東急建設技術研究所報 No. 48

U.D.C 624.01

PPCa ボックスカルバートの開発―部分的にプレキャスト部材を用いたボックスカルバートの施工試験―
笠倉要亮太＊

鈴木将充＊＊

黒岩俊之＊

早川健司＊＊

約： 筆者らは大型の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「PPCa（Partial PreCast）ボックスカルバート」を開発した。本工法は，側壁，頂版に軸方向鉄筋，配力鉄筋およびせん断補強鉄筋が内包された部分プレキャスト部材を架設し，配力鉄筋等を組み立てた後，現場打ち（中詰め）コンクリートにて一体化することでボックスカルバートを構築する工法である。部分プレキャスト構造を採用することで，鉄筋組立，型枠組立・解体を大幅に削減し，プレキャスト頂版部材に施工時荷重を負担させることで頂版コンクリート打込み時の支保工の削減が可能な工法である。本工法では，部材軸方向のプレキャスト部材の接合に機械式継手を用いており，部材の製作や施工において厳密な精度管理が求められる。このため，実施工を想定した実大の壁，頂版の施工試験をそれぞれ実施した。その結果，側壁および頂版のプレキャスト部材の製作精度や施工手順を確認し，ボックスカルバート構築時のコンクリート自重等の施工時荷重に対して，本工法のプレキャスト部材に有害な変形やひび割れが発生しないことを確認した。

キーワード： ボックスカルバート，部分プレキャスト，施工試験，生産性向上
目

次： 1．はじめに

3．実大施工試験

2．工法概要

4．おわりに1．‌はじめに版を部分的にプレキャスト部材に置き換えた PPCa（Par-ボックスカルバートの構築工事では，現場作業の省力

tial PreCast）（以降，PPCa）構造である。部分プレキャ化，工期短縮を目的にプレキャスト製品を用いた躯体構築

スト部材は，プレキャスト側壁部材①，②およびプレキャが行われているが，運搬や架設等の制約から中小規模のボックスカルバートの構築工事に限定されることが多い。そこで，筆者らは大型の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「PPCa（Partial PreCast）ボックスカルバート」を開発した。本工法は，側壁，頂版に軸方向，配力およびせん断補強鉄筋を内包した部分プレキャスト部材を架設し，一部の配力鉄筋等を組み立てた後，現場打ち（中詰め）コンクリートにて一体化することでボックスカルバートを構築する工法である。部分
プレキャスト化により，鉄筋組立，型枠組立・解体を大幅に削減するとともに，プレキャスト頂版部材が施工時荷重を負担するため，頂版コンクリート打込み時の支保工の削減が可能な工法である。
本工法は，これまでに実大試験体による正負交番載荷試験等を実施し，本工法の構造性能の検証を完了してい図1

プレキャスト側壁部材の概要（透過図）

図2

プレキャスト頂版部材の概要（透過図）

る 1）～3）。本報では実施工を想定した実大の施工試験について報告する。
2．‌工法概要
部分プレキャスト部材の概要図を図 1，2，施工手順の概要を図 3 に示す。
本工法は，現場打ちボックスカルバートの側壁および頂＊技術研究所＊＊技術研究所

土木構造グループ
土木材料グループ73

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図3

施工手順の概要

スト頂版部材から構成され，軸方向鉄筋，幅止鉄筋および配力鉄筋等が内蔵されている。プレキャスト側壁部材①は，側壁の内側と外側をそれぞれプレキャスト化した部材であり，プレキャスト側壁部材①は側壁一般部，プレキャスト側壁部材②は側壁最上段にプレキャスト頂版部材の対として用いる。プレキャスト頂版は，頂版の下側をプレキャスト化した部材で下側軸方向鉄筋，幅止鉄筋，配力鉄筋およびハンチ鉄筋が内蔵されている。
施工は，現場打ちコンクリートにより構築した底版上に，内外側を対にしたプレキャスト側壁部材①を配置し，部材軸（横断）方向をモルタル充填継手にてプレキャスト部材を接合する。部材軸直角（縦断）方向は，隣接する部分プレキャスト部材を架橋する配力鉄筋を配置した後，中詰めコンクリートを充填し，接合することで側壁を構築する。頂版は，プレキャスト頂版部材とプレキャスト側壁部材②を側壁上に設置し，部材軸方向をモルタル充填継手により側壁と接合する。頂版の上側軸方向鉄筋はスリーブ圧
着ネジ継手にてプレキャスト側壁部材②と接合し，側壁同様に隣接する部分プレキャスト部材を架橋する配力鉄筋を配置し，中詰めコンクリートを充填することでボックスカルバートを構築する。
3．‌実大施工試験
本工法は，部材軸方向の部分プレキャスト部材の接合に機械式継手を用いており，部分プレキャスト部材の製作や施工において厳密な精度管理が求められる。このため，実施

