報告沖縄都市モノレールにおける鋼製橋脚修繕工事
Repair Work of the Steel Bridge Piers at Okinawa Urban Monorail

宇佐美隆

宣＊1

Takanori USAMI

辻幸

Kohsuke TSUJI

要佐＊2

田村

修

一＊3

Shuichi TAMURA

村井向

Koichi MURAI一＊4

旨

供用中の沖縄県都市モノレールの一部の鋼製橋脚においてカバープレート溶接部に疲労き裂が発見された。本工事では鋼製橋脚隅角部への応力集中の緩和を目的としてあて板を設置し、橋脚カバープレートの撤去を行った。ここでは、一連の補修工事における施工手順及びその補強結果の一部について報告する。
キーワード：鋼製橋脚隅角部，当て板補強，応力計測

1．はじめに本工事は、カバープレート溶接部付近において進展性＜工事概要＞のあるき裂が発生しているP174鋼製橋脚（図－1、写真

発注者：沖縄県－1）について、あて板補強を行った上で、カバープレ

工事名：沖縄都市モノレール鋼製橋脚修繕工事（H28-1）

ートの撤去を実施するものである。

工事場所：沖縄県那覇市奥武山町地内

本稿では、あて板設置工、カバープレート撤去工等の土木建築部

都市計画・モノレール課

工期：平成28年7月〜平成28年11月

各作業手順について報告する。また、補強前後に応力測定を実施し、その補強効果についても検証する。

図−1

＊1
＊2

工事箇所図

工事本部橋梁工事部橋梁工事グループ主任
千葉工場安全・品質保証部品質保証グループグループリーダー

写真－1

＊3
＊4

P174橋脚（補強前）

千葉工場技術研究所生産技術グループ主任
計画本部計画部保全計画グループサブリーダー

45

書をもとにP174橋脚の現地計測を実施した。平成11年8２．あて板補強工
2．あて板補強工を元にP174橋脚の現地計測を実施した。平成11年8月完成

２．あて板補強工
２．あて板補強工を元にP174橋脚の現地計測を実施した。平成11年8月完成の橋脚であったが、ほぼ図面通りの寸法であることが確認を元にP174橋脚の現地計測を実施した。平成11年8月完成とが確認できたため、当初計画通りに施工に着手した。の橋脚であったが、ほぼ図面通りの寸法であることが確認できたため、当初計画通りに施工へ着手した。の橋脚であったが、ほぼ図面通りの寸法であることが確認

あて板補強工事の作業フローを図－2に示す。
あて板補強工事の作業フローを図－2に示す。

月完成の橋脚であったが、ほぼ図面通りの寸法であるこ（1）あて板構造詳細(1)あて板構造詳細

また、現存するき裂の状況を確認するために、磁粉探できたため、当初計画通りに施工へ着手した。
また、現存する疲労き裂の状況を確認するために、磁粉できたため、当初計画通りに施工へ着手した。
傷試験を実施した。その一部を写真－2に示すが、カバまた、現存する疲労き裂の状況を確認するために、磁粉探傷試験を実施した。その一部を写真－2に示すが、カバまた、現存する疲労き裂の状況を確認するために、磁粉あて板補強構造の決定にあたって、
首都高速道路（株）(1)あて板構造詳細
あて板補強構造の決定にあたって、首都高速道路(株)の(1)あて板構造詳細
あて板補強構造の決定にあたって、首都高速道路(株)の既設橋梁構造物補修・補強要領（鋼製橋脚隅角部の補強設の既設橋梁構造物補修・補強要領（鋼製橋脚隅角部の補あて板補強構造の決定にあたって、首都高速道路(株)のープレートの溶接部に沿ってき裂が進展しており、その探傷試験を実施した。その一部を写真－2に示すが、カバープレートの溶接部に沿ってき裂が進展しており、そのき探傷試験を実施した。その一部を写真－2に示すが、カバープレートの溶接部に沿ってき裂が進展しており、そのき裂の先端にはストップホールが設けられていた。
ストップき裂の先端にはストップホールが設けられていた。ストープレートの溶接部に沿ってき裂が進展しており、そのきあて板補強工事の作業フローを図－2に示す。
あて板補強工事の作業フローを図－2に示す。

