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BOXカルバートの設計のなぜ?解決フォーラム
『どのような荷重を設定して設計計算が行えますか?』
BOXカルバートの設計では、死荷重や任意死荷重、定型活荷重、任意活荷重、内空活荷重などの荷重が入力できますが、それらをうまく活用することで以下のようなさまざまな荷重状態の設計計算が行えます。

 死荷重のみ(活荷重無し)の計算
「初期入力」を開き、「定型活荷重 考慮する・考慮しない」の選択肢を「考慮しない」としてください。
この選択肢は「定型1、定型2」に有効で、「しない」とすれば定型1、2とも無視されます。ただし当該選択肢は任意活荷重には反映しません。従って、任意活荷重を入力せず、当該選択肢を「しない」とすれば死荷重のみの計算ができます。

 外水位がBOX全高より高いケースの計算
外水位が路面以下であれば、計算可能です。また、外水位が路面より上にある場合には「外水位=路面」とし、「入力された外水位」と「実際の外水位」の水圧の差分を「任意死荷重」で設定することで計算可能です。

 内水圧がBOX頂版を下から押すモデル(圧力水)の計算
内水圧は底版および側壁にのみ作用するだけで頂版には作用しません。
従って、「任意死荷重」にて頂版に上向きに鉛直方向分布荷重を入力して対処してください。

 BOX内空に荷重(活荷重など)を載荷しての計算
死荷重については「任意死荷重」で、活荷重については「内空活荷重」で入力してください。
なお、死荷重については、集中荷重、分布荷重強度何れも正負で入力できます。
また、活荷重については輪荷重(縦方向進行)、分布荷重(等分布)の入力を用意しております。

 カルバート縦断方向と平行に活荷重(T-250)を載荷しての計算
車両進行方向がカルバート縦方向の場合、「任意活荷重」で入力していただく方法があります。
任意活荷重では、奥行き方向の荷重分布を考慮し奥行き方向1m当たりに換算した荷重強度を入力していただく必要があります。
また予め、衝撃係数を考慮した荷重強度を入力してください。
「共同溝設計指針(S.61.3)社団法人日本道路協会」(P.22〜)に車両進行方向が縦方向の場合の頂版天端に作用する鉛直荷重の考え方が記載されています。

P(kN/m)=(2×輪荷重強度)÷(車両占有幅)×(1+衝撃係数)q(kN/m2)=P÷{2×(土被り厚)+0.2}

この載荷方法の場合、q×(車両占有幅)を荷重強度,接地幅=車両占有幅(=2.750),分布角度90゜と入力していただくことになります。他に、T-250荷重(単軸)の場合、次のような方法が考えられます。

荷重強度Pi(kN/m) P1=P2={100.0×(1+衝撃係数)}/(2×土被り厚+0.2) (100.0:後輪荷重)
接地幅Si(m) S1=S2=0.5(後輪の車両進行直角方向接地幅)分布角度θi(度) θ1=θ2=45

上記、2データの間隔は、車両進行直角方向の後輪中心間隔1.750(m)となります。ご検討の設計条件に応じて設定してください。

 活荷重を群集荷重のみとしての計算
まず、「初期入力」で『定型活荷重=考慮しない』を指定してください。これにより、定型活荷重1,2ともに考慮しません。群集荷重は、「荷重」−「死荷重」画面で歩道荷重として入力してください。

 2連BOXの中壁に衝突荷重を考慮しての計算
中壁に作用する衝突荷重は、初期入力画面の[ヘルプ]ボタンから開く説明画面に記載しておりますように、2、3連BOXで内空活荷重を考慮する場合のみ考慮可能となっており、下記手順で設定することが可能です。
  1. [初期入力]画面で「内空活荷重=考慮する」を選択(図1)
  2. 同画面で「衝突荷重=考慮する」を選択
  3. [形状]に「内空土かぶり」が表示されるので、ここで内空ごとに舗装厚、盛土厚と単位重量を設定
  4. [荷重]に「衝突荷重」が表示されるので、この画面で衝突荷重を設定(図2)、入力については画面内の[ヘルプ]ボタンから説明画面を参照

■図1 初期入力内空活荷重を考慮にチェック ■図2 衝突荷重を選択

 土被りがないときに、自動車の活荷重を載荷しての計算
土被りがない場合については、自動車の輪荷重を想定した定型活荷重を考慮することは可能ですが、車輪の接地幅を0.2mとしており、「頂版天端における分布幅=0.2+2×土被り厚」より、土被り厚=0.0のケースでも分布幅0.2mの分布荷重として載荷されます。
本プログラムの任意活荷重におきましても、車輪の設置幅は指定できますが、入力最小値が0.100mまでとなっており、定型活荷重と同様、分布荷重となり、集中荷重として載荷することはできません。
集中荷重として載荷されたい場合は、任意死荷重にて入力してください(図3)。

■図3 任意活荷重(断面方向)の設定

     
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(Up&Coming '11 秋の号掲載)
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