技報

第 2 号 (2004 年)

コルティー工法（低桁高タイプ）の開発

１． はじめに

技術本部

土木技術第一部

加藤卓也

技術本部

土木技術第一部

鈴木宣政

技術本部

開発技術部

大浦 隆

圧縮力導入用 PC 鋼材

桁下空間に余裕がない橋梁を計画する際，桁高を低く抑える必要が補強材ある．例えば河川橋梁の場合，桁下補強材と波形鋼板の高さは計画高水流に応じて計画

波形鋼板ウェブ

高水位に一定の余裕高を加算したもの以上としなければならない．また，
ポストテンション鋼材

立体交差橋あるいは市街地の連続プレテンション鋼材

高架橋の場合，交差する道路や鉄道の建築限界から桁下の余裕高をポストテンション鋼材

波形鋼板ウェブ定めなければならない．その他にも

図-1 構造概要図

桁高の連続性を考慮するなど景観

本工法は，前述の従来工法より自重の低減，コスト縮減を可能上の理由より，桁高を低く抑えた橋梁を計画したい場合もある．にするものである．施工法は，波形鋼板の上側に補強材(溝形鋼

通常のプレストレストコンクリート（PC）桁橋の桁高を低くする場等)を溶接し，それを利用しコンクリートに引張応力を作用させる

合には，部材厚や PC 鋼材量を増す等の方法によりコンクリート点に大きな特徴がある．本稿では，試設計結果と併せて本工法

応力が制限値を満足するように設計する．しかしながら，桁高支の概要と，実橋へ適用するにあたって，実際の応力性状や耐荷間比が 1/25 以下となるような著しい桁高制限を受ける場合には，性能を確認するために行った，実桁の 1/2 の試験桁を用いた実桁上縁コンクリートに制限値を越える圧縮応力が生じるため，通証試験結果について報告する．

常の PC 桁橋ではさらなる桁高の低減は望めない．
現在，桁高を低く抑えることを可能としたコンクリート橋梁には，２．構造概要バイプレストレッシング工法，プレビーム工法とがある．そしてこれ
ら低桁高橋梁の市場は，平成 13 年，14 年と共に年間約 100 億

本構造の概要を図-1 に示す．また，本構造の特徴は以下の通りである．

円程度の実績がある．今回開発した標記コルティー工法(低桁高1)主桁は波形鋼板ウエブを用いた T 桁である．

タイプ)は，この市場にピーエス三菱のオリジナル製品を導入する

2)プレテンション工法とポストテンション工法を併用して主桁を事を目的として開発した，新たな橋梁の工法である．

製作する．

STEP1・プレテンション部材の製作（上フランジコンクリートなし）

補強材（溝形鋼）

3)波形鋼板の上縁に溶接した補強材（溝形鋼等）を利用し波形鋼板て，桁上縁コンクリートに引張
プレテンション鋼材

STEP2・両端部桁の施工
・圧縮力導入用PC鋼材の緊張・補強材に圧縮力を導入

補強材緊張定着位置

補強材緊張定着位置
圧縮力導入PC鋼材

プレストレスを導入する．
4)桁高は支間の 1/30 程度まで低くすることが可能である．
5)有効な適用支間は 25m〜40m である．
6)波 形 鋼 板 の 使 用 によ り，STEP3
・支間中央部に仮支点を設置
・上フランジコンクリートの打設・強度発現後に仮支点を撤去
・ポストテンション鋼材１次緊張（緊張力約1/2）

上部工重量を低減できる．
主桁の施工ステップを図-2 に仮支点STEP4・支点移動
・ポストテンション鋼材2次緊張・圧縮力導入用PC鋼材の緊張力解放→ 桁上縁に引張プレストレスを導入示す．
ポストテンション鋼材

図-3 は，引張プレストレス導入の機構について示したものである．
試設計では，支間 35m，主図-２ 主桁の施工ステップ

技報

第 2 号 (2004 年)

