国土技術政策総合研究所資料第 609 号
2010 年 9 月

道路橋の新技術評価手法に関する研究－新技術評価のガイドライン(案)－国土交通省 国土技術政策総合研究所（社）プレストレスト・コンクリート建設業協会（社）日 本 橋 梁 建 設 協 会

概要
現行道路橋示方書は、要求性能さえ満足されるならば自由な設計を可能としている一方、標準解によらない場合には、それによって影響を受ける様々な項目について所定の要求性能が満足されることを検証しなければならないという体系となっている。近年、工費や工期が縮減できる合理的な新技術の採用を検討する場合が増加しつつあるものの、それら新技術に対する統一的な性能評価手法は確立されておらず、検証毎にそのレベルが異なるなど新技術の妥当性の判断基準に幅が生じ、実現する橋の性能に大きな乖離が生じる可能性がある。
本ガイドラインは、道路橋示方書に準じた道路橋の設計・施工を行う場合を適用条件とし、道路
橋示方書の記述を単純に解釈するだけでは道路橋示方書が求める要求性能への適合性が容易に判断できないような場合に対して、個別に性能検証を行う際の留意点や検証方法の構築に関する基本について普遍的にとりまとめたものである。
キーワード：新技術，性能評価手法，ガイドライン，鋼橋，プレストレストコンクリート橋

Technical Note of NILIM
No.609September 2010

Research on New Technology Evaluation for Highway Bridges- Draft of Guidelines for New Technology Evaluation -National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Japan
Japan Prestressed Concrete Contractors Association
Japan Association of Steel Bridge Construction

Synopsis
Specifications for highway bridges allow a design method that is not specified in it whenrequired performances are satisfied. On the other hand, it must be verified that affected various
items satisfy the required performance when the design method does not follow the standard
method. The unified method of performance evaluation for the new technology is not established,and serious differences may occur in the performance of completed bridges.
This guideline was compiled about points to verify the performance individually and basics about
the construction of the verification method when the satisfaction of the required performancecannot be confirmed only by the simple interpretation of the description in the specifications forhighway bridges.

Key Words：new technology, method of performance evaluation, guideline, steel bridge, prestressed
concrete bridge

共同研究参加機関および担当者名簿（平成 22 年 4 月現在 順不同）

国土交通省 国土技術政策総合研究所
道路研究部 橋梁研究室（～H17.3）
現 道路研究部 道路構造物管理研究室
玉越
中洲
土田
藤田

隆史
啓太
隆司
知高

（～H18.7）（～H17.3）（H21.4～）

七澤
川間
春田

利明
重一
健作

（H18.7～H21.3）（H18.4～H21.3）（H19.4～H21.3）

渡辺
石尾
小沼

陽太 （～H18.7）
真理 （～H21.3）
恵太郎（H21.4～）(社)プレストレスト・コンクリート建設業協会
赤松 輝雄
伊藤 祐一
海津 誠昭
清原 勝司
佐久間 隆夫
佐藤 幸一
高橋 健
田中 政章
西垣 義彦
久家 立
藤井 康平
堀内 達斗
毛利 忠弘
安森 浩
吉井 研二
渡辺 浩志

阿田
今川
大澤
越野
櫻井
篠崎
竹中
中田
西須
平田
藤井
町
森
山下
吉田

芳久
隆広
浩二
英樹
正之
英二
秀樹
順憲
稔
雅也
洋史
勉
勝茂
和則
政宏

天野
妹川
春日
小林
佐藤
平
立神
中村
橋村
広瀬
藤岡
三上
諸橋
大和
脇本

明子
寿秀
昭夫
応人
徹
喜彦
久雄
定明
隆
博行
篤史
智史
明
満禎
優

若林
大野
岸
上條
秋山
山元
美島
入部
福田
深澤

保美
豊繁
明信
崇
寿行
俊哉
雄士
孝夫
龍之介
登

西山
久保
奥村
小圷
柴崎
梶間
小林
小沼
水野
鵜野

研一
元生
恭司
毅
剛
健史
潔
靖巳
博人
貴

(社)日本橋梁建設協会
尾下 里治
長谷川 敏之
稲村 和彦
鈴木 義孝
鞆
一
小池 洋平
亀尾 順一郎
亀川 博文
上村 明弘
米山 徹
阪本 周造

まえがき近年、道路橋のコスト構造改革の観点や技術提案型の契約方法の導入・普及もあり、道路橋の建設にあたっては様々な新技術（材料、構造、工法）が提案されている。しかしながら、これらの新技術は、現行の設計基準の枠組みの中での対応が難しく、その評価方法も確立されていないため、新技術の導入が必ずしも円滑に進んでいないのが現状である。
本共同研究では、道路橋示方書によってこれまで実現してきた代表的な形式の橋梁やそれを構成する部材の性能について再評価を行い、道路橋示方書の記述を単純に解釈するだ
けでは道路橋示方書が求める要求性能への適合性が容易に判断できないような場合に対して、個別に性能検証を行う際の留意点や検証方法構築の基本的な考え方について、ガイドラインとしてとりまとめた。本報告書は、平成 15 年から約 4 ヶ年で、国土交通省国土技術
政策総合研究所、(社)プレストレスト・コンクリート建設業協会、(社)日本橋梁建設協会の3 者で行った共同研究の成果としてとりまとめたものである。

目
総

論
1

·································································

1

新技術評価の背景

1···············································

2 ガイドラインの位置付け·········································

4·············································

5························································

7

3 ガイドラインの構成

第Ⅰ編

次

共通編

1

新技術評価の基本···················································

7

2

評価の手法の選択···················································

93

技術評価の観点·····················································

12

4 基準の規定に対する範囲の逸脱
4．1 一般·······································

13··························································

13

4．2 規定の前提、根拠となったデータ範囲等との乖離または不整合·······

15···························

15

4．2．1

細部構造が適用基準と異なる場合

4．2．2

基準に規定のある細部構造を適用の前提条件と異なる条件で採用する場合·············································

15

4．3 規定の前提、根拠となった手法（実験・解析）との乖離または不整合···

16

4．4

17

具体の事例

····················································

5 基準の規定と異なる特性の材料や構造の採用
5．1 一般···························

24··························································

24

5．2

基準で規定する範囲外の材料等の特性を用いる場合················

24

5．3

基準に規定のない材料を用いる場合······························

25

5．4

具体の事例

····················································

26

6 基準の規定と異なる設計原理や力学的機構などの採用
6．1 一般6．2···················

29··························································

29

基準の規定と異なる許容値や制限値······························

6．2．1 基準に示されていない照査手法に対する許容値···············

2930

6．2．2 規定にない細部構造の用途や材料に対する許容値··············

30

6．3 基準の規定と異なる部材や構造の力学的特性（耐荷力機構など）を用いる場合····················································

32

6．3．1 性能照査の対象の部材や構造の状態が基準の定めと異なる場合··

32

6．3．2 性能照査の対象とする部材や構造の力学的特性が異なる場合

····

33

·································

33····················································

34

6．3．3 性能確保のための抵抗機構に規定の方法とは異なる機構や物理特性などを用いる場合
6．4
7

具体の事例

基準の規定と異なる施工条件の設定
7．1 一般8···································

39··························································

39

7．2

完成系と架設系で構造特性が異なる場合··························

40

7．3

完成系と架設系で要求品質が異なる場合··························

40

7．4

施工段階に対する要求水準（性能）が異なる場合

7．5

具体の事例

··················

40····················································

41

基準の規定と異なる維持管理条件の設定
8．1 一般8．2·······························

44··························································

44

維持管理手法が一般的な手法と異なる場合························

44

8．3 維持管理において想定すべき損傷や劣化のメカニズムが基準と異なる場合····················································

8．4 維持管理段階に対する要求水準（性能）が基準と異なる場合
8．5

第Ⅱ編

45

·········

45····················································

46

新技術評価事例編 ·············································

48

具体の事例

1 コンクリート橋·····················································

1.1 外ケーブル構造
1.1.1 概要

49·················································

49·······················································

49

1.1.2 技術評価の観点と方向性·····································

49

1.1.3 検証事例···················································

59

1.2 合理化床版構造·················································

66·······················································

66

1.2.1 概要

1.2.2 広幅員一室箱桁構造·········································

69

1.2.3 リブ付き床版構造···········································

81

1.2.4 ストラット付き床版構造·····································

1.3 プレキャスト桁場所打ち接合構造（スプライス PC 構造）
1.3.1 概要

103·············

120·······················································

120

1.3.2 技術評価の観点と方向性·····································

1251.3.3 検証事例···················································

1.4 新しい桁連結構造
1.4.1 概要

131···············································

138·······················································

138

1.4.2 技術評価の観点と方向性·····································

140

1.4.3 参考資料···················································

144

1.4.4 検証事例···················································

150·······························································

154

2 鋼橋
2.1

対傾構及び横構等の一部または全部を省略する構造

2.1.1 概要·················

154·······················································

154

2.1.2 技術評価の必要性の観点と方向性·····························

154·······································

161···················································

163

2.1.3 横構省略構造の施工例
2.1.4 検証事例

2.2 架設時開断面構造
2.2.1 概要···············································

165·······················································

165

2.2.2 技術評価の必要性の観点と方向性·····························

166

2.2.3 検証事例···················································

170

2.3 連続合成桁構造···················································

171·························································

171

2.3.1 概要

2.3.2 技術評価の必要性の観点と方向性
2.3.3 検証事例·······························

171·····················································

177

2.4 鋼桁と RC 橋脚の剛結構造による複合ラーメン橋
2.4.1 概要······················

179·························································

179

2.4.2 技術評価の必要性の観点と方向性
2.4.3 検証事例

第Ⅲ編·······························

181·····················································

184

評価マニュアルの作成例······································

1 波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋の評価マニュアル
1.1 設計編
1.1.1 総則··························

189·························································

189·······················································

189

1.1.2 適用の範囲·················································

1.1.3 波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋の基本計画
1.1.4

188

断面の仮定

189

························

191·················································

193

1.1.5 断面定数の計算·············································

195

1.1.6 断面力の算定···············································

198

1.1.7

PC 鋼材の配置（内ケーブル、外ケーブル）·····················

199

1.1.8 プレストレスの計算·········································

201

1.1.9 せん断力に対する検討·······································

201

1.1.10

接合部（ずれ止め構造）····································

204

1.1.11

上床版の設計··············································

206

1.1.12

その他····················································

206

1.1.13

耐震設計··················································

208

1.1.14

維持管理計画1.2 施工編··············································

209···························································

210·························································

210

1.2.1 総則
1.2.2

一般的事項

···················································

210

1.2.3

施工順序

·····················································

212

1.2.4

施工要領書

···················································

215

1.2.5 波形鋼板製作に関わる計画·····································

216·············································

217···············································

219·····················································

220

1.2.6 波形鋼板工場製作

2

1.2.7

たわみ管理計画

1.2.8

輸送計画

1.2.9 支保工・足場・底版組立·······································

221

1.2.10波形鋼板の架設・組立········································

222

1.2.11波形鋼板ウエブ継手部の施工

1.2.12型枠組立

1.2.13

鉄筋・PC 鋼材組立

1.2.14

コンクリート打設・養生

1.2.15

PC 鋼材緊張工

1.2.16

波形ウエブと床版接合部の止水処理··································

223····················································

224··················································································

225················································

226····························

227·······························

228·························································

228

鋼コンクリート合成床版の評価マニュアル
2.1 設計一般

2.1.1 要求性能·····················································

2.1.2 道路橋示方書で示される床版構造の要求性能
2.1.3

228

···············································

229·············································

229···················································

230·························································

230

目標とする状態
設計の流れ

2.2 設計条件

228·····················

2.1.4 設計上の留意事項
2.1.5

225

2.2.1

設計荷重

·····················································

230

2.2.2

使用材料

·····················································

231

2.2.3

許容応力度

···················································

231·······················································

231

2.3 設計の前提

2.3.1 断面力算定上の仮定···········································

231

2.3.2 応力度算定上の仮定···········································

231·····················································

232···················································

232

2.3.3

構造解析

2.4 合成床版の設計

2.4.1 構造物の安全性照査···········································

232

2.5 検証事例·························································

2.5.1 構造物の安全性照査234···········································

234···················································

250

2.5.2

耐久性照査

2.5.3

使用目的と適合性（供用性）の照査

2.5.4
2.5.5

·····························

280

維持管理性照査···············································

288

施工品質の確保···············································

293·············································

301

2.5.6 その他の要求性能

総
1

論

新技術評価の背景
道路橋の建設にあたって、近年，技術提案型の契約方法の導入・普及もあり、工費や工期が縮減できるなどの理由から「新技術」の採用を検討する場合が増加している。
ここでいう、新技術とは当該橋の設計施工にあたって要求性能の拠り所として適用される技術基準類（我が国の道路橋の場合には基本的な要求性能については、道路構造令を補完するものとして国土交通省より道路局長、都市整備局長の通達として周知されている「橋・高架道路等の技術基準」（以下「道路橋示方書」という）に準じることが一般である。）の規定内容だけからは技術基準の求める要求性能への適合性を容易に判断することができないか、判断するにあたっての工学的根拠や検証手法が必ずしも一般化されておらず個別条件毎に慎重な検証作業が不可避であるものを指している。
実務関係者の技術基準類の位置づけ、およびそれらが本質的に求めている要求性能の水準や信頼性、あるいは道路橋のような社会インフラの設計において少なくとも厳密に守られるべきそれら要求性能達成の確実性に対する社会的要請についての理解不足や不十分な認識があると、これらの新技術の評価にあたって十分な性能検証が行われないまま実構造物が設計・施工されてしまう危険性がある。
例えば、設計・施工上の不具合や性能検証の妥当性に関する疑義、目的工作物としての要求に対する適合性に関する係争事例について国土技術政策総合研究所と独立行政法人土木研究所が技術相談で対応する事例の数も近年特に増加の傾向が顕著であり、それらの中には単に応答値の算出手法を例示したに過ぎない既存の設計技術書を、当該構造物が満足すべき要求性能の水準を規定したものであるところの技術基準類と混同して理解するなど、基準に定める所要の性能を満足するために行われるべき設計行為が適切に行われなかったことに起因するものも多く含まれている。
例えば技術基準に基づく性能照査という行為に対する認識不足や無理解に起因する不適切な技術評価が行われる場合の代表的な例には次のようなものが挙げられる。
・ 設計に用いる許容値や施工品質等が基準化されていない新しい材料の使用（例：高強度コンクリート、高強度鉄筋、FRP、アルミニウムなどの非鉄材料など）
・ 照査に用いる許容値や安全率の規定の前提とできる応力等の算出式や手法についての具体的な記述が、基準に示されていない構造（例：鋼コンクリート合成床版、波形鋼板ウェブ構造、スタッドジベル以外のずれ止め構造など）
・ 基準の規定の前提条件（適用範囲、細部構造、施工方法、材料や施工の品質）との不一致（逸脱）があるもの。
（例：コンクリート床版の支間長、部材等の省略、溶接方法、板厚、鉄筋径など）
このように単純に遵守すべき基準類に従うだけでは性能が保証されない場合、単に何らかの仮定
条件のもとで外力に対する応答値や生じうる現象及び挙動を推定することは様々な解析等の手法を－ 1 －用いることが可能ではあるものの、
当該構造物が遵守すべき技術基準類が達成を求める要求性能（想定する外力に対して構造物がどの程度の確からしさでどのような機能（状態）となるのか）が満足されうると見なせるかどうかについては、構造物設計の本質的目的として個々の条件を適切に反映
して個別に検証される必要がある。
現行の道路橋示方書は、平成 14 年の改訂において性能規定型への転換が図られており、一部の荷重条件などを除いて、「所定の性能さえ満足されるのであれば」、必ずしも基準に具体的な記述がある方法によらなくてもよいとする体系であることが明確にされた。従って、基準に具体的な定めのない材料や構造、設計手法なども橋や構造・部材毎にそれぞれ所要の性能が満足するように自由な方法が採用可能である。しかしあくまで「所定の性能が満足されること」が基準の要求の本質であり、平成 14 年の改訂時は、技術基準としての要求性能については、耐久性に関する記述が充実された以外大きな変更はなく、「どのような外力等の条件に対して」「どの程度の確からしさで」「橋のどのような状態が確保されるか」という橋の性能については、定量的な明示の有無にかかわらず平成
8 年度までの道路橋示方書とほぼ同じ水準が要求されている。
基準類の性能規定化では、要求性能が明示的かつ定量的であり、かつ性能照査の手法が確立している場合には、それらを基準の一部として規定することで様々な提案に対しても基準適合性の検証性が確保される。しかしこれまで道路橋示方書を適用することで実現されてきた様々な橋の性能の多くについては、それを具体的な工学的指標で明示することは困難であり、多様な代替え案に対して基準の要求との適合性を検証する手法も確立していない。
そのため、現行の道路橋示方書（平成 14 年）では、代替え案に対する検証可能性は別にして、従来のほとんどの規定内容をそのまま基準の要求を満足できる標準解として位置づけて規定し、それに忠実による場合においては改めて性能を検証する必要はないものという規定手法を採用している。
その結果、基準体系上は、要求性能さえ満足されるならば自由な設計が可能であるとなっている
ものの、標準解によらない場合には、それによって影響を受ける様々な項目について所定の要求性能が満足されることを検証することが求められる。一方、検証にあたって、用いることができる具体の照査方法や評価項目についてはほとんど基準には手がかりがなく、各条件に照らして個別に検証手法と内容を適切に設定し、それを実行することが必要である。
特に、要求性能が基準上検証可能な工学的指標で定量的に示されていない場合に対しては、標準解との相対比較において「少なくとも標準解として規定されている手法と比較して同等またはそれ以上の性能が着目した観点において得られると考えることができる」という証明を行うことが有力
な検証手法となりうるものの、どういった観点に着目し、どのような方法で同等性を証明するのかについても現在のところ統一的なものはない。このため、それぞれの条件に応じて関係者間の合意に基づいて判断されているのが実状であり、検証毎にそのレベルが異なるなど妥当性の判断基準に幅が生じる可能性も考えられる。道路法上の道路橋において同じ技術基準（道路橋示方書）を適用しながら、実態として実現する橋の性能に大きな乖離が生じることは避けなければならず、かつ最低限の必要性能とその水準は確保されている必要がある。
以上のような実状を踏まえて、本研究では、道路橋示方書によってこれまで実現してきた代表的な形式の橋やそれを構成する部材の性能について再評価を行い、道路橋示方書の記述を単純に解釈するだけでは道路橋示方書が求める要求性能への適合性が容易に判断できないような場合に対して、個別に性能検証を行う際の留意点や検証方法構築の基本的な考え方についてとりまとめた。

－ 2 －適用基準の選択・決定＝ 要求性能（水準）の決定

NO

適用基準に規定される標準解（みなし適合仕様）の採用

YES
適用性能を満足すると考えられる代替案の提案（設計法、材料、構造、施工法など）

NO前提条件など適用条件
を完全に満足するか？

YES（新技術として）個別に要求性能が満足されることを検証

所要の性能が満足されることが確認できたか？

適用条件など基準の規定内容に合致する方法
でのみなし適合仕様の採用

YES

検証おわり

図－1．1 性能照査の基本的な流れ

－ 3 －

NO

2

ガイドラインの位置付け
本ガイドラインは、道路橋示方書に準じた道路橋の設計・施工を行う場合を適用条件として、道路橋示方書の記述を単純に解釈するだけでは道路橋示方書が求める要求性能への適合性が容易に判断できないような場合に対して、個別に性能検証を行う際の留意点や検証方法の構築に関する基本についてガイドラインとして主な項目や着眼点をできるだけ普遍的で実務の参考とできることを意識してとりまとめたものである。第Ⅰ編は、新技術として個別検証すべきか否かの判断、個別検証が必要と考えられた場合に必要となる検証計画の立案から検証作業に至るまでの注意点や着眼点などについて道路橋で過去に実際に例のある構造や材料から抽出し、ガイドラインの型式で体系的にとりまとめた。また第Ⅱ編は、近年採用が検討されることの多い具体的な新しいあるまとまった技
術について道路橋示方書の要求との適合性が照査された事例のポイントを紹介した。第Ⅲ編は、鋼およびコンクリートの道路橋に関して近年検討事例のある新工法の代表例について、具体的な道路
橋示方書の求める性能が満足されることを検証するために、道路橋示方書の規定による以外に必要となってくる様々な照査項目それぞれについて例示的に体系的整理を試みた。架橋条件や荷重条件などによっても照査内容は必ずしも同じとはならないため例示に過ぎないものの新技術の採用にあたって性能照査計画の立案の参考となることを意図した。
実際の性能照査にあたっては、当該橋に求められる性能だけでなく、架橋環境や入札契約上の制
約条件など様々な条件が関連するため、本ガイドラインに言及された事項のみをまた個々に例示した方法によって忠実に実施することで必ずしも性能照査が完了できることが保証されているものではない。そのため道路橋示方書を適用基準として建設される道路橋について、性能検証の必要性や実際の検証を行う場合には、本ガイドラインを参考にしつつも、あくまで個々の条件に照らして要求性能を満足することの検証可能性の判断や具体的な検証計画の立案・実行を行わねばならないことに注意が必要である。
なお、本ガイドラインの適用を想定している設計・施工は、「道路橋示方書・同解説
3月(社)日本道路協会」を適用基準として採用または準用したものである。

－ 4 －平成 14 年

3

ガイドラインの構成
本ガイドラインの共通編である第Ⅰ編の基本的な構成と記述の考え方は次の通りである。

■ガイドライン本文
新技術評価にあたって考慮されるべき事項や観点について、できるだけ普遍的な内容で記述したものである。
要求性能や技術評価の概念等の基本事項と、新技術評価方法へのアプローチ及び具体の要求事項に対する検証方法の例示の構成とし、活用の便を図り主な内容を枠囲いに示した。
なお、本ガイドラインはいわゆる政省令や告示あるいは通達といった法的あるいは組織規定などのようにそれ自体が何らかの拘束力をもつような位置づけはなく、あくまで近年道路行政の場面において様々に行われてきた技術評価の実績と道路橋示方書の規定に関する既往の研究成果等の分析から代表的な事例や評価の観点についてとりまとめたものである。そのため道路橋の建設や管理における技術的な検証に必要な事項が必ずしも網羅されているわけではないことに注意が必要である。
■解説
ガイドライン本文の内容を補足し、解説したもの。先述のようにガイドライン本文同様に解説に行政的あるいは法的な何らかの位置づけがあるわけではなく、その意味においてはガイドライン本
文と何ら相違はない。とりまとめにあたって本文が煩雑になるのを防ぐ意味で、条文としては出来るだけ普遍的な表現とした記述を行い、それらが抽象的・普遍的表現になるなどにより意味するところが正確に伝わりにくい場合もあるため、解説として内容を補足したものとなっている。
■具体的な技術評価事例
ガイドライン各項目に対し、現行道路橋示方書に示す標準的な仕様等の対応によらず性能を新たに検証する場合に考慮されるべき事項の内、主なものについて、当該規定の根拠や背景に照らして具体的な例を示したものである。その多くは本ガイドラインの作成にあたって分析に用いた具体的な技術評価事例を参考にとりまとめたものである。
■参考事例・参考資料「具体的な技術評価事例」に関する参考となる技術資料のうち代表的なものを紹介するとともに、これらと類似または同種の事項について、実際に現行基準による以外に具体的に性能を検証した事
例や照査方法を紹介したもの。例示と一体となって、このような当該技術の評価の参考になる各種の技術資料については、できるだけ広範に入手して事前に理解しておくことが適切な評価に有効である。
以上のような考え方で本ガイドラインは、新技術評価にあたって考慮されるべき事項や観点について、普遍性のある表現で体系的に項目立てしてとりまとめている。これは、様々な新技術においては、既存の基準類によるだけでは十分に性能の評価ができないと考えられる内容は多岐にわたり、それらを可能な限り包含するためには普遍的な表現で評価の観点を示す必要があると考えられることを考慮したものである。
一方、普遍性はあるものの抽象的な表現のみでは、実務にたずさわる技術者にとっては対象技術－ 5 －に該当する評価すべき具体の項目が対象として認識されない懸念が大きい。そのため、本ガイドラ
インではできるだけ具体の事例を紹介することとしたが、これらは近年主として直轄事業に関する
実際の道路橋の設計・施工の実務において技術的な評価が行われたものから代表的なものを選択したものであり、例示と評価の観点としてあげられている普遍的表現の項目を対比して対象技術に当てはまる可能性のある評価項目をできるだけ漏れなく抽出することが必要である。

－ 6 －

第Ⅰ編
1

共通編

新技術評価の基本(1) 道路橋の設計や施工にあたって用いる様々な技術の採否の検討にあたっては、当該技術が道
路橋示方書などの当該事業に適用される技術基準の定めに照らして所要の性能があることが確認できるかどうか確かめなければならない。
(2) 採用しようとする技術の適用可能性の評価にあたっては、道路橋示方書などの適用基準による要求性能との関係を明確にしたうえで、それらを満足することを検証しなければならない。
(3) 適用基準において、評価すべき性能について具体的・定量的な要求が明確化されていない場
合には、適用基準の解釈として当該技術で達成しようとする目標性能をできるだけ明確に設定した上でそれが満足されることを確認しなければならない。
(1) 社会資本である道路橋の設計にあたっては、満たされるべき要求性能が適用基準によって規定されることになる。したがって、技術の評価では、適用基準の求める要求性能が満足されることを確認することとなる。
このとき、道路橋示方書等の適用基準の求める性能を満足する状態が、当該技術や構造におけるどのような状態であるのかについては一概ではなく、性能照査に先立ってそれぞれの技術や構造の特性に応じて個別に性能照査における評価の対象となる状態を予め設定する必要がある。
(2) 現行の道路橋示方書には、Ⅰ共通編 1．5 で、設計にあたって常に念頭に置く必要がある事項が規定されている。
これらは、定量的に基準との適合性を証明することが困難なものも含めて、設計基準としての道路橋示方書の最も上位の要求性能を条文として規定するために設けられたものである。
したがって、新しい技術の性能評価にあたっても絶えずこれらを念頭に置いて道路橋示方書などの適用基準の要求する性能との整合が図られるようにする必要がある。逆に外力に対する応答や断面設定など様々な設計項目についてそれぞれが適切に構築されたものであっても、その設計・施工の結果得られる道路橋についてこれらの事項について常に念頭において十分な配慮がなされたとは認められない場合には、適用基準に適合したものとは言えない。
このように、達成すべき要求性能を規定する技術基準では、様々な異なるレベルや性質の性能が重層的に規定されているのが一般である。そのため新しい技術の性能評価にあたっては、それによって達成されると考えられる性能と、関連する技術基準の様々な規定内容およびそれが意図する達成すべき要求性能との相互の関係についてもれなく確認することが重要である。
道路橋示方書において「設計の基本理念」として規定された 7 つの基本的事項は次の通りである。
■使用目的との適合性
橋が計画どおりに交通に利用できる機能のことであり、通行者が安全かつ快適に使用できる供用性などを含む。
■構造物の安定性
死荷重、活荷重、地震の影響などの荷重に対し、橋が適切な安全性を有していること。
－ 7 －

■耐久性
橋に経年的な劣化が生じたとしても使用目的との適合性や構造物の安全性が大きく低下することなく、所要の性能が確保できること。
■施工品質の確保
使用目的との適合性や構造物の安全性を確保するために確実な施工が行える性能を有すること。
これには、施工中の安全性も有していなければならず、またこれが確保されやすいように必要な構造細目への配慮を設計時に行うことも求められる。構造細目の配慮などの相違によって左右される施工の良し悪しは耐久性に及ぼす影響が大きいことを常に認識し、品質の確保に努めなければならない。
■維持管理の容易さ
供用中の日常点検、材料の状態の調査、補修作業等が容易に行えることであり、これは耐久性や経済性にも関連する。また被災時や不測の変状に対しても橋の状態を速やかかつ容易に判断できるようにすることも適切な維持管理には重要であるため配慮することが求められる。
■環境との調和
橋が建設地点周辺の社会環境や自然環境に及ぼす影響を軽減あるいは調和させること、及び周辺環境にふさわしい景観性を有すること等である。
■経済性
経済性に関しては、単に建設費を最小にするのではなく、点検管理や補修等の維持管理費を含めたライフサイクルコストがより小さくなるようすることも重要であり、当該橋の事業に対する要求に応じて適切な考慮が求められる。
(3) 道路橋示方書など一般に適用される技術基準では、具体的な部材や構造の設計に必要となる要求性能が全ては直接的・定量的に示されていない場合も多いが、その場合にも適用されるべき規定に対する関係者間の合意としての解釈として、対象技術や要求性能の特性に応じて求められる性能をできるだけ具体的に設定した上で、所要の性能があることを検証する必要がある。
このとき、設定する目標性能は必ずしも絶対的かつ定量的なものだけではないが、従来より適用基準の要求を満足するものとして一般的に認められてきた技術との相対比較によって少なくとも相対的に同程度以上の性能が得られることを照査することも可能である。

－ 8 －

2

評価の手法の選択
性能の評価にあたっては、一般に以下の方法により所要の性能が満足されることを検証することができる。
1)

直接的方法：実物大供試体によるなど実橋における条件と同等とみなせる実験的方法等により性能を確認する方法。

2)

間接的方法：・実橋における条件を模擬した実験や解析により実橋における性能を推定する方法。
・工学的知見に基づいておりかつ理論的妥当性を有する手法により検証を行
う方法。

3)

経験的方法：適用基準に示されるみなし適合仕様との合致を確認するなど、経験的に性能を満足するとみなせる構造などとの比較により性能を推定する方法。

図－2．1 に一般的な評価の方法を示す。これらは必ずしも並列する概念ではなく、様々なレベルで組み合わされて用いられる。着目する規定や性能の観点に応じて実橋の条件に対する検証としての適切な手法を用いるとともに、そのアプローチが妥当な手段であることもあわせて説明されなけ
ればならない。

適用基準の要求性能

検証のアプローチ手法

具体の検証方法の例

直接的手法による検証

実物大供試体を用いた試験

間接的手法による検証

縮尺供試体や部分供試体を用いた供試体と数値解析等の併用
理論的妥当性を有する手法による検証
既往の実績の評価や基準との相対比較による検証

経験的手法による検証

図－2．1 検証手法と具体的方法の一般的な関係
1)

新しい技術の多くは実現しようとする実橋スケールでの実績がないことがほとんどであり、仮に実橋への適用実績があったとしても、構造の条件や相似則、外力の条件などが厳密には同じでなくそれらの実績によっては採用しようとする条件において性能が満足されることを十分には証明できないことが多い。
実物大スケールによる実験では、縮小模型実験に比べて相似則などを実橋の条件に一致させる
ことが容易で信頼性の高い結果が得られやすい。しかしコストが嵩むことや実験装置の制約などから実施困難な場合が多く、ある程度縮小した模型や部分模型によらざるを得ないことが一般的である。一方実物大に近い大型の模型実験を行う場合でも実験装置や設備の制約から外力の条件
や支持条件まで実橋の条件や基準の前提となっている条件と完全に一致させることは困難な場合－ 9 －も多い。そのため実験や過去の採用実績の知見を用いて性能の評価を行う場合にも、採用しようとする実験等の条件と実橋の関係について様々な観点から詳細に比較を行い、結果に及ぼす影響を考慮したうえで合理的な方法による必要がある。
2)

道路橋示方書Ⅰ共通編 1．5 で規定されるように、設計にあたっては理論的な妥当性を有す

る手法、実験等によって検証された手法等による必要がある。
実橋による多数の実績や実橋と同等とみなせる実物大の実験による検証などである程度その性能が明らかな場合はそれらの知見に基づいて容易に性能の検証が行える場合が多いが、新技術の多くは実績が少なく、また実橋の様々な条件を忠実に再現できる実物大などの大規模な実験等は困難な場合が多い。このような場合には評価しようとする性能のみに着目した要素実験や解析的手法などによって性能の評価を行うことも可能である。
このとき着目した性能に対しては安全側の評価となるようなモデル化や実験条件としても、着目しない他の条件に対しては危険側の評価となることもあるため、当該技術全体の性能評価計画の全体を事前に確認し、適切な評価ができるものとなるように計画する必要がある。
また、縮尺モデルによる実験では、それらの物性や応答などの全てのパラメータの相似則を等しく満足することは困難であることが多い。そのため評価しようとする挙動や着目している応答などに対して少なくとも安全側の評価ができるように相似関係を満足することが重要である。
さらに実際の構造の一部を取り出すことになる場合には、縮尺モデル供試体の支持条件や境界条件を、全体系の中にあって実橋では生じることになる挙動を適切に再現できるようにする必要がある。
道路橋示方書などの技術基準では、要求性能を規定するための手段の一つとして、応答値の算
出手法そのものを規定している場合も多い。これは道路橋のような複雑な構造物では所要の性能を直接的に定量化することが困難な場合が多く、その場合には定式とともに許容値などの安全余裕を規定しなければ、基準の求める満足されるべき要求性能の最低水準が達成されない恐れもあるからである。一方、技術基準の性格から要求性能を規定するために不可欠でない限り、様々な設計技術に関する定式や設計要領などについては触れられていない。
このような事情から、新しい技術や材料、工法による場合については技術基準に規定されている応答値の算出式や許容値などの安全余裕の確保策がそのまま適用できないか、準用できる類似のものが基準にはない場合も多い。そのような場合には、学協会のまとめた技術資料や当該技術の研究・開発段階で見出された工学的知見に基づいて導かれた応答の算出手法などを用いて設計（性能照査）を行うことが検討されることも多い。そのような場合には、予め適用しようとする
手法の理論的妥当性を検証することで、基準に求める要求性能が得られることの確認を行う必要がある。技術資料や学術論文などに示される手法や定式については、その性格から技術基準のよ
うに外力に対する応答が得られることの確からしさなどの確実性、信頼性についてまで明確にはされていないか、その水準は技術基準とは一致しないことがほとんどである。そのため実設計に用いる場合には、単純にそれを用いるのではなく技術基準が求める要求性能を得られるような方法（例えば、理論的妥当性を有する手法で適当な修正を行うなど）でこれを用いなければならない。
3)

適用基準によっては、要求性能が満足されるものとして具体的な仕様が規定されている場合がある。これらの中には都度の検証を省略できるようにすることで実務の便に配慮したものだけ
でなく、定量的に具体の要求性能を示すことが困難な規定項目や検証手法が確立していない事項－ 10 －

に関して経験的に性能が確かめられているものを標準解として示すことで基準の適用性を確保したものも多い。
経験的に確立された構造細目などの規定との関係を定量的に示すことは一般に困難であるが、一方でそれらの規定の根拠となった実験や構造細目と規定の要求性能の内容や水準とのかかわりに着目することで、規定の内容と完全に形式等が一致しない技術であっても明らかに要求性能を満足するか、着目する性能について規定の方法より少なくとも同等以上の性能が得られる可能性が高いと判断できるものもある。
なお、既存の技術基準等に示されている以外の解析手法により要求性能を満足するかどうか確認する際には、これらが実橋の条件、実橋との違い、耐荷機構等確認するポイント、検証内容を踏まえた上で適切に照査を行えるモデル化であることを検証しなければならない。
解析手法により照査を行う際には、用いようとする新しい技術の耐荷機構、照査項目である力
学的挙動や物理現象（疲労、ひび割れ、座屈等）を踏まえて適切な条件で実施しなければならな
い。解析結果は、実橋の有する性能の照査との関係において、定量的に評価できるものでなければならない。なお、モデル化の検証方法として実験との整合を図ることも手法のひとつである。
例えば、解析時に使用するモデルは、着目する部位の応答（応力、変位等）が適切に得られるような要素設定（ソリッド・梁・シェル等の要素特性、要素分割方法、モデル化範囲、境界条件など）を適切に行うとともに、床版と鋼桁とを接続するずれ止め等の荷重伝達機能を境界条件として適切に設定することが必要である。また、採用した解析方法により算定された応力度や変形等の値と、実橋レベルの試験結果との整合性を確認しておく必要がある。

－ 11 －

3

技術評価の観点(1)

新技術の性能評価にあたっては、道路橋示方書などの適用基準の規定によることで達成すると考えられる要求性能とそのための規定内容のうち、その技術の採用によって影響をうけると考えられる規定や性能について予め特定し、考えられる影響を特定する必要がある。
(2)

適用基準への適合性について個別に評価が必要となる場合の代表的なものには以下の観点がある。
1) 基準の規定に対する範囲の逸脱（物理特性や荷重条件など）
2) 基準の規定と異なる（あるいは規定に定めのない）特性の材料や構造の採用
3) 基準の規定と異なる（あるいは規定に定めのない）設計原理や力学的機構などの採用
4) 基準の規定と異なる（あるいは規定に定めのない）施工条件の設定
5) 基準の規定と異なる（あるいは規定に定めのない）維持管理条件の設定(1) 道路橋示方書を適用することで実現される様々な橋の性能については、耐震性能や耐久設計上の目標など定性的ながらも記述があるものはあるものの、多くの場合部材や構造単位毎の規程は応力度の制限（許容応力度）などの工学的な指標で明示されているものの、それらが組み合わされた結果とした橋全体や構造全体として達成されるべき性能については普遍的あるいは定量的には示されていない。
また、各条文の多くは「要求性能」と「それを満足するとみなせる標準解（いわゆる「みなし仕様規定」）」の対で規定されており、条文毎に標準解によらず要求性能を満足させる代替解を用いることが可能な基準構造となっている。このときある条項について標準解によらない場合に、当該条項での要求性能を満足しても、当該条項以外の条項で規定される要求性能や橋全体の性能が必ずしも満足されない可能性もある。そのため、直接的に適用基準の要求性能への合致が証明できない場合や、標準解との関係が明確でない技術の採用にあたっては、適用基準全体を通じて当該技術の採用によって個別に検証が必要となる要求性能項目を予め抽出して、橋全体として所要の性能がもれなく達成されるように検証計画を立てる必要がある。
(2) 条文に示した 1)から 5)は、基準との逸脱の有無を判断するための一般的な観点について挙げたものである。多くの技術的事項や基準の規定は複合的な内容を含んでおり、かつ要求性能と規定
内容の対応関係も単純ではない。一方、基準からの（大小にかかわらず）逸脱の程度や内容も多岐にわたるためそれらを過不足なく系統立てて整理することは困難であるものの、ここでは過去に国土技術政策総合研究所で関わった道路橋の主として設計・施工に関する技術提案とそれに対する基準との適合性の評価事例や設計施工にあたって道路橋示方書の基準上の解釈に関する技術相談実績について再評価を行う中で抽出された、技術基準の規定からの逸脱に関する判断上の観点となった事項を普遍的な表現でまとめたものである。
適用基準の内容との整合性が容易に判断できない場合について、これらの項目に照らして技術の内容について詳細を確認することで、当該技術が基準による以外の個別の検証が必要か否かの判断が行える場合が多い。

－ 12 －

4

基準の規定に対する範囲の逸脱

4．1

一般

(1)

基準の規定の前提となっている適用条件・範囲に対して逸脱がある場合には、その程度によらず、規定の適用可否について評価する必要がある。また規定の適用にあたっては所定の性能が得られるような方法によらなければならない。
(2)

規定の前提となっている適用条件・範囲に対して逸脱が生じる場合の代表的なものには以下のものがある。
1)

規定の設定時の根拠となっているデータ等の範囲や前提とした構造細目などと当該条件に乖離や不整合がある場合

2) 規定の設定時に用いられた手法や規定が設計で用いられることを想定している手法（実験・解析）と異なる方法で得られた数値等の採用を行う場合(1) 道路橋示方書など技術基準類の規定の多くは、規定化にあたって、そのもととなった実験結果
等のデータや解析等手法の特徴なども考慮して、所要の安全率等の性能が確保されるように規定が適用可能である条件が設けられている。このため例えば当該基準に同じまたは類似の規定がある技術を用いる場合であっても、その適用条件が基準の前提と乖離している場合には、新しい技術としてその規定の適用可否や適用するにあたっての前提条件が満足されるかどうかなどを個々に検証する必要がある。
なお、基準類には適用範囲等の適用条件は示されていても、それらの根拠や設定の経緯については規定そのものを構成するものではないため条文のみならず解説等の補足説明にも明らかにされていない場合が多い。そのような場合には当該基準類の設定に関連のある研究成果や同じ基準類の旧版などに参考となる情報が記されている場合もあるので参照するのがよい。一方、規定設
定の明確な根拠など参考となる情報が十分に得られない場合には、それを復元することは一般に困難である。
なお、このような場合でも、基準等に要求性能に対する具体的な標準解が示されている場合には標準解との相対比較による方法などで性能評価が可能である場合もある。
新技術の多くは、従来からある材料や構造を組合せたものも多く、現行道路橋示方書など既存の基準に規定化されている個々の要素技術の考え方を利用することは有効である。一方で、現行の規定を準用する際には、個々の適用範囲が限られているので、適用には注意が必要である。そこで、新技術評価を行う際には、第一に適用の範囲を逸脱していないかどうか、逸脱した場合には、何が適用範囲を逸脱しているのかを明確にすることが必要である。
(2) 規定の前提となっている適用条件・範囲に対して逸脱が生じる場合は多岐にわたるケースが想定できるが、代表的には条文に示す２ケースに分類できる。
「 1) 規定の設定時の根拠となっているデータ等の範囲や前提とした構造細目などと当該条件に乖離や不整合がある場合」のデータ等には、単純に実験装置や計測条件などの相違以外にも、規定の前提となった実験の（供試体等の）規模の相違についても相似則の成立性や供試体の製作
誤差・初期不整の程度、残留応力の条件など様々な範囲の逸脱が生じうることに注意が必要である。
基準には要求性能を満足できるとみなせる標準解として構造細目等が規定されている場合があるが、その場合も部材寸法や応力状態、拘束条件、施工方法などについて規定が適用できる前提－ 13 －

として特定の条件範囲が存在する場合がほとんどであるため、単純に同種・類似の構造や形状にしただけでは基準から逸脱し、所要の性能が保証されない場合があるので注意が必要である。
「 2) 規定の設定時に用いられた手法や規定が設計で用いられることを想定している手法（実験・解析）と異なる方法で得られた数値等の採用を行う場合」については、1) と重複する場合もあるが、解析モデルの条件や解析理論、実験原理などが異なる場合には、規定の許容値や制限値などがそのまま適用できない場合があるなど範囲の逸脱となる場合がある。図－4．1 に性能評価手法の設定の流れのイメージを示す。なおこのようなフローで性能評価方針を決定していく過程の各段階で適切な判断を行うためには、段階毎および評価しようとする技術の内容に応じて、適当な当該技術に関連した工学的知見や技術基準の内容に関する専門的な知識を有していることも重要となる。そのため必要に応じて専門家の見解を参考にするなど各段階の適切な判断が行える
ための条件を整えること、あるいはそのような条件整備が必要かどうかについて適当な判断ができる技術評価に関わる適切な意志決定体制を用意しておくこともまた重要である。

基準（道路橋示方書）の要求する性能

基準に具体的に規定されている方法や規定内容
観点(1)
規定の設定時の根拠となっているデータ等の範囲と当該条件の乖離や不整合の有無
観点(2)
規定の設定時に用いられた手法や規定が設計で用いられることを想定している手法（実験・解析）と異なる方法で得られた数値等の採用の有無

適用範囲の確認
適用範囲を逸脱する
適用範囲を
逸脱しない
逸脱するが準用可能

準用不可

適用範囲内での規定の適用

規定の条件との関係を明確にした上で、基準の規定によらず、基準の要求性能が要求性能が得られるための当該条件に適合得られることを個別に評価できる手法を設した条件を設定し、規定を準用定して評価

図－4．1 適用範囲の逸脱と性能評価手法設定の流れの関係－ 14 －

4．2

規定の前提、根拠となったデータ範囲等との乖離または不整合

4．2．1

細部構造が適用基準と異なる場合採用しようとする細部構造が適用基準に示されるものと一致しない場合には、関連する適用基準や類似の細部構造との関係について、それらの前提となった種々の条件なども含めて比較検討を行うなどにより、それらの構造の採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを検証しなければならない。
技術基準における細部構造（あるいは構造細目）の規定については、一般に、例えば局部的な応
力状態や施工性など定量的な評価が困難なものであっても経験的に性能が満足されるとみなすことができる構造等をそれらの前提となった種々の条件が満足される前提で規定している。
したがって、採用しようとする細部構造が適用基準に示されるものと一致しない場合には、関連する適用基準や類似の細部構造との関係について、それらの前提となった種々の条件なども含めて詳細な検討を行って適用の是否について検証することが必要である。また所要の性能が満足されるとして採用する場合にも、前提となる諸条件について性能との関係を明確にしてそれらを考慮する必要がある。
これは、ある構造部位に技術基準で前提としている細部構造と異なる構造（技術）を適用しようとする場合のほか、ある構造部位に対する規定を異なる構造部位に用いようとする場合にも当てはまる。技術基準に示される細部構造の規定は、ある特定の条件に対してのみ有効なものが多く、僅かでも条件が異なる場合には意図した性能が得られない可能性もある。そのため準用にあたっては
細目構造の条件に照らして適切な根拠や手法によりその効果について検証することが必要である。

4．2．2

基準に規定のある細部構造を適用の前提条件と異なる条件で採用する場合採用しようとする細部構造が適用基準に示されるものと一致する場合でも、適用条件が当該基準での前提と一致しない場合には、前提条件の相違がその細部構造の性能に及ぼす影響について明らかにするなど、それらの構造の採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを検証しなければならない。
技術基準における細部構造の規定については、一般に、例えば局部的な応力状態や施工性など定量的な評価が困難なものであっても経験的に性能が満足されるとみなすことができる構造等をそれらの前提となった種々の条件が満足される前提で規定している。
したがって、採用しようとする細部構造が適用基準に示されるものと一致する場合でも、採用しようとする条件が、その細部構造が規定されている当該基準の前提条件（材種、寸法、応力の大きさや合成応力の条件など）とは一致しない場合がある。その場合、構造は同じであっても発揮される性能に相違が生じる場合があるため、適用条件の不一致がその細部構造の性能に及ぼす影響について明確にするとともに、当該条件における構造の適用の是否や適用条件の適切性について検証することが必要である。

－ 15 －

4．3

規定の前提、根拠となった手法（実験・解析）との乖離または不整合設計で採用しようとする部材等の応答値が、適用基準の許容値等の設定に用いられた手法（実験・解析）と異なる手法で得られている場合や、規模等の条件が基準の根拠となった手法の前提と一致しない場合には、それらの相違が許容値等との比較による安全率の確保等の性能に及ぼす影響について明らかにするなど、それらの採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを検証しなければならない。
技術基準に規定される許容値や制限値には、一般化にあたって、ある限られた条件で行われた実験や解析あるいは計測等の結果を用いたデータを根拠として設定されたものも多い。そのため、それらとの比較に用いる設計計算から得られる応答値は、基準の規定と比較可能な条件を満足している必要がある。
実験方法や数値解析の条件（モデル化手法や解析理論、境界条件など）が規定の前提と異なる場
合には、その影響を考慮し、例えば許容値を適切に低減して比較するなど所要の性能が確保されるようにする必要がある。
なお、実験や解析の手法の同等性を厳密に評価することは困難な場合が多い。このような場合でも同じ条件での応答をそれぞれの手法によって求め、それらを比較することで両者の相違や同等性について間接的に評価することができる場合もある。

－ 16 －

4．4

具体の事例

事例（高力ボルトの使用本数が規定の範囲を超えている場合）■新しい技術要素
高力ボルト摩擦接合継手の採用にあたって、1 ボルト線上の本数を 8 本を越えて配置した。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 6．1．1] 高力ボルト摩擦接合では、1 ボルト線上に配置するボルト本数を 8 本程度
以下にすることが望ましいとされている。
■技術評価において留意すべき点の例
道路橋示方書のボルト本数の制限は、既往の実験から多列化によるボルトの応力分担の不均一性による効率低下を考慮したものとなっている。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、所要の継手性能が発揮されることを、以下の観点で評価する。
①

想定されるボルト軸力の不均一性の程度とその影響が実物大実験や解析等により明らかにされ、かつそれらを考慮して所要の継手の耐荷力特性が得られるようボルトの許容値、摩擦係数、締め付け管理の方法などが設定されていることを確認する。

②

ボルト軸力の不均一性の程度とその影響が実際に適用しようとする条件と同程度となるよ
うな実大の実験を、基準を満足する継手条件のものとあわせて行い、結果のばらつきなど
信頼性を適切に考慮して許容値等を設定する。このとき同じ条件で行った基準を満足する
継手との結果の相対比較を行って妥当性を検証する。

連結長やボルト本数は継手のボルトそれぞれに作用する力の配分に大きく影響する。道路橋示方書に規定のある設計法は、各ボルト線を一つのボルト継手と捉えてそれぞれが分担する応力に対してボルト線毎にボルトが協働して抵抗するものと仮定している。
一方、1 ボルト線上あたりのボルト本数が増えすぎるとボルト位置毎の応力分担は著しく不均等になることが実験で確認されていることから、高力ボルト摩擦接合では、8 本程度以下で用いられることを前提に規定化されている。また 8 本を越える場合について高力ボルト摩擦接合において継
手効率、継手性能とそれらに関わる様々な要因（素地性状、ボルト間隔、肌隙、締付け順序と締付力など）との関係については実大実験の実績も少なくほとんど知見は乏しい。
そのような中で、道路橋示方書では使用ボルトの条件とともに 8 本までを念頭に、ボルトの締め付け効率、摩擦係数などに配慮して所定のボルト継手の性能が得られるためのボルトの締め付け施
工方法、継手部の処理について規定されている。
したがって、8 本を越えるボルトの協働を用いる場合には、ボルトの応力分担の不均一の程度をそれらと密接に関連している種々の項目（ボルト間隔、締め付け方法（順序、導入軸力）、摩擦係数、縁端距離など）との関係において検証し、所要の継手性能が得られるようにする必要がある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 日本鋼構造協会：合理化桁に関するデザインマニュアル、H12.3
2) 高速道路調査会：鋼橋の併用継手・厚板現場溶接の設計と施工、H14.3－ 17 －

事例（床版支間長の制限など道路橋示方書の適用範囲を逸脱する場合）■新しい技術要素
床版支間が道路橋示方書に設計曲げモーメント式などの断面力が示されている範囲を越える長支間構造。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 8．2．4][Ⅲコンクリート橋編 7．4．2]

道路橋示方書に規定される設計用断面力（設計曲げモーメント式など）は、RC 床版の床版支間長は 4m 以下、PC 床版の床版支間長は 6m 以下に適用範囲が制限されている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、道路橋示方書の設計用断面力（設計曲げモーメント式など）は、適用範囲に対する理論式に対して経験等を勘案した安全率を付与し単純化された定式化がなされている。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、道路橋示方書の規定による場合と同程度の安全余裕が確保されることを、以下のような観点で評価する。
①

道路橋示方書の根拠と同様の考え方（荷重載荷の方法、モデル化の条件など）に対して得られる理論的断面力に対して、道路橋示方書による場合と同程度の安全余裕（設計値と理論値との差）が付与されることを確認する。

②

上記による場合と同程度の安全性が確保される耐荷力・疲労耐久性を有していることを大型供試体による実験・実測などにより確認する。

道路橋示方書では、コンクリート系の床版に対する規定には、床版設計に用いることのできる断面力が示されている。これらの規定は、表－4．1 に示すように、様々の構造系や解析モデルの条件を前提として解析的に得られる断面力に対して、経験的にある程度の余裕量を見込んで設定されている。
したがって、規定の設計手法を準用するにあたっては、表－4．1 に示すように多岐にわたる項目について基準の前提との関係を明確にしたうえで、その影響を適切に考慮した設計が行われる必要がある。技術提案に対する評価においてはこれらの項目に対して具体的に確認することで基準の準用の可否、あるいは代替設計法による場合にはその妥当性についてある程度、検証することが可能である。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。

－ 18 －

表－4．1 道路橋示方書曲げモーメント式を準拠する場合の確認項目の例
道路橋示方書用の前提事項

確認事項

2 辺単純支持版または 1 辺固定支持・他辺自由
無限版とみなせること

辺長比が 1：2 以上の版であること
RC 床版と同程度のⅠx／Ⅰy 比を有しているこ

等方性版とみなせることと最も不利な状態となるよう活荷重の影響を考慮
道路橋示方書に規定する活荷重を幅員方向にすること
台数に制限なく載荷することなど。
道路橋示方書で想定する衝撃の影響を考慮する
こと

RC 床版と同程度の平坦度を有していること

輪荷重の分布は、アスファルト舗装を通して、床版全厚の 1/2 面まで 45°の角度で分布すること

50mm 以上の舗装厚を確保していること

理論式または解析の仮定と実際の構造との違い
解析精度や施工誤差が RC 床版での余裕量と同や、床版を施工するときに生じる床版厚や配筋の等以上を確保していること
誤差に対する余裕量が 10～20%であること
道路橋示方書で想定するＲＣ床版を有する多支持げたの本数、間隔、剛性等に起因する不等主鈑げた型式の場合と安全余裕が同程度以上確沈下の影響がないこと保されると認められること

なお、現行道路橋示方書の設計断面力の規定の考え方の根拠などについては、「道路橋示方書・同
解説Ⅱ鋼橋編昭和 48 年

日本道路協会」に詳述されており参考にできる。

【参考文献】
1) 高尾孝二：鋼道路橋鉄筋コンクリート床版の曲げモーメント計算法、橋梁と基礎、1985.3
2) 土木研究所：コンテナー積載トレーラー荷重の検討資料、土木研究所資料 420 号
3)

冨澤雅幸・山本晃久・八部順一・江頭慶三：床版支間部設計曲げモーメントの試算について、
土木学会第 59 回年次学術講演会講演概要集、CS8-028、pp261-262、H19.9－ 19 －

事例（床版の曲げモーメント式の前提条件との整合性が不明な場合）■新しい技術要素
鋼コンクリート合成床版など、鉄筋以外の補剛材などの鋼部材が床版内部に配置されたコンク
リート系の床版構造■関連する道路橋示方書の規定
道路橋示方書では、コンクリート系床版として床版コンクリート内部には鉄筋とＰＣ鋼材のみが配置された構造についてのみ構造細目や具体の許容値、設計断面力の算出方法などが規定されている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、道路橋示方書の設計用断面力（設計曲げモーメント式など）は、等方版に対する活荷
重の載荷に対応する解析値に対してある程度の安全余裕を考慮したものとして与えられている。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、上記に対しては床版内部の鋼部材やそれらと床版コンクリートの合成の程度などを詳細に考慮した解析や大型供試体に対する載荷試験により、設計で考慮する荷重状態に対して、道路橋示方書に規定のある RC 床版と同程度の等方性（Ⅰx／Ⅰy 比）を有していることを確認する。
道路橋示方書では、コンクリート系の床版に対する規定には、床版設計に用いることのできる断面力が示されているものの、これらの規定は、種々の構造系や解析モデルの条件を前提として解析的に得られる断面力に対して、経験的にある程度の余裕量を見込んで設定されている。
（S48 道路橋
示方書）
しかし、鋼コンクリート合成床版などの新しい床版構造には剛性の高い鋼材が一方向に卓越して配置される場合などのように、道路橋示方書の断面力式の算出根拠となった等方版に比べて橋軸方
向と橋軸直角方向で剛性が異なるなどの異方性をもつものもある。
この場合、同じ載荷条件に対して等方性版とは２方向の応力分担率が異なり等方版モデルで算出された断面力式をそのまま準用した場合、確保される安全余裕の程度が異なってくる可能性がある。
このような場合に基準の規定を用いるには、その根拠や考え方との整合性についても確認する必要がある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 高尾孝二：鋼道路橋鉄筋コンクリート床版の曲げモーメント計算法、橋梁と基礎、1985.3※

相対する 2 辺が単純支持された長方形版（直交異方性または等方性）を格子状の主桁に弾性支持したモデルにより断面力を算定。RC 床版の橋軸方向及び橋軸直角方向のたわみ性状が実験値とともに算定されている。
2) 土木研究所：コンテナー積載トレーラー荷重の検討資料、土木研究所資料 420 号※
3)

25ton 照査に用いた T 荷重の根拠となる車両形式毎の車軸重量が示されている。

土木研究所他：道路橋床版の輪荷重走行試験における疲労耐久性得評価手法の開発に関する共同研究報告書（その 5）、pp207-221、2001.3－ 20 －

事例（基準の元となった実験供試体のスケールが実橋と異なる場合）■新しい技術要素
鋼とコンクリートの複合構造において、道路橋示方書に規定のないずれ止めによる接合部が用いられている場合。
■関連する道路橋示方書の規定
道路橋示方書には、スタッドによる場合についてのみ構造細目や具体の許容値、計算値の算出方法などが規定されている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、ずれ止めによる鋼とコンクリートの接合部では応力伝達機構や鋼とコンクリートの相互作用などを解析的に求めることが困難な場合が多く、実験的にその性能を検証することとなる場合がある。また、採用しようとする構造に対して縮小供試体による実験で検証を行う場合に、ずれ止め効果に関連する鋼とコンクリートの相互作用の力学的機構にかかわる縮尺の関係（相似則）が適切に換算されないと適切に実橋の挙動を推定することはできない。
■技術評価の着目点の設定例
例えば上記のような観点に対して①

検証する項目毎に、性能評価で用いる工学的指標の相似則を明確にし、すべての相似則を同時に満足させることが困難な場合には、クリティカルとなる要因の相似則を優先し、それ以外の項目については安全側となるように設定する。

②

実橋で用いようとする条件を再現した実大規模の実験を行い、適用しようとする条件の範囲内では所要の性能が得られることを結果のばらつきも含めて評価する。

例えば、ずれ止めなどの継手構造では、作用力の向きや複合の条件、コンクリートによるずれ止めの拘束条件などがその性能に大きく影響する。そのためこれらを可能な限り実際の構造にあわせた実験となるよう注意する。
例えば、近年採用が検討されることの多い穴あき鋼板ジベルでは、穴あき鋼板が合成されるコンクリートとの一体が損なわれない条件において初めて適切に機能が発揮される。そのため内外の技術規準類に定められている本接合の規定はずれ止め鋼板にコンクリートが押しつけられた状態が維持されたままジベル方向に作用力が働く方法の実験が元となっている。したがって鋼板とコンクリートの拘束が保証されない条件の部材や作用力がジベル配置方向と異なるような条件に対してはこれらの規定はそのまま用いることができない場合がある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 鉄道技術総合研究所：鉄道構造物等設計標準・同解説（鋼とコンクリートの複合構造物）、2002.12
2)

高嶋豊・増子康之・春日井俊博・佐々木保隆・鹿浦純一：急速施工への適用を目指した鋼製橋
脚と杭基礎との接合部に関する実験的研究、構造工学論文集、Vol.51A、2005.3－ 21 －

事例（基準の規定を異なる構造部位に用いようとする場合）■新しい技術要素
橋脚のはりやパラペットなど厚い版構造に対して、せん断耐力におけるディープビーム効果を見込もうとする場合。
■関連する道路橋示方書の規定
Ⅲコンクリート橋編では、ディープビーム効果を考慮した許容値の算出方法が示されていない。
Ⅳ下部構造編では、フーチング及びケーソン頂版を対象とした許容値の算出方法が規定されている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、橋脚のはりやパラペットとフーチングや頂版では構造、支持条件、配筋等の細目構造が異なる。Ⅳ下部構造編に示された許容値の算出方法に関する規定は、フーチング等の構造を模した供試体の実験及び解析に基づき設定されており、異なる細目構造を有する部位にそのまま適用はできない。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、上記のような観点に対して、①

対象となる構造部位の細目構造と同じ条件を有する知見や実験などの検証に基づき、ディープビーム効果を見込む。

②

様々な剛性と形状寸法の構造に対して詳細な解析を行って耐荷力機構や破壊に至るまでの各部の応答の傾向を把握し、既存の照査式や許容値の適用限界との関係を推定するとともにその結果を構造細目や設計モデルに反映して安全側の結果が得られるように配慮する。

技術基準の中では、許容値の設定や基本とする応答値算出方法として規定されている設計法の設定にあたって、その理論的背景や根拠に応じて適用可能な範囲が限定されるものがほとんどである。
例えば、コンクリート部材では断面の形状寸法や配筋構造、荷重載荷位置などによっても部材としての耐荷力機構が異なってくるため、剛域の範囲やハンチ構造によっても応力状態が異なってくるラーメン構造の接点部、梁高が支間に比して大きくせん断変形の影響が梁の応力分布に大きく影響するディープビームやコーベルといった構造区別を設けてそれぞれ性能照査に用いる応答値の算
出方法や前提として満足すべき構造細目等が一体となって規定されている。類似の構造型式を用いる場合でいずれの構造に該当するか不明な場合や構造細目の条件が一致しない場合には、荷重に対する部材内部の鉄筋の応力分担状況や破壊に至るまでの挙動などに様々な相違が生じる可能性もあるため、規定にある方法で確実に安全側に設計できると考えられるものによるか、基準の方法によらず実験や詳細な解析に検討を行って構造の特性を把握した上で個別に鉄筋配置や部材断面の設計を行うことが必要となる。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1)

土木研究所：橋梁基礎のフーチングおよび頂版の耐力に関する実験的研究、土木研究所資料、
第 3483 号、1997.3

2) 土木研究所：フーチングの設計および補強方法に関する実験的研究、土木研究所資料、第 3550
－ 22 －

号、1998.3
3) 独立行政法人土木研究所：ディープビームやフーチングのせん断耐力に関する研究、土木研究
所資料、第 3841 号、2001.11
4) 白戸真大・川本篤志・福井次郎・幸左賢二：上面側が引張りになる場合のフーチングのせん断耐力算定式、構造工学論文集、Vol.48A、 2002.3－ 23 －

5

基準の規定と異なる特性の材料や構造の採用

5．1

一般

(1)

基準の規定と異なる特性の材料や構造を用いることによる逸脱がある場合には、その程度によらず、規定の適用可否について評価する必要がある。また規定の適用にあたっては所定の性能が得られるような方法によらなければならない。
(2)

基準の規定と異なる特性の材料や構造であるために基準からの逸脱が生じる場合の代表的なものには以下のものがある。
1) 基準に規定のある種類の材料や構造であるが、規定されている以外の特性を用いる場合や、規定されている範囲を越えてその特性を用いる場合
2) 基準に規定のない材料を用いる場合(1) 道路橋示方書などの技術基準では、許容値や安全率にかかわるさまざまな規定について、特定の材料や構造の特性に対して得られた知見から設定されている場合がほとんどである。そのため設計値の算出や許容値との対比などの設計にあたって規定の前提となった材料と異なる材種や同じ材種であっても品質レベルやその信頼性が異なる場合には規定をそのまま適用することが適切でない場合がある。
そのため規定の前提と異なる種類の材料を用いる場合には、基準の適用に当たってその可否を判断しなければならない。

5．2

基準で規定する範囲外の材料等の特性を用いる場合
基準に規定のある種類の材料や構造の特性を用いるものの、その適用条件が規定の適用範囲

やその前提となった条件の範囲を越えるなど規定の範囲外となる可能性がある場合には、採用しようとする範囲において所要の安全率等の性能が得られることを、その材料や構造の条件に対応して検証しなければならない。
道路橋示方書などの技術基準では、許容応力度などの安全率に関する事項や許容値と比較される
応答値の算出手法、あるいはそれらの前提となる施工の条件などの規定に関して、材料や構造の特性についてある範囲を前提として定められているのが一般的である。
このため、基準に規定のある材料や構造を用いる場合でも、採用しようとする使用条件、設計で考慮される力学的挙動などが規定の想定の範囲と異なる場合には、当該条件において基準による場
合と同様の確実性で所要の安全率が確保されることなど、所定の性能が得られることを検証する必要がある。
なお、従来規定化の元となった材料や構造では、JIS 等の規格によるなどによって、機械的性質などの特性の「ばらつき」の程度や傾向などを考慮して所要の特性が得られる確実性（＝信頼性の程度）を見込んで許容値や寸法などの適用範囲の上限や下限を設定している。したがって、基準に示す許容値や特性値を安易に外挿したり補完して準用しても忠実に基準による場合とは異なり意図した性能が確実に得られない可能性がある。
JIS 等の規格そのものも品質データの蓄積や、多数の実験結果に対する統計的な理解に基づいて規定化の検討が行われていることが一般である。このような場合には、規定内容の信頼性が保証される条件として、力学的特性などに一定の適用範囲等の条件が存在する。逆に異なる材料であってもそれらが満足している公的規格がある場合には双方の内容を比較することでも品質水準などの評－ 24 －

価は可能である場合がある。道路橋示方書のように要求性能を満足する材料とみなせる具体の材料そのものが規定されている場合にも、それとの相対比較によっても検証が可能である。
なお、JIS などの公的な材料規格では品質のばらつきがある一定の水準に保証されるが、許容応力度などそれぞれの構造物等の技術基準の安全率の元となる機械的性質や特性の閾値については規定されていない場合がある。この場合規格にない特性については品質が直接的には保証されていな
いことになる。

5．3

基準に規定のない材料を用いる場合

基準に規定のない材料を用いる場合には、基準の材料に関する規定との関係を明らかにするとともに、材料の機械的性質や強度などの材料特性のみならず、設計で用いようとする設計手法、施工方法など関連する事項について基準の要求性能が満足される条件を明確にし、所要の性能が得られることを検証しなければならない。
道路橋に使用する材料は、主に鋼材やコンクリートなどである。橋の設計は、使用材料の特性や品質をあらかじめ想定した上で行われるため、使用材料は、所要の特性を有するとともに安定した品質が確保されていることが使用上の前提条件となる。
近年では、製作、施工の合理化や経済性、あるいは耐久性等の性能向上を目的に、新しい材料の使用が提案されている。このような材料を橋に適用するにあたっては、それらの特性が構造物の性能に及ぼす影響を試験等によって確認するとともに、品質についても JIS 等の規格と同等であることを証明したり、その信頼性の程度を考慮して適切な許容値を設定するなど基準の要求性能が得られることを確認しなければならない。
例えば、JIS 等の公的規格にない材料を使用するような場合には、鋼材の場合を例とすると、降伏点または引張強さ等の機械的性質や、形状や寸法などの幾何学的条件などの変動に関する情報などをもとに JIS 等の規格による場合と同程度の信頼性で所定の性能が得られるように許容値や品質、施工等の条件を設定するなどが必要となる。
鋼やコンクリートのような一般的な材料でも、機械的性質等の性能は、必ずしも公的規格等だけでは保証されない、各種の添加材や合金成分、熱処理などの材料製造プロセスなどが複雑に関係して実現している。したがって、同種の材料であっても、強度特性（高強度、高じん性、加工性）などが基準にない範囲のものの採用にあたっては、異種の材料の場合と同様に基準による場合との関係について慎重に評価する必要がある。

－ 25 －

5．4

具体の事例

事例（道路橋示方書に規定のない材料の特性値の設定及び品質確認を行う場合）■新しい技術要素
鋼材として、道路橋示方書に示される規格より高性能（例：高強度）の種類のものが用いられている場合。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅰ共通編 3．1] 鋼材は、強度、伸び、じん性等の機械的性質、化学組成、有害成分の制限、厚さやそり等の形状寸法等の特性や品質が確かなものであることが求められており、JIS 規格にある材料を中心に、要求事項を満足するとみなせる材料の種類とそれらに対する許容値等が定められている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、JIS 等の規格では、材料規格についてはそれを満足することで機械的性質、化学組成や成分、形状寸法等の特性や品質についてばらつきの程度も含めてある水準が確保されることが保証されるように定められている。またそのために必要に応じて検査方法や合否判定基準が規格の一部を構成している。
道路橋示方書に規定する以外の材料を道路橋に適用するにあたっては、単に機械的特性が満足する場合があるということではなく、その確実性など品質のばらつきの程度も含めて道路橋示方書に定める材料による場合と同程度の信頼性で所要の性能が得られることが求められるため、これらを確認する必要がある。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、鋼材について降伏点または引張強さ等の機械的性質や、板厚寸法や形状等の許容差等について品質のばらつきの程度を根拠となるデータとともに評価し、類似の材料で JIS 等の規格に従うものとの相対比較を行って設計で用いる特性値や許容値を定める。
品質のばらつきの程度が大きい材料や、供給実績が少なく信頼性のある根拠データが十分に確保できない場合には、JIS 等の道路橋示方書に定めのある規格品によるよりも安全率を大きくとったり、製作・施工段階における品質確認の頻度や数量を増やしたりするこで所要の特性をが得られるよう信頼性を向上させることも有効である。
鋼材は、強度、伸び、じん性等の機械的性質、化学組成、有害成分の制限、厚さやそり等の形状
寸法等の特性や品質が確かなものであることが求められており、現行の道路橋示方書においては、JIS 規格に準じた材料特性を基に、これらの要求事項を満足するような個々の特性値が定められている。
コンクリートは、強度、変形性能、耐久性や施工に適するワーカビリティ等の特性や品質が確かなものであることが求められており、そのためには材料の選定、配合及び施工の各段階において適切な配慮をすることを前提に、特性値を定めている。
近年では、製作、施工の合理化や経済性、あるいは耐久性等の性能向上を目的に、新しい材料の使用が提案されている。このような材料を橋に適用するにあたっては、それらの特性が構造物の性能に及ぼす影響を試験等によって確認するとともに、品質についても JIS 等の規格と同等であることを確認しなければならない。
道路橋示方書においては、橋の構成部材あるいは橋梁全体の耐荷力等の前提として、初期不整量
や部材の製作精度等が定められているため、単に JIS 等の規格と同等であることを確認するのみで－ 26 －

なく、道路橋示方書の施工に定める諸規定との整合性を確認する必要がある。
一方で、国外規格に基づく材料のように、JIS によらない材料を使用するような場合には、降伏点または引張強さ等の機械的性質や、板厚寸法や形状等の許容差等のばらつきに関する相当量のデー
タを基に、信頼性のおける特性値を設定する必要がある。
また、設計計算に用いる物理定数は、使用する材料の特性や品質を考慮した上で、適切に設定する必要があるが、実物大試験等により確認される実応力状態と設計で仮定する物理定数から導出される応力との整合性を確認する必要がある。物理定数の設定にあたっては、供用中に想定されるク
リープやひび割れ発生等の経年変化や劣化等の状況を考慮し、適切な値を設定する必要がある。
これら材料の特性が基準に示されるものと異なる場合には、設計に用いる許容値などの設定に際し、この違いを考慮して同等の性能を確保する必要がある。例えば、高強度鉄筋は従来の鉄筋に比べて降伏や破断までの伸び性能が異なるため、耐震設計における許容塑性率の設定などにあたってはこれを考慮して、通常の鉄筋と同等の安全余裕が確保されるようにしなければならない。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 日本道路協会：鋼道路橋施工便覧、S 60.2
2)

土木研究所：高強度材料を用いた鉄筋コンクリート橋脚の耐力・変形性能の評価に関する研究（その１：正方形断面を有する橋脚）、土木研究所資料、2006.2

3) 仲谷邦博・木村祐司・上田善史・山脇正史：高強度鉄筋 SD490 を使用した七色高架橋の計画と設計（上）、橋梁と基礎、1999.11
4) 仲谷邦博・木村祐司・上田善史・山脇正史：高強度鉄筋 SD490 を使用した七色高架橋の計画と設計（下）、橋梁と基礎、1999.12－ 27 －

事例（基準の規定の範囲外の特性を用いる場合）■新しい技術要素
一般構造用圧延鋼材（SS 材）などの溶接構造用として規格されていない鋼材を溶接して用いる場合。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅰ共通編 3．1] 使用鋼材について、強度、伸び、じん性等の機械的性質、化学組成、有害成
分の制限、厚さやそり等の形状寸法等の特性や品質が確かな材料を使用することが基本的に規定されている。一般構造用圧延鋼材（SS400）を溶接部材に用いることは規格上は材料の溶接性が保証されないことから道路橋示方書では認めておらず、溶接性を個別に確認した上で溶接構造への適用を検討する場合についての確認方法は示されていない。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、SS400 材の化学成分から、溶接性の保証されている材料との比較を行うことで溶接施工性についてはある程度推定できる。しかし溶接施工性については様々な成分組成が影響することから既存の溶接に対する割れ感受性評価手法なども参考にして使用条件との対比を行う。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、SS400 材のミルシートに記載がある C、Mn、Si などの化学成分に着目して PCM 値、Ceq
値などの溶接われ感受性の観点から SM400 材との比較を行うとともに、実際の溶接条件に近似した条件での溶接施工性試験を行い、健全な溶接が行える条件を設定するで溶接性を評価することも可能である。
国内で一般に供給される SS400 材の多くの化学成分は SM400 材の規格を満足している。また
SS400 材のミルシートに記載のある C、Mn、Si の 3 元素成分のみから近似的に算出される PCM 値、
Ceq 値によってある程度の精度で溶接感受性が評価できるとの研究報告もある。このような既存の技術的な知見を参考に評価を行うとともに、条件によっては同じ材料と溶接条件によって事前に施工性試験を行って所要の品質が得られる施工条件を見出すことで適切に施工できる場合もある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 日本道路協会：鋼道路橋施工便覧、S60.2－ 28 －

6

基準の規定と異なる設計原理や力学的機構などの採用

6．1

一般

(1)

基準の規定の前提となっている設計計算の手法や解析理論などの設計原理と異なる手法で設計計算が行われる場合、および部材や構造等の応答の力学的機構（メカニズム）や物理現象などが規定の前提と異なることによる逸脱が生じる場合には、その程度によらず、規定の適用可否について評価する必要がある。また規定の適用にあたっては所定の性能が得られるような方法によらなければならない。
(2)

基準の規定と異なる設計原理や力学的機構などを用いることによる逸脱が生じる場合の代表的なものには以下のものがある。
1) 基準の規定と異なる許容値や制限値を設定する場合
2) 基準の規定と異なる部材や構造の力学的特性による場合
3) 基準の規定と異なる設計法による場合(1) 道路橋示方書などの技術基準に定められている許容値や安全率に関する事項などでは、それを定めるにあたって用いられた構造解析手法やモデル化手法、解析理論などと異なる方法で算出された応答値に規定を当てはめることで所要の安全率が確保されないなどの適正な評価が行えない場合がある。このような場合には、規定を適用しようとする部材や構造等の応答の算出に当たって、規定の前提となっている手法と同じ手法によるか、手法の違いが結果に及ぼす影響について適正に評価して性能の検証を行わなければならない。
また構造モデルが同じであっても例えば方向の異なる応力の発生状態となるなど構造の抵抗機構
や物理現象が規定の前提と異なる場合には、許容値などがそのまま用いることができない。このような場合には、実際に想定される応力状態や力学的機構・物理現象に対応して適切な安全率等の性能が得られることを評価しなければならない。

6．2

基準の規定と異なる許容値や制限値(1) 基準の規定と異なる許容値や制限値を設定することによる逸脱がある場合には、その程度によらず、規定の適用可否について評価する必要がある。また規定の適用にあたっては所定の性能が得られるような方法によらなければならない。
(2)

基準の規定と異なる許容値や制限値などを用いることによる逸脱が生じる場合の代表的なものには以下のものがある。
1) 基準に規定されていないか、規定の前提となっていない照査手法を用いた場合の許容値や制限値
2) 基準に規定にない構造による場合、あるいは規定と異なる方法で構造細目を用いる場合の許容値や制限値
技術基準に示されている許容値は、その根拠となったデータの前提条件として構造形式、部材の形状や寸法、材料の種類や特性、外力の頻度、応答の算出や計測の方法、環境作用の条件など 様々な要因との関連を考慮して規定されている場合が多い。
このため既存の基準等に定めのない新しい材料を用いる場合や、規定のない応力状態などの条件下に対して用いる場合などで新たに許容値や制限値を設定する必要がある場合には、基準に適合した場合考慮されることとなる様々な要因に対する安全余裕が同じように得られるように許容値や制－ 29 －

限値を適切に設定した上で用いなければならない。
また、実験等の計測値に対して、数値解析で得られた応答などを当てはめる場合には、再現性の限界の問題から単純に比較することができない場合がほとんどである。そのような場合には着目す
る性能の観点に応じて安全側の評価となるような比較方法としなければならない。
例えば、鋼部材の溶接継手の疲労耐久性については、継手形式毎にパターン化された小型供試体
による多数の疲労試験結果を根拠に公称応力との関係で整理された疲労強度によって評価することが行われる。しかし実構造の中で用いられる溶接継手では、必ずしも公称応力のような平均的な応力状態とはならない場合も多い。また通常の棒要素による骨組み解析からは溶接継手に作用する変動応力の状態が疲労耐久性評価の観点からは十分な精度で導きだせないことも多い。このような場
合には有限要素解析など、より詳細に応力状態が把握できる解析手法を用いることもできるものの、解析結果からは継手強度の規定の前提となった継手近傍位置での平均的な応力にはなっていないた
め、あらためてそれらの結果から継手強度との対比に用いることのできる平均的な応力への換算を行うか、その応答値から所要の疲労耐久性が満足されうるかどうかを継手強度との対比以外の方法
によって判断する必要がある。

6．2．1

基準に示されていない照査手法に対する許容値基準に規定されていないか、規定の前提となっていない照査手法を用いて設計を行う場合には、それらに対する許容値や制限値を当該照査手法に応じて適切に設定する必要がある。
このとき基準に示される前提の異なる照査手法による許容値や制限値を準用する場合には、照査手法の相違が算出される設計値の相違として影響する程度を把握して必要な安全余裕等が確保されるようにしなければならない。
技術基準に示されている許容値は、その根拠となったデータの前提条件として「構造形式、部材
寸法、材種、材料強度、外力の頻度、耐久性」との関連などの要因を考慮し、規定されている場合が多い。このため、道路橋示方書に示される同様の構造や材料が採用されていても、その前提条件を満たさない部材を照査する場合には、基準に見込まれているものと少なくとも同等の安全側の結果になることが保証できるような許容値としなくてはならない。
また、部材の要求品質の程度に応じた安全余裕を見込み、基準と同等の品質レベルが達成されるような許容値を採用しなくてはならない。

6．2．2

規定にない細部構造の用途や材料に対する許容値基準の規定にない構造による場合、あるいは規定と異なる方法で構造細目を用いる場合には、それらに対する許容値や制限値を当該構造細目に応じて適切に設定する必要がある。
このとき基準に示される構造細目に対する許容値や制限値を準用する場合には、構造や応力状
態などそれらの適用条件の相違を把握した上で許容値や制限値が当該構造細目に対して適切なものであることを確認する必要がある。
部材や構造の性能によっては、設計計算による応力や変形などの工学的な指標のみによってそれを実現することが保証できない場合や、合理的な工学的指標による評価手法が確立していない場合などがあり、基準にある部材の形状や構造細目であることが性能の前提とされているものがある。
－ 30 －

このような構造細目の実現によって性能が保証されている場合、これと同等の性能を確保できることを定量的に照査する手法が確立していないことが多く、基準にない構造細目を用いた場合や、基準の想定と異なる応力状態や外力に対するなどの用途に基準の構造細目を適用する場合には、その構造によって所要の性能が得られることを検証する必要がある。
構造細目による規定化が行われているものの多くは、設計計算などで工学的指標による合理的な性能評価が困難であるため、性能照査にあたっては採用しようとする構造細目と規定の構造細目の相違に着目して規定との関係を明確にすることで相対的に所要の性能が得られることを検証せざるを得ない場合も多いと考えられる。このとき着目している構造細目が他の部材や構造部位の応力状態などと関係がある場合には、着目していない他の部材部位に想定しない応力集中が発生するなどの悪影響が現れる可能性があるため、その影響範囲を見極める必要がある。
また、わずかな構造や寸法の相違によって、施工品質に関わる事項について影響が生じることもあるので注意が必要である。
例えば、鋼部材の溶接では、板厚や溶接施工姿勢、溶接施工時の部材拘束の程度などの条件が疲
労耐久性を大きく左右する溶接品質に影響する可能性がある。またコンクリート部材においても応力集中箇所の補強鉄筋や用心鉄筋の配置など部材形状や寸法の相違によっては制約を生じるなどの影響も考えられる。

－ 31 －

6．3

基準の規定と異なる部材や構造の力学的特性（耐荷力機構など）を用いる場合(1) 基準の規定と異なる部材や構造の力学的特性を用いることによる逸脱がある場合には、規定の適用可否について評価する必要がある。また規定の適用にあたっては所定の性能が得られる
ような方法によらなければならない。
(2)

基準の規定と異なる部材や構造の力学的特性を用いることによる逸脱が生じる場合の代表的なものには以下のものがある。
1) 性能の照査で対象となる部材や構造の力学的特性が規定の前提と異なる場合
2) 性能の照査で対象となる部材や構造の状態が基準の規定と異なる場合や、規定の根拠となった範囲を越える領域である場合
3)性能を確保のための抵抗機構に規定の方法とは異なる機構や物理特性などを用いる場合

技術基準の規定では、応力や変形等の応答算出の手法や様々な許容値や制限値が、照査対象となる部材や構造の特定の力学的特性に基づいて定められているものがほとんどである。さらにそれらの力学的特性を前提として所要の性能が満たされるか否かの評価基準である種々の許容値や制限値が定められている。
そのため、基準に定めのある許容値や制限値を適用することとしても、評価に際して基準の想定と異なる力学的特性による応答であったり、弾性挙動の限界であるなどの力学的特性の観点からみて当該部材や構造の状態が基準の想定と異なる場合には、基準をそのまま準用することで適当な安全余裕が確保されないおそれがあるため注意が必要である。

6．3．1

性能照査の対象の部材や構造の状態が基準の定めと異なる場合

性能の照査で対象となる部材や構造の状態（荷重や支持条件など）が基準の規定と異なる場合
や、部材等の設計応答の算出に基準に示された計算手法を用いる場合において、計算手法の前提となる条件が基準と一致しない場合には、基準に示された許容値や安全率などの適用にあたって、それらの前提となっている部材や材料の抵抗機構や応答特性などについて基準の前提との関係を評価して、これを適切に考慮しなければならない。
技術基準が求める性能の水準としての許容応力度や安全率の設定においては、部材等が荷重等に対してどのような耐荷力機構で抵抗し、最終的にどのような破壊形態をとるのか、およびそのような現象が再現される信頼性などが考慮されている。そして弾性挙動しうる限界の状態や変形が大きくなり安定を喪失する限界の状態などの想定する状態に達するまでの安全余裕を確保する観点から許容値や安全率が設定されている。
そのため、基準に示された許容値や安全率などを適用するにあたっては、基準化の前提となった部材や材料の抵抗機構や応答特性などが適用しようとする部材や構造のそれらとどのような関係にあるのかを確かめなければならない。
また、技術基準に規定される慣用的な解析手法や照査方法の前提となるモデル化については、その他の関連項目における安全率の設定や、構造物や部材の線形牲などの状態、施工の条件(施工方法、
品質要求、検査基準など)や構造細目と相互に関係している場合が多い。したがって、適用基準と同様の慣用法による設計を行う場合においても、その手法の前提となる条件を基準におけるものと整合しているかどうか確認しなければならない。

－ 32 －

6．3．2

性能照査の対象とする部材や構造の力学的特性が異なる場合

性能の照査で対象となる部材や構造の力学的特性が規定の前提と異なる場合には、基準に示された許容値や安全率などの適用にあたって、力学的特性の相違がそれらに及ぼす影響について評
価し、適切に考慮しなければならない。
技術基準が求める性能の水準としての許容応力度や安全率の設定においては、部材や構造それぞれが想定する外力にどのような力学的特性にもとづいて抵抗するのか、およびそれらの特性とその挙動の信頼性が考慮されているのが一般である。
そのため、想定する破壊の形態や支配的な応力の方向や組み合わせ、主たる部材の抵抗機構などが適用しようとする基準の許容値等の前提と異なると所要の安全率が得られないだけでなく実際には想定と異なる破壊等の挙動を生じる危険性がある。
したがって、このような場合には、力学的特性の相違がそれらに及ぼす影響について評価したう
えで、荷重条件、許容値、安全率等を適切に設定しなければならない。

6．3．3

性能確保のための抵抗機構に規定の方法とは異なる機構や物理特性などを用いる場合性能を確保するための様々な抵抗機構に規定の前提として用いられている方法とは異なる機
構や物理特性などを用いる場合には、基準に定められる照査式や許容値を遵守しても所要の性能が得られない場合がある。そのため用いようとする方法の特性に応じて基準による場合との関係を明らかにして所要の性能が満足されるよう適切な許容値を設定するなど、基準の方法との相違を適切に考慮しなければならない。
例えば、耐候性鋼材の裸使用やコンクリート部材の塩害に対するかぶり厚の確保などの耐久性能確保に関する技術基準の規定では、求める耐久性能の水準については、外力等の作用に対して部材や材料がどのような劣化メカニズムで変化を生じて耐荷力等の性能を喪失する現象なのか、あるいはそれに対してどのような材料特性などの抵抗機構で耐久性能を確保するとみなしているのか、といった現象の理解とそれらの想定する事象が生じることの信頼性を考慮して規定化がなされている。
したがって、例えば使用材料が基準の前提となったものと異なったり、環境遮断の方法や腐食抵抗のメカニズムが異なる防食方法を用いる場合には、必要かぶり厚さや適用環境の制限など様々な条件が基準のものとは異なってくる。
このように基準の前提となっている物理現象や劣化メカニズム、それらの過程が再現される確か
らしさなどについて基準の前提との関係を明らかにした上で所要の性能が得られることを確認する必要がある。特に限られた実験データや特定の作用にのみ着目した性能評価しか行われていない材
料や工法の採用を検討する場合には、実橋の条件との関係を慎重に検討する必要がある。
このような観点は耐久性能に限らず、耐荷力に関しても同様であり力学的挙動、安定条件など様々な現象や抵抗機構が基準化のために用いられており、新技術、新工法の採用にあたっては前提条件の相違に注意が必要である。

－ 33 －

6．4

具体の事例

事例（継手強度等級が明確な溶接継手形状と異なる場合）■新しい技術要素「鋼道路橋の疲労設計指針」にない形式の溶接継手を用いる場合。
■関連する道路橋示方書の規定
道路橋示方書には疲労耐久性の照査に関する定量的で直接的な規定はないものの、「鋼道路橋の疲労設計指針」では各種の継手形式に対して疲労強度等級[3．2]がそれらの前提となるアンダー
カット量など施工品質・溶接品質等の条件とともに示されている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、継手形式毎の強度等級についてはその適用範囲（板厚範囲、応力の方向、仕上げの有
無・程度、きずや欠陥の寸法などの溶接品質など）が密接に関連するため、それら条件が既往の技術基準等に示す条件と完全に適合するかどうかを確認する必要がある。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、応力条件や形式、板厚等の条件ができるだけ近似している継手形式のものに対する継手強度等級に対して、条件の相違を考慮して十分な余裕を確保するとともに疲労耐久性の向上に有効と考えられる良好な溶接品質が得られるよう配慮する。
このとき、できるだけ同じ条件で両者ともに疲労試験や詳細な数値解析を行って、疲労耐久性
や発生応力の両者の相違に関するデータを把握することも参考になる。
鋼道路橋の疲労耐久性を照査する場合、「鋼道路橋の疲労設計指針

平成 14 年日本道路協会」が一般に用いられる。そこでは既往の実験等で得られた知見を元に溶接継手の形式毎に変動応力振幅と許容される変動回数の関係（継手強度等級）が示されており、疲労耐久性の照査では設計供用期間に想定される各継手に対する変動応力振幅の大きさと頻度に対してそれらを適用することとなる。
このとき継手形式毎の強度等級についてはその適用範囲（板厚範囲、板厚差、応力方向、仕上げの有無・程度、きずや欠陥の寸法などの溶接品質など）が詳細に定められており、それら条件に完全には適合しない継手については形状等が近似していても継手強度等級が同じであるとは限らない。
このように一見わずかな相違であっても内容によっては性能に大きな影響があらわれることも多く、規定との合致性については慎重に判断する必要がある。
例えば以下に示す継ぎ手の例では、部材軸が直交する右の形式については実験データも豊富にあり、疲労設計指針にも強度等級が示されている。一方部材軸が斜角をもって交わる形式については
交差角やルートフェース部の角度や隙間の大きさなど疲労耐久性にかかわる条件も多岐にわたり継手強度等級は疲労設計指針にも示されていない。

図－6．1 疲労設計指針に疲労強度等級の設定がない溶接継手の例（斜めウエブ）－ 34 －なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 日本道路協会：鋼道路橋の疲労設計指針、H14.3－ 35 －

事例（基準に規定のない力学的機構の協働を用いる場合）■新しい技術要素
一つの作用力に対してメカニズムの異なる複数の抵抗機構による抵抗を期待する場合。
■関連する道路橋示方書の規定
道路橋示方書では、ほとんどの規定において、メカニズムの異なる複数の抵抗機構を併用してもちいる設計手法やそのような条件下での許容値は定められていない。抵抗機構が異なる場合にはそれぞれの分担や弾性挙動の限界、あるいは破壊に至るまでの挙動などについて明確でない場
合がほとんどであり、データもほとんど得られていないことから確実性の観点からも規定化が困難な状況にある。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、複数の抵抗機構が近接して用いられている場合、作用力や計算応力の設計モデル上の仮定と想定される実構造物での抵抗挙動の相違について検討し、一つの作用力に対して複数の異なる力学的抵抗機構が協働することにならないかどうか確認する。設計上の前提として機能を分離していても実際には協働してしまう場合がある。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、上記のような観点に対して、①

完全に一方の機構しか機能しない場合と、最も不利な条件で協働してしまう場合の両方について設計を行いいずれであっても性能が満足されるかどうかを確認する。

②

物理的に協働し得ない構造に変更するか、着目する作用に対しては一方の抵抗への寄与が極めて小さくなるような構造とした上でこれを無視する。

抵抗機構が異なる場合にはそれぞれの分担や弾性挙動の限界、あるいは破壊に至るまでの挙動などについて明確でない場合がほとんどであり、データもほとんど得られていないことから確実性の観点からも規定化が困難な状況にある。
そのため、信頼性の水準も含むところの要求性能を規定している技術基準では、(1)同時に働く複数の作用力に対して一つの抵抗機構による抵抗を期待する場合、(2)一つの部材の中の主たる抵抗方
向や抵抗させる機能を分離した上で異なる抵抗機構を併用する場合については規定されている場合もあるものの、(3)複数の抵抗機構を同じ作用に対して協働させることについては一般に想定していない。
道路橋示方書の場合にも、(1)については例えばⅡ鋼橋編 4.3 、(2)については例えばⅡ鋼橋編 17.6など一部規定があるものの、(3)については例えばⅡ鋼橋編 6.1.2 にあるように、極めて例外的な条件以外ではそのような抵抗機構を想定した規定化は行われていない。
特に設計上の前提として機能を分離していても実際には協働してしまう場合があるので、自ら設定する設計上の仮定にかかわらず、各作用力に対して全ての部材のそれぞれが実際にはどのように抵抗することになるのかを推定した上で、構造的に協働する可能性がある場合には問題がないことを検証しなければならない。

－ 36 －

事例（基準にない高強度材料採用の場合）■新しい技術要素
基準に許容値などが定められていない高強度鉄筋をコンクリート部材に用いる場合。
■関連する道路橋示方書の規定
道路橋示方書の材料の基本的な特性に関連する規定の多くは、実績や実験の結果を重要な根拠として定められている。そして例えばⅢコンクリート橋編においては、鉄筋コンクリート構造に対して設計基準強度 30N/mm2 までのコンクリートに対してしか許容応力度は示されておらず、各編の部材設計に関する規定に対しても基本的にこの範囲までを前提とした規定がなされている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、高強度の鉄筋を用いる場合、鋼材としての弾性係数は強度に依存せずほぼ同じである
ため、鉄筋の塑性化までに生じる伸び量は低強度の場合に比べて大きくなる。鉄筋コンクリート
部材の場合、鉄筋の伸びはコンクリートと鉄筋の付着力やコンクリートのひび割れに関係してくることから鉄筋の応力に対する安全余裕だけでなく、鉄筋コンクリート部材の設計に用いられる各種の定式などで前提としている鉄筋とコンクリートの一体的挙動の限界や確実性に対する影響についても考慮する必要がある。
■技術評価の着目点の設定例
例えば、上記のような観点に対して、基準の根拠となった実験と同様の手法による実験を行う
ことで基準による場合との関係づけを着目すべき挙動や現象毎に把握する。
Ⅴ耐震設計編 10.3 において、鉄筋コンクリート橋脚の水平耐力および水平変位の算出に関する規定化がなされている。それらの規定は、Ⅴ耐震設計編 参考資料 8.3 に示されるような縮尺模型による交番載荷実験と解析的検討の結果を踏まえてなされたものであり、載荷履歴と破壊性状、許容される水平変位などには、繰り返し載荷の中で生じる主鉄筋の塑性化領域までの伸びや座屈などの挙動、かぶりコンクリートを含む躯体コンクリートのひび割れの発生状況が大きく関わっていることが確認されている。ここで例えば、主鉄筋のみを高強度化すると鉄筋が塑性化するまでの伸び量が異なるためコンクリートのひび割れ進展状況、かぶりコンクリートの剥離時期や範囲などにも実験結果とは同じにならない可能性がある。このように基準にない材料を用いる場合には着目している特性以外の材料特性の影響により関連する様々な知見がそのままでは用いることができないなどの影響が生じることもあるため、着目している特性以外の特性についても検討を行い適切な手法で採用できるための条件と性能評価の方法については慎重に検討する必要がある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。

－ 37 －

事例（従来の多主桁形式で必要な対傾構、横構が省略されている場合）■概要
少数主げたの鋼橋において合理化の観点から対傾構や横構の省略が検討される場合がある。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 7．1] 橋を主桁または主構面に着目した平面構造物として解析する場合は、主げた
または主構間に対傾構、横構を設けるのが原則である。横構を省略した場合には構造によっては、全体横倒れ座屈に対する安全性の確認が必要である。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、次のような観点がある。
①

