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写 真5.4.1載 荷 試 験 と 供 試 体 の 概 要 (2)イ共,試で本o),;者ノ亡

床 版 厚 さ,鉄 筋 か ぶ り,コ ン ク リ ト強 度 等 の 供 試 体 の 諸 元 を 表 一5.4.3に 示 す ・ (2)せ ん 断 疲 労 破 壊

(ユ)載荷 装 置 の 概 要

輪 荷 重 走 行 試 験 機(図 一2.2.1)を 写 真5.4.2に 細 部 を 図5.4.2に 示 す 。 道 路 橋 示 方 書 の 後 輪 荷 重 は2本 の タ イ ヤ を 介 し て 床 版 に 作 用 し,そ の 接 地 面 積 は50(慣IX20Cmで あ る 、、 し か し,こ の 載 荷 面 積 で 床 版 を 破 壊 に 至 ら す に は こ の 試 験 機0)能 力 で は 不 十'分o)た め,載 荷 面 積 σ)各 々 を60%縮 小 し た30Cll1×!2Clllを 試 験 載 荷 面 積 と し た 。 こ の 載 荷 面 積 を 常 時 確 保 す る た め に,30cm×12cnl×5cmの 鋼 製 の ブ ロ ッ ク を5nunの 間 隔 で 設 け て,供 試 体 ヒ に!9個 並 べ そ の 上 に 厚 さ5mmの ベ ニ ヤ 板 とlcm厚 の 鋼 板 を 載 せ る こ と に よ り 面 載 荷 を 可 能 と し た 、1

輪 荷 重 走 行 試 験 機 の 能 力 は 以 下 の と お り で あ る 。

載 荷 能 力:!0〜30tf,荷 重 移 動 範 囲:供 試 体 中 央 か ら+!00Clll, 走 行 速 度:!121n/nlin,車 輪 の 径 と 幅:50cm,30cm,

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床 版 供 試 体 の諸 元

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供 試 体 の 支 持 方法 は 単 純 版 と し長 辺 方 向 の2辺 を 単 純 支 持 と し,他 の2辺 は 横 け た に よ る 弾 性 支持 と し た 。 測 定 項 目 は 床 版 下 面 の た わ み とひ び わ れ 密 度 お よ び 主 鉄 筋 ひ ず み で あ り,測 定 回 数 ご と に 試 験 機 を 停 止 し 車 輪 を 中 央 に 置 き,静 的 載 荷 の 状 況 で そ の 都 度 測 定 し た 。 載 荷 荷 重 を 決 め る に あ た っ て,実 橋 の 大 型 車 の 最 大 輪 荷 重 は 約14tfと 仮 定 して ・ こ れ に 衝 撃 係 数 を 考 慮 す る と 約19tfと な る 。 こ れ に 載 荷 版 の 大 き さ を換 算 し て,最 初 の 供 試 体 で あ るFR42で は 載 荷 荷 重 を15tfに 設 定 し た 。 こ の 結 果,極 端 に 小 さ な 回 数 で 破 壊 状 態 に 達 した た め,次 回 か ら は10tf以 下 に 載 荷 荷 重 を 定 め た 。 こ の よ う に,載 荷 荷 重 を 変 化 さ せ る こ と に よ りSN曲 線 が 求 め ら れ る 。

② 供 試 体 の 諸 元

供 試 体 の 諸 元 を 表 一5.4.4に 示 す 。

表 一5.4.4供 試 体 の 諸 元

(単位:ri;ry鰯 高,かぶリcm)

供試体

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FR34 199×304×18.4 16 !5.5 2.9 16 13.9 2.2 7.79 FR32 203x318×18.5 16 15.8 2.7 16 14.2 1.8 6.04 FR33 203×325×19.0 16 16.0 3.0 16 14.4 2.6 5.58

5.4.3押 し抜 き せ ん 断 耐 力 の 試 験 結 果 (!)押 し抜 き せ ん 断 耐 力

静 的 載 荷 試 験 に よ る 押 し抜 き せ ん 断 耐 力 の 結 果 を 表5.4.5に 示 す 。 な お,表 中0)押 し 抜 き せ ん 断 耐 力 の 計 算 値 は,前 田,松 井 に よ る 計 算 式(鉄 筋 コ ン ク リ ー ト床 版 の 押 抜 き せ ん 断 耐 荷 力 の 評 価 式;土 木 学 会 論 文 報 告 集,第348号,1984)に ょ っ た8)。

