鋼・コンクリート合成床版の片持ち部の輪荷重走行試験

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(1)CS7-035. 鋼・コンクリート合成床版の片持ち部の輪荷重走行試験. 正会員 ○街道. 浩川田工業. フェロー渡辺. 大阪大学大学院フェロー松井繁之大阪工業大学正会員 X 上側鉄筋. 各種の輪荷重走行試験により高い耐荷力および疲労耐. Y. 久性が確認されるとともに、種々の機関において長支. 橋、開断面箱げた橋などに鋼・コンクリート合成床版. 2250. が主要な構造要素となる鋼２主げた橋、鋼少数主げた. 輪荷重走行位置橋軸直角方向. 間床版への適用が検討された。この成果として、床版. 下鋼板 500. 近年、鋼・コンクリート合成床版は、. 堀川都志雄. 80. 800. １．はじめに. 滉. 300 G２. 川田工業. 300 G１. が積極的に採用されるに至っている。しかしながら、鋼・コンクリート合成床版に関する研究は、おもに支橋軸方向. 配力鉄筋主鉄筋 D16 D19. 間部を対象としたものであり、片持ち部を対象とした. 3100. 研究はほとんどなされていないのが現状である。. 図−１. そこで本研究は、著者らが開発したロビンソン型合成床版 1) を対象として、その片持ち部の挙動を明らか. 表−１. 試験体の構造図（基本タイプ）試験体の構造諸元（基本タイプ）. にすることを目的として実施したものである。具体的橋軸方向長さ 3.1m には、２本の主げたで支持した片持ち部の実物大の試片持版支間 1.3m 験体を製作し、片持ち部に輪荷重を載荷する走行繰返. 単. 純. 版. 支. 間 0.8m. ハ. 走行試験の概要と床版のたわみおよび下鋼板のひずみ下の経時変化について測定値とＦＥＭ解析による値との. ン. チ. 鋼. 高板. リ. ブ. 寸. 法 100mm×16mm. 横. リ. ブ. 間. 隔 750mm. スタッド寸法 φ16×140mm. コンクリート版厚 200mm. し試験（以下、走行試験と略す）を行った。ここでは、. 横. スタッド間隔 250mm. さ 80mm. 主鉄筋径･間隔径D19･間隔125mm. 厚 9mm. 配力鉄筋径･間隔径D16･間隔200mm. 比較を通して考察する。２．走行試験の概要. 走行試験を行った試験体の基本. タイプの構造図を図―１に、構造諸元を表―１に示す。基本タイプは支間長が1.5m程度の片持ち部を想定した実物大の試験体である。試験体は２本の主げたを有しており、主げたは高さ8cmのハンチと主げた上フランジ上のスタッドを介して合成床版と結合している。また、橋軸方向の端辺には横桁を設け床版を支持している。すなわち、片持ち部は橋軸方向の相対２辺が単純支持、橋軸直角方向の２辺の一方が自由端、もう一方が主げたで支持された連続版の境界条件をもつ構造系. 写真−１. である。試験装置および試験体を写真―１に示す。走行試験を行った試験体の種類を. 表−２. 表―２に示す。基本タイプのほかに、. したタイプ、比較対照用としてＲＣ床版タイプを製作した。試験体の配. 試験体の種類. コンクリート版. 下鋼板. 板厚 (mm). 主鉄筋(mm). 配力筋(mm). 呼び. 間隔. 呼び. 合基本タイプ成鋼板連続タイプ床版床版厚低減タイプ. 200. D19. 125. 200. D19. 125. 150. D19. ＲＣ床版タイプ. 200. D19. 合成床版として主げた上で鋼板を連続させたタイプおよび床版厚を低減. 試験装置および試験体. 横リブ(mm). 間隔. 鋼板厚 (mm). 断面. 間隔. D16. 200. 9. 100×16. 750. D16. 200. 9. 100×16. 750. 125. D16. 200. 9. 75×9. 750. 125. D16. 200. 備. 考. 主げた上で鋼板が連続比較対照用. 列は合成床版タイプの３体とＲＣ床キーワード：鋼･コンクリート合成床版，片持ち部，輪荷重走行試験〒550-0014 大阪市西区北堀江 1-22-19 TEL 06-6532-4897 FAX 06-6532-4890. -450-. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

