道路橋の道路橋の免震構造研究委員会活動報告（活動報告（２）アンケート調査結果アンケート調査結果に調査結果に基づく我が国の免震橋の免震橋の現状株式会社長大矢部正明アンケート調査による免震橋の実態調査Ｓｔｅｐ１国土交通省関東地方整備局の14の国道事務所を対象にした調査 ① アンケートを用いた１次調査 ② １次調査によって明らかになった免震橋の設計図書の収集(訪問調査) ③ 設計図書から免震橋の構造特性を抽出・整理 ④ 道路橋の免震構造研究委員会平成17・18年度報告書Ｓｔｅｐ２関東地方整備局を除く国土交通省の各整備局 (北海道，東北，北陸，中部，近畿，中国，四国，九州，沖縄)を対象とした調査 ① アンケートを用いた１次調査関東地方整備局内の関東地方整備局内のデータはデータは，2007年 2007年10月時点 10月時点の月時点の調査結果関東地方整備局を関東地方整備局を除く国土交通省の国土交通省の各整備局の各整備局のデータはデータは，2009年 2009年４月時点の月時点の調査結果新設橋梁を対象とした免震橋(207橋) に関する調査結果橋梁１ (区間１) 橋梁２ (区間２) 連続桁単純桁下り線 A1 P1 P2 P3 橋梁２ (区間２) 上り線ランプ橋部 A2 連続橋と単純桁から構成される場合本線橋部橋梁１ (区間１) 橋梁２ (区間２) 橋梁１ (区間１) 橋梁２ (区間２) 上り下り上り下り橋梁１ (区間１) 本線とランプ部が分岐している場合１つの橋梁名で表される単位橋脚一体橋脚分離上下線分離の場合平成12～平成20年までの直轄事業として建設された免震橋 207橋 (橋梁名だと 123橋梁) 免震橋の計数の仕方 40 頻度 (％) 支間数：897 30 100～160m 1.7％ 360～370m 0.1％ 20 平成４年道路橋の免震設計マニュアル(案) 平成７年「兵庫県南部地震により被災した道路橋の復旧に係る仕様」の準用に関する参考資料(案) 平成８年道路橋示方書平成14年道路橋示方書 10 その他 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 支間長 (m) 支間長データ数：243 0 20 40 60 頻度 (％) 耐震設計基準支間長と耐震設計基準 80 平成７～11年度０％平成12年度平成13年度平成14年度平成15年度平成16年度平成17年度平成18年度平成19年度未供用橋梁数：34 0 平成10～13年０％平成14年平成15年平成16年平成17年平成18年平成19年平成20年 10 20 30 40 頻度 (％) 竣工年度 (関東地方整備局 ) 橋梁数：156 0 (不明あり) 10 20 30 頻度 (％) 竣工年 (関東地方整備局以外 ) 竣工年 Ⅰ種地盤直接基礎 Ⅱ種地盤杭基礎 Ⅲ種地盤ケーソン基礎その他データ数：224 0 20 40 60 頻度 (％) 地盤種別その他 (鋼管矢板) (大口径 0 深礎杭) データ数：251 20 40 60 80 頻度 (％) 基礎構造形式地盤種別と基礎構造形式橋台床版橋壁式橋脚桁橋柱橋脚(単柱式) 箱桁柱橋脚(複数柱式) トラス桁ラーメン橋脚その他データ数：210 その他 0 20 40 60 頻度 (％) 上部構造形式データ数：333 0 10 20 30 40 頻度 (％) 下部構造形式１径間２径間３径間４径間５径間６径間７径間８径間９径間 10径間 11径間 14径間橋梁数：207 0 10 20 30 頻度 (％) 径間数上部構造形式と下部構造形式および径間数鉛プラグ入り積層ゴム支承道示規定高減衰積層ゴム支承積層ゴム支承金属支承(固定) 金属支承(可動) 地盤が堅固で、基礎周辺地盤が地震時に安定している下部構造の剛性が高く、橋の固有周期が短い場合多径間連続橋耐震性を向上させるため機能分離支承建設費(総工費)を低減するためダンパーデータ数：995 その他 0 20 40 60 頻度 (％) 免震支承データ数：445 その他 0 10 20 30 頻度 (％) 免震設計の採用理由免震支承と免震設計の採用理由起点側終点側埋設形式鋼製フィンガージョイントゴム形ジョイント(突き合わせ型) ゴム形ジョイント(荷重支持型) ビーム型ジョイント(荷重支持型) その他データ数：起点側 209 終点側 207 0 20 40 0 20 40 頻度 (％) 頻度 (％) 伸縮装置伸縮装置 40 800 30 20 10 0 橋梁数：207 橋長 (m) 全幅員 (m) 橋梁数：207 0 200 橋 400 600 長 (m) 橋長と全幅員の関係 800 600 400 200 0 1 3 5 7 9 11 13 径間数 (径間) 15 