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製品情報

  • 大型アーチカルバート
大型アーチカルバートの概要

大型アーチカルバートは、アーチカルバート断面を複数に分割したプレキャストコンクリート部材を用いることにより、大型あるいは大断面のアーチカルバートの構築を可能としたものです。ただし、大型プレキャストアーチカルバートは、一部の部材が、現場打ちのコンクリートとなる場合があります。

ジオスターでは、大型アーチカルバートとして、「ジオウェアカルバート(アーチタイプ)、略称 ジオアーチ」と、「モジュラーチ」という製品を提供しています。これらの製品におけるプレキャストコンクリート部材間の接合は、機械式継手を用いて剛接合、あるいはヒンジ構造のいずれかの方法で接合しますが、ジオウェアカルバート(アーチタイプ)は、部材間の接合に機械式継手を使用して継手部分がすべて剛接合となる製品であり、モジュラーチは、ヒンジ構造と機械式継手を併用する製品となります。


< ジオスターの大型アーチカルバート >

 ・ ジオウェアカルバート (アーチタイプ)  - 通称 ジオアーチ
 ・ モジュラーチ (2ヒンジ式)

大型カルバート概念図1
ジオウェアカルバート(アーチタイプ)の事例
大型カルバート概念図2
モジュラーチ工法(インバートタイプ)の事例

ジオウェアカルバートやモジュラーチを用いることにより、耐震性能が求められる大型アーチカルバートのプレキャスト化が可能となり、現場工期の短縮や省人化、品質の確保を図ることができます。

使用用途としては、道路のアンダーパスを始めとして、道路や鉄道の本線トンネル、水路トンネルなど、幅広い用途での使用により、建設現場の省力化に大きく貢献することが期待できます。

ジオウェアカルバート(アーチタイプ)の構造

ジオウェアカルバート(アーチタイプ)、通称、ジオアーチは、大断面用に開発した、大型プレキャストアーチカルバートであり、高土かぶりの条件にも対応可能です。この構造は、アーチ型のプレキャスト頂版部材、自立可能なプレキャスト側壁部材、現場打ちコンクリートによる底版部材の3部材により構成されます。

従来、頂版部のアーチ部材は、半円型で製造する場合が一般的でした。その場合、頂版部と側壁部の継手位置は、半円のアーチ部材の左右下端位置となります。

ところが、内空幅が5.0m程度以上となると、運搬上の制約から半円型のアーチ部材を運搬することができなくなるため、半円形ではなく1/4円のアーチ部材で製造し、運搬した後、現地で2つの1/4円のアーチ部材を地組みして半円形のアーチ部材としていました。

ジオウェアカルバート(アーチタイプ)における
アーチ部と側壁部の鉄筋継手の位置比較

これに対して、機械式継手を、アーチ部材の曲線部で施工することができれば、内空幅の大きなアーチカルバートも、工場で生産したアーチ部材を運搬することが可能となり、しかも、現地で地組みしなくてよいことから、非常に自由度の高いカルバート断面の設定が可能となります。

そこで、ジオスターでは、日本スプライススリーブ株式会社と共同で、新型の曲線部対応型モルタル充填式鉄筋継手(特許申請中)を開発しました。これにより、アーチ曲線部での機械式継手が可能となり、大断面のアーチカルバートにおいて、従来の方法に比較して、経済的にしかもスピーディな施工が可能となりました。

また、ジオスターでは、この新型継手を使用した実物大の梁部材を用いた繰り返し正負交番曲げ試験を行って、使用する機械式継手の耐震性を確認しています。

モルタル充填式鉄筋継手の実物大耐震性能確認試験

ジオウェアカルバートのボックスタイプおよびアーチタイプに使用している、モルタル充填式鉄筋継手は、耐震性能を確認するため、実物大の梁供試体を用いた繰返し正負交番曲げ試験を実施しています

試験は、従来のモルタル充填式鉄筋継手と、新型の曲線部対応のモルタル充填式鉄筋継手の2種類のモルタル充填式鉄筋継手について実施しています。

この実物大の耐震性能確認試験により、従来型のモルタル充填式鉄筋継手および新型曲線部対応のモルタル充填式鉄筋継手は、両者とも、継手なしの場合と同等の曲げ剛性を有しており、十分な耐震性能があることを確認しています。

負曲げ載荷状況
正曲げ載荷状況
モジュラーチ工法の構造

ジオスターが提供する大型アーチカルバートのうち、上記で説明したジオウェアカルバート(アーチタイプ)は、すべての部材を剛接合としていますが、もう一つの大型プレキャストアーチカルバートである、モジュラーチ工法では、頂板部材と側壁部材の接合は剛接合ではなくヒンジ構造であり、アーチ左右肩部に2箇所のヒンジ構造を有するのが大きな構造上の特徴です。

モジュラーチ工法の構造部材は、上部の円弧状プレキャスト部材である「ボールト」と、プレキャスト側壁部材である左右一対の「サイドウォール」、および現場打ちコンクリートで施工される底版の「インバート」の3種類です。

モジュラーチ工法の構造タイプは、これら、「ボールト」、「サイドウォール」、「インバート」の構造部材の組み合わせにより、2つのタイプに分けられます。1つのタイプは、「フーチングタイプ」といい、ボールトと、左右一対のサイドウォールで構成されます。もう1つのタイプは、「インバートタイプ」といい、ボールトと、左右一対のサイドウォールに加えて、底板であるインバートより構成されます。いずれのタイプも、アーチ左右肩部に2ヒンジを有する構造となります。

ボールトとサイドウォールの各部材は、下図のジョイント構造により接合するものとし、サイドウォールとインバートは、インバートを現場打ちコンクリートで施工することにより一体化を図ります。サイドウォールのフーチング部は、運搬の制約などによりアウトフーチング部を現場打ちコンクリートで施工する場合があります。

モジュラーチ工法の構造 - インバートタイプ
モジュラーチ工法の構造 - フーチングタイプ
モジュラーチ工法におけるピース間ジョイント詳細図
(高力曲がりボルト)