延長床版の設計方法
【課題】延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図る。
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は延長床版の設計方法に関するものであり、特に、コンクリート舗装版としての強度にて構成するようにした延長床版の設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋桁の温度変化による伸縮を吸収するために、橋桁と橋台との間に伸縮装置を設けている。伸縮装置が橋桁と橋台との隙間にあるため、車両が通過する際にショックが発生して乗員に不快感を与えるとともに、騒音及び振動の発生による環境悪化が問題となる。
【０００３】
この不具合を解消するために、本願出願人は、土工部側にプレキャストコンクリート製の底版を配置し、該底版の一端部を橋台に受けさせるとともに、該底版の上に橋梁側から土工部側へ延設されるプレキャストコンクリート製の延長床版を配置し、土工部側に伸縮装置を設けた工法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０８４２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明は、橋梁床版を延長して伸縮装置を土工部側へ移設したことにより、通過車両からの衝撃が緩和されて振動や騒音の発生を低減することができる。該延長床版の構造は橋梁床版を延長するという考えに基づき、橋梁床版の強度にて構成されている。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で、コンクリートの厚さや配筋もそれに耐えうるように設計される。延長床版の下面には底版及び地盤が存在して延長床版を支持しているにも拘らず、延長床版が橋梁床版としての強度にて設計されるため、必要以上の強度を備えた構成となり、コストアップの要因となっている。
【０００５】
そこで、延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、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を提供する。
【０００７】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【０００８】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【０００９】
また、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とする延長床版の設計方法を提供する。
【００１０】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【００１１】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【００１２】
また、上記コンクリート版に発生する軸力Ｎを算定する延長床版の設計方法を提供する。
【００１３】
上記構成によれば、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設計し、延長床版を構成している個々のプレキャスト製コンクリート版の幅や厚さなどの寸法、及び、鉄筋の種類や設置本数などの配筋は、コンクリート舗装版と同じ設計にて構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記構成にて延長床版をコンクリート舗装版としての強度にて設計するので、従来の橋梁床版としての設計と比較して、部材断面を薄く構成することができ、配筋も簡素化することができるため、延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る延長床版の設計方法について、好適な実施例をあげて説明する。延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図るという目的を、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設計することにより実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１は橋梁部付近に施工された延長床版の断面図であり、橋梁部１０を形成している橋桁１１は支承１２を介して橋台１３に載置され、橋桁１１の上に橋梁床版１４が配置されている。土工部１５は締め固めた盛土１６の上に底版１７を配置し、該底版１７の一端部を橋台１３の上面まで延設して緩衝ゴム１８を介してアンカーボルト１９にて固定する。該底版１７には所々にグラウト注入孔２０が設けられ、ジャッキなどによって底版１７の高さ調整を行った後に、このグラウト注入孔２０からグラウト材を注入して盛土１６との隙間へ充填する。
【００１７】
底版１７の上には延長床版２１が配置され、該延長床版２１の橋梁部１０側の一端部は緩衝ゴム２２を介して前記橋梁床版１４の上面に載置されている。そして、該延長床版２１の一端部に埋設されているヒンジ構造（本実施例ではメナーゼヒンジ）２３の突出部分に現場打ちコンクリート２４を打設して、延長床版２１と橋梁床版１４とが一体的に接続される。該延長床版２１の他端部はコッター式継手２６を介して着脱式床版２７の一端部に接続されている。該着脱式床版２７には伸縮装置２８が設けられ、該着脱式床版２７の他端部側はアンカーボルト２９で前記底版１７に固定されている。そして、前記延長床版２１の上面には橋梁部１０から連続的に舗装面３０が施工されている。
【００１８】