1）

1）
既設橋梁構造物補修・補強要領（鋼製橋脚隅角部の補強設（以下補修・補強要領）を参照した。
計施工編）（以下補修・補強要領）を参照した。
強設計施工編）
既設橋梁構造物補修・補強要領（鋼製橋脚隅角部の補強設

1）裂の先端にはストップホールが設けられていた。ストップ裂の先端にはストップホールが設けられていた。
ストップ計施工編）
1） （以下補修・補強要領）を参照した。
既設橋脚の梁高・柱幅より図－2に示すように補強板形
既設橋脚の梁高・柱幅より図－3に示すように補強板（以下補修・補強要領）を参照した。
計施工編）
既設橋脚の梁高・柱幅より図－2に示すように補強板形状を決定した。
柱ウェブと接合するボルトは既設構造物と既設橋脚の梁高・柱幅より図－2に示すように補強板形形状を決定した。柱ウェブと接合するボルトは既設構造状を決定した。柱ウェブと接合するボルトは既設構造物と補強板との間に肌隙があっても常時・地震時共に安定した状を決定した。柱ウェブと接合するボルトは既設構造物と物と補強板との間に肌隙があっても常時・地震時共に安補強板との間に肌隙があっても常時・地震時共に安定した荷重伝達を期待できるため、支圧接合ボルトを使用した。

補強板との間に肌隙があっても常時・地震時共に安定した定した荷重伝達を期待できるため、支圧接合ボルトを使荷重伝達を期待できるため、支圧接合ボルトを使用した。
また、あて板設置箇所にK.Lが存在していたため、設置荷重伝達を期待できるため、支圧接合ボルトを使用した。
用した。
また、あて板設置箇所にK.Lが存在していたため、設置するあて板についても折れ点を設け、さらに密着性が向上
また、あて板設置箇所にK.Lが存在していたため、設置また、あて板設置箇所にK.Lが存在していたため、設するあて板についても折れ点を設け、さらに密着性が向上することを期待して柱ウェブとの間にフィラープレートするあて板についても折れ点を設け、さらに密着性が向上置するあて板についても折れ点を設け、さらに密着性がすることを期待して柱ウェブとの間にフィラープレートを追加する（図－3）こととした。
することを期待して柱ウェブとの間にフィラープレート向上することを期待して柱ウェブとの間にフィラープレを追加する（図－3）こととした。
を追加する（図－3）こととした。
ートを追加する（図－4）こととした。
(2)現場計測・調査

