スライディングベアリングは斜張橋で一般的に使用されるベアリングの種類であり、橋梁の重要な力伝達要素のひとつでもあります。スライディングベアリングは運用中に摩耗が頻繁に発生し、荷重伝達機能や変位回転変形機能に影響を及ぼし、橋梁の安全運行に一定のリスクをもたらします。スライディングベアリング性能変化が斜張橋全体の力学性能に与える影響の分析は重要な意義を持ちます。ベアリング摩耗を考慮した斜張橋有限要素モデルに基づき、異なる摩耗度合いのスライディングベアリングが斜張橋の静的・動的性能に与える影響を解析しました。ある斜張橋を事例として、スライディングベアリングの摩耗およびその他の境界条件を考慮した斜張橋空間三次元有限要素モデルを構築し、スライディングベアリングの逐次摩耗過程における変位－摩擦力関係の変化をシミュレーションしました。スライディングベアリングが異なる程度に摩耗した場合の斜張橋のモード性能、静力性能および動的応答の変化を比較分析し、スライディングベアリング損傷時の斜張橋全体の力学性能劣化規則を得ました。結果は、スライディングベアリングの摩耗により橋梁の剛性が増加し、斜張橋の周波数が上昇し、特に縦方向および垂直曲げ振動型が増加し、梁端軸力が顕著に増加し、支承の累積変位が減少することを示しています。支承は主桁の変形要求に対応できず、主桁と支承内力が蓄積され、損傷リスクが増加し、橋梁の安全運行に影響を及ぼします。

斜張橋; 力学性能; スライディングベアリング; 支承摩耗; 有限要素; 性能変化