前記底板１７及び延長床版２１は、それぞれ複数のプレキャスト鉄筋コンクリート版を
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。
【００１９】
次に、前記延長床版２１の設計方法について説明する。図２は延長床版の設計方法のフローチャートであり、先ず準備作業として設計条件を整理し、キックアップ量による延長床版の長さを決定する。
【００２０】
底版の検討に関しては、先ず踏掛版として或いは滑面形成を目的とした版としての検討により、底版の厚さ、基本配筋を決定する。構造部材としての検討は、壁高欄車両衝突時の検討及びコッター配置間隔を検討する。プレキャスト製コンクリート版吊込時等施工時の検討としては、リフトアップ時の検討を行う。そして、底版固定用アンカーを検討する。
【００２１】
延長床版、着脱式床版の検討に関しては、本発明では延長床版の設計を橋梁床版ではなくコンクリート舗装版として検討して基本配筋を決定する。構造部材としての検討としては、遊間部での応力検討及び壁高欄車両衝突時の検討、コッター配置間隔を検討する。そして、底版と同様にプレキャスト製コンクリート版吊込時等施工時の検討を行う。着脱式床版の固定側アンカーボルトの検討としては、アンカーボルト及びインサートの検討を行う。
【００２２】
橋梁接合部の検討に関しては、ヒンジ構造の一例としてメナーゼヒンジを使用するものとし、遊間の検討、メナーゼ部の検討、地震時の検討などが必要である。
§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。
【００２３】
【表１】
【００２４】
（３）諸物理定数
鉄筋コンクリートの諸物理定数の一例を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】
鉄筋のヤング係数は、Ｅs＝2.0×105(N/mm2)
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。
【００２７】
4.2死荷重
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。
【００２８】
【表３】
【００２９】
（５）許容応力度
各使用材料の許容応力度の一例を表４に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】
許容応力度の割増し係数の一例を表５に示す。
【００３２】
【表５】
【００３３】
（６）前提条件
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。
【００３４】
橋梁の伸縮量の値の一例を表６に示す。
【００３５】
【表６】
【００３６】
上記値により、延長床版に設置する伸縮装置は、橋軸方向±100.6mmの伸縮量に対応する伸縮装置とする。
「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。
【００３７】
【表７】
【００３８】
（７）構造細目
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。
【００３９】
(1)最小全厚 160mm以上
(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。
【００４０】
7.2最小鉄筋量
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。
【００４１】
鉄筋コンクリート構造に配置する軸方向引張主鉄筋の断面積は次式により決定する。
【００４２】
Ａst≧0.005ｂw・ｄ
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。
【００４３】
Ａst≧0.01ｂw・ｄ
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。
【００４４】
【表８】
【００４５】
7.4鉄筋のあき
鉄筋のあきは下記の条件をすべて満たすものとする。
【００４６】
(1)40mm以上（プレキャスト部材では20mm以上）
(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。
【００４７】
Ｌa＝(σsa・φ)/(4τ0a)
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。
【００４８】
7.6主鉄筋の配置
主鉄筋は、直径13mm以上の鉄筋とする。
【００４９】
主鉄筋は、２段以下に配置する。
【００５０】
7.7用心鉄筋の配置
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。
【００５１】
用心鉄筋は、直径13mm以上とし、300mm以下の間隔で配置する。
【００５２】
打継目付近には、新旧コンクリート間の温度差、乾燥収縮等により生じる引張応力に対して用心鉄筋を配置する。
§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。
【００５３】
コンクリート舗装版には、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とがあり、双方の応力を合成（合算）して合成応力σcを算定し、断面力Ｍに換算した後に、コンクリート構造物の応力度（断面力が作用した際にコンクリート及び鉄筋等の要素毎に作用している単位面積あたりの力）を検討する。
【００５４】
