技報 第 15 号（2017 年）

北海道横断自動車道 朝里川橋の施工－寒冷期施工における品質確保への取り組み－
東京土木支店土木工事部（東北支店駐在）

金森真一

東京土木支店土木工事部（東北支店駐在）

斉藤宏之

東京土木支店土木工事部（東北支店駐在）

佐久間純

東京土木支店

土木技術部

藤岡篤史

概要：朝里川橋は，北海道横断自動車道の余市 IC（仮称）～小樽 JCT（仮称）区間の小樽市内に位置する橋梁である．架橋地点は，厳冬期の月平均気温が 0℃を下回り，また年間の累計積雪深が 5mを超える気候的条件である．本稿では，このような条件下で実施した，積雪寒冷期における施工での品質確保に向けた取り組みについて紹介する．

Key Words：寒冷期施工，マスコンクリート，冬期養生，PC鋼材の一時防錆

１．はじめに朝里川橋は，北海道横断自動車道の余市 IC（仮称）～小樽 JCT（仮称）区間の小樽市内に位置する橋梁である．架橋地点は，厳冬期の月平均気温が 0℃を下回り，また年間の累計積雪深が 5mを超える気候的条件である．本橋では，このような環境の中，工程的な制約条件から積雪寒冷期間においても施工を進める必要があった．そのため，これらの気候的な条件に配慮したコンクリート構造物の品質管理方法について事前に検討を行い，実施工時のひび割れ対策等に反映させた．本稿では，朝里川橋の施工時に実施した取り組みの中から，①マスコンクリート部の冬期施工での温度ひび割れ対策，②張出し架設におけるコンクリートの冬期施工時のひび割れ対策，③張出し架設における架設内ケーブルの防錆対策について報告する．

