黒沢建設株式会社

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SPC合成桁橋写真

SPC合成桁橋

低い桁高で長スパンを実現した橋梁工法!

上フランジ内に鉄骨を配置し、その両端に外ケーブルの反力をとることにより断面内に張弦構造を形成、中立軸を大きく下げることを可能にしました。また、剛性が向上し、PC鋼より線による緊張で乾燥収縮の抑制等に大きな効果があります。

SPC合成桁橋とは?

橋梁の特徴は上フランジ内に鉄骨を配置し、その両端に外ケーブルの反力をとったところにあります。この構造とすることにより断面内に張弦構造を形成し、中立軸を大きく下げることを可能にしました。また、鉄骨を配置したことにより剛性が向上し、外ケーブル、内ケーブル合わせて12本のストランドによる緊張を可能とし、コンクリートのクリープや乾燥収縮の抑制に大きな効果をもたらします。さらに、PC鋼より線については当社が誇るSCストランドをすべてに使用し、耐食性に優れた構造とすることができました。

SPC合成桁橋の試験結果(FEM解析)

【解析目標】

応力伝播状態を把握し局所的な応力集中や許容値を上回る応力が発生しないことを確認する。また、セグメント桁とすることでブロックの接合部(圧着部)も重要な意味をもつことから、別途詳細な解析を行う。

【確認項目】

  • 活荷重載荷時の桁断面内における圧縮域の応力状態
  • 内蔵された鋼材に対しての応力集中状態
  • 圧着面(接合部)におけるせん断応力状態
  • せん断面周辺のコンクリート応力状態

中央部10mを実橋と同様に再現し、その他の部分については等価剛性、等価質量をもつソリッド要素とする。
(左図:解析モデル)

解析物性一覧表

  γ(kN/m³) E(kN/m²) ν
コンクリート 24.5 33,000,000 0.2
スチール 77.0 210,000,000 0.3
PC鋼材 - 210,000,000 -

設計計算と解析値の比較

  桁上縁応力 桁上縁応力
設計値 14.025 4.021
解析値 15.492 8.493
許容値 0.000<σ<16.000

【試験結果】

設計計算よりも若干大きめの値を示したものの、許容値を外れるような個所はない。

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SPC合成桁橋の試験結果(実橋計測)

【測定方法】

  • 製作の段階から桁内にひずみゲージを図のように配置する
  • ひずみゲージに対して温度による修正をする
  • 緊張時計測の前後40時間を1時間おきに自動計測とする
  • テストピースを1週間ごとに4週間まで静弾性係数試験を行い、得られたヤング率を反映させる
計測器設置位置図
計測器設置位置図
下端設置状況
下端設置状況
上端設置状況
上端設置状況

断面位置と計器番号のグラフ

  端点からの距離 設計計算値 実験計測値 現場緊張管理から
得られた値
上縁 No1 5.19 -2.225 -1.795 -2.609
No2 11.88 -6.941 -4.832 -6.907
No3 19.76 -6.7728 -6.337 -6.618
No4 25.90 -6.158 -6.152 -6.057
下縁 No5 5.19 -12.559 -13.748 -12.979
No6 11.88 -13.428 -13.462 -14.457
No7 19.76 -11.499 -12.004 -12.637
No8 25.90 -13.182 -15.983 -14.267

※(-)の値が圧縮側

【試験結果】

No2(上端)の応力値では、計測値が若干小さいが、その他の部分については設計計算、計測値及び緊張管理値ともにほぼ一致している。

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SPC合成桁橋の施工事例

桁高支間比1/27の実現 【跡ヶ瀬大橋】

跡ヶ瀬大橋
道路規格 第3種4級
設計速度 20km/h
道路幅員 3.25+3.25+2.0=8.50m
荷 重 A活荷重
橋 長 52.100m
桁 長 51.900m
支間長 50.900m
構造形式 SPC合成橋梁(外ケーブル方式)
架設方式 エレクションガ-ダー
PC鋼材 SCストランド
定着体 KTB定着具

ごみ燃料化処理施設への搬入路として施工され、2002年7月5日に完成しました。 桁高は河川の水位の影響で2m以下とし、また合流部のため橋脚の設置が不適当で あり、52.1mを1スパンで架設する必要がありました。このような条件をクリアし、コスト的な問題や 施工性にも優れた、SPC合成桁橋が採用されました。

施工事例

跡ヶ瀬大橋
跡ヶ瀬大橋
・SPC合成桁橋
・SCストランド

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