開発

鉄道用ＦＲＰ壁高欄の実験的検討

Experimental 鉄道用FRP壁高欄の実験的検討
consideration of a FRP wall balustrade for railroads

Experimental consideration of a FRP wall balustrade for railroads

久 保
圭 吾＊1
研 二＊2
永 見
Kenji NAGAMI ＊2
Keigo KUBO
久 保 圭 吾＊1
永 見 研 二＊3
石 原
彰 子
Shoko ISHIHARA＊3
石 原 彰 子Keigo KUBO
Kenji NAGAMI
Shoko ISHIHARA
要 旨
鉄道用の壁高欄はコンクリート製が多く用いられているが，高架橋における耐震性向上の観点から軽量化が望まれてい要旨る．また，塩害や凍害などによるコンクリート片のはく落も懸念されている．このような背景の下，軽量で耐食性に優れ鉄道用の壁高欄はコンクリート製が多く用いられているが、高架橋における耐震性向上の観点から軽量化が望まれている。

るガラス繊維強化プラスチックを用いた鉄道用壁高欄を考案した．本研究では，高さ違いによる壁高欄タイプと防風柵タ
また、塩害や凍害などによるコンクリート片のはく落も懸念されていることから、軽量で耐食性に優れるガラス繊維強化プラ
イプの実物大供試体を用いた静的耐荷力実験を実施した．この結果，いずれも実用上，十分な耐荷力を有していることがスチックを用いた鉄道用壁高欄を考案した。本研究では、高さが異なる壁高欄タイプと防風柵タイプの実物大供試体を用いた確認できた．
静的耐荷力実験を実施した。この結果、いずれも実用上、十分な耐荷力を有していることが確認できた。
キーワード：壁高欄，FRP，耐荷性能
キーワード：壁高欄，FRP，耐荷性能構造としている．ここでは，FRP 壁高欄の耐荷性状を確構造としている。ここでは、FRP壁高欄の耐荷性状を確認するために実施した載荷試験結果について報告する．
認するために実施した載荷試験結果について報告する。

1. はじめに

1．はじめに鉄道用の壁高欄は、場所打ちコンクリート、プレキャ
鉄道用の壁高欄は，場所打ちコンクリート，プレキャ
ストコンクリート、コンクリートブロックなどが多く用
ストコンクリート，コンクリートブロックなどが多く用いられているが、高架橋に用いる場合、死荷重が大きくいられているが，高架橋に用いる場合，死荷重が大きく
耐震性の観点から軽量化が望まれている。また、鉄筋コ
耐震性の観点から軽量化が望まれている．また，鉄筋コ

2.

構造概要

2．構造概要FRP壁高欄の概要図を図－2に示す。FRP壁高欄は、
壁高欄の概要図を図－２に示す．FRP 壁高欄は，
FRP

ンクリートは、塩害や凍害などの環境作用により、ひび
ンクリートは，塩害や凍害などの環境作用により，ひびフランジ付きリブを有するπ型断面のFRP引抜成形材のフランジ付きリブを有する
π 型断面の FRP 引抜成形材の割れや内部鉄筋の腐食などが生じ，コンクリート片のは割れや内部鉄筋の腐食などが生じ、コンクリート片のはリブに鋼製アングルをHTB で取り付け，このアングルをリブに鋼製アングルを高力ボルト（HTB）で取り付け、く落による第３者被害も懸念される．
く落による第3者被害も懸念される。

地覆コンクリートにアンカーボルトで固定している．ここのアングルを地覆コンクリートにアンカーボルトで固このような背景の下，重量が鋼材の1/4～1/3 程度と軽このような背景の下、重量が鋼材の1/4～1/3程度と軽量かつ耐食性に優れ，道路橋の合成床版や検査路，歩道
量かつ耐食性に優れ、道路橋の合成床版や検査路、歩道
1)
が増橋などの橋梁構造物の構造部材として適用事例
橋などの橋梁構造物の構造部材として適用事例1）が増加
加
ラス
ス繊
繊維
維強
強化
化プ
（ Glass fiber
しし
てて
いい
るるガガラ
プラ
ラス
スチ
チッ
ック
ク（Glass
fiber
reinforced
FRP 壁高欄を考
reinforced plastics：以下，FRP）を用いた
plastics：以下、FRP）を用いたFRP壁高欄を考案した．このFRP 壁高欄は，図－１に示す床版用の FRP案した。このFRP壁高欄は、図－1に示す床版用のFRP

引抜成形材を壁高欄本体として用い，基部の鋼製アング
引抜成形材を壁高欄本体として用い、基部の鋼製アング
ルを床版にアンカーボルトで固定することで，自立する
ルを床版にアンカーボルトで固定することで、自立する

