﹁ L 下

図 ‑5.  5. 17鉛 直 変 位 量 計調11値

載 荷 側

表 ‑5.5.2下 床 版 引 張 応 力 度 卜ラス C

，  T ， 

_C 2 

T 

² 

c 

~

T 

~ C1 

載 解 析 値 57.7  ‑49. 1  50.6  ‑65. 1  70.7  ‑41. 7  44. 6 

荷保]1 実損JI値 52. 9  ‑47.8  48.7  ‑52.7  63.2  ‑38.4  33.7 

反 解 析 値 42.4  一39.2  39. 3  ‑48. 9  46.7  ‑31. 8  26.3 

対(

目]1 実演11値 42.6  ‑38.9  43. 3  ‑44. 9  42. 6  ‑33. 0  一

下 床 版 引 張 応 力 度 は 、 床 版 上 下 面 の 平 均 応 力 度 で は 計 測 値 と 解 析 値 が ほ ぼ 一 致 し て い る。 し か し 、 床 版 上 下 面 の 各 々 の 応 力 度 は 、 上 面 で は 計 測 値 が 大 き く 、 下 面 で はFEM解 析 値 の ほ う が 大 き く な っ て い る 。

こ れ は 、 床 版 が 軸 力 部 材 と は い え 、 曲 げ の 影 響 を 受 け て い る た め と 考 え ら れ る。 し た が っ て 、 設 計 に あ た っ て は 床 版 の 曲 げ を 考 慮 す る 必 要 が あ る 。

164  165 

5. 6む す び

ス ラ ブ ト ラ ス 構 造 の 全 体 模 型

1

試 験 に よ り 、 構 造 物 と し て の 耐 荷 力 と プ レ キ ャ ス ト 部 材 の 製 作 お よ び 組 立 て に 関 し て 次 の こ と が 検 証 で き た 。

① 最 大 引 張 力 の 生 じ る ト ラ ス 部 材 の P C鋼 棒 は 、 降 伏 荷 重 の 理 論 値

5 2 0 k N

に 対 し て 、 実 測 値

5 6 0 k N

で 降 伏 し 、 全 体 構 造 を ト ラ ス 構 造 と し て 解 析 し た 理 論 値

に よ く 一 致 し た 。

② 偏 心 載 荷 荷 重 に よ る 支 問 中 央 部 に お け る 床 版 両 端 の 変 形 量 の 差 は 小 さ く 、 ね じ り に 対 し て 上 下 の 床 版 部 材 に よ る 横 方 向 剛 性 が 大 き い こ と が 試 験 結 果 か ら

も確認された。

③ 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 の

P C

鋼 棒 に よ る 摩 擦 接 合 部 は 、 設 計 荷 重 状 態 に お い て 大 き く ず れ る こ と な く 十 分 耐 力 を 有 し た 。

④ 終 局 荷 重 状 態 に お い て は 、 床 版 の 接 合 部 近 傍 に ひ び わ れ が 発 生 し た。 これ は 、 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 の 接 合 部 が 摩 擦 の み に 期 待 し た 構 造 で あ る た め 、 ト ラ ス 部 材 の 圧 縮 力 が ‑ s ̲ 床 版 の 接 合 部 近 傍 に 伝 達 さ れ 、 再 び 接 合 部 を 通 し て 隣 接 す る ト ラ ス 部 材 の 引 張 力 と し て 伝 わ る こ と に よ り 、 床 版 接 合 部 に 大 き な 局 部 応 力 が 生 じ 、 ひ び わ れ が 発 生 し た と 考 え ら れ る。 こ の 結 果 を 踏 ま え て 、 トラス 部 材 間 で 直 接 せ ん 断 力 を 伝 達 す る 機 構 を 付 加 し た ト ラ ス 部 材 の 接 合 方 法 を 提 案 す る 必 要 が あ る 。

⑤ 本 構 造 の プ レ キ ャ ス ト 部 材 の 製 作 お よ び 組 立 て は 、 全 般 と し て 手 順 通 り 合 理 的 に 施 工 で き た 。

⑥ プ レ キ ャ ス ト 部 材 接 合 構 造 は 製 作 誤 差 を 吸 収 で き る 構 造 に な っ て い る の で 、 プ レ キ ャ ス 卜 部 材 は 比 較 的 容 易 に 組 み 立 て る こ と が で き た。