２．工事概要工事概要を以下に示す．
発 注 者：東日本高速道路（株）北海道支社
構造形式：PC8径間連続ラーメン箱桁橋
橋

長：615.
5m

支 間 長：45.8m+90.0m+3×9
2.0m+103.0m+71.0m+27.3m
全 幅 員：13.2m
縦断勾配：2.000%～ 1.589%

架設方法：張出し架設＋固定支保工（P7-A2間）

金森真一

斉藤宏之

佐久間純1/6藤岡篤史

技報 第 15 号（2017 年）

本橋の断面図を図-1に，側面図を図-2に示す．

CL

中間支点部

支間中央部

13200

朝里川橋は地上から最大45mの高さに位置する

320 2500
60
2000 500

PC8径間の連続ラーメン箱桁橋であり，経済性等

750
0350
0250
0 3205003500

500 2000の理由から張出し架設工法にて発注された橋梁である．
詳細設計では，大型の移動式作業車を採用して750

施工ブロック数を減らすことにより工程短縮を

3 500

6 500(7 000)PH

ロックの施工長は3.5m～4.0mで，概ね1ブロック12日のサイクルで施工を行った．

路肩折れ点
350

600

6002.0%240

3.5%図った．大型移動式作業車を用いた本橋での1ブ3250

67003250

図-1 橋梁断面図
橋線103000

川里朝 岸
川 右河 川
級 里
二 道朝市

36500

5000

31500

5000

P6R
5000

河通

普P7E5000
計画高水位 H.
W.
L
▽102.
68
0

4000

39500

43500

38500

43000

R4500

42500

38000

500
0R

5000

R

4500

19500
12500

川P5線

大道

市

27300

川

別矢

P4

新正E
4000

71000

線

P
315000

EP2

川里朝 線
道 通
市 泉橋
温16500

P1

主小 要道
樽 道
定山
渓

24500

A
1

長 L=
615.500m

3@92000=27600
090000推定支持層線

図-2 橋梁側面図

３．マスコンクリート部の冬期施工
本橋の脚頭部および柱頭部はマスコンクリート部

発熱特性計測用材となるため，標準的な寒中養生のみでは硬化時の内2m

外温度差の影響による温度ひび割れが発生しやすい

熱電対

1m状況にあった．そのため，この内外温度差を低減する目的で，通水および通風によるパイプクーリングと保1m

温型枠による対策を行った．
3.1 マスコンクリート供試体による事前試験

断熱材

熱電対

脚頭部および柱頭部の温度応力解析に先立ち，実際に使用するコンクリートやクーリングパイプの熱物性値を把握する目的で，マスコンクリート供試体によ

熱伝達率計測用
熱電対る事前試験を行った．
試験は，図-3 に示す 2タイプの供試体を作製して行った．1体は，発熱特性計測用で，実際に使用するコンクリートの断熱温度上昇特性を把握することを目的とした．もう 1体は，クーリングパイプ（通水用，通風用）の熱伝達率を把握する目的としたものである．
そして，これらの供試体から得られた温度計測データ

1m2m
1m

0.5m
0.5m

断熱材
熱電対
クーリングパイプ（通水，通風）と温度応力解析値との比較から熱物性値の推定を行
図-3 マスコンクリート供試体

った．

2/68000

45800E

2500

A2E技報 第 15 号（2017 年）

3.2 事前試験により高精度化した温度応力解析

ＣＬ

前述したマスコンクリート供試体から得られた熱物性

6000

2500

値をフィードバックした脚頭部および柱頭部の温度応力

6450

ＣＬ3500解析を実施して，ひび割れ指数の改善が図れるような保温700

型枠の存置期間およびクーリング（通水，通風）の実施期間を検討した．図-4 に温度応力解析による検討から，コン４3000

クリート表面でのひび割れ指数の改善に効果のあったそ

３

れぞれの養生期間を示す．また，この養生条件での脚頭部
2800

および柱頭部でのひび割れ指数分布を図-5 に示す．これらの養生条件により，コンクリート表面ではひび割れ指数を

２13000ほぼ 1.40以上（ひび割れ発生確率 15％以下）にすることができた．一方，コンクリート内部でひび割れ指数が 1.40

5000

１以下となった範囲については，ひび割れ抑制を目的とした■養生期間
保温型枠存置期間

クーリング
実施期間

１リフト

5日間5日間（通水）

２リフト

14日間3日間（通水）

３リフト

14日間4日間（通水・通風）

補強筋の追加配置により対処した．
1500

3.3 施工時におけるモニタリング
高精度化した温度応力解析結果と実際との相違がないかを確認する目的で，脚頭部および柱頭部のコンクリート内

図-4 解析により決定した養生条件部と表面付近に熱電対を設置して，実際のコンクリート温度をモニタリングした．その結果，温度応力解析結果に近CLい温度履歴を示すことが確認できた（図-6）．なお，実際の脱枠やクーリングの終了は，このモニタリングにより得られるコンクリートの内外温度差が，温度応力解析から得られた養生終了時の内外温度差以下となることを確認してから行った．
これらの養生およびモニタリングを実施した結果，脚頭Icr部および柱頭部において，有害となるひび割れの発生は確(経験最小値)

認されなかった．

４．張出し架設におけるコンクリートの冬期施工
通常の張出し架設の施工サイクルでは，コンクリート打込み後 3日で移動式作業車を移動するため，若材齢のコンクリートが外気に曝されることになる．このため，寒冷期※無着色はひび割れ指数1.
40以上の箇所を示す。

においては低温環境に起因するコンクリートの強度発現

図-5 ひび割れ指数(Icr)
分布不良や急冷によるひび割れの発生が懸念された．
4.1 移動式作業車の養生設備
本工事では移動式作業車に屋根材および密閉性の高い60や風雪の侵入を遮断するとともに，給熱養生によりコンク50リートの打込みおよび養生箇所の温度を5℃以上に保持した．移動式作業車外周に設置するパネル材には採光性パネ

