2 章 PC 道路橋のプレストレス評価の現状と課題
2.1 概要PC 道路橋の健全度に関係する技術的課題の抽出のために、プレストレスに関わる事項について設計・施工・品質管理・維持管理の現状について整理する。
我が国の道路橋の設計にあたっては、道路構造令に対する技術的解釈としての性格をもつ「橋、高架の道路等の技術基準」が道路局長・都市整備局長の通達としてだされており、道路ネットワークの整備水準の整合性の観点などから、国以外の道路管理者を含むほとん
どの場合には、この通達に準拠して行われている。またこの基準が適切に解釈・運用されることを補助するとともに、実務設計の便を図るために、通達条文に解説を附した参考図書として「道路橋示方書・同解説 Ⅰ～Ⅴ」（以下「道路橋示方書」という）が(社)日本道路協会から基準の改訂にあわせて都度出版されており、実務設計にあたってはこれが広く一般に参照される。
なお、技術基準は、その性格から関連する法令を満足する要求性能の水準を規定するものであり、必ずしも計算応力の算出手法や施工方法などについての具体的な詳細は網羅的に示されてはいない。そのため基準の求める性能を満足するための設計を行うために、実務では必要に応じて各種学協会等がとりまとめている様々な設計技術資料なども参照される。ただし要求性能の水準そのものはあくまで技術基準で規定されるものであることから、本研究の対象についても、基本的には「道路橋示方書」に準拠して構築された PC 道路橋を対象とする。

45

2.2 PC 道路橋の設計(1) 設計規準の変遷
国内の道路橋として初めての PC 構造物は、プレテンション PC 桁を使用した長生橋（支間 3.8m）が昭和 26 年（1951 年）に建設された。その後昭和 34 年（1959 年）に張出架設工法で建設された嵐山橋（最大支間 51m）、昭和 37 年（1962 年）には支間 100m を超える越野尾橋、さらに昭和 38 年（1963 年）には日本で最初の斜張橋となる島田橋（支間 39.7m）が建設されるなど、規模が拡大するとともに構造も複雑になってきている。そのため、設計技術の高度化が進む一方、設計通りに施工が行われない場合のリスクも増加してきた。
これらコンクリート構造物の代表的な変状としては、1980 年代初めに顕在化した塩害劣化による鋼材腐食、1980 年代後半から 90 年代にかけて顕在化した PC グラウトの充填不良
による PC 鋼材の腐食や破断などがある。
一方、設計技術では土木学会が昭和 28 年（1953 年）にプレストレスコンクリート小委員会を設置し、昭和 30 年（1955 年）に PC 設計施工指針が制定された。図 2.2.1 に土木学会と日本道路協会における設計規準の変遷を示す。本研究で対象とする PC 道路橋の設計体系は、『道路橋示方書・同解説Ⅲ』を基本としている。
PC 道路橋を対象とした基準に関しては、昭和 43 年（1968 年）に「プレストレストコン
クリート道路橋示方書」が発刊されたのちに、昭和 53 年（1978 年）に「鉄筋コンクリート
道路橋設計示方書」と統合して、「道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編」が改訂された。昭和 53 年（1978 年）の改訂では、RC 構造と PC 構造の安全率を統一するため、従来の設計荷重作用時の応力度を照査する許容応力度法に、終局荷重作用時の構造物の安全度を照査する終局強度設計法を併用した照査方法が規定された。終局荷重作用時としては、
従来、鋼橋の材料から定まる安全率と統一をとるため定めた PC 道路橋に規定されていた荷重係数を改訂して規定している。
平成 2 年（1990 年）の改訂では、床版の耐久性を確保するという観点から、昭和 59 年（1984年）2 月の通達「道路橋鉄筋コンクリート床版の設計・施工指針」を取り込み、大型車両の交通条件や床版の補修作業の容易さなどを考慮した最小床版厚の規定が見直された。また、」に
昭和 61 年（1986 年）6 月の通達「コンクリート中の塩化物量規制規準（土木構造物）
基づき、フレッシュコンクリートおよびグラウト中の許容塩化物量が規定された。塩化物
含有量の限度の標準値は、諸外国の規制値と比較して危険側にないこと、鋼材の発錆を促進させる可能性が小さいことを実験で確かめた値であること、達成可能な値であることを考慮して定められた。
平成 6 年（1994 年）の改訂では、車両の大型化の対応や耐久性の向上等を図るため活荷重の規定の見直し、床版橋関連の規定の一部見直しが行われた。
平成 8 年（1996 年）の改訂では、兵庫県南部地震を踏まえ耐震設計関連の見直しが行われた。フレッシュコンクリート中の塩化物含有量については、土木学会や JIS 規格の動向を踏まえ、塩化物イオン量で 0.30kg/m3 以下に規定が変更された。グラウトの材料については、

56ブリーディング率を原則 3%以下に規定するとともに、グラウト規定全般について見直しが行われた。
平成 14 年（2002 年）の改訂では、性能規定型の書式に変更され、また耐久性の向上を図るために塩害地域におけるかぶりの規定を設ける等の見直しが行われた。グラウトの材料については、ノンブリーディング型グラウトを標準のグラウトとして規定するとともに、プレグラウト PC 鋼材に関する規定が新たに設けられた。
以上のように、PC 道路に関する設計規準は、疲労や塩害などによる損傷・劣化、グラウ
ト不良による PC 鋼材の破断などを背景に改訂されている。

67

RC 示方書：鉄筋コンクリート標準示方書、無筋示方書：無筋コンクリート標準示方書、PC
指針：プレストレストコンクリート設計施工指針(案)、鋼道示：鋼道路橋示方書、RC 示方
書：鉄筋コンクリート道路橋示方書、PC 道示：プレストレストコンクリート道路橋示方書
図 2.2.1 設計規準の変遷 1)78

(2) 設計の現状
現在の道路橋の設計では、部材ごとに構成材料の特性を考慮して荷重等の影響に対して部材に求められる必要な機能が発揮されるか否かを照査している。また要求性能との関わりを発生応力や変形など定量的な評価基準で照査することが困難な事項については、経験的に確立してきたものも含む構造細目を遵守することで性能を満足するものとみなす場合も多い。
設計計算や構造細目の遵守によって要求性能を満足させる場合には、それらの計算理論や構造細目が前提としている材料品質、施工手順や施工管理方法などと整合した材料の使用、施工の実施が必須条件となる。したがってこれらが満足されない場合には計算手法や構造細目を形式的に遵守しても必要な性能が満足される保証がないことに注意が必要である。
本項では、我が国で現在一般的な PC 道路橋の設計・施工で用いられる手法とそこに用いられている照査式や評価項目についての現状を整理するとともに、通常の橋梁設計で実施される照査手順に従って、その根拠および部材の性能との関係について体系的にとりまとめた。
表 2.2.1～2.2.9 に、PC 道路橋の設計で実施項目とそれらの根拠、およびそれによって達成されることを意図した性能について示すとともに、それらが満足しない場合に生じることが考えられる影響についても合わせて記す。

89

表2.2.1

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（設計条件その１）

1．項目
大

中

小

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

一般

強
度

ヤ
ン
グ
係
数

（

設
計
条
件

設計基準強度に応じた設計値

コ
ン
ク
リ

耐久性能

・フレッシュコンクリートおよび硬化コンクリートとしての所要の特性や品質を有する必要がある。[1]・フレッシュコンクリートに必要な特性：ワーカビリティー、ポンパビリティ
ー、凝結特性、施工時強度など。[1]・硬化コンクリートに必要な特性：強度、変形特性、耐久性（中性化速度係数、塩化物イオン拡散係数、相対動弾性係数、耐化学的浸食性、耐アルカリ骨材反応性、透水係数，耐火性、乾燥収縮特性など）[1]－

耐荷性能および構造的機能

耐久性能

－

－

・十分に硬化したコンクリートの応力－ひずみ曲線は、道示に示す許容応力度以下の範囲内では実用上直線として取り扱うことができる。圧縮強度試験によって応力-ひずみ曲線を求・良質な骨材の不足によりコンクリートのヤング係数は従-6来の値より小さくなっているため、平成2年の道示改定に め、圧縮強度の1/3の点と原点（50×10 の時の応力）とを結 ・直後および有効プレストレス量
ぶ割線弾性係数で求める。[1]より改められた。[1]・主桁の変形量・道示の値は、設計荷重作用時および終局荷重作用時の部材
・全国の調査結果の平均値が用いられている。[2]の設計に用いるもので、若材齢時に部材の応力度あるいは破壊に対する安全度の照査を行う場合には試験等により別途定める。[2]

材齢に応じた標準値
または計算式による値

ー

9

－

［作用応力度の差異］
・直後および有効プレストレスが計算値と合致しない。
［過大な変形・振動］・過大なたわみが生じ、計画道路線形と合致しない。
・過大な支承の移動量が生じる。
⇒支承機能不全および損傷、伸縮装置の遊間異常および機能不全。
・過大な振動が生じ、供用性を確保できない。

－［ひび割れの発生］・プレストレス不足による曲げ、せん断ひび割れの発生・想定以上の二次応力（不静定力）の発生によりひび割れ発生
・部材の拘束（施工継目、壁高欄、箱桁のウエブ拘束）による貫通ひび割れの発
生・配置鋼材（鋼材量が多い部位、変化点など）、内部拘束によるひび割れ発生
・コンクリート表面に微細なヘアクラックが発生
・偶角部（開口部）のひび割れ［過大な変形・振動］・過大なたわみが生じ、計画道路線形と合致しない。
・過大な支承の移動量が生じる。
⇒支承機能不全および損傷、伸縮装置の遊間異常および機能不全－［作用応力度の差異］
・有効プレストレスが計算値と合致しない。
［ひび割れの発生］・プレストレス不足による曲げ、せん断ひび割れの発生・想定以上の二次応力（不静定力）の発生によりひび割れ発生［過大な変形・振動］・過大なたわみが生じ、計画道路線形と合致しない。
・過大な支承の移動量が生じる。
⇒支承機能不全および損傷、伸縮装置の遊間異常および機能不全

参考文献[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.77-78，平成
14年3月［使用時のひび割れ発生］・曲げ引張強度不足による曲げひび割れの発生
・使用時：許容応力度による部材の⇒全断面有効の仮定不成立
安全性の確保・斜引張強度不足によるせん断（斜め）・コンクリートは原則として、次の最低基準強度以上とする。[1] ⇒曲げ圧縮応力度、軸圧縮応力度、ひび割れの発生2
曲げ引張応力度、軸引張応力度、無筋コンクリート部材：18N/mm
・支圧強度不足による定着部背面に割2［鋼材腐食の発生］
斜引張応力度、付着応力度、支圧鉄筋コンクリート部材：21N/mm
・W/Cの関数として水密性、拡散 裂ひび割れ発生
・塩害、中性化に伴う鋼材腐食の発
応力度、押抜きせん断応力度2係数など物質移動抵抗性と関連 ［終局時の耐力低下および脆性破壊］
プレテンション方式プレストレストコンクリート部材：36N/mm ⇒全断面有効を確保
生・付着強度不足による引張鋼材定着不⇒耐塩害、耐中性化を確保
ポストテンション方式プレストレストコンクリート部材：30N/mm2 ・終局時：破壊安全度の確保
・付着強度不足による有害なひび割
良および曲げ引張破壊
・有害なひび割れの発生を抑制
22・許容応力度は設計基準強度60N/mm まで（一部80N/mm ま ・コンクリートの配合強度は、すべてれの発生・付着強度不足によるスターラップ定着で）規定。それ以上の強度については、別途設定しなければ の供試体の試験値が設計基準強度不良およびせん断破壊ならない。[2]の85%以上、3回の平均値は設計基・圧縮強度不足による曲げ耐力低下お準強度以上となるよう品質のばらつき
よび曲げ圧縮破壊を考慮して定める。[3]・せん断強度不足によるせん断破壊
・押抜きせん断強度不足による押抜きせん断破壊

プレストレスの減少量を算出する場合のコンクリートのク ［適用条件］
リープ係数は、次に示すRusch,Jungwirthの提案式をもと ・コンクリートに作用する圧縮応力度：コンクリートの圧縮強度に、右に示す［標準値の根拠］の条件の下に求められて の40％以下[3]⇒高応力度下での非線形性やクリープ破壊を考慮いる。[1]
また、それら標準値によりがたい場合は、試験により別 ・コンクリートの平均温度：0～30℃、短期間の温度変化は途求めるか、Rusch,Jungwirthの提案式によって求める。 25℃、または+50℃の限度を超えない[2]・平均湿度：40％～100％または水中[2]ψ( t ， t 0 )= ψ d0 ･ β d (t‑t 0 )+ ψ f0 ｛ β f (t)‑ β・コンクリートの配合が普通の構造用コンクリートであること（モルタル分が著しく多い配合、あるいは著しく貧配合のコンクリー
ψ d0 ：遅れ弾性ひずみに対する基本クリープ係数
トには適用できない）。[2]で、一般に0.4とする。
・コンクリートのスランプ：5～10cm程度[2]ψf 0：フローひずみに対する基本クリープ係数で、・有効プレストレス量［標準値の根拠］
環境条件に応じた値。
・主桁の変形量β d (t‑t 0 ) ：載荷後の有効経過日数（ｔ－ｔ ０ ）に・相対湿度70%、コンクリート温度20℃、部材の仮想厚さを・二次応力（不静定力）
関する関数である。
400mmとして算定式で求められている。[2]β f (t) ：コンクリートの有効材令ｔ および部材の・普通および早強ポルトランドセメント使用の場合[3]仮想厚さに関する関数(仮想厚さは乾燥収縮の［その他］
場合と同一の値とする。)
・コンクリートのクリープひずみは、回復クリープひずみ（遅れ弾ｔ 0 およびｔ ：載荷時およびクリープ係数の値を性）と非回復ひずみ（フロー）との和であると考えられる。クリー
算出する時点でのコンクリートの有効材令(日)でプによるプレストレスの損失を計算する場合、クリープひずみをあり、コンクリートの温度およびセメントの種類により補正した値を用いる。
2成分に分けても、これを一括しても、緊張材引張応力度の減ｔ またはｔ 0 ＝ α ･ Σ ［ T+10 ］ Δ t ’ /30
少量の計算結果には殆ど差がないので、クリープひずみは2α ：コンクリートの硬化速度に関する係数
成分に分けなくても良いこととしている。[3]早強セメントの場合2.0、普通セメントの場合1.0
・コンクリートの温度とセメントの種類による影響を考慮して有Δ t ’ ：温度がＴ ℃である期間の日数
効材齢を計算する。[2]

ク
リ

プ
係
数

－

適用範囲等の補足

材齢に応じた標準値
または計算式による値

ト
乾
燥
収
縮
度

－

耐荷性能および構造的機能［適用条件］
プレストレスの減少量および不静定力を算出する場合の ・コンクリートの温度：0～40℃程度[2]コンクリートの乾燥収縮度は、次に示すRusch,Jungwirth ・相対湿度：40～100%または水中[2]の提案式をもとに、右に示す［標準値の根拠］の条件の ・セメントの種類による影響は小さいため考慮しなくてよいが、コンクリートの配合が普通の構造用コンクリートであること（モル下に求められている。[1]また、それら標準値によりがたい場合は、試験により別 タルが著しく多いか、または、軟らかい配合、あるいは著しく貧途求めるか、Rusch,Jungwirthの提案式によって求める。 配合のコンクリートには適用できない）。[2]・コンクリートのスランプ：5～10cm程度[2]［標準値の根拠］
ε CS (t,t 0 )= ε s0 ・ β s (t － t 0 )・有効プレストレス量
・相対湿度70%、コンクリート温度20℃、部材の仮想厚さを
・主桁の変形量t o または t= Σ （ T+10 ）･ Δ t'/30
400mmとして算定式で求められている。[2]・二次応力（不静定力）
・普通および早強ポルトランドセメント使用の場合[3]ε CS (t,t 0 ) ：コンクリートの有効材令t 0 からt［その他］
まで
・構造系に変化がなく、乾燥収縮の影響による不静定力を算の乾燥収縮度-5
出する場合は、15×10 とする。ただし、軸方向鋼材量が0.5%
T ：コンクリートの温度（℃）-5未満の場合は、20×10とする。[3]Δ t’ ：コンクリートの温度がT ℃である日数
・とくに水セメント比が小さいと自己収縮が大きくなることがある（日）ので、土木学会コンクリート標準示方書により乾燥収縮を算出してもよい。[3]

ー

）

使
用
材
料

設計基準強度、許容応力度値・規定の根拠

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.81-82，平成14年3月[2]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.118-125，平成14年3月[3]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.330-334，平成14年3月－[1]日本道路協会：コンクリート
道路橋設計便覧 pp.40-41
平成6年2月[2]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.82-85，平成
14年3月

－

[1]土木学会：プレストレストコ
ンクリート標準示方書 解説資料 6.コンクリートの乾燥収縮とクリープおよびPC鋼材のリラク
セーション，pp.49-50,昭和54年7月[2]日本道路協会：コンクリート
道路橋設計便覧，平成6年2月，pp.45-46[3]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.30-38，平成
14年3月

－

[1]土木学会：プレストレストコ
ンクリート標準示方書 解説資料 6.コンクリートの乾燥収縮とクリープおよびPC鋼材のリラク
セーション，pp.51-53,昭和54年7月[2]日本道路協会：コンクリート
道路橋設計便覧，pp.41-45，
平成6年2月[3]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.30-38，平成14年3月

11 ～ 12

表2.2.2

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（設計条件その２）

1．項目
大

中

小

鋼
材

鉄
筋

一般

値・規定の根拠－

強度

使用材料の特性値
たとえばJIS規格値

－

ヤ
ン
グ
係
数

使用材料の特性値，
道路橋示方書の規定値－

強度

使用材料の特性値
たとえばJIS規格値

－

）

使
用
材
料

P
C
鋼
材

ヤ
ン
グ
係
数

ー

リ
ラ
ク
セ

ョ

シ
ン

使用材料の特性値，
道路橋示方書の規定値

使用材料の特性値，
道路橋示方書の規定値

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠

（

設
計
条
件

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等－

耐荷性能および構造的機能

適用範囲等の補足

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

耐久性能

・強度、伸び、じん性等の機械的性質、化学組成、有害成分の制限、厚さやそり等の形状寸法等の特性や品質が確かなものでなければならない。[1]・鉄筋およびPC鋼材については、JIS G 3112鉄筋コンクリート用棒鋼、JIS G 3109PC鋼棒、JIS G 3536PC鋼線およびPC鋼より線の規格品は上記を満足するものとみなす。[1]－

耐荷性能および構造的機能

耐久性能

－

－

[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.68-77，平成14年3月［終局時の耐力低下および脆性破壊］・使用時：ひび割れ幅を耐久性上・終局時に、鋼材が引張強度不足で耐 ［有害なひび割れおよび疲労破壊］
有害とならない値（0.2mm程度以力が低下する。
・使用時に、床版など応力変動の大下）に制御、および 疲労耐久性を・曲げ引張破壊およびせん断破壊により きい部材で疲労破壊する。
確保[1]
脆性破壊する。
［作用応力度の差異］
・応力度－ひずみ関係が設計と合致し・鋼材のヤング係数は、原則的には試験によって求める必要ないため、作用応力度が設計値と一致
・設計に用いる応力度-ひずみ曲線があるが、鋼材のヤング係数の誤差が部材断面の応力度や部しない。
⇒応力度の算定－－材の変形などの設計計算に及ぼす影響は小さいため、一般に［終局耐力の差異］⇒断面耐力の算定
52・ひずみの適合条件が設計と合致しなは道示の値（2.0×10 N/mm ）を用いてもよい。[1]いため、終局耐力が設計値と一致しない。
［緊張時の破断］・緊張作業時：許容応力度による破・緊張作業時に、PC鋼材が破断する。
断に対する安全性の確保
・使用時に，発生応力度を制限値 ［終局時の耐力低下および脆性破壊］ ［疲労破壊］
・使用時の許容引張応力度は、部材の疲労に関する十分な検・使用時：許容応力度による部材の内に抑え，疲労耐久性を確保す ・終局時に、鋼材が引張強度不足で耐 ・使用時に、床版など応力変動の大討を行わない場合には、PC鋼材の引張強さの60%または降伏安全性の確保る。
点の75%として設定されている。[1]
力が低下する。
きい部材で疲労破壊する。
・終局時：破壊に対する安全性の確・曲げ引張破壊およびせん断破壊により保脆性破壊する。