(2) CS7-035. った。また、走行試験の載荷工程を図―２に示す。載荷荷重が98kNから157kN、総走行回数が26.5万回の階段載荷を行った。３．試験結果と考察. ここでは、基本タイプの試験結. 載荷荷重(kN). 版タイプの１体を直列に配置し、同時に走行試験を行. 157 137 118 98 70000回. 140000回 7E4. 果について示す。図―３に試験体中央の橋軸直角方向. 図−２. に換算したものである。また、同図にはＦＥＭ解析の結果もあわせて示す。ＦＥＭ解析モデルは床版と主げたとを薄板要素で、主げたの上フランジ上のスタッド. 0.0. 500.0. 載荷工程. 橋軸直角方向の距離(mm) 1000.0 1500.0. 2000.0. 0.0. ている。解析における床版の剛性はヤング係数比をｎ. 0.5 たわみ(mm). を行った。なお、いずれの場合も鋼板を有効として床. 26.5E4. ‑0.5. をはり要素でモデル化して、主げたと床版とを結合し. 合と、コンクリートの引張領域を無視した場合の解析. 21E4 21.5E4 走行回数(回). の弾性たわみの分布を示す。測定値は載荷荷重を98kN. =10と仮定して、コンクリートを全断面有効とした場. 5000回 50000回. 版の剛性を算出した。. 1.0. Ｇ１. Ｇ２. 1.5 解析値解析値測定値〃〃〃〃. 2.0 2.5. 弾性たわみの分布は、載荷初期において全断面有効. 3.0. 時のＦＥＭ解析値におおむね一致している。走行回数. 3.5. が増加するにつれてたわみ量が次第に増加するものの、. n=10 全断面有効時（鋼板有効） n=10 引張領域無視時（鋼板有効） 10,000回(98kN) 70,000回(98kN) 211,000回(118kN) 216,000回(137kN) 266,000回(157kN). 図−３. 弾性たわみの分布図. 走行回数26.5万回における弾性たわみはコンクリートの引張領域無視時のＦＥＭ解析値の50%程度に留まっ. 4.0. ている。. 3.5. わみの経時変化を示す。測定値は載荷荷重を98kNに換算したものである。走行試験全体を通して、弾性たわみには急激な変化がなく、一様に増加する傾向にある。. 3.0 たわみ（mm）. 図―４に試験体中央での片持ち部先端付近の弾性た. 解析値 n=10 全断面有効時（鋼板有効）解析値 n=10 引張領域無視時（鋼板有効）測定値. 2.5 2.0 1.5 1.0. 図―５に試験体中央の輪荷重載荷位置における下鋼. 0.5. 板の橋軸直角方向の弾性ひずみの経時変化を示す。測. 0.0 0.0. 定値は載荷荷重を98kNに換算したものである。下鋼板. 5.0. 10.0 15.0 走行回数（万回）. 20.0. 25.0. の弾性ひずみの測定値は、弾性たわみに比較してばら. 図−４. つきがやや大きいものの、走行試験全体を通して急激な変化はない。なお、21.5万回以降の載荷荷重157kN. 60.0 解析値 n=10 全断面有効（鋼板有効）解析値 n=10 引張領域無視（鋼板有効）測定値. における下鋼板の弾性ひずみの測定値は、コンクリー. 以上の結果から、鋼・コンクリート合成床版の片持ち部の疲労耐久性と下鋼板の床版剛性およびひずみの. ひずみ（μ）. トの引張領域無視時のＦＥＭ解析値を平均で4％程度上回っている。. 弾性たわみの経時変化. 40.0. 20.0. 伝達への寄与を確認することができた。４．おわりに. 本報告では鋼・コンクリート合成床版. の片持ち部の走行試験の概要と測定結果の一部を紹介. 0.0 0.0. した。今後、片持ち部に作用する曲げモーメントやせん断力の特性、ならびに鋼板に配置したスタッドの疲労耐久性について検討を進める予定である。＜参考文献＞＜参考文献＞. 図−５. 5.0. 10.0 15.0 走行回数（万回）. 20.0. 25.0. 下鋼板の弾性ひずみの経時変化. 1)渡辺，街道，水口，村松，松井，堀川：鋼・コンクリート合成床版の開発と実橋への適用につ. いて，鋼橋床版シンポジウム論文集，pp.213‑218,1998‑11.. -451-. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

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