（一社）コンクリートメンテナンス協会
2024大阪フォーラム

道 路 橋 床 版 の ⾧ 寿 命 化 技術
（令和6年５月３１日）

大阪大学名誉教授・大阪工業大学客員教授
工学博士

松 井 繁 之（１）RC床版の陥没破壊！

（２）

床版損傷のプロセス阪神公団と土木学会関西支部の調査研究会!

委員⾧ 岡田清教授


主要メンバーはコンクリート専門
京都学派（藤井教授、小柳教授、児島教授、小野部⾧（鴻池）



構造系
・大阪工大

岡村教授

・大阪市大園田教授

・阪大

松井助教授



討議内容

・

陥没は疲労か?
材料・施工の問題!

・補修・補強首都高は増桁工法
阪高は鋼板接着工法
会計検査院からどちらがが良いか? 住金のブラッ
クジャックで試験!
阪神公団から報告書
平成３年１２月

新規製作床版と現場切出床版の挙動が違う!

破壊は鉄筋が数本疲労破断し、その後、陥没破壊!
実橋では鉄筋は全く疲労破断なしで、コンリートが陥没抜け落ちする!

定点載荷の疲労実験ではダメ

多点移動載荷による実験を開始
なかなか壊れない!
多点移動載荷では移動回数が極僅か!

常時移動する必要がある!!

実験装置がない!!!

途方に暮れる!

天の助けあり!

装置を作ることを全力で支援しよう!!!
さて、これらの装置をどこで作ってもらえるのか!

栗本鐵工所の機械部門の部⾧に相談!
ゴンゴロの誕生!

（３）大阪大学の一号機で再現載荷能力 : 98～294kN(10～30tf)
輪荷重の走行範囲 : 200cm
載荷速度 : 28cycle/min
車輪－鉄輪 : W=500mm φ=500mm

解明された疲労劣化のプロセス
a) 下面での格子状ひびわれ網の形成

b) 上面でも直角方向ひび割れc) 上下のひび割れの貫通

d) ひび割れ面の磨耗によるはり状化e) 主鉄筋断面の過大負担によるせん断疲労破壊

劣化プロセス（３）切断面（走行直角）

（４） 疲労強度曲線-Ⅰ （S-N結果）

点疲労の場合より１万倍速く破壊

定

橋軸直角方向に作用するせん断力とねじりモーメントが交番し、ひび割れ面の劣化が早くなるため!
（ybxAE

C(kgcm/cm)

22cm

180cm

a

Length of slab = 300cm
Range of running = 200cm
P (in kg)

--

Mxy b
10p

20p
Qy a

30p

0Qx

010p

200p
Mx a
300p+断面力の影響線

20p

Qx,Qy (kg/cm)

100p

Mxy (kg.cm/cm)

Mx

Mx,My (kg.cm/cm)

My a

My

Mxy

Qy

Qx b

10p

10p

30p++

貫通ひび割れの動き

輪荷重の移動によりせん断力が交番する

骨材の動きが交番！

（４） 疲労強度曲線-Ⅰ （S-N結果）

点疲労の場合より１万倍速く破壊

定

橋軸直角方向に作用するせん断力とねじりモーメントが交番し、ひび割れ面の劣化が早くなるため!
（axftd4 5°
C(５)押し抜き
せん断破壊モデル

f cv

2Cdxm axm

2C dddbxd b xd

d d 2C dｄ2C mdma2dｄd )x m P0  f v 2 ( a  2 x m ) x d  2(b  2xdm2Cm

 f t 2 ( a  2 d m )C d  2(b  2d d  4C d )C m 10.0
Small model
IS Series
IR Series
ID Series
OS Series
OR Series
Full-scale model
FA Series
FB Series

S=P/Psx P   0.07835LogN  Log1.52
Log  Psx 1.0
0.5

0.1
110210031000

410000log N

5100000

統一化したS-N曲線

61000000

710000000

(６) 最近の国交省の論文

2022020

RC床版のひび割れ・陥没損傷は走行する輪荷重による疲労損傷!
1983年開発の輪荷重走行試験で!
オリジナル論文
１９９１

松井繁之 : 移動荷重を受ける道路橋RC床板の疲労強度と水の影響、コンクリｰﾄ工学
年次論文報告集、pp.627-632、1989

（７）松井が水の影響を最初に評価した！

床版表面は骨材化!

