論文･報告

ＳＣデッキの開発
横リブで補強したロビンソン型合成床版
DEVELOPMENT OF STEEL PLATE-CONCRETE COMPOSITE DECK WITH TRANSVERSE STIFFENERS渡辺 滉
Hiroshi WATANABE

片岡章悟
Shougo KATAOKA

山岸武志
Takeshi YAMAGISHI

川田工業(株)橋梁事業部技術部統括部長

川田工業(株)生産本部四国工場橋梁部部長

川田工業(株)橋梁事業部富山技術部
設計二課課長内田修平
Syuhei UCHIDA

街道 浩
Hiroshi KAIDO

石井 等
Hitoshi ISHII

川田工業(株)生産本部四国工場橋梁部

川田工業(株)橋梁事業部東京技術部

川田工業(株)橋梁事業部東京技術部

橋梁技術一課課長

設計二課係長

設計二課

A steel plate-concrete composite deck with transverse stiffeners (SC-DECK) has been developed based on
the steel-concrete composite deck girder which was developed in 1986. SC-DECK consists of steel–form, concrete
and upper reinforcement, and needs no shores and staging.
Fabricating test of steel form, concrete-casting test and wheel trucking test of SC-DECK are conductedusing real-size models. Results of these tests show that SC-DECK has no structural problems, and has required
strength and durability.
The cost of SC-DECK is nearly equal to that of the site-casting reinforced concrete slab.
Key Words : steel plate-concrete composite deck, steel-form fabricating test, concrete casting test,wheel trucking test

１．はじめに従来，鋼道路橋の床版には，経済性に優れていることや比較的施工が容易であることなどから，鉄筋コンクリート主桁の 上フ ランジ と合 成床 版の鋼 製型 枠と を一体 化し た合成鋼床版合成桁であり，縦リブおよび横リブをデッキプレートの下側に取り付けていることが特色である．

床版（以降，ＲＣ床版と略す．）が用いられてきた．しか一方，本報告で提案するＳＣデッキは，上述の合成鋼床しながら，近年，ＲＣ床版の繰り返し荷重による損傷の発版合成 桁か ら鋼製 型枠 を分 離して 床版 支間 ごとに パネ ル生が多数報告されており，その補修・補強方法および設計化し，横リブを鋼製型枠の上面に配置することにより，以方法が問題となっている．また，都市部の高架橋や跨線・下のよ うな 条件お よび 形式 の橋梁 に適 用で きる床 版形 式

跨道橋などでは，床版施工における支保工や足場の設置・を目指したものである．

解体時 およ びコン クリ ート 打設時 の桁 下の 安全性 の確 保・高架橋，跨線橋，跨道橋にも課題が残される．このようなＲＣ床版の短所を踏まえ，・床版の補修，打ち換え

これに 代わ ること がで きる 床版形 式の ひと つとし て合 成・オープンボックス桁床版が考えられる．合成床版の主な長所は，以下に示す通りである．
・施工時の支保工・足場が不要
・耐荷力・耐久性が高い・コンクリート版厚の低減
さらに，最近，第二東名神などで採用されている，鋼少数主桁 橋に 用いら れて いる ような ６ｍ 程度 の床版 支間 にも適用が可能であるという特徴も備えている．
著者らの一部は文献 1),2)などにおいて，図－1 に示すような 縦リ ブおよ び横 リブ で補強 した ロビ ンソン 型の 合成床版を開発し，実橋にも適用している．この合成床版は，
図－1 合成鋼床版合成桁の概念図

図－2 ＳＣデッキの概念図
本報告は，日本道路公団東海北陸自動車道の苅安賀高架橋南を対象として，ＳＣデッキの開発を行った結果について述べるものである．苅安賀高架橋南は，桁下に高架橋に横リブ
平鋼100×16

頭付きスタッド
φ16×120
コンクリート版厚20cm

平行する主要地方道があり，床版施工時の安全性を確保するために，支保工および足場の省略が必要であった．ＳＣ

鋼板厚9mm（亜鉛メッキ）デッキの開発は，施工試験と輪荷重移動載荷試験を実施し，床版の施工性および耐荷力・耐久性に関して確認を行っている．

２．ＳＣデッキの構造

横リブ間隔 スタッド間隔750mm
250mm
橋軸方向
図－3 ＳＣデッキの断面図

ＳＣデッキの概念図を図－2 に示す．ＳＣデッキの基本的構造要素は，鋼製型枠である下鋼板，コンクリート版，上側鉄筋である．対象橋梁の最大床版支間である３ｍの場
合，ＳＣデッキの橋軸直角方向の断面図は図－3 に示す通りとなる．このうち，下鋼板はコンクリートの型枠および合成後の下側鉄筋の役割を担当するものである．このため，床版施工用の支保工および足場が不要になるとともに，下側の鉄筋を省略することができる．また，上側の鉄筋についてはすべて直筋とすることが可能である．なお，対象橋梁の場合，下鋼板の片持ち部の先端に鋼製型枠を取り付け，壁高欄の背面型枠の省略も行っている．また，下鋼板の防錆方法については，防錆効果を高める目的で溶融亜鉛めっ

