技報 第 5 号（2007 年）

高強度繊維補強モルタルを用いたＰＣポストテンション桁の施工－カムテックス桟橋－
広島支店

土木工事部

田中寛規

広島支店

土木工事部

内田和則

広島支店

土木工事部

石田邦洋

概要：カムテックス桟橋は塩害で劣化した鋼製桟橋の架け替え工事であり，既存の下部工を再利用することから，低桁高（桁高支間比 1/46）にて上部工重量の低減が図れ，耐塩害性に優れる構造が望ましく，ダックスビーム工法が採用された．

Key Words：高強度繊維補強モルタル，低桁高，ダックスビーム，塩分浸透抵抗性

１．はじめに本工事は，広島県福山市沼隈町常石に位置する鋼製桟橋の架け替え施工である．鋼製桟橋は海上部に位置しているため，塩害による腐食が著しく架け替えが計画されていた．また，下部工構造については躯体自体には目立った損傷が少ないことから，軽微な補修を行い再利用するという特徴を有していた．このため架け替えに当たっては耐久性に優れ，反力増加が極力少ない構造であることが要求され，低桁高・高強度・高じん性を有する高強度繊維補強モルタル（ダックスモルタル）を用いたプレキャストセグメントによるポストテンション方式プレストレストコンクリート橋（ダックスビーム工法）が採用された．本稿は，その上部工の施工について報告を行う．

２．工事概要
本橋の工事概要を以下に示す．また，既設桟橋状況を写真－１に示す．
工 事 名：株式会社カムテックス桟橋補修工事
工事場所：福山市沼隈町常石
発 注 者：株式会社カムテックス
橋

長：70.815m（3 橋合計）

桁

長：22.158m，22.269m，26.388m

桁

幅：2.000m

支 間 長：21.578m，21.689m，25.608m
構造形式：ポストテンション方式単純中空床版橋
工期：自）平成 18 年 7 月 10 日至）平成 18 年 12 月 20 日
写真－１ 既設桟橋状況

田中寛規

内田和則

石田邦洋

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３．ダックスビーム工法の採用について
本工事は劣化した鋼製桟橋の架け替えであり，既存の下部工を再利用することから，桁高を押さえ上部工死荷重を可能な限り増加させない橋種であること，塩害対策Ｓ区分に位置することから耐塩害性に優れる構造及び材料の使用が望ましく，これらに適合する構造としてダックスビーム工法が採用された．
以下に，プレキャストセグメントによるポストテンション方式のダックスビーム工法の主な特徴を示す．
１）ダックスモルタルは設計基準強度 120MPa を有し，大きなプレストレスの導入が可能なことから低桁高が実現でき，既設の鋼製桟橋に対する上部工重量の増加量を最小限に抑えることが可能．
２）ダックスモルタルの水セメント比は 17%程度であり，塩分浸透抵抗性に優れている．そのため，塩害対策区分Ｓにもかかわらず，設計耐用年数 100 年での必要なかぶり厚さは 37mm となり（道路橋示方書では同区分で 70mm と規定されている）桁高を低くでき，上部工重量の低減につながる．
３）プレキャストセグメント部材は，予め工場で製作するため，品質に優れ，現場施工の省力化が図れる．
また，現場施工方法は通常のセグメント方式によるものと同様であり，特別な技術を必要としない．
４）主桁がスレンダーであり，景観性に優れる．
なお，上部工死荷重の増加について，既設の鋼製桟橋からダックスビーム工法への上部工構造変更に伴い1 支承線当たり約 100kN の反力増加を伴うことになるが，下部工構造照査により増加反力による安全性は十分に確保できることから，軽微な補修のみで既存の下部工を再利用することが可能であった．

４．主桁断面形状について
図－１に当桟橋の平面形状図及び断面図を示す．断面の決定は，主ケーブル 19S15.2 の配置本数や定着寸法など構造的な設定以外に桁運搬や施工性も考慮して，図のような断面形状とした．なお，主桁セグメント部材については最大長さ約 9ｍの 3 分割であり，1 セグメント当たりの最大重量は約 19ton となる．検討の結果，桁長 22m（支間長 21.6m)の区間においては桁高さ h=500mm，桁長 26m（支間長 25.6m）区間では桁高さ h=550mm となり，桁高支間比はそれぞれ 1/43，1/46 にすることが可能となった．
26000
21000
22269

