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PCの種類と特徴
“地域社会に貢献するPC橋” PC橋の概要 第二名神 複合エクストラドーズド橋 最上川に架ける新明鏡橋 資料提供 (社)プレストレスト・コンクリート建設業協会 東北支部 •1 目 次 §1.プレストレストコンクリートの概要 §2.PC橋の分類と特徴 •2 §1.プレストレストコンクリートの概要 1. PCって何だろう? 2. PCは、どうやってつくるの? 3. PCは、何に使うの? 4. PC技術の歴史は? •3 PCの概要 1. PCとは Prestressed Concrete(プレストレスト コンクリート)の略称で、 直訳すれば「あらかじめ応力を与えられたコンクリート」といったところでし ょうか。PCの技術を用いることによって、コンクリートの最大の弱点(圧縮 には強いが引張には弱い。)を克服することができます。 コンクリートの性質 圧縮力 引張力 (参考) パソコンの“PC”ではない。 Personal Computer プレキャストの“PC”ではない。 Precast 一般的に“PCa”と表す。 •4 PCの概要 無筋コンクリート 荷 重 鉄筋コンクリート 荷 重 プレストレストコンクリート 荷 重 鉄筋コンクリートは、引張力に対して鉄筋で抵 抗する構造ですが、コンクリートの多少のひび われは避けられません。 一方、プレストレストコンクリートではあらかじめ コンクリートに圧縮応力を作用させることによっ て、ひびわれを生じさせない構造としたり、ごく わずかのひびわれ幅に制御する(PRC構造)こ とも可能です。 PCの概要 •5 2. コンクリートにプレストレスを導入するには,「PC鋼材と呼ばれ る高強度の鋼材」を使います。PC鋼材は鉄筋の5~6倍の強 度を持っています。 プレストレストコンクリートを造るためには、PC鋼材を引っ張っ て(この作業を緊張といいます)張力を与えた後にコンクリート と固定します。すると引っ張られていたPC鋼材は元に戻ろうと して、コンクリートに圧縮力を与えることができます。 プレストレスの導入方法は、「プレテンション方式」と「ポストテン ション方式」に大別することができます。これは、コンクリートを 打設する前(プレ)に緊張するか、打設した後 (ポスト)に緊張す るかによるものです。 PCの概要 •6 (1)プレテンション方式 通常は工場で行われる方式で、下図のような手順でプレストレスを導入し ます。この場合、コンクリートの付着によってプレストレスは導入されます。 •7 PCの概要 (2)ポストテンション方式 打設したコンクリートが固まった後、その内部に設けられたダクト(シース) に配置したPC鋼材を緊張し定着具を用いてプレストレスの導入を行います 緊張力を幅広く選ぶことができ、大型構造物への適応が可能です。 (1)製作ベース上にて、鉄筋、PC鋼材、型枠の組立 (2)コンクリート打設、養生、脱型 (3)所定の強度の発現、PC鋼材の緊張、グラウトの充填 PCの概要 •8 シース シース シース (3)PC鋼材の種別 , 28.6 •14 PCの概要 PC鋼材の定着方法 (4)代表的なPC鋼材定着具 ● クサビ式定着システム ● ネジ式定着システム •17 PCの概要 •24 3. このほかにも海洋構造物・地下構造物・舗装や補強など広い 分野で利用されています。 PCの概要 •25 4.PC技術の歴史は? 1886年 1926年 1928年 1941年 1946年 1948年 1951年 1952年 1953年 1954年 1955年 1958年 ジャクソン(アメリカ) プレストレス導入方法を発明 フレシネー(フランス) PC技術に関する最初の本 1928年特許取得 フレシネー工法 日本に特許出願 1932年取得 日本でPCの研究開始(吉田宏彦福井大学教授) 鋼弦コンクリート小委員会設置(商工省) 国鉄 PC枕木の試作 国鉄 PC枕木の発注,実用化 日本最初のPC橋(プレテンスラブ橋) 長 生 橋 (七尾市)完成 日本最初のプレテンT桁橋 泰 平 橋 (七尾市)完成 PC数社が創業 極東鋼弦コンクリート振興㈱(FKK)設立 日本最初のポストテン桁完成 東 京 駅 プ ラ ッ トホ ー ム 桁 日本最初のポステンT桁橋 十 郷 橋 (福井県)完成 本格的PC橋第1号 第 1 大 戸 川 橋 梁 (国鉄信楽線 L=31m)完成 本格的PC道路橋 上 松 川 橋 (福島県 L=40m×3径間)完成 土木学会 「PC 設 計 施 工 指 針 (案 )」制定 片持ち架設第1号 嵐 山 橋 (神奈川県12m+51m+12m)DW工法 •26 PCの概要 日本最初のPC橋 長生橋(七尾市) 切り出した合成げた断面 (中性化深さ試験) 3径間プレテンション方式単純合成スラブ橋(昭和26年施工) 橋長11.6m、有効幅員6m、支間3.6m 長生橋は河川改修による架替えのためH13年撤去された。 河口付近にあるが、塩分浸透及び中性化は認められず(写 真右参照)、耐荷力試験の結果も健全性を保持していた。 PCの概要 •27 §2.PC橋の分類と特徴 1. 構造形式による分類 2. 断面形状による分類 3. 架設工法による分類 •28 PC橋の分類と特徴 1.構造形式による分類 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 単純桁橋 プレキャスト桁架設方式連続桁橋 連続桁橋 ラーメン橋 斜張橋 エクストラドーズド橋 アーチ橋 鋼桁 複合構造 鋼ウエブ トラス橋 吊床版橋 PC桁 •29 PC橋の分類と特徴 2.断面形状による分類 •30 PC橋の分類と特徴 ●箱桁断面構成による分類 1室箱桁 1室箱桁(複合構造) 波形鋼板ウエブ OR 鋼トラスウエブ 2室箱桁 3室箱桁 1室箱桁(ストラット構造) 2主箱桁 ストラット •31 PC橋の分類と特徴 3.架設工法による分類 ①プレキャスト桁架設 ②プレキャストセグメント架設 ③固定支保工架設 ④張出し架設 ⑤押出し架設 ⑥移動支保工架設 ⑦その他 架設桁 クレーン 固定支保工 張出し架設 スパンbyスパン架設 枠組み式 梁支柱式 梁式 斜張橋の架設工法 アーチ橋の架設工法 吊り床版橋の架設工法 •32 PC橋の分類と特徴 4.架設工法別の適用支間 支間長を指標として、一般的な選定基準を橋梁規模別に示すと、以 下のようになります。 ● プレキャスト桁を用いた橋梁(クレーン架設、架設桁架設) ・プレテンション桁 ・ポストテンション桁 : : 5m≦L≦24m 20m≦L≦45m ● 場所打ち工法による橋梁 ・固定支保工架設 ・移動支保工架設 ・押出し架設 ・張出し架設 : : : : 25m≦L≦60m(中空床版30m) 25m≦L≦45m(5000m2 以上) 30m≦L≦60m(2000m2 以上) 60m≦L ● プレキャストセグメント工法による橋梁(箱桁) ・スパンbyスパン架設 : ・張出し架設 : ・固定支保工架設 : 30m≦L≦50m 60m<L 25m≦L≦60m •33 PC橋の分類と特徴