一 1 ~

応 力 状 態 を 解 明 す る た め に 、 図 ‑5.  3. 6に 示 す よ う な 接 合 部 の ト ラ ス 部 材 ( 号 ￨ 張 材 、 圧 縮 材 ) と 床 版 部 材 を 取 り だ し た 解 析 モ デ ル で三次 元

F E M

解 析 を 行 い 、 こ れ

ら の 解 析 結 果 か ら 接 合 部 P C鋼 棒 の 緊 張 力 お よ び 局 部 的 な 部 材 の 補 強 を 行 っ た。 全 体 の 変 形 状 態 を 図 ‑5.3.7に 示 す。ま た 、 図 ‑5.3.8に 床 版 の 平 面 断 面 、 図‑ 5.3.9に 床 版 横 梁 部 の 鉛 直 断 面 、 図 5.3. 10に ト ラ ス 部 材 接 合 部 の 主 応 力 図 を 示 す。

﹁ ー

5.3.2製 作 (1)製作要領

供 試 体 は 、 実 構 造 物 で の 場 合 と 同 様 に 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 を 分 割 し て 、 プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク で 作 製 し た 後 組 み 立 て る 方 法 を と る 。 す な わ ち 、 ス ラ ブ ト ラ ス 構 造 の 組 立 て 手 順 を 図 ‑2.5.1で 示 し た よ う に 、 ( イ ) 上 下 床 版 部 材 を 組 立 て 後 プ レ ス ト レ ス の 導 入 、 ( 口 ) 卜 ラ ス 部 材 の プ レ ス ト レ ス の 導 入 、 ( ハ ) 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 を 接 合 し 、 横 締 め P C鋼 棒 の プ レ ス ト レ ス の 導 入 、 こ の 子11闘で作製 した。

(2)各 ブ ロ ッ ク の 製 作

床 版 部 材 は 上 下 床 版 ご と に 、 全 長5.8mを 標 準 部 ブ ロ ッ ク O.8mの 6枚 と 端 部 ブロック O.5mの2枚 に 分 割 し て 製 作 す る 。 図 ‑5.  3.  11に 床 版 ブ ロ ッ ク の 詳 細 図

を 示 す 。 床 版 部 材 は 、 あ ら か じ め で き 上 が っ た ブ ロ ッ ク の 端 面 を 次 に 作 製 す る ブ ロ ッ ク 端 面 型 枠 と す る マ ッ チ キ ャ ス ト 方 式 に よ り 、 ブ ロ ッ ク の 接 合 面 が 完 全 に 一 様 な 面 接 触 を 保 て る よ う に す る 。 製 作 は あ ら か じ め 型 枠 の 中 に 鉄 筋 と

PC

鋼 棒 を 挿 入 用 の シ ー ス を 配 置 し て モ ル タ ル を 打 設 し た 。 ト ラ ス 部 材 は 各

X

型 ブ ロ ッ ク ご と に 製 作 す る 。 部 材 は す べ て 同 一 諸 元 で 図 ‑

5 .   3 .  

12に ト ラ ス 部 材 の 詳 細 図 を 示 す 。 一 つ の ト ラ ス 部 材 は 床 版 と の 接 合 面 を 4カ 所 有 し て い る の で 、 各 接 合 面 と な る 面 は で き る だ け 同 一 平 面 に な る よ う に 仕 上 げ な け れ ば な ら な い 。 実 際 の 施 工 で も こ の 点 が 重 要 な ポ イ ン 卜 に な る 。 こ こ で は 剛 性 の 高 い 材 料 を 使 用 し た 。 製 作 は 床 版 部 材 と 同 様 に 、 あ ら か じ め 型 枠 の 中 に 鉄 筋 と P C鋼 棒 を 挿 入 用 の シ ー ス を 配 置 し て モ ル タ ル を 打 設 し た 。

製 作 上 の 問 題 点 、 と し て 、 接 合 用 の

PC

鋼 棒 の 定 着 部 の ア ン カ ー プ レ ー ト を 埋

平 面 図

0

∞ 0

A‑A断面図 B‑B断面図

平 面 図

日

断 面 図

訂

由 一 円 山

f A  

単 位 :mm  単 位 .mm 

図 ‑5.3. 11床 版 ブ ロ ッ ク ( 標 準 部 )