図4

プレキャスト部材と組立図（単位：mm）工を想定した実大の壁，頂版の施工試験をそれぞれ実施した。
3.1 側‌ 壁の施工たハンチを有する基礎上に 2 列 2 段で架設した。プレキャ側壁の組立図，プレキャスト側壁部材①の詳細図を図 4

スト側壁部材①の部材軸方向の接合は，モルタル充填継手に示す。

を用いており，モルタル注入のため，底版とプレキャスト側壁の施工試験は，完成後の側壁の部材厚を 1000 mm，部材間および 1，2 段目のプレキャスト部材間の部材軸方

壁高さ 3450 mm，プレキャスト側壁部材①の部材厚 150

向に 25 mm の隙間を設けている。なお，モルタル充填継mm，高さ 1700 mm，部材長さ 1920 mm とした。プレキ手は，鉄筋径に対する標準適合品を使用している。また，

ャスト側壁部材①は妻側に仮保持部材を設置するとともに部材軸直角方向には，配力鉄筋を配置するため，プレキャセパレーターにて内外側の 2 対を保持して，底版を想定しスト側壁部材間に 100 mm の遊間を設けている。プレキャ74

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図5
写真 1

プレキャスト側壁部材①のひずみ分布

施工状況の一例（側壁）

スト側壁部材架設後は，仮保持部材を撤去し，妻側，遊間部に型枠を設置した。中詰めコンクリートの打込みは，コンクリートの呼びを 24-15-20N とし，打設速度 3 m/h にて 7 層で打込みを行った。施工状況を写真 1 に示す。中詰めコンクリートの打ち込み時には，セパレーター，プレキ
ャスト側壁部材①のコンクリートひずみを計測した。
セパレーターのひずみから求まる側圧は 48.5 kN/m 2 となり，コンクリート標準示方書【施工編】4）（以下，示方書）に示される壁部材（3 m 以下，SL 18 cm 以下）の側圧と同程度であった。また，中詰めコンクリート打込み時のプレキャスト側壁部材①のコンクリートひずみ分布を図5 に示す。図中に示す計測位置は，底版天端を原点としている。打込み時のひずみは 40 μ 程度であり，ひび割れも生じていない。
以上，側壁の施工試験により，施工手順を確認し，示方書に示される側圧を用いてプレキャスト側壁部材を設計することで，中詰めコンクリートの打込み時にプレキャスト部材に発生するひび割れを防止できることを確認した。
3.2 頂‌ 版の施工
頂版の組立図とプレキャストの詳細図を図 6 に示す。
頂版の施工試験は，ボックスカルバートの内幅 7500 mm，頂版厚 1000 mm，側壁厚 800 mm， 部 材 軸 直 角 方 向 995mm とし，プレキャスト側壁部材②とプレキャスト頂版部材を用いて，一部側壁を含む頂版を製作した。プレキャスト
側壁部材②は部材厚 150 mm，プレキャスト頂版部材は，

