鋼繊維補強された鉄筋コンクリートセグメントの構造性能評価
今回新たに，ＲＳＦセグメント技術を，共同溝などの小口径（φ3000～6000）でかつ幅厚比B/t≒9のセグメントに適用し，小口径幅広セグメントにおいてもコスト削減を図るための研究開発を行いました。開発にあたり，鋼繊維混入に伴う応力伝達性など構造特性への影響の確認を目的として，構造実験及を行いました。
まず，鋼繊維の曲げ強度への寄与の程度を定量的に把握するために，RCとRSFの梁について単純曲げ載荷試験を行いました。次に，平板供試体（幅厚比B/t≒9）を作成し，ＲＣ及びＲＳＦ試験体について，4点集中載荷を行い配力効果の確認実験を実施しました。
最後に主鉄筋比を最小鉄筋比の80％とした実物大のＲＳＦセグメントを製作し，線荷重載荷試験と局所荷重載荷試験を行い，薄肉幅広化した場合のセグメントの構造性能を確認するとともに性能上問題ないことの確認を行いました。
実験結果より，鋼繊維を混入することで降伏，終局耐力が向上することが明らかとなり，このような鋼繊維補強効果を考慮することで，小口径の薄肉幅広化したセグメントにおいても，配力鉄筋・フープ鉄筋の省略が可能であり，また，さらに主鉄筋量を減少させた設計が可能となることが確認されました。以上の結果により，従来のＲＣセグメントよりも合理的な構造となることが分かりました。
| キーワード： | 鋼繊維補強コンクリート，RSFセグメント，共同溝，小口径トンネル |
＊１ 技術センター 土木技術研究所 土木構工法研究室
＊２ 土木本部 土木技術部
＊３ 土木本部 土木設計部
Evaluation of Structural Performance of Shield Segment Using Reinforced Concrete with Steel Fiber
We have developed a small-diameter depressed shield segment constructed of steel-fiber reinforced concrete. The segment is suitable for common ducts with diameters between 3,000 mm and 6,000 mm. Structural experiments proved the effectiveness of the steel fiber. To show the impact of the steel fiber on the characteristics of structures, we conducted experiments using a simply supported beam. Experiments also were conducted using RC and RSF plate specimens to show the stress distributions. Finally, experiments were conducted using an arch segment with a 20% lower area ratio of longitudinal reinforcing bars.
The experiments showed that the steel fiber increased the ultimate strength, allowing for the design of small shield segments without distribution and hoop reinforcements. The volume of reinforcements was also reduced, and the segments can be designed more practically.
| Keywords: | reinforced steel fiber concrete(RSF), segment using RSF, common duct, tunnel with small diameter |
*1 Civil Structure and Material Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center
*2 Civil Engineering Technology Promotion Dept., Civil Engineering Div.
*3 Design Dept., Civil Engineering Div.