写真－1 下鋼板の支持方法

きを採用している．
下鋼板を構成する部材は以下の通りである．
・鋼板(板厚 9mm)
・横リブ(平鋼 100mm×16mm)
・頭付きスタッド(φ16mm×120mm)
ここで，横リブの役割は，コンクリート打設時の下鋼板のたわみを抑え，作業の安全性および床版厚の精度を確保するものである．横リブの間隔は，下鋼板のたわみを 5mm程度に押さえるために 750mm としている．また，頭付きスタッドの役割は，鋼板とコンクリート版とを一体化するものであり，その間隔は 250mm としている．
下鋼板の支持方法は，写真－1 に示すように横リブの継手部において添接板に山形鋼を使用し，山形鋼の下面に溶

写真－2 下鋼板の継手部

表－1 溶融亜鉛めっきによる下鋼板のひずみ接したナットにボルトを差し込み，このボルトを支点とし支間部て下鋼板を支持している．

張出し部

連続溶接 断続溶接 連続溶接 断続溶接

下鋼板の継手部は，写真－2 に示すように下鋼板の上側mm-10.5（全体パネル）-8.5
参考許容値 37.3
局部ひずみ メッキ後
8.0
（横リブ間）
メッキ前
4.0
参考許容値
5.0
全体ひずみのみに添接板を設置する１面摩擦とし，高力ボルトにはＦ８Ｔの溶融亜鉛めっき高力ボルトを採用している．下鋼板の継手位置は横桁上に設け，高力ボルトは横桁の足場を利用して下鋼板の下面から差し込み，上側で締め付けを行うものとした．

メッキ後
メッキ前mm
9.0
3.0
37.3
5.0
1.65.0mm
11.5
14.037.3
2.01.55.0mm
9.08.537.3
1.01.05.0

３．施工試験
ＳＣデッキの対象橋梁への適用に先立って，実物大の試験体を用いた施工試験を実施し，以下の項目についてＳＣデッキの施工性の確認を行った．
①溶融亜鉛めっきによる下鋼板のひずみ②下鋼板の添接および主桁との取り合い③コンクリート打設時の漏水④コンクリート打設時の下鋼板のたわみ⑤コンクリートの乾燥収縮によるひびわれの状況
このうち，①④について以下に述べる．
(1)溶融亜鉛めっきによる下鋼板のひずみ
溶融亜鉛めっきによる下鋼板のひずみを調べるために，

写真－3 鋼板と横リブとの断続溶接

実物大の下鋼板の試験体を製作した．試験体は，鋼板と横リブとの溶接を連続溶接としたものと，ひずみを改善する

Ｇ１目的で断続溶接としたものをそれぞれ３体製作し，両者の0比較を行った．なお，ひずみを低減するために，いずれの←500

橋軸直角方向(mm)1000

方法に つい ても施 工が 困難と なる よう な大き なひ ずみ が発生しないことを確認した．連続溶接と断続溶接とを比較すると，後者の方が全体ひずみで 20％(2～3mm)程度，局部下鋼板のたわみ(mm)最大のひずみが 10mm 程度であることから，いずれの溶接

Ｇ２2500

打設日のたわみ
２日目のたわみ
３日目のたわみ
４日目のたわみ-1.00

ひずみの測定結果の平均値は表－1 に示す通りである．
ずみは横リブの間の曲がりを示している．測定結果のうち，

→

2000

0.00

試験体も鋼板の板厚は 9mm としている．
ここで，全体ひずみはパネル全体の曲がりであり，局部ひ1500

-2.00
-3.00
-4.00
-5.00

ひずみで 40％(1～3mm)程度小さいことが分かる．このため，対象橋梁には写真－3 に示す断続溶接を採用した．なお，
表中に は参 考許容 値と して鋼 床版 の部 材許容 値を 併記 している．
(2)コンクリート打設時の下鋼板のたわみ-6.00

図－4 コンクリート打設時の下鋼板のたわみ
なお，確認事項の②③⑤についても，施工に支障のないことを確認している．

コン クリ ート打 設時 の作 業の安 全性 およ び床版 厚の 精度を確保するために，下鋼板のたわみを 5mm 程度に押さえ４．輪荷重移動載荷試験る必要がある．そこで，試験体の断面方向に変位計を配置

