コンクリート中小規模橋を対象とした RC 連結ジョイントの開発研究
長岡技術科学大学 建設構造研究室 09508784 市川貴博
指導教官 長井正嗣
はじめに

1.

解析では，温度変化による桁の伸縮がクリティカルとなる

近年，道路橋の維持管理において，伸縮装置（以下，ジことから，外力として±20℃の温度変化を作用させ，各構造ョイント）からの漏水による橋桁端部の劣化事例が多く発生

形式，条件の変化により RC 連結ジョイント部に生じる軸力，しており，ジョイントの漏水対策が喫緊の課題である．

変位への影響を検討する．また橋台パラペット基部の曲げ対策の１つとして，橋台部のジョイントを無くし，橋桁と橋応力度の照査から，RC 連結ジョイントの適用範囲の検討

台を連結する構造（以下，ノージョイント）がある．ノージョイを行う．

ントは，橋桁と橋台の遊間部からジョイントを削減するため，

2.3

RC 連結ジョイントの地震荷重の構造挙動

通行車両の振動・騒音を低減し，高速走行下における安RC 連結ジョイントの終局耐力の把握，終局形態の確認，全性を向上させる．さらに，ジョイントからの漏水を少なくす

そして最適な連結鉄筋の構造形式の検討を目的として，るため，ライフサイクルコストを最小にする観点からも橋梁RC 連結ジョイントを模擬した供試体（図 4 参照）による大規の維持管理の効率化が期待できる．

模地震を想定した終局実験を行う．供試体では，連結鉄ノージョイント工法の一つである RC 連結ジョイント（図 1参照）とは，既設の中小規模コンクリート橋（伸縮桁長 30m

筋の形式，径，根入れ長，重ね継手長を変化させた 5 体（図 5 参照）の供試体を製作した．

程度）を対象に，橋台部のジョイントを削減し,橋桁部と橋RC 連結ジョイント

台部を鉄筋コンクリートで連結する構造である．その特徴として，止水機能をはじめ，施工が簡易でコストが安く，既設橋にも設置が可能である点が挙げられる．
本研究では RC 連結ジョイントの構造挙動の解明を目的に，FEA と実計測による常時荷重の力学挙動の検証，そして骨組み解析モデルのパラメータ解析による上部，下部，基礎の構造特性の影響の分析と適用範囲の評価，RC 連結ジョイントを模擬した供試体による地震荷重の構造挙動

図1

既設コンクリート
RC 連結ジョイント概要の検証により，RC 連結ジョイントの開発研究を行う．
2.

研究内容

2.1

RC 連結ジョイントの活荷重作用時の力学挙動

RC 連結ジョイント

床板上面増厚 連結材

RC 連結ジョイントによりノージョイント化された橋梁は，活荷重により上部構造の変形に下部構造が追従していると考える．このため，実橋の載荷試験を行い，活荷重下の橋台の変形を計測，検討対象橋梁の FE モデル（図 2 参パラペット

沓

P1Z

橋台

A2YX照）での解析結果との比較を通じて，RC 連結ジョイントをウィング

A1

図2

検討対象橋梁の FE モデル

適用した橋梁の活荷重作用時の力学挙動を明らかにす2.2

骨組み解析モデルによる適用範囲の評価

RC 連結ジョイントの構造特性や適用範囲を把握するため骨組み解析を行う．骨組み解析モデル（以下，基本モデ

6 000mmる．
15 000mm

30 000mm

A1P1A2yxル，図 3 参照）の上部構造，下部構造，基礎構造の剛性に5 850mm加え，各構造形式（支間長，橋台高さ，杭長，地盤反力係

図3数等）をパラメータとして解析を行う．

4 000mm

5 850mm

骨組み解析モデル（基本モデル）概要

た変形を示すことが明らかとなった．
450640450(2)RC 連結ジョイントを模擬した供試体の終局耐力は，根母材

梁

1000

802201800

460

RC連結部

連結鉄筋

入れ長，重ね継手長に支配される．

剥離剤塗布
範囲

(3)桁長 40ｍ程度の橋梁には RC 連結ジョイントの詳細構造として，L 字型連結鉄筋，根入れ長 40mm，重ね継手長100mm が最適である．このとき，母材は破壊しないため，