図−3 あて板構造図面
あて板構造図面
図－3(2)現場計測・調査
あて板製作の着手前に、発注者より提供された竣工図書(2)現場計測・調査

図－3 あて板構造図面
図－3 あて板構造図面

あて板製作の着手前に、発注者より提供された竣工図書（2）現場計測・調査

あて板製作の着手前に、発注者より提供された竣工図書あて板製作の着手前に、発注者より提供された竣工図

図－4 あて板K.L点詳細
図－4 あて板K.L点詳細
図−4 あて板K.L点詳細
図－4 あて板K.L点詳細

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写真－2 補強前のき裂状況

図－2

あて板補強工の作業フロー

図－2

あて板補強工の作業フロー

写真－2 補強前のき裂状況

図−2 あて板補強工の作業フロー
あて板補強工の作業フロー
図－2

写真−2補強前のき裂状況
写真－2補強前のき裂状況

宮地技報No.30

ホール内にもき裂が確認されたが、柱ウェブ側へのき裂は1次締めまでの作業は安全性に十分配慮して1本ずつ行う
ップホール内にもき裂が確認されたが、柱ウェブ側への打込み〜1次締めまでの作業は安全性に十分配慮して1本確認されなかった。
（写真－3）こととした。
ホール内にもき裂が確認されたが、柱ウェブ側へのき裂は1次締めまでの作業は安全性に十分配慮して1本ずつ行う
ホール内にもき裂が確認されたが、柱ウェブ側へのき裂は1次締めまでの作業は安全性に十分配慮して1本ずつ行う
き裂は確認されなかった。
ずつ行う（写真－3）こととした。
確認されなかった。
（写真－3）こととした。
確認されなかった。
（写真－3）こととした。

３．カバープレート撤去工(3)あて板取付（3）あて板取付
3．カバープレート撤去工
枠組足場内で塗装素地調整、柱ウェブへの仮固定用の孔
３．カバープレート撤去工(3)あて板取付３．カバープレート撤去工(3)あて板取付
枠組足場内で塗装素地調整、柱ウェブへの仮固定用の(1)カバープレート撤去手順明けを行った後、あて板部材の取付を行った。あて板の取枠組足場内で塗装素地調整、柱ウェブへの仮固定用の孔枠組足場内で塗装素地調整、柱ウェブへの仮固定用の孔（1）カバープレート撤去手順
孔明けを行った後、あて板部材の取付を行った。あて板(1)カバープレート撤去手順明けを行った後、あて板部材の取付を行った。あて板の取あて板部材の取付、ボルト本締め完了後にカバープレー付はモノレール営業時間外の0：35～4：30の間に、夜間の(1)カバープレート撤去手順明けを行った後、あて板部材の取付を行った。あて板の取あて板部材の取付、ボルト本締め完了後にカバープレの取付はモノレール営業時間外の0：35〜4：30の間に、あて板部材の取付、ボルト本締め完了後にカバープレー付はモノレール営業時間外の0：35～4：30の間に、夜間のトの撤去を行った。
カバープレート撤去前の状況を写真－
交通規制を行い、10ｔ吊ラフタークレーンを使用して実施
あて板部材の取付、ボルト本締め完了後にカバープレー付はモノレール営業時間外の0：35～4：30の間に、夜間のートの撤去を行った。カバープレート撤去前の状況を写
夜間の交通規制を行い、10t吊ラフタークレーンを使用トの撤去を行った。
カバープレート撤去前の状況を写真－
交通規制を行い、10ｔ吊ラフタークレーンを使用して実施
10ｔ吊ラフタークレーンを使用して実施
トの撤去を行った。
カバープレート撤去前の状況を写真－
交通規制を行い、した。（図－5）
STEP-1:内部確認用点検孔開口して実施した。
（図－5）した。（図－5）した。（図－5）
あて板の設置後、柱ウェブのボルトの孔明け・挿入・締STEP-1:内部確認用点検孔開口
STEP-1:内部確認用点検孔開口
あて板の設置後、柱ウェブのボルトの孔明け・挿入・あて板の設置後、柱ウェブのボルトの孔明け・挿入・締あて板の設置後、柱ウェブのボルトの孔明け・挿入・締付けについては補修・補強要領に基づき、隅角部から同心締付けについては補修・補強要領に基づき、隅角部から付けについては補修・補強要領に基づき、隅角部から同心付けについては補修・補強要領に基づき、隅角部から同心円状に施工する（図－6）ものとした。また支圧ボルトの同心円状に施工する（図－6）ものとした。また支圧ボ円状に施工する（図－6）ものとした。また支圧ボルトの円状に施工する（図－6）ものとした。また支圧ボルトの施工は、供用下において行われるため、孔明け～打込み～ルトの施工は、供用下において行われるため、孔明け〜施工は、供用下において行われるため、孔明け～打込み～施工は、供用下において行われるため、孔明け～打込み～

