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工学：重大損傷後の鋼トラス橋の潜在的抵抗機構
Nature 645, 8079 doi: 10.1038/s41586-025-09300-8
鋼トラス橋は、多くの異なるタイプの棒材（構成部材）をつないで耐荷重構造システムを形成することによって建造される。このタイプの橋では、初期の部材損傷が残りの構造に伝播した結果として、壊滅的な崩壊が何回か起きている。こうした構造の普及と重要性にもかかわらず、なぜ初期の部材損傷が過度に伝播する橋もあればほとんど機能性に影響を及ぼさない橋もあるのかは、まだよく分かっていない。今回我々は、鋼トラス橋が、あらゆる主要部材の初期損傷に耐えるのを可能にする基本的な二次抵抗機構を見いだし、その特徴を明らかにした。こうした二次抵抗機構は、（無損傷）橋梁の設計時に考慮される一次抵抗機構とは大きく異なる。我々は、実橋梁の縮小試験体でテストを行い、検証された数値モデルを用いて主要橋梁部材全ての損傷をシミュレートした後で、二次抵抗機構が相互作用して、損傷部材に支持される荷重が構造の別の部分に再分配される様子を示した。我々は、全体的な損傷に至るまで荷重を増加させたときのこうした機構の時間的変化を調べることで、効果的な発展を可能にする条件を記述できた。今回の知見を用いれば、現行の橋梁設計保守戦略を改善し、最終的には輸送ネットワークの安全性向上につなげられる可能性がある。