・使用時：許容応力度による部材の・許容応力度は、直径32mm以下の鉄筋に対して規定し、それ安全性の確保を超える径の鉄筋については、別途ひび割れ分散性および定⇒引張応力度、圧縮応力度
着部または継手部の割裂破壊について考慮しなければならな・終局時：破壊に対する安全性の確い。[1]保・JIS G 3101による圧延鋼材は、大体2100000kg/cm2のヤング係数を持っているが、高強度鋼では2000000kg/cm2前後のヤング係数を持っている。応力－ひずみ曲線の形は、高強度鋼
線の種類によって異なるが、設計者が実際に用いるPC鋼線のヤング係数を知って設計することは少ないので、条文に大体の・緊張作業時：鋼材の伸び管理平均値として与えた。[1]・使用時：設計に用いる応力度-ひず・鋼材のヤング係数は、原則的には試験によって求める必要
み曲線があるが、鋼材のヤング係数の誤差が部材断面の応力度や部・終局時：断面耐力の算定
材の変形などの設計計算に及ぼす影響は小さいため、一般には道示の値（2.0×105N/mm2）を用いてもよい。[2]・JISにない、多くの本数のPC鋼線を束ねたり、あるいはより線にして用いる場合のケーブルのヤング係数は2.0×105N/mm2以下となることもあるので、試験により別途定める。[3]・死荷重作用時のPC鋼材位置でのコンクリートに作用している・プレストレスの減少を算出する場合は、コンクリートの乾圧縮応力度が5N/mm2を下回るような場合は、道示の表の値を燥収縮、クリープ等による影響を考慮し、見かけのリラク
用いることはできない。ただし、プレストレッシング直後のPC鋼セーション率を用いる。
材に作用している引張応力度が引張強度（規格値）の65%以下
・諸外国の指針（CEB-FIP: Recommandationsの場合には、上記のコンクリート応力度が3N/mm2程度であっinternationales pour le calcul et l'execution des・プレストレスの減少量
ouvrages en beton,1970およびPCI: Design Handbook ても道示の表の値を用いてよい。[2]Precast and Prestressed Concrete,1971）を用い、通常 ・PC鋼材に低い値の緊張力を与える場合等特別にリラクセーのPC部材について見かけのリラクセーション率を計算す ション率を定める場合には、引張応力度に応じた純リラクセー
ると、PC鋼線およびPC鋼より線に対しては約5%前後、ま ション率を試験により定めるものとする。この場合、純リラクセー
ション率は常温での1,000時間試験値の3倍とする（土木学会
たPC鋼棒に対しては約3%前後の値が得られる。[1]規準「PC鋼材の長時間リラクセーション試験方法」参照）。[2]

10

－

－

［作用応力度の差異］
・応力度－ひずみ関係が設計と合致しないため、作用応力度が設計値と一致しない。
［終局耐力の差異］
・ひずみの適合条件が設計と合致しな
いため、終局耐力が設計値と一致しない。

［作用応力度の差異］
・有効プレストレスが設計と合致しないた
め、作用応力度が設計値と一致しない。

参考文献[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.126-128，平成14年3月[1]日本道路協会：コンクリート
道路橋設計便覧，p.48，平成6
年2月[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.128-129，平成14年3月－[1]土木学会：昭和30年土木学会制定 プレストレストコンク
リート 設計施工指針，p26,昭和30年4月[2]日本道路協会：コンクリート
道路橋設計便覧，pp.48-50，
平成6年2月[3]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.82-85，平成
14年3月

－

[1]日本建築学会：プレストレス
トコンクリート設計施工規準・同
解説 pp.115-119，昭和36年7月[2]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.82-85，平成
14年3月

13 ～ 14表2.2.3

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（構造設計その１）

1．項目
大

中

小

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

値・規定の根拠

耐荷性能および構造的機能

適用範囲等の補足

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

耐久性能

床版には、橋上を通行する交通を直接支持し、それらの荷重を主桁に伝達させる機能が要求される。床版には鉄筋コンクリート（RC）床版およびプレストレストコンクリート（PC）床版がある。床版の支持形式は、①単純版、②連続版、③片持版に分類され、設計では一般的に曲げモーメントに関する照査のみを行うが、条件※1）によってはせん断力、または、押抜きせん断に関する照査を行う必要がある。
※1）道路橋示方書7.3に規定する床版の最小全厚を満たしていれば、せん断および押抜きせん断の検討を行う必要は無い。しかし、施工時に大きな荷重を受ける場合等では、十分な検討をすることが望ましい。

一 般

耐荷性能および構造的機能

参考文献

耐久性能

－

－

［RC構造]
・車道部分は、160mm又は床版の構
造形式および支間により求められる値のうち大きい値
床版の支間の方向
車両進行
車両進行
方向に直角 方向に平行
単純版
40L+11065L+130
連続版
30L+11050L+130L≦0.25 280L+160
片持版
240L+130
L＞0.2580L+210
床版の区分

（

床
版
の
厚
さ

床
版

）

最
小
全
厚

表中の最小床版厚は、一般的な条件下のものであり、大型車両の通行が多い場合や床版と桁の剛性差により大きな曲げモーメントが負荷される橋等では、下式により床版厚を増加させて設計することが望ましい。
d=k1・k2・d0
最 d0：車道部分の床版の最小全厚(mm)
小 k1：大型の自動車の交通量による係
全 数
厚 k2：床版を支持する桁の剛性が著しく異なるために生じる付加曲げモーメ
ントの係数
・歩道部分140mm[PC構造]
・車道部分は、160mm又はプレストレ
スの導入方向および床版の支間の方向により求められる値のうち大きい値
プレストレスを導入する方向床版の支間の方向に平行
床版の支間の方向に直角構
造
設
計－

床版の支間の方向
車両進行
車両進行
方向に直角 方向に平行
RC版の90％

RC版の65％

RC版と同値

RC版と同値－・昭和31年に発行された［鋼道路橋設計示方書］にて、薄い床版は施工性が悪いこと及び施工上の欠点の影響が大きいことから、最小有効厚さを11cmと規定された。
・昭和48年に発行された［道路橋示方書Ⅱ鋼橋編］にて、鉄筋コンクリート床版の実態調査の結果などから、たとえひ ・押抜きせん断破壊の防止
び割れが生じ相当の頻度で繰返し載荷の影響をうけたとし ・せん断耐力の確保ても安全と判断できる床版厚として、下式が与えられてい・施工性の確保る。
d0 = 3L+11≧16cm
L：T荷重に対する床版の支間(m)・歩道部は施工性を考慮して標準値が規定された。

・昭和43年に発行された［プレストレストコンクリート道路橋
示方書］にて、鋼道路橋設計示方書の主旨に基づき最小
床版厚14cmと規定された。
・歩道部は施工性を考慮して標準値が規定された。

・歩道部分140mm
トプ
フルプレストレス
レレ（引張応力の発生を許容しない）
スス

鉄
筋

鋼
材

－

－

鉄筋の種類：異形棒鋼
配置間隔：100mm～300mm
鉄筋径:D13,16,19及び22mmを標準－－・配置する引張鋼材量≦終局つり合い鋼材量の75％－－

許容圧縮応力度[RC構造]
1)曲げ圧縮応力度2)軸圧縮応力度

主桁[PC構造]
コ
ン
ク
リ

ー

設
計
荷
重
作
用
時
曲
げ

単位(N/mm )設計基準強度
24
27
30
8.0 9.0 10.0
6.5 7.5 8.5

2－・コンクリートの許容圧縮応力度は曲げ圧縮、軸圧縮共に
安全率を3として定めており、DIN4227による[1]。

・圧縮応力を受け持つ部材の幅が、ウェブ幅よりも大きい場
合、幅方向の圧縮応力の分布が長方形断面に比べて不均
・材料の線形性の確保
一となるため、値に差異が設けられている[2]。
・コンクリートの圧壊に対する安全性
・軸圧縮応力度が曲げ圧縮応力度よりも小さいのは、柱にの確保おけるコンクリート強度が、標準供試体のコンクリート強度に比べ多少低下することを考慮したためである[3]。

主荷重に相 4)ﾌﾟﾚｷｬｽﾄｾｸﾞﾒﾝﾄ0000
当する特殊 橋のｾｸﾞﾒﾝﾄ継目
荷重5)その他の場合 1.2 1.5 1.8 2.000006)軸引張応力度・コンクリートのひびわれに対する安全度を高めるため、許 ・ひび割れに対する安全性の確保
・引張応力の発生を許容するときの値は、曲げ引張強度の 容引張応力度を小さめに定めている。
・セグメント継目部の開き防止
75％であり、DIN4227による[1]。
・部材断面に引張応力の発生を許容し、引張鉄筋を配置 ・全断面有効の仮定の成立することで靭性を高めている。

11－・繰返し荷重によるひび割れ発生
・ひび割れ発生に伴う鋼材腐食（錆
汁の発生）

－

[ひび割れの発生]
・集中荷重によるひび割れの発生（鉄筋間隔が大きい場合）・鉄筋の付着不足により曲げ耐力、せん・耐久性上有害となる幅の大きな断耐力が低下し、ひび割れ発生（0.2mmを超えるような）ひび割れの[その他損傷]発生・施工性が確保できず、ジャンカ等の初期欠陥が発生（鉄筋間隔が小さい場合）
・集中荷重による押抜きせん断破壊等の損傷の発生（鉄筋間隔が大きい場合）[引張鋼材を多く配置した場合]・コンクリートの圧壊による脆性的な破壊[引張鋼材量が少ない場合]
・鋼材の降伏・破断による脆性的な破壊[1]ＰＣ建協：広幅員箱げた橋
技術資料，平成19年4月

－

－

－

－

－

2

単位(N/mm )コンクリートの設計基準強度
30 40 50 60
1.2 1.5 1.8 2.0
1)プレストレッシング直後
00002)活荷重及び衝撃以外の主荷0000曲げ引張 主荷重及び 3)床版
応力度の種類

応力度・床版及び支間長10m以下の床版橋の場合は、活荷重による応力変動幅が大きく、繰返し荷重も多いことから、一般の部材の規定より低減している。
・施工性の確保・ＰＣ建協技術資料によると、床版鉄筋応力度を120N/mm2
・コンクリートと鉄筋の付着強度確保
程度に制限すれば、［コンクリート標準示方書］に示される・ひび割れ発生の抑制
・有害なひび割れに対する安全
鋼材腐食の進行を制御できるひびわれ幅以内とすることが・集中（輪）荷重に対する安全性の確 性の確保できる[1]。
保・引張鋼材を先に降伏させることで、コンクリートの圧壊を避け、靭性を確保する。

・繰返し荷重よる疲労損傷の発生（下記フローの通り）①格子状ひび割れの発生②ひび割れの高密度化、貫通ひび
割れの増加③せん断強度の低下④床版コンクリートの抜け落ち

・集中荷重による押抜きせん断破壊（円錐又は角錐状の破壊）の発生
・大型車両通行時のたわみ、振動の増加・活荷重によるせん断破壊

2

21
7.0
5.5

単位(N/mm )設計基準強度
応力度の種類30405060
長方形断面 15.0 19.0 21.0 23.0
ﾌﾟﾚｽﾄﾚｯ 曲げ
圧縮 T形、箱形断面 14.0 18.0 20.0 22.0
ｼﾝｸﾞ直
後
軸圧縮
11.0 14.5 16.0 17.0
曲げ長方形断面 12.0 15.0 17.0 19.0
その他
圧縮 T形、箱形断面 11.0 14.0 16.0 18.0
軸圧縮
8.5 11.0 13.5 15.0

ト 許容引張応力度

・押抜きせん断破壊の防止
・せん断耐力の確保
・大型車両通行時の床版の変形量・たわみ及び振動による二次応力発生の制御
・乾燥収縮・クリープのばらつきに対する感度の制御・施工性の確保・PC鋼材及び定着具の配置スペース

橋台または橋脚間で、上部構造全体の荷重を支持して下部構造に伝える役割を有し、主桁の形式にはT桁、箱桁、合成桁等が挙げられる。主桁に作用する断面力は、一般に曲げモーメント、軸方向力、せん断力およびねじりモーメントが考えられ、それぞれ設計荷重作用時および終局荷重作用時の照査を行う。設計荷重時の照査では、主桁に作用する断面力が許容応力度以下となるように設計を行う。せん断力が作用する部材の終局荷重作用時の照査においては、せん
断破壊は一般に脆性的であるので、曲げ破壊よりも先行しないように配慮することが重要である。

一 般

応力度の種類・有害なひび割れ、変形の防止
・活荷重に対する疲労耐久性の確保
・大型車両の繰返し通行に対する耐久性の確保・繰返し荷重による曲げひび割れ発生
・ひび割れ発生の抑制
・有害な（幅の大きな）ひび割れに ・プレキャスト部材と場所打ち部の一体
・プレキャスト部材と場所打ち部材の性が確保されず、コンクリートの抜け落
対する安全性の確保
一体化（プレキャスト桁）
ちが発生（プレキャスト桁の場合）

－

許容応力度
・床版及び支間長10m以下の床版橋の鉄筋の許容応力度は全ての鉄筋（SR235、SD295A・B、SD345）で140N/mm2とする。
・RC床版では、120N/mm2程度以下とするのが望ましい。

・集中荷重による押抜きせん断破壊（円錐又は角錐状の破壊）の発生
・活荷重によるせん断破壊

・有害なひび割れに対する安全性の確保

・材料の線形性が確保できず、設計荷重作用時の変位が大きくなる。
・作用圧縮応力が大きくなると、クリープ破壊等が起きる可能性が生じる。
・プレストレスによる圧縮応力が大きいと、短縮量（弾性変形、クリープ・乾燥収
縮による変形）が大きくなり、プレストレスの減少による曲げひび割れが発生する。

－[1]土木学会：プレストレストコン
クリート設計施工指針，pp.50，
昭和30年6月[2]土木学会：プレストレストコン
クリート設計施工指針，pp.8082，昭和36年8月[3]橋梁と基礎79-4，pp.5861，昭和54年4月

・設計荷重作用時に、曲げひび割れが発生する。
[1]土木学会：プレストレストコン
・微細なひび割れが発生する（腐食（曲げひび割れは、支間中央部や中間
クリート設計施工指針，pp.51環境下では、耐久性上有害となる）。
支点上等の引張応力が作用する箇所
52，昭和30年6月に、軸直角方向に発生）

15 ～ 16

表2.2.4

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（構造設計その２）

1．項目
大

中

小

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

値・規定の根拠

耐荷性能および構造的機能－

・降伏に対する安全性の確保
・有害なひび割れの防止
・ひび割れの分散性の確保
・鉄筋定着部、継手部でのひび割れ、割裂の防止・レベル１地震動に対する安全性の確保
・全断面有効の仮定の成立

・有害なひび割れの発生
・繰返し荷重によるひび割れ幅の拡・全断面有効でなくなる為、繰返し荷重
大・有害な（0.2mmを超える）ひび割 作用時にたわみ・変形が増大する。
・ひび割れ発生に伴う鋼材腐食れに対する安全性の確保
・終局時に引張鋼材の降伏・破断による（錆汁の発生）破壊が生じる。
・ひび割れに伴うコンクリートの剥離・剥落

鉄筋1)活荷重及び衝撃以外の主荷重
2)荷重の組合せに衝突
一般の部材
引 荷重又は地震の影響を張 考慮しない場合の許容 床版及び支間長10m以下の床版橋
応 応力度の基本値
力 3)荷重の組合せに衝突荷重又は地震の影響を度 考慮する場合の許容応力度の基本値
4)鉄筋の重ね継手長又は定着長を算出する場
合の許容応力度の基本値
5)圧縮応力度－・緊張作業時の安全性の確保（PC鋼材の降伏・破断の防止）
・設計荷重作用時のPC鋼材の降伏を防止
・破壊抵抗曲げモーメントの確保[設計荷重作用時]
・PC鋼材が降伏・破断する可能性が生じる。
・初期引張応力度が大きいと、リラクセー
ションが増大するため、プレストレスが低下し、曲げひび割れが発生する。
[終局荷重作用時]
・PC鋼材の降伏・破断による曲げ破壊が生じる。

[1]土木学会：プレストレストコン
クリート設計施工指針，pp.8687，昭和36年8月

単位(N/mm2)
鉄筋の種類
SD295A
SR235
SD345
SD295B
80

100

100

140

180

180

140

140

140

設
140
180
140
180
計
140
180
荷
重
作
用
許容応力度
時
1）プレストレッシング中曲 P
0.80σpu，0.90σpyの小さい方
げ C
2）プレストレッシング直後
鋼
0.70σpu，0.85σpyの小さい方
材
3）設計荷重作用時
0.60σpu，0.75σpyの小さい方

主
桁

構
造
設
計

200
200

PC鋼材の許容引張応力度の取り方については、多くの意見があり、各国の許容値の間にも差があるため、その中間の値を示した。わが国では、種々のPC工法及び鋼材を用いている為、それを一率に定めるには、これが適切であると考えられる[1]。

コ 許容斜引張応力度
単位(N/mm )コンクリートのン
応力度の種類
設計基準強度
30 40 50 60
ク1)せん断力のみ又はねじりモー0.8 1.0 1.2 1.3
活荷重及び衝突 メントのみを考慮する場合
リ
以外の主荷重2)せん断力とねじりモーメント1.1 1.3 1.5 1.6－－

耐荷性能および構造的機能

耐久性能

－

2

ー

設
計
荷
重
作
用
時
せ
ん
断

－

200

耐久性能

参考文献

適用範囲等の補足

直径32mm以下の鉄筋に対して許容応力度を定めている。
応力度，部材の種類

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

トをともに考慮する場合
衝突荷重又は地 3)せん断力又はねじりモーメン
1.7 2.0 2.3 2.5
震の影響を考慮 トのみを考慮する場合
しない荷重の組 4)せん断力とねじりモーメント2.2 2.5 2.8 3.0
合せをともに考慮する場合

・斜めひび割れに対する安全性の確
許容斜引張応力度は、［プレストレスコンクリート設計施・設計荷重作用時に部材に斜せん断ひびわれを発生させ・有害なひび割れに対する安全
保工指針、土木学会］を参考に、道路橋としての安全性をないように規定。
性の確保
・全断面有効の確保考慮して定めた[1]。

P
C ・斜めPC鋼材によるせん断応力度の分鋼 力を考慮
材－

・破壊抵抗曲げモーメント≧設計断面力
設計断面力の組合せは次のとおりとす ・終局荷重作用時の荷重に乗ずる係数は、既設橋梁に部 る。
対するキャリブレーション、外国の規定との対比などを行終
材 (a) 1.3×(死荷重)+2.5×(活荷重+衝撃） い、過去の経験から決定論的に値が決められている
局(b) 1.0×(死荷重)+2.5×(活荷重+衝撃） [1]。
時(c) 1.7×(死荷重+活荷重+衝撃）
曲げ
鋼 ・配置する引張鋼材量≦
材 終局つり合い鋼材量の75％

－

－

－

－

－

－

－

－

・破壊抵抗曲げモーメント≧終局時の作用曲げモーメントとし、終局荷重作用時に曲げ破壊が生じないようにする。

－

・終局荷重作用時に曲げ破壊が生じる。

－[1]橋梁と基礎79-4，pp.3738，昭和54年4月－

・引張鋼材を先に降伏させることで、コンクリートの圧壊を避け、靭性を確保する。

－

・引張鋼材の降伏前にコンクリートが圧壊し、脆性的な破壊形態を示す。
・引張鋼材量が少ないと、鋼材が破断し脆性的な破壊形態を示す。

－－

・設計せん断力作用時に、せん断破壊を防止し、脆性的な破壊を防ぐ。

－

・設計せん断力作用時に、せん断破壊
が生じる。

－

※1)Sus=Sc+Ss+Sp，Sc=k・τc・bw・d
部 ・斜引張破壊に対する断面耐力Sus※1)≧ ・コンクリートが負担できる平均せん断応力度及びコンクリートの平均せん断応力度の最大値は、ヨーロッパ委員 ここに、τc：コンクリートの負担できる平均せん断応力度
材 設計断面力※2)※2）設計断面力は終局時曲げ参照
会（CEB）の条文を元に決定されている[1]。
コンクリートの設計基準強度σ ck

21

30

40

50

0.61

0.78

0.94

1.10

0.36

0.46

0.55

0.65

0.36

0.45

0.55

0.65

0.3σ ck/1.5

4.2

6.0

8.0

10.0

上記の値の1/1.5

2.8

4.0

5.3

6.6

2.8

4.0

5.3

6.0

2

コ
ン ・ウェブコンクリートの圧壊に対する断面ク
耐力Suc※3）
リ≧設計断面力※4）
ト

ー

終
局
時
せ
ん
断

設
計
荷
重
時
終
局
荷
重
時

（N/mm ）
CEB(1976) せん断補強筋が配置されている場合
γ c=1.52
上記の値の1/1.7(N/mm )
2

平均せん断応力度(N/mm )CEB(1976)
γ c=1.52(N/mm )

平均せん断応力度の最大値(N/mm 2)・設計荷重作用時にコンクリートに斜 [1]土木学会：プレストレストコン
・設計荷重作用時に、コンクリートに有害
めひび割れが発生し、耐久性が低下 クリート道路橋示方書，pp.29，
な斜めひび割れが発生する。
する。
昭和43年3月※3）Suc=τmax・bw・d+Sp
τmax：コンクリートの平均せん断応力度の最大値
bw：部材断面のウェブ厚（mm），d：部材断面の有効高（mm）
Sp：PC鋼材の引張力のせん断力作用方向の分力（N）※4）終局時曲げ参照[1]橋梁と基礎79-4，pp.5861，昭和54年4月
・ウェブコンクリートの圧壊による脆性的な破壊を防止する。