図6

プレキャスト部材と組立図（頂版）

部材厚 350 mm（側壁内側 200 mm）である。なお，本施ンクリートの打込みは，コンクリートの呼びを 27-12-20H

工試験の場合，RC 構造のプレキャスト頂版部材では，施とし，2 層にて打込みを行った。施工状況を写真 2 に示す。

工時荷重によりひび割れの発生が懸念されたため，プレキ中詰めコンクリート打込み時のプレキャスト頂版部材下

ャスト頂版部材には ϕ 29 の PC 鋼棒を下側軸方向鉄筋と同面のコンクリートひずみ分布と下側軸方向鉄筋のひずみ分一高さに 3 本配置し，緊張力（560 kN/本）を導入した。

布を図 7 に示す。図中に示す計測位置は，頂版中央を原点

施工は，側壁を模した基礎上にプレキャスト頂版部材ととしている。コンクリートのひずみは 40 μ 程度であり，対になるプレキャスト側壁部材②の組立てを行った。プレひび割れも生じていない。また，下側軸方向鉄筋のひずみ

キャスト部材の橋軸方向の接合は，モルタル充填継手によは圧縮領域にあり，プレストレスによる応力補償が有効でり行い，頂版の上側軸方向鉄筋やハンチ鉄筋および幅止めあることを示している。

鉄筋の一部の接合にはスリーブ圧着ネジ継手を使用した。

以上より，施工手順を確認するとともに，内幅の大きい

なお，モルタル充填継手，スリーブ圧着ネジ継手ともに，鉄ボックスカルバートのプレキャスト頂版部材を PC 構造と筋径に対する標準適合品を使用している。頂版の中詰めコすることで，コンクリート打設時の施工荷重に対して，ひ75

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写真 2

施工状況の一例（頂版）

び割れの発生を防止できることを確認した。
4．‌おわりに
図7

本稿では，ボックスカルバートを対象とした部分プレキ

プレキャスト頂版部材のひずみ

ャスト部材を用いたボックスカルバートの構築工法「PPCa ボックスカルバート」の開発において実施した実ト部材にひび割れが発生しないことを確認した。本工法

大施工試験について報告した。施工試験の結果，側壁およは，これまで，施工機械や現場条件により適用が難しかっび頂版の部分プレキャスト部材の製作精度や施工手順を確た大型ボックスカルバートのプレキャスト化を可能にする認するとともに，ボックスカルバート構築時のコンクリーものであり，今後のコンクリート工の生産性向上の一助とト自重等の施工時荷重に対して，本工法の部分プレキャスなれば幸いである。

謝辞
本研究は，旭コンクリート工業株式会社との共同研究として実施したものです。また，本実験の実施に当たり，早稲田大学小泉淳名誉教授をはじめ，（一財）先端建設技術センター，PPCa ボックスカルバートに関する先端建設技術・技術審査証明委員会の関係各位に多大なご指導を頂きました。ここに記して感謝の意を表します。
参考文献
1）黒岩俊之，笠倉亮太，，福田俊，岸秀樹：部分的にプレキャスト化した RC 部材の単純梁の載荷試験，第 75 回土木学会年次学術講演会概要集，V-227, 2020．
2）黒岩俊之，笠倉亮太他 3 名：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，第 76 回土木学会年次学術講演会
概要集，V-204, 2021．
3）笠倉亮太，黒岩俊之，福田俊，岸秀樹：部分的にプレキャスト部材を用いた RC 壁部材の正負交番載荷試験，コンクリート工学
年次論文集，Vol. 44, No. 2, pp. 607-612, 2022．
4）（公社）土木学会：2017 年度制定コンクリート標準示方書【施工編】，2017．

CONSTRUCTION TEST OF PARTIAL PRECAST BOX CULVERT
R. Kasakura, M. Suzuki, T. Kuroiwa, and K. Hayakawa
The authors have developed“PPCa（Partial PreCast）Box Culvert”to improve productivity by precasting for box
culverts. This method can reduce the number of rebar and formwork assembly, support by partially using the precast
structure. In this method, mechanical splices have been used to join precast members, and tough accuracy control isrequired for member manufacturing and construction. Therefore, in this paper, we conducted construction tests of box
culvert using a partial precast member. As a result, we confirmed the manufacturing accuracy of the precast members
and construction procedure and confirmed that no harmful deformation or cracking occurred in the precast member
during the box culvert construction.

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