コンクリート温度（℃）

パネル式防護設備を装備し（写真-1），冬期間における外気中心温度（解析値）
表面温度（解析値）
中心温度（計測値）
表面温度（計測値）

403020ルを使用し，太陽光を採り込むことで屋内温度を効率的に10保持し，良好な作業環境を確保した．また，屋内にはジェ0024487296

ットファーネス2台を配置し，コンクリート打込み前日か材令（時間）らプレヒーティングを行い，養生完了時まで継続して給熱図-6 コンクリートの温度履歴（2リフト）

3/6

技報 第 15 号（2017 年）を実施した．さらに，当該期間中の温度低下を確実に防止するため，モバイル式養生温度管理システムを用いて養生設備内および打込み後のコンクリートの温度を24時間連続計測・監視した．
当管理システムは，スマートフォンや現場事務所の端末で計測データを常時確認することが可能で，設定した警戒温度を下回った場合には警報メールが携帯電話に送信されるため，養生温度の異常低下等のトラブルを防止できる．本工事においても給熱設備の故障や外周防護設備の破損時に，温度推移の監視と警報メール（警戒温度を 7℃に設定）により迅速に対応したことで急激な温度低下や養生温度が 5℃以下となる事態を回

写真-1 移動式作業車の養生設備

図6 移動式作業車後方の増設移動避することができた．
さらに，移動式作業車は後方に下段作業台等の設備を増設し，次施工ブロック施工箇所への移動に伴う露4.2 養生方法
コンクリート打込み後，露出面となる床版上面には保温および保湿性に優れる高機能養生マットを敷設し，脱型面生の延長が可能な仕様とした（図-7）．

型枠出面（主桁側面および底面）に対して，給熱と湿潤養写真1 移動作業車の養生設備
増設部

材齢7日まで湿潤養生を実施した（写真-2）．さらに，初期材齢時の散水による急冷でコンクリート面に生じる

図7移動式作業車後方の増設

ひび割れを防止するため，コンクリートの温度に近い水温に調整した水を散布するよう配慮した．また，移動式作業車の移動に伴う露出面には，速やかにコンクリート保水養生テープを貼り付け，加えて保温養生シートを固定金具で取り付けることで，乾燥の防止と保温状態の維持を可能とし，上床版上面と同様に材齢7日まで保温・保湿養生を実施した（写真-3）．
本工事での寒冷期における施工では，上記に示した張出架設の養生設備および養生方法の工夫により，冬期に-12℃を下回る最低気温を記録する工事箇所において，品質管理上の懸念事項であったコンクリートの

写真2高機能養生マットの敷設

急激な温度低下に起因する強度発現不良やひび割れを発生させることなく，高品質の主桁コンクリートを構築することができた．

５．張出し架設におけるＰＣ鋼材の防錆対策
一般に，PCグラウト工は PC鋼材緊張後速やかに行う必要があるものの，積雪寒冷期に施工する場合は，主桁全長を給熱養生により 5℃以上に保つ必要があり，グラウトの施工が困難となるのが実状である．そこで，積雪寒冷期に施工を行う張出し架設部の PC鋼材には工場出荷時に一時防錆処理を施しておき，冬期施工期間4/6

写真3保水養生テープの貼り付け

技報 第 15 号（2017 年）終了後に PCグラウトの注入を行うこととした．しかしながら，この方法については，今回想定する長期間（約6ヶ月）の防錆効果についてはメーカー保証がされていないこと，また，架橋地点と同様な積雪・低温環境における防錆効果には不明な部分があるといった課題があった．このため，PC鋼材の暴露試験を実施して，積雪寒冷期における防錆効果の確認を行った．
5.1 PC 鋼材暴露試験概要
写真-4 供試体設置状況

本試験に用いた供試体はコンクリート中にポリエチレン（以下，PE）シースを埋設し，その中に PC鋼より線（7本より鋼線φ15.2mm）を 1ケースにつき 12本（1本あたりの PC鋼材長さ L=900mm）を静置するものとした（写真-4）．
暴露試験を行った供試体ケースを表-1 に示す．本試
験では一時防錆処理による防錆効果確認のため，防錆剤を塗布する PC鋼材と塗布しない PC鋼材の 2種類とした．さらに積雪寒冷期における実施工を想定して，事前処理として PC鋼材を PEシース内に配置する前に初期濡れおよび初期損傷を与えた．初期濡れについて
は，初めに PC鋼材上方からジョウロを用いて全体を濡らした後，乾布で 3回程度拭い表層部の水分を拭き取ったものと，水分が飛ばなくなるまでコンプレッサーを用いて水分を吹き飛ばしたものの 2種類とした．初期損傷としては，PC鋼材を予め PEシース内で 100m相当移動させ損傷を与えることとし，すべての供試体について実施した．さらに，シースの密閉性が及ぼす影響について確認する目的で，PEシース端部を PEシース

表-1 暴露試験の供試体ケース
供試体No.