図－1

図－１
＊1

FRP材の断面形状*1技術本部技術開発部技術開発グループ担当リーダー
技術本部技術開発部技術開発グループ担当リーダー*2営業本部橋梁営業部橋梁・開発営業第1グループサブリーダー
営業本部橋梁・開発営業第１グループサブリーダー

＊2

図－2

図－２

ＦＲＰ材の断面形状＊3

FRP壁高欄の概要

ＦＲＰ壁高欄の概要

技術本部設計部設計第2グループ主任*3 技術本部設計部設計第２グループ主任

5定している。このアングル材とFRPリブは、FRP検査路のアングル材とFRPのアングル材と
FRP
リブは，
FRP
検査路のブラケット基のアングル材とFRP
FRPリブは，
リブは，
FRP検査路のブラケット基
検査路のブラケット基
2）2)2)のある高力ボルト摩擦接のブラケット基部構造で実績
2)のある高力ボルト摩擦接合とした．
のある高力ボルト摩擦接合とした．
部構造で実績
部構造で実績
部構造で実績 のある高力ボルト摩擦接合とした．
合とした。
隣接する
FRP
壁高欄との間は，
FRP
引抜成形材の片側
隣接する
FRP
隣接するFRP
FRP壁高欄との間は，壁高欄との間は，
FRP引抜成形材の片側
引抜成形材の片側隣接するFRP壁高欄との間は、FRP引抜成形材の片側に設けているラップ部を重ね合わせることで，隙間が生に設けているラップ部を重ね合わせることで，隙間が生に設けているラップ部を重ね合わせることで，隙間が生に設けているラップ部を重ね合わせることで、隙間が生じないようにしている．
じないようにしている．
じないようにしている．
また，壁高欄には，図－３に示す防風柵を兼用したタ
じないようにしている。
また，壁高欄には，図－３に示す防風柵を兼用したタ
また，壁高欄には，図－３に示す防風柵を兼用したタイプも想定される．この場合，風荷重による基部の曲げまた、壁高欄には、図－3に示す防風柵を兼用した高イプも想定される．この場合，風荷重による基部の曲げイプも想定される．この場合，風荷重による基部の曲げモーメントが大きくなることから，アンカーボルトの本モーメントが大きくなることから，アンカーボルトの本さが高いタイプも想定される。この場合、風荷重によるモーメントが大きくなることから，アンカーボルトの本ことから、治具により供試体を水平方向に設置し、鉛直方向に載荷した．防風柵実験の状況を図－６に示す．
方向に載荷した．防風柵実験の状況を図－６に示す．
方向に載荷した．防風柵実験の状況を図－６に示す．
方向に載荷した。防風柵実験の状況を図－6に示す。
載荷は，壁高欄実験では，供試体の頂部（基部から載荷は，壁高欄実験では，供試体の頂部（基部から載荷は，壁高欄実験では，供試体の頂部（基部から載荷は、壁高欄実験では、供試体の頂部（基部から1,100mm）を載荷位置とし，リブ本に均等に載荷でき
1,100mm）を載荷位置とし，リブ
1,100mm）を載荷位置とし，リブ 222 本に均等に載荷でき本に均等に載荷でき

1,100mm）を載荷位置とし、リブ2本に均等に載荷できるるように供試体幅より広い鋼製の載荷板（1000×75mm）
るように供試体幅より広い鋼製の載荷板（1000×75mm）
るように供試体幅より広い鋼製の載荷板（1000×75mm）
ように供試体幅より広い鋼製の載荷板（1000×75mm）をを介して破壊に至るまで荷重を漸増させた．このときのを介して破壊に至るまで荷重を漸増させた．このときのを介して破壊に至るまで荷重を漸増させた．このときの22）による介して破壊に至るまで荷重を漸増させた。このときの耐力
耐力評価の基準としては，風荷重（3．0kN/m
耐力評価の基準としては，風荷重（3．0kN/m）による耐力評価の基準としては，風荷重（3．0kN/m2）による
2
基部の曲げモーメント（1.3kN･m）と等価な曲げモーメ）による基部の曲評価の基準としては、風荷重（3.0kN/m
基部の曲げモーメント（1.3kN･m）と等価な曲げモーメ
基部の曲げモーメント（1.3kN･m）と等価な曲げモーメ