－

・ウェブコンクリートの圧壊による脆性的な破壊が生じる。

－

・曲げ破壊を先行させ、脆性的な破・曲げ破壊よりもせん断破壊が先行し、・丸鋼は異形棒鋼に比べ付着強度が小さいため、ひび割
・乾燥収縮等により耐久性上有害と壊を防止する。
・乾燥収縮や温度変化により発生 脆性的な破壊が生じる。
れ幅が大きくなる。このため、丸鋼の最小鉄筋量は異形棒
・せん断ひび割れ発生時に、脆性的 するひび割れの幅を抑制する。 ・せん断ひび割れ発生時に、脆性的な なるひび割れが発生する。
鋼よりも多くすることとした。
な破壊を防ぐ。
せん断破壊が生じる。

・最小鉄筋量鉄 異形棒鋼 A ≧0.002b ・a・sinθ
w
w
筋
丸鋼 Aw≧0.003bw・a・sinθ－PC ・斜めPC鋼材によるせん断応力度の分鋼 力を考慮
材

－

－

－

－

－

－

－

－

－

・コンクリートと鉄筋の一体性の確保

－

－

－

－

－

－

・集中荷重による押抜きせん断破壊の防止－

・集中荷重による押抜きせん断破壊（円錐又は角錐状の破壊）の発生

－

－

ー

リ 鉄 許容付着応力度
筋単位(N/mm )ト とコンクリートの設計基準強度
鉄筋の種類
21
24
27
30
40
50
60
のコ
1)丸鋼
0.70 0.80 0.85 0.90 1.00 1.00 1.00
2)異形棒鋼1.40 1.60 1.70 1.80 2.00 2.00 2.00
付ン
着ク

－

2

そ
の
他

許容押抜きせん断応力度
せ押
ん抜
断き

2

項 目
押抜きせん断応力度

単位(N/mm )コンクリートの設計基準強度
30
40
50
21
24
27
60
0.85 0.90 0.95 1.00 1.20 1.40 1.50

1217 ～ 18

表2.2.5

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（構造設計その３）

1．項目
大

中

小

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠
値・規定の根拠適用範囲等の補足

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

耐荷性能および構造的機能

耐久性能

耐荷性能および構造的機能

耐久性能

－

－

－

－

参考文献

・以下に、横げた構造、支承、落橋防止、伸縮装置構造について、橋梁構造に対する役割を記載する。
一般

中
間
横
桁

・Tげたの配置間隔は、「１径間につき１箇所以上かつ15・主桁の設計曲げモーメントは、多くの計算例から類推し【一般，構造細目】
ｍ以下の間隔で中間横げたを設けるものを原則とした」て、十分安全側にあると考えられる簡易計算式によって算
主げた、横げた及び床版は、これらが相と記載されている[1]。（主げたのたわみやねじりによっ出されていたたため、橋梁がある程度横方向の剛性を持っ互の一体性および耐久性が確保されるて、床版や支承，あるいは舗装、その他の構造に悪影ている必要があった。[2]・荷重分配機能構造とする。
響を与える場合があるので、横げたを配置することとし・十分な構造解析に基づき中間横げたの機能を床版で代 ・断面保持機能（横方向剛性）【配置・方向】た。）
用できると考えられる場合には、プレストレストコンクリート床
・１支間について１箇所以上かつ15m以・配置方向：45°以上であれば、主げたのたわみ点の等版を有する斜角70°以上のTげた橋において、中間横げた
下（T桁の場合）[3]
しい点を連結することで、横げたに作用する力が小さくを30ｍ以下の間隔で設けることとしてよい。
・45°以下：主桁方向に直角なり、補強が少なくてすむし、外観もよい[1]。

端
支
点
横
桁

【支点横げた】・主げたの支点上には、必ず横げたを設ける。
・鉄筋コンクリート道路橋設計示方書[1]より記載。
・車両の直接載荷、主げたからの伝達される力に対して設計する。

支
承
構
造

支
承
部

・支承部に作用する力について、以下の式で算出【一般】
これは、地震または風などによる水平力と死荷重の組み
支承は、以下の機能を満足するよう、適 合わせにより負反力が乗ずる場合、危険な状態が予想切な形式、構造および材料を選定する。 され、下部構造への定着はとくに慎重な配慮を要するの・荷重伝達で外国の規定を参考にして決定している。[1]・相対的な変位吸収・維持管理、補修の容易さ
・具体的な検討にあたっては、道路橋支承便覧（日本道路
Ru=2RL＋I＋RD
協会）を参考にするのがよい。
Ru=RD＋RW【作用する力】
Ru：支点に生じる負反力(kN)
支承部に作用する鉛直力は、鋼橋編2.2 R ：衝撃を含む活荷重による最大L＋I
設計に用いる荷重の組み合わせにより、負の力（kN）
負の力に対しては別途（右示）の式の不
RD：死荷重による力(kN)
利な値に対して設計する。
RW：風荷重による最大の負の力(kN)・荷重伝達機能・変位吸収（上部，下部/回転）・上揚力に抵抗・地震時の振動減衰機能

落
橋
防
止
・
変
位
制
限
構
造

落
橋
防
止
・
変
位
制
限
構
造

【落橋防止構造】
耐力：HF=1.5Rd
HF：設計地震力(kN)
Rd：死荷重反力(kN)

・落橋に対するフェールセーフ機能

伸
縮
装
置

伸
縮
装
置

横
桁
構
造

構
造
設
計

参照：道路橋示方書
・1964年（鉄筋コンクリート道路橋設計示方書 昭和39年6月） ・1968年（プレストレストコンクリート道路橋示方書
昭和43年3月）-

・レベル１地震動に対する地震時設計伸 ・土木研究所による道路伸縮継手の破損現況とその破縮量以上を標準[2]
損原因調査により、構造細目が決められている。[1]・舗装面との凹凸の精度±3mm以内
・耐震設計上の供用性から、性能が定められている。

・主げた間の相対たわみ低減－

・車両の供用性（平坦性，騒音）・変形への追随性
・車軸荷重の支持性能－

13[1]日本道路協会：プレストレス
トコンクリート道路橋示方書解説，pp.79-81，昭和43年3月[2]日本道路協会：鉄筋コンク
・荷重分配が想定より小さい場合、主桁・横方向剛性が確保されない場合、 リート道路橋設計示方書 解に想定以上の断面力が発生しひび割
主桁間の相対たわみによって振動， 説，pp.31-32，昭和39年6月
れ，変形が生じる。
舗装割れ，床版の疲労耐久性の低 [3]建設省土木研究所ほか：コ・斜角の影響がある場合、ねじりモーメン
ンクリート橋の設計・施工の省下となるトによるひび割れが発生する。
力化に関する共同研究報告書(Ⅰ)-プレストレストコンクリートT
げた橋の横げた減少・省略に関する研究，平成8年11月

・支承部への不適切な荷重伝達で支
承・主桁・桁端部が損傷する。
・落橋防止構造が機能せず、落橋する可能性がある。

－[1]日本道路協会：鉄筋コンク
リート道路橋設計示方書 解説，pp.31-32，昭和39年6月

・維持管理性・耐候性（ゴムの劣化）・支承が変位に追随しない場合、上部工の主桁けた端部近傍や端支点横げた部にひび割れが発生する。
・上部工に対して支点沈下のような状態となる場合、けたにひび割れなどの損
傷､伸縮装置に段違いが現れる。

－[1]日本道路協会：鉄筋コンク
リート道路橋設計示方書 解説，pp.51，昭和39年6月

・維持管理性・落橋防止が機能しないことで、地震時に落橋の恐れ。

－-

・荷重伝達機能（上部、下部）・落橋防止構造の一部の機能

－

－

－

・維持管理性・水密性
・鋼材の疲労耐久性

・伸縮装置が荷重支持が出来ない場
合、供用性（車両走行）を妨げる。
・車両走行の騒音等の原因となる。

[1]建設省土木研究所：道路橋
伸縮継手の破損現況とその破・伸縮装置付近からの雨水の侵入等
損原因の調査について，昭和が関連して、端部横桁部、床版部の32年設置コンクリート部の砂利化、配置鋼[2]道路協会：道路橋示方書・材の腐食の要因となる。
同解説 Ⅴ耐震設計編，平成14年3月

19 ～ 20

表2.2.6

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（構造細目その１）

1．項目
大

中

ウ

ェ

形
状
お
よ
び
部
材
寸
法

小

ブ
・
横
桁
・
隔
壁

あ
き

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠
値・規定の根拠

耐荷性能および構造的機能

適用範囲等の補足

・昭和39年版RC道示[1]においてRC桁の主桁のウェブの最・鉄筋、PC鋼材（シース含む）および
小厚さは、鋼材などの配置・間隔、かぶりの確保、コンクリー
PC鋼材の定着具が無理なく配置でトの打込みなどの施工性から250mmとされており、昭和43年
き、所定のかぶりが十分とれるもの、
版PC道示[2]ではT桁についてプレテンション桁ではコンクリートの打込みが困難とならな
80mm、ポストテンションでは140mmとされている。昭和53年
いもの版道示[3]からは桁の形状によらず場所打ちPC桁を・プレキャスト桁が床版橋に用いられる場合はこの規定によ
・応力の集中しやすい部位にはハン140mm、プレキャスト桁は施工・品質管理がよいことかららなくてよい（JIS A 5373）。
・鉄筋、PC鋼材（シース含む）およびチなどを設け、応力の伝達が円滑に
130mmとしプレテンション桁も実績などからこれと同じ値で ・1/5以上の急な傾斜を用いる場合、設計計算で用いる有 PC鋼材の定着具の配置・間隔、所定行われる形状とする
規定されている。
効断面は1/5以下のゆるい傾斜部分とする。
のかぶりの確保・ウェブの最小厚さ
・横桁のウェブについても主桁と同じ理由により、昭和39年 ・ウェブとフランジの厚さが大きく違う場合、接合部付近にひ ・コンクリートの確実な打込み、締固
版RC道示[1]において厚さ200mmとされ、昭和43年版PC道 び割れが発生することがあるので、接合する部材の厚さが めによる初期欠陥の防止示[2]ではPCT桁では150mmとされているが、昭和53年版道 著しく不均衡にならないよう部材間の厚さのつりあいについ ・応力集中の抑制
示[3]において実績などから桁の形状、RC・PC問わずても注意する。
200mmで規定されている。
・横桁および隔壁の最小厚さは・ウェブ、フランジの厚さの変化は、昭和39年版RC道示［1］200mmにおいて円滑に応力が伝達できるよう1/10以下の傾斜とさ・ウェブ、フランジの厚さの変化は1/5れていたが、実績や鋼橋の規定を参考とした種々検討を行
よりゆるい傾斜とする
い昭和53年版道示[3]より1/5以下とされている。
・昭和6年版RC標示[1]において鉄筋のあきとして、コンク・コンクリートの締固めは内部振動機を用いることが原則とさリートとの付着から水平純間隔で2.5cm以上かつ直径の1.5・主鉄筋及びシースを含むPC鋼材のれており、コンクリートが十分に行きわたり、締固められるよ
倍以上、昭和24年版RC標示[2]では、施工上から粗骨材最あきは、①場所打ちコンクリートは
う鋼材のあきを設ける必要がある。PC部材においてPC鋼
大寸法の1.5倍とされている。昭和36年版PC標示[3]から鋼・コンクリートの確実な打込み、締固
40mm以上かつ粗骨材最大寸法の材・鉄筋が錯綜するとコンクリートの打込みや締固めの妨げ
材のあきとして、プレテンション方式では付着強度の確保かめによる初期欠陥の防止
4/3倍以上、②プレキャスト部材はとなるため特に配慮が必要である。
ら鋼材直径の3倍以上かつ粗骨材最大寸法の4/3倍以上、・コンクリートと鋼材の付着の確保に20mm以上かつ粗骨材最大寸法の・プレテンション部材の端部ではコンクリートとPC鋼材の間
ポストテンション方式では粗骨材最大寸法の4/3倍以上とさよる一体挙動4/3倍以上に働く付着応力に対して十分な締固めにより所定の付着力れ、昭和53年版道示[4]より左記の値とされている。
・主鉄筋のあきは、1.5φ以上を発揮するよう鋼材直径の3倍以上かつ粗骨材最大寸法の・コンクリートの打ち込み易さと所定の付着強度は、1φのあ4/3倍以上としなければならない。
きで得られるが、施工上の余裕を見て1.5φとされている。

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

耐久性能

―

―

（
）

鉄
筋鋼
・材
Pの
C配
鋼置
材

構
造
細
目

最
小
か
ぶ
り

① 床版・地覆・高欄・支間10m以下の床版橋は30mm② 工場で製作されるPC桁は25mm③ ②以外の桁や支間10mを超える
床版橋は35mm

かぶりは、部材の耐久性に対して重要なものであるが、各・最小かぶりは、昭和6年版RC標示[1]で版の下側で種の要因、コンクリートの品質が複雑に絡み合っており、か10mm、桁で15mm、柱では20mmと規定されている。ここで、 ぶりを定量的に決定しうる手法は確立に至っていない。現 ・コンクリート構造物の性能照査の前
有害な化学作用などに対し有効な保護層で保護しない場 行の示方書に示されるかぶりは、実績を基に密実性によっ 提となる付着強度
・鋼材の腐食防止
合は20mm加えるものとされており、橋梁の構造物の重要度 て修正された値である。[2][3]・鋼材の火災からの保護からこれが適用されている。
・工場で製作されるPC部材は、品質管理がよく、コンクリートの品質も良好であることから他の部材より小さい値とされている。

[1]土木学会：鉄筋コンクリート[鋼材腐食の発生]
標準示方書 解説，pp.72-74，
・ジャンカなど初期欠陥による水密・ 昭和6年10月[局部的な部材強度の低下]
透気性の低下により耐中性化・耐塩 [2]土木学会：鉄筋コンクリート
・打込み、締固め不良によりジャンカなど
害性の低下により建設後短期間で鋼 標準示方書 解説，p.92，昭和
断面欠損部が発生、部材強度が低下す
材が腐食する。
25年11月る。
・使用時にひび割れが発生し、浸水 [3]土木学会：プレストレストコ[ひび割れの発生]や漏水により鋼材が腐食する。
ンクリート設計施工指針，
・コンクリートと鋼材との付着不足により[疲労耐力の低下]
p.58，昭和36年8月
両者が一体で挙動せず、使用時にひび・コンクリートと鋼材との付着不足によ [4]日本道路協会：道路橋示方割れが発生する。
り両者が一体で挙動せず、部材の疲 書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
労耐力が低下する。
クリート橋編，p.156，昭和53年
1月[1]土木学会：鉄筋コンクリート
標準示方書 解説，p.19，昭和6年10月[2]土木学会：コンクリート標準
示方書（昭和61年制定）改訂[鋼材腐食の発生][耐火性の低下]
資料，コンクリートライブラリー
・耐中性化・耐塩害性の低下により短・かぶり不足により火害に対する鉄筋保61，pp.96-97，昭和61年10月
期間で鋼材が腐食、鉄筋に沿ったひ護機能が低下する。
[3]土木学会：コンクリート標準
び割れが発生する。
示方書（平成3年制定版）改訂
資料およびコンクリート技術の今後の動向，コンクリートライブ
ラリー70，pp.81-85，平成3年7月

・鉄筋端部の定着による鉄筋とコンクリートの一体挙動
・鉄筋への要求性能の確保
・高サイクル繰返し耐力・静的耐力・高応力繰返し耐力
・トラス理論の成立[曲げ破壊・耐力の低下]
・定着不全により引張鉄筋として機能せず曲げにより破壊、トラス理論の不成立による耐力の低下する。
[ひび割れの発生]・コンクリートと鉄筋とが一体で挙動せず、使用時に曲げひび割れが発生する。

[鉄筋腐食の発生]・使用時に曲げひび割れが発生し、浸水や漏水により鋼材が腐食する。
[疲労耐力の低下]
・定着不全によりコンクリートと鉄筋とが一体で挙動せず、部材の疲労耐力が低下する。

・部材の局部的な強度低下の抑制
・コンクリートの確実な打込み、締固
め
・継手の強度や信頼性・静的耐力・高応力繰返し耐力・施工等に起因する信頼度[ひび割れの発生][1]土木学会：鉄筋コンクリート
・継手端部への応力集中により直角方
標準示方書 解説，pp.39-40，
向のひび割れが発生する。
昭和6年10月[局部的な部材強度の低下][鋼材腐食の発生][2]土木学会：昭和31年制定コ・コンクリートの打込み、締固め不良によ ・継手端部への応力集中によりひび
ンクリート標準示方書，
る付着不足により継手として機能せず連 割れが発生し、浸水や漏水により鋼
pp.167-168
続性が損なわれ、局部的に部材強度が 材が腐食、錆汁が発生する。
[3]土木学会：昭和42年制定コ低下する。
[疲労耐力の低下]
ンクリート標準示方書，[破壊]・継手単体の疲労性能が不十分とな
pp.182-183
・引張りを受ける異形鉄筋の重ね継手 り、部材の疲労耐力が低下する。
[4]土木学会：昭和61年制定コ
は、重ね合わせた部分のコンクリートがンクリート標準示方書[設計
鉄筋の軸方向に割裂して脆性的な破壊編]，p.112
を生じる。

）

継
手

・鉄筋の種類、直径、応力状態、継手位置、要求性能に応じて継手方法 ・引張鉄筋の継手長は、昭和6年版RC標示[1]にて、種々 ・付着応力度により算出される定着長la（mm）
を選定の事情を考慮して30φ以上と定められており、昭和31年版
・引張鉄筋の重ね継手
コン示[2]にて付着応力度からの算出式（右記）が、昭和42
la ısa ・
4Ĳoa
付着応力度より算出する継手長かつ 年版コン示[3]より最小値が定められている。
2
ここに、σsa：鉄筋の許容引張応力度（N/mm ）20φ以上
・圧縮鉄筋の付着強度は、引張鉄筋に比べ大きく、既往の2
τoa：コンクリートの許容付着応力度（N/mm）
・圧縮鉄筋の重ね継手
研究結果より80%とされている。
φ：鉄筋の直径（mm）
付着応力度より算出する継手長の・継手を軸方向にずらす距離は、万一、一部の継手に弱点
80%かつ20φ以上があっても、鉄筋の定着効果によって部材にある程度の耐 ・機械的継手、スリーブ継手等の強度について、土木学会
・継手位置力が期待できること、コンクリートの打込みに影響が少ない 等で定められる場合にはこれを参考とし、それ以外は試験により定める。
端部同士を相互に鉄筋直径の25φ ことを考慮して定められている。[4]以上ずらす[1]日本道路協会：鉄筋コンク
リート道路橋設計示方書 解説，pp.30-31，昭和39年6月[鋼材腐食の発生][局部的な部材強度の低下][2]日本道路協会：プレストレス
・打込み、締固め不良によりジャンカなど ・ジャンカなど初期欠陥による水密・
トコンクリート道路橋示方書 解
断面欠損部が発生、部材強度が低下す 透気性の低下により耐中性化・耐塩説，pp.78-80,86-89，昭和43
害性の低下により建設後短期間で鋼る。
年3月
材が腐食する。
[局部応力の発生][3]日本道路協会：道路橋示方・応力が伝達が円滑でなく、応力の集中 ・使用時にひび割れが発生し、浸水
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンにより局部的にひび割れが発生する。 や漏水により鋼材が腐食する。
クリート橋編，pp.215-216,220-223，昭和53年1月[1]土木学会：プレストレストコ
ンクリート設計施工指針，
p.60，昭和36年8月[鋼材腐食の発生][2]日本道路協会：プレストレス
・乾燥収縮や温度勾配などにより有 トコンクリート道路橋示方書解
害なひび割れが発生し、浸水や漏水 説，p.34-35，昭和43年3月により鋼材が腐食する。
[3]建設図書：道路橋示方書コンクリート橋の詳説，橋梁と基礎 79-4，pp.61-63，平成54年
4月

（

鉄
筋

定
着

・高サイクル繰返し耐力

・曲げ内半径（最小値）
曲げ形
状・フックの形状(端部の延長）

・鉄筋の曲げ内半径は、材質を傷めず、コンクリートに大きい圧力を加えないように定められており、JIS G 3112「鉄筋 ・スターラップの曲げ内半径の最小値が、他の鉄筋に比べコンクリート用棒鋼」[1]の曲げ試験に規定されている曲げ 小さいのは断面内に鉄筋をおさめやすくするという実用面 ・加工による鉄筋の品質低下の抑制が考慮されている。
・コンクリートに生じる支圧応力を抑内半径よりいくぶん大きい値とされている。
・フックの形状は、フックが有効に働くように、また、鉄筋の ・コンクリート部材側面から鉄筋直径の2倍に20mm加えた距 制
離以内にある折曲げ鉄筋は折曲げ部のコンクリート支圧強 ・フックの有効性、加工性
加工が容易であるよう定められている。
・折曲げ鉄筋は昭和15年RC標示[2]より、フックやスターラッ 度が内部より小さいため、7.5φ以上とする。
プは昭和49年制定コン示[3]より左記のように規定されてい
る。