STEP-2:カバープレート削孔・切断（その1）
STEP-2:カバープレート削孔・切断（その1）
STEP-2:カバープレート削孔・切断（その1）

図－5 あて板部材架設計画図
図－5図−5 あて板部材架設計画図
あて板部材架設計画図
図－5
あて板部材架設計画図

図－6ボルトの締付け順序
図－6
図−6 ボルトの締付け順序
ボルトの締付け順序
図－6ボルトの締付け順序

STEP-3:カバープレート削孔・切断（その2）STEP-3:カバープレート削孔・切断（その2）STEP-3:カバープレート削孔・切断（その2）STEP-4:残存カバープレート撤去
STEP-4:残存カバープレート撤去
STEP-4:残存カバープレート撤去

写真－3
打込みボルト施工状況
写真−3
打込みボルト施工状況
写真－3
打込みボルト施工状況
写真－3
打込みボルト施工状況
図－8
カバープレートの撤去フロー
図－8
図−7カバープレートの撤去フローカバープレートの撤去フロー
図－8
カバープレートの撤去フロー沖縄都市モノレールにおける鋼製橋脚修繕工事

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真－4に示す。カバープレートの撤去によって、これま物に熱を入れることにより、予期せぬ変状等が起こるこで分配していた応力の流れが既設橋脚本体へと一気に流とが懸念されるためである。

れていくことがないように、ステップごとにカバープレ最終段階の端部仕上げ時には棒グラインダーを使用ートを撤去していくこととした。撤去フローを図－7に（写真－8）して、母材を傷つけないように丁寧に施工示す。

した。カバープレートを全て撤去した後の状況を写真－

カバープレートの撤去は現場孔明けを行った後、孔間9に示す。

をグラインダーで切断して撤去する（写真－5、6、7）ものとした。撤去作業において、ガス切断等の火気を使用した切断は一切行わなかった。これは、供用中の構造（2）カバープレート撤去後の磁粉探傷試験
カバープレートを撤去後に、撤去箇所全線に渡り磁粉探傷試験を実施したが、指示模様は確認されなかった。
その結果の一部を写真－10に示す。

写真－448

カバープレート撤去前状況

写真－5

施工STEP-1作業状況

写真－6

施工STEP-2作業状況

写真－7

施工STEP-3作業状況

写真－8

施工STEP-4作業状況

写真－9

カバープレート撤去後状況

宮地技報

No.30

写真－10

図−8

カバープレート撤去後の磁粉探傷試験結果

計測部位の概略

4．応力計測あて板補強の設置により橋脚全体に与える効果を把握することを目的として、あて板補強前後に応力計測を実施した。

写真－11

ひずみゲージ取付状況

しているが、あて板の設置前と比較してフィレット部には概ね半分程度までの応力の低下が見られ、あて板設置による低減効果が確認された。
また、下方のグラフはカバープレート部の応力分布を示しているが、あて板による応力低減は、引張応力につ応力計測を実施した位置について図－8及び写真－11

いてはフィレット真ん中や下部において大きくなっていに示す。ひずみゲージは3mmの1軸のものを使用した。

るが、圧縮応力はあて板の有無による影響は見られな

あて板設置前後の応力計測の結果を図－9に示す。中い。

央部のグラフはあて板及びフィレット部の応力分布を表

沖縄都市モノレールにおける鋼製橋脚修繕工事

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図－10
図−9 あて板設置前後の応力計測結果
あて板設置前後の応力計測結果

５．その他の検討事項
5．その他の検討事項(1)脚内の滞水対策（1）脚内の滞水対策
橋脚内の調査をした結果、水抜孔などが特に設けられて橋脚内の調査をした結果、水抜孔などが特に設けられそのため、写真－13に示す箇所に水抜孔を設けることとした。この排水孔は湿潤及び乾燥を繰返し錆びやす
そのため、写真－13に示す箇所に水抜孔を設けることとい部分となっているため、本工事では孔内の塗装に加えした。この排水孔は湿潤及び乾燥を繰返し錆びやすい部分て、図－10に示すようなシリコーンプラグで円周部をいなかったため、写真－12に示すように橋脚梁部に雨水がていなかったため、写真－12に示すように橋脚梁部にとなっているため、本工事では孔内の塗装に加えて、図－保護する方法を採用した。