横桁や横構を全て省略した 2 主桁橋を採用した事例では、全体横倒れ座屈に対する安全性の他、橋の立体的機能として、橋の断面形の保持、橋の剛性の確保、横荷重の支承への円滑な伝達等の機能を有していることを、床版との結合条件（剛結、ジベル結合）の違いに配慮して検証する。

②

架設時には、床版剛性を考慮しない状態で、鋼桁の座屈安定性を確認する。

③

耐震性評価では、床版との結合条件により、動的応答特性に変化がないことを確認する。

■性能評価の着目点の設定例
例えば、上記のような観点に対して、①

床版と主桁とで形成される断面で橋全体の変形性能や断面保持、横荷重に対する荷重伝達機構等を評価して水平作用に対する抵抗機構を検証。

②

架設時の座屈安全性について系毎に、十分確保されていることを検証。

③

横桁の有無による振動特性を把握してその影響を評価。

構造の簡素化を目的として横桁及び対傾構・横構の一部あるいは全部を省略し、床版に主桁間の荷重分配作用を考慮した設計を行う場合があるが、このような構造では横荷重に対して床版が抵抗することになるため、橋の断面形の保持、剛性の確保、支承への荷重伝達機能等に着目し、特に床版の安全性や耐久性に問題がないこと及び橋が立体的に機能できることについて十分な検討が必要である。また、架設時には、床版の機能を期待できないため、鋼桁の全体座屈に対する安全性照査が必要である。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 日本道路協会：道路橋示方書・同解説 Ⅱ鋼橋編 12.7 ポニートラス、H14.3
2) 高橋昭一・橘吉宏・志村勉・伊藤博章：水平荷重に対する 2 主桁橋ホロナイ川橋の構造検討、
土木学会第３回合成構造の活用に関するシンポジウム講義論文集 1995.11－ 38 －

7

基準の規定と異なる施工条件の設定

7．1

一般

(1) 基準に規定された施工時の安全性に関する照査式や許容値等の適用にあたっては、適用する架設条件について規定の前提との関係を評価し、所定の性能が得られるように、これを適切に考慮しなければならない。
(2) 適用する施工条件が基準の規定と異なることによる基準からの逸脱の例には、以下の場合などがある。
1) 完成系と架設系で構造特性が異なる場合
2) 完成系と架設系で要求品質が異なる場合
3) 施工段階に対する要求水準（性能）が異なる場合(1) 基準における施工時の安全性に関する規定は、一般には、施工時における外力等の作用、完成時と異なる架設時の構造系において部材や材料がどのようなメカニズムで耐荷力等の性能を喪失し、その過程が再現される信頼性などを考慮したうえで、種々の品質管理の要求水準などが前提となって定められている。例えば、道路橋示方書においても、橋の施工時の安全性を確保するために、施工方法や施工中の構造を適切に考慮して必要な検討を行うことを規定している。
したがって、新技術を適用するにあたり、施工中の想定される結合条件の変化に対し、断面力の変動が架設系の構造に影響の無いことを確認する等、それらの前提条件が満たされているかを明確にし、基準から逸脱する場合には、所要の性能が得られるように、施工条件を適切に反映させなければならない。
(2) 適用する施工条件が基準における規定の前提条件と異なる場合について、代表的な例を示した。
道路橋示方書のような技術基準には、完成系における性能要求とそれを達成するために必要な設計上の安全率の確保策などの規定、それらの設計の前提となる施工の条件が示されている。
一方、架設工法や手順、使用機材などの架設手段は、道路橋の建設工事にかかる契約において完成目的物を得るための手段に過ぎないことから過度に制約を設けることの不合理性を排除するために請負契約者の任意によれることとすることが一般である。そのため架設の各段階において確保されるべき安全余裕の程度などの架設系の性能については技術基準によるだけでは必ずしも一定水準が確保され得ない。
しかし架設工法によっては、架設時応力の完成系での残留、一時的な応力によるコンクリートのひび割れの発生、仮設材の鋼部材への溶接による疲労耐久性への悪影響など基準と異なる条件
や基準では想定していない条件となることから、意図せず完成時点で潜在的に基準の要求を満足しないものとなる危険性がある。そのためここに例示したように、基準と異なるかあるいは基準では想定しない条件が架設段階で生じる場合には、それらを設計で適切に考慮して橋梁完成までの全過程を通じて実際に生じる条件を前提に最終的に必要な性能を満足する橋が実現するとみなせるかどうかという観点で施工の条件等を評価する必要がある。

－ 39 －

7．2

完成系と架設系で構造特性が異なる場合

完成系と架設系で構造特性が異なる場合、架設時の構造特性が基準における規定の前提と異なる点を明確にし、それらの相違点を考慮した安全性、耐久性、品質等の照査を行う等により、適用する架設条件の採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを保証しなけ
ればならない。
既に実績のある構造形式の場合でも、新しい施工条件を適用する場合には、その施工方法や施工段階で部材等に生じる応力状態などが基準における規定の前提と異なる点を明確にし、それらの相違点を考慮した設計手法や許容値等の安全率等の妥当性について評価しなければならない。また、それらの施工条件の違いが完成形に及ぼす影響として、従来の構造形式や架設方法と同等の安全余裕と品質が確保されることも評価しなければならない。
例えば、道路橋示方書では、設計時に考慮した施工法又は施工順序と異なる方法を用いる場合について、橋の施工時の安全性を確保するために、施工方法や施工中の構造を適切に考慮して必要な検討を行うことを規定している（Ⅱ鋼橋編 17．7．1）。そのためには、施工中に想定される部材の結合条件の変化に対し、断面力の変動が架設系や完成系の構造に影響のないことを確認する必要がある。具体的には、次のような項目に着目して適用の妥当性など当該技術の性能の検証を行うことが必要となる。
・設計の前提条件（施工段階毎の構造系、荷重条件）との整合
・架設時の安定性
7．3

完成系と架設系で要求品質が異なる場合

完成系と架設系で要求品質が異なる場合、架設時の要求品質が基準における規定の前提と異なる点を明確にし、それらの相違点を考慮した安全性、耐久性、品質等の照査を行う等により、適用する架設条件の採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを保証しなけ
ればならない。
架設系は、部材が不安定な状態である場合が多く、発生する断面力が部分的に完成系よりも大きくなる場合がある。基準における規定と異なる施工方法を採用する場合、完成系と架設系それぞれ
において要求される品質を照査し、架設系における一時的な応力や残留応力により悪影響を及ぼさないよう、適用する架設条件の採用の妥当性について検討を行い、所要の性能が満足されることを保証しなければならない。
7．4

施工段階に対する要求水準(性能)が異なる場合

基準における規定で前提とされていない構造や材料を採用する場合、完成後に要求される性能を確保するために、構造や材料の特性を考慮して、施工時における要求水準（品質確保基準）を個別に検討し、設計に反映すると共に、施工段階において遵守する必要がある。
基準における規定で前提としている構造や材料と異なるものを用いる施工方法を採用する場合、標準的な構造や材料に対しての適用を前提とした施工品質の管理水準をそのまま当てはめるのではなく、その構造や材料の特性に照らして、施工時における要求水準（品質確保基準）を設計の段階で個別に検討し、その要求水準を満足するための設計や品質管理手法を明らかにした上で、それを設計に反映するとともに、施工段階において遵守する必要がある。

－ 40 －

7．5

具体の事例

事例（完成系と架設系で構造特性（構造系）が異なる場合）■概要
鋼製ラーメン橋の架設において、中間橋脚上の暫定支承を用いた主桁の仮置き状態から完成系の剛結状態に移行する際、構造系の変化に伴う不静定力によって床版コンクリートが影響を受けることが懸念されたため、施工順序の検討を行った。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 17．7．1] 鋼橋の架設は、設計の前提とした架設工法及び架設順序によって施工することを基本としている。設計時に考慮した架設工法又は施工順序と異なる方法を用いる場合には、改めて架設時の応力及び変形について検討し、安全を確かめなければならないことを規定している。
■技術評価にあたって留意すべき点の例
例えば、ラーメン橋の中間橋脚上における上部構造の支持条件が、架設中の暫定支承を用いたピン結合から完成系のラーメン構造へと変化する場合、断面力の変化によって構造が影響を受けないための対策を講じる必要がある。
■性能評価の着目項目の設定例
例えば、中間橋脚を剛結とした連続構造の場合には、先行して打設した床版コンクリートに、施工途中で剛結とした不静定力による応力が導入されるため、打設順序を変えた試算を行って影響が回避できる方法であることを確認する。
【解説】
橋脚と上部工の支持条件の違いにより、発生断面力及びたわみ角は異なる。このような構造特性変化の時期を施工段階をも適切に考慮した試算により、影響の検証を行う必要がある。

図－7．1 ラーメン橋の結合条件の変化に伴う曲げモーメントと主桁のたわみ角
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考文献】
1) 高尾孝二：鋼道路橋鉄筋コンクリート床版の曲げモーメント計算法，橋梁と基礎，1985.3－ 41 －

事例（完成系と架設系で構造特性（材料特性）が異なる場合）■概要
鋼コンクリート合成床版では、構造部材である下鋼板を型枠として兼用するが、打設コンクリートの材料特性が打設時から完成系にかけて変化するために、打設時に下鋼板が負担した死荷重による残留応力が床版の性能に及ぼす影響が懸念される。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 8．1．2][Ⅲコンクリート橋編 7．2]

従来の規定にしたがって設計・施工されてきた RC 床版、鋼床版、PC 床版に対しては、その実績に裏付けられたみなし仕様が規定されている。
しかし、鋼コンクリート合成床版については、近年施工実績のある代表的な床版形式として、設計にあたっての主な注意事項の列挙にとどめられている。
■技術評価において留意すべき点の例
種々の型式のある鋼コンクリート合成床版については、耐荷性や劣化のメカニズムに不明な部分も残されており、長期の耐久性に関する実績も乏しい。例えば、鋼コンクリート合成床版の下鋼板は、施工の合理化の一環として床版コンクリート打設時の型わくとして用いられる場合が多いが、打設時のコンクリートの流動体としての荷重作用に対して、下鋼板やそれが接続する部材に応力が発生する。これらの応力はコンクリート硬化後も下鋼板や連結された部材に残留すると考えられるため、完成系の性能を照査する際、その影響を考慮しなければならない。
■性能評価の着目項目の設定例
例えば、上記のような観点に対して完成系の部材の照査にあたって、架設段階毎の応力変化の状態とその影響を考慮した詳細な解析的検討をもとにその影響を評価する。
【解説】
鋼コンクリート合成床版の架設後にコンクリートを打ち込むことによって様々な種類の応力及びたわみが発生する。設計にあたっては必要な精度でその影響が考慮できる解析手法によって施工の各段階における構造系の変化や応力状態を考慮して完成時点までおよび完成状態での床版の応力を正確に把握して性能照査に反映することも可能である。

図－7．2 コンクリート打設時の鋼部材のたわみ及び応力照査－ 42 －なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。
【参考資料】
1) 鋼コンクリート合成床版の評価マニュアル、本稿 p.228～－ 43 －

8

基準の規定と異なる維持管理条件の設定

8．1

一般

(1) 基準に規定された耐荷性や耐久性に関する照査式や許容値などの適用にあたっては、適用する維持管理条件に関する規定の前提条件との関係を整理し、所要の性能が得られるように、これを適切に評価しなければならない。
(2) 維持管理条件が規定の前提条件と異なることによって基準から逸脱する場合としては、以下が考えられる。
1) 維持管理手法が一般的な手法と異なる場合
2) 維持管理において想定すべき損傷や劣化のメカニズムが基準と異なる場合
3) 維持管理段階に対する要求水準（性能）が基準と異なる場合(1) 基準における耐荷性や耐久性に関する規定は、一般には、当該構造物に適用する維持管理手法、性能に影響を及ぼすとして想定される損傷や劣化のメカニズム、使用性を確保するとともに点検や補修・補強が容易であるための要求水準等が前提となって定められている。Ⅰ共通編 1.5 には維持管理条件として、供用中の日常点検、材料の状態の調査、補修作業等が容易に行えることとして規定されている。したがって、新技術を評価するにあたり、適用する維持管理条件がこれらの前提条件を満足している範囲を明確にし、満足していない部分に対しては、規定と同等の性能を有することを検証することにより、新技術が所要の性能を満足するように、維持管理条件を適切に評価しなければならない。
(2)

適用する維持管理条件が規定の前提条件と異なることによって基準から逸脱する場合について、具体例を示した。

8．2

維持管理手法が一般的な手法と異なる場合適用する維持管理手法が基準における規定の前提と異なる場合、いずれの手法によっても同等の耐荷性や耐久性を確保できることを実証する等して、その維持管理手法の採用の妥当性について検討を行い、新技術が所要の性能を満足することを保証しなければならない。
8.1(2)で示した基準から逸脱する場合のうち、維持管理手法が一般的な手法と異なる場合について規定したものである。
維持管理手法としては点検方法、点検頻度、損傷度の判定方法、対策区分の判定方法、補修及び補強工法などが含まれるが、これらのいずれかが基準における規定の前提と異なる場合、当該構造物が所要の性能を満足できない状態に陥ることが懸念される。そのため、適用する維持管理手法によった場合について、当該構造物に要求される耐荷性や耐久性を検証することにより、一般的な手法によった場合と同等の性能を確保できることを保証する必要がある。

－ 44 －

8．3

維持管理において想定すべき損傷や劣化のメカニズムが基準と異なる場合想定される損傷や劣化のメカニズムが基準における規定の前提と異なる場合、いずれのメカニ
ズムによっても損傷や劣化の進行が同様となることを実証する等して、その損傷および劣化のメ
カニズムの採用の妥当性について検討を行い、新技術が所要の性能を満足することを保証しなけ
ればならない。
8.1(2)で示した基準から逸脱する場合のうち、維持管理において想定すべき損傷や劣化のメカニ
ズムが基準と異なる場合について規定したものである。
損傷や劣化のメカニズムは、使用材料、使用条件、周辺環境などによって支配されるが、これらのいずれかが基準における規定の前提と異なる場合、当該構造物が所要の性能を満足できない状態に陥ることが懸念される。そのため、想定される損傷や劣化のメカニズムに基づいて、損傷や劣化の進行を検証することにより、基準における規定の前提とされるメカニズムによった場合と同等の性能を確保できることを保証する必要がある。

8．4

維持管理段階に対する要求水準（性能）が基準と異なる場合

維持管理段階に対して設定する要求水準（性能）が基準における規定の前提と異なる場合、いずれの維持管理段階においても要求される耐荷性や使用性を確保できることを実証する等して、その要求水準（性能）の採用の妥当性について検討を行い、新技術が所要の性能を満足することを保証しなければならない。
8.1(2)で示した基準から逸脱する場合のうち、維持管理段階に対する要求水準（性能）が基準と異なる場合について規定したものである。
維持管理段階に対する要求水準（性能）は、各段階における使用条件や維持管理計画等を総合的に考慮して設定されるが、各段階に対する要求水準（性能）が基準における規定の前提と異なる場
合、当該構造物が所要の性能を満足できない状態に陥ることが懸念される。そのため、各段階において所要の耐荷性や使用性を確保できることを検証することにより、基準と同等の性能を確保できることを保証する必要がある。

－ 45 －

8．5

具体の事例

事例（維持管理手法が一般的な手法と異なる場合）■概要
鋼コンクリート合成床版の採用にあたり、損傷特性が不明であるとともに維持管理手法が確立されていないことに対し、載荷試験等により損傷特性を把握するとともに、その特性を考慮した補修対策を提示した。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅰ共通編 1．5] 橋の設計にあたって考慮すべき事項のうち、維持管理条件に関するものとして、使用目的との適合性、構造物の安全性、耐久性、維持管理の容易さ、経済性が挙げられる。
しかし、鋼コンクリート合成床版の場合、自動車荷重下での経年的な損傷・劣化機構が不明な上に、床版下面が鋼板で覆われているため、床版内部のコンクリートの状態を直接確認することが困難である。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、鋼コンクリート合成床版の損傷特性を明らかにした上で、内部コンクリートの各種性能も保証できる適切な維持管理手法を提示する。
■性能評価の着目項目の設定例
例えば、上記のような観点に対して、①

輪荷重移動載荷試験等により経年的な機能劣化に伴って生じうる変状を推定。

②

生じうる各劣化段階毎に変状検知と補修が行いうることを検証。

③

想定される変状が現れた場合の耐荷力性能を推定するとともに復旧方法とその間の供用可
能条件を試算。

【解説】
輪荷重移動載荷試験結果より当該床版構造の損傷特性を推定し、得られた載荷回数－たわみ量関係から設計段階に劣化段階を照査する指標を決定し、それらを実橋の条件に対して換算した経年的な推定シナリオに基づいて変状の発見や補修補強の必要性の判断など具体的な維持管理段階の行為に対する判定基準や調査要領などの維持管理計画を作成する。

図－8．1 輪荷重移動載荷試験に基づく照査指標の設定－ 46 －

事例（維持管理において想定すべき損傷や劣化のメカニズムが基準と異なる場合）■概要
耐候性鋼材を無塗装で使用する際は、耐候性鋼材の発錆特性が飛来塩分量のみならず、地形や凍結防止剤の影響も受けることに対し、それらの腐食要因も考慮して適用可能性を評価する。
■関連する道路橋示方書の規定[Ⅱ鋼橋編 5.2] 鋼橋の部材の防錆防食の一手法として耐候性鋼材を挙げ、例えば JIS-G-3114に規定する溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材については、原則として所定の方法で計測した飛来塩
分量が 0.05mdd（NaCl：mg/100cm2/day）を超えない地域では一般に無塗装で用いることができるとしている。
■技術評価において留意すべき点の例
例えば、耐候性鋼材の保護性さびの形成は飛来塩分量のみならず、付着塩分量、乾湿、構造形
式、凍結防止剤などの影響を受けるので、これらの条件の組合せによっては異常さびが発生することが懸念される。そのため、設計時点で構造、地形条件などを考慮し、必要な対策を検討するとともに、点検方法や不具合が生じた場合の対応方法等について明らかにする必要がある。
■性能評価の着目項目の設定例
例えば、上記のような観点に対して、①

飛来塩分量や海岸線からの離隔のみならず、構造形式や架橋位置における地形等を考慮し、その適用性について総合的に評価する。

②

供用中の異常さびの発生に備え、塗装への変更等の対策方法を検討する。

③

定期点検やさび厚測定等の具体の当該橋用の維持管理計画を策定する。

【解説】
耐候性鋼材の無塗装での使用は、鋼材表面に発生する腐食進行速度が比較的小さい保護性さびによって腐食減肉が抑制されることにより、供用期間中の性能を確保する方法である。そのため、同方法の採用にあたっては、鋼材の使用環境において想定される全ての腐食原因を考慮して、期待す
る保護性さびが発生することを確認するとともに、その状況を把握するための点検計画の整備と、予期せぬ異常さびの発生に対する対応策を検討しておくことにより、基準における規定の前提とされるメカニズムによった場合と同等の性能を確保できることを保証する必要がある。
なお、ここに示す事例の内容は、検証方針の立案から検証実施までの流れなど検証計画の構築の参考となるべく断片的な例示を示したものに過ぎないので、事例の記述をそのまま準用すれば同種の事象の検証ができるという訳ではないことに注意が必要である。

－ 47 －

第Ⅱ編

新技術評価事例編

本編は、適用基準を道路橋示方書とする道路橋の設計・施工を行うにあたって、鋼およびコンク
リートの道路橋に関して近年検討事例のある新しい技術を例として、具体的な道路橋示方書の求める性能が満足されることを評価するために、各技術に特有の事項で道路橋示方書の規定だけでは性能評価が困難な設計項目に着目して検証にあたっての課題と評価方法の例を示したものである。
事例にある同じ技術や工法のみならず、事例には取り上げていない技術や工法に対しても性能評価を行うにあたっての着目点や留意点、評価計画立案にあたっての観点などの多くは共通する部分があるためこれらの事例を参考にすることでより充実した性能評価につながるものと考えられる。
なお、ここで例示した照査方法や照査項目によって全ての橋の条件において当該技術が所要の性能が満足されるとみなせるものではなく、あくまで様々な新技術、新工法について個別に道路橋示方書などの技術基準との適合性の観点で性能評価を行う場合のその方法論の例示としてとりまとめたものであることに注意が必要である。

－ 48 －

1

コンクリート橋

1.1.2 技術評価の観点と方向性
外ケーブル構造を適用した橋梁が道路橋に要求される性能を満足することを確認するにあたって

1.1

外ケーブル構造

は、道路橋示方書の準用に疑義が生じる構造や関連基準に示されたみなし規定に従わない構造において、以下に示す観点からの技術評価が必要とされる場合がある。
また、既存の関連基準を準用することで概ね所定の性能を確保できると判断されることから本編

1.1.1 概要
外ケーブル構造は、一般に、ケーブルシステム、定着部、偏向部の 3 要素で構成され、その設計においては、構成要素それぞれの性能照査に加え、外ケーブル構造の適用に伴う特性変化を考慮しで取り上げていないその他の外ケーブル構造の特性や作用についても、設計及び施工に関する技術的課題として留意する必要がある。

た全体構造に対する性能照査を実施することになる。橋梁の性能に影響を与える外ケーブル構造の特性及び荷重・劣化作用は図-1.1.1.1 に示すとおりであり、従来の内ケーブル構造に比べて同等以上の安全性や耐久性を確保するためには、設計時において、これらに十分配慮する必要がある。

■主げたの安全性に関する観点
道路橋の要求性能
種別

平面保持の仮定が不成立
張力の局部作用

フレッティング疲労－ 49 －

図-1.1.1.1 外ケーブル構造の特性及び作用

想定する
状態

供用性を低下させないために必要な有害な構造物の安全性を ひび割れの確保すること発生(道示Ⅲ2.1)

ケーブルの腐食・振動

偏向力の局部作用
ケーブルの偏心が変化

安全性
(供用時)

性能項目

断面の破壊によって耐荷能力が失安全性
われないこと(断面破壊)(道示Ⅲ2.1)

このような外ケーブル構造の特性や作用が各部材に与える構造的な影響については、これまで多

曲げ破壊

せん断破壊

くの研究があり、そこで得られた知見が道路橋示方書や各種公的機関から発刊されたマニュアル類

橋梁の性能に影響を与える
外ケーブル構造の特性及び作用技術評価の観点◆横桁や隔壁、あるいは突起を介して主桁にプレストレスが伝達されるため、定着 道示を準用してプレストレスの広がりを考部および偏向部周辺において応力の乱 慮することに疑義が生じる場合の検証れが発生する場合がある。
①外ケーブル構造としての特性が顕著と◆ケーブルの張力増加が小さくなるたなる構造で外ケーブルを内ケーブルとみめ、同じプレストレスが導入された内ケー なして道示を準用することに疑義が生じる
ブル構造に比べ曲げ耐力が低下する。 場合の検証

項目
No

1-1

1-2

◆部材の変形に伴いケーブルの偏心が小さくなるため、曲げ耐力が低下する。

②破壊部位の特定が困難で、線形解析による断面力を用いて安全性を照査することに疑義が生じる場合の検証◆斜めせん断ひび割れが発生した時に外ケーブルが引張弦材として機能しない。

プレキャストセグメント橋に全外ケーブル構造を適用する場合のせん断破壊に対
する検証

1-3

技術評価の観点

項目
Noの内容に反映されている。例えば、設計の基本事項や主げたの安全性照査については、道路橋示方書Ⅲ18.5 に示されており、さらに、定着部及び偏向部の安全性照査や外ケーブルの防食仕様・疲労対策等の具体については、関連するマニュアル類により補完されている。
このため、多くの場合、道路橋示方書をはじめとする既存の設計基準を準用した慣用的な検証が可能であるが、外ケーブル構造は設計の自由度が高く、様々な構造形式への適用が可能な反面、細部仕様が多岐に渡るため、橋梁の構造によっては、慣用法を適用する上での前提条件を満足せず、■定着部及び偏向部の安全性に関する観点
道路橋の要求性能
種別

性能項目

想定する
状態

橋梁の性能に影響を与える
外ケーブル構造の特性及び作用

その準用に疑義が生じる場合がある。このような場合には、橋梁の構造特性に応じて直接的方法(実◆定着部あるいは偏向部として機能させ梁や版に置き換えた簡易モデルにより断る支点横げたや隔壁に大きな断面力が面力を算定することが困難な場合の検証
発生する。

2-1

◆定着部となる支点横桁あるいは中間突部材形状や荷重の集中作用が複雑な場
起にケーブルの緊張力が直接作用し、大合の検証
きな局部応力が発生する。

2-2◆偏向部横桁(隔壁)にケーブルの偏向分力が作用し、局部的な応力が発生する。

ひび割れの発生をできるだけ制限することが望ましい場合の照査方法と許容応力
度の設定

2-3

◆外ケーブル張力の集中作用により局断面の破壊によっ
所的な破壊が生じるおそれがある。
て耐荷能力が失曲げ／せん断安全性
われないこと破壊(断面破壊)◆突起定着の場合、周辺部材(床版、(道示Ⅲ2.1)
ウェブ)の破壊に対する配慮が必要となる。

①道示の準用のみでは終局耐力を算定することが困難な場合の検証

物大試験)や間接的方法(FEM 解析等)による検証を適宜実施し、性能を評価する必要がある。
既存の設計基準に示された慣用的な検証方法や構造細目を準用することに疑義が生じるおそれのある外ケーブル構造の事例を以下に示す。
①

PC 鋼材が部材の外側に配置されることによる構造的な影響が顕著に現れ、外ケーブルを内ケーブルとみなして取り扱う等の方法では、照査結果の信頼性が問題となる構造②

プレストレス力が定着部及び偏向部を介して主げたに伝達されることに起因するプレスト③

定着部あるいは偏向部の部材形状や荷重作用が複雑で、ケーブル張力や偏向腹圧力の作用に④

外ケーブルの耐久性を損なう環境外力やフレッティング等の各作用に対し、これまでの実績

レス分布の断面内での不均等や局所的な乱れが、設計上問題となる構造伴う局部応力の発生、破壊時の挙動を把握することが困難な構造に基づいて定められた規定や構造細目を準用して対処することが困難な構造

安全性
(供用時)

供用性を低下させないために必要な有害な構造物の安全性を ひび割れの確保すること発生(道示Ⅲ2.1)②破壊過程を想定することが困難で、既存の耐力算定式を準用することに疑義が生じる場合の検証

2-4

■外ケーブルの耐久性に関する観点
道路橋の要求性能
種別

耐久性
（腐食）

性能項目

想定する
状態

(1) 主げたの安全性
橋梁の性能に影響を与える
外ケーブル構造の特性及び作用技術評価の観点

経年的な劣化により供用性、安全性 鋼材腐食に伴◆水分や酸素等、環境外力の作用により ケーブルが外部環境に置かれる場合のが損なわれないこ う引張・疲労外ケーブルが腐食するおそれがある。
防食方法の選定及び性能評価と強度の低下(道示Ⅲ5.1)

項目No■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ18.5.2 設計一般](2) 外ケーブルの定着部及び偏向部は、ケーブル張力を主げたへ円滑に伝達できる構造とす
るものとする。

3-1

ケーブルの
共振による
疲労

耐久性
（疲労）

1-1) プレストレスの分布に対する検証

供用中に発生する振動の定量的評価と対◆外ケーブルが振動の影響を受ける。
応策
疲労、振動の影響により構造物の安全性が損なわれな
外ケーブルの許容応力度や最小曲げ半
いことフレッチング ◆偏向部においてＰＣ鋼材にフレッチング
径等に関するみなし規定に従わない場合 3-2(道示Ⅲ2.1)
疲労破断 や付加曲げが生じる。
の疲労耐久性の検証[道路橋示方書Ⅲ6.6.7 PC 鋼材の定着](1) 定着具の位置は、部材に所定のプレストレスを導入できるように、また、部材に有害なひび割れが生じないように選ぶものとする。
(3) 部材の中間に定着具を設ける場合は、活荷重による応力変動の大きな点から十分離れた断面の断面図心に近い位置か、圧縮部のコンクリートに定着するのがよい。
(1)、(3)

定着具近くの断面では、プレストレス力の局部集中等の影響による応力の乱れがあって、定着具付近からはなれた断面の応力分布とは異なるので注意する必要がある。プレスト
レス力の広がりの角度 β については、実験結果によるとほぼ 45°前後といわれているが、安全をみて tanβ=2/3 すなわち β=33°40′とするのが望ましい。・・・・■その他設計・施工上の留意点
道路橋の要求性能
種別

性能項目

着目する
部位

想定する
状態

設計・施工に関する技術的課題－ 50 －◆プレストレスの減少過程における部
材のクリープ・乾燥収縮の影響が内ケーブルと異なる。

安全性
(供用時)

供用性を低下させな
いために必要な構造物の安全性を確保すること(道示Ⅲ2.1)

主げた

有害な
ひび割れの
発生
◆ひび割れが発生した時の分散性が悪くなる（ひび割れ幅が大きくなる）。

対応策（例示）◆応力度算定においてプレストレス力を適切に評価する。
①内力評価法（道示Ⅲ18.5.1解説）②外力評価法
③部材評価法（道示Ⅲ18.5.1解説）◆内ケーブルに比べ部材の曲げひずみの影響が小さいため、クリープ・乾燥収縮による応力度の減少量が小さく、みかけのレラク
セーション率が大きくなる影響を考慮する。

◆道示Ⅲ6.5(引張鉄筋)に従う。

■技術的課題外ケーブルを突起等により主げた部材に直接定着するような構造や広幅員一室箱げたのようにウェブ間隔が広い構造では、プレストレスの導入に伴う主げたや横げたの面外変形等に起因して、定着部に近い設計断面におけるプレストレスの分布が道路橋示方書に基づく仮定
よりも危険側となる場合がある。
■性能評価の対応策
定着部近傍における主げた断面内のプレストレス分布状態を FEM 解析により確認し、解析結果に基づいて外ケーブルの有効本数を設定する、あるいは、直接、断面応力度を照査する◆偏向部を分散して配置する。
◆曲げが正負交番作用する部分で外ケーブルを集中して偏向させると部材
縁でひび割れが生じやすい。

ことにより、架設時や設計荷重作用時の安全性を検証する。

◆施工性、経済性を著しく損なうことを理由にケーブルを集中して偏向させる場合にはモーメントシフトを考慮して部材応力度を照
査する。

【解説】
ケーブル
／保護管
使用目的との適合性や構造物の安全施工品質の 性を確保するために確実な施工を行える確保
性能を有すること(道示Ⅰ1.5)

ケーブル
／偏向管

定着部
／偏向部

供用中の日常点検、材料の状態の調査、維持管理の補修作業が容易に容易さ
行えること(道示Ⅰ1.5)

ケーブル－◆被覆鋼材や保護管を用いる場合、施◆保管方法、断面内への搬入方法等、施工
工中に樹脂の損傷や変質が生じるおそ条件を考慮して防食の仕様を決定する。
れがある。

－

◆偏向管の据え付け精度が悪いとＰＣ
鋼材に局所的な折れが生じる。

－◆定着部や偏向部の配筋が密となりコ ◆コンクリートのスランプおよび打設方法をンクリートの充填性が悪くなる。
想定して配筋を計画する。

－◆交換を前提とする場合、桁端の作業ス
ペースの確保に配慮し交換可能な外ケーブ◆ケーブルが将来的に交換あるいは追 ル仕様を採用する。
加できる。
◆ケーブルが追加できるよう予備孔を設置する。

◆偏向管の形状に配慮する(ﾃﾞｨｱﾎﾞﾛ管等)。

外ケーブルが部材厚の厚い横げたや隔壁に定着される場合、定着位置からのプレストレス力の広がりは、実際の定着位置から最も近いウェブやフランジに定着位置があるものと仮定し、道路橋示方書Ⅲ6.6.7 の解説を準用して算定できる 1-1-1)。
これに対し、中間支点横げたの両側に外ケーブルがたすきがけの状態で定着される構造において、橋体全幅が広い、張出し床版長が大きい、中間横げた厚が小さい等の条件に該当する場
合には、横げた区間内で有効に伝達されると仮定した中間支点付近のプレストレスが実態と異なる可能性がある。このような場合の対応策として、FEM 解析等により分布状態を確認し、設計上の有効本数を設定する方法がある 1-1-1)。

一方、片持張出し工法のように架設途中のブロック打継目におけるプレストレスの分布状態が問題となる構造では、外ケーブルを架設ケーブルとして用いると、突起定着近傍の応力の乱れに伴い直近のブロック打継目において上床版先端のプレストレスが不足する場合がある。このため、プレストレスに関するせん断遅れ(シェアラグ)現象を FEM 解析で確認し、内ケーブルを併用する等の対策により、上床版先端の応力状態を改善した事例がある。
[参考文献]

1-2) 曲げ破壊に対する検証■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ18.5.2 設計一般](1) 外ケーブル構造は、・・・・外ケーブル構造の特性を考慮して設計するものとする。
1) 部材断面の応力度及び耐力の照査方法について
ⅰ) 外ケーブルを内ケーブルとみなして取り扱う方法
終局荷重作用時における破壊に対する安全度の照査に用いる破壊抵抗曲げモーメントの算出については・・・・次のいずれかの方法で算出する。

1-1-1) (社)プレストレストコンクリート技術協会：外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設ａ) 終局荷重作用時における外ケーブルの応力度が、設計荷重作用時における応力度から計施工規準，Ⅰ共通編 7.4(4)，平成 17 年 6 月

増加しないと仮定するか、あるいは載荷試験の結果等を参考に、この増加量を仮定して4.2.4(2)の規定により算出する。これまでの実績では、この増加量を 100N/mm2 程度として設計に見込んでいる例が多い。
ｂ) 外ケーブルを付着のない PC 鋼材とみなして 4.2.4(2)の規定により算出する。
[道路橋示方書Ⅲ4.1 総則](2) 設計荷重作用時及び終局荷重作用時の構造部材の照査に用いる断面力の算定は、棒部材を用いた線形解析に基づくものとする。・・・・－ 51 －■技術的課題①

外ケーブルを内ケーブルとみなして破壊抵抗曲げモーメントを算出するにあたり、外ケー

ブルの配置条件によっては、終局荷重作用時におけるケーブルの応力度をこれまでの実績に基づいて仮定することに疑義が生じる場合がある。
②

終局に至るまでの部材の剛性低下や軸線の移動に伴い作用する断面力が大きく変化し、破壊部位の特定が困難な場合は、線形解析に基づく終局荷重作用時の照査に疑義が生じる。
■性能評価の対応策①

終局荷重作用時における外ケーブル応力度の増加量を、既存の簡易算定式を用いて仮定することにより、破壊抵抗曲げモーメントを算定する。

②

終局荷重作用時の挙動が不明確な場合や外ケーブル張力の荷重載荷に伴う変動を精度良く推定することが主げたの安全性を検証する上で重要と判断される場合には、外ケーブルを独立した部材としてモデル化し、材料および幾何学的非線形性を付与した複合非線形解析を実施することにより、曲げ破壊に対する安全性を検証する。

【解説】①

破壊抵抗曲げモーメントを算定する際に用いる外ケーブルの応力度は、有効高さや定着間距
離、外ケーブル比率、偏向部の設置箇所等に応じて橋梁毎に異なるため、これらの諸条件を反映し得る方法を用いて設定する必要がある。例えば、種々の制約により標準的なけた高が確保できず外ケーブルの有効高さが小さい場合、複数径間に渡って連続して配置される(定着間距離が長い)場合、中間支点上を跨いで途中定着される場合(張出し架設工法)等においては、載荷に伴う外ケーブルの応力増加が小さい傾向にあり、さらに、外ケーブル比率の高い構造では、このような特性の破壊抵抗曲げモーメントに与える影響が大きくなるので注意が必要である。
終局荷重作用時における外ケーブル応力度の増加量については、その簡易算定法が諸外国の設計基準や国内の研究で提示されており 1-2-1)、例えば、複合非線形解析を用いた各種変数の感

1-3) せん断破壊に対する検証■関連する道路橋示方書の規定

度分析とケーススタディに基づいて提案された方法 1-2-2,1-2-3)では、外ケーブルの有効高さと定着[道路橋示方書Ⅲ18.5.2 設計一般](1) 外ケーブル構造は、・・・・外ケーブル構造の特性を考慮して設計するものとする。

間距離の比率に応じた増加応力度を与える。

4) せん断力及びねじりモーメントに対する照査について
外ケーブル構造のせん断力やねじりモーメントに対する照査は、内ケーブル構造と同様に②斜張橋やエクストラドーズド橋に外ケーブルを併用した構造や、外ケーブルのみでプレストレスを与える構造(全外ケーブル構造)をプレキャストセグメント橋に適用する等において、終局

4.3 及び 4.4 の規定に従ってよい。ただし、外ケーブルは、・・・・トラス理論におけるモデルの引張弦材とみなしてはならない。

荷重作用時の挙動を事前に予測することが困難な場合には、終局に至るまでの部材剛性の低下
やセグメント継目部の目地開き、ケーブル偏心量の変化等を考慮することが可能な複合非線形■技術的課題

解析により安全性を検証する方法がある。
既往の解析事例 1-2-4)では、解析モデルに死荷重および活荷重に相当する荷重を漸増載荷して、載荷に伴う外ケーブルの張力増加や偏心量変化を逐次考慮した応答値を算定し、各設計断面のプレキャストセグメント橋に全外ケーブル構造を適用する場合、部材内の引張鋼材が不連続となるため、トラス状の耐荷機構を前提としたせん断に関する耐力算定式の適用に疑義が生じる。

いずれかが終局ひずみに達したときの荷重倍率と道路橋示方書で規定される荷重係数の大小関係により、曲げ破壊に対する安全性を照査している。

■性能評価の対応策
セグメント継目部のせん断伝達耐力が、軸方向鋼材の連続した構造と同等以上であること[参考文献]

を確認した上で、継目部以外の断面におけるせん断耐力をトラス理論に基づいて算定する。

1-2-1) (社)土木学会：PC 構造物の現状の問題点とその対策(コンクリート技術シリーズ 52)，pp.53-74，－ 52 －

2003-6
1-2-2) 小坂他：外ケーブルを用いた PC 橋の終局曲げ挙動に関する研究，土木学会論文集 No.613/Ⅴ-42，
pp.147-164，1990-2
1-2-3) (社)プレストレストコンクリート技術協会：外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設
計施工規準，Ⅱ外ケーブル構造編 6.1.2(3)，平成 17 年 6 月
1-2-4) 例えば、佐藤他：外ケーブルを併用した新強首橋の設計，プレストレストコンクリート Vol.41
No.5，pp.31-37，1999-9【解説】
プレキャストセグメント橋におけるセグメント継目部のせん断伝達耐力については、接合キーの耐力と終局荷重作用時に圧縮域となるウェブの摩擦抵抗の和として算定する方法がある
1-3-1)。部材内の引張鋼材が不連続な場合においても、この方法により継目部の安全性を確認する

ことを前提として、継目部以外の断面における斜引張せん断耐力を従来のトラス理論を適用して算定できる可能性がある 1-3-2)。
単純げた構造を対象とした既往の研究 1-3-3)においても、道路橋示方書を準用した斜引張せん
断耐力は実験値に比べて安全側の値であることが確認されているが、連続げた構造の中間支点部のように大きな曲げとせん断の作用を同時に受ける部位では、曲げ破壊に対してせん断破壊が先行する脆性的な破壊性状を示した実験事例 1-3-4)もあるので、終局荷重作用時のセグメント
目地の開きを抑制しウェブの圧縮域を十分確保し得るプレストレスの導入等、所要のせん断耐力を確保するための対策を講じる必要がある。
[参考文献]
1-3-1) (社)プレストレストコンクリート技術協会：外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設
計施工規準，Ⅲプレキャストセグメント工法編 8.3(1)，平成 17 年 6 月
1-3-2) (社)プレストレストコンクリート技術協会：外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設
計施工規準，Ⅲプレキャストセグメント工法編 6.2.3(1)，平成 17 年 6 月
1-3-3) 西川他：外ケーブルを適用した PC 桁の曲げ・せん断挙動に関する研究，プレストレストコン
クリート Vol.42，No.5，pp.25-36，2000-9
1-3-4) 大塚他：外ケーブルを用いたプレキャストセグメント桁の中間支点におけるせん断耐力の評
価に関する研究，橋梁と基礎 Vol.40，No.2，pp.39-48，2006-2

表-1.1.2.1(2) 定着部及び偏向部の安全性
2-1) 設計断面力の算定

種別

定着部及び偏向部の断面力算定方法(例)

４面拘束

３面拘束

２面拘束

１面拘束

定着部

梁モデル
格子モデル 2-1-1)
平板モデル
2D-FEM解析(シェル要素)

梁モデル
格子モデル
平板モデル
2D-FEM解析(シェル要素)

コーベル
内ケーブル突起定着部の簡易設計法2-1-2)

コーベル
内ケーブル突起定着部の簡易設計法2-1-2)

偏向部

梁モデル及び局部引張力の簡易算定式 2-1-1)
2D-FEM解析(シェル要素)

梁モデル(ボックスフレーム)及び局部引張力の簡易算定
式 2-1-1)
2D-FEM解析(シェル要素)

ボックスフレーム及び局部
引張力の簡易算定式 2-1-1)

ボックスフレーム及び局部
引張力の簡易算定式■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ10.4 支点横げた及び隔壁の設計](1) 支点横げた及び隔壁の断面力は、支点や部材の結合条件等に応じた解析理論及び解析モ
デルを設定して算出するものとする。
(2) 支点横げた及び隔壁の断面力の算出は、はり理論によってよい。

概要図(箱げたの例)

断面力の算定■技術的課題定着部や偏向部は、壁状部材や突起状部材で構成され、これらが主げたで拘束されている

（解析
モデル）

複雑な立体構造を有しているため、梁や版に置き換えた簡易モデルにより断面力を算定する
場合には、解析結果に相応の誤差を含んでいるおそれがある。

梁モデル■性能評価の対応策

格子モデル

定着部

慣用的な断面力の算定にあたっては、これを用いた断面応力度や引張力が FEM 等の高度解析結果に比べて同等あるいは安全側であることが明確にされている構造条件の範囲で実施することにより、精度を担保する。

モデル化の
概要
梁モデル

－ 53 －偏向部【解説】定着部や偏向部は、外ケーブルの張力を主げたに円滑に伝達するため、主構造として本来存在する十分剛な横げたや隔壁の一部にその機能を持たせることが多いが、主げたの断面形状、架設工法の制約(例えば外ケーブルを多用した張出し架設工法やプレキャストセグメント工法との組合せ等)により、その構造が多岐に渡るため、簡易法による断面力の算定にあたってはその適用性に十分配慮する必要がある。
表-1.1.2.1 は、定着部及び偏向部の構造を主げたの拘束面数で分類し、各構造に対する慣用
的な断面力算定方法 2-1-1,2-1-2)を例示したものである。拘束面数が多い場合(3～4 面)では、簡易モデルによる断面力を用いて応力度を算定する事例が多いが、形状が複雑あるいは開口の影響が無視できない場合には FEM 解析による応力照査が併行される場合もある。一方、拘束面数が少ない場合(1～2 面)には、着目部位を抽出し独立した構造体として扱う簡易モデルでは周辺部材への力学的な影響(局部応力)の把握が困難なため、実挙動に近い解析応答値(FEM 解析等)により安全性が検証される場合が多い。
[参考文献]
2-1-1) (財)高速道路技術センター：外ケーブルを用いた PC 橋梁の設計マニュアル，平成 8 年 8 月
2-1-2) (社)日本道路協会：コンクリート道路橋設計便覧，平成 6 年 2 月

ボックスフレームモデル

平板モデル

2-2) 局部応力に対する検証

2-3) ひび割れの制御■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ18.5.3 構造細目](1) 外ケーブルの定着部及び偏向部は、ケーブルの張力及びケーブルが偏向することにより生じる局部応力に対して、鉄筋あるいは PC 鋼材によって補強するものとする。

[道路橋示方書Ⅲ3.3 鉄筋の許容応力度]
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力
度は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。
表-3.3.1 鉄筋の許容応力度 (N/mm2)
鉄筋の種類
SD295A
SR235
SD295B
応力度、部材の種類
801001) 活荷重及び衝撃以外の主荷重
引張
応力度 2) ・・・・
・・
・・

■技術的課題定着部あるいは偏向部の部材形状や荷重の作用が複雑な場合には、慣用的な局部応力の算定やその補強設計に疑義が生じる。
■性能評価の対応策

SD345
100
・・

1) この値は、既往の構造物に生じたひび割れ幅と設計上の鉄筋応力度との関係等から、コンク

引張応力の分布状態を簡易解析で推定することが困難な場合や、大きな局部応力の作用にリート表面のひび割れ幅が 0.2mm 程度以下となる鉄筋応力度を示したものである。

伴うひび割れの発生が懸念される場合には、当該部位とその周辺の拘束部材を含めた再現性の高い立体モデルで FEM 解析を実施することにより、安全性を検証する。

■技術的課題定着部あるいは偏向部が鉄筋コンクリート構造であっても、ひび割れの発生をできるだけ制限することが望ましい場合には、道路橋示方書の規定を準用するだけでは目標とする状態【解説】を満足できない可能性がある。

外ケーブル構造は、比較的大容量のケーブルシステムが用いられるため、プレストレス力や－ 54 －

偏向腹圧力の集中作用により、定着部や偏向部に大きな局部応力が発生する。このため、定着■性能評価の対応策

具前面や偏向管周辺に発生する支圧応力や割裂応力、部材隅角部の主引張応力等の局所的な作用に対して、部材に有害なひび割れが生じないよう十分な補強鉄筋を配置する必要があるが、１つの部位で定着部や偏向管が多段・多列配置される場合や近傍に開口部等の断面変化が存在する場合には、応力状態が複雑となり、既存の文献 2-2-1～2-2-3)等に示されている簡易手法を参考にした局部の照査が困難となる。
外ケーブル構造においては、定着部や偏向部を介してプレストレス力が橋体に伝達されるため、ケーブルの定着あるいは偏向位置から応力分布が一様になるまでの区間で生じる応力集中が問題となる場合が多い。このため、FEM 解析では、全体構造から検証対象エリアを切り出し、実構造を比較的忠実に再現した部分モデルが多用されている。
[検証事例-2][参考文献]
2-2-1) (社)日本道路協会：コンクリート道路橋設計便覧，平成 6 年 2 月
2-2-2) 猪俣著：プレストレストコンクリートの設計および施工，技報堂出版，1961
2-2-3) Ｆ・レオンハルト他著：レオンハルトのコンクリート講座②続・鉄筋コンクリートの設計，
鹿島出版会，昭和 59 年

部材の全断面が有効と仮定してコンクリートの引張応力を算定し、これを適切に制限する
ことにより、ひび割れの発生を抑制する。
【解説】
外ケーブルの配置本数が多く張力や偏向荷重作用の錯綜、あるいは開口部や突起形状を有していて比較的大きな局部応力が発生するような定着・偏向構造では、鉄筋コンクリート構造であってもひび割れの発生をできるだけ制限することが望ましい。定着部や偏向部は、通常、作用する外ケーブル張力のプレストレス成分が活荷重等の作用に伴う増分に比べて卓越するため、
道路橋示方書を準用し、鉄筋コンクリート構造として設計する場合には、プレストレス力を主荷重としてコンクリートの圧縮応力度及び鉄筋の引張応力度が照査される。これに対して、ひび割れの発生をできるだけ制限することを目標とする場合には、FEM 解析のように、全断面が有効と仮定してコンクリートの引張応力度を算定し、ひび割れの発生を制限することが可能な水準以下であることを照査するとともに、コンクリートに作用する引張力をすべて鉄筋が負担すると仮定して補強鉄筋を配置する方法がある。この方法では、算定されるコンクリート及び鉄筋の引張応力度が実態と異なる見かけの値であり、これらに対する仮想の応力制限により間接的に安全性を担保することになるため、既往の研究において有害なひび割れの生じないことが確認されている範囲でコンクリート及び鉄筋の許容引張応力度を設定する必要がある。
[検証事例-3][参考文献]
2-3-1)高速道路技術ｾﾝﾀｰ：PC 橋の耐久性向上に関する設計・施工ﾏﾆｭｱﾙ，資料編-1，H13.10
2-3-2)角谷他：PC 橋設計への非線形有限要素解析の適用に関する研究、ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽﾄｺﾝｸﾘｰﾄ Vol.46, No.6、2004

2-4) 破壊安全性に対する検証については、コンクリート標準示方書 2-4-1)を準用して耐力を算定することにより、終局荷重作■関連する道路橋示方書の規定

用時の破壊安全性を検証できる可能性がある。

[道路橋示方書Ⅲ4.6 押抜きせん断に関する照査](1) 厚さの薄い部材に面外から集中荷重が作用する場合は、コンクリートの押抜きせん断破壊についての安全を確認するものとする。
(3) 設計荷重作用時のコンクリートの押抜きせん断応力度は、表-3.2.7 に規定する許容押
抜きせん断応力度以下であることを照査するものとする。

[道路橋示方書Ⅲ18.3.2 設計一般]②-1) 終局荷重作用時において定着部や偏向部が概ね弾性域内で挙動することを照査する場合の指標として、補強鋼材が降伏に達した時点を終局限界とする、あるいは、破壊を制御する上で重要となる部位に対して適切な安全率を考慮した許容応力度を適用する等がある。
②-2) 突起構造のように周辺の主げた部材による拘束度が小さくなると、定着部、偏向部ともにせ(1) ディープビームは、タイドアーチ的な耐荷機構を考慮して設計を行うものとする。

ん断伝達や曲げ伝達の作用が集中し、周辺部材が先行して破壊する可能性があるため、留意す(3) 曲げモーメントに対しては、・・・・4.2 の規定により設計してよい。・・・・

る必要がある。このような破壊形態を含め、事前の線形解析において複数の箇所で部材耐力(材(3) ・・・・ただし、設計荷重作用時における部材断面に生じる平均せん断応力度は、表-4.3.1の値をこえないことが望ましい。

料強度)を越える断面力(応力)が発生する等、弾性的な挙動から破壊過程を推定することが困難な場合には、以下の方法により安全性を検証できる可能性がある。
a) 非線形 FEM 解析による検証[道路橋示方書Ⅲ18.4.2 設計一般]

FEM 解析に補強鋼材を要素として取り込み、各材料の非線形性を考慮した構成則を与えるこ(1) コーベルは、トラス状の耐荷機構を考慮して設計を行うものとする。

とにより、ひび割れ発生あるいは鋼材降伏後の力学的挙動の推定が可能となる。このような非(3) コーベルの主引張鋼材量は、・・・・トラスとして算出してよい。

線形解析は、ひび割れ幅や破壊耐力の推定において有効なツールとなるが、使用する構成則や(3) ・・・・ただし、設計荷重作用時における部材断面に生じる平均せん断応力度は、表-4.3.1

理論が多数存在し、さらにこれらの解析パラメータにより出力結果が大きく変動するため、その値をこえないことが望ましい。

の活用にあたっては、高度な専門知識と工学的判断が必要とされる。このため、実務上の検証－ 55 －

において適用された事例は少ないが、各種の構成則やひび割れモデルが適切であることを前提■技術的課題①

道路橋示方書の準用のみでは、想定し得る各種の破壊モードに対して部材耐力を適切に算定することが困難な場合がある。

として、これまで実験による確認が困難であった定着部等の破壊耐力を合理的に推定する手法として活用できる可能性がある 2-4-2)。
b) 実験による検証

部材の形状や支持条件が複雑で荷重作用が複合するような構造では、補強鋼材の降伏からコ

過去に安全性が実証されていない大容量の外ケーブルを用いる、あるいは複雑な荷重伝達機

ンクリートの圧壊に至るまでの破壊過程を想定することが困難で、既存の耐力算定式を適用す構を有している等、解析のみによる安全性の検証に十分な信頼性が確保できない場合には、実ることに疑義が生じる場合がある。

験により性能を確認する方法がある。実験の目的は、「定着具や偏向装置近傍の局部破壊に対す②

る検証」と「周辺部材を含めた全体破壊に対する検証」とに大別されるが、いずれについても、■性能評価の対応策①

押抜きせん断破壊あるいは純せん断破壊等、道路橋示方書の準用が困難な照査項目については、既存の関連基準を準用してこれらの破壊に対する耐力を算定することにより、終局荷
重作用時の安全性を照査する。

②-1) 終局荷重作用時の力学的特性が、弾性域から大きく逸脱しない範囲内にとどまることを照査することにより破壊に対して安全であるとみなす。

耐荷性能が定着具や偏向装置からの荷重伝達機構や部材の拘束条件に大きく依存するため、実物大試験 2-4-3)に拠る場合が多い。
縮小モデルによる供試体試験は、実物大試験に伴う規模や危険性に対するリスクを回避しながら破壊メカニズムを直接確認する手段として有効であるが、定着部や偏向部を対象とした既往の事例は少ない。このため、実施にあたっては、寸法効果の影響を十分検討し、実物大モデ
ルと縮小モデルの相関を確認した上で性能の有無を評価する必要がある。
[検証事例-4]②-2) 非線形 FEM 解析あるいは実験により破壊に対する安全性を検証する。
[参考文献]

2-4-1) (社)土木学会：コンクリート標準示方書[構造性能照査編]，6.3 せん断に対する安全性の検討，【解説】①

定着部及び偏向部の終局状態は、形状寸法や載荷条件ばかりでなく、床版あるいはウェブによる周辺拘束度(拘束面数)の影響を受け、表-1.1.2.2 に示すような種々の形態が想定される。
これらの中で、定着部の押抜きせん断破壊や純せん断破壊のように、道路橋示方書では設計荷重作用時の各種せん断応力度が許容値以下であれば所定の安全性を満足するとみなされるもの

2002-32-4-2) (社)プレストレストコンクリート技術協会：PC 定着部の破壊解析に基づく性能設計，平成 16年9月
2-4-3) (財)高速道路技術センター：PC 橋の耐久性向上に関する設計・施工マニュアル，資料編－１，
平成 13 年 10 月

表-1.1.2.2 定着部及び偏向部で想定される破壊モード
破壊モードが想定される部位および概念図
種別

概 要
定着部

曲
げ
引
張
破
壊

プレストレス力により定着部、偏向部および周辺部材に曲げモーメントが作用すると、部材引張縁に曲げひびわれが発生し、作用荷重の増加に伴い曲げひびわれは中立軸付
近まで到達する。十分な引張鋼材が配置されていない場合は、さらなる荷重増加によって、圧縮コンクリートが終局ひずみに達する
以前に引張鋼材が終局ひずみに達し、引張鋼材の破断により部材の終局状態となる。

曲
げ
圧
縮
破
壊

プレストレス力により定着部、偏向部および周辺部材に曲げモーメントが作用すると、部材引張縁に曲げひびわれが発生し、作用荷重の増加に伴い曲げひびわれは中立軸付
近まで到達する。過大に引張鋼材が配置されている場合は、さらなる荷重増加によって、引張鋼材が終局ひずみに達する以前に
圧縮コンクリートが終局ひずみに達し、コンク
リートの圧縮破壊により部材の終局状態とな
る。

曲
げ
破
壊

偏向部

・十分な補強鋼材が配置されていない
定着部

・十分な補強鋼材が配置されていない偏向部（橋軸直角方向曲げ）・拘束度の小さい偏向部の周辺部材

・拘束度の小さい周辺部材
引張鋼材の破断
引張鋼材の破断・釣り合い鉄筋量以上の補強鋼材が配置されている定着部

・釣り合い鉄筋量以上の補強鋼材が配置されている偏向部（橋軸直角方向曲げ）・拘束度の小さい偏向部の周辺部材

・拘束度の小さい周辺部材
コンクリートの圧縮破壊
コンクリートの圧縮破壊

・定着部の周辺部材との界面

純
せ
ん
断
破
壊

定着部と周辺部材の界面において、プレス
トレス力による作用せん断力が界面におけるせん断伝達耐力を上回ると、せん断力を伝達できず、部材の終局状態となる。

斜
め
引
張
破
壊

プレストレス力による作用せん断力が卓越する部材においては、斜めひびわれ発生後にせん断補強鋼材によってもせん断力が負担され、トラス的な耐荷機構へと移行していく。さらなる荷重増加によって、トラスにおける引張材としてのせん断補強鋼材が降伏し、部材の終局状態となる。

斜
め
圧
縮
破
壊

プレストレス力による作用せん断力が卓越する部位においては、斜めひびわれ発生後にせん断補強鋼材によってもせん断力が負担され、トラス的な耐荷機構へと移行していく。引張鋼材やせん断補強鋼材が十分に配置される場合は、さらなる荷重増加によって、せん断補強鋼材が降伏する以前に圧縮斜材としてのコンクリートが終局ひずみに達し、部材の終局状態となる。

せん断伝達耐力不足

・十分な補強鋼材が配置されていない隔壁形式またはリブ形式の偏向部

せ
ん
断
破
壊

せん断補強鋼材の降伏
せん断補強鋼材の降伏・部材厚の薄い隔壁形式またはリブ形式の偏向部

押
し
抜
き
せ
ん
断
破
壊

スラブなどの面部材にプレストレス力による局部的な荷重が作用する場合、荷重域周辺部から円錐形状またはピラミッド状の形をなしたコーンを形成するように破壊する。

引
張
破
壊

軸引張力を受ける部材において、コンク
リートの引張強度以上の引張力が作用するとびわれが発生し、全引張力を引張鋼材で負担することとなる。さらなる荷重増加によって、引張鋼材が終局ひずみに達し、引張鋼材の破断により部材の終局状態となる。

コンクリートの圧縮破壊

コンクリートの圧縮破壊

・部材厚の薄い定着部

・突起形式の偏向部

押抜きせん断破壊面

押抜きせん断破壊面

・圧縮力が作用していない部位における中間定着部

そ
の
他
の
破
壊
割
裂
破
壊

プレストレスによりコンクリート部材に圧縮力が作用する場合、その圧縮力の方向と直交する方向には引張応力が作用する。コンク
リートの引張強度以上の引張力が作用するとびわれが発生し、引張力の方向に十分な引張鋼材を配置している場合は全引張力を引張鋼材で負担することとなる。引張鉄筋が配置されない場合や十分な鋼材量が配置されない場合では、作用引張力を負担できず部
材の終局状態となる。

・十分な補強鋼材が配置されてない偏向部の外ｹｰﾌﾞﾙ近傍（偏向力作用位置後方）

引張鋼材の破断
引張鋼材の破断・十分な補強鋼材が配置されていない定着部（定着背面）

割
裂
引
張
力

はく裂応力

圧縮応力

－ 56 －

・十分な補強鋼材が配置されていない偏向部（偏向力作用位置前側）

割裂引張力

3) 外ケーブルシステムの耐久性②

3-1) 外ケーブルの防食及び振動対策

外ケーブルの自由長部が車両の走行等に起因する主げたの振動と共振すると、PC 鋼材に繰り返し曲げ応力が作用し、疲労耐久性を低下させる要因となるおそれがある。
外ケーブルの共振については、ケーブル自由長部の固有振動数が主げたの最低次たわみ振動■関連する道路橋示方書の規定数に対し 10～20%程度異なっていればその可能性は小さいと判定する方法 3-1-2)がある。
[道路橋示方書Ⅲ18.5.3 構造細目](4) 外ケーブルは、防食に対して十分配慮するとともに、振動に対して配慮するものとする。

[参考文献]
3-1-1) (社)プレストレストコンクリート技術協会：PC 斜張橋・エクストラドーズド橋設計施工規準(案) 資料編 pp.119-126，平成 12 年 11 月

■技術的課題①

開断面構造への適用やけた高範囲外での配置等、ケーブルが外部環境に置かれる場合には、箱げた内部での配置が大多数を占める過去の実績に基づいて防食方法を選定することに疑義
が生じる。

②

供用中に発生する振動を考慮して疲労耐久性を定量的に検証することが困難である。

■性能評価の対応策①

外ケーブルが外部環境下で配置される構造においては、大気、水分、紫外線等の劣化作用に応じて、所定の耐久性が確保できる防食方法を採用する。

②

外ケーブルが主げたの振動と共振する可能性を適切な方法により判定するとともに、共振するおそれのある場合には制振装置を設ける等の措置を施すことにより、疲労耐久性を低下－ 57 －

させうる振動の影響を排除する。
【解説】①

ケーブルシステムの耐久性を検証するためには、システムに作用する環境外力と腐食プロセスを想定し、用いる防食材料の遮断性および性能持続性(材料劣化)が所要の耐腐食性能を満足す
ることを確認する必要があるが、個々の防食材料に関する「品質規格」と「鋼材腐食因子の遮断性能」や「橋梁構造の一部として用いられた状態での劣化特性(有機系材料)」との関係が必ずしも明確でないため、設計耐用期間内の状態を定量的に評価することが困難な場合が多い。
このことから、外部環境下に置かれるケーブルは、表-1.1.2.3 に示すような適用実績を有す
る個々の防食方法を二重あるいは三重に組み合わせてフェールセーフを付与するとともに、環境条件への適合性、大偏心構造等の類似条件下における適用実績 3-1-1)との整合性、維持管理の容易さ等が、十分に検討されていることを前提として、所定の耐久性を有しているとみなせる
可能性がある。
表-1.1.2.3 代表的な防食方法
ＰＣ鋼材の被覆

防食方法
防食材料

概
要
図

エポキシ樹脂ポリエチレン

保護管及び内部充填
亜鉛メッキ

保護管(ポリエチレン、塩化ビニール等)
セメント系

樹脂系

グリース系

3-1-2) (社)プレストレストコンクリート技術協会：外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設
計施工規準，Ⅱ外ケーブル構造編 9.7，平成 17 年 6 月

3-2) 外ケーブルの疲労耐久性に関する検証

道路橋示方書をはじめとする既存の関連基準では、国内外の研究成果に基づいて偏向部の最小曲げ半径や構造細目、PC 鋼材の許容引張応力度等が規定されており、これに準拠することで■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ18.5.2 設計一般]

所定の疲労耐久性を有しているとみなされるため、これらに従わない場合には、別途、外ケー(1) 外ケーブル構造は、・・・・外ケーブル構造の特性を考慮して設計するものとする。

ブルの疲労耐久性を検証する必要がある。
これまでに実施されたフレッティング疲労試験では、実際の橋梁構造を想定して、偏向角度、

2) 外ケーブルの許容応力度について
外ケーブルに用いる PC 鋼材の許容引張応力度は、活荷重応力の発生頻度、二次応力の影響
及び応力の不均一性を考慮して定めることが望ましいが、一般には 3.4 に規定する値を用いて偏向構造、ケーブルシステムのマルチ構成や防食構造、PC 鋼材の応力条件(下限値および振幅)等の試験条件が設定されている。
なお、活荷重応力の発生頻度を適切に評価できる場合には、疲労試験結果に基づいて提案さもよい。

れている PC 鋼材の設計疲労強度式 3-2-1)を用いて疲労耐久性を検証できる可能性がある。この場[道路橋示方書Ⅲ18.5.3 構造細目](2) 外ケーブルの定着部及び偏向部は、ケーブルに局部的な曲げが生じない構造とする。
(3) 外ケーブルの偏向部における PC 鋼材の曲げ半径は、PC 鋼材に生じる二次応力及び疲労の影響等を考慮して定めるものとする。

■技術的課題
既往の研究や実績に基づいて定められた偏向部における PC 鋼材の最小曲げ半径や構造細目に従わない場合には、道路橋示方書に規定される PC 鋼材の許容引張応力度を用いることで十分な疲労耐久性を有しているとみなすことに疑義が生じる。

－ 58 －■性能評価の対応策
実大供試体を用いた疲労試験を実施することにより疲労耐久性を検証する。

【解説】
外ケーブル構造では、一般に、内ケーブル構造に比べ 1/2～1/3 の小さな半径でケーブルが偏向されるため、フレッティング作用により PC 鋼材の疲労強度が低下する場合がある。フレッテ
ィングは、束ねられた PC 鋼線同士が点接触した状態で応力変動に伴う微小な相対滑りが繰り返し作用し、摩耗や亀裂が生じる現象であるため、鋼線の種別や構成、下限応力度、偏向角度、ケーブルの曲げ半径等の因子により、疲労強度への影響度が異なる。このため、普遍的な照査式による検証が困難であり、一般に、表-1.1.2.4 に示すような、設計上の配慮や構造細目により疲労対策が講じられている。
表-1.1.2.4 偏向部のフレッティング疲労対策例
項目

経験的対処事例
ＰＣ鋼材の許容引張応力度 σpa=0.6σpu (σpu：引張強度) [道示Ⅲ3.4]

設計上の配慮

最小曲げ半径 R=3.0ｍ以上 (19S15.2)
偏向角度14°（既往の疲労試験における実績値）以下

保護管
構造細目

偏向管
鋼材の保護

ＰＣ鋼材の長期接触作用に対して破損が生じない材料を選定⇒高密度ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、塩化ビニール(PVC)等
ケーブルの配置誤差等により局部的な曲げが生じない構造を採用⇒ディアボロ管、ベルマウス加工管
保護管内のセメントグラウト充填
樹脂被覆ＰＣ鋼材の使用

合、ケーブルの仕様、曲げ半径や角度等の偏向条件等が疲労強度式の適用条件から逸脱していないことが検証の前提となる。
[検証事例-5]

1.1.3

検証事例

検証事例-1
要求性能
検証目的

各部位における有効伝達長を表-1 に示す。

FEM 解析によるプレストレス分布状況の確認
主げたの安全性

関連規定

着目部材

18.5.2上床版

外ケーブルが突起構造で定着される場合にプレストレスの分布が断面内で不均一

位置

有効長(m)

張出し床版

Ａ： 上縁先端

5.795

中間床版

Ｂ： 上縁中央

3.434

Ｃ： 下縁中央

7.263

下床版

となる特性を考慮して、施工時の安全性を確認した検証事例。

検証方法
検証方針

表-1 各部位の有効伝達長
道 路 橋 示 方 書 Ⅲ 6.6.7 、 Ⅲ

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

FEM 解析により、施工途中における主げた断面内のプレストレス分布を確認。

1-2）FEM 解析
上床版平面(1)検証概要

Ａ

張出し架設工法により施工される橋梁(波形鋼板ウェブ橋)を対象とし、施工途中で導入される外ケーブルによるプレストレス分布を FEM 解析により確認することにより、施工時における主げたの安全性を検証する。解析対象とした断面構造を図-1 にプレストレス力示す。

P=3500KN
19S15.2
断面中心

Ｂ

Ｃ

下床版平面
A

－ 59 －

図-1 検討断面

断面中心外ケーブルによるプレストレスの分布は、上下床版の各部位について、定着点から

B

Ｃ

図-3 上下床版の橋軸方向応力コンター図

プレストレスが有効とみなせる位置までの距離(有効伝達長)を道路橋示方書Ⅲ
6.6.7(1)を準用して算定し、同位置での FEM 解析結果との対比により評価する。
検証内容(2)検証結果

1-1)道路橋示方書によるプレストレス力の有効伝達長
プレストレス力の有効伝達長は、広がり角度をβ＝33°40′として算定する。また、有効伝達長は、主桁上縁の片持ち床版先端、中間床版中央、及び主桁下縁の下床版中央に対してそれぞれ算定する(図-2)。

図-4 に示すとおり、主げた断面のプレストレスの橋軸方向分布は、上床版中央及び下床版中央において道路橋示方書に基づく有効伝達位置(それぞれ B 及び C)で概ね一定となっているのに対し、片持ち床版先端では、断面 A において拡散過程にあり、プレストレスが十分伝達されていない結果が得られた。このような傾向は、外ケーブ
ルが主げた断面の中央寄りに突起定着されることによりシェアラグの影響が現れたものと推察される。
図-5 は有効伝達位置 A～C におけるプレストレスの断面内分布を示したものであり、特に、定着位置から比較的近い B から A の範囲で、上床版の張出し先端部でのプレストレスが他の部位に比べて不均一な状態が顕著となっている。
このように、外ケーブルの定着付近における応力状態が設計上問題となる場合には
ＦＥＭ解析を実施することにより、プレストレスの分布を適切に評価できる可能性がある。

上床版の有効伝達長

図-2

下床版の有効伝達長道路橋示方書に準拠したプレストレス力の有効伝達長の算定方法

2.0

2.0
1.5

1.8
1.6

断面Ａ

1.0

応力度(N/mm2)_

断面Ｃ

0.5
下床版下縁 中央

0.0
-0.5

1.2

FEM 解析による定着部及び偏向部の安全性照査

要求性能

定着部及び偏向部の安全性

0.6
0.4

検証目的

材の拘束等により局部応力が発生しやすいため、施工および供用中の応力分布状態を

1015モデル先端からの距離(m)_図-4 橋軸方向応力度分布

関連規定

道路橋示方書Ⅲ18.5.3(1)

下床版下縁 Ｃ

0.8

0.0
5

下床版下縁 B

上床版上縁 Ａ1.0

0.2

上床版上縁 張出し先端-1.00

検証事例-2
上床版上縁 C

1.4

0.0

定着部や偏向部は、外ケーブル張力の集中作用、比較的複雑な構造形状及び周辺部

下床版下縁 Ａ

張
出
床
版
先
端

ウ

上床版上縁 Bェ

橋軸方向応力度（N/mm2)__

上床版上縁 中間床版中央

断面Ｂ

断
面
中
心

ブ
位
置

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5
3.0
断面位置(m)

3.5

4.0

4.5

5.0

FEM 解析により確認した検証事例。

5.5

図-5 プレストレスの断面内分布

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

定着部及び偏向部の FEM 解析にあたっては、以下の事項に留意。
(1) 荷重載荷と境界条件①

張出し架設工法のブロック打継ぎ目付近では、本事例で示したプレストレスの偏り
注意点

や局部応力の他に、新旧ブロックの温度差や収縮差により引張応力が生じるため、これらの作用に起因するひび割れが生じないよう、内ケーブルを併用する、鉄筋により補強する等の対策を講じる必要がある。

荷重を外ケーブル張力に限定して FEM 解析を行う場合には、解析で考慮されていない荷重の複合作用を考慮して解析結果を適切に評価する。

検証方針

②

切出しモデルの仮想の拘束に伴う付加曲げの影響を考慮する。

③

主構造としての挙動も加味して定着部や偏向部の応力状態を評価する。

(2) モデルの実物再現性①

定着部の切欠きや点検・ケーブル通過孔等の断面欠損を忠実に再現してモデル化する。

－ 60 －②

外ケーブルの定着具近傍に発生する局部応力を検証する場合には、定着具のモデル化や載荷方法を適切に選定する。

(1)荷重載荷と境界条件の設定事例
1-1)プレストレス力の載荷外ケーブルの定着が部材に与える影響を検証するにあたり、部分切出しモデルに外ケーブルによるプレストレス力のみを載荷する場合がある。図-1 は、中間支点横げたに着目して設定したモデルにプレストレスの軸力成分を載荷した事例を、外ケーブ
ルが片面のみに定着された場合(CASE-1)と両面に定着された場合(CASE-2)それぞれについて示したものである。
CASE-1

検証内容

19S15.2×1本/半断面

橋軸方向固定CASE-2

剛体へ補償荷重載荷(4本定着圧力相当)

19S15.2×5本/半断面

19S15.2×4本/半断面
橋軸方向固定図－１ プレストレス力載荷事例
CASE-2 では、モデル全域に圧縮応力が作用する実挙動を再現するため、境界条件
として補償荷重を与えている。図示したような事例では、プレストレス力の作用により、横げた本体ばかりでなく定着背面側の上床版やウェブに局部的な引張応力が発生

する解析結果が得られるが、実際には内ケーブルのプレストレス力やその他の外力が複合して作用しているので、別法による全体構造系の解析や床版や横げた個々の部材

プレストレス分力

設計で算出された応力との重ね合わせにより、局部応力の照査やこれに対する補強設計が実施されている。

Ｌ1-2)柱頭部の解析
図-2 は、種々の荷重作用により、複雑な応力状態となることが予想されたラーメ

プレストレス分力ン構造の柱頭部をモデル化した事例である。外ケーブルによるプレストレス力ばかり
でなく解析領域内の主たる荷重作用を再現するとともに、領域の外部から伝達される荷重についても、全体構造系の解析で求めた断面力をモデル端部の境界条件として与

Ｌ

えている。
Ｍ
床版横締めケーブル 1S28.6ctc625

P1側

M

N

S

20本定着

図
－

橋面荷重

P3側

26本定着

剛体要素

S

N

＋

＋

図－３ モデルの仮想拘束に伴う付加曲げM

剛体要素：外ケーブル定着力：内ケーブル定着力(2)モデル化の事例
2-1)部材のモデル化

図－２ 柱頭部解析における荷重載荷事例

定着部や偏向部においては、プレストレス力の集中作用により、加力点近傍、断面－ 61 －

急変部、開口部で大きな局部応力が発生しやすい。特に断面急変部や開口部では、コ示した事例のように、想定される荷重作用を極力反映させて解析を行うことによりンクリートの乾燥収縮等に伴う内部応力も付加され、有害なひび割れ発生の誘因とな

検証の信頼性は高まるが、FEM 解析においてすべての荷重作用を網羅することは実る。このため、ＦＥＭ解析では、定着部の切欠きや点検孔・外ケーブル通過孔等の断用上困難であるため、通常は、無視した荷重作用が有害なひび割れの発生に与える影

面欠損を忠実に再現してモデル化される場合が多い。

響を別法により追加で検討する場合が多い。
例えば、支点横げた等のマッシブな部材では、セメントの水和熱に起因する温度応力の影響が比較的大きいため、別途、これを各種の解析により確認し、外ケーブル定着との複合作用として検証されている。

表-1 は、横げた定着部、突起定着部、偏向部の各部位を細密にモデル化した事例と解析に関する一般的な留意点を整理したものである。
将来的な外ケーブルの追加配置が可能なよう予備孔が設けられる場合には、断面欠損としてモデル化に反映させるばかりでなく、追加のプレストレス力を荷重として見込んだ事例もある。

1-3)仮想拘束に伴う付加曲げの影響
偏向部の解析においては、本来の支点がない支間部から対象領域を抽出しモデル化することになるため、モデルの拘束条件によっては、解析結果が実際の挙動と大きく異なる場合がある。
図-3 は、切出しモデルの両端を固定して外ケーブルの偏向力を作用させた場合に全体構造系では生じ得ない断面力が発生する事例を示したものである。このような場
合には、仮想の拘束に伴う付加曲げの影響により、偏向部近傍の橋軸方向応力を正しく評価できないので、その影響を補正する、橋軸直角方向の応力についてのみ着目する、あるいは、付加曲げが生じないような拘束条件に変更する等の対処が講じられる。
また、全体構造系において大きな断面力が作用する位置(例えば支間中央や支点付近)に偏向部を設ける場合には、図-2 で示した柱頭部の解析事例と同様、モデル端に適切な拘束条件と断面力を与えることにより、主構造としての挙動も加味して偏向部の応力状態が評価できる。

表-1表-2 定着具のモデル化事例

開口部や断面欠損を再現したモデル化の事例◆緊張端に定着部の切欠き処理が施されている場合には、実部材厚◆定着部周辺に検査口等の比較的大きな開孔がある場合、開口部の減少に伴う応力増加や切り欠き周辺の応力集中が生じる可能性

周辺に応力集中が生じる可能性がある。

がある。

◆端部横桁の前面等に下床版検査口を設ける場合には、横げた厚や定着方式に応力集中が生じる可能性がある。

●定着部の切欠きのモデル化事例

模式図

アンカープレートをプレー

検査口までの距離、外ケーブル本数等の条件によっては、開口周辺

支
点
横
桁

モデル化の概要●下床版開口部のモデル化事例

アンカープ

ト要素(剛体)等でモデル化

レート方式

し、定着面に面分布荷重を載荷することが多い。
①リブキャストアンカーを剛体としてモデル化し、荷重を載荷する。実構造が忠定
着部

実に再現できる。
◆外ケーブルの偏向管等による開孔がある場合には、開孔周辺に応力が集中する可能性がある。

②リブキャストアンカーをリブキャスモデル化せず、各リブ位置●定着突起のモデル化事例
FEMOS

:

POST-PROCESSOR

FOR

F.E.M

SMOOTHING W.MODE

トアンカー

Z

に荷重を分散して載荷す

Y
X

中
間
突
起

方式

-0.50
-0.25

る。

0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25

③定着体表面に面荷重とし

1.50
1.75
2.00
2.25
2.50

て載荷する。載荷位置付近

2.75

定着力Ｐ

3.00

の再現性は低い。

－ 62 －

開孔の影響による応力集中の発生
PRINC STRESSCOMBINE

3.39
CASE◆偏向管による開孔は、それによって控除される体積が構造体に占める割合が大きければ大きいほど解析結果に与える影響も大きくなる。
◆偏向部は比較的スレンダーな構造であり、偏向力が大きい場合には開口部や断面急変部周辺で応力の乱れが顕著に現れる。

●偏向部のモデル化事例

偏向部

RC 部材にひび割れが生じると、ひび割れ近傍の要素に作用している応力が再配分
され、ひび割れ発生前の弾性域とは異なった応力状態となる。このため、比較的大きな部材縁引張応力を許容し、局部的な部材の剛性低下が構造全体の応力分布に影響を注意点与えるような場合には、非線形性を考慮した解析を行う必要がある。
一般に、定着部や偏向部が供用中のひび割れの発生を極力抑えるよう設計されていれば、弾性体に近い挙動を示し顕著な非線形性は現れない。例えば、FEM 解析によ2-2)定着具のモデル化と偏向力の載荷外ケーブルの定着具近傍に発生する局部応力を検証する場合には、用いる定着具の形状によりプレストレス力の伝達機構が異なるため、解析目的に応じて定着具のモデル化や載荷方法が選定されている。表-2 は、外ケーブル定着具のタイプ毎にモデル化の事例を示したものである。なお、定着具近傍の局部領域については、定着工法毎に保証する範囲や補強方法等の保証条件が定められているため、FEM 解析では、保証領域外での応答値を評価する場合が多い。
偏向力については、通常、ケーブル湾曲部に作用する腹圧力を要素毎の節点荷重に置き換えて載荷されるが、外ケーブルが三次元的な配置形状を有する場合には、鉛直方向だけではなく水平方向の作用力も適宜、考慮されている。

る引張応力をコンクリートの引張強度程度に制限しておけば、解析値と実測値が概ね一致することが既往の実験により確認されている(検証事例-3 参照)。

これらの実験結果から、設計時におけるコンクリートの引張応力度の制限値と実際
検証事例-3

FEM 解析を用いた安全性照査における応力制限値の設定

要求性能

定着部及び偏向部の安全性のひび割れ発生状況との間には相関のあることが認められており、このような知見を参考にして、コンクリートの引張応力度を 3.0N/mm2 程度に制限して設計(FEM 解析)

関連規定

道路橋示方書Ⅲ3.3

された事例が多い。また、鉄筋の応力制限値についても、既往の実験及び施工実績により、ひび割れ幅の抑制効果が確認されている 100～120N/mm2 の範囲で設定される部材に有害なひび割れが発生しないことが確認されている範囲内でコンクリート
検証目的場合が多い。

及び鉄筋に対する引張応力度の制限値を適切に設定する必要がある。

以上のような実験結果に基づく応力制限値の設定事例を、道路橋示方書の PC 及びFEM 解析を用いた照査により、仮想に設けた応力制限により間接的に安全性を検RC 部材に関する規定と対比して表-2 に示す。

証した事例。
検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用
表-2 死荷重作用時の応力制限事例(1) 既往の実物大試験で得られた知見に基づき、コンクリート及び鉄筋の引張応力度
検証方針

項目

道示Ⅲ
ＰＣ部材

定着・偏向部
ＲＣ部材

道示Ⅲ
ＲＣ部材

目標とする状態

ひび割れを発生させない

ひび割れの発生をできるだけ制限する

有害でない範囲でひび割れ幅を制限する

計算の仮定

全断面有効

全断面有効

コンクリートの引張域無視引張応力の発生を許容しない

曲げひび割れ強度～3.0N/mm 2 程度－を制限する。
(2)

実施した応力照査が道路橋示方書を準用した場合と同等以上の安全性を担保していることを非線形解析により確認。
(1)実物大試験で確認された応力制限値とひび割れの関係

コンクリート外ケーブルを中間突起定着する構造は、定着部本体ばかりでなく定着部近傍の主げ
引張応力
制限値

たに比較的大きな局部応力が発生するため、これを採用するにあたり、実物大の供試1)体を用いた試験によりひび割れや破壊に対する安全性を確認した事例 がある。表-1

2

鉄筋

－

100～120N/mm 程度

100N/mm 2

ひび割れ幅との関係

0mm

0～0.1mm(実績値)

0.2mm(想定値)－ 63 －

は、既往の試験結果を事前の FEM 解析で用いられた応力制限値と試験時のひび割れ
発生状況の関係に着目して整理したものである。

(2)解析的手法による応力制限値の検証
全断面有効と仮定して設計された RC 部材における「コンクリートや鉄筋の引張応表-1

実物大試験で確認された応力制限値とひび割れ幅の関係

外ケーブル
事例
No.

1

設計時応力制限値(ＦＥＭ解析：N/mm2)
プレストレス導入時(0.7Pu)

種類

緊張力 (kN)

コンクリート(目安値)

19S15.2

プレストレス導入時
3430(0.7Pu)
終局荷重作用時
4210(0.86Pu)

3.0

鉄筋

120

力制限値」と「ひび割れ抑制効果」の関係を、以下に示す道路橋示方書の RC 規定を基準とした安全指数の概念を導入して定量化することにより、応力制限の有効性を確

実験結果

認する。
コンクリートひずみ

鉄筋ひずみ

ひずみ履歴はほぼ線FEM解析値と実測値は 形、ひずみ値もコンク
概ね一致
リートと同程度(50～100μ)

ひび割れの発生状況

安全指数Ｉ ＝ 有害なひび割れに対する抵抗力Ｒcr／設計断面力Ｆ
ひび割れ発生なし

Ｒcr：鉄筋の引張応力度が道路橋示方書の許容値(σsa=100N/mm2)に達したときの作用力

検証内容
2

3

27S15.2

19S15.2

プレストレス導入時
4900(0.7Pu)
終局荷重作用時
5880(0.86Pu)

プレストレス導入時
3530(0.7Pu)

2.0
中空鋼棒によ
り補強

120

4.0
鉄筋のみで
補強

120

3.0

100

－

0.86Pu載荷時に0.04mmの微
細ひび割れ発生－

荷重200tfでひび割れ発生※実設計では不採用

定着突起上方側の実測値がFEM解析値より大きくなる傾向あり

4

19S15.2

プレストレス導入時
3780(0.9Py)
終局荷重作用時
4200(1.0Py)

3.0

100

5

27S15.2

プレストレス導入時
4900(0.7Pu)

5.0

120

FEM解析値と実測値は
概ね一致

－

－

0.7Pu載荷時に0.04mmの微
細ひび割れ発生、その後の継続計測により、鉄筋応力およびひび割れの増大なし

1)
参考文献

0.7Pu載荷時最大0.27mm
発生位置は解析と一致※実設計では19S15.2を使用
し応力制限値を3.0に低減

2)

角谷他：PC 橋設計への非線形有限要素解析の適用に関する研究、プレストレス
トコンクリート Vol.46、No.6、2004

突起下面に微細ひび割れ発
定着補強筋、突起補強 生筋ともに設計値と実測 0.7Pu時…0.06mm
値は精度良く一致
0.9Py時…0.10mm(2日放置)

コンクリート表面のひび
0.7Pu載荷時で割れ発生ひずみは100
1000kgf/cm2程度(実μ程度で応力換算する
測ひずみ460μ)と2.8N/mm2

高速道路技術センター：PC 橋の耐久性向上に関する設計・施工マニュアル，資料編－１，平成 13 年 10 月

(1)

実大試験の供試体は、コンクリートの設計基準強度がいずれも 40N/mm2、プレストレス導入時の圧縮強度が 27～31N/mm2 の範囲であるため、設計条件がこれらと異なる場合には、コンクリートの応力制限値も適宜見直す必要がある。
注意点(2) ここで示した解析的手法は、あくまでも、ひび割れ発生後の鉄筋応力度を指標とした応力制限値と安全性の関係を簡易モデルで試算した事例であり、実橋において応力照査の妥当性を確認する場合には、実構造をそのままモデル化し、適切な構成則を用いた非線形 FEM 解析を実施する必要がある。

ＦＥＭ解析モデル

検証事例-4外ケーブル定着突起部のせん断破壊に対する照査

要求性能

定着部の安全性

検証目的【橋軸直角方向対称 1/2 モデル】

関連規定

－

箱げた内部に設けた外ケーブルの定着突起部が、外ケーブル張力の作用に伴うせん

材料定数

コンクリート

波形鋼板

弾性係数(N/mm 2 )ポアソン比

3.1×10 4
0.2

2.0×10 5
0.3

断破壊に対して安全であることを確認した検証事例。

検証方法

実験による検証・

解析による検証・

ウェブとの接合面

道路橋示方書の準用

上床版との接合面

定着突起部と上床版及びウェブとの接合面について、FEM 解析により設計せん断
検証方針

力を、コンクリート標準示方書[構造性能照査編]を準用することにより設計せん断伝
達耐力をそれぞれ算定。
定着圧力(1)検証概要
図-1 に示すような波形鋼板ウェブ橋の外ケーブル定着部について、以下に示す方

図-3

定着圧力

設計せん断力の算定法により、終局荷重作用時における主げたとのずれせん断破壊に対する安全性を検証
1

する。

1

③ -1D22① D19

475 392 12579

外ケーブルは 19S15.2(SWPR7B)を用いるものとし、定着部に作用する終局荷重と1

して外ケーブルの破断荷重(Pu＝4900kN)を想定する。
②

せん断に対する照査は、せん断抵抗面全体及びせん断応力が卓越する定着位置近－ 64 －② -1D22

設計せん断力は、FEM 解析で得られる上床版とコンクリートウェブ各接合面に③ -2D19
④ D16

1
78

⑤ D16

2
12@125=1500(11@125=1375)

接合面の設計せん断伝達耐力は、コンクリート標準示方書に示されている設計せ2ん断伝達耐力式(6.3.17)及び係数値(表-1)を引用して算定する。

-

2③ -1D19τ
プレストレス

定着突起

検証内容

せん断応力卓越領域

① D19

④ D16

② -1D22

図－２

τ

-

4

② -2D19

⑤ D16

④ D16
小

大

80 422 7589

せん断応力の分布

図－１

突起定着構造の概

f'cd

コンクリートの設計圧縮強度 (N/mm2)30.8

材料係数 γc = 1.3

fyd

鉄筋の降伏強度 (N/mm2)345

材料係数 γs = 1.0μ接合面の平均摩擦係数0.45

標準示方書の引用値b

面形状を表す係数0.50

打継面相当値θ

せん断面と鉄筋がなす角度

90°

γb

部材係数

1.3

σnd

せん断面に垂直に作用する平均応力度 (N/mm2)

表－１

4

55
118
(92)

② -1D19

せん断面全体外ケーブル(19S15.2)突起定

3③ -1D2280 422 75
89
3

④ D16

おけるせん断応力度に要素面積を乗じることにより算定する(図-3)。
④

-

2

4

傍の範囲(500mm)の各々について行う(図-2)。
③3

375 392 125
79

①

-

⑤ D16
56

図-4

12@125=1500(11@125=1375)

76
118
(92)

せん断面の補強鉄筋

せん断伝達耐力の算定に用いる諸条件(2)解析結果の評価
本事例では、いずれの接合面及び範囲においても、設計せん断伝達耐力が設計せん
断力を上回る結果が得られたため、せん断破壊に対して安全であると評価した。
本事例で示した終局荷重、設計せん断力の算定方法、設計せん断伝達耐力に関する

ＦＥＭ解析により算定p

せん断面における鉄筋比 As/Ac

図－４に拠るＡc

せん断面の面積

図－３に拠るＶk

せん断キーによるせん断耐力

なし

注意点

各変数や部分安全係数等については、あくまでも一例であり、定着部の構造や補強方法、接合面に作用する応力状態(曲げの影響)等に応じて、適宜設定する必要がある。

表-1
検証事例-5要求性能

実大実験による外ケーブルのフレッティング疲労特性の確認
外ケーブルの疲労耐久性

関連規定

事例
No.

