JP2006307472A - 延長床版の設計方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】延長床版は複数のプレキャスト製コンクリート版を接続してなり、延長床版の構造をコンクリート舗装版としての強度にて構成する。延長床版をコンクリート舗装版としての強度にて構成する際は、舗装下面の路盤の支持力をばねとして考え、輪荷重によって上記コンクリート版が変形したときに該コンクリート版内に発生する応力を算出するとともに、温度変化により該コンクリート版の表面と裏面との温度差によって該コンクリート版内に発生するそり拘束応力を算出し、前記輪荷重により発生する応力と、温度変化により発生するそり拘束応力を合成して合成応力σcを算定し、該合成応力σcから断面力Mに換算した後に、コンクリートと鉄筋との応力度を検討する。
【選択図】図2
Description
部と、隣接するコンクリート版同士の継手近傍部とし、それぞれの部分で応力度を検討する延長床版の設計方法を提供する。
接続してなり、底板17と延長床版21との接触面は極めて平滑に形成されている。橋梁部10側の温度変化で橋桁11が伸び縮みしたときは、橋梁床版14に接合された延長床版21が橋梁床版14に押し引きされて底版17の上面を滑動し、橋桁11の伸び縮みが前記伸縮装置28にて吸収される。
§1設計条件
(1)設計方法
道路橋示方書に準拠し、RC解析の許容応力度設計法により設計を行う。
(2)使用材料
使用材料の一例を表1に示す。
鉄筋コンクリートの諸物理定数の一例を表2に示す。
コッター式継手(H型金物)のヤング係数は、Eco=1.7×105 (N/mm2)
(4)荷重条件
4.1活荷重
活荷重は、B活荷重(T−25)とする。図3(a)は図中左右方向に橋軸方向を示し、図3(b)は図中左右方向に橋軸直角方向を示す。
死荷重は、鉄筋コンクリートγcとアスファルト舗装γaの荷重値の一例を表3に示す。
各使用材料の許容応力度の一例を表4に示す。
当該延長床版は、発注者の意向及び橋梁の諸条件により、以下のような前提で設計を行うものとする。
「延長床版長」
橋梁端部に設置される伸縮装置が、土工部側へ移動した距離をさす。
「キックアップ量」
橋梁端部において、活荷重等によるたわみによって発生する橋梁端部の回転による跳ね上がり量(浮き上がり量)をさす。本発明では、最大値で+0.002radをもって検討する。
「橋梁移動量」
橋梁移動量は、橋梁温度伸縮及び地震動レベル1時の移動量によって決定され、その値の中で一番大きな数値から伸縮装置を決定する。
「地震力」
地震時、橋梁と延長床版では異なる動き方をすると考えられ。延長床版が橋梁に無理な負担を強いないために、橋梁と延長床版を接合しているメナーゼヒンジを地震動レベル2時には降伏するように設計する。橋梁の地震時に発生する力の一例を表7に示す。
7.1形状及び部材寸法
プレキャスト製コンクリート版の版厚は下記の条件を満たすものとする。
(2)コッター式継手仕様に伴う必要版厚 200mm以上
上記の条件から、プレキャスト製コンクリート版の版厚を200mm以上とする。延長床版の版厚はt=200mm、底版の版厚は踏掛版の設計により決定する。
部材には、その断面積の0.15%以上の付着力のある鋼材を配置する。
ただし、せん断力が作用する方向の厚さが薄く、斜引張鉄筋を配置することができない部材については次式により決定する。
ここで、Ast:軸方向引張主鉄筋の断面積(mm2)
bw :けたのウエブ厚(mm)
d :有効厚(mm)
7.3最小かぶり
プレキャスト部材と場所打ちコンクリートの最小かぶりの一例を表8に示す。
鉄筋のあきは下記の条件をすべて満たすものとする。
(2)粗骨材(20mm)の最大寸法の4/3倍以上
(3)鉄筋の直径の1.5倍以上
7.5鉄筋の継手
引張鉄筋に重ね継手を用いる場合は、次式により算出する重ね継手長La以上かつ鉄筋の直径の20倍以上重ね合わせるものとする。また、重ね継手は継手に対して直角に配置した2本以上の鉄筋で補強するものとする。なお、引張鉄筋に機械式継手を用いる場合は、鉄筋の種類、直径、応力状態、継手位置等を考慮して、継手部の強度を定めるものとする。
ここで、La :付着応力度より算出する重ね継手長(mm)
σsa:鉄筋の許容引張応力度(N/mm2)
φ :鉄筋の直径(mm)
τ0a:コンクリートの許容付着応力度(N/mm2)
なお、継手が同一断面に集中する場合は、「鉄筋継手指針(コンクリートライブラリー第49号)」(土木学会)I.9条(2)を参照するものとする。
主鉄筋は、直径13mm以上の鉄筋とする。
コンクリートの乾燥収縮、温度勾配、応力集中等により生じる可能性のあるひび割れを有害でない程度に抑えるように鉄筋を配置するものとする。
§2延長床版及び着脱式床版の検討