14

参考文献

耐久性能

[脆性的な破壊]・設計で想定しない曲げ応力などにより脆性的に破壊する。
[局部的な部材強度の低下]
・乾燥収縮や温度勾配による有害なひび割れの発生により有効断面が減少、局部的に部材強度が低下する。

・最小鋼材量は、昭和36年版PC標示[1]では25kg/m3，昭 ・コンクリートの乾燥収縮や温度勾配等により生じる可能性
最和43版PC道示[2]では30kg/m3と規定されている。しかし、 のあるひび割れが有害でない程度に抑えるため、部材のい ・部材のじん性
引
小 ・部材断面積の0.15%以上
規定の目的を評価しにくいとの観点から最小鋼材量を部材 かなる断面においても、その断面積の0.15%以上の鋼材を ・想定外の曲げ応力などによる急激な破壊の抑制
張鋼 ・所要のじん性を確保する鋼材を配 の断面積の関数とするため、30kg/m3を3断面に分解換算 配置する。鋼材の断面積は、鉄筋コンクリート構造に配置
鉄・乾燥収縮や温度勾配などにより生じるひび割れを有害でない程度にする軸方向引張主鉄筋の断面積はウェブ厚及び有効幅に材 置し、規定を約15%割り増した値とされている。[3]抑制筋
より、けたに配置する斜引張鉄筋の最小鉄筋量はウェブ厚
量・軸方向引張主鉄筋、軸方向主鉄筋への規定は、部材の及び部材軸となす角度により算出する。
主要な断面の急激な破壊の抑制を目的とする。

・定着長は鉄筋の役割、種類、定着 ・鉄筋の定着は、鉄筋の滑動に対する安全度の確保、また方法に応じて、コンクリートの許容付 は必要とする定着長の確保を目的として定められている。 ・付着応力度により算出される定着長l a （mm）
着応力度、鉄筋の許容引張応力度 [1]la ısa ・
4Ĳoa
及び直径から決まる定着長かつ鉄筋 ・付着による定着は、継手と同様の考えにより、鉄筋に生じ直径で規定される最小値以上る応力が許容応力度に達するまで鉄筋が抜け出さないよう ここに、σsa：鉄筋の許容引張応力度（N/mm2）・定着長にRC標示にならって昭和53年版道示[2]で定められていτoa：コンクリートの許容付着応力度（N/mm2）る。
φ：鉄筋の直径（mm）
・折曲げ鉄筋の定着長は、実験結果から異形鉄筋でフック無が15φ、フック有が10φと定められている。[3]

耐荷性能および構造的機能―[ひび割れの発生]
・加工による亀裂の発生や破損により鉄[鋼材腐食の発生]
筋の機能が低下し、局部応力によりひ・コンクリートの局部応力によりひびび割れが発生する。
割れ発生し、浸水や漏水により鋼材[部材強度の低下]が腐食する。
・鉄筋の機能低下により、部材強度が低下する。

[1]土木学会：昭和31年制定コンクリート標準示方書，pp.9697[2]日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅰ共通編・Ⅲコンク
リート橋編，pp.160-165，昭和53年1月[3]土木学会：昭和42年制定コンクリート標準示方書 解説，
p.185[1]土木学会：2007年制定コン
クリート標準示方書[規準編]，
pp.291-297，平成20年3月[2]土木学会：鉄筋コンクリート
標準示方書 解説，pp.41-42，
昭和15年3月[3]土木学会：昭和49年制定コンクリート標準示方書 解説，
pp.41-43

21 ～ 22

表2.2.7

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（構造細目その２）

1．項目
大

中

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

小適用範囲等の補足

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

耐久性能

用
心
鉄
筋

・用心鉄筋は、昭和6年版RC標示[1]にて安全のために必・乾燥収縮、温度勾配、応力集中な 要なものとされ、昭和24年版RC標示[2]では継目断面積のどによるひび割れを有害でない程度 0.5%以上配置するものとしている。昭和42年版コン示[3]で2に抑えるように鉄筋を配置
は有害なひび割れの抑制として露出面1m当り5cm 以上の・場所打ちコンクリート桁のウェブ軸 断面積の鉄筋を中心間隔300mm以下で配置し、集中反力
方向の用心鉄筋は直径13mm以上、 を受ける部位や開口部周辺の補強としても配置するものと300mm以下の間隔で配置されている。昭和53年版道示[4]により左記のように規定さ
れている。

配
置

・PC鋼材をできる限り直線状に配置
・PC鋼材引張力の摩擦損失は、PC鋼材の曲げ変化角およ・1本のPC鋼材の配置で多くのS字曲・PC鋼材緊張作業の際にPC鋼材に軸方向以外の力を与び長さに比例するもので連続桁のように長くS字形では摩擦線を含まないよう桁の途中で定着えないため、PC鋼材は定着具の支圧面から所定の区間
損失の影響が大きく、これの抑制から昭和53年版道示[1]・平面形状でもできる限り一鉛直面（400mm以上）を直線状に配置する。
に記載されている。
内で配置

曲
げ

・PC鋼材の最小曲げ半径①②PC鋼材は直線と円曲線、放物線状に配置され、用い ・PC鋼棒を冷間加工して配置する場合の最小曲げ半径①シースを用いる場合はシース直径 る曲線の局率半径が小さいと中心方向に大きな分力が発
SBPR785/1030の100倍
φ26を用いる場合：5m
生し、コンクリートに局部的な応力が、鋼材自体にも付加応②シースを用いない場合はPC鋼材 力が生じるため、これらが過大とならないよう昭和53年版道
φ32を用いる場合：6m
直径の40倍SBPR930/1080およびSBPR930/1180
示[1]で最小曲げ半径を規定している。
③PC鋼棒を加工しないで配置する ③曲げ加工がPC鋼棒の性質に及ぼす影響から、昭和36年
φ26を用いる場合：6m
場合はPC鋼棒直径の700倍
φ32を用いる場合：7m
版PC標示[2]で規定されている。

ー・道路橋けたは、一般に断面が大きいので、確実な施工が ・プレテンション方式によるJISげた等プレキャストげたのス
・鉄筋径は13mm以上（プレテンションできるようスターラップ及び折曲げ鉄筋はプレテンション部 ターラップは、φ6およびφ9の鉄筋を用いてよい。
部材を除く）
材を除いて直径13mm以上とされている。
・折曲げ鉄筋の間隔は、部材に有効高さの中央から正鉄筋・スターラップの間隔は、桁の有効高
・斜めひび割れ発生後の急激な耐力 ・横方向の乾燥収縮によるひ・スターラップがウェブに発生する斜めひび割れと交わるこ または負鉄筋に向かって伸ばした45度の斜めひび割れ線
さの1/2以下かつ300mm以下
低下を抑制
び割れを抑制とによる斜め引張鉄筋としての有効性の確保および横方向 が少なくとも一列は交わる必要がある。また、部材軸となす・折曲げ鉄筋の間隔は、部材となす
用心鉄筋として乾燥収縮によるひび割れの抑制から定めら 角度が小さい鉄筋は、斜引張鉄筋として効果が少ないので
角度及び有効高さで決まる値以下れている。[1]30度以上とするのがよい。

ッ（・コンクリートの打込み等によって動保 かないように堅固に保持
棚 持 ・保持間隔
）

筋鉄
筋
構
造
細
目

値・規定の根拠

耐荷性能および構造的機能

ス
折
タ
曲
げ
ラ
鉄
筋
プ
鉄
筋

P
C
鋼
材

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠・プレキャスト部材では、鉄筋量が必要量あれば用心鉄筋として直径13mm以下の鉄筋を使用してよい。
・ポストテンション方式の桁では、緊張されるまで軸方向鉄筋量が少ないため、用心鉄筋を配置する
・応力集中等により生じるひび割れの抑制
・新旧コンクリートを打ち継ぎで、温度差や乾燥収縮の影響 ・ポストテンション部材のプレストレス導入までのひび割れの抑制により発生する垂直ひび割れを有害でない程度に抑える。 ・打ち継ぎ目付近新旧コンクリート間のひび割れの抑制
・検査孔用開口部に発生する応力集中等によるひび割れ ・PC鋼材引張力の分力等によるコンクリートの破損防止を生じやすいため用心鉄筋を配置する。
・架設時における安全性の確保
・床版等でPC鋼材を小さい曲げ半径で定着する場合や桁端でPC鋼材を広げて定着する場合は、PC鋼材の引張力の分力により生じる引張応力に対して用心鉄筋を配置する。

参考文献

耐久性能

[せん断ひび割れの発生・脆性的な破[1]日本道路協会：道路橋示方[鋼材腐食の発生]
壊]書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンク・乾燥収縮によりひび割れが発生し、・斜め方向にせん断ひび割れが発生
リート橋編，pp.176-177，昭和53
し、急激な耐力の低下により脆性的に破 浸水や漏水により鋼材が腐食する。
年1月
壊する。
[鋼材腐食の発生][1]土木学会：鉄筋コンクリート標・乾燥収縮や温度勾配、応力集中な 準示方書，p.4，昭和6年10月[局部的な部材強度の低下]
・乾燥収縮や温度勾配、応力集中など どにより有害なひび割れが発生し、 [2]土木学会：鉄筋コンクリート標により有害なひび割れが発生、有効断 浸水や漏水により鋼材が腐食、錆汁 準示方書解説，p.70，昭和25年
11月
面の減少し局部的に部材強度が低下す が発生する。
・打ち継ぎ目付近の新旧コンクリート [3]土木学会：昭和42年制定コンる。
・打ち継ぎ目付近の新旧コンクリート間 間の温度差、乾燥収縮差により有害 クリート標準示方書，pp.188-189の温度差、乾燥収縮差により有害なひ なひび割れが生じ、浸水や漏水によ [4]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンク
び割れが発生、打ち継ぎ目の機能低下 り鋼材が腐食、錆汁が発生する。
・架設時に有害なひび割れが発生、 リート橋編，pp.179-181，昭和53
により部材強度が低下する。
浸水や漏水により鋼材が腐食する。 年1月

・有効プレストレス・大きな局部引張応力の発生を抑制
・腹圧力などによる部材縁の有害なひび割れを抑制[鋼材腐食の発生][ひび割れの発生]
・摩擦損失により緊張力の不足し、使用 ・緊張力の不足により曲げひび割れ[1]日本道路協会：道路橋示方が発生、浸水や漏水により鋼材が腐時に曲げひび割れが発生する。
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンク食する。
[局部的な部材強度の低下]
リート橋編，pp.167-168，昭和53
・腹圧力などにより部材縁に有害なひび ・腹圧力などにより部材縁に有害な
年1月割れが発生し、有効断面が減少、局部 ひび割れが発生し、浸水や漏水により鋼材が腐食する。
的に部材強度が低下する。

・プレストレスの分力による支圧応力の抑制
・鋼材自体の付加応力を抑制
・部材縁の有害なひび割れを抑制[局部応力・付加応力の発生]
・プレストレスにより中心方向に大きな分力が発生し、コンクリートの局部的な応 [鋼材腐食の発生]
力や鋼材自体の付加応力が発生する。 ・部材縁に有害なひび割れが発生[局部的な部材強度の低下]
し、浸水や漏水により鋼材が腐食発
・部材縁の有害なひび割れの発生により 生する。
有効断面の減少、局部的に部材強度が低下する。

・部材に所定の緊張力を えるため、PC鋼材は 確に配置する必要がある。シースやPC鋼材は、コンクリートの打ち込みや締固め振動により移動するため堅固に保持しなけれ・保持間隔は、昭和48年版PC施工便覧[1]において、昭和・ポストテンション方式におけるPC鋼
ばならない。
36年版PC標示[2]で定められる摩擦係数を用いた場合に・鋼製シースを用いた場合の緊張管理において、平成14年 材配置
は、PC鋼線で1.2～1.5m、PC鋼より線およびPC鋼棒は、左版道示にあるPC鋼材の摩擦係数および見かけのヤング係 ・発生曲げモーメントやせん断力に記と同様に定められており、昭和53年版道示[3]より左記と対する抵抗性数を用いる場合は、表に示す保持間隔を標準とする。
同様に記載されている。
・保持間隔は、摩擦係数に大きく影響を及ぼすので、大きくすることは望ましくなく、それぞれの緊張工法基準で定められるものを参照する。[1]

―

折
曲
げ
装
置

・PC鋼材を損傷することなく所定の位置に正しく保持でき、各部分の緊張
力が均等になるよう作動するもの[1]・PC鋼材の鉛直ならびに水平方向の ・PC鋼材の品質に悪影響を与えないよう、JISげたによるPC
引張分力に抵抗でき、コンクリートを 道路橋設計・製造便覧JIS A5316-1991[2]で規定されてい打ち込みやすい構造[1]る。（1986では折曲げ半径150mm以上）
・折り曲げ半径180mm以上、接触部分長さ18mm以上で接触部に凹凸がなく摩擦を少なくする構造、材質[1]―・プレテンション方式におけるPC鋼材
配置・発生曲げモーメントやせん断力に対する抵抗性―定
着・定着位置は、所定の緊張力を確保
・定着具近くの断面では、緊張力の局部集中などの影響にし有害なひび割れが生じないよう選よる応力の乱れにより偏心軸方向荷重を受けた断面として定の応力計算が成立しない。設計断面と定着位置が近いと計・部材中間部での定着は、活荷重に
算上の緊張力が作用せず危険なため、距離をとる必要があ
よる応力変動の小さい断面の図心にる。[1]付近か圧縮部のコンクリートに定着
・定着部に活荷重による応力変動の影響を与えるため、応・最小間隔及び最小かぶりは定着工
力変動の小さい断面に定着する。[1]法毎に定められた値―

・有効プレストレス―[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンク
リート橋編，pp.167-168，昭和53年1月[2]日本道路協会：プレストレストコ
ンクリート道路橋示方書，pp.5859，昭和36年8月[1]日本道路協会：プレストレストコ
ンクリート道路橋施工便覧，
p.312，昭和48年9月[ひび割れの発生][鋼材腐食の発生][2]土木学会：プレストレストコンク・コンクリートの打込みや締固めによる著
・プレストレスの不足や計算外の応力 リート設計施工指針，pp.50-52，
しい変形によりPC鋼材がずれ、摩擦力などによりひび割れが発生し、浸水 昭和36年8月の増大により部分的な緊張力の不足やや漏水により鋼材が腐食する。
[3]日本道路協会：道路橋示方
緊張時に鋼材の降伏、破断が生じる。
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンク
リート橋編，p.276-277，昭和53年
1月[鋼材腐食の発生][ひび割れの発生]
・緊張力の不足や鋼材破断により、・摩擦により緊張端側で過緊張、固定端
使用時に曲げひび割れが発生し、浸 [1]PC建協：道路橋用橋げた設
側で緊張力不足が生じ、緊張力不足や水や漏水により鋼材が腐食、錆汁が 計・製造便覧JIS A 5373，p.144，
鋼材破断が生じ、使用時に曲げひび割
発生平成16年6月
れが発生する。
・曲上げ支持具を定着するための凹 [2]PC建協：JISげたによるPC道路
・曲上げ支持具の変形、破損によりPC部や貫通孔は、無収縮・樹脂モルタ 橋設計・製造便覧JIS A 5316，
鋼材の位置がずれ、緊張力不足や鋼材ルなどによる跡埋め不良により、劣化 p.127，平成3年2月
破断が生じ、使用時に曲げひび割れが因子の侵入、曲上げ支持具や鋼材発生する。
が腐食する。
[ひび割れの発生]・応力変動による定着具の疲労耐力の [鋼材・定着具腐食の発生]
低下、破損による緊張力の低下、PC鋼 ・緊張時に発生する定着部付近の有[1]日本道路協会：プレストレストコ
材の破断などが生じ、曲げひび割れが 害なひび割れや緊張力の不足によりンクリート道路橋示方書，pp.36発生する。
発生する曲げひび割れ曲げひび割
38，昭和43年3月
・緊張時の定着部付近の有害なひび割 れにより浸水や漏水が生じ、鋼材がれの発生により緊張力が不足、曲げひ 腐食する。
び割れが発生する。

・部材中間の定着①埋殺し定着：定着力をPC鋼材とコンクリートの付着を期待
・PC鋼材を定着する場合、定着具から部材断面のコンク
して定着区間に分散させ小さくする方法で、PC鋼材に沿う
リートに集中荷重が作用する。プレテンション方式において
補・PC鋼材と直角な方向に生じる引張
方向あるいは部材方向に補強鉄筋が必要
強 補 応力に対する補強により、定着具背 もPC鋼材定着長区間の各断面に集中荷重が作用する。こ ②突起定着：ウェブ、フランジへの突起定着では、隅角部れによりPC鋼材に直角な面内に生じる引張応力に対してス
・PC鋼材と直角な方向に生じる引張応力、有害なひび割れを抑制
鉄 強 面に生じる引張応力に対して十分にに発生する可能性があるひび割れおよび突起前面に生じターラップ、格子状の鉄筋、らせん鉄筋などによる補強が必
抵抗できる構造
る引張応力に対して補強が必要
筋要である。補強は各PC工法毎に定められた方法によってよ③切欠き定着：中間定着具背面に圧縮ひずみが生じるたい。[1]め、隣接部に生じる引張応力やクリープにより隅角部に生じる可能性があるひび割れに対して補強が必要[ひび割れの発生][鋼材・定着具腐食の発生]
・定着部の有害なひび割れの発生によ ・定着部の有害なひび割れや隅角部
り、緊張力が不足し、曲げひび割れが発 の剥落、緊張力の不足による曲げひ生する。
び割れにより浸水や漏水が生じ、鋼 [1]土木学会：プレストレストコンク
リート工法設計施工指針，コンク[曲げ耐力の低下]
材が腐食する。
・プレテンション方式において、プレスト ・プレテンション方式において，プレ リートライブラリー66，平成3年3月
レス導入時に割裂ひび割れが生じ、設 ストレス導入時に割裂ひび割れが生計より付着伝達長が長くなり曲げ耐力が じ、浸水や漏水により定着具や鋼材低下する。
が腐食する。

・PC鋼材が引張強度に到達する前
接 定 に有害な変形や破壊しない構造
定着具や接続具は、土木学会規準「PC工法の定着具およ
続 着 ・接続具は断面図心あるいは曲げび接続具の性能試験方法(案)」[1]やこれと同等の試験に
具 具 モーメントの変化の少ないところに直 基づいて性能が確認されたものを使用する。
線上に配置[ひび割れの発生・曲げ破壊]
・有害な変形や破損により緊張力が不
足し、曲げひび割れが発生する。
・定着具のセット量の増大により緊張力が不足、曲げひび割れが発生する。
・接続部付近に局部応力が発生し、接続具の破損、PC鋼材の破断により曲げ破壊が生じる。

（
）

P
C
鋼
材
の
定
着
部

耐荷性能および構造的機能

・有効プレストレス・定着具のセット量
・部材の局部的な強度低下を抑制
・鋼材の連続性を確保

―

（
）

ダ
・プレテン部材のPC鋼材は、プレストレスを与えた後、部材・定着部及び部材端面は、緊張後、イ
端面できりそろえ、防水性、付着性、耐アルカリ性および遮・定着具の腐食、破損の防止
・緊張後の定着具は常に高い応力が作用しており、外部か
ヤ 保 破損または腐食しないよう保護
塩性について、PC建協「端部処理材料の品質試験方法
・PC鋼材の腐食、破断の防止
・けた橋げたの横締めPC鋼材定着部 らの衝撃による破損、浸水による腐食などに対して十分に(案）」[1]により、性能が確認された材料により保護する。
フ護・有効プレストレス量にはダイヤフラムを設けることが原則 保護する必要がある。[2]・ポステン部材は、定着具が破損または腐食しないように定ラ[1]
着具および部材端面を保護しなければならない。[3]
ム

15

―

[鋼材腐食の発生]
・緊張力の不足により曲げひび割れ
によりを生じ、浸水や漏水により鋼材 [1]土木学会：プレストレストコンク
が腐食する。
リート工法設計施工指針，コンク[定着具腐食の発生]
リートライブラリー66，pp.24-25，
・定着具の破損により背面などにひ 平成3年3月
び割れが発生、浸水や漏水により鋼材が腐食発生する。
[1]PC建協：道路橋用橋げた設
計・製造便覧JIS A 5373，pp.96[鋼材・定着具腐食の発生]
97,129-131,167-168，平成16年6[ひび割れの発生]
・かぶり不足や施工不良などにより保月・設計期間中におけるPC鋼材定着具の 護が不十分となり、浸水や漏水により[2]日本道路協会：プレストレストコ
破損や腐食により、緊張力の低下、PC 鋼材や定着具が腐食する。
ンクリート道路橋示方書 解説，鋼材の破断などが生じ、曲げひび割れ ・緊張力の低下やPC鋼材の破断に
p.38，昭和43年3月が発生する。
より曲げひび割れが発生し、浸水や[3]土木学会：2007年制定コンク
漏水により鋼材が腐食する。
リート標準示方書[施工編]，
p.384，平成20年3月

