研 究

10 年経過した FRP 合成床版の実橋載荷試験（松久保橋）
Field Loading Tests for Decade-Old FRP-RC Composite Slab(Matsukubo Bridge)
久保圭吾＊ 1

Keigo KUBO

林

暢

彦＊ 2

Nobuhiko HAYASHISummaryThe durability of the FRP composite slab has already been certified through the fatigue test under the wheel runningmachine, which simulates actual moving wheel load. Also, the decrease of the stiffness of the FRP slab in actual bridge
after the using of 2.5 years is confirmed to be less in comparison with the RC slab. Deterioration due to loss of rigidity
is minimal in such bridges after being in service for a 2.5 years later. Field loading tests were performed using a test car
at the Matsukubo Bridge of the Kochi Expressway. The test car was used on the Matsukubo Bridge which had been inservice for 10 years during the hours when the expressway was closed to traffic for the night. The field loading tests
showed that rigidity in the decade-old FRP composite deck was resistant to deterioration and that the fatigue
deterioration level in actual bridges corresponded to that of the wheel running tests.
キーワード：合成床版、ＦＲＰ、実橋載荷試験

果より、従来の RC 床版と比べて FRP 型枠がコンクリー

１．はじめにトのひび割れ進展を抑制する効果により、耐久性が向上
松久保橋（上り線）は、図− 1 に示すように、高知自することが検証されている 1）。本橋の床版では、実橋に動車道新宮 IC 付近の 4 車線化にともない建設された橋梁

おける経年変化を確認するため、建設初期および供用後であり、暫定供用されていた下り線と分離した構造とな

2 年半経過した時点で載荷試験を実施しているものの、っている。（写真− 1）このため、本橋では、下り線で散この供用期間では実際の交通荷重による変化を評価する布された融雪剤が車の走行により飛散し、床版下面でもには不十分と考えられるため、継続的な調査を実施する

塩分の影響を受けることが懸念されたことから、耐食性こととしていた 2）。このため、供用後 10 年経過した平成に優れた FRP 合成床版が試験的に適用されたものであ

20 年 3 月に本橋が夜間通行止めとなった機会をとらえ、り、平成 10 年に供用されている。

試験車を用いた載荷試験を実施した。ここでは、この載FRP 合成床版は、これまでの輪荷重走行試験などの結図− 1 位置図＊1＊2荷試験の結果について報告する。

写真− 1 松久保橋の現況㈱宮地鐵工所 技術本部設計部技術開発グループ課長代理㈱宮地鐵工所 技術本部設計部技術開発グループ係長

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宮地技報 No.24

２．試験の概要（1）計測位置

道路橋の床版では、交通荷重によるひび割れなどによ床版たわみの計測は、床版に桁作用による引張力が発り剛性が低下し、たわみが増加することがこれまでの実生せず、主桁間の相対変位が少ないと考えられる支間中2）験等により確認されている 。このため、建設当初、供央のパネルで行うものとした。また、壁高欄の剛性が床用 2 年半後および、供用 10 年後での載荷試験による床版版の挙動に影響を及ぼすと考えられるため、この影響がのたわみを比較することで、交通荷重による剛性の変化比較的少ない G2 − G3 間にて計測を実施した。このときを調査することとした。また、RC 床版との比較を行うの計測位置を、図− 2 に示す。

ため、FRP 合成床版を適用した松久保橋と同一路線で床版支間、床版厚の等しい RC 床版を有する柿ノ下橋についても載荷試験を実施した。

松久保橋（上り線）

柿ノ下橋（上り線）
図− 2 一般図と計測位置

図− 3 荷重載荷位置およびたわみ計測位置

10 年経過した FRP 合成床版の実橋載荷試験（松久保橋）

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（2）計測方法

面状況を示す。なお、松久保橋の建設当初の載荷試験はたわみの計測は、主桁との相対たわみを計測するため、舗装前に実施しており、柿ノ下橋では、試験を実施して

写真− 2 に示すように、主桁の垂直補剛材に取付けた支いない。また、松久保橋では、10 年後の載荷試験の前に持梁上に変位計を設置した。ただし、支持梁に主桁変形舗装がアスファルト舗装から、排水性舗装に打ち替えらの影響を与えないため、支持梁の取付け部はピン構造とれている。

