4.4 ＳＦＲＣ舗装施工前の試験結果
4.4.7 Ｕリブ・横リブ交差部のひずみ
ここでは、Ｕリブ内の密閉ダイヤフラムの有無に着目し、Ｕリブ・横リブ交差部の計測結果をまとめる。
密閉ダイヤフラムは、２本ある板厚 6mmＵリブのうち主桁寄りのＲ４の内部に１箇所設けており、横リブ からはＤ断面の方向に200mmの位置である。横リブウェブに貼付した３軸ひずみゲージの計測結果は主応 力値で示し、Ａ断面側を表面、Ｄ断面側を裏面と呼ぶ（主応力図は、Ａ断面側から透視して示すものとする）。
(1) 横リブウェブの応力
1) 上側スカラップのデッキプレートとのまわし溶接近傍
横リブウェブ面の主応力の横断方向影響線を図－4.4.21に示す。荷重は横リブ位置であるＣ断面を移動さ せた。ここでは、横軸の Ly は着目するＵリブ中央からダブルタイヤ中心までの距離とした。密閉ダイヤフ ラムがあるＲ４と比較して、密閉ダイヤフラムのないＲ３での応力が大きい。Ｒ３ではダブルタイヤがＵリ ブウェブを跨ぐ時に最も応力が大きくなる。この部位の応力は、デッキプレートの局部的な変形および横リ ブウェブ断面欠損部の横リブウェブの局部的なせん断変形により発生するが、横リブウェブ近傍に密閉ダイ ヤフラムがある場合は、このデッキプレートの局部変形および横リブのせん断変形が抑制されるため、応力 が小さくなると考えられる。
横断方向には直近のＵリブウェブを跨ぎ、橋軸方向には横リブ直上に載荷した時の主応力図を図－4.4.22 に示す。横リブウェブの主応力図においては、スカラップの接線方向に引張応力が発生していることがわか る。表裏の応力差は小さいことから、面内応力が支配的であるといえる。密閉ダイヤフラムのあるＲ４に比 べて、密閉ダイヤフラムのないＲ３側の応力が大きいことがわかる。
2) 上側スカラップのＵリブとの回し溶接近傍
横リブウェブ面の主応力の横断方向影響線を図－4.4.23に示す。荷重は横リブ位置であるＣ断面を移動さ せた。デッキプレートとの溶接部同様、密閉ダイヤフラムがあるＲ４と比較して、密閉ダイヤフラムのない Ｒ３側の応力が大きい。Ｒ３ではダブルタイヤがＵリブウェブを跨ぐ時に応力が最も大きくなる。
横断方向には直近のＵリブウェブを跨ぎ、橋軸方向には横リブ直上に載荷した時の主応力図を図－4.4.24 に示す。スカラップの接線方向に引張応力が、その直角方向に同程度の圧縮応力が発生しており、せん断変 形していることがわかる。デッキプレート側とは異なり、表裏の応力差も比較的大きく、面内応力に加えて 面外応力が発生している。密閉ダイヤフラムのあるＲ４に比べて、密閉ダイヤフラムのないＲ３側の応力が 大きい。
3) 下側スカラップのＵリブとの回し溶接近傍
横リブウェブ面の主応力の横断方向影響線を図－4.4.25に示す。荷重は横リブ位置であるＣ断面を移動さ せた。最小主応力はＲ３とＲ４で同程度であり、隣接するＵリブと対象Ｕリブの中央に載荷された時から直 上載荷まで同程度の圧縮応力が発生する。一方、最大主応力はＲ３と比べて密閉ダイヤフラムのあるＲ４側 が大きく、載荷位置によらず10N/mm2程度の応力が発生している。
直近のＵリブウェブを跨ぎ、橋軸方向には横リブ直上に載荷した時の主応力図を図－4.4.26に示す。Ｒ３、
Ｒ４ともスカラップの接線方向に圧縮応力が発生しているが、その大きさ、方向ともＲ３とＲ４で大きな差 はない。その直角方向については、Ｒ３ではほとんど応力は発生していないが、Ｒ４では比較的大きな引張
56
-応力が発生している。この原因としてはダイヤフラムが影響していると考えられる。
（１） 表面
（２） 裏面 27.8 32.4
8.7
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max）
R4（σ max）
R3(σ min）
R4（σ min）
31.5 41.0
13.7
-13.9 -30
-20 -10 0 10 20 30 40 50
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max）
R4（σ max）
R3(σ min）
R4（σ min）
R3 R2
R1
Load=60kN
（R4） YR3LU
【Section C】
Ly
（R2） （R3） (YR4LU)
R3:密閉ダイヤなし R4:密閉ダイヤあり
図－4.4.21 Ｕリブ・横リブ交差部の横断方向応力影響線
（上側スカラップ部、デッキプレートとの溶接部）
図－4.4.22 Ｕリブ・横リブ交差部の主応力図（上側スカラップ部、デッキプレートとの溶接部）
【Ｃ断面】
57
-（１） 表面
（２） 裏面
26.3 20.9
12.2
-19.8 -11.4 -30
-20 -10 0 10 20 30 40 50
