論文紹介清水建設が発表した論文をご紹介します。

道路橋橋脚基礎杭の地震被災解析とその対策法に関する研究

第70号1999年10月
淵本正樹、田蔵隆、大槻明

1995年1月17日の阪神大地震によって杭基礎にも被害が発生した。予想以上に甚大な被害を生じさせた原因の一つに、地盤の液状化とそれに伴う側方流動の発生が挙げられる。本論文は、阪神大地震によって被災した阪神高速道路5号湾岸線の道路橋橋脚の基礎杭ならびに周辺地盤の状況について述べ、その被災原因の究明を目的に、3次元有限要素法モデルによる液状化解析ならびに側方流動解析を実施したものである。橋脚基礎杭の被災は、主に地震の振動時に発生し、さらに地盤の流動化に起因する大きな変位が杭に強制的に作用してその損傷を進展させ、結果的に大きな残留変形が杭に生じたものと推察される。このような被災を軽減するための対策法として、サンドコンパクションパイルによる地盤改良と鋼管矢板を用いる4つの方法に関して、解析的にその有用性の検討を行った。その結果、鋼管矢板を橋脚基礎と護岸の間に設置することで、被災をかなり軽減できることが分かった。

Analysis of the Damage to the Pile Foundation of a Highway Bridge Due to the 1995 Great Hanshin Earthquake and Study of Effective Countermeasures

by Masaki Fuchimoto, Takashi Tazoh and Akira Ohtsuki

Serious damage to pile foundations was caused by the 1995 Great Hanshin Earthquake. The extent of the damage was made infinitely worse by soil liquefaction and the lateral spreading it induced. This paper presents the condition of the damage to the pile foundation of a bridge on the Hanshin Expressway Route No. 5, and examines the cause of the damage by means of the three dimensional finite element method taking into account soil liquefaction and the lateral spreading of the liquefied soil. The maximum bending moments at some points, the pile-head and -inground obtained by soil liquefaction analysis, exceeded the yield moment of the pile, and the positions of the observed cracks on the piles corresponded to these points. The damage to the pile was mainly caused by the inertial force of the superstructure and the ground motion during the earthquake. It was expanded by the lateral spreading of the liquefied soil which occurred in succession after the main shock causing large residual deformation to the piles. Countermeasures involving the adoption of sand-compaction-piles or steel-pipe-sheet-piles were investigated in order to assess analytically the level to which the damage could be mitigated. It was found that the steel-pipe-sheet-piles constructed between the foundation of the pier and the quay wall can withstand strong motion, liquefaction and the lateral spreading it induces.

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