た RC 床版（以下「RC8o および RC8n」）供試体 6 体,合計 18

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(1)土木学会第55回年次学術講演会（平成12年9月）. CS-257. 既設 RC 床版の階段状荷重漸増載荷における疲労耐久性評価手法に関する検討建設省土木研究所. 正会員. 川間重一. 〃. 〃. 内田賢一. 〃. 〃. 西川和廣. 1.はじめに著者らは,これまでに道路橋床版の破壊メカニズムの解明や損傷状態に応じた効果的な補修・補強工法を検討するために,各道路橋示方書（以下「道示」）に基づいた鉄筋コンクリート床版（以下「RC 床版」）供試体を製作し輪荷重走行試験を実施している.本研究では,土木研究所において輪荷重走行試験の載荷方法として実施している階段状荷重漸増載荷（以下「階段載荷」）におけるこれら RC 床版の疲労耐久性について検討を行った. 表‑1. 2.供試体表‑1 に本研究で対象とした供試体の一覧を示す.供試体数. 供試体. 道示. 床版厚. （年）. （cm）. 39. 19. は,昭和 39 年道示に準じて製作された RC 床版（以下「RC39」）. 供試体諸元鉄筋方向. 主筋. 供試体 9 体,昭和 47 年道示に準じて製作された RC 床版（以下. RC39. 配力筋. 「RC47」）供試体を 3 体および平成 8 年道示に準じて製作され. 主筋. た RC 床版（以下「RC8o および RC8n」）供試体 6 体,合計 18. RC47. 47. 20. 体である.なお供試体の設計は,床版支間 3.0m の連続板とし. 配力筋. て行い床版厚および鉄筋量を決定した.供試体は単純支持に. 主筋 RC8o. て試験を行うため支間中央の曲げモーメントが同様となる. 8. 25 配力筋. 2.5m で支持するものとした.. 主筋. 3.試験方法. RC8n. 8. 25 配力筋. 供試体は単純支持とし,回転拘束を与えないように浮き上. 呼び径. 間隔. （cm）. （cm）. D16. 16. 15. (D16). （3）. (30). D13. 14.55. 30. (D10). （4.3）. (30). D19. 16. 12.5. (D19). （4）. (25). D16. 14. 10. (D16). （6）. (20). D19. 21. 15. (D16). （4）. (15). D16. 19.2. 12.5. (D13). （5.5）. (12.5). D19. 21. 15. (D19). （4）. (30). D16. 19.25. 12.5. (D16). （5.75）. (25). ※主筋・配力筋の下段（. がりを防止するように固定した.輪荷重走行試験は,床版供試. 有効高. ）は圧縮域の数値を示す. 体上に 500mm×200mm の載荷ブロックを一列にならべた軌道上を幅 500mm の鉄輪が 3m 往復して載荷するものとした.ここで,RC39 の 9 体と RC47 供試体の 1 体については,載荷荷重は,計算により求めた静的押し抜きせん断強度 P0 の約 30%の一定載荷とした 1）.また,その他の供試体については,階段載荷とし,157kN から 4 万回走行毎に約 20kN ずつ載荷荷重を増加し,392kN で 52 万回になったときに試験を終了するものとした. 4.階段載荷における破壊時走行回数図‑1 に各供試体の階段載荷における載荷荷重と破壊時走行回数の関係を示す.なお,一定載荷を. 400. 行った RC39 および RC47 供試体は,RC 床版の疲労により,同研究報告の S‑N 曲線の傾き約 12.76 乗で階段載荷に換算したものも併せてプロットした . ここに,破壊時走行回数が 52 万回に達した供試体. 未破壊載荷荷重（kN）. 耐久性はマイナー則を適用できるとの研究報告. 2). 320. RC8 RC47. 240. RC39. 160. （未破壊）は,RC8o が 2 体,RC8n が 1 体でその他の. 80. 供試体については,押し抜きせん断により破壊に. 0. 至った.図より,RC39 はまとまった走行回数の範. 載荷荷重 RC39（換算） RC47（換算） RC8n. 0. 4. 囲で分布しているが,RC47,RC8 については広い走. 8. RC39 RC47 RC8o. 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 走行回数（万回）. 図‑1. 階段載荷における破壊時走行回数. 行回数の範囲で破壊時走行回数が分布していることがわかる.これは,図‑2 の各供試体におけるコンクリート圧縮強度と破壊時走行回数の関係図に示すように,コンクリート強度のばらつきにあることが予想された. キーワード：輪荷重走行試験,階段状荷重漸増載荷,破壊時走行回数,コンクリート圧縮強度〒305‑0804. 茨城県つくば市旭１. 建設省土木研究所橋梁研究室.