前述したように、橋梁床版は橋台や橋脚の間に架設されて、局所的な何点かの箇所で支持されるのに対して、延長床版の下面には底版及び盛土(地盤)が存在して延長床版を支持しているので、コンクリートの厚さや配筋等、延長床版の構造をコンクリート舗装版として考えて設計する。これにより、部材断面を薄くすることができるうえ、部材断面寸法が変化しないため安価なものとすることができる。
(1)応力度の計算
1.1輪荷重による応力度
コンクリート版上に輪荷重を載荷した場合に発生する応力は、ウェスターガード式を用いて算定し、輪荷重の載荷箇所は、図6に示すように、コンクリート版の中央部(イ)と、コンクリート版の最外縁部(ロ)と、隣接するコンクリート版同士の継手近傍部(ハ)の三箇所とし、それぞれの部分で応力度を検討する。
中央部載荷時の発生応力は次式で検討する。
最外縁部載荷時の発生応力は次式で検討する。
継手近傍部における荷重応力は自由縁部に基づいて荷重伝達効果を係数で表し、以下の式で検討する。
コンクリート版の上下面の温度差によりコンクリート版にそり拘束による応力が作用する。継手近傍部については、コンクリート版を剛結した場合に版中央部に近い応力状態になると考えられるため、版中央部と同じ値とする。
(イ)版中央部のそり拘束応力
版中央部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
(イ)版中央部のそり拘束応力
版中央部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
コンクリート版の下面における合成応力度を算定する。コンクリート版の温度上昇時は、輪荷重によって発生する応力と温度変化によって発生するそり拘束応力を加算して合成応力を算定し、コンクリート版の温度下降時は、輪荷重によって発生する応力のみにて算定する。温度上昇時と温度下降時の、版中央部と継手近傍と縁部とにそれぞれ発生する合成応力の一覧の一例を表9に示す。
(2)断面力の算定
上記のようにして求められた合成応力度σcから、断面係数Zを用いて断面力Mを換算する。ここでは安全側で計算を行うように全断面有効にて算定する。図7は全断面有効としたときの応力分布図である。
ける断面力Me+は次式で検討する。
引張応力の限界値である。
(3)最小鉄筋量の照査
As(D19)=286.5mm2
3.1全断面について
mピッチにて照査する。
部材断面積の0.15%以上必要となるので、
Asmin1=200mm×1000mm×0.0015=300mm2 < As1 ⇒ OK
3.2軸方向引張主鉄筋について
mピッチにて照査する。
Asmin2=0.01・bw・d=0.01×1000mm×160=1600mm2 < As2 ⇒ OK
11 橋桁
12 支承
13 橋台
14 橋梁床版
15 土工部
16 盛土
17 底版
18 緩衝ゴム
19 アンカーボルト
20 グラウト注入孔
21 延長床版
22 緩衝ゴム
23 メナーゼヒンジ(ヒンジ構造)
24 現場打ちコンクリート
26 コッター式継手
27 着脱式床版
28 伸縮装置
29 アンカーボルト
30 舗装面
Claims (7)
- 土工部側に配置された底版の上に橋梁側の端部から土工部側へ延設されて土工部側に伸縮装置を設けた延長床版であって、
該延長床版はコンクリート版からなり、該延長床版の構造をコンクリート舗装版としての強度にて構成することを特徴とする延長床版の設計方法。 - 上記延長床版は複数のコンクリート版を接続してなり、該延長床版をコンクリート舗装版としての強度にて構成する際は、延長床版下面の支持力をばねとして考え、輪荷重によって上記コンクリート版が変形したときに該コンクリート版内に発生する応力を算出するとともに、
温度変化により該コンクリート版の表面と裏面との温度差によって該コンクリート版内に発生するそり拘束応力を算出し、
前記輪荷重により発生する応力と、温度変化により発生するそり拘束応力を合成して合成応力σcを算定し、該合成応力σcから断面力Mに換算した後に、コンクリートと鉄筋との応力度を検討する請求項1記載の延長床版の設計方法。 - 上記輪荷重の載荷箇所は、コンクリート版の中央部と、コンクリート版の最外縁部と、隣接するコンクリート版同士の継手近傍部とし、それぞれの部分で応力度を検討する請求項1または2記載の延長床版の設計方法。
- 上記コンクリート版下面の路盤の支持力係数は、直径75cmの載荷版での平板載荷試験値K75とする請求項1または2記載の延長床版の設計方法。
- 上記合成応力σcは、コンクリート版の温度上昇時は輪荷重により発生する応力と温度変化により発生するそり拘束応力を加算して算定し、温度下降時は輪荷重により発生する応力にて算定する請求項1または2記載の延長床版の設計方法。
- 上記断面力Mは、合成応力σcから断面係数Zを用いて換算し、全断面有効にて算定する請求項1または2記載の延長床版の設計方法。
- 上記コンクリート版に発生する軸力Nを算定する請求項1または2記載の延長床版の設計方法。
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