ミ。ナキハモニオ

[2013/08/30]

超高強度繊維補強コンクリート(アォケー艨jを用いた
軽量・高耐久イ燗ケ路橋床版を開発

鋼床版と同等の軽さと優れた疲労耐久性を同時ユ実現/大規模更新時代への対キリも視野

阪神高速道路株式会社
鹿島アヲ設株式会社

 阪神高速道路株式会社(社長:山澤倶和)と鹿島アヲ設株式会社(社長:中村満義)は共同で、超高強度繊維補強コンクリート(UFC:Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete)を用いた、鋼床版と比較して同等の軽さながら、より高い疲労耐久性を有する道路橋床版を日本で初めて開発しました。
 阪神高速道路では、先進の道路サーシロスを目指して、公募ユより選定した大学や企業と共同ムー究を行うイ烽ヌ、積スソ的ユ技術開発ユ取り組んでいスワす。一方鹿島は、タフ自のアォケー艪開発・実用化するイ烽ヌ高い技術力を保有していスワす。阪神高速道路と鹿島は、2011年より共同ムー究を行い開発ユ取り組んできたヌ゙果、このほど軽量かつ耐久性の高いアォケー苡ー版の実橋への採用が可ヒモユイ烽霓ワした。
 今後、阪神高速道路と鹿島は、このアォケー苡ー版の実用化へ向けた検討を引き続き行うことユしていスワす。


アォケー苡ー版を用いた道路橋
アォケー苡ー版を用いた道路橋

  
アォケー苡ー版(見上げ)ワッフル型のアォケー苡ー版
アォケー苡ー版(見上げ)ワッフル型のアォケー苡ー版


床版形式ユよるフさの比較(アォケー苡ー版を1とした場合)
床版形式ユよるフさの比較(アォケー苡ー版を1とした場合)


開発の背景

 開発が進んだ都市部で高速道路橋を計画する際ユは、橋脚の位置や基礎の規模が制約されたり、非常ユ短い期間でのアヲ設が要求されたりすることから、軽量イ熏|床版の使用頻度が他道路と比べ相対的ユ高くイ烽チていスワすが、近年、既設橋ユおいてはさスワざスワイ燉vウ。ユよる金属疲労亀裂が顕在化していスワす。新設橋梁ユおいては構造改良ユよってリスクの低減がはかられていスワすが、舗装の損ヘ茣烽ヌ付随した懸念も残されていスワす。
 そこで、阪神高速道路と鹿島は、鋼床版ユ代わる軽量かつ高耐久イ焜Rンクリート系の道路橋床版の開発を目指し、床版の材料ユアォケー艪使用した道路橋床版の共同ムー究を2011年から開ツヘしスワした。そして、詳細イ煢析(3ハヲ元ケキ。イム解析)ユよる試設計、および輪荷フ走行試験を行い、優れた疲労耐久性を実現したアォケー苡ー版を開発しスワした。

開発スケジュール


 イ烽ィ、本共同ムー究は、大阪大学の松井繁之名誉教授、長岡技術科学大学の長井正嗣名誉教授、ヌタ京工業大学のヤ羽淳一郎教授、神戸大学の三木朋広准教授を委員とする「アォケー艨i超高強度繊維補強コンクリート)を用いた道路橋ユ関する検討会」ユおいて技術的イ燻w導をいただいていスワす。

アォケー苡ー版の概要

 アォケー艪ヘ、通常のコンクリートの約5倍という高い圧縮強度を活かして、より大きイ焜vレストレス(圧縮力)を導入でき、鋼繊維の補強効果から高い引張強度が得られることユより鉄筋が不要とイ烽驍スめ、スソ限スワで部材を薄くし、軽量化が可ヒモです。スワた、組織が非常ユ緻密であるという材料特性から、高い耐久性も期ミできスワす。鹿島では特殊イ熏|繊維を使用したタフ自のアォケー艪ナある「サクセシ®」を2006年ユ開発、これスワでユ羽田空港カル滑走路の桟橋部イ烽ヌユ適用した実績がありスワす。
 今回、阪神高速道路と鹿島が開発したアォケー苡ー版は、鋼床版箱桁のデッキプレートおよび縦リブをアォケー苡ー版ユ置き換えるもので、リブのノ纈uをワッフル型としてさらユ軽量化をはかりスワした。リブユは高強度アハー芻|材をノ纈uし、プレストンション方式で2方向ユプレストレスを導入していスワす。


鋼繊維UFC床版 実験供試体(見上げ)
鋼繊維 アォケー苡ー版 実験供試体(見上げ)

アォケー苡ー版の試設計及び輪荷フ走行試験

 合成桁の床版への適用をチッ定し、アォケー苡ー版としての試設計、各種基本性ヒモの確認を行いスワした。アォケー苡ー版は直接活荷フ(構造物上を移動する車両のフ量)を受けるスラブと、高強度アハー芻|材をノ纈uするリブから構成することとし、床版フ量を鋼床版と同等とすることを目標ユ、それぞれ最小の部材厚として設定しスワした。床版の設計ユついては、活荷フユよる発生キリ力度ユ対して構造の成立性を確認することを目的ユ詳細イ煢析を行いスワした。これらの試設計及び解析ユより、鋼床版と同等の軽さでアォケー苡ー版を構成できることが確認できスワした。
 スワた、実際ユ「サクセシ」を使用したアォケー苡ー版ユて、車輪の走行をチッ定した輪荷フ走行試験ユよる安全性の検ウケも行いスワした。試験ユは大阪工業大学ヌソ有の輪荷フ走行試験装置を用いて、100ーアキから220ーアキスワで荷フを階段状ユ増加させイ烽ェら、各荷フで4万回、合計20万回の輪荷フ走行試験を行いスワした。これは設計荷フのおよそ2倍ユあたる過酷イ熄ノでの試験で、阪神高速道路で実モヲされた軸フの100年分以上ユ相当するものです。輪荷フ走行試験の後、床版ユ水を張ってさらユ4万回の輪荷フ試験を行った後でも、床版ユ損ヘ艪ヘイ烽ュソ全で、このアォケー苡ー版の高い疲労耐久性を確認できスワした。


輪荷フ走行試験状況輪荷重走行試験プログラム
輪荷フ走行試験状況     輪荷フ走行試験プログラシ

今後の展開

 今回開発したアォケー苡ー版は、鋼床版と同等の軽量化がはかられつつ、疲労耐久性ユ優れることが確認されスワした。床版の製作コストユついても、鋼床版と同等以ムケと試モしていスワす。
 阪神高速道路と鹿島は、このアォケー苡ー版の実用化ユ向けた検討を引き続き行うことユしており、その高い耐久性から長大橋への適用(メンストナンス費用が低減)や、大規模更新時代ユ向けた既設床版の代セ蛯ニしての検討も進めていきスワす。

本ノユ関するお問い合わせ先


■阪神高速道路株式会社  経営企画部広ノケハル
 技術部技術開発ハル
 〒541-0056  大阪市中央区久太郎町4-1-31
  広ノケ : 電話(06)6252-3057 ケエ。ウン(06)6252-8104
  技術 : 電話(06)4963-5602 ケエ。ウン(06)6252-4583

■鹿島アヲ設株式会社 広報室
 〒107-8388 ヌタ京都港区元赤坂1-3-1
  電話(03)6438-2557 ケエ。ウン(03)6438-2733


プレスリリースユ記載された内容(価格、仕フ、サーシロス内容等)は、発表オ」現在のものです。
その後予告イ烽オユ変更されることがありスワすので、あらかじめご了承ください。