検証方法

ケーブルの種別・構成

保護管(緩衝材)

応力振幅
グラウト充填 (N/mm2)

裸ＰＣ鋼材（19S15.2)

鋼管

ＰＥ管

偏向部のフレッティング作用を考慮して、外ケーブル(PC 鋼材)の疲労耐久性を実験により確認した検証事例。
実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

ケーブルの曲げ半径等の因子により PC 鋼材の疲労強度への影響度が異なるため、実2)(14°)、試験時の下限応力度(引張強度の 60%)は、海外の規定や過去の実績を参考に
参考文献

ＰＥ管

無し

50

300万回で破断せず

3

ポリエチレン系樹脂被覆ＰＣ
鋼材（19S15.2)

鋼管

ＰＥ管

有り
(高強度
55N/mm2）

50

147万回で初破断

50

300万回で破断せず

4

裸ＰＣ鋼材（19S15.2)－ 65 －

ーブルおよび定着体に異常がないこと
検証内容
表-1 中の事例 No.3 を除く各試験では、疲労試験後に未破断の PC 鋼より線を抜き取り、引張試験を実施している。これにより、全素線が破断していないケースでは、引張強度や伸びの低下は生じていないことが確認されている。一方、素線の一部に破断が生じたケースでは、未破断であっても疲労亀裂に起因する強度低下が認められることから、初破断あるいは 2%～5%の破断率で疲労寿命を評価することの妥当性を示唆した事例もある 1)。

スパイラル補強ＰＥ管(環状支承体付き)
ステンレス製
フレキシブル管 スパイラル補強ＰＥ管(ゴム緩衝材付き)有り

70

276万回で初破断

50

300万回で破断せず

70

251万回で初破断

高速道路技術センター：PC 橋の耐久性向上に関する設計・施工マニュアル資料3) 齊藤他：大偏心外ケーブル PC 橋におけるケーブルのフレッティング疲労試験、
第 8 回シンポジウム論文集、pp.131-136、1998.10のフレッティング疲労特性、プレストレストコンクリート Vol.46, No.3、pp.46-55、

及び 5%が破断したときの載荷回数も合わせて確認されている。

②疲労試験後の静的載荷試験で規格引張荷重の 95％の引張力を載荷し、ケ69万回で初破断

鋼管4) 黒輪他：ディビエーター部におけるスパイラル補強ＰＥ管を使用した外ケーブル

おり、米国の疲労寿命に関する評価基準に基づいて、全素線数(7 本より×19 本)の 2%■米国 PTI 規格による斜張ケーブルの疲労性能評価項目

115万回で初破断

50

編-4、2001.10

表-1 にはＰＣ鋼より線の素線が初めて破断した時点(初破断)の載荷回数を示して①200 万回の繰返し載荷で全素線本数の 2％破断以下であること

50

無し

木学会論文集 No.627／Ⅴ-44、pp.205-222、1999.8

ブルシステム(19Ｓ15.2)を対象としており、偏向部の曲げ配置半径(3.0m)や角度に一定の変位振幅を与えることにより、軸方向ひずみの変動を生じさせている。

1000万回で破断せず

1) 新井他：大容量 PC 鋼より線の曲げ配置部におけるフレッティング疲労特性、土例を示したものである。いずれの試験も外ケーブルとして使用頻度の高いマルチケー

して設定されている。また、デビエータブロックを試験体の配置方法と直交する方向

20

エポキシ樹脂被覆ＰＣ鋼材（19S15.2)

大のフレッティング疲労試験により確認。
表-1 は、実大供試体を用いて外ケーブルのフレッティング疲労特性を確認した事

試験結果

有り
(W/C=45%）2

偏向部におけるフレッティング作用は、鋼線の種別や構成、下限応力度、偏向角度、
検証方針

偏向部の構造偏向管

道路橋示方書Ⅲ18.5
1

検証目的

フレッティング作用を考慮した疲労試験の事例 1～4)

2004.5
既往の実大疲労試験に照らして安全性を照査する場合には、実構造で採用する偏向
注意点

角度、偏向構造、ケーブルシステムのマルチ構成や防食構造、設計で想定した応力状態(下限値および振幅)等が、参考とする実大試験と整合していることが前提となる。

1.2

合理化床版構造
17800
650

2550

800

185

3015

1200

1.2.1 概要

4750

300

4750

800

2550

650

1200

3015

185

(1) 概要床版は、活荷重を直接支持するとともにこれが繰返し載荷される部材であり、非常に過酷な条件
3200

下に置かれた構造部材である。また、主桁と剛結された構造の場合は、床版としての機能に加えて、主桁断面を構成する一部としての機能も有している重要な部材である。
我が国では、鋼橋、コンクリート橋とも古くから RC（鉄筋コンクリート）床版が採用されており、現在でも主として床版支間の小さい場合に用いられている。また、ひび割れ発生の防止や床版の長支間化を目的として、床版の支間方向にプレストレスを導入した PC 床版は、昭和 30 年代から昭和
40 年代前半に採用が始まっており、最近の輪荷重走行試験などにより、その耐久性の高さが確認さ

図-1.2.1.1

9000

2 室箱桁（道路橋示方書算出式の適用範囲内に床版支間を設定した場れている。
道路橋示方書では、はじめは鋼橋を対象として、昭和 31 年鋼道路橋設計示方書から本格的にコン
クリート床版の設計規準が整備され始めた。また、コンクリート橋においては、鋼橋の規準をもとにして、主桁と床版の支持条件の違いなどを考慮し部分的に修正して規準が定められている。ところが昭和 40 年代に入って、当時の規準により建設された RC 床版に多くの損傷が認められた。そこでこれを期に、RC 床版の損傷メカニズムに対する研究が進められ、その後、車輌重量や交通量の増
大に伴い、最小床版厚の引き上げ、鉄筋許容値の引き下げ、設計断面力の割り増しなど順に設計規－ 66 －

準が見直されて現在に至っている。
道路橋示方書の床版に対する基本的な要求性能は、設定された活荷重に対して、有害な変形が生じないことと疲労耐久性であり、これらが満足できればどのような床版構造でも採用可能である。
しかしながら、例えばみなし規定である設計断面力の算出式は、床版支間長に対する適用範囲が定められており、これを超えるものは算出式を使用してよいという保証がなされていない。よって実際には、適用範囲を超えた長支間を有する床版などは、計画あるいは採用されにくいのが現状である。
本章は、コンクリート道路橋のコスト縮減および耐久性の向上を目的とした研究の一つとして、床版構造の合理化について検討を行い、道路橋示方書の床版に対する要求性能を明確にしたうえで、
新しい床版構造が道路橋示方書と同等以上の性能を確保できるように、その検証方法の一例を示す
ものである。
(2) 適用の範囲
本ガイドラインは、主桁の主方向にプレストレスを導入したプレストレストコンクリート橋における床版のうち、床版支間方向にプレストレスを導入したプレストレストコンクリート床版（以下、PC 床版）の設計に適用する。
(3) 対象とする床版構造
広幅員の床版を有する主桁断面について、従来構造の場合の例を図-1.2.1.1 に示す。図-1.2.1.1
は、全幅 17.8m に対して床版支間が道路橋示方書の断面力算出式適用範囲内になるように設定した主桁断面であり、2 室箱桁となる。

これに対して、最近コンクリート橋の新しい床版構造の事例として、下記に示す構造が試みられている。
①活荷重断面力算出式の適用範囲を超えた長支間床版を有する PC 箱桁②リブ、ストラット付き床版構造
これらの構造の主桁断面例を図-1.2.1.2～1.2.1.4 に示す。図-1.2.1.2 は、２室箱桁の中ウェブを削除し床版支間を長くして１室箱桁としたものである（例は中間床版長 8.2m。適用範囲は 6m まで）。
また、同じ 1 室箱桁の床版を水平のリブで支持したものが図-1.2.1.3 であり、張出し床版部をストラットによって支持したものが図-1.2.1.4 である。

これらの主桁断面にはいずれも以下に示す長所が挙げられる。
・ウェブ数を減らすこと、下床版幅を減らすことができ、上部工重量を低減できる。

17800
650

3350

800

8200

800

3350

650

・下床版幅を狭くすることができるため、橋脚幅を縮小できる。
・施工の煩雑なウェブを減らすことによる施工性の向上。

3200

しかしながら、これらの床版構造は、道路橋示方書のみを準用して設計が可能かどうか不明確な項目が多い。よって、本ガイドラインでは、以下の 3 種類の床版構造を対象に、検討を行うものとする。
①広幅員一室箱桁構造②リブ付き床版構造
185

3815

1250

図-1.2.1.2

7300

1250

3815

③ストラット付き床版構造

185

広幅員一室箱桁の例（道路橋示方書算出式の適用範囲を超えた(4) 床版構造の要求性能
道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編において、コンクリートの桁で支持された床版を適用対象として、以下に示す要求性能が規定されている。
（道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般

650

3884

948

より）

(1)床版の設計においては、直接支持する活荷重などの影響に対して安全なようにするほか、以下

17800
6835

948

3884

650

の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。
1)活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。

－ 67 －

2)自動車の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
3200

この他、コンクリート構造物としての材料耐久性（道路橋示方書Ⅲ 5.1）、維持管理の容易性および施工品質の確保（道路橋示方書Ⅰ 1.5）に関する要求性能を考慮すると、コンクリート床版に対する要求性能は、各々の要求性能に対して表-1.2.1.1 に示す検証項目が挙げられる。すなわち、表-1.2.1.1 に示す項目が適切に検証できれば、コンクリート床版の要求性能を満足できることとなり、
185

4350

1365

6000

1365

4350

新しい形式の床版構造でも採用が可能になるものと考えられる。

185

図-1.2.1.3 リブ付き床版箱桁の例

17800
5500

185

5965

300

4900

300

5500

650

5965

185

3200

650

5500

図-1.2.1.4 ストラット付き床版箱桁の例

表-1.2.1.1 コンクリート床版の要求性能と検証項目
床版の要求性能
検証項目
種別

性能項目
設計荷重作用時の照査

曲げモーメントに対する応力度の照査
せん断力に対する応力度の照査

耐荷力性能

曲げ耐荷力の照査
終局荷重作用時の照査

構造の安全性

直接支持する活荷重等の影響に対して安全な構造であること(道示Ⅲ 7.2)

押抜きせん断耐荷力の照査
橋梁構造の構成部材としての耐荷力性能照査

主桁の一部として床版に作用する断面力に対する耐荷力の照査
地震や風、車両の衝突等の水平荷重に対する耐荷力の保有

疲労耐久性
耐久性
(疲労)

施工時の照査各施工段階における応力度照査

損傷メカニズムの明確化

輪荷重走行試験による耐久性の確認（実績のある床版形式との相対比較）－ 68 －

自動車の繰返し通行に対して疲労耐久損傷を考慮した耐久性照査
性が損なわれない構造であること(道示Ⅲ 7.2)
材料耐久性

耐久性
(経年劣化)

使用目的との適合性

コンクリート床版の品質確保
コンクリート品質の確保

材料の経年的な劣化による影響を考慮 劣化による機能低下の防止すること(道示Ⅲ 5.1)

鉄筋のかぶり確保、PC鋼材の確実な防錆などを考慮した構造詳細

支持桁の構成部材や床版と主桁との接合構造に 荷重伝達機能の確保
活荷重に対して疲労耐久性を損なう有 対する疲労耐久性
鉛直曲げ剛性の確保
害な変形が生じない構造であること
床版の有害な変形に対する照査
活荷重たわみの照査(道示Ⅲ 7.2)
コンクリートのひび割れに対する影響照査

維持管理の
容易性

点検による維持管理と補修

点検及び補修・復旧が容易である構造であること
床版下面のひび割れ損傷の進行度把握(道示Ⅰ 1.5)

コンクリートの施工品質の確保
所定の品質を確保できるようなコンク
施工品質の確保 リートの施工方法であること
鉄筋の施工品質の確保(道示Ⅰ 1.5)
PC鋼材の施工品質の確保

ひび割れ幅の照査
点検要領の構築

確立された施工法に準じた施工の実施

1.2.2 広幅員一室箱桁構造

17800
650

2550

800

185

3015

1200

4750

300

4750

800

2550

650

1200

3015

185

(1) 主な技術概要
道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編において、コンクリートの桁で支持された床版を適用対象とし
3200て、以下に示す要求性能が規定されている。
[道路橋示方書Ⅲ7.2 設計一般](1)

床版の設計においては、直接支持する活荷重などの影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。

9000

図-1.2.2.1 ２室箱桁（道路橋示方書断面力算出式の適用範囲

1)活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。
2)自動車の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。

17800
650

3350

800

8200

800

3350

650

185

3815

1250

7300

1250

3815

185

(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンク

上記(2)のみなし仕様は、「7.3床版の厚さ」、「7.4床版の設計曲げモーメント」、「7.53200

リートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。
構造細目」に示されており、これらを満足すれば(1)の要求性能を満足するとみなされる。

図-1.2.2.2 広幅員一室箱桁

ここで、「7.4 床版の設計曲げモーメント」の道路橋示方書の記述を以下に示す。
表-1.2.2.1

道路橋示方書Ⅲに規定される床版の設計曲げモーメ[道路橋示方書Ⅲ7.4.1 一般]－ 69 －(1)

床版の設計曲げモーメントは、支持形式、床版支間方向と車両進行方向、鋼材の配置方向及び床版の形式を考慮して算出するものとする。
(2) 辺長比が 1：2 以上の床版で、7.4.2 及び 7.4.3 の規定による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
そして、「7.4.2

床版の設計曲げモーメント」において、Ｔ荷重による床版の単位幅あたりの設計

曲げモーメント算出式が規定されている（表-1.2.2.1）。この算出式は、床版支間長に適用範囲を設けて定められており、PC 箱桁の場合、連続版（中間床版）で 6m 以内、片持ち版（張出し床版）で3m 以内である。従来の PC 箱桁は、この適用範囲内で床版支間を設定し、表-1.2.2.1 の算出式を用いて設計曲げモーメントを算出するのが一般的であった。よって、例えば全幅 17.8m のように広幅員になっても、図-1.2.2.1 に示すような２室箱桁として計画すれば道路橋示方書のみなし仕様を用いて設計を行うことが可能である。
本節で対象とする広幅員一室箱桁構造とは、上述の設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える床版支間を有した構造である。全幅 17.8m の場合の一例を示すと、図-1.2.2.2 のように一室箱桁構造とすることができる。しかしながらこの例では、中間床版の支間長が 8.2m となり、適用範囲 6mを超えたものとなる。

(2) 技術評価の観点と方向性
本節で取り扱う広幅員一室箱桁構造は、床版の支持形式等は従来の PC 箱桁と同様である。よって本構造の技術評価を行う場合、以下の 3 タイプの観点から考える必要がある。
1)道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える場合の設計手法
2)床版支間が従来より大きくなることに対する構造安全性、耐久性および使用性
3)全幅が広幅員となることに対する構造安全性、耐久性および使用性
これらの観点から考えられる技術的課題と対応策を次項より記す。

表-1.2.2.2 広幅員一室箱桁構造の問題認識と対応策一覧
問題認識

技術評価の観点着目する部位対応する要求性能

道示における設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える場合の設計手法

床版・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

適用支間を超える場合、道示の算出式を用いた設計が適切
床版の支持条件を適切に再現できる3次元FEM解析を用い
1-1) 床版の設計断面力の算出方法 であるという保証は無いため、適用支間を超える場合の活荷て、道示算出式設定時と同条件の活荷重を載荷し、断面力重による設計曲げモーメントの算出方法が、設計手法上の課を算出する。
題となる。

検証事例-1

床版

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

2-1) 床版の最小全厚

道示における最小全厚の算定式は、床版支間の関数として設定されているが、適用支間は定められていない。しかしな
がら最小全厚は、各年代における実構造の損傷をもとに見 適切な手法で算出された断面力をもとに床版に発生する応直しが図られ、現行に至っていることを考慮すると、従来の床 力度を算出し、これを指標として最小厚を設定する。
版支間より大きな床版支間に適用してよいかどうかは明確ではない。

検証事例-2

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

2-2) コンクリート応力度の許容値

道示における床版応力の許容値は、ひび割れにより損傷す
床版支間が大きくなっても、適切な断面力算出と床版厚の設るのを防ぐために引張応力を生じさせないこととしている。こ定を行えば、現行道示の規定を準用してフルプレストレスにの規定により設計されたこれまでのPC床版は、実橋において抑えることとすれば、従来PC床版と同じレベルの耐久性を確も高い耐久性が確認されているが、床版支間が大きくなった
保できるものと考えられる、
場合に同じ許容値で問題無いかどうかが課題となる。

道示の準用

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

2-3) 鉄筋応力度の許容値

適切な断面力算出と床版厚の設定を行えば、現行道示を準
鉄筋許容値についても床版支間が大きくなることで問題はな用することで、従来PC床版と同等と見なせるものと考えられ
いか課題となる。
る。

道示の準用

項目

－ 70 －

床版支間が従来より大きくなることに対する構造安全性、耐久性および使用性
床版

・疲労耐久性2-4) 床版の疲労耐久性

内容

対応策

道示ではみなし仕様を規定し、それに準じた床版の設計により疲労耐久性を担保しているのが多くの現状である。そして
断面力と床版厚を適切に設定し、床版応力度をフルプレスト
PC床版については、実橋においても著しい損傷の報告はこレスに抑えてひび割れを発生させないようにすれば、道示のれまでに無く、また、輪荷重走行試験においても高い耐久性
みなし仕様により設計された従来PC床版と同等レベルと考えが確認されている。しかしながら、床版支間がこれまでの実ることができる。
績より大きくなり、みなし仕様がそのまま準用できない場合の

検証事例

道示の準用
検証事例-1
検証事例-2

疲労耐久性について、検証方法が課題となる。
ハンチ部の応力度は、上述のFEM解析による手法を用いれ接合部の荷重伝達機 床版とウェブの接合部であるハンチ部分の応力度に問題はば直接確認できる。また、有害な引張応力が発生しないよう能無いか。ハンチを大きくする必要は無いか。
なハンチ寸法を設定する。

床版とウェブの接合部
床版

・使用目的との適合性

床版

全幅が広幅員となることに対する構造安全性、耐久性
および使用性

鉛直曲げ剛性の確保 適切な床版厚の設置により確保できるが、上述同様最小厚2-5) 使用目（最小全厚の確保）の設定方法が課題となる。
的との適合性
活荷重によるたわみ

支間が大きくなった場合に問題は無いか。

適切な最小全厚を設定することにより、従来PC床版と同様の
鉛直曲げ剛性を確保できる。

検証事例-2

FEM解析を用いて、活荷重によるたわみを確認する（床版支間が大きくなっても、コンクリート系床版は剛性が大きく、活荷重によるたわみは小さく問題にならないものと考えられる）。

主桁

・使用目的との適合性

3-1) 主桁の有効幅

道示算出式の適用支間内で構成されたPC箱桁であれば（例
道示を準用し、有効幅を設定する。または、FEM解析により、
えば全幅10mの一室箱桁）、全幅を有効幅としてもほぼ問題
橋軸方向応力分布を確認して設定する手法も考えられる。
はないが、床版支間が大きくなる場合は配慮が必要である。

道示の準用

主桁

・構造安全性・使用目的との適合性

3-2) プレストレスの伝達

主桁の有効幅同様、広幅員の場合は主方向プレストレスの伝達状況についても留意する必要がある。

道示を準用する。また、FEM解析により確認する手法も考え
られる。

道示の準用

床版

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

3-3) 床版横締めPC鋼材のプレスト 広幅員になるとともに床版横締め鋼材長も長くなり、標準幅 実際の配置形状、長さを考慮して緊張力計算を行い、設計員の場合と比べ摩擦によるプレストレスのロスが大きくなること
レス力
計算に反映させる。
が懸念される。

道示の準用

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

3-4) 段階施工を行う場合の打継目 新旧打継ぎ目に発生する収縮を拘束する引張応力が、広幅
温度応力解析の実施により、必要であれば補強を行う。
に対する留意点
員になると大きくなることが懸念される。

備考

1) 道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える場合の設計手法
1-1) 床版の設計断面力の算出方法【解説】
上述のように、道路橋示方書の設計曲げモーメント算出式は、図-1.2.2.3 に示すモデルを用いて、図-1.2.2.4 のように T 荷重を載荷させて得た理論値から導かれている。よって、床版支間が■関連する道路橋示方書の規定

大きくなっても、床版の支持条件を適切に再現できるモデルが設定できれば、道路橋示方書と条件を合わせた荷重を載荷させることにより道路橋示方書のみなし規定と同レベルの断面力が得ら[道路橋示方書Ⅲ7.4.2 床版の設計曲げモーメント](1) Ｂ活荷重で設計する橋においては、Ｔ荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（１ｍ）あたりの設計曲げモーメントは、表-7.4.1 に示す式で算定するものとする。ただれるものと考えられる。そして、支持条件を適切に再現できるモデルとして、例えば図-1.2.2.5に示すような 3 次元 FEM 解析が考えられる。

し、・・・・割り増し係数を乗じた値とする。
FEMIS : PRE-PROCESSOR FOR F.E.M
シェル要素20mモデル

Z
X

Y

表-7.4.1 T 荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（1m）あたりの設計曲げモーメント
車両進行方向に直角

支 間 に
支 間 に
支 間 方 向直 角 方 向直 角 方 向＋(0.12l＋0.07)P＋(0.10l＋0.04)P

連 支 間 曲 げ RC
モーメント PC続
支 点 曲 げ RC
版 モーメントPC0≦l ≦4RC0≦l ≦1.5－P ・l0≦l ≦1.5

1.30l ＋0.25

1.5＜l ≦3.0－(0.6l－0.22)P

片 支点曲げモーメント PC
持－ 71 －

版 先端付近RC
曲
げモーメント PC0≦l ≦60≦l ≦40≦l ≦6＋(0.22l＋0.08)P＋(0.06l＋0.06)P

図-1.2.2.3

理論値の算出モデル＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版
の80%）
の80%）
の80%）
の80%）
－(0.15l＋0.125)P0≦l ≦1.50≦l ≦3.0

前輪荷重

－(単純版
の80%）

－(0.7l＋0.22)P＋(0.15l＋0.13)P

後輪荷重

0.1W

0.4W

0.1W

0.4W

0.4W

＋(0.16l＋0.07)P

中間床版幅員0≦l ≦61000

0≦l ≦4

車両進行方向に平行

支 間 方 向

適用範囲

1750

床版の支間の方向（注）曲げモーメン
トの方向

1000

版
曲
げ
の
構
モーメント
区
造
の 種 類
分
単
RC
支間曲げ
純
モーメント PC
版

0.1W
0.1W

NODE: 13029

0.4W/ ELEM: 12900

ここに， RC ： 鉄筋コンクリート床版
PC ： プレストレストコンクリート床版

l ： 7.4.3に規定するT荷重に対する床版の支間(m)P ： 共通偏2.2.2に示すT荷重の片側荷重(100kN)

図-1.2.2.4

Ｔ荷重の載荷例

図-1.2.2.5

シェル要素によるＦＥＭ解析モデル(注) 床版支間の方向は，図-7.3.1による。

道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式は、昭和 39 年発刊の鋼道路橋設計示方書に最(1)

表-7.4.1 は、表中に示す床版支間の範囲内で適用できるＴ荷重による設計曲げモーメン

初に規定され、その後昭和 53 年に発刊された道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編において PC 床版

トの計算式を示したものである。ここで、連続版の支点曲げモーメントについては、支持げの算出式が初めて設定された。これは、昭和 48 年道路橋示方書Ⅱの算出式を基に、連続版 6m 以

たの拘束条件がコンクリート橋と鋼橋では異なるため、この影響を考慮している。表-7.4.1

下、片持ち版 3m 以下を適用支間として設定されたものであり、床版支間がこの範囲内であれば、の連続版の支点部を除く計算式は、等方性無限単純版と等方性無限片持版を対象に、平成２

道路橋示方書により保証されたみなし仕様の算出式を用いた断面力により設計を行って問題は無年道路橋示方書まで用いられてきたＴ-20 荷重に衝撃の影響を考慮して載荷し、解析によりいものとされている。

得られた理論値に対して 10～20%の安全をみた計算式に基づいている。この余裕量は、解析を行ったときの仮定と実際の構造との違いや床版を施工するときに生じる床版厚や配筋の誤差等を考慮したものである。・・・・■技術的課題
本節で対象とする広幅員床版は、床版支間が表-7.4.1 の道路橋示方書式の適用支間を超えるものである。この場合、道路橋示方書の算出式を用いた設計が適切であるという保証は無いため、適用支間を超える場合の活荷重による設計曲げモーメントの算出方法が、設計手法上の課題である。
■性能評価の対応策[検証事例-1]

2) 床版支間が従来より大きくなることに対する構造安全性、耐久性および使用性

昭和 40 年頃鉄筋コンクリート床版の損傷が問題となったため、規定の最小全厚が引き上げられて

2-1) 床版の最小全厚いる。その後も、設計活荷重の増加や交通量の増大に伴い、最小全厚の見直しが図られている。
床版の応力度を指標とした最小全厚を設定する方法として、以下の手順が考えられる。

■関連する道路橋示方書の規定①適用支間内であれば、みなし仕様として規定された道路橋示方書の算出式を用いた断面力と最[道路橋示方書Ⅲ7.3.2 プレストレストコンクリート床版](1) プレストレストコンクリート床版の厚さは，安全性，耐久性及び施工性を有するように決定するものとする。
(3) 車道部分の床版の最小全厚は，次の規定によるものとする。なお，片持版の最小全厚とは，支持げたのウエブの前面における厚さをいう。
1) 車道部分の床版の全厚は，いかなる部分も 160mm を下まわらないものとする。
2) 片持版の床版先端の厚さは，1)の規定のよるほか，表-7.3.1 の片持版の最小全厚の50%以上とするものとする。
3) 床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は，1)及び2)の規定によるほか，表-7.3.2 の値とするものとする。

小厚により設計された床版は、安全性、耐久性ともに保証されている。
②これらを用いて、床版の曲げ応力度を算出し、これをひとつの指標とする。
③適用支間を超える場合の床版の断面力を、前述の方法などを用いて適切に算出する。
④ ③の断面力を用いた床版の曲げ応力度が、②の応力度と同程度になるように床版厚を設定し、これを最小厚とする。
[検証事例-2][参考文献]

表-7.3.2

床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚（mm）

床版の支間の方向（注）
プレストレ
スを導入する方向

車両進行方向に直角

車両進行方向に平行－ 72 －

表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に平行 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値の90%行な場合の値の65%
表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に直角 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値
行な場合の値（柱）床版の支間の方向は図-7.3.1による。

■技術的課題
道路橋示方書における最小全厚の算定式は、床版支間の関数として設定されている。この算定式には適用支間は定められていないが、大きな床版支間の場合に適用すると、床版厚が従来と比べ大きくなり不合理な構造となる。よって床版支間が大きくなった場合の適切な最小全厚の設定が課題となる。
■性能評価の対応策
道路橋示方書の最小厚は、床版の曲げ引張応力をある限度内に抑えるように規定されている。よって、床版支間が大きい場合でも、床版の曲げ引張応力が従来床版と同等となる床版厚を設定し、これを最小全厚とする方法が考えられる。

【解説】
床版のコンクリートに生じる曲げ引張応力をある限界内におさえて、有害なひび割れ発生の危険をできるだけ少なくするために、鉄筋の許容応力度や床版の最小厚が規定されている。2-1-1)
鉄筋コンクリート床版の最小全厚は、昭和 31 年の鋼道路橋設計示方書で初めて規定されたが、2-1-1) 石崎、松井：2 主構 I 桁形式道路橋の RC 床版の最小厚規定について，土木学会第 50 回年次
学術講演会，平成 7 年 9 月

2-2) コンクリート応力度の許容値

2-3) 鉄筋応力度の許容値■関連する道路橋示方書の規定■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ3.2 コンクリートの許容応力度](2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。
また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。

[道路橋示方書Ⅲ3.3 鉄筋の許容応力度]
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度は，
直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。
表-3.3.1

鉄筋の許容引張応力度(N/mm2)

表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm2)
コンクリートの設計基準強度
応力度の種類
1)プレストレッシング直後
2)活荷重及び衝撃以外の主荷重
曲げ引張
応力度

30

40

50

60

1.2

1.5

1.8

2.0

0

0

0

0

0

0

0

0

主荷重及び主4) プレキャストセグメント橋に荷重に相当すおけるセグメント継ぎ目
る特殊荷重

0

0

0

0

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

3) 床版

6) 軸引張応力度

0

0

0

鉄筋の種類
応力度，部材の種類
1)活荷重および衝撃以外の主荷重
2)荷重の組合せに衝一般の部材
突荷重又は地震の引影響を考慮しない
張
床版及び支間長10m場合の許容応力度
応以下の床版橋の基本値
力度 3)荷重の組合せに衝突荷重又は地震の影響を考慮する場合の許容応力度の基本値
4)鉄筋の重ね継手長又は定着長を算出する
場合の許容応力度の基本値05)圧縮応力度

SR235

SD295A
SD295B

SD345

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

140

180

200

140

180

200

－ 73 －(2) 従来からプレストレストコンクリート構造は、部材断面にある程度の引張応力が生じるこ

2) 荷重の組合せに・・・・・定めたものである。ここで，床版及び支間長 10m 以下の床版橋とを許容し、6.5 に規定する引張鉄筋を配置することにより、じん性に富んだ部材を設計するの場合は，活荷重による応力変動幅が大きく，しかも繰返し荷重が多いことから，一般の部材ことにしている。ただし、ある程度プレストレスを多めに導入しておくことにより、ひび割に比べて非常に苛酷な荷重状態にさらされており，有害なひび割れが発生する可能性が高いとれに対する安全度を高めるため許容引張応力度を小さめに定めている。

考えられる。さらに，このようなひび割れが荷重の繰返し載荷により大きくなり，コンクリー

表-3.2.3 の 2)は、・・・・・である。また、表-3.2.3 の 3)は、床版がひび割れにより損傷す

トのはく離等に進展するのを避けるために，鉄筋の許容応力度を一般の部材に対して規定したるのを防ぐためにプレストレスの方向に引張応力を生じさせないための規定であり、床版を値より低減した。さらにこの観点から，鉄筋コンクリート床版の鉄筋については，140N/mm2

設計する場合の規定である。・・・・・・の許容応力度に対し 20N/mm2 程度余裕を持たせるのが望ましい。

■技術的課題床版支間が大きくなる場合、コンクリート応力度の許容値が従来通りで問題ないか、疑義が生じる。
■性能評価の対応策■技術的課題床版支間が大きくなった場合、現行道路橋示方書の許容値で問題無いか、応力の余裕量をさらに大きくする必要は無いか、疑義が生じる。
■性能評価の対応策

上述の 1-1)、2-1)による適切な断面力算出と床版厚の設定を行い、現行道路橋示方書の規定

鉄筋の許容応力度についても 2-2)と同様に、上述の 1-1)、2-1)による適切な断面力算出と床通り床版に引張応力を発生させないようにすれば、従来ＰＣ床版と同等の耐久性を確保できる版厚の設定を行えば、現行道路橋示方書を準用することで従来ＰＣ床版と同等と見なせるもの

ものと考えられる。

と考えられる。

【解説】

【解説】

現行道路橋示方書では、PC 床版においてプレストレスの導入方向に引張応力を発生させないよ

PC 床版は、床版の支間方向にプレストレスが導入されるが、PC 箱桁橋においては主桁方向（床う規定することにより、床版にひび割れを発生させないようにし、高い耐久性を確保するための

版支間直角方向）にもプレストレスが導入されている。しかしながら床版支間直角方向の設計にみなし仕様としている。そしてこの規定により設計されたこれまでの PC 床版は、実橋においてもついては、安全側の解釈として主方向のプレストレスを考慮せずに RC 部材として設計を行って高い耐久性が確認されている。よって、床版支間が大きくなっても、上述の 1-1)、2-1)による適切おり、上述の鉄筋許容値を用いている。

な断面力算出と床版厚の設定を行えば、現行道路橋示方書の条件と同レベルとなり、フルプレス
トレスに抑えることにより従来 PC 床版と同等の耐久性を確保できるものと考えられる。

我が国における鉄筋の許容値は、昭和初期から材料の引張強度と降伏点をもとに設定され、昭和 39 年に「鉄筋コンクリート用棒鋼」として JIS 化されたのをきっかけに、許容値も引き上げら

れ、昭和 43 年には床版部材としての許容値が設定された。この際に繰返し荷重を受ける疲労部材

2-4) 床版の疲労耐久性としての考慮がなされ、許容値の低減が図られている。そして平成２年の道路橋示方書において、さらなる床版の疲労損傷が考慮され、現行道路橋示方書規定である「140N/mm2 に対して 20N/mm2程度の余裕をもたせる」という考えが示された。以下に、この許容応力度の値がどの程度の位置付けにあるか、ひび割れ幅の観点から確認を行う。
コンクリート標準示方書の表-8.3.2 に従い、一般の環境として Wa=0.005C と考え、σsa=120 N/mm2■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ3.2 コンクリートの許容応力度](2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。
また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。

とした場合のひび割れ幅を算出し、許容ひび割れ幅との比較を行う。
表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm2)
コンクリートの設計基準強度
1)プレストレッシング直後

W ＝ 1.1･k1･k2･k3×｛4c＋0.7(cs－φ)｝×［σse／Es＋ε’csd］・・・式(7.4.1)
k1：鋼材の表面形状がひび割れ幅に及ぼす影響係数k2：コンクリートの品質がひび割れ幅に及ぼす影響係数fc’：コンクリートの設計圧縮強度(N/mm2)k3：引張鋼材の段数の影響を表す係数

40

50

60

1.5

1.8

2.0

2)活荷重及び衝撃以外の主荷重
曲げ引張
応力度

異形鉄筋＝1.0
k2 ＝｛15／(fc’＋20) ｝＋0.7

3) 床版

0

0

0

0

0

0

0

0

主荷重及び主4) プレキャストセグメント橋に荷重に相当すおけるセグメント継ぎ目
る特殊荷重

0

0

0

0

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

0

0

0

0

6) 軸引張応力度

k3 ＝ 5(n＋2)／(7n＋8)

床版の場合ｎ＝1.0[道路橋示方書Ⅲ3.3 鉄筋の許容応力度]
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度は，
直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。

－ 74 －

n：引張鋼材の段数c：引張鋼材の純かぶり(mm)cs：鋼材の中心間隔(mm)φ：鋼材系(mm)σse：鋼材位置のコンクリート応力度が０の状態から鉄筋応力度の増加量(N/mm2)

表-3.3.1230
1.2

応力度の種類「コンクリート標準示方書」設計編 2007 2-3-1) の許容ひび割れ幅算出式

鉄筋の許容引張応力度(N/mm2)
鉄筋の種類

応力度，部材の種類

5Es：鋼材の弾性係数(N/mm )(2.0×10 )ε’csd：コンクリートの収縮及びクリープ等によるひび割れ幅の増加を考慮するための数値

SR235

SD295A
SD295B

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

1)活荷重および衝撃以外の主荷重
2)荷重の組合せに衝一般の部材
突荷重又は地震の引影響を考慮しない
張
床版及び支間長10m場合の許容応力度
応以下の床版橋の基本値
力度 3)荷重の組合せに衝突荷重又は地震の影響を考慮する場合の許容応力度の基本値

コンクリート示方書より (150×10-6)

この時、一般的な PC 箱桁で使用されるコンクリート fck＝40N/mm2、純かぶり C =35mm と下記

4)鉄筋の重ね継手長又は定着長を算出する
場合の許容応力度の基本値の条件で考え、鉄筋の引張応力度 σse＝120N/mm2 で制限した場合、ひび割れ幅は表-1.2.2.1 に示

5)圧縮応力度す値となる。
表-1.2.2.1 ひび割れ幅算出結果
case

k1

k2

k3

C
(mm)

cs
(mm)

φ(mm)

σse
(N/mm2)W(mm)

Wa=0.005C
(mm)

1

1.0

0.95

1.0

35

125

16

120

0.170

0.175

2

〃

〃

〃

〃

〃

19

〃

0.168

0.175

3

〃

〃

〃

〃

〃

22

〃

0.166

0.175

方書」に示される鋼材の腐食の進行を制御できるひび割れ幅以内とすることができ、耐久性上の問題は無いものと考えられる。
［参考文献］
2-3-1) 土木学会：「コンクリート標準示方書」設計編 2007 年制定

140

180

200

140

180

200

[道路橋示方書Ⅲ7.3.2 プレストレストコンクリート床版](3) 車道部分の床版の最小全厚は，･･････････････････････････。
1) 車道部分の床版の全厚は，･････････････････････････････。
2) 片持版の床版先端の厚さは，･･･････････････････････････。
3) 床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は，････表-7.3.2 の値とするものとする。
表-7.3.2「コンクリート標準示
表-1.2.2.1 より、床版鉄筋の許容値を σse＝120N/mm2 程度に制限すれば、

SD345

床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚（mm）
床版の支間の方向（注）

プレストレ
スを導入する方向

車両進行方向に直角

車両進行方向に平行

表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に平行 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値の90%行な場合の値の65%
表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に直角 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値
行な場合の値（柱）床版の支間の方向は図-7.3.1による。

する床版について、上述の 1-1)や 2-1)、2-2)、2-3)において性能評価の対応策や考え方を示した。
[道路橋示方書Ⅲ7.4.2 床版の設計曲げモーメント]

これらの対応策を講じることにより、床版支間が大きい場合においても、従来のコンクリート床(1)Ｂ活荷重で設計する橋においては、Ｔ荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（１ｍ）

版を道路橋示方書により設計を行う場合と同等レベルの床版と考えることができる。よって、1-1)あたりの設計曲げモーメントは、表-7.4.1 に示す式で算定するものとする。ただし、・・・・

や 2-1)、2-2)、2-3) 等の手法による検証を行うことにより、疲労耐久性は確保できるものと考えら

割り増し係数を乗じた値とする。

れる。

表-7.4.1 T 荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（1m）あたりの設計曲げモーメント
版
曲
げ
の
構
モーメント
区
造
の 種 類
分
単
支 間 曲 げ RC
純
モーメント PC版

床版の支間の方向（注）曲げモーメン
トの方向

車両進行方向に直角
支 間 方 向

支 間 に
支 間 に
支 間 方 向直 角 方 向直 角 方 向＋(0.12l＋0.07)P＋(0.10l＋0.04)P

適用範囲

0≦l ≦40≦l ≦6

連 支 間 曲 げ RC
モーメント PC続
支 点 曲 げ RC
版 モーメントPC0≦l ≦4RC0≦l ≦1.5－P ・l0≦l ≦1.5

1.30l ＋0.25

1.5＜l ≦3.0－(0.6l－0.22)P

片 支点曲げモーメント PC持版 先端付近RC
曲
げモーメント PC0≦l ≦60≦l ≦40≦l ≦6

車両進行方向に平行＋(0.22l＋0.08)P＋(0.06l＋0.06)P＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版
の80%）
の80%）
の80%）
の80%）
－(0.15l＋0.125)P0≦l ≦1.50≦l ≦3.0

－(単純版
の80%）

－(0.7l＋0.22)P＋(0.15l＋0.13)P＋(0.16l＋0.07)P

ここに， RC ： 鉄筋コンクリート床版
PC ： プレストレストコンクリート床版

l ： 7.4.3に規定するT荷重に対する床版の支間(m)P ： 共通偏2.2.2に示すT荷重の片側荷重(100kN)－ 75 －(注) 床版支間の方向は，図-7.3.1による。

■技術的課題床版支間がこれまでの実績より大きくなり、みなし仕様がそのまま準用できない場合の疲労耐久性について、検証方法が課題となる。
■性能評価の対応策
断面力と床版厚を適切に設定し、床版応力度をフルプレストレスに抑えてひび割れを発生させないようにすれば、道路橋示方書のみなし仕様により設計された従来ＰＣ床版と同等レベルと考えることができる。すなわち、1-1)や 2-1)、2-2)、2-3) 等の手法による検証を行うこと
により、疲労耐久性は確保できるものと考えられる。

【解説】
従来のコンクリート床版は、道路橋示方書Ⅲ7.3 および 7.4 に示されるみなし規定を用いて床版厚の設定や断面力の算出を行い、道路橋示方書Ⅲ3.2 および 3.3 の許容値に抑えるべく設計を行っているのが大半である。これらのみなし規定は、実橋の RC 床版の損傷事例などをもとに改訂を重ねたものであり、特にこれらみなし規定に準じて設計された PC 床版については、実橋においても著しい損傷の報告はこれまでに無く、また、輪荷重走行試験においても高い耐久性が確認されている 2-4-1)。コンクリート床版の破壊メカニズムは、複雑であり設計計算による疲労耐久性の照査は困難であるため、道路橋示方書のみなし規定を用いることは床版の疲労耐久性を担保する一つの方法である。
床版の断面力算出において、道路橋示方書のみなし規定の適用範囲を超える広幅員の支間を有[検証事例-1][検証事例-2][参考文献］
2-4-1) 矢部、川畑、佐々木、内田、宮崎、西川：パーシャルプレストレスを導入した PC 床版の輪荷重走行実験，土木学会第１回鋼橋床版シンポジウム，1998 年 11 月

2-5) 使用目的との適合性■性能評価の対応策①に対して■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ3.2 コンクリートの許容応力度](2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。
また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。
表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm2)
コンクリートの設計基準強度

適切な最小全厚を確保する。
③に対して床版支間が大きくなった場合の活荷重たわみを検証する。

30

40

50

60

1)プレストレッシング直後

1.2

1.5

1.8

2.0

2)活荷重及び衝撃以外の主荷重

0

0

0

0

3) 床版
主荷重及び主4) プレキャストセグメント橋に荷重に相当すおけるセグメント継ぎ目
る特殊荷重

0

0

0

0

0

0

0

0

道路橋示方書式の適用支間内であれば、現行道路橋示方書の算出式を用いた断面力より応力

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

度を算出し、道路橋示方書の許容値以内（フルプレストレス）となるようにハンチ寸法を設定

0

0

0

0

応力度の種類

曲げ引張
応力度

床版とウエブの接合部であるハンチ部の応力度を検証する。
②に対して

6) 軸引張応力度【解説】①接合部の荷重伝達機能についてする。これに対して、適用支間を超えた場合の断面力算出方法が課題となるが、1-1)に示す FEM
解析による手法を用いれば、ハンチ部の応力度を直接確認できる。床版支間が大きくなり、従－ 76 －[道路橋示方書Ⅲ7.3.2 プレストレストコンクリート床版](1) プレストレストコンクリート床版の厚さは，安全性，耐久性及び施工性を有するように決定するものとする。
(3) 車道部分の床版の最小全厚は，次の規定によるものとする。なお，片持版の最小全厚とは，支持げたのウエブの前面における厚さをいう。
1) 車道部分の床版の全厚は，いかなる部分も 160mm を下まわらないものとする。
2) 片持版の床版先端の厚さは，1)の規定のよるほか，表-7.3.1 の片持版の最小全厚の 50%以上とするものとする。
3) 床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は，1)及び 2)の規定によるほか，表-7.3.2 の値とするものとする。
表-7.3.2

床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚（mm）
床版の支間の方向（注）

プレストレ
スを導入する方向

れる適切なハンチ寸法を設定することで対処する。
②鉛直曲げ剛性の確保について
道路橋示方書式の適用支間内であれば、現行道路橋示方書の最小厚規定を満足することにより、鉛直曲げ剛性は確保される。これに対して、適用支間を超えた場合の最小厚規定が明確でないが、2-1)により、適切な最小全厚を設定することにより、従来 PC 床版と同等の鉛直曲げ剛性を確保できるものと考えられる。
③活荷重によるたわみについて
コンクリート床版の活荷重によるたわみは小さく、従来の床版支間では問題とはならない。
床版支間が大きくなった場合でも、1-1)に示す FEM 解析を用いれば、活荷重によるたわみを確認することができる（床版支間が大きくなっても、コンクリート系床版は剛性が大きく、活荷

車両進行方向に直角

車両進行方向に平行

表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に平行 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値の90%行な場合の値の65%
表-7.3.1の床版の支間の 表-7.3.1の床版の支間の床版の支間の方向に直角 方向が車両進行方向に直 方向が車両進行方向に平角な場合の値
行な場合の値（柱）床版の支間の方向は図-7.3.1による。

■技術的課題
床版に対する使用目的との適合性については、次の３項目についての検証が必要となる。
①接合部の荷重伝達機能②鉛直曲げ剛性の確保：最小全厚の確保③活荷重によるたわみ

来ハンチ寸法では発生応力度が厳しくなることも考えられるが、この場合は、応力度を抑えら重によるたわみは小さく問題にならないものと考えられる）。

3) 全幅が広幅員となることに対する構造安全性、耐久性および使用性3-2) プレストレスの伝達

3-1) 主桁の有効幅■ 関連する道路橋示方書の規定■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ6.6.7(1)[道路橋示方書Ⅲ4.2.2 有効断面](3) 曲げモーメントに対する圧縮フランジの片側有効幅は、式(4.2.1)により算出するものとひび割れが生じないように選ぶものとする。
(3)する。
1) 主げた、支点横げた（直接支持されたけた）

ＰＣ鋼材の定着]

定着具の位置は、部材に所定のプレストレスを導入できるように、また、部材に有害な部材の中間に定着具を設ける場合は、活荷重による応力変動の大きな点から十分離れた断面の断面図心に近い位置か、圧縮部のコンクリートに定着するのがよい。

λ = l/8 ＋ bs
ただし、連続版及び単純版の場合
片持版の場合λ≦lb / 2
λ≦lc(1)，(3) 定着具近くの断面では、・・・・・・・・・実験結果によるとほぼ 45°前後といわれているが、安全をみて tanβ=2/3 すなわちβ=33°40′とするのが望ましい。
したがって、図-解 6.6.11 に示すようなＰＣ鋼材が１本の場合は定着位置と設計断面の距離は、(3) 図-解 4.2.1 に示すように、圧縮フランジの軸方向圧縮応力度を、簡略的に一様に分布するものとみなせる幅 bλが有効幅である。ここでは、表現を統一するために、片側有効幅λについて｛p／(tan(β-α) ＋ 3/4(bf-bw)｝としてよい。・・・・・・・・・これらを考慮して、定着位
置からプレストレスが有効に作用する断面までの距離は (h+bf)／2 としてよい。･･･････規定した。したがって、計算にあたっては、bλ=2λ＋bw の値が用いられる。････････■技術的課題■技術的課題床版支間が大きくなる場合は全幅も広幅員となる傾向があり、曲げモーメントに対する主桁の主桁の有効幅同様、広幅員の場合は主方向プレストレスの伝達状況についても留意する必要がある。

－ 77 －

有効幅に対して配慮が必要である。
■性能評価の対応策■性能評価の対応策
上述の 1-1)に示すようなＦＥＭ解析を用いて有効幅を確認する。

【解説】

道路橋示方書Ⅲ6.6.7 に従い、プレストレスが有効となる断面までの距離を算出する。あるいは、ＦＥＭ解析を用いて主桁断面内のプレストレス分布を確認する。

【解説】

曲げモーメントが作用する部材では、せん断遅れ現象により軸方向圧縮応力度の分布は一様と広幅員一室箱桁において、ウエブ近傍のみに PC 鋼材が定着される場合、定着部の近傍位置ではならず、幅員が大きくなるに従って顕著となる。このため、道路橋示方書Ⅲ4.2.2(3)において曲げ

プレストレス力が有効に伝達されない区域が存在する。例えば、片持ち張出し架設における直近

モーメントに対する圧縮フランジの有効幅の算出法が規定されている。
これまでの実績では、道路橋示方書算出式の適用支間内で構成された PC 箱桁であれば（例えば
全幅 10m の一室箱桁）、全幅を有効幅としてもほぼ問題ない。しかしながら床版支間が大きくなる
場合は全幅も広幅員となる傾向があり、有効幅に対しての配慮が必要となる。

のブロック継目で、張出し床版長が長い場合の張出し先端付近、ウエブ間隔が広い場合の床版中央付近などである。
プレストレスが有効となる断面までの距離は、一般には、道路橋示方書Ⅲ6.6.7 に準じて算出すればよい。しかしながら、片持ち張出し架設の場合などでは、道路橋示方書Ⅲ6.6.7 により算出し有効幅の算出は、道路橋示方書Ⅲ4.2.2(3)に従うことも考えられるが、道路橋示方書算出式の適た距離が必要以上に長くなり、不合理な設計となる可能性がある（主桁上縁引張に対して上床版

用範囲を超える支間の場合に、道路橋示方書Ⅲ4.2.2(3)の適用が妥当であるかは不明確である。よ近傍が有効となればよく、道路橋示方書Ⅲ6.6.7 による算出値より短い）。また逆に、張出し床版って、上述の 1-1)に示すような FEM 解析を用いて有効幅を確認することが考えられる。FEM モデが長い場合においては、ブロック継ぎ目において床版端部にプレストレスが分布しない可能性も

ルに主桁自重などの等分布荷重を載荷させ、上床版に発生する橋軸方向応力度分布を確認するこある。よって、これらが懸念される場合は、FEM 解析を用いてプレストレスによるせん断遅れ現とにより有効幅を設定することができる。

象を確認し、実際の主桁断面内のプレストレス分布により有効となる距離を設定するか、あるいは直接応力度を検証する手法が考えられる。
※1.1 外ケーブル構造 1.1.2 1-1)の項を参照。

3-3) 床版横締め PC 鋼材のプレストレス力■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅰ2.2.4 プレストレス力][道路橋示方書Ⅰ2.2.4(5)

プレストレス力]3-4) 段階施工を行う場合の打継目に対する留意点■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ19.6 コンクリート工]
(7)

打継目

3)

打継目については、温度応力及び乾燥収縮によるひび割れが発生しないように考慮する

プレストレッシング直後のプレストレス力は、PC 鋼材の引張端に与えた引張力に、次ものとする。

の影響を考慮して算出する。
1) コンクリートの弾性変形
2)(8)マスコンクリート
セメントの水和熱に起因する温度応力によりひび割れが懸念される場合は、材料、打込PC 鋼材とシースの摩擦係数

み方法、養生方法等について検討を行い、構造物の機能上有害となるひび割れの発生を防

3) 定着具におけるセット

止するものとする。

(5)2) 摩擦による PC 鋼材引張力の減少は、・・・・・・影響についても考慮する必要がある。
PC 鋼材とシースの摩擦の影響を考慮した PC 鋼材の引張力は、PC 鋼材及びシースの種類、(7)3) 打継目には、水和熱による温度応力、外気温の影響による温度応力、乾燥収縮等によりひび割れが生じるおそれがある。したがって、新旧コンクリートの温度差が小さくなるよう配置の形状等により、異なるものである。一般に PC 鋼材の図心線の角変化と PC 鋼材の長さに施工しなければならない。また、打継目付近には、スターラップあるいは配力鉄筋等を他を考慮して式(解 2.2.3)により算出することができる。

の部分と比較して密に配置する等の処置を講じる必要がある。

Px = Pi･e-(μα＋λx)(8) セメントの水和熱に起因する温度応力によるひび割れを防止又は制御するために、材料及び配合の適切な選定、打継目の位置、打込み時間の間隔の選定、型わくの材料や構造、コンク－ 78 －■技術的課題広幅員になるとともに床版横締め鋼材長も長くなる。このため、標準幅員の場合と比べ、摩擦による緊張力のロスが大きくなることが懸念される。
■性能評価の対応策

リートの冷却、養生方法の選定等の検討が必要である。･････････
なお、温度応力に関する具体的な制御手法については、「ひび割れ制御指針」（日本コンクリート工学協会）、「コンクリート標準示方書施工編」（土木学会）を準用するとよい。
■技術的課題

道路橋示方書Ⅲ2.2.4 に準じて緊張力の算出を行う。摩擦による減少が大きくなる場合には、広幅員になると旧ブロック側の拘束力が大きくなり、新ブロック側に発生する引張応力が大導入するプレストレスそのものを大きくするか、摩擦減少そのものを極力小さくするよう検討す

きくなることが懸念される。また、広幅員一室箱桁の場合、下床版幅も大きくなることが考える。

られる。下床版は、圧縮応力の厳しい断面では厚さが大きくなるため、打継ぎ目の温度応力がさらに大きくなる可能性があり、留意が必要である。

【解説】
摩擦による減少が大きくなる場合には、以下の対処法が考えられる。
①床版両端からの両引き緊張とする。
②PC 鋼材の容量を上げる。

【解説】[コンクリート道路橋設計便覧 10.3.14 用心鉄筋]に打継目の補強方法として以下の記述がある。

③PC 鋼材の配置間隔を小さくする。

[コンクリート道路橋設計便覧 10.3.14 用心鉄筋]④角変化ができるだけ小さくなるような形状を検討し、角変化による摩擦減少を小さくする。

(2) 打継目付近の用心鉄筋

これらの対応策について、以下の点に留意する必要がある。

主げたを分割施工する場合や柱や壁を打ち継ぐ場合には、新旧コンクリートの温度差や乾燥③の場合、配置間隔を小さくすると定着具の最小間隔を満足しない場合があるため、各定着工法

収縮などの影響により、打継面に垂直なひび割れが新コンクリートに発生しやすいものである。

に応じた最小間隔を確認する必要がある。

このひび割れを有害でない程度に抑えるために打継ぎ面に平行な用心鉄筋を以下に示すよう④の場合、緊張力のロスを小さくできても、プレストレスの偏心による応力度の効率が悪くなるに配置するのが望ましい。

可能性があり、留意をする必要がある。

1) 一段目の鉄筋は打継目にできるだけ近く 5cm～7.5cm 程度の位置に配置する。
2) 鉄筋は直径 13mm 以上の異形鉄筋を 10cm～15cm 程度以下の間隔で打継面から 50cm 程度までの範囲で配置する。

3) 打継面から 50cm 以内において、コンクリートの表面付近に配置する鉄筋量は、スターラッ
プあるいは帯鉄筋と合計して部材の断面積の 0.2%以上とするのが望ましい。
標準的な幅員であれば、設計便覧に示されるように打継ぎ目から 50cm 程度の床版横方向鉄筋を密に配置することで十分対処可能である。しかしながら、広幅員になると旧ブロック側の拘束力が大きくなり、新ブロック側の引張応力が大きくなることが懸念される。また、下床版幅、下床版厚が大きい場合、マスコンクリートとなりセメントの水和熱に起因する温度応力によるひび割(3) 検証事例
検証事例-13 次元 FEM 解析を用いた広幅員一室箱桁の活荷重による断面力の算出方法

要求性能

構造の安全性，使用性，疲労耐久性

検証目的
検証方法

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.4.2

道路橋示方書断面力算出式の適用範囲を超える支間において、適切な床版設計断面力の算出方法を設定した検証事例。
実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用れが発生する可能性もある。よって、温度応力解析を行い、適切な補強鉄筋を配置することにより、ひび割れを制御するのが対応策のひとつとして考えられる。

検証方針

温度応力解析は、実施工ステップや材齢を考慮した FEM モデルによる逐次解析を行うとより厳

3 次元 FEM 解析により断面力を算出。
(1)検討対象主桁断面

密に引張応力を算出するのが可能となるが、コンクリートの配合、型枠、養生方法・期間などの15500

入力条件により結果が異なるため、実施工に即した条件設定が重要である。

850

連続版支間 7300

850

3250
2705
250
片持ち版支間
250
200

300

3250

1600

1650

1250

200

300

2750
3200

400

6500

1250

1650

1600

－ 79 －

図-1 検討対象主桁断面図
中間床版の支間長が 7.3m であり、連続版の適用範囲 6.0m を超えている。
(2)解析モデル
・シェル要素による 3 次元 FEM 解析モデル
検証内容
FEMIS : PRE-PROCESSOR FOR F.E.M
シェル要素20mモデル

Z
X

20m

NODE: 13029

鉛直方向レール支持

図-2 3 次元 FEM 解析モデル/ ELEM: 12900

Y

(4)断面力算出結果

・板厚および剛域

断面力算出結果を表-1 に示す。FEM 解析によって得られた断面力に対して、道路
橋示方書Ⅰ2.2.3 に示される床版支間に応じた衝撃の影響を考慮し、さらに割増し係数を乗じて設計断面力とする。割増し係数は、モデル化や荷重載荷方法の差を考慮したものである。
表-1 断面力算出結果
単位

連続版支間

連続版支点

片持ち版支点

kN･m/m

33.9

-89.2

-69.2

床版支間

m

7.300

7.300

2.705

衝撃係数 i

－

0.349

0.349

0.379

割増し係数 α

－

1.2

1.2

1.2

kN･m/m54.9-144.4-114.6

ＦＥＭ解析より得た
曲げモーメント M1

図-3 板厚及び剛域の設定
要素の板厚は、各節点での板厚を平均したものとし、剛域は道路橋示方書Ⅲ14.2
に従い設定する。

設計曲げモーメント
M = M1×(1+i)×α(3) 活荷重の載荷方法

直角方向・活荷重強度FEM 解析は、汎用性のある解析ツールが多く開発され、従来と比べ簡易に扱えるようになってきたものの、モデル化によって結果に差異が生じることもあり、十分留

200

橋軸方向

500

Ｔ荷重とする。

意する必要がある。以下に、考えられる留意事項を列挙する。

45ﾟ

①
舗装厚 70mm

モデルの種類

150

舗装厚 70mm

床版全厚 300mm

床版図心

舗装厚と床版図心までの分布

→
床版全厚
300mm

150

・FEM モデルへの載荷方法

45ﾟ

－ 80 －（一輪あたり Ｐ=100kN）

シェルモデルとソリッドモデルがあり、より実構造に近いのはソリッドモデル
であるが、モデル作成に手間を要する。シェルモデルは、ソリッドモデルに比べを考慮する（図-4）

モデル作成は容易であるが、部材間の結合条件などに留意が必要となる。
図-4 Ｔ荷重の分布②

メッシュ分割→

注意点
・活荷重の載荷ケース

メッシュの分割数、大きさなどに結果が左右される。適切で無駄のないメッシ
ュ分割を行う必要がある。

道路橋示方書に従い、橋軸方向には一列（FEM モデルの中央）、横方向には台数に③制限がないものとして、各着目断面に最も不利になるようにＴ荷重を載荷する。

モデルの長さ
→道路橋示方書算出式のモデルは無限長であるが、FEM モデルは、得られる解に問題の無い範囲で、できるだけ短いモデル長とするのが望ましい。

連続版支間に着目（A-A）

連続版支点に着目

A
1750

1000

1750

6000

④

B

（B-B）

1750

1000

1750

1000

1750

1000

支持条件

1750 250→
AB

片持ち版支点に着目

C
1750

1000

（C-C）

C

図-5 活荷重の載荷ケース

1750 250

PC 箱桁をモデル化するため、下端の支持条件によっても得られる値が異なる可能性がある。

1.2.3 リブ付き床版構造(1)

検証事例-2床版の最小全厚の設定方法

要求性能

構造の安全性，使用目的との適合性

主な技術概要1.2.2 (1)に示すように，道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編では，コンクリートのけたで支持され

検証目的

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.3

床版支間が道路橋示方書断面力算出式の適用支間を超えた場合について、床版の最実験による検証

計曲げモーメント算出式が規定されている。この算出式は，長辺比が 1：2 以上の床版で，連続版の支点部では支持桁と床版が剛結された構造であり，連続版の支点部を除く計算式では等方性無限単

小全厚についての検証事例。

検証方法

た床版を適用対象として要求性能が規定されており，そのみなし仕様として活荷重による床版の設・解析による検証

・

道路橋示方書の準用

純版と等方性無限片持版の支持条件を対象としている。そして，解析により得られた理論値に対し安全率を見込んだみなし仕様の設計曲げモーメント式としている。しかしながら，リブ付き床版構

検証方針

3 次元 FEM 解析を用いた断面力と床版の応力度により最小全厚を設定。

造は，図-1.2.3.1 に示すように剛性の高い主桁ウエブで連続的に支持され，そしてウエブに直交す

広幅員 PC 箱桁は、床版の支間方向にプレストレスが導入された一方向 PC 床版でる方向に一定間隔でリブを配置し床版を支持しているため，床版の支持条件や主たる断面力が発生あるため、支間方向については有害なひび割れは生じない。ただし、支間直角方向（橋する方向や支間長が明確でなくなる。
従って，本節で対象とするリブ付き床版構造は，道路橋示方書による床版断面力算出時の前提と軸方向）については RC 構造となるため、ここで床版厚が規定される。
床版支間直角方向（橋軸方向）について、活荷重による断面力と全断面有効としたなる支持条件が異なるものであり，道路橋示方書式をそのまま使用することに疑義が生じる。
また，リブ付き床版構造は広幅員となる傾向があるが，広幅員となることによる技術的課題に対場合の床版応力度について試算を行う。
支間は、道路橋示方書式の適用範囲である 4.0m、6.0m および適用範囲外の 8.0m としては 1.2.2 広幅員一室箱桁構造に準ずることとする。

する。L=8.0m においては、最小厚、設計曲げモーメントとも道路橋示方書式を延長して用いた場合と、FEM 解析値の 20%割増し値を用いた場合とにおいて比較を行う。

－ 81 －

表-1 床版厚と設計断面力、応力度の試算
床版支間
最小厚

検証内容

設計断面力

L
d
M

全断面有効の場合の断面性能
コンクリート引張応力度

Z

σc=M/Z

4.0 m

6.0 m

8.0 m

8.0 m

(M：道示)(M：道示)(M：道示)(M：FEM×1.2)

0.207 m0.261 m0.315 m0.267 m（※)

35.2 kN･m

51.2 kN･m

67.2 kN･m

53.8 kN･m

0.00714 m3

0.01135 m3

0.01654 m3

0.0126 m3

2

2

2-4.5 N/mm2-4.9 N/mm-4.5 N/mm-4.1 N/mm

図-1.2.3.1 リブ付き床版箱桁の概要図

L=8.0m の場合、道路橋示方書の最小厚規定に従えば 31.5cm 必要となる。ここで、L=8.0m の FEM 解析値に対してコンクリート引張応力度を L=6.0m と同じとした場合の床版厚を求めると 26.7cm となり、最小厚規定を準用した場合より小さくなる（表本節で取り扱うリブ付き床版構造は，床版の支持条件が通常の PC 箱桁とは大きく異なる。よって本構造の技術評価を行う場合，以下の 3 タイプの観点から考える必要がある。

-1 の右端欄(※)）。この算出方法は、あくまでコンクリート応力度を指標としたもの①床版の設計曲げモーメント算出式が道路橋示方書式を適用出来ない場合の設計手法であるが、これと同等な検討を行うことで、道路橋示方書と同等レベルの床版厚を確②床版の支持条件が異なることに対する構造安全性，耐久性，使用性保できるものと考えられる。以上より、床版支間が大きくなっても、適切な断面力を③リブを配置することで生じる主桁の構成部材としての構造安全性，耐久性，使用性設定できればコンクリート応力度を指標とした床版厚の設定が可能であると考えられる。
本事例で算出する最小全厚とは、床版に有害なひび割れを発生させないような床版
注意点(2) 技術評価の観点と方向性

厚の最小値である。実際の床版厚の設定には、この最小全厚を確保するとともに、鋼材のかぶり・あき、床版横締め鋼材や主方向鋼材の外径および定着寸法、鉄筋の配置などを考慮して設定する必要がある。

これらの観点から考えられる床版，リブ，リブ接合部および主桁構成部材としての影響について
技術的課題とその対応策を次頁より記す。

表-1.2.3.1 リブ付き床版構造の問題認識と対応策一覧(その 1)
技術評価の観点着目する部位対応する要求性能

床版

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

問題認識
項目
1-1-1) リブで支持された床版の設計断面力の算出方法

道示における設計曲げモーメント算出式を適用出来ないことに対する課題－ 82 －
床版の支持条件が従来と異なることに対する課題

内容

対応策

検証事例

リブによって支持された床版構造は、支持条件が道示式の 床版支持条件が異なっても、床版の支持条件を適切に再現
前提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支 できるモデルを設定し、荷重条件を同一にして理論値を算出
間長が明確でなくなることから、床版の支持条件に応じた設 すれば、道示のみなし仕様と同レベルの断面力が得られるも計曲げモーメントの算出手法が設計手法上の課題となる。 のと考えられる。

検証事例-1

検証事例-2リブ・構造安全性・使用目的との適合性

2-1-1) リブの構造・形状選定

リブは梁部材として床版を支持し、床版と共に荷重を支える
リブは梁部材として床版を支持し、床版と共に荷重を支持す構造のため、リブの配置間隔・配置形状・剛性の違いよってる構造であり、そのリブの配置間隔、配置形状・剛性の違い
床版に発生する断面力が大きく異なると考えられること、床版
よって、床版の断面力が大きく異なる。リブの配置間隔およ
支間方向にリブ直上とリブ間の床版応力度に違いも生じてくびリブの形状寸法（部材幅、部材高さ）を適切に設定する必ることから、その配置形状をどのように選定していくのかが課
要がある。
題となる。

床版

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

1-2-1) 床版の最小全厚リブによって支持された床版構造は、支持条件が道示の前
道示の最小厚が、床版の曲げ引張応力を抑えるように規定さ提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間
広幅員一室箱桁のれていることから、床版の応力度を指標として、床版厚を設長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の最小全検証事例-2定する方法が考えられる。
厚の設定が課題となる。

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

リブによって支持された床版構造は、支持条件が道示の前 床版支持条件が異なった場合でも、適切な断面力算出と床
1-2-2) 床版のコンクリート応力度の 提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間 版厚の設定を行えば、現行道示の規定を準用してフルプレ
許容値
長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合のコンク ストレスに抑えることとすれば、従来PC床版と同じレベルの耐リート応力度の許容値設定が課題となる。
久性を確保できるものと考えられる、

道示の準用

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

1-2-3) 床版の鉄筋応力度の許容値

リブによって支持された床版構造は、支持条件が道示の前
適切な断面力算出と床版厚の設定を行えば、現行道示に示
提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間
す鉄筋の許容応力度の値を準用することで、従来PC床版と長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の鉄筋応同等と見なせるものと考えられる。
力度の許容値設定が課題となる。

道示の準用

1-2-4) 床版の疲労耐久性

リブによって支持された床版構造は、支持条件が道示の前提条件と異なるため、床版厚を変化させた場合に大型の自道示の準用
適切な断面力算出手法、床版の最小全厚、コンクリートおよ
動車による影響、たわみおよび振動の変形による二次応力
検証事例-1び鉄筋の許容応力度の検証を行うことにより、疲労耐久性はの発生が懸念される。よって、これまでのみなし仕様がそのま
広幅員一室箱桁の確保できるものと考えられる。
ま準用できない場合、疲労耐久性についてその検証方法が検証事例-2
課題となる。

床版

・疲労耐久性

リブと床版、リブとウェブの接合部

床版

床版

接合部の応力度は、FEM解析による手法を用いれば直接確接合部の荷重伝達機 リブと床版、リブとウェブの接合部の荷重伝達機構を確保す認できる。また、ウェブ厚さの見直しや補強リブの設置により能るための補強方法の確認が課題となる。
対処可能である。

・使用目的との適合性

適切な最小全厚を設定することにより、従来PC床版と同様の
1-2-5) 使用 鉛直曲げ剛性の確保 リブと床版、リブとウェブの接合部の鉛直曲げ剛性が確保で 鉛直曲げ剛性を確保できる。また、解析によりリブの応力度を 広幅員一室箱桁のきる床版の最小全厚の設定方法の確認が課題となる。
制御し、有害なひび割れが発生しないことを確認する必要が検証事例-2
目的との適合 （最小全厚の確保）ある。
性

活荷重によるたわみ

FEM解析を用いて、活荷重によるたわみを確認する（床版支
リブと床版、リブとウェブの活荷重によるたわみ量の確認が課 間が大きくなっても、リブで支えられたコンクリート床版は剛性題となる。
が大きく、活荷重によるたわみは問題にならない程度まで小さくなるものと考えられる）。

表-1.2.3.2 リブ付き床版構造の問題認識と対応策一覧(その 2)
技術評価の観点

問題認識

検証事例

対応する要求性能

リブ・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

リブの配置間隔・配置形状・剛性の違いよって、床版及びリ
2-2-1) リブの設計断面力の算出方 ブに生じる断面力が大きく異なり、またウエブや下床版もリブ リブを適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一にからの断面力の影響を受けることから、単純な箱桁ラーメン して理論値を算出すれば、床版部材と同様にリブ部材に発法
構造と見なすことが出来ず、リブに生じる断面力の算出方法 生する断面力を直接確認することが出来る。
が設計上の課題となる。

検証事例-1

リブ

・疲労耐久性・使用目的との適合性

2-2-2) リブに発生する応力度の制限リブは、床版を支える梁部材と考えられるため、道示に示す
リブに発生するコンクリート応力度をどの部材の制限値に準梁部材の曲げ応力度の許容値以内に抑えられればよいと考じ、どの程度に制御するのかが課題となる。また、曲げに対えられ、また、せん断力に対する補強方法も道示に示す梁部する検討だけでなく、せん断に対する補強方法も道示の梁材として適切に取り扱うことで、性能が確保されると考えられ部材としての設計手法に準じても問題ないか課題となる。
る。

道示の準用
検証事例-32-2-3) リブの疲労耐久性

リブ付き床版は、リブによって床版を直接支持する部材であり将来の取り替えが困難であること、また、床版を支える部材で リブに発生する応力度を床版応力度程度に抑えることによっあることが前提条件であるために床版に先行して破壊するこ て、リブ付き床版の疲労耐久性は確保出来るものと考えられとを避けるべき部材と考えられることから、十分な疲労耐久性 る。
を有しているかの検証方法が課題となる。

道示の準用

リブと床版の接 ・構造安全性
合部
・使用目的との適合性

3-1-1) リブ接合部の構造

リブは、床版を支える梁部材であり、リブ接合部は床版との一体化が図れる構造である必要があることから「梁とスラブ」との 接合部には局部的な応力を発生させないように、その接合接合部位と考え、道示に規定されたその構造細目に準じても 構造に配慮した設計が必要である。
問題ないか課題となる。

道示の準用
検証事例-2・構造安全性
リブと床版の接・疲労耐久性合部
・使用目的との適合性

3-1-2) リブ接合部の応力度

リブと床版、リブとウエブ部における接合部では、リブからの ＦＥＭ解析によってコンクリートに有害なひび割れが発生しな伝達される断面力によって局部的な引張応力度が発生する い応力度に抑え、ひび割れを制御する鉄筋を配置する事に恐れがあるが、発生応力度の算出方法や補強方法が不明確 よって、道示で要求している接合部の耐久性を確保できるものと考えられる。
であり、課題となる。

道示の準用
検証事例-2

リブと床版の接・疲労耐久性合部

3-1-3) リブ接合部の疲労耐久性

リブ接合部は、リブにより床版を直接支持する部材であるた
床版を支えるリブ接合部に発生する鉄筋の引張応力度は、め、耐久性に十分配慮する必要がある。どのような検証に
床版部材と同等な考え方をすることで疲労耐久性を確保出
よって、十分な疲労耐久性を有していると言えるのかが課題来ると考えられる。
となる。

道示の準用

リブ

・疲労耐久性項目

床版の支持条件が従来と異なることに対する課題－ 83 －
リブを配置することで生じる
主桁の構成部材としての課
題

対応策

着目する部位内容

主桁・使用目的との適合性

4-1-1) 主桁の有効幅

リブ付き床版構造は，剛性の高いリブが主方向に等間隔で配置されるため，主桁の圧縮フランジ有効幅の考え方に影響が生じないかが課題として考えられる。

３次元ＦＥＭモデルを使用し，床版の曲げ応力度の影響範囲を検討することによって，リブの設置が主桁応力に及ぼす影響を検証する。

検証事例-4主桁

・構造安全性・使用目的との適合性

4-1-2) プレストレスの伝達

リブを配置することで主方向のプレストレス力が断面方向に分散する可能性も考えられ、その伝達の影響についても確認する必要がある。

道示を準用する。また、FEM解析によりリブ設置によるプレス
トレスの主方向への影響を確認する手法も考えられる。

道示の準用
検証事例-4床版

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

リブを配置することによって床版支間方向の抵抗断面が増３次元ＦＥＭモデルを使用し、床版支間方向にプレストレスを4-1-3) 床版横締めPC鋼材のプレス え、床版支間方向の弾性変形がリブに拘束されることが考え導入しその影響を解析することによって、その関与の度合い
トレス力られることから、横締めプレストレスによる床版応力度の算出を確認出来る。
に留意する必要がある。

検証事例-4

1) 床版部材について
1-1)

【解説】

道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式を適用出来ないことに対する課題

1-1-1)

支持条件を適切に再現できるモデルとして、
図-1.2.3.2 に示すような 3 次元 FEM 解析が考えリブで支持された床版の設計断面力の算出方法

られる。3 次元 FEM 解析は、実構造を忠実に再■ 関連する道路橋示方書の規定現できるモデルである反面、モデル化によって結果が異なることがあり、十分留意する必要が[道路橋示方書Ⅲ 7.4.2 床版の設計曲げモーメント]ある。ここでは、リブ付き床版構造に特化した(1) Ｂ活荷重で設計する橋においては、Ｔ荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（１ｍ）

留意事項について以下に列挙する。

あたりの設計曲げモーメントは、表-7.4.1 に示す式で算定するものとする。ただし、・・・・割り増し係数を乗じた値とする。

①モデルの種類

図－1.2.3.2 次元 FEM 解析モデルの例

リブ付き床版箱桁橋の解析モデルは、図表-7.4.1 Ｔ荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（1m）あたりの設計曲げモーメント-1.2.3.3 に示すようにソリッドモデルとシェルモデルが考えられる。ソリッドモデルは、実構造(kN･m/m)を忠実に再現でき、解析精度は高い手法と判断されるが、モデル作成に手間を要する。逆にシェ

版
曲
げ
の
構
モーメント
区
造
の 種 類
分

床版の支間の方向（注）曲げモーメン
トの方向

車両進行方向に直角
支 間 方 向

支 間 に
支 間 に
支 間 方 向直 角 方 向直 角 方 向＋(0.12 l＋0.07)P＋(0.10l＋0.04) P

適用範囲－ 84 －

単
支 間 曲 げ RC
純
モーメント PC版

0≦ l ≦4

連 支 間 曲 げ RC
モーメント PC続
支 点 曲 げ RC
版 モーメント PC

0≦ l ≦4RC

0≦ l ≦1.5－P ・l

0≦ l ≦60≦ l ≦60≦ l ≦40≦ l ≦6

車両進行方向に平行＋ (0.22l＋0.08) P＋(0.06l＋0.06)P＋(単純版 ＋(単純版 ＋ (単純版 ＋(単純版の 80%）
の80%）
の80%）
の80%）
－(0.15 l＋0.125)P

片 支点 曲げモーメント PC持0≦ l ≦1.5

1.30l ＋0.25

1.5＜ l ≦3.0－(0.6l
－ 0.22)P

版 先端 付近
RC
曲
げモーメント PC0≦ l ≦3.0

0≦ l ≦1.5

ルモデルは、ソリッドモデルに比べればモデル作成は容易であるが、部材間の結合条件やリブ部
材をどのようにモデル化するのかなどに留意する必要がある。また、リブ材をシェル要素にする
ことによって、線支持となるため床版の断面力がリブ直上で過大に評価される。従って、上記の懸念される課題を取り除き、床版やリブそして接合部への応力度を適切に評価出来るモデルとしては、ソリッドモデルが適していると考えられる。1-1-1)、1-1-2)、 1-1-3)－ (単純版の80%）

ソリッドモデル－ (0.7l＋0.22) P＋(0.15l＋0.13) P

シェルモデル＋(0.16l＋0.07)P

ここに， RC ： 鉄筋コンクリート床版
PC ： プレストレストコンクリート床 版

l ： 7.4.3に規定するT荷重に対する 床版の支間(m)P ： 共通偏2.2.2に示すT荷重の片側 荷重(100kN)(注) 床版支間の方向 は，図-7.3.1による。

(1) 表-7.4.1 は、表中の床版支間の範囲内で適用できる T 荷重による設計曲げモーメントの計算式を示したものである。ここで連続版の支点曲げモーメントについては、支持げたの拘束
条件がコンクリート橋と鋼橋では異なるため、この影響を考慮している。表-7.4.1 の連続版・・・・・設計曲げモーメントは表-7.4.1 によるものとしてよい。

図-1.2.3.3 ソリッドモデルとシェルモデルの例②その他
メッシュ分割、モデル長の長さ、支持条件等の留意点は 1.2.2 に準ずる。

■ 技術的課題
リブによって支持された床版構造は、支持条件が道路橋示方書式の前提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でなくなることから、床版の支持条件に応じた設[検証事例-1]［参考文献］
1-1-1)

計曲げモーメントの算出手法が設計手法上の課題となる。

にして理論値を算出すれば、道路橋示方書のみなし仕様と同レベルの断面力が得られるものと考えら
れる

大平高架橋

～リブ付き床版の設計～、プレス

トレストコンクリート技術協会第 10 回シンポジウム論文集(2000 年 10 月)
1-1-2)

黒岩、後藤、多田、梅田：瀬戸川橋の設計・施工について、プレストレストコンクリート技術

1-1-3)

川除、鈴木、徳川、菅野：常滑高架橋の設計・施工、プレストレストコンクリート技術協会第■ 性能評価の対応策
床版支持条件が異なっても、床版の支持条件を適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一

岩立、藤島、横山、中山：第二東名高速道路

協会第 10 回シンポジウム論文集(2000 年 10 月)
14 回シンポジウム論文集(2005 年 11 月)

1-2)

床版の支持条件が従来と異なることに対する課題

1-2-1)■ 技術的課題

床版の最小全厚

リブによって支持された床版構造は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の最小全厚の■ 関連する道路橋示方書の規定設定が課題となる。
[道路橋示方書Ⅲ 7.3.2 プレストレストコンクリート床版](1)

プレストレストコンクリート床版の厚さは、安全性、耐久性及び施工性を有するよう■ 性能評価の対応策
1.3.2 広幅員一室箱桁 同様、道路橋示方書の最小厚が、床版の曲げ引張応力を抑えるようにに決定するものとする。
(2)(3)および(4)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

規定されていることから、床版の応力度を指標として、床版厚を設定する方法が考えられる(3)

車道部分の床版の最小全厚は、次の規定によるものとする。なお、片持版の最小全厚（1.3.2 広幅員一室箱桁 2-1）の章を参照）。

とは、支持げたのウエブの前面における厚さをいう。
1)

車道部分の床版の全厚は、いかなる部分も 160mm を下まわらないものとする。

2)

片持版の床版先端の厚さは、1)の規定のよるほか、表-7.3.1 の片持版の最小全厚の 50%【解説】
床版の応力度を指標とした最小全厚を設定する方法として、以下の手順が考えられる。

以上とするものとする。
3) 床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は、1)及び 2)①適用支持条件であれば、みなし仕様として規定された道路橋示方書の算出式を用いた断面力と最小厚により設計された床版は、安全性、耐久性ともに保証されている。

の規定によるほか、表-7.3.2 の値とするものとする。

②これらを用いて、床版の曲げ応力度を算出し、これをひとつの指標とする。
表-7.3.2

床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚（mm）－ 85 －

床版の支間の方向
プレストレ(注)スを導入する方向(1)

車両進行方向に直角

車両進行方向に平行

表-7.3.1の床版の支間の床版の支間に方向に平行
方向が車両進行方向に直角な場合の値の90%
表-7.3.1の床版の支間の床版の支間に方向に直角
方向が車両進行方向に直角な場合の値(注) 床版の支間の方向は図-7.3.1による。

表-7.3.1の床版の支間の方向が車両進行方向に平行な場合の値の65%
表-7.3.1の床版の支間の方向が車両進行方向に平行な場合の値④ ③の断面力を用いた床版の曲げ応力度が、②の応力度と同程度になるように床版厚を設定し、これを最小厚とする。

プレストレストコンクリート床版の最小全厚の決定にあたっては、鉄筋コンクリートと同様、実際の挙動を反映できる輪荷重走行試験及び解析により安全性を照査することが望ましい。しかし、プレストレストコンクリート床版は一般的に鉄筋コンクリート床版に比べて疲労耐久性を有するため、疲労耐久性のみに着目すると、最小全厚をかなり小さくすることが可能と判断してしまうおそれがある。
この結果、最小全厚を極端に薄くしてしまうと、・・・・・・二次応力の発生が考えられる。
また、・・・・・クリープ乾燥収縮の影響を受けやすくなる。したがって、・・・・・これらを考慮しなければならない。

③床版の支持条件が従来と異なる場合の床版の断面力を、前述の方法などを用いて適切に算出する。

[検証事例-2(広幅員一室箱桁)]

1-2-2)床版のコンクリート応力度の許容値

1-2-3)■ 関連する道路橋示方書の規定

床版の鉄筋応力度の許容値■ 関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ 3.2 コンクリートの許容応力度][道路橋示方書Ⅲ(2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。

3.3

鉄筋の許容応力度]

鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度
は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。

また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。
表-3.3.1
2

表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm )コンクリートの設計基準強度

30

40

50

60

1)プレストレッシング直後

1.2

1.5

1.8

2.0

2)活荷重及び衝撃以外の主荷重

0

0

0

0

3) 床版
主荷重及び主4) プレキャストセグメント橋に荷重に相当すおけるセグメント継ぎ目
る特殊荷重

0

0

0

0

0

0

0

0

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

0

0

0

0

応力度の種類

曲げ引張
応力度6) 軸引張応力度

鉄筋の許容引張応力度(N/mm2)
鉄筋の種類

応力度，部材の種類
1)活荷重および衝撃以外の主荷重
2)荷重の組合せに衝一般の部材
突荷重又は地震の引影響を考慮しない
張
床版及び支間長10m場合の許容応力度
応以下の床版橋の基本値
力3)荷重の組合せに衝突荷重又は地震の影響
度を考慮する場合の許容応力度の基本値
4)鉄筋の重ね継手長又は定着長を算出する
場合の許容応力度の基本値
5)圧縮応力度－ 86 －(2) 従来からプレストレストコンクリート構造は、部材断面にある程度の引張応力が生じること

SR235

SD295A
SD295B

SD345

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

140

180

200

140

180

200

を許容し、6.5 に規定する引張鉄筋を配置することにより、じん性に富んだ部材を設計することにしている。ただし、ある程度プレストレスを多めに導入しておくことにより、ひび割れに対2)

する安全度を高めるため許容引張応力度を小さめに定めている。

のである。ここで、床版及び支間長 10m 以下の床版橋の場合は、活荷重による応力変動幅が大

表-3.2.3 の 2)は、・・・・・である。また、表-3.2.3 の 3)は、床版がひび割れにより損傷す

荷重の組合せに衝突又は地震の影響を考慮しない場合の許容応力度は、・・・・・定めたも

きく、しかも繰返し荷重が多いことから、一般の部材に比べて非常に苛酷な荷重状態にさらさるのを防ぐためにプレストレスの方向に引張応力を生じさせないための規定であり、床版を設れており、有害なひび割れが発生する可能性が高いと考えられる。さらに、このようなひび割計する場合の規定である。

れが荷重の繰返し載荷により大きくなり、コンクリートのはく離等に進展するのを避けるため

・・・・・・に、鉄筋の許容応力度を一般の部材に対して規定した値より低減した。さらにこの観点から、■ 技術的課題
リブによって支持された床版構造は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、

鉄筋コンクリート床版の鉄筋については、140N/mm2 の許容応力度に対し 20N/mm2 程度余裕を持たせるのが望ましい。

主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合のコンク
リート応力度の許容値設定が課題となる。

■ 技術的課題
リブによって支持された床版構造は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、■ 性能評価の対応策
床版支持条件が異なった場合でも、1-1-1）、1-2-1）による適切な断面力算出と床版厚の設定

主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の鉄筋応力度の許容値設定が課題となる。

を行い、現行道路橋示方書の規定を準用してフルプレストレスに抑えることとすれば、従来のPC 床版と同レベルの耐久性を確保できるものと考えられる。

■ 性能評価の対応策
鉄筋の許容応力度についても、1-2-2）と同様に、1-1-1）、1-2-1）による適切な断面力算出【解説】
PC 床版においてプレストレスの導入方向に引張応力を発生させないよう規定することにより、床版にひび割れを発生させないようにし、高い耐久性を確保するためのみなし仕様としている。
したがって、床版支持条件が異なった場合でも、フルプレストレスに抑えることで、従来の PC 床版と同レベルの耐久性を確保できるものと考えられる。

と床版厚の設定を行い、現行道路橋示方書に示す鉄筋の許容応力度の値を準用すれば、従来のＰＣ床版と同等と見なせるものと考えられる。

【解説】1-2-4)

床版の疲労耐久性

PC 床版は、床版の支間方向にプレストレスが導入されるが、PC 箱桁橋においては主桁方向（床版支間直角方向）にもプレストレスが導入されている。しかしながら床版支間直角方向の設計につ■ 関連する道路橋示方書の規定

いては、安全側の解釈として主方向のプレストレスを考慮せずに RC 部材として設計を行っており、［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］

上述の鉄筋許容値を用いている。
1.2.2

広幅員一室箱桁構造

2-3) 鉄筋応力度の許容値と同様、床版鉄筋の許容値を σse ＝(1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。

2

120N/mm 程度に制限すれば、「コンクリート標準示方書」に示される鋼材の腐食の進行を制御でき

1） 荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。

るひび割れ幅以内とすることができ、耐久性上の問題は無いものと考えられる。

2) 自動車等の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。
(1)

床版が直接支持する活荷重等の影響に対する安全性は、床版の基本的な性能であり、これを満足する他、特に大型の自動車の繰返し通行に対して耐久性を損なわないようにするものとした。
床版の活荷重等の・・・・考慮する必要がある。
床版の有害な変形は、疲労耐久性に大きな影響を及ぼすコンクリート部材のひび割れの発生等のおそれがある。したがって、疲労耐久性を損なうような有害な変形を生じないようにする－ 87 －

必要がある。
鉄筋コンクリート床版の・・・・・経緯をたどる。
以上のように、コンクリートを主体とする床版の破壊メカニズムは、複雑であり設計計算による疲労耐久性の照査は困難であるが、鉄筋の許容応力度の低減や床版厚の増加、床版支間の制限や・・・・・・をすることが必要である(2)

プレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版で、・・・・・。これは、最小全厚を満足し、7.4 による設計曲げモーメン
トにより床版を設計する場合は、活荷重によるせん断破壊に対して十分安全であるため、一般にせん断力に対する検討を省略できるものとしたものである。しかし、施工時に大きな荷重を受ける場合等では、十分な検討をすることが望ましい。
(2)に示す 道路橋示方書Ⅲ

7.3 から 7.5 の題目のみ以下に示す。

7.3 床版厚さ

7.4 床版の設計曲げモーメント7.5 構造細目

7.3.1
7.3.2
7.4.1
7.4.2
7.4.3
7.5.1
7.5.2
7.5.3
7.5.4

鉄筋コンクリート床版
プレストレストコンクリート床版
一般
床版設計曲げモーメント
床版の支間床版と支持げたの結合鉄筋の種類及び配筋ＰＣ鋼材の配置
片持版端部及び横げた上の床版

1-2-5)■ 技術的課題
リブによって支持された床版構造は，支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なるため，床版厚を変化させた場合に大型の自動車による影響，たわみおよび振動の変形による二次応力の発生が懸念される。よって，これまでのみなし仕様がそのまま準用できない場合，疲労耐久性についてその検証方法が課題となる。

使用目的との適合性（鉛直曲げ剛性の確保、活荷重によるたわみ）■ 関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］(1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)、2)の規定を満足するものとする。

■ 性能評価の対応策

1) 荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。

1-1-1），1-2-1）～1-2-3）による適切な断面力算出手法，床版の最小全厚，コンクリートお
よび鉄筋の許容応力度の検証を行うことにより，疲労耐久性は確保できるものと考えられる。

2) 自動車等の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにする。
(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。

【解説】
コンクリート床版の破壊メカニズムは、複雑であり設計計算による疲労耐久性の照査は困難である。断面力と床版厚を適切に設定し、床版応力度をフルプレストレスに抑えてひび割れを発生させないようにすれば、道路橋示方書のみなし仕様により設計された従来 PC 床版と同等レベルと考えることができる。よって、道路橋示方書Ⅲ 7.2（2）のみなし仕様に準じた床版の設計により、(1)

床版が直接支持する活荷重等の影響に対する安全性は、床版の基本的な性能であり、これを満足する他、特に大型の自動車の繰返し通行に対して耐久性を損なわないようにするものとした。
床版の活荷重等の・・・・考慮する必要がある。
床版の有害な変形は、疲労耐久性に大きな影響を及ぼすコンクリート部材のひび割れの発生

疲労耐久性を担保しているのが多くの現状である。

－ 88 －

これらみなし仕様に準じて設計された床版の中でも PC 床版については、実橋においても著しい損傷の報告はこれまでに無く、また、輪荷重走行試験においても高い耐久性が確認されている。

等のおそれがある。したがって、疲労耐久性を損なうような有害な変形を生じないようにする必要がある。
鉄筋コンクリート床版の・・・・・経緯をたどる。

[検証事例-1][検証事例-2(広幅員一室箱桁)]

以上のように、コンクリートを主体とする床版の破壊メカニズムは、複雑であり設計計算による疲労耐久性の照査は困難であるが、鉄筋の許容応力度の低減や床版厚の増加、床版支間の制限や・・・・・・をすることが必要である(2)

プレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版で、・・・・・。これは、最小全厚を満足し、7.4 による設計曲げモーメ
ントにより床版を設計する場合は、活荷重によるせん断破壊に対して十分安全であるため、一般にせん断力に対する検討を省略できるものとしたものである。しかし、施工時に大きな荷重を受ける場合等では、十分な検討をすることが望ましい。

■ 技術的課題
リブによって支持された床版構造は，支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なるため，リブ［道路橋示方書Ⅲ 7.3.2 プレストレストコンクリート床版］(1)

プレストレストコンクリート床版の厚さは、安全性、耐久性および施工性を有するようと床版，リブとウエブとの接合部の荷重伝達機構を確保するための補強方法，鉛直曲げ剛性が確に決定するものとする。

保できる床版の最小全厚の設定方法，および活荷重によるたわみ量の確認が課題となる。

(2)(3)及び(4)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

(3)

床版部分の床版最小厚は、次の規定によるものとする。なお、・・・・・・・。

■ 性能評価の対応策
1-2-1）による適切な最小全厚を設定することにより，従来ＰＣ床版と同様の鉛直曲げ剛性を

1) 車道部分の床版の全厚は、いかなる部分も 160mm を下まわらないものとする。
3) 床版の方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は 1)及び 2)の規み定によるほか、表-7.3.2 の値とするものとする。
表-7.3.2確保できる。また，① 接合部の荷重伝達機能，② 鉛直曲げ剛性の確保，③ 活荷重によるたわ
等の検証を行うことにより，使用目的との適合性は確保できるものと考えられる。

床版の１方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚【解説】

床版の支間の方向
車両進行方向に直角

プレストレスを導入する方向

床版の支間に方向に平行－ 89 －

床版の支間に方向に直角

車両進行方向に平行床版が直接支持する活荷重等の影響に対する安全性は、床版の基本的な性能であり、これを満足する他、とくに大型の自動車の繰り返し通行に対して耐久性を損なわないようにするものとし

表-7.3.1 の床版の支間の方 表-7.3.1 の床版の支間の方向が車両進行方向に直角な 向が車両進行方向に平行な場合の値の 90%場合の値の 65%
表-7.3.1 の床版の支間の方 表-7.3.1 の床版の支間の方向が車両進行方向に直角な 向が車両進行方向に平行な
場合の値
場合の値

た。道路橋示方書Ⅲ 7.2 では、プレストレストコンクリート床版及び設計基準強度が 24N/mm2 以
上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版で、道路橋示方書Ⅲ 7.3 に規定する床版の厚さを満足し、道路橋示方書Ⅲ 7.4 による設計曲げモーメントにより床版を設計する場合は、活荷重によるせん断破壊に対して十分安全であるとしている。
これらみなし仕様に準じて設計された床版の中でも PC 床版については、実橋においても著しい損傷の報告はこれまでに無く、また、輪荷重走行試験においても高い耐久性が確認されている。
また、以下の性能評価の対応策を検証することにより、使用目的との適合性は確保できるものと考えられる。

(1) プレストレストコンクリート床版の最小厚さの決定に当たっては、鉄筋コンクリート床版と同様、実際の挙動を反映出来る輪荷重走行試験及び解析により安全性を確認することが望ましい。しかし、プレストレストコンクリート床版は一般的に鉄筋コンクリート床版に比べて疲労耐久性を有するため、疲労耐久性のみに着目すると、最小全厚をかなり小さくすることが可能と判断するおそれが生じてしまうおそれがある。

① 接合部の荷重伝達機能
床版とリブ、床版とウエブ、そしてリブとウエブの接合部の応力度は、1-1-1)に示す FEM 解析
による手法を用いれば、直接その応力度を確認できる。リブから伝達される断面力によりウエブ等への応力度の影響も考えられるが、ウエブ厚さの見直しや補強リブの設置により対処すること
によって荷重伝達機能が確保出来る。
② 鉛直曲げ剛性の確保［道路橋示方書Ⅲ 7.4.1 一 般］
(1) 床版の設計曲げモーメントは、支持形式、床版支間方向と車両進行方向、鋼材の配置方
向及び床版の形式を考慮して算出するものとする。
(2) 辺長比が１：２以上の床版で 7.4.2 及び 7.4.3 の規定による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

1-2-1)により、適切な最小全厚を設定することにより、従来 PC 床版と同様の鉛直曲げ剛性を確保できる。また、リブ部材のひび割れによって床版全体の鉛直曲げ剛性が低下することも考えられるため、解析によりリブの応力度を制御し、有害なひび割れが発生しないことを確認する必要がある。
③ 活荷重によるたわみ
1-1-1)に示す FEM 解析を用いて、活荷重によるたわみを確認する。（床版支間が大きくなって(2)

従来の２方向性版といわれていた辺長比 1：2 未満の床版についてはその実例が少ないことから、適用の範囲を辺長比 1：2 以上のいわゆる１方向版について規定した。

もリブで支えられたコンクリート床版は剛性が大きく、活荷重によるたわみは問題にならない程度まで小さくなると考えられる。
[検証事例-2(広幅員一室箱桁)]

2)

リブ部材について

2-1)

道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式を適用出来ないことに対する課題

2-1-1)

リブの構造・形状選定[道路橋示方書Ⅲ 7.5 構造細目][道路橋示方書Ⅲ 7.5.1 床版と支持げたの結合](1) 床版と支持げたとの結合部は、応力が円滑に伝わるような構造とするものとする。

■ 関連する道路橋示方書の規定(2)[道路橋示方書Ⅲ(1)6.3(3)から(5)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

(3) 床版には、支持げた上でハンチを設けるものとする。

構造及び部材寸法]

ウエブ、横げた及び隔壁の厚さは、鉄筋、ＰＣ鋼材（シースを含む）及びＰＣ鋼材の(4) 床版のハンチの傾斜は、1：3 よりゆるやかにするのが望ましい。1：3 よりきつい場合

定着具が無理なく配置でき、所定のかぶりが十分にとれるものとする。また、コンクリ

は、図-7.5.1 に示すように 1：3 までの厚さを床版として有効な断面とみなすものとする。

ートの打込みが困難とならないようにするものとする。
(2)部材の接合部等応力が集中しやすい部位は、応力の伝達が円滑に行われる形状とする
ものとする。

(3)(4)及び(5)による場合は(1)を、(6)及び(7)による場合は(2)を満足するとみなしてよい。

(4)ウエブの厚さは表-6.3.1 の値以上とする。
表-6.3.1 ウエブの最小厚さ
けたの種類

(mm)
ウエブ最小厚さ－ 90 －

場所打ち鉄筋コンクリートげた

250

場所打ちプレストレストコンクリートげた

140

プレキャストげた

130(5)

横げた及び隔壁の最小厚さは 200mm とするものとする。

(6)

ウエブ及びフランジの厚さを変化させる場合には、1/5 よりゆるい傾斜とすることが望
ましい。

(7)

部材の部材等の応力等が集中しやすい部位には、ハンチを設けるものとする。

(5)

ハンチには、その内側に沿って鉄筋を配置することを原則とするものとする。ハンチに沿う鉄筋の直径は 13mm 以上とする。(図-6.6.6 参照)(3) 床版のハンチは、床版と支持げたに応力をなめらかに伝えるために設けるものである。
■ 技術的課題
リブは梁部材として床版を支持し、床版と共に荷重を支える構造のため、リブの配置間隔、そして配置形状・剛性の違いよって床版に発生する断面力が大きく異なると考えられる。また、床(7)

ラーメン部材の接合部や、検査、配管のための開口部等の応力集中を引き起こすと予想される箇所には、ハンチ部を設けることを原則とする。

版支間方向にリブ直上とリブ間の床版応力度に違いも生じてくる。よって、その配置形状をどのように選定していくのかが課題となる。

また、箱げた等で、ウエブとフランジの厚さが大きく異なるような場合は、その接合部付近に、温度変化、乾燥収縮、クリープ等により、ひび割れが発生することがあるので、相互に接合する部材の厚さが著しく不均等にならないように、部材間の厚さのつり合いについても注意する必要がある。

■ 性能評価の対応策
リブは梁部材として床版を支持し、床版と共に荷重を支持する構造であり、そのリブの配置間隔、配置形状・剛性の違いよって、床版の断面力が大きく異なる。リブの配置間隔およびリブの形状寸法（部材幅、部材高さ）を適切に設定する必要がある。

【解説】実際に施工された橋梁として、図-1.2.3.5 に示すように床版支間内の補強リブや、ウエブ内側にリブの配置間隔およびリブの形状寸法（部材幅、部材高さ）を設定する際の検討項目として、以補強リブを設置した事例がある。2-1-1)、2-1-2)、2-1-3)、2-1-4)下が考えられる。
・ 床版に発生する応力度を 1-2-2)、1-2-3)に示す程度に抑える。

古川高架橋

大平高架橋

・ リブ直上とリブ間の床版応力度に大きな差が生じないよう、同等程度に抑える。

・ 張出床版：リブ付き床版

・ 張出床版：リブ付き床版

・ リブ自体にも有害なひび割れが発生しないように所定の応力度に抑えるか、鉄筋により補強

・ 中間床版：水平リブ＋鉛直リブ

・ 中間床版：水平リブ（等高）・ リブピッチ：ctc2600

・ リブピッチ：ctc4000

・ リブ厚 ：B=350

・ リブ厚 ：B=300

・ プレキャストセグメント工法

・ 押し出し架設する。
・ リブからウエブ等に伝達される応力度を有害なひび割れが発生しないように所定の応力度に抑える。
また、リブ付き床版は、床版に作用する荷重がリブを介してウエブにも伝達されるためウエブにも大きな断面力が伝達されることから、図-1.2.3.4 のような支持構造が考えられる。2-1-1)①リブ無し（通常箱げた）②張出床版 水平リブのみ③中間床版 ブロックタイプ