⑦ 模 型 試 験 で は よ り 大 き な せ ん 断 力 の 伝 達 を 期 待 し て 、 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 聞 は エ ポ キ シ 樹 脂 系 接 着 剤 目 地 と し た 。 し か し 、 実 際 の 施 工 に あ た っ て は 、

ド ラ イ ジ ョ イ ン ト で も 可 能 な プ レ キ ャ ス ト 部 材 の 製 作 精 度 を 保 証 す る 必 要 が あ

参 考 文 献

る。

1 ) 道 路 橋 示 方 書 ・ 同 解 説 (ill コンクリート橋編)， ( 社 ) 日 本 道 路 協 会 ， 平 成 2年2月

2 )

コ ン ク リ ー ト 標 準 示 方 書 設計編， (社)土木学会，平成

3

年 2月

3 )

高 強 度 コ ン ク リ ー ト 設 計 施 工 指 針 ( 案 )， コ ン ク リ ー ト ラ イ ブ ラ リ ー 第

4 7

号， (社)土木学会，昭和55年9月

4) プ レ ス ト レ ス ト コ ン ク リ ー ト 工 法 設 計 施 工 指 針 ， コ ン ク リ ー ト ラ イ ブ ラ リ 一 第66号. (社)土木学会，平成 3年 3月

5)  F・レオンハルト， E・ メ ニ ッ ヒ ( 横 道 英 雄 監 訳 ， 成 井 信 ， 上 阪 康 雄 共 訳 ) レ オ ン ハ ル ト の コ ン ク リ ー ト 講 座 ② 続 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト の 設 計 ， 鹿 島 出 版社，

p p . 9 5 ‑ ‑ ‑ 1 0 0

， 

J u l y

， 

1 9 8 4  

6 )

コ ン ク リ ー ト 道 路 橋 設 計 便 覧 ， ( 社 ) 日 本 道 路 協 会 ， 昭 和

6 0

年

1 0

月

7) 島 弘 ・ 福 田 英 二 ・ 則 武 邦 具 ほ か :PC橋 に お け る 高 強 度 コ ン ク リ ー ト を 有 効 利 用 す る 新 構 造 形 式 ， 第

4 4

回 土 木 学 会 中 国 四 国 支 部 研 究 発 表 会 講 演 概 要集.

V ‑ 3 3 .   P P . 6 4 0 ‑ ‑ ‑ . ; 6 4

1.平成

4

年

5

月

8) プ レ キ ャ ス ト ブ ロ ッ ク 橋 の 設 計 法 に 関 す る 共 同 研 究 報 告 書 (1)  : 建 設 省 土木研究所， ( 社 ) プ レ ス ト レ ス ト コ ン ク リ ー ト 建 設 業 協 会 ，

p p .  2 7

，  平 成 4年3月

9)員JI武 邦 具 ・島 弘 ・河 野 清 : 高 強 度 コ ン ク リ ー 卜 を 有 効 利 用 し て PC橋 を 軽 量 化 す る 新 構 造 の 提 案 ， 土 木 学 会 論 文 集 ，

No.490/V‑23

， 

M a y

， 

1 9 9 4  

(掲載予定)

1 0 )   N o r  i  t a k e

， 

K .   .  S h  i m a

， 

H .

・

K u m a g a i

，

S .   .  S a s a k i

， 

K .   : A   s t u d y   o f   S t r u c t u r e s   w i t h   P r e s t r e s s e d   C o n c r e t e   S l a b s   a n d   T r u s s   M e m b e r e s

， 

U s i n g   H i g h ‑ S t r e n g t h   C o n c e r t e

， 

F I P   S y m p o s i u m  ' 9 3

， 

K y o t o

， 

J a p a n

， 

p p . 3 1 9   " " ' 3 2 6

， 

O c t . ，   1 9 9 3  

p o  

p o   ‑ 167  ‑

第

6章

プ レ キ ャ ス 卜 部 材 の 接 合 構 造

6.  1ま え が き

ス ラ ブ ト ラ ス 構 造 は プ レ キ ャ ス ト 化 し た 床 版 部 材 と 卜 ラ ス 部 材 を 組 み 立 て一 体 化 し た 構 造 で あ る。 し た が っ て 、 部 材 の 接 合 部 の 構 造 は 構 造 的 お よ び 施 工 的 に 最 も 重 要 な 部 分 で あ る 。

