ページトップ

箱桁橋の耐風安定化対策に関する研究

木場 和義,幽谷 栄二郎,細見 雅生

支間長の大きな箱桁橋では、風による影響を受けやすく、風による振動現象が大きな問題となってくる。そこで、長支間箱桁橋の風による振動発生のメカニズム検討と、種々な空力制振デバイスによる効果の比較および制振デバイスの選定方法の提案を目的として、風洞実験による検討を行っている。本研究では、これら各種空力制振デバイスを単独で設置した場合の風洞実験の結果を比較し、その制御効果について検討した。その結果、従来から実績のある水平プレート、スカートおよび端部鉛直プレートでギャロッピングを制御する効果が得られることが確認できた。またスカートでは、橋体との間に隙間をあけると制振効果が期待できなくなることもわかった。

キーワード:箱桁橋,耐風安定性,風洞実験,耐風対策,ギャロッピング,渦励振

連続合成桁へのケミカルプレストレスの適用に関する研究(第3報)

中本 啓介,石川 敏之,細見 雅生

連続合成桁の中間支点負曲げ部にプレストレスの導入方法として膨張コンクリートを用いたケミカルプレストレスについて、継続して研究を行っている。今回は、設計にケミカルプレストレスを効果的に適用するために行った2主桁連続合成桁を対象とした比較計算と、長期材令時におけるケミカルプレストレスの持続性を確認するために行っている長期計測実験の計測値と解析値との比較を行った。その結果、(1)膨張率の違いによるケミカルプレストレスの効果の差、および、膨張率600μを支点付近に導入する案がより有効性であること、(2)実験桁による計測において、CEB/FIP-90と履歴積分を用いたクリープ・乾燥収縮の計算値が実測値とよく一致すること、(3)ほぼ絶乾と考えられる促進乾燥状態の試験体においても、曲げ強度の低下が少なく、膨張の効果が保持されていること、などを確認した。

キーワード:連続合成桁,膨張コンクリート,クリープ,乾燥収縮,長期計測

カップラージョイントスタッドの実験的研究

石川 敏之,高瀬 和男

近年、PC床版鋼2主桁橋に通常のスタッドよりも長尺でスタッド軸部をカップラーで継ぐカップラージョイントスタッドが用いられている。しかし、カップラージョイントスタッドは通常のスタッドと形状が異なるため、せん断耐力、疲労強度が明らかでない。そこで、これらの特性を明らかにすることを目的として、カップラージョイントスタッドの静的押抜き試験および押抜き疲労試験を行った。その結果、(1)カップラージョイントスタッドは、通常のスタッドのせん断耐力と同等の耐力を有すること、(2)スタッドの押抜き試験は、実橋のスタッドの間隔や、配置を考慮した試験を行う必要があること、(3)鋼とコンクリートとの付着面積が増加すると、ずれ定数Kの値も増加する傾向があること、(4)設計活荷重範囲の荷重の繰返しにおいて、カップラージョイントスタッドは疲労に対して安全であること、などがわかった。

キーワード:ずれ止め,カップラージョイントスタッド,せん断耐力,疲労強度

横川砂防公園吊橋振動実験

幽谷 栄二郎,細見 雅生

横川砂防公園吊橋(仮称)はスパン120mの人道吊橋であり、無補剛吊橋としては比較的規模の大きなものである。無補剛吊橋としての規模の大きさや現地の風環境などから、耐風安定性に問題があると予測された。そのため、風洞実験を実施し、耐風安定化対策を施している。架設完了後、風洞試験結果の妥当性を確認するため、現地で人力加振による振動実験を実施した。その結果、高欄も含めた桁の剛性が無補剛吊橋の振動数に大きな影響を与えることがわかった。また、振動実験より得られた振動数をもとに風洞実験結果を再評価した結果、本橋の耐風安定性は振動数が高くなったため、さらに安全であることが確認できた。(本誌Vol.19、pp.60-66を参照のこと)

キーワード:無補剛吊橋,振動実験,剛性評価,風洞実験評価

栄高架橋北工事における鋼横梁−RC柱剛結部の設計

細田 直久,河野 明寛,長村 尚武

日本道路公団「栄高架橋(鋼上部工)北工事」で採用された鋼横梁−RC柱複合構造に関して、その設計手法が確立されていないため、複合橋脚剛結部の設計方法を検討した。また、剛結部へのコンクリート打設は密閉・狭隘部の施工となり、コンクリートの締め固めが不十分なことによる品質低下の懸念があるため、本工事では高性能コンクリートを採用することとし、その充填実験を行った。
まず、鋼横梁−RC柱複合構造形式について3次元FEM弾性解析を行った。その結果、脚柱コンクリート頂部には母材と同厚のバンドプレートを設置し、その拘束効果によるコンクリートの圧縮耐力を向上させることとした。また、矩形の脚柱角部を300Rに形状変更することとした。
高性能コンクリートの充填性については、コンクリートが型枠の隅々まで廻っており、問題ないものであった。一方で残留気泡が認められたため、フランジ、せん断キー、水平リブなどに適切な空気孔を設け、さらにフランジ空気孔から充分にコンクリートを排出させた段階で打ち込み完了とする管理を行うこととした。