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max） R4（σ max）
R3(σ min） R4（σ min）
23.9 28.1
8.7
-19.2 -30
-20 -10 0 10 20 30 40 50
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max） R4（σ max）
R3(σ min） R4（σ min）
R3 R2
R1
Load=60kN
YR3LM （R4）
【Section C】
Ly
（R2） （R3） (YR4LM)
R3:密閉ダイヤなし R4:密閉ダイヤあり
図－4.4.23 Ｕリブ・横リブ交差部の横断方向応力影響線（上側スカラップ部、Ｕリブとの溶接部）
図－4.4.24 Ｕリブ・横リブ交差部の主応力図（上側スカラップ部、Ｕリブとの溶接部）
【Ｃ断面】
58
-（１） 表面
（２） 裏面
-21.2 -23.7
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max）
R4（σ max）
R3(σ min）
R4（σ min）
-20.7
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Stress (N/mm2 )
R3(σ max）
R4（σ max）
R3(σ min）
R4（σ min）
R3 R2
R1
Load=60kN
（R4） YR3LL
【Section C】
Ly
（R2） （R3） (YR4LL)
R3:密閉ダイヤなし R4:密閉ダイヤあり
図－4.4.25 Ｕリブ・横リブ交差部の横断方向応力影響線（下側スカラップ部、Ｕリブとの溶接部）
図－4.4.26 Ｕリブ・横リブ交差部の主応力図（下側スカラップ部、Ｕリブとの溶接部）
【Ｃ断面】
59 -(2) 交差部のＵリブのひずみ
1) 上側スカラップのデッキプレートとの溶接近傍
Ｕリブウェブ面のＵリブ周方向ひずみの横断方向影響線を図－4.4.27に示す。荷重は横リブ位置であるＣ 断面を移動させた。着目Ｕリブのウェブをダブルタイヤが跨ぐ時、ひずみが大きくなる。Ｒ３とＲ４を比較 すると、密閉ダイヤフラムのないＲ３側が若干大きい。
応力集中ゲージで計測したデッキプレートとＵリブの溶接部のＵリブ側ひずみの分布を図－4.4.28に示す。
橋軸方向の載荷位置は横リブ直上である。溶接部に向かってひずみ分布の勾配が大きい。スカラップ内のＵ リブウェブが局部的に面外変形していることが原因であると考えられるが、溶接止端部ではさらに大きなひ ずみが発生しているものと考えられる。Ｒ３とＲ４を比較すると、密閉ダイヤフラムのないＲ３のひずみが 若干大きい。
2) 下側スカラップの横リブとの回し溶接近傍
ウェブの下側スカラップ部、横リブウェブとＵリブの溶接部のＵリブ側ひずみの横断方向影響線を図－
4.4.29に示す。荷重は横リブ位置であるＣ断面を移動させた。この計測位置においては、密閉ダイヤフラム
のないＲ３と密閉ダイヤフラムのあるＲ４でひずみに大きな差が見られ、Ｒ４側のひずみが大きい。Ｒ４側 では、Ｒ３とＲ４の中間にダブルタイヤが載荷される時にひずみが最大となるが、その影響幅は大きく、着 目リブの２つ隣りのＲ２に載荷された場合においても比較的大きなひずみが発生する。Ｒ３側では、ダブル タイヤが着目リブ直上に載荷された場合にひずみが最大となり、隣接リブに載荷された時にはひずみの符号 が反転する。
図－4.4.29と同じひずみゲージによる橋軸方向影響線を図－4.4.30に示す。横断方向の載荷位置は、着目
リブと隣接リブの中央にダブルタイヤが載荷される位置であり、Ｒ４側のひずみが最大となる。密閉ダイヤ フラムのないＲ３では、Ｕリブ支間中央載荷付近で引張ひずみが最大となる。これはＵリブのたわみを横リ ブが拘束するためである。一方、密閉ダイヤフラムのあるＲ４では、ダイヤフラムのある側の支間の横リブ
から625mm位置に載荷された時に、最大のひずみ353×10-6が発生する。これはダイヤフラムのない支間
側に載荷された時の2.3倍にあたる。図－3.1.3に示したとおり、密閉ダイヤフラムがＵリブ断面の変形を拘 束し、Ｕリブが剛体回転するためと考えられる。
Ｒ４の溶接部のＵリブ側に最大ひずみを発生させる横リブから625mm位置（Ｕリブ支間1／4点）に載 荷したときのひずみ分布を図－4.4.31に示す。溶接止端から10mmのひずみはＲ３側とＲ４側で同程度であ るが、密閉ダイヤフラムのあるＲ４側ではひずみ分布の傾きが大きく、溶接止端部から2mmの位置ではＲ ４側のひずみはＲ３側の４倍程度となる。その傾きから、溶接止端部ではさらに大きなひずみになると考え られる。
60 -146.9
115.6
-100 -50 0 50 100 150 200
