集水桝(1000×1000×H1900)の構造計算をしているのですが、設計条件として載荷重10kN/m2を考慮しているしているのですが、さらに蓋に大型車が乗ることが予想されるならば、別に100kNの集中荷重も考慮しなければならないのでしょうか、ご教授お願いいたします。
まず、乗らないような位置設定可能かどうかの検討が先です。 その結果、乗らざるを得ないのであれば、１００KN/m2の設計荷重にて計算します。 ただし、桝自体は圧縮応力しかかからないので問題のない結果が出るはずです。
計算でシビアになるのは桝蓋の強度計算です。 サイズ的にセパレート構造だと思うので、２辺固定では計算と実情に乖離が出ますが 、四辺固定にはならないので、２辺固定でやるしかないかもしれません。
おそらく、コンクリート蓋ではOUTになり、グレーチングや鋼製（アンダーフレーム付）位になるはずです。
升本体の計算は不要な気がしますが。。。 L型擁壁でも天端に荷重を載せたケースでやりませんよね？
ちなみに載荷重と集中荷重の同時載荷も不要です。
上載荷重10kN/m^2(重力加速度g≒9.80665m/s^2を10m/s^2に丸める誤差よりも、他の不確定性が大きいとした1tf/m^2の国際単位系(SI)換算)は、建物荷 重等の平均的圧力として用いられてきた値です。 道路橋示方書は、交通荷重として、タ゛ンフ゜トラックが大型化するのに伴い、T-20から下式で示されるT-25 (輪荷重250kN)≒(質量25t)・(重力加速度10m/s^2)=(前2輪)・(25kN/前輪)+(後2輪)・(100kN/後輪) に改訂されました。集水桝がタイヤと最もcriticalになる位置関係は、コ゛ム製タイヤの後1輪が接触面積を有して作用する状態で、後1輪のみが上載荷重となります。 (小泉指導教授は、蓋の上載荷重としてT-25に改訂することを財源が税のため非現実的だと私に話されましたが、)安全側の集中荷重を接触面積を考慮した 分布荷重にすることが合理と私は判断します。
100kN(接触面積200㎜×500㎜）×(1+0.4)衝撃係数＝140kN/m2で計算するという意味でしょうか。 道路運送車両法によって軸重＝10ｔ≒100kNと定められているようですが。上載輪荷重＝100(KN)は、偏芯等の影響を考慮してのものでしょうか。 単純に50kN×(1+0.4)=70kNは、非合理でしょうか。
輪荷重100kNは１車両の軸重ではなく、車両の隣り合う車軸を１組の集中荷重に置き換えたものです。
T荷重は車両の隣り合う車軸を1組の集中荷重に置き換えた物で,輪荷重の定義は,「自動車の1車輪を通じて路面に加わる鉛直荷重」なので, T-25(設計自動車荷重245kN)の輪荷重について,共同溝設計指針(文献)に拠るT-20での(前輪荷重):(後輪荷重)=1:4を準用し,当集水桝は土被りが無く前・後輪が同時に掛からない為, 大きい方の後輪荷重は,後輪車軸車輪が2個として, gの有効桁数 2桁 1桁 後輪荷重 25×9.8×(4/5)/2=98kN 25×10×(4/5)/2=100kN で,下記で議論しましたので参考にして頂けば幸いです. https://jsce.jp/pro/node/7434 文献 (社)日本道路協会:共同溝設計指針,1986.3
中筋様 ＃9458のものです。 お忙しいところ恐縮です。大変参考になりました。甘えて申し訳ありませんが、もう一つ関連して質問させてください。 集水桝に接続されるU形側溝（ex.JISA5372落ちふた式U形側溝）についてですが、その載荷荷重は、後輪一輪50kN以下とあります。 また、コンクリート製品JIS協議会等々の計算例等も50KN（縦断用＿衝撃係数0.1）で設定されていました。 また、U形横断側溝の場合（JIS関連設計書ではないのですか）も50KN（横断用＿衝撃係数0.3）で計算されている例があります。 その場合の整合性は、どのように考えるべきでしょうか。参照指針の相違と考えるべきでしょうか。 ご教授いただければ幸いです。
