(まとめ)
■漂流物は、「300トンはしけ」「5.4トン漁船」を想定し照査を行った。
■上部構造の照査の結果、「助松橋」「大道橋」がNGとなるが、
耐震補強工事により設置する構造(アンカーバー、変位制限装置)
により、上部構造の流出を防止できることを確認。
■下部構造の照査の結果、すべての橋梁において安全性を確認。
浸水区域内の広域緊急交通路における津波影響照査の結果、
漂流物を考慮しても計画されている耐震対策工事を実施する
ことで、安全性を確保でき、新たな対策は必要ないことを確認
した。
29

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