輪荷重により発生する応力とは、外部荷重（自動車や航空機等の輪荷重）によってコンクリート内部に発生する応力であり、図４に示すように、輪荷重がコンクリート版に載荷されたとき、コンクリート版の内部に発生する応力は、上面には圧縮力が発生し、下面には引張力が発生する。
【００５５】
一方、温度変化により発生する応力とは、そり拘束応力が他の応力に対して卓越しているため、主にそり拘束応力ことをいい、外気温が変化することにより、コンクリート版の上面と下面とに温度差ができ、コンクリート版が反り返ろうとするのを自重が阻害するため、コンクリート版の内部に発生する応力のことをいう。
【００５６】
図５に示すように、外気温が下降したとき、コンクリート版の上面の温度が下降して上面が収縮しようとする。このとき、コンクリート版の内部に発生する応力は、上面には圧縮力が発生し、下面には引張力が発生する。
【００５７】
舗装設計指針には、コンクリート版を設計する場合に必要な路盤の支持力係数は、直径30cmの載荷版での平板載荷試験値Ｋ30が2MPa/cmとされている。本発明では、延長床版下面には底版があるため、必要な路盤支持力係数を確保されているものとして計算する。また、コンクリート版の設計には直径75cmの載荷版での平板載荷試験値Ｋ75が必要であるため、平板載荷試験値Ｋ30をＫ75に変換すると以下の値となる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
本発明では、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を断面力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。
（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。
【００６０】
中央部載荷時（イ）と最外縁部載荷時（ロ）は、剛比半径ｒ、タイヤ接地半径ａ、衝撃輪荷重Ｐi、コンクリート目地形状によって決まる係数Ｃ等にて算出する。継手近傍部載荷時（ハ）は、最外縁部載荷時（ロ）の公式で算出した応力σeに、継手形状によって決まる低減係数αを掛けて算出する。
【００６１】
「剛比半径ｒ」は、輪荷重が載荷された際の影響範囲内でコンクリート版と路盤の剛性比によって決まり、通常交通荷重は複数輪付いているが単輪に変換（等価単車輪への変換）し、影響範囲も実際の複数輪に近くなるように修正したものである。
【００６２】
「衝撃輪荷重Ｐｉ」は、車両が通過する際の衝撃も考慮した後輪荷重である。
【００６３】
「係数Ｃ」は、最外縁部載荷時の応力σeを算出する際に使用する係数で、コンクリート舗装の最外縁部に継手が入っていない場合は2.12の値を使用し、継手が入っている場合は1.59の値を使用する。
【００６４】
「低減係数α」は、継手近傍部載荷時の応力σcoを算出する際に使用する係数で、継手の強度や信頼性によって決まってくる。延長床版で使用するコッター式継手の場合は0.6の値を使用する。
【００６５】
（イ）中央部載荷時の発生応力
中央部載荷時の発生応力は次式で検討する。
【００６６】
【数２】
【００６７】
ここに、
【００６８】
【数３】
【００６９】
従って、
【００７０】
【数４】
【００７１】
（ロ）最外縁部載荷時の発生応力
最外縁部載荷時の発生応力は次式で検討する。
【００７２】
【数５】
【００７３】
（ハ）継手近傍部の発生応力
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。
【００７４】
【数６】
【００７５】
1.2そり拘束による発生応力
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。
【００７６】
ここで、コンクリート版の上下面の温度差θ′は15℃としている。これは、温度差の小さい地域（気温の日振幅が14℃をほとんど超えない地域）では、版厚200mmのコンクリート版における上下面の温度差が15℃を超えることは起こりえないと、舗装設計施工指針に明記されているためである。
【００７７】
そり拘束係数Ｃwは、目地間隔及び温度差の正負によって決まる係数である。
【００７８】
1.2.1温度上昇時
（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。
【００７９】
【数７】
【００８０】
（ロ）最外縁部のそり拘束応力
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８１】
【数８】
【００８２】
（ハ）継手近傍部におけるそり拘束応力
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８３】
【数９】
【００８４】
1.2.2温度下降時
（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。
【００８５】
【数１０】
【００８６】
（ロ）最外縁部のそり拘束応力
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８７】
【数１１】
【００８８】
（ハ）継手近傍部におけるそり拘束応力
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８９】
【数１２】
【００９０】
1.3合成応力度σc
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。
【００９１】
【表９】
【００９２】