‑ 140  ‑

図 ‑5.3.12  X型 ト ラ ス ブ ロ ッ ク

4 

込 ん で 製 作 し て い た た め 、 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 の 組 立 時 に 誤 差 の 吸 収 が ア ン カ ー プ レ ー ト の 穴 と 鋼 棒 の 遊 間 し か と れ な か っ た 。 こ の 接 合 方 法 は 施 工 誤 差 を 吸 収 で き る 構 造 で は あ る が 、 遊 間 の 確 保 が 特 に 必 要 で あ る 。

( 3 )   P  C

鋼 棒 の 緊 張 1)床 版 部 材

床 版 部 材 は ト ラ ス 部 材 と は 分 離 し た 状 態 で 、 上 床 版 と 下 床 版 を 各 々 支 保 工 上 に 配 列 し プ レ ス ト レ ス を 導 入 し た 。

2)トラス部材

ト ラ ス 部 材 は 床 版 部 材 の 拘 束 に よ っ て 二 次 軸 力 が 発 生 し な い よ う に 、 トラス ブ ロ ッ ク 作 製 後 あ ら か じ め 所 定 の プ レ ス ト レ ス を 導 入 す る が 、 プ レ ス ト レ ス の 導 入 時 の コ ン ク リ ー ト の 材 令 は 、 最 も 早 く 緊 張 し た 最 終 製 作 ブ ロ ッ ク で 7日目 で 、 強 度 試 験 結 果 よ り 十 分 に 強 度 (70Mp)を 発 現 し て い る 。

3)接 合 用 P C鋼 棒

床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 の 接 合 用 P C鋼 棒 は 部 材 組 立 て 後 に 緊 張 す る 。 こ れ は 前 述 の よ う に そ れ ぞ れ の 部 材 が 相 互 に 拘 束 し な い よ う に す る た め で あ る 。 ま た 、 接 合 面 に は あ ら か じ め エ ポ キ シ 樹 脂 系 の 接 着 剤 を 塗 布 後 、 仮 緊 張 し 樹 脂 が 硬 化 後本緊張した。

4)グ ラ ウ 卜 注 入

全 て の P C鋼 棒 は 、 緊 張 後 手 動 ポ ン プ を 使 用 し て グ ラ ウ ト を 注 入 す る 。 グ ラ ウ ト の 配 合 は 次 の 通 り で あ る 。

図

‑5.3.13

床 版 ブ ロ ッ ク の 組 立 て

2 )

ト ラ ス 部 材 の 組 立 て

あ ら か じ め 緊 張 し て あ る ト ラ ス 部 材 を 床 版 の 接 合 用 切 欠 き 部 に 側 面 か ら は め 込 み 、 接 合 用 横 締 め p

C

鋼 棒 を 緊 張 し 固 定 す る 。 こ の 際 、 接 合 面 に お け る 作 製 誤 差 に よ る 不 陸 補 正 と 、 摩 擦 接 合 に よ る せ ん 断 力 の 伝 達 を 確 実 に す る た め に 、 エ ポ キ シ 樹 脂 系 接 着 剤 を 塗 布 し た 。 こ の 方 法 で は 各 プ レ キ ャ ス ト 部 材 の 作 製 誤 差 を 吸 収 で き る の で 部 材 の 組 立 て が 容 易 に 行 え た 。 し か し 、 接 合 用 p

c

鋼 棒 の ア ン カ ー プ レ ー ト を あ ら か じ め 埋 込 ん で 製 作 し た こ と 、 床 版 の 接 合 用 切 欠 き 部 の 寸 法 に 余 裕 量 が 少 な か っ た こ と 、 組 立 て 時 の 部 材 間 の 遊 間 が 少 な い こ と 、 な ど の た め に 組 立 て 時 に 部 材 の 調 整 に 時 間 を 要 し た 。

W/C 

ア ル ミ 粉 末

A E斉^IJ

45% 

セ メ ン ト 量 の0.01%

セ メ ン ト 量 の0.2

% 

図 ‑

5 . 3 . 1 4

ト ラ ス ブ ロ ッ ク の 組 立 て

実 構 造 物 で の 施 工 に あ た っ て は 、 プ レ キ ャ ス 卜 部 材 の 施 工 精 度 を あ げ る こ と と も に 、 許 容 誤 差 を ど の 程 度 に 設 定 し て 組 立 て 時 の 部 材 聞 の 形 状 寸 法 上 の 余 裕 量 を ど こ に ど の 程 度 見 込 む か 十 分 に 検 討 す る 必 要 が あ る 。 こ の 点 が ス ラ ブ ト ラ

