技報 第 5 号（2007 年）

PC コンファインド工法と炭素繊維巻立て工法を併用した橋脚の補修工事
か し ま－鹿島大橋－
広島支店

土木工事部

石田邦洋

広島支店

土木工事部

岩田 明

概要：鹿島大橋は，昭和 51 年 3 月に竣工した広島県安芸郡倉橋字鹿島地区に位置する橋長 340m，有効幅員 5.0m の 3 径間連続トラス橋である．本橋の橋脚は，昭和 61
年にアルカリ骨材反応によるひび割れが発見され，過去に補修を行ってきたが，近年の調査の結果，再劣化が認められた．その補修に際しては，今後の供用年数での LCCを考慮し，PC コンファインド工法と炭素繊維巻立て工法を併用した補修が行われた．
本報は，その概要について示すものである．

Key Words：PC コンファインド工法，炭素繊維巻立て工法，補修

１．はじめに兵庫県南部地震の発生から各種土木構造物の耐震補強工法が開発され，幹線道路など緊急性が高く，かつ施工が容易な箇所の橋脚について，今日までに各種の工法により多くの橋脚の補強が行われてきた．
一方現在では，従来の工法では施工が困難な場所に位置する構造物の耐震補強や，橋脚躯体にアルカリ骨材反応が生じている橋脚の補強も行われている．
本橋梁の橋脚は，施工場所が海上に位置し，橋脚躯体にアルカリ骨材反応が生じている RC 橋脚を耐震補強工法である PC コンファインド工法と炭素繊維巻立て工法を用いて補修を行った．本報は，その補修工事ついて報告するものである．

２．工事概要
鹿島大橋は，昭和 51 年 3 月に竣工した広島県安芸郡倉橋字鹿島地区に位置する橋長 340m，有効幅員 5.0mの 3 径間連続トラス橋である．本橋の橋脚は，昭和 61 年にアルカリ骨材反応によるひび割れが発見され，過去 2 回補修を行ってきたが，近年の劣化調査の結果，海中部の劣化が認められた．
よって，橋梁に対する延命化の社会的要求を踏まえ，今後の供用年数 70 年でのライフサイクルコストを考慮した補修設計が行われ，海中部，干満帯及び飛沫帯は，PC コンファインド工法，その他は，軽量で経済性に優れる炭素繊維で補修することとなった．下記に工事概要を示す．
工 事 名：県営一般農道整備事業鹿島地区鹿島大橋橋脚補修工事
位

置：広島県安芸郡倉橋字鹿島橋

長：70.0+170.0+100.0=340.0m（有効幅員：5.0m）

下部工形式：P1 橋脚 上柱：円柱（φ4600），下柱：小判型橋脚（6000×9000），直接基礎
P2 橋脚 上柱：円柱（φ4600），下柱：小判型橋脚（6000×9000），ケーソン基礎
発 注 者：広島県呉地域事務所農林局
工期：平成 16 年 8 月 13 日～平成 19 年 3 月 30 日

石田邦洋

岩田明
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３．補修工法の選定と適用範囲について
ここでは，橋脚の補修工法の選定と適用範囲について示す．補修工法は，下記に示す要求性能を想定し選定が行われた．
1)耐久性：劣化を進展させない．
2)耐荷力：耐震性能（地震時保有耐力）
その結果，橋脚については，構造性，施工性，維持管理性及び経済性を総合的に判断し，下記の項目を基本方針として各種工法の比較検討が行われた．
1)外部からの劣化要因を遮断することで母材の劣化を抑制することができること．
2)各種物性を補修することで母材の耐荷力・耐久性を復元することができること．
3)コンクリート及び鉄筋の劣化に対して，部材としての耐荷力を確保できること．
比較検討は，上柱（気中部）と下柱（水中部）とに分け，それぞれ行われた．表－１，２にそれぞれの工法
比較概略一覧を示す．
表－１ 上柱（気中部）工法比較概略一覧
第1案

