ADS 合成床版の疲労耐久性確認試験 

図−１  ADS1構造図 

図−２  ADS2構造図 

図−３  ADS1試験体 

ADS 合成床版の疲労耐久性確認試験 

東京鐵骨橋梁 正会員 鈴木 孝洋  東京鐵骨橋梁 正会員 碇山 晴久

〃   フェロー 入部 孝夫    〃    フェロー 櫻井 孝

1.はじめに

ADS床版は，ハンチ高を利用して床版下面を滑らかな放物線形 状にした合成床版で，鋼とコンクリートのずれ止めには，孔あき 鋼板ジベルとスタッドジベルを用いた構造である．本床版は，主 桁間に横繋ぎ材がないADS1（図−1）と横繋ぎ材を有するADS2

（図−2）の2タイプがある．ADS2 は横繋ぎ材を設けることで，

アーチ効果を生じさせ，床版は曲げと軸圧縮力で荷重に抵抗する 構造である．本稿は，疲労耐久性の確認のために行った輪荷重走 行試験結果の概要を報告するものである． 

2.試験体および載荷方法

  ADS床版の試験体形状を図−3，4に，試験体構造諸元を表−１ に示す．試験体は，長さ4.5m，床版支間2.5m，底鋼板は8mmで ある．ADS1 とADS2 の異なる点は，ADS2 は主桁を含む試験体 となっており，主桁間

には2m間隔で横繋ぎ 材を設けていること，

コンクリート床版厚 は支間中央で ADS1 が182 mm，ADS2は 162mmで，ADS2 を 20mm 薄く設定した ことである．本試験の 載荷方法は，初期荷重 157kNで，走行回数4

万回ごとに 19.6kN づつ増加させ，最大荷重 392kN，累計走行回数 52万回に達する階段載荷を行った¹⁾．

3.輪荷重走行試験の結果

  試験体中央のたわみ−荷重の関係を図−5に示す．図中には，比較 のためにRC8およびPRC50を描画した²⁾．ADS1は荷重392kN，

走行回数 52 万回に至るまで，たわみの急激な変化は認められず，

PRC50 と比較しても，たわみ量は小さく，同等以上の疲労耐久性を

有していることが確認された．

ADS2は，荷重352.8kN，走行回数40万回までは安定しているが，

荷重372.4kN，走行回数44万回以降は増加している．ADS2の試験 では，49.1万回で押抜きせん断破壊と思われるひび割れが確認され  キーワード：合成床版，輪荷重走行試験，疲労耐久性 

 連絡先：〒108-0023 東京都港区芝浦4−18−32  TEL 03-3451-1144 FAX 03-5232-3335  図−４  ADS2試験体  表−１ 試験体構造諸元 

構造諸元 単位 182〜272 mm 162〜292 mm

底鋼板 8 mm

11 mm

500 mm φ19×

130〜160 mm 500 mm 200〜250 mm

D19 -

125 mm

D16 -

125 mm

D16 -

250 mm 30 N/mm² 30 kg / m³ 呼び

床版厚 ADS2 ADS1

スタッド 孔明き鋼板リブ

橋軸直角方向間隔 試 験 体 部 材

上側配力筋 主鉄筋

膨張材 設計基準強度 下側配力筋 間隔

コンクリート

呼び 間隔 間隔 板厚

橋軸方向間隔 寸法 橋軸方向間隔

板厚

呼び

放物線形状の底鋼板 孔あき横リブ スタッドジベル

横リブ連結板 主鉄筋

スタッドボルト取付 上面配力筋

コンクリート

主桁

放物線形状の底鋼板 孔あき横リブ スタッドジベル

横リブ連結板 主鉄筋

スタッドボルト取付 上面配力筋

コンクリート

主桁 横繋ぎ材

輪荷重走行 輪荷重走行

4.500

3,900 300 300

2,800 2,500 150 150 2,762 9 10 10 9 500

3,000

4,500 4,456

10 1012 12

280

2808 272

179 221 221 179 2,800 2,500 190 80

280

φ40孔 2,800 2,800

300 300

300 300

170 130300 2,000

1,250 1,250 4.500

3,000

2,500 150 150 500

4.500 700

650 650 600 600

500 500

横繋ぎ材位置

※ ※

※ 横繋ぎ材取付け補剛材を示す。

2,000

土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）

-351- CS10-026

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00

-1250 -1000 -750 -500 -250 0 250 500 750 1000 1250 試験体中央からの距離（mm）

たわみ(mm)

全断面有効 n = 6 全断面有効 n = 10 引張領域剛性低下 n = 10 １万回走行 10万回走行 40万回走行

98kN 換算

500

200 100kN

図−６ 解析モデル 

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52

走行回数（万回）

たわみ（mm）

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

荷重（kN）

ADS1載荷時 ADS2載荷時  RC8載荷時 PRC50載荷時 荷重履歴

図−５ 試験体中央のたわみと走行回数 

図−８ 橋軸直角方向応力分布 

（a）ADS1

（b）ADS2

図−７ 橋軸直角方向のたわみ分布  たが，荷重 392kN を維持したまま走行回数 52

万回を終了した．最大たわみはPRC50と同程度 の6mm以下にとどまったことから，ADS2も高 い耐久性を有していることが確認された．

4.試験と解析のたわみの比較 

ADS1 試験体について，各部を忠実に再現さ せたFEM解析を行い，実測結果と比較した．荷 重は設計荷重である100kNとした．解析モデル を図−6 に示す．コンクリートはソリッド要素，

鋼板はシェル要素とし，鉄筋とスタッドは梁要素 ｚｚとした．材料特性は道示に基づき入力した．

解析モデルは，①全断面有効（ヤング係数比：n=6）

②全断面有効（n=10）③引張領域剛性低下（n=10）の 3 タイプとした．全断面有効モデルのヤング係数比

（n=6）は，材料試験から得たコンクリートの弾性係数 から算出した．また，引張領域剛性低下(n=10)は，コン クリートに発生する曲げひび割れを考慮し，コンクリー トの引張領域内の剛性を 100 分の1に低下させたモデ ルである．

 橋軸直角方向のたわみ分布を図−7に示す．橋軸直角 方向のたわみの実測値と解析値を比較すると，走行回数 20万回までは全断面有効（n=6，10）と近い結果となり，

その後，実測値は走行回数が増加するにともない，引張 領域剛性低下に近づいている．走行回数50 万回でのた わみでは，実験値と解析値はよく一致しており，分布の 傾向もほぼ等しいものとなった．

5.ADS1とADS2の解析による比較  

  ADS1とADS2のFEM解析による床版内部の橋軸直 角方向応力分布を図−8 に示す．解析モデルは前述の全 断面有効（n=10）モデルである．図中で赤い部分が引 張応力領域を示す．ADS2は，アーチ効果により床版内 部に軸圧縮力が生じるため，引張領域が減少しているこ とがわかる．

6.まとめ  

ADS１およびADS2は荷重392kN，走行回数52万回 の輪荷重走行試験に対して，疲労耐久性を十分に保有し ていることを確認できた．

【参考文献】

1) 土木研究所：｢道路橋床版の輪荷重走行試験機における疲労耐久性評価手法の開発に関する共同研究報告書｣

2) 八部 順一：｢我国における合成床版の開発・適用状況について｣，第4回 鋼構造と橋に関するシンポジウム論 文報告集，2001.8

引張領域

引張領域 土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）

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