２主鈑桁橋梁の床版−上フランジ間の荷重伝達機構に関する研究

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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）. Ⅰ-A284. ２主鈑桁橋梁の床版−上フランジ間の荷重伝達機構に関する研究神戸製鋼所. 正員. ○山田岳史、中川知和. 神戸製鋼所. 正員. 沼田. 日本道路公団. 正員. 水口和之. コベルコシステム. 中間支点. 524 5. 5 245. 455. ＰＣコンクリート床版厚 310m m. アスファルト舗装厚 75mm. 1 000. 近年、建設コストの縮減、維持管理の省力化のために、. 洋二. 小川義孝. 中間横桁 455. １．まえがき. 克、塙. 少数主桁橋梁の採用が積極的に行われるようになってきて 29 50. いる。これらの少数主桁橋梁は、一般に床版支間が６ｍ程度と大きいことから、床版−主桁結合部で、従来に比べ大きな曲げモーメントが発生することとなる。主桁と床版の 282 5. ずれ止めに頭付きスタッドを使用するのが一般的となって. 3000. いる現在の少数主桁橋梁では、床版−上フランジ間の剥離、. 3 000. 282 5. 図-1 ２主鈑桁橋の一般断面. ハンチ部でのひび割れなどの問題も報告されており、床版 −主桁間の荷重伝達機構の解明が急務である。. 1 00 0. Ｇ１上フランジ. そこで、本報では、連続合成２主桁橋に対して活荷重載荷試験およＣ５. び有限要素解析を行い、比較検討することで、床版−主桁上フランジの荷重伝達機構について考察を行う。. Ｇ２上フランジ. ２．活荷重載荷試験の概要. 図-2 クレーンの載荷位置. 本試験の目的は、横桁および垂直補剛材とスタッドの位置をパラ. Stud直下 V‑stiff. メータに取り、床版−主桁上フランジの荷重伝達機構を明らかにす. G1. ることである。. G2 A1. 活荷重載荷試験の対象とした橋梁は、東海北陸自動車道・日計平. P1. P3. A2. Stud間 V‑stiff. 高架橋で、横締めＰＣ床版を有する４径間連続合成２主桁橋で、ジ. 図-3 全橋における着目位置（Ｃ５）. ャッキダウンにより橋軸方向プレストレスひずみ計測スタッド. を導入したものである。その一般断面図を. ひずみ計測スタッド. 図-1 に示す。載荷試験は、45ton ラフタークレーン（総重量 37ton）を使用し、Ｃ５（⑤横桁）に. 垂直補剛材コバ面垂直補剛材コバ面. 着目して行った。本報では図-2 のケースに. 上フランジ 50. Ｇ２桁−⑤横桁 Stud間 V‑stiff. のスタッド、および垂直補剛材コバ面の応力を計測した。垂直補剛材とスタッドの関. 150. 計測位置は、図 -4 に示すとおりＣ５近傍. 600 スタッド. 26 5. 600 335. 8. 溶接ビード. ついて結果を示す。. Ｇ１桁−⑤横桁 Stud直下 V‑stiff. 垂直補剛材. 6 00. 600. 600 22. 上フランジ. 係は、Ｇ１桁では、スタッド直下に垂直補剛材があり、Ｇ２桁ではスタッド間に垂直補剛材がある。. 垂直補剛材. 垂直補剛材. 図-4 計測位置. ｷｰﾜｰﾄﾞ：ＰＣ床版、２主桁橋梁、荷重伝達連絡先：〒651-2271 神戸市西区高塚台 1-5-5（構造強度研究室）Tel:078-992-5641，Fax:078-993-2056.

(2) 土木学会第55回年次学術講演会（平成12年9月）. Ⅰ-A284. P2. ３．有限要素解析の概要本解析モデルは、全橋のほぼ１／２で A1〜P2 までをモデル化したもので、特. P1. にＣ４〜Ｃ７までを詳細なモデルとし、床版は Solid 要素、主桁を Shell 要素、スタッドを Beam 要素でモデル化した. A1. ものである。荷重伝達機構の解明のため、詳細モデル部のＣ４〜Ｃ７間について. G1. 図-6 の３モデルを仮定した。(a)は完全. G2. 合成を仮定したモデル、(b)は床版と上. C4 C5. C6. C7. 図-5 有限要素解析モデル(A1〜P2). フランジ間の荷重伝達はスタッドのみ. 実モデルでは gap なし. としたモデル、(c)はウェブ上のみを完全合成とし、その他の部分ではスタッドの節点共有. みで荷重（曲げ、せん断力）を伝達するとしたモデルである。. 独立二重節点. (a)完全合成モデル. ４．載荷試験結果の検討. 独立二重節点節点共有. (c)Web上合成モデル. (b)スタッドモデル. 図-6 床版−主桁間のモデルの概念図. 図-2 のトラック載荷試験. Ｇ２桁、５横桁. Ｇ１桁,５横桁. の結果として、図 -7 に垂直補剛材コバ面の応力、図 -8 に着. 8mm. 8mm. 目位置のスタッド軸応力を示す。両図より、①垂直補剛材 50mm. 50mm. 直上にあるスタッドには軸力. 試験結果 (a)完全合成 (b)スタッド (c)Web上合成. の作用が認められるが、それ以外では垂直補剛材直上と比. 試験結果 (a)完全合成 (b)スタッド (c)Web上合成. 150mm. 150mm. べて、スタッドにはほとんど軸力は伝達されない。②垂直. (MPa) ‑40. ‑35. ‑30. ‑25 ‑20. ‑15. ‑10. ‑5. 0. (MPa) ‑40. ‑35. ‑30. ‑25. ‑20. ‑15. ‑10. ‑5. 0. 補剛材への力の伝達は、その. 図-7(a) 垂直補剛材コバ面の応力. 図-7(b) 垂直補剛材コバ面の応力. 上でのスタッドの有無によっ. （Ｇ２桁−５横桁）. （Ｇ１桁−５横桁）. て異なる。③有限要素解析の３モデルの比較より、 (c) の Web 上合成モデルが試験結. (MPa) 0. (MPa) 0. ‑20. ‑20. 果を定性的に捉えることができることが明らかになった。この結果は、垂直補剛材の上にスタッドがあるような特殊な断面を除いては、ウェブ. ‑40. 試験結果 (a)完全合成 (b)スタッド (c)Web上合成. 試験結果 (a)完全合成 (b)スタッド (c)Web上合成. ‑40. ‑60. ‑60. 上では床版と上フランジは接触し、その他では隙間を生じ、荷重伝達のほとんどはウェブ上で行われていることを示唆するものと考えられる。. ‑80. 壁高欄側. ‑80 垂直補剛材床版支間側床版支間側. 図-8(a) Ｇ２スタッド軸力. 垂直補剛材. 壁高欄側. 図-8(b) Ｇ１桁のスタッド軸応力.

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