道路保全における非破壊検査技術の役割
木村 嘉富（独）土木研究所
構造物メンテナンス研究センター
y-kimura@pwri.go.jp－27－道路橋保全における非破壊検査技術の役割

独立行政法人土木研究所
構造物メンテナンス研究センター
上席研究員 木村嘉富
理研・土研合同シンポジウム 中性子による橋の透視への挑戦
２０１０年６月３０日

日本の道路橋
市町村：８２千橋

5,000

高速道路：６千橋
国：１１千橋4,500

都道府県：４４千橋

4,000

全橋梁
１５０千橋

その他
4%
鋼橋
39%

PC橋
40%
RC橋
17%

出典：道路統計年報2007

橋梁数

3,500
政令市：７千橋

８１千橋

その他
ＰＣ橋
ＲＣ橋
鋼橋

3,000

４１千橋

2,500
2,000

５０年以上 １３千橋

1,500
1,000
500
01921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001－－最近の海外での落橋事例
コンクリート橋

鋼I－35W橋（アメリカ、ミネソタ州） 出典：John Weeks氏のHP
鋼上路トラス橋
L=581m
1967年供用
損傷：ガセットプレートが起点となり崩落

コンコルド跨道橋（カナダ、ケベック州）
PCゲルバー桁橋
L=60.8m W=27.4m
1968年供用
損傷：ゲルバー受桁のせん断破壊

出典：調査報告書

橋

出典：CNNのHP

荒廃し始めた日本？

－29－

有識者会議の提言とCAESARの設立《 道路橋保全の現状 》
見ない

見過ごし

先送り

（独）土木研究所
つくば中央研究所
寒地土木研究所《 予防保全を実現する５つの方策 》

水災害・リスクマネジメント国際センター

構造物メンテナンス研究センター（CAESAR)

４．技術拠点の整備

１．点検の制度化

２．点検・診断の信頼性確保
現場の支援
３．技術開発の推進

ＣＡＥＳＡＲ
研究開発

５．データベースの構築と活用

情報交流の場

道路橋の予防保全に向けた提言（H20.5.16)

急増する技術相談

鋼板に覆われたゲルバー部※
地震による落橋

パイルベントの腐食・断面欠損
アーチ吊り材の破断

塩害によるＰＣ鋼線の破断

凡例 相談時期
設計時施工時
供用後
ＡＳＲによる損傷

アーチ部材の振動、橋台のひび割れ・変位－30－

事例：鋼製パイルベント橋脚の腐食
国道９号「出雲郷大橋側道橋」
橋梁形式：３径間単純鋼桁
橋長：L=54.46m 幅員：W=2m
損傷部位：鋼製パイルベント橋脚水中部
損傷の種類：欠損

国総研・CAESAR
損傷原因と補修対策
・汽水域における水中部の腐食・コンクリート巻立てによる応急措置

情報提供

全国の橋梁管理者
緊急点検
・鋼製パイルベント橋脚の水中部における断面欠損

事例：アーチ吊材の破断
君津市道「君津新橋」
橋梁形式：下路式ローゼアーチ橋
橋長：L=68.1m 幅員：W=14.0m
損傷部位：アーチ吊材（PC鋼棒）
損傷の種類：破断
側面図

国総研・CAESAR
損傷原因と補修対策
・異種金属接触腐食によるPC鋼棒の破断・全吊材PC鋼棒をPCケーブルに交換

情報
提供

破断状況

全国の橋梁管理者
緊急点検
・吊り材の緊急点検

8
関連部位の損傷－31－事例：ＲＣゲルバー桁
市管理橋梁
橋梁形式：１１径間ＲＣゲルバー桁橋
橋
長：L=２５３．７m
竣 工 年：1935年
活 荷 重：Ｔ－１３
床版及びゲルバー部に鋼板接着
昨年の地震で橋脚の一部が損傷→ 重量制限６トン