ま た,た わ み に よ る 劣 化 度(D)は,松 井,前 田 に よ る 計 算 式(道 路 橋RC床 版 の 劣 化 度 判 定 法 の 一一提 案:土 木 学 会 論 文 報 告 集,第374号,!986)に よ っ たi)。

打 替 え 床 版 を 除 い た 残 り8体 の 平 均 せ ん 断 耐 力 は42tfで あ っ た が,こ れ は 設 計 後 輪 荷 重 (9・6tf)0)4.4倍 に 相 当 す る 。 しか し,こ の 値 は12cm×30cmの 載 荷 面 積 に つ い て の 押 し抜 き 荷 重 で あ る た め,こ れ をT20荷 重 の 輪 帯 幅 で あ る20cm×50cmの 載 荷 面 積 に 換 算 す る と , 約60〜80tf近 く に な る 。 す な わ ち,採 取 した 床 版 は 設 計 後 輪 荷 重 の 約6〜8倍 の 静 的 耐 力 を 保 有 し て い る と 推 定 で き る.し た が つ て,試 験 結 果 か ら以Fの こ と が 明 らか と な っ た 。

① 輪 荷 重 程 の 荷 重 で は 床 版 が 静 的 な 押 し抜 き 破 壊 を 生 じ る 可 能 性 は 少 な い と 考 え ら れ る 。

② 新 規 製 作(モ デ ル)床 版3体 と も ・ 押 し抜 き 試 験 結 果 と押 抜 き せ ん 断 耐 力 の 計 算 値 と 比 較 す る と ・ 耐 力 比(実 測 値/計 算 値)が ほ ぼ!・0と な っ た 。 す な わ ち,計 算 値 を 用 い て 床 版 σ)静的 耐 力 を 評 価 す る こ と もr1丁能 で あ る と 考 え ら れ る 。

表 一5.4.5静 的 載 荷 試 験 結 果0)一 覧 表

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(3)採 取 し た 床 版 の 耐 力 比 で 譜Z価 す る と,D橋 で は モ デ ル 床 版 に 対 し 約3割(ノ)耐 ノ」低 ドが 見 ら れ,B橋 やC橋 で は2割 弱 ω 耐 力 在窯 ドと な っ た し た が っ て,実 橋 の 床 版 は 供 川 に よ つ て 約2〜3害llほ ど 「耐 力 低 ド し て い る も0)と 推 定 さ れ る 。

ひ び わ れ 密 度 の 大 き い 方 が 耐 力 の 低 ドが 大 き い こ と が 明 ら か と な っ た 。 (2)1耐 力 比 と ひ び わ れ 密 度

耐 力 比 と ひ び わ れ 密 度0)関 係 を 図 一5.4.3に 示 す,、 な お,打 替 え 床 版 は す で に 新 し く 床 版 が 打 替 え て あ り 除 タトし た 。 ひ び わ れ 密 度 が 多 く な る ほ ど 耐 力 比 が 小 さ く な っ て い る こ と が 確 認 さ れ た 、,損 傷 状 況 と 残 存 耐 荷 力 と(ノ)間に は あ る 程 度o)相 関 が 認 め ら れ た 。

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図 一5.4.3耐 力 比 と ひ び わ れ 密 度 (3)荷 重 と た わ み の 関 係

荷 重 一た わ み 曲 線 を 図 一5.4.4お よ び 図 一5.4.5に 示 す 。

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図5・4・4橋 梁 別 の 荷 重 一一た わ み 曲 線(1)

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図 一5.4.5橋 梁 別 の 荷 重 一た わ み 曲 線(2)

こ の 図 は 各 橋 梁 ご と に 採 取 し た 床 版2体 と 同 一の モ デ ル 床 版 ユ体 の 試 験 結 果 を 比 較 し た も の で あ る 。 な お,B橋 は モ デ ル 床 版 が な い た めD橋 の モ デ ル 床 版 を 図 に 示 し て い る 、、