補強材部ＰＣ鋼材緊張時のひずみ図
PC 鋼材緊張時のひずみ分布(1) 補強材に圧縮力導入＋圧縮

PC 鋼材緊張補強材部ＰＣ鋼材緊張解放時のひずみ図
PC 鋼材緊張力解放時のひずみ分布(2) 緊張力解放−
補強材の圧縮力が解放されコンクリートに引張力が作用

引張図-3 引張プレストレス導入方法

写真-１ 破壊状況（全景）桁の設計基準強度 50N/mm2，B 活荷重の条件において，桁高荷重と支間中央鉛直変位の関係を図-5 に示す．図-5 には各設1.15m とした桁高支間比が 1/30 が可能となった．

計耐力も併せて示している．設計値は，道路橋示方書・同解説

３．実証試験
(1)試験項目

た，ひび割れ発生荷重の計算におけるコンクリートの縁引張応力（III コンクリート橋編）に従い，施工段階を考慮して算出した．ま度は，コンクリート標準示方書［構造性能照査編］の曲げひび割

本構造の応力性状や耐荷性能を確認するために，以下の試験

れ強度算定式より求めた縁引張応力度とした．結果は，図-5 にを行った．

示すように，設計値と実験値で良く一致した．鉄筋降伏耐力およ

1)引張プレストレス導入試験

び終局耐力では，設計値は実験値の 82%，89%であり，十分安2)施工時計測全側の設計となることが示された．

3)曲げ載荷試験(2)引張プレストレス導入試験
300

本試験は，波形鋼板上縁の補強材に導入した圧縮力を解放することにより生じる断面の応力分布を確認するために行った．

250補強材圧縮力解放直後の支間中央断面における応力分布を図-4 に示す．図-4 から，断面の応力状態はほぼ設計値通りの応力終局時（設計値：P = 202.4kN)

200
荷重(kN)分布となっていることがわかり，補強材を用いた引張プレストレス導入方法が有効な方法であることが確認できた．

鉄筋降伏
P = 149.3kN
δ= 156.0mm

150
鉄筋材降伏時（設計値：P = 122.4kN)

600
設計値
実測値

100

500
400

200

ひび割れ発生P = 75.0kN
δ= 40.1mm

ひび割れ発生時（設計値：P = 78.7kN)

50

高さ(mm)

300

上縁圧壊開始P = 216.3kN
δ= 516.2mm
上縁圧壊
P = 204.2kN
δ= 525.4mm

最大荷重
P = 228.3kN
δ= 481.2mm

00

100

200

300
400
変位(mm)

500

600

700

1000-5.0-4.0-3.0-2.0-1.0
応力度(N/mm2)

0.01.0

図-4 支間中央の応力分布(3)施工時計測
本構造の主桁は，図-2 に示したように通常の PC 桁に比べ複

図-5 荷重−変位関係

４．まとめ
コルティー工法(低桁高タイプ)の実用化に向けて実施した試設計，および，実証試験結果について以下にまとめる．
(1)プレストレス導入および解放による応力分布については、設計値と実測値が良く一致した．従って、上床版コンクリートへ引張雑な工程で製作される．そのため主桁完成時において所定の応応力を導入する機構の有効性が実証できた．

力性状を示すことを確認する必要がある．そこで，図-2 の施工ス(2)施工時のひずみ計測から，主桁にはほぼ設計通りの応力がテップに従い主桁を製作し，主要施工段階における主桁断面の導入されることが確認された．

ひずみ分布を計測した．その結果，設計で想定する応力性状を(3)曲げ破壊耐力は設計耐力を 20%程度上回り，また，ひび割確認することができた．

れが発生するまでのたわみは弾性解析値とよく一致した．

(4)曲げ載荷試験(4)鋼コンクリートの接合部は，上床版コンクリートの圧壊に至る供試体は，前述の施工時計測で製作したものを用い，桁高支までその機能を損なうような損傷を示さず健全であることを確認で間比が 1/30 となり，実桁の約 1/2 の大きさとなるような寸法を選定きた．

した（支間 18m，桁高 0.6m）． 最終破壊状況を写真-1 に、載荷Key words：コルティー工法，低桁高橋梁