数を増やして対応することとした．
数を増やして対応することとした．
基部の曲げモーメントが大きくなることから、アンカー
数を増やして対応することとした．

ボルトの本数を増やして対応した。

耐荷力実験
3.3.
3. 耐荷力実験
耐荷力実験

3．耐荷力実験

FRP
壁高欄の耐荷性能を確認するため，実物大供試体
FRP
FRP壁高欄の耐荷性能を確認するため，実物大供試体
壁高欄の耐荷性能を確認するため，実物大供試体
FRP壁高欄の耐荷性能を確認するため、実物大供試体を製作し，静的耐荷力実験を行った．本検討では，風荷を製作し，静的耐荷力実験を行った．本検討では，風荷を製作し，静的耐荷力実験を行った．本検討では，風荷を製作し、静的耐荷力実験を行った。本検討では、風荷重に対する高欄基部の耐荷性能に着目して，風荷重が前重に対する高欄基部の耐荷性能に着目して，風荷重が前重に対する高欄基部の耐荷性能に着目して，風荷重が前重に対する高欄基部の耐荷性能に着目して、風荷重が前面（リブ側），後面（平板側）それぞれの方向から作用す
面（リブ側），後面（平板側）それぞれの方向から作用す
面（リブ側），後面（平板側）それぞれの方向から作用す
面（リブ側）、後面（平板側）それぞれの方向から作用ることを想定した実験を実施した．
ることを想定した実験を実施した．
ることを想定した実験を実施した．
することを想定した。

図－４
壁高欄実験（後面載荷）の概要
図－4壁高欄実験（後面載荷）の概要
壁高欄実験（後面載荷）の概要
図－４図－４
壁高欄実験（後面載荷）の概要(1)実験概要(1)実験概要(1)実験概要
壁高欄実験の概要を図－４に，防風柵実験の概要を図（1）実験概要
壁高欄実験の概要を図－４に，防風柵実験の概要を図
壁高欄実験の概要を図－４に，防風柵実験の概要を図－５に示す．実験は，水平方向に載荷することが困難な
壁高欄実験の概要を図－4に、防風柵実験の概要を図－５に示す．実験は，水平方向に載荷することが困難な－５に示す．実験は，水平方向に載荷することが困難なことから，治具により試験体を水平方向に設置し，鉛直－5に示す。実験は、水平方向に載荷することが困難なことから，治具により試験体を水平方向に設置し，鉛直ことから，治具により試験体を水平方向に設置し，鉛直

図－５
防風柵実験（後面載荷）の概要
図－5防風柵実験（後面載荷）の概要
防風柵実験（後面載荷）の概要
図－５
防風柵実験（後面載荷）の概要
図－５図－３ 防風柵の概要
防風柵の概要図－３図－３防風柵の概要図－3 防風柵の概要

6図－６
防風柵実験（前面載荷）の状況
図－６ 防風柵実験（前面載荷）の状況
防風柵実験（前面載荷）の状況
図－６
図－6 防風柵実験（前面載荷）の状況

宮地技報

No.33

ントとなる載荷荷重（1.18kN）を本実験における設計荷ントとなる載荷荷重（1.18kN）を本実験における設計荷げモーメント（1.3kN・m）と等価な曲げモーメントとなる
重とした．
重とした．