瀬戸川橋

花倉高架橋

・ 張出床版：リブ付き床版

・ 張出床版：リブ付き床版

・ 中間床版：ブロックタイプ

・ 中間床版：水平リブ（等高）・ リブピッチ：ctc3000

・ リブピッチ：ctc3250

・ リ ブ 厚 ： B=300 、 ブ ロ ッ ク ：・ リブ厚 ：B=500－ 91 －

600x800x1700

・ 片持ち架設、２室箱桁橋

・ 片持ち架設＋固定支保工架設④中間床版 鉛直リブ

⑤中間床版 水平リブ

⑥中間床版
水平リブ＋鉛直リブ

図-1.2.3.5 実橋におけるリブ構造の事例[検証事例-2]
図-1.2.3.4 リブ支持構造の事例［参考文献］
2-1-1)

岩立、藤島、横山、中山：第二東名高速道路

2-1-2)

黒岩、後藤、多田、梅田：瀬戸川橋の設計・施工について、プレストレストコンクリート技術

2-1-3)

池田、太田、室田、春日：古川高架橋（工場製プレキャスト）の設計、プレストレストコンク

大平高架橋～リブ付き床版の設計～、プレス

トレストコンクリート技術協会第 10 回シンポジウム論文集(2000 年 10 月)
協会第 10 回シンポジウム論文集(2000 年 10 月)
リート技術協会第 10 回シンポジウム論文集(2000 年 10 月)
2-1-4)

中塚、青木、千国、油野：リブ付き床版構造を採用した PC 箱桁橋の設計 -第二東名高速道路
花倉高架橋（下り）、プレストレストコンクリート技術協会第 15 回シンポジウム論文集(2006年 10 月)2-2)

床版の支持条件が従来と異なることに対する課題

2-2-1)

リブの設計断面力の算出方法【解説】
リブ配置、リブ形状、床版の支持条件、そして各部材との結合条件を適切に再現できるモデ■ 関連する道路橋示方書の規定ルとして、図-1.2.3.6 に示すような 3 次元 FEM
解析が考えられる。

[道路橋示方書Ⅲ 10.3 構造解析](4)
1)

3 次元 FEM 解析は、実構造を忠実に再現でき

横方向の設計るモデルである反面、モデル化によって結果が下フランジ及びウエブの断面力は、箱げたをウエブ及び上下フランジにより構成され異なることがあり、十分留意する必要がある。

るラーメン構造とみなして算出してよい。
2)

傾斜ウエブ及び補強リブを有する箱げた橋における下フランジ及びウエブの断面力

は、ウエブの傾斜及び補強リブの影響を考慮して求めてよい。

図-1.2.3.6 3 次元 FEM 解析モデルの例[検証事例-1](4)1) 下フランジ及びウエブの断面力は、図-解 10.3.3 に示すように、橋軸方向に 1m の奥行きを有する箱形ラーメン構造にモデル化して算出しても、実用上十分な精度の解が得られる
ので、一般にこの方法によって求めてよいとした。
この場合、活荷重による曲げモーメントは、上フランジについては、表-7.4.1 により求めるものとする。また、ウエブ及び下フランジについては、・・・・・最も不利となる組合せを考慮するものとする。また、上フランジにプレストレスを導入する場合は、プレストレス力による－ 92 －

不静定力の影響を考慮するものとする。

■ 技術的課題
リブの配置間隔、配置形状・剛性の違いよって、床版及びリブに生じる断面力が大きく異なる。さらにウエブや下床版もリブからの断面力の影響を受けることから、単純な箱桁ラーメン構造と見なすことが出来ない。よって、リブに生じる断面力も床版同様にその算出方法が設計上の課題となる。
■ 性能評価の対応策
リブの配置・形状が異なっても、リブを適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一にして理論値を算出すれば、床版部材と同様にリブ部材に発生する断面力を直接確認することが出来る。

2-2-2)リブに発生する応力度の制限[道路橋示方書Ⅲ 4.1 総則](1) 部材の照査は、(2)の規定にしたがって断面力を算出し、4.2 から 4.6 の規定にしたが■ 関連する道路橋示方書の規定って行うものとする。

[道路橋示方書Ⅲ 3.2 コンクリートの許容応力度](1)(2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。

従来、荷重に対する部材の設計計算は、安全度を確保できる部材断面及び必要鋼材量を算出する規定となっていた。これに対して、本改訂では、部材が荷重に対して所要の性能を有するか否かの照査を行うという規定に定めている。すなわち、曲げモーメント、軸方向力、また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。

せん断力、ねじりモーメントといった断面力に対して、設計荷重作用時には 2.2(2)に規定す
る荷重の組合せにより部材断面に生じる鉄筋やコンクリートの応力度が許容応力度以下であ

表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm2)
コンクリートの設計基準強度

40

50

60

り部材断面に作用する設計断面力が断面耐力以下であることを照査することにより、所要の

1) プレストレッシング直後

1.2

1.5

1.8

2.0

性能を満足するものとみなせるとしたものである。

2) 活荷重及び衝撃以外の主荷重

0

0

0

0

ここで、設計荷重作用時の照査は、鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリー

3) 床 版

0000

ト構造に応じて、表-解 4.1.1 に示すようにコンクリート応力度、鉄筋応力度等の項目に対し

4) プレキャストセグメント橋
におけるセグメントの継ぎ目

0

0

0

0

て行う。また、終局荷重作用時の照査は、全ての部材の構造区分について、表-解 4.1.1 に示

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

す項目に対して行う。

0

0

0

0

応力度の種類

曲げ引張
応力度ることを照査することにより、また、終局荷重作用時には 2.2.(3)に規定する荷重組合せによ

30

主荷重及び
主荷重に相
当する特殊
荷重

6) 軸引張応力度表-解 4.1.1 コンクリート上部構造の荷重に対する構造部材の主な照査項目－ 93 －

プレストレストコンクリート構造
鉄筋コンクリート構造
曲げモーメ
コンクリート縁応力度
コンクリート縁応力度
ント又は軸≦許容圧縮応力度≦許容圧縮，引張応力度
方向力
軸方向鉄筋応力度
ＰＣ鋼材応力度≦許容圧縮，引張応力度≦許容引張応力度（軸方向鉄筋応力度
設計荷重≦許容引張応力度）
作 用 時
せん断力又
斜引張鉄筋応力度
コンクリート斜引張応力度
はねじりモ≦許容引張応力度≦許容斜引張応力度ーメント（コンクリートせん断応力度≦負担せん断応力度）

荷重状態及び断面力の種類［道路橋示方書Ⅲ 3.3 鉄筋の許容応力度］
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度
は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値となる。
表-3.3.1 鉄筋の許容応力度(N/mm2)
鉄筋の種類
応力度、部材の種類
1) 活荷重及ぶ衝撃以外の主荷重
2) 活荷重の組合せに衝一般部材
引
突荷重又は地震の影張
響を考慮しない場合の 床版及び支間長10ｍ
応許容応力度の基本値 以下の床版橋
力3) 荷重の組合わせに衝突荷重又は地震の影響
度を考慮する場合の許容応力度の基本値
4) 鉄筋の重ね継ぎ手長又は定着長を算出する
場合の鉄筋応力度の基本値
5) 圧縮応力度

SR235

SD295A
SD295B

SD345

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

140

180

200

140

180

200

曲げモーメ
ント又は軸
終局荷重 方向力
作 用 時 せん断力又
はねじりモ
ーメント

設計断面力≦断面耐力（破壊抵抗曲げモーメント）
設計断面力≦ウエブコンクリートの圧壊に対する断面耐力
設計断面力≦斜引張破壊に対する断面耐力［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］(1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。
2） 活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。
2) 自動車等の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。

2-2-3)■ 技術的課題
道路橋示方書でも「梁部材」と「床版部材」ではその許容値の設定が異なるように、リブに発リブの疲労耐久性■ 関連する道路橋示方書の規定生するコンクリート応力度をどの部材の制限値に準じ、どの程度に制御するのかが課題となる。
［道路橋示方書Ⅲ 4.2.1 一般］
リブの構造種別
ＲＣ構造
ＰＣ構造

リブに発生する応力度の課題(1)

鉄筋引張応力はどの部材の制限値に準じるのか

曲げモーメント又は軸方向力が作用する部材の設計荷重作用時の照査は、4.2.3 の規定により行うものとする。

鉄筋量等の構造細目もどの部材の制限値に準じるのか(2)

引張応力度をどの部材の制限値に準じるのか。

曲げモーメント又は軸方向力が作用する部材の終局荷重作用時の照査は、4.2.4 の規定により行うものとする。

そして、曲げに対する検討だけでなく、せん断に対する補強方法も道路橋示方書の梁部材としての設計手法に準じても問題ないか課題となる。

［道路橋示方書Ⅲ 4.3.1 一般］(1)■ 性能評価の対応策

せん断力が作用する部材の設計荷重作用時の照査は、4.3.3 の規定により行うものとする。

リブは、床版を支える梁部材と考えられるため、道路橋示方書に示す梁部材の曲げ応力度の許(2)

容値以内に抑えられればよいと考えられる。また、せん断力に対する補強方法も道路橋示方書にせん断力が作用する部材の終局荷重作用時の照査は、4.3.4 の規定により行うものとする。

示す梁部材として適切に取り扱うことで、性能が確保されると考えられる。

－ 94 －[道路橋示方書Ⅲ【解説】(1)

道路橋示方書の関連する記述として、以下の内容を準用する方法も考えられる。
［道路橋示方書Ⅲートの打込みが困難とならないようにするものとする。
(2)

り損傷するのを防ぐためにプレストレスの方向に引張応力を生じさせないこととしている。その．．
ため、リブを PC 床版部材として取り扱う場合の許容応引張力度は 1-2-2) に準じることとなるが、．
PC 梁として考えた場合、その他部材と考えられることからコンクリートの許容引張応力度は、
道路橋示方書Ⅲ 表-3.2.3 に示す値となる。

構造及び部材寸法]

定着具が無理なく配置でき、所定のかぶりが十分にとれるものとする。また、コンクリ

3.2 (2)プレストレストコンクリートの許容引張応力度］に関して

道路橋示方書における PC 床版の許容応力度はフルプレストレスであり、床版がひび割れによ

6.3

ウエブ、横げた及び隔壁の厚さは、鉄筋、ＰＣ鋼材（シースを含む）及びＰＣ鋼材の部材の接合部等応力が集中しやすい部位は、応力の伝達が円滑に行われる形状とする
ものとする。

[道路橋示方書Ⅲ 6.4 最小鋼材量]［道路橋示方書Ⅲ 3.3 鉄筋の許容引張応力度］ではリブを RC 構造とした場合の筋の許容曲げ引張応力度は、道路橋示方書Ⅲ 表-3.3.1 準じる。

(1)

部材には、所要のじん性を確保する鋼材を配置するものとする。

(2)部材には、乾燥収縮や温度勾配等により、有害なひび割れが発生しないように鋼材をこの時一般部材の σsa=180N/mm2 に準じるか、それとも床版の一部と考え σsa=140N/mm2 の許容応力度に対し 20N/mm2 程度余裕を持たせるのが望ましいか選定する必要がある。

配置するものとする。
(3)

各部材の鋼材は、4 章の規定に基づき設計計算上必要とされる鋼材を配置する。

［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］では道路橋示方書での通常 PC 床版では、7.3 に規定する床版の厚さを満足し、7.4 の規定による
設計曲げモーメントにより床版を設計する場合は、せん断力に対する照査を省略できるとしてい[道路橋示方書Ⅲ 6.5 プレストレストコンクリート構造の引張鉄筋]

る。

(1)

プレストレストコンクリート構造では、計算上想定しないひび割れが生じた場合でも、その幅の拡大や集中を防ぐとともに、所要のじん性を確保するものとする。

これらの内容を理解した上で、適切な許容値の設定を行う必要がある。
[検証事例-3]

［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］(1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにするほか、

3)

リブと床版の接合部について

3-1)

床版の支持条件が従来と異なることに対する課題

3-1-1)

リブ接合部の構造

以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。
3) 活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。

■ 関連する道路橋示方書の規定

4) 自動車等の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
(2)

7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。

[道路橋示方書Ⅲ7.5

構造細目][道路橋示方書Ⅲ7.5.1 床版と支持げたの結合](1) 床版と支持げたとの結合部は、応力が円滑に伝わるような構造とするものとする。
(2)(3)から(5)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

(3) 床版には、支持げた上でハンチを設けるものとする。

■ 技術的課題
リブ付き床版は、リブによって床版を直接支持する部材であることや、将来の取り替えが困難(4) 床版のハンチの傾斜は、1：3 よりゆるやかにするのが望ましい。1：3 よりきつい場合
は、図-7.5.1 に示すように 1：3 までの厚さを床版として有効な断面とみなすものとする。

であることから、耐久性に十分配慮する必要がある。また、床版を支える部材であることが前提条件であるため、床版に先行して破壊することを避けるべき部材と考えられる。そのため、十分な疲労耐久性を有しているかの検証方法が課題となる。
■ 性能評価の対応策
リブ付き床版は、リブによって床版を支える部材であることが設計の前提条件であることか－ 95 －

ら、床版より先にリブが先行して破壊しない構造が必要となる。リブに発生する応力度を床版応力度程度に抑えることによって、リブ付き床版の疲労耐久性は確保出来るものと考えられる。
(5)

ハンチには、その内側に沿って鉄筋を配置することを原則とするものとする。ハンチに沿う鉄筋の直径は 13mm 以上とする。(図-6.6.6 参照)【解説】
リブは、配置間隔とリブ形状を適切に設定し、求められた断面力より、部材の応力度を道路橋示方書に示す許容値内に抑え、有害なひび割れを発生させないようにすれば、道路橋示方書のみな[道路橋示方書Ⅲ 11.3 けたと床版の結合]

し仕様により設計された床版および梁部材と同等レベルと考えられる。

(1) けたと床版間のずれ止めは、結合面に生じるせん断力に対して安全となるようにするも
のとする。

①

道路橋示方書の関連する記述として、以下の内容を準用する方法も考えられる。

(2) (3)から(8)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

床版部材の一部と考えた場合(5)［道路橋示方書Ⅲ 7.2

設計一般］

コンクリート床版の破壊メカニズムは複雑であり設計計算による疲労耐久性の照査は困難でけたと床版の結合面におけるせん断応力度は、式(11.3.2)により算出するものとする。
なお、けたと床版の温度差の影響によるせん断応力度は、必要に応じて考慮するものあるため、道路橋示方書Ⅲ 7.2（2）のみなし仕様に準じた床版の設計に準じることにより、疲とする。

労耐久性を担保していると考えることができる。
②

τb ＝ Ｓ･Ｑ／b･Ｉ ･･･ 式(11.3.2)

床版を支える梁部材として考えた場合［道路橋示方書Ⅲ 4.2、4.3］(6)

ずれ止め鉄筋の直径は、13mm 以上とするものとする。

床版を支える梁部材としての記述は特に定められていないため、［道路橋示方書Ⅲ 4.2、4.3］(7)

ずれ止め鉄筋の中心間隔は 100mm 以上、かつ 500mm 以下とするものとする。

に従って部材の照査を行い、構造細目［道路橋示方書Ⅲ 6.3～6.6］に示す規定に従うことで、(8)

ずれ止め鉄筋の鉄筋量は、けたと床版の結合面の面積の 0.2%以上とするものとする。

梁部材としての疲労耐久性を担保すると考えることができる。

なお、プレキャストげたのスターラップやフランジの鉄筋等をずれ止めとみなしてもよい。

3-1-2)■ 技術的課題
リブは、床版を支える梁部材であり、リブ接合部は床版との一体化が図れる構造である必要がある。よって、リブ接合部は「梁とスラブ」との接合部位と考え、道路橋示方書に規定されたその構造細目に準じても問題ないか課題となる。

リブ接合部の応力度■ 関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅲ 3.3 鉄筋の許容応力度］
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度■ 性能評価の対応策
接合部には局部的な応力を発生させないように、その接合構造に配慮した設計が必要である。

は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値となる。
表-3.3.1 鉄筋の許容応力度(N/mm2)
鉄筋の種類

【解説】
応力度、部材の種類

リブ接合部は、「リブと床版」、「リブとウエブ」に分けられる。

1) 活荷重及ぶ衝撃以外の主荷重
2) 活荷重の組合せに衝一般部材
引
突荷重又は地震の影張
響を考慮しない場合の 床版及び支間長10ｍ
応許容応力度の基本値 以下の床版橋
力3) 荷重の組合わせに衝突荷重又は地震の影響
度を考慮する場合の許容応力度の基本値
4) 鉄筋の重ね継ぎ手長又は定着長を算出する
場合の鉄筋応力度の基本値
5) 圧縮応力度

リブと床版の接合部は、基本的には「梁とスラブ」の接合となるため、道路橋示方書Ⅲ 7.5.1
及び道路橋示方書Ⅲ 11.3 に示すけたと床版の結合の規定に準用することと、道路橋示方書Ⅲ

6.3～6.6 に示す構造細目の規定の準用することによって、一体化していると見なしてもよいと考えられる。
また、リブとウエブの接合部は、張出床版リブからの力の伝達によって、ウエブにその断面力が伝達し、ウエブ内側に局部的な大きな引張応力度が作用する可能性があるため、「リブと床版」の接合と同様に、その接合構造に配慮した設計が必要である。床版支間内の補強リブや、ウエブ

SR235

SD295A
SD295B

SD345

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

140

180

200

140

180

200

－ 96 －

内側に補強リブを設置した事例（2-1-1）参照）もあるため、それらを参考にするとよい。
[検証事例-2][道路橋示方書Ⅲ7.5 構造細目][道路橋示方書Ⅲ7.5.1 床版と支持げたの結合](1) 床版と支持げたとの結合部は、応力が円滑に伝わるような構造とするものとする。
(2)(3)から(5)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。

(3) 床版には、支持げた上でハンチを設けるものとする。
(4) 床版のハンチの傾斜は、1：3 よりゆるやかにするのが望ましい。1：3 よりきつい場合
は、図-7.5.1 に示すように 1：3 までの厚さを床版として有効な断面とみなすものとする。

(5)

ハンチには、その内側に沿って鉄筋を配置することを原則とするものとする。ハンチに沿う鉄筋の直径は 13mm 以上とする。(図-6.6.6 参照)

3-1-3)■ 技術的課題
リブと床版、そしてリブとウエブ部における接合部では、リブからの伝達される断面力によって局部的な引張応力度が発生する恐れがある。しかしながら、発生応力度の算出方法や補強方法が不明確であり、課題となる。

■

リブ接合部の疲労耐久性
関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ(3)

構造及び部材寸法]

具が無理なく配置でき、所定のかぶりが十分にとれるものとする。また、コンクリート■ 性能評価の対応策
リブと床版、そして特にリブとウエブ部における接合部では、局部的な引張応力度が発生する恐れがある。従って、ＦＥＭ解析によってコンクリートに有害なひび割れが発生しない応力度に抑え、ひび割れの打込みが困難とならないようにするものとする。
(4)のと考えられる。

部材の接合部等応力が集中しやすい部位は、応力の伝達が円滑に行われる形状とする
ものとする。

を制御する鉄筋を配置する事によって、道路橋示方書で要求している接合部の耐久性を確保できるも[道路橋示方書Ⅲ 6.4 最小鋼材量]
(4)
(5)

【解説】

部材には、所要のじん性を確保する鋼材を配置するものとする。
部材には、乾燥収縮や温度勾配等により、有害なひび割れが発生しないように鋼材を配置するものとする。

リブと床版の接合部は、局部的な引張応力が発生しないように、道路橋示方書Ⅲ 7.5.1 床版と支持げたの結合 を参照すると共に

6.3

ウエブ、横げた及び隔壁の厚さは、鉄筋、PC 鋼材（シースを含む）及び PC 鋼材の定着(6)各部材の鋼材は、4 章の規定に基づき設計計算上必要とされる鋼材を配置する。

道路橋示方書Ⅲ 6.3～6.6 に示す構造細目の規定の準用する。

そして、リブの結合に発生する鉄筋応力度の制限値は、以下の内容を準用する方法も考えられる。

［道路橋示方書Ⅲ 7.2 設計一般］(1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにするほか、－ 97 －［道路橋示方書Ⅲ 3.3 表-3.3.1］

以下の 1)、2)の規定を満足するものとする。

リブ接合部は通常 RC 構造となるため、鉄筋応力度を道路橋示方書Ⅲ 表-3.3.1 に示す許容応力度以内に抑える。この時、リブ接合部の鉄筋引張応力度は、道路橋示方書Ⅲ 表-3.3.1 に示す一般部材の σsa=180N/mm2 に準じるか、それとも床版の一部と考え σsa=140N/mm2 の許容応力度に対し20N/mm2 程度余裕を持たせるか選定する必要がある。

5) 荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。
6) 自動車等の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにする。
(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。

[検証事例-2][道路橋示方書Ⅲ 11.3 けたと床版の結合](1) けたと床版間のずれ止めは、結合面に生じるせん断力に対して安全となるようにするものとする。
(2) (3)から(8)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
(5) けたと床版の結合面におけるせん断応力度は、式(11.3.2)により算出するものとする。
なお、けたと床版の温度差の影響によるせん断応力度は、必要に応じて考慮するものとする。

τb ＝ Ｓ･Ｑ／b･Ｉ ･･･ 式(11.3.2)(6) ずれ止め鉄筋の直径は、13mm 以上とするものとする。
(7) ずれ止め鉄筋の中心間隔は 100mm 以上、かつ 500mm 以下とするものとする。
(8) ずれ止め鉄筋の鉄筋量は、けたと床版の結合面の面積の 0.2%以上とするものとする。なお、プレキャストげたのスターラップやフランジの鉄筋等をずれ止めとみなしてもよい。

4)■ 技術的課題
リブ接合部は、リブにより床版を直接支持する部材であるため、耐久性に十分配慮する必要

その他の構造

4-1)

リブを配置することで生じる主桁の構成部材としての課題

4-1-1)

主桁の有効幅がある。どのような検証によって、十分な疲労耐久性を有していると言えるのかが課題となる。
■ 関連する道路橋示方書の規定■ 性能評価の対応策
床版を支えるリブ接合部に発生する鉄筋の引張応力度は、床版部材と同等な考え方をすることで疲労耐久性を確保出来ると考えられる。

[道路橋示方書Ⅲ 4.2.2 有効断面](3) 曲げモーメントに対する圧縮フランジの片側有効幅は、式(4.2.1)により算出するものとする。
1) 主げた（直接支持されたけた）【解説】

λ＝L/8 ＋bs

リブ接合部は、リブにより床版を支持する接合部材であるため、耐久性に十分配慮する必要が

ただし、連続版及び単純版の場合 λ≦Lb/2ある。道路橋示方書では、直接、輪荷重の影響を受ける床版の応力度を、通常の部材とは異なる
許容値に制限することで、疲労耐久性を確保している。同じように考えれば、床版を支えるリブ自体の許容値も床版に準じた値で抑えることで疲労耐久性を確保出来ると考えられる。

片持ち版の場合式(4.2.1)

λ≦Lc(4) 軸方向力に対する圧縮フランジの片側有効幅は、式(4.2.2)により算出するものとする。
1) 主げた（直接支持されたけた）

道路橋示方書の関連する記述として、以下の内容を準用する方法も考えられる。

連続版及び単純版の場合

λ＝Lb/2［道路橋示方書Ⅲ3.3］

片持ち版の場合

λ＝Lc

式(4.2.2)－ 98 －

リブ接合部の鉄筋の許容引張応力度を床版鉄筋の許容応力度に制御する。
［道路橋示方書Ⅲ6.3～6.6 、11.3］■ 技術的課題

道路橋示方書Ⅲ 6.3～6.6 に示す構造細目の規定に従うこと、また、道路橋示方書Ⅲ 11.3 に示す

リブ付き床版構造は、剛性の高いリブが主方向に等間隔で配置されるため、主桁の圧縮フラン

けたと床版の結合の規定に従う。

ジ有効幅の考え方に影響が生じないかが課題として考えられる。
■ 性能評価の対応策
3 次元 FEM 解析を用いることで、リブの配置が主桁応力度に及ぼす影響を確認する。

【解説】
リブ付き床版は、剛性の高いリブが主方向に等間隔で配置されているため、① 主桁の有効幅の考え方に影響が生じないか② 主方向の抵抗断面にリブが寄与しないかが課題として考えられる。
リブ付き床版とした場合の主桁の有効幅は道路橋示方書では特に定められていないが、リブを配置することによって一般に張出し床版長が長くなることから、通常の PC 箱桁橋と同様に、
道路橋示方書Ⅲ 4.2.2 を準用する方法が考えられる。この時、リブの配置間隔、剛性の影響、PC 鋼材定着位置、エッジビームの有無や張出床版長の影響も主桁の有効断面に影響する事が懸念されるため、そのモデル化には留意する必要がある。
[検証事例-4]

4-1-2)

プレストレスの伝達■ 技術的課題
リブを配置することで主方向のプレストレス力が断面方向に分散する可能性も考えられ、■ 関連する道路橋示方書の規定

その伝達の影響についても確認する必要がある。

[道路橋示方書Ⅲ 6.6 鋼材の配置][道路橋示方書Ⅲ 6.6.7(1)

PC 鋼材の定着]

定着具の位置は、部材の所定のプレストレスを導入できるように、また、部材に有害
なひび割れが生じないように選ぶものとする。

(2)
(3)

部材の中間に定着具を設ける場合は、活荷重による応力変動の大きな点から十分離れ定着具は、けたのウエブに設けるものとする。ただし、やむを得ず上フランジ、下フランジ又はウエブ側面に沿わせて定着する場合は、6.6.8 の規定により補強するものとする。

(5)

広幅員を有する主桁形状であっても 3 次元 FEM モデルを使用し、プレストレスの影響範囲を解析することによって、プレストレス伝達効果を検証する。

(3)から(5)による場合は、(1)を満足するものとみなしてよい。
た断面の断面図心に近い位置か、圧縮部のコンクリートに定着するのがよい。

(4)■ 性能評価の対応策【解説】
リブ付き床版とした場合、リブを配置することによって一般に張出し床版長が長くなるが、プレストレスが主桁へ影響する有効範囲は、通常の PC 箱桁橋と同様に道路橋示方書Ⅲ 6.6.7 を準用する方法が考えられる。
また、3 次元 FEM 解析を実施することによって、リブ設置によるプレストレスの主方向への影

数多くの定着具を同一断面に配置する場合は、定着具の数、引張力の大きさ、各定着

響も直接確認することもできる。

具の必要最小間隔等を考慮して、定着部のコンクリートの断面形状及び寸法を定めるものとする。

[検証事例-4]－ 99 －(1)、(3) 定着部近くの断面では、・・・・・β＝33 ﾟ 40’とするのが望ましい。
したがって、図-解 6.6.11 に示すような・・・・定着角度等により異なる。一般には、数本あるいはそれ以上の PC 鋼材が定着されることが多く、プレストレス力の広がりは互いに重なり合うほか、定着具の大きさ及びウエブ厚等によって変化する。これらを考慮して、定着
位置からプレストレスが有効に作用する断面までの距離は ( h＋bf )／2 としてよい。（図解 6.6.12）。

図-解 6.6.12

数本で PC 鋼材が定着される場合の設計断面

4-1-3)(3) 検証事例

床版横締め PC 鋼材のプレストレス力■ 関連する道路橋示方書の規定

検証事例-13 次元 FEM 解析を用いた活荷重による断面力の算出方法

要求性能

構造の安全性、使用目的との適合性[道路橋示方書Ⅰ 2.2.4 プレストレス力](1)

構造物にプレストレスを導入する場合には、これを適切に考慮するものとする。

(2)

プレストレス力は、プレストレッシング直後のプレストレス力及び有効プレストイレス
検証方法

力に区分して、それぞれ適切に考慮するものとする。
(5)

検証目的

プレストレッシング直後のプレストレス力は、PC 鋼材の引張端に与えた引張力に、次検証方針の影響を考慮して算出する。

関連規定

道路橋示方書Ⅲ 7.4.2

道路橋示方書断面力算出式設定時の支持条件と異なる床版の支持形式であるリブ付き床版において、設計断面力を FEM 解析により算出した検証事例。
実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

3 次元 FEM 解析により断面力を算出。
(1) 3 次元 FEM 解析モデル

1) コンクリートの弾性変形
2) PC 鋼材とシースとの摩擦
3) 定着具におけるセット(6)

有効プレストレス力は、(5)の規定により算出するプレストレッシング直後のプレストレス力に、次の影響を考慮して算出する。
1) コンクリートのクリープ
この場合に考慮する持続荷重は、プレストレッシング直後のプレストレス力及び死荷重とする。

－ 100 －

2) コンクリートの乾燥収縮
3) PC 鋼材のリラクセーション

図-1 検討対象主桁断面■ 技術的課題
リブを配置することによって床版支間方向の抵抗断面が増えること、床版支間方向の弾性
変形がリブに拘束されることが考えられる。よって横締めプレストレスによる床版応力度の検証内容

算出に留意する必要がある。
■ 性能評価の対応策
リブの設置による床版プレストレスの影響や拘束効果の確認は、4-1-1)、4-1-2) と同様に ３次
元ＦＥＭモデルを使用し、床版支間方向にプレストレスを導入しその影響を解析することによって、その関与の度合いを確認出来る。

鉛直方向固定【解説】
リブ付き床版とした場合、リブがどの程度、床版横締めプレストレスに影響を及ぼすのか、道路
橋示方書では特に定められていない。しかし、リブも床版部材断面の一部と考え、通常の箱桁橋と同様に、道路橋示方書Ⅰ 2.2.4 に準用してプレストレスを計算する方法が一般的である。
[検証事例-4]

図-2 3 次元 FEM モデル（ソリッドモデル）(2)活荷重の載荷方法
・各着目断面に対して最も不利になるようにＴ荷重を載荷させる。
・舗装厚内での 45 度分布を考慮した荷重を床版上面に作用させる。
・Ｔ荷重をリブ間とリブ直上の断面に載荷するケースをそれぞれ行う。

FEM 解析は、汎用性のある解析ツールが多く開発され、従来と比べ簡易に扱える

連続版支間に着目ようになってきたものの、モデル化によって結果に差異が生じることもあり、十分留意する必要がある。以下に考えられる留意事項を列挙する。
①

モデルの種類→

シェルモデルとソリッドモデルがあり、より実構造に近いのはソリッドモデル

であるが、モデル作成に手間を要する。シェルモデルは、ソリッドモデルに比べモデル作成は容易であるが、部材間の結合条件などに留意が必要となる。

連続版支点に着目②

メッシュ分割→

メッシュの分割数、大きさなどに結果が左右される。適切で無駄のないメッシ

ュ分割を行う必要がある。

注意点③

モデルの長さ
→道路橋示方書算出式のモデルは無限長であるが、FEM モデルは、得られる解に問題の無い範囲で、できるだけ短いモデル長とするのが望ましい。

片持版支点に着目

④

支持条件
→

PC 箱桁をモデル化するため、下端の支持条件によっても得られる値が異なる可能性がある。
⑤

活荷重載荷方法→－ 101 －

図-3

向の載荷位置も変化させる必要がある。

活荷重載荷方法(3)床版応力度算出結果
表-1①連続版支間床版応力度算出結果②連続版支点

リブ上

N/mm2
床
上縁

下縁

-0.01

0.08

橋面

-0.52

床版横締め

4.73

活荷重

2.54

-0.29

死荷重時

4.20

3.88

死荷重時

設計荷重時

6.74

3.58

設計荷重時

N/mm2

リブ間

床

リブ上
床

自重

リブ間

③片持ち版支点

リブ上

版

版

上縁

下縁

-0.62

-0.15

0.02

橋面

-0.45

3.78

床版横締め

4.43

活荷重

-2.27

版
下縁

自重

0.02

0.25

橋面

-0.53

プレストレス
床版横締め

版

上縁

下縁

自重

-0.95

-0.04

-0.06

橋面

-1.04

-0.01

3.44

床版横締め

5.09

3.41

-0.47

活荷重

-2.78

-0.07

3.36

3.23

死荷重時

3.10

3.36

1.09

2.76

設計荷重時

0.32

N/mm2

リブ間

床

上縁

N/mm2
床

自重

リブ直上とリブ間では床版断面力が異なるため、着目する位置によって橋軸方

版

3.30
N/mm2

床
上縁

版

上縁

下縁

自重

-0.69

0.19

自重

-1.04

下縁
0.66

0.01

橋面

-0.52

-0.13

橋面

-1.10

0.49

3.80

3.02

プレストレス

3.60

3.87

プレストレス

4.08

3.55

6.33

5.03

床版横締め

6.00

6.45

床版横締め

6.80

5.91

活荷重

3.21

-2.28

活荷重

-3.79

3.89

活荷重

-4.57

4.88

死荷重時

5.82

5.29

死荷重時

4.79

6.51

死荷重時

4.66

7.06

設計荷重時

9.03

3.01

設計荷重時

1.00

10.40

設計荷重時

0.09

11.95

・ 活荷重による応力度は、衝撃の影響および割り増し係数 1.2 を考慮している。
・ 床版応力がフルプレストレスになるように床版横締め間隔を設定する。

検証事例-2

リブの形状寸法と配置間隔の設定方法

要求性能

構造の安全性、使用目的との適合性

関連規定

現在の道路橋示方書では、リブ付き床版に関する記述は無く、リブ間隔、リブ形状検証事例-3

リブ本体の設計手法

要求性能

構造の安全性、使用目的との適合性

検証目的

関連規定

リブ付き床版におけるリブ本体の断面力を FEM 解析により算出した検証事例。

についての規定は無い。しかしながら、リブは梁部材として床版を支持し、床版とと検証目的

もに荷重を支える構造のため、リブの配置間隔、配置形状および剛性の違いによって、検証方法

床版に発生する断面力及びリブ直上とリブ間の床版応力度が大きく異なる。

検証方針

FEM 解析により形状寸法と配置間隔を検証した事例。
検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

3 次元 FEM 解析を用いた断面力（応力度）よりリブの設計を実施。
検証事例-1 に示す 3 次元 FEM 解析モデルを用いて、リブに発生する応力度を直接道路橋示方書の準用検証する。荷重条件等は検証事例-1 の床版の設計事例と同じである。

３次元 FEM 解析を用いて主桁応力へ及ぼす影響を確認。

検証方針
1)

表-1 床版応力度計算結果

中塚、青木、千国、油野：リブ付き床版構造を採用したＰＣ箱桁橋の設計 -第二

参考文献

東名高速道路①連続版支間

花倉高架橋（下り）、プレストレストコンクリート技術協会第 15

回シンポジウム論文集(2006 年 10 月)

リブ上

検証内容

生が異なるため、リブに発生する断面力にも着目した活荷重載荷方法を検討するする－ 102 －

必要がある。
また、下記の留意事項も含めながら形状を決定する必要がある。
①

N/mm2
リ

3 次元立体 FEM 解析では、道路橋示方書式では評価出来ないリブ付き床版の効果を確認出来る。しかし、広幅員一室箱桁とは異なりリブ直上とリブ間では断面力の発②連続版支点

施工性③片持ち版支点

リブ上

ブ

N/mm2
リ

リブ上

ブ

N/mm2
リ

ブ

上縁

下縁

上縁

下縁

上縁

下縁

自重

0.08

0.36

自重

-0.15

0.93

自重

-0.04

1.86

橋面

0.02

1.21

橋面

-0.06

0.11

橋面

-0.01

2.49

床版横締め

3.78

1.63

床版横締め

3.44

0.24

床版横締め

3.41

-2.48

活荷重

-0.29

-4.51

活荷重

-0.47

4.94

活荷重

-0.07

6.44

死荷重時

3.88

3.20

死荷重時

3.23

1.28

死荷重時

3.36

1.88

設計荷重時

3.58

-1.31

設計荷重時

2.76

6.22

設計荷重時

3.30

8.32

リブ間隔は、床版だけの設計に着目するのではなく、片持架設のブロック割りや
コンクリートの打ち込みやすさなど、施工性と関連しながら計画を進める必要があ

上記の例は、リブを PC 構造として引張応力度を許容値以内（σc＞-1.5N/mm2）に

る。

注意点
②

抑えた例である。

リブ間隔の設定
リブ間隔が小さいと施工性に劣り、床版の合理的設計が出来ない。またリブ間隔

本例で示した解析事例はあくまでも一例であり、リブの構造種別（PC か RC か）、が大きすぎるとリブ及び床版に大きな断面力が発生し、橋軸方向にも支配的な断面力が発生する場合もある。従って、床版およびリブに発生する応力度バランスを考慮しながら計画を進める必要がある。
③

中間床版リブ形状の決定
2-1-1)の解説に示す様に、中間床版リブ形状はさまざまな形状が考えられる。過去の事例を参考にするなど、その形状決定には留意する必要がある。

リブに発生する応力度の制限値等を考慮の上、解析を実施する必要がある。
注意点※検証事例-1(3 次元 FEM 解析を用いた床版の活荷重による断面力の算出方法)の注意点に同じ。

1.2.4 ストラット付き床版構造
検証事例-4リブの配置が主桁応力へ及ぼす影響の確認(1)

主な技術概要要求性能

構造の安全性、使用目的との適合性持された床版を適用対象として要求性能が規定されており，そのみなし仕様として，活荷重による

1.2.2 (1)に示すように，道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編において，コンクリートのけたで支

検証目的

関連規定

リブ付き床版構造は、剛性の高いリブが主方向に等間隔で配置される。主桁の設計

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

床版の設計曲げモーメント算出式が規定されている。この算出式は，長辺比が１：２以上の床版で，連続版の支点部では支持桁と床版が剛結された構造とし，連続版の支点部を除く計算式では等方性における抵抗断面の考え方について検証した事例。
道路橋示方書の準用

無限単純版と等方性無限片持版の支持条件を対象としており，解析により得られた理論値に対し安全率を見込んだみなし仕様で算出されている。しかしながら，ストラット付き床版構造は，図検証方針

3 次元 FEM 解析を用いて主桁応力へ及ぼす影響を確認。

-1.2.4.1 に示すように主桁ウェブとストラットにより床版を支持する構造のため，従来構造の床版

下記の FEM モデルを用いて、自重およびプレストレスによる応力度と、棒解析にの支持条件や主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でなくなる。
本節で対象とするストラット付き床版構造は，道路橋示方書による床版断面力算出時の前提となよる値との比較を行う。

る支持条件が異なるものであり，道路橋示方書式をそのまま使用することに疑義が生じる。
CASE1
対称拘束

CASE2

ストラット付き床版構造は広幅員となる傾向があるが，広幅員となることによる技術的課題に対しては 1.2.2 広幅員一室箱桁に準ずることとする。

7@3000=21000－ 103 －

リブ厚 t=300
リブ間隔 L=3000

鉛直方向固定図-1 3 次元 FEM モデル

検証内容

ストラット

プレストレスは導入直後応力度を用い節点に集中荷重として載荷

図-1.2.4.1 ストラット付き床版箱桁の概要図

CASE1・・・上縁から 500mm
CASE2・・・下床版厚中心σpt=

1035.0

N/mm2

AP =

1664.4mm2（12S15.2）

P =1722654 N(2) 技術評価の観点と方向性
本節で取り扱うストラット付き床版構造は，床版の支持条件が通常の PC 箱桁とは大きく異なる。
よって本構造の技術評価を行う場合，以下の 2 タイプの観点から考える必要がある。
①床版の設計曲げモーメント算出式が道路橋示方書式を適用出来ない場合の設計手法

主方向応力度は、自重、プレストレスとも棒解析とほぼ同様の値を示し、リブの配置が主桁応力に及ぼす影響は少ないことが分かった。よって、リブ付き床版箱桁の主方向の設計には、リブを考慮しない断面性能を用いて問題はないものと考えられる。
本例で示した解析事例はあくまでも一例であり、PC 鋼材定着位置、エッジビーム
注意点の有無や張出床版長の影響が予想される形状については、適宜設定する必要がある。
また、検証事例-1 に示した解析モデルとは支承支持条件が異なるため注意が必要となる。

②床版の支持条件が異なることに対する構造安全性，耐久性，使用性
これらの観点から考えられる床版，ストラットおよびストラット接合部の技術的課題について以下に記す。

表-1.2.4.1
技術評価の観点着目する部位対応する要求性能

道示における設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える場合の設計手法

床版・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

道示の断面力算出方法を適用できない場合の設計手
法

ストラット

・構造安全性・使用目的との適合性

床版

問題認識
項目

内容

対応策

検証事例

ストラット付き床版は、床版の支持条件が道示式設定時の前提条件と異なり、床版の支持条件を適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一
また、主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、本構造のにして理論値を算出すれば、道示のみなし仕様と同レベルの断面力が床版の支持条件に応じた設計曲げモーメントの算出方法について検証が必得られるものと考えられる。
要である。

検証事例-12-1-1) ストラットの材質、形状選定

ストラットの材料は、鋼製やとコンクリート製の実績があるが、鋼製ストラットは、ストラットの材質は、コンクリート製や鋼製などが考えられる。コンクリート
将来において塗装の塗り替え作業が困難であるため防錆対策の検証が必要
製の場合、材料劣化および剥落防止に留意する必要があり、鋼製の場となり、コンクリート製ストラットは、施工時の荷役設備、将来のコンクリートの劣合、防錆対策に留意する必要がある。
化および剥落防止の検証が必要である。

検証事例-3・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

1-2-1) 床版の最小全厚

床版の最小厚は、道示において床版の曲げ引張応力を抑えるように規床版支持条件が異なる場合の最小全厚の設定について検証が必要である。 定されていることから、床版の応力度を指標として、床版厚を設定する
方法が考えられる。

広幅員一室箱桁の検証事例-2

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来Ｐ
1-2-2) 床版のコンクリート応力度の 床版支持条件が異なる場合のコンクリート応力度の許容値の設定について検Ｃ床版と同等の性能を有することを確認して道路橋示方書の規定を準許容値証が必要である。
用できるか判断する。

道示の準用

床版

・疲労耐久性・使用目的との適合性

1-2-3) 床版の鉄筋応力度の許容値

床版支持条件が異なる場合の鉄筋応力度の許容値の設定について検証が必要である。

道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来ＰＣ床版と同等の性能を有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。

道示の準用

・疲労耐久性

1-2-4) 床版の疲労耐久性

床版厚を変化させた場合、大型の自動車による影響、たわみおよび振動の変 道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来Ｐ形による二次応力の発生が懸念される。よって、これまでの、みなし仕様がそ Ｃ床版と同等の性能を有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。
のまま準用できない場合、疲労耐久性について、その検証が必要である。

・使用目的との適合性

ストラットに支持された張出し床版は、支持条件および床版支間が従来の床
鉛直曲げ剛性の確保版と異なるため、鉛直曲げ剛性が確保できる床版の最小全厚の設定方法の1-2-5) 使用 （最小全厚の確保）
検証が必要である。
目的との適合性
従来のコンクリート床版では問題とならない範囲であることが明白である活荷
活荷重によるたわみ
重のたわみ算出方法の検証が必要である。

床版－ 104 －

床版

床版
床版支間が従来と異なることに対する課題

ストラット付き床版構造の問題認識と対応策一覧

1-1-1) ストラットで支持された床版の設計断面力の算出方法

道示の準用
検証事例-1
検証事例-2
広幅員一室箱桁の検証事例-2

適切な最小全厚を設定することにより、従来PC床版と同様の鉛直曲げ剛性を確保できる。

広幅員一室箱桁の検証事例-2

FEM解析を用いて、活荷重によるたわみを確認する（床版支間が大きくなっても、コンクリート系床版は剛性が大きく、活荷重によるたわみは問
題にならない程小さいものと考えられる）。

検証事例-1

検証事例-1

ストラット

・構造安全性・疲労耐久性・使用目的との適合性

ストラットによりウエブや下床版も影響を受けるため、単純な箱桁ラーメン構造
2-2-1) ストラットの設計断面力の算 と見なすことが出来ない。また、ストラット接合部の構造がストラットの断面力に 床版の支持条件を適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一
出方法影響するため、床版同様にストラット部材の設計断面力を算出する場合の、設 にして理論値を算出すればよいと考えられる。
計手法上の検証が必要である

ストラット

・疲労耐久性・使用目的との適合性

2-2-2) ストラットに発生する応力度の制限

ストラット部材は、主として圧縮部材となる場合が多いため、座屈に対する検討も必要となる。また、接合方法によっては、引張応力を発生させないように
ストラット部材を、床版を支える柱部材として照査を行う。
配置することも必要となり、ストラットに発生する応力の制限に対する検証が必
要である。

道示の準用

ストラット

・疲労耐久性

2-2-3) ストラットの疲労耐久性

ストラットは、床版を直接支持する部材であることや、将来の維持管理が困難であることから、耐久性に十分配慮する必要がある。また、床版を支える部材 ストラット本体は、軸圧縮力が卓越する部材であるため、軸圧縮力の変であるため、床版に先行して破壊することを避けるべき部材と考えられることか 動レベルをチェックすることで疲労耐久性を確認できると考えられる
ら、十分な疲労耐久性を有しているかの検証が必要である。

検証事例-4
検証事例-5ストラットと床版 ・構造安全性の接合部・使用目的との適合性

3-1-1) ストラット接合部の支持構造

取付け部の形状の違いによって、床版に発生する断面力が大きく異なるため、適切な接合部形状の設定の検証が必要である。

検証事例-6ストラットと床版 ・構造安全性の接合部・使用目的との適合性

3-1-2) ストラット接合部の支持位置

ストラットの橋軸直角方向の接合位置は、床版に発生する正負の曲げ
ストラットの橋軸方向間隔によっては、床版に過大な補強が必要となる場合がモーメントのバランスを考慮して決定することが望ましい。また、橋軸方あるため、適切なストラットの支持位置の設定の検証が必要である。
向間隔は、床版に発生する応力によって定まる。

ストラットと床版・疲労耐久性の接合部

ストラット接合部はすべての荷重状態で引張応力を発生させないことでストラット接合部は、ストラットにより床版を直接支持する部材であるため、耐久
3-1-3) ストラット接合部の疲労耐久
高い疲労耐久性を有すると考えられる。また、この部位は、補強鉄筋が性に十分配慮する必要がある。よって、これらが十分な疲労耐久性を有して性多く配置されているため、コンクリートの確実な充填を行うための配慮がいるかの検証が必要である。
必要である。

ストラット取付け部の形状には、個別に突起を設けた突起タイプとはりを連続させたエッジビームタイプが考えられる。

検証事例-5
検証事例-7
検証事例-8

1）床版

【解説】

1-1）道路橋示方書における設計曲げモーメント算出式の適用範囲を超える場合の設計手法

支持条件を適切に再現できるモデルとして、図-1.2.4.2 に示すような 3 次元 FEM 解析が考えら

1-1-1）ストラットで支持された床版の設計断面力の算出方法

れる。FEM 解析のモデル化等に関する留意点は、1.2.2 広幅員一室箱桁の章にて述べた。ここでは、■関連する道路橋示方書の規定

ストラット付き床版構造に特化した留意事項について以下に列挙する。

[道路橋示方書Ⅲ7.4.2 床版の設計曲げモーメント](1) B 活荷重で設計する橋においては、T 荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（１ｍ）
あたりの設計曲げモーメントは、表-7.4.1 に示す式で算定するものとする。ただし、・・・・割り増し係数を乗じた値とする。

①モデルの種類
ストラット部材のモデル化は、ソリッド要素とバー要素が考えられる。バー要素はソリッド要
素に比べ、モデル作成や寸法の変更が容易であ表-7.4.1

T 荷重（衝撃を含む）による床版の単位幅（1m）あたりの設計曲げモーメント（kN･m/m）
版
曲
げ
の
構
モーメント
区
造
の 種 類
分

床版の支間の方向（注）曲げモーメントの方向

0≦l ≦4

連 支 間 曲 げ RC
モーメント PC続
支 点 曲 げ RC
版 モーメントPC0≦l ≦4

片 支点曲げモーメント PC
持－ 105 －

版 先端付近RC
曲
げモーメント PC0≦l ≦60≦l ≦60≦l ≦4

車両進行方向に平行る。両者を比較すると、床版との接合部をソリッド要素で忠実にモデル化すれば、バー要素を支 間 方 向

支 間 に
支 間 に
支 間 方 向直 角 方 向直 角 方 向用いても床版やストラットに発生する応力度は＋(0.12l＋0.07)P＋(0.10l＋0.04)P

ソリッド要素を用いた場合と大差は無いものと適用範囲

単
支 間 曲 げ RC
純
モーメント PC
版

RC

車両進行方向に直角＋(0.22l＋0.08)P＋(0.06l＋0.06)P＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版 ＋(単純版
の80%）
の80%）
の80%）
の80%）

0≦l ≦6－(0.15l＋0.125)P0≦l ≦1.5－ P ・l0≦l ≦1.5

1.30l ＋0.25

1.5＜l ≦3.0－(0.6l－0.22)P0≦l ≦1.50≦l ≦3.0

－(単純版
の80%）

図-1.2.4.2 3 次元 FEM 解析モデルの例考えられる。
②支持条件
ストラットは、コンクリート製、鋼製などの事例があり、コンクリート床版との接合には、材料や施工法に応じた構造が採用される。接合方法によっては、床版との結合が剛結合とピ－(0.7l＋0.22)P

ン結合の中間程度で解析モデルの結合条件評価が困難となる場合もある。このような場合には、剛結合とピン結合の両方で解析を行い、厳しい方の断面力を用いて設計を行う方法もあ＋(0.15l＋0.13)P＋(0.16l＋0.07)Pる。

ここに， RC ： 鉄筋コンクリート床版
PC ： プレストレストコンクリート床版

l ： 7.4.3に規定するT荷重に対する床版の支間(m)P ： 共通偏2.2.2に示すT荷重の片側荷重(100kN)(注) 床版支間の方向は，図-7.3.1による。

(1) 表-7.4.1 は、表中の床版支間の範囲内で適用できる T 荷重による設計曲げモーメントの計算式を示したものである。ここで連続版の支点曲げモーメントについては、支持げたの拘束条件がコンクリート橋と鋼橋では異なるため、この影響を考慮している。表-7.4.1 の連続版の支点部を除く計算式は、等方性無限単純版と等方性無限片持版を対象に、平成２年道路橋示方書
まで用いられてきたＴ-20 荷重に衝撃の影響を考慮して載荷し、解析により得られた理論値に対して 10～20%の安全をみた計算式に基づいている。この余裕量は、解析を行ったときの仮定と実際の構造との違いや床版を施工するときに生じる床版厚や配筋の誤差等を考慮したものである。・・・・・■技術的課題ストラット付き床版は、床版の支持条件が道路橋示方書式設定時の前提条件と異なる。また、主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でない。このため、本構造の床版の支持条件に応じた設計曲げモーメントの算出方法について検証が必要である。
■性能評価の対応策
床版の支持条件を適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一にして理論値を算出すれ
ば、道路橋示方書のみなし仕様と同レベルの断面力が得られるものと考えられる。

[検証事例-1]1-2）床版の支持条件が従来と異なることに対する課題【解説】

1-2-1）床版の最小全厚床版のコンクリートに生じる曲げ引張応力をある限界内におさえて、有害なひび割れ発生の危険をできるだけ少なくするために、鉄筋の許容応力度や床版の最小厚が規定されている。

■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ7.3.2 プレストレストコンクリート床版](1) プレストレストコンクリート床版の厚さは、安全性、耐久性及び施工性を有するように決定するものとする。
(2) (3)および(4)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
(3) 車道部分の床版の最小全厚は、次の規定によるものとする。なお、片持版の最小全厚とは、支持げたのウエブの前面における厚さをいう。
1) 車道部分の床版の全厚は、いかなる部分も 160mm を下まわらないものとする。
2) 片持版の床版先端の厚さは、1)の規定のよるほか、表-7.3.1 の片持版の最小全厚の50%以上とするものとする。
3) 床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚は、1)及び 2)の規定によるほか、表-7.3.2 の値とするものとする。
表-7.3.2

床版の 1 方向のみにプレストレスを導入する場合の車道部分の最小全厚（mm）
床版の支間の方向
プレストレ(注)スを導入する方向－ 106 －

車両進行方向に直角

車両進行方向に平行

表-7.3.1の床版の支間の床版の支間に方向に平行
方向が車両進行方向に直角な場合の値の90%
表-7.3.1の床版の支間の床版の支間に方向に直角
方向が車両進行方向に直角な場合の値(注) 床版の支間の方向は図-7.3.1による。

表-7.3.1の床版の支間の方向が車両進行方向に平行な場合の値の65%
表-7.3.1の床版の支間の方向が車両進行方向に平行な場合の値(4) 歩道部分の床版の最小全厚は 140mm とするものとする。
(1)

プレストレストコンクリート床版の最小全厚の決定にあたっては、鉄筋コンクリートと同様、実際の挙動を反映できる輪荷重走行試験及び解析により安全性を照査することが望ましい。
しかし、プレストレストコンクリート床版は一般的に鉄筋コンクリート床版に比べて疲労耐久性を有するため、疲労耐久性のみに着目すると、最小全厚をかなり小さくすることが可能と判断してしまうおそれがある。
この結果、最小全厚を極端に薄くしてしまうと、大型の自動車による影響、たわみ及び振動の変形による二次応力の発生が考えられる。また、プレストレストコンクリートの材料のばらつき及び施工条件により、クリープ乾燥収縮の影響を受けやすくなる。したがって、プレスト
レストコンクリート床版の最小全厚の決定にあたっては、これらを考慮しなければならない。
■技術的課題ストラットに支持された張出し床版は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の最小全厚の設定について検証が必要である。
■性能評価の対応策
1.3.2 広幅員一室箱桁同様、床版の最小厚は、道路橋示方書において床版の曲げ引張応力を抑えるように規定されていることから、床版の応力度を指標として、床版厚を設定する方法が考えられる。

鉄筋コンクリート床版の最小全厚は、昭和 31 年の鋼道路橋設計示方書で初めて規定されたが、昭和 40 年頃鉄筋コンクリート床版の損傷が問題となったため、規定の最小全厚が引き上げられている。その後も、設計活荷重の増加や交通量の増大に伴い、最小全厚の見直しが図られている。
床版の応力度を指標とした最小全厚を設定する方法として、以下の手順が考えられる。
①適用支間内であれば、みなし仕様として規定された道路橋示方書の算出式を用いた断面力と最小厚により設計された床版は、安全性、耐久性ともに保証されている。
②これらを用いて、床版の曲げ応力度を算出し、これをひとつの指標とする。
③適用支間を超える場合の床版の断面力を、前述の方法などを用いて適切に算出する。
④ ③の断面力を用いた床版の曲げ応力度が、②の応力度と同程度になるように床版厚を設定し、これを最小厚とする。
[検証事例-2(広幅員一室箱桁)]

1-2-2）床版のコンクリート応力度の許容値

1-2-3）床版の鉄筋応力度の許容値■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ3.2 コンクリートの許容応力度](2) プレストレストコンクリート構造に対するコンクリートの許容引張応力度は、表-3.2.3の値とする。
また、従荷重及び従荷重に相当する特殊荷重を・・・・適切に定めなければならない。

[道路橋示方書Ⅲ3.3 鉄筋の許容応力度]
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度
は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。
表-3.3.1

表-3.2.3 プレストレストコンクリート構造に対する許容引張応力度(N/mm2)
コンクリートの設計基準強度
応力度の種類

50

60

1.2

1.5

1.8

2.0

2)活荷重及び衝撃以外の主荷重

0

0

0

0

3) 床版
主荷重及び主4) プレキャストセグメント橋に荷重に相当すおけるセグメント継ぎ目
る特殊荷重

0

0

0

0

0

0

0

0

5) その他の場合

1.2

1.5

1.8

2.0

0

0

0

0

6) 軸引張応力度

(2)

40

鉄筋の種類
応力度，部材の種類
1)活荷重および衝撃以外の主荷重

1)プレストレッシング直後

曲げ引張
応力度

30

鉄筋の許容引張応力度(N/mm2)

従来のプレストレストコンクリート構造は、部材断面にある程度の引張応力が生じること

2)荷重の組合せに衝一般の部材
突荷重又は地震の引影響を考慮しない
張
床版及び支間長10m場合の許容応力度
応以下の床版橋の基本値
力3)荷重の組合せに衝突荷重又は地震の影響
度を考慮する場合の許容応力度の基本値
4)鉄筋の重ね継手長又は定着長を算出する
場合の許容応力度の基本値
5)圧縮応力度2)

SR235

SD295A
SD295B

SD345

80

100

100

140

180

180

140

140

140

140

180

200

140

180

200

140

180

200

荷重の組合せに衝突又は地震の影響を考慮しない場合の許容応力度は、3.1(3)の規定によ－ 107 －を許容し、6.5 に規定する引張鉄筋を配置することにより、じん性に富んだ部材を設計すること

り許容応力度を割増すが、その時の基本となる値を示したものである。この値は、荷重の繰返にしている。ただし、ある程度プレストレスを多めに導入しておくことにより、ひび割れに対し載荷によりコンクリートのひび割れが拡大し有害なひび割れにならないこと、従荷重およびする安全度を高めるため許容引張応力度を小さめに定めている。

従荷重に相当する特殊荷重が作用した場合でも有害なひび割れが発生しないこと等から定めた

表-3.2.3 の 2)は、持続的に作用する荷重に対してコンクリートのひび割れを防ぐため、コンものである。ここで、床版及び支間長 10m 以下の床版橋の場合は、活荷重による応力変動幅がクリートに引張応力を生じないこととしたものである。また、表-3.2.3 の 3)は、床版がひび割

大きく、しかも繰返し荷重が多いことから、一般の部材に比べて非常に苛酷な荷重状態にさられにより損傷するのを防ぐためにプレストレスの方向に引張応力を生じさせないための規定でされており、有害なひび割れが発生する可能性が高いと考えられる。さらに、このようなひびあり、床版を設計する場合の規定である。・・・・・・

割れが荷重の繰返し載荷により大きくなり、コンクリートのはく離等に進展するのを避けるた
めに、鉄筋の許容応力度を一般の部材に対して規定した値より低減した。さらにこの観点から、■技術的課題ストラットに支持された張出し床版は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、

鉄筋コンクリート床版の鉄筋については、140N/mm2 の許容応力度に対し 20N/mm2 程度余裕を持たせるのが望ましい。

主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合のコンク
リート応力度の許容値の設定について検証が必要である。

■技術的課題ストラットに支持された張出し床版は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なることや、■性能評価の対応策
道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来 PC 床版と同等の性能を

主たる断面力が発生する方向や支間長が明確でないため、床版支持条件が異なる場合の鉄筋応力度の許容値の設定について検証が必要である。

有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。
■性能評価の対応策【解説】
PC 床版においてプレストレスの導入方向に引張応力を発生させないよう規定することにより、床版にひび割れを発生させないようにし、高い耐久性を確保するためのみなし仕様としている。よっ

道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来 PC 床版と同等の性能を有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。
【解説】て、床版支持条件が異なった場合でも、1-1-1）、1-2-1）による適切な断面力算出と床版厚の設定を鉄筋の許容応力度についても、1-2-1）と同様に、1-1-1）、1-2-1）による適切な断面力算出と床行えば、現行道路橋示方書の規定を準用してフルプレストレスに抑えることとすれば、従来 PC 床版

版厚の設定を行い現行道路橋示方書を準用することで、従来 PC 床版と同等と見なせるものと考えと同レベルの耐久性を確保できるものと考えられる。

られる。

1-2-4）床版の疲労耐久性

1-2-5）使用目的との適合性（鉛直曲げ剛性の確保、活荷重のたわみ）■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ7.2 設計一般](1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重の影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。
1) 活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。
2) 自動車の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度
は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。
(1)

床版が直接支持する活荷重等の影響に対する安全性は、床版の基本的な性能であり、これ[道路橋示方書Ⅲ7.2 設計一般](1) 床版の設計においては、直接支持する活荷重の影響に対して安全なようにするほか、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。
1) 活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。
2) 自動車の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート構造に対する鉄筋の許容応力度
は、直径 32mm 以下の鉄筋に対して表-3.3.1 の値とする。
(2) 7.3 から 7.5 によるプレストレストコンクリート床版及び設計基準強度 24N/mm2 以上のコンクリートを用いた鉄筋コンクリート床版は、(1)を満足するとみなしてよい。

を満足する他、とくに大型の自動車の繰返し通行に対して耐久性を損なわないようにするものとする。・・・・・・(1)

床版の有害な変形は、疲労耐久性に大きな影響を及ぼすコンクリート部材のひび割れの発生等のおそれがある。したがって、疲労耐久性を損なうような有害な変形を生じないようにする必要がある。
・・・・・・

床版が直接支持する活荷重等の影響に対する安全性は、床版の基本的な性能であり、これを満足する他、とくに大型の自動車の繰返し通行に対して耐久性を損なわないようにするものとする。・・・・・・
床版の有害な変形は、疲労耐久性に大きな影響を及ぼすコンクリート部材のひび割れの発生等のおそれがある。したがって、疲労耐久性を損なうような有害な変形を生じないようにする■技術的課題必要がある。
・・・・・・－ 108 －

ストラットに支持された張出し床版は、支持条件が道路橋示方書の前提条件と異なるため、(2) プレストレストコンクリート床版及び設計基準強度が 24N/mm2 以上のコンクリートを用い床版厚を変化させた場合、大型の自動車による影響、たわみおよび振動の変形による二次応力

た鉄筋コンクリート床版で、7.3 に規定する床版の厚さを満足し、7.4 の規定による設計曲げモの発生が懸念される。よって、これまでの、みなし仕様がそのまま準用できない場合、疲労耐ーメントにより床版を設計する場合は、せん断に対する照査を省略できることとした。これは、久性について、その検証が必要である。

最小全厚を満足し、7.4 の規定による設計曲げモーメントにより床版を設計する場合は、活荷重によるせん断破壊に対して十分安全であるため、一般にせん断力に対する検討を省略できるも■性能評価の対応策のとしたものである。しかし、施工時に大きな荷重を受ける場合等では、十分な検討をするこ

道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来 PC 床版と同等の性能をとが望ましい。

有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。
■技術的課題ストラットに支持された張出し床版は、支持条件および床版支間が従来の床版と異なるため、【解説】
断面力と床版厚を適切に設定し、床版応力度をフルプレストレスに抑えてひび割れを発生させないようにすれば、現行道路橋示方書のみなし仕様により設計された従来 PC 床版と同等レベルと鉛直曲げ剛性が確保できる床版の最小全厚の設定方法、および、従来のコンクリート床版では問題とならない範囲であることが明白である活荷重のたわみ算出方法の検証が必要である。

考えることができる。従来 PC 床版は、実績と輪荷重走行試験による耐久性の高さは既に確認されており、1-1-1）、1-2-1）～1-2-3）による適切な断面力算出手法、床版の最小全厚、コンクリート
および鉄筋の許容応力度の検証を行うことにより、疲労耐久性は確保できるものと考えられる。
また、ストラット付き床版については、輪荷重走行試験を実施して疲労耐久性を確認した事例も■性能評価の対応策
道路橋示方書の前提と相違しているかどうかを検証することで、従来 PC 床版と同等の性能を有することを確認して道路橋示方書の規定を準用できるか判断する。

ある 1-2-1)。
[検証事例-1][検証事例-2][検証事例-2(広幅員一室箱桁)][参考文献]【解説】
1-2-1）による適切な最小全厚を設定することにより、従来 PC 床版と同様の鉛直曲げ剛性を確

1-2-1) 長谷、本間、宮越、川崎、新井：橋軸方向施工目地を有するストラット付張出し床版の移動保できる。床版の曲げモーメントを評価する 3 次元 FEM 解析を用いて、活荷重によるたわみを確

内牧高架橋）、土木学会第 3 回道路床版シンポジウム講

認する（床版支間が大きくなっても、ストラットで支えられたコンクリート床版は剛性が大きく、輪荷重走行疲労試験（第二東名高速道路
演論文集、2003.6

活荷重によるたわみは問題にならない程小さいものと考えられる）。

1-2-2) 鴻上，本間，長谷，新井：内牧高架橋の張出し床版の移動輪荷重疲労試験，第 12 回プレスト
レストコンクリートの発展に関するシンポジウム，2003.10[検証事例-1][検証事例-2(広幅員一室箱桁)]

2）ストラット2-1）道路橋示方書の断面力算出方法を適用できない場合の設計手法

2-2）床版の支持条件が従来と異なることに対する課題

2-1-1）ストラットの材料、形状選定

2-2-1）ストラットの設計断面力の算出方法■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ19.4.1 一般](1) 材料は、設計図等にて指示されたものを使用しなければならない。
(2) 材料は、所定の特性や品質を確保しているものでなければならない。
(1)

コンクリート構造物においては、材料そのものの品質が耐久性に大きく影響する。したが[道路橋示方書Ⅲ10.3 構造解析](4) 横方向の設計
1) 下フランジ及びウエブの断面力は、箱げたをウエブ及び上下フランジにより構成されるラーメン構造とみなしてよい。

って、設計図等で指示されたものを使用しなければならない。

(4) 1) 下フランジ及びウエブの断面力は、図-解 10.3.3 に示すように、橋軸方向に 1m の奥行(2)きを有する箱形ラーメン構造にモデル化して算出しても、実用上十分な精度の解が得られるのコンクリート橋を構成する材料は、所定の特性や品質を確保していることが確認されたものでなければならない。新たに開発された新材料を使用する際は、適切な試験、検査により、

で、一般にこの方法によって求めてよい。
この場合、活荷重による曲げモーメントは、上フランジについては、表-7.4.1 により求める要求される性能を満足していることを十分に確認した上で使用しなければならない。

ものとする。また、ウエブ及び下フランジについては、・・・・・最も不利となる組合せを考慮するものとする。また、上フランジにプレストレスを導入する場合は、プレストレス力による■技術的課題ストラットの材料は、鋼製やコンクリート製の実績があるが、鋼製ストラットは、将来におい不静定力の影響を考慮するものとする。

て塗装の塗り替え作業が困難であるため防錆対策の検証が必要となり、コンクリート製ストラッ
トは、施工時の荷役設備、将来のコンクリートの劣化および剥落防止の検証が必要である。

ストラットの材質は、コンクリート製や鋼製などが考えられる。コンクリート製の場合、材料劣化および剥落防止に留意する必要があり、鋼製の場合、防錆対策に留意する必要がある。
【解説】
ストラットの材料および形状の実績は、
306

STK490を使用した事例もある。また、接合部の耐久性向上のため、コンクリート製ストラッ

芝川高 架橋
( 鋼製)

D13

D19

内牧高架橋
( コンクリー ト製)

図-1.2.4.3

250■技術的課題6 138 6
D13

SMA400AW

箱岩橋
( 鋼製)

30 190 30

材質は、防錆および剥落防止対策のため
炭素繊維コンクリートや FRP 製の外套管

150
3
FRP外套管150

ト製の角型および丸型がある。

300

6 138 6

3

250

267.4
6 255.4 6

6 238 6

図-1.2.4.3 に示す鋼製の角型、コンクリー

30 240 30

－ 109
109 －

■性能評価の対応策

ストラットによりウエブや下床版も影響を受けるため、単純な箱桁ラーメン構造と見なすことが出来ない。また、ストラット接合部の構造がストラットの断面力に影響するため、床版同

D16

桂島 高架橋( コンクリート 製)

ストラットの材料および形状の例

トに水切りスリットを設けた事例 2-1-1)や、様にストラット部材の設計断面力を算出する場合の、設計手法上の検証が必要である。
■性能評価の対応策
床版の支持条件を適切に再現できるモデルを設定し、荷重条件を同一にして理論値を算出す

鋼管ストラットに水切りリングを溶接した事例 2-1-2)もある。

ればよいと考えられる。

[検証事例-3][参考文献]
2-1-1)小宇佐、南山、干村、加邊、藤木、八木：第二名神高速道路錐ヶ瀧橋（上り線）の施工、橋梁と基礎 Vol.41、2007.03
2-1-2)岡田、香川、管、深谷：宍原第一高架橋の設計・施工、第 12 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10【解説】
1-1-1）に示すような 3 次元 FEM 解析が考えられる。
支持条件を適切に再現できるモデルとして、
そして、FEM 解析による手法を用いることで、ストラットの設計断面力、応力度は直接確認する
ことができる。

2-1-3) 西須、福永、三浦、中島：芝川高架橋の設計・施工報告、第 12 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10[検証事例-1]

2-2-2）ストラットに発生する応力度の制限

支持条件を適切に再現できるモデルとして考えられる 3 次元 FEM 解析等を用いて直接算出したス■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ4.1 総則](1) 部材の照査は、(2)の規定にしたがって断面力を算出し、4.2 から 4.6 の規定にしたがって行うものとする。
(2) 設計荷重作用時及び終局荷重作用時の構造部材の照査に用いる断面力の算定は、棒部材を用いた線形解析に基づくものとする。この場合、部材の曲げ剛性、せん断剛性及びねじり剛性は、コンクリートの全断面を有効とし、鋼材を無視して算出した値を用いてよい。
(1)

従来、荷重に対する部材の設計計算は、安全度を確保できる部材断面及び必要鋼材量を算出する規定となっていた。これに対して、本改訂では、部材が荷重に対して所要の性能を有するか否かの照査を行うという規定に定めている。すなわち、曲げモーメント、軸方向力、せん
断力、ねじりモーメントといった断面力に対して、設計荷重作用時には 2.2(2)に規定する荷重の組合せにより部材断面に生じる鉄筋やコンクリートの応力度が許容応力度以下であることを照査することにより、また、終局荷重作用時には 2.2.(3)に規定する荷重組合せにより部材断面に作用する設計断面力が断面耐力以下であることを照査することにより、所要の性能を満足するものとみなせるとしたものである。
ここで、設計荷重作用時の照査は、鉄筋コンクリート構造及びプレストレストコンクリート
構造に応じて、表-解 4.1.1 に示すようにコンクリート応力度、鉄筋応力度等の項目に対して行－ 110 －う。また、終局荷重作用時の照査は、全ての部材の構造区分について、表-解 4.1.1 に示す項目に対して行う。
表-解 4.1.1 コンクリート上部構造の荷重に対する構造部材の主な照査項目
プレストレストコンクリート構造
鉄筋コンクリート構造
曲げモーメ
コンクリート縁応力度
コンクリート縁応力度
ント又は軸≦許容圧縮応力度≦許容圧縮，引張応力度
方向力
軸方向鉄筋応力度
ＰＣ鋼材応力度≦許容圧縮，引張応力度≦許容引張応力度（軸方向鉄筋応力度
設計荷重≦許容引張応力度）
作 用 時
せん断力又
斜引張鉄筋応力度
コンクリート斜引張応力度
はねじりモ≦許容引張応力度≦許容斜引張応力度ーメント（コンクリートせん断応力度≦負担せん断応力度）

荷重状態及び断面力の種類

曲げモーメ
ント又は軸
終局荷重 方向力
作 用 時 せん断力又
はねじりモ
ーメント

【解説】

設計断面力≦断面耐力（破壊抵抗曲げモーメント）
設計断面力≦ウエブコンクリートの圧壊に対する断面耐力
設計断面力≦斜引張破壊に対する断面耐力■技術的課題ストラット部材は、主として圧縮部材となる場合が多いため、座屈に対する検討も必要となる。また、接合方法によっては、引張応力を発生させないように配置することも必要となり、ストラットに発生する応力の制限に対する検証が必要である。
■性能評価の対応策
ストラット部材を、床版を支える柱部材として照査を行う。

トラットの断面力および応力度について、道路橋示方書Ⅲ4.2 から 4.6 の規定に準拠して照査を行う。
ストラット部材は、床版を支える柱部材と見なせることから、座屈に対する検討も必要となるが、その場合の柱境界条件について、実際のストラット接合条件を適切に反映した条件を選択する必要がある。

2-2-3）ストラットの疲労耐久性

3）ストラットと床版の接合部■関連する道路橋示方書の規定

3-1）床版の支持条件が従来と異なることに対する課題[道路橋示方書Ⅲ5.1 一般]
コンクリート部材の設計にあたっては、経年的な劣化による影響を考慮するものとする。
コンクリート橋の設計にあたっては、経年劣化に対して十分な耐久性が保持できるように配慮しなければならない。とくに、コンクリートの劣化、鉄筋の腐食等に伴う損傷により、所要の性能が損なわれないように耐久性の検討を行うものとする。
コンクリート部材の・・・・・設計することが重要である。
なお、本章では、・・・・・検討することが望ましい。

3-1-1）ストラット接合部の支持構造■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ7.5.1 床版と支持げたの結合](1) 床版と支持げたとの結合部は、応力が円滑に伝わるような構造とするものとする。
(2) (3)から(5)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
(3) 床版には、支持げた上でハンチを設けるものとする。
(4) 床版のハンチの傾斜は、1：3 よりゆるやかにするのが望ましい。1：3 よりきつい場合
は、図-7.5.1 に示すように 1：3 までの厚さを床版として有効な断面とみなすものとする。

また、疲労に対する検討は、一般にコンクリート橋として問題となった事例が少ないことから、4 章の規定にしたがって部材の照査を行うことにより、一般的には疲労の検討を省略できるものとしている。しかし、これまでに実績のない構造や斜張橋等の活荷重等による疲労の影響が懸念される場合は、適切にこれを考慮しなければならない。
■技術的課題ストラットは、床版を直接支持する部材であることや、将来の維持管理が困難であることから、耐久性に十分配慮する必要がある。また、床版を支える部材であることが前提条件である(5) ハンチには、その内側に沿って鉄筋を配置することを原則とするものとする。ハンチに沿う鉄筋の直径は 13mm 以上とする。(図-6.6.6 参照)(3) 床版のハンチは、床版と支持げたに応力をなめらかに伝えるために設けるものである。

ため、床版に先行して破壊することを避けるべき部材と考えられる。そのため、十分な疲労耐－ 111 －

久性を有しているかの検証が必要である。

■技術的課題ストラット取付け部は、床版からの荷重がストラットへスムーズに伝達できる構造である必■性能評価の対応策

要があり、突起タイプは床版に対して点支持となり、ストラット直上における上縁引張応力がストラット本体は、軸圧縮力が卓越する部材であるため、軸圧縮力の変動レベルをチェックすることで疲労耐久性を確認できると考えられる。

過大になることが懸念される。これに対して、エッジビームタイプは、床版を線支持とすることにより床版応力は緩和されるが、エッジビームに引張応力が発生するため、留意を要する。
よって、取付け部の形状の違いによって、床版に発生する断面力が大きく異なることとなるた【解説】
ストラット本体の疲労耐久性の確認を、原寸大の試験体による静的破壊試験を行った事例 2-2-1)もある。

め、適切な接合部形状の設定の検証が必要である。
■性能評価の対応策
ストラット取付け部の形状には、個別に突起を設けた突起タイプとはりを連続させたエッジ[検証事例-4][検証事例-5]

ビームタイプが考えられる。

[参考文献]
2-2-1)西須、福永、三浦、中島：芝川高架橋の設計・施工報告、第 12 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10
2-2-2)土木学会：2002 年制定

コンクリート標準示方書[構造性能照査編]【解説】
ストラット取付け部の形状には、図-1.2.4.4 に示すような個別に突起を設けた突起タイプとはりを連続させたエッジビームタイプが考えられる。床版の橋軸直角方向曲げモーメントは、突起タイプのほうが大きくなる傾向があり、エッジビームタイプでは床版応力の制御が可能であるが、突起タイプでは床版応力の制御が困難となる 3-1-1)。

3-1-2）ストラット接合部の支持位置■関連する道路橋示方書の規定

（a）

突起タイプ

（b）

[道路橋示方書Ⅲ7.5.1 床版と支持げたの結合](1) 床版と支持げたとの結合部は、応力が円滑に伝わるような構造とするものとする。
(2) (3)から(5)による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
(3) 床版には、支持げた上でハンチを設けるものとする。
(4) 床版のハンチの傾斜は、1：3 よりゆるやかにするのが望ましい。1：3 よりきつい場合
は、図-7.5.1 に示すように 1：3 までの厚さを床版として有効な断面とみなすものとする。

エッジビームタイプ

図-1.2.4.4 ストラットと床版の接合形状[検証事例-6][参考文献]
3-1-1)竹中、中田、五藤：支保工架設による張出し床版にストラットを有する箱桁橋の設計

上川高

架橋（下り線）、第 15 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2006.10(5) ハンチには、その内側に沿って鉄筋を配置することを原則とするものとする。ハンチに沿う鉄筋の直径は 13mm 以上とする。(図-6.6.6 参照)(3) 床版のハンチは、床版と支持げたに応力をなめらかに伝えるために設けるものである。
■技術的課題－ 112 －

ストラットの橋軸直角方向の支持位置は、床版の先端もしくは中間とすることが考えられる（図-1.2.4.5）。支持位置の設定には、床版に発生する正負の曲げモーメントのバランス、スト
ラットの取付け角度、排水ます等の取付け位置との取合いなどに留意する必要がある。また、ウエブ途中にストラットを定着する場合は、ウエブ内側に引張応力が発生するため留意する必要がある。この他、ストラットの橋軸方向間隔によっては、床版に過大な補強が必要となる場
合があるため、適切なストラットの支持位置の設定の検証が必要である。
■性能評価の対応策
ストラットの橋軸直角方向の接合位置は、床版に発生する正負の曲げモーメントのバランスを考慮して決定することが望ましい。また、橋軸方向間隔は、床版に発生する応力によって定
まる。

【解説】

3-1-3）ストラット接合部の疲労耐久性

ストラットの橋軸直角方向の接合位置の実績としては、床版先端に取付けた場合が多い。ストラット間隔を大きくすることで経済性や施工性は向上するが、床版に発生する応力は当然大きくなるため、床版に過大な補強が必要とならない範囲とする必要がある

3-1-2)。また、片持ち架設工法の場合、ブロック長により、ストラット間隔を決めた事例 3-1-3)もある。

■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ5.1 一般]
コンクリート部材の設計にあたっては、経年的な劣化による影響を考慮するものとする。
疲労に対する検討は、一般にコンクリート橋として問題となった事例が少ないことから、4 章の規定にしたがって部材の照査を行うことにより、一般的には疲労の検討を省略できるものとしている。しかし、これまでに実績のない構造や斜張橋等の活荷重等による疲労の影響が懸念される場合は、適切にこれを考慮しなければならない。
[道路橋示方書Ⅲ19.9.4

（a）

先端取付け

（b）

接合]

(1) プレキャスト部材の接合は、使用する接合材料に最も適する施工方法を検討し、強度、中間取付け

耐久性、水密性等所定の品質が得られるように入念に行わなければならない。

図-1.2.4.5 ストラットと床版の接合形状(1) 接合面は、豆板等の不良なコンクリート部分を、・・・・しなければならない。
[参考文献]
3-1-2)竹中、中田、五藤：支保工架設による張出し床版にストラットを有する箱桁橋の設計

なお、コンクリート、セメント系モルタル・・・・・・シース周辺や型わくのすみずみま
上川高

で行きわたるように、振動機を用いて十分に締固めを行わなければならない。

架橋（下り線）、第 15 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2006.10
3-1-3)西須、福永、三浦、中島：芝川高架橋の設計・施工報告、第 12 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10■技術的課題ストラット接合部は、ストラットにより床版を直接支持する部材であるため、耐久性に十分配慮する必要がある。よって、これらが十分な疲労耐久性を有しているかの検証が必要である。

－ 113 －

■性能評価の対応策
ストラット接合部はすべての荷重状態で引張応力を発生させないことで高い疲労耐久性を有すると考えられる。また、この部位は、補強鉄筋が多く配置されているため、コンクリートの確実な充填を行うための配慮が必要である。

【解説】
ストラット下端の主桁との接合部は、ストラット構造において重要な部位である。このため、
図-1.2.4.6 に示すような原寸大の試験体による繰返し載荷試験を行い、疲労耐久性を確認した事
例 3-1-4)もある。また、コンクリートを確実に充填するために、図-1.2.4.7 に示すようにストラッ
ト下端のエッジ上部の型枠を透明型枠とした上、振動ディバイスを用いて打設時の充填確認を行った事例 3-1-5)もある。

(3) 検証事例
検証事例-13 次元 FEM 解析を用いた活荷重による断面力の算出

要求性能

構造の安全性，使用目的との適合性

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.4.2

道路橋示方書における床版の設計曲げモーメント算出式は、床版を 2 辺単純支持とした等方性の無限単純版あるいは 1 辺固定・1 辺自由の等方性の無限単純版にモデル検証目的化して算出した理論値に基づき設定されている。これに対し、ストラット付き床版は、張出し床版と下床版・ウエブがストラットによって支持された構造である。このような道路橋示方書式設定時のモデル化と支持条件が異なる場合の、道路橋示方書式を用いた断面力の妥当性を確認した検証事例。

図-1.2.4.6 原寸大の供試体実験の例
検証方法
検証方針

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

3 次元 FEM 解析により断面力を算出。
(1)3 次元 FEM 解析による断面力の算出
・検討対象主桁断面

図-1.2.4.7 振動ディバイスを用いた事例－ 114 －

[検証事例-5][検証事例-7][検証事例-8][参考文献]
3-1-4)西須、福永、三浦、中島：芝川高架橋の設計・施工報告、第 12 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10
3-1-5)岡田、香川、管、深谷：宍原第一高架橋の設計・施工、第 12 回プレストレストコンクリート

図-1 ストラット付き床版箱桁の例の発展に関するシンポジウム、2003.10
3-1-6)斎藤，本間，宇佐美，山村：断面を分割架設するストラット付 PC 箱桁のストラット接合部
二東名高速道路

第内牧高架橋（PC 上部工）工事，第 15 回プレストレストコンクリートの発展に検証内容

・3 次元 FEM モデル（ソリッドモデル）

関するシンポジウム，2006.10

図-2 3 次元 FEM モデル

(2)活荷重の載荷方法

検証事例-2ストラット付き床版の輪荷重走行試験の事例

要求性能

疲労耐久性

ストラット直上、ストラット間に対して最も不利になるようにＴ荷重を載荷させ
る。

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.2

ストラット付き床版について、輪荷重走行試験を実施して疲労耐久性を検証した事例。
検証目的

従来 PC 床版は、実績と輪荷重走行試験により耐久性の高さが既に確認されている。
断面力と床版厚を適切に設定し、床版応力度をフルプレストレスに抑えてひび割れを発生させないようにすることで、道路橋示方書のみなし仕様により設計された従来ＰＣ床版と同等レベルと考えることができる。

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

図-3 活荷重載荷位置
検証方針

輪荷重走行試験により疲労耐久性を確認。
1) 長谷，本間，宮越，川崎，新井：橋軸方向施工目地を有するストラット付張出し

FEM 解析は，汎用性のある解析ツールが多く開発され，従来と比べ簡易に扱えるようになってきたものの，モデル化によって結果に差異が生じることもあり，十分留

床版の移動輪荷重走行疲労試験（第二東名高速道路
参考文献

意する必要がある。以下に考えられる留意事項を列挙する。

2) 鴻上，本間，長谷，新井：内牧高架橋の張出し床版の移動輪荷重疲労試験，第 12①モデルの種類

回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム，2003.10－ 115 －

シェルモデルとソリッドモデルがあり，より実構造に近いのはソリッドモデルであるが，モデル作成に手間を要する。シェルモデルは，ソリッドモデルに比べモデ
ル作成は容易であるが，部材間の結合条件などに留意が必要となる。
②メッシュ分割
注意点

メッシュの分割数，大きさなどに結果が左右される。適切で無駄のないメッシュ
分割を行う必要がある。
③モデルの長さ
道路橋示方書算出式のモデルは無限長であるが，FEM モデルは，得られる解に問題の無い範囲で，できるだけ短いモデル長とするのが望ましい。
④支持条件
PC 箱桁をモデル化するため，下端の支持条件によっても得られる値が異なる可能性がある。

内牧高架橋），土木学会第 3回道路床版シンポジウム講演論文集，2003.6

参考文献で紹介した実験による検証方法は，床版厚 250mm におけるものであるた
注意点

め，床版厚が極端に薄いなど条件がこれらと異なる場合には，別途実験などによる検証が必要となる。

1) 西須、福永、三浦、中島：芝川高架橋の設計・施工報告、第 12 回プレストレス
検証事例-3
要求性能

トコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10

ストラットの材料、形状の事例
疲労耐久性、使用目的との適合性

関連規定

道路橋示方書Ⅲ19.4.1

参考文献

回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム、2003.10丸型がある。ストラットは、コンクリートの劣化および剥落防止のため、炭素繊維コンクリートや FRP 製の外套管を使用した事例もある。また、接合部の耐久性向上のストラットに用いる材料および形状は、構造特性、耐久性、経済性および施工性なため、コンクリート製ストラットに水切りスリットを設けた事例や、鋼管ストラット

どを考慮し、選定する必要がある。

に水切りリングを溶接した事例もある。
検証方法

実験による検証

・の施工、橋梁と基礎 Vol.41、2007.3
3) 鴻上、本間、長谷、新井：内牧高架橋の張出し床版の移動輪荷重疲労試験、第 12ストラットの材料および形状の実績は、鋼製の角型、コンクリート製の角型および検証目的

2) 小宇佐、南山、干村、加邊、藤木、八木：第二名神高速道路錐ヶ瀧橋（上り線）

鋼製で形鋼を用いる場合は円形および短形どちらを選択しても大きな差異はない。

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

注意点

コンクリート製の場合、円形を採用する際には型枠として外套管が必要でありコンク
リートは鉛直打設される。短形では転用可能な型枠を水平に設置して打設が可能であ

検証方針

使用事例

るので、施工性に優れるとともに剥落防止の繊維混入コンクリートの使用も容易となる。

(1)ストラット材料・形状事例
ストラットの材料および形状の事例を表-1 に示す。
表-1 ストラットの実績
橋名

材質

仕様

断面形状/寸法－ 116 －

防錆・剥落対策
亜鉛アルミ合金
めっき
めっき表面をフッ素塗装
FRP外套管(t=3mm)
外套管表面をフッ素塗装
ﾌｪｰﾙｾｰﾌとして炭素
繊維ﾛｯﾄﾞ

芝川高架橋

鋼製

STK490円形
φ267.4mm,t=6mm

内牧高架橋

コンクリートσck=50N/mm2
ｽﾗﾝﾌﾟ:18.0cm

円形
φ300mm

宍原高架橋

コンクリートσck=40N/mm2
高流動

円形
φ260mm

FRP外套管(t=3mm)
外套管表面をフッ
素塗装

桂島高架橋

コンクリートσck=50N/mm2
ｽﾗﾝﾌﾟ:8.0cm

短形
250mm×250mm

繊維補強ｺﾝｸﾘｰﾄ
ﾌｪｰﾙｾｰﾌとしてｽﾃﾝﾚ
ｽ鉄筋

検証内容

芝川高架橋では、施工時の荷役設備を最小限とするため鋼製のストラットを採用している 1)。
(2)ストラットに水切りを設けた事例
コンクリート製ストラットでは、ストラットに沿って流れる雨水の水切り対策として、本体にスリットを設けて水切りとする構造を採用した事例 2)もある。また、最初に製作したストラットを使用して水切り機能の確認試験を行い、採用した水切り形状の妥当性を検証している。

σp ：永久荷重によるコンクリートの応力度 → 上記 CASE-1 の大きい方
検証事例-4

σp= 5.3 N/mm2

ストラットに発生する変動応力度
6

N ：疲労寿命 → 2×10 とする
要求性能

耐久性（疲労），使用目的との適合性

関連規定

道路橋示方書Ⅲ5.1

K ：その他一般の部材 → K=17

ストラット本体は軸圧縮力が卓越する部材であるが、発生する応力度は活荷重の影
検証目的

設計疲労強度

響により変動し、また繰り返し載荷される。この変動応力度が疲労に対して問題のな= 17.8 N/mm2

いことを解析により検証した事例。
検証方法
検証方針

実験による検証

・

frd = 0.85・38.5・（1－5.3／38.5）・（1－log(2×106)／17）

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

以上より，σmax－σmin = 8.3N/mm2 ＜ frd = 17.8 N/mm2

コンクリート製の場合のストラットの変動応力を算出し、コンクリートの疲労強度となり，変動応力は設計疲

労強度の半分程度である。

以下であることを確認。

本事例は，疲労寿命を 2×106 回とした場合の検討結果であるが，対象断面のよう検証事例-1 に示す FEM 解析を用いて算出したストラットに発生する最大・最小断に張出し床版をストラットで支えた構造の場合、面力を以下に示す。

・ストラットの軸力が最大になるのは，ストラット直上のラインにＴ荷重が載荷しCASE-1：軸力最小時の断面力（=死荷重時） N = 213(kN)，M = 5(kN･m)

た場合であり、ストラット間隔にかかわらず概ね変動応力レベルは同程度であCASE-2：軸力最大時の断面力（=設計荷重時） N = 542(kN)，M = 3(kN･m)

る。
・死荷重状態でストラットには圧縮力が作用しており、圧縮状態での応力変動とな

CASE-1 は、活荷重が作用していない死荷重状態の場合であり、CASE-2 は図-1 にる。

示すようなストラット直上にＴ荷重が載荷された状態である。

－ 117 －

250

1750

1000

1750

750

上記を考慮した場合、本事例の対象断面程度の幅員までであれば、疲労耐久性に問題はないものと考えられる。

2750

参考文献

1) 土木学会：2002 年制定

コンクリート標準示方書[構造性能照査編]

本事例は、疲労寿命を 2×106 回とした場合の検討であり、設計疲労強度に対して変動応力が十分小さいレベルであることを示したものである。よって、交通量が著し着目するストラット

注意点
図-1 ストラット軸力最大時の T 荷重の載荷状態

検証内容

く多い路線などでは、疲労寿命についての検討が必要である。
また水中や絶えず湿潤状態にあるコンクリートの場合、圧縮疲労強度は低下するた
め、ストラットに雨水が常にかからないような配慮が必要である。

各ケースにおけるストラットの応力度は下記の通りとなる。
ストラット寸法 □250×250 → A=0.0625m2，Z=0.0026m3
CASE-1：σ= (213/0.0625±5/0.0026)×10-3 = 5.3N/mm2，1.5N/mm2
CASE-2：σ= (542/0.0625±3/0.0026)×10-3 = 9.8N/mm2，7.5N/mm2
よって変動応力度は

σmax－σmin = 9.8-1.5 = 8.3N/mm2

ここでコンクリートの疲労強度については、コンクリート標準示方書の式(3.2.7)を参考に算出する 1)。
frd = k1f・fd・（1－σp／fd）・（1－logN／K）(3.2.7)

ここに、
frd：コンクリートの設計疲労強度（N/mm2）
fd ：コンクリートの設計圧縮強度 → f’cd=50／1.3=38.5 N/mm2
k1f：圧縮および曲げ圧縮の場合 → k1f=0.85

検証事例-5ストラットの疲労耐久性確認試験

要求性能

疲労耐久性

ストラット本体は，軸圧縮力が卓越する部材であるため，軸圧縮力の変動レベルをストラット接合部は、構造上重要な部位であるため、十分な検討が必要である。コ

検証目的

チェックすることで疲労耐久性を確認できると考えられる。原寸大の試験体を用いたンクリート製ストラットの場合、差し筋により床版および主げたに接合されるが、プ

関連規定

道路橋示方書Ⅲ5.1

静的破壊試験により、疲労耐久性を確認した検証事例。
検証方法
検証方針
参考文献

実験による検証・

解析による検証・

検証事例-7ストラット接合部の構造の事例

要求性能

構造安全性，使用目的との適合性検証目的

1) 西須，福永，三浦，中島：芝川高架橋の設計・施工報告，第 12 回プレストレス

レキャストセグメントの場合、その方法が困難であることから、コンクリートせん断

検証方法

実験による検証

検証方針

ストラット接合部の構造事例。

トコンクリートの発展に関するシンポジウム，2003.10

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

・ストラット直下に応力集中の少ないベースプレート＋アンカー筋タイプを採用した

参 考 文 献 で 紹 介 し た 実 験 に よ る 検 証 方 法 は ， 鋼 製 ス ト ラ ッ ト (STK490, φ
注意点

道路橋示方書Ⅲ5.1，19.9.4

キーと端面の摩擦により接合する構造とした事例もある。

道路橋示方書の準用

原寸大のストラット供試体の疲労耐久性を静的破壊試験により確認。

関連規定

例（図-1）。

267.4mm,t=6mm)におけるものであるため，ストラットの材質，形状など条件がこれ
らと異なる場合には，別途実験などにより検証が必要となる。

－ 118 －

検証事例-6ストラット接合部の支持構造

要求性能

構造安全性，使用目的との適合性

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.5.1

図-1 鋼管ストラット接合部の例

FEM 解析によりストラット接合部位置、接合タイプ及び配置間隔を検証した事例。
ストラット接合部のハンチ形状には、個別に突起を設けた突起タイプと橋軸方向に
検証目的

はりを連続させたエッジビームタイプに分けられる。床版の橋軸直角方向曲げモーメ

・主げたの下端接合部がプレキャストセグメントである場合，差し筋による接合が困

ントは、突起タイプのほうが大きくなる傾向があり、エッジビームタイプでは床版応力の制御が可能であるが、突起タイプでは床版応力の制御が困難となる。国内の事例

検証内容

難となるため，コンクリートせん断キーと端面の摩擦により接合する構造 1)とした例（図-2）。

としては、エッジビーム形式としている事例が多い。
検証方法

実験による検証

検証方針

FEM 解析により確認。

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

1) 竹中，中田，五藤：支保工架設による張出し床版にストラットを有する箱桁橋の
参考文献

設計

上川高架橋（下り線），第 15 回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム，2006.10
ストラット接合部は、ストラットに対し接合面を直角にするのが望ましい。また、注意点

ストラット接合部は、接合のためのアンカーボルトもしくは差し筋の定着が必要となる。

図-2 コンクリートストラット接合部

・主げたが現場打ちにて施工される場合の，上端部および下端部ともに差し筋により検証事例-8ストラット接合部のコンクリート充填確認の事例

要求性能

構造安全性，使用目的との適合性接合する構造の例（図-3）。
関連規定

道路橋示方書Ⅲ5.1，19.9.4

ストラット接合部のコンクリート充填性を実験により検証した事例。
ストラット下端と主桁との接合部は、ストラット構造において重要な部位であり、検証目的損傷により床版構造に重大な欠陥を招く恐れがある。また、この部位は，補強鉄筋が多く配置されているが、充填状況が目視出来ないためコンクリートの確実な充填を行
うための配慮が必要である。