ス 構 造 の プ レ キ ャ ス ト セ グ メ ン ト 工 法 で の 施 工 上 の ポ イ ン ト で あ る 。

( 4 )

プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク の 組 立 て 1)支 保 工 お よ び 床 版 部 材 の 組 立 て

ま ず 、 マ ッ チ キ ャ ス ト 方 式 で 製 作 し た 上 下 の 床 版 部 材 の プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク を 支 保 工 上 に 順 次 並 べ ド ラ イ ジ ョ イ ン ト で 接 合 し て 、 床 版 部 材 内 に P C鋼 棒 を 配 置 し 緊 張 し た 。

(5)供 試 体 組 立 て 状 況

供 試 体 組 立 て 状 況 を 写 真 ‑

5 .   3 .   1 

~

5 . 3 .  9

で示す。

‑ 142  ‑ ^{A吐 円︿U}

写 真 ‑5.3.1 ト ラ ス ブ ロ ッ ク の 型 枠 、 配 筋 、 シ ー ス 配 置

写 真 一5.3.  4床 版 ブ ロ ッ ク の ロ ン グ ラ イ ン 製 作

写 真 ‑

5 .   3 .   2 

( 標 準 部 ) の 型 枠 、 配 筋 、 シ ー ス 配 置

写 真 一

5 .3 .   3

モ ル タ ル 打 設 、 表 面 仕 上 げ

写 真 一5.3. 5床 版 ブ ロ ッ ク の 組 立 て

川悦 ‑ 145  ‑

写 真 一5.3.6床 版 ブ ロ ッ ク の 緊 張

5.  4載 荷 試 験

5 . 4 .  1

試 験 装 置 お よ び 載 荷 方 法 (1)載荷装置

載 荷 試 験 は PC工 場 の 載 荷 装 置 く 反 力 梁 能 力100t)を 使 用 し て 行 っ た。 集 中 荷 重 に よ る 2点 載 荷 に よ る 静 的 載 荷 試 験 の 載 荷 装 置 を 図 ‑

5 . 4 . 1

、 写 真 ‑ 4.4. 1に 示 す。{ 共 試 体 に ね じ り を 作 用 さ せ る た め 、 橋 軸 方 向 の 載 荷 ビ ー ム を 橋 軸 中 心 か ら ず ら し て 配 置 し 偏 心 載 荷 す る 。

北 相11

写 真 ‑5.3.7 ト ラ ス プ ロ ッ ク の 組 立 て

反載荷側

図 ‑

5 . 4 . 1

載 荷 装 置 写 真 一

5 .3 .   8

接 合 部鋼棒 緊 張

(2) 載 荷 パ タ ー ン

荷 重 載 荷 パ タ ー ン は 、 最 初 に ひ び わ れ 荷 重 ま で 載 荷 し 、 ‑ J i 除 荷 し た 後 、 二 回 目 に は ひ び わ れ 荷 重 を 超 え る 載 荷 と し た 。 弾 性 挙 動 、 ひ び わ れ 荷 重 、 ひ び わ れ 位 置 を 確 認 し た 後 除 荷 し 、 さ ら に 、 最 終 的 に 終 局 荷 重 状 態 ( 引 張 斜 材 P C鋼 棒 の 降 伏 ) ま で 載 荷 し て 終 局 せ ん 断 力 、 破 壊 モ ー ド を 確 認 し た。

写 真 一5.3.  9供 試 体 完 成 ( 端 部 横 桁 未 施 工 )

5 . 4 . 2

計 測 項 目 、 使 用 機 器 お よ び 計 測 方 法 載 荷 試 験 の 計 調11項 目 お よ び 方 法 を 以 下 に 示 す 。

① 載 荷 荷 重 、 支 点 反 力

FO  

Aせ づi^{ペ 斗}

供 試 体 上 の 油 圧 ジ ャ ッ キ と 供 試 体 支 承 位 置 に 配 置 し た ロ ー ド セ ル で 計 測 す る(図 ‑5.  4.  1)。