例えば、温度上昇時の版中央部では輪荷重による応力（活荷重応力）が、数２に示すように、σi=3.291N/mm2であり、そり拘束応力が、数５に示すように、σti=2.080N/mm2であるので、合成応力σcは5.371N/mm2となる。また、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し、例えば、縁部では輪荷重による応力（活荷重応力）が、数３に示すように、σe=5.491N/mm2であるので、合成応力σcは5.491N/mm2となる。
（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。
【００９３】
コンクリート版の検討断面は、厚さ200mm、単位幅1000mmとする。したがって、断面係数Ｚは次式で表される。
【００９４】
【数１３】
【００９５】
温度上昇時の版中央部における断面力Ｍi+、継手近傍における断面力Ｍco+、縁部にお
ける断面力Ｍe+は次式で検討する。
【００９６】
【数１４】
【００９７】
温度下降時の版中央部における断面力Ｍi-、継手近傍における断面力Ｍco-、縁部における断面力Ｍe-は次式で検討する。
【００９８】
【数１５】
【００９９】
軸力Ｎは、橋梁の温度変化による伸縮時に発生する圧縮力及び引張力で、延長床版が押し引きされるときに発生し、次式で算定される値となる。なお、摩擦係数μは、安全を考慮して1.0とする。そして、橋梁の伸び時は軸力が圧縮方向に作用して断面計算上有利となるため、安全を考慮して、圧縮時に関しては軸力Ｎを考慮しないものとする。
【０１００】
【数１６】
【０１０１】
コンクリート版の基本配筋は、図８に示すように、版厚200mmのコンクリート版の上面から60mmの位置と140mmの位置に、鋼種D1、直径19mmの鉄筋を1m当たり10本配置するものとする。
【０１０２】
温度上昇時及び温度下降時のそれぞれについて、版中央部、継手近傍、縁部における発生応力度の検討結果の一例を表１０及び図９乃至図１４に示す。
【０１０３】
「圧縮側コンクリート圧縮応力σc 」：断面力を掛けたときに圧縮側コンクリートに発生する圧縮応力である。
【０１０４】
「引張側鉄筋引張応力σs 」：断面力を掛けたときに引張側鉄筋に発生する引張応力である。
【０１０５】
「圧縮側鉄筋圧縮応力σs'」：断面力を掛けたときに圧縮側鉄筋に発生する圧縮応力である。
【０１０６】
「許容圧縮応力度σca 」：コンクリート強度によって決められている許容応力設計法でのコンクリート圧縮応力の限界値である。
【０１０７】
「許容引張応力度σsa 」：鉄筋材質によって決められている許容応力設計法での鉄筋
引張応力の限界値である。
【０１０８】
「中立軸Ｘ」：Ｈ断面での重心位置である。
【０１０９】
「ヤング係数比ｎ」：ヤング係数は材料の剛度を表すもので、ヤング係数比ｎはコンクリートのヤング係数と鉄筋のヤング係数との比率である。
【０１１０】
なお、鉄筋の説明欄では、前述したように、版厚200mmのコンクリート版の上面から60mmの位置と140mmの位置に、鋼種D1、直径19mmの鉄筋を1m当たり10本配置すると記載してある。
【０１１１】
【表１０】
【０１１２】
以上の結果、基本配筋で許容応力度を満足することができた。
（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。
【０１１３】
Ａs1=Ａs(D19)×20本=286.5×20=5730mm2
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。
【０１１４】
Ａs2=Ａs(D19)×10本=286.5×10=2865mm2
Ａsmin2=0.01・bw・d=0.01×1000mm×160=1600mm2 ＜ Ａs2 ⇒ ＯＫ
【０１１５】
なお、本実施例で表した各数値は一例であり、本発明の精神を逸脱しない限り、該数値を改変して他の数値を使用することもでき、そして、本発明がこの改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】橋梁部付近に施工された延長床版の断面図。
【図２】延長床版の設計方法のフローチャート。
【図３】活荷重を説明する図で、（ａ）は図中左右方向に橋軸方向を示し（ｂ）図中左右方向に橋軸直角方向を示す図。
【図４】輪荷重により発生する応力を示す解説図。
【図５】温度変化により発生する応力を示す解説図。
【図６】コンクリート版に輪荷重を載荷する箇所を示す解説図。
【図７】全断面有効としたときの応力分布図。
【図８】コンクリート版の基本配筋を示す解説図。
【図９】温度上昇時の版中央部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１０】温度上昇時の継手近傍における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１１】温度上昇時の縁部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１２】温度下降時の版中央部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１３】温度下降時の継手近傍における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１４】温度下降時の縁部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ 橋梁部
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は延長床版の設計方法に関するものであり、特に、コンクリート舗装版としての強度にて構成するようにした延長床版の設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋桁の温度変化による伸縮を吸収するために、橋桁と橋台との間に伸縮装置を設けている。伸縮装置が橋桁と橋台との隙間にあるため、車両が通過する際にショックが発生して乗員に不快感を与えるとともに、騒音及び振動の発生による環境悪化が問題となる。