検証方法
図-3 コンクリートストラット接合部

検証方針

ット接合部

第二東名高速道路

・解析による検証

・

道路橋示方書の準用

ストラット接合部のコンクリート充填性を実験により確認。
ストラット接合部へのコンクリート充填を確実に行うために，ストラット下端のエ

1) 斎藤，本間，宇佐美，山村：断面を分割架設するストラット付ＰＣ箱桁のストラ
参考文献

実験による検証

ッジ上部の型枠を透明型枠とした上，振動ディバイスを用いて打設時の充填確認を行

内牧高架橋（ＰＣ上部工）工事，第 15 回プレス

った事例 1)もある（図-1）。

トレストコンクリートの発展に関するシンポジウム，2006.10
ストラット下端と主げたとの接合部は、特に雨水が廻ることが考えられるため、劣注意点化防止に配慮する必要がある。そのため、アンカーバーを炭素繊維ロッドとした事例－ 119 －

検証内容

や埋め込み鉄筋にエポキシ塗装を施した事例もある。

図-1 振動ディバイス配置図

参考文献

1) 岡田，香川，管，深谷：宍原第一高架橋の設計・施工，第 12 回プレストレスト
コンクリートの発展に関するシンポジウム，2003.10
振動ディバイス・充填検知システムは、実施工に先立ち主桁下端部の実物大模型を注意点

用いて充填確認試験を行った上で、実施工に用いられている。このため、コンクリー
トの配合など条件が異なる場合には注意が必要となる。

1.3

プレキャスト桁場所打ち接合構造（スプライス PC 構造）（3）施工方法
図-1.3.2 に示す橋梁の施工順序を図-1.3.3 に、施工フローを図-1.3.4 に示す。プレテンション桁

1.3.1 概要

はクレーン架設または架設桁架設となり、場所打ち桁は支保工架設となる。本構造では、プレテン（1）概要

ション桁と場所打ち桁を場所打ち接合するためにプレテンション桁を先に架設する点が大きな特徴

PC 橋では、径間長が 25m 程度までは工場
製のプレキャスト桁が用いられ、径間長が支保工の設置25m 以上になると現場で製作するポストテン
ション桁が多く用いられている。これには、工場製のプレキャスト桁に対する公道運搬のプレテン桁の架設支承の据付

桁の転倒防止底板・側枠の組立

PC 板の敷設

鉄筋・PC 鋼材組立立制約が影響している。
図-1.3.1 に示す橋梁は、径間の中間部に工場製プレテンション方式プレキャスト桁、端場所打ち部コンクリート打設

支点部および中間支点部を場所打ち桁で構成
PC ケーブル緊張

され、ポストテンション方式でプレストレスを導入して接合している「プレキャスト桁場

図-1.3.1 プレキャスト桁を用いたＰＣ構造

張出し型枠の組立

支保工の解体

所打ち接合構造」を用いた新しい橋梁形式であり、径間長が 40m～60m の中規模径間に適用できる。本橋梁構造における着目すべき技術は、プ

床版鉄筋の組立

レテンション部材とポストテンション部材との接合技術である。

－ 120 －

上床版コンクリート打設（2）橋梁形式の概要

グラウト注入プレキャスト部材とポストテンション部材とで構成された構造を図-1.3.2 に示す。プレキャスト
橋面施工

部材は、高強度コンクリート（50N/mm2 以上）でプレテンション PC 鋼材によりプレストレスを導入したプレテンション桁である。プレテンション部材とポストテンション部材とは、最終的にポス

完

トテンション PC 鋼材によりプレストレスを導入し、一体化する。図-1.3.2 の橋梁例は、プレテン

図-1.3.3 施工順序

ション部材は合成桁、ポストテンション部材は場所打ちの箱桁で構成されている。

成

図-1.3.4 施工フローである。
図-1.3.5 に示す橋梁では、径間中央部のプレキャスト部材に中空床版桁を用いた
例である。
注）

が、プレテンション部材とポステンション部材の接合部を示す。

側面図

図-1.3.5 施工実績
プレテンション桁（合成桁）

場所打ち桁（箱桁）主桁断面図
図-1.3.2 本技術を用いた橋梁例

１ － １（4）接合技術

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁部

プレテンション桁（合成桁）と場所打ち桁（箱桁）の接合部を図-1.3.6 に示す。

場所打ち部

③ 鉄筋は、プレテンション桁から継手長を突出させることにより、鉄筋の連続性を確保している。
プレテンション桁④ 接合面は、後打ちコンクリートの付着に配慮し、洗出し等の処理を施す。

横桁

接合部の構造を図-1.3.9 に示す。ウェット接合でCL

鉄筋や PC 鋼材が連続している点では、場所打ち施工の張出し架設や移動支保工等の分割施工で一般的に場所打ち桁用いられている接合と同様である。
プレテンション桁

ポストテンションＰＣ鋼材

プレテンションＰＣ鋼材

１１

接合部の外的条件を図-1.3.10 に示す。接合部は、横締めＰＣ鋼材

プレテンション部材とポストテンション部材で主桁構造が異なるため、基本的に剛性変化を伴い、曲げモ

図-1.3.6 接合部

ーメントのインフレクションポイント付近に位置さ（5）接合部の構造せることとしている。また、接合する部材の構造や接① ポストテンション PC 鋼材により、プレテンション桁を後施工の場所打ち箱桁と接合する。図合に関する本構造に関連した道路橋示方書の規定を-1.3.7 に示すとおり、プレテンション桁とポストテンション桁のウエブ厚を擦り付け、連続し

図-1.3.8 接合部の横桁表-1.3.1～表-1.3.3 にまとめる。

たポストテンション PC 鋼材の配置に配慮するとともに、桁剛性の連続化も図っている。また、

プレテンション桁

場所打ち桁－ 121 －

プレテンション PC 鋼材とポストテンション PC 鋼材の配置は、道路橋示方書や PC 工法の規定に従い、PC 鋼材のかぶりや空き、定着体の最小間隔や縁辺距離を確保している。
② プレテンション桁の端部は、図-1.3.8 に示すとおり場所打ち桁の横桁に突入させ、横桁方向に接合部

プレストレスを導入し、周面摩擦力を付加し、接合性能を高めている

場所打ち箱桁ポストテンション
ＰＣ鋼材

プレキャスト合成桁

鉄筋継手鉄筋

プレテンションＰＣ鋼材

図-1.3.9 接合部の構造
箱桁
ポステンション部材

ホロー，Ｔ，Ｉ桁

個々の構造は多くの実績を有している

合成桁

中空床版

剛性変化

主桁部材のインフレク
ションポイント付近

接合部

支間中央部

プレストレス量変化
図-1.3.7 ＰＣ鋼材配置

プレテンション部材

材令変化

図-1.3.10 接合部の外的条件

表-1.3.1 道路橋示方書Ⅲにおける関連事項（1）

構造種類 適用

相対する2辺が自由で他の2辺が支持される床道示Ⅲ 8章 床版橋
版橋

床版橋

本構造における適用

支間中央部のプレキャストげた区間にHollowげた断面を使用する場合に適用する。

道示Ⅲ 10章 箱げた橋

支点付近（端支点及び柱頭部の構造として使用する。

道示Ⅲ 11章 合成げた橋

支間中央部のプレキャストげた区間に合成げた断面を使用する場合に適用する。

連続げた 適用 支承により支持され2径間以上連続する橋

道示Ⅲ 12章 連続げた橋

スプライスPC橋は一般に2径間以上の橋梁に有効な構造のため適用する必要がある。

プレキャストセグメント 参考 プレキャストセグメント工法により施工する橋
橋

道示Ⅲ 17章 プレキャストセグメント橋

接合部が構造成立上の重要箇所という点が本構造との共通事項のため参照する。

箱げた橋
適
用
の
範
囲

解説要旨

関係規定

適宜 断面が箱形をなす橋

プレキャストコンクリートげたと場所打ち床版とがずれ止めによって結合され、けたと床版とが一体となった合成断面で荷重に抵抗する橋

合成げた橋

床版橋

床版橋の各部材寸法は、鉄筋配置やコンクリー
ト打設等の施工が確実に行える寸法とするもの 施工の容易な構造とし、寸法等は6章構造細目による。
とする。

プレキャストげた部にHollowげた断面を使用した場合に適用する。

けた相互のたわみ差によって床版に悪影響をおよぼさない構造とする。

場所打部に多主げた箱断面を使用した場合に適用す
る。

適宜

箱げた橋

主げたの支点上には横げた及び隔壁を設ける。
適用

多主げた箱げた橋において、箱げた相互を結合する横げたを設けない場合、橋軸直角方向の剛性が小さくなり荷重分配
場所打箱げた部に適用する。
作用が悪くなり、またけた相互のたわみ差やねじりにより床版に大きな曲げが生じることがある。

主げたには、1支間に1箇所以上の中間横げた
及び隔壁を設ける。
1. ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ
導入直後：けた断面に[直後ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ+けた自重]：けた断面に[有効ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ+けた, 床版自重]プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合、
2. 床版合成時：けた断面に[有効ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ+けた, 床版自左記の検討時期に加え、プレキャストげた架設時、場
3. 合成後死荷重重]+合成断面に[後死荷重]
所打ち部施工時が加わる。
作用時：けた断面に[有効ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ+けた, 床版自適宜 施工工程を考慮し、各施工段階ごとの応力度及重]が作用+合成断面に[後死荷重+活荷
4. 活荷重作用時
びそれらの合成応力度について照査する。
重+ｸﾘｰﾌﾟ等の影響]
施工段階ごとの構造系の変化を考慮して設計
する。

設
計
一
般

場所打ちげたとプレキャストげたの接合部には、横げたを設けるため、1支間に2箇所となる。

合成げた橋
コンクリートのクリープ差と乾燥収縮差による平面保持に関プレキャストげたと場所打ち床版におけるコンク
する単純桁断面力の算出方法を提示。連続げた橋の場合リートのクリープ及び乾燥収縮の差を考慮する。
は、これらを用いて不静定力を算出する。

適用
連続げた

プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に適用する。

合成げた橋に使用するプレキャストげたは、上フランジ幅がプレキャストげたの断面形状は、架設時の安全 支間に比べ狭いうえにウエブが薄く、横方向の剛性が小さい プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に場合が多いので、架設中の横座屈に対する検討も行って断 適用する。
性についても考慮して決定する。
面形状を決定する必要がある。
連続げた橋は、施工方法によって施工段階ごと 張出し架設工法や移動支保工式架設工法等によって施工さ スプライスPC橋は、段階施工が不可避であり、工場製の構造系が変化するので、これを考慮して設計 れる連続げた橋は、構造系が変化したり、材令差による不静 プレキャストげたと場所打ちげたとは材令差もあるた定力が生じることがあるので、考慮しなければならない。
め、必ず適用する必要はある。
する。
継目部がない場合のけたとして安全であるとと接合部の前後で剛性変化を伴うため、接合部におけ継目部は、相互のセグメントを確実に接合し、断面力を確実
もに、継目部が断面力に対して安全となるようる力（応力）の伝達は重要であり、思想として適用するに伝達できる構造とするものとする。
にする。
必要がある。

プレキャスト継目部は、耐久性上の弱点となることのないように配慮する
セグメント 参考 施工各段階において、安全性が確保されるよう一般部と同様の安全性を確保する必要がある。
ものとする。
にする。
橋
継目がないけたとして設計を行うほか、継目部 接合面は、主げたの部材軸線に直角に設けるものとする。
の応力度及び耐力について照査する。

* 接合部に関連する規定（スプライスPC橋に適用可能な規定）－ 122 －

支点部の斜角によらず接合部は直角にすることが可能な構造であるため、本規定に従う。

表-1.3.2 道路橋示方書Ⅲにおける関連事項（2）構造種類 適用

解説要旨

関係規定

本構造における適用

支持条件や構造形式に応じた解析理論及び解析モデルを用いる。

一般に格子構造解析を使用する。
原則は版理論。ただし、連続床版橋、曲線橋、斜橋等の場合には、格子理論やFEM等により解析。

支承条件、斜角等を考慮して版理論により行う。

一般に格子構造解析を使用する。

片持床版のある床版橋の構造解析は、片持床 片持床版に作用する荷重や片持床版の剛性の影響を考慮する。
版の影響を考慮して行う。

プレキャストげた部にHollowげた断面を使用した場合に適用する。

床版橋

支点反力及び支承線方向の断面力は、支承配 断面力が支承配置及び斜角等によってその分布が変化する プレキャストげた部にHollowげた断面を使用した場合ため、それらの影響を考慮しなければならない。
置及び斜角の影響を考慮して算出する。
に適用する。

プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に横げたや床版による荷重分配効果を適切に評価できる解析理論及び解析モデルにより行う。 省力化の観点から中間横げたを省略した構造では、主げた 適用する。
への荷重分配効果や床版へ与える影響について、立体有限要素法等の適切な解析方法によって確認しなければならな
横げたを適切な間隔で設けたTげた橋の断面力 い。
プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合には、格子構造理論により算出するものとする。
適用する。

Tげた橋

構
造
解
析

適用

箱げた橋

斜角が70°未満の場合及び横げた間隔が広い橋について
格子構造理論により断面力を算出する場合には、ねじりの影響が大きいため、ねじり剛性を考慮して解析は、一般に部材のねじり剛性を無視してもよい。
し、ねじりに対する検討を行う。

プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に適用する。

断面形状や幅員と支間の比及び支承条件に応じて、横方向の荷重分配とねじり剛性効果を適切に評価できる解析理論及び解析モデルにより行う。

場所打ち部は箱げた断面を使用するため、構造の特徴を踏まえて、はり理論と格子構造解析を使用する。

単一箱げた橋や多重箱げた橋で幅員と支間の比が0.5未満の場合は、全断面を一つのはりとしたはり理論により断面力を算出することができる。

構造特徴
全幅-支間比0.5以下

解析理論

単一箱げた及び、 斜角が70°以上 はり理論
多重箱げた橋
斜角が70°以下 格子構造理論
多主げた箱げた橋
全幅-支間比0.5以上

斜角を有する箱げた橋、多主げた箱げた橋及び幅員と支間の比が0.5以上の多重箱げた橋の場
合は、格子構造理論により断面力を算出する。

格子構造理論

適用支間の最小値を40m程度としているため、幅員が20mを超えない状況では、はり理論を適用する。

格子構造理論幅員が20mを超えない状況では、斜角（70度未満）を有する場合に適用する。

下フランジ及びウエブの断面力は、箱げたをウ 橋軸方向に1mの奥行きを有する箱形ラーメン構造にモデル
エブ及び下フランジにより構成されるラーメン構 化して算出しても、十分な精度の解が得られる。上フランジ 場所打部の横方向の設計に適用する。
は床版の設計に従う。
造とみなして算出してよい。
プレストレス力、温度の影響、クリープ、乾燥収
クリープ、乾燥収縮の影響は、構造系変化、平面保
縮、支点移動による不静定力を考慮するものと 複数の固定支承を有する連続げた橋では、温度変化、コンク 持、プレストレス力の変化等に現れるので、適切にこする。
リートのクリープや乾燥収縮、プレストレス力等による変形が れらを解析する。
橋軸方向に拘束されることによって不静定力が生じる。このような場合には、橋脚を含めた構造モデルにより解析を行う 本構造は、当面は固定支承を複数有しない構造に適
複数の固定支承を有する橋は、橋脚を含めた 必要がある。
用することを想定しているが、左記に該当する場合ば構造モデルにより解析を行う。
適宜適切な解析を実施する。
連続げた
中間支点上の設計曲げモーメントは、支承幅、
通常橋梁と同様に適用する。
けたの高さ、横げた等の影響を考慮する。
中間支点上の曲げモーメントは、はり理論では支点上で尖った分布を示すが、実際のけたでは、支承幅、けたの高さ、横げた等の影響を受けるため、支点上の設計曲げモーメントを
中間支点上の設計曲げモーメントは、式(12.3.1) 式(12.3.1)を用いて計算することができる、
通常橋梁と同様に適用する。
により算出することができる。

継
目
部
の
設
計

プレキャストセグメント橋の安全性は、セグメント継目部の耐 接合部の前後で剛性変化を伴うため、接合部におけ継目部は、相互のセグメントを確実に接合し、断荷性能に大きく影響されることから、左記のような規定としる力（応力）の伝達は重要であり、思想として適用する
面力を確実に伝達できる構造とするものとする。
た。
必要がある。
プレキャスト継目部に、橋面上から水は浸透した場合、PC鋼材を腐食さセグメント 参考 継目部は、耐久性上の弱点となることのないよ せる等の耐久性に関する影響があることから、十分な配慮が 接合部のディテールのレベルから、本部位が弱点となうに配慮するものとする。
らないような配慮が必要である。
橋必要である。
接合面は、主げたの部材軸線に直角に設けるものとする。

接合面は、プレストレス力の接合面に沿った分力が極力生じ 支点部の斜角によらず接合部は直角にすることが可ないように、部材軸線に直角に設ける。
能な構造であるため、本規定に従う。

* 接合部に関連する規定（スプライスPC橋に適用可能な規定）－ 123 －

表-1.3.3 道路橋示方書Ⅲにおける関連事項（3）構造種類 適用

関係規定

解説要旨

本構造における適用

1) 支間方向に配置される引張主鉄筋の直径は13mm以上と断面には温度や乾燥収縮等によって有害なひ し、その中心間隔は200mm以下とする。
場所打ち中空床版断面の採用は考えていない。プレ適用 び割れが生じないように鉄筋を配置するととも 2) 版の上側、下側には直径13mm以上の鉄筋を、300mm以 キャストHollowげたでは、本規定は適用できないが、下の間隔で配置する。
に、断面は施工の容易な構造とする
場所打ち部全般に対して適用が可能である。
3) 8.4(4), (5)に部材最小寸法を規定。
床版橋

斜め床版橋に対しては、作用する断面力に対し版端部の支間軸直角方向と斜角方向の鉄筋配置を、図不可 て有効な鉄筋配置とするとともに、局部的に発8.4.2に規定。
生する応力に対して補強を行うものとする。

適用可能箇所なし。

支間方向のPC鋼材は、断面の単位幅あたりお プレストレス及び偏心量が同一でないと、せん断力が発生す プレキャストHollowげたを採用する場合においては特
適宜 プレストレス及び偏心量が同一になるように配 るので、先のような配置ができない場合は、この影響を考慮 に、桁間せん断力を発生させないという観点から本規する。
置するのが望ましい。
定の考え方は重要である。
開口部を設ける場合には、その周辺を補強する。

開口部を設ける場合は、できるだけ応力の小さい位置とし、切断される鉄筋量以上の鉄筋を補強鉄筋として配置する。 通常橋梁と同様に適用する。
PC鋼材の定着は開口部から十分離れた位置で行う。

ウエブの橋軸方向と下フランジ上下面の橋軸方 ねじりモーメントに対しても十分な抵抗力を持つ必要がある
向及び橋軸直角方向には、直径13mm以上の鉄 ため、左記の鉄筋を配置し、下フランジとウエブの隅角部に 通常橋梁と同様に適用する。
ハンチを設け、鉄筋の定着を十分に行う。
筋を250mm以下の中心間隔で配置する。
箱げた橋

適宜
上フランジの厚さは7章「床版」、ウエブの厚さは6章「構造細通常橋梁と同様に適用する。
目」の規定を満足しなければならない。
下フランジの最小厚さは、140mmとする。
けた高変化がある場合は、圧縮力による偏向力とPC鋼材に
スプライスPC橋では、中間支点部付近において、桁よる腹圧力が作用するので、下床版はこれらの力に対して十高変化を伴うので、十分な配慮が必要である。
分な安全性を確保する。
けたの上フランジの一部を床版に埋め込む場
合、結合部の床版は、中間支点としての断面力に対し安全であるとともに、けたと床版の結合構
造、合成作用及び施工性に支障をきたさないよ
うにする。

構
造
細
目

プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に適用する。

けたの上フランジは、一般に埋め込まなくてよいが、合成作
プレキャストPC版を用いる場合には、PC版は場 用に直接寄与する箇所なので、施工精度等を考慮すると、支 プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に所打ちコンクリートと一体化するようにする。
適用する。
間部の床版厚と同程度するのが望ましい。
合成げた橋 適宜けたの上フランジの一部を床版に埋め込む場
合、けたの上の床版の最小厚さは150mmとする。

プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合に適用する。

場所打ちコンクリートと接するプレキャストPC板
一体化させ合成構造とするためには、両者の結合面におけ プレキャストげた部に合成げた断面を使用した場合にの上面には、床版の支間方向に凸凹を設けるこるせん断力の確実な伝達が必要である。
適用する。
とを標準とする。
中間支点付近においては、曲げモーメント、せ通常橋梁と同様に適用する。
ん断力、集中的な支点反力の影響を考慮する。 連続げた橋の中間支点付近は、曲げモーメント及びせん断力が最大となり、かつ集中的な支点反力を受けて応力状態も複雑になる。はり理論で解析した場合より大きな圧縮力が中間支点付近には、ウエブ及びけた下縁側に 生じることがあるので、用心鉄筋を配置する必要がある。
適宜
通常橋梁と同様に適用する。
用心鉄筋を配置するものとする。
適用
連続げた

中間支点部の主げたの連結部は、主げたを横げたと確実に結合し、安全性及び耐久性が確保できる構造とする。

接合部の性能項目として適用すべき規定である。

1) 横げたには主げたと横げたの結合を確実に行うためにPC
連続げた
中間支点部の主げたの連結をRCとする場合、 鋼材を配置してプレストレスを与えるのが一般的である。
接合部の場所打ちコンクリート側で鉄筋継手を使用す
プレキャストげ 参考 連結鉄筋の重ね継手長は6.6.5に従って算出し、 2) 連結鉄筋の重ね継手は、主げたが剛な横げたで橋軸方向に連結されていること等を考慮して、同一断面に集中して るため、本規定を適用する。
た架設方式連かつ鉄筋径の25倍以上とする。
続げた橋の中配置してよいが、鉄筋に生じる引張応力度を160N/mm2以下
間支点部とすることが望ましい。
中間支点部の主げたの連結をPCとする場合、
主げたと床版コンクリートの結合面におけるせ
床版部にプレストレスの導入は想定していないため、ん断応力度は11.3(5)によるほか、床版に作用し適用箇所なし。
ているプレストレス力を考慮して求める。

－ 124 －

1.3.2 技術評価の観点と方向性
本構造の要素技術に関連した下記の事項は、道路橋示方書Ⅲによりほぼ網羅されている。
① 場所打ち桁：箱桁、中空床版(1)

主げたの安全性

1-1) プレストレス力の算定■関連する道路橋示方書の規定② プレキャスト桁：ホロー桁、T 桁、合成桁（PC 合成床版タイプ）[道路橋示方書Ⅲ6.6.7 PC 鋼材の定着]③ 段階施工を前提とした連続桁構造(1) 定着具の位置は、部材に所定のプレストレスを導入できるように、また、部材に有害なひび割れが生じないように選ぶものとする。

④ プレキャストブロック工法における接合部構造(1) プレテンション部材では、PC 鋼材はコンクリートとの付着によって定着される。この定以上整理すると、本技術は、接合する両部材がプレキャスト部材でせん断キーを用いるような接着に必要な長さ（定着長）は、φ15.2 までの PC 鋼より線の場合その直径の 65 倍としてよ合には該当しない。そのため、道路橋示方書にプレテンション部材とポストテンション部材の接合い。なお、せん断応力度を照査する断面が定着長区間にあるときには、その位置でのプレが具体的に規定されていないため、以下の二つの観点から従来の接合技術との相違点を整理し、評

ストレス分布を考慮しなければならないが、定着長区間内のプレストレス分布は部材端で価する必要がある。

0 となるニ次放物線と考えてよい。
[道路橋示方書Ⅰ2.2.4① プレキャスト部材、特にプレテンション部材とポストテンション部材を接合するため、接合部付

プレストレス力](5) プレストレッシング直後のプレストレス力は、PC 鋼材の引張端に与えた引張力に、次近でプレストレスの量や分布が変化する。

の影響を考慮して算出する。
1）コンクリートの弾性変形② PC 工場等で製作したプレキャスト部材と現地で製作するポストテンション部材を接合するため、

2）PC 鋼材とシースの摩擦接合面でコンクリートの材令が異なる。

3）定着具におけるセット－ 125 －

これらの観点から考えられる要求性能と課題を表-1.3.4～表-1.3.5 にまとめる。

(5)

プレストレッシング直後のプレストレス力の減少はプレテンション方式ではコンクリー
トの弾性変形を、ポストテンション方式ではコンクリートの弾性変形、PC 鋼材とシース摩
擦、定着具及びジャッキ内部の摩擦、定着具におけるセットを考慮するものとする。

■技術的課題①

接合部界面のプレテンション部材の端部では、プレストレス力が減少しているため、接合部に対する影響が懸念される。
②

後緊張のポストテンション PC 鋼材により、プレテンション部材が弾性変形するため、プレテンション PC 鋼材のプレストレス力が減少する。
■性能評価の対応策①

プレテンション部材の端部における PC 鋼材のプレストレス減少区間（65φ 区間）は、プレ
ストレス力を 0～100％の直線変化として評価する。

②

プレテンション PC 鋼材のプレストレス力は、ポストテンション PC 鋼材の緊張による部材の弾性変形を考慮して行う。

【解説】①

プレテンション PC 鋼材のプレストレス減少区間（65φ）は、図-1.3.11 に示すとおり、プレテンション部材端で 0 となる 2 次放物線の分布となる。この 2 次放物線の分布区間をプレストレス
力が過小評価となるが、容易な 0～100％の直線変化に置換し、安全側の算定を行う。

表-1.3.4 要求性能と課題(その 1)
道路橋の要求性能

想定される
問題認識
状態
性能項目
・供用性を害するよう プレテンション部材とポ 有害なひび割れ
な過大な変位を生じな ストテンション部材を接 の発生合する本接合構造では、
いこと。
接合部近傍でプレストレ
・通行者に不快感を与 スの量や分布が変化する
えるような振動を生じ ことや、コンクリートの材齢が異なるため、安全使用目的との ないこと。
(道示Ⅲ2.1)
性に疑義がある。
適合性(供用時)
コンクリートの引張強度の低下
種別

橋梁の性能に影響を与える
特性及び作用道示の準用及び前提条件

・接合部近傍に応力が作用する際に剛性 ・道示Ⅲに準拠した解析手法を用いて断面力をの低い側にひび割れが発生しやすい可能 計算する。
性がある。
・接合部を跨ぐ横桁を配置して、急激な応力変・接合部付近に応力伝達の悪さに起因す 化を緩和する。
る応力の局部集中が発生しやすくなる。

技術評価の観点

関連項目

・道示Ⅲに準拠して、プレストレス量を推定することの妥当性
検証事例-1
・道示Ⅲに準拠して、プレストレスの伝
達性能を推定することの妥当性
検証事例-2
・道示Ⅲに準拠し、各施工時の構造や材齢を考慮して解析することの妥当性
検証事例-3

・一般にコンクリートの打継目は、連続 ・プレストレスを道示Ⅲに準拠して算定し、効 ・連続部材に比べ低下すると想定されるコンクリートの引張強度の確認
部材と比較して引張強度が低下する。 果的なPC鋼材の配置を行う。
・適切な補強筋の配置

検証事例-5・付着力を確保するための打継面処理の実施
断面の破壊によって耐荷性能が失われないこと(道示Ⅲ2.1)－ 126 －

安全性
(断面破壊)

曲げ破壊

・場所打ち部とプレキャスト部で変形性 ・道示Ⅲに準拠した荷重の組み合わせ、曲げ破 ・道示Ⅲに準拠した終局荷重時の照査の能が異なるため、通常の設計と実際の曲 壊抵抗モーメントに対して算定する。
妥当性
検証事例-4げモーメント分布が異なる可能性があ
る。

せん断破壊

・開断面と閉断面が接合されるためせん ・道示Ⅲにより、せん断力を算出する。
・道示に準拠した設計であれば、斜角が断流の把握が困難であり、接合部におい小さくねじりが卓越した構造でなけれて想定外のせん断力が作用する可能性が ・接合部断面の左右の応力度に対して検証し、 ば、問題はない。
ある。
安全側の値に対して配筋する。

－

耐荷性能の低下 ・一般にコンクリートの打継目は、連続 ・プレストレスを道示Ⅲに準拠して算定し、効 ・連続部材に比べ低下すると想定される部材と比較して耐荷性能が低下する。 果的なPC鋼材の配置を行う。
耐荷性能の確認
・適切な補強筋の配置
・付着力を確保するための打継面処理の実施

検証事例-5

表-1.3.5 要求性能と課題(その 2)
道路橋の要求性能
種別

性能項目
経年的な劣化により供用性、安全性が損なわれないこと(道示Ⅲ5.1)

耐久性

疲労、振動の影響により構造物の安全性が損なわれないこと(道示Ⅲ2.1)－ 127 －

使用目的との適合性や構造物の安全性を確保するために、確実な施工を行える性能を有すること(道示Ⅰ1.5)

問題認識

想定される
状態

橋梁の性能に影響を与える
特性及び作用道示の準用及び前提条件

技術評価の観点・中性化、凍結融解作用、化学的浸食に対する耐久性の検討は、道示Ⅲ19章等に規定されてい ・道示に準拠する場合、基本的に性能はる材料及び施工の規定に準拠し、一般に検討を 満足する。
省略
・道示Ⅲの許容応力度には、疲労について配慮されており、コンクリート橋では疲労が問題となったことはない。
・道示Ⅲの許容応力度を満足するコンクリート
橋で振動が問題となった事例は報告されていない。

・道示に準拠する場合、基本的に性能は満足する。

・施工の善し悪しが耐久性に及ぼす影響が大き・道示に準拠する場合、基本的に性能はいことを十分認識し、道示Ⅲに準拠した構造細満足する。
目への配慮を設計的に行い、品質を確保する。

関連項目

②

図-1.3.12 に示すとおり、ポストテンション PC 鋼材で緊張した場合、プレテンション部材が弾1-2）プレストレス力の伝達性状性短縮するため、プレテンション PC 鋼材のプレストレス力が減少する。コンクリートの弾性短縮■関連する道路橋示方書の規定によるプレストレス力の減少量の算出方法は、道路橋示方書に次のように示されており、準拠し[道路橋示方書Ⅲ6.6.6 PC 鋼材の配置]て算定する。

(2)

PC 鋼材は、コンクリートに局部的な応力が生じたり、鋼材自体に付加応力が生じない
ように配置するものとする。

(3)

PC 鋼材は、部材縁において有害なひび割れが生じないように配置するものとする。

■技術的課題PC 鋼材は、通常コンクリート部材や部材縁に局部的な応力が生じないように配置するが、本接合部では、多主桁構造から箱桁構造に変化するため、部材中のプレストレス力の分布や伝達状況が不明確である。
■性能評価の対応策
道路橋示方書の準拠により、接合部付近の応力度を算定し、接合部の安全性を検証する。
さらに、接合部を忠実にモデル化できる高度解析を実施し、直接断面応力度を照査して局部
プレテンション部材

的な応力状態が発生していないことを検証する。

ポストテンション部材

１ － １

本接合部では、図-1.3.13 に示すとおり、プレプレテンションＰＣ鋼材

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁部

多主桁構造

場所打ち部

箱桁構造

キャスト桁の端部を場所打ち箱桁の横桁に突入させ、主方向にポストテンション PC 鋼材によるプレテンション桁

プレストレスを導入し、一体化している。
接合部では、多主桁構造から横桁を介して箱桁

65φ
ポストテンションＰＣ鋼材
2 次放物線100％
計算上のプレストレス構造に連続した構造となる。そのため、道路橋示
ならず、各ウエブに配置されたポストテンション

0％PC 鋼材のプレストレスの応力分布や伝達状況を

図-1.3.11 プレテンション部材端部のプレストレス

3 次元ソリッド要素の FEM 解析等で確認するこ
ポストテンション部材

プレテンション部材

横桁

方書に準拠した接合部付近の応力度の検証のみ

CL－ 128 －

【解説】

接合部とは、極めて重要である。

ポストテンション部材

１

１
プレテンション桁

横締めＰＣ鋼材

複雑な形状の接合部に対する安全性の検証は、プレテンションＰＣ鋼材

ビーム理論や格子理論で断面力を算定した道路
橋示方書準拠の結果と FEM 解析等の高度解析の弾性短縮結果を比較した上で、安全性を検証するのが望ま

図-1.3.13 接合部の構造

しい。
ポストテンションＰＣ鋼材

図-1.3.12 弾性短縮によるプレストレス力の減少[検証事例-2][検証事例-1]1-3）部材の材令と構造系変化に対する評価

時の安全性について検証する。

■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅰ2.2.5 コンクリートのクリープ及び乾燥収縮の影響](4) プレストレスの減少量及び不静定力を算出する場合のコンクリートのクリープ係数は、
表-2.2.7 の値を標準とする。

【解説】
構造系が変化した後では、変化する前の構造系におけるクリープ変形が拘束されるため、クリー
プが進行するとともに、新しく不静定力が発生する。このクリープによる不静定力は、厳密には構造系が変化する時のコンクリート材令から構造系各部のクリープ係数を算定し、持続荷重による断面力を考慮して算出する。
下記に道路橋示方書に示されているプレテンション部材とポストテンション部材を組合せた構造
例を示す。

(5) プレストレスの減少量を算出する場合のコンクリートの乾燥収縮度は、表-2.2.8 の値を標準とする。

(7) コンクリートのクリープおよび乾燥収縮の影響により生じる不静定力は、次の規定により算出する。
2）構造系に変化がある場合－ 129 －

構造物を一度に施工せず、施工中の構造系と施工後の構造系に変化がある場合には、コンクリートのクリープの影響による不静定力は（4）あるいは（6）に規定する値を用いて算出する。なお、この場合に考慮する持続荷重は死荷重、プレストレス力及び乾燥収縮の影響とする。また、･････。
(7)

コンクリートのクリープおよび乾燥収縮による変形が拘束される不静定構造物では、この拘束によって不静定力が生じるが、この項はこれらの考え方の基本を示したものである。

2）構造系に変化がある場合とは、例えば、
ⅰ）プレキャスト桁を架設し、・・・･ 連続桁とする場合
ⅱ）片持式架設を行い、・・・・･ 連続げたを形成する場合
ⅲ）連続げたを 1 径間ごとに、・・・・・施工する場合■技術的課題
本橋梁構造は、プレテンション部材とポストテンション部材を用いるため、材令差が比較的大きい。構造完成迄に構造系が変化するため、断面力にクリープ・乾燥収縮の影響も発生
し、接合部に対する影響が懸念される。道路橋示方書では、構造系が変化に関してプレテン
ション部材とポストテンション部材を組合せた構造例が示されているが、本構造と一致した例がない。
■性能評価の対応策
道路橋示方書を準用して、プレテンション部材とポストテンション部材の材令に応じたク
リープ係数・乾燥収縮度を算定し、プレストレスや構造系変化を評価し、架設時や設計荷重[検証事例-3]

(2)接合部の安全性

2-1）全体構造に対する接合部の破壊挙動と安全性■関連する道路橋示方書の規定【解説】
本接合部付近では、プレストレス力や部材剛性が微妙に変化している。そのため、橋梁構造の全体に対して、材料や構造の非線形性が考慮できる高度解析等を実施することにより、道路橋示方書[道路橋示方書Ⅲ2.2 設計計算に用いる荷重の組合せ]に準拠した終局荷重時の安全性の照査よりも、厳密な終局荷重レベルや破壊挙動を検証することが(3) 終局荷重作用時の荷重の組合せは、次のとおりとする。

可能である。

（a）1.3×（死荷重）＋2.5×（活荷重＋衝撃）（b）1.0×（死荷重）＋2.5×（活荷重＋衝撃）

道路橋示方書では、部材断面の破壊抵抗曲げモーメント算出時の材料における応力度－ひずみ曲
線や終局ひずみを次のように記述している。

（c）1.7×（死荷重＋活荷重＋衝撃）(3) 荷重に乗ずる係数については、各荷重のばらつき、施工精度のばらつき等を考慮して、確立論的に定められるべき数値である。
[道路橋示方書Ⅲ2.3 荷重に対する安全性等の照査](1) 構造物の安定性等を確保するために強度、変形及び安定を照査しなければならない。
(3)(1)を照査するにあたっては、終局荷重作用時に部材に発生する断面力が耐力以下であることを照査しなければならない。

(3)

終局荷重作用時には 2.2.(3)に規定する荷重組合せにより部材断面に作用する設計断面力
が断面耐力以下であることを照査することにより、部材の曲げ破壊、せん断破壊、コンク
リートの圧壊を防ぎ、構造物の安全性を照査することができる。

－ 130 －

[道路橋示方書Ⅲ4.2.4 終局荷重作用時の照査](2) 部材断面の破壊抵抗曲げモーメントは、次の規定により算出するものとする。
1）維ひずみは中立軸からの距離に比例する。
2）コンクリートの引張強度は無視する。
3）コンクリートの応力度－ひずみ曲線、図-4.2.2 に示したものを用いるものとする。
このときコンクリートの終局ひずみは、表-4.2.2 の値を用いるものとする。
4）鋼材の応力度－ひずみ曲線は、図-4.2.3 に示したものを用いるものとする。
■技術的課題①

本接合部を有する橋梁構造の終局荷重時において、道路橋示方書に示す組合せの終局荷重に対して、安全性が確保されているかどうかが懸念される。

②

本接合部を有する橋梁構造の基本的な破壊抵抗性や破壊挙動を確認する必要がある。

■性能評価の対応策①

非線形解析の高度解析等を利用することにより、接合部を含め、全体の橋梁構造の部材破壊時における載荷荷重レベルが検証できる。

②

橋梁構造に対して、材料や構造の非線形性が考慮できる高度解析を実施した場合、最も先行して破壊する部位や基本的な破壊挙動が確認できる。

[検証事例-4]

2-2）接合部性能の検証

1.3.3■関連する道路橋示方書の規定[道路橋示方書Ⅲ17.2

検証事例

検証事例-1接合部のプレストレス力と応力度照査

要求性能

使用目的との適合性

設計一般](1) プレキャストセグメント橋は、継目部がない場合のけたとして安全であるとともに、継関連規定

目部が断面力に対して安全となるようにするものとする。
(2) プレキャストセグメントは、施工各段階において、安全性が確保されるようにするもと

検証目的

する。
検証方法
[道路橋示方書Ⅲ17.3.1

一般]

のとする。
プレキャストセグメント橋の安全性は、セグメント継目部の耐荷性能に大きく影響される

道路橋示方書に準拠してプレストレス力を算定し、応力度照査を行い、接合部の安全性を確認した検証事例。
実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用(1) プレテンション部材端部のプレストレス減少区間（65φ区間）
検証方針

プレストレス減少区間は、安全側な直線変化で評価。
(2) ポストテンションＰＣ鋼材によるコンクリート弾性変形

ことから、継目部について、相互のセグメントを確実に接合し、断面力を確実に伝達しなけ

弾性変形による減少分は、プレテンションＰＣ鋼材のプレストレス力に考慮。

ればならないとした。

(1) 検証事例算定したプレストレス力から、接合部付近の合成応力度をまとめた結果をまとめる■技術的課題と表-1 及び図-1 のようになる。

道路橋示方書では、プレキャスト部材同士を接合する橋梁構造が示されているが、本接合と合致した特別な接合規定はない。一般に場所打ちコンクリートで接合し、鉄筋が連続する

表-1 接合部付近の応力度分布－ 131 －

接合では、継目部がない連続部材として設計が行われている。しかし、本構造はプレテンシ
量が変化するため、接合性能に疑義が生じる。
■性能評価の対応策
道路橋示方書に準拠し、プレテンション部材とポストテンション部材の材令や強度を構造変化を考慮して適切に評価し、架設時や設計荷重時の安全性を検証する。プレテンション部
材とポストテンション部材の接合部を再現し、実条件を考慮した試験体に対して、静的繰り返し載荷試験を実施することで、接合部の基本性能を確認することができると考えられる。

接合部
↓
格点
29
30
31
32
33
34
場所打ち部
ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁部
構造種類
主桁自重
-1.74 -0.58
0.00
0.00
0.00
0.00
橋面荷重
-0.53 -0.20 -0.39 -0.03
0.07 -0.12
クリープ・乾燥収縮
0.16
0.16 -0.21 -0.12 -0.07
0.36
プレストレス
5.36
3.52
2.65
2.51
2.43
1.84
活荷重LMmax
1.32
1.60
1.67
2.63
3.02
2.45
活荷重LMmin-1.92 -1.65 -1.17 -2.14 -2.17 -1.53
死荷重時
3.25
2.90
2.05
2.36
2.43
2.08
0.0＜σca＜14.0
0.0＜σca＜16.0
許容値
設計荷重時（Mmax）
4.57
4.50
3.72
4.99
5.45
4.53
設計荷重時（Mmin）
1.33
1.25
0.88
0.22
0.26
0.55
-1.5<σca<14.0-1.8＜σca＜16.0
許容値

上縁ョン部材とポストテンション部材の接合であり、コンクリートの材令や強度、プレストレス

検証内容

接合部
↓
格点
29
30
31
32
33
34
場所打ち部
ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁部
構造種類
主桁自重
2.40
0.79
2.22
1.22
0.53 -1.76
橋面荷重
0.71
0.26
0.63
0.37
0.18 -0.36
クリープ・乾燥収縮-0.22 -0.22 -0.76 -0.84 -0.89 -0.49
プレストレス
-0.15
2.09
4.41
7.53 10.11 12.62
活荷重LMmax-1.78 -2.13 -3.72 -4.41 -5.21 -5.97
活荷重LMmin
2.58
2.20
4.05
4.28
4.68
4.46
死荷重時
2.74
2.92
6.50
8.28
9.93 10.01
0.0＜σca＜14.0
0.0＜σca＜16.0
許容値
設計荷重時（Mmax）
0.96
0.79
2.78
3.87
4.72
4.04
設計荷重時（Mmin）
5.32
5.12 10.55 12.56 14.61 14.47-1.5<σca<14.0-1.8＜σca＜16.0
許容値

下縁

【解説】
本接合では、基本的には鉄筋や PC 鋼材が連続しており、接合性能は高いと考えられる。しかしながら、プレテンション部材とポストテンション部材を接合することにより、接合部で部材剛性、コンクリートの材令や強度、プレストレス力が変化する。安全性が高いと見込まれる構造に対しても、基本的な性能を高度解析や試験体等で検証 2-2-1)しておくことは重要である。
[検証事例-5][参考文献]
2-2-1）今村他：スプライス PC 構造に関する実験的研究について，コンクリート工学年次論文集，
Vol．22，ＮO.3，2000

道路橋

示方書Ⅰ2.2.4

プレストレス力の算出は、以下に準拠。

(1) 継目部は、相互のセグメントを確実に接合し、断面力を確実に伝達できる構造とするも(1)

道路橋示方書Ⅲ4.2,

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁側

場所打ち側

検証事例-2

プレストレスの伝達性状の確認

要求性能

使用目的との適合性

検証目的

関連規定

道路橋示方書Ⅲ6.6.6

接合部に対するプレストレス力の伝達性状や応力度分布を FEM 解析により確認した検証事例。

16.00

合成応力度σc（N/mm2)

14.00
12.00

死荷重時
設計荷重時（Mmax）
設計荷重時（Mmin）

10.00

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

プレテンション合成桁と場所打ち箱桁の上部構造を 3 次元ソリッド要素で構築し、

接合部

8.00

検証方針

6.00
4.00
2.00

ポストテンション PC 鋼材によるプレストレス力に対して FEM 解析を実施。
プレテンション桁は場所打ち箱桁の横桁に突入していることから、解析モデルは横桁まで再現。

0.00(1) 検証概要

プ レテ ン 鋼 材6 5 φ
ﾌﾟ ﾚｽﾄﾚｽ分布 区間

・解析に使用したソフト：FEMLEEG バージョン 3.5 リリース 9

主桁上縁・使用要素：8 節点ソリッド要素（24 自由度）
・コンクリートの設計基準強度
プレキャスト桁：σck＝50N/mm2

ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ主桁側

場所打ち側－ 132 －

合成応力度σc（N/mm2)

12.00
10.00

：σck＝50N/mm2

場所打ち桁：σck＝40N/mm2

全体構造図を図-1 に、FEM 解析モデルを図-2 に示す。

16.00
14.00

ＰＣ版

死荷重時
設計荷重時（Mmax）
設計荷重時（Mmin）
接合部

8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
プ レテ ン 鋼 材6 5 φ
ﾌﾟ ﾚｽﾄﾚｽ分布 区間

主桁下縁

図-1 全体構造図

検証内容
FEMOS : POST-PROCESSOR FOR F.E.M

NORMAL MODE

図-1 接合部付近の応力度分布
接合部を正負の曲げモーメントが比較的卓越した位置に設ける場合には、配置され
注意点

Z
X

る PC 鋼材量も増加するため、プレストレス力の変化の影響も大きくなることが想定される。したがって、事例の結果と異なってくる可能性があり、十分な検討が必要である。

図-2 3 次元 FEM 解析モデル

Y(2) モデル化における留意点(3) 検証結果
接合部付近に着目し、ポストテンション PC 鋼材のプレストレス力による橋軸方向

主桁を構成する要素グループは以下のとおりである。
・プレテンション桁の応力度分布図を示す。主桁上縁を図-5 に、主桁下縁を図-6 に示す。

・場所打ち箱桁
プレテンション桁

・PC 板

場所打ち箱桁・場所打ち床版
外桁モデル化では、プレテンション桁上の PC 板は実橋を再現し、橋軸方向の不連続性を考慮した上に、主桁と PC 版の境界条件は鉛直方向のみを拘束した。
支承構造は、場所打ち箱桁の端支点ならびに中間支点ともに 2 点支持として、支承面積を考慮した境界条件を設定した。

中桁

本解析では、面外方向の変位が発生するような荷重を載荷しないため、断面中央で切断した 1/2 構造をモデル化することとし、全体モデルと解が等しくなるように橋軸※正の値が引張応力度 （N/mm2）

直角方向のみ切断断面の全節点を拘束した（図-3）。

接合部

荷重のプレストレス力は、図-4 に示すとおり、箱桁のウエブならびにプレテンシ
ョン桁 1 本あたり 12S12.7B を 5 本配置し、初期緊張力をσpi＝1340N/mm2 として載荷
図-5した。載荷方法は、各ケーブルの定着体と偏向区間にプレストレスを分割した集中荷橋軸方向のプレストレス応力度分布（主桁上縁）重を載荷した。

－ 133 －

※正の値が引張応力度 （N/mm2）
プレテンション桁
場所打ち箱桁

橋軸直角方向拘束
外桁

中桁

鉛直方向拘束接合部

図-6

鉛直方向拘束橋軸方向のプレストレス応力度分布（主桁下縁）接合部では多主桁構造のプレテンション桁から場所打ち箱桁に部材が変化するた

図-3 境界条件

め、プレストレス力の応力度分布の乱れが懸念される。本検証例の FEM 解析の結果
から、プレストレス力が横桁を介して伝達されていることで、プレテンション桁から
場所打ち桁に比較的緩やかにプレストレス力（圧縮応力度）が伝達されていることが分かった。また接合部に局部的な応力度の発生は認められず、安全な接合構造である
ことが確認された。
図-4 ポストテンション PC 鋼材配置

接合部付近のポストテンション PC 鋼材が、接合断面に対して上縁ならびに下縁に注意点

片寄って配置された場合、接合部に局部応力が発生する可能性が高くなるため、十分な注意が必要である。

検証事例-3

部材の材令と構造系変化に対する評価方法

要求性能

使用目的との適合性

表-2
関連規定

プレテンション部材とポストテンション部材の接合部において、材令変化と構造系
検証目的

主方向鋼材
仕

様

変化により生じるクリープ・乾燥収縮の影響を道路橋示方書の準用により設定した検
証事例。

検証方法
検証方針

PC 鋼材物性値

道路橋示方書Ⅱ2.2.5

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

道路橋示方書を準用し、施工工程を考慮した各施工段階毎にクリープ係数と乾燥収

SWPR7BL12S12.7
主ケーブル(ﾎﾟｽﾃﾝ鋼材)

SWPR7BL
1S15.2(ﾌﾟﾚﾃﾝｼｮﾝ鋼材)

断 面 積

（mm2）

1184.5

138.7

引張強度

（N/mm2）

1850

1850

降伏点応力度（N/mm2）

1570

1570

ヤング係数

（N/mm2）2.0×105

導入まで

（％）

導入後

（％）

－
1.5

2.0×1052.5

縮度の影響を評価。

レラクセーション(1) 検証概要

セット量

（mm）

12.0

－

シース径

（mm）

58

－

μ

0.3

－

λ

0.004

－

プレテンション合成桁と場所打ち箱桁の構造を対象とした。
1）材令変化

摩擦係数

1.5

プレテンション桁とポストテンション桁では材令が異なるため、個々の部材の履歴に対応したクリープ係数および乾燥収縮度を照査日毎に設定する。クリープ係数およプレテンション鋼材

び乾燥収縮度の変化は、プレストレス力と断面力の算定に影響する。
2）構造系変化の影響－ 134 －

プレキャスト桁とポストテンション桁を用いる構造では、構造系変化が伴うため、場所打ち部 ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部

場所打ち部

ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部

場所打ち部

ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部 場所打ち部

ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部

場所打ち部

ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部 場所打ち部

構造系変化後に変化前の構造系におけるクリープ変形の拘束による不静定力が発生する。そのため、道路橋示方書Ⅰ 2.2.5(コンクリートのクリープ及び乾燥収縮の影

ポストテンション鋼材響)に準拠し、断面力を算出する際に構造系変化に対して、クリープ乾燥収縮による変形の影響を考慮する。
場所打ち部 ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部

場所打ち部※クリープ係数、乾燥収縮度は施工ステップに応じて適切に設定する。

検証内容(2) 検証条件
1）材料

図-2 主方向 PC 鋼材配置
表-1 コンクリート物性値 (N/mm2)
主桁（場所打ち部）（ﾌﾟﾚｷｬｽﾄ部）

設計基準強度4050

クリープ・乾燥収縮は、照査ステップから次のステップまでクリープ・乾燥収縮が

ヤング係数

3.10×104

3.3×104

進行した変化量を 2 次力として影響を考慮し、各ステップでの応力度を照査する。施主桁2) 施工ステップ

工ステップ図を図-3 に示す。
50N/mm2

場所打ち部 ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部
240N/mm2

2

50N/mm

場所打ち部
2

40N/mmﾌﾟﾚﾃﾝ桁部

50N/mm

場所打ち部

ﾌﾟﾚﾃﾝ桁部 場所打ち部

2

40N/mm2

40N/mm

図-1 主方向材料特性の違い

検証事例-4

非線形解析による終局荷重状態時の検証

要求性能

安全性（断面破壊）

道路橋示方書Ⅲ2.2,
60日

（照査日）

60日

90日

（初期材令＋施工日数）（初期材令＋施工日数）（初期材令＋施工日数）

64日

64日

64日

94日

120日

30日

－ 135 －∞

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用化にファイバー法を用いた骨組み解析プログラム FRAME 3D（FORUM8）による終モデルは、プレテンション合成桁と場所打ち箱桁の構造である。
着目する検証位置は、①中央径間の接合部と②側径間の接合部の 2 箇所とする。

60日

60日

1）対象荷重：死荷重＋活荷重（衝撃含む）＋内ケーブルプレストレス
90日 （床版）
184日 （主桁）90日 （床版）
184日 （主桁）

120日
（照査日）

（床版） 30日（主桁） 124日

STEP-4 橋面工施工∞実験による検証（1）検証概要
30日 （床版）
124日 （主桁）

60日

60日

と安全性を検証した事例。

局荷重時の材料非線形解析を実施。

STEP-3 プレキャスト桁部場所打ち床版打設
30日 （床版）
124日 （主桁）

180日

30日

30日

本接合を有する橋梁構造において、非線形解析を用いて終局荷重状態時の破壊挙動

終局限界状態時の検証として、材料非線形性と構造非線形性を考慮するため、定式

94日

検証方針

60日

（照査日）

検証方法

94日

30日
（照査日）

検証目的

STEP-2 場所打ちコンクリート打設

30日

道路橋

示方書Ⅲ2.3,
道路橋示方書Ⅲ4.2.4

STEP-1 プレキャスト桁設置

30日

（照査日）

関連規定

120日

2）解析手法：荷重増分法による非線形解析（床版） 90日（主桁） 184日

120日

3）モデル化：3 径間全体骨組みモデル（A1～A2）
120日

STEP-5 クリープ終了時

図-1 解析モデル4）材料：コンクリート

図-3 施工ステップ図

σck＝40N/mm2（場所打ち部）
σck＝50N/mm2（プレキャスト桁）(3) 検証結果
本構造において、道路橋示方書に準拠し、材料および施工ステップ、日数および構

参考文献

ＰＣ鋼材

SWPR7BL12S12.7B（ポストテンション鋼材）

SWPR7BL

1S15.2B（プレテンション鋼材）

造変化に応じた断面力解析を行うことで、クリープ・乾燥収縮の影響を評価できる。
5）断面（ファイバーモデル）

道路橋示方書Ⅰ2.2.5 には、構造系変化に対するクリープによる不静定力を近似的注意点に計算する方法として、算定式が記載されている。構造系が変化する回数が増加する①支間中央（プレキャスト桁部 標準部）
h=1700mm②接合部（プレキャスト桁部 接合部）
h=1700mmと断面力の重ね合せの算定が複雑となるため、十分な注意が必要である。
③支点部（場所打ち部 標準部）
h=2500mm④接合部（場所打ち部 接合部）
h=1700mm

図-2 断面ファイバーモデル

6）活荷重の載荷方法②中央径間【P+α（D+L）】①接合部 2 に着目した載荷

P2

P1

A1

着目接合部 2

活荷重：中央径間載荷

接合部 2

A2

②接合部 1 に着目した載荷
接合部 1

P1

A1

P2

STEP1･･･α＝2.6

P1 支点の上縁にて鋼材が第 1 降伏点を超える。

STEP2･･･α＝2.9

P1 支点および P2 支点下縁にてコンクリートの終局歪みを超える。以降収束せず、解析が中断した。

A2③側径間【P+1.3D+αL】
活荷重：側径間載荷着目接合部 1図-3 活荷重の載荷方法

STEP1･･･α＝4.4 着目接合部の箱桁側にて下縁の鋼材が第 1 降伏点を超える。

－ 136 －

上記の①と②の載荷パターン各々に対し、以下の 2 式を用いた載荷を行う。
①

P＋1.3D＋α（L＋i）②

P＋α（D＋L＋i）

STEP2･･･α＝5.4

STEP3･･･α＝5.5 STEP2 と同時に中央径間接合部および接合部付近のプレテンシ①では α は 2.5 以上、②では α は 1.7 以上になるかを確認する。
（2）検証結果

STEP1 で第 1 降伏点を超えた接合部の上縁にてコンクリート歪みが終局を超える。
ョン桁の部材下縁にてコンクリートの終局歪みを超える。

④側径間【P+α（D+L）
】

1）終局荷重状態における破壊形態

活荷重：側径間載荷着目接合部 1

各ケースの履歴を以下に示す。
①中央径間【P+1.3D+αL】
活荷重：中央径間載荷着目接合部 2

STEP1･･･α＝2.5

P1 支点の上縁にて鋼材が第 1 降伏点を超える。

STEP2･･･α＝2.9 着目接合部の上縁および P1 支点下縁にてコンクリートの終局
歪みを超える。以降収束せず、解析が中断した。
STEP1･･･α＝5.6 着目接合部の箱桁側にて下縁の鋼材が第 1 降伏点を超える。
STEP2･･･α＝5.9

第 1 径間接合部付近のプレテンション桁の部材下縁にてコンクリートの終局歪みを超える。

前述した結果より接合部に不利になるように活荷重を載荷し、解析を行ったが、活荷重を中央径間の接合部 2 に着目したケースでは最初に終局破壊に至るのは接STEP3･･･α＝6.5 着目接合部（箱桁側）にて上縁のコンクリート歪みが終局歪みを合部ではなく、接合部付近もしくは支点上の部材であった。一方、活荷重を側径間超える。同時に第 3 径間接合部付近のプレテンション桁の部材に載荷して接合部 1 に着目したケースでは、接合部 1 のコンクリート歪みが他の部下縁にてコンクリート歪みが終局歪みを超える。

材より先に終局を超え、破壊に至る結果となった。

2）終局荷重作用時の安全性の確認

検証事例-5

試験体による耐荷力の検証

要求性能

使用目的との適合性

終局荷重作用時の断面力係数 α について、解析結果の一覧を表-1 に示す。解析
結果より、α は 2.9～5.9 となり、道路橋示方書の終局荷重時の断面力係数である α＝1.7 および α＝2.5 をはるかに超えている。そのため、本接合部を有する全体構
造が道路橋示方書の示す終局荷重よりも大きい荷重で部材が破壊することが判

検証目的

る。

中央径間
側径間

P+1.3D+αL
P+α（D+L）
P+1.3D+αL
P+α（D+L）

5.9
2.9
5.4
2.9

道路

橋示方書Ⅲ17.3.1

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

試験体を製作し、以下の要素に注意して接合部を再現して静的繰り返し載荷実験を
実施。

α
解析結果

道路橋示方書Ⅲ17.2,

接合部を再現した実験により、プレテンション部材とポストテンション部材の接合

表-1 終局荷重作用時の断面力係数α

適用式

関連規定

部の耐荷力を検証した事例。

検証方法

活荷重
載荷位置

安全性

道示
終局時規定値
2.5
1.7
2.5
1.7

①

コンクリート強度(付着強度)
プレテンション部材とポストテンション部材では、基本的に強度が異なる。

検証方針
②
③

プレストレス量の変化
接合部横桁の拘束効果
横桁には、横締 PC 鋼材でプレストレスを導入しており、拘束効果を確認。

検討事例では、終局荷重時に対して材料や構造の非線形性が考慮されており、道路－ 137 －

注意点

参考文献

1) 今村 他：スプライス PC 構造に関する実験的研究について，コンクリート工学年
次論文集，Vol．22，ＮO.3，2000

橋示方書による照査結果と比較すると、比較的安全性が高い結果が得られる場合があ

プレテンション部材とポストテンション部材との接合構造において、多主桁と場所る。その結果のみで構造の安全性を評価することは危険側となる場合があるため、解打ち箱桁を接合するような構造では、接合部に横締め PC 鋼材のプレストレス等で横析時の構成則や結果の破壊過程を十分に検討して、安全性を判断する必要がある。

注意点

拘束することが有効であることが、実験結果により確認されている。したがって、接合部の設計において、横締め PC 鋼材の配置や横方向鉄筋量等、十分な検討が必要で
ある。

1.4

新しい桁連結構造

1.4.1 概要
(1) 概要
本構造は、図-1.4.1.1 に示すように、プレキャスト PC 単純桁を中間支点部の床版だけで連結する連続桁構造である。従来の横桁を連結する連結桁（図-1.4.1.2～1.4.1.3）と比較して、上部工の軽量化や施工の省力化などにメリットがあり、海外では新設橋への適用も報告されている（図-1.4.1.4～1.4.1.5）が、国内では都市高速道でのノージョイント化工事としての補修事例（図-1.4.1.6～1.4.1.7）があるだけである。ここでは、新設橋へ適用する際の課題について検討するものである。
図-1.4.1.3 従来の連結桁 中間支点部詳細図 1-4-1)

12000
3000
(歩道部)

400

1000
連結床版 220mm(3) 適用事例
200

2500

2500

200

70

8000
(車道部)
アスファルト舗装 t=70mm

220

600

3-1)

海外での適用事例

海外における新設施工事例には、トルコのプレキャスト単純Ｕ断面桁がハンマーヘッド型の橋脚を挟むように床版で連結した事例（図-1.4.1.4）と、バンコクやテキサスのスパンバイスパンで施625 650

3@3150=9450

650 62520

工されるプレキャストセグメント単純箱桁を床版で連結した事例（図-1.4.1.5）がある。ゴム支承やバッファー等により、耐震上の連続化を図っているものと推察されるが、要求性能や設計法に関－ 138 －

図-1.4.1.1 新しい桁連結構造

しては不明である。

以下に、従来の連結桁の構造、海外での新設橋への適用事例および都市高速道でのノージョイン
ト化工事としての補修事例を紹介する。
(2)

従来の連結桁従来の連結桁の中間支点部構造のイメージを図-1.4.1.2 に示す。鉄筋の重ね継手長から決められる 2m 程度の大きな横桁を介して、正負の曲げモーメントに抵抗する上下縁の鉄筋を配置している。
また、同じく詳細図を図-1.4.1.3 に示すが、主桁と横桁の一体化のために、横締め PC 鋼材を配置しており、複雑な配筋となっている。横桁を介した連結を提案する床版連結にすることで、軽量化と構造の簡素化が図れることが容易に理解できる。

図-1.4.1.4 海外事例（トルコ高速道路橋）1-4-2)

図-1.4.1.2 従来の連結桁 中間支点部のイメージ 1-4-1)
図-1.4.1.5 海外事例（バンコク第 2 高速道路橋）1-4-3)，1-4-4)

最近では、既設橋の耐震連結としての有用性を報告した文献 1-4-5) 「Seismic Performance of(4) 本構造の適用範囲

Multisimple-Span Bridges Retrofitted with Link Slabs」2002 年や、連結床版に ECC を適用した文献 1-4-6)

前述したように、海外では支間 45m の 4 径間連続 PC 箱桁橋（橋長約 180m）、国内では 3～5 径間「Performannce of Bridge Deck Link Slabs Designed with Ductile Engineered Cementitious Composite」のプレキャスト桁の連続化に実績があり、当面は、最大橋長 200m 程度までの等スパン、等橋脚高の条件を適用範囲と考え、支間 22.1m、橋長 138m の 6 径間連結プレテンション T 桁橋および支間2004 年があり、注目されていることが伺われる。
文献 1-4-5)では、1994 年 Northridge 地震以降、連結床版は、既設の多径間単純桁橋の落橋防止シス
テムとして、耐震連結ケーブルや橋座拡幅に代わる補強手段であると推奨されたこと、また 1999 年
トルコ Izmit 地震の際に連結床版を採用した 32 橋の跨道橋が一切落橋しなかったことを紹介してい36.5m、橋長 224m の 6 径間連結コンポ橋の 2 ケースの試設計を行い、適用性を確認した。なお、試設計の結果については、1.6.2 試設計を参照のこと。
下記に示すとおり、道路橋示方書では本構造を適用範囲外としている。

る。
文献 1-4-6)については、ミシガン州運輸局(MDOT)の技術レポートとして設計ガイドライン 1-4-7)が発刊されており、主桁作用による負の曲げモーメントに対して設計する手法が採られている。概要を
1.4.3 参考資料にまとめたので参考にされたい。
3-2)[道路橋示方書Ⅲ12.1 適用の範囲]（解説）
この章は、連続桁橋に特有の事項について規定したものであり、プレキャスト単純桁を架設した
後、中間支点部を場所打ちして鉄筋コンクリート構造又はプレストレストコンクリート構造で連国内での適用事例

国内における事例には、旧阪神高速道路公団や旧首都高速道路公団で PC 単純合成桁（図-1.4.1.6～1.4.1.7）のノージョイント化として試験的に採用しており、鋼橋を含めた基準「既設橋梁のノー結するプレキャスト桁架設方式連続桁橋についても適用する。ただし、伸縮継手部のみをコンク
リート床版で連結する形式の橋は、この章の適用範囲外とする。

ジョイント工法の設計施工手引き（案）道路保全技術センター（平成 7 年）」1-4-8)が発刊されている。
上記下線部はわかりにくい表現となっているが、道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編（平成 2 年 2－ 139 －

月）10 章連続桁橋では下記に示す表現となっており、下線部の構造は単純桁として設計され、連続桁橋の範疇ではないことを説明しているものと考えられる。ただし、このような床版をどのように設計するかについては規定されていない。

[道路橋示方書Ⅲ10.1 適用の範囲]（解説）
なお、この章は、プレキャスト単純ＴげたまたはＩげたを架設した後、中間支点横げたを場所打
ちして鉄筋コンクリート構造で連結し、中間支点上は 2 点支承とする連続げた橋、およびプレキ
ャスト単純げたを架設した後、床版と中間支点横げたを場所打ちしてプレストレストコンクリー
ト構造で連結し、中間支点上を 1 点支承とする連続げた橋についても適用する。ただし、構造解
図-1.4.1.6 阪神高速道路大阪堺線 1-4-9)

図-1.4.1.7 首都高速道路 7 号小松川線 1-4-10)

析は単純げたとして行い伸縮継手部をコンクリート床版で連結する形式の橋は、この章の適用範囲外とする。

ここでは、このような床版（以下、連結床版）の設計手法の一例として、主桁と同様の一次部材と考え、床版および主桁（上部構造）としての要求性能を満たすことを検証した事例を示すものとする。

［参考文献］

1.4.2 技術評価の観点と方向性

1-4-1) プレストレスト・コンクリート建設業協会：PC 連結げた橋設計の手引き（案），pp.18，pp.29，
平成 10 年 6 月
1-4-2) 高速道路調査会：21 世紀の橋梁技術検討小委員会，橋梁の単純化に関する調査検討報告書，
pp.79-92，平成 5 年 10 月
1-4-3) 高速道路調査会：21 世紀の橋梁技術検討小委員会，橋梁の単純化に関する調査検討報告書，
pp.9-29，平成 5 年 10 月
1-4-4) T.Takebayashi,H.Kitayama: Bangkok Second State Expressway The Use of External Tendons and
Dry Joints with Precast Segmental Construction,FIP Symposium Kyoto,Japan,pp.943-950,1993
1-4-5) A.Caner,E.Dogan,P.Zia: Seismic Performance of Multisimple-Span Bridges Retrofitted with Link

本構造は、横桁上で面的に間接支持された版であり、隣接する主桁の曲げ変形に追従する曲げ挙動を示す。また、連結床版は RC 構造として設計しており、ひび割れの発生を前提としているものの、有害なひび割れは許容できない。さらに、先行施工された単純桁間に後打ちするため、外的に拘束され、乾燥収縮等によるひび割れが発生しやすい構造でもある。したがって、一般の床版のように直接載荷される輪荷重の影響を強く受ける破壊形態とはならないと推察されるものの、耐久性に悪影響を及ぼすような有害なひび割れの発生を抑制するとともに、床版として安全な走行を確保することを目標とする。さらに、地震時の損傷を許容する伸縮装置との差異を明確にするため、あくまでも構造部材としての性能を期待し、レベル 2 地震時においても応急復旧を行わずに供用できることを目標とする。

Slabs,Journal of Bridge Engineering,pp.85-93,2002
1-4-6) Yun Yong Kim,Gregor Fischer VictoRC.Li: Performannce of Bridge Deck Link Slabs Designedwith Ductile Engineered Cementitious Composite,pp.792-801,2004
1-4-7)

本構造を採用するにあたっての問題認識を抽出すると下記のとおりである。
・ 従来の連結桁は、主桁部と同等以上の剛性を持つ RC 横桁で連結されている。連結床版だけでVictoRC.Li,G.Fischer,Y.Kim,M.Lepech,S.Qian,M.Weimann,S.Wang: Durable Link Slabs for

連続化した場合、一部が極端な変断面構造となり、道路橋示方書の準用に疑義が生じる。連結

Jointless Bridge Decks Based on Strain-Hardening Cementitious composites, MDOT Technical

床版部に過大な断面力が発生したり、従来の連結桁に比べて主桁のたわみが大きくなるなど、

Report RC-1438,pp.1-96,2003
1-4-8) 道路保全技術センター：既設橋梁のノージョイント工法の設計施工手引き（案），平成 7 年
1-4-9) 中島

拓：伸縮装置，橋梁と基礎，pp.61-80，1986.8－ 140 －

1-4-10) 狩生輝巳，大塚秀樹，小林正紀：首都高速 7 号小松川線の全面通行止め補修工事－ノージ
ョイント化工事－，橋梁と基礎，pp.124-125，1992.8

供用性が危惧される。
・ 主桁に支持された従来の床版と構造が異なるため、疲労耐久性が危惧される。また、床版支間の方向が車両進行方向に平行な場合となるが、橋軸直角方向（配力筋方向）の設計に道路橋示方書を準用することに疑義が生じる。
・ 類似構造にインテグラル橋や延長床版等があるが、ひび割れ等の損傷事例が報告されており、施工性、維持管理性が危惧される。また、伸縮装置として考えた場合、路面の平坦性や水密性の確保も必要である。
・ 地震時の損傷や落橋など、耐震性が危惧される。
各課題への対応策および検証の手法を表-1.4.2.1 にまとめて示す。

表-1.4.2.1 要求性能と課題
道路橋示方書の要求性能
使用目的の適合性［供用性］
道示Ⅲ7.2(1)2)
疲労耐久性を損なう
有害な変形を生じない

問題認識

対応策（検証課題）

検証の手法

従来の連結桁は、 施工に伴う構造系の変化、 施工順序および各部材の材齢差を適 道示Ⅲ12.2に準拠
主桁部と同等以 プレキャスト桁との材齢差に 切に考慮する。
上の剛性を持つＲ より、連結床版部に過大な断Ｃ横桁で連結され 面力が発生することが考えらている。連結床版 れる。
だけで連続化した 多径間連続桁となるため、温 温度変化や収縮の影響を適切に考慮 道示Ⅲ12.2、12.3(1)(2)に準拠
場合、連結床版部 度変化や収縮の影響により、 する。
に過大な断面力 連結床版部に過大な断面力が発生すること、 が発生することが考えられ従来の連結桁に る。
［高度解析］
比べて主桁のた 主桁と連結床版との剛性差 ［中間支点部の適切なモデル化］
平面骨組みによる中間支点部のモデ
わみが大きくなる および図心のずれにより、連 剛性差、図心のずれのほか、支承・ル化の妥当性をＦＥＭ解析で検証
バッファーや下部構造等、中間支点部
結床版部に過大な断面力がことが危惧される。
発生することが考えられる。 の構造を適切に考慮する。
主桁が単純桁に近い挙動を 一般的な桁高のＰＣ桁で活荷重たわ 道示Ⅲ2.3(4)解説、Ⅰ4.1.3解説に準示すことが考えられる。
みや振動が問題となることはない。ま 拠た、中間支点の支承回転角を通常より大きく設定する必要があるかどうかを検討する。
連結床版部の曲げ破壊が構 主桁は単純支持し、中間支点部は2点 道示Ⅲ12.4.2に準拠
造全体の崩壊を誘導すること 支承を前提とするため、部分的な破壊がないか。
が落橋等の全体崩壊につながることは
ない。

床 版

構造物の安全性［耐荷力性能］
道示Ⅲ7.2(2)
直接支持する活荷重等の影響に対して安主桁に支持された 輪荷重により押抜きせん断 絶縁材を介して横桁上に置かれた構 道示Ⅲ7.3に準拠
全
従来の床版と構造 破壊することがないか。
造であり、輪荷重の直接載荷による影が異なるため、疲
響は小さいが、最小全厚の規定により労耐久性が危惧
安全性を確保する。
される。
耐久性
橋面施工から活荷重載荷ま 道示Ⅲ12.4.2に規定される連結桁の 道示Ⅲ3.3に準拠［疲労耐久性］
での間に曲げモーメントが交 中間支点部における鉄筋の許容応力
道示Ⅲ7.2(1)3)
番するため、貫通ひび割れと 度（160N/mm2)ではなく、鉄筋応力度
自動車の繰り返し通なる可能性が高い。この点 を活荷重の繰返し載荷を考慮した床行に対して、疲労耐は、従来の中間支点上のＲＣ 版としての許容応力度（120N/mm2)に久性が損なわれない
床版と同様であるが、主桁に 抑える。
支持されていない点が異な実験等により疲労耐久性を検証する。 ［実験］る。
中間支点部をモデル化した疲労試験
により、上縁側ひび割れ幅の増加や床版剛性の低下に対して、初期貫通ひび割れの存在が大きな影響を及ぼさないことを検証
耐久性［材料耐久性］
道示Ⅲ5.1
コンクリートの劣化、鉄筋の腐蝕等により性能が損なわれない

類似構造にインテ 有害なひび割れを発生させ 死荷重時における鉄筋応力度を
道示Ⅲ3.3に準拠
グラル橋や延長床 ない。
100N/mm2以下に抑える。
版等があるが、ひび割れ等の損傷事例が報告されて 劣化因子の進入を防止す
鉄筋の最小かぶりを確保する。
道示Ⅲ5.2、6.6.1、道示Ⅰ5.3に準拠
おり、何らかの耐 る。
床版防水層を設ける。
久性向上策が必要である。
プレキャスト桁の拘束を受け 膨張材や短繊維の混入、さらに塗装鉄筋やECCの使用などの耐久性向上策
施工品質の確保るため、コンクリート硬化直後 を検討する。
［施工性］のひび割れ発生が危惧され
道示Ⅲ19.3
る。
設計において前提とされた諸条件等が満足されるように施工
直下に横桁があり、下面から 押抜きせん断破壊や全体崩壊といった危険性がないため、伸縮装置と同様な
直接目視することはできな 維持管理手法でよく、舗装面のひび割れや橋座部への漏水等により損傷の程度を評価できる。補修についても伸縮装置と同様に部分供用下での施工がでい。
きる。

維持管理の容易性［維持管理性］
道示Ⅰ1.5(1)
点検・調査、補修作業等が容易に行える構造物の安全性［耐震性］
道示Ⅴ14.3.2
応急復旧を行わずとも長期的供用性を維
上部構造 持道示Ⅴ16.1
想定を超える地震力
や変位・変形に対しても落橋しない

地震時の損傷や落橋が危惧される。
※1

レベル2地震時においても破 非線形動解を行い、レベル2地震時に 道示Ⅴ2.2に準拠
壊させない。
おいても耐震性能2を確保していることを検証する。
パラペットとの衝突を避けるために、橋 道示Ⅴ14.4.1に準拠
台部にはレベル2地震時に必要な遊間を設ける。
中間支点部は、かけ違い部 橋軸方向のけたかかり長、落橋防止構 道示Ⅴ16章に準拠
として落橋防止システムを構 造としての機能を検証する。
成する。

※1：連結床版は、海外において耐震連結としての有効性が確認されているが、現時点では道路橋示方書Ⅴ16.1 が要求する性能までは検証できていない。そこで、中間支点部はかけ違い部として落橋防止システムを構成するものとした。

－ 141 －

(1) 供用性の検証(2) 疲労耐久性の検証■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅲ4.1 総則］［道路橋示方書Ⅲ7.2 設計一般］

設計荷重作用時及び終局荷重作用時の構造部材の照査に用いる断面力の算定は、棒部材を用い(1) 床版の設計においては、・・・・、以下の 1)及び 2)の規定を満足するものとする。

た線形解析に基づくものとする。この場合、部材の曲げ剛性、せん断剛性及びねじり剛性は、コ

1) 活荷重等に対して、疲労耐久性を損なう有害な変形を生じないようにするものとする。

ンクリートの全断面を有効とし、鋼材を無視して算出した値を用いてよい。

2) 自動車の繰返し通行に対して、疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。

［道路橋示方書Ⅲ12.2 設計一般］
連続げたは、施工方法によっては施工段階ごとの構造系が変化するので、これを考慮して設計するものとする。

［道路橋示方書Ⅲ12.4.2 プレキャストげた架設方式連続げた橋の中間支点部］(3) 中間支点部の主げたの連結を鉄筋コンクリート構造とする場合、連結鉄筋の重ね継手長は・・・・鉄筋径の 25 倍以上とする。
（3）・・・・・連結鉄筋の重ね継手は、支点が 2 箇所あることや主げたが剛な横げたで橋軸方向に［道路橋示方書Ⅲ12.3 構造解析］

連結されていること等を考慮して、同一断面に集中して配置してもよいが、・・・・・鉄筋に生じる(1) 連続げた橋は、プレストレス力、温度の影響、クリープ、乾燥収縮、支点移動による不静定

引張応力度を 160N/mm2 以下とすることが望ましい。

・・・・・・

力を考慮するものとする。
(2) 複数の固定支承を有する連続げた橋は、橋脚を含めた構造モデルにより解析を行うものとする。
(2) ・・・・・・また、ゴム支承等を用いて複数の支点で弾性支持する連続げた橋では、支承の水■技術的課題連結床版は、主桁に支持されていない点が従来の RC 床版と異なるため、従来の RC 床版の疲労試験結果を準用することに疑義が生じる。

平剛性が主げたの断面力に与える影響が無視できない場合があるので、この場合は、これを考－ 142 －

慮して構造解析を行うのが望ましい。

■性能評価の対応策
連結床版は、構造の特殊性を考慮して支承等を含めた中間支点部全体をモデル化した疲労試験に■技術的課題より疲労耐久性を検証することが望ましい。

本構造は、主桁と連結床版の剛性が極端に異なる特殊な変断面桁である。ゴム支承等による外的拘束や鉄筋等による内的拘束の影響が懸念される。

【解説】■性能評価の対応策

来の RC 床版と破壊メカニズムが異なるものと推察され、新設橋梁としての実績がない構造でもあ連結床版は、絶縁材を介して横桁上に置かれた構造であり、輪荷重の直接載荷の影響が大きい従中間支点部の構造を適切にモデル化する。

るため、構造特性を考慮した疲労試験により耐久性を検証することが望ましい。また、連結床版は、橋面施工から活荷重載荷までの間に曲げモーメントが交番するため、貫通ひび割れとなる可能性が高く、上縁側ひび割れ幅の増加や床版剛性の低下に対して、この初期貫通ひび割れの存在が大きな【解説】影響を及ぼさないことを確認することが必要である。

中間支点部の構造を線形 2 次元骨組解析モデルにて忠実に表現するために、主桁図心と連結床版図心なお、本構造の疲労耐久性については、過去に行われた類似構造の疲労試験「プレキャスト連結のずれおよび支承・バッファー・橋脚等の水平バネを考慮する。さらに、コンクリート断面内の鉄筋拘げたの設計法に関する共同研究報告書（平成 4 年 2 月土木研究所・PC 建協）」2-1)によれば、十分実束も考慮する。中間支点部の構造は、主桁端部に作用する曲げモーメントを連結床版の軸力と支承等の用性があると理解されている。

水平反力からなる偶力で伝達する。したがって、連結床版は軸引張力が卓越した部材となるため、クリープ、乾燥収縮に加えて、温度差および温度変化による影響が無視できない。また、連結床版は、橋面【参考文献】

施工から活荷重載荷までの間に曲げモーメントが交番する傾向を示すため、各段階で応力照査を実施す

2-1) 建設省土木研究所構造橋梁部橋梁研究室，プレストレスト・コンクリート建設業協会：プレキることが必要となる。また、全断面剛性の違いに加えて、PC、RC といったひび割れ制御方法の異なる部材を局部的に一体化した構造である。連結床版部を全断面有効として解析した場合に安全側の結果を与えるため、現時点では全断面有効とする。RC 剛性とするなどの手法を採用する場合には、十分な検討が必要である。

ャスト連結げたの設計法に関する共同研究報告書，pp.68-94，1992.2

(3) 施工性の検証(4) 耐震性の検証■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅲ19.2 施工一般］［道路橋示方書Ⅴ6.2.2 慣性力］

(1) コンクリート橋の施工は、設計において前提とされた諸条件等が満足されるように行わなけ(4) 上部構造の慣性力の作用位置は、その重心位置とする。

・・・・・

ればならない。

［道路橋示方書Ⅲ19.6 コンクリート工］［道路橋示方書Ⅴ6.2.3 固有周期の算定方法］(7) 打継目(3) 設計振動単位が、複数の下部構造とそれが支持している上部構造部分からなる場合には、固3)

有周期は・・・・・により算出してよい。

打継目については、温度応力及び乾燥収縮によるひびわれが発生しないように考慮するものとする。

［道路橋示方書Ⅴ14.4.1 上部構造端部の遊間］■技術的課題(1) 上部構造端部においては、レベル 1 地震動及びレベル 2 地震動に対して、隣接する上部構造

連結床版はプレキャスト桁の拘束を受けるため、コンクリート硬化直後のひび割れ発生が危惧さ

どうし、上部構造と橋台又は上部構造と橋脚の段違い部が衝突しないように必要な遊間を設れる。
■性能評価の対応策
膨張材や短繊維の混入、塗装鉄筋やステンレス鉄筋の使用などの耐久性向上策を検討する。

けることを標準とする。

・・・・・■技術的課題
1) 道路橋示方書では、本構造のように一部が極端な変断面となる場合を想定していない。
2) 径間ごとの位相差あるいは橋台との衝突による連結床版部の破壊が懸念される。

－ 143 －

【解説】
連結床版は RC 構造として設計するが、新設 PC 橋梁としての耐久性を確保するために、耐久性向上対策を講じなければならないものとした。対策としては、膨張コンクリートや有機繊維補強コンクリートとして施工初期段階のひび割れを防止する案、さらに塗装鉄筋やステンレス鉄筋を採用■性能評価の対応策
1) 中間支点部の構造を適切に考慮したモデルとする。
2) レベル 2 地震動に対して、非線形動的解析による照査を行い、径間ごとの位相差あるいは橋台との衝突の有無を確認する。

し腐食問題を解消する案が考えられる。いずれも、初期コストは高いものとなるが、LCC を考えた
場合には最善の構造となるものと考えられる。米国では、ECC ( fiber reinfoRCed Engineered
Cementitious Composite )を標準とした事例もある 3-1)。

【解説】【参考文献】だモデルである。一般的な地震時水平力分散構造の場合と同様に、橋軸方向の並進モードが卓越し、3-1)

VictoRC.Li,G.Fischer: ReinfoRCed ECC-An Evolution from Materials to Structures, FIB Congress

支承に大きな相対変位が生じるものと想定されるが、上部構造のスパン割りや下部構造の条件によKyoto,pp.105-122,2002.10っては径間毎の位相差が顕著となる場合も考えられるので、非線形動的解析により照査することを

2) 固有周期算定で想定しているモデルは、図-解 6.2.8 のような上部構造図心を 1 本の直線で結ん原則とした。また、上部構造をパラペットに衝突させた場合には、連結床版部が破壊に至る程の著しい影響が想定されるため、橋台部に十分な遊間を確保するものとした。米国では橋台部を延長床版構造とした事例もある 4-1)。
【参考文献】
4-1)

A.Caner,E.Dogan,P.Zia: Seismic Performance of Multisimple-Span Bridges Retrofitted with Link
Slabs,Journal of Bridge Engineering,pp.85-93,2002

1.4.3

表-1.4.3.2

参考資料

参考資料一覧を表-1.4.3.1 に示す。
表-1.4.3.1 参考資料一覧

資料1

連結床版
設計基準

国内外基準例 (1)

既設橋梁のノージョイント工法の設計施工手引き（案）ＰＣ桁床版連結工法の設計

Durable Link Slabs for Jointless Bridge Decks
Based on Strain-Hardening Cementitios
Composites

資料名

資料内容

平成７年１月November 16,2003

既設橋梁のノージョイント工法の設計施工手引き（案）道路保全技術センター（平成7年）および米国
ミシガン州道路局における設計基準の概要（財）道路保全技術センター

ミシガン州運輸局(MDOT)

国内外基準例

試設計

6径間連結プレテンションT桁橋、6径間連結コンポ橋の試設計概要・既設橋梁のノージョイント化設計基準（案）。
・原案は、阪神高速道路公団が開発。
・ＰＣ桁の床版連結によるノージョイント化は、
阪高や首都高等で試験施工されている。
・補修工事の基準であるため、既設橋梁の部材を有効的に利用できるような施工方法を採用している。

・単純ＰＣ桁橋の連結床版（リンクスラブ）
に関する研究報告書
・設計ガイドラインが掲載されている。
・床版材料に、高靱性セメント複合材料、
ＥＣＣ（Engineered Cementitious Composite）
を使用するのが基本となっている。
・ＥＣＣは、ミシガン大学により開発された材料。

・分離層の橋軸方向長の支持間隔を床版支間とした「固定ばり」（検討断面は支点部）

・分離層の橋軸方向長の支持間隔を床版支間とした「単純ばり」（検討断面は支間中央）

・床版の剛性は、引張域のコンクリートを無視する。（阪高の事例では全断面有効）・床版の剛性は、全断面有効として算出する。

・活荷重による、変位（回転・鉛直）の影響

・活荷重による、回転変位の影響

資料2

概

要

[資料 1] 国内外基準例(1) 日本と米国における基準の比較
日本と米国における連結床版設計基準の比較を、表-1.4.3.2 及び表-1.4.3.3 に示す。

連結床版
モデル

－ 144 －

設計に用いる活荷重たわみは、格子解析
等の計算結果を用いる。

設計に用いる活荷重たわみには、たわみの許容値(L/800）を用いる。

片側、または両側の支点が回転するケースのうち、断面力の大きいケースで設計する。

設計断面位置を支間中央としているため、両支点が回転したケースにて設計する。

下に示す阪高の計算事例では、回転変位と鉛直変位を考慮。
（左右で変位差があるケースがあるため）

設計荷重
と断面力

・温度変化による軸力の影響
ただし、反力分散支承方式を採用した場合
は、温度の影響を無視できるとしている。

回転変位の影響のみ考慮。
（左右で変位差が無いため）

表-1.4.3.3

連結床版
設計基準

(2) ミシガン州道路局 設計基準

国内外基準例 (2)既設橋梁のノージョイント工法の設計施工手引き（案）ＰＣ桁床版連結工法の設計

Durable Link Slabs for Jointless Bridge Decks
Based on Strain-Hardening Cementitios
Composites

平成７年１月November 16,2003（財）道路保全技術センター

ミシガン州運輸局(MDOT)「Durable Link Slabs for Jointless Bridge Decks Based on Strain-Hardening Cementitios Composites」MDOT
Technical Report，2003.11 に基づき、米国ミシガン州道路局でのECCを用いた連結床版の設計概要を示す。
1) 設計上の仮定
主桁は連結床版の影響を無視できるものとし、単純ばりとして設計する。

・応力度の算出は、コンクリートの引張強度を無視したＲＣ構造として算出する。
・阪高の計算事例（全断面有効）によると、コンクリートの圧縮応力度で許容応力度内に入っていないが、全断面有効としている
ため、実際は床版にひび割れが生じて曲げモーメンが小さくなると思われるため、ＯＫとしている。

・応力度の算出は、コンクリートの引張強度を考慮した全断面有効として算出する。
・ＥＣＣの引張特性を考慮して応力度を算出
する。

P

a)

P

b)
応力度の
評価

連結床版の変形およびc)

曲げひび割れの発生－ 145 －

連結床版と桁の付着がない区間

変曲点 (M=0)

変曲点 (M=0)a) 主桁の変形、 b) 曲げモーメント分布図 および
c) 連結床版部の変形の拡大図
図-1.4.3.1

概念図

乾燥収縮、クリープおよび温度変化によって、連結床版に引張応力が付加されることがあるので、それらを考慮してひび割れ幅の制御を行わなければならない。
中立軸

As

kd

d

Bls
図-1.4.3.2

ひび割れ発生後の連結床版の断面

Hls

2)

d) ひずみの制限値 4)

設計上の基本的な検討項目

ECC 連結床版のひずみ変形性能(εls)は下式により算出する。
（安全係数は 2 とする）

設計上想定される回転角(θ)における鉄筋応力度(σs)

桁端部における床版と桁の付着のない区間は支間長の 5%とする。((5%*Lsp)*2)。

引張縁での最大ひび割れ幅(wmax)

温度変化 = 900F ( ΔT )3) ECC を用いた連結床版の設計規準

ε ls =a) ひび割れ幅 1)

α T .ΔT .2 Lsp
Ldz+ ε sh + ε LL

α T − 鉄筋の温度膨張係数

許容ひび割れ幅(wmax): 0.330mm

Ldz − (5% * Lsp ) * 2(設計荷重作用時の RC 床版に対する AASHTO 2002 の規準)

ε sh − 乾燥収縮ひずみ

ひび割れ幅が 0.1mm を超える場合、塩化物イオン等の有害な物質の進入による影響について検ε LL − 曲げモーメント（活荷重）によって生じる桁端部の回転角による討しなければならない。

リンクスラブの最大引張ひずみ。ここで、隣接支間がある場合、連結床版のひび割れ幅の算出 (AASHTO)

両側の変形を考慮しなければならない。

ω = 0.076 β f s (d c A) {0.001} in.
13

ω = 0.000011β f s (d c A) 3 mm
ω − コンクリート面のひび 割れ幅
β −（中立軸から引張縁ま での距離）（中立軸から鉄筋図心/位置までの距離）1

設計荷重作用時の桁端部の回転角が 0.0015 rad の場合、εLL は 0.1%以下となる。
連結床版の剛性を低くするために、連結床版と桁の付着がない区間は、各支間長の 5%とすることが望ましい。

f s − 鉄筋応力度，ksi (MPa)d c − コンクリートのかぶり （コンクリート表面と 表面から一番近い鉄筋 の図心までの距離），in. (mm)e) 地震荷重による応力度 5)
仮定: 主構造の破壊や落橋はないものとする。

－ 146 －

A - － 鉄筋 1本当たりの有効面積，
in 2 (mm 2 )この仮定は、過度の支承変形あるいは伸縮装置の変形は生じないことを意味する。
静的荷重により設計した連結床版に対して耐震設計を行う。

w< wmax を満たさなければならない。

連結床版の鉄筋のみで、床版に発生する断面力にすべて抵抗すると仮定して、鉄筋応力度を算出する。
σs <0.5σy の場合、予備設計は終了とする。σs >0.5σy の場合、鉄筋量を増やす。
最後に連結床版によって再分配された断面力に対して、橋台、橋脚および主桁の応力度等をチb）応力度の制限値および圧縮強度の最小値
連結床版の鉄筋比は応力度の制限値以下となるように定めなければならない 2)。
設計上想定される回転角(θ)において、σs<0.40σy
ECC の圧縮強度の最小値( σy – 鉄筋の降伏応力度)

ェックする。地震荷重による橋の構造全体の挙動は、応答スペクトル解析あるいは動的解析によって評価できる。

= 4500psi (30MPa) (MDOT ガイドライン、 ミシガン州交通局)c) 乾燥収縮 3)
乾燥収縮度 (自由収縮) は相対湿度に関連付けられたグラフから決定できる。相対湿度が 75%の時、乾燥収縮度は約 0.1%である。

4) 設計手順 (ECC)(文献 3)参照)

ECC 連結床版の要求性能•

終局ひずみ変形能力（セクション 4 に規定する制限値(εls)より小さくてはならない）•

使用材料はひび割れを分散させ、ひび割れ幅を小さくすることができる材料でなくてはならない。ひび割れ幅は 0.004”(0.10mm)以下、ひび割れ間隔は 0.1”(2.5mm)とする。ここで、規定値は単軸引張テストによるものとする。

•

設計規準強度は 4 500psi (30MPa)以上とする。

ε ls =

αT .ΔT .βLsp
Ldz+ ε sh + ε LL

β − 構造形式によって決ま る定数
ピン - ローラー - ローラー -ピン, 2
ピン - ローラー -ピン - ローラー , 1

手順-1

手順-7

ECC 連結床版の長さ Lls を決定する。

重ね継手

連結床版と主桁の付着のない区間の長さ Ldz を決定する。

既設橋の橋軸方向鉄筋は連結床版に設置する鉄筋と境界面で重ね継手により継手してよい。
重ね継手の設計は AASHTO 設計規準を用いてよい。

Lls : 隣接する支間の各支間長の 7.5%の和
Ldz : 各支間長の 5%[参考文献]

手順-2

1) Gergeley, P., and Lutz, L.A.,1968, Maximum crack width in reinfoRCed concrete flexural members,

各支間の桁端部における回転角θmax を算出する。

Causes, Mechanisms, and Control of Cracking in Concrete, SP-20, ACI, Farmington Hills, MI.

設計荷重作用時の許容たわみ量＝Δmax、 Lsp/800

2) Caner, A., and Zia, P., Behavior and Design of Link Slab for Jointless Bridge Decks, PCI Journal,

MDOT (ミシガン州交通局) 設計規準および AASHTO 設計規準より

θ max =

PL2sp
Δ max
Δ
θ = 3 max*
= 0.00375 rad.
Δ
PLsp / 48 EI sp 16 EI sp

May-June 1998, pp.68-80.
3) ReseaRCh Report RC-1438, Durable Link Slabs for Jointless Bridge Decks Based on Strain-Hardening
Cementitious Composites, VictoRC.Li, G.Fischer, Y.Kim, M.Lepech, S.Qian, M.Weimann and S.Wang,
University of Michigan, Ann Arbor, USA.

手順-3

4) Yun Yong Kim, Gregor Fischer, and VictoRC.Li, Performance of Bridge Deck Link Slabs Designed with

連結床版の断面 2 次モーメント Ils,g を算出する（全断面有効）。

Ductile Engineered Cementitious Composites, ACI Structural Journal, 2004, pp.792-801.

As

I ls , g =

Bls H
12

3
ls

Hls

－ 147 －

Bls

図-1.4.3.3 連結床版の断面
手順-4
桁端部の回転角（θmax）によって発生する連結床版の曲げモーメント Ma を算出する。

Ma =

2 E ECC I ls , g
Ldz

θ max

手順-5
連結床版の橋軸方向の必要鉄筋比ρを算出する。
ECC は完全弾塑性の材料特性とする。
様々な鉄筋比に対し、鉄筋応力度を 0.4σy に制限して、断面抵抗曲げモーメントを非線形断面解析
によって求め、Ma に対する最適な鉄筋比を決定する。
ひずみ変形性能と圧縮応力度が制限値以下かチェックする。
手順-6
境界面のせん断接合 (スタッド)
AASHTO 設計規準によるせん断力を移行する領域のスタッドの設計法を適用できる。
ECC 連結床版と主桁の境界面において、スタッドは支間長の 2.5%の範囲まで配置しなければならない。

5) Caner.A, Dogan.E and Zia.P, Seismic Performance of Multisimple-Span Bridges Retrofitted with Link
Slabs, Journal of Bridge Engineering, Vol.7, No.2, 2002, pp.85-93.