載荷荷重（1.18kN）を本実験における設計荷重とした。
一方，防風柵実験では，試験機の都合上，頂部に載荷
一方，防風柵実験では，試験機の都合上，頂部に載荷
一方、防風柵実験では、試験機の都合上、頂部に載荷できないため，基部から1,400mmできないため，基部から1,400mm の位置に載荷板（1000の位置に載荷板（1000できないため、基部から1,400mmの位置に載荷板（1000××75mm）を介して破壊に至るまで荷重を漸増させた．
×75mm）を介して破壊に至るまで荷重を漸増させた．
75mm）を介して破壊に至るまで荷重を漸増させた。この
このときの耐力評価の基準としては，風荷重による基部
このときの耐力評価の基準としては，風荷重による基部の曲げモーメント（4.97kN･m）と等価な曲げモーメントときの耐力評価の基準としては、風荷重による基部の曲の曲げモーメント（4.97kN･m）と等価な曲げモーメントとなる載荷荷重（3.55kN）を本実験における設計荷重とげモーメント（4.97kN・m）と等価な曲げモーメントとなとなる載荷荷重（3.55kN）を本実験における設計荷重とした．
る載荷荷重（3.55kN）を本実験における設計荷重とした。
した．
なお，いずれの実験においても，風荷重が前面，後面
なお、いずれの実験においても、風荷重が前面、後面
なお，いずれの実験においても，風荷重が前面，後面それぞれの方向からの作用を考慮して，リブが上側のケ
それぞれの方向からの作用を考慮して、リブが上側のケ
それぞれの方向からの作用を考慮して，リブが上側のケース（後面載荷）と，平板が上側のケース（前面載荷）ース（後面載荷）と，平板が上側のケース（前面載荷）ース（後面載荷）と、平板が上側のケース（前面載荷）の実験を行った．
の実験を行った．
の実験を行った。
表−1 ＦＲＰ材の材料特性
FRP材の材料特性表－１表－１
ＦＲＰ材の材料特性(2)使用材料(2)使用材料
供試体に使用した（2）使用材料
供試体に使用した FRP
FRP 成形材は，成形材は，ガラス基材としてコ
ガラス基材としてコンティニュアスストランドマットおよびガラスロービン
供試体に使用したFRP成形材は、ガラス基材としてコンティニュアスストランドマットおよびガラスロービン
グを，引抜成形用樹脂として不飽和ポリエステル樹脂をンティニュアスストランドマットおよびガラスロービン
グを，引抜成形用樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を使用したものである．JIS
グを、引抜成形用樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を使用したものである．JIS K
K 7054（ガラス繊維強化プラ
7054（ガラス繊維強化プラ
スチックの引張試験方法）およびJIS
スチックの引張試験方法）および
JIS K
K 7056（ガラス繊
7056（ガラス繊使用したものである。JISK 7054（ガラス繊維強化プラ
維強化プラスチックの圧縮試験方法）に準拠して実施し維強化プラスチックの圧縮試験方法）に準拠して実施しスチックの引張試験方法）およびJIS
K 7056（ガラス繊た材料試験により得られた
た材料試験により得られた FRP
FRP 成形材の基本的な材料
成形材の基本的な材料
維強化プラスチックの圧縮試験方法）に準拠して実施し特性値は，表－１のとおりであった．
特性値は，表－１のとおりであった．
た材料試験により得られたFRP成形材の基本的な材料特FRP
FRP 壁高欄の基部のアングル材は
壁高欄の基部のアングル材は SS400
SS400 材に溶融亜鉛
材に溶融亜鉛性値は、表－1のとおりであった。
メッキを施しており，メッキ
HTB(F8T)を使用した摩擦メッキを施しており，メッキ
HTB(F8T)を使用した摩擦
FRP壁高欄の基部のアングル材はSS400材に溶融亜鉛接合とした．なお，摩擦面はFRP接合とした．なお，摩擦面は FRP 材，メッキ材ともに目材，メッキ材ともに目メッキを施しており、メッキHTB（F8T）を使用した摩粗し等の表面処理は行っていない．
粗し等の表面処理は行っていない．
擦接合とした。なお、摩擦面はFRP材、メッキ材ともに目粗し等の表面処理は行っていない。

4.
4. 結果および考察
結果および考察4．結果および考察(1)壁高欄載荷実験(1)壁高欄載荷実験
壁高欄載荷実験における荷重と鉛直変位の関係を図－
壁高欄載荷実験における荷重と鉛直変位の関係を図－（1）壁高欄載荷実験
７に示す．鉛直変位の計測点は，図－４に示す載荷位置７に示す．鉛直変位の計測点は，図－４に示す載荷位置
壁高欄載荷実験における荷重と鉛直変位の関係を図－であり，リブ部とリブ間の３点を計測した．実験では，であり，リブ部とリブ間の３点を計測した．実験では，7に示す。鉛直変位の計測点は、図－4に示す載荷位置
前面載荷，後面載荷供試体ともに，載荷直後から荷重の前面載荷，後面載荷供試体ともに，載荷直後から荷重のであり、リブ部とリブ間の3点を計測した。実験では、

図－７
図−7 荷重と鉛直変位の関係
荷重と鉛直変位の関係
図－７
荷重と鉛直変位の関係

増加とともに変位が線形的に増加していき，荷重増加とともに変位が線形的に増加していき，荷重 8kN
8kN をを前面載荷、後面載荷供試体ともに、載荷直後から荷重の超えた辺りで変位が大きくなる傾向が見られ，約超えた辺りで変位が大きくなる傾向が見られ，約 11kN
11kN
増加とともに変位が線形的に増加し、荷重8kNを超えたで変形が大きくなりすぎ，載荷装置の制御が困難となっで変形が大きくなりすぎ，載荷装置の制御が困難となっ辺りで変位が大きくなる傾向が見られ、約11kNで変形たことから，載荷を終了した．このときの初期変位増加たことから，載荷を終了した．このときの初期変位増加が大きくなりすぎ、載荷装置の制御が困難となったこと
傾向が，FRP
傾向が，FRP の剛性を考慮して求めた計算値の傾きと比の剛性を考慮して求めた計算値の傾きと比から、載荷を終了した。このときの初期変位増加傾向
べ大きく，図－８，図－９の状況から摩擦接合部に滑り
べ大きく，図－８，図－９の状況から摩擦接合部に滑りが、FRPの剛性を考慮して求めた計算値の傾きと比べ大はなく，基部のアングルが大きく変形していることからはなく，基部のアングルが大きく変形していることから
きく、図－8、図－9の状況から摩擦接合部に滑りはな判断して，鋼製アングル材のみ変形していることがわか判断して，鋼製アングル材のみ変形していることがわかく、基部のアングルが大きく変形していることから判断った．なお，図－１０に示すように後面載荷供試体も鋼った．なお，図－１０に示すように後面載荷供試体も鋼して、鋼製アングル材のみ変形していることがわかっ
製アングルの変形状況は同様であり，いずれの供試体も製アングルの変形状況は同様であり，いずれの供試体もた。なお、図－10に示すように後面載荷供試体も鋼製

