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 サポートトピックス・CAD/UC-1シリーズ

橋台の設計・3D配筋(部分係数法・H29道示対応)のなぜ?解決フォーラム

翼壁形状と設計の考え方について

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橋台製品の翼壁の形状については、パラレル,立ち上げ(側壁),フル(パラレル+側壁)のタイプに分けられ、設計方法として道示式,2辺固定版,平板要素を用いたFEM解析を用意しています。今回は、どのような場合に設計方法を変更するのかをフルウイングを例に解説いたします。

設計方法について

翼壁設計時に作用する荷重は、土圧力を考慮します。土圧強度は下記の式にて計算し、翼壁天端位置より土圧が作用します。
PA=KA・γ・x+KA・q
KA:主働土圧係数
γ:土の単位体積重量(kN/m3
PA:深さxにおける主働土圧強度(kN/m2
x:土圧が壁面に作用する深さ(m)
q:地表面の荷重(kN/m2


図1 翼壁に作用する土圧力

設計方法は、一般的に道示式を用いて計算します。道示式では、片持ち梁の計算を行いますが8m以上となると本方法では不経済な設計になりやすいので2辺固定版として解析することが望ましいことが「公益社団法人 日本道路協会 平成29年道路橋示方書Ⅳ下部構造編」のP.113に記載されています。この8mを目安として、道示式にて設計するか2辺固定版として設計するかを考えます。


フルウイングにおける設計時の注意事項

道示式を選択した場合、フルウイングのA部は、a-b間の側壁部分とパラレル部の作用力を合計した設計を行います(図2の黄色と青の部分の合計)。

図2 フルウイングの照査

ここでパラレル部が大きい場合、前述のようにパラレル部の作用力をa-b間にだけ考慮するため、大きな断面力が発生します。これにより、過大な設計となりやすいことがわかります。このような場合は、側壁部の作用力+パラレル部の作用力の合計をa-b間の部材高で割った単位幅の断面力として計算とする(図3のA部の高さ)か、側壁とパラレル部の作用力をそれぞれのa-b間、e-f間の部材高で割った断面力を合計したものを設計時の断面力とする(図3のD部の高さ)かの選択があり、D部の高さを選択することによりA部の過大な断面力による設計を回避することができます。


図3 換算幅の指定(フルウイング)

また、パラレル部がさらに大きい場合においては、その影響はa-b間以外のb点、b’点、c点、d点にも表れます。パラレル部の影響を考慮した設計を行うには、単純な式では考慮できないことから、平板要素を用いたFEM解析を行うことで各部位にパラレル部の影響を考慮した設計を行うことができます。


図4 FEM解析(フルウイング)

(Up&Coming '25 新年号掲載)

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