[資料 2] 試設計
本試設計では、支間 22.1m、橋長 138m の 6 径間連結プレテンション T 桁橋（図-1.4.3.4）および

8000
(車道部)

3000
400
(歩道部)

1000

400 400
200

36500

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ 220mm

ｱｽﾌｧﾙﾄ舗装 t=7cmの簡易化のために、平均支間長を用いた等スパン、平均橋脚高を用いた等橋脚高条件とした。

2500

2500 200

試設計モデルは、それぞれ図-1.4.3.5 と図-1.4.3.7 に示す実橋データをもとにしているが、検討

70
200

600

の適用の可能性を確認した。

220

支間 36.5m、橋長 224m の 6 径間連結コンポ橋（図-1.4.3.6）の 2 ケースの試設計を行い、新設橋へ

12000

10600
9500

550

900

Ｃ
Ｌ

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ 220mm

9@1050=9450

575

1040 80
160

1200

150
1050

ｱｽﾌｧﾙﾄ舗装 t=8cm

575

625
650

220

550

22100

350 350200

3@3150=9450

650
625

36500

図-1.4.3.6 6 径間連結コンポ橋（試設計モデル 2）22100

図-1.4.3.4 6 径間連結プレテンションＴ桁橋（試設計モデル 1）－ 148 －
図-1.4.3.5 試設計モデル 1 のオリジナルデータ
図-1.4.3.7 試設計モデル 2 のオリジナルデータ

表-1.4.3.4 設計条件
表-1.4.3.6 リンクスラブ応力度の比較(全断面有効)想定対象

試設計モデル1

試設計モデル2形式

6径間床版連結プレテンション
方式PCTげた橋

6径間床版連結PCコンポ橋(プレキャストセグメント工法)

6 @ 22.1 m

6 @ 36.5 m

車道

9.5 m

8.0 m

スラブ縁応力度(N/mm2)

歩道

無し

3.0 m

正負主鉄筋応力度(N/mm )

種類

1S15.2BN

12S12.7BL

支間長
有効幅員

PC鋼材
(主げた)
ゴム支承
支持条件

鋼材本数

24 本

5 本

断面積

138.7 mm21184.5 mm

水平バネ
鉛直バネ

1,200 kN/m
260,000 kN/m

2,000 kN/m
530,000 kN/m
100,000 kN/m
固 定

主げた高

1.2 m

2.5 m

主げた本数

10 本

4 本

水平バネ
鉛直条件

1.05 m3.15 m

長さ

900 mm1000 mm

厚さ

220 mm

220 mm

主げた間隔
リンク
スラブ

施工材令 (日)正負主鉄筋応力度(N/mm )2σs (N/mm2)

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ主げた

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ

0

－

－

0

－

－

w
wa

－ 149 －

2.

場所打ち打設

90

0

0

90

0

0

3.

橋面施工

120

30

30

120

30

30

4.

クリープ終了

∞

∞

∞

∞

∞

∞

クリープ係数

主げた

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ主げた

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ

1.

主桁製作

0.0

－

－

0.0

－

－

2.

場所打ち打設

1.8

0.0

0.0

0.7

0.0

0.0

3.

橋面施工

2.0

1.0

1.0

0.8

0.6

0.6

4.

クリープ終了

3.0

2.6

2.6

2.0

2.6

2.6

乾燥収縮度(μ)

主げた

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ主げた

床版横桁

ﾘﾝｸｽﾗﾌﾞ
－

1.

主桁製作

0

－

－

0

－

2.

場所打ち打設

60

0

0

26

0

0

3.

橋面施工

70

30

30

31

18

18

4.

クリープ終了

200

200

200

179

200

200

表-1.4.3.5 リンクスラブ断面力の比較(橋梁中心位置)
N：引張を正M：下縁引張を正N (kN)

曲げモーメント M (kN･m)

試設計モデル2(コンポ桁)
N (kN)

曲げモーメント M (kN･m)

死荷重

活荷重

死荷重時

活荷重時

M最大

M最小

76

0

4

76

76

80

24

10

-62

24

34

-38

死荷重

活荷重
M最大

M最小

199

0

7

10

19

-74

死荷重時

M最大

下縁

上縁

下縁

-1.1

3.2

-2.1

4.2

5.1

-3.0

-40

-10

-43

-6

-15

-34

活荷重MAX時

活荷重MIN時

上縁

下縁

上縁

下縁

上縁

下縁

0.8

1.2

0.1

1.9

5.1

-1.6

-22

-28

-24

-5

-32

-38

死荷重時

主げた

試設計モデル1(プレT桁)

上縁

RC 照査比較

試設計モデル1

主桁製作

軸力(N/mm2)

M最小

活荷重時
M最大

M最小

199

199

206

10

29

-64

活荷重MIN時

下縁

死荷重時

スラブ縁応力度

活荷重MAX時

上縁表-1.4.3.7

1.

軸力

2

試設計モデル2(コンポ桁)

2

50,000 kN/m
固 定

下部工
支持条件

引張応力を正死荷重時

試設計モデル1(プレT桁)

活荷重時
M最小試設計モデル2
死荷重時

活荷重時
M最小

66

98

26

48

(mm)

0.13

0.17

0.14

0.13

(mm)

0.15

0.15

0.23

0.20

※ 配力筋は、プレテン：D22@125mm、ポステン：D25@125mm とした。
※ 応力度の組み合わせに温度は考慮していない。

1.4.4 検証事例

3.解析結果

検証事例-1連結床版構造のクリープ・収縮挙動およびひび割れ後の挙動の検証(1)骨組解析モデル化の妥当性について

要求性能

使用目的の適合性［供用性］

橋梁中央の連結床版中央断面の応力度を抽出する。（単位：N/mm2，引張：＋）

検証目的
検証方法

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.2①と②を比較すると、クリープと乾燥収縮が終了した全死荷重時および活荷重載荷時連結床版構造におけるクリープ・収縮挙動及びひび割れ後の挙動を非線形 FEM 解実験による検証・

解析による検証

・における結果は、概ね一致しており、線形骨組解析のモデル化が妥当であることが確認できる。

析により把握し、線形骨組み解析モデルによる設計の妥当性を検証した事例。

表-1 ①2 次元線形骨組解析結果

道路橋示方書の準用

主げた

前述「1.4.3 参考資料 [資料 2] 試設計」の試設計モデル 1（支間長 22.1m の 6 径間連結プレテンＴ桁橋）を対象に、2 次元線形骨組解析と 2 次元非線形 FEM 解析そ検証方針

れぞれについて、1)ひび割れが生じないものとしたときの中間支点部のモデル化の妥
当性、2)設計荷重時まで全断面有効とし、RC 計算で応力度照査する設計手法が安全側の設計となるか、を比較検証。
1.解析条件(1)解析ソフト：汎用非線形解析ソフト DIANA

Version8.1

1 主けた緊張直後
2 間詰・横げた打設直前
3 間詰・横げた打設直後
4 リンクスラブ打設直後
5 橋面施工直前
6 橋面施工直後
7 全死荷重8 活荷重載荷時（min）

表-2

主げた

次元非線形 FEM 解析－ 150 －

荷重、クリープ・収縮および活荷重(4)解析ステップ：施工順序を考慮したステップ解析(5）クリープ係数・乾燥収縮度：主桁Φ=3.0、ε＝200μ（t=90 日までにΦ＝1.8、ε＝60μ）、場所打ちΦ＝2.6、ε＝200μ、連結床版Φ＝2.6、ε＝200μ

下縁
-17.1
-12.2
-10.4
-10.4
-10.0
-8.1
-6.1
-1.0

連結床版
コンクリート
鉄筋
上縁
下縁
上縁
下縁

0.0
-1.1
2.6
-1.1
5.1

0.0
1.5
-2.2
3.2
-3.0

0.0
-12.0
-12.0
-40.0
-15.0

0.0
4.0
4.0
-10.0
-34.0

②2 次元非線形 FEM 解析結果（連結床版の引張強度無限大）(2)解析手法：クリープ・収縮による非線形性および連結床版のひび割れを考慮した 2(3)考慮した荷重：主桁自重、プレストレス、場所打ち床版荷重、連結床版荷重、橋面

上縁
0.0
-1.0
-2.4
-2.4
-2.6
-3.9
-4.1
-7.6

1 主けた緊張直後
2 間詰・横げた打設直前
3 間詰・横げた打設直後
4 リンクスラブ打設直後
5 橋面施工直前
6 橋面施工直後
7 全死荷重8 活荷重載荷時（min）

上縁
-0.5
-1.1
-2.0
-2.0
-2.1
-3.4
-3.8
-7.6

下縁
-15.5
-12.5
-11.4
-11.4
-11.2
-9.4
-7.2
-1.6

連結床版
コンクリート
鉄筋
上縁
下縁
上縁
下縁

0.0
-0.1
1.8
-0.9
4.9

0.0
0.3
-1.7
3.3
-3.3

0.0
-4.7
3.6
-37.3
-15.7

0.0
2.0
-11.8
-12.2
-33.1

表-3 ③2 次元非線形 FEM 解析結果（連結床版の引張強度 2.2N/mm2）

2.解析モデル主げた(1)2 次元線形骨組解析
リンクスラブ図心
主桁図心

検証内容

主桁図心

偏心

連結床版
設計基準強度 30 N/mm
引張強度 2.2 N/mm2
剛体要素
ゴム支承
水平・鉛直
バ ネ

図-1

橋 脚
水平バネ

中間支点部モデル(2)2 次元非線形 FEM 解析

図-2 モデル2

1 主けた緊張直後
2 間詰・横げた打設直前
3 間詰・横げた打設直後
4 リンクスラブ打設直後
5 橋面施工直前
6 橋面施工直後
7 全死荷重8 活荷重載荷時（min）

上縁
-0.5
-1.1
-2.0
-2.0
-2.1
-3.4
-3.8
-7.7

下縁
-15.5
-12.5
-11.4
-11.4
-11.2
-9.4
-7.2
-1.3

リンクスラブ
コンクリート
鉄筋
上縁
下縁
上縁
下縁

0.0
-0.1
1.8
-0.9
1.5

0.0
0.3
-1.7
0.6
-2.3

0.0
-4.7
3.6
-33.3
-0.3

0.0
-2.0
-11.8
6.7
-23.8

LINK1-BOTTOM : +ve Tension, - ve compression(2)ひび割れ発生後の挙動について

4.0

上記非線形 FEM 解析②、③のコンクリート応力度の経時変化グラフを下記に示す。

Tensile strength of link slab = 2.2MPa

Bottom mid stress (link) (MPa)3.0③のグラフによれば、ひび割れの発生に伴う剛性低下によりその後に載荷される活荷重応答が小さくなることが確認できる。したがって、線形骨組解析による断面力を元に RC 計算で応力照査する設計手法は安全側の結果となる。

2.0
1.0
0.0

D22 t=220mm
Tensile strength

-1.0
-2.0
-3.0

②2 次元非線形 FEM 解析結果（連結床版の引張強度無限大）

-4.0
0

6.0

1000

1500

2000

2500

3000

3500

図-6 コンクリート下縁応力

D22 t=220mm
5.0
Top mid stress (link slab) (MPa)500Time(days)

LINK1-TOP : +ve Tension, - ve compression

4.0
3.0

4.まとめ

2.0

(1)ひび割れが生じないものとして、2 次元線形骨組解析と 2 次元非線形 FEM 解析の

1.0
0.0

結果を比較した。クリープと乾燥収縮が終了した全死荷重時および活荷重載荷時に-1.0おける結果が概ね一致しており、線形骨組解析のモデル化が妥当であることが確認

-2.0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Time(days)

図-3

できた。
(2)2 次元非線形 FEM 解析にてひび割れ発生後の挙動を検討した。ひび割れの発生にコンクリート上縁応力伴う剛性低下によりその後に載荷される活荷重応答が小さくなり、線形骨組解析による断面力を元に RC 計算で応力照査する設計手法は、安全側の結果となることが

4.0

D22 t=220mm

Bottom mid stress (link) (MPa)3.0

確認できた。

2.0

経済性を高めるために、2 次元線形骨組解析においてひび割れの発生に伴う剛性低

1.0
0.0

注意点

-1.0
-2.0

下をあらかじめ考慮してモデル化することも考えられるが、その場合には応答値が小
さくなり実際にひび割れが発生する時点が明確にできなくなる可能性がある。よって、剛性低下の有無の影響を適切に評価することが必要である。

-3.0
-4.0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Time(days)

図-4

コンクリート下縁応力③2 次元非線形 FEM 解析結果（連結床版の引張強度 2.2N/mm2）
LINK1-TOP : +ve Tension, - ve compression
6.0
D22 t=220mm
Tensile strength

5.0
Top mid stress (link slab) (MPa)－ 151 －

LINK1-BOTTOM : +ve Tension, - ve compression

4.0
3.0
2.0
Tensile strength of link slab = 2.2MPa
1.0
0.0
-1.0
-2.0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Time(days)

図-5 コンクリート上縁応力

3500

検証事例-2
要求性能
検証目的
検証方法

連結床版構造の耐荷挙動および疲労特性の検証
構造物の安全性［耐荷力性能］、耐久性［疲労耐久性］

関連規定

道路橋示方書Ⅲ7.2

床版部のみを連結したプレキャスト連結桁における連結床版構造の耐荷挙動および疲労特性を検証した事例。
実験による検証・

参考文献

連結床版構造のレベル 2 地震時挙動の検証

要求性能

構造物の安全性［耐震性］

検証目的

・

道路橋示方書の準用
検証方針

道路橋示方書Ⅴ14.3.2

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

試設計に用いた 2 次元骨組み解析モデルと同モデルにて動的解析を行い、連結床版構造の安全性を検証。

荷したときに生じる支点部のたわみ角と等価な荷重状態を再現して、実物大床版連結1.解析条件構造の試験供試体の耐荷挙動および疲労特性を検証。

(1)解析ソフト：Dyna2E

1) プレキャスト連結桁の設計法に関する共同研究報告書，建設省土木研究所橋梁研(2)解析種類：2 次元線形動的解析

究室，1992.2(3)解析方法①固有値解析手法：ハウスホルダー法②動的解析応答解析手法：直接積分
法減衰種類：レーリー型加振タイプ：基盤加振数値積分手法：NewMark-β法、β

本事例は、主桁としてプレテンションＴ桁（桁高 1m、支間 19.4m）を、連結床版
注意点

関連規定

地震時における連結床版構造の安全性を検証した事例。

検証方法
解析による検証

プレテンション単純Ｔ桁橋（桁長 20m、支間 19.4m、桁高 1.0m）にＬ-20 荷重を載検証方針

検証事例-3=1/4

として 2 種類の構造を想定している。構造詳細がこれと異なる場合には、その影響を(4)解析条件地盤種別：Ⅰ種入力地震動：レベル２タイプⅡ地震動 1995 年兵庫県南部

適切に判断する必要がある。

地震(神戸海洋気象台地盤上)：NS 成分［最大加速度:812gal］地震動作用方向：橋軸方向(x 方向)、積分時間間隔：0.002 秒－ 152 －
検証内容

図-1 解析モデル
2.解析結果(1)固有値
橋軸方向の有効質量比に着目すると、1、3、14 次モードが卓越する。1 次モード
は支承のみが変形することにより上部工が振動、３次モードは端部の支点バネのみが変形、そして 14 次モードは中間支点バネのみが変形するという結果となった。
また、固有周期は、1 次モードで 2.64 秒、3 次モードで 0.50 秒、14 次モードで 0.32
秒となった。

(3)応答断面力
1次モード（支承のみが変形する事により上部工が振動 ）1 次モード（支承のみが変形する事により上部工が振動）

連結床版 1m あたりの最大応答断面力は下表のとおりで比較的小さいものであった。
表-1 応答断面力

３次モード（端部の支点バネ(橋脚＋地盤)のみが変形）
３次モード（端部の支点バネ(橋脚＋地盤)のみが変形）

1414次モード（中間部支点バネ(橋脚＋地盤)のみが変形
次モード（中間部支点バネ(橋脚＋地盤)のみが変形）

正曲げ最大時負曲げ最大時
軸力最大時（引張）
軸力最小時（圧縮））N(kN) M(kNm)
7.60
1.05
-10.40
-1.07
11.00
1.01
-11.00-1.03

3.まとめ
図-2 モード

非線形動的解析を行うことで、径間毎に主桁に位相差が生じ、連結床版に過大な断面力が発生するかどうかなど、同構造の耐震性を評価できることが確認できた。

(2)応答変位
下部工条件一定、等スパン割のため、主桁と連結床版に位相差はない。
注意点

時刻歴応答変位（主桁：節点③）0.400

版に過大な断面力応答が発生することも考えられる。上部工条件だけでなく、支承や0.300

下部工条件も実状に即した形で適切に考慮する必要がある。

0.200

変位(m)

－ 153 －

0.100
0.000
0

5

10

15

20

25

30

35

40

35

40

-0.100-0.200-0.300-0.400Max:-0.443m(t=7.332s)-0.500時間(s)図-3 主桁の時刻歴応答変位

時刻歴応答変位（リンクスラブ：節点⑬）
0.400
0.300
0.200
0.100
変位(m)

本事例は、主桁を等スパン割り、支承や下部工条件を一定とした検討事例である。
上部工のスパン割りや下部工条件によっては、径間毎の位相差が顕著となり、連結床

0.000
0

5

10

15

20

25

30

-0.100-0.200-0.300-0.400Max:-0.443m(t=7.332s)-0.500時間(s)図-4 連結床版の時刻歴応答変位

2

鋼橋

(1) 橋の立体的な機能の確保■関連する道路橋示方書の規定

2.1

対傾構及び横構等の一部または全部を省略する構造［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

7.1 一般］

橋の立体的機能を確保するため、対傾構、横構を設けて橋の断面形の保持、橋の剛性の2.1.1 概要

確保、横荷重の支承への円滑な伝達を図る場合には、以下の(1)から(3)までの規定ならび鋼橋の対傾構や横構、横げたは、主げた間の荷重分配を適切に行い、橋全体として所要の耐荷性に 7.2 の規定によるものとする。なお、橋の支点部は、原則として対傾構、橋門構あるい能を発揮できる橋の立体的機能を確保するために必要とされてきた部材である。そのため、対傾構は横げたを設けて床版あるいは上横構に作用する全横荷重を支承に円滑に伝達できる構や横構の一部または全てを省略する場合には、上記機能が発揮できるよう、ⅰ)橋の断面形の保持、造とするものとする。・・・・・・・

ⅱ)剛性の確保、ⅲ)横荷重の支承への円滑な伝達について適切に行われることを検証し、橋全体の耐(2) 対傾構及び横構について、その橋の主げた又は主構に適用される章に規定されている

荷性能として、これらを省略せずに設置されてきた場合と同等のレベルで立体的機能が確保されることを確かめる必要がある。

場合は、その規定によるものとする。
(3) 対傾構及び横構は、それぞれの構造形式に該当する章の規定を満足するものとする。

例えば、対傾構や横構、横げたを省略した２主鈑げた構造では、ねじり剛性の低下に伴って耐風安定性に何らかの影響が生じることが考えられる。また、対傾構や横構が省略されることで、それ［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編らが分担していた荷重分配機能などが床版に代替えされることになることから、床版にはその影響(1)を考慮しなければならず、耐荷性能、耐久性能ともに床版としての性能以外に主げたとしてどのよ
うな性能が満足される必要があるのかについて明確にして、これを満足する必要がある。

設けるのを原則とする。
(2) 上路式の鋼げた橋で鋼床版あるいはコンクリート床版とけたとが結合されていて、け鋼橋の設計では、主げた又は主構面に着目した平面構造として設計される場合が多く、この場合立体的挙動に大きく影響する対傾構や横構の有無や位置、構造特性をどのように適切に評価するの10.6.3 横構］

I 形断面の鋼げた橋には、横荷重を支承に円滑に伝達するように上横構及び下横構をたの横倒れ等に耐えられる場合は、上横構を省略することができる。
(3) 支間が 25m 以下で強固な対傾構がある場合は、下横構を省略することができる。たかが重要となる。とくに対傾構や横構のような水平荷重への抵抗機構を簡素化すると、格間座屈よだし、曲線橋では下横構を省略してはならない。

－ 154 －

りも全体座屈が先行することもあるため、従来の支間と主げた（主構）間隔の寸法比(L/B)を指標とした座屈設計のみならず、全体座屈に対して照査することが必要となる。
また、対傾構や横構、横げたの存在は、仮組立時や架設時の形状を保持しやすくすることで出来型精度など施工品質確保の機能も期待される。このため、これらを省略する場合には、発生応力な［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

12.5.2 横構］(1) トラスの上弦及び下弦にはそれぞれ横構を設けるのを原則とする。
(5)

どの耐荷力性能に関わる観点のみならず、施工品質確保の観点からもその影響を照査して、施工手

横構は主トラス弦材応力の一部を分担するほか、中間対傾構の影響による付加応力を受けることがあるので、余裕を見込んだ設計を行うように配慮することが望ましい。

順の検討や架設精度の管理値の設定など施工品質管理手法にも反映する必要がある。
■技術的課題
2.1.2 技術評価の必要性の観点と方向性
対傾構や横構、横げたを省略する場合、道路橋示方書の規定する要求性能を満足するために、特に注意が必要と考えられる項目の例としては、表-2.1.1 に示す下記項目が挙げられる。

道路橋示方書では橋の立体的機能を確保するために、対傾構や横構を設けることを原則としている。したがって、対傾構や横構の一部または全てを省略しようとする場合には、床版等をこれらの代替え部材として評価する等して、①橋の断面形の保持、②剛性の確保、③横荷重の支承への円滑な伝達が図られていることを検証することが必要である。また床版は対傾構や横(1) 橋の立体的機能の確保

構がある場合とは異なる荷重分担を受け持つこととなるため床版と主げたの両方の機能それぞ(2) 床版の安全性・耐久性の確保

れにその影響を考慮した耐荷力、耐久性両方の性能が所要の水準で満足されることを確認する(3) 床版への影響の確認及び橋体の面外剛性の確保必要がある。

(4) 座屈耐荷力の確保(5) 施工品質の確保■性能評価の対応策

以下では、道路橋示方書の要求性能を満足するために、構造に応じてあらためて技術評価が必要

的機能が確保されていることを検証する。

横構を省略した構造を採用する場合には、下記 3 点について横構を設けた構造と同等の立体と考えられる項目の例をその評価の方向性とともに示す。

①

橋の断面形の保持
横構が省略された構造では、主げた又は主構面が立体的に変形しやすくなるため、平面構造として解析することの妥当性を確認するか、立体解析により横構省略の影響も考慮できる

解析を行う。
②

剛性の確保検討する場合がある。このような場合上記のような観点から橋の立体的機能が確保されるなど橋として所要の性能満足することを個別に検証する必要がある。

横構が省略された構造では、床版剛性を評価して橋の全体剛性を確保する。また、架設時には床版剛性に期待できないため、主げたと対傾構だけからなる架設系に対する安定性確保について照査し、必要に応じてねじり剛性を確保できるよう部材（恒久または架設時）の追加を検討する。
なお、剛性低下は振動特性に影響を及ぼし、一般には耐風安定性の低下につながるため、
例えば、「道路橋耐風設計便覧」（日本道路協会）等を参考にして耐風安定性の検証を行う。
③①

橋の断面形の保持
従来の上路式鈑げた橋は、一般に主げたと横げたを棒要素とした平面骨組み（格子）解析によって設計される。これは、下横構により主げたの水平方向変形が拘束されているため、橋の断面形は保持されるものとみなして扱っても結果に影響しないとの考えによる。
しかし、横構を省略すると、図-2.1.1 に示すように、鉛直荷重に対する支間のたわみによって、横荷重の支承への円滑な伝達

主げたが面外方向に変位するため、断面形状が維持される構造に比べてねじり剛性が低下する傾向

支間部に作用する横荷重を支点まで伝達しているのは横構や床版である。下横構を省略しにある。そのため偏載荷重に対して大きなねじり変形が生じるなど平面解析だけで耐荷力性能は適た場合には、下フランジに作用する横荷重が対傾構を介して上フランジと床版に伝達され、切に評価できない。

床版の横剛性で中間及び端支点に伝達されるように適切に設計する。このとき別途床版については床版としておよび主げたの一部として所要の性能（耐久性、耐荷力）が満足されることをそれぞれの機能に着目して照査する。
【解説】
図-2.1.1 荷重による断面変形

橋全体としての構造安全性を確保するためには、橋が全体として立体的に機能できる必要がある。耐震性能や耐風安定性など橋の様々な性能に対しても橋全体として立体的に挙動出来ること

また、従来のトラスやアーチなどの立体骨組み構造に対しては、一般に荷重や路面線形に対すが前提となって設計されるのが一般である。道路橋示方書 7 章「対傾構、横構」では、橋の立体－ 155 －的機能を確保するために対傾構及び横構を設ける場合について規定している。

る小さな非対称性は無視し、主構面を独立した平面構造としてモデル化することも多い。
しかし、横構が省略され主構面が横支持されない場合、非対称性の影響により主構平面が傾い

10 章「鋼げた」、12 章「トラス」、13 章「アーチ」の各章では、橋梁形式ごとに対傾構及び横構に対して必要な性能を満足するとみなせる一つの方法としての標準的な構造や設計上の制約等にたり、主構面内での平面保持が維持されない挙動が考えられる。
以上のような断面内の変形挙動とその影響を適正に評価するためには、例えば立体 FEM 解析をついて規定しており、対傾構及び横構（横げた）の構造の一部または全部を省略したり、これらの規定とは異なるものとする場合には、規定に準じた設計を行った場合に対して同等以上に橋の行うことも有効である。
［検証事例-1］

立体的機能が確保されることを確認することが必要となる。
10 章「鋼げた」では、10.6.3 で鋼げた構造の横構に対して規定している。10.6.3 の(1)、 (2)及び

②

剛性の確保

(3)項は、「10.6.1 橋全体の立体的機能を確保できる構造」を受けた見なし規定であり、条件付きで上横構を省略し、その代替機能を床版に期待する場合では、床版がない桁のみの状態ではねじ

下横構の省略を認めているものの、横荷重への抵抗と構造物全体の剛性確保のためには上下横構

り剛性が極めて小さい構造系となる。したがって、架設時に床版のない状態となる場合にはけたの設置が原則としている。なお、曲線橋においては、横構を省略すると構造物全体のねじり抵抗の形状保持と横ねじれ座屈に対する安全性確保が重要となる。このような状態の評価について、が不足し危険となる場合が多いため、横構を省略してはならないと追加している。

弾塑性有限変形解析により主げたと対傾構だけからなる構造の降伏荷重を求め、架設時荷重との12 章「トラス」では、12.5.2 でトラスを主体とした橋の横構に対して規定している。12.5.2 の (1)比により架設時安全率を求め、必要な剛性確保のための仮設材設置範囲を検討した事例がある。

及び(5)項は、12.5.1 の(1)「トラスの設計にあたっては、橋が立体的に機能する構造となるように［検証事例-2］

するものとする。」を受けた見なし規定であり、横構は単に横荷重に抵抗するための構造であるの

ここで、水平剛性の確保は床版の水平剛性に期待することができるが、床版とけたの定着を確みならず、上下両横構が対傾構や橋門構と共存することによって、橋の耐荷機構を立体的にし、実に行うとともに床版には主げたと同等の耐久性を確保することが前提条件となる。これに対し、全体座屈に対する安全性を向上させる重要な部材であり、安易に横構を省略するのは好ましくな

床版のせん断抵抗面積をトラス部材に評価した立体骨組み構造や、床版をシェル要素あるいはせいとしている。

ん断パネルとして評価した立体骨組み解析により、橋の剛性確保を検証した事例がある。

なお、立体骨組み構造における対傾構及び横構に求められる機能は、トラスもアーチも同様に［検証事例-3］

位置づけられるため、13 章「アーチ」では、対傾構及び横構に関しては 12 章「トラス」を参照す

また、剛性の低下は耐風安定性の低下にもつながることもある。そのため、横構が省略された 2

るものとして規定は省略されている。
一方、近年、少数主桁橋において、対傾構や横構、横げたの一部または全部を省略する構造を

主鈑桁で支間長が比較的長い場合のように耐風安定性の低下が考えられる場合には、耐風安定性を照査する必要がある。

表-2.1.1 対傾構および横構の簡略化（省略）構造に関する技術評価の必要性の観点と方向性
道路橋示方書の要求性能

技術評価の必要性の観点

技術評価の方向性

検証方法

【鈑桁】
・横構が省略された場合は、平面格子解析では解析できない変形挙動を評価した安全性を検証する。

・床版や主桁腹板をシェル要素とした立体ＦＥＭ解析により設計する。

検証事例など≪（Ａ）使用目的との適合性≫
道示Ⅰ 1.5
・橋が計画どおり交通に利用できる機能を有すること。

≪（Ｂ）構造物の安全性≫
道示Ⅰ 1.5
・死荷重、活荷重、地震の影響等の荷重に対して橋が適切な安全性を有していること。

【立体機能】
橋の断面形の保持を確保【トラス、アーチ】
・横構が省略された場合は、主構だけの平面解析面で評価出来ない変形挙動を評価した安全性を検証する。

－ 156 －

【立体機能】
剛性の確保（水平剛性、ねじり剛性）

断面形の保持（鈑桁）・トラスやアーチ橋では、立体骨組み解析により立体挙動を評価した設計を行う。

【鈑桁】
・横構が省略された場合は、架設時や床版打設時には、Ｕ型断面やＨ型断面となり、変形しやすく座屈
耐荷力も低下するため、仮設材の設置を検討し安全確保を行う。

・桁構造の架設時安定照査は、シェル要素を用いた
立体ＦＥＭ解析による弾塑性有限変形解析により、降伏荷重と架設時実荷重との比率により所要安全率を確保する。
・所定の安全率が確保できるよう必要に応じて仮設
部材（仮設横構）を追加する。

事例２

断面形の保持（架設時）【鈑桁】
・床版を横構の代替え部材と見なし、床版剛性を主桁作用に評価することで、全体の水平剛性やねじり剛性を検証する。

・床版の水平剛性を評価した下記に示す立体解析で得られる変形量により剛性確保を確認する。
【解析手法】①床版をトラス骨評へ置換した骨組み解析②床版を板要素評価したＦＥＭ解析③床版を一定せん断流パネル評価した骨組み解析

事例３

剛性の確保

事例４

横荷重の伝達【トラス、アーチ】
・床版側の横構省略に対しては、床版を主構に剛結することで鈑桁の場合と同様に検証できる。
・床版の反対側横構の省略に関しては、ラーメン形式の横構（平面構造）として剛性を検証することもできる。

【立体機能】
横荷重の支点への円滑な伝達

事例１

【鈑桁】
・下横構が省略された上路鈑桁では、下フランジに作用する横荷重が、対傾構、床版、支点部横桁を経由して、支承まで伝達されることを検証する。
【トラス、アーチ】
・横支材と主構弦材からなるラーメン構造により水平剛性を確保し、横荷重を支点まで伝達することを検証する。
・ラーメン構造を形成する弦材および横支材は曲げ部材として設計する。
・支点部には強固な対傾構、橋門構を設け、横荷重を支点に伝達する。

・上記手法による解析結果から床版応力度を照査する。
・床版と鋼桁の結合構造を照査する。（桁との合成
および横荷重に対するずれ止め機能の検証）
・床版と主桁（主構）との剛結に相応しい、曲げとせん断伝達構造として設計する。
・綾構構造からラーメン（フィーレンディール）構
造とする場合、綾構構造以上の水平剛性を確認。

・床版と主桁腹板をシェル要素、その他の部材は梁要素とした立体ＦＥＭ解析により、横荷重の支承までの伝達を確認する。
・床版と主桁は剛結モデルとして解析する。実際にはジベル等を配置して床版と桁との一体化を図る。
・解析により得られた応力分布により、下フランジ→対傾構部の垂直補剛材→対傾構→床版→支点部横桁→支承までの横荷重伝達を検証する。
・横支材と弦材によるラーメン構造を期待した設計をする場合は、トラス橋であってもこれら部材の面外曲げ剛性を評価した立体骨組み構造解析を行う。
部材設計においても、曲げと軸力を受ける部材として道示に従い設計する。

道路橋示方書の要求性能

技術評価の必要性の観点

桁の横倒れ座屈耐荷力の向上

検証方法

【鈑桁】
・横構が省略された場合は、圧縮フランジに対してはポニートラスのHoltの方法を応用して、Ｕ型フレームの所要剛性を確保する。
・格間座屈の他、全体座屈に対しても座屈耐力を照査する。

・横構省略と対傾構構造の簡素化を行う鈑桁では、
圧縮フランジの水平剛性確保のために、ポニートラ
スのHoltの方法を応用して、Ｕ型フレームの所要剛性を確保する。
・横構が省略された鈑桁構造で、支間と主桁間隔の比（L/B)が大きい場合は、薄肉はり格子構造の固有値解析により、有効座屈長を決定し全体座屈耐荷力を検証する。
・横構が省略されたトラスやアーチ橋では、面外座
屈長は全体構造の固有値解析により、有効座屈長を決定し全体座屈耐荷力を検証する。

事例８

鈑桁構造における中間横桁の簡素化

事例５

座屈耐荷力①

事例６

座屈耐荷力②

・床版をシェル要素とした立体ＦＥＭ解析あるいは床版を一定せん断流パネル評価した立体骨組み解析
により、床版の水平曲げを算出し断面照査する。
・床版と主桁の結合は剛結モデルとするが、床版厚を評価するためにダミー部材を挿入する。
・主桁と床版間の連結部材断面力として算出される
曲げとせん断力に抵抗できるジベルの配置設計を行う。
・床版をシェル要素評価、あるいは一定せん断流パネルとして評価し、主桁と一体化した立体解析により、荷重分配機能の確保と併せて床版応力を照査す
る→「事例３」参照【トラス、アーチ】
・横構が省略された構造では全体座屈が先行するため、トラス弦材の座屈長は骨組み長ではなく別途有効座屈長を求め座屈耐力を照査する。

床版の安全性・耐久性の確保

・床版を横構の代替え部材と考え、横構省略する場
合には、床版剛性を評価した解析により、主桁作用による床版応力を照査する。
・鋼桁と床版間の横荷重伝達が円滑に行われるよう、ジベル等を適切に配置する。

・中間横桁を省略した構造においては、床版剛性を評価した解析により、荷重分配機能の確保と床版応力の照査を行う。

－ 157 －

耐風安定性の確保≪（Ｄ）施工品質の確保≫
道示Ⅰ 1.5
・使用目的との適合性や構造物の安全性を確保するために確実な施工が行える性能を有すること。
・施工中の安全性が確保されること。
≪（Ｅ）維持管理の容易さ》
道示Ⅰ 1.5
・供用中の点検や材料状態の調査および補修作業がが容易に行えること。
≪（Ｆ）環境との調和≫
道示Ⅰ 1.5
・建設地点周辺の社会環境や自然環境に及ぼす影響を軽減あるいは調和させること。
・周辺環境にふさわしい景観性を有すること。
≪（Ｇ）経済性≫
道示Ⅰ 1.5・ライフサイクルコストを最小化する観点から、建設費だけでなく点検管理や補修等の維持管理を含めた費用がより安価であること。

施工品質の確保検証事例など技術評価の方向性

・横構を省略した２主鈑桁では、剛性低下により
L>80ｍ程度では耐風安定性が悪くなる傾向にあるため、必要に応じて動的耐風設計を行う。

・対傾構や横構を省略した構造では、地組立て時や架設時の鋼断面だけでは剛性が小さく変形しやすた
め、施工段階での変形が最終形状に悪影響を及ぼさないよう施工手順を適切に評価した解析と形状管理を行う。

・動的耐風設計に用いるべき架設地点の風の特性値を推定する。
・耐風設計便覧に従い動的耐風設計の必要性を判定する。
・動的耐風設計が必要とされた場合は、耐風設計便
覧の照査式に耐風性を評価する。
・耐風性能の改善が必要と判定された場合は、実験や解析により詳細な検討を行い、性能改善を図る。

・施工時の仮設材の設置状況や施工手順に忠実な解析を行い、横構が省略された構造の立体変形挙動を確認し、適切なキャンバー設定あるいは部材仕口形状の決定を行う。

事例11

横桁間隔とジベル偶力

事例９

箱桁橋における中間
横桁の簡素化
中間横桁を省略による床版応力度

事例10

事例７

耐風安定性

例えば、道路橋耐風設計便覧を適用して、動的耐風設計の必要性を判定（寸法諸元により判定）し、必要とされた場合には照査式により振動発現風速と照査風速を比較し詳細判定する。また、照査式を満足出来ない場合には実験や解析により詳細な動的耐風設計を行う。

図-2.1.3 下フランジへの風荷重載荷

床版をトラス骨組み置換

図-2.1.4 風荷重による下フランジ水平曲げ

床版をせん断パネル評価

図-2.1.5 床版から支点部横げたへの伝達
床版をシェル要素としたＦＥＭ－ 158 －

図-2.1.2 床版の剛性を考慮する解析モデルの例③

横荷重の支承への円滑な伝達の確保
横荷重の支点への円滑な伝達は橋の立体機能のひとつであり、橋がその性能を満足できるためには不可欠な要素である。支承型式の橋では上部構造に作用する横荷重は支承部を介して下部構造へと伝達される。そのため支間部など支点と離れた部位に作用する横荷重は横構や対傾構、床版を解して支点部に作用することとなる。このため横構や対傾構を省略する場合には横構や対傾向が担っていた荷重伝達分を床版が担うことになり、その影響を適切に考慮することが必要である。また対傾構と横構のいずれかのみ省略される場合には、配置された対傾構や横構が床版と協働あるいは分担して横荷重を支点部まで伝達することとなる。このような場合には荷重伝達経路を把握したうえでそれぞれの部材を適切に設計するとともに、橋全体として所要の立体的機能が満足されることを検証することとなる。

図-2.1.6 支点部横げたから支承への伝達

(2) 床版の安全性・耐久性の確保(3)■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

7.1 一般］

橋の立体的な機能を確保するため、・・・・・・・。

床版への影響の確認及び橋体の面外剛性の確保(2)

なお、橋の支点部は、原則として対傾構、橋門構あるいは横げたを設けて床版あるいは
上横構に作用する全横荷重を支承に円滑に伝達できる構造とする。

10.6.2 対傾構］

I 形断面及び π 形断面の鋼げた橋では、6m 以内で、かつ、フランジ幅の 30 倍をこえない間隔で中間対傾構を設けるものとする。

(3) 床版を 3 本以上のけたで支持し、かつ、けたの支間が 10m をこえる場合は、それらのけたの間には剛な荷重分配横げたを設けるものとする。荷重分配横げたの間隔は［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

20m をこえてはならない。

8.1.2 設計一般］(2) 床版は、必要に応じて以下の 1)及び 2)に示す規定を満足するものとする。
1)

床版に主げた間の荷重分配作用を考慮した設計を行う場合には、その影響を適切に■技術的課題
道路橋示方書では、対傾構（中間横げた）に関して上記のように規定している。この規定を評価し、その作用に対して安全なようにするものとする。
2)

地震の影響や風荷重等の横荷重に対して床版が抵抗する設計を行う場合には、その影響を適切に評価し、それらに対して安全なようにするものとする。

逸脱して、対傾構（中間横げた）間隔を大きくしたり、省略する場合には、①主げた間の相対
たわみや床版への影響、②剛性の確保、③面外力の伝達、④ずれ止め（ジベル）配置、⑤床版の変形、に問題がないことを検証する必要がある。

■技術的課題
横構を省略した場合の床版には、床組作用だけでなく横荷重やねじりにも抵抗できる断面と■性能評価の対応策
対傾構（中間横げた）を簡略化又は省略した構造を採用する場合は、けた及び床版構造の立することが求められる。加えて主げたの一部として不可欠な部材となるため主げたとしての性体的挙動を明らかにして、主げた間の相対たわみや床版への影響が問題ないことを、主げた及能も求められる。

び床版を適切に評価できるモデルを用いて検証する。

－ 159 －

■性能評価の対応策
主げたから床版への横荷重伝達が適切に評価できるモデルを用いて、主げた作用によるり床【解説】

版に生じる応力を検証する。

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 10.6.2 の規定は、10.6.1「橋全体の立体的機能を確保できる構造」を満足できる一つの方法としての規定であり、(2)は I 形断面の鋼げたにおける荷重の過大な集中を緩和
し、主げた間の相対たわみを抑制するために中間対傾構を設けることを規定したものである。ま【解説】
横荷重に対する床版の抵抗や主げた作用に起因する床版応力を評価できる解析手法として、床版をシェル要素とした立体 FEM 解析や床版を一定せん断流パネル要素として扱う立体骨組み解析等

た、(3)は 8.2.4 及び 8.3.4 で定めるコンクリート床版の設計上の仮定から乖離しないように、中間
対傾構と同時に荷重分配横げたを設けるよう規定したものである。
対傾構（中間横げた）を簡略化又は省略した構造を採用する場合、床版への影響の確認及び橋が考えられる。
床版をシェル要素とした立体 FEM 解析例を以下に示す。この場合、主げた棒要素と床版板要素

体の面外剛性の確保であり、つぎのような着目で性能を検証することが必要となる。

間には仮想部材を設ける等して、床版厚の影響を評価するとよい。
立体 FEM モデル

主げたメッシュ詳細①

主げた間の相対たわみ及び床版への影響

②

剛性の確保

③

面外力の伝達

④

ジベル配置

⑤

床版変形の影響図-2.1.7 床版を含めた FEM モデル
図-2.1.8 解析モデルの例

(4) 座屈耐荷力の確保が大きいため、とくに、架設時あるいは床版打設前のけた構造に対しては、全体座屈に対する照査■関連する道路橋示方書の規定が必要となる場合がある。

［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

12.2.3 トラス圧縮部材の有効座屈長］

主構弦材の面外への座屈に対しては、弦材を他の部材がどのように横支持しているかが大きな影響をもつことになる。道路橋示方書の規定は、主構の格点が横構、対傾構あるいは橋門構によ(4) トラス面外圧縮部材のトラス面外の有効座屈長は骨組長をとるのを原則とする。ただし、12.5 に規って十分に横支持されていることが前提条件となっているため、横構が省略されたトラス弦材の定する横構、対傾構又は橋門構によって横方向に支持される主トラス弦材及び腹材はその座屈長は、構造全体の骨組みモデルによる線型座屈解析（弾性固有値解析）により各部材の有効支持間隔を有効座屈長としてよい。

座屈長を算出する等して、個別に座屈設計する必要がある。

［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

た圧縮弦全体が横倒れ座屈を生じるおそれがあるので、これに対する照査が必要である。横構が

主構間隔が狭く、長支間のトラス橋では平面形状が非常に細長くなり、横構によって連結され12.10 全体座屈に対する照査］

主トラスの支間長に比べその主構間隔が非常にせまいトラス橋では、全体座屈について
適当な方法により照査するものとする。

省略された構造では更に横倒れ座屈が生じやすくなるため照査の必要性はより高いといえる。
幅員が狭く支間が長いアーチ橋では、構造系全体がアーチ面外方向に横倒れ座屈を起こすおそれがある。支間・ライズ比が約 6 以上で、十分な横構、対傾構、橋門構を備えたアーチ橋で、支［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(1)

13.4 アーチの面外座屈］

主構間隔が支間に比べて小さいアーチ橋は、面外座屈に対して安全であることを照査するものとする。

間・主構間隔比が約 20 以下のアーチ橋では、一般に完成系に対する面外座屈の照査は不要と考えられる。しかし、支間・主構間隔比が約 20 以下のアーチ橋であっても、横構が省略されたアーチ橋では面外剛性が低下するため、面外座屈の照査をすべきである。とくに、中路式アーチ橋については、上路式や下路式と比べて横構や対傾構が少なく配置される場合が多いので注意を要する。

■技術的課題従来の構造形式の場合、トラス橋では L/B（支間と主げた間隔比）<20、アーチ橋では L/B<30、－ 160 －

2 主鈑桁橋では L/B<18 の範囲では格間座屈が先行するため、全体系の面外座屈に対する照査は不要と考えられている。しかしながら、これらの判断基準は横構や対傾構により格点部が十分に横方向に支持されていることが条件となっているため、横構が省略されたり対傾構が簡略化された構造においては L/B を指標に安易に判定することなく、全体系の面外座屈に対する照格間座屈（横構有り）

査を行う必要がある。
■性能評価の対応策
従来の L/B に基づいた判定によるのみならず、構造個別に有効座屈長を求めて全体系の面外座屈に対する安全性について検証する。
全体座屈（横構無し）【解説】

図-2.1.9 格間座屈と全体座屈

主構弦材の面外方向の座屈に対しては、弦材を他の部材がどのように横支持しているかが大きな影響をもつことになる。12.2.3 において有効座屈長として骨組長をとることができるとした前提に

従来の横構を有する構造においては、道路橋示方書や設計便覧で示される全体座屈を起こさないは、主構の格点が横構、対傾構あるいは橋門構によって十分に横支持されていることがある。一方、L/B の上限値を目安に座屈照査を省略できる場合があるが、横構を省略した構造においては全体座

12.10 では、主トラスの支間長に比べて主構間隔が非常に狭いトラスでは、横構によって連結され屈が先行しやすくなる。これに対しては、「有効座屈長法」による横ねじれ座屈照査によって安全

た圧縮弦材全体が横倒れ座屈を生じるおそれがあるので、それを照査するよう規定している。同様性を確認した事例がある。また構造全体の骨組みモデルによる線形座屈解析（弾性固有値解析）結に 13.4 では、アーチ橋においても、幅員がせまく支間が大きい場合には、構造系全体の横倒れ座屈果から得られる各部材の有効座屈長を用いて、道路橋示方書に準じた座屈設計を行うこともできる。

に対する配慮が必要であるとして、照査規定が設けられている。
従来の I 形断面の主げた構造では、対傾構（横桁）間の主げたの横ねじれ座屈（格間座屈）に対する構造安全性の照査が行われ、全体座屈に対しては省略できることが多い。しかし、横構が省略された構造では、ねじり剛性の低下と横げた構造の簡素化とが相まって全体座屈が先行する危険性［検証事例-4、検証事例-5］
また、架設時に床版剛性が期待できないことから、架設条件、荷重を忠実に評価した解析を行い、必要に応じて仮横構を部分的に設置することによって安全性を確保した事例もある。
［検証事例-2］

(5)施工品質の確保

2.1.3 横構省略構造の施工例■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

17.3.3 組立精度］①

横構を省略した鈑げた橋(1) 鋼橋を構成する部材の組立精度は、架設完了後に設計で要求する性能を満足する水準
でなければならない。
架設現場では、現場継手を仮組立時と同様に再現すれば、所定の形状が得られるが、架設工法によっては、すべての部材を仮組立時と同じ応力状態にしないこともある。たとえば、支保工なしで架設する曲線げたや、斜角のきつい斜橋の架設においては、主げたのねじれや主げた
相互のたわみ差が生じて横げたや対傾構と主げたとのとりあいに食い違いが生じることがある。このような場合には、設計や架設工法を考慮に入れて適切な仮組立方法を選ばなければならない。
■技術的課題横構は完成系としての機能のみならず、仮組立時の形状決定や架設時の主げた（主構）の位
置決めなどに寄与している。横構を省略した場合には、代替部材（治具）や架設順序について

下横構有り

下横構省略

検討することが必要である。
また、横構を省略する場合、けた構造の剛性が低下して変形しやすくなるため、キャンバー

図-2.1.10 下横構を省略した例

や部材仕口形状について架設手順を考慮した設計を行うことが必要となる。これらに不備があると、とくにケーブル架設等の場合には、完成形状に大きく誤差が生じる危険性がある。

－ 161 －

■性能評価の対応策
横構を省略する場合、完成系に対する設計だけでなく、施工手順を考慮した形状管理も考慮した上で決定する。

写真-2.1.1

少数鈑桁での横構省略・横げた簡略化構造

③

中間横げたを簡略化した箱げた構造
従来箱げた

写真-2.1.2 下横構を簡素化した上路トラ写真-2.1.3 上横構、下横構、対傾構ス（シングルワーレントラス）

を省略した上路トラス

②

細幅箱げた

横構を省略したアーチ橋－ 162 －

図-2.1.11 中間横桁を簡略化した例

写真-2.1.4 横構を省略したアーチ橋

引佐ジャンクション

主げた仮組状況（猿渡川橋）

写真-2.1.5 細幅箱桁での中間横げた簡略化構造

2.1.4

検証事例

検証事例-1断面形状の保持に関する評価

要求性能

構造物の安全性（立体機能の確保）

関連規定

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 (7.1)、(10.6.3)

検証事例-2断面形の保持（架設時）要求性能

構造物の安全性（立体機能）

検証目的

せず安全側となるよう設計されるのが一般であるが、横構の省略は形状保持機能、断検証目的

面全体の剛性の低下など省略しない場合とは差異が生じる。
横構を省略した鈑桁において、床版剛性を有効とした場合に、走行荷重に対してど実験による検証・

解析による検証

・

ような桁形式では、横構を省略した場合にはねじり剛性が極めて小さな構造となり、桁の形状保持機能が著しく低下するため、架設時の安全性について確認するととも検証方法

実験による検証
1)

道路橋示方書の準用

床版・腹板をシェル要素、主桁フランジを梁要素、横構・対傾構をトラス要素とし

参考文献

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

シェル要素を用いた立体 FEM 解析による弾塑性有限変形解析により降伏荷重を

検証方針

2)

桁構造の FEM 解析の代替手法として、薄肉断面はりによる骨組みモデル荷重載荷用オフセット剛部材の追加や部材結合を評価したバネ要素を挿入することで、骨立体 FEM 解析は横構の有・無と活荷重満載・偏載を組み合わせて 4 ケース実施。

組みモデルによる線形座屈解析を行うことも可能。

比較対象用に平面格子解析（グリッド）2 ケース（満載・偏載）を追加し、6 ケース

1)

中村、石川、長岡、恒遠：第二黒部谷橋工事報告、クリモト技報、No.48、2003.3の解析結果の変形と応力を比較検討。

2)

馬場、福岡、森、伊藤：PC 床版連続合成 2 主桁橋「千鳥の沢川橋」の施工、橋1)

大塚、佐藤、竹中、和地：下横構を省略したプレートガーダー橋の提案、橋梁と3)－ 163 －

上記文献の 3 例とも、実際の橋梁諸元及び架設時荷重を用いた解析であり、同様なているが、床版部材のモデル化はシェル要素に限定されるものではなく、検証事例
2)

本例では、従来の平面格子解析と床版剛性を評価した立体 FEM 解析結果を比較している。従来の平面格子解析は床版部材による余剰効果を無視した安全側の解析であるのに対し、立体 FEM 解析では床版剛性も評価した解析である。実際の挙動は立体 FEM 解析の結果に近いものに成ると思われるが、両者では余剰効果の扱いに差があり、安全率が異なることに留意する必要がある。

端本、坂本、大久保、田中、福田：大津呂川橋の設計と施工、片山技報、No.20、2000

本例では床版剛性の評価として床版をシェル要素とした立体 FEM 解析を採用し-3 に示すように、トラス組やせん断パネル評価なども考えられる。

梁と基礎、1998.10

参考文献

基礎、1993.11
1)

注意点

・

算出し、架設時の実荷重との比率により架設時安全率を検証・確保。

た立体 FEM 解析により部材の変形と応力を算出。
検証方針(10.6.3)に、必要に応じて仮設材の設置範囲を決定した検証事例。

の程度の断面形状保持機能が確保されているのかを確認した検証事例。
検証方法

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

I 形断面の鋼桁は架設時や床版打設時においてねじり剛性が低い構造である。この横構は横荷重に抵抗するだけでなく主桁や床版と協働して橋断面としては擬似的に閉断面を形成し荷重分配作用に寄与している。これは主桁の断面設計などでは考慮

関連規定

注意点

構造形式に対する座屈安定性に関して一般的結果を導けるものではない。実際の橋の設計においては、橋梁諸元や架設条件を反映した個別の解析により、安全性の確保を検証することになる。

検証事例-3

剛性の確保

要求性能

構造物の安全性（立体機能）

関連規定

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(10.6.3)

検証事例-4

横座屈に対する耐荷力の確認

要求性能

構造物の安全性

横構を省略した構造では、床版に横構の断面保持機能を分担させることで必要な水
検証目的

平剛性やねじり剛性が確保されることとなる。
床版剛性を考慮して評価することでねじり剛性が確保されることを確認した検証

検証方針

2)

検証目的

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

検証方法

トラス骨組みへ置換した骨組み解析②

細分割した板要素を用いた FEM 解析③

せん断パネル要素とした骨組み解析

検証方針

主桁（主構）との結合構造については、剛結としての解析（上記 3 手法）で得ら－ 164 －

2) 市川、尾下：上路トラス橋における上下横構の荷重分担について、横河ブリッジ
技報 No24、1995.1
3) 川尻、梅津、至田：滝下橋の計画・設計、橋梁と基礎、1998.3
1)

鈑桁構造の場合、一般的橋梁では横荷重を全て床版に載荷しても床版応力は極端に大きくはならないと考えられるが、幅員に対して支間の比率が大きい場合には床版応力が相対的に大きくなるなど個別の確認が必要である。

2)

床版に横荷重抵抗させる場合には、主桁（主構）から床版への横荷重伝達構造が重要であり、部分モデルを抽出して詳細構造決定することが必要である。

注意点

3)

トラスやアーチ橋などの立体骨組み構造で横構を省略する場合には、床版が負担する横荷重の分担率が大きく影響するので、実橋に即した分担率を反映した横荷重により床版設計することが必要である。例えば横荷重の 1/2 を床版が負担するといった単純な仮定では適切な評価とならないことがある。

4)

上路トラスにおいて下横構を省略する例のように、立体骨組み構造では鈑げた型
式の場合と比べて横構省略による水平方向の剛性の低下が著しくなるため、特に慎重な個別の構造安全性の検証が必要である。

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

横ねじれ座屈の照査を行う方法が紹介されている。具体的には、弾性座屈固有値解析
により算出される弾性座屈曲げモーメントより、圧縮フランジの座屈長を算出。この
座屈長から道路橋示方書の許容曲げ圧縮応力度を算出することで安全性を照査。
橋梁と基礎、pp.2-10、 2006.9

参考文献

2) Hasegawa, A., Liyanage, K., Ikeda, T. and Nishino, F.：A concise and explicit
formulation of out-of-plane instability of thin-walled members, Proc. of JSCE,
Structural Eng./Earthquake Eng., Vol.2, No.1,

尾下、松永、天沼、加藤：下横構省略によるプレートガーダー橋の構造改善策、
橋梁と基礎、2004.5

参考文献

主桁間隔が小さく支間長が大きな場合は、全体横ねじれ座屈の可能性がある。架設中

1) 尾下里治、水口知樹、江川定利：鋼 I 桁橋の横ねじれ座屈に関する設計法の提案、

上記手法により算出した床版部材断面力（FEM の場合は直接応力度）から床版

れる結合部断面力に対し、スタッド等の連結材設計を実施。
1)

工時に主桁が横ねじれ座屈を起こす危険性がある。また、横構を設けている場合でも、

文献 1)では薄肉断面梁格子構造の弾性固有値解析結果から｢有効座屈長法｣により床版の剛性を評価できるためのモデル解析手法としては下記が考えられる。
①

応力を照査。
3)(10.6.3)の各段階において構造安定性を照査した検証事例。
実験による検証

1)

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

横構を省略した少数主桁橋では、床版コンクリート打設時や送出し架設時などの施

事例。
検証方法

関連規定

注意点

pp.81-89, 1985.4

本理論は曲線部材には適用できないので注意を要する。

2.2
検証事例-5

横座屈に対する耐荷力
道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

要求性能

構造物の安全性関連規定(12.10)、(13.4)
鋼道路橋設計便覧

トラスやアーチなどの骨組み構造では、L/B（L：支間、B：主構間隔）が一定範囲
内では格間座屈が先行するため、格間長に基づく細長比パラメータを用いた柱の耐荷力曲線により座屈設計している。しかしながら、横構や対傾構が省略され全体剛性が低下した構造では全体座屈が先行し、格間長を有効座屈とする仮定は成立しなくなる。
鈑桁構造では格間の曲げ座屈に対する座屈設計を行っているが、2 主鈑桁では L/B

検証目的（L：支間、B：主桁間隔）が一定範囲を超えた場合、特に横構が省略された場合では床版が固まる前の架設時においては、L/B 上限に関わらず全体横ねじれ座屈の照査が必要となる。
以上のように、横構が省略された構造では L/B の大きさに関わらず全体横ねじれ座
屈に対する安全照査が必要と考えられ、その場合の検証法を明確にした事例。
検証方法

実験による検証1)－ 165 －

検証方針

架設時開断面構造

2)・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

2.2.1 概要
架設時開断面構造は、逆π型断面の鋼げたを架設した後で上面にコンクリート床版を施工・合成させて箱断面とする構造である。上フランジを兼ねる床版コンクリートが硬化し、鋼部材との合成断面となるまでは上面を除く 3 面のみが構造的に有効な開断面状態であり、架設時から閉断面となっている鋼箱桁構造に比べるとねじり剛性が低く、架設時には構造的に不安定となりやすい。
開断面構造の鋼げたの架設時の安全性については道路橋示方書には具体的記述がなく、鋼道路橋
設計便覧（以下「設計便覧」という。）に、U 型箱桁（オープン箱桁）と台形桁について、合成桁とした場合には、床版コンクリートが硬化して完全な箱形断面を形成するまで、非常に不安定であり注意を要することや、さらに不安定な台形桁については採用にあたっては慎重な配慮が必要との記述がある程度で具体的な架設時安全性の照査法等は示されていない。
また開断面構造とした場合、傾斜腹板を用いた台形断面として床版支間に比べて下フランジ側の幅を小さくする方が経済的に有利となることが多く、この場合には、架設時に桁断面に 2 次応力が発生することで、矩形断面の場合よりも構造的に不安定となりやすい。
特に手延べ方式での架設時には、仮支点上において下フランジや腹板に作用する応力の分布形状
が、通常の鉛直腹板の箱桁とは異なるため、鉛直腹板桁に対する手延べ架設時の座屈照査方法をそのまま適用することでは安全が確保されない場合もある。

アーチやトラスなど軸力主体の構造に対しては、構造全体の骨組みモデルによる

以上のような特徴から、開断面箱げた橋の採用にあたっては、架設時の応力状態や座屈モードを

線形座屈解析（弾性固有値解析）結果から、各部材の有効座屈長を算出し、道路橋正確に把握し、それらに適した座屈安定性の照査を行って架設時の安全性を適切に確保する必要が

示方書に従った部材の座屈設計を実施。

ある。

桁構造の FEM 解析の代替手法として、薄肉断面はりによる骨組みモデル荷重載

従来閉断面構造の例

架設時開断面構造の例

荷用オフセット剛部材の追加や部材結合を評価したバネ要素を挿入することで、骨組みモデルによる線形座屈解析を行うことも可能。
1)
参考文献

堀田、内藤、西村：鋼 2 主桁橋梁架設系の横ねじれ座屈強度特性、土木学会論文
集、No.612/Ⅰ-46、1999.1

2)

中川、塙、安田、沼田：鋼 2 主桁橋の構造特性、神戸製鋼技報、Vol.49、No.2、
1999
文献 1)では、支間と桁間隔比(L/B)や横桁間隔(A)をパラメータとして、代表的な部

注意点

材剛度や死荷重強度を用いて解析した結果を比較しており、一般的な傾向としては妥当であるが、実橋に応用する場合には、実剛度や実荷重を用いた解析で確認することが望ましい。

図-2.2.1 従来構造との比較

2.2.2 技術評価の必要性の観点と方向性
架設時開断面構造の採用にあって架設時の安全性に着目して検証すべき技術的課題の例として下記項目等が挙げられる。
（表-2.2.1 参照）(1) 架設時横ねじれ座屈に関する検討(1) 架設時における安全性の確保■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅰ共通偏 1.5 設計の基本理念］(1) 橋の設計にあたっては、使用目的との適合性、構造物の安全性、耐久性、施工品質の確保、維持管理の容易さ、環境との調和、経済性を考慮しなければならない。

(2) 傾斜腹板による付加応力の検討(3) 手延べ架設時、仮支持点における傾斜腹板および下フランジの座屈照査■技術的課題①

以下では、各項目について技術的課題および所要の架設時安全性などの性能が確保されることを架設時開断面構造は、架設時において、従来の閉断面構造と比較してねじり剛性が小さいた
め、横ねじれ座屈を生じやすい。主桁架設後に打設した床版コンクリートが硬化し、床版と主評価する場合の対応策の例を示す。

桁とが一体となって、完全な箱断面を構成するまでは非常に不安定とされており、架設時の安全性については十分な配慮が必要となる。
②

傾斜腹板をもつ開断面構造の台形桁は、腹板の傾斜によって上フランジに水平方向の曲げが生じるため、矩形の U 型箱桁に比べ、さらに不安定となり架設時の安定性については慎重な配慮が必要とされる。

■性能評価の対応策①

架設時開断面桁の架設時安定性について、横ねじれ座屈に対する安全性の照査を行ってこれを確保する。例えば、FEM 解析や載荷実験などによる検証を踏まえて、補強材等を用いて架設時にも閉断面構造に近い構造とすることで必要なねじり剛性を確保する。

－ 166 －②

傾斜腹板となる場合に、立体モデル解析等によって 2 次応力を算定し、桁断面に与える影響を把握する。

【解説】
道路橋示方書では、架設時開断面構造についての具体的な規定はないものの、鋼橋編には、4 章「部材の設計」、8 章「床版」、10 章「鋼げた」、11 章「コンクリート床版を有するけた構造」等、同構造に関連した内容の規定があり、これらの規定を参考にして所定の性能を検証することとなる。
一方、鋼道路橋設計便覧（昭和 54 年 2 月）では 3.1.2「プレートガーダーの形式」のなかで、特殊な形状としての U 形箱げた及び台形げたの具体の設計方針が示されている。

表-2.2.1 架設時開断面構造に対する技術評価の着眼点－ 167 －

例えば、図-2.2.3 に一般的な開断面台形桁構造の例を示す。このような腹板の傾斜の大きい開断［鋼道路橋設計便覧 3.1.2 プレートガーダーの形式］（抜粋）(j) U 型箱げた（またはオープン箱げた）と呼ばれるもので合成げたとして利用されるが、支間面桁では条件によっては開断面のままでは死荷重だけでも横ねじれ座屈が生じる場合もある。また

長に比べてけた間隔が小さい場合には、床版コンクリートが硬化して完全な箱型断面を形成する

曲線桁や張り出しが大きく偏載荷重がかかる桁ではさらに不安定となり、このような場合には何らまで非常に不安定であるから注意を要する。このような断面については上フランジの圧縮許容応

かの補強を行って架設時に必要なねじり剛性を向上させる必要がある。

力度について〔道路橋示方書〕鋼 2.2.1 の規定を満たすと同時に〔道路橋示方書〕鋼 8.8.1(2)(5)の規定を準用し、断面の変形を防ぐとともに、上横構を配置し箱げたに近い効果をもたせることによってねじり剛性を高めなければならない。
(k) 台形げたと呼ばれる形式である。鋼床版とし、架設時にすでに完全に閉断面を形成している
場合は通常の長方形箱げたと同じように扱われるが、合成げたとする場合には U 型箱げたに比べさらに不安定なものとなり、この形式の採用にあたっては慎重な配慮が必要である。
・・・・・・・・・

図-2.2.3 開断面構造の例
（ｋ）

（ｊ）

開断面の補強には仮横構を設置したり鋼コンクリート合成床版を採用してその底鋼板を先行配置
しておくことなども考えられる。それらの補剛効果については解析や実験によって検証できるが、

図-3.3 特殊な形状のプレートガーダー－ 168 －

補強材の剛性評価は、補強材と主桁との連結方法によって異なるため、連結材や連結方法を適切に考慮した検討を行う必要がある。
[検証事例-1]

以上の記述のように、架設時開断面構造は、床版が硬化し、完全な箱断面を構成するまでは非常に不安定となる可能性があるため十分な配慮が必要とされる。

②

傾斜腹板による上フランジ付加応力の検討①

傾斜によって上フランジに水平方向の曲げが生じるためとしている。すなわち、台形断面では矩形

前述の鋼道路橋設計便覧では、台形桁が U 型箱桁に比べさらに不安定となる理由として、腹板の架設時横ねじれ座屈に対する検討

開断面桁では、閉断面桁と比較して上方の拘束度が弱く、ねじり剛性が小さいため、横ねじれ座

断面と異なり、架設時開断面状態で水平方向の拘束がない箇所では、鉛直荷重に対して傾斜腹板の屈を生じやすい。また、図-2.2.2 左のように、せん断中心位置が下フランジ下方に位置するため構影響により下図に示す水平分力が発生し、これによる面外方向の曲げにより上フランジに 2 次応力

造的に不安定となる。これに対し、上フランジ側の補強材を設置して準閉断面とすると、右図のよが発生するためであり、この 2 次応力を算出し、桁断面に与える影響について検討を行う必要があ

うに安定した構造となる。

る。
Ｐ

開断 面の図心 とせ ん断 中心Ｐ

閉断面の 図心 とせん断 中 心

Ｐ2

1mm

Ｓ：せん断中心Ｃ

せん 断 中心

図心

Ｃ：図心

Ｓ

Ｐ1

図-2.2.4 傾斜腹板による 2 次応力[検証事例-2]

図-2.2.2

開断面と閉断面構造の図心およびせん断中心

(2) 手延べ架設時、傾斜腹板および下フランジの座屈安全性■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅰ 2.2.16 施工時荷重］
橋の施工時安全性を確保するため、施工方法、施工中の構造を 切に考慮して、自重、施工機
材、風、地震の影響等に対して必要な検討を行い、施工時荷重を設定するものとする。

したがって、この応力状態での座屈安全性を照査する必要がある。
また、腹板には、主桁の曲げによる垂直応力及びせん断力に加え、ジャッキ反力による鉛直方向の応力が作用するが、これらの応力分布状態も腹板の傾斜の影響により通常の箱桁、I 桁橋の鉛直腹板の応力分布形状と異なることが予想される。そのため、立体モデルによる FEM 解析等により、これらの応力分布を明らかにしたうえで、鋼道路橋施工便覧 2-2-1)に示される座屈照査方法の適用の可否を判断する。また、解析により適用が可能と判断された場合でも、座屈照査方法の前提条件を模型実験等により検証する方がよい。

■技術的課題送出し工法においては架設中の構造系が設計上の構造系と異なるため、架設中の応力、変形、局部応力等を検討する必要がある。一般的に用いられている施工便覧に記載されている腹板座屈の照査方法は、通常の鉛直腹板をもつ I 桁、箱桁を想定したものである。そのため、同照査手法
を傾斜腹板に適用する場合、応力の分布状態の違いや、下フランジへの 2 次応力の影響を考慮する必要がある。
■性能評価の対応策
傾斜腹板に発生する応力分布形状を FEM 解析によりもとめ、鉛直腹板との差異を明確にして腹板の座屈照査を行う。また、下フランジについては、傾斜腹板によって発生する橋軸直角方

Ｒ

Ｒ

向の 2 次応力を算出し、それを考慮した座屈照査を行う。

－ 169 －

【解説】

D

送出し工法に関する具体的記述は、鋼道路橋施工便覧に見られる。

Cτ

［鋼道路橋施工便覧 3.5.4 送出し工法の注意事項］

τ
補強

B

送出し工法においては架設中の構造系が設計上の構造系と異なり、また、架設中の支持点が完成系と異なる。したがって設計時から架設中の応力、変形、局部応力等を検討し、また仮設構造物にA

σ xc σ xb

ついても応力、変形などを検討する必要がある（付録※「送り出し工法における腹板の照査」参照）※

σ yc
送りジャッキ

鋼道路橋施工便覧付録

図-2.2.5 腹板の応力 2-2-1)
送出し架設中の仮支持点では、主桁に曲げモーメント、せん断力、ねじりモーメントに加え、仮支持点反力による鉛直力が作用する。とくに、完成時に正の曲げモーメントを受ける断面では、腹[検証事例-3]板の座屈に対して補強が必要となる。施工便覧では、このような場合の腹板の座屈に対して、その[参考文献]

照査方法が付録として記載されている。

2-2-1) (社)日本道路協会：鋼道路橋施工便覧、付録 1 架設計算における照査例、2.送出し、工法に

しかし、ここに記載されている照査は、通常の I 桁、箱桁の鉛直腹板を想定したものであり、傾斜腹板においては、応力の分布状態が異なることが予想される。そのため、無条件に上記照査方法を適用することは出来ない。また、仮支持点の下フランジにおいても主桁作用による圧縮応力の他、傾斜腹板の影響により反力の水平分力による 2 次応力も発生するため、それを加味した照査が必要と考えられる。
傾斜腹板の影響で、送出しの仮支持点部には反力の水平方向の分力が生じる。これにより下フランジについては、橋軸方向の圧縮応力に加え橋軸直角方向の応力も作用する 2 軸圧縮状態になる。

よる腹板の照査、平成 9 年 2 月

2.2.3

検証事例

検証事例-1
要求性能

検証事例-2

架設時横ねじれ座屈に対する検討
構造物の安全性
架設時における全体構造の安定性

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

関連規定(10.6.3)、(17.7.1)

要求性能

桁が開断面となる架設系は、ねじり剛性が非常に小さく、せん断中心も下フランジ
検証目的下方にあるため不安定な構造となる。補強材（仮横構、合成床版底鋼板）を用いるなどによりねじり剛性の向上を図る必要があるが、これらの対策により所要の座屈耐荷力が確保され横ねじり座屈に対して安全であることを確認した検証事例。

検証方法

実験による検証・

解析による検証・

検証目的

傾斜ウェブ 2 次応力の検討
道路橋示方書Ⅱ鋼橋編構造物の安全性
傾斜ウェブに対する安全性の確保

関連規定(4.1.1)
鋼道路橋設計便覧(3.1.2)開断面箱桁において傾斜ウェブとすることで生じる上フランジ 2 次応力について検証した事例。

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

道路橋示方書の準用
道路橋施工便覧 1)に、台形桁の腹板の傾斜による曲げ応力についての記載があり、こ

検証方針

補強材（仮横構、鋼コンクリート合成床版底鋼板、底鋼板と桁との接合構造など）

検証方針

をねじり剛性が評価できるようモデル化し、桁としてのねじり剛性の評価を実施。

から 60 度以下では全断面溶け込み溶接とする必要があるため 60 度以上とする。

1) 小松定夫：薄肉構造物の理論と計算Ⅰ、山海堂、p158、S44.11

1) 検証概要

2) 小松定夫：鋼構造の補剛設計、森北出版、p129-153、1982.6
3) 風早他：福岡高速 5 号線的場高架橋工事報告

道路橋施工便覧 1)に基づいて、作用 2 次応力を算出する。

–5 径間連続鋼開断面箱桁橋の設

2) 検証方法

計・施工について、横河ﾌﾞﾘｯｼﾞ技報 No.33、2004.1（3.4「開断面箱桁合成確認試験」）
日下他：鋼逆π型合成箱桁橋架設系の合成床版底鋼板による補剛効果、JSSC 鋼

鋼道路橋設計便覧により、床版合成前の上フランジに作用する水平分力によって構造論文集 vol12、48 号、2005.12（「全体 FEM 解析」、「準箱桁フレーム解析」）

生じる 2 次応力を算出する。RC、PC 床版の場合は、ストラットおよび仮横構等を

4)
参考文献

れを適用する。なお傾斜角度については適用条件として、道路橋示方書 T 継手の規定

5)設け、それらの位置を上フランジの固定点として、付加応力を算出する。

建設コンサルタンツ協会近畿支部：鋼複合橋梁の性能照査型設計法確立に向け－ 170 －

合成床版の場合は底鋼板を面内せん部材として用い、ダイヤフラム位置またはて、2004（「合成床版の底鋼板パネルと連結材を含めたモデルでの FEM 解析によ

底鋼板パネル固定金具位置をフランジ固定点とし、付加応力を算出する。

る換算断面定数（板厚）の算出」）
井口他：開断面箱桁用パワースラブ鋼パネルの水平せん断試験：横河ブリッジ技

水平分力 P2 を荷重とし、ストラット取付け部または合成床版底鋼板固定点を支報 No.34、2005.1（「定着金具を用いた実寸法パネルでのせん断抵抗性能検証試験」）

点とする梁で、水平方向曲げモーメントを算出し、フランジに作用する付加応力を

6)
7)

算出する。

高田他：合成床版底板の架設時補強材としての有効性に関する検討、横河ブリッジ技報 No.28、1999.1

1)

実橋の実験におけるねじり剛性の確認は、桁と補剛効果を見込む底鋼板の連結構

検証内容

造、底鋼板の橋軸方向の接合の有無の影響などがねじり剛性に大きく係わってくることが考えられることから、これらの条件を明確にしておくとともに、架設時の各条件と実験条件との整合性について慎重に考慮する必要がある。
2)

解析による検証では、補強材となる鋼コンクリート合成床版の底鋼板および主桁との連結構造のモデル化についてそれぞれの構造特性を適切に反映できるよう注意しなければならない。また床版構造には各種のタイプがあり、底鋼板の板厚、ずれ止
注意点

め機構、補剛リブの構造や寸法、配置等も異なることから構造を適切に考慮する必要がある。特に底鋼板と主桁を連結した構造の剛性は、底鋼板同士の橋軸方向の接合構
3) 試算例

造が補剛効果に与える影響は大きく、モデル化にあたり慎重な検討が必要である。
3)

開断面桁が一般的に用いられる幅員 11m の 1 箱主桁橋の場合、合成床版厚は鋼コンクリート合成床版の底鋼板が構造的に橋軸方向に連続しない場合には、底鋼板の各端部に応力集中するなど、床版の応力状態は橋軸方向に一様にならない場合

260mm、フランジ寸法 800x25、腹板傾斜 1:2.1 フランジ固定間距離 3m とすると、があることに注意が必要である。また薄肉の底鋼板同士の接合構造の連結部としての架設時床版荷重によるフランジの付加曲げ応力は約 6N/mm2 程度となる。

性能がどの程度見込むことが可能かどうかについては構造によって条件も異なり慎重な判断が必要である。

参考文献

1)

日本道路協会：道路橋設計便覧、p.108、昭和 55 年 8 月

2.3
検証事例-3

手延べ架設時の安全性

要求性能

手延べ架設時座屈安全性の確保

連続合成桁構造

2.3.1 概 要

検証目的

関連規定

鋼道路橋施工便覧

連続合成桁は、国内では 1950 年代以降に架けられてきた橋梁形式である。この型式では中間支点

手延べ架設時において、仮支持点となる腹板は傾斜ウェブとしているため、作用応部付近の負の曲げモーメントを受ける領域におけるコンクリート床版に対して負曲げによる悪影響

力度分布を明確にし、腹板の座屈耐力について検証する必要があり、また下フランジを生じさせないようにするのが課題となる。初期にはコンクリートにプレストレスを導入することについても傾斜ウェブによる直角方向の応力が発生するため、2 軸応力状態での座屈で床版コンクリートを主桁上フランジの一部としても機能させることで合理的な構造とする方法も照査を行う必要がある。

考えられたが、設計の煩雑さや施工の難しさ、現場工期の長期化等の課題があり、実務上は必ずし

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用も有利な方式とはならなかった。そしてこのような問題点を改善する方策として考え出されたのが「プレストレスしない連続合成桁（図-2.3.1）」であり、昭和 48 年（1973 年）に道路橋示方書（以架設時、荷重集中点における腹板および下フランジの応力について、傾斜ウェブに検証方針

下「道路橋示方書」という。）にも取り入れられた。2-3-1),2-3-2)

よる影響を考慮し、座屈照査を実施。腹板については、鋼道路橋施工便覧に示される
鉛直ウェブに適用されている照査式の適用が可能か検討。
1)

横山他：雄物川橋工事報告-合成床版を有する開断面箱桁橋の設計、製作と架設について、横河ﾌﾞﾘｯｼﾞ技報

参考文献

2)
3)

No.32、2003.1

日本道路協会：鋼道路橋施工便覧、昭和 60 年 2 月
横山他：雄物川橋工事報告-合成床版を有する開断面箱桁橋の設計、製作と架設について、横河ﾌﾞﾘｯｼﾞ技報

No.32、2003.1

本検証事例では実験と解析によって「鋼道路橋施工便覧」2)に示される腹板座屈の－ 171 －

照査方法が準用できるものと判断できた。対象とする構造や傾斜角によっても照査方
注意点

法の準用可否は異なると考えられることから構造条件、応力条件を適切に考慮して個別の条件に対して検証する必要がある。

図-2.3.1 プレストレスしない連続合成桁の考え方 2-3-3)
道路橋示方書では、Ⅱ鋼橋編の「11 章

コンクリート床版を有するけた構造」において合成桁のに関する規定があり、比較的小さな支間のコンクリート床版を有する多主桁橋に対してはこれによることで設計が行うことが可能である。しかし、床版が長支間となる場合の連続合成桁については、
これによるだけでは所要の性能が得られない場合が想定される。ここでは長支間のコンクリート床版を用いた連続合成桁構造について整理する。
2.3.2 技術評価の必要性の観点と方向性
連続合成桁構造の床版に求められる主桁としての性能とずれ止めの性能に着目すると、道路橋示方書の要求性能を満足させるために検討すべき事項として、表-2.3.1 に示す下記項目等が挙げられる。
(1) 負の曲げモーメントが生じる部分の床版コンクリートの設計法(2) 引抜き力を受けるずれ止めの合理的な配置(3) 道路橋示方書の規定の適用範囲外のずれ止めのせん断強度(4) 繰り返し荷重を受けるスタッド付き引張フランジの疲労強度(5) 床版施工時におけるひび割れ防止対策

表-2.3.1 連続合成桁構造に対する技術評価の必要性の観点と方向性－ 172 －

(1)負の曲げモーメントが生じる部分の床版コンクリートの設計法■関連する道路橋示方書の規定も考えられる。
過去に例のあるものでは、次式で表されるようなひびわれ幅という概念を用いた関係式を用いる［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 11.2.3 引張力を受ける床版の鉄筋量及び配筋］

ものがある。なお、式中の許容ひびわれ幅とは鋼材の腐食に対する安全性の観点から環境条件等に(1) 引張応力を受けるコンクリート床版においては、コンクリートにひびわれが生じること応じて技術資料によっては記されているものの、様々な条件下で移動荷重の影響を受ける床版コンによる影響を考慮して、床版の鉄筋量及び配筋を決定するものとする。
(2)

クリートの疲労耐久性に対して統一的な値が確立しているわけではないことに注意が必要である。

(3)及び(4)の規定による場合は、(1)を満足するとみなしてよい。
ひびわれ幅 ｗ ＝ ひびわれ間隔 L×（εsm－εcm）≦(3) 引張応力を受けるコンクリート床版の最小鉄筋量は次の規定によるものとする。
2) 引張応力を受けるコンクリート床版においてコンクリート断面を無視する設計を行う場合の床版の橋軸方向最小鉄筋量は、コンクリート断面積の 2%とする。この場合、床版断面の鉄筋の周長の総和とコンクリートの断面積の比は 0.0045mm/mm2 以上とするのがよい。なお、・・・

許容ひびわれ幅 ｗａ

ここに、
εsm ：

ひびわれ間の鉄筋の平均ひずみ

εcm ：コンクリートの平均ひずみ（文献 5）では安全側で 0 としている）（3）2) 引張応力を受けるコンクリート床版において、コンクリートの断面を無視する連続合成
げたの中間支点付近においては、負の曲げモーメントによる橋軸方向鉄筋の引張ひずみに対応して床版のコンクリートにはひびわれが生じる。・・・これが床版のコンクリートの主げた作用及び床版作用に有害なものであってはならない。
■技術的課題少数主桁橋のように床版支間長や床版厚が大きい場合、周長率 0.0045mm/mm2 を確保することが困難となる場合がある。

－ 173 －

■性能評価の対応策
少数主桁橋のように床版支間長や床版厚が大きい場合、引張応力を受ける床版コンクリートに対する周長率による以外に、床版コンクリートのひびわれ発生についてその可能性や発生する場
合に生じるひびわれ幅などのひびわれ状況や鉄筋の応力状態などを推定して所要の性能が満足されるかどうかを評価する。

【解説】
引張応力を受けるコンクリート床版において、コンクリート断面を無視する設計を行う場合の道
路橋示方書の主な関連規定は上に示したとおりであり、有害なひびわれ（一般に 0.2mm を超えるものとされている 2-3-1）,2-3-2）,2-3-3)）の発生を防ぐためには、橋軸方向の最小鉄筋量は 11.2.3 (3) 2)によることでよいとされている。11.2.3 に規定された鉄筋比や周長率は、連続合成桁の縮小部分模型を用いた静的実験で得られたデータ 2-3-1)を基にして、昭和 48 年の道路橋示方書で取り入れられたものである 2-3-3)。ここで使用した供試体は、高さ 200mm～350mm の鋼桁に厚さ 100mm～150mm のコンクリート床版をジベルで合成したもので、鉄筋は D13、D16、D19（SD30）を使用している。一方、近年実績が増えている少数主桁橋に代表される合理化橋梁の床版は、その厚さが 300mm 程度と大きく、また鉄筋も D25 まで使用されるなど道路橋示方書の規定の根拠となった供試体と長支間の実橋床版では乖離がある場合がある。
一方、床版コンクリートの耐荷力、耐久性についてはコンクリートにひび割れが生じた場合に想定されるひびわれの挙動が大きく影響すると考えられることから、引張力を受ける床版コンクリー
トのひび割れに対する定量的な検証を行うことで所要の性能が満足されるかどうかを判断すること[検証事例-1][参考文献]
2-3-1) 橘、向山、湊：プレストレスしない連続合成げたの静的実験、土木学会誌、1968.10
2-3-2)

橘､近藤､佐伯､日種：プレストレスしない連続合成ゲタの設計法および道路橋への適用性、

橋梁と基礎、Vol.3、1969.1
2-3-3) 前田、佐伯、日種、梶川：鋼道路橋の合成桁の設計、道路、1972.7
2-3-4) K.Roik,R.Bergmann,J.Haensel,G.Hanswille：Verbuundkonstruktionen、Bemessung auf der Glundlage
des Eurocode 4, Beton-Kalender,1993
2-3-5) 土木学会：コンクリート標準示方書［設計編］、1996
2-3-6) 中薗、安川、稲葉、橘、秋山、佐々木：PC 床版を有する鋼連続合成２主桁橋の設計法（上）、橋梁と基礎、Vol.36、2002.2

(2)引抜き力を受けるずれ止めの合理的配置

上記のような引抜き力を受けるスタッドのせん断耐力は引抜き力に比例して低下するという報告がある 2-3-8）。またこの引抜き力はスタッドだけでなく、床版コンクリートと上フランジの剥離やス■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 11.5.1 一般］(3) ずれ止めとしてスタッドを用い、各種荷重の組合せによる鋼げたと床版のコンクリートとの間のせん断力が最も大きくなる場合について照査を行う場合には、・・・。

タッド直下の補剛材の溶接などにも影響を及ぼすことになるため、長支間床版の連続合成桁では引抜き力に対して効率よく抵抗できるスタッド配置についての検討が必要である。これらを考慮して、せん断力と引抜き力を受けるスタッドの合理的な配置に対する検証事例がある。

(3) ・・・・。
[検証事例-2]

上記のほか、I 桁の面外変形を横桁や補剛材で拘束する箇所には、大型の遮音壁からの荷重や、偏心した横締めの PC ケーブルのプレストレスあるいは活荷重により、ずれ止めに引抜力や圧縮力が発生するため、必要に応じてスタッド軸方向の応力についても検討しなければな[参考文献]
2-3-7) 坂井､八部､大垣､橋本､友田：合成 2 主桁橋の立体挙動特性に関する研究、構造工学論文集、Vol.41A、1995.3

らない。

2-3-8)

小野辺､倉田､松野：「町屋川橋」のプレキャスト床版用スタッドの強度特性に関する解析・

実験的検討、石川島播磨技報、2001、橋梁特集号■技術的課題少数主桁橋のように床版の支間が長くなると、I 桁の面外変形を横構や補剛材で拘束する箇所には、活荷重や横荷重により、従来よりも大きな曲げモーメントが作用し、ずれ止めに設計上無視できない引抜力や圧縮力が生じるため、これらスタッド軸方向の応力、スタッドのせん断耐力の低下及び床版とフランジの剥離等について検証する必要がある。
■性能評価の対応策－ 174 －

スタッドの橋軸方向間隔および橋軸直角方向の本数と配置をパラメータとした種々の実物大部分模型に対して活荷重や壁高欄などによるフランジの首振り変形に相当する強制変位を与え、その時のスタッドのひずみを計測することにより合理的なスタッド配置を検証する。

【解説】
少数主桁橋のように床版の支間長や張出し長が大きい場合、横桁取付部や補剛材付近などの主桁位置で床版の回転変形を拘束するために、ずれ止めと床版との間に設計上無視できないモーメントが作用することがある。このモーメントはずれ止めの軸方向に引抜力と圧縮力の偶力となって作用する 2-3-7)（図-2.3.2）。また、横構の省略によって風や地震などの面外方向力は床版がその殆どを負担することになり、支点近傍にはずれ止めと床版との間に大きな橋軸直角方向の水平せん断力が作用することになる。これらの力は従来の多主桁構造では特に問題とはならなかったが、少数主桁構
造の合成桁では無視できないことがあるので注意を要する。

図-2.3.2 スタッド引抜力

(3)

道路橋示方書規定範囲外の規格のずれ止めのせん断強度■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 11.5.8 スタッド］
コンクリート床版と鋼げたの合成作用を考慮した設計を行う場合のずれ止めに使用するスタッドは、軸径が 19mm 及び 22mm のものを標準とし、材質、種類、形状、寸法及び許容差について、JIS B 1198「頭付スタッド」を標準としてよい。
合成桁に用いるスタッドは、軸径 19mm 及び 22mm のものを標準とした。
・・・
JIS B 1198 に示されるスタッドの化学成分、機械的性質及び形状、寸法は次のとおりである。

【解説】
道路橋示方書の式(11.5.1)に示されるスタッド許容せん断力式は、1961 年に建設省土木研究所で実施された実験データ 2-3-9）に基づいて設定されたものである。この実験は、材質が SS41 相当、直径が 19mm と 22mm の頭付スタッドについて圧縮強度 30 N/mm2 程度の場所打ちコンクリートを対象として行われている。これらの条件と異なる場合のスタッドの許容せん断力については、新たに押し抜きせん断試験等を行ってその安全性を確認する必要がある。
一方、長支間床版を使用した少数主桁橋では当然のことながら主桁 1 本当たりに作用する水平せん断力が大きくなる。さらに、上記の引抜力や橋軸直角方向の水平力を考慮すると、従来の多主桁橋に対してずれ止めの数が大幅に増えることになり、道路橋示方書で規定された軸径や材質のスタ
ッドでは対応できないことも考えられる。この場合、道路橋示方書の式(11.5.1)は適用できなくなる
ので、別途許容せん断強度の検討が必要となる。特に、プレキャスト PC 床版や支間長 10m 級の床版を適用する場合には注意を要する。
[参考文献]
2-3-9) 山本、中村：Studd Shear Connector の試験報告、土木研究所報告 109 号の 4、1961.11－ 175 －
■技術的課題少数主桁橋のように床版の支間が長くなると、主桁 1 本当たりに作用する水平せん断力が大きくなるため、道路橋示方書に規定された規格以外のスタッドを使用する必要が生じるため、それらの性能について検証する必要が生じる。
■性能評価の対応策
道路橋示方書の範囲にはない直径 25mm、材質 SM570 相当の高強度スタッドについて、押抜き試験と解析によって静的強度特性を検証し、せん断耐力式を求める。

(4)繰り返し荷重を受けるスタッド付き引張フランジの疲労強度(5)■関連する道路橋示方書の規定

施工時床版のひびわれ防止■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 11.2.1 床版コンクリートの設計基準強度］(2) コンクリート床版のコンクリートの設計基準強度の決定にあたっては、試験練り又は実績等により、施工時に有害なひびわれが生じないことを確認するものとする。

［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 5.3 疲労設計］
鋼橋の設計にあたっては、疲労の影響を考慮するものとする。
・・・・・なお、疲労設計にあたっては、「鋼橋の疲労」（日本道路協会）や「鋼道路橋の疲・・・・・ また、施工時に有害なひびわれを生じないためには、必要に応じて試験練りを

労設計指針」（日本道路協会）が参考にできる。

行うなどによる確認を行うとともに、施工時にもひびわれが生じないよう十分な配慮を行うことが必要である。

■技術的課題スタッド付フランジに引張応力のみが生じる場合や、スタッドからせん断力のみが生じる場合の継手の疲労強度等級は「鋼道路橋の疲労設計指針 1)」で規定されているが、連続合成桁の中間支点付近の上フランジのように、引張応力とスタッドからのせん断力を同時に受ける継手について■技術的課題施工時にひびわれが生じる要因として、コンクリートの水和熱による温度応力、コンクリートの打設順序の影響、施工中の乾燥収縮やクリープの影響等がある。早強コンクリートを用いて移は規定されていない。

動式型枠により床版を連続的に施工する場合、これらのひび割れ要因の複合的な影響について検証する必要がある。

■性能評価の対応策
スタッド付フランジについて、フランジへの引張とスタッドへのせん断力を同時に作用させた■性能評価の対応策

疲労試験を行い、その疲労強度を検証する。

早強コンクリートを使った場所打ち PC 床版の FEM 温度応力解析を行い、実橋床版の温度計測結果から得られた内部温度履歴と照合してその妥当性を検証した後、床版施工時にコンクリートに生じる応力を推定するとともに、その温度応力に影響を及ぼす各因子についての比較検討結果－ 176 －

【解説】
スタッドが溶接された引張フランジの疲労特性についてはこれまで多くの実験が行われており、をもとに効果的なひびわれ抑制対策を抽出する。

それらの結果が文献 2-3-10)に反映されている。しかしそれは図-2.3.3 に示すように、スタッド付フランジのみに引張力を与えた場合とスタッドのみにせん断力を与えた場合について示されているのみ
で、図-2.3.4 のように引張力とせん断力が同時に作用する場合の疲労強度の評価には適用できない。

【解説】
連続合成桁の負の曲げモーメントを受ける床版については、完成後の有害なひびわれの発生を防ぐために最小鉄筋量の規定やひびわれの発生防止や幅の抑制よる対策が講じられる。しかし、これらの対策が有効となるためには、コンクリート床版が設計で意図したとおりに施工され、完成時にはひびわれのない健全な状態にあることが必要である。
設計における検証項目としては、コンクリートの水和熱による温度応力 2-3-12）,2-3-13)（図-2.3.5）、

図-2.3.3 スタッド付鋼板の疲労強度等級

図-2.3.4 組合せ荷重

コンクリート打設順序の影響（隣接径間施工時の主桁作用によって生じる負の曲げモーメント）、施工期間中の乾燥収縮やクリープ、床版コンクリートと鋼桁との温度差等の各要因による引張応力が一方、文献 2-3-11)では、スタッドが溶接された引張フランジの疲労強度はスタッドに作用するせん

挙げられ、必要に応じてそれらの影響を低減するための対策を講じることも求められる。

断力の大きさにほぼ比例して低下するという実験結果が報告されている。連続桁の中間支点付近は変動荷重により負の繰返し曲げモーメントを受けるため、連続桁を合成桁とした場合の中間支点付
近の上フランジについても、この実験結果と同様の傾向がみられると思われる。以上の考えに基づき、図-2.3.3 のように組合せ荷重が繰返し作用する場合の疲労強度を検証した事例がある。
[検証事例-3][参考文献]
2-3-10)（社）日本道路協会：鋼道路橋の疲労設計指針、2002.3
2-3-11)

梶川､前田：組合せ荷重下におけるスタッド溶接フランジの疲労強度の評価､土木学会論文

集、No.362/Ⅰ-4、1985

図-2.3.5 温度ひびわれの例

これらのひびわれ要因の中でも、特に影響が大きいのは水和熱による温度応力とコンクリート打
設順序である。さらに早強コンクリートを使った移動型枠工法による場合には、その影響が大きく

2.3.3

検証事例

検証事例-1

負の曲げモーメントを受ける床版コンクリートのひびわれの推定

要求性能

構造物の安全性なるので注意を要する。そこで、早強コンクリートを使った場合の水和熱による床版コンクリート
引張応力度の低減に対して検証した事例がある。
[検証事例-4][参考文献]
2-3-12) 安川､倉田､師山､丸山、中村、大浴：場所打ち PC 床版の温度計測と応力評価に関する検討

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(11.2.3)

プレストレスを導入しない連続合成桁の中間支点付近では、負の曲げモーメントに
検証目的

よる橋軸方向鉄筋の引張ひずみに対応して床版のコンクリートにはひびわれが生じる。設計で想定されるひびわれの有害性を検証した事例。

（上）、橋梁と基礎、Vol.38、2004.3
2-3-13) 稲葉､塩永､津田､嶽下､武藤、室田：場所打ち PC 床版の温度計測と応力評価に関する検討

関連規定

検証方法

実験による検証（下）、橋梁と基礎、Vol.38、2004.4

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

鋼連続合成 2 主桁橋中間支点部の実物大模型を用いて、PC 床版に供用時の応力状
検証方針

態を再現する実験を行い、実橋で想定されるひびわれの性状を推定し、床版の耐荷力特性に問題がないことを確認。

参考文献
注意点

1)