私は埼玉県の国道・県道について先述し,県道交差点車道集水桝grating蓋が塑性変形し過積載の問題も有り車輪が掛からない位置に設置する対処も効き,側溝及び集水桝の活荷重について9/18に志木市に聞くと市道では 活荷重及び衝撃係数を設定せず国土交通省標準設計図(文献1)としている余り技術的でない回答でした. 私は主旨として, 「道路構造令(舗装)第二十三条 2(文献2)及び道示 共通編ではT-25の設計自動車荷重を245kNと記されている為,換算する重力加速度有効桁数は2桁で,道示でT荷重1組は98kN/輪×2輪=196kNと表記すべきと考える. 道路運送車両の保安基準に拠る軸重98kN(=10tf×9.8)の1/2で,道路構造令(橋,高架の道路等)第三十五条 2での舗装設計で用いる輪荷重49kNは,道示の100kNと整合が取れず,T荷重の算定根拠が (前輪荷重):(後輪荷重)=1:4で良ければ示し,車道の設計はT荷重で適切だが,路肩では低速で一時停止する条件で,軸重の1/2として50kNとして良いか.」 を日本道路協会に送り,回答は協会HPに掲載されると記されています. 私が構造を修得した岩熊教授に拠る講義(文献3)ではT-25荷重を後輪だけの100kN/輪×2輪とされ,1993年にT-20からT-25に移行した事を踏まえ過去計算書を参考とされ,JIS規格外製品について他大出の研究室先輩から無いと言われ精査を要します. 私が,道路法について有効桁数のSI表記について8か月前に送っても返信が無い為,今回も時間が掛かると思われ,落ち蓋式U形側溝と比し,雨水を受ける集水桝は平面積が大きく,後1車輪荷重として 車道で車輪が掛かる条件ならば100kN,衝撃係数0.4,路肩内ならば上記理由で50kN(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,56.4kN),衝撃係数を減らす事について,集水桝は舗装と比し取り換えが容易でなく,瑕疵責任を問われぬ様に道路管理者に確 める又は現地踏査され,該当する国交省地方整備局の標準設計図仕様と比して同等と成るかを確かめては如何ですか. 参考文献 1)例えば,東北地整土木工事標準設計図集 路側に配置され輪荷重の影響又は載荷重が考えられる場合に使用する(T-25相当)集水桝(precast) https://www.thr.mlit.go.jp/bumon/b00097/k00910/h12-hp/zusyuutop.html 2)道路構造令（昭和四十五年政令第三百二十号）令和2年11月25日 施行 https://laws.e-gov.go.jp/law/345CO0000000320 3)岩熊哲夫・小山茂:構造と連続体の力学基礎,p842,843
文献3)の岩熊先生に拠る2024/9/14改訂版URLを以下に記します. http://tedrockbear.s239.xrea.com/nisikozo.pdf
