SRC床版を有する鉄道下路トラス橋の実用化に関する研究

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Title

SRC床版を有する鉄道下路トラス橋の実用化に関する研究(

_{内容の要旨(Summary) )}

Author(s)

矢島, 秀治

Report No.(Doctoral

Degree)

博士(工学) 乙第047号

Issue Date

2004-12-08

Type

博士論文

Version

URL

http://hdl.handle.net/20.500.12099/1719

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氏名(本籍) 学位の種類学位授与番号学位授与日付

壷

攻学位論文題目矢島秀治(広島県) 博士(工学) 乙第 47 号平成16 年12 月 8 日･生産開発システム工学専攻 SRC床版を有する鉄道下路トラス橋の実用化に関する研究

(Study on _practicaluse _{of railway} through-truSS bridge

floor _system) 学位論文審査委員 (主査)教授 (副査)教授助教授良奈授教哲昭市恵博裕郷本田六森内

論文内容の要旨

本研究は,SRC床版を用いた鉄道下路トラス橋を対象として.下弦材とコンク版の合成効果を考慮した設計手法を確立することを目的としている｡ SRC床版形式の下路トラス橋は,床組の高さをできる限り低く抑えるために縦

し,左右下弦材間に横桁を2.5mから8.Om間隔に設置し,塀桁間に厚さ約30cmのⅠ

配置して,横粗RC床版および下弦材を一体化した床組構造を有するトラス橋て本論文は,以下の内容により構成されている｡ (1)SRC床版形式の鋼トラス橋の提案と課題鋼鉄道橋の床組構造を体系的に分類し,SRC床版形式の鋼下路トラス橋を提案もにt実際に建設されたJR奈良線鴨川橋梁を例に,SRC床版形式とその他の床版高,鋼重および騒音について比較し,従来のコンクリート床版形式に比べて床高えられること,鋼重を大幅に軽減できること,騒音レベルが低減できることを示 SRC床版形式の下路トラス橋の実用化に向けた課題は,主構と床版の合成効果および主構作用による床版コンクリートのひび割れ幅の評価方法等であることを (2)SRC床版形式の下路トラス橋への適用に関する基礎実験

SRC床版形式に用いる床版材料の選定をするために,て芦類の材料に対して材料

量的に比較し,鋼織維補強コンクリートに膨張材を混入したものは.曲げ靭性係強度および曲げ強度が大きく,加えてコンクリートの拘束収縮ひずみのバラツキことを示した｡大型模型供試体を用いた引張載荷実験を実施し,普通コンクリート床版に比べ

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コンクリートがSRC床版に用いるコンクリート材料として有効であることを示しブ (3)SRC床版形式に関する解析的検討 SRC床版の引張載荷実験結果に対し,非線形FEM解析を行い,床版に軸方向引要用する場合の解析上の仮定.解析モデルの構乳下弦材と床版の分担九およびβ 筋ひずみを用いたコンクリートのひび割れ幅の算定方法について解析的な検討を才桁部および横桁間ともテンションステイフニング曲線,または横桁部をテンショ: こング曲線,横桁間をテンションステイフニング曲線に基づく応力･ひずみ関係をf 線形解析を実施することにより,床版と下弦材の応力挙動および床版のひび割れ晰が可能であることを示した｡ (4)SRC床版形式の下路トラス橋の測定および設計手法に関する考察 SRC床版形式の鉄道下路トラス橋の応力挙動を明らかにするために,実橋におし列車を用いた載荷実験を行うとともに,シェル要素モデルによる非線形FEM解析実橋計測値と解析値を比較し,解析方法の安当性を示した｡さらに,設計括荷重さ; 解析的検討を加え,実偏の設計においては床版の非線形解析が必要であることを力また,実務設計に用いることを想定した簡便な解析手法を提案し,これらは実務苦いて十分な解析精度を有していることを示した｡ 3径聞達続下路トラス橋を対象として,下弦材と床版を合成構造とした設計と,≠ 造とした設計を比較し.前者は後者に比べ鋼重が約5%低減することを示した｡ (5)SRC床版に用いる鋼織維補強コンクリートの施工性および強度特性鋼繊維補強コンクリートを適用したSRC床版の施工性について,鋼繊維撹拝時搾ポンプ圧送性実験を行うとともに,コンクリートの締め固め時間と鋼織維の分散セびSRC床版への鋼織維補強コンクリートの充填性について実験を行い,鋼繊維補梨リートは普通コンクリートとほぼ同等な施工方法により,その品質を確保できるこした｡ SRC床版に適用する鋼繊維補強コンクリートの強度特性実験を行い,銅繊維長5 ものは錦織維長30mmのものに比べ,強度特性上有効であることを示した｡

