ボックスカルバートの設計｜道路土工 カルバート工指針に準拠

計算方法と適用範囲

このツールで計算できること

1連・場所打ち鉄筋コンクリートのボックスカルバート（延長1mあたり）の設計計算を行います。頂版・底版・左右側壁からなる閉合ラーメンとして骨組解析を行い、各設計断面を許容応力度法で照査します。内水位を与えた場合は空虚時・満水時の2ケースを解き、断面ごとに不利側を採用します。

計算方法・使用式

• 解析モデル: 部材中心線による閉合ラーメンを平面骨組のマトリクス変位法（直接剛性法）で解きます。ハンチ部は断面高さが線形に変化する変断面として要素に取り込みます。
• 荷重: 鉛直土圧（土被り土・舗装の重量。突出型では鉛直土圧の割増係数αを乗じる）、活荷重（T荷重の後輪を土被り内で分散させた等分布荷重、または等分布活荷重）、側方土圧（鉛直有効応力×側方土圧係数K＋静水圧）、躯体自重、内水圧・内水重量、底面反力（全鉛直荷重を底版に等分布）を考慮します。
• 設計断面: ハンチ端（ハンチがない場合は部材接合面）と、支間中央部（区間内で曲げモーメントが最大となる位置）を照査します。
• 断面照査: 許容応力度法（単鉄筋長方形断面、ヤング係数比n=15）により、コンクリート圧縮σc・せん断τ・鉄筋引張σsを外側・内側の主鉄筋についてそれぞれ照査します。
• 地盤反力度は許容支持力度と比較します。

入力と出力

入力: 設置条件（溝型/突出型と鉛直土圧の割増係数α・側方土圧係数K）、躯体形状（内空幅・内空高・頂版/側壁/底版厚・ハンチ寸法）、土被り・舗装厚・活荷重（T荷重または等分布）・上載荷重、地下水位・設計内水位、材料（γ・Fc・鉄筋材）、許容支持力度、配筋（部位・内外別の径・ピッチ・かぶり）。

出力: 曲げモーメント図・せん断力図と各設計断面の断面力、部位ごと（頂版・側壁・底版の端部・中央）の応力度照査のOK/NG判定、地盤反力度の照査。空虚時・満水時の不利側の採用結果。計算過程つきの帳票（計算書）を出力できます。

適用範囲・計算上の仮定

• 1連の矩形断面（場所打ちRC）を対象とします。多連ボックス・プレキャスト製品の選定は対象外です。
• 常時の断面方向の設計です。地震時の照査（レベル2地震動に対する耐震性能照査・縦断方向の検討）は行いません。
• 慣用設計法の適用範囲（土被り・内空寸法の一般的な範囲）での使用を想定しています。土被りが特に大きい場合・浅い場合は指針の適用条件を確認してください。
• 底面反力は等分布仮定です（弾性床上のはりとしては解きません）。
• 斜角・縦断勾配・不同沈下（カラー・継手の設計）は対象外です。

使用基準・参考文献・設計者が確認すべき事項

• 道路土工−カルバート工指針（日本道路協会）: 慣用設計法によるボックスカルバートの設計（荷重・土圧・活荷重の分散・設計断面の考え方）。
• 道路橋示方書（日本道路協会）: T荷重・許容応力度の考え方。

鉛直土圧の割増係数α・側方土圧係数Kは設置条件（溝型/突出型・基礎の剛性）により異なります。耐震性能の照査が必要な重要路線・大型カルバート、縦断方向の設計、継手・止水、基礎地盤の支持力・沈下は、設計者が指針に照らして別途検討してください。