径間数と橋長の関係橋長と全幅員の関係，径間数と橋長の関係既設橋の耐震補強に免震･制震ディバイスを用いた橋(21橋)に関する調査結果耐震補強前の橋梁 M F M MM 構造系の変更（連続化・免震支承に交換）橋梁１ M EM EM EM F M M EM：免震支承 M：可動支承 F：固定支承桁の連続化／桁連結 EM EM M １つの橋梁名で表される単位桁の連続化，桁連結を図った場合平成11～平成20年までの直轄事業として実施された耐震補強における免震･制震ディバイスの採用数 21橋免震・制震ディバイスを用いて耐震補強された橋の計数橋梁数：20 平成７～10年度０％ (回答なし１橋梁) 1962年平成11年度平成12年度平成13年度平成14年度平成15年度平成16年度平成17年度平成18年度平成19年度 1968年 1978年 1979年 1992年不明 0 10 20 30 頻度 (％) 竣工年データ数：18 (回答なし４橋梁) 0 10 20 30 40 頻度 (％) 耐震補強実施年度竣工年と耐震補強実施年度大正15年(1926年) 道路構造に関する細則案昭和14年(1939年) 鋼道路橋設計示方書案昭和31年(1956年) 鋼道路橋設計示方書昭和39年(1964年) 鋼道路橋設計示方書昭和46年(1971年) 道路橋耐震設計指針昭和55年(1980年) 道路橋示方書耐震設計編平成２年(1990年) 道路橋示方書耐震設計編その他平成４年道路橋の免震設計マニュアル(案) 平成７年「兵庫県南部地震により被災した道路橋の復旧に係る仕様」の準用に関する参考資料(案) 平成８年道路橋示方書平成14年道路橋示方書データ数：22 0 10 20 30 40 50 頻度 (％) 建設時耐震設計基準その他データ数：18 0 20 40 60 80 頻度 (％) 耐震補強に用いた耐震設計基準建設時の耐震設計基準と耐震補強に用いた耐震設計基準免震設計の利用が構造上有効であった慣性力を低減させた補強対策費が安かった地震時水平力の分担を変化させた桁の連続化／桁連結を図った施工や補強期間の観点から、免震設計の採用が有利であったその他構造系を変化させたデータ数：29 0 10 20 30 40 50 頻度 (％) 免震･制震ディバイスの採用理由その他データ数：33 0 10 20 30 40 50 頻度 (％) 免震･制震ディバイスの耐震補強設計法免震･制震ディバイスの採用理由と耐震補強設計法鉛プラグ入り積層ゴム支承 (ＬＲＢ) 高減衰積層ゴム支承 (ＨＤＲ,超高減衰を含む) 他の対策は併用せず落橋防止構造を設置橋脚躯体を耐震補強積層ゴム支承(天然ゴム) 橋台躯体を耐震補強橋脚基礎を耐震補強すべり支承とゴム支承を組合わせた機能分離支承橋台基礎を耐震補強ダンパー上部構造を耐震補強データ数：40 0 10 20 30 40 50 頻度 (％) 他工法との併用データ数：31 その他 0 10 20 30 40 頻度 (％) 耐震補強に用いた免震･制震ディバイス他工法との併用と耐震補強に用いた免震･制震ディバイス橋軸方向直橋橋軸方向と橋軸直角方向斜橋橋軸方向と橋軸直角方向 (ただし、両端部は橋軸方向のみ)(連続橋の場合) 曲線橋その他橋梁数：21 0 20 40 60 頻度 (％) 免震化の方向その他橋梁数：21 0 10 20 30 40 50 頻度 (％) 平面線形免震化の方向と平面線形 500 30 橋梁数：21 ３区間 20 ３区間 10 0 0 200 橋 400 600 長 (m) 橋長と全幅員の関係橋梁数：21 総延長 (m) 全幅員 (m) ２区間 800 400 300 ２区間 200 ５区間 100 0 ４区間 1 2 3 4 5 径間数 (径間) 6 耐震補強した径間数と橋梁( 橋長 )の総延長の関係橋長と全幅員の関係，耐震補強した径間数と橋梁(橋長)の総延長の関係免震橋の傾向分析 ① 免震・制震ディバイスの推移(全国) ② 免震支承の設計せん断ひずみ (関東地方整備局) ③ 地盤の特性値(耐震設計上の地盤種別)と圧縮応力度(関東地方整備局) ④ 免震橋の固有周期(固有値解析結果による，関東地方整備局) ⑤ 免震支承の等価減衰定数(関東地方整備局) 鉛プラグ入り積層ゴム支承 (LRB) 高減衰積層ゴム支承 (HDR,超高減衰) 積層ゴム支承(天然ゴム) 金属支承(固定)：該当区間なし金属支承(可動) 機能分離支承ダンパーその他(すべり支承) 平成14年 (４橋) 平成15年 (64橋) 平成16年 (98橋) 平成17年 (153橋) 平成18年 (152橋) 平成19年 (193橋) 平成20年 (57橋) 不明 (94橋) 0 20 40 60 頻度 (％) 80 100 免震･制震ディバイスの使用実績の推移 20 20 