ＳＣデ ッキ の実 物大 の試 験体 を用 いた 輪荷 重移 動載 荷

し，打設時における下鋼板のたわみの計測を行った．計測試験を，大阪工業大学八幡工学実験場構造実験センターに

結果は図－4 に示すように，たわみは最大で 5mm 程度であおいて実施した．試験の状況を写真－4 に，試験体の断面り計算値とほぼ一致した．また，打設後のたわみの変化を図を図－5 に示す．

継続的に調べたところ，時間の経過とともにたわみは増加

この試験により確認する項目は以下に示 す 通り で ある ．

を続け，３日目に増加量が 10％程度となるが，その後の変①耐荷力・耐久性の確認化は小さいことが分かった．

②横リブの構造の比較

3000

③下鋼板の添接部の挙動の把握
ＳＣ デッ キのよ うに 横リ ブをコ ンク リー ト版の 中に 埋め込む形式の合成床版において，横リブの上端から上向きに床版上面に向かってひびわれが発生した場合，床版構造に大きな損傷を与えるおそれがある．その防止策を検討するために，表－2 に示すような３種類の横リブ構造を設定し，その効果の比較を行った．このうち，①基本タイプはひびわれ対策を施さないもの，②溶接金網タイプは横リブの上に溶接金網を乗せひびわれを分散させるもの，③異形鉄筋タ イプ は横リ ブの 頂部 に異形 鉄筋 を断 続溶接 しア ンカー効果を持たせたものである．
写真－4 輪荷重移動載荷試験の状況

試験体の各横リブ形式の配置は図－6 に示す通りである.
橋軸方向にＡ～Ｄの４パネルに分割し，基本タイプと膨張移動載荷コンクリート，普通コンクリートとの組み合わせをそれぞれＡ，Ｂパネルとし，溶接金網タイプ，異形鉄筋タイプと型枠兼鉄筋抜け防止板

横リブ

普通コンクリートとの組み合わせをそれぞれＣ，Ｄパネルとした．また，③の項目の確認のために，試験体の橋軸方向の中央に下鋼板の継手部を設けた．なお，試験体の橋軸鋼板方向の端部において，床版を架台により支持している．
Ｇ１

この試験体を用いて，輪荷重が 10～19tf の範囲におい1500て，11.7 万回の繰り返し移動載荷を行った．その結果を以下に示す．

Ｈ形鋼：
440×300×11×18Ｇ２150

1500
30001503300(1)床版上面のひびわれ

図－5 試験体の断面図

移動 載荷 試験完 了後 にお けるＡ ～Ｄ の各 パネル の床 版上面のひびわれ状況を，それぞれ図－7(a)～(d)に示す．
いずれ のパ ネルに おい ても ひびわ れは 主に 橋軸直 角方 向に発生し，図中に示した横リブ位置および上側主鉄筋位置

表－2 比較する横リブ形式
横リブ形式

構成部材

①基本タイプ

平鋼と比較すると，ほぼ上側主鉄筋位置に一致することが分かる．このため，これらのひびわれは，横リブの上端から発

概略図
平鋼
100×16鋼板
t=9生する有害なひびわれでないものと判断した．
上側主鉄筋上のひびわれは，コンクリートの乾燥収縮により鉄筋上に発生したひびわれが，移動載荷により発達したものと考えられる．また，これらのひびわれの幅は非常

溶 接金網

3.2× 150×150②溶接金網タイプ 平鋼、溶接金網

平鋼
100×16に小さく，最大ひびわれ幅が 0.08mm である．
(2)床版のたわみ鋼板
t=9

異形 鉄筋 D16 を溶 接Ｂパネルについて床版支間中央のたわみを図－8 に示す． ③異形鉄筋タイプ 平鋼、異形鉄筋
図－8(a) に総た わみ から 残留 たわ みを差 し引 いた 弾性 た平鋼
100× 16鋼板
t=9わみを，図－8(b)に 10tf の輪荷重に相当するように換算した弾性たわみを示す．換算した弾性たわみにおいて，輪を図－9 に示す．図－9(a)に総ひずみから残留ひずみを差荷重が 15tf 以上の範囲でコンクリート断面の引張領域をし引いた弾性ひずみを，図－9(b)に 10tf の輪荷重に相当無視したヤング係数比 15 の計算値を上回っている．これするように換算した弾性ひずみを示す．換算した弾性ひずは，ここで示す弾性たわみが，橋軸方向の支持架台の変形みは，輪荷重が 10tf の場合においてコンクリート断面をを考慮 して いない こと に起 因する もの であ ると考 えら れ

全断面有効としたヤング係数比 7 の計算値と，輪荷重がる．しかし，弾性たわみの急激な変化が見られないため，19tf の場合においてコンクリート断面の引張領域を無視床版の耐荷力・耐久性に問題がないものと判断した．