地方整備局道路保全
企画官を経由して技術相談

国総研・CAESAR【未補修部】

損傷状況調査と当面の措置
・ヒンジ部を中心に亀裂の状況を調査
・車両荷重規制の継続【補修部】「荒廃する日本」としないために計画的な保全

安全管理

橋梁の状態を評価・予測し、適切な時期に、適切な補修を行う。

落橋に至る致命的な損傷を見逃さない。

更新時期の集中による費用増大

管理費用縮減（ピークの抑制）・計画的な対策による、投資分散・予防的な対策で、長持ちさせる損傷状態を評価し、交通規制等、適切な対応を行う。
予防保全
適切な補修による、橋梁の延命化

ライフサイクルコ
ストの縮減
事後対応
予防保全

事後対応

・致命的な損傷の事前検知
・耐荷力評価に必要な情報を調査・通行規制等判断のための耐荷力評価
・構造物の性能回復法
他
・モニタリング・劣化状況を把握
・劣化の進行を予測
・LCCを最小にするための補修の実施
時期・の選定法

10他－32－損傷状況の把握
 外部からは把握できない情報

 目視できない箇所

・コンクリートのひび割れは、内部まで？
・鉄筋・ＰＣ鋼材は腐食・破断していないか？
・プレストレス力、鋼材の付着力の低下は？
コンクリートに埋め込まれた部位

・塗装を除去せずに、腐食欠損量を調査？

水中の部材

非破壊検査
・損傷の著しい箇所を把握

・詳細な損傷情報を把握

損傷部位の耐荷力評価
撤去桁の載荷試験
耐力評価に用いる
損傷情報が不明
損傷状況に応じた耐荷力評価法
1Mu/Muo

S5

Failure by
Tendon Rupture

0.8

B-2
B-1

0.6
0.4
0.2

Calc.
Ex.

S300

試験後の解剖調査

204060RRCT(％)

80100

残存鋼断面積、付着力の低下等

非破壊検査

－33－

劣化予測
 実構造物でのデータの蓄積が不足

沖縄県離島架橋１００年耐久性検証プロジェクト
既設橋

新設橋（伊良部大橋）

各橋脚やコンクリート桁において、コンクリート中への塩分浸透状況や鋼材の腐食状況を長期計測（建設時に、測定装置を設置）

既往の多数の実橋梁に関する実態データの集積と分析

非破壊検査

補修・補強工法
 効果的な補修・補強工法の選定
補修後の再劣化

損傷状況（塩分量、鋼材腐食等）

非破壊検査

損傷原因、健全度に応じた工法選定が必要

 補修・補強部位の損傷把握
内部の損傷調査－34－

モニタリング
ヘルスモニタリング？
Vibrating Wire Strain Gauge with Temperature
Reading
Linear Potentiometer
Accelerometer
Acoustical Sensor
Chloride Penetration Sensor

定期的に調査損傷橋梁の安全監視

監視すべき部位・現象

非破壊検査

建設時の品質検査
初回点検の分析例
100%031980%109
151 2192296160%5207
159
166

169

287 2687026141

185

16423

390 289 282

251
223
28145

20%

95

134

208
5935321522747

台 座 コン ク リ ー ト

18

支 承 部 他 （鋼 ）ア ンカー ボ ル ト

25

沓 座 モ ルタ ル

18

支 承 本 体 （他 ）基 礎 他 （コン ）支 承 本 体 （鋼 ）翼 壁 （コン ）橋 台 他 （コン ）竪 壁 （コン ）胸 壁 （コン ）隅 角 部 ・接 合 部 （2橋 脚 他 （コン ）柱 部 ・壁 部 （鋼 ）梁 部 （コン ）上 部 構 造 他 （鋼 ）柱 部 ・壁 部 （コン ）鋼床版

