Transcript 6. 設計時の誤り
Office of Research and Engineering
設計エラー Joe Epperson
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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 ガセットプレート不適切性 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
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調査概要
• • • ミネソタ州交通局とジェーコブス工学社 3,000文書/10,000ページ – 設計計画 – – – – – – 製作図面 契約 会議録 関係機関および内部機関との情報交換 計算シート（チェックの有無） 工学的な研究 設計会社職員への聞き取り調査
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橋梁建設の経緯
• • 1962年10月22日 スベードルップパーセル（S&P）社が， I-35W橋梁の設計業務を契約 – – – 事前計画報告書 完成設計図 照査計算書
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橋梁建設の経緯
• • • 1963年－ S&Pがミネソタ州交通局に 提出した予備設計報告書 – – ミネソタ州交通局 連邦道路管理局 – ガセットプレート記述なし 1965年－S&Pが作成した最終設計成果 – ガセットプレート計算書無し 1967年－橋梁の供用開始
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エラーの潜在的要因
• • 製作時 – 材料の間違い – 転記ミス • • 製作図での変更なし 試験と測定により，設計図 どおりの材料，寸法である ことを確認 設計会社がエラー原因
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設計エラーの要因
• • • 設計エラー可能性 – 転記/作図ミス – 材質誤り – 計算ミス – 計算省略 U10ガセットプレートは最終設計図に一致 厚さと材質は、当初設計から変更なし
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計算エラーの要因
• • 設計会社におけるエラーと判定 – 床トラスのガセットプレート計算書は存在する – オリノコ川橋梁以降の詳細な計算 – すべての設計計算を実行するのは一般的 – 詳細マニュアルに文書化されていた S&P社は，適切な計算方法を知っていた
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設計エラーの要因
設計 – 転記/作図ミス – 材質誤り – 計算ミスー – 計算の省略
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S&P社の詳細設計要領
• • • • AASHO 1961版の設計要領 – 「せん断，直応力，曲げ応力への対応」 1989年版S&P社の詳細設計要領 – あらゆる応力状態に対し，14種類の照査方法 未照査の計算は，７番目の項目を適用すべきで あることを示していた。 せん断応力の計算は含まれていなかった
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ガセット端部の補剛 • • • • S&P社の詳細設計要領：追加要領 – 幅厚比＞48：補剛材を追加 – 施工されたU10ガセットプレートでは，60であった ガセットプレート厚(1/2インチ）が正しい設計であ れば，補剛材が必要である。 補剛材使用規定は，1/2インチ厚のU10ガセットプ レートには適用されなかった。 適切な1インチのガセットプレートが使われたなら ば，補剛材は不要であった。
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省略の証拠
– 複数の節点での耐力不足 – オリノコ川橋梁の計算書に不備が無い – I-35W橋梁の計算書に対し不足 S&P社は，I-35W橋梁の主構トラスガセ ットプレート計算の実施を怠った。
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品質管理/検査
• • • S&P社の品質システム ミネソタ州交通局と連邦道路管理局に おける検査手順 他州における検査
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S&P品質管理/保証 典型的計算シート
品質管理/保証 S&P社の品質保証手順では，必要 とされるガセットプレートの計算の 欠落を見つけることができなかった
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Mn/DOTとFHWAの過失
• – 主要な事項のみの審査 – 部分的な設計計算の不足に気付かなか った – 設計会社のQAを信頼してしまった ミネソタ州交通局および連邦道路管理 局のどちらの標準要領も，設計エラー を発見するための照査事項に，ガセッ トプレート設計項目を含んでいない。
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連邦および州の過失
• – 一般的でない設計エラーの発生 – 数多くの州資産と審査 – 設計会社への依存 – 主要事項の審査 – プロフェッショナルエンジニアのシール 現在の州と連邦設計審査手続きは、設 計エラーを検出するのに十分でない
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まとめ
• • • • • • 製作と架設には言及せず S&P社の設計時におけるミス S&P社は，必要な設計計算を十分に実施し ていなかった S&P社の品質保証に，不足があった ミネソタ州交通局と連邦道路管理局の標準 的手続きには，設計審査時に，エラーを防 止するための十分な詳細事項が含まれて いない 現在の州と連邦審査手順は，不十分である
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