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目次 |
[編集] テンプレート改良案 リスト形式
[編集] JR西日本
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[編集] JR九州
[編集] ノーマル
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[編集] JR北海道
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[編集] 駅テンプレート試案
| 勝川駅 | |
|---|---|
 勝川駅北口
|
|
| かちがわ - Kachigawa | |
| ←春日井駅 （3.1km）｜（2.7km） 新守山駅→ | |
| 所属会社 | 東海旅客鉄道 |
| 所属路線 | 中央本線 |
| キロ程 | 409.6km （東京起点） |
| 所在地 | 愛知県春日井市松新町 |
| 乗車人員 -統計年度- |
14,798人/日 -1997年（平成9年）- |
| 開業年月日 | 1900年（明治33年）7月25日 |
| 備考 | 直営駅 みどりの窓口 有 駅売店 有 |
[編集] 非破壊検査
[編集] はじめに
多くのコンクリート構造物が倒壊した阪神淡路大震災、次々と露見するコンクリートの不法加水問題、さらには昨年の耐震偽装問題など、コンクリート構造物への不安・不信が社会問題となっている。その結果、コンクリート構造物の劣化や補修問題が注目を浴びるとともに、維持管理の大切さ、診断業務の難しさが広く示された。
[編集] 非破壊検査と非破壊試験
- 非破壊試験
- 素材を破壊せずに、損傷の有無・位置・大きさ・形状・分布状態を調べる試験
- 非破壊検査
- 非破壊試験の結果から、規格などにより合否を判定する。
[編集] 非破壊検査に期待される諸問題
[編集] 測定精度と測定誤差
非破壊検査にはさまざまな原理が使用されており、さらに同じ計測項目であっても、原理が異なれば測定精度も異なることが多い。
例）超音波によるコンクリート内部の空隙検査における弾性波周波数の違い 周波数 高 速度精度が高い。しかし骨材等の反射により、ごく浅い位置での測定しかできない。 ↑ ↓ 周波数 低 より深い位置まで計測可能であるが、精度が劣る。
オールマイティなものはない。複数を組み合わせた複合的な計測技術が望まれる。
[編集] 測定結果の表示
現在、多くの機器では測定結果を波形など直接求めたデータをそのまま表示している。しかし、この方法では、測定原理や結果の特性を熟知している技術者以外には分からず、第三者による非破壊検査を行うことも難しい。 そこで、計測結果をわかりやすく表示する機器や、得られた生データを解析するソフトウェアの開発が望まれる。これにより、非破壊試験結果を利用しやすいものとすることができる。
[編集] マクロ的視点
コンクリート構造物の非破壊試験として利用されている手法は、機械・金属その他の分野で開発された原理をそのまま利用しており、局所的な欠陥やひび割れを探査することに主眼が置かれてきた。 しかし、大型のコンクリート構造物においては、局部的な欠陥の探査結果のみで安全性や使用性の照査はできない。このような構造物の要求性能を調べるためには、さまざまな非破壊検査が必要で、部分的な診断にとどまらず、部材や全体構造の診断ができる計測手法が求められる。
[編集] 各種非破壊検査手法
[編集] PCグラウトの現状と問題点および今後のあり方について
[編集] はじめに
旧来、コンクリート構造物は、鋼構造物に比べ腐食しにくいことから、メンテナンスフリーであると称されていた。しかし、近年、コンクリート構造物においても、ひび割れや剥離、鉄筋の腐食など、劣化が深刻な問題となっている。
この問題は、プレストレスを与えることでひび割れを生じさせないPC構造物においても、例外ではない。PC構造物でとりわけ問題となるのが、PCグラウトである。
[編集] PCグラウトにおける現状と問題点
PCグラウトの果たす役割として、
- PC鋼材とコンクリートの間に付着を与える
- PC鋼材を防錆する
この2点が上げられ、いずれもPC構造物の成立に対し不可欠な要素である。 ところが、近年、PCグラウトの未充填が原因と見られるPC鋼材の腐食や破断事故が続発している。中には、破断したPC鋼材が構造物から飛び出し、落下する事故も発生しており、大きな問題となっている。 PCグラウトの未充填は、施工不良のほか、先流れ現象と呼ばれるダクト内部の空隙の発生が原因とされており、一般にPCグラウトは施工後の確認が困難であることから、施工時における確実な充填が最大の課題と言える。