② 下 床 版 格 点 変 位

左 右 の ト ラ ス と 下 床 版 の 格 点 部 下 に 設 置 し た 変 位 計 ( ダ イ ヤ ル ゲ ー ジ ) で 計 測する(図 ‑5.  4.  2)。

③ ト ラ ス 部 材 の コ ン ク リ ー ト ひ ず み

引 張 、 圧 縮 卜 ラ ス 材 の コ ン ク リ ー 卜 表 面 の ひ ず み 計 で 計 測 す る 。 (図 ‑5. 4.  2， 3)

。

④ ト ラ ス 部 材 の PC鋼 棒 の ひ ず み

引 張 、 圧 縮 ト ラ ス 材 の P C鋼 棒 の ひ ず み 計 で 計 測 す る ( 図 ‑5.4.4)。

⑤ ト ラ ス 、 床 版 接 合 部 お よ び ト ラ ス 部 材 交 点 の 局 部 ひ ず み コ ン ク リ ー ト 表 面 の ひ ず み 計 で 計 測 す る ( 図 ‑5.  4.  2)。

⑥床 版 の コ ン ク リ ー ト ひ ず み

上 下 床 版 の 支 問 中 央 部 の コ ン ク リ ー ト ひ ず み を 表 面 に 張 り つ け た ひ ず み 計 で 計 測 す る ( 図 ‑5.4. 5)。

⑦床 版 の P C鋼 棒 の ひ ず み

支 問 中 央 部 の 下 床 版 pC鋼 棒 の ひ ず み を ひ ず み 計 で 計 測 す る ( 図 ‑5.  4.  5)。

芭

ウ ェ プ 交 点

ヘシ/今 γ ^妥 l

/.:" 

//fh¥¥ 〉

一一一郎ー引弘邸付

1互 回

図‑5.4.3計 測 セ ン サ ー 配 置 (ト ラ ス 部 材 反 載 荷 側 )

百

日

材材山川縮 張 問 圧 引 川 臨 時 J銅・副

都

pup

﹄ 一

p・

pa

一

ブ プ

︐ エエ ウウ

川民

東

図‑5.  4.2計調JIセ ン サ ー 配 置 (ト ラ ス 部 材 載 荷 側) 図‑5.  4.  4計 測 セ ン サ ー 配 置 ( ト ラ ス 部 材 鋼 棒 )

5.4.3試 験 状 況

反載荷側 ゴヒ

一」一一! L‑.lー. しム」 LLJ 

.

τナ2i上床r.5!

111  ^{「ー‑ 1}

  ， ‑

^{「一「ーl}

rr つ

^「一

n

~ 到Z

写 真 一5.4.1 載 荷 装 置 全 景

L斗」 LJ一」 LLJー しー」ー￨ しーLJ LLJ 

情

。.3^・

I  I  I 

、。. 2. 下 t~l百

h

^品

l ; 子 l j i 干

^2liγ3 

。 3・2

「下「 「一「寸;十1 「寸ー￨ 「寸一寸 ~寸

下床版豆llll'lゲ ー ジ 図

i'<・r寸

載荷側

床 版PC岡持

南 ￨ ぬ 0 0 0 0 0 0 0 0Q  I北

村 山 佐rr百五

図‑5. 4. 5計調11セ ン サ ー 配 置 ( 床 版 部 材 )

写 真 ‑5.4.2載 荷 試 験 状 況

部 材 と 床 版 部 材 と の 接 合 部 を 完 全 固 定 と し て い る が 、 現 実 に は 、 荷 重 が 比 較 的 小 さ な レ ベ ル か ら 接 合

5 .   5 .   2

卜 ラ ス 部 材 の ひ ず み (1) 