実験室での再現性?

骨材化を再現!

載荷すぐに漏水、コンクリート紛含み!

深さは中立軸付近まで

水によって寿命の大幅低下!!に!

貫通ひび割れへの水の浸入

曲げモーメントによる水圧発生

輪荷重の移動によるせん断力によるすり磨きの加速効果！

鉄筋腐食を伴って剥離した上側かぶりが破砕され、水によって土砂化!
タイヤその後、疲労以外に塩害や凍害による複合劣化が進展していることがほとんどと判る！

高速道路では砂利化が車輪の通化位置で連続！

疲労が無い環境でも、浸入・貯留した水が凍結融解を繰り返し、コンクリートが砂利化!

（８）橋梁床版の⾧期耐久化!

高速道路では９０００㎞のうち、供用３０年の経過した橋梁が約４割を超え、経年劣化のリスクが高まっていると懸念!


H24年11月「高速道路資産の⾧期ほぜん及び更新のあり方」の技術検討委委員化設立



H24年12月に笹子トンネルの天井板落下事故!
H26年1月

⾧期保全等検討委員会「提言」

平成27年1月 NEXCO３社による高速道路の更新計画発表！

社会資本メンテナンス戦略小委員会の提言を受けて、NEXCOでは床版取替を実施する計画発表

NEXCO3社における大規模更新・大規模修繕の事業
分類

東中西

計事業費（億）更新 床版（ｋｍ）

52749822416429

桁 （ｋｍ）

112131039

修繕 床版（ｋｍ）

148

100

1113591601

桁 （ｋｍ）

5659371512628

NEXCO
東日本
2022年度 床版取替

２８橋

2.5 RC床版に代わる高耐久性床版の開発 Ⅴ

新設では橋軸方向のプレストレスの活用!
縦方向

Ⅴ

横方向
緊張

プレストレス（圧縮力）の導入

緊張Pre-stressing !
･PRE-STRESSING IN LONGITUDINAL DIRECTION BY INNER CABLES

プレキャスト版の設置状況 （幅2.5m、幅８～14ｍ）

Evaluation for Durability of Pre-stressed Slab

真鍋氏のチャンネル版
橋軸方向プレストレス

200kN・100万回載荷してもたわみの増加なし

0cycle ~ 1,500,000cycles

プレストレスの効果？ 縮小版で評価！

少数主桁橋横締めPC床版（東海大府高架橋）

NEXCOが開発
で連結

ループ内にも主鉄筋を入れる

横締めPCaPC版をﾙｰﾌﾟ鉄筋継手

現場打ちPC床版（横締め）移動作業台車（ワーゲン）

Movable Form (Wagen)藁科川橋の断面

プレキャスト床版による取替をNEXCOが実施！

取替床版は薄い！
ﾙｰﾌﾟ鉄筋継手の加工が困難
中に主鉄筋配置が問題！

①

ナット定着に変更！
継手部の主鉄筋を工場で抱かせておくナット定着の標準

②

PC桁上の床版取替も

③ 機械式継手 Ⅰ （コッター継手）

C型金具＋H型金具で結合

④ 機械式継手Ⅱ
C型金具＋T型金具

パネル設置方法

夕張川橋の床版取替

⑤

孔明き鋼板継手

はり試験結果

４点曲げ
穴明鋼板が付くと継手無しのRCはりと同等以上の耐荷力が得られる!
４点曲げのMーΔ関係

３点曲げ
鋼板が無いと降伏前後で抜けが生じ、耐荷力が低下する!
３点曲げのMーΔ関係

⑥

樹脂による充填継手〇継手内への鉄筋組立、間詰コンクリートの打ち込み・養生等が必要

鉄筋を使わず、適度な強度と剛性を持つ充填材料のみで、プレキャスト床版間を接合。充填材：プレキャスト床版本~1/50程度の静弾性係数で、引張強度や付着強度が床版本体と同程度のもの（ポリマーセメントや、エポキシ樹脂モルタルなど）
ループ継手による接合方法