構 造 的 に は 、 ト ラ ス 部 材 の 軸 力 に よ る 大 き な せ ん 断 力 を 隣 接 す る ト ラ ス 部 材 へ 直 接 伝 達 す る 機 能 を 有 し な け れ ば な ら な い 部 位 で あ る 。

施工的には、

p c

鋼 材 、 補 強 鉄 筋 の 配 置 な ど が 入 り 組 み 、 複 雑 な 構 造 と な る た め 製 作 、 組 立 て に あ た り 工 夫 が 要 求 さ れ る 。従 来 の ト ラ ス 構 造 で は 、 一般的 に 組 立 て 時 の 製 作 誤 差 の 吸 収 を 接 合 部 で 行 う た め 場 所 打 ち 部 を 設 け て お り 、 施 工 に 手 間 と 時 間 を 必 要 と す る 。 し た が っ て 、 せ っか く の プ レ キ ャ ス ト 工 法 の 優 位 性 が 損 な わ れ 、 ト ラ ス 構 造 の 普 及 に 大 き な 課 題 と な っ て い る。

第 5章 で 述 べ た 全 体 模 型 試 験 に 使 用 し た 供 試 体 は 、 ト ラ ス 部 材 と 床 版 部 材と の 接 合 面 の 摩 擦 力 に よ っ て の み せ ん 断 力 を 伝 達 す る 構 造 に な っ て い る。 したが って、 卜 ラ ス 部 材 か ら の せ ん 断 力 が 部 材 接 合 面 を 通 し て 床 版 の 償 梁 部 に 伝達し た 後 、 再 び 接 合 面 を 通 し て 隣 接 す る ト ラ ス 材 に 伝 達 す る た め 、 終 局 荷 重 状態で 接 合 部 の 横 梁 に 局 部 的 に 大 き な 応 力 が 作 用 し 、 ひ び わ れ が 発 生 し た。 この点を 解 決 す る た め に 、 ト ラ ス 部 材 間 で 直 接 せ ん 断 力 を 伝 達 す る 機 構 を 付 加 す る 必要 が あ る。

す な わ ち 、 全 体 模 型 試 験 で 提 案 し た 摩 擦 力 に よ る 接 合 構 造 を 基 に し て 、 こ れ を さ ら に 発 展 さ せ て 、 大 き な 耐 荷 力 の あ る 合 理 的 で 、 か つ 実 用 的 な 接 合 構 造 を 開 発 し な け れ ば な ら な い。

そ こ で 、 実 構 造 物 の 接 合 部 と 同 様 の 荷 重 作 用 状 態 に な る よ う な 部 分 模 型 を 用 い て 載 荷 試 験 を 行 い 、 接 合 部 の 応 力 伝 達 機 構 を 解 明 し 、 あ わ せ て そ の 施 工 性 を 確 認 す る 必 要 が あ る 。部 分 模 型 の 供 試 体 の 規 模 は 、 全 体 模 型 試 験 の 接 合 部 の二 倍 程 度 と し 、 接 合 部 近 傍 の み を 取 り 出 し た 部 分 モ デ ル と す る 。

こ の 供 試 体 に よ る 試 験 で は 、 実 際 の 構 造 で 考 え ら れ る 状 況 を 想 定 し て 、 横 締 め 鋼 材 の プ レ ス ト レ ス を 変 化 さ せ て 摩 擦 接 合 の 効 果 を 確 認 す る。

さ ら に 、 供 試 体 の 接 合 部 付 近 の 形 状 は 、 卜 ラ ス 部 材 と 床 版 部 材 の 軸 線 の 交 点 、

‑ 168ー

を一致 さ せ た モ デ ル と し て 試 験 を 行 う 。 こ の 試 験 の 結 果 を 踏 ま え て 、 ト ラ ス 部 材の p

c

鋼 材 定 着 具 や 接 合 継 目 部 の ジ ベ ル な ど の 配 置 の 状 況 を 考 慮 し 、 トラス 部 材 の 軸 線 の 交 点 が 床 版 部 材 の 軸 線 の 位 置 よ り 下 方 で交差 す る 構 造 ( 図 ‑5.  3.1 

参 照 ) で 、 最 終 の 確 認 試 験 を 行 う 。

こ れ ら の 一 連 の 試 験 に お い て も 、 全 体 模 型 試 験 と 同 様 に 供 試 体 の 組 立 て な ど を 通 し て 、 そ の 施 工 性 の 調 査 を あ わ せ て 行 う も の と す る 。

