（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部第48回（平成27年度）研究発表会論集プレゼンテーション発表アブストラクト №207 鋼・コンクリート二重合成Ⅰ桁橋のクリープに関する研究協和設計株式会社田中真美 2.クリープ現象と解析方法 1. はじめに近年，合理化や工期短縮，コスト縮減を目指した新形式コンクリートに一定荷重を持続して作用させた場合，時の鋼・コンクリート複合橋梁の研究および開発が積極的に間の経過とともにひずみが進行する．このような現象をク行われている．リープという．コンクリートは，クリープにより時間の経その一例として，図-1 に示すとおり，安価で施工性の良い I 桁橋の中間支点領域に下コンクリート床版を配置し，全橋長にわたって鋼桁の圧縮域にコンクリート床版が存在する二重合成 I 桁橋が挙げられる 1)．過とともに変形が生じるため，長期にわたり使用する構造物の設計において，適切に評価する必要がある．ここで，クリープの定式化を行い，その応力－ひずみ関係式を誘導すると以下の式で表される 4)．なお，紙面の都合上，記号の説明は割愛する．  c ,t  t1   t1 Ec  (t  t1 )   t  t1 Ec (1   ) つぎに，クリープによって，上・下コンクリート床版および鋼桁の各部材に発生する分担断面力の変化量は，上コンクリート床版打設時および後死荷重載荷時と施工ステ下コンクリート床版ップを考慮して，力のつり合い条件とひずみ，曲率の適合条件より算出する．また，連続桁橋におけるクリープの解析は以下のように図-1 二重合成 I 桁橋の構造概要(中間支点領域) 行う．本橋梁形式は，下コンクリート床版を設置することで， 1) 変化量算出将来，限界状態設計法が適用された場合，安全性の照査において，すべての断面を全塑性状態，つまり，コンパクト静定基本系におけるクリープによる分担断面力の 2) 不静定系におけるクリープによる分担断面力の変化量算出断面として設計することが可能となる．さらに，近年，二重合成構造を積極的に採用しているスペインでは，下コンクリート床版の施工において，型枠兼用のコンクリート板 3.対象橋梁の概要を適用するとともに，桁全域に渡って下コンクリート床版まず，対象橋梁の側面，断面を図-2，図-3 ならびに図-4 を設置することで，ねじれ抵抗の向上や緊急点検および維に示す．ここで，下コンクリート床版を設ける二重合成区持管理時の通路として活用することができるなどの利点を間は，後死荷重作用時に負の曲げモーメントが発生する区有している 2)．間としている．また，通常合成断面，二重合成断面は，そしかし，中間支点領域は，上・下にコンクリート床版をれぞれ，正曲げ(側径間，中央径間)区間，負曲げモーメン有するため，コンクリートの重要な性質の 1 つであるクリト(中間支点領域)区間の断面を示している。なお，腹板高ープや乾燥収縮によって生じる変形を鋼桁が拘束することや部材厚は，その区間の平均値を示している．により，桁に過度な変形が生じたり，コンクリート床版にひび割れが発生する危険性がある． 216000 96000 60000 60000 そこで，本文では， 3 径間連続二重合成 I 桁橋を対象に，既往の研究成果 3)も含め，経時挙動の影響評価を行った結果について報告する． 23000 17000 17000 23000 図-2 側面 (寸法単位：mm) － 163 －（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部第48回（平成27年度）研究発表会論集プレゼンテーション発表アブストラクト №207 死荷重が作用したことが要因と考えられる．表-2 変化応力度一覧表 (単位：N/mm2) 660 21 2860 2570 600 320 43 27 10640 24 上縁下縁上縁鋼桁下縁下コンクリート上縁床版下縁回復クリープを考慮する作用応力クリープ乾燥収縮合計 -16.5 -1.1 -71.4 -89.0 -15.1 -0.7 -71.4 -87.2 -160.0 -6.6 14.9 -151.7 73.8 58.8 43.7 176.3 1.1 1.9 -1.6 1.4 10.0 -6.4 -1.3 2.4 上縁下縁上縁鋼桁下縁下コンクリート上縁床版下縁回復クリープを考慮しない作用応力クリープ乾燥収縮合計 -16.5 -1.0 -71.4 -88.9 -15.1 -0.6 -71.4 -87.1 -160.0 -6.3 14.9 -151.4 73.8 56.9 43.7 174.5 1.1 1.7 -1.6 1.2 10.0 -6.0 -1.3 2.7 58 38 床版鉄筋 850 890 a)側径間 b)中央径間図-3 通常合成断面 (寸法単位：mm) 床版鉄筋 43 320 10640 125 24 880 690 58 2860 鉄筋Φ22 なお，二重合成部の下コンクリート床版には圧縮応力が残存しているため，ひび割れが発生する危険性はないこと 930 を確認することができた．図-4 二重合成断面 (寸法単位：mm) 5. まとめ本研究において，3 径間連続二重合成 I 桁橋を対象に経つぎに，表-1 に解析条件を示す．時挙動に関する影響評価を行った．その結果，下コンクリート床版において圧縮応力が残存し，使用性の観点におい表-1 解析条件遅れ弾性クリープひずみに対するクリープ係数の最終値 ( フロークリープひずみに対するクリープ係数の最終値 (  遅れ弾性クリープひずみに対するクリープ係数の進行を表す無次元係数 (k1 ) d , f , フロークリープひずみに対するクリープ係数の進行を表す無次元係数(k2 ) (t) 最終材齢　：日 (t2) 後死荷重載荷時における材齢　：日 (t1 ) 上コンクリート床版打設時における材齢　：日 ) ) 0.4 1.6 0.02 0.007 10000 200 100 て照査を満足する結果を得ることができた． 6. おわりに本研究の内容は，著者が，大阪工業大学工学部都市デザイン工学科在籍時に卒業研究として実施した研究成果である．関係各位に感謝の意を表します．参考文献 4.数値計算結果と考察表-2 に，既往の研究 1) 橋の提案，第 5 回複合構造の活用に関するシンポの値も含めた結果の一覧を示す．同表の結果は，負曲げ最大位置(二重合成部)の値であり，正は圧縮応力，負は引張応力を示している．ジウム講演論文集，pp.29～32，2003 年 11 月． 2) 例えば，二重合成構造を採用した鋼トラス橋の計画・施工-スペイン Ulla 川に架かる高速鉄道橋-，橋同表より，下コンクリート床版下縁に関して，クリープおよび乾燥収縮によって下コンクリート床版に引張応力例えば，大山理，大久保宣人，夏秋義広，栗田章光：ラーメン形式の鋼・コンクリート二重合成 I 桁 3)より，乾燥収縮に伴う変化応力度梁と基礎 2014 vol.48，pp62~63，2014 年 11 月． 3) 生川恭平，渡邊涼，大山理：(CS3-016) スパン比が作用し，回復クリープを考慮する場合，76%の作用応力をパラメータとした二重合成 2 主 I 桁橋の乾燥収が減少している．さらに，その引張応力の約 8 割は，クリ縮挙動，土木学会第 69 回年次学術講演会講演概要ープが占めていることがわかった．これは，コンクリート集，pp.31~32，2014 年 9 月．の材齢が若い時期，つまり，クリープ係数の値が大きいコ 4) ンクリートに上コンクリート床版の打設によって，大きな－ 164 － (社)土木学会：鋼・コンクリート複合構造の理論と設計(1) 基礎編：理論編，pp.66～69，2004 年 10 月．