Master Thesis 2004.3

荒田智博：打撃試験と衝撃応答解析による木橋部材連結部の動的特性に関する研究
ARATA Tomohiro:　Study on Dynamic Characteristic of Connecting Joint of Laminated 
Timber Bridge by Impact Testing and Dynamic Response Analysis
  環境への関心の高まり、木材加工技術の進歩により、林道・市町村道などに木車道橋
の架設が増加傾向にあります。その中で木橋の長大化・車道化により、部材が長大化し、
部材をつなぐ連結部が必要となり、その連結部の動的剛性・特性の解明は設計上重要です。　
そこで、本研究では室内動的試験と現場打撃試験を実施しました。室内動的試験に用い
た試験体の寸法は長さ2880mm,幅180mm,高さ450mmであり、連結部無い試験体と
連結部有る試験体です。室内動的試験ではこれらの試験体をロープで吊り下げ、曲げ
打撃試験と室内実稼動試験を実施しました。曲げ打撃試験ではインパクトハンマー
で梁上面を打撃し、梁下面で加速度応答を測定しました。実稼働試験は伝達関数法で
実施しました。現場打撃試験では研究対象橋梁である田野畑村思惟公園内にある1号
橋の連結部近傍において曲げ打撃試験を実施しました。
　これらの試験結果を用いた梁理論(ベルヌーイ・オイラー梁理論、ティモシェンコ梁
理論)による数値解析、有限帯板法を用いた傾向解析をすることで連結部の動的剛性、
動的特性を解明することが本研究の目的です。
　Construction of laminated timber highway bridge show a tendency to increase 
in number on forest and municipal roads by a rise of the concern about 
environment and progress of wood processing technology.Laminated timber bridge 
parts is huge-izing by Huge-izing and highway-izing of laminated timber 
bridge, and connection joint parts is required. Solved to dynamic stiffness 
and characteristic of this connection joints parts is important by designing.
　Dynamic testing by test piece of an actual size and in-situ impact testing 
are conducted in this study. Test piece used of dynamic testing by test 
piece of an actual size is test piece of no-joint and joint.This size is 2880mm 
in length, 180mm in width, 450mm in height. These test pieces are hung 
with a rope, Bending impact testing and operational testing by test piece of 
an actual size are conducted.Impact on upper surface of test piece, and 
acceleration response is measured on the undersurface in bending impact testing.
Operational testing is performed by the Transfer function method.The 
bridge for study is 1gou bridge in Sii park Tanohata village, bending Impact 
Testing in the connection part of this bridge.
　Study is the purpose to solve Dynamic Stiffness and Characteristic in 
Numerical analysis by beam theory(Bernoulli-Euler beam theory, Timoshenko beam 
theory) using these examination results, and tendency analysis by finite strip method.

遠藤昌宏：ランガートラス橋の時刻歴地震応答解析
ENDOU Masahiro: Time History Response Analysis of Langer Truss Bridge
工学的基盤に地震波を入力させた場合の地盤や橋台、橋梁への地震波伝播特性や橋梁
本体と地盤・橋台との相互作用の程度について明らかにするために、地盤と構造物の
２次元動的相互作用解析プログラムSuperFLUSH/2Dを用いて線形解析を行った。解析
対象モデルについては、�@地盤とランガートラス橋全体をモデル化したもの(G)と、
�A(G)からランガートラス橋を取り除いたもの(Ｈ)の２通り用意し、FEM部について
は、�@地盤の上半分(１〜10層)を粘性土，下半分(11〜20層)を砂質土とした場合(E)
と、�A地盤の全てを砂質土とした場合(Ｆ)の２通りを考え、入力地震動については、
「2002年制定コンクリート標準示方書[耐震性能照査編]」で例示された４つのレベル
２地震動「内陸型�@」[最大加速度749gal] 」(Ａ)，「 (内陸型�A)[最大加速度
700gal] 」 (B)，「 (海洋型�@)[最大加速度332gal] 」(C)，「 (海洋型�A)[最大加
速度347gal] 」(D)の４種類を用意して工学的基盤から入れることによって、卓越周
期と最大水平加速度の両方についてそれぞれ16通りずつ求めた。
その結果、地盤のみをモデル化して計算した場合(H)は、地盤とランガートラス橋全
体をモデル化して計算した場合(G)より、最大水平加速度が大きくなった。よって、
土と構造物の動的相互作用が働いて、地盤の振動が橋の振動によって抑えられている
ことが判った。
ただし、内陸型�@(Ａ)の地震動で砂質土地盤モデル(F)および砂質土・粘性土モデル
(E)を解析した時は、ランガートラス橋を考慮した場合(G)の方が、考慮していない場
合(H)よりも、最大水平加速度が大きくなったので、共鳴を起こしているものと考え
られた。
The ground and two dimensions of the structure thing used a dynamic
interaction analytic program SuperFLUSH/2D, and linear analysis was done to
clear about the ground when it was made to input an earthquake wave to the
base like engineering, the earthquake wave spread character to the bridge
base, the bridge beam and the degree of the interaction with the bridge beam
itself and the ground ・ bridge base．
As for the applicable analytic model, it prepared only for two ways only in
consideration of the thing that the whole of the ground and langer truss
bridge was modeled（Ｇ）, and the ground（Ｈ）．
And When half was made viscous soil after ground and half was made sandy
soil after bottom(E), and when all of the ground was made sandy soil (F)were
thought about the part FEM．
And, as for the input area shock, four level 2 area shocks "(inland pattern
�@) maximum  acceleration 749gal "(Ａ), "(inland pattern �A) maximum
acceleration 700gal" (B), "(ocean pattern �@) maximum acceleration 332gal"
(C), "(ocean pattern �A) maximum acceleration 347gal" (D) are prepared for,
and it is put from the base like engineering. 　Sixteen ways each were found
about both of the excellence period and the maximum flat　acceleration by
that.
As that result the maximum flat acceleration when only the ground was
modeled and calculated (H) grew bigger than the maximum flat acceleration
when the whole of the ground and langer truss bridge was modeled and
calculated(G)．
Therefore, the dynamic interaction of the soil and the structure thing
worked, and it was found out that the vibration of the ground was restrained
due to the vibration of the bridge.
But,maximum flat acceleration in consideration of langer truss bridge(G)
grew bigger than  maximum flat acceleration when langer truss bridge wasn't
being taken into consideration (H) in the case a sand quality ground model
(F) and a sand quality soil ・ viscous soil model (E) were analyzed by the
ground shock of inland pattern �@ (A)．     Therefore, it considered that
sympathy was being caused．