した。このときの、変位計の取付け位置を図− 3 に示す。
（3）載荷荷重載荷は、車輌の軸重を予め計測した図− 4 に示す軸重分布を有する総重量約 20t のダンプトラックを用いて、静的に行った。また、載荷位置は、図− 3 に示すように、橋軸方向には、タンデム軸前輪を基準にして 7 カ所を移動させ、橋軸直角方向には、G2 − G3 主桁の中心線上に1 輪を載荷し、残り 1 輪を G2 側と G3 側の 2 通りとした。
写真− 2 変位計取付け状況（4）路面の状況

表− 1 載荷試験時の路面状況

載荷試験による床版のたわみは、床版の剛性だけでなく舗装の剛性も寄与すると考えられる。また、舗装の剛性は温度により大きく変化するため、載荷試験時の気温も確認しておく必要がある。表− 1 に、載荷試験時の路建設当初

供用 2.5 年後供用 10 年後
図− 4 載荷試験状況と試験車の重量24

宮地技報 No.24

３．試験結果（1）試験時の解析

表− 2 解析時の材料特性

床版のたわみは、当初は引張り側コンクリートも有効（全断面有効）に作用し、輪荷重のくり返し走行の影響などにより、コンクリートにひび割れが進展し、引張側コンクリートを無視した理論たわみに到達した時を使用限界とする考え方がある 4）。このため、本橋の理論たわみを求めるため、直交異方性版による解析を実施した。
表− 2 に解析で用いた材料特性を、図− 5 に解析時のメッシュ割りを示す。なお、載荷試験
では、主桁との相対変位を計測しているため、解析では、主桁を剛な部材として取り扱い、載荷荷重は、試験時期により若干異なるものの、計測誤差なども含むため、図− 5 に示すモデル化した荷重を用いた。
（2）載荷試験結果
図− 6 に建設当初載荷試験における、主な載荷位置のたわみを示す。
図中には、コンクリートの全断面を有効とした解析値も併記した。この
結果、各載荷位置のたわみは、概ね解析値と一致していることがわかる。
このとき、たわみは、G1 側に載荷したときより、G4 側に載荷したときの方が小さくなっているが、この理由としては、横断勾配の影響や、壁高

図− 5 解析メッシュと載荷荷重欄の剛性の影響などが考えられる。

図− 6 載荷試験によるたわみ（建設当初）10 年経過した FRP 合成床版の実橋載荷試験（松久保橋）

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図− 7 載荷試験によるたわみ

図− 7 に、主な載荷位置のたわみを、各載荷時の全断面有効の解析値および引張無視の解析値とともに示す。
なお、各載荷時のたわみは、横断勾配の影響や壁高欄の剛性の影響を除去するため、G1 側載荷と G4 側載荷の平均値で表示した。
これより、FRP 合成床版（松久保橋）における 2.5 年、10 年後のたわみは、舗装の影響により建設当初より若干小さい傾向が見られ、舗装を考慮した全断面有効の解析値と概ね等しくなっている。したがって、FRP 合成床版
では、供用後 10 年経過しても、剛性の低下はほとんどないと推定できる。
一方、RC 床版（柿ノ下橋）のたわみは、舗装の剛性

図− 8 輪荷重走行試験の結果を考慮した全断面有効の解析値と比べてたわみが大きくなっており、剛性が低下していることが確認できる。ま…（1）

た、たわみ分布は、供用後 2.5 年後に比べ、10 年後のものの方が尖った分布形状となっている。これは、床版下

ここで，Dδ ：劣化度面に橋軸直角方向のひびわれが多く生じていたことからW ：測定値判断して、このひびわれの影響により橋軸方向の剛性がW 0 ：コンクリートの全断面を有効とした理論低下したことに起因していると考えられる。

たわみ

W C ：引張側のコンクリートを無視した理論た（3）耐久性評価

わみ

床版の耐久性は、輪荷重のくり返し走行後の活荷重たわ
みとコンクリートの全断面を有効とした理論たわみとの差

FRP 合成床版に対しては、過去の輪荷重走行試験の結を、引張側コンクリートを無視した理論たわみと全断面有果から、図− 8 に示す劣化度曲線 2） が示されており、効の理論たわみとの差で除した（1）式により算出される