【０００３】
この不具合を解消するために、本願出願人は、土工部側にプレキャストコンクリート製の底版を配置し、該底版の一端部を橋台に受けさせるとともに、該底版の上に橋梁側から土工部側へ延設されるプレキャストコンクリート製の延長床版を配置し、土工部側に伸縮装置を設けた工法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０８４２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の発明は、橋梁床版を延長して伸縮装置を土工部側へ移設したことにより、通過車両からの衝撃が緩和されて振動や騒音の発生を低減することができる。該延長床版の構造は橋梁床版を延長するという考えに基づき、橋梁床版の強度にて構成されている。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で、コンクリートの厚さや配筋もそれに耐えうるように設計される。延長床版の下面には底版及び地盤が存在して延長床版を支持しているにも拘らず、延長床版が橋梁床版としての強度にて設計されるため、必要以上の強度を備えた構成となり、コストアップの要因となっている。
【０００５】
そこで、延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、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を提供する。
【０００７】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【０００８】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【０００９】
また、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とする延長床版の設計方法を提供する。
【００１０】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【００１１】
また、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延長床版の設計方法を提供する。
【００１２】
また、上記コンクリート版に発生する軸力Ｎを算定する延長床版の設計方法を提供する。
【００１３】
上記構成によれば、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設計し、延長床版を構成している個々のプレキャスト製コンクリート版の幅や厚さなどの寸法、及び、鉄筋の種類や設置本数などの配筋は、コンクリート舗装版と同じ設計にて構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記構成にて延長床版をコンクリート舗装版としての強度にて設計するので、従来の橋梁床版としての設計と比較して、部材断面を薄く構成することができ、配筋も簡素化することができるため、延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る延長床版の設計方法について、好適な実施例をあげて説明する。延長床版の設計に際して、必要な強度を備えつつコストダウンを図るという目的を、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設計することにより実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１は橋梁部付近に施工された延長床版の断面図であり、橋梁部１０を形成している橋桁１１は支承１２を介して橋台１３に載置され、橋桁１１の上に橋梁床版１４が配置されている。土工部１５は締め固めた盛土１６の上に底版１７を配置し、該底版１７の一端部を橋台１３の上面まで延設して緩衝ゴム１８を介してアンカーボルト１９にて固定する。該底版１７には所々にグラウト注入孔２０が設けられ、ジャッキなどによって底版１７の高さ調整を行った後に、このグラウト注入孔２０からグラウト材を注入して盛土１６との隙間へ充填する。
【００１７】
底版１７の上には延長床版２１が配置され、該延長床版２１の橋梁部１０側の一端部は緩衝ゴム２２を介して前記橋梁床版１４の上面に載置されている。そして、該延長床版２１の一端部に埋設されているヒンジ構造（本実施例ではメナーゼヒンジ）２３の突出部分に現場打ちコンクリート２４を打設して、延長床版２１と橋梁床版１４とが一体的に接続される。該延長床版２１の他端部はコッター式継手２６を介して着脱式床版２７の一端部に接続されている。該着脱式床版２７には伸縮装置２８が設けられ、該着脱式床版２７の他端部側はアンカーボルト２９で前記底版１７に固定されている。そして、前記延長床版２１の上面には橋梁部１０から連続的に舗装面３０が施工されている。
【００１８】
前記底板１７及び延長床版２１は、それぞれ複数のプレキャスト鉄筋コンクリート版を
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。
【００１９】
次に、前記延長床版２１の設計方法について説明する。図２は延長床版の設計方法のフローチャートであり、先ず準備作業として設計条件を整理し、キックアップ量による延長床版の長さを決定する。
【００２０】