滞水している状況が確認された。
雨水が滞水している状況が確認された。

12に示すようなシリコーンプラグで円周部を保護する方法を採用した。

50

宮地技報

No.30

（2）干渉物の撤去復旧

そのため、該当する柱ウェブに取り付いている金具

あて板設置前に橋脚内を確認した結果、図－11に示は、あて板設置前に一度撤去し、あて板設置後にボルトすようにあて板のボルトと脚内の排水管の支持金具が干接合により縦リブに取り付けて復旧（写真－14）を行渉することが判明した。

った。撤去復旧の概要を図－12に示す。

図−10
写真－12

水抜孔用シリコン栓

脚内の滞水状況

縦リブ支持金具

写真－13

水抜孔設置箇所図−11

沖縄都市モノレールにおける鋼製橋脚修繕工事

写真－14

排水管金具（復旧後）あて板ボルトと排水管支持金具の干渉状況

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図－14
給水管支持金具撤去・復旧図
図−12 排水管支持金具撤去・復旧図

６．おわりに

6．おわりに最後に、本工事の施工にあたりご指導いただきました発
最後に、本工事の施工にあたりご指導いただきました
注者である沖縄県土木建築部都市計画・モノレール課の担発注者である沖縄県土木建築部都市計画・モノレール課
当者の方々、補修方法全般に渡り技術的なご助言をくださの担当者の方々、補修方法全般に渡り技術的なご助言をいました琉球大学の下里准教授、補強部材の工場製作、応くださいました琉球大学の下里准教授、補強部材の工場
力計測にあたり多大なるご協力いただきました金秀鉄工
製作、応力計測にあたり多大なるご協力いただきました(株)及び（一社）沖縄しまたて協会の関係者の方々に対し、金秀鉄工㈱及び（一社）沖縄しまたて協会の関係者の深く感謝申し上げます。
方々に対し、深く感謝申し上げます。

＜参考文献＞＜参考文献＞
1)首都高速道路株式会社:既設橋梁構造物補修・補強要領

鋼製

1）‌首都高速道路株式会社：既設橋梁構造物補修・補強
橋脚隅角部の補強設計施工偏,平成19年7月

要領

鋼製橋脚隅角部の補強設計施工偏，平成19年7

写真－14

P174橋脚（補強後）

写真－15

P174橋脚（補強後）月2017.1.10

受付

グラビア写真説明

県道大牟田川副線沖端川大橋（仮称）橋梁上部工工事（1工区）
県道大牟田川副線は、福岡県大牟田市より佐賀県佐賀市川副町に至る全長28.6Kmの主要幹線道路です。本路線は、全国的に有名な有明海海苔や大川家具の生産・流通、及び世界遺産に登録された三池炭鉱・三池港や観光都市柳川へのアクセス道路として、非常に重要な役割を果たしております。
本工事は、有明海に注ぐ沖端川を渡河する橋梁工事です。本工事は中央径間部で2分割され、起点側の工区（1工区）の上部工の製作架設工事を行いました。本橋の現場施工は、渡河部の中央支間長が長く、河川内に橋脚が2基あり、また航路となるため、河川上はトラベラークレーン片持ち式架設工法にて施工致しました。河川中央部にて終点側（2工区）と桁を閉合して架設完了致しました。
鋼桁の工場製作から架設完了まで2年4ヶ月におよぶ工事でしたが、現地施工期間中は幸い、台風、雨、風、地震の影響もほとんど受けず、無事に平成28年10月に竣工を迎えることができました。

（田頭正臣）GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG

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