したヤング係数比 15 の計算値とほぼ一致することが分か(3)下鋼板下面のひずみる．下鋼板下面の弾性ひずみについても，弾性ひずみの急

Ｂパネ ルに つい て床 版支 間中 央の 下鋼 板下 面の ひず み

激な変化が見られないことから，床版の耐荷力・耐久性に問題がないものと判断した．

3.0

3.0

2.0

弾性たわみ
引張り無視(10tf)：n=15
全断面有効(10tf)：n= 7１０tf

１３tf

１５tf １９tf
１７tf

1.0

0.0
0.0E+00

2.0E+04

4.0E+04

6.0E+04
走行回数

8.0E+04

1.0E+05

1.2E+05

たわみ（ｍｍ）

たわみ（ｍｍ）

弾性たわみ
引張り無視(10tf)：n=15
全断面有効(10tf)：n= 7
2.0

１０tf

１３tf

１５tf １９tf
１７tf

1.00.00.0E+00

2.0E+04(a)弾性たわみ

4.0E+04

6.0E+04
走行回数

8.0E+04

1.0E+05

1.2E+05(b)10tf 換算した弾性たわみ
図－8 Ｂパネルの床版の弾性たわみ

200.0

１３tf

100.0

50.0

弾性ひずみ
引張り無視(10tf)：n=15
全断面有効(10tf)：n= 7
１０tf

１３tf

１５tf １９tf
１７tf

8.0E+04

1.0E+05

100.0

50.0

0.0

0.0

-50.0
0.0E+00

150.0

１５tf １９tf
１７tf

ひずみ（μ）

ひずみ（μ）

150.0

200.0
弾性ひずみ
引張り無視(10tf)：n=15
全断面有効(10tf)：n= 7１０tf

2.0E+04

4.0E+04

6.0E+04
走行回数

8.0E+04

1.0E+051.2E+05-50.0
0.0E+00

2.0E+04(a)弾性ひずみ

4.0E+04

6.0E+04
走行回数

1.2E+05(b)10tf 換算した弾性ひずみ
図－9 Ｂパネルの下鋼板下面の弾性ひずみ(4)横リブ形式の決定
以上に示した輪荷重移動載荷試験の結果，いずれのパネ
ルにおいても有害と考えられるひびわれが発生せず，耐荷力・耐久性に関して問題がないことが分かった．このため，
最も経 済的 である Ｂパ ネル の基本 タイ プと 普通コ ンク リ

果を明確にしスタッド本数を低減すること，下鋼板の橋軸および 橋軸 直角方 向の 継手 構造を 簡略 化す ること など が重要である．
なお，ＳＣデッキの経済性は，桁下空間の利用に制限がある場合おいて，場所打ちＲＣ床版と同程度である．

ートと の組 み合わ せを 対象 橋梁の 床版 に適 用する もの と最後に，本文をまとめるにあたり，多大なるご指導を賜した．なお，床版の上面には防水層を設けるものとしていった日 本道 路公団 名古 屋建 設局構 造技 術課 および 一宮 工

る．

事事務所の皆様方，ならびに大阪大学・松井繁之教授，大(5)下鋼板の継手部の挙動阪工業大学・堀川都志雄教授に心から感謝いたします．

下鋼板の継手部の変形は，輪荷重 19tf を移動載荷した場合において，床版支間中央の継手部の開きが 0.02mm，段参考文献

差が 0.004mm であり，継手部の安全性が確認できた．

1)松井・秋山・渡辺・武田：合成鋼床版合成桁

田中橋の設計と施工，橋梁，pp.31～39,1986-11.

５．おわりに以上のように，提案するＳＣデッキが，十分な施工性および耐荷力・耐久性を有することを確認することができた．
今後の課題としては，横リブが水平せん断力を分担する効

2)松井・佐々木・福本・渡辺：走行荷重下における合成床版 の 疲 労 特 性 ， 土 木 学 会 第 42 回 年 次 学 術 講 演 会 ，I-164,pp.362～363,1987-9.

移動載荷下鋼板継手部
横リブ

コンクリート

Ａパネル

Ｂパネル

Ｃパネル

Ｄパネル

①基本タイプ①基本タイプ②溶接金網タイプ③異形鉄筋タイプ

膨張コンクリート

普通コンクリート

普通コンクリート

普通コンクリート

下鋼板長5600

下鋼板長5600
部材長11200

図－6 各横リブ形式の配置（試験体側面図）
試験体端部

Ｂパネル側

Ｂパネル側

Ｄパネル側

(a)Ａパネルの床版上面(c)Ｃパネルの床版上面

Ａパネル側

Ｃパネル側

Ｃパネル側

試験体端部

(b)Ｂパネルの床版上面(d)Ｄパネルの床版上面：最大ひびわれ幅 0.08mm の位置

横リブ位置
上側主鉄筋位置
図－7 床版上面のひびわれ状況