キーワード:複合橋脚,FEM解析,高性能コンクリート充填実験

大遊間鋼製伸縮装置の構造検討と伸縮実験

本間 順,廣瀬 智行,溝端 智博,下川 博史

日本道路公団『大脇高架橋(鋼上部工)東工事』は合理化鋼床版を採用した新型橋梁であり、伸縮桁長が長いことと固有周期が比較的長いことにより鋼製伸縮装置は大遊間構造となった。大遊間鋼製伸縮装置については非排水構造充填材の温度伸縮時の追従性、および、フェースプレート長が1mを超えることに対する雨天時の車両走行性が問題になるため、これらの問題に対し実物大の実験を行った。
非排水構造部の実験より、(1)SM400クラスの伸縮装置では、基本構造として従来の充填構造の適用が可能であること、(2)SM520クラスの伸縮装置では、圧縮時の弾性シール材に不具合が生じるため、弾性シール材を改造するか根本的な構造変更をする必要があること、などがわかった。また、スリップ防止の実験により、滑り止め加工を施す場合は、アモルファス合金の溶射加工が効果的であることがわかった。
これらの実験結果より、大遊間鋼製伸縮装置の構造の改良案を考案し、実橋に採用した。

キーワード:鋼製伸縮装置,非排水構造,スリップ防止

アイランドシティ・雁の巣連絡橋(仮称)の設計と施工

前田 直寛,小崎 正男,亀尾順一郎,岡田 崇

アイランドシティ・雁の巣連絡橋(仮称)』は福岡市からの受託で、博多湾の東部に建設中のアイランドシティ地区と雁の巣地区とを結ぶ全長750mの橋梁である。本報告ではその中央部の3径間連続鋼床版バランスドアーチ橋を対象としている。設計に関しては、地震時の動的解析、隅角部のFEM解析、耐風安定性の照査および架設時の応力照査について概説した。施工に関しては、架設ステップを概説し、ジャッキ式吊上げ装置による中央径間架設の概要、中央径間架設時の変形と現場3次元計測による精度管理およびケーブル張力の調整について報告した。(本誌Vol.19、pp.48-52を参照のこと)

キーワード:ジャッキ式吊上げ装置、架設ステップ解析、ケーブル張力調整、バランスドアーチ橋

支承・連結装置耐震性向上工事

仙田 英俊,太田 検志,西山 富男,田邉 明

首都高速道路公団の支承・連結装置耐震性向上工事として2工事を施工した。工事の主な内容は、より耐震性の高いゴム支承への取り替え、桁かかり長不足箇所への拡幅ブラケットの取り付け、既存の桁連結装置の照査および取り替えである。本文は2工事のそれぞれの検討内容や施工法を報告するものである。

キーワード:支承取替,落橋防止システム,耐震性向上工事

鶴川大橋 トラス橋の支承取替工事

玉田 和也,長谷川敏之,高橋 秀樹,山本 佳宏

中央自動車道の上野原IC~大月JCT間にある鶴川大橋の拡幅工事を施工した。鶴川大橋の場合、車線の増設は上下部工とも既設部と新設部とを一体化する構造としている。拡幅後の橋梁に対し、現行の道路橋示方書に基づいて耐震性の照査を行った結果、橋軸直角方向の地震に対しフレキシブル橋脚のせん断耐力が不足することが判明した。この対策として、橋脚に炭素繊維シー卜による補強を行うと同時に、ピン支承を免震支承に取替えて地震による応答を低減させる必要が生じた。
本文では、過去にほとんど例のない1支承当たりの反力が1000tonを超えるトラス橋の支承取替について報告するものである。(本誌Vol.19、pp.31-38を参照のこと)

キーワード:支承取替,トラス橋,熱影響

鋼・コンクリート二重合成箱桁橋の打設順序検討プログラム

石川 敏之,橘 肇

鋼・コンクリート二重合成箱桁は、連続合成箱桁のコンクリート床版の他に中間支点領域の下フランジ側もコンクリートと合成する構造である。下コンクリート床版には後死荷重だけではなく、上コンクリート床版が持続荷重として載荷される。このため、下コンクリート床版には常に圧縮が作用し、クリープによる影響が大きくなる。さらに、クリープは上コンクリート床版の打設順序にも影響されると考えられる。これに対して、二重合成箱桁橋のクリープの影響を精度良く評価するために、二重合成箱桁の打設順序検討プログラムの開発を行った。本文は本プログラムの開発および適用例を紹介するものである。

キーワード:二重合成箱桁,床版打設,クリープ

プレストレスする連続合成桁設計計算プログラム

中本 啓介,石川 敏之,岡田 幸児

連続合成桁の設計は、非合成桁の設計に比べてクリープ・乾燥収縮を考慮する必要があるため、設計計算が非常に煩雑である。これに加え、プレストレスする連続合成桁の設計では、プレストレス導入の計算およびそれらのクリープの計算が付加されるため、設計計算がより煩雑となる。これに対して、プレストレスする連続合成桁の設計を効率的に行うことを目的とした設計計算プログラムの開発を行った。本文は、プレストレスする連続合成桁設計計算プログラムの内容およびその適用例を紹介するものである。

キーワード:連続合成桁,プレストレス,ジャッキ操作,PC軸力

鉄構業務情報一元化管理システム

吉村 鉄也,横山 幸夫

この度、「鉄構業務情報一元化管理システム(KSFinfosys)」を構築し、大容量となる鉄骨工作図の版数履歴管理、LAN経由での直接図面の入手、工程表や製作指示書といった文書情報の検索および閲覧などを統一した方式でまとめた。本文はこの鉄構業務情報一元化管理システムの概要を紹介するものである。

キーワード:KSFinfosys,図面履歴管理,生産情報一元化

小規模な牛の尿処理システムの開発

千歳 耕一,月岡 彰

畜産農家での牛の尿処理は、大規模酪農業者を除いてはシステム的な処理がなされず、自然蒸発もしくは自家農場への散布による処理が大半を占めている。このことにより、近郊住民の臭気に対するクレームおよび河川汚濁といった環境問題が発生している。この点に着目し、中小規模酪農業者を対象に尿処理を目的とした畜産廃棄物浄化システムの開発検討を行った。本文は小規模な牛の尿処理システムの開発検討の概要を紹介するものである。

キーワード:尿処理システム