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れんかのしろ
5 years ago
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1 超高強度繊維補強コンクリート (UFC) を用いた GSE 橋梁羽田空港の再拡張事業における国際線地区のエプロン PFI 事業東京空港整備事務所先任建設管理官竹田康雄

2 Ⅰ.GSE 橋梁の構造概要

3 GSE 橋梁の技術提案 GSE 橋梁における技術提案主桁に超高強度繊維補強コンクリートを用いた GSE 橋梁の技術提案桁と桁の接合部桁と床版の接続部等の応力伝達特性変形性能等について実験等による確認が必要トーイングトラクター長さ : 約 7m 幅 : 2.8m 自重 : 40~50 トン GSE(Ground Support Equipment) 航空機の整備用機材空港特殊車両等 GSE 橋梁の荷重条件 B 活荷重連行荷重自動車荷重 ( 消防自動車トーインクトラクター自動車 ) 最も重いトーインクトラクター ( 総重量 50トン ) 超高強度繊維補強コンクリート (UFC) UFC:Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete 水 180 kg /m 3 配合粉体 2254 kg /m 3 セメント珪砂微粉末鋼繊維 157 kg /m 3 圧縮強度 180N/mm 2 高性能減水剤 30 kg /m 3 水セメント比専用の減水剤 W/C= 約 22% 高張力鋼 φ=0.2mm L=15mm 鉄筋骨材を使用しないため部材厚を薄くできる ( 低い桁高で長いスパンの実現 ) 軽量化が可能 ( 上部工の軽量化に伴い下部工もコンパクトにできる )

4 GSE 橋梁の構造図北側エプロン軽量盛土工法 (EPS) 橋長 48m( 支間長 46m) ホストテンション UFC 単純合成 3 室箱桁橋南側エプロン軽量盛土工法 (EPS) 鋼管杭 φ800 L=51 空港連絡道路建築限界 =4.5m 鉄筋コンクリート橋台三愛石油シールドトンネル桁と桁の接合部ウエットショイント ( 現場打ち ) 孔あき鋼板ジベル標準部 mm 桁と床版の接続部普通コンクリート超高強度繊維補強コンクリート床版有効幅員 15m コンクリート床版アスファルト舗装最小ウエフ厚 150 mm 主桁 PC ケーブル桁高 2m

5 超高強度コンクリート (UFC) の特性水和反応限界付近の水分水セメント比 : 約 22% 水粉体比 : 約 8% 標準熱養生 90 の蒸気養生 (48 時間 ) 高強度圧縮強度 =180N/mm 2 ひび割れ発生強度 =8N/mm 2 引張強度 =8.8N/mm 2 粒子間の空隙を無くした最密充填のために高緻密で耐久性が高い最密充填のイメージ高耐久設計耐用年数 :100 年乾燥収縮 :50μm/m ( 普通コンの 1/10 以下 ) ライフサイクルコストの低減容積で 2% の鋼繊維を混入高靱性鋼繊維の引張強度 2700N/mm 2 モルタルフロー値 250 mm 高流動高い自己充填性締固め不要フロー値の保持時間 :2 時間

6 Ⅱ.GSE 橋梁の要素実験

桁と桁の接合部 ( ウェットショイント部の要素実験 ) せん断伝達耐力式の検証せん断キーなしジャッキ WJ ウェットジョイントせん断キーありジャッキ WJ ウェットジョイント 150 ( 実績 30) 荷重 (kn) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 No.1 相対変位 (WJ- 端部 ) No.

7 桁と桁の接合部 ( ウェットショイント部の要素実験 ) せん断伝達耐力式の検証せん断キーなしジャッキ WJ ウェットジョイントせん断キーありジャッキ WJ ウェットジョイント 150 ( 実績 30) 荷重 (kn) No.1 相対変位 (WJ- 端部 ) No.2 相対変位 (WJ- 端部 ) No.3 相対変位 (WJ- 端部 ) 荷重 - 変位関係 (P-δ) 相対変位 : 端部 ( 寒色系 ) 相対変位 : 中央部 ( 暖色系 ) 相対変位 (WJ- 端部 ) 寒色系 WM1 No.1 相対変位 ( 中央部 -WJ) No.2 相対変位 ( 中央部 -WJ) No.3 相対変位 ( 中央部 -WJ) Pmax=3052kN(No.3) Pmax=2741kN(No.2) Pmax=2645kN(No.1) WH1 EH2 WH3 EH3 EH4 EH4 EH5 EH6 端部 WJ 中央部 WJ 端部係数 β 値 β(no.1)=0.73>0.4 β(no.2)=0.79>0.4 β(no.3)=0.91> 変位 (mm) MM0 相対変位 ( 中央部 -WJ) 暖色系 WJ による耐力増 Pmax=3052kN( 3) Pmax=2741KN( 2) Pmax=2645kN( 1) EM1 係数 β 値 β( 1)=0.73>0.4 β( 2)=0.79>0.4 β( 3)=0.91> 荷重 ( kn) No.1 相対変位 (WJ- 端部 ) No.2 相対変位 (WJ- 端部 ) No.3 相対変位 (WJ- 端部 ) 荷重 - 変位関係 (P-δ) Pmax=4444kN(No.3) Pmax=4097kN(No.2) Pmax=3950kN(No.1) 相対変位 (WJ- 端部 ) 寒色系 WM1 No.1 相対変位 ( 中央部 -WJ) No.2 相対変位 ( 中央部 -WJ) No.3 相対変位 ( 中央部 -WJ) Pmax=4444kN( 3) Pmax=4097KN( 2) Pmax=3950kN( 1) WH1 WH2 WH3 EH4 EH5 EH 変位 (mm) MM0 相対変位 ( 中央部 -WJ) 暖色系端部 WJ 中央部 WJ 端部係数 β 値 β 値 β(no.1)=0.77>0.4 β( 1)=0.77>0.4 β(no.2)=0.76>0.4 β( 2)=0.76>0.4 β(no.3)=0.81>0.4 β( 3)=0.81>0.4 耐力式の面形状を表す係数 βが0.4 以上であることを確認しせん断キーにより大幅な耐力増分を確認出来た EM1