論文審査結果の要旨

この論文は,SRC床版を用いた鉄道下路トラス橋の設計手法を確立することをている｡SRC床版形式の下路トラス橋は,鋼織維補強コンクリ_-トを用いたRC) 桁間に配置して,横桁t _{RC床版および下弦材を一体化した床組構造を有する新1} のトラス橋であり,床高を低く抑えることができ,鋼重と騒音レベルを大幅に低竜点に特徴がある｡この翰文では,大型模型供試体を用いた引張載荷実験を実施するとともに非線三貴二仔=､ん亜11エコヒ由墟t 立汀土手〃ヽ-h恕聖篭弘♪･lyLyだモhIヰ1う虻1勤hパヽ放書刃iヒ亭ニ _すl､芝由｣

(4)

(1)SRC床版形式の下路トラス橋への適用に関する基礎実験膨張材を混入した鋼織維補強コンクリートは,曲げ靭性係数,引張強度および鎚

が大きく･コンクリートの拘束収縮ひずみのバラツキも小さいことから,声RC床用

料として有効であることを示した｡大型模型供試体を用いた引張載荷実験を実施しコンクリート床版に比べ鋼補強繊維コンクリート床版の優位性右明らかにした｡1=

引張荷重を載荷した時の下弦材∴床版鉄払

および床版コンクリートの荷重分担率割れ性状について明らかにした｡ (2)SRC床版形式に関する解析的検討 SRC床版の引張載荷実験結果に対し,非線形F瓦M解析手法を用いた解析を実コ横桁部および横桁間ともテンションステイフニング曲線,または横桁部をテンション

キング鋸乱横桁間をテンションステイフニング嘩線とする応力･ひずみ関係を用し

形解析を実施することにより,床版と下弦材の応力挙動および床版のひび割れ幅￠可能であることを示した｡ (3)SRC床版形式の下路トラス橋の測定および設計手法に関する考察実橋において営業列車を用いた載荷実験を行うとともにシェル要素モデルによj FEM解析を行い,実橋計測値と解析値を比較し,解析方法の安当性を示した｡投書に対する解析的検討を加え,実橋の設計においては床版の非線形解析が必要であ美示した｡実務設計に用いることを想定した簡便な解析手法を提案し,実務設計に寺分な解析精度を有していることを示した｡3径聞達鏡下路トラス橋を対象として, と床版を合成構造とした設計と,非合成構造とした設計を比較し,前者は後者に上が約5%低減することを示した｡ (4)SRC床版に用いる鋼繊維補強コンクリートの施工性および強度特性鋼繊維補強コンクリートを適用したSRC床版の施工性について.鋼繊維撹拝時持ポンプ圧送性実験を行うとともに,コンクリートの締め固め時間と鋼繊維の分散セびSRC床版への鋼繊維補強コンクリートの充填性について実験を行い,鋼繊維補亨≠ リートは普通コンクリートとほぼ同等な施工方法により,その品質を確保できるこした｡SRC床版に適用する鋼織維補強コンクリートの鋼繊維長を変化させた場合･ 30mmと50mmの比較)の強度特性実験を行い,鋼繊維長を長くすることの有効セた｡

最終試験結果の要旨

(1)公表論文この論文の主要部分は審査付き翰文として既に公表済みである(申請者の審査付さうちの4編が主要部分に対応している)｡この論文が学位論文として完成された内弓サヽ■ l JレサIJb卓コ寸 t J｣_

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(3)公聴会

公聴会を開催して審査を行った｡学位審査委貞会で審議の結果,最終試験に合格と判定し