アングルの変形状況は同様であり、いずれの供試体も図－９
図－９ 実験終了時の取付金具の変形（前面載荷）
実験終了時の取付金具の変形（前面載荷）図−8 実験時の状況（前面載荷）図－８図－８ 実験時の状況（前面載荷）
実験時の状況（前面載荷）

鉄道用FRP壁高欄の実験的検討

図−9

実験終了時の取付金具の変形（前面載荷）

78kN を超えた辺りで変形が大きくなっているのは，鋼製
8kNを超えた辺りで変形が大きくなり、鋼製アングルが8kNを超えた辺りで変形が大きくなっているのは，鋼製アングルが降伏したためと考えられる．しかしながら，降伏したと考えられる。しかしながら、平板上、リブ上
アングルが降伏したためと考えられる．しかしながら，平板上，リブ上ともに鋼製アングル材が降伏した荷重でともに鋼製アングル材が降伏した荷重（8kN）でも設計
平板上，リブ上ともに鋼製アングル材が降伏した荷重でも設計荷重の約 7 倍であることから，風荷重に対して十荷重の約7倍であることから、風荷重に対して十分な耐も設計荷重の約7 倍であることから，風荷重に対して十分な耐荷力を有していることが確認できた．なお，鋼製
荷力を有していることが確認できた。なお、鋼製アング
分な耐荷力を有していることが確認できた．なお，鋼製
アングルを，変形しない構造に改善することで，さらなルを、変形しない構造に改善すれば、さらなる耐荷力のアングルを，変形しない構造に改善することで，さらなる耐荷力の向上が見込めると考えられる．
向上が見込めると考えられる。
る耐荷力の向上が見込めると考えられる．
図－１１に，FRP 材基部の平板の水平方向のひずみ分部のみを鋼製アングルで接続しているため，断面積が大干小さくなる傾向が見られる。これは、リブのWEB部部のみを鋼製アングルで接続しているため，断面積が大きいフランジで応力分担されることで，フランジのひずのみを鋼製アングルで接続している影響であり、断面積
きいフランジで応力分担されることで，フランジのひずみが小さくなるためである．
が大きいフランジが応力分担することで、ひずみが小さ
みが小さくなるためである．

くなると考えられる。

図－11に、FRP材基部の平板の水平方向ひずみ分布を
図－１１に，FRP 材基部の平板の水平方向のひずみ分布を示す．これより，前面載荷，後面載荷ともに，リブ布を示す．これより，前面載荷，後面載荷ともに，リブ示す。これより、前面載荷、後面載荷ともに、リブのの WEB 部のみを鋼製アングルで接続していることから，のWEB 部のみを鋼製アングルで接続していることから，WEB部のみを鋼製アングルで接続していることから、リブ位置でのひずみが大きく，リブ間のひずみが小さい
リブ位置でのひずみが大きく，リブ間のひずみが小さい
リブ位置でのひずみが大きく、リブ間のひずみが小さい
傾向が確認できる．
傾向が確認できる．
傾向が確認できる。
図－１２に，FRP 材基部におけるリブ WEB 部の水平
図－１２に，FRP 材基部におけるリブ WEB 部の水平
図－12に、FRP材基部におけるリブWEB部の水平方
方向のひずみ分布を示す．これより，前面載荷，後面載
方向のひずみ分布を示す．これより，前面載荷，後面載向のひずみ分布を示す。これより、前面載荷、後面載荷荷ともに，設計荷重の 3 倍まで連結板位置のひずみが大荷ともに，設計荷重の 3 倍まで連結板位置のひずみが大ともに、設計荷重の3倍まで連結板位置のひずみが大き
きく，リブフランジ部と平板部のひずみが，これらよりきく，リブフランジ部と平板部のひずみが，これらよりく、リブフランジ部と平板部のひずみが、これらより若若干小さくなる傾向が見られる．これは，リブの WEB
若干小さくなる傾向が見られる．これは，リブの WEB