P  C

鋼 棒 の ひ ず み

最 大 引 張 力 が 作 用 す る ト ラ ス 部 材 に お け る

PC

鋼 棒 の ひ ず み と 載 荷 荷 重 と の 関 係 を 図 ‑

5 . 5 . 3

に 示 す 。 計 測 し た ト ラ ス 部 材 は

L O A D =  3 5 0 k N

で ひ び わ れ を 生 じ た 。 卜 ラ ス 部 材 の

PC

鋼 棒 は 、 ひ び わ れ は 発 生 後 に 引 張 力 の 全 て が 作 用 す る た め 応 力 が 急 激 に 上 昇 し 、 載 荷 荷 重

56 0 k N

で降伏した。 トラス部材の挙動は、

P

C鋼 材 で 補 強 さ れ た 通 常 の ウ ェ ブ の せ ん 断 ひ び わ れ の 挙 動 で は な く 、 ト ラ ス 部 材 の 純 引 張 に 近 い 性 状 を 示 し て い る 。

iOO 

5.  5試 験 結 果 お よ び 考 察

5 . 5 .  1

全 体 変 形

支 問 中 央 近 傍 の ト ラ ス 部 材 と の 接 合 部 に お け る 下 床 版 部 材 の 左 右 の 鉛 直 変 位 と 荷 重 と の 関 係 を 図 ‑

5 .   5 .   1

お よ び 図 ‑

5 . 5 . 2

に示す。 ト ラ ス 部 材 に ひ び わ れ が 発 生 し は じ め た 荷 重 レ ベ ル

( L O A D = 3 5 0 k N )

ま で は 変 位 量 の 左 右 の 差 は 小 さ い 。 こ の ね じ り に よ る 変 位 量 の 差 は 上 下 床 版 部 材 の 曲 げ ね じ り 定 数 を 考 慮 し た 計 算 値

とよく一致している。

変 形 量 は 荷 重 が 比 較 的 小 さ い 段 階 か ら 計 算 値 よ り 多 少 大 き く 、 荷 重 が 大 き く な る に つ れ て 計 算 値 よ り 大 き く な っ て い る 。

こ れ は 、 解 析 モ デ ル で は ト ラ ス ₆₀₀ 

600 

500!‑・

500  ^z 

二'"~OO 呼i300 

芝

400 

z 

̲，孟

部 に 若 干 の 回 転 が 生 じ て い る こ と 制 300

によるためと考えられる。

また、

4O O k N

以 上 で は 、 ひ び わ

れ に よ る ト ラ ス 部 材 の 剛 性 の 低 下 お よ び 床 版 接 合 部 の ひ び わ れ に よ る 塑 性 的 な 回 転 に よ っ て 、 変 形 量 が 急 激 に 大 き く な っ て い る 。

。

自0.25

5  5 

』::与 計 算 信

』由。実験値

‑0.50 

3‑075  ど

‑1.00 

n Hv  

ph

JU

 

内7fu

‑

'tA  •

ひずみ μ 

図 ‑

5 . 5 . 3

荷 重 一ウェブ(引張部材)

P  C

鋼 棒 の ひ ず み 関 係9) 

圧 縮 部 材 に お け る

PC

鋼 棒 の ひ ず み と 載 荷 荷 重 と の 関 係 を 図 ‑

5 . 5 . 4

に示す。

繰 り 返 し 載 荷 に 対 し て ほ と ん ど 弾 性 的 に 変 形 し て お り 、 圧 縮 部 材 は 健 全 な 挙 動 を 示 し て い る。

t@: 200  ^{計算{直計制1出}

←→ JOINTNo.4'  (反紙前側)

b

一 →

^{JOINTNO.4 (4&何側)}

100 

。 _。

6  8  10  12  14  16 

たわみ 刷III

図 ‑5.  5.1荷 重 ーたわみ関係(1)日)I 0) 

。

iOO 

EE 

100  200 

ひずみ μ 

600 

‑0.5  ....ザ 計 算 値

← ヲ 実 験 値 ₅₀₀ 

̲;s;  ~OO 司 300 

‑1.0  必

~ どー1.5

.土F

‑

200  100  3.24.04.8:G‑2.00 

JOINT  . m'  ^1.6  _JOINT ^{2.4  3.2  4.0  4.8  5.G} 

， m  3100  300  400 

図 ‑

5 . 5 . 2

荷 重 ー た わ み 関 係

( 2 )

図‑

5 . 5 . 4

荷 重 一 ウ ェ ブ ( 圧 縮 材 部 材 )

P  C

鋼 棒 の ひ ず み 関 係

‑ 152 ‑ ^{F片υ 円 ぺ U}

ドキュメント内 高強度コンクリートを有効利用してPC橋を軽量化する新構造の提案 (ページ 83-93)