道路運送車両の保安基準(昭和26年交付 令和6年施行,文献1)について,集水桝設計条件の(重)力である重量(/さ)[kN]を,質量[t]と混同される例が多かった為,SI(文献2)に拠り, (公社)日本道路協会に私が改訂案を送信した表記で回答します.現在,掲載されている[t]は,正確な重力単位である[t(on)f]の前に慣用的に使われ,SIで表すには,Newtonの法則に拠り,重力(量)W[kN]は, W=mg(1) 此処に,m:物体の質量[t],g:(日本での標準の)重力加速度(≈9.80665 m/s^2) と成る.SIでは式(1)に拠り,gの有効桁数を換算値の有効桁数に合わせ,質量1.0 tの物体に働く重力は重力単位では1.0 tfで,SIでは, 1.0 t×9.8 m/s^2=10^3 kg×9.8 m/s^2=9.8 kN(1') と成る. 第4条 自動車の車両総重量は,下表に掲げる自動車種別毎の重量を超えては成らない. 車両総重量(交付時及び現行最大値を抜粋) 自動車の種別 最遠軸距[m] 車両総重量 1.セミトレーラ以外の自動車 <5.5 200kN(20tf)(≈20 t×9.8) 7≦ 250kN(25tf)(≈25 t×9.8) 2.セミトレーラ(次号に掲げる物を除く) <5 200kN(20tf)(≈20 t×9.8) 9.5≦ 270kN(28tf)(≈28 t×9.8) 3.セミトレーラの内,告示で定める物 350kN(36tf)(≈36 t×9.8) 第4条の2 自動車の軸重は,98kN(10tf)(≈10 t×9.8)(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,113kN(11.5tf)(≈11.5 t×9.81)を超えては成らない. 3 自動車の輪荷重は,50kN(5tf)(≈5 t×10)(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,56.4kN(5.75tf)(≈5.75 t×9.81)を超えては成らない.但し,専ら路面の締め固め作業用に供する自動車車輪の内,当該目的に適合 した構造を有し,且つ,接地部が平滑な物の輪荷重にあっては,此の限りでない. https://www.mlit.go.jp/jidosha/jidosha_fr7_000007.html 道示(文献3)に床版及び床組を設計する場合の活荷重として,#9459の方が補われた様に, 車両総重量245kN(≈25.0tf×9.81)のT-25は実際の車両軸重を示した物でなく,車両の隣り合う車軸を1組の集中荷重に置き換えた物である.T荷重の(後輪1組)200kNは,此の車軸に因る影響に床版及び床組の耐久性を考慮 して定めた物である. とされています. 国交省中部地整(文献4)を(訂正・)参考にされた下記の岐阜県(文献5 p4-3-38表 4.3.9(b))のグレーチング蓋(集水桝用)設計条件の様に,道示に拠り,後1輪載荷幅が500mmで,後輪中心間距離が1.75mの為,当集水桝に載荷する可能 性が有る輪荷重は後1輪のみの100kNで,此れを集中荷重でなく載荷面辺長が進行方向200mm,直角方向500mmの分布荷重で設計された方が合理ではと私は提案しました. 設計荷重 T-25 輪 荷 重 98.1kN(≈10,000kgf)（重車輌） 衝撃係数 0.4 https://www.pref.gifu.lg.jp/uploaded/attachment/240635.pdf 鋳鉄製man holeも同条件で設計されています. 集水桝は構造・耐久性の点で弱点と成り易い為,#7062の方が触れられた様に,設置位置として,埼玉県に於いて,国道では道路でなく植樹帯縁石に切欠を設け掘り下げ,又,歩道にグレーチング蓋を設け,県道では車輪間 道路中心又は路肩に設ける対処も有ります. 文献 1)道路運送車両の保安基準,昭和26年運輸省交付 令和6年国土交通省施行 2)通産省:新計量法とSI化の進め方,p15下から9行目以降p16上から6行目迄 https://www.keiryou-keisoku.co.jp/databank/kokusai/si/si.pdf 3)日本道路協会:道路橋示方書 共通編 4)国土交通省中部地方整備局:土工,平成26年,集水桝P4-48 https://www.cbr.mlit.go.jp/road/sekkeiyouryou/pdf/cb004_dokou_v201503.pdf 5)岐阜県:排水
