②波形鋼板巻立て工法ではなぜ曲げに対するじん性が向上するか

1) 波形鋼板巻き立て工法は図-1に示すように、鋼板下部とフーチング上面の
間に間隙を設けず、波形鋼板を隙間なくフーチングに固定します。



　　　　　　　図-1 波形鋼板巻き立て工法

2) 波形鋼板を巻き立てた橋脚が図-2のように曲げ変形したとき、アコーデオン効果により
波形鋼板は圧縮されますので、波高は大きくなりコンクリート橋脚の鉄筋のはらみだしを防ぎます。
波形鋼板があたかも拘束鉄筋のような働きをします。
つまり拘束効果が大きくなりじん性を高めます。
橋脚の曲げ変形による波形鋼板の浮き上がりを防ぐためフーチング接触面の
波形鋼板のフランジをボルト留めします。
有効性は大規模載荷試験でも検証されています。
大規模載荷試験は三次元非線形有限要素法有限変形解析でシュミュレーションできることが
検証されています。
解析プログラムは実用化されており,塑性率なども求めることができます。



　　図-2 波形鋼板を巻き立てた橋脚の曲げ変形

参考文献1)によれば写真-1に示すように連続繊維シート巻き立て工法では橋脚基部に曲げ破壊を
起こす可能性があります。波形鋼板巻き立て工法では橋脚基部でも曲げ破壊は起きないことが
大規模載荷試験で確認されています。繊維シート巻き立てで耐震補強された橋脚に対しても
波形鋼板巻き立て工法を適用すれば曲げ破壊は防ぐことができます。
この際アコーデオン効果により基礎に作用する転倒モーメントは増大しませんので
基礎への影響はありません。。

　　写真-1 連続繊維シートの破断を伴う橋脚基部の曲げ破壊


参考文献
1)令和 6 年能登半島地震による長大橋梁の被害状況調査報告（第２版）
2024.2.8 ⾦沢工業大学　田中泰司


道路橋示方書では図-3に示すように曲げ破壊における塑性ヒンジは
基部からLp/2で発生するとされています。
連続繊維シート巻き立てがフーチングの境界面で破壊したのは
拘束効果が境界面に及ばなかったと推察されます。
図-2のように波形鋼板を追加して巻き立てると拘束効果が発揮されますので
また図-3のような塑性ヒンジが発生して耐震性能を確保できると推察されます。



　　　　　図-3 曲げ破壊における塑性ヒンジ長Lp


参考文献2)によると連続繊維を用いた場合,工夫が必要として橋脚基部の補強を図-4のように提案しています。
a),b),d)では基部の抵抗モーメントが増大し、基礎に想定以上の転倒モーメントが作用する恐れがあります。
また,c)では基部の拘束効果は連続繊維シートでしか得られないので,拘束効果不十分で写真-1のような基部破壊
が発生する可能性があります。
図-2のような波形鋼板巻き立て工法では過大なモーメントや拘束効果不足は発生しません。



　　　　　　　　図-4 橋脚基部の曲げ補強

参考文献
2)土木学会鋼構造委員会構造工学委員会コンクリート委員会鋼・コンクリート合成構造連合小委員会分科会
『 橋脚等の耐震補強の現状と課題～合成構造化による耐震補強』 1997年,1章