そ の 結 果,r両 者 の 大 き な 違 い は 破 壊 直 前 の1,i当 た り の た わ み 増 加 量 が ,モ デ ル 床版 の 方が 多 い こ と で あ る 。 採 取 し た 床 版 は す で に ひ び わ れ が 発 生 し て お り,そ の 他 の 損 傷 も あ る こ と か ら 変 形 性 能 が 低 下 し て い た と 考 え ら れ る 。 表 一5.4.5に 示 し た た わ み 比 は 第2サ

イ ク ル 目 の 実 測 た わ み 量 と 全 断 面 有 効 と 仮 定 し て 計 算 した 直 交 異 方性 弾 性 薄 板 理 論 値 と を 比 較 した も の で あ る 。

ひ び わ れ の な い モ デ ル 床 版 の た わ み 比 は ほ ぼ1.0に 近 い 値 を 示 した が,採 取 し た 供 試 体 0)た わ み 比 は1.6〜2.9と 大 き な 値 と な っ た こ と か ら,ひ び わ れ の 発 生 に よ っ て 剛 性 が 約'←

分 以 ドに 低 ドし て い た こ と に な る 。 た わ み 比 と ひ び わ れ 密 度 の 関 係 を 図 一5.4.6に 示 す.

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図 一5.4.6た わ み 比 と ひ び わ れ 密 度

こ の よ う に 図 一5.4.6か ら,相 関 係 数 γ=0.98と 良 い 相 関 が 得 ら れ,ひ び わ れ 密 度 の 大 き い 床 版 ほ ど た わ み 比 も 大 き く な る こ と が 明 ら か と な っ た 。

(4)た わ み を 用 い た 床 版 の 劣 化 度 評 価

床 版 の 劣 化 度 を 推 定 す る た め の 方 法 の 一 つ と し て,た わ み に よ る 劣 化 度 評 価 を 行 っ た ・ 実 測 た わ み と 理 論 た わ み か ら 劣 化 度 を 計 算 し た 。 表5.4.5か ら た わ み に よ る 劣 化 度(D)

を 計 算 す る と,0.3〜1.1と ば ら つ い て い る が 橋 梁 別 に はC橋 の 劣 化 度 は 小 さ く ・A橋 は 大 き な 傾 向 が 見 ら れ た 。 既 往 の 研 究 ・)では た わ み に よ る 劣 化 度 と ひ び わ れ 密 度 と の 間 に は 良 い 相 関 が 得 ら れ て い る 。 本 試 験 に お い て も,た わ み に よ る 劣 化 度 と ひ び わ れ 密 度 の 関 係 を 図 一5.4.7の ○ 印(本 試 験 結 果)に 示 す 。 こ の よ う に 採 取 した 床 版 に お い て も,既 往 の 実 験 結 果 と ほ ぼ 同 様 な 傾 向 が 得 ら れ た 。 ま た,た わ み に よ る 劣 化 度 評 価 か ら4橋 の 中 でA橋

の み が 劣 化 度0.8を 越 え て お り,一 番 損 傷 の 厳 し い橋 梁 で あ る こ と が 確 か め られ た ・

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図 一5.4.7た わ み に よ る 劣 化 度 と ひ び わ れ 密 度 (5)破 壊 断 面 の 形 状 結 果

静 的 載 荷 試 験 の 結 果,床 版 の 破 壊 状 況 は 典 型 的 な 押 し抜 き せ ん 断 破 壊 で あ っ た 。 押 し抜 き 形 状 を 詳 細 に 調 査 す る た め,供 試 体 の 押 し抜 き 破 壊 部 の 写 真 を 示 す 。 写 真5.4.3は 供 試 体 の 床 版 下 面 部 を,写 真 一5.4.4は 床 版 側 面 部 を 示 す 。 ま た,供 試 体 を4分 割 に 切 断 し て 断 面 の 観 測 も 行 っ た 。 押 し抜 き 破 壊 部 の 切 断 面 ス ケ ・ソチ を 図 一一5.4.8〜 図 一5.4.11に 示

す 。

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図 一一5.4.8押 し 抜 き 破 壊 部 の 切 断 面 図(1)A橋

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図 一5.4.9押 し抜 き 破 壊 部 の 切 断 面 図(2)B橋

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図 一一5.4.10押 し抜 き 膿 部 の 藪 面 図(3)C橋

ドキュメント内 欝 劉 (ページ 120-135)