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コメント
#7062 Re: 集水桝の構造計算
まず、乗らないような位置設定可能かどうかの検討が先です。
その結果、乗らざるを得ないのであれば、１００KN/m2の設計荷重にて計算します。
ただし、桝自体は圧縮応力しかかからないので問題のない結果が出るはずです。
計算でシビアになるのは桝蓋の強度計算です。
サイズ的にセパレート構造だと思うので、２辺固定では計算と実情に乖離が出ますが
、四辺固定にはならないので、２辺固定でやるしかないかもしれません。
おそらく、コンクリート蓋ではOUTになり、グレーチングや鋼製（アンダーフレーム付）位になるはずです。
#7063 Re: 集水桝の構造計算
升本体の計算は不要な気がしますが。。。
L型擁壁でも天端に荷重を載せたケースでやりませんよね？
ちなみに載荷重と集中荷重の同時載荷も不要です。
#7064 Re:集水桝の上載荷重は、接触面積を考慮した後1輪100kNのみ
上載荷重10kN/m^2(重力加速度g≒9.80665m/s^2を10m/s^2に丸める誤差よりも、他の不確定性が大きいとした1tf/m^2の国際単位系(SI)換算)は、建物荷
重等の平均的圧力として用いられてきた値です。
道路橋示方書は、交通荷重として、タ゛ンフ゜トラックが大型化するのに伴い、T-20から下式で示されるT-25
(輪荷重250kN)≒(質量25t)・(重力加速度10m/s^2)=(前2輪)・(25kN/前輪)+(後2輪)・(100kN/後輪)
に改訂されました。集水桝がタイヤと最もcriticalになる位置関係は、コ゛ム製タイヤの後1輪が接触面積を有して作用する状態で、後1輪のみが上載荷重となります。
(小泉指導教授は、蓋の上載荷重としてT-25に改訂することを財源が税のため非現実的だと私に話されましたが、)安全側の集中荷重を接触面積を考慮した
分布荷重にすることが合理と私は判断します。
#9458 Re: Re:集水桝の上載荷重は、接触面積を考慮した後1輪100kNのみ
100kN(接触面積200㎜×500㎜）×(1+0.4)衝撃係数＝140kN/m2で計算するという意味でしょうか。
道路運送車両法によって軸重＝10ｔ≒100kNと定められているようですが。上載輪荷重＝100(KN)は、偏芯等の影響を考慮してのものでしょうか。
単純に50kN×(1+0.4)=70kNは、非合理でしょうか。
#9459 Re: Re:集水桝の上載荷重は、接触面積を考慮した後1輪100kNのみ
輪荷重100kNは１車両の軸重ではなく、車両の隣り合う車軸を１組の集中荷重に置き換えたものです。
#9461 Re:集水桝の上載荷重は,載荷面積を考慮した後1輪100kNのみ
T荷重は車両の隣り合う車軸を1組の集中荷重に置き換えた物で,輪荷重の定義は,「自動車の1車輪を通じて路面に加わる鉛直荷重」なので,
T-25(設計自動車荷重245kN)の輪荷重について,共同溝設計指針(文献)に拠るT-20での(前輪荷重):(後輪荷重)=1:4を準用し,当集水桝は土被りが無く前・後輪が同時に掛からない為,
大きい方の後輪荷重は,後輪車軸車輪が2個として,
gの有効桁数 2桁 1桁
後輪荷重 25×9.8×(4/5)/2=98kN 25×10×(4/5)/2=100kN
で,下記で議論しましたので参考にして頂けば幸いです.
