東急建設技術研究所報 No. 48

U.D.C 624.138.23

PPCa ボックスカルバートの開発―部分的にプレキャスト化した RC 部材の継手に関する載荷試験―
羅

要超賢＊

笠倉亮太＊

黒岩俊之＊

約： ボックスカルバートでは，従来から現場作業の省力化，工期短縮とコスト削減などを目的として，プレキャスト製品を用いた躯体構築工法の適用が行われている。一方，運搬車両や揚重機等の施工機械の制約から大型のプレキャスト製品の使用は制限される場合が多い。筆者らはこうした背景を踏まえ，ボックスカルバートの構築において，側壁および頂版を部分的にプレキャスト部材に置き換えることにより，大型ボックスカルバートに対してプレキャスト化による生産性向上を図ることのできる PPCa ボックスカルバートを開発した。本稿では本工法のボックスカルバート縦断方向（配力筋方向）の接続に着目し，配力鉄筋の継手の載荷試験を行った。その結果，プレキャスト部材と現場打ちコンクリートで構成されかつ継手を有する試験体は継手のない試験体と同様なひび割れおよび耐荷性状を示し，配力方向の接合筋として機能することが確認された。

キーワード： ボックスカルバート，プレキャスト，載荷試験，縦断方向の継手
目

次： 1．はじめに

4．試験結果

2．工法概要5．まとめ

3．試験概要1．‌はじめに2．‌工法概要

近年，建設就業者の高齢化による離職と若年入職者の減本工法の概要図を図 1 に示す。本工法は，現場打ちボッ少による担い手不足が進行し，労働力不足が顕在化しつつクスカルバートの側壁および頂版を部分的にプレキャスト

あ る。 こ れ ら の 社 会 情 勢 の 変 化 の 下， 国 土 交 通 省 は部材に置き換えたボックスカルバートの構築工法である。

「i-Construction」に代表される建設業の生産性向上施策を側壁は，現場打ちコンクリートにより構築した底版上に，推進している 1）。また，土木学会では，生産性向上の余地

軸方向鉄筋，幅止鉄筋，配力鉄筋が内包されたプレキャスがあるとされているコンクリート工に対して，施工者，発ト側壁部材を配置し，接合筋を組み立てた後，中詰めコン

注者，設計者等コンクリート工全体での生産性向上を目指クリートを打設する。頂版は，下側軸方向鉄筋，配力鉄2）し，多岐にわたる生産性向上施策の提案を行っている 。

筋，幅止鉄筋およびハンチ鉄筋が内包されたプレキャスト

その提案の中で，コンクリート工の規格の標準化が挙げら

頂版部材を側壁上に設置した後，上側軸方向鉄筋，配力鉄れ，プレキャスト製品等，部材の工場製作化によるコス筋を組み立て，中詰めコンクリートを打設しボックスカル

ト，工期の削減，および生産性の向上が注目されている。

バート構築する。

従来のプレキャスト製品は運搬車両や揚重機等の施工機械の制約から，中型以下のボックスカルバートに適用が限られてきた。このため，本開発では大型のボックスカルバートに対して，側壁および頂版を部分的にプレキャスト部材に置換えた躯体構築を採用し，施工機械の制約下等においても，プレキャスト化による生産性向上を図る「PPCa（Partial PreCast）ボックスカルバート」を開発した。
本工法ではプレキャスト部材同士の縦断方向の接合に隔離部配力鉄筋（以下，接合筋）を用いる。断面内に打継ぎを有することにより，プレキャスト部材と部材内の現場打ちコンクリート（以下，中詰めコンクリート）の一体性が損なわれ，接合筋の定着耐力および破壊性状に影響を及ぼす可能性があるため，本論文では接合筋の継手としての機能を確認することを目的とした。
図1＊技術研究所 土木構造グループ

69工法概要（中詰めコンクリート打設前）東急建設技術研究所報 No. 48

表1

試験体諸元と耐力一覧

3．‌試験概要

7.63×内高 4.85，壁厚 1.0 m）の配筋仕様を参考にした。

本工法のプレキャスト側壁部材はカルバート縦断方向になお，試験体の等曲げモーメント区間には，ボックスカル100 mm 程度の離隔を設け，誤差吸収と接合筋を配置するバートとしての軸方向鉄筋を模擬した鉄筋を試験体の配力作業空間としている。隔離部は写真 1，図 2 に示すよう方向に配置した。試験体は，試験装置の能力（最大せん断に，プレキャスト部材に内蔵した配力筋と，プレキャスト力 500 kN）から断面高さの 1/2 をモデル化した。表 1 の部材を架橋する形で配置する接合筋を現場打ちコンクリーように試験体は，水平打継ぎおよび継手の形式の異なる 3トで接続する構造である。断面内に打継ぎを有することに体とした。なお，本試験では実構造における接合筋を主筋より，プレキャスト部材と場所打ちコンクリートの一体性として載荷を行っている。

が損なわれ，接合筋の定着耐力および破壊性状に影響を及試験体に用いたコンクリートおよび鉄筋の強度特性値をぼす可能性があるため，接合筋が継手としての機能を有す

表 2，表 3 に示す。また，表 1 には材料強度特性値で計算ることを確認することとした。

した耐力をカッコ内に示している。プレキャスト部材と現表 1 に試験体諸元と耐力一覧，写真 2 に加力状況および場打ちの合成断面を有する試験体（No. 2，No. 3）は，プ