図−10実験終了時の取付金具の変形（後面載荷）実験終了時の取付金具の変形（後面載荷）
図－１０
図－１０ 実験終了時の取付金具の変形（後面載荷）

後面載荷（平板上）
後面載荷（平板上）
後面載荷（平板上）

前面載荷（リブ上）
前面載荷（リブ上）
前面載荷（リブ上）

後面載荷（平板上）
後面載荷（平板上）
後面載荷（平板上）8

図－１１
基部の平板ひずみ分布
図11 基部の平板ひずみ分布
図－１１ 基部の平板ひずみ分布

図－１２ 基部のリブひずみ分布
図－１２
基部のリブひずみ分布
図−12 基部のリブひずみ分布

前面載荷（リブ上）
前面載荷（リブ上）
前面載荷（リブ上）

宮地技報

No.33

2）防風柵載荷実験(2)防風柵載荷実験
防風柵載荷実験における荷重と鉛直変位の関係を図－
防風柵載荷実験における荷重と鉛直変位の関係を図－13に示す。鉛直変位の計測点は、図－5に示す載荷位置１３に示す．鉛直変位の計測点は，図－４に示す載荷位とし、リブ部の2点を計測した。実験では、前面載荷、置であり，リブ部の２点を計測した．実験では，前面載後面載荷供試体ともに、載荷直後から荷重の増加ととも
荷，後面載荷供試体ともに，載荷直後から荷重の増加とに変位が線形的に増加していくが、初期の変位増加傾向
ともに変位が線形的に増加していくが，初期の変位増加

は、FRPの剛性を考慮して求めた計算値の傾きと比べ、傾向は，FRP の剛性を考慮して求めた計算値の傾きと比大きくなっている。これは、図－15の取付金具の変形状
べ，大きくなっており，図－１５の取付金具の変形状況
況から見ても、壁高欄載荷試験と同様、基部のアングルから見ても，壁高欄載荷試験と同様，基部のアングルのの変 形 が 影 響し て いると考 えられ る。そ の 後、 荷10kN
重
変形が影響していると考えられる．その後，荷重10kNを超えると線形性が崩れ、変位が大きくなる傾向
を超えると線形性が崩れ，変位が大きくなる傾向が見らが見られ、ここで鋼製アングルが降伏したと考えられる。
れるが，これは鋼製アングルが降伏したためと考えられさらに載荷を継続すると、平板上載荷では、約12kN
る．
で図－16に示すように平板とリブの境界面でFRPが基部
さらに載荷を継続すると，平板上載荷では，約 12kN
側から破断した。これは、リブのWEBが添接板で拘束で図－１６に示すように平板とリブの境界面で FRP がされていることから、載荷時の水平せん断力と曲げモー基部側から破断した．これは，リブの WEB が添接板でメントによる鉛直方向の引張力により、強度の小さいパ拘束されていることから，載荷時の水平せん断力と曲げ
ネル幅方向に破断したと考えられる。一方、後面載荷供モーメントによる境界部に作用する鉛直方向の引張力に試体での破断荷重が、約15kNと前面載荷供試体より大より，強度の小さいパネル幅方向に破断したと考えられきいのは、曲げモーメントによる境界部に作用する鉛直る．一方，後面載荷供試体での破断荷重が，約 15kN と力が圧縮となるためと考えられ、図－17の破断時のひ前面載荷供試体より大きいのは，曲げモーメントによるび割れ幅が小さいことからも説明できる。
境界部に作用する鉛直力が圧縮となるためと考えられ，
なお、前面載荷、後面載荷ともに鋼製アングル材が降
図－１７の破断時のひび割れ幅が小さいことからも推定
伏した荷重（約10kN）でも設計荷重の約3倍であり、風荷
できる．

図－１３
荷重と鉛直変位の関係
図−13 荷重と鉛直変位の関係

重に対して十分な耐荷力を有していることが確認できた。
なお，前面載荷，後面載荷ともに鋼製アングル材が降伏した荷重（約 10kN）でも設計荷重の約 3 倍であり，風荷重に対して十分な耐荷力を有していることが確認でき