https://jsce.jp/pro/node/7434
文献
(社)日本道路協会:共同溝設計指針,1986.3
#9467 Re: Re:集水桝の上載荷重は,載荷面積を考慮した後1輪100kNのみ
中筋様
＃9458のものです。
お忙しいところ恐縮です。大変参考になりました。甘えて申し訳ありませんが、もう一つ関連して質問させてください。
集水桝に接続されるU形側溝（ex.JISA5372落ちふた式U形側溝）についてですが、その載荷荷重は、後輪一輪50kN以下とあります。
また、コンクリート製品JIS協議会等々の計算例等も50KN（縦断用＿衝撃係数0.1）で設定されていました。
また、U形横断側溝の場合（JIS関連設計書ではないのですか）も50KN（横断用＿衝撃係数0.3）で計算されている例があります。
その場合の整合性は、どのように考えるべきでしょうか。参照指針の相違と考えるべきでしょうか。
ご教授いただければ幸いです。
#9474 Re:集水桝の上載荷重について,車道と路肩の区分
私は埼玉県の国道・県道について先述し,県道交差点車道集水桝grating蓋が塑性変形し過積載の問題も有り車輪が掛からない位置に設置する対処も効き,側溝及び集水桝の活荷重について9/18に志木市に聞くと市道では
活荷重及び衝撃係数を設定せず国土交通省標準設計図(文献1)としている余り技術的でない回答でした.
私は主旨として,
「道路構造令(舗装)第二十三条 2(文献2)及び道示 共通編ではT-25の設計自動車荷重を245kNと記されている為,換算する重力加速度有効桁数は2桁で,道示でT荷重1組は98kN/輪×2輪=196kNと表記すべきと考える.
道路運送車両の保安基準に拠る軸重98kN(=10tf×9.8)の1/2で,道路構造令(橋,高架の道路等)第三十五条 2での舗装設計で用いる輪荷重49kNは,道示の100kNと整合が取れず,T荷重の算定根拠が
(前輪荷重):(後輪荷重)=1:4で良ければ示し,車道の設計はT荷重で適切だが,路肩では低速で一時停止する条件で,軸重の1/2として50kNとして良いか.」
を日本道路協会に送り,回答は協会HPに掲載されると記されています.
私が構造を修得した岩熊教授に拠る講義(文献3)ではT-25荷重を後輪だけの100kN/輪×2輪とされ,1993年にT-20からT-25に移行した事を踏まえ過去計算書を参考とされ,JIS規格外製品について他大出の研究室先輩から無いと言われ精査を要します.
私が,道路法について有効桁数のSI表記について8か月前に送っても返信が無い為,今回も時間が掛かると思われ,落ち蓋式U形側溝と比し,雨水を受ける集水桝は平面積が大きく,後1車輪荷重として
車道で車輪が掛かる条件ならば100kN,衝撃係数0.4,路肩内ならば上記理由で50kN(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,56.4kN),衝撃係数を減らす事について,集水桝は舗装と比し取り換えが容易でなく,瑕疵責任を問われぬ様に道路管理者に確
める又は現地踏査され,該当する国交省地方整備局の標準設計図仕様と比して同等と成るかを確かめては如何ですか.
参考文献
1)例えば,東北地整土木工事標準設計図集 路側に配置され輪荷重の影響又は載荷重が考えられる場合に使用する(T-25相当)集水桝(precast)
https://www.thr.mlit.go.jp/bumon/b00097/k00910/h12-hp/zusyuutop.html
2)道路構造令（昭和四十五年政令第三百二十号）令和2年11月25日 施行
https://laws.e-gov.go.jp/law/345CO0000000320
3)岩熊哲夫・小山茂:構造と連続体の力学基礎,p842,843
#9475 Re:集水桝の上載荷重について,車道と路肩の区分追伸
文献3)の岩熊先生に拠る2024/9/14改訂版URLを以下に記します.
http://tedrockbear.s239.xrea.com/nisikozo.pdf
#9460 Re:集水桝の上載荷重は,接触面積を考慮した後1輪100kNのみ
道路運送車両の保安基準(昭和26年交付 令和6年施行,文献1)について,集水桝設計条件の(重)力である重量(/さ)[kN]を,質量[t]と混同される例が多かった為,SI(文献2)に拠り,
(公社)日本道路協会に私が改訂案を送信した表記で回答します.現在,掲載されている[t]は,正確な重力単位である[t(on)f]の前に慣用的に使われ,SIで表すには,Newtonの法則に拠り,重力(量)W[kN]は,
W=mg(1)
此処に,m:物体の質量[t],g:(日本での標準の)重力加速度(≈9.80665 m/s^2)
と成る.SIでは式(1)に拠り,gの有効桁数を換算値の有効桁数に合わせ,質量1.0 tの物体に働く重力は重力単位では1.0 tfで,SIでは,
1.0 t×9.8 m/s^2=10^3 kg×9.8 m/s^2=9.8 kN(1')
と成る.