(2) 土木学会第55回年次学術講演会（平成12年9月）. 5.RC 床版の疲労耐久性評価各種道示で設計された RC 床版の疲労耐久性を直接比較するため,コンクリート強度のばらつきを補正することとした.補正は,本研究で対象となる RC 床版供試体が以下に示す S‑N 曲線 2). に従うものと仮定して行った. Log(P/Psx )=‑0.07835LogN+Log1.52. コンクリート圧縮強度（N/mm 2 ）. CS-257 50 未破壊. 40. 未破壊 30 20 RC39 RC47 RC8o. 10 0. (1). 0. 式中,P は載荷荷重,N は走行回数であり,Psx は有効幅 B. 4. 8. 図‑2. のはりの押し抜きせん断耐荷力で次式 3) のようになる. Psx =2B (τsmax Xm +σtmax Cm ). RC39（換算） RC47（換算） RC8n. (2). 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 走行回数（万回）. 走行回数とコンクリート強度との関係. 400. ここに,Xm ,Cm はそれぞれ主鉄筋断面の中立軸深さ(cm)お 320. クリートの最大せん断応力度 (kgf/cm2 )および最大引張応力度(kgf/cm2 )で,以下の式により与えられる. τsmax =0.252σck ‑0.000246σck 2. (3). σtmax =0.583(σck )2/3. (4). 載荷荷重(kN). よびかぶり(cm)である.また,τsmax ,σtmax はそれぞれコン. 未破壊 240. RC39. 160 載荷荷重 RC39（換算） RC47（換算） RC8o(未破壊) RC8n(未破壊). 80. 補正は,まず輪荷重走行試験結果より得られた各 RC 床版供試体の走行回数を文献. 2). により,一定. RC8 RC47. 2. ただし,σck はコンクリートの圧縮強度(kgf/cm )である.. 未破壊. RC39 RC47 RC8o RC8n. 0 0. 図‑3. 4. 8. 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 走行回数(万回). 統一したコンクリート圧縮強度における階段載荷. 荷重 P で載荷したときの N に換算した.次にこの N と材料試験結果で求めた Psx および補正するコンクリート強度で求めた Psx の関係から(1)式の傾きを用いて, コンクリート強度が補正されたN を求めた.更に,先に行った手法により,この N を 12.76 乗で階段載荷に換算した.補正におけるコンクリート圧縮強度は,道示に規定されている設計基準強度の 24N/mm2 とした.また，コンクリート圧縮強度を統一するにあたり,RC 床版供試体に使用されるコンクリートの材料試験結果から,引張強度は(4) 式の比率をもって補正し,弾性係数は,道示の弾性係数を直線補間した値と実測値との比がコンクリート強度 24N/mm2 での道示の弾性係数(2.5×105 N/mm2 )と補正値との比が同じになるように求めた.以上より,図‑3 に統一したコンクリート圧縮強度における階段載荷の試験結果を示す.図より各供試体の破壊時走行回数は, RC39 が約 4 万回から約 8 万回,RC47 が約 12 万回から約 24 万回,RC8 は,約 22 万回以上の範囲に分布し,僅かではあるが,RC8n が RC8o より,やや多めの走行回数となった.以上の結果より,統一したコンクリート強度における階段載荷の各種 RC 床版供試体の試験結果は,補正前と比較して破壊時走行回数のばらつきを小さくすることができた.また,これにより各供試体の破壊時走行回数が区分される結果となった. 6.おわりに本研究では各種道示に準じた RC 床版供試体の輪荷重走行試験結果をもとに,RC 床版の階段載荷におけるコンクリート圧縮強度の影響を補正する試算を行った.その結果,コンクリート強度の補正により RC 床版の疲労耐久性の適切な評価が可能になったと考えられる.また,これらのコンクリート強度を統一した RC 床版供試体の破壊回数と新形式を含む各種床版の破壊回数を直接比較することにより,これら各種床版の疲労耐久性も評価が可能である.本研究においてはコンクリートの圧縮強度に着目して,RC 床版の疲労耐久性について考察を行ったが,他にも,実験に用いた各供試体の実際の床版厚と鉄筋の位置において疲労耐久性に及ぼす影響が考えられる.さらに,今回は既往の文献を参考にしたS‑N 関係を用いたがこれらについても本研究のRC 床版供試体の S‑N 曲線と併せて検討を行う必要がある. 参考文献 1)西川和廣,内田賢一：既設床版の疲労耐久性に関する検討,第１回鋼橋床版シンポジウム講演論文集. 1998.11. 2)阪神高速道路公団,他：道路橋 RC 床版のひび割れ損傷と耐久性,平成 3 年 12 月 3)前田幸雄,松井繁之：鉄筋コンクリート床版の押抜きせん断耐荷力の評価式,土木学会論文集,第 348 号/V‑1,1984.8.

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