ウェブひび割れ発生 (2800kN) 1500 設計荷重 ( 終局限界 )1088kN 破壊しない設計荷重 ( 終局限界状態 )_1088kN 要求性能クリア : 破壊しない 1000 500 設計荷重 ( 使用限界状態 )_888kN 要求性能クリア

8 桁と桁の接合部 (WJ 部梁縮小モデル実験 ) WJ 部のせん断抵抗能力の検証側面図断面図床床版版 PBL 床版 UFC UFC 桁ウェットジョイント (WJ) 4000 UFC 桁橋軸直角方向縮小梁モデル載荷実験荷重 - 変位関係 ( 載荷点直下鉛直変位 ) 3500 最大荷重 3404kN 最大荷重 _3404kN 荷重 (kn) 設計上耐力 (WJせん断) 2150kN 設計上耐力 (WJ せん断耐力 )_2150kN ウエブひび割れ発生 2800kN ウェブひび割れ発生 (2800kN) 1500 設計荷重 ( 終局限界 )1088kN 破壊しない設計荷重 ( 終局限界状態 )_1088kN 要求性能クリア : 破壊しない設計荷重 ( 使用限界状態 )_888kN 要求性能クリア : ひび割れ無し設計荷重 ( 使用限界 )888kN ひび割れ無し変位 (mm) 使用限界で弾性挙動終局限界でせん断抵抗力を失わず桁と桁の接合部における構造安全性が確認出来た

桁と床板の接続部 ( 首振りモーメント要素実験 ) PBL の耐荷性能の確認 50t シャッキジャッキ 50t ロートセル床版コンクリート床版孔あき鋼板ジベル (PBL) (PBL) 孔あき鋼板ジベル (PBL) UFC UFC ウェブ UFC ウェブ 400 350 3 試験体 No.

7mm P2=321kN,δ2=3.7mm 300 計算上耐力 274kN 計算上耐力 274kN 250 200 荷重 (kn) 150 100 設計荷重 ( 終局限界 )103kN 破壊しない設計荷重 ( 終局限界状態 )103kN 要求性能クリア : 破壊しない No.1 試験体 No.

9 桁と床板の接続部 ( 首振りモーメント要素実験 ) PBL の耐荷性能の確認 50t シャッキジャッキ 50t ロートセル床版コンクリート床版孔あき鋼板ジベル (PBL) (PBL) 孔あき鋼板ジベル (PBL) UFC UFC ウェブ UFC ウェブ試験体 No.3 試験体 319kN P3=319kN,δ3=3.5mm δ=3.5mm 首振りモーメント要素実験荷重 - 変位関係 ( 床版北側鉛直変位 ) 1 試験体 No.1 試験体 2 No.2 試験体 347kN δ=5.3mm P1=347kN,δ1=5.3mm 321kN δ=3.7mm P2=321kN,δ2=3.7mm 300 計算上耐力 274kN 計算上耐力 274kN 荷重 (kn) 設計荷重 ( 終局限界 )103kN 破壊しない設計荷重 ( 終局限界状態 )103kN 要求性能クリア : 破壊しない No.1 試験体 No.2 試験体 50 設計荷重 ( 使用限界状態 )84kN 設計荷重 ( 使用限界 )86kN ひび割れ無し要求性能クリア : ひび割れ無し No.3 試験体変位 (mm) 使用限界で弾性挙動終局限界で破壊しないことを確認し桁と床版の接合部 (PBL( PBL) ) の構造安全性が確認出来た

10 Ⅲ.UFC 桁の製作

11 UFC 桁製作フロー図 UFC ハッチャーフラント超高強度コンクリート練混ぜ 1 次養生 ( 初期養生 ) 脱型桁吊上げ移動が可能な強度発現雰囲気温度の最高温度を 40 程度 (40 ± ±5 ) となる熱養生型枠セット超高強度コンクリート打設 1 次養生脱型 2 次養生打設管理 2 次養生 ( 標準熱養生 ) 鋼繊維配向性の分散部材の設計強度まで強度発現打重ね部表面の乾き防止昇降温度 :15: 15 /hr 以下最高温度保持時間 :48: 時間以上合流部突き棒降温速度 : 熱伝対による温度管理突き棒 2 層目 1 層目 10 cm程度温度 ( ) hr 程度 +15 /hr 養生時間 (hr) 徐冷

12 UFC 桁製作状況鋼製内枠 PBL 設置状況 UFC 打設状況養生状況

13 ＵＦＣ桁ブロック置場状況ＵＦＣ桁ブロック完成ＡタイプＵＦＣ桁ブロック完成Ｄタイプ

コンクリート工学年次論文集 Vol.30

コンクリート工学年次論文集 Vol.30 論文超高強度繊維補強コンクリートを用いた床版の打設方法が構造性能に及ぼす影響に関する研究一宮利通 *1 大野俊夫 *2 野口孝俊 *3 *4 南浩郎要旨 : 東京国際空港 D 滑走路の建設工事において桟橋部着陸帯に超高強度繊維補強コンクリート (UFC) を使用したプレキャスト床版が採用される本研究では, 平口バケットを用いて左右に移動させながら打設する方法, ならびに丸口バケットを用いて床版中央部を移動させながら打設する方法の2