中薗､安川､稲葉､橘､秋山､佐々木：PC 床版を有する鋼連続合成 2 主桁橋の設計法(上)、橋梁と基礎、Vol.36、2002.2
床版のひびわれ発生はコンクリート強度や鉄筋比など様々な材料や構造の条件によっても異なることから条件に応じた検討が必要である。

－ 177 －

検証事例-2

引抜き力を受けるずれ止めの配置

要求性能

構造物の安全性

検証目的

引抜き力を受けるずれ止めの合理的な配置方法について検証した事例。

検証方法

実験による検証

関連規定

・解析による検証

・

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(11.5.1)

道路橋示方書の準用

スタッドの橋軸方向間隔および橋軸直角方向の本数と配置をパラメータとした
検証方針

種々の実物大部分模型に対して活荷重や壁高欄などによるフランジの首振り変形に相当する強制変位を与え、その時のスタッドのひずみを計測することによりスタッド
配置を検証。

参考文献

1)

中薗､安川､稲葉､坂本､大垣､済藤：PC 床版を有する鋼連続 2 主桁橋の設計法、橋1)

ここで想定している床版支間は 6m 程度で、その張出し長は 2.5m 程度であり、梁と基礎、Vol.36、2002.2
支間長や張出し長がさらに大きくなる場合は別途検討が必要となる。

注意点

2)

横桁位置での補剛材の構造が本試験で実施したものと異なる場合には、主桁位置での床版の回転拘束度にも影響があると考えられるため、別途それらを反映した検討が必要である。

検証事例-3繰り返し荷重を受けるスタッド付き引張フランジの疲労強度

要求性能

疲労耐久性

検証目的

関連規定

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(5.3)

検証事例-4床版施工時におけるひびわれ防止

要求性能

構造物の安全性

連続合成桁の中間支点付近における、スタッドが溶接された上フランジの疲労強検証目的度を検証した事例。

検証方法

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

参考文献

1)

鈴木、藤原、平城、桝田、高田、宮地：組合せ応力作用下におけるスタッド付き実験による検証

検証方針

参考文献

本事例は限られたスタッド径と鋼板厚に対するものであり、条件が異なると疲労－ 178 －

途行うなど実挙動と試験条件の相違に注意する必要がある。

安川、倉田、師山、丸山、中村、大浴：場所打ち PC 床版の温度計測と応力評価に関する検討(上)、橋梁と基礎、Vol.38、2004.3

2)

稲葉、塩永、津田、嶽下、武藤、室田：場所打ち PC 床版の温度計測と応力評価に関する検討(下)、橋梁と基礎、Vol.38、2004.4

1)

実橋のスタッドで生じる応力は複雑であり試験体による結果とは異なることが想定される。実績のある条件のものとの相対比較による実橋条件における推定を別

道路橋示方書の準用

生じる応力を推定するとともに、その温度応力に影響を及ぼす各因子についての比較

1)

強度は異なる可能性がある。
2)

・

検討結果をもとに効果的なひびわれ抑制対策を抽出。

からのせん断応力をうける鋼板の疲労強度は、スタッドからのせん断応力が大きくな

注意点

解析による検証

場所打ち PC 床版の FEM 温度応力解析を行い、実橋床版の温度計測結果から得ら

本検証事例では、連続合成桁の中間支点部上フランジのように引張応力とスタッド

1)

・れた内部温度履歴と照合してその妥当性を検証した後、床版施工時にコンクリートに

鋼板の疲労強度、構造工学論文集、Vol.50A、2004.3

るほど低下する。

(11.2.1)

定し、施工時のひびわれ防止策を見出して設計・施工に反映した検証事例。

検証方法

力疲労試験（スタッドにせん断力、鋼板に引張力を同時に載荷）と立体有限要素法解
析を行い、スタッド付き鋼板に対する疲労強度を評価。

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

床版打設後の水和熱によって生じるコンクリートの引張応力度を解析によって推スタッド付き鋼板の板厚とスタッド径をパラメータとしたモデルに対して複合加
検証方針

関連規定

注意点

本事例は支間長が 6m 程度で、厚さ 30cm 程度の場所打ち PC 床版を対象としており、異なる場合は別途それらを反映した検討が必要である。

2)

コンクリートの示方配合や諸物性値、養生方法などの条件が異なる場合についても別途それらを反映した検討が必要である。

2.4

鋼桁とＲＣ橋脚の剛結構造による複合ラーメン橋

2.4.1 概要
ここで対象とする複合ラーメン橋は、鋼桁と RC 橋脚とを剛結したラーメン橋であり、支承を介して上部構造を支持する連続桁橋と比較して次のような特徴がある。
上下部の剛結により上部構造に作用する最大曲げモーメントが低減されるため、上部構造の断面小型化と長支間化が行いやすくなる。また上部構造の重量低減に付随して基礎を含めた下部構造の張出し架設状況

小型化、支承部がないことによる維持管理負担の軽減、不静定次数が高く耐震性上有利であることなどの特徴がある。

少数鈑桁の複合ラーメン橋（今別府川橋）パーシャル箱桁（部分箱桁）の複合ラーメン橋（下浜鮎川橋）

２箱桁の複合ラーメン橋（横浜青葉ＩＣ）－ 179 －

図-2.4.2 鋼桁と RC 橋脚の剛結構造によるラーメン橋の施工事例
鋼桁と RC 橋脚の剛結方法には様々な形式があり、複合ラーメン橋が初めて採用された阿古耶橋（1990 年完成）では、剛結部に生じる引張応力に対して、PC 鋼材を用いた剛結構造が採用された。
図-2.4.1 鋼桁と RC 橋脚の剛結構造（少数鈑桁採用の場合）

その後、岡豊橋以降では、経済性や施工性の観点から、剛結部の力の伝達機構として PC 鋼材を用いる方式からスタッドジベルを用いた剛結構造に変更された。近年では、鋼少数主桁橋への適用および施工性をより改善する目的などから、孔あき鋼板ジベルを用いた剛結構造の採用も増加している。
以下に、鋼桁と RC 橋脚の剛結構造をその形式から分類して示す。
(1) 鋼上部工の形式：多主鈑桁橋、少数主桁橋、箱桁橋(2) 定着形式：PC 定着形式、鉄筋定着形式、下フランジ支圧形式、鋼製柱形式(3) 定着部ずれ止め形式：スタッドジベル、孔あき鋼板（PBL）
これらの形式を組み合わせた実構造における施工事例を以下に示す。

①

鋼多主鈑桁の剛結構造の事例③

鋼２主鈑桁の剛結構造の事例

表-2.4.1 鋼多主桁の剛結構造の事例 2-4-1)

表-2.4.3 鋼 2 主鈑桁の剛結構造の事例 2-4-1)

鋼桁と RC 橋脚部の設計方法は、表-2.4.1～表-2.4.3 でも示した連結形式により表-2.4.4 及び表－ 180 －

-2.4.5 のように整理することができる。
②

鋼箱桁の剛結構造の事例

表-2.4.4
表-2.4.2 鋼箱桁の剛結構造の事例

2-4-1)

鈑桁タイプの剛結構造の力の伝達機構と設計方法 2-4-2)

表-2.4.5

箱桁タイプの剛結構造の力の伝達機構と設計方法 2-4-2)

2.4.2 技術評価の必要性の観点と方向性
新技術としての鋼桁と RC 橋脚の剛結構造に対して道路橋示方書の要求性能を満足させるための技術的課題として、表-2.4.6 に示す下記項目が挙げられる。
(1) 鋼桁→剛結部→RC 橋脚への力の伝達機構の把握と部材設計方法(2) 大規模地震時の耐震性能の確保(3) 剛結部のコンクリート充填性の確保
以下では、道路橋示方書の条文や解説をもとに、各項目について技術的課題と性能評価の対応策をまとめる。

－ 181 －

このような鋼桁と RC 橋脚との剛結構造は、鋼とコンクリートという異種材料の組合せでラーメン構造の隅角部を構成するものであり、道路橋示方書（以下うな構造形式や接合方法に関して規定されていない。

道路橋示方書という。）では、このよ表-2.4.6 鋼桁と RC 橋脚の剛結構造に対する技術的課題と性能評価の対応策－ 182 －

(1)鋼桁→剛結部→RC 橋脚への力の伝達機構の把握と部材設計方法(2) 大規模地震時の耐震性能の確保■関連する道路橋示方書の規定■関連する道路橋示方書の規定［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編 15.10 隅角部］
隅角部における断面は、横ばりの断面力を柱に円滑に伝達できるように設計するものとする。
なお、隅角部の設計は、フランジ力の伝達機構に留意し応力集中の影響を評価して行うのがよい。
力の伝達機構が非常に複雑である。したがって、フランジ力の伝達方法、shear lag の影響等、［道路橋示方書Ⅴ耐震設計編 5.3 耐震性能 2 に対する橋の限界状態］(1) 耐震性能 2 に対する橋の限界状態は、塑性化を考慮した部材にのみ塑性変形が生じ、その塑性変形が当該部材の修復が容易に行い得る範囲内で適切に定めるものとする。
(2) 塑性化を考慮する部材としては、確実にエネルギー吸収を図ることができ、かつ速やかに修復を行うことが可能な部材を選定するものとする。
(3) 橋の構造特性を踏まえ、塑性化を考慮する部材を適切に組合わせるとともに、その組合
わせに応じて、各部材の限界状態を適切に設定するものとする。

隅角部の設計において支配的となる事柄について、十分な注意が必要である。隅角部の設計に(3)ラーメン隅角部においては、力の方向が急変し、とくに鋼構造は一般に薄肉構造であるため、

おいて支配的となる事柄に対しては、有限要素解析や実験等によりその影響を評価するのがよい。

2)橋脚と上部構造に塑性化を考慮する場合

・・・・・
なお、ラーメン橋のように上部構造と橋脚が結合されている場合、橋脚頭部断面の曲げ耐力を過度に高めると、それだけ上部構造に伝達される地震力も大きくなる。したがって、確実に■技術的課題橋脚に主たる塑性化を誘導し、上部構造に生じる損傷を抑えるという観点から、橋脚頭部断面表-2.4.4 と表-2.4.5 で示した各剛結形式ごとの力の伝達機構は概念的なものであり、実際の設の設計に配慮するのがよい。
・・・・・ 一方、鋼上部構造に関しては、塑性域での挙動につい計にあたっては、FEM 解析等により RC 橋脚への力の伝達経路と分担を定量的に評価した上で、てはまだ明確にされていない点も多いことから、副次的な塑性化を考慮する場合にも、許容で得られた断面力を用いて、剛結部を構成する主桁、横桁、RC の各断面及びずれ止めを適切に設計きる塑性化の程度については十分な検討を行う必要がある。

する必要がある。
■技術的課題■性能評価の対応策

複合ラーメン橋では、鋼上部構造の塑性域での挙動についてまだ解明されていない点も多いこ－ 183 －

剛結部の縮小模型を用いた載荷実験や FEM 解析により力の伝達について明らかにするとともにそれらを踏まえた設計方法を検討する。なお過去に類似の剛結構造がある場合は、それらに関すと等を考慮し、耐震性能 2 を満足させるためには、RC 橋脚頭部断面に主たる塑性化を誘導することが望ましい。

る検討結果なども参考にすることで検討の合理化が図れる場合がある。
■性能評価の対応策
類似の剛結構造がある場合は、既往の検討結果を参照し、無い場合は、載荷実験により、終局【解説】

状態や履歴挙動から主たる塑性化が橋脚頭部断面に生じることを確認する。

複合ラーメン橋の剛結構造部は、15.10の解説でも記されているとおり、力の伝達機構が複雑となり、さらに異種材料間での力の伝達も生じるため、それらの影響を把握するためには、FEM解析な
どの詳細な解析や実験を行うことになる2-4-1)、2-4-2)。また、橋梁の一般的な構成部材は、鋼構造、RC【解説】

構造とも平面保持の仮定が成立することが前提とされているため、剛結部のような複雑な応力場に5.3の解説でも記されているとおり、鋼上部工では塑性域の挙動が明確にされていない点も多い。

おいては平面保持の条件などの設計上の前提条件が成立することについても必要に応じて検証し、そのため、耐震性能2としては、RC橋脚頭部断面に主たる塑性化を誘導し、剛結部および鋼上部工

安全側となるように注意する必要がある。

は弾性域にとどめるように設計するのが一般には望ましいとされる。設計した剛結構造において期[検証事例-1][検証事例-2][参考文献]

待したとおりの破壊形態が発生することを検証するため、剛結部の縮小模型を対象とし、地震時を模擬した正負交番載荷試験を実施し、終局状態から主たる塑性化領域を確認した事例がある2-4-3)、2-4-4)。

2-4-1) 前田，木水，佐々木，明橋：鋼 2 主桁複合ラーメン橋剛結部における設計法の提案と実挙動確認，構造工学論文集，Vol.48A，2002-3
2-4-2) 鈴木，水口，吉田，中嶋，舘：複合ラーメン橋剛結部の一構造と模型実験，構造工学論文集，
Vol.44A，1998-3[検証事例-3][検証事例-4][参考文献]
2-4-3) 前田，木水，佐々木，明橋：鋼２主桁複合ラーメン橋剛結部における設計法の提案と実挙動確認，構造工学論文集，Vol.48A，2002-3
2-4-4) 鈴木，水口，吉田，中嶋，舘：複合ラーメン橋剛結部の一構造と模型実験，構造工学論文集，
Vol.44A，1998-3

(3) 剛結部のコンクリート充填性の確保

2.4.3■関連する道路橋示方書の規定

検証事例-1［道路橋示方書Ⅲコンクリート橋編 19.6 コンクリート工］(5) 締固め2) コンクリートの締固めにあたっては、コンクリートが鉄筋の周囲及び型わくのすみず
みに行きわたるようにするものとする。

検証事例
鋼桁→剛結部→RC 橋脚への力の伝達機構の把握と部材設計方法
構造物の安全性

要求性能

鋼桁と RC 橋脚の剛結構造特有の構造

関連規定

安全性の確保（孔あき鋼板定着方式）

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編(15.10)

ずれ止めとして孔あき鋼板を用いた剛結部構造で、剛結部の力の伝達機構を把握■技術的課題剛結部は、鋼部材と RC 橋脚の鉄筋が交差することに加えて、大きな断面力が発生する部位で鉄検証目的し、主桁の設計手法、横桁の設計手法、コンクリート部、鉄筋定着部およびずれ止めに関する設計手法の妥当性を照査した検証事例。

筋量も多くなる。そのため、剛結部のコンクリートは、一般に狭あいな空間への打込みとなり、
検証方法

コンクリートの充填性が問題となる。

検証方針■性能評価の対応策
類似の剛結構造がある場合は、既往の検討結果を参照し、無い場合は施工試験により、充填性確保のための打込みや締固め方法を検討する。

参考文献

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

剛結部の縮小模型を用いた正負交番繰返し載荷実験から得られた力学的挙動に関する結果と FEM 解析結果を参照し、実用的な部材設計手法の妥当性を確認。
1)

前田、木水、佐々木、明橋：鋼 2 主桁複合ラーメン橋剛結部における設計法の提案と実挙動確認、構造工学論文集、Vol.48A、2002.3
1)

本検討では、ずれ止めとして孔あき鋼板を用いた剛結構造を対象としているため、他の剛結構造や形状、寸法などが大きく異なる場合は、別途検討が必要である。
2)【解説】
鋼桁とRC橋脚の剛結部では、下フランジの下面等の狭あいな空間や、主桁や横梁下面の高力ボル
トなど凹凸のある部位が多く存在するため、剛結部が想定した伝達機構どおりに挙動するためには、－ 184 －

コンクリートの充填性を確保することが重要となる。そのため、剛結部の模型を用いたコンクリー
ト打設実験など施工試験を実施し、コンクリートの充填性を確認した事例がある2-4-5)、2-4-6)。また、打込み方法や締固め方法を検討した事例がある2-4-7)。

っては寸法効果などを考慮することが望ましいが、寸法効果だけに着目して検討し注意点た事例は見当たらない。そのため、評価については、今後明確にしていく必要がある。
3)鋼桁と RC 構造の剛結構造を対象とし、隅角部のシェアラグ現象だけに着目して検討した事例は見当たらないため、定量的な評価については、今後明確にしていく[検証事例-5][検証事例-6][参考文献]
2-4-5) 半田：鋼とコンクリートの複合構造－阿古耶橋について－，橋梁，1991-7
2-4-6) 佐久間，柴田：鋼・コンクリート複合ラーメン橋－山形自動車道

阿古耶橋－，プレストレ

ストコンクリート，Vol.37，No.2，1995-3
2-4-7) 木水，松田，西根，春，沼田，山田：2 主桁ラーメン橋（鯉川橋）の設計と施工，橋梁と基礎，2002-10

本試験は、1/7 の縮小モデルで実施した一例であるため、試験結果の評価にあた必要がある。

検証事例-2

鋼桁→剛結部→RC 橋脚への力の伝達機構の把握と部材設計方法
構造物の安全性

要求性能

鋼桁と RC 橋脚の剛結構造特有の構

関連規定

造安全性の確保検証目的

参考文献(15.10)実験による検証

構造物の安全性
要求性能

大規模地震時の耐震性能の確認（孔・解析による検証・1)

鈴木、水口、吉田、中嶋、舘：複合ラーメン橋剛結部の一構造と模型実験、構造

工学論文集、Vol.48A、1998.3
本検討では、剛結部内の下フランジを設けずに支圧板とした剛結構造を対象とし

検証方法
検証方針
参考文献

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

剛結部の縮小模型を用いて正負交番繰返し載荷実験を行い、得られた力学的挙動に関する結果を考察。
1)

前田、木水、佐々木、明橋：鋼 2 主桁複合ラーメン橋剛結部における設計法の提案と実挙動確認、構造工学論文集、Vol.48A、2002.3

2)っては寸法効果などを考慮することが望ましいが、寸法効果だけに着目して検討し－ 185 －

3)・

本検討では、ずれ止めとして孔あき鋼板を用いた剛結構造を対象としているため、他の剛結構造や形状、寸法などが大きく異なる場合は、別途検討が必要である。

本試験は、1/5 の縮小モデルで実施した一例であるため、試験結果の評価にあたる。

実験による検証

1)

要である。

た事例は見当たらない。そのため、評価については、今後明確にしていく必要があ

剛結部の変形破壊挙動を確認し、終局耐力特性に優れる方式を実験により確認した検証事例。

ているため、他の剛結構造や形状、寸法などが大きく異なる場合は、別途検討が必
2)

(5.3)

ずれ止めとして孔あき鋼板と孔あきダイヤフラムを用いた場合の大規模地震時の道路橋示方書の準用

設計手法の妥当性を確認。

道路橋示方書Ⅴ耐震設計編

関連規定

あき鋼板定着方式）
検証目的

剛結部の縮小模型を用いた載荷実験で得られた力学的挙動と FEM 解析結果から、

1)

注意点

大規模地震時の耐震性能の確保

剛結部内の下フランジを設けずに支圧板とした剛結形式における荷重伝達機構を確認し、設計方法の妥当性を検証した事例。

検証方法
検証方針

道路橋示方書Ⅱ鋼橋編

検証事例-3

本試験は、1/7 の縮小モデルで実施した一例であるため、試験結果の評価にあたっては寸法効果などを考慮することが望ましいが、寸法効果だけに着目して検討し注意点た事例は見当たらない。そのため、評価については、今後明確にしていく必要がある。

鋼桁と RC 構造の剛結構造を対象とし、隅角部のシェアラグ現象だけに着目して、

3)

鋼桁と RC 構造の剛結構造を対象とし、隅角部のシェアラグ現象だけに着目して、検討した事例は見当たらないため、定量的な評価については、今後明確にしていく

検討した事例は見当たらないため、定量的な評価については、今後明確にしていく必要がある。

必要がある。

4)

本検討では、今後の課題として、以下の 4 点を挙げている。
①②

せん断遅れによる付加応力算定式の検討
支圧板部の摩擦力や支圧板部以外の鋼板に作用する支圧力等の設計上考慮していない結合力の評価③

実験、解析双方によるスタッドジベルに作用する力の評価方法の検討と評価のための基礎的実験の必要性④

複合剛結部を実際に壊すような耐荷力実験の必要性

検証事例-4

大規模地震時の耐震性能の確保

検証事例-5構造物の安全性
要求性能

大規模地震時の耐震性能の確認（下関連規定

フランジ支圧方式）
検証目的

終局挙動を把握し、構造安全性を実験により確認した検証事例。

参考文献

実験による検証・

解析による検証

・

要求性能

(5.3)

剛結部内の下フランジを設けずに支圧板とした剛結形式における大規模地震時の

検証方法
検証方針

道路橋示方書Ⅴ耐震設計編

検証目的

検証方針

鈴木、水口、吉田、中嶋、舘：複合ラーメン橋剛結部の一構造と模型実験、構造

参考文献ているため、他の剛結構造や形状、寸法などが大きく異なる場合は、別途検討が必－ 186 －

鋼桁とＲＣ構造の剛結構造を対象とし、隅角部のシェアラグ現象だけに着目して、検討した事例は見当たらないため、定量的な評価については、今後明確にしていく必要がある。
4)

大規模地震で下フランジ側に引張力の発生が予測される構造に適用する場合の設計手法の整理については、今後の課題として、検討を加える必要があるとしている。

実験による検証・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

無収縮モルタル注入試験の結果から、目視確認およびコア供試体による圧縮強度試
験により充填性および信頼性を確認。
1)

半田：鋼とコンクリートの複合構造－阿古耶橋について－、橋梁、1991.7

2)

佐久間、柴田：鋼・コンクリート複合ラーメン橋－山形自動車道 阿古耶橋－、
本検討では、PC 剛結構造を対象としているため、他の剛結構造や形状、寸法な
本検討は、材料としてセメント系無収縮モルタルを使用した施工試験であり、施工方法、施工条件、材料、配合等が大きく異なる場合は、別途検討が必要である。
3)っては寸法効果などを考慮することが望ましいが、寸法効果だけに着目して検討し

3)(19.6)

填性を実験により確認した検証事例。

2)

本試験は、1/5 の縮小モデルで実施した一例であるため、試験結果の評価にあたる。

橋編

どが大きく異なる場合は、別途検討が必要である。

要である。

注意点

道路橋示方書Ⅲコンクリート

PC 剛結構造における鋼桁と橋脚天端コンクリートの隙間への無収縮モルタルの充1)

本検討では、剛結部内の下フランジを設けずに支圧板とした剛結構造を対象とした事例は見当たらない。そのため、評価については、今後明確にしていく必要があ

関連規定

プレストレストコンクリート、Vol.37、No.2、1995.3

工学論文集、Vol.48A、1998.3

2)

狭隘部のコンクリート充填性確保

検証方法

から剛結部の安全性を確認。

1)

施工性

道路橋示方書の準用

剛結部の縮小模型を用いて、地震時を想定した水平力載荷実験を実施し、終局状態
1)

剛結部のコンクリート充填性の確保

注意点

PC 剛結構造の課題として、以下の 2 点を挙げている。
①

予め PC 鋼棒を RC 橋脚の天端に配置して箱状に製作した横梁の底板に孔を開け、PC 鋼棒を貫通する構造としたため、剛結部の構造が複雑であり、主桁と横梁の架設時の施工性が劣る結果となった。
②

横梁の底板と RC 橋脚天端とのすき間への無収縮モルタルの充填は、確実な充填を行うために入念な施工が要求されるが、狭隘な空間の作業でもあり、施工性の改善が必要である。

検証事例-6
要求性能
検証目的

剛結部におけるコンクリートの充填性の確保
施工性
狭隘部のコンクリート充填性確保

参考文献

実験による検証

橋編(19.6)

・

解析による検証

・

道路橋示方書の準用

実物大模型を使用したコンクリート打設実験の結果から、充填性確保のための打込
みおよび締固め方法を検討。
1)

木水、松田、西根、春、沼田、山田：2 主桁ラーメン橋（鯉川橋）の設計と施工、

橋梁と基礎、2002.10
1)

注意点

道路橋示方書Ⅲコンクリート

剛結部のコンクリート充填性を実験により確認した検証事例。

検証方法
検証方針

関連規定

本検討では、ずれ止めとして孔あき鋼板を用いた剛結構造を対象としているため、他の剛結構造や形状、寸法などが大きく異なる場合は、別途検討が必要である。
2)

本検討は、材料として普通コンクリートを使用した施工試験であり、施工方法、

施工条件、材料、配合等が大きく異なる場合は、別途検討が必要である。

－ 187 －

第Ⅲ編

評価マニュアルの作成例

本編は、適用基準を道路橋示方書とする道路橋の設計を行うにあたって、鋼およびコンクリートの道路橋に関して近年検討事例のある新しい工法の代表例について、具体的な道路橋示方書の求める性能が満足されることを検証するために、当該工法を用いた設計を行う場合に、道路橋示方書の規定による以外に必要となってくる様々な照査項目をそれぞれについて体系的に整理した例を示した。
これらの例からは、道路橋示方書などの技術基準では、規定相互が密接に関連しあっているために、一部の規定に対して逸脱を生じると、その規定の範囲以外にも逸脱の影響が及ぶ場合も多く、
道路橋示方書では規定されていない（限定的な設計要素部分だけでなく逸脱項目が広範囲に及ぶ）
新しい工法や構造による橋の設計・施工を行う場合には、多岐にわたる関係のある設計項目や施工品質に関する規定について道路橋示方書による場合との関係を明確にしたうえで、すべてが調和した設計を行い橋全体として道路橋示方書に準じて所要の性能が得られるようにする必要があることが分かる。
なお、本例は新しい工法について評価計画を構築するための方法として参考にできるが、橋の設計条件は個々に異なることから、例と同じ技術を用いる場合にもこの例によるのみでは所要の性能が得られない場合や、本例によらない方法で性能照査する必要がある場合もあることに注意が必要である。

－ 188 －

1

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の評価マニュアル

1.1.2

適用の範囲

本書は、道路橋示方書に準じて設計される、波形鋼板ウエブPC箱げた橋のうち、上下床版にコ

1.1

設計編

ンクリート床版を有する一室箱げたの場合の設計に適用できる。

1.1.1

総則

て別途検討が必要である。

なお、著しい斜橋、曲線橋、広幅員のものについては本書による以外に、それらの影響につい本書は、主として道路橋示方書に準拠して設計される箱げた形式のプレストレスト橋のうち、
主げたウエブ部分に波形の鋼板を用いた形式の橋梁（以下、波形鋼板ウエブPC箱げた橋）の設計【解説】

にあたって、既存の技術基準類の有無にかかわらず、道路橋示方書の規定に準じて道路橋として

波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋には、様々な形式があるが、本書の検討にあたっては、一室箱げた断の要求性能が満たされることを個々の橋梁毎に検証する必要が生じうる代表的な項目や留意点に面で固定支保工または張出し架設工法によって施工されたものについて調査分析を行って検討を行ついて基本的な事項をとりまとめたものである。

ったことから、斜張橋、エクストラドーズド橋、大きな斜角を有する斜橋、曲線半径の極端に小さい曲線橋、多室箱げた橋、広幅員橋、セグメント構造などに対しては必要な事項が網羅されていな【解説】い可能性がある。

本書では、波形鋼板ウエブPC箱げた橋

道路橋示方書に準じた性能が求められる橋梁の基本的な設計技術基準の内容は、道路橋示方書にSTARTに特有な事項を中心に記述しているたよることができることから、それを前提にした上で、固定式支保工及び張出し工法によって施工さ

基本計画

め、PC箱げた橋コンクリート構造物の施れる一室箱げた断面の直橋または直線に近い橋梁以外については、道路橋示方書、本書の内容につ断面の仮定工に関する一般的な事項のすべては網羅されていない。したがって、本書に記載されていない事項については、道路橋
示方書及び関連する技術基準類による場合にはウエブが傾斜していることの影響について個別に検証が必要である。
ずれ止め構造の検討（床版と波形ウエブの接合部)

NO

PC鋼材の配置
YES
振動特性－ 189 －

プレストレスの計算

道路法上の道路橋に対する設計におNO

その他

いは準用可能であるかどうかについては一概でないため、これらの既往の事例を参考にする場合にせん断力に対する検討

性格から、多様な橋梁形式や新しい構造

耐震設計

NO

めの方法や、必要な性能が満たされるこ

ねじりモーメントに対する検討ＥＮＤ

YES
変形に対する検討
YES

道路橋の設計においては、必要な性能が：波形鋼板ウエブPC箱げた橋

満足されることを個別に検証している特有な事項に関わる留意点として本が、波形鋼板ウエブ橋PC箱げた橋のよう書で記載している項目

な構造形式の場合、設計応力の算出手法
図-1.1

波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋の設計フローの例

手法の多くが基準類にある方法だけでは証明が困難である。この書ではコンクリート材料に関する事項など、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の構造的特徴に関わらない事項について道路橋示方書が準用できるものとして、主としてコンクリ
ートウエブを波形に加工された鋼板に置き換えたPC箱げたとしての特性に主眼をおいて特に性能照査（設計）上の留意点等について示した。
本書では図-1.1 に示す設計フローを構成モデルとした。

1) 波形鋼板ウエブ合成構造研究会
2) 複合橋設計施工規準

NO示されていない。したがって、すべてのやその適用範囲など、基礎的な性能評価

はその点に注意が必要である。

YES

形式に対して要求性能を満足させるたとを検証する手法については必ずしもがある。
なお、これらの資料に示された手法や検討の結果等が当該橋の条件に対して適切であるか、ある

YES
NO【参考資料】
これまで設計施工された波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋に関する情報には、例えば以下のような資料

上床版の設計曲げモーメント・
軸力に対する検討には道路橋示方書による必要がある。しかし、道路橋示方書は技術基準としてのおウエブが床版と直交しない（傾斜ウエブ）の場合も、ここでは検討の対象としていないためその断面力の算定必要がある。
ける基本的な要求性能については、一般

いて十分な検討を行うだけでなく、個々の橋梁の特性に応じて個別に十分な検討が必要である。な

断面定数の計算法堂出版

HP： http://www.namigata.org/

PC 技術基準シリーズ（社）プレストレストコンクリート技術協会 編、技2005

3) 波形鋼板ウエブ PC 橋

設計実例集、波形鋼板ウエブ合成構造研究会、2006

表－1.1 実績例（参考）－ 190 －

NO

橋梁名

施工方法

構造形式

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

新開橋
銀山御幸橋
本谷橋
鍋田高架橋
前谷橋
中野高架橋（その1）
中野高架橋（その2）
中子沢橋
勝手川橋
鍋田西高架橋
大内山川第二橋
小犬丸川橋
小河内川橋
興津川橋
下田橋
日見橋
白沢橋
黒部川橋梁
栗谷川橋
栗東橋
矢作川橋
安家４号橋
第二上品野橋
白岩橋
温海川橋
遊楽部川橋
門崎橋
鶴巻橋
長井ダム県道11号橋
長谷川橋
千代川橋
豊田東JCTランプ橋
広内第二橋
杉谷川橋

架設桁架設工法
押し出し工法
張り出し工法固定支保工
張り出し工法
張り出し工法
固定支保工
固定支保工
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法
固定支保工
固定支保工
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法固定支保工
張り出し工法
張り出し工法固定支保工
固定支保工・張り出し工法
固定支保工
固定支保工
張り出し工法
張り出し工法固定支保工
張り出し工法
張り出し工法
張り出し工法単純桁橋
5径間連続橋
3経間連続ラーメン橋
3経間連続橋Ｔラーメン橋
4径間連続橋
4径間連続橋
2径間連続橋
3経間連続ラーメン橋
3経間連続ラーメン橋
7径間連続橋
6経間連続ラーメン橋
Ｔラーメン橋
4経間連続ラーメン橋
4径間連続橋
4径間連続ｴｸｽﾄﾗﾄﾞｰｽﾞﾄﾞ橋
単純桁橋
6径間連続橋
4経間連続ラーメン橋
4,5径間連続ｴｸｽﾄﾗﾄﾞｰｽﾞﾄﾞ橋
4径間連続複合斜張橋
2径間連続橋
5径間連続橋
3径間連続橋
4径間連続橋
3径間連続橋
4経間連続ラーメン橋
4経間連続ラーメン橋
3経間連続ラーメン橋
5経間連続ラーメン橋
2径間連続橋
3経間連続ラーメン橋
5径間連続橋
6経間連続ラーメン橋

平面曲線
R(m)

∞
∞
2400
∞
∞
250
440
∞
1500
1000
2200
1000
7000
5000
5000
1800
250
7000
700
3000
2600
∞
3000
3000
∞
2600
∞
∞
140
600
2300
750
500
4000

橋長
(m)

31.0
210.0
198.3
187.5
163.0
253.0
256.0
97.7
227.0
245.0
437.0
429.0
157.0
456.0
269.5
365.0
51.6
344.0
280.0
555.0
820.0
113.5
346.0
187.0
218.0
236.4
184.0
168.0
165.2
395.5
233.5
244.4
292.5
453.0

最大支間長
(m)

支間割り
(m)

30.0
30.0
45.5
27.4+3@45.5+44.9
97.2
44.0+97.2+56.0
91.5
47.0+91.5+47.0
83.9
77.3+84.3
81.5
44.0+63.5+85.5+57.8
83.9
67.5+83.9+60.5+39.8
47.8
47.8+47.5
96.5
59.3+96.5+69.8
125.0
59.0+125.0+59.0
120.0 9.0+2@66.0+120.0+57.0+43.0+34.0
81.0
49.9+4@81.0+54.1
77.8
77.8+77.8
142.0
69.1+112.0+142.0+130.6
136.5
44.3+136.5+48.9+38.4
180.0
91.8+180.0+91.8
50.0
50.0
72.0
2@50.0+2@72.0+2@50.0
95.0
44.0+81.0+95.0+58.0
170.0
152.6+160.0+75.0+90.0+72.6
235.0
174.7+2@235.0+174.7
55.8
55.8+55.8
81.0
68.0+81.0+2@73.0+51.0
86.0
52.0+86.0+45.0
61.3
61.3+2@51.5+51.3
102.5
65.7+102.5+65.9
50.0
41.2+2@50.0+41.2
47.0
36.1+2@47.0+36.1
72.0
45.9+72.0+45.9
912.0
58.8+3@92.0+58.8
115.3
115.3+115.3
94.0
86.0+94.0+61.9
85.0
40.9+75.0+85.0+50.0+39.4
57.0
52.1+4@87.0+51.2

有効幅員
(m)

14.0
8.5
10.5
14.0
9.8
8.5
8.5
11.5
10.0
14.6
9.0
9.5
9.8
16.5
10.5
9.8
8.0
11.7
9.7
16.5
40.0
8.0
10.8
10.8
10.5
10.4
10.0
10.0
5.0
9.3
9.5
12.0
10.5
16.5

1.1.3波形鋼板ウエブ箱げた橋の基本計画

対して理論的・定量的に証明することが困難であり、既往の実験結果や基礎的な理論的評価をもとに性能の実現と検証を図る必要がある。

■ 本書の対象とした構造

したがって、これらの項目の検討にあたっては、性能照査の根拠となる実験や解析、理論等の適波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、箱げた形式の主げたをもつPC橋のうちウエブ部分に波形に加工された鋼板部材が用いられるものである。
波形鋼板のウエブと上下フランジまたは床版である上下のコンクリート床版とはずれ止め等に用範囲や検討対象の当該橋梁における条件との整合性、適用可能性について十分な検討が必要である。
このとき各部の応力性状や部材寸法、架設手順など個々の橋梁の条件と、根拠とする知見のもとよって接合され、断面は合成箱げた断面として一体化されている。
■となった条件が一致することはほとんどなく、条件の相違を適切に考慮して妥当性の検証を行う必

代表的な課題・留意事項
通常のPC箱げた橋と同様に計画ができ、多くの施工方法に対応できることを特徴としているが、要があることに注意しなければならない。

その構造的な特性を十分把握した上で設計・施工を計画する必要がある。その主な項目を以下に①示す。

支間長・けた高・床版支間桁の基本的な耐荷力、製作輸送架設等の条件などに支配的な影響を及ぼしうる項目である。
例えば、道路橋示方書では活荷重をはじめ条件によっては基準の規定をそのまま適用すること■ 主な検証・評価項目－ 191 －①

支間長・けた高・床版支間が合理的でないばかりか、不適切なものとなる可能性があるため、適用の目安となる支間長の範②

波形鋼板の形状・寸法・材質

囲を２００ｍ程度としている。

③

波形鋼板と上下床版の合成の方法・程度④

斜角・曲率・幅員・断面変化⑤

桁と床版の合成効果⑥

支点部構造（支承部、支点部補強構造や上下部工接合構造とその力学特性）

または参照しようとしている基準類の規定や実験等の知見のもととなった条件との関係について⑦

隔壁の配置・剛性（曲げ・せん断・ねじりにかかわる主げたの基本的な力学特性）

検討し、その影響を適切に考慮しなければならない。

⑧

プレストレス（導入方法・量、定着部・偏向部の構造・配置、クリープの影響）⑨

鋼板ウエブの接合方法と鋼部材の疲労設計（品質、許容値、検査基準）⑩

配筋にかかる構造細目（格点（定着・偏向）、床版との合成構造（接合部構造））⑪

架設時の安全性⑫

維持管理性

また、床版構造に関する規定の多くが経験的に定められていることから、みなし適合仕様として示された床版設計の適用範囲は床版支間によって規定されている。
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計においても、当該橋の支間長・桁高・床版支間の条件と適用②

波形鋼板の形状・寸法・材質
波形鋼板ウエブの形状、寸法及び材質は、運搬、施工性に影響するだけでなく、波形鋼板ウエ
ブPC箱げた橋の基本的な耐荷力と密接に関係している。
例えば、ウエブのせん断剛性や座屈耐荷力、疲労耐久性に影響を及ぼす接合部の応力状態は波・防せい防食方法とその更新方法

形の形状・寸法・材質によって大きく変化する一方、これらの特性を個々に理論的に証明するこ・点検の方法（日常、定期点検、異常時点検などの着目項目、手法、判定、部材区分など）とは困難であることから、既往の解析や実験・実測結果、基本的な条件下での理論解析の結果な・想定される損傷とその対処

どと比較検討することで性能照査することが一般的に必要となる。

（継手部等の疲労部の点検・ボルトのゆるみの点検など）

【解説】

③

波形鋼板と上下床版の合成の方法・程度

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、箱げた断面内の上下フランジに対してウエブの剛性を極端に小さ波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、折り曲げられたウエブ鋼板が橋軸方向に対する剛性が極端にくすることで、主げたに導入されるプレストレスが効率的に上下フランジに導入されることを意図

小さく、箱げた断面として機能するためには上下床版と一体となって断面剛性が確保されることしている。

が必要である。このためウエブ鋼板はコンクリートの上下フランジと合成されることが桁の耐荷力の前提となっている。したがって実設計にあたってはウエブ鋼板と上下フランジが合成された

このとき、ウエブは主げたとしてのせん断耐荷力には寄与させるため、波形形式の鋼板とした上構造に必要な剛性が確保されていることを照査することとなる。

でその上下端をそれぞれ上下のコンクリート床版で固定したものである。
これらの特性は、さまざまな構造要因によってその程度や確実性が影響をうけるため、設計にあたっては、これらの特性が設計で意図するとおり確実に実現することを検証することとなる。
ここでは設計に当たって橋の性能に大きな影響を及ぼす可能性が大きく、かつ個々の橋梁の条件に照らして慎重に考慮することが必要なもののうちから代表的なものを挙げた。

④

斜角・曲率・幅員・断面変化
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、導入される桁のプレストレス力が上下フランジのみで受け持たれるが、コンクリートのウエブを有する従来のPC箱げた橋に比べても桁のねじり剛性が小さく、大きな斜角や曲率、幅員等の断面変化がある場合には桁の座屈など不安定となりやすい。設計にここで挙げた項目はいずれも基本的な特性や橋としての基本的な要求性能の実現性とその確実性に支配的な影響を及ぼすものの代表例であるが、多くの項目は、多岐にわたる個々の橋梁の条件にあたってはその影響を適切に考慮する必要がある。

⑤桁と床版の合成効果⑩

配筋にかかる構造細目（格点（定着・偏向）、床版との合成構造（接合部構造））

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、床版の支点部としての主げたの剛性がコンクリートウエブの波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブの軸方向剛性が小さく上下フランジに効率的にプレスト

一般的な箱げたとは異なり、桁の剛性に応じて床版の設計にはその影響を適切に考慮する必要がレスを導入することを意図しているため、通常のPC箱げた橋であればウエブに分担される緊張力ある。また桁作用のウエブの分担についてもウエブの軸方向の剛性や桁のねじり剛性が小さいこをPC鋼材定着部及び床版で受け持つことになるため、応力が定着部及び床版に集中し補強鋼材をとから床版作用と合成される桁作用による応力の状態もウエブ高さや波形形状、床版支間、隔壁多く配置することから鋼材配置が煩雑となる場合がある。

や横げたなどによる床版の固定条件、鋼板ウエブと上下フランジとの合成の程度によっても種々

特に、上下フランジと鋼板ウエブとの接合部とその近傍の配筋方法、ずれ止め等の接合構造は異なってくる。このため設計にあたっては、各部材の設計や全体の挙動の見積もりにおいて床版

橋梁ごとの応力状態や当該部位に求める性能に応じて適切なものとなるように設計する必要があと桁の合成効果について適切に評価する必要がある。

るが、それらの知見については道路橋示方書などの技術基準類で普遍化された手法は確立していないため個別に十分な検証が必要である。

⑥

支点部構造（支承部、支点部補強構造や上下部工接合構造とその力学特性）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、せん断が卓越する中間支点部付近で波形鋼板の座屈防止や主⑪桁剛性の変化にともなう局部応力が発生するため、裏打ちコンクリートを施すなど補強が必要となる場合が多い。

－ 192 －⑦

架設時の安全性
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は完成時には上下フランジと鋼板ウエブが合成され、かつ桁としての応力状態に応じて必要な断面剛性が確保されていることが、部材の耐荷力上求められる。そのまた、ウエブが剛性の小さな鋼板で形成されているため、ねじり剛性や横剛性が小さく、地震ため上下フランジと鋼板ウエブの合成の状態や隔壁などによる桁断面剛性、プレストレスや支保力など支承部への応力の伝達機構や桁断面内の応力分担が、全断面がコンクリートで形成される工によって実現する桁応力状態が完成状態と異なる架設時には、各段階で所要の安全性が確保さ一般的な箱げたとは大きく異なってくる。さらに架設時と完成時の応力状態の相違など支点部のれるよう慎重に検討する必要がある。

さまざまな設計項目が橋梁構造毎に異なり、また道路橋示方書をはじめ既往の技術基準やそれら

また鋼板ウエブと上下フランジの接合部では、架設方法によって当該部位に残留する初期応力において前提としている設計手法がそのまま適用できない場合がある。したがって支点部の構造状態が異なってくるため、完成時に所定の継手性能が確保されるよう、施工時応力状態に対する設計にあたっては当該橋の設計条件に応じて適切な設計手法を用いて構造を決定する必要がある。

配慮も重要である。

隔壁の配置・剛性（曲げ・せん断・ねじりにかかわる主げたの基本的な力学特性）

⑫

維持管理性

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、全断面がコンクリートで形成される一般的なPC箱げた橋に比べ、波形鋼板ウエブPC箱げた橋のコンクリート部材については、コンクリートウエブによるPC箱げ

ねじり剛性及びウエブの横方向剛性が低いことから、ねじりによる主げたの断面変形を抑制する

た橋と同様な維持管理手法を行う必要があるが、維持管理性に影響を及ぼす特有な事項（波形ウ

ために、十分な剛性を有した横げた・隔壁を適切な間隔で設置することが必要となる。したがっ

エブ鋼板）に関わる代表的な項目について以下に挙げる。

て、斜橋、曲線橋、広幅員橋への適用にあたっては、十分な配慮が必要である。

・防せい防食方法とその更新方法
・点検の方法（日常、定期点検、異常時点検などの着目項目、手法、判定、部材区分など）⑧

プレストレス（導入方法・量、定着部・偏向部の構造・配置、クリープの影響）・想定される損傷とその対処（継手部等の疲労部の点検・ボルトのゆるみの点検など）

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、外ケーブルによる軸方向のプレストレスが導入され、それらは剛性の大きな上下フランジに効率的に導入されることを意図している。しかし鋼板ウエブの上下端ではコンクリートに剛結されているため鋼板ウエブにも軸方向力の影響が一般部に比べて大きくなるなど実際のプレストレス力による応力の状態は橋の構造毎に異なってくる。このためプレストレス構造に関連する各種設計項目については当該橋の構造に応じてその影響を適切に評価して設計で考慮することが必要である。

＜防せい防食方法とその更新方法＞
波形鋼板の防せい防食の仕様には、通常の鋼げたと同様に種々の方法が考えられるが、耐久性、施工性、経済性などを考慮して適切に選定しなければならない。
特に点検困難部位であるウエブ鋼板と上下フランジコンクリートとの境界部での雨水の侵入や滞留については、局部腐食の進行が懸念されることから慎重にその仕様や構造を検討する必要がある。
なお、防せい防食機構に関する点検の方法や、塗装仕様の場合には塗装の更新の方法についても⑨

鋼板ウエブの接合方法と鋼部材の疲労設計（品質、許容値、検査基準）
波形鋼板ウエブの継手には、溶接や高力ボルトによる接合方法が一般的に用いられる。ウエブ
鋼板は桁の剛性を確保するために上下フランジに埋め込まれるなどにより剛結されるが、そのためにウエブ鋼板の上下端付近ではフランジコンクリートの挙動に追随して局部的に大きな応力が発生する。また上フランジ側では活荷重の載荷によって橋軸直角方向の変位を生じるような応力が生じる。したがって、鋼板の連結が溶接継手で計画される場合には、継ぎ手形式に応じて活荷重の影響を考慮した疲労耐久性の照査が必要である。

あらかじめ考慮しておく必要がある。
このとき鋼板ウエブに足場等設置用の吊ピースなどを設けることがあるが主部材としてのウエブの疲労耐久性を満足することを確かめておく必要がある。
耐候性鋼板を用いた場合、錆汁の流出を生じることもあるため、その対処方法についてもあらか
じめ設計で考慮しておく必要がある。
過去には図-1.2に示すようなさび汁のたれ防止を行った例もあるが、たれ防止の部材そのものがフランジコンクリートに悪影響に及ぼさないよう注意が必要である。

1.1.4断面の仮定

鋼材と主げた断面の検討■

特徴または特性波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、通常のPC箱げたのコンクリートウエブが波形鋼板に置き換えられており、ウエブ鋼板と上下コンクリート床版はずれ止め等により接合される。
■

代表的な課題・留意事項
ウエブにPC鋼材が配置できないため、必然的に外ケーブル構造が併用される場合が多く、定着突

図-1.2

耐候性鋼材の錆ダレ防止の例

起により定着される。そのため、PC鋼材の定着構造及びずれ止めとの取合い、構造細目（かぶり、鋼材のあき、施工性など）に配慮して決定しなくてはならない。

鋼げたは条件によっては結露を生じやすく、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の場合、ウエブ鋼板で結露が生じやすい。生じた結露は、腐食環境として弱点となりやすい鋼板ウエブのコンクリート下床

主げたウエブに用いられる波形鋼板については、材料特性や加工方法、継手特性などが所要の性能を満足するように決定されなければならない。

版への埋め込み境界部へ伝わり、流下することになるのでその点も考慮しておく必要がある。
■

主な検証・評価項目①

波形ウエブの材料、製作、輸送、架設＜点検の方法＞

・鋼部材としての機械的品質（曲げ加工の影響、疲労耐久性、継手構造）

波形鋼板ウエブPC箱げた橋についても、一般的な道路橋と同様に維持管理段階では様々な点検が・鋼部材の接合（継手）構造としての性能（材質、溶接やボルト継手としての性能）必要となる。特に、大地震等の大きな外力を受けたときの異常の有無の確認や健全性の評価、鋼部材の疲労に関する検査など、想定される事象に対してどのような点検や診断が行いうるのかについ・運搬・架設等の制約事項（補剛設計、運搬・架設時応力の影響、精度管理基準）②てなど、維持管理の実績が少ないことも念頭にあらかじめ設計において考慮しておく必要がある。

構造細目・配筋（床版、支点部）

このとき、少数主げたの鋼橋と同様に鋼板ウエブや上床版に大きな損傷が生じるなどの不測の事

・ずれ止め構造及びそれらとの取合い構造－ 193 －

象について、構造全体系の安定や補修補強を行う場合の供用性確保のレベルについてもあらかじめ・床版横締鋼材の配置想定して設計や計画に考慮しておくことが望ましい。

・PC鋼材（内ケーブル、外ケーブル）配置及び定着部の構造・形状
③

断面構成
・曲げ

＜想定される損傷とその対応＞鋼とコンクリートの合成構造である波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、鋼・コンクリートそれぞれの長所を有していると同時に、損傷に対するそれぞれのリスクも有している。
想定される本形式特有の損傷として、

・せん断
・ねじり
・床版性能
・耐震性能

・

継手部の疲労・溶接部の疲労・ボルトの緩み

・

鋼板の座屈

・

鋼版と裏打ちコンクリートとの分離体とするためにずれ止め構造が用いられる。上下コンクリート床版は、作用断面力に対して抵抗可

・

鋼版の腐食

能な部材厚を確保するとともに、鋼材やずれ止めなどとの取り合い及び構造細目を勘案して決定し・疲労耐久性【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の断面は、上下コンクリート床版と波形鋼板ウエブにより構成され一なければならない。
また、道路橋示方書など従来の技術基準類には規定のない波形に加工された鋼部材が主部材として用いられており、加工方法や接合部構造など部材の耐荷力や疲労耐久性に関わる材料特性や機械的性質などについては個々の橋梁における応力等の条件に応じて適切に考慮して設計を行い、所要の性能が満足されるようにする必要がある。

①

波形ウエブの材料、製作、輸送、架設
波形鋼板ウエブの材料の選定から製作、輸送、架設の各段階を含む性能照査にあたっては、「道路橋示方書・同解説

Ⅱ鋼橋編

平成14年3月（日本道路協会）」の考え方が基本的に準用できる。

ただし、道路橋示方書に示す考え方を準用するにあたっては、その要求性能の前提条件と整合するように、少なくとも以下の項目について照査を行う必要がある。

下床版埋め込み部

・材料の機械的性質と品質管理基準

コンクリートエッジ形式

・継手に対する要求性能とそれを満足する施工方法及び施工品質管理基準

図-1.3

縦リブ形式

定着部形式の例

・鋼板の加工（曲げ、穴あけ、溶接等）の影響を考慮した要求性能の設定と施工品質管理基準
・部材の要求性能（座屈耐荷力、疲労耐久性、継手性能など）の前提となる、部材の加工方法と精度管理基準

断面構成

・曲げ、せん断、ねじり（基本的な耐荷力特性）

・防せい防食の仕様
・鋼板部材に対する要求性能を満足する、輸送・架設計画③

隔壁間隔、構造、ウエブとの取り合い、ウエブ間隔などが桁耐荷力及び設計の前提条件として（架設時応力、施工方法、架設時補強など）いる変形性状などに大きく関わるため、断面構成の決定にあたっては設計しようとする項目（曲げ、せん断、ねじり）に照らし合わせ所要の性能を満足するように決定されなくてはならない。

・床版の設計の前提となる鋼板ウエブと上下フランジコンクリートの合成方法
・床版性能
なお、製作や輸送、架設の観点から、鋼板ウエブに水平方向の継手を設けたり、構造的合理性

全断面がコンクリートで構成された従来のPC箱げた道路橋の場合、床版の設計は道路橋示方書の観点からウエブ高を変化させたり、上下フランジと傾斜角をもって合成する構造が検討されるを準用することで所定の性能が満足されることが多い。ここでコンクリート床版は、床版の支持場合があるが、この場合には、桁や床版作用による応力状態も部材としての耐荷力特性も等断面条件と応力状態が疲労耐久性に及ぼす影響が大きく、床版が支点上で剛と見なせる状態で支持さ鉛直ウエブの場合と異なるため、その影響について評価する必要がある。

れていない場合には床版の支持条件（支点剛性）を設計において適切に考慮する必要がある。

－ 194 －

運搬などの理由で波高、波長を小さくするような場合には、ウエブの横方向剛性が低下し、コ

波形鋼板ウエブ橋の場合には、一般的な鋼Ｉげた橋やコンクリートウエブのPC箱げたと異なり、ンクリート床版に発生する横方向曲げモーメント及び床版の変形を増大させてしまうなどの問題

床版支間と鋼板ウエブの構造（板厚、波形形状、ずれ止め方式）によって床版の支持条件は種々が起こり得るため注意が必要である。

に異なってくる。したがって床版の設計にあたってはその影響を適切に評価し、所要の疲労耐久性が確保できるよう留意する必要がある。

② 構造細目
構造細目についての考え方は、基本的に道路橋示方書に示す考え方を準用することができるが、ウエブとコンクリート床版の接合部構造（ずれ止め構造）が床版に格納されるなど波形鋼板ウエ

例えば、鋼橋において、広幅員床版の鋼少数主げたでは従来の多主げたに比べて相対的に鋼げたと床版の固定度が高くなることから、床版の設計において床版支持条件を剛結と単純支持の両方で考慮して安全側となるように評価する場合もある。

ブPC箱げた橋特有な部位について十分に配慮する必要がある。特に補強方法、施工方法等を考慮して設計に反映しなくてはならない代表的な項目について以下に挙げる。

・耐震性能
断面構成寸法は、通常のコンクリートウエブ PC 箱げた橋と同様に設定できるが、けた支間長に対して・配筋（床版、支点部）

幅員が狭く箱幅が小さい場合には、面外方向の耐震性能の観点から配置鉄筋が過大とならないように箱・ずれ止め構造と及びそれらとの取合い構造

幅を大きくして面外剛性を確保する場合がある。

・床版横締鋼材の配置
・PC鋼材（内ケーブル、外ケーブル）配置及び定着部の構造・形状

・疲労耐久性
波形鋼板ウエブ PC 箱げた橋では、ウエブ鋼板の継手構造やフランジ部との接合、床版との接合

特に、ずれ止め構造との取合いについて、ずれ止め部は、ハンチ付け根部の部材厚が大きくな部、吊りピースなどの構造に溶接を用いており、ウエブはせん断力のみに抵抗するものとして設る部分に収容され、床版直角方向の貫通鉄筋、横締PC鋼材、外ケーブルあるいは内ケーブルの定計されているが、床版付近の上下端では主げた曲げに伴う垂直方向の応力、床版上載荷重作用に着により鋼材配置が煩雑になる部位であるため、それらの取合いを十分に考慮する。例えば、下床伴う面外方向の応力等が作用する。したがって、せん断力とそれらとを組み合わせた作用を考慮

版埋め込み部分の寸法は、ずれ止め構造の格納及び下床版鉄筋の取合い、鋼材の空き、施工性に配し、疲労性状を把握する必要がある。

慮して決定する必要がある。
また、外ケーブル構造とする場合は、ケーブル定着のため上床版のハンチ形状をエッジ形状とする場合がある。図-1.3に定着部形式の例を示す。

【参考資料】
1) 岩崎：波形鋼板ウエブの疲労に関する検討、橋梁と基礎、2002.8

1.1.5断面定数の計算(1)

軸方向剛性の評価②

コンクリート床版と波形鋼板の接合部付近では、軸力、曲げ作用により床版とウエブの剛性の■特徴または特性違いから継手部近傍に局部的に応力が発生することが確認されている。床版との接合部付近では、

波形鋼板ウエブ箱げたPC橋は、ウエブがせん断には抵抗するが主げた軸方向の力に対しほとん
ど抵抗しない構造であることを前提としており、設計計算上、曲げ剛性は上下のコンクリート床

波形鋼板同士の継手構造

継手部に局部的に応力集中する傾向にあるため、極端に桁高の低い形状を採用する場合などでは、個別にその性能の検証が必要となる。
また、けた高が高く部材運搬上制約を受ける等、波形鋼板を水平に分割配置するような場合の版断面のみを有効とする手法で算出される。
■

継手方法については前例が無いため、十分な検証が必要である。

代表的な課題・留意事項
設計される構造において、橋軸方向の曲げモーメント及び軸力に対して波形鋼板は工学的に無視できること（アコーディオン効果）が設計計算の仮定及び許容値等の根拠となるデータの知見③

上下床版と波形鋼板の接合構造
波形鋼板ウエブは、けたの剛性を確保するためにずれ止め構造や波形鋼板を直接上下床版に埋と整合したものであることを確認し、桁全体として平面保持の仮定が成立するとみなせる範囲がめ込むことで合成され、平面保持理論が成立することが設計の前提となっている。従って、継手設計の前提に合致していることの検証が必要である。

構造には必要な剛性が確保され上下床版と一体となって断面剛性が確保されることを検証しなく■主な検証・評価項目てはならない。実績2)で用いられている接合部構造であっても、既往の解析や実験・実測結果、①

波形鋼板形状（板厚、波高、波長、材質）

基本的な条件のもとでの理論解析の結果など、当該橋梁における条件との整合性、適応性につい

波形鋼板同士の継手構造て十分な検討が必要である。

②

・ 局部応力の発生
・ 継手構造③

上下床版と波形鋼板の接合構造【参考資料】など

1)－ 195 －①

複合橋設計施工規準 PC 技術基準シリーズ（社）プレストレストコンクリート技術協会 編、技報堂出版、2005【解説】2) 波形鋼板ウエブPC橋

波形鋼板形状（板厚、波高、波長、材質）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の性能の前提となるアコーディオン効果1)は、波形鋼板の板厚、波高、波長など波形形状に左右され、通常、波形鋼板の形状寸法はアコーディオン効果が検証されている実績の範囲で選定されている事例が多い。
ただし、多く採用されている形状であっても、橋梁設計条件（板厚、材質、加工方法、波高、ウエブ間隔や張り出長、けた高（ウエブ高）、ウエブの傾斜角度）によって波形鋼板ウエブの座屈安定性に影響することから、実績で用いられている範囲の根拠となる実験や解析、理論等の適用範囲や検討対象の当該橋梁における条件との整合性、適用可能性について十分な検討が必要である。
波形ウエブ形状の例として以下表-1.2（その他橋梁については、表-1.3）に示す。
表-1.2

波形ウエブ形状の例

呼び名a × b × C × d ×

波長1600型

430×370×430×220×1600

L
前谷橋

鍋田西高架橋波長1200型

330×270×330×200×1200

本谷橋

中野高架橋

波長1120型

300×260×300×150×1120

銀山御幸橋

波長2000型

512×488×512×150×2000

興津川橋

波長1500型

400×350×400×200×1500

黒部川橋梁

波長1000型

340×160×226×160×1000

鍋田高架橋

波長900 型

250×200×250×150×900

新開橋

中子沢橋

設計実例集、波形鋼板ウエブ合成構造研究会、2006

表-1.3
NO

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

橋梁名

新開橋
銀山御幸橋
本谷橋
鍋田高架橋
前谷橋
中野高架橋（その1）
中野高架橋（その2）
中子沢橋
勝手川橋
鍋田西高架橋
大内山川第二橋
小犬丸川橋
小河内川橋
興津川橋
下田橋
日見橋
白沢橋
黒部川橋梁
栗谷川橋
栗東橋
矢作川橋
安家４号橋
第二上品野橋
白岩橋
温海川橋
遊楽部川橋
門崎橋
鶴巻橋
長井ダム県道11号橋
長谷川橋
千代川橋
豊田東JCTランプ橋
広内第二橋
杉谷川橋

波形ウエブ形状の例

桁高(m)
最小

最大

1.9
2.1
2.0
3.2
3.0
2.0
2.3
2.1
3.0
0.2
3.5
3.5
2.5
3.0
2.5
4.0
2.6
3.3
3.0
4.5
4.0
2.5
3.0
3.0
3.2
3.0
1.5
1.5
5.0
2.5
4.5
3.7
3.7
2.2

1.9
2.1
6.4
3.2
7.5
4.6
4.7
3.2
7.0
7.0
7.0
5.8
7.5
13.0
7.5
4.0
2.6
4.8
6.0
7.5
6.0
3.5
5.0
5.5
3.2
6.5
2.7
2.6
8.9
5.5
8.0
6.5
4.7
5.1

波形ウェブ形状(mm)波形ウェブ厚(mm)

最小

最大

9
8
9
9
9
9
12
8
9
16
9
9
9
16
12
9
9
12
9
9
12
16
12
12
9
12
12
12
12
11
9
9
11
9

－ 196 －

9
12
14
28
16
19
22
12
12
22
22
16
16
16
16
28
12
25
16
22
22
22
22
19
16
16
16
16
12
18
22
16
22
19

a

b

c

d

L

250
300
330
340
430
330
330
300
430
430
430
430
430
512
430
430
300
400
430
430
430
430
430
430
430
430
330
330
430
430
430
430
430
430

200
260
270
160
370
270
270
260
370
370
370
370
370
488
370
370
300
350
370
370
370
370
370
370
370
370
270
270
370
370
370
370
370
370

250
300
330
226
430
330
330
300
430
430
430
430
430
512
430
430
300
400
430
430
430
430
430
430
430
430
330
330
430
430
430
430
430
430

150
150
200
160
220
200
200
150
220
220
220
220
220
150
220
220
170
200
220
220
220
220
220
220
220
220
200
200
220
220
220
220
220
220

900
1120
1200
1000
1600
1200
1200
1120
1600
1600
1600
1600
1600
2000
1600
1600
1200
1500
1600
1600
1600
1600
1600
1600
1600
1600
1200
1200
1600
1600
1600
1600
1600
1600

波形ウェブの形状寸法

(2)ねじり剛性の評価

通常のPC箱げた橋のような閉断面構造では、そりねじりモーメントよりも純ねじりモーメントに■特性よる応力度の方が卓越することから、そりねじりモーメントの影響を無視してよいとしているが、波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブの橋軸方向の剛性及び曲げ剛性が床版に比べ無視できる

波形鋼板ウエブPC箱げた橋のようにウエブ剛性が小さい場合、ねじりモーメントによる主げたのほど小さく、横方向に対する剛性も小さいことから通常のPC箱げた橋では問題にならなかったね

挙動は通常のPC箱げた橋とは大きく異なり、付加的なねじりモーメントによる応力（そりねじり

じりモーメントに対する断面変形の影響が作用する。

モーメント）の影響があると報告されているため、その影響について検証が必要である。

■

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では上下コンクリート床版にひび割れが発生した後の主げた断面挙

代表的な課題・留意事項

動は不明確で、これまで参考にされている技術基準類でも示されておらず、「道路橋示方書・同波形に加工された鋼部材が主部材として用いられているような部材に対しては、道路橋示方書などの従来の技術基準類では規定されていない。また、ねじりモーメントにより断面変形が大き

解説Ⅲコンクリート橋編4.4ねじりモーメントが作用する部材の照査

くなると設計上考慮していない付加的な応力が各部（ウエブ、フランジなど）に作用するなど、の考え方を参照した場合にも、設計として弾性理論の範囲内を前提としている。

平成14年（日本道路協会）」

従来の設計手法や解析理論がそのまま適用できない場合がある。したがって、設計計算に用いている仮定及び許容値などの根拠となるデータ等が知見と整合したものであることを確認し、当該橋梁の条件を適切に評価し所要の性能が満足されるようにする必要がある。

②

断面変形
断面変形の影響が主桁変形挙動に与える影響についての評価手法は、技術基準類で普遍化され■主な検証・評価項目

た手法は確立されておらず、実験やFEM解析などにより検証されていることが多い。断面変形性状①

部材の状態（設計の前提条件）に影響を与える項目としては主に以下の項目（要因）が挙げられるため、それらを考慮した上で・ 付加的な応力（そりねじりモーメント、波形鋼板の座屈）②

検証しなくてはならない。

断面変形への影響－ 197 －

・隔壁の配置間隔及び剛性

・隔壁の配置間隔

・

橋梁条件

・

橋梁条件（斜角、曲率、幅員構成）

・

波形形状・寸法・材質

・

波形形状・寸法・材質

・

傾斜ウエブの影響

・③（斜角、曲率、幅員構成）

架設時の安全性（架設時、完成時）

傾斜ウエブの影響
特に、斜角の大きい斜橋や曲率の大きい曲線橋また広幅員橋などは、ねじりモーメントによる影響が大きくなるため、隔壁の設置間隔を縮めるなど断面変形に対して十分な配慮が必要である。
【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、通常のPC箱げた橋のコンクリートウエブ部分を波形鋼板に置き換えることで、主げた軸方向の剛性が小さくなり主げたに導入されるプレストレスが効率的に上下床【参考資料】

版に導入されていることを意図しているが、横方向剛性がコンクリートウエブに比べ極端に小さい

1) 道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編（平成 14 年 3 月）10.2.4

ことから、ねじりモーメントに対して断面変形を抑制するなど安全性に十分配慮する必要がある。
実績では、波形鋼板ウエブPC箱げた橋のねじり剛性は概ね通常PC箱げた橋の1/4～1/2程度とされているが、その程度は設計しようとする個々の橋梁毎に異なるため、個別の条件に照らし合わせ評
価しなくてはならない。

2) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編(平成 14 年 3 月)4.4

基準で示されている設計手法などは、解析方法が適用できる前提条件として十分な剛性を有する横
げたや隔壁が配置されていることが前提となっていることに注意する必要がある。
したがって、参照しようとする設計手法のもととなっている前提条件と当該橋梁の条件の整合性について確認し、設計の適用可能性について十分な検討が必要である。
①

部材の状態（設計の前提条件）

・付加的な応力の影響（そりねじりモーメント、波形鋼板の座屈）「道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート編4.4ねじりモーメントが作用する部材の照査」では、ねじりモーメントが作用する部

材の照査、日本道路協会
3) 複合橋設計施工基準 Ⅱ 波形ウエブ橋編、プレストレストコンクリート技術協会、技報堂出版
4) 近藤、清水、大浦、服部：波形鋼板ウエブを有する PC 橋

折り曲げられた鋼板を用いた部材に対する検討方法は、道路橋示方書に規定がなく、既往の技術

ねじりモーメントによる応力度、日本道路協会– 新開橋 – 、プレストレストコンク

リート、プレストレストコンクリート技術協会、1995.3
5) 上平、新谷、蝦名、園田：波形鋼板ウエブPC箱桁橋のねじり挙動と隔壁間隔の関係について、プレストレストコンクリート、プレストレストコンクリート技術協会、1999.1

1.1.6

断面力の算定②

構造解析（部材のモデル化）■

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、道路橋示方書をはじめ既往の技術基準やそれらで前提としている設計手法がそのまま適応できない場合、検証しようとする部位や目的によって解析モデルを

特性
波形鋼板ウエブはせん断には抵抗するが、橋軸方向力にはほとんど抵抗しないことを前提とした構造であることから、設計解析上、曲げの照査に対しては上下コンクリート床版断面のみを有効とし、せん断耐荷力の照査には波形鋼板ウエブのみで全てのせん断力に対抗することとして算適切なものとしなくてはならない。
例えば、既往の設計では立体骨組み解析、立体FEM解析、非線形構造解析モデル、一定せん断流
パネル解析などを着目する事象・部材等に応じて適切な検討となるように使い分けている。
設計にあたっては評価目的との関連性を示し、それぞれ適切な設計手法を用いて照査しなけれ出している場合が多い。
■

その他の解析モデル

ばならない。波形鋼板ウエブPC箱げた橋のように大規模な複合構造橋梁構造の設計においては、

代表的な課題・留意事項

構造解析に用いる解析モデルは、波形鋼板ウエブの特性である軸方向応力には抵抗しないが、いたずらに詳細なモデル化を行っても実挙動を精度よく反映できないばかりか、照査に用いる許せん断耐力に対しては寄与する構造であることを前提としているが、実際には、せん断力につい容値や既往の実験結果等の評価基準との関係で、計算結果が必ずしも安全側にならない場合もあても床版が分担していること、床版との接合部付近のウエブ鋼板及び支点部などには局部的な応り、慎重にモデルの選定、モデル化の範囲、モデル化レベルなどを設定する必要がある。

力が集中することがあるため、その影響が構造に悪影響がないか確認し適切な解析モデルを用い既往の設計事例においてそれぞれの解析手法で着目された事象の例を示す。

なくてはならない。
■

主な検証・評価項目

①

有効断面
・

（立体骨組み解析）
・3次元的な挙動が問題となる場合。

・曲げ（立体FEM解析）

せん断②

・床版のせん断分担率、支点部の裏打ちコンクリートの設計や局部応力の検証を行う場合。

その他の解析手法

－ 198 －

・

局部応力の検証・

床版のせん断分担率の検証

・

せん断変形の検証

・

ずれ止めに作用する水平せん断力（非線形構造解析モデル）
・終局荷重作用時の解析で、線形理論によって解析できない場合。
など（一定せん断流パネル解析）
・せん断変形の効果、ずれ止めに作用する水平せん断力、床版のせん断遅れ、そり応力などを【解説】
構造解析に用いる解析モデルは、構造形式、断面構成、断面形状、応力状態などの当該橋梁の設計条件及び当該部材の状態に応じて適切なモデルを設定する必要がある。
①

有効断面
波形鋼板ウエブは、せん断力には抵抗するが軸方向力にはほとんど抵抗しない、上下のコンク
リート床版の曲げ剛性のみを有効としたはり部材としてモデル化している。設計に用いている許
容応力度及び応力度の制限値についても、部材の挙動が弾性範囲内にあることを前提として設定されるのが一般であり、過去の橋梁事例においてもこの条件を前提に設計されるのが通例である。
このようなモデル化と構造特性を前提として設計を行う場合には、当該橋の断面構造・特性がこれらの条件を満足するものとなっていることをあらかじめ検証した上で設計する必要がある。

波形ウエブ箱げた断面図-1.4

軸方向剛性算出断面

せん断変形算出断面（コンクリート上下床版）（波形鋼板ウエブ）

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の線形解析に用いる剛性の算出断面直接求めたい場合。

1.1.7PC鋼材の配置（内ケーブル、外ケーブル）のため定着突起をエッジ部(1)

内ケーブル（定着突起）付近に設置し、局部突起を■特性

横方向の梁で結合するなど局部応力の発生し易い箇所
PC鋼材

十分な剛性を確保するため

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、内ケーブルPC鋼材を端支点横けた、床版端部（施工目地）、定定着突起の配慮が必要である。

着突起に定着する。また、通常であればウエブに定着する鋼材も、床版から突起構造を設けて配置する事例が多い。
■

配置角度変化点，断面変化点

波形鋼板ウエブ接合部近傍

代表的な課題・留意事項

床版

波形ウエブは、軸方向のウエブ剛性が小さいことからプレストレスにより変形し、多くのPC鋼
材を定着突起に配置する場合は、定着突起及びその近傍の床版部材に局部的な応力が発生する。
図-1.5

場合によっては、有害なひび割れの発生や部材の破壊に至る事例もある。したがって内ケーブル

下床版の定着突起の例の配置に関しては、少なくとも以下の項目を評価し安全性を検証しなくてはならない。
・補強方法（補強鉄筋、用心鉄筋）■

主な検証・評価項目

定着部付近の局部応力に対する補強方法の基本的な考え方は、例えば「道路橋示方書・同解説①

定着突起の形状、寸法

Ⅲコンクリート橋編 6章 構造細目 6.6.8 定着具付近の補強 平成14年3月（日本道路協会）」が・応力状態（応力伝達状態、局部応力の有無、定着部背面、床版部材）

参考になる。波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブ剛性が小さく挙動が特有であるため、構造条・補強方法

件（けた高、定着位置、定着本数など）によっては有害なひび割れの発生や部材の破壊も起こり②（補強鉄筋、用心鉄筋）得ることから、発生する応力状態を適切に評価して構造に悪影響を与えないよう補強する必要が周辺部材への影響の考慮の有無ある。

・ウエブ鋼板、床版、溶接部③

構造細目（コンクリートの充填性、かぶり、鋼材のあき、定着具の縁端距離、用心鉄筋の配置など）－ 199 －

・床版定着（接合部（ずれ止め構造）との取り合い、床版鉄筋との取り合い・施工性への配慮②

周辺部材への影響の考慮の有無（ウエブ鋼板、床版、溶接部）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブ剛性が小さいためケーブルの定着位置及び定着構造によなど）っては、支圧、割裂、背面引張などの局部応力や、ウエブ鋼板及び床版とウエブの接合部に局部（PCケーブル組立（挿入・組立・緊張））的な曲げやせん断力が作用することが指摘されている。
【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブ剛性が小さいことから橋軸方向のプレストレスが効率的に
上下フランジに導入されることを意図している。ウエブにケーブル定着ができないことから配置さ

③

構造細目

・床版定着（接合部（ずれ止め構造）との取り合い、床版鉄筋との取り合いなど）れる箇所が制限される。さらに、ウエブが軸方向力に抵抗しないため、プレストレスによる緊張力

定着突起、偏向部は一般に配筋、ケーブルの定着により施工が煩雑となり易い部位である。そが定着部付近の部材（床版、定着突起、波形鋼板）に過度に負担を与え、場合によっては有害なひのため、コンクリートの充填性、かぶり、鋼材・シースのあき、定着具の縁端距離、用心鉄筋のび割れの発生や、部材が破壊する可能性もある。そのため、当該橋の設計条件に応じて適切にその配置など、道路橋示方書で示している規定を満足しているか、施工性に配慮されているか照査す

影響を評価し、設計に考慮することが必要である。

る必要がある。

なお定着部近傍の応力状態は、当該橋梁の条件（けた高、波形形状、床版厚、定着位置及び形状など）によって相違するため、その影響を考慮して個々に安全性を検討する必要がある。
そのため局部応力については、立体FEM解析を用いて十分慎重に検討されている事例が多い。
①

定着突起の形状、寸法、配置位置

・応力状態（応力伝達状態、局部応力の有無、定着部背面、床版部材）
通常のPC箱げた橋であれは、コンクリートウエブと上下床版で共同してプレストレスを支持することができるが、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の場合、上下のコンクリート床版でしか支持されておらず、ケーブル緊張力が定着部を介して桁全体に伝達される機構が異なる。また、作用する
プレストレスにより部材に発生する局部応力は大きくなる傾向にある。
特に下床版は部材厚が薄くなっている場合が多く、下床版突起で定着する場合には、応力緩和

特に、床版に配置されるPC鋼材は、部材厚が大きい床版付け根部付近に配置されることが多く、ずれ止め構造や溶接部に近接することから設計で想定していない応力が発生することが考えられ、その影響を評価して設計に反映させなければならない。
・施工性への配慮（PCケーブル組立（挿入・組立・緊張））
けた端部・箱げた内・床版施工継目部で行うPCケーブルの組立（挿入・組立・緊張）作業は、
安全かつ確実にプレストレスが導入できるよう、その作業性、安全性に配慮したケーブル配置を行う必要がある。
内ケーブルは、通常のPC箱げたと同様な組立・挿入方法であるが、緊張作業中に緊張ジャッキ
が波形鋼板に干渉するなど、波形鋼板ウエブとの接合部構造や鋼板フランジ部との取り合いに注意する必要がある。

(2)外ケーブル（定着突起、偏向部）

通常のPC箱げた橋よりも大きくなる傾向があるため、部材に悪影響を及ぼさないか検証しておく■

特性必要がある。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、PC鋼材がウエブに配置できないため外ケーブル構造（全外ケーブル構造、内外併用ケーブル構造）を採用することが多い。また、コンクリートウエブのPC箱げ・横方向剛性への配慮（偏向部、中間隔壁）た橋と比べウエブ剛性が小さいことから、緊張力に対する応力伝達機構が異なり、鋼材定着によ横げた及び隔壁（偏向部、中間隔壁）は、断面形状の保持や断面変形を拘束するために重要なる定着背面及び周辺部材（上下床版、ウエブ鋼板）に局部応力が発生するなど部材への負担が大部材である。また、定着部及び偏向部は横方向剛性、ねじり剛性にも寄与するため、主げた全体

きくなる傾向にある。

への影響に対しても配慮しなければならない。

■

代表的な課題・留意事項外ケーブルPC鋼材は支点横げた部、定着突起及び中間隔壁に定着される。波形鋼板ウエブPC箱②

周辺部材への影響の考慮の有無（ウエブ鋼板、ずれ止め構造、床版、溶接部）

げた橋は、ウエブ剛性が通常のPC箱げたと比較して小さいことから、PCケーブル定着部及び周辺

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブ剛性が小さいためケーブルの定着位置及び定着構造によ部材（床版、ウエブ鋼板）に作用する応力が構造に悪影響（有害なひび割れや圧壊など）を及ぼっては、支圧、割裂、背面引張などの局部応力や、ウエブ鋼板及び床版とウエブの接合部に局部すことが懸念される。そのため、その影響を適切に評価して安全性を検証しなくてはならない。

的な曲げやせん断力が作用することが指摘されている。ウエブ鋼板とフランジプレートに溶接を基本的な課題・留意事項の考え方は前述の内ケーブルの場合と同様であるが、外ケーブル構造用いているような場合は、溶接部の設計においてこれらの局部応力も考慮に入れる必要がある。

の場合、鋼材一本あたりの導入張力が大きくなり、部材に与えるプレストレスの影響が大きくなることに注意が必要である。

③

構造細目

・コンクリートの充填性、かぶり、鋼材のあき、定着具の縁端距離、用心鉄筋の配置■

主な検証・評価項目①

定着部、偏向部の形状、ケーブル配置及び部材寸法
・応力状態（応力伝達、局部応力の有無、定着部背面、偏向部の腹圧力など）

定着突起や偏向部の施工は、一般に配筋、ケーブルの定着により施工が煩雑となり易い部位である。そのため、コンクリートの充填性、かぶり、鋼材・シースのあき、定着具の縁端距離、用
心鉄筋の配置などに注意する必要がある。

・横方向剛性への配慮（偏向部、中間隔壁）－ 200 －②

周辺部材への影響の考慮の有無
・ウエブ鋼板、ずれ止め構造、床版、溶接部③

構造細目
・コンクリートの充填性、かぶり、鋼材のあき、定着具の縁端距離、用心鉄筋の配置

・施工性への配慮（PC ケーブル組立（挿入・組立・緊張））内ケーブルに比べ 1 本当たりのプレストレス量が大きくなる外ケーブルの緊張作業には、ケーブル組立作業に用いる設備やプレストレス導入に用いるジャッキ等の使用機材も大型となることから、作業性に十分配慮して鋼材配置を検討する必要がある。

・施工性への配慮（PCケーブル組立（挿入・組立・緊張））【参考資料】【解説】外ケーブルに関する課題・留意事項の考え方は、基本的には前述の内ケーブルの場合と同様な点

1) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編（平成 14 年 3 月）6.6.7

PC 鋼材の定着、日本道路協会に配慮する必要がある。外ケーブル構造の場合、鋼材一本あたりの導入張力が大きく、定着具自体

2) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編（平成 14 年 3 月）6 章

も大きくなる場合が多いため、プレストレスが部材に与える影響は大きい。そのため局部応力につ3) 外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設計施工基準（案）、プレストレストコンクリー

いては、立体FEM解析を用いて十分慎重に検討されている事例が多い。
応力状態は、当該橋梁の条件（けた高、波形形状、床版厚、定着位置及び形状など）によって相違するため、その影響を考慮して部材に対する安全性を個々に検討する必要がある。
①

定着部、偏向部の形状、配置及び部材寸法

・応力状態（応力伝達、局部応力の有無、定着部背面、偏向部の腹圧力など）
外ケーブル構造の基本的な考え方は、ウエブ及び床版内にPC鋼材を配置せず、外ケーブルの張力や偏向力を格点構造（支点横桁、偏向部）によって主げたに円滑に伝達する構造である。
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブの軸方向剛性がコンクリートウエブを有する通常のPC箱
げた橋に比べ極端に小さく、格点構造（定着部、偏向部）とウエブの拘束条件（ウエブによる支持条件）が相違するため、部材の応力状態は相違する。コンクリート部材に発生する応力状態は

構造細目、日本道路協会

ト技術協会
4) 十河、尾崎、原、廣瀬、永元：小犬丸川橋の施工技術と施工管理、橋梁と基礎、2002.12など

1.1.8■

プレストレスの計算

1.1.9

特性
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブが軸方向力に抵抗しないことでプレストレスを効率的にせん断に対する安全性■

特性

上下コンクリート床版に導入することを意図した構造である。
■

代表的な課題・留意事項

せん断力に対する検討(1)

波形鋼板ウエブPC箱げた橋のせん断耐荷力の照査では、全てのせん断力を波形鋼板ウエブで抵抗することとした手法で設計される場合が多い。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋と全断面コンクリートで形成される一般的なPC箱げた橋では、ウエ■ブ挙動の相違からプレストレス力による応力伝達機構・分布性状が異なる。したがって、当該橋の構造条件に応じて適切にその影響を確認し、設計で考慮しなくてはならない。

代表的な課題・留意事項
主げたに作用しているせん断力に対しては、実際はウエブだけでなくコンクリート床版も負担しており、その分担率については設計される橋梁毎に異なることが報告されている。したがって、当該橋の構造条件に照らし合わせ設計手法の妥当性及び各部（ウエブ、継手部、接合部）の安全■主な検証・評価項目①

プレストレス分布性状に影響を与える要因性を検証しなくてはならない。

・鋼材種別（内ケーブル、外ケーブル、定着位置、定着方法、プレストレス量）■

主な検証・評価項目

・定着部構造（形状、寸法、構造）①

波形鋼板ウエブの形状、寸法、材質

・断面構成（張出床版長、床版支間）②

波形鋼板のせん断抵抗機構（せん断座屈モード）

・波形形状・寸法③・主げた支持条件（支承条件）など

床版のせん断力分担率
・各部材への影響（床版、コンクリートウエッジ部）

【解説】

【解説】

－ 201 －

波形ウエブ橋は、コンクリートウエブ橋に比べウエブ剛性の違いから上下床版へのプレストレス

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計では、せん断剛性は波形鋼板ウエブのみを有効として算出し、の影響が通常のコンクリートウエブ橋と異なることから、設計で想定するプレストレス力が適切に全てのせん断力を負担するものとしている場合が多いが、実際はコンクリート床版がせん断力の一

主げたに導入されているか検証しなければならない。

部を負担しており、既往の実績ではそれを考慮した設計手法も報告されている。しかし、それらの既往の関連資料では、通常の箱げたと同程度のプレストレスの分布となることが報告されているものもあるが、プレストレスの分布については、種々の構造条件に影響する。プレストレスの分布

知見については道路橋示方書などの技術基準類で普遍化された手法は確立されていないため、個別に十分な検証を行うことが必要である。

性状に影響を与える要因の代表的な項目を以下に示す。
①
・鋼材種別（内ケーブル、外ケーブル、定着位置、定着方法、プレストレス量）

波形鋼板ウエブの形状、寸法、材質
波形鋼板ウエブの形状、寸法及び材質は、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の基本的な耐荷力と密接・定着部構造（形状、寸法、構造）に関係している。例えば、溶接サイズやスタッド溶植に対して波形鋼板の板厚が薄い場合には、・断面構成（張出床版長、床版支間）

波形鋼板の面外はらみだしが大きくなり、溶接継手部の疲労強度ばかりか静的強度も著しく低下

・波形形状・寸法・主げた支持条件（支承条件）するなどの問題が発生する。したがって、波形鋼板の形状、寸法、材質の選定にあたっては、せなど

ん断耐荷力の照査に加え、曲げ加工方法、継手構造、接合部構造、溶接方法と品質との関連性を示し、要求される性能を確実に発揮できることを検証しなくてはならない。

当該橋の構造に応じて適切に評価し、設計で考慮することが必要である。
【参考資料】
1) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編、日本道路協会、平成14年3月
2) 波形鋼板ウエブ橋に関するQ＆A、波形鋼板ウエブ合成構造研究会、平成14年6月②

波形鋼板のせん断抵抗機構（せん断座屈モード）
波形鋼板ウエブがせん断座屈すると橋梁としての機能が失われ、橋梁全体の安全性に悪影響を及ぼす。
折り曲げられた鋼板は、平鋼板と異なり座屈後の強度（耐力）が小さく、せん断座屈後は急激に耐力が低下する傾向があるなど、その耐荷力機構（例えば、局部座屈：波形鋼板を折り目間で独立した一枚の鋼板としたときの座屈現象、全体座屈：上下床版のコンクリート床版間で波形鋼板全体が座屈する現象、連成座屈：前述両者の複合作用）については明確になっていない。そのため、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計に用いられるせん断抵抗機構に関する手法は、関連する

技術基準に依っている場合が多いが、設計で参照しようとする基準類に示される手法の根拠とな(2)

継手部の照査る実験、解析、理論等の適用範囲が、検討対象となっている当該橋梁の部材の応力状態や部材寸■特性法といった条件と一致することはほとんどないため、当該橋の設計にあたっては、採用しようとウエブ鋼板の継手構造は、分割された波形鋼板同士を連結する重要な部材であり、ウエブの軸する設計手法が妥当であるかを確認し、条件の相違を適切に考慮して妥当性の検証を行う必要が方向の力に対して抵抗しない特性を妨げず、期待するせん断耐荷力を有する部位である。

ある。

■

代表的な課題・留意事項
継手構造には、波形鋼板ウエブの性能（軸力伝達、せん断耐力、耐久性）を所有していることを検証する必要がある。また、継手部の上下端近傍には、床版との剛性の相違によって応力が集中するため、溶接を用いている場合などはその影響を検証し、設計で考慮しなくてはならない。
■

主な検証・評価項目
継手部の検証に関わる代表的な項目は以下のようなものがある。

①

図-1.6

せん断座屈モードの概念図②

継手構造の選定（溶接継手、ボルト継手）
・ウエブ特性（軸力伝達、せん断耐荷力）

・

疲労耐久性

・

細部構造（スカラップ形状）

・

防せい防食手法（局部応力、溶接品質、疲労設計）

継手位置

【解説】
③

床版のせん断力分担率

波形鋼板ウエブの継手には、鋼橋として一般的な溶接継手及び高力ボルト継手が実績として多く－ 202 －

波形鋼板ウエブが主げた断面に発生する全せん断力を負担するものとして設計を行っているが、採用されている。溶接継手としては、突き合わせ溶接あるいは重ねすみ肉溶接が多く、高力ボルト

実際はコンクリート床版がせん断力の一部を負担しており、その程度は2～3割となる場合が多い。

継手としては、波形鋼板ウエブにせん断が卓越する部材であることから、トルシア形高力ボルトにその影響により床版、継手構造、接合部構造、スタッドなど各部に設計で想定していない応力がよる一面摩擦接合が用いられている。

作用しないか検討し、設計の妥当性を検証しなくてはならない。

【参考資料】
1) 波形鋼板ウエブを用いた PC 橋設計施工書（案）、（財）高速道路調査会、平成 17 年 6 月
2) 複合橋設計施工基準、プレストレストコンクリート技術協会、2005 年 11 月
3) 山口、池田：波形鋼板をウェブに用いた複合プレストレストコンクリート桁の力学的挙動に関する研究、コンクリート工学論文集 第8巻第1号、1997.1

図-1.7

継手構造の例

4) 鈴木、上東、永元：波形鋼板ウエブ橋のせん断座屈挙動に関する実験的研究、第 12 回プレスト
レスコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンクリート技術協会、①

継手構造の選定（溶接継手、ボルト継手）

2003.10

・

ウエブ特性（軸力伝達、せん断耐力）など

継手構造は、波形鋼板ウエブ同様、軸力に対して応力伝達を妨げないこと、せん断力に対して十分な耐力を有していることが必要である。
ウエブは、けたの剛性を確保するために上下コンクリート床版と剛結されるが、ウエブの上下端付近ではコンクリートの挙動に追随するため、剛性の相違から局部応力が発生する。また、活荷重の載荷によっても橋軸直角方向に変位を生じるような応力が負荷されることから、その影響について適切に評価し設計で考慮することが必要である。

・

疲労耐久性、細部構造(3)支点部付近の補強

鋼板の継目部に溶接（波形鋼板同士、波形鋼板と上下フランジ）を用いる場合には、継手形式■

特性（継手構造、溶接方法、スカラップ形状）に応じて活荷重の影響を考慮した疲労耐久性の照査が必要である。

主げたの支点部付近は、作用するせん断力が卓越し複雑な応力状態となるため、波形鋼板の座屈防止や局部応力の発生を抑えるため裏打ちコンクリートを施工するなど補強が必要となる場合

溶接の品質に関する事項は、「道路橋示方書Ⅱ 17.4 溶接」の考え方が基本的に準用できる。
これらの検討にあたっては、発生する応力状態は、部材寸法や架設方法など設計しようとする当が多い。
■

該橋梁毎に異なるため、その影響を適切に考慮しなくてはならない。
スカラップ形状によって局部応力の発生の程度は相違することから、形状寸法の選定に際しては注意が必要である。
・

断面コンクリートで形成される通常のPC箱げた橋とは大きく異なるため、支点部の設計に当たっては当該橋の条件に応じて適切な手法により安全であることを検証しなくてはならない。

防せい防食手法■

継手部の防せいは現場で塗装が施工される。塗装の品質に関する事項は「道路橋示方書Ⅱ 17.10
防せい防食」の考え方が準用できる。

主な検証・評価項目
支点部付近の設計にあたり、検証すべき主な項目を以下に示す。

①

継手構造や形状、施工時期、施工環境条件、検査方法、検査基準など十分な検討を行い、所定の品質が確保できるようにしなければならない。
ボルト接合の場合、床版付近に埋め込まれたボルトは腐食の可能性が高いため、防せいに配慮する必要がある。
②②

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、主げたの支点部付近における応力状態やその力学的挙動が全応力状態に関する事項
・

応力伝達機構・

床版の付加曲げ作用（支承部への応力伝達、地震時挙動）・せん断分担率（波形鋼板ウエブ座屈、コンクリート補強、床版）

・架設時の安全性

支点部補強構造

継手位置

・補強方法（補強部材寸法、配筋、施工条件）

継手断面は構造上弱点となり得るため、せん断力の厳しい断面に継手を設けるのは極力避ける

・補強コンクリートとの合成の方法、程度（ずれ止め構造）－ 203 －

必要がある。けた高が高い場合でも、継手を水平に設け配置する手法はこれまでに検証されてい
ない。

【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブが剛性の小さい鋼板で形成されているため、ねじり剛性や横方向剛性が小さく、地震力など支承部への応力伝達機構やけた断面内の応力分担が通常のPC箱げ【参考資料】
1) 道路橋示方書・同解説

た橋と異なる。そのため、せん断力が卓越し、応力状態が複雑になりやすいため、波形鋼板ウエブ
Ⅱ鋼橋編、日本道路協会、平成14年3月の裏側にコンクリートを施し補強することが多い。しかし、その力学的挙動、耐荷機構、効果につ

2) 水口、大浦、芦塚、滝ら：本谷橋の設計と施工、橋梁と基礎、1998．9

いて詳細な実験・研究データが少なく、道路橋示方書などの技術基準で普遍化された手法は確立さ

3) 岩崎：波形鋼板ウエブの疲労に関する検討、橋梁と基礎、2002．8

れていない。また、当該橋の橋梁構造毎に応力状態、影響の程度が異なるため、設計照査すべき項
目、設計手法など橋梁の条件に応じて適切に評価する必要がある。
①

応力状態に関する事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の支点部はその応力状態を十分評価して適切に補強しなくてはならない。このとき、各部（波形鋼板ウエブ、床版、補強部位（裏打ちコンクリート）の応力状態、
部材寸法、架設方法は、個々の橋梁の条件毎に異なることから、その安全性の検証を行う必要があることに注意する。
支点部付近の応力状態に関連して注意すべき代表的な項目を以下に挙げる。

・

応力伝達機構荷重の支承部への伝達機構や地震の影響が通常のPC箱げたとは異なることが考えられるため、その影響について検証する必要がある。

・

床版の付加曲げ作用、せん断分担率（波形鋼板ウエブ座屈、コンクリート補強、床版）

1.1.10波形鋼板ウエブは横方向剛性が小さいことから応力状態、照査する状態（地震荷重作用時、終■接合部（ずれ止め構造）

特性

局状態、活荷重による偏載荷状態）によっては、各部（床版、ウエブ鋼板）に付加的な応力が発波形鋼板ウエブとコンクリート床版の接合部は最も重要な部位であり、ずれ止め構造により生することや、平面保持の前提条件が成立しない場合があることが指摘されているため、それら

剛結することで主げたが合成断面として一体化し、その性能を発揮する。

が構造に悪影響を及ぼさないか検証する必要がある。

■

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブとコンクリート床版が主げたとして機能するためには、ウエブと上下床版が一・架設時の安全性体となって断面剛性を確保していることが主げたの耐荷力機構の前提となっている。したがって、架設方法、架設手順の違いによっても支点部付近に発生する応力状態は相違するため、各段階設計にあたっては、採用しようとする接合部構造が所要の剛性、耐荷力、耐久性などの性能を確においてその安全性を検証する必要がある。
②