これらの問題点を踏まえ、PCグラウトに対する方策について述べる。
[編集] 施工時における対策
施工時に充填を確実にする方策として以下が上げられる。 グラウト材料面においては、ノンブリージング型の採用や、先流れ現象をを防止する適度な粘性を持った材料の選定が重要である。 また、ステップバイステップによる充填手法、施工時の変形に強いポリエチレンシースの採用も確実な充填を行う上で重要である。 さらに、現場でのグラウト作業を必要としないプレグラウト鋼材があり、配置箇所を適切に選んで使用することも有効である。
[編集] 設計面における対策
従来、PCグラウトは施工主導で行われてきたが、設計の時点で積極的にグラウト計画を行っておくことも重要である。 先流れを起こしにくいシース配置を設定したり、グラウトホースの位置や注入方向を設計段階から検討し、グラウト計画図を作成しておくことは、グラウトの完全充填のために有効である。
[編集] 維持管理における方策
PCグラウトのもう一つの問題点として、施工後の充填確認が困難であることが上げられる。そこで、事後検査を容易にする方策が望まれる。
従来のPC構造物においては、PC鋼材を多段配置とすることが多く、非破壊検査の手法では1段目のみの確認しかできなかった。PC鋼材配置を工夫し、１段配置とすれば、事後の確認が容易となる。また、近年のIT技術の発展により、ICタグにグラウトセンサーを取り付け、あらかじめダクトに埋め込んでおくなどの手法も採用されている。
さらに、施工記録を確実に残しておくことが必要である。グラウトホースやシースのジョイント部は非破壊検査において異物として捉えられることから、これらの記録を残しておくことは、検査の精度を高める上で重要といえる。
[編集] おわりに
PCグラウトは、PC構造物全体の耐久性に影響を及ぼす重要な部位である。しかしながら、付属物的な取り扱いがなされ、あまり重要視されず、その結果が数々の不具合となって現れることとなった。
これを契機に、ようやくPCグラウトについて、多くの研究・改良が行われるようになったばかりである。今後、さらなるグラウト技術の発展が望まれる。
[編集] 複合構造
[編集] 波形鋼板ウェブ
[編集] 利点
- 波形ウェブの採用により、せん断耐力を確保しながら軽量化、プレストレスの導入効率の向上が可能となる。
- コンクリートウェブの型枠・鉄筋工およびコンクリート打設が不要となるため、施工の省力化、工期短縮が可能となる。
- 支保工架設、張出架設、押出架設など架設工法の適用範囲が広い。
[編集] 特性
- 波形鋼板の波形状（波高・パネル幅）および板厚は、せん断座屈強度を支配するパラメータであるため、その選定に留意する。
- ずれ止めは、波形橋の重要部位であるため、接合構造の選定に留意する。
- 波形鋼板ウェブおよび接合面の防錆処理が橋の耐久性に及ぼす影響が大きい。
[編集] 設計における留意点
[編集] せん断剛性の急変に対する配慮
ウェブ部材に鋼板を用いた本形式ではせん断剛性が低いため、せん断変形についても考慮する必要がある。とりわけ柱頭部と呼ばれる中間支点上においては、支点横桁部がマッシブなコンクリート断面であり、横桁の付け根付近ではせん断剛性が急変する。この部位においてはせん断力も大きいため、せん断変形も大きく、主桁本体に悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、中間支点付け根付近の波形ウェブには、裏打ちコンクリートを一定区間設けるなどして、せん断剛性の急変を緩和する構造が必要である。
[編集] 接合部の防錆に対する考慮
波形鋼板がコンクリート部材と接合する箇所においては、コンクリート・鋼材・空気が一箇所に集中するトリプルコンタクトポイントとなり、とりわけ腐食しやすい環境である。接合部は、波形鋼板ウェブにおいて重要な箇所であり、防錆方法や管理手法が重要となる。
[編集] 複合トラス橋
- 張出架設の場合には、施工性を考慮してトラス材を配置する必要がある。
- コンクリート床版と鋼トラス材の接合する格点部は、複合トラス橋の重要部位であるため、格点構造の選定に留意する。また格点構造に作用する断面力を確実に床版に伝達する構造としなければならない。
- 鋼トラス材および格点部の防錆処理が橋の耐久性に与える影響が大きい。
[編集] 鋼合成桁橋
[編集] 特徴
引張りに強い鋼桁と圧縮に強いコンクリートが一体となって作用外力に抵抗する構造である。鉄筋コンクリート床版を用いたものが古くから採用されているが、近年では鋼少数主桁にPC床版を採用する事例が増えている。この構造では鋼重やたわみが減少し、経済性も高いほか、PC床版を用いたものでは耐久性の向上も図れる。
[編集] 配慮すべき点