15 10 5 0 50 支承数：121 頻度 (％) 頻度 (％) 支承数：139 100 150 200 250 設計せん断ひずみ(％) 設計せん断ひずみ：橋軸方向 15 10 5 0 50 100 150 200 250 設計せん断ひずみ(％) 設計せん断ひずみ：直角方向積層ゴム系免震支承の設計せん断ひずみせん断ひずみ300%を交番載荷 4 Shear Force (MN) 250％ 26mm×３層鉛155×4本鉛比率7.74% Shear Stiffness (MN/m) 950mm×1150mm 2 0 -2 -3.62 MN ＬＲＢ，Ｇ１０ 3.67 MN -4 -400 -200 0 60 Tangential Stiffness 30 250％ 200 400 -200 0 200 Shear Strain (％) 400 0 -30 -60 -400 出典：出典：オイレス工業株式会社提供オイレス工業株式会社提供 Shear Force (MN) ±100%と±175%を10回，±250%と±275% を５回載荷した後にせん断ひずみ300％ 4 を交番載荷 3.50 MN 250％ 2 0 -2 ＨＤＲ－Ｓ，Ｇ１２ 1000mm×1000mm 25mm×５層 Shear Stiffness (MN/m) -3.54 MN -4 -400 -200 0 30 Tangential Stiffness 15 250％ 200 400 -200 0 200 Shear Strain (％) 400 0 -15 -30 -400 出典：出典：株式会社ブリヂストン株式会社ブリヂストン提供ブリヂストン提供頻度 (％) 40 8.0 地盤数：45 30 20 10 0 0.0 地盤数：３８ Ⅲ種地盤 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 地盤の特性値ＴG (sec) 地盤の特性値圧縮応力度(N/mm 2 ) Ⅰ種地盤 Ⅱ種地盤 6.5 5.0 3.5 2.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 地盤の特性値ＴG(sec) 1.0 地盤の特性値と圧縮応力度の関係地盤の特性値と圧縮応力度 40 橋梁数：１５ 30 20 10 0 0.5 1.0 1.5 固有周期 (sec) 50 頻度 (％) 固有周期－橋軸方向－頻度 (％) 50 40 30 20 10 0 0.5 2.0 レベル２：タイプⅠ 40 橋梁数：１１ 30 20 10 0 0.5 1.0 1.5 固有周期 (sec) レベル２：タイプⅠ 1.0 1.5 固有周期 (sec) 2.0 レベル２：タイプⅡ 2.0 50 頻度 (％) 固有周期－橋軸直角方向－頻度 (％) 50 橋梁数：１６ 40 橋梁数：１２ 30 20 10 0 0.5 1.0 1.5 固有周期 (sec) レベル２：タイプⅡ 免震橋の固有周期(固有値解析による) 2.0 3000 等価減衰定数ｈeq＝５％調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1995年兵庫県南部神戸海洋気象台 2004年新潟県中越 NIG019小千谷 2008年岩手･宮城内陸 IWTH25一関西, AKTH04東成瀬 max.5488gal(0.32sec), 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ HVSC,CMHS 加速度応答スペクトル( g al) 加速度応答スペクトル( g al) 2003年十勝沖 HKD098大樹,HKD084阿寒 2011年東北地方太平洋沖 MYG004築館 max.12948gal(0.24sec), TCG014茂木 max.5141gal(0.40sec), MYGH10山元 max.3425gal(0.19sec), TCH006小川,IBR002高萩 5000 等価減衰定数ｈeq＝５％ 4000 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 3000 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅰ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルと免震橋の固有周期 5000 等価減衰定数ｈeq＝５％ 4000 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 3000 