第2案

第3案

第4案

PCコンファインド工法

RC巻立て工法

鋼板巻立て工法

炭素繊維巻立て工法

改善 期待可能改善 期待可能改善 期待可能

母材機能低下に対する補強性 大幅な改善 期待可能

構造性

構造系への影響

死荷重 増◎

耐震補強性（修正震度法レベル） 性能が確保可能

施工性

維持管理性

経済性

死荷重 増

○

死荷重 増少△死荷重 増少欠損断面を考慮すると補強部の負担が多い

欠損断面を考慮すると補強部の負担が多い

欠損断面を考慮すると補強部の負担が多い

軽量

軽量

軽量

材料搬入

重量

品質管理

プレキャスト部材であり管理が容易

工期短い

最も長い

RC巻き立てよりは短い

最も短い

施工ヤード

大きなヤードが不必要

大きなヤードが必要

大きなヤードが不必要

大きなヤードが不必要

アルカリ骨材反応

拘束効果が期待できる

空気・水分の遮断は可能初期段階での膨張拘束は期待できない

初期段階での膨張拘束は期待できない

中性化

遮断が可能

△

◎

塩分に対する管理が重要遮断が可能△△

塩分に対する管理が重要遮断が可能△△

塩分に対する管理が重要遮断が可能

塩害

遮断が可能

遮断が可能

遮断が可能

遮断が可能

耐久性

耐久性に優れる

維持管理が必要

維持管理が必要樹脂劣化への対応が必要

概算補修工事費

105,000 千円

108,000 千円

139,000 千円

43,000 千円

維持管理費

－

合計

105,000 千円

評価○

20,000 千円
128,000 千円△－△(高規格塗装仕様)
139,000 千円

39,000 千円

△

◎○

◎

82,000 千円経済性に優れる
大きな耐力増が必
経済性・維持管理
経済性・維持管理
構造性・維持管理○△◎△
要ない箇所に適しに優れる
性にやや劣る性に劣るている

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表－２ 下柱（水中部）工法比較概略一覧
第1案

第2案

第3案

PCコンファインド工法

RC巻立て工法

鋼板巻立て工法

改善 期待可能

母材機能低下に対する補強性 大幅な改善 期待可能構造系への影響

構造性

死荷重 増

耐震補強性（修正震度法レベル） 性能が確保可能

材料搬入

○

死荷重 増少剛性低下により補強部の負担が多い

剛性低下により補強部の負担が多い

軽量

軽量

重量

工期

短い

最も長い

RC巻き立てよりは短い

施工ヤード

大きなヤードが不必要

大きなヤードが必要

大きなヤードが不必要

アルカリ骨材反応

拘束効果が期待できる

空気・水分の遮断は可能初期段階での膨張拘束は期待できない

中性化

遮断が可能

塩害

遮断が可能

遮断が可能

遮断が可能

耐久性

耐久性に優れる

維持管理が必要

維持管理が必要

概算補修工事費

156,000 千円

195,000 千円

183,000 千円

維持管理費

－

合計

156,000 千円

維持管理性

経済性

△

プレキャスト部材
塩分に対する管理が重要
水中溶接の管理が重要であり管理が容易 ○
△
△

品質管理

施工性

死荷重 増

◎

改善 期待可能

遮断が可能○

構造性・維持管理に優れる

評価

◎

－
128,000 千円
経済性・施工性・維持◎ 管理性にやや劣る

△

△

遮断が可能

－

△

△

183,000 千円
経済性に優れるが，経△ 済性に劣る．

△表－１，２に示す工法比較やその後の各種工法の適用範囲の検討の結果，採用された補修工法の適用範囲概要図を図－１に示す．図－１に示すように，上柱部においては，PC コンファインド工法（②）が適用され，上柱のうち，耐荷力をさほど求められない上側の部分については，既設鉄筋の腐食・段落とし等を加味して，表－１に示すように，本橋脚では経済性に優れる炭素繊維巻立て工法（①）が適用された．下柱は，海中であるとともに，鉄筋コンクリート構造としての性能を確保することが課題であることから，鉄筋腐食の抑制に着目し，PC コンファインド工法（③）が適用された．

③上柱

17876
12426 3060
7170 5450②①②③下柱上柱①P2下柱6500 5450

17814
12364 3060

P1

H.H.W.L
M.L.W.L① 炭素繊維巻立て工法② PCコンファインド工法③ PCコンファインド工法

図－1 補修工法適用範囲概要図3/4

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４．施工概要図－２には本橋脚の施工手順を示すが，本補修工事は，橋脚の下柱から図－２に示す手順で施工を行った．
また，上柱については，図－３に示すように，炭素繊維巻立ての定着長が，PC コンファインド工法の範囲に及んでいるために，断面修復工やひび割れ注入工の施工後，炭素繊維巻立て工を行い，最後に PC コンファインド工を行った．
橋脚壁面清掃
損傷調査
ひび割れ注入工

橋脚壁面清掃損傷調査
断面修復工（P1橋脚のみ）

ひび割れ注入工ＰＣコンファインド工法

上柱部定着長補強鉄筋ＰＣコンファインド工

炭素繊維巻立て工法

下柱部

炭素繊維巻立て工
PCコンファインド工図－２ 施工手順

図－３ 補修断面図

写真－４ P1 橋脚（施工後）

写真－５ P2 橋脚(施工後)

４．最後に鹿島大橋は，補修工事の位置づけで，劣化原因であるアルカリ骨材反応への対策と鉄筋コンクリート断面としての耐力確保の観点から，PC コンファインド工法が採用され，かつ経済性の観点から，炭素繊維巻立て工法と併用が行われている．本報告が，増大しつつある補修工事の役に立てれば幸いと考える．

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