6000

605

500

500

5000

4000

3000
500

772

3000
500

500

3000

500
26388
25700
27700

3000

500

4000

4000
3000
500

500

4000

600
500

570

500

590

500

26000
21000
22158

4000

2000
1500(歩道幅)

500

2000
1500(歩道幅)

980

500

130

870

870

130

155 395550500

155 345

2000

130

580

図－１ 平面形状及び断面図
2/6580580

130

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５．主桁かぶりの設定
本橋は海上に位置し，道路示方書の塩害対策区分Ｓに該当する．従来工法であれば，純かぶり 70mm 確保と塗装鉄筋の使用等が必要となる．本橋の純かぶりの設定は，設計供用年数とダックスモルタルの塩分拡散ダックスモルタルの浸漬法により得られた塩分拡散係数を用い，係数の浸漬法結果 1）より 37mm と設定した．
コンクリート標準示方書式 2）に準じて飛沫帯における塩化物イオン濃度として計算した結果，本橋で採用した純かぶり 37mm であれば 100 年後の塩化物イオン濃度は発錆限界 1.2kg/m3 以下の 1.08kg/m3 であり，飛沫帯における塩害に対し 100 年の耐久性を有することとなる．ダックスモルタルの塩分拡散係数値および塩化物イオン濃度の計算値をそれぞれ表－１および図－２に示す．
12

表－１ 塩分拡散係数
備

ダックス：ダックスモルタル

0.0217

試験値

普通コンクリート

0.4630

計算値

普通コンクリート(BFS 使用)

0.2720

計算値

3

拡散係数
(cm2/年)

塩化物イオン濃度(kg/m )表面から37mmの塩化物イオン濃度

考

比較のため，普通コンクリート（Ｗ/Ｃ=36％）と普通コンクリートにＢＦＳ（高炉スラグ）を添加したものに関する塩分拡散係数と塩化物イオン濃度の経時変化を算出．

1086
ﾀﾞｯｸｽ(W/C17%)
普通ｺﾝ(W/C36%)
普通ｺﾝ(W/C36%、BFS使用)

42

発錆限界：1.2kg/m3002550経過時間(年)75100

図－２ 経過時間と塩化物イオン濃度の関係

６．主桁製作
本橋のダックスモルタルを用いたプレキャストセグメント桁の製作について記述する．なお，主桁製作は当社水島工場にて行った．
6.1 使用材料および練り混ぜ方法
表－２にダックスモルタルの使用材料，表－３に示方配合表，図－３に練り混ぜ方法を示す．
また，写真－２に使用した鋼繊維を示す．
表－２ 使用材料
材料名

種類

備考

W,F 投入セメント

シリカフュームセメント

密度:3.08g／cm3

細骨材

砕砂

密度:2.60g／cm3

水上水道水－混和剤混和材

3

高性能減水剤密度:1.07g／cm

SF 投入

空練り練混ぜ①

練混ぜ②

C+S

W+F+C+S

W+F+C+S+SF

60 秒

180 秒

180 秒

3

鋼繊維

密度:7.85g／cm ,引張強度:2180Mpa

図－３ 練り混ぜ方法
表－３ 示方配合表
単位量（kg／ｍ3）

スランプフロー(cm)空気量(％)

水セメント比W／C(％)

水Ｗ

セメント 細骨材
ＣＳ75.0±102.0±1.5

17.02101235959

鋼繊維 減水剤
ＳＦＦ

4037

写真－２ 鋼繊維3/6

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6.2 製造計画
主桁は写真－３に示す製作アバットにてプレキャスト
セグメント桁の鉄筋配置，シース組立て，ダックスモルタルの打設を行った．ポストテンション方式のプレキャ
ストセグメント桁の製造は，ダックスモルタル打設後 39～45 時間の 20℃蒸気養生にて圧縮強度 60MPa が確認された段階でセグメント部材を製作アバットから別の養生場所へ移動した後，残りの蒸気養生を行った．早期に製作ベースを回転させることが可能であり，製作期間の短縮化が図れた．
表－４に工場製作工程を示す．製作実績より，型枠セットから養生後の主桁セグメント取り出し完了に要する