23 ～ 24

表2.2.8

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（施工その１）

1．項目
大

中

小

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

値・規定の根拠適用範囲等の補足

一般－－・スランプ標準値は80mm

・道示昭和53年、スランプ最大値を12cm→道示平成2
年、8cmを原則→道示平成14年、80mmmを標準
・8cm原則の根拠は、「大きなスランプのコンクリートを用いると、単位水量および単位セメント量が大きくなり、乾燥収縮などにより構造物に有害な影響を与える。したがって、スランプは、作業が容易にできる範囲でできる限り小さくしなければならない。このため、一般の鉄筋コ
ンクリート、プレストレストコンクリート部材では、スランプ
は8cmを原則とした。」としている。[1]

ー

ワ

ィー

カ
ビ
リ
テ

W
/
C

ー

コ
ン
ク
リ
ト

・配合強度と耐久性を考慮して設定

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題
耐荷性能および構造的機能

耐久性能

－

－

参考文献
[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.77-78，平成14年3月[1]日本道路協会：道路橋示方・スランプと粗骨材最大寸法により設定[2]・ジャンカ、砂すじ、沈下ひび割れな書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
・高性能AE減水剤を使用した場合は、スランプを80mmより
ど初期欠陥が生じる。
クリート橋編，pp.293-298，平大きく設定してよい。ただし、材料分離がないことを確認す
・初期欠陥により、水密性、透気性、・ジャンカなど初期欠陥が生じる。
成2年2月
る必要がある。[2]・フレッシュコンクリートの変形のしや・ブリーディングにより、沈下ひび割れが 物質移動抵抗性が想定より劣り、塩[2]日本道路協会：道路橋示方・高流動コンクリートを使用する場合は、「高流動コンクリート すさと材料分離抵抗性
害や中性化による鋼材腐食が発生
・密実で所要の強度を有するコン 発生する。
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン施工指針」にしたがってワーカビリティーを定める。[2]・密実で所要の強度を有するコンク クリート部材を形成
・ブリーディングにより、鋼材の付着強度 する。
クリート橋編，pp.330-334，平・粗骨材最大寸法標準値は20mmまたは25mm[2]リート部材を形成が低下し、曲げ引張破壊およびせん断 ・ブリーディングの影響により、鋼材
成14年3月・土木学会では、構造物の種類、部材の種類、鋼材量や配によるひび割れの制御機能が低下し破壊により脆性破壊する。
[3]土木学会：コンクリート標準
筋条件、締固め作業高さなどを考慮して、打込み時の最小てひび割れ幅が設定値より大きくな
示方書，施工編，pp.74-79，
スランプを規定する方法を採用している。[3]る。
2007年12月
・一般には、耐久性確保の観点から50%以下が望ましい。
[1]・かぶりコンクリートの遮塩性に期待して耐久性を確保する
場合は、遮塩性能を考慮して水セメント比を定めなければ ・コンクリート強度、耐荷性能およびならない。[1]構造的機能・塩害に対する最小かぶりの設定値で想定している構造ごとのW/C以下。[2]・上記によらない場合は、別途耐久性を検討。[1]空気量・道示昭和53年、規定なし→道示平成2年、4%を標準→
・土木学会コンクリート標準示方書では、「AEコンクリートの道示平成8年、4.5%を標準
空気量は、粗骨材の最大寸法、その他に応じてコンクリート
・コンクリートの単位水量を減少させ、凍結融解作用に容積の4～7%を標準とする。」としている。[2]ただし、現示方対する耐久性を改善するためにAEコンクリートを用いる
書では、性能照査型のため、空気量の標準値はない。
ことを原則とした。また、空気量については、土木学会の・JIS A 5308では、普通コンクリート空気量4.5%の許容差を規準およびJIS A 5308の規格を考慮して、4.5%を標準と±1.5%としている。[3]した。[1]

・AEコンクリートを原則
・標準は4.5%

耐久性能

・コンクリート橋の施工は、設計において前提とされた諸条件等が満足されるように行わなければならない。
・施工が確実になされていることを確認するために、品質管理および検査を適切に行わなければならない。[1]・鉄筋コンクリートの場合は、最低設計基準強度を210kg/cm2と規定したので、この強度に対応する値とした。[1]・単位セメント量があまり多くなると、乾燥収縮によるひび割・プレテンション方式の場合は、コンクリートとPC鋼材の れの発生などにより、構造物に有害な影響を与えるおそれ
付着強度を十分に確保する必要があるため、最小量を があるので養生などの施工方法について注意する必要が ・コンクリートの強度
ポストテンション方式より多く規定した。[1]ある。[1]
・イギリスのFirst Reportでは、最小単位セメント量をプレ
テンショニングに対し374kg、ポストテンショニングに対し326kgとしている。[2]イ
塩・フレッシュコンクリート中の塩化物イオオ化3ン
物 ン量は、0.3kg/m 以下
量・コンクリート構造物の長期的な耐久性を確保するために必・道示昭和53年、NaCl量で鉄筋コンクリートおよびポステ 要なフレッシュコンクリート中の塩化物量の規制値を示す。
ン部材はセメント量の0.1%以下、プレテン部材およびグ [1]
ラウトは砂絶乾重量の0.03%以下→道示平成2年、塩素 ・ただし、一般の条件下で使用される無筋コンクリートおよ
イオン量で鉄筋コンクリートおよびポステン部材はび鉄筋コンクリート部材の場合で、塩化物量の少ない材料
0.6kg/m3以下、プレテン部材およびオートクレーブ養生 の入手が著しく困難な場合には、0.6kg/m3以下としてよい。
部材は0.3kg/m3以下→道示平成8年、フレッシュコンク この場合には、水セメント比あるいは単位水量をできるだけ小さくすることと、コンクリートの打込みを入念に行うことなど
リート中の塩化物イオン量は0.3kg/m3以下
配慮が必要。[1]－－・施工時にPC鋼材定着部背面に割裂ひ[1]日本道路協会：道路橋示方
び割れが発生する。
・使用時に曲げひび割れが発生する。 ・塩害、中性化などにより鋼材腐食が 書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.330-334，平・鋼材の付着強度不足により、鋼材に発生する。
・所要の水密性が確保されず、浸水 成14年3月
・水密性、透気性、物質移動抵抗 沿ったひび割れが発生する。
[2]日本道路協会：道路橋示方
・終局時にコンクリートの強度不足で脆 や漏水が発生する。
性など耐久性能
性的に曲げ圧縮破壊する。
・凍害やアルカリ骨材反応が発生し 書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.171-175，平・終局時に鋼材の定着不全により耐力 やすい。
成14年3月が低下し、曲げ引張破壊およびせん断
破壊により脆性破壊する。
[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
・単位セメント量が過多で、施工方法
クリート橋編，pp.265-269，昭や養生方法等が適切でない場合、マ
和53年1月スコン部材に温度ひび割れが発生し[2]土木学会：昭和30年土木学
たり、拘束のある部材に乾燥収縮ひ会制定 プレストレストコンク
び割れが発生する。
リート 設計施工指針，p15,昭和30年4月・コンクリートの耐久性、水密性

・単位セメント量が少なすぎると、プレテンション方式PC鋼材の確実な定着やプ
レストレスの導入ができないため、使用時に曲げひび割れが発生する。
・終局時に脆性的に曲げ破壊する。

・凍結融解作用に対する耐久性の改善[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.306-311，平・空気量が過多の場合、コンクリート強度 ・空気量が不十分な場合、凍害が発 成8年12月[2]土木学会：［平成8年制定］が低下する。
生する。
コンクリート標準示方書 施工
編，p65，平成8年3月[3]JIS A 5308

・コンクリート構造物の長期的な耐
久性を確保

－

・鋼材の腐食発生限界塩化物量は、
31.2kg/m と考えてよい。
・外来塩分は、かぶりコンクリートによ [1]日本道路協会：道路橋示方る遮塩効果が期待できるが、内在塩 書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
分は直接鋼材に触れるため、制限値 クリート橋編，pp.306-311，平を小さく設定してある。
成8年12月・したがって、内在塩分が過多であると、短期間での鋼材腐食が懸念され
る。

ス
仕
様

・コンクリート打設時に変形しにくい・継ぎ目からペーストが流入しない
・有害な腐食、よごれ、傷、変形等がな
い・所定の強度、変形性、耐久性を有する－

・断面方向につぶれにくい節付きのものや波付きのものを用いることが望ましい。[1]・外ケーブル保護管や斜張橋の斜材保護管は、コンクリート
・過度の変形などがある場合、PC鋼材 ・シースの耐久性が劣ると、PC鋼材中に配置されるシースとは異なり、環境の影響を受けやすに容易に腐食因子が到達し、鋼材がの挿入や緊張に支障をきたす。
いため、腐食や劣化に対する耐久性を考慮して選定するこ[1]日本道路協会：道路橋示方・内面に錆を生じると、緊張時に摩擦係 腐食する。
とが望ましい。また、注入圧に対して十分な強度を有してい
・PC鋼材のグラウト注入に支障を・PC鋼材の緊張やグラウト注入に支書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
数が増大し、所定の緊張力を導入でき ・十分なグラウト充填ができない場
なければならない。[1]
きたさない。
障をきたさない。
クリート橋編，pp.334-335，平合、鋼材が腐食する。
ない。
・有害な品質変化等が生じると、施工に支障をきたしたり、・耐久性を確保する。
・十分なグラウト充填ができない場合、コ ・シースの空隙に水が存在すると、凍 成14年3月
耐久性を損ねる可能性があるため、運搬時、受入れ時、施ンクリートとPC鋼材が一体にならないた 結により鋼材に沿ったひび割れが生工時に十分注意する必要がある。[1]じる。
め、曲げ耐力が低下する。
・一般に薄い鋼製のシースが用いられる。塩害地域等において、高い耐久性を確保するために、ポリエチレン等のプラスティック製シースが用いられている例もある。[1]

グ
ラ
ウ
ト
材
料

・PC鋼材が錆びないよう保護できるもの
・部材コンクリートと一体とする場合は十分な付着を有するもの
・ノンブリーディング型が標準
・セメントは JIS R 5210に適合する普通
ポルトランドセメントを原則とする・混和剤はPC鋼材に悪影響のないもの－

・ノンブリーディンググラウトは、従来タイプのグラウト材に増粘剤を加えたもので、その増粘剤の添加量により、ノンブ
リーディング型とノンブリーディング粘性型とに区分される。
[1]

グ
ラ
ウ
ト
特
性

・W/Cの標準は45%以下
・材齢28日の圧縮強度の標準は
2
20N/mm 以上
・膨張率は0.5%以下
・ブリーディング率は0.0%・塩化物イオン量は0.3kg/m3以下

ー

シ
ー

シ

グ
ラ
ウ
ト

－

耐荷性能および構造的機能

・単位水量とW/Cから定める
セ・鉄筋コンクリート部材の最小量はメ
単230kg/m3ン
位
ト・プレテン部材の最小量は350kg/m3
量・ポステン部材の最小量は300kg/m3

施
工ス

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠[1]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.335-336，平成14年3月・グラウト充填が不完全な場合や塩・グラウト充填が不完全な場合、コンク
・完全充填により部材コンクリートと一化物イオン量が過多の場合、PC鋼
リートと一体にならないため、曲げ耐力体化させる。
材を腐食から保護できず、PC鋼材に・完全充填によりPC鋼材を腐食かが低下する。
・従来タイプのグラウトでは、ブリーディング水が生じる。この腐食が発生する。
・圧縮強度20N/mm2以上の規定は、昭和36年度改定土 ため、ブリーディング水を外部に押出すために、膨張剤を ・平面保持の仮定の成立。
ら保護する。
・グラウト強度が不足する場合、コンク
・グラウト充填が不完全な場合、空隙
木学会プレストレストコンクリート設計施工指針に添付さ 添加していたがノンブリーディング型の場合、これが不要と ・PC鋼材を引張鋼材として十分に機リートとの付着が不十分となり、曲げ耐力部に水が滞積し、凍結により鋼材に [1]土木学会：2007年制定 コ
れた「PCグラウト指針案」のうち、「型ワク方法」の規定を なるため、膨張率については値を変更した。また、これに伴 能させる。
が低下する。
ンクリート標準示方書 施工
沿ったひび割れが生じる。
継承したものである。[1]いブリーディング率も0.0%へと変更している。[2]編，pp.365-367，2007年12月
・塩化物イオン量は0.3kg/m3以下の規定は、コンクリート ・従来タイプのグラウトを用いる場合は、コンクリートへの有[2]日本道路協会：道路橋示方に準拠している。[1]
害な圧力がかからないこと、グラウトが完全に充填されるた書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
・道示昭和53年～平成6年、膨張率10%以下を原則→平 めの膨張率を設定しなければならない。[1]
クリート橋編，pp.335-336，平成8年、膨張率10%以下でブリーディング率3%以下を原 ・土木学会標準示方書では、ブリーディング率0.0%、体積
成14年3月則→平成14年、膨張率0.5%以下でブリーディング率
変化率-0.5%～0.5%、圧縮強度30N/mm2以上を標準として0.0%いる。[2]

16

25 ～ 26

表2.2.9

PC橋の設計および施工で担保している性能とその変状が及ぼす影響（施工その２）

1．項目
大

中

小

2．設計・施工で用いる
制限値・性能規定等

値・規定の根拠

5．機能・性能が満足されない場合に橋梁に現れる事象，事例 ・ 現状の課題

4．制限値，許容値に関係する性能

3．規格値，規定に対する根拠

耐荷性能および構造的機能

適用範囲等の補足

耐久性能

・運搬距離が長い場合や、分離抵抗性の少ないコンクリートを運搬するときは、攪拌機能を有したトラックアジテータ車を用いて運搬しなければならない。[2]・練混ぜ後の水和による温度上昇を防ぐため、できる・レディーミクストコンクリートの運搬時間は、JIS A 5308の規定
だけ早くにコンクリートを打込むことが望ましい。旧示・所要のワーカビリティーを有し、材 ・所要のワーカビリティーを有し、に従う。[2]
方書では、このような観点から練混ぜ後1時間以内に・練混ぜてから打込みが終了するまでの時間は、原則として、 料分離のないコンクリートを打込むこ 材料分離のないコンクリートを打打込むように定めていた。しかし、レディーミクストコン
外気温が25℃以上の時は1.5時間以内、25℃未満の場合でも とにより、所定の強度特性を有するコ 込むことにより、所定の耐久性能
クリートを十分に使いこなしている現状から、練混ぜ
ンクリートを確保する。
を有するコンクリートを確保する。
2時間をこえないことが望ましい。[2]から打込みまでの限度をJISに合わせて1.5時間以内
・輸送管は、水平または上向きに配置することが望ましい。まと長くした。[1]た、ポンプの輸送管はコンクリート圧送中に動くので、直接、鉄筋あるいは型枠等の上に配置しないで、支持台の上に配置することが望ましい。[2]

耐荷性能および構造的機能

参考文献

耐久性能

・ジャンカ、コールドジョイント、砂す
じ、沈下ひび割れなど初期欠陥が生 [1]土木学会：コンクリート標準
・コンクリートの打ち込みができない。
・ジャンカ、コールドジョイントなど初期欠 じ、水密性、透気性、物質移動抵抗 示方書（昭和61年制定）改定
性が想定より劣り、塩害や中性化に 資料，p86，昭和61年10月
陥が生じる。
[2]日本道路協会：道路橋示方・ブリーディングにより、沈下ひび割れが よる鋼材腐食が発生する。
発生する。さらに、鋼材の付着強度が低 ・ブリーディングの影響により、鋼材 書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
下し、曲げ引張破壊およびせん断破壊 によるひび割れの制御機能が低下し クリート橋編，pp.340-345，平て、ひび割れ幅が設定値より大きくな 成14年3月
により脆性破壊する。
る。

運
搬・材料分離が生じないこと
・適切なコンクリートポンプの選定
・鉄筋、型枠、支保工に配慮した配管

打込
み・コンクリート温度が高いと、所要のコンシステンシー
・材料分離が無く均質なコンクリートを打ち込むことが重要であを得るに必要な単位水量が大きくなること、過早に固る。[3]まるおそれのあること、長期材齢強度が小さいこと、・悪天時にやむを得ずコンクリートを打込む場合は、遮蔽設備
温度変化によりひび割れの生じるおそれがあることかを設けなければならない。[3]・床版上面などコンクリート表面に初期ら、暑中コンクリートの打込み時のコンクリート温度は・日平均気温が25℃を超える暑中コンクリートを施工する場合
・雨天または強風時に行わない
・初期ひび割れ、W/Cの変化、長期
乾燥ひび割れが発生する。
30℃以下と規定した。[1]は、コンクリート温度は原則30℃以下であるが、やむを得ない
・初期ひび割れ、W/Cの変化、長・型枠を清掃し吸水部は湿潤状態を保
強度不足、温度差によるひび割れな・部材断面急変部やマスコン部に温度
・寒中コンクリートの打込み時のコンクリート温度は、場合でも打込み時のコンクリート温度は35℃を超えてはならな
期強度不足、ひび割れなどを防つどを防ぎ、所定の強度特性を確保す
ひび割れが発生する。
10～20℃と定められていたが、5～20℃に拡大した。
い。[3]ぎ、所定の耐久性能を確保する。
・暑中コンクリートは原則30℃以下る。
・それらにより、所要の強度特性を確保
その理由は、部材厚が大きい場合は、低温で長時間・日平均気温が4℃以下となる寒中コンクリートを施工する場合
・寒中コンクリートは原則5～20℃の範囲できない。
養生するほうが経済的で長期的な物性に対して望まは、打込み温度は最低でも10℃程度を確保する必要がある。
しいためである。また、コンクリート温度だけ高くする
コンクリート温度が高くなる場合には、外気温とコンクリートの温と、型枠や鉄筋に接触する部分と温度差ができ、露度差によって大きな温度応力が生じる恐れがあるので、コンク
出部の水分の蒸発が著しくなる。最低温度5℃とした
リート温度を20℃以下とする必要がある。[3]ひとつの理由は、ACI規準である。[2]養生・セメントの水和作用の観点からは、できるだけ長く湿潤状態に保つのがよいが、実際の構造物では困難 ・打込み後ごく早い時期に、直射日光や風等により・打込み後であり、不経済でもある。そこで、硬化コンクリートから ごく早い時期に、直射日光や風等により表面だけが急激に乾・乾燥、低温、急激な温度変化を避けるの水分の蒸発、初期材齢での硬化の増進などを考 燥するとひび割れが生じる。また、内部の水分が失われると水[1]土木学会：昭和49年制定
・硬化中は有害な振動と衝撃を避ける
・打込み後早い時期の表面の急激な ・打込み後早い時期の表面の急 ・床版上面などコンクリート表面に初期 ・床版上面などコンクリート表面に初慮し、最も一般的な普通セメントを用いる場合につい 和反応が十分に行われず、強度の発現が期待できなくなる。
コンクリート標準示方書解説
期乾燥ひび割れが発生する。
乾燥ひび割れが発生する。
・湿潤養生を原則とする
乾燥によるひび割れ、内部の水分の激な乾燥によるひび割れ、内部のて、普通の場合、型枠で保護されていないすべての [2]【昭和55年版】，pp.153-155，
・部材断面急変部やマスコン部に温・部材断面急変部やマスコン部に温度・普通セメントを用いる場合は5日以上喪失、硬化時の振動、硬化時の急激水分の喪失、硬化時の振動、硬コンクリート面に対して5日間以上、湿潤養生を行うこ ・床版コンクリートを施工する場合、気温が低い時期には、コン
昭和55年3月
度ひび割れが発生する。
・早強セメントを用いる場合は3日以上な温度変化や温度差などを避け、セ 化時の急激な温度変化や温度差 ひび割れが発生する。
2とを定めた。[1][2]日本道路協会：道路橋示方
クリートの圧縮強度が15N/mm 程度に達するまでは、適当な保・不十分な水和反応に起因する強度・不十分な水和反応に起因する強度不・寒中コンクリートは養生中の凍結を避メントの十分な水和反応による所定などを避け、セメントの十分な水・早強ポルトランドセメントを用いる場合は、水和作用 温設備のもとに養生を行い、15N/mm2程度に達するまでは、コ書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
けるの強度特性を有するコンクリートを確 和反応による所定の耐久性能を 足や，鋼材の定着性能の低下が発生す 不足や，鋼材の定着性能の低下がが硬化初期に盛んで、初期発熱量が大きくコンクリー ンクリート温度を5℃以上に保ち、さらに2日程度は0℃以上にクリート橋編，pp.340-345，平発生する。
る。
・蒸気養生の場合、前養生2時間、温度保する。
有するコンクリートを確保する。
ト温度が高くなり、クリープも小さく、硬化初期にひび 保つことが望ましい。[2]
成14年3月上昇は15℃/時以下、最高65℃以下
割れが生じやすいので、3日間以上、特に十分湿気 ・寒中コンクリートの場合は、コンクリートの打込み後の初期にを与えて、乾燥による収縮ひび割れの発生を防ぐ必 凍結しないよう十分に保護し、とくに風を防ぐ必要がある。[2]要がある。[1]打継目・設計で定めた位置や構造を変更しない・せん断力の小さい位置に設ける・圧縮力と直角方向に設ける・温度応力や乾燥ひび割れのないようにする・レイタンスやゆるんだ骨材を除去
・打ち継ぐ前に十分吸水する・塩害域では少なくし鉛直を避ける・打重ね部は一体性を確保する・耐久性に影響するひび割れやコール
ドジョイントを生じさせない

