実補強土橋台の水平載荷試験

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(1)III‑431. 土木学会第57回年次学術講演会（平成14年9月）. 実補強土橋台の水平載荷試験西武鉄道株式会社. 正会員. 菅原聡，中村正明. 鉄道総合技術研究所. 正会員. 山田孝弘，舘山. 複合技術研究所. 正会員. 田村幸彦. 勝. 1. はじめに西武鉄道では，補強盛土上に設置した小橋台で橋桁を支持する構造の「補強土橋台」を平成5年の西武池袋線練馬駅付近高架化. A2橋台. A3橋台. 工事に伴う仮線構造物として構築した1)．その後，本構造物は平成13年の高架切替まで供用され，通常の使用時での安定性は実証できた．一方，さらなる補強土工法の高度利用に向けては，地震時の水平耐力や補強材バネの定量的評価が重要と考える．そこで，本構造物の撤去に伴い，対面する補強土橋台の壁面工頂部を図1. 相互に引っ張る水平載荷試験を実施した．図1に今回試験を実施した補強土橋台の全景を示す．本論文は，水平. 試験橋台の全景. 計測用ビティ. 目地材. PC 鋼棒支持用ビティ. 載荷試験の概要および結果について示す．計測断面 D. 2. 水平載荷試験の概要. ロードセル. 試験橋台は，壁高3.3〜3.7m，桁長13.2mの. 計測断面 C. 複線RCT型桁を単純支持した構造である．盛. 油圧ジャッキ. 土材には良質の粒度調整砕石（M40）を用い. 計測断面 B. 壁面補強用 H 鋼（ H－ 300 ）. 加力治具. ており，補強材には設計破断強度60kN/mのジ計測断面 A. オグリッドを用いている．水平載荷試験時には，平面図. 橋桁はA3小橋台上に一部残置されている以外ロードセル. 油圧ジャッキ. は撤去されている．図2に水平載荷試験機器の. PC 鋼棒. 配置図を示す．載荷重は，A2橋台の壁面工天端に４台の油圧ジャッキを均等に設置し，PC鋼棒を介して作用させた．その最大荷重は，補強盛土の安定. 変位計. A ２橋台. A ３橋台. 断面図. 性や壁面工の押抜きせん断耐力などを考慮して，. （計測断面B，C）. 1000kN程度（油圧ジャッキ４台計）で計画した．載荷条件は多サイクル，ステッ. 900. （処女荷重は10分，履歴荷重は1分. 700. テップへは，一旦完全に除荷（5分保持）してから進むこととした．. A3橋台壁面工圧壊. 800 載荷総荷重（ｋN). （100kN）を基本とした．また次ス. 図2. 水平載荷試験機器の配置図. 1000. プ載荷とし，１サイクルの増分荷重保持）は，最大荷重の 10 ％. *D4，D5変位計は，小橋台と壁面工の間に設置. 総荷重. 600 500 400 300 200 100 0 0. 50. 計測は，載荷重についてはロードセルで，変位については変位計で自キーワード：補強土，水平載荷試験，水平荷重連絡先：〒177‑0033 東京都練馬区高野台1‑7‑27. 100 経過時間（分）. 図3. 150. 図4. 載荷ステップ. TEL：03‑5372‑2550，FAX：03‑5372‑2554. ‑861‑. 試験終了後の壁面工の圧壊状況（A3橋台）.