- 床版応力のバランスを考慮し、とくに永久荷重作用時に床版に引張応力が生じないように、横締PC鋼材および主桁の配置を検討する必要がある。
- コンクリート床版と鋼桁上のフランジとの接合部は、合成桁の重要部位であるため、接合方法の選定に留意しなければならない。
- プレキャスト床版の目地部および場所打ち床版の打ち継ぎ目部耐久性に留意するすることも重要である。
[編集] 事後保全と予防保全
ライフサイクルコスト（LCC）
- 初期建設費用
- 維持管理費用
- 撤去更新費用
[編集] 事後保全
- 旧来から行われている手法
- 構造物に実際に劣化や損傷が生じてから、補修・補強などの保全を行う手法。
- 補修方法としてひび割れ注入・断面補修。使用条件の変化に対応した補強方法として、床版の増厚・外ケーブル補強など。
- 劣化や損傷の状況に応じた修繕ができることから、補修コストは低くなる。
- そのためには、適切な点検・管理が必要であり、これを怠ると大規模修繕が必要となったり、場合によっては構造物全体を廃棄・更新をしなければならないなど、コストの著しい増大を招く。
[編集] 予防保全
- 比較的新しい考え方
- 構造物の長寿命化を図るため、建設時から積極的に耐久性向上を図る方法。
- 劣化因子を防ぐための、塗装鉄筋の使用、かぶりの増大やコンクリート塗装などが例として上げられる。
- 初期コストが増加するほか、コンクリート塗装では定期的な更新費も必要となる。
- しかしながら、構造物の用途・環境・重要度に応じて適切に予防保全を行うことで、構造物の延命化を図り、LCCを全体に抑えることができる。
[編集] 両者の得失と適応性
- 大規模修繕や、構造物の更新には多大なコストが発生することから、今後は予防保全が重視される。
- とりわけ、環境条件が厳しい地域や重要度の高い構造物には予防保全が適している。
- 補修期間中における交通渋滞などの社会的損失も抑えることができる。
- 事後保全は受け身的な手法ではあるが、環境条件が緩く重要度が低い構造物では、有利となる場合もある。
- 長期計画と検査管理が重要
- 検査結果により、電気防食などの予防保全手法を新たに取り入れることもLCCを低減する上で重要。
[編集] 温度ひび割れ
[編集] 温度ひび割れの種類と発生要因
[編集] 表面ひび割れ
- 発生時期 - コンクリート打ち込み後、比較的初期に発生。
- 主たる原因 - 部材内の温度差により発生する内部拘束
[編集] 貫通ひび割れ
- 発生時期 - 材令がある程度進行して発生
- 主たる原因 - 部材の自由な熱変形が外部的に拘束されることにより発生する外部拘束応力
[編集] 温度ひび割れ対策の流れ
温度ひび割れの発生を抑えるためには、事前検討を行い、適切な対策を取ることが重要であり、以下の流れで行う。
- 施工条件の設定
- 温度応力解析
- ひび割れ発生・ひび割れ幅の評価
- 対策の立案
- 実施工
（4→1へフィードバックを行い、最終案を決定する）
[編集] 温度応力解析
- FEM解析が主流
- 適切な解析モデルと境界条件の設定
- コンクリートの断熱温度上昇特性を的確に選定
[編集] ひび割れ対策
[編集] セメント材料
- 水和熱の発生に起因するひび割れであることから、単位セメント量の低減
- 高性能AE減水材
- 発熱の小さいセメントの使用
- 旧来は、中庸熱ポルトランドセメント・高炉セメント・フライアッシュセメント
- 近年では、さらに効果的な低熱ポルトランドセメントが主流
[編集] 保温養生
- 内部拘束応力が卓越する場合に有効
- 断熱性の高い型枠や養生材を使用し、内部温度差を制御する。
[編集] ひび割れ誘発目地
- ひび割れを計画的に目地部に発生させる
- 壁状構造物に有効
- 目地部の欠損率、間隔、構造に留意する。
[編集] 補強鉄筋
- ひび割れが発生すると予測される方向と直交して補強鉄筋を配置し、ひび割れ幅を制御する方法。
- 配置鉄筋量に応じて、ひび割れ幅を制御できる。
- 過密な鉄筋配置で施工性を損なわないように配慮
[編集] クーリング
- プレクーリング
- 冷水や液体窒素により、コンクリートの打ち込み温度を低減。
- 費用対効果の面であまり普及していない
- パイプクーリング
- 初期材令における内部温度の最大値を下げる目的
- 早い時期に、部材全体の平均温度を外気温や最終温度に合わせる目的
- 高価な方法
- 目的を十分に考慮し、パイプの径や配置、通水温度や通水量、冷却期間を決定する必要
[編集] おわりに
温度応力によるひび割れを制御するためには、さまざまな要因が関与する現象を、的確に解析・評価しながら、対応を探ることが重要である。また、構造物が建設される環境や時間など、人為的に制御できない要因が多く関連することから、多くの工学的判断をともなう分野と考える。