ー

コ
ン
ク
リ

[1]土木学会：コンクリート標準
示方書解説【昭和42年版】，
pp.79-81，昭和42年7月
・床版上面などコンクリート表面に初[2]土木学会：コンクリート標準
期乾燥ひび割れが発生する。
示方書（昭和61年制定）改定
・部材断面急変部やマスコン部に温資料，pp.83-85，昭和61年10度ひび割れが発生する。
月
・それらにより、所要の耐久性能を確[3]日本道路協会：道路橋示方保できない。
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.340-345，平成14年3月

ト
工

施
工

ー

コ
ン
ク
リ
ト

P
C
鋼
材
緊
張
工
緊
張
管
理
等

－

・設計で定めた位置をやむを得ず変更する場合、構造物の性質を理解し、位置、方向、構造および施工方法を定める。[1]・打継目付近には、スターラップあるいは配力筋等を他の部分と比較して密に配置する等の処置を講じる必要がある。[1]・旧コンクリート表面に残留した水は、打ち継ぐ前に除去する。
[1]日本道路協会：道路橋示方・打継目が構造的弱点にならないよう ・打継目が防食上の弱点等になら ・打継目の開きや打重ね面にコールド ・打継目の開きや打重ね面にコール[1]
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンにし、構造物の耐荷性能を確保す ないようにし、構造物の耐久性能 ジョイントが生じ、耐荷性能の低下が発 ドジョイントが生じ、漏水や鋼材腐食
・打継目は防食上の弱点となりやすいので、できるだけ打継目
クリート橋編，pp.340-345，平生する。
などが発生する。
る。
を確保する。
が少なくなるよう計画する。[1]
成14年3月・コールドジョイントを防ぐため、コンクリートの種類および品
質、練混ぜ開始から打込み終了までの経過時間、コンクリート
温度、締固め方法等の影響を考慮して、打継時間間隔を設定して管理することが大切。[1]・プレテンション方式において、プレストレッシング時の圧縮強・プレストレスを与えた後の最大圧縮応力度は、一般
2に緊張材のレラクセーション、コンクリートのクリープ 度を30N/mm 以上としたのは、コンクリートに生じる最大圧縮
応力度に対して安全度を持たせるだけでなく、PC鋼材とコンクおよび乾燥収縮、永久荷重等によって減少するもの
・プレストレッシング時の圧縮強度は最 であるから、この場合の安全度は、設計荷重を受け リートの間に十分な付着強度が必要であることを考慮して定め
大圧縮応力度の1.7倍以上、プレテンは たときの安全度よりも小さくてよいわけである。しかし、 た。[3]コンクリートの圧縮強度に比較して与える応力度が大 ・PC鋼材の定着による局部的な支圧応力や引張応力は、定着 ・緊張直後のコンクリート部材の安全30N/mm2以上
具の種類、間隔、かぶり等によって異なる。したがって、各PC 性
・定着部は生じる支圧応力に耐えること きくなりすぎると、コンクリートのクリープが応力度に比工法で規定されているコンクリート強度に達してから、緊張しな・複数のPC鋼材を順次緊張する場合は 例する範囲を超えて大きくなるという害を生じる。示方書では、このような場合のコンクリートの圧縮強度 ければならない。[3]各段階の発生応力度に注意
は、プレストレスを与えた直後のコンクリートの最大応 ・複数のPC鋼材を順次緊張する場合は、先に緊張したPC鋼
力度の1.7倍以上あればよいことにした。[1]この安全 材は、後から緊張したPC鋼材の引張力によるコンクリートの弾性変形のために、引張力が減少するので、これを考慮する。
率1.7以上を定めたのは、DIN 4227による。[2][3]
・現場における試験緊張は、PC鋼材の配置形状の異なる代表的なものから、5ケーブル以上行うことを原則とする。[1]・鋼製シースを使用し、緊張試験を行うことが困難な場合は、管理限界について[2]道示に示す値を用いてよい。ただし、この場合はプレストレッシ【方法1】摩擦係数をパラメータとする管理手法におングの管理において、仮定した値が正しいことを確認する。もし・緊張後の損失を考慮して初期値を決 ける2σ法の管理限界について異なる場合は、その値を用いて再度引張力を計算する。[1]定①ケーブル1本ごとに対して・プレストレッシングにより与えられるプレストレス力は、PC鋼材
・装置のキャリブレーションを行う：±2σ （式1）の見かけのヤング係数のばらつき、摩擦係数のばらつき等に・管理に用いる摩擦係数およびみかけ ②グループの平均値に対して
より目標値から外れる場合がある。プレストレッシングの管理
・所要の緊張力を確保のヤング係数は試験緊張により求める：±2σ／√n n＝１グループの本数 （式2）は、これらのばらつきのうち、不注意による誤差を最小限にとど ・誤差を最小限にとどめる・所定の緊張力が得られるよう管理する 【方法2】緊張力と伸びを独立して管理する手法におめるとともに、部材設計断面に正確にプレストレッシングが行わ ・緊張作業の安全を確保
・管理は荷重計示度とPC鋼材の伸び量 ける許容誤差δについてれているかどうかを判断し、異常がみられた場合に、その原因で行う①ケーブル1本ごとに対してを早期に発見するために行うものである。[1]・後埋め部は膨張コンクリートまたは無：バラツキの標準偏差σ＝5%として、・PC鋼材に与えられる引張力を荷重計の示度で推定した場合
収縮モルタルを用いる（式1）より2σで管理した場合±10%も、PC鋼材の伸びで推定した場合も、5%程度の誤差を含むこ②グループに平均値に対してとは避けられないので、誤差発生の危険性を低減するため2つ：バラツキのσ＝5%として、の方法を併用することを原則とする。[1]・具体的な管理手法は、日本道路協会「コンクリート道路橋施工便覧 8.6 緊張管理」を参照するとよい。[1][2]17－・早期にプレストレスを導入すると、想定以上のクリープ変形を生じる。
・プレストレス導入時に、定着部背面に割裂ひび割れが生じる。

・所要のプレストレスが確保されないた
め、使用時に曲げおよび斜めひび割れ
・後埋め材の収縮による打継目面 が発生する。
の目地開きを防ぎ耐久性を確保 ・プレストレス導入時に、定着部背面に割裂ひび割れが生じる。
・緊張作業中にPC鋼材が破断する。

－[1]土木学会：昭和53年制定
プレストレストコンクリート標準
示方書，pp.120-121，昭和53年12月[2]土木学会：昭和30年土木学会制定 プレストレストコンク
リート 設計施工指針，pp.1314,昭和30年4月[3]日本道路協会：道路橋示方書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコン
クリート橋編，pp.347-353，平成14年3月[1]日本道路協会：道路橋示方・後埋め部の打継目面より腐食因子
書・同解説，Ⅰ共通編・Ⅲコンが浸入し、定着部の鋼材が腐食す
クリート橋編，pp.347-353，平る。
成14年3月・プレストレス不足により曲げおよび[2]日本道路協会：コンクリート
斜めひび割れが発生し、耐久性が低道路橋設計便覧，pp.288下する。
334，平成10年1月

27 ～ 28

(3) まとめプレストレスの導入量、特に残存しているプレストレス量は、表 2.2.1～2.2.9 のように橋梁の耐荷性能・耐久性能に直接影響するため、その残存量の程度を正確に把握しておくことは、PC 構造物の維持管理上において最重要項目である。
一般に PC 構造はひび割れを許容しない設計であるため、プレストレス量が不足すること
で以下のような不具合が発生するおそれがある。
・ プレストレス量の不足によりひび割れ発生抵抗モーメントが小さくなるため、ひび割れが発生する。
・ ひび割れの発生により主桁の剛性が著しく低下するため、想定を越えたたわみや振動が発生する。
・ ひび割れ部の PC 鋼材において、応力変動が大きくなるため疲労破断が生じるおそれがある。
・ ひび割れから塩化物イオン等の劣化因子が侵入し、構造物内の鉄筋や PC 鋼材を腐食させる。最悪の場合は、鉄筋や PC 鋼材が破断して落橋するおそれがある。
・ せん断耐力が減少するため、破壊モードが曲げ破壊先行型からせん断破壊先行型へ移行する可能性があり、せん断破壊モードとなった場合には破壊が脆性的となる。
一方、曲げ破壊に対しては、一般にプレストレスの効果は無視するため、曲げ破壊安全度についてはほとんど影響がないといえる。ただし、上述のように破壊モードがせん断破壊先行型になる可能性があるため、注意を要する。
以上述べたように、実構造物にはひび割れを生じさせないことが、所要の性能を満足させることとなる。すなわち、道路橋示方書の規定は、原則としてひび割れを発生させないことを目的としていると考えることができる。
一方、道路橋示方書の許容応力度はコンクリートのひび割れ強度に対してある程度の余裕を有している。ただし、これは設計で仮定した材料の物性値の違い（ヤング係数、クリープ係数、乾燥収縮度等）、製作誤差、施工条件等により引張応力度が設計値以上に発生しても、ある程度の安全度を確保するように定められているものである。したがって、実構造物の設計・施工・維持管理においては、通常の使用状態ならびにレベル 1 地震動の範囲内において、あくまでも許容応力度を遵守してひび割れを発生させないことが必要である。

29
18

2.3 PC 道路橋の施工及び品質管理(1) 施工及び品質管理の現状
2.2 で整理したように、PC 道路橋の設計においては、所定の性能が発揮されるために様々な設計項目について定量的な照査や構造細目等の遵守が行われる必要がある。またそれらの設計項目や構造細目では前提となる材料や施工手順によることが前提となっているものも多く、施工にあたってはそれらが満足されるように種々の品質管理が行われることとなる。
特にコンクリ－ト、鉄筋、PC 鋼材を用いて橋体を形成する複合構造であり、RC 部材に比べ荷重に対して全断面で抵抗する特徴を有する PC 部材では、RC 部材に比べて一般により高強度のコンクリートが用いられるだけでなく、施工段階で有効断面を侵すような有害なひび割れをできるだけ生じないような施工の実施、所定のプレストレス力が導入される
ための緊張方法（緊張量・手順など）の設定とその管理、適切なグラウトの施工など高度な施工技術とその確実な実施が求められる 2)。
そして、硬化後のコンクリートの特性や導入されたプレストレスの状態については、PC
道路橋の性能を大きく左右する一方で、それらを施工後に直接的に評価する手法は十分でない。また評価できたとしてもプレストレスが導入された後での是正は極めて困難である。
このため設計の前提となった施工品質が得られることについては、施工段階毎に行われる個々の品質管理の積み上げにより間接的に保証されているのが現状である。
そこで本節では、現状の品質管理において実施している項目と手法を整理し、それらと部材の性能の関わりについてとりまとめた。また各着目品質について構造物の完成後の検証性についても検討して整理した。
施工手順や品質管理の詳細は道路橋示方書などの設計技術資料では網羅されていないた
め、ここでは、主に国土交通省直轄事業の PC 道路橋施工で実際に実施されている品質管理項目を例として工種，細目，確認事項に体系整理した(図 2.3.1)。
また各項目について品質管理で実施している内容を表 2.3.1 に、構造物完成後の確認手法
を表 2.3.2 のグレード分けの定義に従って分類することにより現状の品質管理体系を評価する。分類を判定する評価手法は、既往の知見等 3),4)で確立されているのものではないことか
ら、実際の PC 道路橋の品質管理に携わった経験を有する技術者（プレストレストコンクリ
ート建設業協会に所属する技術者）の主観、および非破壊検査技術関連の一部については（社）日本非破壊検査工業会に所属する企業のアンケートを基にグレード分けを実施した。
その他 PC 道路橋の建設現場で実施されている一連の品質管理について、実際に運用されている工事仕様書 5)、基準類 6),7),8)から抜粋し、①使用材料の品質管理、②施工精度の管理、③緊張管理、④グラウト管理，⑤出来形管理に分類した（参考資料-1）。さらに一般の工事
仕様書等に記載されていない PC 構造特有なプレストレスの緊張管理手法について参考資料-2 に示す。

30
19

工種

細目

確認項目

管理手法分類

事後の確認◆工場等で実施
された品質試験と同等なものかどうかを納入時に現地で確認すること。

□竣工図書によって確認する。

事前調査・確認
型枠・支保工
鉄筋工

試験成績表

受入れ検

材料試験
検寸
キズ・発錆状況
加工形状

寸法検測

配置

配置間隔・径・本数

組立
PC 組立工コンクリート工

結束状況・結束箇所

PC 緊張工

継手位置

グラウト工

重ね継手長

出来形
差筋の防錆

図 2.3.1 品質管理項目の整理方法（例）

表 2.3.1 品質管理手法の分類
記号

概 要

備 考

(例事)

●

目視，写真等による品質管理手法

・寸法，配置本数を検測する事○

理論計算等による品質管理手法

・支保工耐力計算，たわみ計算を
実施する事

△

JIS や特定の試験方法が規格化されており直接的な管理手法

・コンクリートの圧縮強度試験，鋼材の引張強度試験◆

現場において書類，成績表の整合をチェックする間接的な品質管理手法

・納入された鋼材が所要の製品であるか試験成績表を確認する事

3120

表 2.3.2 事後（構造物完成後）確認の容易さのグレード分けの定義
記号

概 要

備 考

▽

目視により事後確認できる

・打ち継目のコールドジョイント等目視観察によって判定可能◎

現存する非(微)破壊検査技術で、既に実用的段階で検証がなされている・テストハンマー等によるコンク
リート強度が試験法・規準として確立している事項▲

テストピース(供試材)抜き取ることで確認可能・コンクリートの品質状態（単位
水量，含有塩分量など）など抜き取りで状態が把握可能な事項□

竣工図書等の書類で確認できる・試験成績表，納品書等の材料の所在に関わる事項■

事後確認することが困難である

・目視、検査技術も用いても評価が困難となる事項--

PC 道路橋の性能評価に直接関わらない項
目・施工条件，コンクリートの試験練結果などが該当する

注）品質管理の評価手法は、既往の知見等 3),4)で確立されているものではないことから、実際の PC 道路橋の品質管理に携わった経験を有する技術者（プレストレストコンクリート建
設業協会に所属する技術者）の主観、および非破壊検査技術関連の一部については (社)日本非破壊検査工業会に所属する企業のアンケートを基にグレード分けを実施した。
なお、品質管理手法は、一つの項目に対して複数となる場合もある。複数となる場合や、手法の選定理由について補足が必要な項目に対しては補足説明を記載した。

32
21

(2) 品質管理手法の分析結果
品質管理項目を評価した結果を工種ごとに表 2.3.3～2.3.10 に示す。
表 2.3.3 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （事前調査および確認）
工

細

種

事前調査
および確認

目

確

認 項 目

形状、寸法、材料、鋼材（配置，ランク）等の計算結果や図面・数量との整合性

設計図書確認

品質管理
事後の確認
手法の分類
●,○

※1)

‑‑

施工条件
●
‑‑
（架設条件・施工条件の調査）
設計図書の確認では、現場施工条件と設計図書との整合性や、標準設計などとの比較、そして概算数量や必要鋼材量と図面の整合性等をチェックする作業の「●」と、計算結果や図面・数量の妥当性や整合性を試算により照査・チェックする「○」を示す。
施工条件調査※1)

表 2.3.4 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （型枠・支保工）
工

細

種

目

型枠・支保工の耐力

型枠
支保工

出来形

確

認 項 目

型枠・支保工の耐力計算
地盤耐力（平板載荷試験、レベルによる沈下量測定等）
寸法検測（組立精度）

品質管理
事後の確認
手法の分類
○
-△

‑‑

●

--

表 2.3.5 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （鉄筋工）
工

細

種

受入れ検査
加工形状
鉄筋工
配置・組立

かぶり

目

確

認 項 目

試験成績表
材料試験（強度試験等）
検寸
キズ、発錆状況 （断面欠損）
寸法検測
配置間隔・径・本数
結束状況・結束箇所
継手位置、重ね継手長
施工時に暴露環境にある差筋の防錆処理
スペーサーサイズ(かぶり）と配置個数（m2当たり）

33
22

品質管理
事後の確認
手法の分類
◆
□
△
□
●
-●
◎
●
-●
◎
●
-●
◎
●

‑‑

●

◎

表 2.3.6 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （PC 組立工）
工

種

細

目
シース

受入れ検査

PC鋼材
定着具

PC組立工
シース
配置・組立

PC鋼材
定着具

確

認 項 目

試験成績表
検寸
キズ、発錆状況
試験成績表
強度試験
キズ、発錆状況
試験成績表
強度試験
棚筋の高さ・間隔
平面位置(ピッチ・あき）
本数
本数
余長（緊張ジャッキが配置可能な長さ）
配置高さ
補強筋（グリッド筋など）

34
23

品質管理
事後の確認
手法の分類
◆
□
●
-●
◎
◆
□
△
□
●
◎
◆
□
△
□
●
◎
●
-●
◎
●
◎
●

‑‑

●
●

◎
--

表 2.3.7 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （コンクリート工）
工

細

種

目

確

認 項 目

品質管理
事後の確認
手法の分類
△
--

配合、強度
運搬時間（練混ぜ開始から荷卸し◆‑‑までを原則として1.5時間以内）
配合（伝票）
◆
□
受入れ検査
塩化物総量
△
▲
単位水量
△
▲
スランプ
△
-空気量
△
▲
場内運搬
●
-締固め、打継ぎ時間
ｺﾝｸﾘｰﾄ工●▽（コールドジョイント）※2)
打込み・養生‑‑スランプロス○,△
温度●-仕上げ状況
●▽湿潤状況、養生期間●-打継目位置
●
▽
打継処理
レイタンス
●
▽
材料、配合、打継ぎ目の位置、養
※3)
マスコン
▽
○
生方法
※4)
施工時の強度
脱枠時、PC緊張時、σ28△□※2) コンクリート標準示方書・施工編に従い、打ち込み最小スランプを基準として、以下のスランプロスを考慮し算出するため「○」とする。（①現場まで運搬によるロス、②ポ
ンプ圧送や配管による現場内の運搬によるロス、③環境温度によるロス、④時間経過によるロス等。）
打込み時の最小スランプはコンクリート標準示方書・施工編を目安とし、JIS A 1101に基づくスランプ試験を実施する「△」を示す。
試験練※3)※3) マスコンは、経験等から温度ひび割れが懸念される場合、温度応力解析などにより、マスコンは、経験等から温度ひび割れが懸念される場合、温度応力解析などにより、材料、配合、打ち継ぎ目位置、養生方法などによりひび割れを発生を制御する方法
材料、配合、打継目位置、養生方法などによりひび割れの発生を制御することが可能。
が可能。
※4)

施工時の強度は、各材齢の強度試験結果を書類で確認する。

3524

表 2.3.8 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （PC 緊張工）
工

細

種

目

確

認 項 目

緊張計算
キャリブレーション
試験緊張

緊張前準備

緊張管理(導入緊張力管理)（マノメーター示度、PC鋼材の伸びにより緊張管理図作成）

PC緊張工

品質管理
事後の確認
手法の分類
○
□
△
-※5)
‑‑
○,△
●,△

※6)

■,□

※7)

緊張時

※5)

変形拘束物の有無●-セットロス●-グループ管理○-管理限界の修正○-コンクリート道路橋施工便覧に従い、摩擦係数をパラメーターとして緊張管理を行う
場合、ＰＣ鋼材の見かけのヤング係数および摩擦係数を定められた試験緊張方法から
理論計算により算出するため「○」および「△」とする。また、十分な試験データがあるような単純ポスＴや試験緊張が困難な片引き施工の場合は、試験緊張を省略し施工便覧に示す値を使用してもよい。

※6)

コンクリート道路橋施工便覧に従い、定められた方法で緊張管理を実施するため「△」とする。また、実際の緊張管理はジャッキの圧力計やＰＣ鋼材の伸び量を目視や写真にによって管理するため「●」とする。

※7)

施工時に導入した緊張力は書類で確認できるため「□」とする。しかし、何らかの原因
で緊張力が低下した影響まで考慮は出来なく、事後に残存緊張力を確認する非破壊検査
技術は現時点では確立されていないため「■」とする。