ELSS Jointによる接合方法

充填材

1)
2)
3)
4)

北慎一郎 , 櫻井信彰, 前川宏一, 松井繁之：床版取替に向けた半連続プレキャスト床版構造の検討，コンクリート工学年次論文集，Vol. 38, No. 2, pp. 67-72, 2016.
櫻井信彰, 前川宏一, 松井繁之：プレキャストPC床版用半剛接合継手，橋梁と基礎， pp. 29-36, 2018.9.
北慎一郎, 櫻井信彰, 前川宏一：半連続プレキャストPC床版の輪荷重走行試験における解析による検証，第10回道路橋床版シンポジウム論文報告集，pp. 71-76, 2018.11.
北慎一郎, 櫻井信彰, 前川宏一：半剛接合構造を有する床版における負曲げを作用させた輪荷重走行試験と解析による疲労耐久性の検証，土木学会論文集，76巻4号，pp. 403420, 2020.

今後、PCaPC床版の縦継手の開発が必要!
橋軸直角方向にもプレストレスが必要か?

現在の横継手はNEXCOのループ継手が基本としている。すなわち、配力鉄筋が表面側に配置されている中で、主鉄筋に直角の断面では鋼材の断面曲げ剛性は小さい。現在のRC床版では主鉄筋は表面側にあるので断面合成は大きくなる!

⑦主鉄筋を外側に移したループでは縦継手が可能となり、鋳物継手が使える!

⑧

合成床版での合理化継手の概要

配力鉄筋
補強鉄筋

間詰幅240mm

補強部材

先端をねじ切りしナットを設置
床版厚200mm

主鉄筋

配力鉄筋

ナット

底鋼板
（t=8mm）

添接板
高力ボルト

高力ボルト

（９） 新材料を用いた床版の開発も並進！
①超高強度繊維補強コンクリート（UFC)を用いた軽量化・PC床版！
阪高＋鹿島
ワッフル床版＋PC②超高強度繊維補強コンクリート（PVA-UFC)と超高強度鉄筋

σck＝150N/㎜ ²、USD685 RC床版

エスコン

③軽量２種コンクリートを用いたプレキャストPC床版
IHIｲﾝﾌﾗ建設
γ＝19kN/mm³ (軽量2種） 2方向PC④高強度軽量繊維カナクリートを用いたRCプレキャスト版
γ＝17.8kN/m³、σck≒40N/㎜²、σsa≒200N/㎜² ｶﾅﾌﾚｯｸｽ
継手は異形鉄筋の短い直筋でⒶ超高密度高強度繊維補強コンクリートによる補修・補強
補修用に特化 J-ティフコム
ﾋﾞｰﾋﾞｰｴﾑ、ｻﾝブリッジ
床版継手も異形鉄筋の短い直筋でよい

J-ティフコムの上面打足の補強効果（速報）（１０）

一般道の橋梁では一般道ではほとんどは単独橋!

更新予算はほとんどない!
下部工の耐力と前後道路との取り合いから床版厚を大きくできない!

地方公共団体が管理する橋は維持管理で対応するのが良い!

ひび割れ損傷を受けた床版の維持管理代表的な補修・補強工法

鋼板接着工法

縦桁増設工法

炭素繊維シート接着補強（下面）Full-surface covering

Grid pattern

格子張りが増加している！
-材料コストの低減-水分の残留を最少に-コンクリートの劣化のモニタリングが必要

下面増厚工法

鉄筋格子＋ポリマーセメントモルタル

鉄筋の固着が重要

鋼床版風架構補強方法

アンダーデッキパネル工法

おわりに！

タイヤの通行位置の下当たりの劣化が先行
防水層の有無に無関係 ?

何か良い対策?

舗装内の水を抜くことが重要!
排水桝の改良設計の三原則

用Utility
Humanity

Economy
望ましい構造物

強Strength / Safety

Structure System

Social Harmony

美Beauty(Aesthetics)

構造物の維持管理
Maintenance
構造物を視る
Inspection

巡る、廻るPatrol

構 造物を診る

Diagnosis

構造物を看る
Rehabilition

ご清聴有難うございました