支点部補強構造保しているか検証する必要がある。
■

波形鋼板ウエブの支点部付近では、波形鋼板の座屈防止や床版に対する付加曲げ応力を発生させないよう補強により対処している事例が多い。

①

留意すべき代表的な留意点を以下に挙げる。
・

補強方法（補強部材寸法、配筋、施工条件）

主な検証・評価項目
検証すべき代表的な項目を以下に示す。

②

補強コンクリートを施工する場合、その部材寸法によっては、外ケーブル構造との取合いや自ずれ止め構造の機能・作用力の伝達・

ウエブと床版の合成の方法・程度

耐荷力性能
・

重増など主げた構造全体に影響する事も考えられる。

・③・－ 204 －

・

波形鋼板と補強（裏打ち）コンクリートは合成部材として設計されていることが多く、その合・④

水平せん断力鋼材の影響
溶接部
傾斜ウエブの影響⑤【参考資料】

床版作用
疲労耐久性

補強コンクリートとの合成の方法、程度成の方法、程度と耐荷力の関係などを検証することが必要である。

（活荷重の影響）

施工性への配慮
・鋼材の取合い（貫通鉄筋、床版配筋、PC鋼材（横締めケーブル、定着具））

・

コンクリート充填

1) 川邊、忽那、安里、冨田：波形ウエブ橋における裏打ちコンクリートの力学的挙動、プレストレ
ストコンクリート・シンポジウム論文集、2004【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計では、橋軸方向の曲げ及び軸力に対してはコンクリート部材のみが抵抗し、せん断力に対しては波形鋼板ウエブが耐荷力に寄与している。接合部構造はその異なる性状・剛性の部材を接合し、主桁断面として一体化した合成効果を確実に発揮できる性能を有する必要がある。これまで個々の検討によりいくつかの接合部構造が開発されており、その代表的な事例を以下に記載する。波形鋼板ウエブ橋PC箱げた橋のウエブ鋼板と床版の剛結に用いるずれ止め構造のうち、波形鋼板を直接コンクリートで被覆する埋込み接合は、波形鋼板ウエブPC
箱桁橋特有な接合構造であり、また、スタッドについても波形鋼板特有の挙動により、鋼橋（I桁断面）で用いられる一般の設計手法の適用範囲にはないことに注意が必要である。そのため、既往の解析や実験結果を参考にしようとする場合には、知見と当該橋梁の構造条件との関係を明確にした上で、適切に許容値等を設定する必要がある。

⑤

施工性への配慮
接合部構造は床版に格納され波形鋼板ウエブに貫通鉄筋を配置することで構造としての機能を確保するなど、床版の配筋、PC鋼材、定着具との取合いが煩雑となる。そのためコンクリートの充填性など、接合部構造の施工性が確保されているか十分配慮しなくてはならない。

【参考資料】
1) 阿田、町田、溝江、落合：波形鋼板ウエブPC橋の梁試験体を用いた静的載荷・疲労試験、第101)頭付きスタッド

2)アングルジベル

3)孔あき鋼板ジベル

4)埋込ウエブジベル

回プレストレスコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンクリート技術協会、2000.10
2) 鈴木、上東、永元：波形鋼板ウエブ橋のせん断座屈挙動に関する実験的研究、第12回プレストレ

図-1.7

波形鋼板ウエブ橋のずれ止め構造の例

スコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンクリート技術協会、
2003.103) 角谷、池田：長支間を有する波形鋼板ウエブPC橋の波形鋼板とコンクリート床版の新しい接合構①

ずれ止め構造の機能造について、プレストレストコンクリート

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブと上下床版が一体となって合成されることが主げた耐荷

2003

力機構の前提となっている。作用力の伝達、ウエブと床版の合成の方法や程度によっては、設計で前提としている平面保持の仮定が成立しない事も考えられる。したがって、設計上必要な剛性が確保されていること、及びウエブと上下コンクリート床版が合成される構造となっていることを照査する必要がある。

－ 205 －②

耐荷力性能
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、通常の鋼プレートガーダー橋のウエブよりも橋軸直角方向の剛性が高いため、波形鋼板とコンクリート床版の接合部も剛であれば、床版に輪荷重等が作用した
場合、接合部には比較的大きな橋軸直角方向の曲げモーメントが発生する。したがって接合部では、橋軸方向の水平せん断力に加え、橋軸直角方向の曲げに対しても所要の性能を確保していることを検証する必要がある。ずれ止めの設計耐力の算定方法は、ずれ止め構造の種類毎に実験等に基づいて強度評価式が提案され、研究が進められているものの、系統的な評価方法の確立にまでは至っていない。したがって、継手部の耐荷力性能の根拠となった知見（解析、実験データ、
実験方法など）と当該橋梁の条件を確認し、その適合性を検証しなくてはならない。

③

疲労耐久性
コンクリート床版と波形鋼板ウエブの接合部、特にフランジプレートによって軸力が拘束されている場合、局部的に応力が集中することが懸念される。また上床版については、床版のたわみ変形に対しての抵抗機構から、面外の交互曲げ作用により引張と圧縮の交番応力が発生するため、溶接を用いている部分の疲労耐久性について検証を行う必要がある。

④

傾斜ウエブの影響
傾斜ウエブとした場合、その程度、寸法、構造条件（幅員構成、施工方法など）により接合部の細部構造（溶接、フランジ付根など）に発生する応力が直ウエブの場合と相違するため、個々の橋梁の条件に照らし合わせその影響について検証を行う必要がある。

Vol45．No.3、プレストレストコンクリート技術協会、

1.1.11■

上床版の設計1.1.12特性
上床版の設計においては、波形鋼板ウエブに支持された床版であることを考慮し、波形鋼板の

その他

(1)

下床版角折れ部■

特性

接合構造、横方向剛性を考慮して床版の設計曲げモーメントを割り増して設計する事例が多い。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、波形鋼板製作コスト、経済性及び施工性の観点から、等けた■

高区間を長くすることがあるため、断面変化を直線的な角折れにより対処する場合がある。

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブの形状や床版との接合構造によって床版の結合条件、ウエブの横方向剛性が通■代表的な課題・留意事項

常のコンクリートに支持された床版と相違するため、その相違点を考慮した設計を行い、床版構

けた高変化の角折れ部では、主げた断面が急変することにより下床版に応力が集中するため、造に要求される性能を満足することを検証する必要がある。

その影響を適切に評価し安全性を検証しなければならない。

■

主な検証・評価項目■①

設計手法の妥当性

①

②

・

ウエブ剛性

・
・

（床版支間、波形鋼板形状、接合部構造）

主な検証・評価項目
断面変化（角折れ部）対策
・

隔壁リブ配置

支持条件（支点条件（ずれ止め構造）、ウエブ剛性）

・

断面変化の方法（曲線形状）

安全余裕の見込み

・

下床版内ケーブル配置（腹圧力の影響）

疲労耐久性
・

応力状態

・

変形性状

【解説】
けた高が直線的に角折れ変化する場合、変化点の下床版に配置されるプレストレス、断面変化の急変に伴う応力集中により床版にひび割れが発生する場合がある。したがって、断面変化による応力集中に対しては、適切に評価しその安全性について検証する必要がある。

【解説】

断面変化（角折れ部）における応力集中を緩和するための対策事例について以下に挙げる。

道路橋示方書では、床版構造に関連する規定の多くが経験的に定められていることから、みなし－ 206 －

適合仕様として示された床版設計の解析手法、算出式（設計曲げモーメント式）などの適応にあたっては、その前提条件の相違を考慮し道路橋示方書の基準で見込んでいる安全余裕が同等にあるか①など、その影響を適切に考慮して妥当性の検証を行わなければならない。

・

断面変化（角折れ部）対策
隔壁リブ配置主げた断面の角折れ部に、隔壁を設けて断面剛性を確保する。

①

・

設計手法の妥当性る傾向にあり、T活荷重による横方向曲げモーメントの算出方法として、道路橋示方書に規定する値より割り増して（連続版の設計曲げモーメント：単純版の80％（道路橋示方書）→単純版の90％）設計する事例が多い。しかしその影響は、床版支間、波形鋼板形状（波長、材質、寸法、板

断面変化の方法（曲線形状）
断面変化を曲線形状として、断面変化点の応力集中を緩和する。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの横方向剛性が小さいことから床版の変形が大きくな
・

下床版内ケーブル配置（腹圧力の影響）
下床版、内ケーブルの鋼材配置が一箇所に集中することがないようにし、なるべく部材厚（ケーブルシースまでのかぶり厚）が大きい部位に配置する等の配慮を行う。

厚）、接合部構造による合成の程度などにより異なるため、参照しようとする設計手法の知見のもととなった解析及び実験データと当該橋梁の構造条件との関係を確認し、設計手法の適応性について十分に検討する必要がある。

なお「道路橋示方書Ⅲ10.5 構造細目」に示しているように、角折れ部でなくても下床版鋼材配置の量、下床版部材厚によっては腹圧力の影響によりひび割れが入ることが懸念されるため、設計の段階でその安全性を検証しなくてはならない。

②

疲労耐久性
床版構造では、応力状態、変形性状が疲労耐久性に及ぼす影響が大きい。波形鋼板ウエブの横方向剛性が小さいことが、床版の発生応力及び変形を大きくするため、床版の設計にあたってはその影響を適切に評価し、所要の疲労耐久性が確保されるよう設計する必要がある。

【参考資料】
1) 水口、大浦、芦塚、滝ら
橋

橋梁と基礎

1998．2

本谷橋の設計と施工-張出し架設工法による波形鋼板ウエブPC箱げた【参考資料】
1) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編（10.5 構造細目 図-解 10.5.3 桁高の変化による偏向力）、日本道路協会、平成 14 年 3 月

(2)温度応力によるひび割れ対策(3)

波形鋼板への付加物の取付け・マンホールの設置

■

特性

■

特性

波形鋼板ウエブとコンクリート床版の埋め込み接合部付近では、打設後のコンクリート温度が排水管や吊り足場等を設置するため、波形鋼板に金具の溶接や貫通孔を設ける場合がある。

水和熱により上昇する際、熱伝導率の相違からコンクリートの熱を吸収することが考えられる。

■■

付加物の取付けにおいて、波形鋼板ウエブの断面欠損（貫通孔）や金具の溶接を伴う場合、波代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の主要となる構造（接合部構造、床版）にひび割れが発生した場合、代表的な課題・留意事項

形鋼板ウエブに要求される性能に悪影響を及ぼさないか検証しなくてはならない。

主げた全体として設計の前提としている断面剛性、耐荷力、耐久性に悪影響が生じるため、慎重に検討する必要がある。

■

主な検証・評価項目①■

主な検証・評価項目

温度応力によるひび割れについて検証すべき主な部位、項目を以下に示す。
①

温度応力ひび割れへの配慮

ウエブ鋼板の貫通孔・・②

開口部の補強方法
設置位置、寸法の影響
金具の溶接

・

横げた部（柱頭部、端支点横桁部）

・・

ウエブと床版接合部付近

・

溶接方法

・

施工方法（架設工法、材料、養生）・取付け位置への配慮（曲げ加工部）【解説】
セメントの水和熱に起因する温度応力の要因については、「道路橋示方書Ⅲ 19.6 コンクリート
工（8）マスコンクリート」に解説されており、代表的な部位としては柱頭部、端支点横桁部が該当する。

－ 207 －

また、波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、打設後のコンクリート温度が水和熱により上昇する際、熱伝導率の大きな波形鋼板がコンクリートの熱を吸収することで、波形鋼板と接する周辺のコンク
リート温度が低下することが考えられる。コンクリート内に温度差が生じると温度応力が発生し、ひび割れが生じることが懸念される。
特に、下床版の接合部付近に関しては、ひび割れが発生した場合水分の浸透により鉄筋や波形鋼板等の腐食につながるため、ひび割れに対しては十分な検討を行う必要がある。

疲労設計

【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の計画において付帯設備を設置するために、やむをえずウエブ鋼板に開口を設けたり、設計では考慮していない付属金具（施工時に用いる金具、つり足場用吊金具など）を溶接により取り付ける際は、それが波形鋼板ウエブの品質に悪影響を及ぼさないか検討し、必要であれば補強を行わなければならない。
① ウエブ鋼板の貫通孔
波形鋼板ウエブ橋の計画において、排水管等を波形鋼板ウエブを貫通させて箱桁内部に配置するために、ウエブ鋼板を切り欠き貫通孔を設けることがあるが、ウエブのせん断座屈耐力や疲労耐久性を低下させることから極力避けるのが望ましい。やむを得ず波形鋼板に孔をあける場合は、活荷重や施工時荷重など、各段階における応力状態を十分に考慮して安全性を検討しなくてはならない。

【参考資料】
1) 梅田、亀田、中沢、阿田、西澤：北陸新幹線黒部川橋梁の設計・施工、プレストレストコンクリ
ート、2003.3

設置位置、開口寸法、個別の架設条件によって応力状態は相違するため、FEM解析などにより検討している事例が報告されている。
② 金具の溶接施工時の波形鋼板ウエブまたは型枠の固定や維持管理段階で使用する足場設置のために、ウエブ鋼板に金具を溶接により取り付ける場合がある。その際、溶接方法、サイズによっては残留ひずみが発生するなど波形鋼板の品質に悪影響を与えるため、曲げ加工部など弱点となるような箇
所に溶接を避けるなど、慎重に検討する必要がある。
また、主部材に取付けられる溶接継手については、本体部材として疲労設計を行い、疲労耐久性が満足されるようにしなくてはならない。

(4)

衝撃係数

1.1.13■特性■

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計実績では、PC橋の衝撃係数を用いている場合が多い。
■

耐震設計

特性
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の地震時の挙動は、ウエブの剛性が小さいため通常の全断面コンク

代表的な課題・留意事項

リートウエブの箱げた橋と相違する。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、曲げ剛性に寄与するコンクリート部材が上下のコンクリート床■版のみであり通常のPC箱げた橋に比べ曲げ剛性が小さいため、衝撃係数は構造特性に留意し適切

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブにせん断座屈が生じた場合、構造物の機能が失われるため、要求される耐震性な値を用いなくてはならない。

能を満足しているか検証しなければならない。

■

主な検証・評価項目■

主な検証・評価項目①

衝撃係数に関わる要因①

地震時の挙動の検証

・支間長・

安全性の検証（せん断座屈、上部工の塑性化）

・構造特性（曲げ剛性、たわみ性状）・面外方向地震力の耐震性能

・死荷重と活荷重の比

など
【解説】

【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の設計では、一般にはPC橋の値を用いている実績が多い。中規模橋梁の径間部において、PC橋の衝撃係数よりも小さい値を示した実験結果も報告されているが、実際に本橋梁形式について検討されている研究は少ない。また既往の研究においても、波形鋼板ウエブPC

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の耐震設計の考え方は、基本的に「道路橋示方書Ⅴ」に準拠するものとするが、ウエブに波形鋼板を使用していることから通常のコンクリートウエブと比較して曲げ剛性、面外方向の剛性が小さいため、地震時には通常の箱げた橋と異なる挙動を示す。したがって、設計にあたってはその影響を考慮して設計する必要がある。

箱げた橋は、PC橋よりも鋼橋に近い衝撃係数であること、短径間長においては道路橋示方書の値より若干大きな値を示している点から、設計しようとする当該橋梁の条件を考慮して適切な衝撃係数－ 208 －

を用いているか検証する必要がある。

①

地震時の挙動の検証

・

安全性の検証また、検証に際しては、既往の実験及び解析の適用範囲や検討対象の当該橋梁の条件との整合性、一般に、波形鋼板を用いることで主げた自重が軽減するため耐震性能上有利と考えられている

適用可能性について十分に検討し、条件の相違を適切に考慮して妥当性の検証を行う必要があるこが、ラーメン橋などでは地震時の挙動が複雑となること、また曲げ剛性が小さいことから、地震とに注意しなければならない。

時は下部工のみならず上部工も塑性化しやすく、波形鋼板ウエブにせん断座屈を生じた場合には、橋梁としての機能が失われる。したがって波形鋼板ウエブPC箱げた橋の特性を適切に評価し、所①

衝撃係数に関わる要因

要の耐震性能を確保していることを検証する必要がある。

「道路橋示方書Ⅰ 2.2.3 衝撃」で示している衝撃係数は、各構造物の実態を考慮し、かつ諸外国の規定も参考として衝撃係数の算定式を定めている。この衝撃係数は主に以下の事項によって異なるため、適切に考慮しなくてはならないことに注意する必要がある。

面外方向地震力の耐震性能
波形鋼板ウエブ橋は、コンクリートウエブ橋と比較して橋軸直角方向の剛性が小さいため、特

・支間長
・構造特性

・

に狭幅員の場合には耐震性能への影響が大きくなる。当該橋梁の設計条件・構造に応じて影響を（曲げ剛性、たわみ性状）・死荷重と活荷重の比

適切に評価して設計で考慮することが必要である。

等【参考資料】
1) 水口、大浦、芦塚、滝、古田、加藤：本谷橋の設計と施工－張出し架設工法による波形鋼板ウ【参考資料】

エブ PC 箱桁橋－、橋梁と基礎、1998．9

1) 立神、上平、本田、梶川：車両走行による波形鋼板ウエブPC橋の動的応答と衝撃係数に関する研究、第8回プレストレスコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンク
リート技術協会
2) 複合橋設計施工規準
技法堂出版、2005

PC 技術基準シリーズ （社）プレストレストコンクリート技術協会

編、

1.1.14■

維持管理計画波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、ウエブ部分に波形鋼板を用いていることから損傷する部位、各部（継手部、上下コンクリートとの接合部）の重要度が通常の全断面コンクリートウエブの箱げた橋と異なる。また、当該橋梁毎の条件によってウエブ鋼板の防せい防食手法など（耐候性鋼材、塗装仕様など）の採用が異なることから、構造によって異なる損傷を想定しそれに応じた維持管理計画に反映する必要がある。
■

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋において、ウエブ鋼板の損傷、劣化は橋梁全体の健全性に大きな影響を及ぼすため、適切な維持管理が実施できるよう計画する必要がある。
■

主な検証・評価項目①

維持管理計画
・

点検の方法

・

管理基準

（日常点検、定期点検、異常時点検などの着目項目、頻度）

・防せい防食手法と更新方法（部材区分、異常の確認方法、判定基準、対応策）【解説】
長期にわたる耐久性を維持するためには、維持管理・点検が必要である。あらかじめその手法及び判定基準（維持管理段階における異常（変状）の検出方法など）を定め維持管理計画に反映しな－ 209 －

くてはならない。
①

維持管理計画波形鋼板の防せい機能の点検や塗装の更新のためには、ウエブ鋼板の各部に近接することが必要となるため、設計において点検手法や塗装作業足場の設置など、維持管理方法を反映しておくことが必要である。
維持管理計画において、検討しておかなくてはならない代表的な項目について以下に示す。

・

点検の方法

（日常点検、定期点検、異常時点検などの着目項目、頻度）

通常のPC箱げた橋と特性が異なるため、波形ウエブ特有の点検項目を定める必要がある。
・

管理基準

・

防せい防食手法と更新方法
波形鋼板の防せい仕様は耐久性、施工性、維持管理性などを考慮して選定する必要があり、塗特性（部材区分、異常の確認方法、判定基準、対応策）

部材の損傷、劣化を想定して維持管理段階で健全性を判定する管理基準をあらかじめ定め、点検段階で損傷劣化が確認された場合の対処法もあらかじめ考慮しておく必要がある。
波形鋼板ウエブ特有の性質から着目すべき代表的な部位について以下に示す。
・波形鋼板の防せい防食・波形鋼板同士の継手部・床版との接合部の腐食
・溶接部の疲労・ケーブル定着突起周辺

装仕様の場合、更新時期、方法などを設計段階で考慮しておく必要がある。
またウエブ鋼板とコンクリート床版の接合部に施している止水材の耐久性・耐用年数なども考慮して、埋め込まれた鋼部材の劣化がないように留意する必要がある。

1.2

施工編

1.2.2
■

1.2.1

総則

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の施工に際し、「設計編」にもとづいて所要の性能が満足されることが検証された設計に対して、所要の施工品質が確保されるよう、施工の各段階に対して求めら

一般的事項
施工品質に関する要求水準の設定

本編でいう施工品質とは、材料や部材が設計された性能を発揮できるための前提となった、材
料選定、材料加工、輸送、架設の各段階に対する施工条件や精度管理の要求、検査方法等の項目とその水準を意味している。

れる事項のうち代表的なものについて示す。

これらが満足されることが、設計で意図した性能が発揮されることの前提となるため、設計に

なお、本編には道路橋示方書に定めのある事項や波形鋼板ウエブPC箱げた橋に特有でない事項

おいて用いる各種の許容値、材料や部材の信頼性の程度に応じた適切な施工方法等の条件、精度については記述していないものがある。これらについては関連する技術基準類等を適宜参照して管理基準、検査基準をあらかじめ設定し、これによる施工が確実に行われるようにしなければな

当該橋の条件に応じて適切な施工がなされる必要がある。

らない。

【解説】

■

「施工編」では「設計編」にもとづいて所要の性能が満足されるとみなせる設計が行われた橋梁の施工を念頭に、それらの設計内容の前提となる所要の施工品質ができるだけ確実に得られること

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋に特有な項目については、道路橋示方書などの既往の基準によらず

橋梁条件毎に適切に施工品質の要求水準を定めることが必要となる。

を意図して、施工の各段階で守られるべき事項、検討すべき事項、検査等によって確認すべき事項などの必要な行為の代表的な項目について抽出したものである。

－ 210 －■

主な検証・評価項目

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、その構造的特徴から、各部材や材料に要求される品質や機械的①

波形鋼板の形状・寸法・材質

特性、応力状態などが一般的な全断面コンクリートからなるPC箱げた橋とは必ずしも同じでない部②

波形鋼板と上下床版の合成の方法・程度分がある。また道路橋示方書などの関連する技術基準類には確立した設計手法、施工方法が示され③

プレストレス（導入方法・量、定着部・偏向部の構造・配置、クリープの影響）ていない要因も備えている。これらのうち代表的なものには次のものがある。

④

鋼板ウエブの接合方法と鋼部材の疲労設計（品質、許容値、検査基準）

・波形鋼板ウエブの耐荷力⑤

配筋にかかる構造細目（格点（定着・偏向）、鋼板との合成構造）

・波形鋼板ウエブの継手性能

⑥

維持管理性

・波形鋼板ウエブの疲労耐久性
・ウエブ鋼板と上下フランジコンクリートとの接合部の性能
このため「設計編」では、それぞれの橋梁の条件に応じて、これらの項目について既往の知見等を適切に用い、所要の性能が満足されることを設計において検証することを求めた。

【解説】①

波形鋼板の形状・寸法・材質
ウエブの波形鋼板の部材としての基本的な特性は、過去に旧JHなどを中心に実験や解析による一方、設計で要求した部材等の性能が満足されるためには、設計において前提とした施工品質が検討が行われ明らかにされてきている。

得られることが条件であり、このことは道路橋示方書にも規定されている。

一方、道路橋示方書では多数の実験の結果などから基本的なI断面等の耐荷力については許容値が規定されており設計における部材の安全性の根拠となっているが、波形鋼板など特殊な鋼部材に関しては規定されていない。
鋼部材の耐荷力（曲げ、せん断、圧縮、座屈など）については、部材の材質、形状、寸法、初期不整の程度、加工の影響（残留応力や溶接等によるひずみ）などが複雑に関係しており、基準類に定めのない部材を設計で用いる場合には、加工等の施工の影響を考慮した上で当該橋で用いられる応力条件や支持条件（上下端の固定の影響の程度）、部材形状（変断面や傾斜、波形の形
状及び寸法）、部材寸法等も考慮して、既往の知見との関係を明確にした上で適切に許容値等を設定する必要がある。
また、施工にあたっては設計で前提とした条件が満足されるように、加工の条件、部材寸法精度管理基準をあらかじめ設定しておかなければならない。
②

波形鋼板と上下床版の合成の方法・程度
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの軸方向の剛性を無視できることを前提として設計が行われるが、上下床版との固定の影響によりウエブ鋼板の上下端に近い領域では実際には軸方向⑤配筋にかかる構造細目（格点（定着・偏向）、鋼板との合成構造）に大きな応力が発生し、また床版作用によって三次元的に複雑な応力状態が生じる。そしてこれ

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの軸方向の剛性を無視できることを前提として設計がらの程度と設計の仮定との整合性については、設計において床版とウエブ鋼板の固定の影響とし行われるが、上下床版との固定の影響によりウエブ鋼板の上下端に近い領域では実際には軸方向て考慮、検証されているべきであるが、施工にあたってはその前提が満足されるように施工されに大きな応力が発生し、また床版作用によって三次元的に複雑な応力状態が生じる。そしてこれる必要がある。

らの程度と設計の仮定との整合性については、設計において床版とウエブ鋼板の固定の影響としウエブ鋼板の床版との接合部の施工では、架設用部材や構造細目的な配慮から設計で考慮されて考慮、検証されているべきであるが、施工にあたってはその前提が満足されるように施工されていない鉄筋等の配置が検討されることがあるが、接合部の部材剛性、床版とウエブ鋼板との合る必要がある。

成の程度が設計の前提を満足できることを確認して構造や施工方法を決定しなければならない。

ウエブ鋼板の床版との接合部、偏向部や隔壁など格点部では、床版や桁の上下フランジとしての鉄筋と、接合部としての鋼材が輻輳しがちである。さらに架設用部材や構造細目的な配慮から③

プレストレス（導入方法・量、定着部・偏向部の構造・配置、クリープの影響）設計で考慮されていない鉄筋等の配置が検討されることがあるが、接合部の部材剛性、床版とウ

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの軸方向の剛性を無視できることを前提として設計がエブ鋼板との合成の程度が設計の前提を満足できることを確認して構造や施工方法を決定しなけ

行われ、外ケーブルにより偏向部から導入される応力の影響は主として上下フランジや隔壁にのればならない。

み生じるものと仮定されている。しかし実際には上下床版と鋼板ウエブが剛に固定されている影響からウエブ鋼板の上下端に近い領域では実際には軸方向に大きな応力が発生し、また床版作用によって三次元的に複雑な応力状態が生じるなど、プレストレスが鋼板の応力状態に及ぼす影響
は橋梁構造毎にそれぞれ異なり一概ではない。
一方、ウエブとしてのせん断耐荷力や座屈耐荷力には鋼板の初期応力が影響するため、設計においてはプレストレスの導入の影響を適切に考慮して部材の設計がなされなければならない。
したがって、施工にあたっては、導入されるプレストレスの効果（と影響）が鋼板ウエブや床

⑥

維持管理性
供用後の維持管理の方法（点検方法、頻度、地震等災害時に求められる供用性の条件、防食機
構などの更新や補修補強工事を行う場合の供用性確保の条件など）は橋毎に異なるため、維持管
理性については設計段階において関係者間で適切に検討しておく必要がある。
施工にあたってはこれらの条件に支障をきたす恐れがないことを確認し、支障をきたす恐れのある場合には速やかに対策を検討する必要がある。

－ 211 －

版あるいは桁全体として設計の前提と整合するような施工方法（プレストレス導入の方法、手順、

特に通常のPC箱げた橋と異なり、主部材として鋼部材が用いられていることから、疲労に関す

施工管理基準）についてあらかじめ詳細を定め、これによる施工が行われなければならない。

る溶接部の点検やボルトのゆるみ等ボルト接合継手の点検など、鋼橋としての維持管理も必要となることに注意が必要である。

④

鋼板ウエブの接合方法と鋼部材の疲労設計（品質、許容値、検査基準）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの軸方向の剛性を無視できることを前提として設計が行われるが、上下床版との固定の影響によりウエブ鋼板の上下端に近い領域では実際には軸方向に大きな応力が発生し、また床版作用によって三次元的に複雑な応力状態が生じる。そのため鋼板の接合に用いられる溶接継手、ボルト継手に対しては設計においてこれらを考慮した疲労設計が行われる必要がある。
疲労設計においては、継手形式と応力振幅など応力性状のみならず、許容される内部きずの大きさや入熱の程度、溶接材料など種々の溶接品質に関する制限事項が前提条件となっているため、施工にあたってはこれらの条件が満足されるように施工方法や手順、品質管理基準を定めてこれを実行する必要がある。
なお、ウエブ鋼板の床版との接合部ではコンクリートに埋め込まれる部分にもずれ止めやフラ
ンジ鋼板などが溶接されることが多く、これらの鋼部材の継手もすべて疲労耐久性の検証とそれを満足する施工の条件の設定が必要となることに注意しなければならない。
さらに、施工のための架設補強部材、吊りピースなどが鋼板ウエブに設けられることがあるが、残置されるすべての溶接継手については本体部材としての疲労耐久性が満足されるようにしなければならず、撤去する場合にも本体にわれや凹凸、キズ等の欠陥を残さずかつ疲労耐久性が問題とならない程度まで溶接部を切除して平滑に仕上げるなど撤去跡が疲労耐久性上の弱点とならないようにしなければならないことに注意が必要である。

1.2.3施工順序③

架設用補強・補剛の影響（応力、残置部材、撤去部材）

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の施工にあたっては、所要の構造性能及び品質が得られるように適波形鋼板ウエブPC箱げた橋の架設途中段階には、断面の剛性が確保されていないことから形状

切な施工順序によるとともに、工程の各段階において品質確保に十分な配慮を行わなければなら保持のために完成系では撤去する補剛材を取付け架設する場合が多い。その取付け金具や治具等ない。

は溶接によりウエブ鋼板に設置されることから、残置・除去する場合には残留応力やキズ等が塗①架設時の安全性（安全余裕（応力、安定））装や母材の品質に悪影響がないよう配慮しなくてはならない。

②鋼部材の残留応力（継手部、鋼板ウエブと上下フランジの接合部）③架設用補強・補剛の影響（応力、残置部材、撤去部材）

これらの架設設計においては、当該橋梁の架設工程、架橋条件に応じて適切な外力設定と各段階における安全余裕の確保ができることをあらかじめ検証し、架設計画に反映する必要がある。

【解説】
施工順序は、各工種毎の関係を十分に考慮検討し、各施工段階において所定の品質が得られているかどうか確認できるものでなくてはならない。

【参考資料】
1) 十河、尾崎、原、廣瀬、永元：小犬丸川橋の施工技術と施工管理、橋梁と基礎、2002.12

本書では、代表的な以下の施工順序（図-2.1）を前提とした波形鋼板ウエブPC箱げた橋に特有な

2) 村尾、宮内、毛利、田中、佐川、西村：信楽第七橋、津久見川橋の設計と施工、橋梁と基礎、2004.2

事項について、各施工段階において留意すべき事項、橋梁毎に妥当性の検証が必要な事項等につい

など

て挙げた。
したがって、ここに挙げている施工手順以外の工程や特殊な架設工法によって施工する場合には、本書に準拠することが適切でない可能性がある。よってそのような場合には、本ガイドラインの適用の可否を検討した上で必要に応じて準用することが望ましい。
①

架設時の安全性（安全余裕（応力、安定））波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、架設途中の応力状態に応じて次の項目が所要の条件を満足し－ 212 －

ない場合には、部材として不安定になるなど架設時応力に対する安全余裕が確保されない恐れを生じやすい。
・断面の併合等による断面剛性の確保・隔壁等による桁部材としての断面剛性の確保
・所要のコンクリート強度の発現とプレストレスの導入
したがって、架設途中段階では、完成系では必要でない支保工等による支持、架設時プレストレスの導入、断面形状保持部材等による断面補剛が行われる場合が多い。
これらの架設方法の検討では、当該橋梁の架設工程、架橋条件に応じて適切な外力設定と各段階における安全余裕の確保ができることを検証し、架設精度管理基準や架設手順としてあらかじめ設定しておき、施工に反映する必要がある。
②

鋼部材の残留応力（継手部、鋼板ウエブと上下フランジの接合部）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブの軸方向剛性を無視することを前提として設計が行われるが、上下コンクリート床版との剛性の違いにより実際には、接合部近傍には複雑な応力が発生する場合があり、施工段階の架設方法によっては架設時の変形が波形鋼板に付加的な応力を生じる。また、鋼材に溶接を用いている場合には溶接の施工による残留応力が影響して疲労耐久性に影響を与える。それら設計段階で考慮して検討している仮定と、実際の施工品質、架設による外力設定が大きく異なる場合には、設計で考慮されていない応力を架設後に残さないように施工しなければならない。

【波形鋼板ウエブPC箱げた橋施工順序の例】【場所打ち支保工架設の例】

波形鋼板工場製作
工

場

原

波形鋼板ウエブ工場製作

準備工

寸

施工計画

鋼板曲げ加工波形鋼板 運搬・保管

波形鋼板溶接工・波形鋼板ウエブ施工要領書
・波形鋼板の製作計画
・波形鋼板工場製作
・輸送計画
・たわみ管理計画

工 場 原 寸準備工

波形鋼板プレス

支保工基礎工工場鋼板溶接工

支保工組立工工業仮組検査工場仮組検査

波形鋼板組立て用
治具組込み

支保工・足場・底版組立
工 場 塗 装

工

場

塗

装

底版組立て

波形鋼板架設波形鋼板ウェブ
現 場 施 工波形鋼板塗装工

支承工

波形鋼板
下床版埋込み部
シーリング工波形鋼板組立波形鋼板架設波形鋼板接合工
波形鋼板ウエブ
現 場 施 工－ 213 －

型枠組立

波形鋼板組立波形鋼板溶接工
上床版コンクリート打設

鉄筋・PC組立
下床版鉄筋組立外ケーブルＰＣ工

コンクリート打設・養生

下床版コンクリート打設
ＰＣケーブル緊張工

PCケーブル緊張

隔壁鉄筋・ＰＣ工
型枠解体

接合部の処理付属物

隔壁コンクリート打設

上床版型枠・鉄筋・ＰＣ工

支保工解体

橋面工
橋面工

ＥＮＤ
ＥＮＤ

図-2.1

波形鋼板ウエブPC箱げた橋施工順序の例
図-2.2

場所打ち支保工架設の例

【張出架設 ブロック施工の例】【波形鋼板 工場製作の例】
設計図書

設計書

特記仕様書

設計書

塗 料 手 配設計書チェック

原 寸 図 作 成

カッティングプラン

材 料 手 配原寸・材料検査（現場塗装の事例）

工

ブロック数繰り返し

場

原

移動作業車
組立

－ 214 －

養正

波板プレス形成

組

立

溶

接

工場仮組検査
底版型枠セット工

上下床版型枠脱型

矯

波形鋼板溶接工生

レイタンス処理

断

鋼板曲げ加工次ブロックの上越し量補正小口型枠脱型

切歪

移動作業車移動センター測量

書

寸

柱頭部施工

コンクリート打設

罫
波形鋼板ウェブ工場製作

場

塗

装

溶 接 検 査鉄筋組立
歪PCストランド
定着具セット矯正

波形鋼板据付端 面 罫 書

波形鋼板
接合・下塗装緊張時
コンクリートの圧縮強度

端 面 切 断

上床版型枠
移動・セット部 材 検 査

鉄筋組立
縦・横締PCケーブル
プレストレス導入
1ﾌﾞﾛｯｸ前
中上塗装

塗縦・横締PCケーブル
組立

装組 立 符 号
マーキング

撓み測定
検査

保

図-2.3

管

張出架設 ブロック施工の例
図-2.4

波形鋼板 工場製作の例

1.2.4

施工要領書＜使用材料＞

波形鋼板ウエブPC箱げた橋の施工要領書には、「道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編

・

主要資材の種類、仕様

19.3 施工要領書」及び「道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編 17章 施工」（日本道路協会、平成14年

波形鋼板ウエブ部材に用いている主要資材の基本的な特性は、過去に実験や解析による検討が3月）に示す事項以外にも、波形鋼板ウエブPC箱げた橋の性能・品質の確保の観点から以下に示す

行われているが、機械的性質、品質、仕様が異なる場合には、その影響を評価し構造の安全性、項目について記載しなければならない。また、各項目においてそれぞれが必要とする使用機材や疲労耐久性、材料の耐久性、維持管理性、施工品質の確保などを検討しなくてはならないことに

作業要領、品質管理計画について作成するものとする。

注意が必要である。
＜加工方法＞①波形鋼板の工場製作に関わる事項

鋼材の加工にあたっては、設計で要求される機械的性質等の特性を確保しなくてはならない。

・使用材料
・加工方法

（精度管理手法、管理基準）

・溶接方法（溶接要領書・・・道路橋示方書Ⅱ鋼橋編17.4溶接・防せい方法

道路橋示方書には、鋼材の加工に関する事項が記載されているが、橋梁構造に波形加工した鋼板を主部材に使用した場合を規定していないことから、波形鋼板ウエブPC箱げた橋のウエブ鋼板に参照）要求される品質と加工精度の関連性を確認し、所定の精度を満足する水準でなくてはならない。

（鋼板内面、外面、継手部）

・出来形管理手法

ウエブ鋼板の加工に際し、施工品質確保の観点から施工要領書に最低限記載することが必要と（検査項目及び手法、判定基準、不適合品の取り扱い）なる事項は以下の通りである。
②波形鋼板の運搬・架設に関わる事項
・運搬計画

・ 板厚・形状の許容差

・運搬荷姿・ 鋼材の平坦度

・保管方法

・ 工場製作設備(製作設備、主要機材、試験設備など)

・架設方法

・ 品質管理体制(管理体制・検査、従事技術者に関する事項)

・ 製作フローチャート－ 215 －

③波形鋼板ウエブ現場施工に関わる事項

・ 加工方法・波形鋼板継手部の接合工（溶接工、ボルト接合工）

・ 組立方法・床版との接合部の施工
・現場塗装(冷間加工、ひずみとり、ボルト孔など)（鋼材組立方法、コンクリート充填性の確認）（塗装仕様、施工時期、施工条件）＜溶接方法＞
ウエブ鋼板の加工では、フランジ鋼板やスタッドにあたる構造部材と、架設時の組立や足場用・止水工（下床版）の吊金具が取り付けられるため、溶接部の疲労耐久性や防せいの方法を考慮して溶接方法を決定する必要がある。

【解説】
施工要領書には波形鋼板ウエブPC箱げた橋の施工上必要となる各々の施工段階に対して、品質が確保できる施工が確実に行なわれることが確認できるよう、あらかじめ施工手順や施工方法あるいは品質管理計画などの施工に関する詳細かつ具体の要領を記載する必要がある。
なお、施工条件等の変更により、所定の品質及び性能等が満足できないことが予想される場合には、施工前、施工中に関わらず施工計画を見直し、所定の品質及び性能を確保できるように努めなければならない。
また、品質に関わるすべての事項を網羅するとともに、品質に悪影響を及ぼしたと疑われる事象が生じた場合の処置について定めておくことが必要である。
①

波形鋼板の工場製作に関わる事項
上記に示す内容の他に施工計画段階で最低限記載すべき項目について以下に示す。道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編17章施工に基本的な事項は示しているが、波形鋼板ウエブ特有の性状（応力状態、使用方法、加工形状）について規定されていないため、要求される品質との関連性を示し、施工品質を定める必要があることに注意が必要である。

・

溶接方法

(構造に要求される溶接品質とそれに対応する品質水準など)

波形鋼板に用いる溶接部位として、継手部、上床版付根（上フランジ部）、ずれ止め部、付帯施設用金具などがあり、作用する応力状態もそれぞれ異なる。そのため、構造に要求される溶接
品質と品質水準を示す必要がある。
＜防せい方法＞
波形鋼板の防せい防食手法は、内面、外面、継手部、コンクリート埋め込み部分とそれぞれ仕様が異なるため、その詳細について要求される品質と塗装性能及び仕様・施工方法を具体に示す必要がある。
＜出来形管理手法＞
出来高管理においては、検査項目及び手法、判定基準、不適合品の取り扱い方法などを検討する必要がある。また、工場出荷前までの工場内のストックヤードの選定や、仮置き方法などの保管方法についても、製品に悪影響を及ぼさないよう注意が必要である。

1.2.5
■

②

波形鋼板製作に関わる計画

施工品質に関する要求水準

波形鋼板の運搬・架設に関する事項

波形鋼板の製作は、架設完了後に設計で要求する性能を満足する水準でなくてはならない。

波形鋼板ウエブ運搬時における鋼板の変形やあてキズによる初期不正は、鋼材の耐荷力及び疲■労耐久性に悪影響を与える。また、架設時の各段階には様々な要因（波形鋼板架設による自重、
コンクリート打設、仮設機材（移動式作業台車による荷重）、プレストレス導入）によって、波る、けた変形及び出来形を反映して製作する必要がある。

形鋼板ウエブの応力状態は異なるため、施工段階に応じた外力設定により安全であることを検証する必要がある。

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブの組立精度は、主げた本体の出来形に大きく影響するため、各施工段階におけ
また、ウエブ鋼板及び型枠の組立や維持管理計画で示す足場等のための付帯設備に用いる金具等の設置が波形鋼板の品質に悪影響を及ぼさないことを検証し、溶接継手部については疲労耐久性が満足されるよう疲労設計を行わなくてはならない。

③

波形鋼板ウエブ現場施工
後述 2. 4～で示す波形鋼板ウエブに関わる項目の内容や、設計で意図している性能を確実に発

■

主な項目

揮するため、施工にあたっては波形鋼板ウエブの特性を十分理解し、各施工段階において品質に①製作寸法

対する悪影響が生じないよう計画しなくてはならない。

・架設時の主げたの変形（主げた長、たわみ変形）②波形鋼板継手部【参考資料】

・組立精度

1) 道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編 17章 施工、日本道路協会、平成14年3月③付帯設備の取付け金具（架設中の形状保持材の取付け、型枠固定用金具、塗装更新、点検時

2) 道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編 19章 施工、日本道路協会、平成14年3月の足場用金具など）
・強度計算
・疲労設計（品質、許容値、検査基準）※

取付け金具については、使用目的に応じて強度計算、溶接要領、残留応力の影響の有無、－ 216 －

残置する金具溶接部については疲労耐久性の照査について具体に示す必要がある。
【解説】
波形鋼板の製作は、施工方法及び施工段階の架設精度及び施工時期（主げたの伸縮）を反映し、適切な寸法精度が得られるように製作時の寸法の調整を行わなければならない。
①

製作寸法
波形鋼板の製作寸法（継手部の孔位置、長さ、加工角度など）は、現地測量の結果・高さ管理による調整・橋軸方向の変形（温度変化・主方向ケーブルの緊張の影響・橋脚の回転による水平変位）・施工誤差を反映する必要がある。

②

波形鋼板継手部
波形鋼板の継手構造は、設計条件、架設方法、経済性及び施工性を考慮し決定されているため、当該橋によって採用されている構造は異なるため、要求される施工品質も構造毎に異なるためことに注意が必要である。
・

組立精度
架設・組立精度（高さ、位置）は、波形鋼板同士の継手部で調整を行っているため、一般に、ボルト接合より溶接接合の方が現場での調整代が大きいとされているが、調整量の程度によっては継手構造の性能を発揮するための継手長や床版部の施工精度に影響するため注意が必要である。
ボルト接合では架設精度管理のため、施工中の測量結果を工場製作寸法に反映することに加え、

中央閉合部のような所では、現場でボルト孔を加工することで対応している事例が多い。

1.2.6
■

③

付帯設備の取付け金具

鋼材の加工にあたっては、設計で要求される機械的性質等の特性を確保しなければならない。

（架設中の形状保持材の取付け、型枠固定用金具、塗装更新・点検時の足場用金具など）
・

波形鋼板工場製作

施工品質に関する要求水準

■

強度計算

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブの製作の精度は、波形鋼板の耐荷力（曲げ、せん断、圧縮、座屈など）及び現付帯設備を取付けるための金具については、波形鋼板製作の計画段階で考慮しておかなくては場での架設精度及び橋体の出来形に影響を与える。また、活荷重による繰り返し荷重が作用するならない。また、用途に応じて十分な強度を有していることを強度計算により確認すると同時に、部位であって、床版との接合部のように複雑な応力状態となる部位では、溶接不良や微細なキズ

溶接要領、残留応力の影響の有無を確認する必要がある。

が耐力低下を生じるため、品質、加工の条件、管理基準（許容値、品質管理基準、検査手法）をあらかじめ設定しておかなくてはならない。

・

疲労設計（品質、許容値、検査基準）
吊りピースを取り付ける溶接及び取り付け位置（波形鋼板の曲げ加工部分を避けるなど）の影■

主な検証・評価項目

響により、ウエブ鋼板の疲労耐久性及び性能を妨げるような残留応力が発生することが懸念され①使用材料・形状（原寸）るため、その影響について悪影響を及ぼさないか検証しなくてはならない。

②波形鋼板加工

波形鋼板ウエブに用いている全ての溶接継手に対しては、疲労耐久性が満足されるよう「道路橋示方書Ⅱ 5章 耐久性の検討」「鋼道路橋の疲労設計指針

・冷間加工への配慮

平成14年3月（日本道路協会）」を・曲げ加工半径参照しなくてはならない。

③溶接工

また、疲労設計においては、継手形式と応力性状のみならず、許容される内部きずの大きさや・疲労耐久性

入熱の程度、溶接材料など種々の溶接品質に関する制限事項が前提条件となっているため、施工・溶接条件

にあたっては、施工方法や手順、品質管理基準（品質、許容値、検査基準）を定めてこれを実行④塗装工する必要がある。

・床版との境界部分－ 217 －

・鋼材とコンクリートとの接触面⑤工場検査（検査方法、検査基準）
・原寸

・材料

・溶接

・部材

・塗料

・塗装

【解説】
鋼板の製作に関する精度や取り扱いについては、道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編にも記載されているが、波形鋼板のような特殊な鋼部材に関しては規定されていない。
したがって、波形鋼板の特性及び施工方法を十分理解して製作しなくてはならない。そのうち、波形鋼板製作にあたり最低限留意すべき代表的な項目について挙げた。
1)吊りピースの例

2)

対傾構（形状保持金具）取付用箱桁内
①

図-2.5

使用材料・形状（原寸）取付け金具の例

波形鋼板ウエブの製作精度及び品質は橋梁の架設精度、構造性能に大きく影響する。したがって、材料から加工に至る各段階で所要の品質を確保するとともに、製作寸法については架設時の主げたの変形・高さ管理などによる施工段階の諸条件の影響を考慮して、製作寸法に反映しなけ【参考資料】

ればならない。

1) 溝江、町田、辻村、落合：波形鋼板のウエブ溶接継手部の応力性状と疲労耐久性、第 10 回プレストレス
コンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、2000．10

設計図書に定められた以外の材料や継手構造・接合部構造を使用する場合には、設計の前提として要求されている性能や品質が満足されていることを事前に検証する必要がある。
②

波形鋼板加工波形鋼板の加工は、実績では冷間で行う実例が多い。鋼材は冷間加工を行うと、じん性が低下

したり、き裂が生じたりする恐れがあるため注意が必要となる。曲げ加工部の内側半径が小さい

と、じん性の低下や表面のき裂が生じる場合があるため、加工部の内側曲げ半径と加工材料の関・ 材料係には十分注意する必要がある。

・ 溶接
・ 部材

③

溶接工

・ 塗料

溶接品質についての基本的な考え方は、道路橋示方書などに示す技術基準を参考に、最低限考・ 塗装

慮すべき項目を以下に示す。
・鋼材の種類と特性

施工精度に対する許容値（検査の許容値）は、道路橋示方書では基本的なI形断面等の耐荷力特・溶接材料の種類と特性

性、施工精度等などから安全性を担保できることを多数の実験結果などをもとに規定されている・溶接作業者の保有資格

が、折り曲げられた鋼板のような特殊な部材を用いることに対しては規定していない。

・溶接環境や使用設備

そのため、施工品質、精度の許容誤差については当該橋の条件と既往の知見・実績等との関係

・溶接施工条件や留意事項を明確にした上で、適切に許容値等を設定しなければならない点に注意が必要である。

・溶接部の検査手法
・不適合品の取り扱いなど【参考資料】
1) 道路橋示方書・同解説Ⅱ鋼橋編 17章 施工、日本道路協会、平成14年3月

なお、波形鋼板は主部材として使用されることから、活荷重に対する疲労設計を行う必要があるため、溶接品質と疲労耐久性との関係を確認し、適切な品質管理を行わなくてはならない。
波形鋼板ウエブに用いている全ての溶接継手に対しては、疲労耐久性が満足されるよう「道路橋示方書Ⅱ 5章 耐久性の検討」「鋼道路橋の疲労設計指針

平成14年3月（日本道路協会）」を参照しなくてはならない。

－ 218 －

また疲労設計においては、継手形式と応力性状のみならず、許容される内部きずの大きさや入熱の程度、溶接材料など種々の溶接品質に関する制限事項が前提条件となっているため、施工にあたっては、施工方法や手順、品質管理基準（品質、許容値、検査基準）を定めてこれを実行する必要がある。
④

塗装工
塗装については「道路橋示方書Ⅱ 17.10 防せい防食」の基本的な考え方を参考にし、あらかじ

め塗装の種類と特性、対象物の構造や形状、施工時期と施工場所、施工環境や留意事項、検査方法などの施工要領を検討し、その要領に従って確実に施工しなければならない。
特に、波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、コンクリート床版に鋼材が埋め込まれており、埋め込
まれた鋼材が劣化した場合にも変状が顕在化するまで確認できないことから、以下の点に留意しなければならない。
・ 床版コンクリートと鋼板の境界部には、雨水の侵入が起こりやすい。
・ コンクリートとの接触面を無塗装とした場合、施工中に腐食が発生する。
そのため、施工中の腐食防止としてプライマーなどを塗布し、下フランジと接触する立ち上がり部分に増し塗りをおこなうなど耐久性に配慮している事例が多い。
⑤

工場検査（検査方法、検査基準）
工場検査では、以下の事項について検査を行う。
・ 原寸1.2.7■

たわみ管理計画②

けたの軸方向の長さ管理
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、場所打ちコンクリートと工場製作の波形鋼板の組み合わせであ施工品質に関する要求水準

る。たわみ管理、けたの橋軸方向の長さ管理の結果は、波形鋼板継手位置、端支点部の横げた寸

たわみ量の検討（上げ越し計算）に対しては、架設時に予想される荷重条件及び変形を適切に法、橋長の管理に影響するため随時鋼板の製作寸法に反映する必要がある。

評価し、完成時（一般には、乾燥収縮・クリープ終了時）において要求される品質を満足しなくてはならない。
■

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋の変形挙動は、ウエブの変形特性の相違から通常のPC箱げた橋と異③

たわみ（上げ越し）管理計画書

・

作用外力（作用荷重、施工段階との整合性）

なり、主げたの曲げ変形に加えウエブ鋼板自体のせん断変形が無視できない場合がある。また、

たわみ管理計画では、各架設段階に作用する荷重と整合した荷重を用いてたわみ計算を行わな

橋梁条件（架設工法、構造条件）毎にもその挙動は異なることから、実際の施工において予想さければならない。架設に用いる機材や架設方法・施工条件・プレストレスの影響などが橋梁毎にれる荷重条件によりたわみ予測計算を事前に行い、適切な管理を行わなくてはならない。

異なるため、当該橋の条件と一致しているか確認する必要がある。

■

主な検証・評価項目① 波形鋼板ウエブの変形特性・管理基準（許容値、検査手法、検査時期、補正方法など）
上げ越し管理計画と実際の施工中の挙動が異なる場合には、解析に用いているモデル・手法が・曲げ変形（日射による床版の温度差・気温の影響など）

適切でないことやせん断変形の考慮の程度の相違なども考えられるため、管理限界としての許容・せん断変形値、検査手法、検査時期をあらかじめ設定して挙動を把握しておく必要がある。不測の挙動となった場合には、設計及び施工方法について見直しを検討しなくてはならないが、その誤差の要因② けたの軸方向の長さ管理について検証し、修正する必要がある。

・プレストレスによるけたの短縮
・橋脚の回転による水平変位【参考資料】－ 219 －

③ たわみ（上げ越し）管理計画書
・作用外力（作用荷重、施工段階との整合性）
・管理基準（許容値、検査手法、検査時期、補正方法など）【解説】
PC箱げた橋の品質管理として、各施工段階でけた変形挙動が異なるため、あらかじめ変形挙動の予測計算を行い、各施工段階における所要の品質、精度を確保しなければならない。また、予測計
算と実際の施工時の挙動が相違した場合は、設計段階に立ち戻って検証し、その要因を分析して適宜見直しが必要となる場合もある。
①

波形鋼板ウエブの変形特性（曲げ変形、せん断変形）
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、ウエブのせん断剛性がコンクリートウエブ橋より小さいことから、通常のたわみ管理では考慮していないせん断変形が無視できないことが報告されている。
せん断変形の影響については、既往の管理実績から報告されているが、架設工法、構造条件（波形鋼板形状、けた高、支点部の形状、断面変化、部材寸法）などの橋梁条件毎に、その影響の程度はそれぞれ異なり一概ではない。
せん断変形に対する検討手法については、明確な計算手法が確立されていないのが現状である。
既往の橋梁実績や計算手法を参照する場合には、架設手順など個々の橋梁の条件が一致することはほとんどないため、当該橋との条件の相違を適切に考慮して検証を行う必要がある。

1) 十河、尾崎、原、廣瀬、永元：小犬丸川橋の施工技術と施工管理、橋梁と基礎、2002.12
2) ディビダーグ協会：張出し架設によるPC桁橋の上げ越し計算マニュアル、平成3年6月など

1.2.8■②

輸送計画

施工品質に関する要求水準
輸送は、運搬途中で波形鋼板が損傷することがないように安全に留意する必要がある。

■

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブの輸送については、柱頭部付近のウエブ高さが陸上輸送における制限を超える場合もあるため、形状寸法(幅・長さ・高さ)、重量など設計段階から十分に検討する必要がある。
輸送中にその品質に影響を与えるようなキズ、変形、衝撃が生じた場合の対処方法と管理基準についてもあらかじめ計画しておく必要がある。
■

主な検証・評価項目

①

輸送計画
・寸法

（幅、長さ・高さ）

・重量
・運搬荷姿・養生方法
・輸送経路
・輸送工程
・輸送業者
・品質管理

（管理基準、検査方法）

・緊急時の連絡体制
・安全管理－ 220 －②

保管（仮置き方法）
・保管方法
・期間

【解説】
工場製作後に輸送される波形鋼板ウエブは、設計段階で部材の形状寸法や重量を考慮しておく必要がある。仮に輸送中に鋼材の特性や品質に影響を与えたと思われる事態が生じた場合は、主げたの耐荷力（せん断、座屈、耐久性）に悪影響を及ぼすことから、適切な方法で補修又は矯正などを行う必要がある。ただし、波形鋼板ウエブの初期不正の程度と品質に及ぼす影響については既往の知見では明確にされておらず、損傷が性能・耐久性に悪影響を及ぼす恐れがあることから、部材を損傷させないよう輸送しなくてはならない。
①

輸送計画
輸送計画として最低限示さなくてはならない事項を挙げている。
波形鋼板ウエブの輸送は、部材の形状寸法(幅・長さ・高さ)及び重量が関係法令による制限を受けるため、設計段階で検討しなければならない。特に、柱頭部付近ではウエブ高が陸上運搬における制限値を超える場合があるため注意が必要である。
波形鋼板ウエブは、鋼板が立体的に加工されていることから積込み方法、運搬似姿、養生方法に配慮しないと途中で波形鋼板が損傷する可能性が高いため、損傷（塗装、変形）が確認された場合の復旧方法を含め、あらかじめ計画する必要がある。
また、現場での取り扱いを容易にするため、工場出荷時に波形鋼板の表面をシート系保護材などで被覆する方法も採用されている。

保管（仮置き方法）
ウエブ鋼板の保管にあたっては、保管期間中に変形や表面のキズ、発錆等により本来保有すべき機械的性質などの特性や品質が損なわれないよう十分な配慮がなされなければならない。
運搬・荷下ろし時のあてキズ・塗装の傷・錆・変形がないか施工着手前に確認し、現場にて仮置きする場合には、有害な変形・転倒が生じないよう保管されているか確認が必要である。

1.2.9■

支保工・足場・底版組立・下床版の防水処置（コーキング）
波形鋼板ウエブとコンクリート床版の接合部は水分の侵入による鋼材の腐食を防ぐ必要性から、施工品質に関する要求水準

止水処理（コーキング）を施さなくてはならない。

型わく及び支保工は、完成した構造物が所定の性能を確保できるように、その形状及び位置を正確に保つものでなくてはならない。
■

代表的な課題・留意事項

・施工条件（コンクリート打設、溶接、塗装）

波形鋼板を架設し所定の位置に据え付ける際、支保工・足場・移動作業車等を利用する場合が

波形鋼板ウエブとコンクリート床版の接合部のコンクリート充填は、構造の前提として最も重多く、コンクリート打設時などに支保工、足場などが変形すると、その変形や外力が残留応力と要な部材であるため、慎重に施工されなくてはならない。コンクリート締固め及び養生、継手溶して波形鋼板に作用することが考えられる。その変形や応力がウエブ鋼板に悪影響を及ぼさない

接、塗装時の施工条件（姿勢・養生）に配慮しておく必要がある。

か検証しなくてはならない。
また支保工・足場を組み立てる際は、波形鋼板を支障なく架設でき、ウエブ同士の継手の接合工などの作業が安全かつ無理なくできるよう作業性に配慮しなくてはならない。
■

主な検証・評価項目① 支保工・足場
・強度計算（外力設定）

・変形の影響の有無・程度② 付帯施工(継手部の接合工、現場塗装、下床版の防水処理)への配慮
・継手部接合工の作業性（ボルト締め、溶接、継手部の塗装）
・下床版の防水処置（コーキング）
・施工条件（コンクリート打設、溶接、塗装）－ 221 －

【解説】
支保工・足場・型枠の組立てに対する一般的な考え方は、「道路橋示方書Ⅲ 19.11 型わく及び支保工」や関連法規などを準拠すればよい。
ただし、波形鋼板を外周足場、型枠支保工、移動作業車などを利用して固定する場合、コンクリ
ート打設、地盤の不等沈下などの影響が波形鋼板ウエブの架設精度や外力作用により残留応力として品質に悪影響を及ぼす可能性があるため十分な検討が必要である。
①

支保工・足場
支保工・足場は、以下の点について留意して計画・検討しなくてはならない。
支保工・足場・移動作業車の一部を利用して波形鋼板を吊り下げ固定している場合などが多く、コンクリート打設や各施工段階の変形が波形鋼板に作用すると、波形鋼板の架設精度、応力の状態に影響を及ぼす可能性があるため十分な検討が必要となる。
波形鋼板の架設・接合作業においては、溶接、ボルト締め及びコンクリート打設時の打込み・養生に関わる作業性を確保する必要がある。

②

付帯施工(継手部の接合工、現場塗装、下床版の防水処理)への配慮

・継手部接合工の作業性（ボルト締め、溶接、継手部の塗装）
波形鋼板継手部の接合部の施工を行なう際には、所定の架設精度を確保するための微調整作
業、継手部の接合作業（溶接・ボルト締付け）、現場塗装を行う。そのため、それら作業が安全でかつ、円滑に行われる作業空間を確保する必要がある。

1.2.10■波形鋼板の架設・組立

・

形状保持
波形鋼板の架設中の精度や施工中の風荷重等の外力に対して安全性を確保するため、架設時の施工品質に関する要求水準

形状保持として組立て用の治具や対傾構などを設置することが多い。形状保持材は、支保工同様

波形鋼板の架設は所定の位置と高さに据え付けられ、施工の各状態で品質及び精度が維持されなければならない。

に安全性に関わる重要な部材であるため、強度計算を行い詳細な照査が必要である。また、波形■鋼板との接合方法とその強度を確認する必要がある。

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブは施工段階では上下コンクリート床版により拘束されておらず不安定な状態となり易いことから、当該橋梁の施工条件を考慮してその各段階において安全性を検証しなくてはならない。
また波形鋼板の架設精度は橋体の出来形に大きな影響を与えるため、架設精度管理基準を設定
して検査により確認しなくてはならない。
■

図-2.6

主な検証・評価項目

架設時における形状保持鋼材配置例① 精度管理③

・管理基準（許容値）
・検査方法（高さ、間隔、設置位置）

架設中に波形鋼板に発生する付加応力について代表的なものを以下に挙げる。
・ 継手部の溶接などにより発生する残留応力② 波形鋼板の架設
・現場内の小運搬方法（橋面上など）・ 移動作業車による荷重、フレームの変形の影響
・ コンクリート打設による影響（支保工、型枠の変形など）

・架設方法
・形状保持

安全性の検討（強度計算、波形鋼板との接合方法）

・ プレストレスなど③ 安全性の検討－ 222 －・ 付加応力（外力設定、移動作業車のアンカーなど）

構造解析で算出される曲げやせん断以外の付加応力が、鋼板ウエブの耐荷力性状、疲労耐久性
状に悪影響を及ぼす場合があることが確認されている。しかしその影響については明確にされて【解説】架設にあたっては、構造物の所定の品質、精度を確保できるよう部材及び構造の特性や施工条件

おらず、応力状態も橋梁条件、架設工法、使用機材毎に相違するため、それらの影響を適切に評を十分考慮し、架設設備及び架設作業についてその計画をたて、安全に施工しなくてはならない。

を照査する必要がある。

価してその安全性を検証する必要がある。例えば溶接部については、疲労設計により疲労耐久性

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、架設時及び完成後の応力と変形について各施工段階で異なるた

また通常のコンクリート箱げた橋と異なり、移動作業車のアンカーの設置が可能な部位が限定

め、架設時は比較的不安定にあることが多く、補剛材や支保工などにより形状保持を行っている場されるため、その引抜き作用による力に対して検討を行い、部材（波形ウエブ、床版）の安全性

合が多い。

を検証しなくてはならない。

①

精度管理
波形鋼板ウエブPC箱げた橋のウエブの架設精度は、床版支間、床版厚など橋体の出来形に大きく影響するため、あらかじめ架設精度と構造性能との関係を明示し、管理基準及び検査方法を設定しなければならない。

②

波形鋼板の架設・現場内の小運搬方法
波形鋼板を現場内（ヤード内、橋面上）で小運搬する際、安全かつあてキズなど波形鋼板の品質を損ねるようなことがないよう十分配慮しなくてはならない。

・

架設方法
部材つり上げ時の状態（傾斜、支点条件）は波形鋼板に変形を与えないよう慎重に取り扱う必要がある。

コンクリート打ち下ろしが無い場合の例
図-2.7

コンクリート打ち下ろしが有る場合の例

移動式作業台車のアンカー配置の例

1.2.11■波形鋼板ウエブ継手部の施工

響により付加的な応力が作用するなどの問題が起こり得るため、継手工の施工のタイミングについてはあらかじめ手順を定め、検討しておく必要がある。

施工品質に関する要求水準の設定

波形鋼板ウエブの継手部の施工は、ウエブが所有すべき性能（軸力伝達、せん断耐力、疲労耐久性）を満足しなくてはならない。
■

・

溶接（疲労設計、溶接止端形状（仕上げ）、施工性）
溶接に関する一般的な考え方は、道路橋示方書や鋼道路橋の疲労設計指針などの技術基準を参

代表的な課題・留意事項

考にし、疲労設計により疲労耐久性を検証する必要がある。

波形鋼板ウエブの継手部構造は、形式（ボルト接合、溶接接合）及び形状など橋梁の架設条件
や構造条件によって使い分けられているため、それぞれの条件に見合った管理基準（組立精度、既往の実験でも継手形式による応力集中及びウエブの偏心の影響で面外曲げが発生すること、許容値、検査手法）を示し、その性能を満足するような施工を確実に行わなければならない。

及び、溶接止端形状（仕上げ）によってはスカラップ周辺や継手上下端に疲労亀裂が発生する可能性があることが報告されている。

■

そのため、波形鋼板ウエブに用いられている全ての溶接継手に対しては、疲労耐久性が満足さ

主な検証・評価項目

継手部の施工に関して配慮すべき代表的な項目は次の通りである。

れるよう「道路橋示方書Ⅱ 5章 耐久性の検討」「鋼道路橋の疲労設計指針①

道路協会）」を参照し疲労設計を行わなくてはならない。

接合工

また疲労設計においては、継手形式と応力性状のみならず、許容される内部きずの大きさや入・素地調整・継手部の仮固定

熱の程度、溶接材料など種々の溶接品質に関する制限事項が前提条件となっているため、施工に（肌すき）

・施工時期（コンクリート打設）

あたっては、施工方法や手順、品質管理基準（品質、許容値、検査基準）を定めてこれを実行す

・溶接る必要がある。

・品質管理②

平成14年3月（日本（疲労設計、溶接止端形状（仕上げ）、施工性）

また現場溶接施工は、溶接姿勢が制限される上、特に上下端回し溶接部では溶接止端形状が疲（管理基準、検査手法）

労亀裂の要因になっており注意が必要となることから、その施工性に配慮しなくてならない。

現場塗装

【解説】

－ 223 －

波形鋼板ウエブは上下床版と鋼板ウエブが剛に固定されている影響から、実際にはウエブ鋼板の上下端には局部的に応力が集中する傾向にある。また、ウエブが床版たわみ変形に対して抵抗する②

現場塗装
現場塗装は、塗装環境(天候、温度、湿度など)や塗装間隔などに十分配慮し作業管理記録、ため面外曲げモーメントが発生し複雑な応力状態となるなど、その挙動は橋梁構造毎にそれぞれ異塗装厚管理記録などの記録の提出や仕上がり塗膜、外観及び色調の確認検査など管理基準をあらなり一概ではない。継手構造には、実績によりその性能が検証されているボルトによる摩擦接合やかじめ設置しておき施工に反映する必要がある。

溶接接合を採用することが多いが、当該橋との条件（架設方法・応力状態・構造形式）が相違する
場合や確実な施工が実施されない場合には、疲労・腐食・耐荷性能に悪影響を及ぼすため慎重な管張出架設では、橋体の施工サイクルとの兼ね合いで塗装間隔が通常の場合と異なる場合がある
ため、現場塗装の計画は架設工法を考慮して検討する必要がある。

理が必要である。
【参考資料】①

接合工1) 阿田、町田、溝江、落合：波形鋼板ウエブ PC 橋の梁試験体を用いた静的載荷・疲労試験、第 10

・

素地調整

回プレストレスコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンクリート

継手同士の界面には一般部と同様な塗装は施していないため、素地では発錆や施工時に異物が・

2) 溝江、町田、辻村、落合：波形鋼板のウエブ溶接継手部の応力性状と疲労耐久性、第 10 回プレに悪影響を及ぼし、塗装面では付着力の低下や発錆を促進させるため、素地の不均一性を除去しストレスコンクリートの発展に関するシンポジウム論文集、プレストレストコンクリート技術協

清浄な面にしなくてはならない。

会、2000．10

継手部の仮固定（肌すき）
継手重ね部分の肌すきがあってはならないため、仮に固定する必要がある。一般に、溶接接合の場合は、スタットボルトによる仮固定を実施している例が多い。

・技術協会、2000.10

付着することがある。異物(錆、水分、油分、塩分など)が存在すると、継手同士の機械的な性能

施工時期（コンクリート打設）
継手部を接合する前にコンクリート打設や施工による荷重が変化すると、たわみ変化などの影【張出施工における現場塗装の例】

1.2.12

現場塗装外面■標準型わくに関する要求水準の基本的な考え方は、道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編19.11

膜厚型わく及び支保工に示されており、設定している外力に対して十分な強度と安全性を有するもの

(g/㎡)

(μm)

でなくてはならない。

－

－

標

準

塗料または
工程

使用量

塗装間隔

素地調整程度■素 地 調 整表面の錆びはほとんど除去されているが溶接ﾋﾞ

型枠組立施工品質に関する要求水準の設定

ｰﾄﾞの波間にその痕跡が認められている。

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、特にウエブと床版の接合部周辺との取合い及びコンクリート

2hr以内

充填性に十分配慮しなければならない。
下塗第１層

有機ジンクリッチペイント

ハケ 300

30
1～10日

現場

下塗第２層

有機ジンクリッチペイント

ハケ 300塗装

下塗第３層

変性エポキシ樹脂塗料下塗用

ハケ 300

30
1～10日
60
1～10日

下塗第４層

変性エポキシ樹脂塗料下塗用

ハケ 240

下塗第５層

変性エポキシ樹脂塗料下塗用

ハケ 240

60
1～10日

■

主な検証・評価項目①

上フランジ部のコンクリート接面

②

60

中

塗

ポリウレタン樹脂塗料中塗用

ハケ 240上塗

ポリウレタン樹脂塗料上塗用

ハケ 240

下フランジ部の埋め込み部
・コンクリートの打設（ブリーディング、コンクリート充填性への配慮）

1～10日
30
1～10日
25

【解説】
波形鋼板ウエブとコンクリート床版の接合部は、コンクリート床版と波形ウエブを剛結し合成断面を形成するための最も重要な部位であり、配置鋼材も密となる傾向にある上、設計で想定してい箱げた内面現場溶接部
標

準

標準

塗料または
工程

使用量

塗装間隔

膜厚

ない架設に用いる鋼材なども配置されるため、煩雑な施工となりやすいことに配慮しなくてはならない。

素地調整程度－ 224 －

(g/㎡)

(μm)

－

－

①
素地調整

ﾋﾞｰﾄﾞの波間にその痕跡が認められている

現場
塗装

表面の錆びはほとんど除去されているが溶接

2hr以内

第１層

無溶剤形変性エポキシ樹脂塗料

ハケ 300第２層

無溶剤形変性エポキシ樹脂塗料

ハケ 300

上フランジ部のコンクリート接面
波形鋼板の上フランジをコンクリート床版の内部に埋め込むと、ずれ止め接合部の橋軸直角方向の変位によりフランジ横のコンクリートが剥離することが懸念される。このため、波形鋼板の120

上フランジプレートはコンクリート内部に埋め込まないこととしている事例が多い。

1～10日
120

②

下フランジ部の埋め込み部
下床版接合部に鋼フランジがある場合、下面には気泡やブリーディングの影響でコンクリート
未充填箇所が生じやすくなる、施工に際してはコンクリートのスランプ・打設方法・締固め方法を設定し、それに配慮した型枠とする必要がある。
例えば、ﾌﾞﾛｯｸ2波形鋼板ｳｴﾌﾞ架設・

波形鋼板の下フランジと下床版のハンチ型枠との間は下床版コンクリートを打ち込むスペ・

下フランジにモニタリング孔等を設けてコンクリートの充填性を確認した事例がある。

ースを設けるｼﾞｮｲﾝﾄ１を溶接後下塗りﾌﾞﾛｯｸ2の床版打設
ﾌﾟﾚｽﾄﾚｽ導入

ｼﾞｮｲﾝﾄ1を中上塗り
塗装完了

図-2.8

張出施工における現場塗装の例

図-2.9

コンクリート充填に留意する箇所の例（下床版と波形鋼板ウエブ接合部）

1.2.13■

鉄筋・PC鋼材組立

1.2.14

施工品質に関する要求水準の設定■

鉄筋・PC鋼材組立に関する要求品質の基本的な考え方は、「道路橋示方書Ⅲ 19.7 鉄筋の加工

コンクリート打設・養生

施工品質に関する要求水準

コンクリートの施工にあたっては、所定の品質を確保できるように、コンクリートの運搬、打及び配筋」「道路橋示方書Ⅲ 19.8 PC鋼材鋼及び緊張工」に記載する事項を準拠するものとする。

込み、締固め、仕上げ、養生の一連で適切な管理を行う。

■■

代表的な課題・留意事項

代表的な課題・留意事項

ウエブと床版との接合部、PC鋼材定着部の施工では、鉄筋及びPC鋼材の配置が煩雑になる。

波形鋼板ウエブPC箱げた橋では、波形鋼板ウエブと上下床版はずれ止め構造により剛結され、また、床版部材には設計で考慮していない架設用部材などが配置されるため、その取合いに注意

断面が合成され一体となって挙動することが設計の前提であるため、特に接合部付近では十分なし所定の位置に組立なければならない。

配慮が必要である。

■

主な検証・評価項目■

主な検証・評価項目①

ずれ止め構造①

打設順序②

床版と波形鋼板の接合部

・貫通鉄筋

・

・防せい仕様打設時の変形（波形鋼板の付加応力・残留変形）

・ 充填性への配慮
・ ブリーディング水への配慮【解説】

・ 残留気泡鉄筋・PC鋼材の組立に関する基本的な要求品質の考え方は「道路橋示方書Ⅲ 19.7 鉄筋の加工及び配筋」「道路橋示方書Ⅲ 19.8 PC鋼材鋼及び緊張工」に準拠するものとし、設計で考慮していな③（確認方法などの配慮）

養生

い架設用鋼材（アンカー鋼材、シース棚筋、補強鉄筋、用心鉄筋など）も配置されるため、その取・ コンクリート（乾燥収縮、温度応力）

合い及び構造細目に注意して施工する必要がある。

・ 波形鋼板（セメントペーストの付着）－ 225 －①

ずれ止め構造

・

貫通鉄筋

【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、通常のコンクリートウエブPC箱げた橋のウエブ部分が波形鋼板に鉄筋をウエブ鋼板に貫通させているずれ止め構造では、作用力に対して貫通孔に配置される貫置き換えられているためコンクリート打設量は大幅に低減されるが、ウエブと床版が一体となって通鉄筋と、孔に充填されたコンクリートで抵抗するため、孔と貫通鉄筋の隙間に確実にコンクリ挙動する合成構造であるため、コンクリート打設時の配慮すべき事項は多くなる。留意点として代ートが充填されることが必要である。

表的な事項を以下に挙げる。
①

打設順序
コンクリート打設による型枠の変形（支保工の沈下、移動作業車のたわみ）の影響がウエブ鋼板に付加的な応力を与えるため、ウエブに作用する応力の影響について十分な検討が必要である。
残留変形の影響を見越して打設順序やコンクリートの打込み方法を変えるなどの配慮が必要である。

貫通鉄筋と波形鋼板の空きを確保し、コンクリー
トの充填性を確保する。

②

床版と波形鋼板の接合部
波形鋼板とコンクリート接合部界面に大きな気泡やブリーディング水に起因する未充填部分が存在すると、一様な応力が接合構造に伝達されず、主げた全体応力の状態、合成の程度が設計の

図-2.10波形鋼板の貫通鉄筋配置状況

前提と相違するなどの問題が起こり得る。そのため、コンクリートが確実に充填できる手法を検討する必要がある。残留気泡の有無を確認するために、波形鋼板の下フランジ部にモニタリング

・

防せい仕様

孔を設置するなどの対応が報告されている。

下床版部で波形鋼板に貫通鉄筋を使用する場合、万一水分が波形鋼板ウエブを伝わって供給されると鉄筋が発錆することが想定されるため、エポキシ樹脂塗装鉄筋を使用した事例がある。

③

養生

・

コンクリート（乾燥収縮、温度応力）

コンクリート打設後の養生の影響は、コンクリートの品質（ひび割れ、強度発現など）に大きく影響を及ぼす。乾燥収縮や温度応力によりコンクリート部分に有害なひび割れが発生すると、1.2.15 PC 鋼材緊張工■ 施工品質に関する要求水準の設定
PC鋼材緊張工は、所要のプレストレスが導入されるよう適切な方法で行わなければならない。

主げたの力学的特性（変形性状など）に影響を与えるばかりではなく、鋼材腐食によって耐久性■を著しく損うことも考えられるため、十分な養生計画を行う必要がある。

代表的な課題・留意事項
波形鋼板ウエブは、通常のコンクリートウエブと比較して剛性が小さく挙動も異なるため、定・波形鋼板（セメントペーストの付着）
塗装は一般にアルカリに弱いため、波形鋼板にセメントペーストやモルタル、コンクリートが着部及び偏向部の近傍には複雑で局部的な応力が発生する。したがって、緊張による影響が各部の波形鋼板（鋼材、溶接）及び床版に悪影響を及ぼさないか検証しなくてはならない。

付着すると塗装剥離の要因となる。セメントペーストやモルタル、コンクリートが付着した場合
は、速やかに拭き取る必要がある。コンクリート打設中の取り扱いを容易にするため、工場出荷■

主な検証・評価項目

時に波形鋼板の表面をシート系保護材などで被覆する方法も採用されている。

①

定着部や偏向部周辺部材の安全性
・ウエブの局部応力【参考資料】

・床版（ウエブ鋼板、溶接）（局部応力、腹圧力）

1) 野村：波形鋼板ウエブPC箱げた橋における下床版と波形鋼板の接合部のコンクリート充填性、ハ2) 十河、尾崎、原、廣瀬、永元：小犬丸川橋の施工技術と施工管理、橋梁と基礎、2002.12【解説】
波形鋼板ウエブPC箱げた橋は、全断面コンクリートで形成されたPC箱げた橋と比較して、ウエブ

3) 佐川、岡澤、白武、益子：波形鋼板ウェブエクストラドーズド橋の施工と振動実験－日見夢大橋

剛性が小さいため、プレストレスの伝達長や定着部周辺部材に作用する応力状態は相違する。床版

イウェイ技術N0.29、2005.2と波形鋼板ウエブの接合部に、局部的に大きなせん断力や鉛直方向引張応力が発生することがある－、プレストレストコンクリート、2004.9
4) 梅田、亀田、中沢、阿田、西澤：北陸新幹線黒部川橋梁の設計・施工、プレストレストコンクリ

ため、その影響を照査する必要がある。

ート、2003．3など－ 226 －①

定着部や偏向部周辺部材の安全性

・

ウエブの局部応力（ウエブ鋼板、溶接）定着部構造・構造形式・緊張方法によっては、定着部や偏向部付近の波形鋼板ウエブの応力状態が複雑になり、局部的に部材に損傷を与えるような大きなせん断力や鉛直方向引張応力が発生する。
したがって、ウエブとフランジプレートの溶接部においては、これらの局部応力の影響を設計段階で考慮する必要がある。変形や局部応力に対して FEM 解析などによる応力検討を行い補強している事例が多いが、実際の緊張作業の条件が設計で考慮している前提条件と相違していないか照査する必要がある。

・

床版（局部応力、腹圧力）
プレストレスが上下コンクリート床版部材へ効率的に導入されることを意図している反面、ひび割れの要因となる局部的な応力が大きくなる傾向にあることに注意が必要である。
また、張出施工では床版にアンカー孔を設けるために部材を切り欠くなど、設計と異なる状態
で緊張作業を行うことが多く、床版が損傷を受ける可能性もあるため、事前に問題がないか検討する必要がある。
腹圧力の影響を極力小さくするためには、PC鋼材をウエブ近くに配置する事が有効であるが、波形鋼板ウエブに鉛直方向の引張力を発生させることがあるため、その影響を照査する必要がある。

1.2.16■

波形ウエブと床版接合部の止水処理②

波形鋼板ウエブとコンクリート床版の接合部は、適切な止水処理を施し劣化（発錆）させてはな

シーリングを行うべき箇所は、特に施工中に発生する異物（砂、油分、木くず、埃等）が付着・堆積しやすいことから、シーリング施工前に完全に除去し、清浄に保つ必要がある。

らない。
■

維持管理性（施工品質）
シーリング材の有する耐久性を最大限発揮するためには、確実な施工が成される必要がある。

施工品質に関する要求水準の設定

外面のシーリング部は、内面に比べ過酷な環境に晒されているばかりでなく、目視による点検

代表的な課題・留意事項
雨水や鋼板に付着する結露による水分がウエブの付け根から床版内に侵入し、埋め込まれた鋼板を腐食させることが懸念されるため、確実に止水しなければならない。

が困難であることから、維持管理性に劣ると言える。シーリング材の選定時には、これらの事にも留意する必要がある。

■

主な検証・評価項目【参考資料】①

接合部の止水処理

1) 小野、大城、桜田、大浦：波形鋼板ウエブ橋における埋込み接合部の耐久性の検討、プレストレ・シーリング材（鋼材との付着性状、施工性、耐久性、耐用年数）
②

維持管理性

（施工品質）

・塗装部分の劣化
・コンクリートとの接合部【解説】
コンクリート床版と波形鋼板ウエブとの接合部は、コンクリート部材とウエブ鋼板が剛結し断面として合成させるための構造上最も重要な部位であることから、耐久性・維持管理性に十分な配慮が必要である。
特に、コンクリートに鋼材が埋め込まれている部材となるため、コンクリートと鋼板の界面から－ 227 －

水が侵入し、埋め込まれた鋼板が腐食することが想定される。また、劣化の程度は変状（ひび割れ、
錆汁）が顕在化するまで察知することが困難であるため、確実に止水し耐久性を確保しなくてはならない。
①

接合部の止水処理・

シーリング材（鋼材との付着性状、施工性、耐久性、耐用年数）

波形鋼板ウエブと下床版の接触ライン部にシーリング材などによりコーキングを施し、結露水が残留しないように下床版コンクリート天端に排水勾配を設けるなど対処がされている事例が多い。
シーリングに用いる材料については、コンクリート及び鋼板に確実に付着し、耐久性・耐用年数などが検証されている材料を使用しなくてはならない。シーリングについては、品質管理としての管理手法・検査手法を設定し、施工品質をあらかじめ定めておくことが望ましい。

図-2.11

止水処理の事例

ストコンクリート、2006.8

鋼コンクリート合成床版の設計ガイドライン
2第２編
鋼コンクリート合成床版の評価マニュアル
1. 設計一般
2.1
設計一般
2.1.1
要求性能
1.1.
要求性能

2.1.2

道示で示される床版構造の要求性能

合成床版の設計にあたっては、要求性能と合成床版特有の課題との関係を明確にし、要合成床版の設計にあたっては、使用目的との適合性、構造物の安全性、耐久性、施工品質の確
保、維持管理の容易さ等を考慮する必要がある。
【使用目的との適合性】：床版が計画どおりに交通に利用できる機能や利用者が安全かつ快適に使用できる供用性のこと。

求性能を満足していることを検証しなければならない。道示には、床版の設計に関わる具体の要求事項として図 1.2-1 に示す事項が示されているが、本ガイドラインでは、合成床版の設計全般に関わる要求性能を必ずしも網羅するものではなく、供用性や耐荷性及び耐久性など床版の基本的な要求性能に対する設計照査の方法についてとりまとめた。また、維【構造物の安全性】：死荷重や活荷重等の荷重に対し、床版が適切な安全性を有していること。

持管理性については、合成床版内部の状態を確認することが困難であるという特有の課題【耐久性】：床版に経年的な劣化が生じたとしても使用目的との適合性や、構造物の安全性が大を踏まえ、道示に示される供用中の維持管理の容易性に代え、前項の要求性能を掲げた。

きく低下することなく、所用の性能が確保できること。
【施工品質の確保】：使用目的との適合性や完成時及び施工時の構造物の安全性を確保するために確実な施工が行える性能を有すること。
【維持管理性】：床版内部の状態を直接的に確認できなくとも、設計性能に対して十分な耐力を有しており、変状確認後も安全に補修・補強が行えること。
これらの要求性能は、床版を設計する上で常に留意しなければならない基本的な事項であるが、特に合成床版の維持管理性については、床版コンクリート下面の状態を確認することが困難な構造であるため、変状確認後も安全に補修・補強等が行えることを要求性能として掲げた。
設計照査は、これらの要求する事項を満足するか否かの判断を行うものである。道路橋示方書

－ 228
228 －

では、合成床版の設計に関わる判断基準あるいは評価方法が定量的に示されていないことから、従来からの規定と同等以上の性能を有することを一つの目安として、論理的な妥当性や実験等による検証等適切な知見に基づいて行うことを基本とする。

床版の基本的な要求性能【使用目的との適合性】[供用性]
荷重に対して疲労耐久性を損なう有害な変形が生じないようにする。
[道示Ⅱ8.1.2(1)1)]【構造物の安全性】[耐荷力性能]直接支持する活荷重等の影響に対して安全なようにする。
[道示Ⅱ8.1.2(1)]【耐久性】[疲労耐久性能]
自動車荷重の繰返し通行に対して疲労耐久性が損なわれないようにするものとする。
[道示Ⅱ8.1.2(1)2)][材料耐久性能]部材の設計にあたっては、経年的な劣化による影響を考慮するものとする。
[道示Ⅱ5.1]【施工品質の確保】[施工性]
鋼種選定は、鋼材の機械的性質や品質を考慮したものであること。
[道示Ⅱ1.6]
所定の品質を確保できるコンクリートの打込み方法であること。
[道示Ⅱ17.8.6]【維持管理性】
コンクリート内部の状態を直接的に確認できなくとも、設計性能に対して十分な耐力を有しており、変状確認後も安全に補修・補強が行えること。
主げたに対する要求性能【橋の立体的機能】
橋の断面形の保持、剛性の確保、横荷重の支承への伝達が図れる構造とする。
[道示Ⅱ7.1、Ⅱ10.6]
床版設計上の考え方による要求性能【荷重分配機能】
床版に主げた間の荷重分配作用を考慮した設計を行う場合には、その影響を適切に評価し、それらに対して安全なようにするものとする。
[道示Ⅱ8.1.2(2)1)]【横荷重抵抗機能】
地震の影響や風荷重等の横荷重に対して床版が抵抗する設計を行う場合には、その影響を適切に評価し、それに対して安全なようにする。
[道示Ⅱ8.1.2(2)2)]

図 1.2-1

図 1.1-1 床版の設計に求められる性能- 5 -合成床版に関わる道示の要求事項

－ 229229 －－ 230230 －－ 231231 －－ 232232 －－ 233233 －－ 234234 －－ 235235 －－ 236236 －－ 237237 －－ 238238 －－ 239239 －１－５

せん断力に対する応力度の照査（方法１）

１－６

要求性能

直接支持する活荷重等の影響に対して安全な構造であること。

検証目的

鋼コンクリート合成床版の最小厚に関しては道路橋示方書には規定されていな
いため、耐荷力を確保するにあたっては他の適切な図書等の参照、もしくは解析により性能が保証できる床版厚が確保されていることを確認する必要があ
る。

検証手法

検証方針

検証内容

実験による検証

関連規定

・ 解析による検証

道示Ⅱ・

8.1.2 (1)

道路橋示方書の準用必要とされる最小床版厚を確保することによりせん断力の作用に対して十分な耐荷力を有することを検証する。

－ 240
240 －

（１）検証概要
土木学会や日本橋梁建設協会編の図書に基づき、規定されている最小床版
厚以上あることを確認する。
（２）検証方法」では、最例えば、「鋼構造物設計指針 PART B（土木学会，平成9年）
小床版厚は次のように規定されている。
H = 2.5L + 10
・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
ここに、H：コンクリート部の最小厚さ (cm)
L ：床版支間 (m)
計画する橋梁の床版厚が上記を満足する場合は、耐荷力、耐久性が確保されているとみなすことができる。なお、実際の運用にあたっては「合成床版の設計・施工マニュアル」（日本橋梁建設協会，平成15年）での規定を適用し(1)式に代わり、(2)式を採用することが多い。
H=25L + 110
・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
ここに、H：底鋼板を含む床版の最小厚さ(mm)L ：床版支間(m)
合成床版の場合，底鋼板が鉄筋コンクリート床版でいう引張側主鉄筋の役割を担い，設計上断面に寄与しない引張側コンクリートのかぶりに相当する厚みを省略できるという構造上の特徴がある。また，床版の下面全域に底鋼板があり，その合成断面の中立軸は鉄筋コンクリート床版と比較して相対的に下側に移動するため，圧縮領域にあるコンクリートの有効断面が増加するという特性がある。こうした理由により、上式により最小床版
厚が満足されている場合，合成床版は十分なせん断耐荷力を有していると考えられる。

せん断力に対する応力度の照査（方法２）

要求性能直接支持する活荷重等の影響に対して安全な構造であること。

検証目的

鋼コンクリート合成床版の最小厚に関しては道路橋示方書には規定されていな
いため、耐荷力を確保するにあたっては他の適切な図書等の参照、もしくは解析により性能が保証できる床版厚が確保されていることを確認する必要があ
る。

検証手法

検証方針

検証内容

実験による検証 ・関連規定

解析による検証

道示Ⅱ

8.1.2 (1)・ 道路橋示方書の準用

設計の対象とする構造を適切にモデル化のうえFEM解析によりせん断力の作用に対して十分な耐荷力を有することを照査する。

（１）検証概要
ＦＥＭ解析により，Ｔ荷重による作用せん断応力度が許容せん断応力度以下
であることを確認する。
（２）検証事例ⅰ）解析諸元
合成床版鋼部材
底鋼板
T 形リブ

解析条件
橋梁形式

2径間連続2主鈑桁橋

支間長

39.2 ｍ ＋ 49.5 ｍ

幅員

9.4 ｍ

床版形式

合成床版

床版支間

6.0 ｍ

床版厚

260 ｍｍ主桁
橋軸方向：固定
橋軸直角方向：固定
鉛直方向：固定

支間中央断面

橋軸方向：自由
橋軸直角方向：固定
鉛直方向：固定

橋軸方向：自由
橋軸直角方向：固定
鉛直方向：固定解析モデル

－ 241241 －－ 242242 －－ 243243 －－ 244244 －－ 245245 －－ 246246 －－ 247247 －

－ 248248 －－ 249249 －－ 250250 －－ 251251 －－ 252252 －－ 253253 －－ 254254 －－ 255255 －－ 256256 －－ 257257 －－ 258258 －－ 259259 －－ 260260 －－ 261261 －－ 262262 －－ 263263 －－ 264264 －－ 265265 －－ 266266 －－ 267267 －－ 268268 －－ 269269 －－ 270270 －－ 271271 －[N/mm ]2[N/mm ]

2

－ 272
272 －

－ 273
273 －

２－１０

輪荷重走行試験による耐久性照査（底鋼板継手部）
検証内容

要求性能

検証目的

検証手法

検証方針

検証内容

自動車の繰返し通行に対して疲労耐久性が損なわれない構造であること

関連規定

道示Ⅱ 5.3
道示Ⅱ 6.1（３）実験結果
本事例における走行回数－目開き量関係は下図に示すとおりである．残留ず
れは最大で 0.015mm 程度あるものの，活荷重によるずれは最大でも 0.005mm 以下であり，本供試体の底鋼板が，試験終了に至るまで，コンクリートのずれを抑制していたものと判断できる．試験終了後も，継手部に劣化の様子は現われなかった．

底鋼板継手部も一般部と同等の耐久性を確認する必要があること．

実験による検証・ 解析による検証

・

道路橋示方書の準用

継手部を含む床版供試体を用いた輪荷重走行試験(土木研究所)を実施し，継手部の目開き量が増加しないことを確認する。

（１）実験概要

－ 274
274 －

継手部を設けた供試体により輪荷重走行試験を行い、π型変位計等により継手部の目開き量を計測しそのずれ挙動を確認のうえ一般部と同等の耐久性があることを検証する。
（２）供試体高力ボルト摩擦接合継手部を有する供試体の事例を下図に示す．

走行回数－ずれ関係（４）評価

本事例のように継手を含む輪荷重走行試験の結果、ずれの発生がなく継手部の劣化も見られないことが検証された場合には，パネル同士の継手部が十分な耐久性を有すると評価できる。

輪荷重走行試験供試体

－ 275275 －－ 276276 －－ 277277 －－ 278278 －－ 279279 －－ 280280 －－ 281281 －－ 282282 －－ 283283 －－ 284284 －－ 285
285 －

mm

検証内容

検証内容

b）3 主桁モデル（３）検証結果
主桁および床版の活荷重たわみ（合成床版）

合成床版+主桁

主桁相対たわみ※ (mm)
中間支点上

床版たわみ＊ (mm)

支間中央

中間支点上

支間中央

２主桁

0.053

(L/113208)

2.371(L/2531)

1.457(L/4118)

1.755(L/3419)

３主桁

0.184

(L/29239)

1.538(L/3498)

1.100(L/4891)

1.655(L/3251)※ ２主桁は床版たわみが最大となる位置における主桁間のたわみ差，３主桁は外桁を支間中央載荷1750

直線補間した場合の中桁のたわみ＊ ２主桁，３主桁とも，主桁間を直線補間した場合の最大たわみ

1台

1台

37.0 m

1000

レーンマーク1750

37.0 m

主桁および床版の活荷重たわみ（PC床版）
5 380

5 380

主桁相対たわみ※ (mm)

中間支点上載荷

中間支点上

中間支点上

2.0

支間中央
0.0
たわみ (mm)37.0 m

37.0 m-2.0

床版たわみ＊ (mm)

支間中央

中間支点上

支間中央

２主桁

0.057

(L/105263)

1.957(L/3066)

1.133(L/5296)

0.953(L/6296)

３主桁

0.193

(L/27876)

1.317(L/4085)

1.255(L/4287)

1.458(L/3690)

-4.0
-6.0

-5000

-2500

0
橋軸直角方向距離 (mm)

2500

5000

7500

PC床版+主桁

1750

1000

合成床版＋主桁では，主桁・床版とも活荷重によるたわみは主桁間隔に対して小さな値となり，床版剛性は十分であると考えられる。また，ＰＣ
床版＋主桁との比較においても大きな差はなく，ほぼ同等の剛性を有する
ものと判断される。
（４）評価
解析の結果、活荷重たわみが床版支間の1/2,000以下であり、また、ＰＣ床版との相対比較によってほぼ同等の剛性を有するものと判断される場合
は疲労耐久性を損なう有害な変形は生じないものと評価できる。

1台

1台

支間中央載荷レーンマーク1750

37.0 m＜参考文献＞
注）
土木学会：道路橋床版の新技術と性能照査型設計，第２分科会報告 床版の構造と設計，合成床版設計・施工基準（案），第５章 合成床版の設計，5.7.3
応力度およびたわみの照査，p.235，平成 12 年 10 月，鋼構造委員会 鋼橋床版の調査研究小委員会

37.0 m
5 380

5 380

中間支点上載荷

中間支点上
支間中央

2.0
0.0
たわみ（mm）

－ 286
286 －

-8.0
-7500

37.0 m

-2.0
-4.0
-6.0

37.0 m

-8.0
-7500

-5000

-2500

0

橋軸直角方向距離（mm）

2500

5000

7500

－ 287287 －－ 288288 －－ 289289 －H8RC載荷時

PRC50%
載荷時
H8RC除荷時

ADS
載荷時
PRC50%
除荷時
ADS
除荷時

－ 290290 －－ 291291 －－ 292292 －－ 293293 －－ 294294 －－ 295295 －－ 296296 －－ 297297 －－ 298298 －－ 299299 －－ 300300 －－ 301301 －－ 302302 －－ 303303 －－ 304304 －－ 305305 －別 記様式 第７ 号

別記様式第１０号

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of NILIM
No.609

編集・発行

September2010© 国土技術政策総合研究所

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