図－１４
図−14

実験時の状況（リブ上）
実験時の状況（リブ上）

図−16

図－１６

平板上載荷の実験終了時のFRP破断状況

平板上載荷の実験終了時の FRP 破断状況

（平板上）
（平板上）

（リブ上）

（リブ上）
図−15 実験終了時の取付金具の変形
図－１５ 実験終了時の取付金具の変形

図−17

図－１７
鉄道用FRP壁高欄の実験的検討

リブ上載荷の実験終了時のFRP破断状況

リブ上載荷の実験終了時の FRP 破断状況

9

平板上（後面載荷）
平板上（後面載荷）
平板上（後面載荷）

リブ上（前面載荷）
リブ上（前面載荷）
リブ上（前面載荷）図－１８基部の平板ひずみ分布
図－１８
図−18 基部の平板ひずみ分布
基部の平板ひずみ分布

平板上（後面載荷）
平板上（後面載荷）
平板上（後面載荷）

リブ上（前面載荷）
リブ上（前面載荷）
リブ上（前面載荷）図－１９図−19 基部のリブひずみ分布
基部のリブひずみ分布
図－１９
基部のリブひずみ分布
た．
た．
図－18に、FRP材基部の平板の水平方向ひずみ分布を
図－１８に，FRP
図－１８に，FRP 材基部の平板の水平方向のひずみ分
材基部の平板の水平方向のひずみ分示す。これより、前面載荷、後面載荷ともに、リブの布を示す．これより，前面載荷，後面載荷ともに，リブ布を示す．これより，前面載荷，後面載荷ともに，リブ
WEB部のみを鋼製アングルで接続していることから、のの WEB
WEB 部のみを鋼製アングルで接続していることから，部のみを鋼製アングルで接続していることから，
リブ位置でのひずみが大きく、リブ間のひずみが小さい
リブ位置でのひずみが大きく，リブ間のひずみが小さい
リブ位置でのひずみが大きく，リブ間のひずみが小さい
傾向が確認できる。なお、後面載荷供試体の破壊時のリ傾向が確認できる．なお，後面載荷供試体の破壊時のリ傾向が確認できる．なお，後面載荷供試体の破壊時のリ験と同様の理由と考えられ，後面載荷の験と同様の理由と考えられ，後面載荷の L
L 側リブの破壊
側リブの破壊重時のひずみが小さくなっているのは、ひび割れが生じ
荷重時のひずみが小さくなっているのは，ひび割れが生
荷重時のひずみが小さくなっているのは，ひび割れが生ているためである。
じているためである．
じているためである．

5.
5. まとめまとめ

5．まとめ

きく，リブフランジ部と平板部のひずみが，これらよりきく，リブフランジ部と平板部のひずみが，これらよりく、リブフランジ部と平板部のひずみが、これらより若若干小さくなる傾向が見られる．これは，壁高欄載荷試
若干小さくなる傾向が見られる．これは，壁高欄載荷試
干小さくなる傾向が見られる。これは、壁高欄載荷試験

本研究では，FRP
壁高欄について，静的耐荷力実験に
本研究では，FRP
壁高欄について，静的耐荷力実験に
本研究では、FRP壁高欄について、静的耐荷力実験に
より耐荷性能を確認した．得られた知見を以下にまとめ
より耐荷性能を確認した．得られた知見を以下にまとめ
より耐荷性能を確認した。得られた知見を以下にまとめる．
る．
る。
高欄基部に着目した載荷実験の結果，壁高欄で設計荷高欄基部に着目した載荷実験の結果，壁高欄で設計荷高欄基部に着目した載荷実験の結果、壁高欄で設計荷重の約77 倍，防風柵で約重の約倍，防風柵で約 33 倍の耐荷力を有することが確
倍の耐荷力を有することが確
重の約7倍、防風柵で約3倍の耐荷力を有することが確認
認できた．
認できた．
できた。
壁高欄，
防風柵に用いる基部の鋼製アングル材は，壁高欄，
防風柵に用いる基部の鋼製アングル材は，FRP
FRP
壁高欄、防風柵に用いる基部の鋼製アングル材は、との接合面での滑りは生じておらず，今回の応力レベルとの接合面での滑りは生じておらず，今回の応力レベル
FRPとの接合面での滑りは生じておらず、今回の応力レ
では摩擦接合として機能することが確認できた．
では摩擦接合として機能することが確認できた．
ベルでは摩擦接合として機能することが確認できた。
壁高欄の基部を鋼製アングル材とした場合，アングル
壁高欄の基部を鋼製アングル材とした場合，アングル
壁高欄の基部を鋼製アングル材とした場合、アングル材の降伏荷重で耐荷力が決まるため，変形しないような材の降伏荷重で耐荷力が決まるため，変形しないような材の降伏荷重で耐荷力が決まるため、変形しないようなと同様の理由と考えられ、後面載荷のL側リブの破壊荷構造改善を行うことで、耐荷力が向上すると考えられる。