下 横 構 （鋼 ）コン床 版 （鋼 橋 ）コン床 版 （コン橋 ））縦 桁 ・対 傾 構 （鋼 ）横桁 （PC795

横 桁 （鋼 ）主 桁 （鋼 ））PC）

主桁 （RC2594737

主桁 （0%43125
78840%

損傷無しの径間損傷有りの径間6113）

ｺﾝ

資料提供：国土技術政策総合研究所

非破壊検査－35－非破壊検査に期待する調査項目例：コンクリート橋
塩 害
・鋼材の腐食状況
・プレストレスの低下
・コンクリート表面・中の塩分濃度
・グラウト充塡状況

修復材による被覆・修復材内部の劣化状況

ASR
表面被覆

・コンクリート内部のひび割れ進展状況
・鋼材破断、付着力低下の有無
・コンクリート強度・剛性の低下

・被覆内部の劣化状況

老朽橋
・鋼材の配置状況（位置、径）
・鋼材の腐食状況
・プレストレスの低下
・コンクリート内部のひび
割れ進展状況

鋼板接着による補修
・鋼板内部の劣化状況

非破壊検査に期待する調査項目例：鋼橋
腐 食
目視困難部位の状態
・表面の錆層下の欠損状況
・埋設部の腐食状況
照明柱基部の腐食欠損

トラス斜材の腐食欠損

土中、コンクリート中の腐食状態が計測できないか？

表面の錆を除去せずに、腐食量を簡易に計測できないか？

疲 労

車両進行方向舗装

き裂
デッキプレート

デッキプレート上面

横リブ
き裂

鋼床版横リブ交差部の応力集中

亀裂

コアサンプル・き裂が懸念される部位の応力・死荷重時の応力・目視困難部位のき裂進展状況

Uリブ

き裂が懸念される部位の応力を非接触で計測できないか？

目視困難部位のき裂を確実に検出できないか？

鋼材・溶接部・溶接内部の欠陥の状況
・鋼材の降伏強度、材料特性

溶接内部の３次元欠陥を高精度で可視化できないか？

現行基準を満たさない橋梁の耐荷力（鋼材の実強度）－36－

非破壊検査技術開発のために適用性確認予定橋梁：床版の状態
橋梁形式：8径間RCT桁橋+2径間PC床版橋
橋
長：L=126.5m
竣 工 年：1935年、1985年拡幅
床版の抜け落ち・雨水浸透による疲労劣化促進。
・下面鋼板接着補強のため、確認できず。

陥没箇所
１．５ｍ×１．２ｍ

陥没箇所
１．５ｍ×１．２ｍ－37－適用性確認予定部材
コンクリート中の塩分量・鉄筋腐食等



橋脚ひび割れ状況等

竣工年： 1971年
撤去年： 2005年（塩害）

橋名： 旧神戸橋（島根県出雲市）
竣工年： 1964年
撤去年： 2009年（治水事業）

土研に搬入し、コア抜き調査（鉄筋腐食程度，かぶり，塩化物イオン量）

10CP-1(海側)CP-2(陸側)

Cl (kg/m3)

864

■現地調査
非破壊試験（超音波法，衝撃弾性波法）
コア抜き調査■室内調査（土研へ運搬後）ひび割れ部分の解体調査

2

鉄筋腐食とはくり00204060
Depth (mm)80100

非破壊検査高度化のために、広範な技術の融合を・構造物の検査技術については、これまで各構造物管理者を中心に、個別に開発。
対象構造物により、規模や計測すべき項目、必要な測定精度が異なる。

・基礎技術は共有できる部分が多く、基礎技術も含め、幅広い分野の技術を融合させることが効率的。
・基礎技術をベースに、対象構造物の特性に応じた検査方法を開発

・・・

－38－

プラント

検査技術（電磁波、弾性波等）

道路施設

下水道施設

河川管理施設

港湾施設

建築施設

鉄道施設

農業用水施設通信施設

電力施設

基礎技術