ト ラ ス 接 合 部 の 構 造 は イ ン サ ー 卜 と ボ ル ト を 用 い て 直 接 せ ん 断 力 を 伝 達 す る 構造。)とする 。接 合 部 の 試 験 で そ の 耐 力 が 確 認 さ れ た 後 、 隣 接 ト ラ ス 部 材 の 継 目 部 の み を 取 り 出 し た 供 試 体 で 、 補 強 方 法 や 打 継 面 の 形 状 な ど 接 合 状 態 を 変 化 さ せ た 載 荷 試 験 を 行 い 、 継 目 部 の せ ん 断 伝 達 状 況 を 調 査 研 究 し 、 せ ん 断 耐 力 式 を 提 案 し 、 接 合 部 の 合 理 的 な 設 計 法 に つ い て 検 討 す る 。

本 章 で お こ な っ た 主 な 研 究 項 目 は 次 の と お り で あ る 。

①摩 僚 接 合 機 構 の 効 果 の 確 認

②直 接 せ ん 断 伝 達 機 構 の 耐 荷 力

③プ レ キ ャ ス 卜 部 材 組 立 て の 施 工 性

④接 合 構 造 の 合 理 的 な 設 計 法 の 検 討

6. 2 ト ラ ス 接 合 構 造 の 形 式 と そ の 耐 荷 力

6.  2.  1は じ め に

ト ラ ス 構 造 は 軸 力 部 材 を 組 み 合 わ せ て 、 全 体 と し て 曲 げ や せ ん 断 に 抵 抗 す る 構 造 で あ る。一 般 に ト ラ ス 構 造 の 解 析 で は 、 部 材 相 互 の 結 合 点 は ヒ ン ジ あ る い は 剛 結 と し て 行 わ れ て い る が 、 い ず れ の 方 法 で も 大 差 が な い 1) の で 、 こ こ で は 安全を み て 剛 結 と し て 設 計 す る 。部 材 軸 線 の 交 点 は一点 で 交 わ る こ と を 前 提 と している 。 し か し 、 実 際 の 構 造 物 で は 、 部 材 は あ る 大 き さ を 持 っ て お り 、 そ の 中 に 配 置 さ れ る 補 強 鋼 材 の 配 置 状 況 を 考 慮 す る と 、 部 材 軸 線 を一点 で 交 差 さ せ る の は 難 し い。

ま た 、 プ レ キ ャ ス ト セ グ メ ン 卜 工 法 に お け る せ ん 断 力 の 伝 達 機 構 は 、 隣 接 プ レ キ ャ ス 卜 部 材 の 接 合 方 法 に よ っ て 異 な る。ス ラ ブ ト ラ ス 構 造 で は 、 架 設 時 に は プ レ ス ト レ ス の 圧 縮 力 に よ る 摩 擦 接 合 に よ り 架 設 し 、 完 成 時 に は よ り 信 頼 性 の 高 い 直 接 せ ん 断 接 合 機 構 を 付 加 し た 接 合 構 造 を 提 案 し て い る。

‑ 169  ‑

6.  2.  2接 合 部 の 構 造 形 式

ト ラ ス 部 材 間 の 直 接 せ ん 断 伝 達 機 構 と し て 、 図‑6.2.2に 示 す よ う な イ ン サ ー ト と ボ ル ト を 継 手 に 用 い た 構 造 を 提 案 す る。

そこで今回 の実験で は、 最 初 に シリーズ

I

、

E

と し て 、 床 版材と 卜 ラ ス材の 紬 線 の 交 点 を一致 さ せ た 場 合 、 次 に シ リ ー ズ 血 、 四 と して、 隣 接 卜 ラ ス 部 材 の 線の交点 の 位 置 を 床 版 部 材 の 下 側 ( 床 版 部 材 の 軸 線 よ り も 下 側)に ず ら し た 場 合 、 計

4

種 類 の 供 試 体 に よ る 載 荷 試 験 を 行 った。図

‑ 6 .2 .   2

に 部 材 軸 線 の 交 点 の二つ の タ イ プ を 示 す。ま た 、 実 験 条 件 を 表 ‑6.2.1に 示 す。

表 ‑6.2.1実 験 条 件 そ こ で 摩擦接 合 の 有 無 と 直 接 せ ん 断 接 合 を 組 み 合 せ て 、 相 互 の 接 合 機 構 の 効