底版の検討に関しては、先ず踏掛版として或いは滑面形成を目的とした版としての検討により、底版の厚さ、基本配筋を決定する。構造部材としての検討は、壁高欄車両衝突時の検討及びコッター配置間隔を検討する。プレキャスト製コンクリート版吊込時等施工時の検討としては、リフトアップ時の検討を行う。そして、底版固定用アンカーを検討する。
【００２１】
延長床版、着脱式床版の検討に関しては、本発明では延長床版の設計を橋梁床版ではなくコンクリート舗装版として検討して基本配筋を決定する。構造部材としての検討としては、遊間部での応力検討及び壁高欄車両衝突時の検討、コッター配置間隔を検討する。そして、底版と同様にプレキャスト製コンクリート版吊込時等施工時の検討を行う。着脱式床版の固定側アンカーボルトの検討としては、アンカーボルト及びインサートの検討を行う。
【００２２】
橋梁接合部の検討に関しては、ヒンジ構造の一例としてメナーゼヒンジを使用するものとし、遊間の検討、メナーゼ部の検討、地震時の検討などが必要である。
§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。
【００２３】
【表１】
【００２４】
（３）諸物理定数
鉄筋コンクリートの諸物理定数の一例を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】
鉄筋のヤング係数は、Ｅs＝2.0×105(N/mm2)
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。
【００２７】
4.2死荷重
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。
【００２８】
【表３】
【００２９】
（５）許容応力度
各使用材料の許容応力度の一例を表４に示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】
許容応力度の割増し係数の一例を表５に示す。
【００３２】
【表５】
【００３３】
（６）前提条件
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。
【００３４】
橋梁の伸縮量の値の一例を表６に示す。
【００３５】
【表６】
【００３６】
上記値により、延長床版に設置する伸縮装置は、橋軸方向±100.6mmの伸縮量に対応する伸縮装置とする。
「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。
【００３７】
【表７】
【００３８】
（７）構造細目
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。
【００３９】
(1)最小全厚 160mm以上
(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。
【００４０】
7.2最小鉄筋量
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。
【００４１】
鉄筋コンクリート構造に配置する軸方向引張主鉄筋の断面積は次式により決定する。
【００４２】
Ａst≧0.005ｂw・ｄ
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。
【００４３】
Ａst≧0.01ｂw・ｄ
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。
【００４４】
【表８】
【００４５】
7.4鉄筋のあき
鉄筋のあきは下記の条件をすべて満たすものとする。
【００４６】
(1)40mm以上（プレキャスト部材では20mm以上）
(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。
【００４７】
Ｌa＝(σsa・φ)/(4τ0a)
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。
【００４８】
7.6主鉄筋の配置
主鉄筋は、直径13mm以上の鉄筋とする。
【００４９】
主鉄筋は、２段以下に配置する。
【００５０】
7.7用心鉄筋の配置
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。
【００５１】
用心鉄筋は、直径13mm以上とし、300mm以下の間隔で配置する。
【００５２】
打継目付近には、新旧コンクリート間の温度差、乾燥収縮等により生じる引張応力に対して用心鉄筋を配置する。
§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。
【００５３】
コンクリート舗装版には、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とがあり、双方の応力を合成（合算）して合成応力σcを算定し、断面力Ｍに換算した後に、コンクリート構造物の応力度（断面力が作用した際にコンクリート及び鉄筋等の要素毎に作用している単位面積あたりの力）を検討する。
【００５４】
輪荷重により発生する応力とは、外部荷重（自動車や航空機等の輪荷重）によってコンクリート内部に発生する応力であり、図４に示すように、輪荷重がコンクリート版に載荷されたとき、コンクリート版の内部に発生する応力は、上面には圧縮力が発生し、下面には引張力が発生する。
【００５５】
一方、温度変化により発生する応力とは、そり拘束応力が他の応力に対して卓越しているため、主にそり拘束応力ことをいい、外気温が変化することにより、コンクリート版の上面と下面とに温度差ができ、コンクリート版が反り返ろうとするのを自重が阻害するため、コンクリート版の内部に発生する応力のことをいう。
【００５６】