第4条 自動車の車両総重量は,下表に掲げる自動車種別毎の重量を超えては成らない.
車両総重量(交付時及び現行最大値を抜粋)
自動車の種別 最遠軸距[m] 車両総重量
1.セミトレーラ以外の自動車 <5.5 200kN(20tf)(≈20 t×9.8)
7≦ 250kN(25tf)(≈25 t×9.8)
2.セミトレーラ(次号に掲げる物を除く) <5 200kN(20tf)(≈20 t×9.8)
9.5≦ 270kN(28tf)(≈28 t×9.8)
3.セミトレーラの内,告示で定める物 350kN(36tf)(≈36 t×9.8)
第4条の2 自動車の軸重は,98kN(10tf)(≈10 t×9.8)(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,113kN(11.5tf)(≈11.5 t×9.81)を超えては成らない.
3 自動車の輪荷重は,50kN(5tf)(≈5 t×10)(牽引自動車の内,告示で定める物にあっては,56.4kN(5.75tf)(≈5.75 t×9.81)を超えては成らない.但し,専ら路面の締め固め作業用に供する自動車車輪の内,当該目的に適合
した構造を有し,且つ,接地部が平滑な物の輪荷重にあっては,此の限りでない.
https://www.mlit.go.jp/jidosha/jidosha_fr7_000007.html
道示(文献3)に床版及び床組を設計する場合の活荷重として,#9459の方が補われた様に,
車両総重量245kN(≈25.0tf×9.81)のT-25は実際の車両軸重を示した物でなく,車両の隣り合う車軸を1組の集中荷重に置き換えた物である.T荷重の(後輪1組)200kNは,此の車軸に因る影響に床版及び床組の耐久性を考慮
して定めた物である.
とされています.
国交省中部地整(文献4)を(訂正・)参考にされた下記の岐阜県(文献5 p4-3-38表 4.3.9(b))のグレーチング蓋(集水桝用)設計条件の様に,道示に拠り,後1輪載荷幅が500mmで,後輪中心間距離が1.75mの為,当集水桝に載荷する可能
性が有る輪荷重は後1輪のみの100kNで,此れを集中荷重でなく載荷面辺長が進行方向200mm,直角方向500mmの分布荷重で設計された方が合理ではと私は提案しました.
設計荷重 T-25
輪 荷 重 98.1kN(≈10,000kgf)（重車輌）
衝撃係数 0.4
https://www.pref.gifu.lg.jp/uploaded/attachment/240635.pdf
鋳鉄製man holeも同条件で設計されています.
集水桝は構造・耐久性の点で弱点と成り易い為,#7062の方が触れられた様に,設置位置として,埼玉県に於いて,国道では道路でなく植樹帯縁石に切欠を設け掘り下げ,又,歩道にグレーチング蓋を設け,県道では車輪間
道路中心又は路肩に設ける対処も有ります.
文献
1)道路運送車両の保安基準,昭和26年運輸省交付 令和6年国土交通省施行
2)通産省:新計量法とSI化の進め方,p15下から9行目以降p16上から6行目迄
https://www.keiryou-keisoku.co.jp/databank/kokusai/si/si.pdf
3)日本道路協会:道路橋示方書 共通編
4)国土交通省中部地方整備局:土工,平成26年,集水桝P4-48
https://www.cbr.mlit.go.jp/road/sekkeiyouryou/pdf/cb004_dokou_v201503.pdf
5)岐阜県:排水