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1994年ノースリッジ Sylmar 1995年兵庫県南部葺合,鷹取 1999年台湾集集 TCU052 2004年新潟県中越気象庁川口町 2007年新潟県中越沖 NIG018柏崎 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ PRPC,CBGS 加速度応答スペクトル( g al) 加速度応答スペクトル( g al) 2003年十勝沖 HKD086直別,HKD092池田, KSRH09白糠南,KSRH02阿寒南,HKD077釧路 2010年チリ･マウレ CCSP,SJCH 2011年東北地方太平洋沖 TCGH16芳賀 max.6002gal(0.33sec), IBR003日立 max.7525gal(0.32sec), IBR013鉾田 max.5491gal(0.32sec), MYG013仙台,MYG010石巻 3000 等価減衰定数ｈeq＝５％調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅱ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルと免震橋の固有周期 2500 等価減衰定数ｈeq＝５％ 2000 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 1500 1000 500 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1995年兵庫県南部東神戸大橋,ポートアイランド 1999年台湾集集 TCU068 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ REHS,CCCC,CHHC 加速度応答スペクトル( g al) 加速度応答スペクトル( g al) 2003年十勝沖 TKCH07豊頃,IBUH03厚真, HKD091浦幌,HKD066標津 2011年東北地方太平洋沖 MYG017角田,気象庁(大崎市,涌谷町, 登米市,松島町,郡山市) 2000 等価減衰定数ｈeq＝５％ 1500 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 1000 500 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅲ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルと免震橋の固有周期加速度応答スペクトル( g al) 3000 等価減衰定数ｈe q＝５％ 4000 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 3000 Ⅰ種地盤 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 加速度応答スペクトル( g al) 加速度応答スペクトル( g al) 5000 5000 等価減衰定数ｈe q＝５％ 4000 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 3000 Ⅱ種地盤 2000 1000 0 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 等価減衰定数ｈe q＝５％調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 2000 タイプⅠ地震動 1000 0 タイプⅡ地震動 Ⅲ種地盤 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 加速度応答スペクトル(タイプⅠ・タイプⅡ) と免震橋の固有周期頻度 (％) 40 20 30 20 10 15 ２σ ３σ 0 0.00 10 0.04 0.08 減衰定数 40 0 10 13 16 19 22 25 等価減衰定数(％) 等価減衰定数 28 １σ 30 0 0.00 平均 4.8％標準偏差 1.1％平均 20 10 0.12 γ＝175％ 5 頻度 (％) 頻度 (％) 支承数：129 平均 γ＝100％平均 5.2％標準偏差 1.3％１σ ２σ ３σ 0.04 0.08 減衰定数 0.12 道路橋支承便覧(H16.4), 図-参6.2 ＮＢＧ10 Ｇ10, 600×600mm, 19mm×５層, 108体免震支承の等価減衰定数 1995年兵庫県南部神戸海洋気象台 2004年新潟県中越 NIG019小千谷 