非鉄製橋梁の共同研究について

西日本高速道路株式会社(本社：大阪市北区、代表取締役社長：石塚 由成)と三井住友建設株式会社(本社：東京都中央区、代表取締役社長 則久 芳行)は、鉄筋やPC鋼材などのように物理的に腐食の可能性のある材料に替わり、腐食しない新材料を緊張材として用いることにより、耐久性を向上させて維持管理費用を削減し、また、鋼材腐食によるコンクリート片剥落などによる第３者災害を防止する非鉄製の橋梁である超高耐久橋梁：Dura-Bridge (Durable Bridge)を共同研究により開発しました。

NEXCO西日本が管理する橋梁構造物では、塩害により鉄筋が腐食する劣化が大多数を占めています。そこで、すべての部材に鋼材を使用せず、錆びない新素材を採用し、耐久性の高い橋梁構造物の構築を目的として共同研究を実施いたしました。

今後は本構造の実構造物への適用を目指し、さらに検討を進めていきます。

■共同研究の概要

(1)共同研究の目的

本研究は、橋梁構造物(上部工)に腐食の可能性のある材料を使用せず、錆びない新素材を採用して、超高耐久橋梁(上部工)を研究・開発したものです。塩害による構造物の劣化やコンクリート片の剥落を防止し、将来の維持管理費用の低減や安全性の向上を目的としています。

(２)研究概要と成果

≪新たなコンクリート材料の開発≫

本構造を実現するため、新たに設計基準強度80N/mm²の高強度繊維補強コンクリートを開発しました。その特性について、材料試験や梁の載荷実験により評価し、十分な強度特性を有していることを確認しました。

≪新たな緊張材の定着工法の開発≫

引張力に対しては、アラミドFRPロッドによるプレストレス力で補強する構造を考案しました。その合理的な定着工法についても、本研究により開発しています。

≪非鉄製の橋梁構造の開発≫

上記の新たなコンクリート材料とアラミドFRPロッドを用いて非鉄製の箱桁橋を開発しました。提案構造の実物大の1/2模型を製作し、載荷実験により十分な耐荷力を有することを確認しています。同材料を用いた床版についても、重交通による疲労特性を評価するため、想定する実物大模型による輪荷重走行試験を実施しました。その結果、従来の鉄筋やＰＣ鋼材を用いたﾌﾟﾚストレストコンクリート(PC)床版と同等以上の疲労耐久性を有することを確認しています。

≪非鉄製の壁高欄の開発≫

壁高欄についても、今回開発した新たなコンクリート材料とアラミドFRPロッドを用いて非鉄製とし、車両衝突に耐えられることを実験で確認しています。

図-1　非鉄製橋梁の概要図

(３)今後の展望

今後は、本技術を採用した橋梁の最適なプロポーションを追究して建設コストの削減を図った後に、実橋において剛性やねじり挙動の検証を行って振動特性などを確認する予定です。

これらの検証を経た上で、本研究の成果を新設の橋梁構造物へ適用することにより社会インフラの維持管理の改善に資することが期待されます。

また、本研究成果を応用し、取替床版等の更新用部材として適用することも考えており、本技術を採用した構造の実用化に向けて検討を進めて参ります。

 

<お問い合わせ先>

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