NSM-CFRP strengthening of lining-concrete for renewal of road tunnels

用于公路隧道更新的 NSM-CFRP 加固衬砌混凝土

• 批准号: 21K04213
• 负责人: 吉武 勇
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04213/
• 关键词: 補強; トンネル; FRP; 覆工; コンクリート

近年，橋梁やトンネルなどの道路構造物の老朽化対策・長寿命化が活発に進められている．現在，高速道路を中心に劣化した道路橋床版の取り替え工事が全国的に進められているが，道路トンネルに関しては取り替え工事，補強技術が未だ研究開発段階である．これは，道路橋に比べてトンネル内は作業空間などのスペースに制限が多く，覆工コンクリートの取り替えを行うことは容易でないことが一因である．そこで本研究は，トンネル覆工コンクリートに適用可能な補強工法の開発を目指し，標準環境下における補強方法の検討，補強効果の実験および解析を目的としている．ここではアーチ構造となるトンネル覆工コンクリート部材の載荷実験を行うとともに，有限差分法による解析的評価を行った．本研究では，道路橋等の補強技術として用いられるNear-Surface-Mounted（NSM）工法2)をトンネル覆工コンクリートに応用することを考えた．補強材として炭素繊維複合材ケーブル（CFCC）を覆工コンクリート内側表層に配置した試験体および無補強試験体，炭素繊維（CF）シート補強試験体の載荷実験を試みた．その結果，無補強供試体に比べ炭素繊維シート補強，20mm深の溝内に2本CFCCを埋設した試験体，内表層20mmにCFCC（φ13.0）を埋設した試験体は約1.2倍のひび割れ発生荷重を示した．また，補強材料の補強間隔は250mmが適切であった．すべての供試体でコンクリート部材上部の圧壊が起こったことから，健全なアーチ構造であれば，貫通ひび割れは生じないことが分かった．さらに市販の有限差分解析ソフトウェアを用いた解析により実験上の破壊形態を概ね推定できることがわかった．

In recent years, bridge construction and road structures have been developing rapidly in terms of aging strategy and long life. At present, the center of the expressway is deteriorated, the road bridge bed plate is replaced, the construction is advanced all over the country, the road is developed, the replacement construction is replaced, the reinforcement technology is not studied, and the development stage is not developed. The road bridge is easier than the road bridge. The road bridge is easier than the road bridge. This paper aims at the development of possible reinforcement methods for the production of composite materials, the investigation of reinforcement methods under standard environment, and the analysis of reinforcement effects. The finite difference method is used to evaluate the load distribution of the components in the finite difference structure. In this paper, the Near-Surface-Mounted (NSM) method is used to investigate the reinforcement technology of road bridges. Reinforcing material: Carbon fiber composite (CFCC); coating material: carbon fiber composite (CF); inner surface layer: carbon fiber composite (CF); reinforcing material: carbon fiber composite (CF); reinforcing material: CFCC; carbon fiber composite (CF); reinforcing material: CFCC; carbon fiber composite (CF); reinforcing material: CFCC; CFCC; CF The results show that the unreinforced test specimen is stronger than the carbon fiber, and the CFCC embedded in the trench 20mm deep is 2 times that of the test specimen. The CFCC embedded in the inner surface layer 20mm (φ13.0) is about 1.2 times that of the test specimen. The reinforcing material is spaced 250mm apart. The upper part of the test sample is under pressure, and the structure is sound. The finite difference analysis of the market is used to estimate the shape of the problem.

项目成果

トンネル覆工コンクリート部材の載荷装置の試作および載荷実験

隧道衬砌混凝土构件加载装置样机制作及加载试验

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮本大哉;木下拓真;岩城昴琉;岩本孝太;坂本雅弥;坂田蒼;宮本和哉;黒木太司;大西崇司，森本真吾，柳木大河，吉武 勇
• 通讯作者: 大西崇司，森本真吾，柳木大河，吉武 勇

トンネル覆工コンクリート部材の載荷実験シミュレーション

隧道衬砌混凝土构件加载试验模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: Masamune Nomura;Amane Takei;森本真吾，大西崇司，柳木大河，吉武 勇
• 通讯作者: 森本真吾，大西崇司，柳木大河，吉武 勇

NSM-CFCC 補強したトンネル覆工コンクリートモデルの載荷実験による効果の検証

NSM-CFCC 钢筋隧道衬砌混凝土模型加载试验效果验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Shuhei Yamamoto;Yuto Sasaki;Yujie Zhao;Jianglin Wei;Anna Kuwana; Keno Sato;Takashi Ishida;Toshiyuki Okamoto;Tamotsu Ichikawa; Takayuki Nakatani;Tri Tran;Shogo Katayama;Kazumi Hatayama;Haruo Kobayashi;柳木大河，森本真吾，大西崇司，吉武 勇
• 通讯作者: 柳木大河，森本真吾，大西崇司，吉武 勇

LOAD CAPACITY OF TUNNEL LINING CONCRETE STRENGTHENED WITH CARBON-FIBER COMPOSITE CABLE (CFCC)

碳纤维复合缆（CFCC）加固隧道衬砌混凝土的承载能力

• DOI: 10.14455/isec.2022.9
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of International Structural Engineering and Construction
• 作者: YOSHITAKE ISAMU;MORIMOTO SHINGO;ONISHI TAKASHI;YANAGI TAIGA
• 通讯作者: YANAGI TAIGA