表 2.3.9 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （グラウト工）
工

種

細

目

確

認 項 目

品質管理
事後の確認
手法の分類

上水道以外は以下を管理（懸濁物質量、溶解性蒸発残量物、塩化物イオン量、セメントの凝結時間の差、グラウトの圧縮強
度の比）

△

□

セメント 試験成績表（材料種類,成分等）
混和材
試験成績表
グラウト工
レオロジー試験
単位容積質量ブリーディング率
品質管理試験
体積変化率
圧縮強度
塩化物イオン量
注入量の確認（風袋）
注入時
排出口からの流出確認

◆
◆
△
△
△
△
△
△
●
●

□
□
----▲
▲
□
--

水
材料受入れ

36
25

表 2.3.10 品質管理項目および事後の確認の可・否の評価 （出来形工）
品質管理
事後の確認
手法の分類
寸法検測
●
▽
出来形
※8)
▽
たわみ、そり量管理
●,○
出来形
※9)
表面状態（ひび割れ）●◎,▽
コンクリートの品質
※10)
強度確認
△
◎,▲
※8) 施工時に目視等で計測したたわみやそり量と、計算式から求まる結果を比較する事で管理が可能なため「●」および「○」とする。
工

種

細

目

確

認 項 目

※9)

表面状態（ひび割れ）の確認は、目視により確認可能なため「▽」とする。また、目にみえないようなひび割れでも、非破壊検査技術（赤外線法、弾性波法、ＡＥ法、電磁波レーダー法）によって確認可能であり「◎」とする※10)

完成後のコンクリート強度は、反発硬度法（テストハンマ）などの非破壊検査手法で確認が可能なため「◎」とする。また、テストピースを抜き取ることで、より正確な強度確認も可能なため「▲」とする。

37
26

(3) 集計結果及び考察
本研究で実施した評価方法は、個々の品質管理手法の信頼性・精度・重要度までを網羅
して品質管理体系を評価しているものではないが、PC 道路橋を建設する際に実施されている工種毎、項目毎に分類された品質管理項目を各方法の実施頻度数量(度数)として集計し品質管理体系を大枠の評価を試みた。
品質管理手法の分類の集計を表 2.3.11 に、事後の確認のグレード分けを表 2.3.12 に示す。
表 2.3.11 品質管理手法の分類の集計（単位：項目数）
管理手法
の分類

JIS等の
現場で書類，
目視，写真等 理論計算等 検査手法が 成績表の整によるによる規格化される 合確認する
直接的手法 間接的手法

項目

集計

事前調査・確認

2

1

0

0

3

型枠 ・支保工

1

1

1

0

3

鉄筋工

8

0

1

1

10

PC・組立工

10

0

2

3

15

コンクリート工

7

2

7

2

18

PC緊張工

3

4

3

0

10

グラウト工

2

0

7

2

11

出来形

3

1

1

0

5

集計

36

9

22

8

75

表 2.3.12 品質管理項目の事後確認のグレード分け集計 （単位：項目数）

項目

分類

目視により
確認可

▽

非(微)破壊検 テストピース 竣工図書等
事後確認が査技術により を採取により の書類により
容易でない
検証可
確認可
確認可

性能評価
に直接
関係しない
事項

集計

◎

総集計

--

事前調査・確認

0

0

0

0

0

0

2

2

型枠 ・支保工

0

0

0

0

0

0

3

3

鉄筋工

0

4

0

2

0

6

4

10

PC・組立工

0

6

0

5

0

11

4

15

コンクリート工

5

0

3

2

0

10

7

17

PC緊張工

0

0

0

2

1

3

6

9

グラウト工

0

0

2

4

0

6

5

11

出来形

3

2

1

0

0

6

0

6

集計

8

12

6

15

1

42

31

73

38
27

1) 品質管理手法の分類について
品質管理手法の分類したものを度数で整理したグラフを図 2.3.2 に示す。PC 道路橋の建設に際し実施される品質管理項目の約半数(36/75 項目)は工事関係者による目視、写真等による管理手法に拠っていることが解る。
また、規格化されている管理手法の多くはコンクリート工（7/75 項目）およびグラウト
工(7/75 項目)に関する項目であり、コンクリートおよびグラウト施工に対する過去の規格化への取組みが反映された結果となっている 9),10)。
：目視、写真等による管理(●)：理論計算等による管理(○)：JISや特定の検査手法が規格化されている直接的な管理(△)：現場で書類、成績表の整合をチェックする間接的な管理(◆)

8
36

22
9

品質管理手法の分類 全体数の集計

a.全体数の集計
品質管理手法の分類

1

2

事前調査・確認

1

1

型枠・支保工

1
8

工

種

鉄筋工

1

1

10

PC組立工

2
2

7

ｺﾝｸﾘｰﾄ工

4

3

PC緊張工
2

ｸﾞﾗｳﾄ工

0

1

7

2

3
7

3

出来形

3

2

1
5

10
品質管理項目(数)15b.工種類毎の集計
図 2.3.2 品質管理手法の分類結果の数量による集計

39
28

20

2) 事後（構造物完成後）の評価について
品質管理項目について、PC 道路橋の性能に関わる項目を構造物完成後に確認することが可能か否か評価した結果を図 2.3.3 に示す。
現状の PC 道路橋に対する点検体系は主に目視調査によっているが、近年、コンクリート
構造物に対する非破壊検査手法は多く開発されており、目視で確認できない内部の状況についても事後の確認ができるようになりつつある。グラウト工についてもグラウト未充填に関わる問題 11)から、現在、非破壊検査技術で調査する手法が各方面で多く取組まれており、検査技術は確立されつつある。
事後(構造物完成後)の管理項目のうち容易に確認できない事項（■）は、PC 緊張工だけであり、PC 緊張工において導入したプレストレス力の状態を構造物完成後に確認できるよ
うになれば、精度に課題はあるものの現在の品質管理項目の全ての品質について事後の確認が可能となると言える。
プレストレス導入力は参考資料-2 に示すような入念なプロセス管理により保証している。
しかしながら適切に導入されたプレストレス力も参考資料-3 に示す事例からも読みとれる
ように、様々な要因により経時的に減少する。減少要因の多くは設計で考慮されているが、材料劣化など設計で考慮されない要因もある。着目時点のプレストレス力はその時の PC 道
路橋の耐荷性能、耐久性能に大きく影響するため、その時のプレストレス力を非破壊で測定できるようになれば、PC 道路橋の維持管理において適切な対応を行うことが可能になると考えられる。

40
29

：非(微)破壊検査技術で検証可能(◎)：テストピースを採取することで確認可(▲)

全体集計：事後確認が容易ではない(■)：竣工図書等の書類で確認可(□)：目視により確認可(▽)

8

12

15

1

6

事後確認のグレード分け集計

a.全体数の集計

事後確認の評価

事前調査・確認
型枠・支保工
4

種

PC組立工

工

鉄筋工

ｺﾝｸﾘｰﾄ工

2
6

3
1

PC緊張工

2

5

2

ｸﾞﾗｳﾄ工

2

出来形

2
0

5

4

1

3
5

10
品質管理項目(数)15b.工種類毎の集計
図 2.3.3 品質管理項目の事後の確認の容易さのグレード分けの集計

41
30

20

(4) まとめ現状の品質管理において、2.2 で整理した要求品質や要求性能が構造物の建設時および供用時においてどのように定量的に品質保証されるのかを評価した。
PC 道路橋の性能は、施工時に行われる施工段階ごとの品質管理により間接的に保証されているが、構造物完成後においても、構成材料個々が保有している性能および状態は、精度に課題があるものの既往の技術により一定レベルで確認できることがわかった。構造物の性能を直接的に評価する方法はないが、構成材料の性能を反映した復元設計を行うこと
により、構造物の性能を間接的に評価することができる。しかしながら、復元設計を行う
ためにはプレストレス力を推定する必要があるが、現時点の知見ではその確認方法がないのが現状である。2.2 の整理で分かるとおり、特に耐久性の確保においてはプレストレス力の状態をある一定レベルで把握できなければ、構造物としての性能評価は困難となる。
したがって、PC 道路橋のプレストレス力の定量的な確認手法の開発と、維持管理への適用に向けた展開方法の整備が望まれる。ただし、確認手法としては非破壊検査に限定する必要はなく、目視等でもプレストレス力を推定することが可能であれば、一定レベルで性能を評価することができると考えられる。

42
31

2.4 PC 道路橋の維持管理(1) 維持管理の現状
現状の維持管理は、直轄の道路橋に対しては、昭和 63 年より旧建設省土木研究所がとり（以下「S63 点検
まとめた「橋梁点検要領（案）土木研究所資料 2651 号 昭和 63 年７月」
要領」という）をもとに統一的な点検が始められ、現在は「橋梁定期点検要領(案) 国土交（以下、「直轄点検要領」という）に従って実施されている。
通省道路局 平成 16 年 3 月 12)」
本研究では、維持管理段階にある PC 道路橋の現状把握を目的として、平成 16 年 3 月から平成 20 年 3 月までの間に直轄点検要領に基づいて実施された定期点検の結果から、既にデータベース化されているものを対象として代表的な損傷形態の抽出などの分析を行った。

43
32

(2) 既設 PC 道路橋の点検の現状
直轄点検要領における定期点検のフローを図 2.4.1 に示す。
定期点検の内容は、「損傷状況の把握」と「対策区分の判定」に大別されており、「損傷状況の把握」は原則としてマニュアルに示す定義に従って客観的事実としての損傷の拡がりや深さなどの性状「損傷程度の評価」として記録する。この記録は点検技術者の主観に左右されない客観的データとして損傷発生傾向の分析や複数回の結果を比較することで劣化進行程度の評価や予測モデルの検討などを行うための基礎データとなる。
一方、部材毎の特徴や橋の構造的特徴、損傷に至った原因、架橋環境条件などによって、同じ損傷であっても橋の性能に及ぼす影響の程度や補修や補強等の対策実施の是否、内容、
適切な実施時期などは同じでない。そのため直轄点検要領では「損傷程度の評価」とは独立して「対策区分の判定」を行うこととされている。
定期点検
近接目視等の実施

損傷状況の把握
損傷状況の把握損傷程度の評価

ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ

対策区分の判定
ＹＥＳ（Ｅ１，Ｅ２）

緊急対応が必要か

緊急対応

ＮＯ
ＹＥＳ（Ｓ）

詳細調査が必要か

詳細調査

ＮＯ

追跡調査

補修を行う必要があるか

記録

ＹＥＳ（Ｍ，Ｃ，Ｂ）

維持工事で対応が可能か

ＹＥＳ（Ｍ）

維持工事

ＮＯ

次回の点検までに補修が必要かＹＥＳ（Ｃ）

補修、補強等の計画

ＮＯ（Ｂ）

状況の観察

定期点検結果の記録

図 2.4.1 損傷評価および対策の流れ

4433

対策区分の再判定等

ＮＯ（Ａ）

「対策区分の判定」は損傷の程度に関係なくその影響による対策実施の緊急性、供用安全性への影響の程度などの観点から、判定する橋梁技術者が管理者に対して対応の考え方について一次的な診断を提示するものであることから、マニュアル的な判定要領は存在せず、様々な情報を総合的に判断して判定を行う技術者が自らの知見に基づいて判定することとなる。そのため直轄点検要領では、判定の適切性を依存することになる従事技術者については適当な経験や技術的知見を有するものを当てることが想定されている。表 2.4.1 に対策区分の判定内容を示す。
表 2.4.1 対策区分の判定内容
判定区分

判定の内容

Ａ

損傷が認められないか，損傷が軽微で補修を行う必要がない。

Ｂ

状況に応じて補修を行う必要がある。

Ｃ

速やかに補修等を行う必要がある。

Ｅ１

橋梁構造の安全性の観点から，緊急対応の必要がある。

Ｅ２
Ｍ

その他，緊急対応の必要がある。
維持工事で対応する必要がある。

Ｓ

詳細調査の必要がある。

このような考え方による直轄点検要領における、損傷程度の評価を行うにあたって用いられる PC 部材に関連するひび割れパターンの分類と定義を表 2.4.2、2.4.3 および図 2.4.2 に示す。
これらは一般的なコンクリート橋の上部構造を対象に、既往の実績から代表的なひびわれ形態を、発生原因や耐荷力などの部材の性能の観点からその内容が異なる可能性のあるものは別のパターンとして認識できるように分類されたものである。しかしながら構造物
自体が現在どのような状態に在るかといった PC 道路橋の性能や機能との関係においての健全度を直接的に判断するものとはなっていない。
橋梁のような複雑な構造系では、それぞれの部材毎にその状態が橋の性能に及ぼす影響の程度やその内容は一概ではなく、ある部材のみに着目してその性能状態を評価したとしても橋の性能との関係を関連づけることは容易ではない。またコンクリート構造はコンク
リートと補強鋼材からなる複合構造であり、その耐荷機構も一種類の材料だけからなる部
材と異なり複合的なものである。さらにコンクリート自体もセメント・骨材など複数の素材から構成されている不均一で複雑な構造体であり、PC 構造の場合には最も重要な要素であるプレストレス力の存在そのものもその性能を左右する要因となっている。
こうしたことから目視による外観調査が主体の定期点検は、膨大な量の道路橋の維持管理において、経済性、効率性、信頼性など総合的には現在のところ極めて合理的な方法と考えられているものの、原因の推定や詳細な性能状態の判断においては目視点検で得られる情報だけでは十分でなく、目視に頼ることなく必要な情報は把握されなければならないと考えられる。

4534

表 2.4.2 ひび割れの分類①主桁直角方向の桁下面および側面の鉛直ひびわれ（支間中央部）⑪ウエブと上フランジの接合点付近の水平方向のひびわれ②主桁下面縦方向ひびわれ⑫桁全体に斜め 45゜方向のひびわれ③主桁直角方向の桁下面および側面の鉛直ひびわれ（支間1/4 部）⑬変断面桁の下フランジの PC 鋼材に沿ったひびわれ④支点付近の腹部に斜めに発生しているひびわれ⑱主桁上フランジ付近⑤支承上桁下面・側面に鉛直に発生しているひびわれ⑭PC 連続中間支点付近の反曲部の PC 鋼材に沿ったひびわ
れ⑥支承上から斜めに側面に発生しているひびわれ⑮PC 連続中間支点付近の反曲部の PC 鋼材曲げ上げに直交するひびわれ

⑦ゲルバー部のひびわれ⑲主桁の腹部に水平なひびわれ⑧連続桁中間支点部の上側の鉛直ひびわれ⑯PC 鋼材定着部付近⑨亀甲状，くもの巣状のひびわれ⑰PC 鋼材が集中している付近⑩桁の腹部に規則的な間隔で鉛直方向のひびわれ⑳シースに沿って生じるひびわれ

①

②

③

⑤

⑧

⑥

④

⑦

⑪
⑩

⑨

⑫

⑭
⑬
⑱
⑰

⑮

⑲

⑯

図 2.4.2 ひび割れの分類

46
35

⑳

表 2.4.3 ひび割れの「損傷程度の評価」の定義（PC 構造物）
区分

最大ひび割れ幅abcde

最小ひび割れ間隔（目安値）
損傷なし

小：0.1mm 未満

小：0.5m 間隔以上

小：0.1mm 未満

大：0.5m 間隔未満

中：0.1mm 以上～0.2mm 未満

小：0.5m 間隔以上

中：0.1mm 以上～0.2mm 未満

大：0.5m 間隔未満

大：0.2mm 以上

小：0.5m 間隔以上

大：0.2mm 以上

大：0.5m 間隔未満

47
36

(3) 既設 PC 道路橋の点検結果
1)

分析対象
図 2.4.3 は、直轄点検要領に基づいて定期点検された橋梁のうち、これまでに点検結果

がデータベース化されている 31,430 橋の構造形式別橋梁数の比率を示している。このう
ち PC 橋は 13,853 橋と 44.1%を占めている。これらの点検結果から PC 橋上部構造に関するものを今回の分析対象とした。また、対象となった PC 橋の構造別の橋梁数を表 2.4.4に示す。
アーチ橋 0.7%

ラーメン橋 1.2%トラス橋 0.8%
ＲＣ床版橋 14.7%

鋼桁橋 31.6%

ＲＣ桁橋 6.8%

ＰＣ桁橋 31.7%

ＰＣ床版橋 12.4%
各構造形式の占める割合

図 2.4.3 構造形式別の橋梁数比率
表 2.4.4 分析対象の PC 構造橋梁数
データ橋梁数

橋梁形式
PC 桁橋

PC 床版橋2)

プレテン T 桁

6,269

ポステン T 桁

3,359

プレテン箱桁90

ポステン箱桁251

プレテン床版橋

2,497

プレテン中空床版

917

ポステン中空床版

470

損傷種類と発生の傾向
PC 橋上部構造（主げた、横げた、床版）で確認された損傷の種類ごとの発生率を図 2.4.4に示す。
全体としては「漏水・遊離石灰」の発生が最も多く、径間数で示した損傷発生率は 6
割を超えている。次いで「剥離・鉄筋露出」と「ひび割れ（床版ひび割れ）」が続いてい48
37

る。さらに次いで多い損傷である「うき」が最終的には剥離に至ることが多いと考える「漏水・遊離石灰」「うき・剥離・鉄筋露出」がと PC 道路橋の上部構造では「ひびわれ」
主たる損傷形態と言える。径間数による整理であるため、これらの 3 形態の損傷の併発の状況や、相互の関係の有無等については不明である。

※全損傷径間数＝10,636 径間．
※

80%

路上,支承,下部工は集計から除外．

60%
40%
20%
沈 下 ・移 動 ・傾 斜

土砂詰り
変 形 ・欠 損

異常なたわ み異 常 な 音 ・振 動

漏 水 ・滞 水

変 色 ・劣 化

定 着 部 の異 常

そ の他

支 承 の機 能 障 害
舗 装 の異 常

路 面 の凹 凸
遊 間 の異 常うき
床 版 ひび わ れ
コン ク リ ー ト 補 強 材 の 損 傷

抜 け落 ち漏 水 ・遊 離 石 灰

剥 離 ・鉄 筋 露 出

ひび わ れ

防 食 機 能 の劣 化

破断

ゆ る み ・脱 落
亀裂

0%

腐食

損傷種類別径間数 / 全損傷径間数

損傷の種類別損傷発生率 （PC橋上部構造：径間単位）
100%

図 2.4.4 PC 橋上部構造に発生している損傷の比率
3) ひび割れ損傷の傾向と代表事例
図 2.4.5 は、PC 橋全体で主桁において確認されたひび割れ種類と発生径間数および損傷程度を整理したものである。
PC橋のひび割れ損傷数と判定

ひび割れが確認されている径間数

1000

b

c

d

e

800
600

400
200

⑳

⑲

⑱

⑰

49
38

⑯

図 2.4.5 PC 橋のひび割れの分類

⑮

⑭

⑬

⑫

⑪

⑩
⑨

⑧

⑦

⑥

⑤

④

③

②

そ の他

①

不明

0

ひび割れでは「②：主桁下面縦方向（橋軸方向）ひび割れ」の頻度が突出していることが分かる。その他「①：主桁下面および側面の直角方向ひび割れ」、「④：支点付近の斜め
ひび割れ」、「⑤：支承上の主桁鉛直ひび割れ」が比較的多い。
なお、「その他」や「不明」に分類されるものの頻度が非常に多く、現直轄点検要領のひび割れパターン分類では代表的な PC 道路橋のひび割れパターンがカバーできていない
か、パターンの定義が不適切であり点検技術者が要領の意図したパターン分類に区分しにくい状況にある可能性がある。
このように形式的に分類したひび割れ発生頻度の傾向だけから詳細な考察を行うことには限界があり、同じパターンに分類されているひび割れに対しても原因の推定などの考察には配筋の状況やひびわれ位置、当該部材の構造的特徴、荷重の条件などの個別の様々な条件についての詳細を考慮する必要がある。
ここでは、PC 部材としての健全性の観点から代表的なひび割れパターンの特徴 13)について整理する。
・「②：主桁下面縦方向（橋軸方向）ひび割れ」
活荷重や死荷重などの鉛直荷重による曲げ、せん断によって主げたに発生する応力や変形で生じる可能性のあるひびわれと直交する方向のひびわれであり、主げたの軸方向に配置されている鉄筋や PC 鋼材の腐食が原因である可能性が高い。
主げた下面は降雨が直接あたらず滞水も生じないため、疑われる鋼材の腐食の原因には、極端なかぶり不足や上面や PC 定着部などからの桁内部への雨水の浸入、PC 鋼材のグラウト充てん不良などが考えられる。腐食によって PC 鋼材に断面減少や破断が生じるとプレストレスの減少などにより耐荷力性能に深刻な悪影響が生じる可能性もあることから、このタイプのひび割れでは、内部鋼材の健全性の確認と腐食原因となった雨水等の水分の侵入経路の特定とその改善が重要である。
このタイプのひび割れの例を以下に示す。

写真 2.4.1 PC 主げた下面の縦方向のひび割れ

50
39

・「①：主桁下面および側面の直角方向ひび割れ」
活荷重や死荷重などの鉛直荷重による曲げによって主げたに発生する応力や変形に伴って発生する可能性があるひび割れであり鉛直荷重に対して相対的に耐荷力が不足している可能性が疑われる。すなわちプレストレス導入量の不足や減少、あるいは過積載車両の通過など過大な鉛直荷重の載荷などが主な要因と考えられる。
このタイプのひび割れの例を以下に示す。

