鉄道用床版埋設型枠の実物大試験
瀧上工業㈱ 正会員 ○松村寿男 東海コンクリート工業㈱ 非会員 愛甲安富
㈱フジタ 非会員 青木修二
1.目的
鉄道の既設線上に新たに現場打ちコンクリート床版などを施工する場合には,工期短縮や作業空間の制約か ら,埋設型枠工法が採用されることがある.特に塩害で腐食が懸念されるような,海岸に近い地域などにコン クリートの埋設型枠を用いる場合,鋼繊維では点錆の発生が懸念されることから有機繊維が有効な手段となる.
筆者らが開発したビニロン繊維補強モルタル(以下,VFRC)を用いた埋設型枠は,低水結合材比,凍害,中 性化,塩害に対して耐久性を有することを検証してきたが,実構造物である床版埋設型枠への適用にあたり,
材料を見直し1),埋設型枠としての性能を確認するための実物大試験(実施場所:瀧上工業半田第二工場)を 行ったので報告する.
2.実物大試験の概要
実物大試験体は鉄道用の鋼箱桁断 面に埋設型枠を再現するため,図-1 に示す断面を採用した.すなわち,張 出部(片側)および桁間部の埋設型枠 について,場所打ちコンクリート床版 打設時の挙動が確認できるよう,橋軸 直角方向は幅 7.5m,橋軸方向は写真-
1 に示すように,6 パネル分(約 10.2m)
の長さとし,試験体用の架台高さ 1.9m とした.上部構造は桁上フランジの鋼 板,横支材梁,耳桁,仮設支材柱,斜 材(ターンバックル)および埋設型枠
の取付金具は実構造に合わせた寸法で製作・設置した.
埋設型枠としての性能を確認するため,場所打ちコ ンクリート床版を実物大試験体の橋軸方向の 1/2(3 パネル分;約 5m)について打設し計測した.なお,
コンクリートの打設方法は,橋軸方向 1 パネル分毎に 桁間部埋設型枠から張出部方向に順に打設し,3 パネ ル分を打設した.計測は,地面もしくは試験体架台か ら計測冶具を用いて変位計を設置することで埋設型 枠部の変位を計測し,埋設型枠の表面にひずみゲージ を貼付することでひずみ計測を行った.
3.コンクリート打設時のひずみ・変位計測結果
実物大試験体のひずみ・変位の計測位置を図-2 に示す.本稿では図中における,張出部埋設型枠の変位性 状,桁間部,張出部内側パネルの埋設型枠の応力(埋設型枠の材料試験結果のヤング係数 Ec=35,500N/mm2を 採用)の計測結果を報告する.
キーワード 床版用埋設型枠,ビニロン繊維補強モルタル,実物大試験,変位計測,ひずみ計測 連絡先 〒475-0826 愛知県半田市神明町
1-1 瀧上工業(株)設計グループ TEL0569-21-4208
図-1 実物大試験体断面図
7510
2490 160 2200 160 1780 160 400 160
735
型枠
1000 1900
ボルト H300
ターンバックル
H-350
□-500
桁間部埋設型枠
1490×1760
張出部埋設型枠1490×1280(1490×1220)
壁高欄埋設型枠
1490×735
架台横梁(H350)
架台柱
(□-350)
場所打ちコンクリート床版 仮設支材柱
横支材梁 埋設型枠取付金具
耳桁 吊材
架台縦梁 7510
2490 160 2200 160 1780 160 400 160
735
型枠
1000 1900
ボルト H300
ターンバックル
H-350
□-500
桁間部埋設型枠
1490×1760
張出部埋設型枠1490×1280(1490×1220)
壁高欄埋設型枠
1490×735
架台横梁(H350)
架台柱
(□-350)
場所打ちコンクリート床版 仮設支材柱
横支材梁 埋設型枠取付金具
耳桁 吊材
架台縦梁
写真-1 実物大試験体(床版施工後)
土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)
‑1067‑
Ⅴ‑534
(1) 埋設型枠部の変位性状
図-3 に張出部埋設型枠部の変位計測結果を 示す.図から分かるように,埋設型枠パネル 1 の打設(STEP1)後にパネル 1 で約 10mm,パネル 2 の打設(STEP2)後にパネル 1 で約 15mm,パネ ル 2 で約 12mm 変位が生じた.パネル 3(STEP3)
の打設後にパネル 2 で最大約 20mm 発生した.パ ネル 3 では最大変位約 15mm であった.埋設型枠 先端部にて最大変位で生じており,現地施工では 支材先端部の上げ越しを検討することとした.