ブLのひずみが小さくなっているのは、平板とリブの境ブLブ
L のひずみが小さくなっているのは，平板とリブの境のひずみが小さくなっているのは，平板とリブの境界部が破断した影響と考えられる。一方、前面載荷供試
界部が破断した影響と考えられる．一方，前面載荷供試
界部が破断した影響と考えられる．一方，前面載荷供試
体では，ひび割れが生じているにも関わらず，破壊荷重
体では、ひび割れが生じているにも関わらず、破壊荷重
体では，ひび割れが生じているにも関わらず，破壊荷重のリブ部ひずみが小さくなっていないのは，平板側に圧のリブ部ひずみが小さくなっていない。これは、平板側のリブ部ひずみが小さくなっていないのは，平板側に圧縮力が作用するため，ひび割れが生じても応力伝達が可に圧縮力が作用するため、ひび割れが生じても応力伝達
縮力が作用するため，ひび割れが生じても応力伝達が可能となるためと考えられる．
が可能となるためと考えられる。
能となるためと考えられる．
図－１９に，FRP
材基部におけるリブ
図－19に、FRP材基部におけるリブWEB部の水平方
図－１９に，FRP
材基部におけるリブ WEB
WEB 部の水平部の水平方向のひずみ分布を示す．これより，前面載荷，後面載向のひずみ分布を示す。これより、前面載荷、後面載荷方向のひずみ分布を示す．これより，前面載荷，後面載荷ともに，設計荷重の倍まで連結板位置のひずみが大ともに、設計荷重の3倍まで連結板位置のひずみが大き荷ともに，設計荷重の33 倍まで連結板位置のひずみが大

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宮地技報

No.33

参考文献
1）久 保圭吾：土木構造物へのFRP材料の適用事例，土木学会第7回FRP 複合構造・橋梁に関するシンポジ
ウム，pp.51-60,2018.
2）久保圭吾，永見研二，山口浩平，日野伸一，稲葉尚文，青木卓也：道路橋検査路用FRP製ブラケットの静的耐荷性能と試験施工，土木学会第4回FRP 複合構造・橋梁に関するシンポジウム，pp.115-122,2012.
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2020.6.15

受付

グラビア写真説明

高速横浜環状北西線青葉地区上部・橋脚（その2）工事
横浜北西線は、2017年3月に開通した横浜北線と直結する路線として、東名高速道路と第三京浜道路を結ぶ、延長
約7.1kmの自動車専用道路です。2020年3月に横浜北西線が開通した事により、横浜北線と一体となり、東名高速道路から横浜港までが直結され、横浜市北西部と横浜都心・湾岸エリアとの連絡強化等が図られます。
本工事は、東名高速道路の横浜青葉インターチェンジと第三京浜道路の港北インターチェンジを結ぶ高速横浜環状北西線のうち、北西線と東名高速道路をつなぐ連結路の鋼製橋脚（15基）および上部工（新設5橋、拡幅1橋）の工事です。
施行は、当社とエム・エム

ブリッジ（株）他3社共同企業体で行っております。

なお、本工事は首都高速道路（株）より2019年度優秀工事表彰を受けました。

（野村

洋）

高速1号羽田線（東品川桟橋・鮫洲埋立部）更新工事
本工事は、建設から55年以上が経過した首都高速1号羽田線のうち、構造物の高齢化が進行しており、京浜運河上に位置するため過酷な腐食環境に置かれている東品川桟橋部、鮫洲埋立部の首都高速道路を更新する工事です。
この区間は1日あたり約7万台の交通量があり、首都高速道路や周辺の一般道路への交通影響を極力低減するために長期通行止めを行わないことを前提とし、う回路による交通の切り回しを行いながら段階的に施工を行っています。
現場は既設高速道路と東京モノレールおよび京浜運河の護岸に囲まれており非常に狭隘な中、床板や壁高欄などにプレキャスト（PCa）部材を積極的に採用することで現場での作業量を減らし、高速施工を実現しました。
Ⅰ期線（上り線）の工事が完了し、2020年6月に羽田線（下り）の交通を更新線（暫定）に切り替えました。2025
年度の工事完成に向けて安全第一で工事を進めております。

（前山

裕人）

中部横断法洗沢川橋上部工事
本工事は、静岡県静岡市を起点とし長野県小諸市に至る延長約132kmの中部横断自動車道のうち、身延山ICと下部温泉ICの区間に架設する、橋長86mの鋼上路式単純非合成トラス橋です。本工事区間は、急峻な山岳地帯で桁の直下が砂防指定地域であり桟橋設置が出来ない等の理由から、架設はケーブルエレクション直吊り工法が採用されました。
当初はジブクレーンによる施工が採用されておりましたが、安全性や工程の短縮・狭隘なヤード特性などを考慮し、ケーブルエレクションに追加接続が可能なティルティング鉄塔を利用するケーブルクレーン設備の架設に変更しました。本工事では、特殊な施工方法を活用することで、急峻な山岳地帯における作業ヤードの問題点を解決し、無事故・無災害にて竣工することが出来ました。

（前山

裕人）

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鉄道用FRP壁高欄の実験的検討

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