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Strain (×10-6 )
CR3LU-C1 (R3) CR4LU-C1 (R4)
R3 R2
R1
Load=60kN
（R4）
【Section C】
Ly
（R2） （R3）
R3:密閉ダイヤなし R4:密閉ダイヤあり
CR3LU (CR4LU)
図－4.4.27 Ｕリブ・横リブ交差部の横断方向影響線
（上側スカラップ部、デッキプレートとＵリブ溶接部のＵリブ側のひずみ：応力集中ゲージの第一ゲージ）
0 2 4 6 8 10 12
-50 0
50 100 150
200
Strain [×10-6]
止端からの距離[mm]
R3 R4
CR3LU R3 Load=60kN
R3 R4
t=6mm (密閉ダイヤ) CR4LU
R4
Load=60kN
54321
図－4.4.28 Ｕリブ・横リブ交差部のひずみ分布
（上側スカラップ部、デッキプレートとＵリブ溶接部のＵリブ側のひずみ）
【Ｃ断面】
61
-33.3 164.6
-50 0 50 100 150 200
-1760 -1260 -760 -260 240 740
Distance Ly (mm) Strain (×10-6 )
CR3LL-C1 (R3) CR4LL-C1 (R4)
R3 R2
R1
Load=60kN
（R4）
【Section C】
Ly
（R2） （R3）
R3:密閉ダイヤなし R4:密閉ダイヤあり
CR3LL (CR4LL)
図－4.4.29 Ｕリブ・横リブ交差部の横断方向影響線
（下側スカラップ部、横リブウェブとＵリブ溶接部のＵリブ側のひずみ：応力集中ゲージの第一ゲージ）
127.3 119.5
150.9
352.7
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 Distance Lｘ (mm)
Strain (×10-6 ) CR3LL-C1 (R3)
CR4LL-C1 (R4) Lx
Load=60kN
Trough Rib
Lateral Rib-R1 R2 R3
図－4.4.30 Ｕリブ・横リブ交差部の橋軸方向影響線
（下側スカラップ部、横リブウェブとＵリブ溶接部のＵリブ側のひずみ：応力集中ゲージの第一ゲージ）
200mm
密閉ダイヤフラム
【Ｃ断面】
62 -0 2 4 6 8 10 12 0 100
200 300
400
Strain[×10-6]
止端からの距離[mm]
R3 R4
54321
CR3LU R3 Load=60kN
R3 R4
t=6mm (密閉ダイヤ) CR4LU
R4
Load=60kN 橋軸方向位置は
横リブから625mm
橋軸方向位置は 横リブから625mm
図－4.4.31 Ｕリブ・横リブ交差部のひずみ分布
（下側スカラップ部、横リブウェブとＵリブ溶接部のＵリブ側のひずみ）
63 -(3) 密閉ダイヤフラム側載荷時の横リブウェブの応力
前述のように、密閉ダイヤフラムがある場合、ダイヤフラムのある支間上に載荷すると下側スカラップ部 のＵリブ面でひずみが大きくなった。最大ひずみを与えるのは横リブからＤ断面方向に625mm位置に載荷 した時である。その載荷位置とした時の横リブウェブの応力を以下に示す。横断方向載荷位置は着目Ｕリブ と隣接Ｕリブの中央である。
1) 上側スカラップのデッキプレートとの回し溶接近傍
主応力図を図－4.4.32に示す。横リブ直上載荷と同様に、密閉ダイヤフラムのないＲ３に比べて密閉ダイ ヤフラムのあるＲ４側の応力が小さい。また、横リブより625mm離れた位置での載荷であるため、横リブ 直上載荷の図－4.4.22より小さい応力である。
2) 上側スカラップのＵリブとの回し溶接近傍
主応力図を図－4.4.33に示す。これも密閉ダイヤフラムのないＲ３に比べて密閉ダイヤフラムのあるＲ４ 側の応力が小さくなった。また、横リブ直上載荷の図－4.4.24より小さい応力である。
3) 下側スカラップのＵリブとの回し溶接近傍
主応力図を図－4.4.34に示す。下側スカラップ近傍については、最小主応力についてはＲ３とＲ４で同程 度である。Ｒ３、Ｒ４ともに表裏の応力値に差が見られ、面外曲げが発生していることがわかる。載荷は密 閉ダイヤフラムのあるＤ断面側であるが、Ｕリブたわみによるたわみ角により横リブウェブが面外に変形さ せられるためである。最大主応力についてはＲ３側は小さいが、Ｒ４側は25 N/mm2程度の比較的大きな値 が見られる。図－3.1.3に示したダイヤフラムの剛体回転により発生する応力である。表裏の応力値は同程度 であり、面内成分が支配的である。
図－4.4.32 Ｕリブ・横リブ交差部の主応力図（上側スカラップ部、デッキプレートとの溶接部）
密閉ダイヤフラム支間側（Ｄ断面側）載荷時