図５に示すように、外気温が下降したとき、コンクリート版の上面の温度が下降して上面が収縮しようとする。このとき、コンクリート版の内部に発生する応力は、上面には圧縮力が発生し、下面には引張力が発生する。
【００５７】
舗装設計指針には、コンクリート版を設計する場合に必要な路盤の支持力係数は、直径30cmの載荷版での平板載荷試験値Ｋ30が2MPa/cmとされている。本発明では、延長床版下面には底版があるため、必要な路盤支持力係数を確保されているものとして計算する。また、コンクリート版の設計には直径75cmの載荷版での平板載荷試験値Ｋ75が必要であるため、平板載荷試験値Ｋ30をＫ75に変換すると以下の値となる。
【００５８】
【数１】
【００５９】
本発明では、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を断面力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。
（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。
【００６０】
中央部載荷時（イ）と最外縁部載荷時（ロ）は、剛比半径ｒ、タイヤ接地半径ａ、衝撃輪荷重Ｐi、コンクリート目地形状によって決まる係数Ｃ等にて算出する。継手近傍部載荷時（ハ）は、最外縁部載荷時（ロ）の公式で算出した応力σeに、継手形状によって決まる低減係数αを掛けて算出する。
【００６１】
「剛比半径ｒ」は、輪荷重が載荷された際の影響範囲内でコンクリート版と路盤の剛性比によって決まり、通常交通荷重は複数輪付いているが単輪に変換（等価単車輪への変換）し、影響範囲も実際の複数輪に近くなるように修正したものである。
【００６２】
「衝撃輪荷重Ｐｉ」は、車両が通過する際の衝撃も考慮した後輪荷重である。
【００６３】
「係数Ｃ」は、最外縁部載荷時の応力σeを算出する際に使用する係数で、コンクリート舗装の最外縁部に継手が入っていない場合は2.12の値を使用し、継手が入っている場合は1.59の値を使用する。
【００６４】
「低減係数α」は、継手近傍部載荷時の応力σcoを算出する際に使用する係数で、継手の強度や信頼性によって決まってくる。延長床版で使用するコッター式継手の場合は0.6の値を使用する。
【００６５】
（イ）中央部載荷時の発生応力
中央部載荷時の発生応力は次式で検討する。
【００６６】
【数２】
【００６７】
ここに、
【００６８】
【数３】
【００６９】
従って、
【００７０】
【数４】
【００７１】
（ロ）最外縁部載荷時の発生応力
最外縁部載荷時の発生応力は次式で検討する。
【００７２】
【数５】
【００７３】
（ハ）継手近傍部の発生応力
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。
【００７４】
【数６】
【００７５】
1.2そり拘束による発生応力
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。
【００７６】
ここで、コンクリート版の上下面の温度差θ′は15℃としている。これは、温度差の小さい地域（気温の日振幅が14℃をほとんど超えない地域）では、版厚200mmのコンクリート版における上下面の温度差が15℃を超えることは起こりえないと、舗装設計施工指針に明記されているためである。
【００７７】
そり拘束係数Ｃwは、目地間隔及び温度差の正負によって決まる係数である。
【００７８】
1.2.1温度上昇時
（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。
【００７９】
【数７】
【００８０】
（ロ）最外縁部のそり拘束応力
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８１】
【数８】
【００８２】
（ハ）継手近傍部におけるそり拘束応力
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８３】
【数９】
【００８４】
1.2.2温度下降時
（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。
【００８５】
【数１０】
【００８６】
（ロ）最外縁部のそり拘束応力
最外縁部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８７】
【数１１】
【００８８】
（ハ）継手近傍部におけるそり拘束応力
継手近傍部におけるそり拘束応力は次式で検討する。
【００８９】
【数１２】
【００９０】
1.3合成応力度σc
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。
【００９１】
【表９】
【００９２】
例えば、温度上昇時の版中央部では輪荷重による応力（活荷重応力）が、数２に示すように、σi=3.291N/mm2であり、そり拘束応力が、数５に示すように、σti=2.080N/mm2であるので、合成応力σcは5.371N/mm2となる。また、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し、例えば、縁部では輪荷重による応力（活荷重応力）が、数３に示すように、σe=5.491N/mm2であるので、合成応力σcは5.491N/mm2となる。
（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。
【００９３】
コンクリート版の検討断面は、厚さ200mm、単位幅1000mmとする。したがって、断面係数Ｚは次式で表される。
【００９４】
【数１３】
【００９５】
温度上昇時の版中央部における断面力Ｍi+、継手近傍における断面力Ｍco+、縁部にお