写真 2.4.2 PC 主げたの鉛直方向ひび割れ
・「④：支点付近の斜めひび割れ」
鉛直荷重に起因するせん断力による場合、支点付近から支間中央部に向かう方向のひび割れとなることが多い。せん断に対する相対的な耐荷力が不足している可能性がうたがわれる。すなわちプレストレス導入量の不足や減少、あるいは過積載車両の通過など
過大な鉛直荷重の載荷などが主な要因と考えられる。なお、曲げひびわれと異なり、せん断ひび割れ発生後は部材の構造特性によっては大きく耐荷力が損なわれたり、急速に破壊が進む可能性もあることから注意が必要な損傷と考えられる。
このタイプのひび割れの例を以下に示す。

写真 2.4.3 支点付近の斜めひび割れ

51
40

・「⑤：支承上の主桁鉛直ひび割れ」
桁端部では支承（およびそれに伴うアンカーボルトや補強鉄筋）や PC 鋼材の定着部の存在から、複雑な応力状態となりやすい部位である。また支承の機能不全を生じると設計では考慮されていない異常な応力が生じることもある。また内部の鋼材が密に輻輳する部位であるためにコンクリートの充填など施工品質の確保が困難となりやすい部位でもある。それらの影響からひび割れの発生が比較的多いものと推定されるが、それぞれのひび割れの原因については複数の要因が関連する可能性もあり一概でないと考えられる。
このタイプのひび割れの例を以下に示す。

写真 2.4.4 PC 主げた桁端部近傍の鉛直ひび割れ
以上のように、点検結果の分析からは、ひび割れのうち、PC 鋼材の腐食やプレストレ
ス不足などプレストレス状態の異常に繋がる可能性のあるひび割れが比較的多く占める結果となっている。

52
41

4) その他の変状
PC 道路橋では、3)で例示した頻度の高い代表的なひび割れ以外にも、構造安全性や耐久性に影響を及ぼす可能性のある様々な変状が確認されている。
写真 2.4.5 は、塩害や中性化などにより鉄筋が腐食し、コンクリートが剥落、鋼材が露出した事例である。原因としては、想定外の環境条件も考えられるが、かぶり不足、締固め不良など設計とおりに適切な施工がなされていない可能性もある。今後、鋼材腐食の進行による断面減少や破断により、曲げひび割れや異常たわみの発生など曲げ耐力の低下やこれに起因した支承や伸縮装置の不具合などによる使用性能の低下が考えられる。
写真 2.4.6 は、PC 鋼材が腐食し、ひび割れが生じた事例である。原因としては、グラウ
トの充填不良や未充填と、これに対しての水分、空気、塩分などの供給が考えられる。
プレストレスは鉛直分力によりせん断耐力にも寄与しており、PC 鋼材の腐食・破断により曲げ耐力の低下による曲げひび割れの発生や異常たわみに加え、せん断耐力の低下によるせん断ひび割れの発生や、これにより脆性的に破壊することも考えられる。

写真 2.4.5 コンクリートの剥落、鋼材の腐食・露出

写真 2.4.6 PC 鋼材に沿ったひび割れ

53
42

写真 2.4.7 は、支間中央部にひび割れが多数発生した事例である。原因としては、建設時に想定しなかった交通量の増加や過重積載による過大な応力状態、コンクリートの強度不足やヤング係数の異常、プレストレス量の不足などによる曲げ耐力の低下、異常たわみなどが考えられ、ひび割れの発生により断面剛性も低下しているものと思われる。
写真 2.4.8 は間詰め部の漏水などによる鋼材の腐食、写真 2.4.9 は間詰め床版の抜け落
ちであり、グラウトの充填不良や未充填による横締め PC 鋼材が腐食・破断や施工不良などにより、プレストレスが不足したために起きた事例である。本事例は、著しく耐荷力を低下させるものではないが、床版の抜け落ちにより、橋梁は一時的に使用できなくな
り緊急な補修が必要となるほか、交通事故などの原因となりえる事例である。近年の JIS
規格に準拠した PCT 桁のように、主げたフランジ端部に勾配が設けられている場合には、
仮に PC 緊張力が喪失したり、不足しても間詰めコンクリートは形状的に大きな塊としては落下することはほとんど考えられないが、古い時代のものでは間詰め部に桁と連結する鉄筋が十分でないだけでなく、桁フランジ端面が鉛直になっており大きなコンクリー
ト塊として落下する危険性があるため注意が必要である。
写真 2.4.10 は、セグメント目地に開きが生じた事例である。セグメント目地はフルプ
レストレスで設計されており、本事例は何らかの原因によってプレストレス量が不足しているものと思われる。プレストレス量の不足から曲げ耐力の低下は明らかであり、早急な補修・補強が必要と思われる。

写真 2.4.7 支間中央部のひび割れ

写真 2.4.8 間詰め部の漏水

写真 2.4.9 間詰め床版の抜け落ち

写真 2.4.10 セグメント目地開き

54
43

写真 2.4.11 は、PC 鋼材の腐食や破断がみられる事例である。コンクリート部材の内部
鋼材の腐食は、当初よりのかぶり不足、桁等の上部からの雨水の浸入、ひびわれからの水分の侵入、PC 鋼材の定着部からの雨水の侵入、セパレータやスペーサーなど内部鋼材と繋がった金属材料の暴露部やかぶり不足部からの腐食の進行、など様々な要因がある。
PC 部材の場合、内部の PC 鋼材が腐食に至ると断面減少や破断に繋がる恐れがあり、速やかな対策が必要である。また塩害等の補修で表面被覆を行った場合にも、内部の腐食環境が完全に改善されない場合には被覆下で腐食が進行することもある。このような場
合、腐食が著しく進行して大きなひび割れや錆び汁の発生、断面欠損が生じるまで外観に顕著な変状が現れない例も見受けられることから注意が必要と考えられる。

写真 2.4.11 PC 鋼材の腐食,破断
写真 2.4.12 は、横締めの PC 鋼材定着部を後埋めしたコンクリート部に著しい遊離石灰の析出や錆び汁の発生などの変状が見られた事例である。後埋めコンクリートは先打コンクリートとの一体性が十分でない事例があり、早期にひびわれやうきが生じて内部の定着部の鋼材に腐食を生じることがある。また定着部から内部の鋼材一般部に水分が侵入したり、錆が進行すると極端な場合には鋼材の破断事故に至る例もある。さらにポステン方式の場合でグラウトが十分に行われていないか鋼材との付着に問題がある場合では、鋼材の腐食や破断によって PC 鋼材の突出や飛び出しの事例も報告されている。第三者被害の防止の観点からも重大な変状であり、定着部の異常については一般部のコンク
リート変状と区別して内部鋼材の状態を含めて適切な評価と対策が必要と考えられる。

写真 2.4.12 PC 定着部の後埋め部からの遊離石灰、後埋め部の剥離5544

写真 2.4.13 は、路下の火災の影響を受けた PC 道路橋の事例である。長時間火炎にさらされたことから主げたや RC 床版には多数のひび割れ、変色、かぶりコンクリートの浮き、剥落が見られたものである。
このように高温環境に長時間暴露された場合には、コンクリートそのものの変質に加えて鉄筋等の鋼材とコンクリートの付着性能の低下、PC 緊張力の減少、PC 鋼材や鉄筋の機械的性能の低下の可能性がある。しかしこれらの影響範囲を正確に推定することは現時点では困難であり、燃焼規模、時間、燃焼物などから温度上昇の程度と範囲を推定し、既往の実験結果などの知見に照らして健全性の評価を行うこととなる。この際にも、コンクリート強度などはコア試験等で確認が可能であるが、プレストレス力の状態については載荷試験などによっても評価は困難な場合が多く、PC 状態の非破壊的な推定手法の確立が望まれていると言える。

写真 2.4.13 火炎に長時間曝された PC げた
このようにこれまでに建設された PC 道路橋には、様々な変状が見られるものがある。
施工段階で計画したプレストレスを確実に導入し、供用段階ではこれが維持されるよう適切な管理を行うことは重要であるが、過大な荷重や地震、火災など不測の外力や厳しい環境条件にさらされるなど、必ずしも設計段階で想定するものと実際の橋が長い供用
期間中におかれる条件は同じではないことから、維持管理段階の任意の時期にプレストレス状態や内部鋼材の状態を把握できる手法が確立されることが強く望まれる。そのときプレストレス力による内力状態が部材の性能に大きく関係している PC 部材では、特に既設構造物に悪影響を及ぼさずに必要な情報が取得できる非破壊・微破壊の手法が望ま
れる。

56
45

(4) PC 道路橋に対する検査技術の現状
1) PC 構造物に用いられる検査技術の実態整理された既設の PC 構造物でみられる損傷などの変状と設計思想やプロセス管理が中心にならざるを得ない施工品質管理の実態を考慮すると、既設 PC 道路橋の健全度等の状態評価を適切かつ合理的に行うためには目視点検の限界を補うことのできる非破壊検査技術によりこれを実現することが不可欠と考えられる。
ここでは PC 道路橋の健全度評価への適用が期待できる検査技術を概観するとともに、
これまでに PC 橋において実際に行われた健全度評価に関連する実験や研究について整理した。
コンクリート構造物の診断や調査に適用される非破壊試験法の例を表 2.4.5 に整理した。
対象となる構造や適用条件などによって必ずしも十分な検査精度が得られるとは言えな
いが、既存の非破壊検査技術の活用だけでも確認できる項目は多い。
例えば、定期点検で顕在化している「漏水・遊離石灰」「剥離・鉄筋露出」等に対しては、補強鋼材のかぶり厚さや配置、コンクリートの内部欠陥、鋼材腐食状況などの把握によって、損傷が顕在化する以前にその発生を予見することができる。また「ひび割れ」
に対しては、表面の幅とともに深さを知ることで影響の大きさを客観評価できる可能性がある。
また構造の全体的な状態に対しては、コンクリート強度や部材厚さ、部材剛性などを測定する既存技術があり、健全度評価のための情報を得ることができるといえる。
ただし、現在のところ PC 構造のプレストレスそのもの、つまり部材の応力状態やその変化を把握、評価するために有効な検査手法については、斜張橋のメインケーブルや外ケーブルなど露出した PC ケーブルの張力（応力）を振動法や磁歪法で推定する技術が開発されている。またコンクリート内部に配置される PC 緊張材によるプレストレスについては PC 鋼棒の場合に定着部から直接弾性波を入力する方法などが検討されているものの、定着部のコンクリートの破壊を伴うことと精度上の問題から実用の観点からは課題も多い。また PC ケーブルに対しては有力な技術が確立していないことが分かる。
なお、表中の下段 A)～C)は、最新の非破壊検査技術の調査として 日本非破壊検査工業会に所属する非破壊検査を主業務とする企業 121 社に対して行ったアンケート結果から抜粋したものである。アンケートでは各社が保有する PC 橋に関する非破壊検査技術について調査した。なおプレストレスそのものを検査対象としているとした技術は回答では得られなかった。

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表 2.4.5 コンクリート構造物の非破壊試験法の例
部材

荷重載荷（静的、動的）
反発硬度法

弾性波法

振
動
特
性

○

○

圧
縮
強
度

部
材
厚
さ

内
部
欠
陥
・
空
隙

浮
き
・
剥
離

ひ
び
割
れ
深
さ

鉄筋・ＰＣ鋼材
荷
重
載
荷
履
歴

応
力

配
置

か
ぶ
り
厚
さ

腐
食
程
度

腐
食
位
置

腐
食
速
度

ＰＣ鋼材
腐
食
環
境

グ
ラ
ウ
ト
充
て
ん

外
ケ

ー

非破壊検査手法

部材
剛性

コンクリートブル
張力

橋体の変形・ひずみ・加速度等の測定
コンクリート表面の反発硬度を
測定

○

衝撃弾性波

○

○

○

○

超音波法

○

○

○

○

○

伝搬速度、伝播時間、波形測定○

伝搬速度、伝播時間、波形測定
○

AE法
○

AE音源の探査
○

○

電磁誘導法

○

○

放射線法（Ｘ線）○

電磁波レーダー法○○

電磁波パルスの反射波測定
誘導電流の変化を測定

電磁波法

○

赤外線ｻｰﾓｸﾞﾗﾌｨｰ

○

Ｘ線の透過画像の撮影
赤外線センサによる表面温度分
布測定

○
○

自然電位法
電気化学的
分極抵抗法
手
法

自然電位測定により腐食状況・
位置の評価

○

分極抵抗値の測定により腐食速度を評価○

電気抵抗測定により腐食環境を
評価

○

電気抵抗法

ケーブル固有振動数測定による
張力推定

振動法

○

磁歪法

○ 磁歪現象による鋼材応力測定○A)デジタルＸ線検査システム○

B)非破壊鉄筋腐食調査器
C)パルス電磁力音響法

○

○

○

○

透過Ｘ線法：を画像記録媒体を利用してデジタル処理を行う
分極抵抗法：鉄筋界面の静電容量により腐食程度も把握可能
磁歪により鉄筋を振動させて発生した音響をAEｾﾝｻで受信

2) PC 構造物の健全度評価に関する既往の研究
過去に PC 橋に対して行われた健全度評価に関連する実験や現場計測の事例を文献により調査した。調査対象は参考資料-3 に示すとおりである。
PC 橋の健全度の評価として多く行われていたのは、主に新設橋において荷重載荷や加振によって得られる橋体の応答の計測を行うものであり、主として設計との整合性をマクロ的に評価する観点のものである（調査文献Ⅰ-1～11）。このような方法では橋全体としての振動特性に変化が生じるような異常の有無は把握できる可能性があるものの、一部の部材のプレストレスの変状やひび割れの発生等による部材性能の低下などの詳細な健全度の評価は困難と考えられる。
プレストレス導入の評価に関するものとしては、既設橋での補強工事に際してプレス
トレス補強の効果を確認するために計測実施された事例が多い。追加導入されたプレス、外ケーブル張力の変
トレス量の把握のために、橋体ひずみを計測したり（Ⅱ-1,7 など）化を振動法や磁歪法で計測したり（Ⅱ-11～15 など）するものなどである。但し、いずれ5847

も計測開始後に新たに加えられるプレストレスの把握を行うものであり、これらの方法はあくまで計測前後の相対関係が把握できるものである。そのため既設橋の場合のように調査時点での残存プレストレス量や部材の応力状態が不明な対象に対してそれらの絶対値を推定することへの適用には問題があるものと考えられる。
既設部材に対して現有するプレストレスの量を直接に定量評価する内容としては、鉄筋切断法（Ⅱ-14）やスロットストレス法（Ⅱ-16～18）の適用があるが、これらの手法は構造一部の破壊を伴うものであるため、構造物の負担が大きく、適用可能な箇所や頻度には条件に応じて厳しい制約が課せられるものである。
以下に現在適用可能性のあるコンクリート部材の応力を推定するための代表的な技術について特徴を整理した。
①応力解放法（コア解放法）14)
コンクリートに切り込み（コア）を入れその時に解放されるひずみから作用応力を推定する方法である。多くの機関で検討されている手法であるが、コンクリート材料の不均質性の考慮や、解放ひずみの中に含まれるコンクリートの収縮ひずみ（乾燥収縮、クリープ）を別途に推定することなどが必要である。また応力算定には部材の弾性係数も必要である。

写真 2.4.14 応力解放法実施状況

図 2.4.6 有効応力の推定値と計算値の比較

5948

②鉄筋切断法 15)
鉄筋切断法では、コンクリートを部分的にはつることで鉄筋を露出させ、これを切断する。この際に開放されるひずみを測定することで、鉄筋位置におけるコンクリート応力を推定する手法である。鉄筋の解放ひずみには、プレストレスによるコンクリートひずみ以外に、コンクリートの収縮によるひずみ（乾燥収縮、クリープ）が含まれるため
これらを別途に推定しておく必要があるとされている。

鉄筋

鉄筋ゲージ

図 2.4.7 鉄筋のはつり出し切断③スロットストレス法 16)
スロットストレス法は、コンクリートそのものの応力開放による手法である。切削したスロットの開放ひずみを測定する代わりに、フラットジャッキを用いて開放ひずみを復元させる。その復元力によってコンクリート応力を推定するものである。この手法ではコンクリートの弾性係数値が不要であることが特徴である。
室内試験結果では、実応力レベル 3～3.5N/mm2 の範囲における応力推定誤差は 4～8%との報告がなされている。

標点A

F

標点B

σ

F

20

σ

変形量の測定フラットジャッキ

写真 2.4.15 削孔およびジャッキ配置状況60

図 2.4.8 スロットストレス法概念図

④ケーブル張力の推定方法
斜張ケーブルや外ケーブルなどの張力を求める非破壊検査手法として、振動法と磁歪法による技術がある。これらはケーブル張力を把握し、これにより導入されるプレスト
レスを推定しようとするものである。
（振動法）
ロードセルなどの荷重計による直接的な計測によらずに、ケーブルの固有振動数を求めることで、弦理論を基本とした固有振動数と張力の関係により間接的に推定する方法である。ケーブル固有振動数の計測は、ケーブルの常時微動あるいはケーブルに強制的に付与した振動を加速度計で計測し、FFT 法によって周波数分析を行い求めることができる。
（磁歪法）
磁歪現象を利用した鋼材の実応力測定方法で、磁歪型センサ（EM センサ）17)はコイルが設置された円筒構造となっており、センサ内空に非接触で鋼材を配置して測定を行う。
外ケーブル方式 PC 鋼材に対して設置される場合が報告されており、測定には対象と同じ鋼材によるキャリブレーションが必要である。

図 2.4.9 EM センサ設置イメージ

以上のように過去の研究や実橋への適用事例には残存プレストレスに着目した事例は少なく、また現時点では構造物に影響を与えず非破壊でプレストレスを評価できる適切な手法も見受けられない。

61
50

(5) まとめ
本節では維持管理の現状として PC 道路橋の損傷状況および定期点検について概観し、現在の健全度評価のための技術について調査を行った。
現在、PC 橋の維持管理のための点検の体系は点検要領によって整備されている。しかしながら点検結果からの健全さの評価や対策区分の判定においては、損傷そのもの評価はできていても、構造物としての PC 橋自体の状態や性能に対しての工学的な判断を行えるまでには至っていないと考えられる。経験的（感覚的）な評価に依存している部分も少なくないと思われ、点検の目的である保全行為の必要性判断や維持管理計画のための情報取得が必ずしも十分なものとはなっていないという課題がある。

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【2 章 参考文献】
1) (社)プレストレストコンクリート技術協会：PC 技術の変遷，平成 15 年 11 月，
2) (社)プレストレストコンクリート建設業協会：PC 橋コンクリート施工管理の手引き（案）平成 14 年 7 月
3) (社)日本コンクリート工学協会：コンクリート施工におけるリスク要因の発生確率調査
研究委員会 報告書，平成 20 年 1 月
4) 鮫島，庄司，山本：コンクリート構造物の施工時における施工傷害・不具合の発生率に（平成 20 年 9 月）
5-322，pp.643-644，
関する確立モデル，
土木学会第 63 回年次学術講演会
平成 20 年
5) 関東地方整備局：土木工事共通仕様書，平成 19 年 10 月
6) (社)日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅲコンクリート橋編，平成 14 年 3 月
7) (社)日本道路協会：コンクリート道路橋施工便覧，平成 10 年 1 月
8) (社)プレストレストコンクリート技術協会：PC グラウトの設計施工指針，平成 17 年 12月9) 例えば、国土交通省大臣官房技術調査課長通達：｢土木コンクリート構造物の品質確保について｣平成 13 年 3.29
10) (社)プレストレストコンクリート建設業協会：PC グラウト＆プレグラウト PC 鋼材 施工マニュアル(改訂版)，平成 18 年
11) 土木学会：PC 構造物の現状の問題点とその対策，コンクリート技術シリーズ No.52，
平成 15 年 6 月
12) 国土交通省道路局：橋梁定期点検要領(案)，平成 16 年 3 月
13) 国土交通省国土総合技術政策総合研究所：道路橋の定期点検に関する参考資料-橋梁損
傷事例写真集- ，平成 16 年 12 月
14) 二井谷：コンクリートに作用する有効応力の推定に関する研究 岡山大学大学院博士論
文 平成 20 年 3 月
15) 横山,長田,室井,加藤：鉄筋切断法による実 PC 橋の残存プレストレス測定に関する検討,PC 技術協会第 13 回シンポジウム論文集,平成 16 年 10 月
16) 浅井,藤田,Diouron,宮本：フラットジャッキを併用した応力解放法によるコンクリート部
材の現有応力測定,コンクリート工学,Vol42,No4,平成 16 年
17) 黒川,羅,Wang,嶋野：EM センサを用いた PC 梁緊張材の応力モニタリング実験，土木学
会応用力学論文集,Vol.1,平成 14 年

63
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