FRP 合成床版の疲労劣化は RC 床版と比べ非常に緩やか値を劣化度により評価できるという考え方がある 。となることがわかっている。

4）26

宮地技報 No.24

そこで、10 年経過後の載荷試験結果を用いることによ

謝辞：本載荷試験を実施するにあたりご指導を賜りましり、（1）式にて劣化度を算出すると、FRP 合成床版では、た、西日本高速道路株式会社四国支社の関係各位に感謝

ほぼ Dδ＝ 0、RC 床版の場合、Dδ＝ 0.3 〜 0.5 程度となっの意を表します。

た。これを、図− 8 の劣化度に当てはめると、高知自動車道における約 10 年の車輌走行は、輪荷重走行試験に＜参考文献＞おける初期の段階であるが、劣化度の傾向は、実際の交通荷重においても輪荷重走行試験と同様の傾向となるこ

１）石崎，久保，松井:FRP 永久型枠を用いた RC 床版のとがわかった。なお、10 年間の車輌走行による劣化が小

静的強度・疲労耐久性に関する研究，土木学会構造

さいのは、高知自動車道の交通量（15,000 台/日）が比較的少なく、大型車混入率（8 ％）も低い 5）ことに起因し工学論文集 Vol.40A，pp.1413-1424，1994.
２）望月，花田，石崎，久保，松井:FRP 合成床版の実橋への適用例と疲労耐久性評価，土木学会第 1 回 FRPていると考えられる。

橋梁に関するシンポジウム，pp.65-72，2001.
３）土木学会鋼橋床版の調査研究小委員会:道路橋の新４．まとめ

技術と性能照査型設計，pp.3-7，2002.
供用後 10 年経過した載荷試験により、RC 床版では若４）前田，松井:道路橋 RC 床版の劣化度判定法に関する干の剛性低下が見られるものの、FRP 合成床版では剛性研究，土木学会関西支部，既設橋梁構造物およびその低下はほとんどないことが確認された。また、実橋にの構成部材の健全度、耐久性の判定に関するシンポ

おける床版の疲労劣化傾向は、輪荷重走行試験と同様のジウム論文集，1983.
５）高速道路調査会:高速道路と自動車，Vol.52，No.2，傾向となることがわかった。
床版の経年変化を継続的に調査している事例は少な

pp.72，2009.

く、今後、更に供用年数を重ねた後にも、同様の載荷試

2009.3.30

受付験を実施し、実橋での剛性の低下や劣化の有無について確認する必要がある。

グラビア写真説明

松浜橋
本橋は阿賀野川に架かる橋梁です。新潟市津島屋〜名目所間の交通渋滞の緩和（阿賀野川断面の交通容量の向上を図る）を目的として、阿賀野川河口付近に架かる国道 113 号松浜橋と国道 7 号阿賀野川大橋との間の阿賀野川大橋寄りの位置に架橋されます。
桁架設工事は、非出水期間（10 月〜 5 月）となるため、約 3000t の桁架設工事を H20.10 〜 H21.5 までの 1 非出水期間で行っているところです。桁架設は、計 13 径間のうち、8 径間を径間毎に台船架設工法、4 径間を一括横取り架設工法、1 径間をクレーンベント架設工法で行います。
風が非常に強く天候も変わりやすい厳寒期での現場施工となるため、工程管理が非常に難しい現場でありますが、関係者の努力により安全に且つスムースに施工は進捗しております。

（菊地 秀貴）大川橋
由良川を渡河する大川橋は、昭和 28 年に架設されましたが、老朽化が著しく、また幅員が狭小で大型車の離合が困難な状況にあるため、平成 11 年度から橋梁架替と併せて、舞鶴市藤津地内の幅員が狭小で急カーブの区間を解消する
総延長約 1.2km のバイパス事業に着手しています。特に新大川橋の床版施工は、積雪寒冷地での冬季施工という事もあり、気象条件も厳しい中での施工となりましたが、立派で華やかな橋として完成し、今後大変自然豊かな地域で、観光・海水浴又は帰省時にはこの橋が沢山の方々に活用される事を期待しております。

（三橋裕）

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