図 3 に試験体概要図を示す。表中の設計耐力は，コンクリレキャスト部材となるコンクリートを打設し，養生後に現ート標準示方書 3）に従い SD345 の規格値で計算した。載場打ちコンクリートを打ち継いだ。

荷試験は，壁配筋を模した試験体の 4 点曲げ試験とした。

なお，プレキャスト部材と現場打ちとの打継ぎ面には遅加力点間の等曲げモーメント区間に，プレキャスト部材に延剤を塗布し，翌日に洗出しを行った。加力方法は荷重内蔵した配力筋と，プレキャスト部材を架橋する形で現場50 kN（せん断力 25 kN）ずつの繰返し漸増載荷とした。

打ち部分に配置する接合筋による継手（以下，継手と称す）を設け，継手の耐力，破壊状況を確認した。
試験体諸元は，現場打ちボックススカルバート（内幅写真 2表2
写真 1

コンクリートの圧縮強度特性

離隔部配力鉄筋の配置状況

表3

図2

加力状況

配力筋方向の接続構造（単位：mm）

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鉄筋の引張強度特性

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図3

試験体概要（単位：mm）

4．‌試験結果
4.1 破‌ 壊状況
写真 3 に曲げモーメント 70 kN・m 時点のひび割れ状況を示す。この荷重レベルでは，計算上の SD345 の許容応力度を上回っている。RC 一体打ちの No. 1 と比較すると，部分プレキャストの No. 2，No. 3 では，スパン中央部の打継ぎからの曲げひび割れ発生状況は大きく変わらない。また，No. 2 と No. 3 を比較して，接合筋の継手によりひび割れが過大に生じるような傾向は見られない。約 90 kN・m
時点に軸方向鉄筋が降伏に至り，圧縮側コンクリートが圧壊して終局を迎えるまで急激な荷重低下は生じなかった。
4.2 荷‌ 重-変位関係
図 4 に曲げモーメントとスパン中央における鉛直変位の関係を耐力の計算値と併せて示す。No. 1 と比較して，スパン中央に鉛直打継ぎ目を有する試験体 No. 2，No. 3 では，曲げひび割れ発生後の 35 kN・m 以降の剛性がやや低下している。打継ぎにより早期に曲げひび割れが発生し，試験体の剛性に差が生じたと考えられるが，No. 2 の耐力は No. 1 の設計降伏耐力および設計曲げ耐力を上回ることを確認した。また，No. 2 および No. 3 を比較して，接合
写真 3筋に継手の有無によって，剛性が低下する傾向は見られなひび割れ状態い。したがって，接合筋による継手は十分な定着耐力を有していると考えられる。
4.3

‌ひずみ

図 5 に試験体 No. 2 のプレキャスト部と現場打ち部の軸方向鉄筋ひずみ分布を示す。ここで，図中の原点はスパン中央とし，写真 3 のスパン右側を（＋）としている。また，図中には降伏ひずみ 2060 μ を併せて示す。
図 5 によれば，継手の接合筋の中央で降伏に至っている
こと，現場打ち部分に配置した接合筋から，プレキャスト部材に内蔵した軸方向鉄筋に応力伝達されていることがわかる。また，No. 2 の接合筋の定着は圧縮側コンクリートの圧壊まで保たれていた。
図 6 に幅止め筋のひずみ分布を示す。ここで，原点およ

図471

曲げモーメント―鉛直変位の関係（0～10 mm）

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5．‌まとめび凡例は図 5 と同様である。
試験体に生じた主なひび割れは曲げひび割れであり，幅本構造の接合筋による継手を有する試験体の載荷試験で止め筋には大きなひずみが生じておらず，No. 2（部分プは，接合筋は降伏し，かつ継手のない構造と同様なひび割レキャスト）と他の試験体に大きな差はみられない。RC

れ性状を示した。また，RC 一体打ち構造の設計耐力値を一体打ちの No. 1 と比較すると，水平打継ぎ目を有する上回ることが確認した。これらの結果から，接合筋はボッNo. 2，No. 3 では，ひずみがやや大きい部分もあり，幅止クスカルバートの配力筋方向の継手として機能すると考えめ筋はプレキャスト部材と現場打ち部分の一体性確保にはられる。

貢献していると考えられる。

図5

軸方向鉄筋のひずみ分布（No. 2）

図6謝

幅止め筋のひずみ分布

辞
本研究は，東急建設株式会社，旭コンクリート工業株式会社との共同研究により実施したものです。ここに，本実験にご協力頂きました関係各位に深く謝意を表します。
参考文献
1）i-Construction 委員会：i-Construction～建設現場の生産性革命～，2016．
2）（公社）
土木学会：コンクリートライブラリー 148 コンクリート構造物における品質を確保した生産性向上に関する提案，2016.12．
3）（公社）土木学会：コンクリート標準示方書［設計編］，2017．

LOADING TEST FOR JOINT OF PARTIALLY PRECAST RC MEMBER
C. Luo, R Kasakura, and T. Kuroiwa
At box culvert, using precast products has been widespread for the purpose of labor saving, shortening ofconstruction period. On the other hand, because of the restrictions of construction machines, the scale of box culvert islimited. The authors have adopted a Partial PreCast box culvert method that can improve productivity by partiallyreplacing the side wall and top plate with precast members in the construction of box culvert. In this paper, we focusedon the connection in the direction of the distributing bar and a loading test of the joint was performed. It showedsimilar crack characteristics as the structure without joints and the function as a joint was confirmed.

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