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ラーメン式橋台の設計計算のなぜ? 解決フォーラム
フレームモデルについて

「ラーメン式橋台の設計計算」は、入力された形状より骨組モデルを自動で作成し、作用荷重を与えることで自動的に骨組解析を行って、不静定構造物であるラーメン式橋台の設計計算を行うプログラムです。
今回は、ラーメン式橋台の骨組のモデル化に関連する内容ついてご紹介いたします。

 モデル化の基本

フレームモデルの軸線は、各部材のハンチの始端位置の中心を通る線とします。また、骨組は、部材の左右端、上下端まで軸線を伸ばすことでモデル化を行います。
このとき、フーチングの剛性をそのまま評価する方法(底版弾性体)と、フーチングを剛体として評価する方法があります。底版が弾性体の場合は、底版を含めてモデル化しますが、剛体の場合の頂版・側壁検討用のモデルでは、壁下端を固定端としたモデルで構造解析を行います。
基礎形式が杭基礎の場合、別製品「基礎の設計・3D配筋」と連動して計算を行うことができますが、基礎プログラムは、底版を剛体として扱うことが前提のため、連動する場合にはラーメン式橋台の設計計算において底版を剛体とする必要があります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
▲図1 ラーメン式橋台のフレームモデル
 フレームモデルのタイプ

ラーメン式橋台の設計計算で計算できるモデルは、形状により大きく3つに分類することができます。タイプ1は、前壁と頂版が交差するモデルです。タイプ2は、胸壁と頂版が交差するモデルで、桁受台に大きなハンチがあり、その部分を斜めの部材でモデル化しています。タイプ3もタイプ2と同様に胸壁と頂版が交差する形状ですが、桁受台の斜め部材はなく、頂版より下にも胸壁部材がある形状です。

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▲図2 フレームモデルのタイプ

タイプ1の場合は、頂版、前壁、後壁、底版中央部について断面力を算出します。それに加えて、タイプ2では桁受台斜部、タイプ3では前壁胸壁部について断面力を算出して各部材の検討を行うことができます。
また、それぞれのタイプにおいて、胸壁前面や前壁の前面に突起を設けることも可能です。

 剛域の取り扱い

ラーメン部材の部材接合部には、剛域を考慮します。剛域の考え方は、平成24年道路橋示方書Wp.213に記載の方法により内部設定されますが、任意で変更することも可能です。ハンチを設定した場合、フレームモデルには、剛域部材の長さおよびハンチ自重分の荷重として評価されます。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。

▲図3 剛域の取り方
 支点の取り扱い

底版設計モデルでは、安定計算において算出した地盤反力を底版に載荷し、荷重の釣り合いが取れた状態となりますので、理論上支点は不要です。ただし、計算誤差により釣合が取れず計算不可とならないように、フレームモデルには仮想支点を設けています。実際には仮想支点に反力がほとんど発生しませんので、支点の位置はどこでも構いませんが、底版剛体の場合、直接基礎では底版中央に固定支点、杭基礎の場合は前趾端部にピン支点、後趾端部に水平ローラーを設けています。



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