防錆剤塗布

初期濡れ

シース端部

PN-1
密閉なし
PN-2あり
開放※1
PN-3
密閉あり
PN-4
開放
PN-5
密閉なし
PN-6あり開放PN-7※2密閉あり
PN-8開放※1 初期濡れ後，乾布で水分を拭き取る※2 初期濡れ後，コンプレッサーで水分を吹き飛ばす

表-2 PC鋼材の錆の程度および引張試験結果
評価値※
発錆面積率 引張強度
ｳｴｽでの ｳｴｽでの(%)(kN)
錆除去前 錆除去後PN-14431271
PN-24428ー
PN-3111271PN-4112ー
PN-52213271PN-6227ー
PN-7100271PN-8100ー※腐食状況確認のため，ｳｴｽで錆を拭き取れるか判断

供試体キャップにより密閉するものと，PEシースキャップに表-3 錆の評価基準

グラウトホースを接続して開放するものの 2種類を用意した．なお，供試体に使用した PC鋼材は，すべて同一ロットのものとした．
5.2 PC 鋼材暴露試験結果
6ヶ月間の暴露試験終了後の目視確認による各供試体の錆の程度と引張強度試験結果を表-2に，錆の評価評価値
012345錆の程度
錆の発生なしわずかな錆が発生
点錆が所々に発生
点錆がかなり発生
表面を侵す錆が発生
かなり表面を侵す錆が発生基準を表-3に示す．

写真-5 未防錆 PC鋼材（PN5)

写真-6 一時防錆 PC鋼材（PN7)5/6

技報 第 15 号（2017 年）

試験結果から，乾布により表層部の水分を拭き取ったPC鋼材に比べて，コンプレッサーにより水分を吹き飛ばしたPC鋼材の方が錆の発生程度は軽微であることが確認できた．また，写真-5,6に試験開始から6ヶ月後における未防錆PC
鋼材と一時防錆処理を施したPC鋼材の腐食状況を示す．両者とも表面に錆が発生したものの，未防錆PC鋼材(
PN-5)ではウエスで拭き取ることができない程度であったのに対して，一時防錆処理を行ったもの(PN-7)
は，拭き取ることのできる軽微な錆であった．なお，シースの密閉性による差異については，今回の試験結果からは確認できなかった．また，引張試験による引張強度の差についても，すべての供試体で差異は認められなかった．
以上の結果を踏まえて，実施工では，一時防錆処理を施した上で，PC鋼材挿入時にコンプレッサーにより水分を除去する対応を行った．これにより，PCグラウト施工前のファイバースコープを用いた検査では，PC鋼材の表面に錆はなく，PC鋼材の防錆効果は十分にあったことが確認できた．
６．まとめ
2017 年 6 月時点での現場状況を写真-7 に示す．
朝里川橋工事における寒冷期施工では，ここで紹介した以外にも様々な対策を行った．これらの対策を実施したことで有害なひび割れは確認されず，寒冷期施工におけるコンクリートの品質は確保できたものと考える．今回の報告が今後の同種工事の参考になれば幸いである．

写真-7 橋梁全景（起点側から終点側を臨む）

参考文献
1) 松本知也，中村泰誠，松本大輔：積雪寒冷期における PC橋上部工工事の施工に関する検討，土木学会北海道支部 論文報告集，第 72号，20162) 横山貴士，金森真一，中村收志：北海道横断自動車道（余市 IC～小樽 JCT）における寒冷期のコンクリー
ト品質向上に対する取組み，コンクリート工学，Vol.5
5，No.3，pp.239-244.
20173) 高速道路技術センター，PC グラウト設計・施工マニュアル（案），平成 16 年 3 月
4) プレストレストコンクリート工学会，PC グラウトの設計施工指針－改訂版－，平成 24 年 12 月

6/6