[H-DS08] 人間環境と災害リスク

[HDS08-P04] 有限要素法によるトラス橋モデルに対する地震応答解析

*竿本 英貴¹ (1.産業技術総合研究所)

キーワード：有限要素法、橋梁、地震

橋梁や避難場所建屋等のインフラ構造物を健全に保守しておくことは，被災後の物資輸送計画や避難計画を策定する上で極めて重要である．一方で，インフラ構造物の老朽化および人口減少のため，インフラ構造物の維持管理のためのコストが将来的に増加することが問題となっている．この問題に対し，IoT技術とシミュレーション技術に基づくデジタルツインをインフラ構造物について構築しておくことで維持管理コストを低減する方針が提示されている [1]．具体的には，インフラ構造物の状態を定常的にIoT技術によりモニタリングすることや劣化状況をシミュレーションを通じて把握することにより，劣化程度の大きい箇所から優先的に点検・補修を実施すること等が想定されている [1]．

　デジタルツインでは模擬対象となるインフラ構造物の形状や外力に対する実際の挙動を可能な限りデジタル空間内で再現することが求められるため，物体の形状や材料特性を考慮できる有限要素法は高度なデジタルツイン構築のための基盤技術の一つと言える．本研究では，橋梁のデジタルツイン構築を念頭において，プラットトラス橋を対象として有限要素法により形状の模擬 [2] [3] および地震時の応答解析を実施することで橋梁を構成する各部材の地震時変位等の定量的評価を試みた(コードはComsol Multiphysics上で実装)．地震応答解析から得られる橋梁の振動様式を別途実施した固有モード解析結果と比較・検討しつつ，ひずみが卓越する領域を可視化した．


参考文献

[1] 東京都：デジタルツインの社会実装に向けたロードマップ, https://info.tokyo-digitaltwin.metro.tokyo.lg.jp/roadmap/, 2022. (2023/02/07 参照)

[2] COMSOL Multiphysicsが公開しているプラットトラス橋モデルのサイト：https://www.comsol.jp/model/pratt-truss-bridge-8511 (2022/02/07 参照)

[3] 竿本英貴, 宮本崇：機械学習による橋梁の損傷推定を想定した教師データセットの生成，土木学会論文集A1(構造・地震工学)，Vol.78，No.4，pp.I_10-I_21，2022．