果 お よ び 施 工 性 を 大 型 模 型 試 験 よ り 確認する 。ま た 、 部 材 軸 線 を一致 さ せ た 供 試 体 で の 載 荷 試 験 の 結 果 か ら ト ラ ス 部 材 軸 線 の 交 点 の 位 置 を 変 え た 供 試 体 で 試 験 を 行 い 、 接 合 部 の 応 力 伝 達 機 構 を 解 明 す る。

圧 縮 部 材 イ ン サ ー ト

供 試 体 部 材 軸 交 点 摩 擦 接 合 せ ん 断 接 合

一致 有 有

E 

一致 無 有

E 

^{下 側 有 有}

W  下 側 無 有

交 点一致 交 点 下 側

、 ~L ~--孔

交 点

、~玄室-図‑6.2.2部 材 軸 線 交 点 継 目 部

図‑6.2.2イ ン サ ー 卜 ・ ボ ル ト を 用 い た 接 合 構 造

伝 達 機 構 は 、 圧 縮 部 材 か ら 伝 わ る せ ん 断 力 を 継 目 部 が 受 け る と 、 継 目 部 に斜 め ひ び 割 れ が 発 生 し 、 こ れ に よ って 隣 接 す る 卜 ラ ス 部 材 は 離 れ よ う と す る 。こ の と き の 継 目 部 の ボ ル ト の 引 張 力 に よ り 、 ボ ル ト 聞 に 圧 縮 ス ト ラ ッ トが形成 さ れる。 こ の 圧 縮 ス ト ラ ッ ト に よ り せ ん 断 力 が ス ム ー ズ に 伝 達 さ れ る。 こ の 接合 部 の 施 工 方 法 は 、 隣 接 す る ト ラ ス 部 材 が 相 対 す る 継 目 面 に 、 あ ら か じ め イ ンサ

ー 卜 を 埋 め 込 ん で 状 態 で プ レ キ ャ ス 卜 部 材 を 製 作 す る 。 したが って 、 小 口 型 枠 の 施 工 な ど が 極 め て 容 易 で あ る。部 材 組 立 後 イ ン サ ー ト に ボ ル ト を 取 付 け た後、 遊 間 部 に 高 強 度 モ ル タ ル を 充 填 す る 。

6 .   2 .   3

実 験 概 要 (1) 実 験 条 件

接 合 部 の せ ん 断 力 を 伝 達 す る 構 造 と し て 、 横 締 め p

c

鋼 材 の プ レ ス ト レ ス に よ る 摩 擦 接 合 と 隣 接 す る ト ラ ス 部 材 聞 の 直 接 せ ん 断 接 合 の二つ の 方 法 と 、 部 材 軸 線 の 交 点 を一致 さ せ る も の と ず ら し た も の と の二種 類 の 構 造 を 想 定 す る 。

(2)供 試 体 1 ) 形 状

ト ラ ス 構 造 に お い て ト ラ ス 部 材 の 交 角 は 主 構 高 と ト ラ ス 間 隔 の 関 係 で 決 定 さ れる。 主構 高 は 支 問 あ る い は 建 築 限 界 な ど に よ り 決 ま る。 ト ラ ス 間 隔 は 主 に プ

レ キ ャ ス 卜 部 材 の 運 搬 を 考 慮 し た 部 材 寸 法 に よ っ て 決 定 さ れ る 。 したがって、

ト ラ ス 材 の 交 角 は一律 に は 決 定 で き な い。

そ こ で 本 実 験 の 供 試 体 は 、 全 体 模 型 載 荷 試 験 の 供 試 体 で 想 定 し た 規 模 、 す わ ち 、 ス パ ン40m、 構 高3m、 ト ラ ス 間 隔2.5mの 構 造 物 を モ デ ル と し 、 そ の 接 合 部の 1/2ス ケ ー ル の 供 試 体 と す る。供 試 体 の 形 状 は 、 接 合 部 を 中 心 と し た 床 版 部 材 と ト ラ ス 部 材 の一部 を 取 り 出 し た 部 分 モ デ ル と し 、 鋼 材 で 組 み 立 て る 載 荷 治具と 一体 と し た 構 造 と す る。各 部 材 の 長 さ は 載 荷 装 置 の 大 き さ と の 関 係 か ら 決 定 す る 。供 試 体 の 解 析 モ デ ル を 図 ‑6.2.3に 示 す。

ハUワI

‑ 171 一

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 96-102)