Transcript D 3

平成16年度
土木施設設計演習
～鋼矢板護岸の設計～
平成１６年１１月１０日
本日の内容
設計条件
矢板の設計方法
土圧の計算方法
根入れ長の設計
設計計算例
鋼矢板壁の設計
前回の講義で配布した配布資料No.1，p95．『タイロッド式鋼
矢板壁工法の設計』を行ってもらいます．
具体的には，pp.108～の設計計算例を参考に設計を進めて
もらいます．
設計条件については，今回は各自で設定してもらうものがあ
ります．場合によっては再計算の可能性もありますので，よく考
えて条件を設定してください．
構造物に被害を及ぼす外力として，地震があります（新潟地
震や阪神大震災etc）．通常では地震時のことを考慮して設計を
行いますが，今回は，常時（地震のことを考慮しない）における
構造物の設計を行ってもらいます．
設計条件
q
土の内部摩擦角：φ
背面土として用いられる土の種類に応じ
た数値を使用．
hw
H
γ
c
R .W .L
水深：Hw
W . L . ±0 . 0 0
基準水面より海底面までの深さ（m）
天端高さ：Hc
基準水面より矢板天端までの高さ（m）
γ ' ＝ 1 . 0 t f/ m 3
重防食被覆
φ
δ＝ 1 5 °
Hw
タイロッド取付位置および残
留水位
上載荷重：q
土の単位堆積重量：γ
φ
δ＝ 1 5 °
～
φ＝31°～40°，Hw＝6.5m～8.5m，Hc＝3m～4m
残留水位およびタイロッド取付位置は各自で設定する．
ただし，Hc＞T.R.L.＞＝R.W.L.
構造物（矢板）に作用する外力
矢板
載荷重
裏込め土
矢板背面の土砂による
主働土圧
地下水による水圧
主働土圧
根入れ部における受働
土圧
水圧
地下水
受働土圧
これらの外力に耐えうる構
造物を設計することが重要
土圧
ランキン土圧・・塑性平衡状態における土中応力から土圧を
算定
クーロン土圧・・土中にすべり面を想定し，くさび状の土塊を
剛体と仮定し，力の力学的なつりあいから土
圧を算定
s1=gz
s3
P
W
R
s3
s1=gz
すべり面
土圧の計算方法（常時）配付資料：p37
2.4土圧・水圧
構造物に作用する土圧は，砂質土，粘性土等の土質，構造物の種類及び挙
動による主働，受働等の状態，常時，地震時等の状況等に応じて算定する．
※港湾の施設の技術上の基準・同解説（参考資料：p289）

p ai = K ai 

土圧強度

g i hi 
w cos 

 cos 
cos     
壁面が鉛直となす角
荷重
cos ( i   )
2
主働土圧係数
K ai =

2
cos  cos(    ) 1 

sin(  i   ) sin(  i   ) 

cos(    ) cos(    ) 

ψ＝β＝0°の時，土圧係数は以下の式により算出
K ai  cos  a
ここに，：壁面摩擦角
2
β
ψ
鋼矢板壁の設計（根入れ長）
古典土圧論によるもの
①フリーアースサポート法（Free earth support法）
②フィクストアースサポート法（Fixed earth support法）
根入れ部を弾性支承としてとく方法
③ロウ（P.W.Rowe）の方法
参考資料：pp.666-667.参照
今回は，①の考え方と，仮想梁法の考え方を用いた仮想鉸点法
によって，矢板壁の断面設計を行う．
配布資料No.1，pp.97～
設計計算例（配布資料ｐ.108）
断面図
荷重分布図（土圧強度・残留水圧強度）
C .H .
p A1
R .W .L.
hw
p A2
L.W .L.
D .L.
D
p A3
p PD
p AD
pW
2.0＋γ×（天端高さ－残留水位）
上載荷重q
海水の単位体積重量＝1.03tf/m3×残留水位（1.5m）
水平力とモーメント
C .H .
S1
T.R .L .
S2
R .W .L.
lj
S7
L.W .L.
タイロッド取付点
回りのモーメント
を求める
S3
S8
S4
平力Sを求める．
（三角形の面積）
D .L.
S5
S9
S 10
荷重分布図から，
左図のように水
S6
根入れ長の計算
主働土圧，受働土圧および残留水圧によるタイロッド取付点
まわりのモーメントの釣り合いより決定する．
MP≧Fs・MA
受働土圧
Fs：安全率（常時のみ考慮：1.5）
主働土圧
MA＝PA・lA+Pw・lw
MP＝PP・lP
根入れ長Dを含む3次方程式
●D3+■D2+▲D+◆=0
上式を満足するようなDを求める．
本日の講義はここまで！
次回の講義までに，各自で設定した条件に基づく根入
れ長を求めておいてください．
説明したように，根入れ長の算定には3次方程式を解
く必要があります．3次方程式の解法については，図書
館などで調べて各自で解いてください．
ここで，土圧強度の算定や，根入れ長の算定で計算ミ
スをすると，鋼矢板の断面の決定等に影響を及ぼしま
す．計算ミスの無いように！
次回は，11/24（水）の予定