2008年岩手･宮城内陸 IWTH25一関西, AKTH04東成瀬 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ HVSC,CMHS 2003年十勝沖 HKD098大樹,HKD084阿寒 2011年東北地方太平洋沖 MYG004築館, TCG014茂木,MYGH10山元,TCH006小川, IBR002高萩 2.0 Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝18 ％，Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝５％，ＳＡ(ｈeq＝18 ％，Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝５％，Ｔ) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅰ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルに等価減衰定数が与える影響 1994年ノースリッジ Sylmar 1995年兵庫県南部葺合,鷹取 1999年台湾集集 TCU052 2004年新潟県中越気象庁川口町 2007年新潟県中越沖 NIG018柏崎 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ PRPC,CBGS 2003年十勝沖 HKD086直別,HKD092池田, KSRH09白糠南,KSRH02阿寒南,HKD077釧路 2010年チリ･マウレ CCSP,SJCH 2011年東北地方太平洋沖 TCGH16芳賀, IBR003日立,IBR013鉾田,MYG013仙台, MYG010石巻 2.0 Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝18 ％，ＳＡ(ｈeq＝５％，Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝18 ％，Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝５％，Ｔ) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅱ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルに等価減衰定数が与える影響 1995年兵庫県南部東神戸大橋,ポートアイランド 1999年台湾集集 TCU068 2011年ニュージーランド・クライストチャーチ REHS,CCCC,CHHC 2003年十勝沖 TKCH07豊頃,IBUH03厚真, HKD091浦幌,HKD066標津 2011年東北地方太平洋沖 MYG017角田,気象庁(大崎市,涌谷町, 登米市,松島町,郡山市) 2.0 Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝18 ％，ＳＡ(ｈeq＝５％，Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝18 ％，Ｔ) Ｔ) ＳＡ(ｈeq＝５％， 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.6 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) タイプⅠ地震動 5 1.5 1.0 0.5 0.0 調査対象とした免震橋の固有周期 0.8～1.8 sec 0 1 2 3 4 固有周期 (sec) 5 タイプⅡ地震動 Ⅲ種地盤上で観測された強震記録の加速度応答スペクトルに等価減衰定数が与える影響 2011.3.11東北地方太平洋沖地震：栗原中央大橋 MYG00 MYG005 005 栗原中央栗原中央大中央大橋 MYG00 MYG004 004 MYG00 MYG006 006 MYGH MYGH05 MYGH MYGH06 0 5km 栗原中央大橋( 種地盤) 防災科学技術研究所観測地点 K-NET観測地点 KiK-net観測地点 NYG00 NYG004 004 築館(Ⅰ) MYGH MYGH05 小野田(Ⅰ) MYG00 MYG005 5 鳴子(Ⅰ) MYGH 00 MYGH06 田尻(Ⅰ) MYG006 MYG006 古川(Ⅱ) ( )内は,道路橋示方書における地盤種別 2011.3.11東北地方太平洋沖地震神崎大橋 2011.3.11東北地方太平洋沖地震神崎大橋側道橋ご静聴ありがとうございました。