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技術論文

大規模地震に対する河川構造物の耐震性能照査の展望

堤防や堰・水門等の河川構造物の耐震性について、照査の考え方や検討事例を紹介するとともに、指針を適用する際の留意点を示しました。

対象とする河川構造物と耐震性能

対象とする主要な河川構造物は堤防・自立式特殊堤・堰・水門・樋門・揚排水機場であり、地震後の性能(耐震性能)は表-1に示す通りである。河川構造物の耐震性能には、堤防・ゲート開閉・揚排水の各機能保持が求められている。

表-1 : 対象とする河川構造物とその耐震性能

河川構造物重要度区分耐震性能
堤防全ての区間外水位に対して、堤防の機能を保持する。
(損傷や沈下が生じても、河川水の流出を防止できる)
自立式
特殊堤
堤内地盤高が
外水位よりも
低い地域
耐震性能1:外水位に対して、特殊堤の機能を保持する。
(損傷が生じても、止水性を保持できる)
上記以外の地域耐震性能2:損傷が限定的で、機能回復が速やかに行い得る。
(機能が応急復旧等により速やかに回復できる)
水門
樋門
堤内地盤高が
外水位よりも
低い地域
耐震性能1:外水位に対して、堤防と同等の機能を保持する。
治水上・利水上重要耐震性能1:ゲートの開閉機能を保持できる。
上記以外耐震性能2:損傷が限定的で、機能回復が速やかに行い得る。
治水上・利水上重要耐震性能1:ゲートの開閉機能を保持できる。
上記以外耐震性能2:損傷が限定的で、機能回復が速やかに行い得る。
揚排水機場常用施設耐震性能1:常用施設の機能(常時稼働)を保持できる。
上記以外耐震性能2:損傷が限定的で、機能回復が速やかに行い得る。

耐震性能照査の流れ

耐震性能の照査には、耐震診断(既設)・耐震設計(新設)・耐震補強(既設)の3段階ある。

耐震性能照査の流れ

耐震診断事例

・構造物:防潮水門
・照査方法:地震時保有水平耐力法
・入力地震動:東南海・南海地震の震源モデルから設定
・照査結果:耐力不足のため門柱全体を耐震補強することが必要
・補強方法:薄型で高強度のポリマーセメントモルタル工法

入力地震動:応答スペクトル

入力地震動:応答スペクトル

耐震設計事例

・構造物:高規格堤防
・照査方法:動的解析法(非線形時刻歴応答解析法)
・入力地震動:高規格堤防の設計基準地震動
・照査結果:沈下および水平変位とも許容値以内のため対策の必要なし

解析モデル:非線形時刻歴応答解析

解析モデル:非線形時刻歴応答解析

入力地震動:加速度波形

入力地震動:加速度波形

耐震補強(震災復旧)事例

・構造物:堰
・補強方法:薄型の鋼板接着工法

門柱の補強:鋼板接着工法

門柱の補強:鋼板接着工法