(2) 埋設型枠部の応力性状
実施工では,隣り合うパネル部の床版自重の影響 があるため,桁間部および張出部のパネル 2 の挙動 を考察する.図-4 に桁間部埋設型枠パネル 2 のパ ネル中心位置での X(橋軸)方向応力および Y(橋 軸直角)方向応力を示す.図から分かるように,Y
(橋軸 直角)方向 のパネル下 面の最大引 張応力 3.7N/mmm2が生じている.埋設型枠の設計時の許容 曲げ応力(青実線)5N/mmm2内であることを満たし ている.
図-5 に張出部埋設型枠(内側)パネル 2 の中心 位置での X(橋軸)方向応力および Y(橋軸直角)
方向応力を示す.なお,張出部は現地の施工性に配 慮し橋軸直角方向に 2 分割パネルを採用している.
図中において,凡例「C」は埋設型枠パネル中心 部の応力,「J」は埋設型枠パネルの継目部付近の応 力を示す.図から分かるように,橋軸方向(C-X お よび J-X)方向の最大引張応力が 3.7N/mmm2が生じ ている.埋設型枠の設計時の許容曲げ応力(青実線)
5N/mmm2内であることを満たしている.一方,橋軸 直角方向(C-Y および J-Y)方向は 0-1 N/mmm2の発 生応力であり,橋軸方向(C-X および J-X)方向の 曲げ(ひずみ)成分が卓越していることが分かる.
4.まとめ
床版埋設型枠の実施工への性能確認の試み として,実物大試験体の現場打ちコンクリート 床版打設時の変位およびひずみ測定を行った.
参考文献
1
)松村寿男,
愛甲安富,
中島義信,
国枝稔:ビニロン 繊維補強コンクリートを用いた床版埋設型枠の開 発,土木学会中部支部研究発表会講演概要集,V-008,
pp-483-484,2010.3
-4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24
応力(N/mm2)
経過時間 (h:m:s)
桁間PCF2-Y方向 桁間PCF2-X方向
桁間PCF1打設
桁間PCF2打設
桁間PCF3打設 打設終了 設計曲げ応力
桁間PCF2
最大引張応力:3.7N/mm2
図-4 桁間部パネル 2 の応力性状
-4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24
応力(N/mm2)
経過時間 (h:m:s)
C-Y方向 C-X方向 J-Y方向 J-X方向
張出内PCF2
張出内PCF1打設開始
張出内PCF2打設開始
張出内PCF3打設開始 打設終了 張出外PCF2打設終了
設計曲げ応力 最大引張応力:3.7N/mm2
図-5 張出部内側パネル 2 の応力性状 図-2 ひずみ・変位計測位置
---本稿報告 ---本稿報告
図-3 張出部埋設型枠の変位
-25.00 -20.00 -15.00 -10.00 -5.00 0.00 5.00
0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 1:26:24
たわみ量(mm)
経過時間 (h:m:s)
張出内PCF1-J 張出外PCF1-J 張出外PCF1-T 張出内PCF2-J 張出外PCF2-J 張出外PCF2-T 張出内PCF3-J 張出外PCF3-J 張出外PCF3-T
張出パネル1,2,3
張出内パネル1打設 開始
張出外パネル1打設 開始
張出内外パネル2打設 開始
張出内外 PCF3打設 開始
打設終了
土木学会第65回年次学術講演会(平成22年9月)