大友悠央：非線形解析による送電用鉄塔の最大耐力算定に関する研究
OHTOMO Haruhisa : Estimation on Maximum Load-Carrying of Steel Transmission
Tower by Combined Nonlinear Analysis
送電用鉄塔の設計において、これまでクレモナ解法による許容応力度設計法を用いて
きました。
しかしながら、それらの設計法は近い将来性能設計へと移行するものと考えられま
す。
送電用鉄塔のようなトラス構造の主応力材には、主に引張力と圧縮力が生じるが、ト
ラス構造の耐力は、主柱材の座屈強度によって決まることが多い。
このような座屈現象は、一般的には圧縮応力が作用したときの釣り合い状態に材料の
降伏現象が加わった不安定現象により生じる。
したがって、送電用鉄塔の不安定現象による崩壊挙動を解析的に把握するため、材料
の非線形性と有限な変位を考慮した複合非線形解析が必要である。
本研究では、鉄塔の1部を想定した1パネルおよび2パネル立体骨組みモデル、また実
大鉄塔を想定した立体骨組み構造を対象に、汎用有限要素プログラムであるCOSMOS/M
を用いて静的複合非線形解析を行うことにより、鉄塔の最大耐力や塑性後の崩壊挙動
を明確にすることを目的とする。
For design of steel transmission towers, we have adopted the allowable
stress design method by means of the Cremona's analysis for along time.
However, their designing stance might be shifted to the one based on the
Performance Requirements in no distant future since recently more
cost-effect has been expected.
Main stressed members in truss structures like electric transmission line
towers are usually affected by both tensional and compressive stresses while
the strength of truss structures is apt to be governed by buckling strength
of those stressed members.
Buckling phenomena would be typically provoked by unstable situations
arising when yielding of materials affects the stability during resisting
compressive stresses. Therefore, in order to comprehend such collapsing
behaviors due to the unstability of those steel towers it must be necessary
to adopt the Combined Nonlinear Analysis in view of nonlinearity and finite
displacement of steel materials.
In this study we reveal their ultimate strength and collapsing behaviors of
steel towers. We carried out the static combined nonlinear analysis by the
general analyzing program for the finite element method(FEM) called
"COSMOS/M" on the rigid models for frame solid covering a couple of panels
and entire panels, which represent tower frames partly and wholly
respectively.


蘓武秀文: ２次元弾性論とFEM解析による既設合成鋼鈑桁橋の水平支承反力推定法
 SOBU Hidefumi:Estimation of Method Horizontal Shoe Reaction on the Existing
Composite Plate Girder Bridge by Two Dimensional Theory and FEM Analysis
経済や社会情勢の変化に伴い，社会資本の更新はより難しくなることが予想されるた
め，既設橋梁を，補修・補強しながら，いかに長く有効に維持・管理していくかが課
題となっている．このような社会的背景から，社団法人岩手県土木技術センターが主
催する岩手大学との共同研究会では岩手県内の鋼鈑桁橋５橋で実橋載荷試験を実施し
てきた。実橋載荷試験結果より，全ての橋梁で支承の老朽化や機能低下のため可動支
点が拘束され，水平支承反力が発生していることがわかった．本論文では，最初に２
次元弾性論に基づく既設鋼鈑桁支点近傍の応力分布式に実測ひずみを代入することに
より，簡易的に水平支承反力を推定する方法を提案する．次に，３次元FEM全体モデ
ルを作成し，推定した水平支承反力を初期値として解析を行い，推定結果の妥当性の
検討を行う．さらに，実測値のたわみに収束するまで水平支承反力等を変化させなが
ら繰り返し計算を行い，実測値に合わせるようにモデルの最適化を試みた．
It becomes a problem by how to maintain effectively long while repairing and
reinforcing an existing bridge because it is expected that the update of the
social overhead capital becomes more difficult as the economy and the social
situation change and whether or not to manage. From such a social
background, the corporation Iwate Prefecture civil technology center was 5
Steel Composite Girder Bridge in Iwate Prefecture in the cooperation seminar
with the Iwate University to sponsor and implemented static loading tests.
It found that movable bearing was restricted and that the horizontal shoe
reaction occurred because of the decrepit-ization of steel supports from the
results of static loading tests, which was implemented on 5 bridges. In this
paper, first by substituting measurement strain the stress distribution
formula in the supports neighborhood at the existing Composite Plate Girder
Bridge on the two-dimensional elastic theory it proposes the way of
estimating Horizontal Shoe Reaction simply. Next, It creates a whole 3-D FEM
model, and it makes estimated Horizontal Shoe Reaction an original value and
it analyzes and it examines the validity of the estimated result.