(2) III‑431. 土木学会第57回年次学術講演会（平成14年9月）. 動計測した．なお，変位計は計測断面B，Cでは高さ方向に４箇所（D1. 0. 100. 載荷総荷重（ｋN） 300 400 500. 200. 600. 700. 800. 0. 〜D4），計測断面A，Dでは２箇所（D2，D4）設置した．また小橋台. A3-D1. 10. と壁面工間の盛土天端に，変位計D5，D6を設置した（図2○印）．. 20 壁面変位（mm). 3. 水平載荷試験の結果図3に載荷ステップを示す．載荷試験は，目標載荷重800kNの履歴荷. 30 40 D1 D2. 50. 重700kNの保持に入った直後，A3橋台の壁面工に取り付けたPC鋼棒定. 60. 着部のコンクリート圧壊により終了した．図4にA3橋台壁面工の試験終. 壁面工. D3 D4. 壁面変位は，計測断面 B,C の変位計 D1 の値の平均値. 70. 了後の状況を示す．以降，A3橋台に着目して試験結果を述べる．. (a) 壁頂部. 図5に載荷重と壁頂部の変位（変位計D1とD3）の関係を示す．壁頂 0. 部では，載荷総荷重700kN（81.4kN/m）の載荷中に約20mmの変位が. 0. 生じたが，除荷時の残留変位は約10mmであった．また700kNより小さ. 10. 100. 200. 壁面変位（mm). 的であったといえる．一方，中間部では終始最大変位，残留変位とも小さかった．今回の試験結果から，壁面工の変位は除荷によりリカバーす. 40 D1 D2. 50. であり，補強材を壁面工と一体化した効果であると考える．またこの構. 70. 壁面工. 60. D4. 壁面変位は，計測断面 B,C の変位計 D3 の値の平均値. (b) 中間部. 造的特徴は，一般の抗土圧構造物が一方向載荷を受けた場合，変形が累図5. 積するのに比し，優位な点であるといえる．. 載荷重と変位（A3橋台）. 3.0. 図6に壁面工の変形モードを示す．これより，壁面工は載荷総荷重. D1. 2.5 壁面位置（m). 700kNまでは，ほぼ線形的な変形を示している．また２回目の700kN （履歴荷重）載荷時の脆性的な変形は，壁面工の圧壊に起因するものと考えられる．今回の試験による壁面工の変形モードは，ほぼ壁面工下端. D2. 2.0 1.5 D3. 1.0. D2. D3. 0.5. 図7に載荷重と背面盛土の変位（変位計D5：壁面工から100cmの位置. D4. 0. 20mm変位したにもかかわらず，ほとんど変位が生じていない．これよ 0. 100cmの範囲で生じていることになるが，. 0. 100cmの範囲で均等に変位したと仮定した. 10. 100. 載荷総荷重（ｋN） 300 400 500. 200. 10. 壁面変位（mm). 図6 700. 20. 30 40 壁面変位（mm）. 50. 60. 70. 変形モード（A3橋台）. 800. A3-D5. 30 橋桁残置部. 40. 小橋台. D5. 50. D6. 100cm. 壁面工. 認された．. 壁面変位は，計測断面 B,C の各変位計の値の平均値. クラック. 20. ラックは，載荷総荷重500kNの時点で確. 600. D4. 0.0. に設置）の関係を示す．背面盛土は，載荷総荷重700kNで壁面工が約り，壁面工の変位の大部分は，壁面工から. D1. P＝100kN P＝200kN P＝400kN P＝500kN P＝600kN P＝700kN P＝700kN（2回目）. 壁面工. を回転中心とした回転モードであるといえる．. の試験終了後の状況を示す．背面盛土のク. 800. 30. ることが確認できた．これは，補強材の弾性エネルギーによる呼び戻し. 5％よりも小さい．図8にA3橋台背面盛土. 700. A3-D3. D3. れは，設計で基準としている補強材歪み. 600. 20. い載荷レベルにおける壁面工の挙動は，残留変位が小さいことから弾性. なら，補強材の平均歪みは2％である．こ. 載荷総荷重（ｋN） 300 400 500. 60 70. 図7. 図8 背面盛土の変位（A3橋台）. 試験終了後の背面盛土の状況（A3橋台）. 4. おわりに本論文では，実補強土橋台の水平載荷試験の概要および結果を報告した．今回の試験より，地震力を模擬した壁頂水平荷重に対し，壁面工の変形モードは回転モードを示し，かつ壁面変位は，補強材との一体効果で除荷によりリカバーすることが確認できた．また，壁面変位は壁面工から100cmの範囲の補強材で負担されていると考えられる．今後，今回の試験の検証解析2)により補強材バネの定量的評価などを行って，補強土橋台の合理的な設計法に結びつける予定である．文献：1) 芳賀ほか：高架橋取付部における剛壁面補強土擁壁の施工，第49回土木学会年講(Ⅲ)，1994. 2) 山田ほか：実補強土橋台の水平載荷試験の逆解析，第57回土木学会年講(Ⅲ)，2002.. ‑862‑.

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