ガセットプレートの欠陥 Carl R. Schultheisz.

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ガセットプレートの欠陥 Carl R. Schultheisz

プレゼンテーション 橋梁概要と崩壊 崩壊時の橋梁上の工事状況 ガセットプレートの欠陥 有限要素解析 設計と検証手順 橋梁許容荷重評価と許容荷重解析 橋梁点検 ガセットプレート点検

はじめに 2008年1月15日 連邦道路管理局に対して暫定安全勧告 準拠事項 橋梁管理者に対し,改修工事を計画する時に,ガセットプレートの評価を行うよう指導する。 準拠事項 当初の現場調査結果 連邦道路管理局の解析

概要 橋梁設計の基本 I-35W橋の設計 許容応力度設計法 設計断面力 設計図書の審査 ガセットプレートの評価 節点U10および他節点におけるガセットプレートにおける明らかな耐力不足

橋梁設計の基本事項 設計開始:1962年 AASHO基準に準拠 1961年版 AASHO道路橋示方書 1964年 ミネソタ州道路建設標準仕様書

橋梁設計の基本事項 許容応力度設計法 応力=力/面積 トラス部材力は,構造重量と車両重量により算定

橋梁設計-許容応力度 AASHOの許容応力度 降伏応力度の55パーセント以下 降伏応力度 材料が有する最大耐力限界値 許容応力度レベル 安全に対する実質的余裕を考慮

橋梁設計-作用力 設計力 AASHO仕様に従って計算 (死荷重+活荷重+衝撃)に対してから設計断面力を計算 一般的でない,重い交通荷重で代表 安全に対して更なる余裕を確保

橋梁設計に関する検証概要 ミネソタ州交通局とジェーコブスエンジニアリング社から得られる設計文書 図面と計算書を含む 完結した詳細設計図書(主構トラスのガセットプレートに関するものは除く) 設計は,有限要素モデルを使って評価 適切な設計手法 主構トラスのガセットプレート以外で,重要な不足は無し

橋梁設計-ガセットプレート AASHO示方書では,ガセットプレートは剪断,直応力および曲げに対し,抵抗できる充分な厚さ有するように規定している 主構トラスのガセットプレート設計に関する計算書は,存在せず 計算書には,溶接構造の床トラスのガセットプレートに関する設計手法が示されていた。 溶接構造の床トラスに対するガセットプレート設計に用いる解析

U10-ガセットプレートによって伝達される部材力 上弦材 419tf 圧縮 上弦材 973tf 引張 圧縮 斜材 1,038tf 引張 斜材 896tf 垂直材 245tf 引張

U10-せん断力の設計 A A 上弦材 419tf 圧縮 上弦材 974tf 引張 圧縮 斜材 水平成分 617tf 引張 斜材 水平成分 12

U10-剪断のための設計 上弦材 974tf 引張 419tf 圧縮 せん断 圧縮 斜材 水平成分 617tf 引張 618tf 13

U10-剪断のための設計 剪断 上弦材 974tf 引張 419tf 圧縮 圧縮 斜材 水平成分 617tf 引張 618tf 14

橋梁設計-U10計算 せん断力 面積 剪断応力= 1,393,000 kgf 645 cm2 =  = 2,160 kgf/cm2 15

橋梁設計-U10計算 発生応力度 許容応力度 (発生/許容)応力比率= 2.05 部材力から求めたせん断応力度 2,160 kgf/cm2 AASHO示方書の許容応力度 1,055 kgf/cm2 (15,000lbs/inch2) (発生/許容)応力比率= 2.05

橋梁設計-U10計算 発生応力度は,許容応力度以下となる必要がある (発生/許容)応力比率は、1未満でなければならない (発生/許容)応力比率= 2.05 (発生/許容)応力比率=1とするには,U10ガセットプレートの厚み(1/2インチ)を1インチ以上に増厚する必要がある

ガセットプレートせん断解析結果 U4 U10 L11

ガセットプレート解析のまとめ U10ガセットプレートの耐力不足が,明らかとなった。 他のガセットプレートにも,類似の耐力不足があった。 主構トラスのガセットプレートの設計計算書は見つからなかった 他の設計不足は,無かった。

結果 2008年1月15日-連邦道路管理局(FHWA)に対して中間安全勧告を実施