写真－３ 製作アバット

1 桁当たりの製作サイクルは約 110 時間となる．
表－４ 工場製作工程
工種時間

024487296120144

主桁 2 本目施工

型枠準備
鉄筋，シース配置
型枠組立て
ダックスモルタル打設
蒸気養生
強度確認,セグメント取り出し

圧縮強度 60Mpa 発現確認後に脱枠･移動

6.3 打設ダックスモルタルの打設は，工場プラントの最大容量及び自動計量が可能となる練り混ぜ量と設定し，1 バッチ当りの練り混ぜ量を 0.75ｍ3 とした．なお，練り混ぜ回数が増加することから，主桁 1 本当たりの打設量約20m3 に対して打設開始から終了までの時間は約 3 時間となった．また，流動性の高いダックスモルタルはコールドジョイントが生じないように連続打設する必要があり，打設作業については，工場プラントからの練り上がりのタイミングに合わせるように調整しながらのホッパー打設を行った．打設状況を写真－４に示す．なお，ダックスモルタルは流動性が良好であり，型枠内の充填性

写真－４ 打設状況に優れることから型枠バイブレーターのみで締固めを行うことが可能であった．
6.4 表面仕上げ
ダックスモルタルは粘性が高く凝結も遅いため，表面仕上げは 2 回に分けて行った．1 回目の表面仕上げ
は，打設完了後，直ちに膜養生剤を桁天端に散布して行った．2 回目の表面仕上げは，打設終了から 3 時間経過後，モルタルの連行空気の浮上りが収まった段階で 1 回目と同様な膜養生剤を散布して行った．
また，主桁天端の表面仕上げ施工に関して，セグメント部材に支間中央の製作キャンバー量として 40mmの上げ越し量を設定していたため，ダックスモルタル表面勾配に対し入念なコテ仕上げを行った．なお，打設表面の天端勾配は 0.3％程度と比較的小さいこともあり影響は少なく，ダックスモルタル凝結後の天端仕上げ面の状況は良好であった．

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6.5 養生打設後の蒸気養生方法を図－４に示す．温度及び時間管理にて養生を行うこととし，以下とした．
1) 打設後，膜養生を行い 39～45 時間は 20℃で前置き蒸気養生を行う．
2) ダックスモルタルの強度確認後，脱枠及びセグメント移動を行い，再びシートで覆い蒸気養生を行う．
3) 温度上昇は 15℃/h 以下とした．
4) 養生最高温度は 60℃とし，継続時間は 24 時間を標準とした．
5) 表面温度を測定し，外気温とほぼ等しい 20℃に温度

図－４ 蒸気養生方法

降下するまで養生を行い，部材の急激な温度低下を防ぐこととした．

７．主桁架設
主桁の架設は，海上環境での作業となる．主桁吊り込み時に必要となるクレーン船の作業半径を確保するため，作業台船を使用しての架設とした．架設方法は，工場製作されたプレキャストセグメント桁を現場搬入し，800ton 台船上の作業にて主桁セグメント部材を主ケーブル緊張により一本化した後，160ton クレーン船にて主桁架設を行った．緊張作業状況を写真－５，主桁架設状況を写真－６に示す．

写真－５ 緊張作業状況

写真－６ 主桁架設状況

８．おわりに本橋はダックスビーム工法の構造上の有利性に着目し，従来工法では計画上，困難となる低桁高の設定を可能としたことで上部工重量の軽量化に繋がり，また，高い塩分浸透抵抗性を活用することで塩害対策区分に位置する橋梁への高耐久性を向上させることが可能となった．本工事の施工実績が今後のインフラ整備に役立てば幸いである．写真－７，写真－８に完成状況を示す．

写真－７ 完成状況

写真－８ 完成状況
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参考文献
1) 桜田道博，雨宮美子，大山博明，森拓也：高強度繊維補強モルタルの材料特性，コンクリート工学年次論文集，Vol.29，No2，2007.72) 土木学会：コンクリート標準示方書［施工編］，2002.3

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