ける断面力Ｍe+は次式で検討する。
【００９６】
【数１４】
【００９７】
温度下降時の版中央部における断面力Ｍi-、継手近傍における断面力Ｍco-、縁部における断面力Ｍe-は次式で検討する。
【００９８】
【数１５】
【００９９】
軸力Ｎは、橋梁の温度変化による伸縮時に発生する圧縮力及び引張力で、延長床版が押し引きされるときに発生し、次式で算定される値となる。なお、摩擦係数μは、安全を考慮して1.0とする。そして、橋梁の伸び時は軸力が圧縮方向に作用して断面計算上有利となるため、安全を考慮して、圧縮時に関しては軸力Ｎを考慮しないものとする。
【０１００】
【数１６】
【０１０１】
コンクリート版の基本配筋は、図８に示すように、版厚200mmのコンクリート版の上面から60mmの位置と140mmの位置に、鋼種D1、直径19mmの鉄筋を1m当たり10本配置するものとする。
【０１０２】
温度上昇時及び温度下降時のそれぞれについて、版中央部、継手近傍、縁部における発生応力度の検討結果の一例を表１０及び図９乃至図１４に示す。
【０１０３】
「圧縮側コンクリート圧縮応力σc 」：断面力を掛けたときに圧縮側コンクリートに発生する圧縮応力である。
【０１０４】
「引張側鉄筋引張応力σs 」：断面力を掛けたときに引張側鉄筋に発生する引張応力である。
【０１０５】
「圧縮側鉄筋圧縮応力σs'」：断面力を掛けたときに圧縮側鉄筋に発生する圧縮応力である。
【０１０６】
「許容圧縮応力度σca 」：コンクリート強度によって決められている許容応力設計法でのコンクリート圧縮応力の限界値である。
【０１０７】
「許容引張応力度σsa 」：鉄筋材質によって決められている許容応力設計法での鉄筋
引張応力の限界値である。
【０１０８】
「中立軸Ｘ」：Ｈ断面での重心位置である。
【０１０９】
「ヤング係数比ｎ」：ヤング係数は材料の剛度を表すもので、ヤング係数比ｎはコンクリートのヤング係数と鉄筋のヤング係数との比率である。
【０１１０】
なお、鉄筋の説明欄では、前述したように、版厚200mmのコンクリート版の上面から60mmの位置と140mmの位置に、鋼種D1、直径19mmの鉄筋を1m当たり10本配置すると記載してある。
【０１１１】
【表１０】
【０１１２】
以上の結果、基本配筋で許容応力度を満足することができた。
（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。
【０１１３】
Ａs1=Ａs(D19)×20本=286.5×20=5730mm2
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。
【０１１４】
Ａs2=Ａs(D19)×10本=286.5×10=2865mm2
Ａsmin2=0.01・bw・d=0.01×1000mm×160=1600mm2 ＜ Ａs2 ⇒ ＯＫ
【０１１５】
なお、本実施例で表した各数値は一例であり、本発明の精神を逸脱しない限り、該数値を改変して他の数値を使用することもでき、そして、本発明がこの改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】橋梁部付近に施工された延長床版の断面図。
【図２】延長床版の設計方法のフローチャート。
【図３】活荷重を説明する図で、（ａ）は図中左右方向に橋軸方向を示し（ｂ）図中左右方向に橋軸直角方向を示す図。
【図４】輪荷重により発生する応力を示す解説図。
【図５】温度変化により発生する応力を示す解説図。
【図６】コンクリート版に輪荷重を載荷する箇所を示す解説図。
【図７】全断面有効としたときの応力分布図。
【図８】コンクリート版の基本配筋を示す解説図。
【図９】温度上昇時の版中央部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１０】温度上昇時の継手近傍における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１１】温度上昇時の縁部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１２】温度下降時の版中央部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１３】温度下降時の継手近傍における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【図１４】温度下降時の縁部における発生応力度の検討結果を示す解説図。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ 橋梁部
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３０７４７２（Ｐ２００６−３０７４７２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２９０８４（Ｐ２００５−１２９０８４）
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（５９２１７９０６７）株式会社ガイアートＴ・Ｋ (25)
【出願人】（０００２３００１０）ジオスター株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（５９２１７９０６７）株式会社ガイアートＴ・Ｋ (25)
【出願人】（０００２３００１０）ジオスター株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
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