遊間

油圧ジャッキ

図4

実験供試体概要形状
U字
U字
U字
L字
L字

鉄筋径 根入れ長 重ね継手長
D1340mm
D1360mm
D1660mm
D1340mm100mm
D1340mm200mm

供試体1
供試体2
供試体3
供試体4
供試体5図5

容易かつ迅速な復旧が可能である．
(4)パラメータ解析の結果から，径間数が RC 連結ジョイントの軸力，変位量に対して，顕著な影響を与えた．また適用範囲の検討から，橋長 75ｍまでが適用範囲（5 径間）となることがわかった．
変形方向

連結鉄筋のパラメータ

3.

研究結果

3.1

活荷重作用時の力学挙動

A1

P1 T 荷重

RC 連結ジョイントを適用する A1-P1 径間の支間中央，A2

走行車線位置に T 荷重を載荷した時，下部構造が橋台背面側に倒れこむ（図 6 参照）変形モードとなった．
また RC 連結ジョイントを適用した実橋の橋台には，実験車の通過により 0.1mm 程度の水平変位と回転変位（図 7参照）が発生し，実橋梁においても，橋台には橋台背面側

図6ｍｍ 橋台の変位類似した変形を示すことが明らかとなった．
3.20測点(上）-0.1測点(下）-0.2-1secが予想された．このため，径間数をパラメータとして，パラペットの曲げ応力を許容応力で照査した（図 8 参照）．その

1sec

実計測での橋台の変形挙動
曲げ応力度

15

パラペットのヤング係数2.5×10 4 N/mm2より曲げの許容応力度は8 N /mm 2 となる．

105024

地震荷重の構造挙動

図8

図 9 に，実験から得られた荷重と遊間変位量の関係と，以下に本研究の成果をまとめる(1)FE 解析と実橋計測の両者ともに，活荷重による主版たわみ角がパラペットに伝達し，橋台がラーメン構造と類似し供試体1
供試体2
供試体3
供試体4
供試体5
試算[L1地震]試算[L2地震]（2）

200192ｋN（1）（4）（5）

150118ｋN
100

擬した母材部の破壊はなかった．
4．結論

10パラペットの曲げ応力度（3）

荷重（kN）

2，4，5 では鉄筋引抜けによるコーン破壊となり，橋台を模

8250

各供試体の終局耐力を示す．供試体 1 と 2，また供試体 4力が支配されていることがわかる．終局形態として供試体 1，6

径間数となった．と 5 を比較すると，鉄筋の根入れ長，重ね継手長により，耐許容応力度0

結果，5 径間までは許容範囲（橋長 75ｍまでが許容範囲）
3.3（＋）

2sec

20

曲げ応力度（N/mm2）

RC 連結ジョイントより先にパラペットの破壊が生じる可能性

0sec

図7

パラメータ解析の結果から，径間数が RC 連結ジョイント上の径間数では，163ｋN 以上の軸力が生じ，この場合，水平変位0.1

骨組み解析の結果の軸力，変位量に対して，顕著な影響を与えた．4 径間以回転変位0.2に倒れこむ変形挙動が確認された．この挙動から，活荷重による主版たわみ角がパラペットに伝達し，ラーメン構造にFE 解析結果（上部，下部構造の変形モード）

終局耐力 グラフでの位置
供試体1
供試体2
供試体3
供試体4
供試体5500010

図92030

遊間変位（mm）

148ｋN
227ｋN
218ｋN
145ｋN
166ｋN

40

荷重と遊間変位の関係

501234560