（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
第56回（令和5年度）研究発表会 論集

コ - 5 ポスター発表概要

橋梁架替え設計における設計図書が現存しない
既設橋台底版下面位置の推定と非破壊調査結果
東洋技研コンサルタント株式会社 〇 藤森 颯太

１．はじめに
現在わが国にある多くの橋梁は、高度経済成長期に架設され、橋梁の老朽化が急速に進んでいる。10 年後には架設後 50 年を超える橋梁が全体の 4 割以上を構成するというデータが出ており、この他にも建設年度が不明の道路橋が全国でも多くある。そのため今後橋梁の架け替え工事が多くなると予想される。
しかし、架設から長い年数が経過しているため竣工図書（a）反射法が存在しない橋梁もあり、不可視部分についての寸法等が（b）透過法不明な場合もある。そのため本稿では設計図書が現存して図－１ 高周波衝撃弾性波法の概念図いない橋梁の非破壊調査を用いた橋台底版下面位置の推本調査では、透過法によりコンクリートの弾性波速度を定とその結果について報告する。

測定し、反射法で底版下面位置を把握する。

２．業務概要(2) 調査位置

本業務は河川に架かる既設橋梁の老朽化に伴い同位置に当初 A1、A2 橋台橋座面の各 2 点（A1-1,2、A2-1,2）で実橋梁の架け替え設計を行う業務である。既設橋の既往図書施したが、コンクリートの劣化により測定精度が悪く、橋では寸法諸元が確認できず、河川橋であり既設橋台底面の台下面位置が想定よりも浅い結果となった。そのため竪壁露出による直接計測は困難な状況である。新設橋台は直接前面で各 1 点（A1-3、A2-3）を追加し（計 3 点×2＝6 点）基礎であり、底版下面の標高は既設橋台底版下面が条件と実施した。なお、橋座面上の調査点については、底版下部なるため既設橋台底版下面の標高の推定が必要となる。の突起有無を確認するために、橋座面上で前側・後側で調不可視部分の推定方法は、コア抜きし部材厚を計測する査位置をずらした。図－２に調査位置図を示す。

方法、非破壊調査により計測する方法、測量成果や標準図から推定する方法が考えられる。本橋では竣工年度が橋梁台帳より把握できているため、当時の標準図集から橋台高、底版形状を推定し、非破壊調査により、推定値の確認を行う手法を採用した。

３.原理と調査方法(1) 原理本業務では、非破壊調査手法の一つである高周波衝撃弾性波法を用いる。高周波衝撃弾性波法は、反射法と透過法
図－２ 調査位置図に大別でき、反射法は調査対象物内のひび割れ・き裂の位置や幅、端部の位置などを把握する手法である。反射法に(3) 調査方法

より得られるのは、測定面から構造物の損傷部や端部まで調査ではまず測定面を平滑に整形・研磨する。目的はハの弾性波の伝播時間である。透過法は弾性波速度を求めてンマー打撃による良好な衝撃弾性波を発生させること、測調査対象物の力学的特性や劣化の状態などを推測する手法

定面と受信センサの密着を高めることである。次に受信セである。透過法で求められた弾性波速度は、反射法におけンサを設置する。設置面に対して垂直に取り付ける。次にる調査対象物の位置の推定にも用いられる。

コンクリートの弾性波速度は、配合条件や打設時の環境な－ 212 －（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
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どの影響により異なるため、橋台のコンクリートを対象にい結果が得られており、コンクリートの品質が劣化してい現地で弾性波速度を透過法により測定する（キャリブレーると判断できる。以上より、本業務で実施した弾性波速度ション）。次に調査装置のフィルタの周波数や鋼製ハンマー結果と既往調査圧縮強度は整合していると判断できる。の種類などを選定するために予備測定を実施する。次に本(2) 橋台形状寸法

測定では、受信センサで反射波を測定し、フィルタ処理を反射法により、橋台高さについて形状調査を実施した。

行い、測定波形を観察する。各測点において反射波の再現

測定結果は、構造物端部からの反射波を読み取り、測点毎性を十分に確認し、橋台下端面からの反射波に関して、再に整理・解析を行った。測定より得られる情報は、構造物現性が高い測定波形を取得・記録する。写真－１に本調査

端部または不連続面から反射してくる反射波の伝播時間でで使用した高周波衝撃弾性波測定システムを示す。

ある。橋台高さは伝搬時間と橋台の弾性波速度で算出する。
計測の結果、A1 橋台高さは橋座面から約 5.7m、A2 橋台ノートパソコン

BNC ケーブル

高さは橋座面から約 5.8m と推測された。計測結果から推定した橋座面からの高さは測定結果の平均値を採用している。
図－３に橋台高さの算出結果を示す。

測定器
鋼製ハンマー

受信センサ

写真－１ 高周波衝撃弾性波測定システム

４.調査結果(1) コンクリート弾性波速度
構造物の損傷部や端部までの距離を求めるには、構造物固有の弾性波速度が必要となる。そこで、本橋台においてのコンクリートの弾性波速度を透過法により推定した。各
図－３ 調査結果図（フーチング上面と測定結果の関係）

橋台の弾性波速度を表－１に示す。

測点 A1-1 および A2-1 地点では他の測点より短い結果が表－１ 透過法によるコンクリートの弾性波速度
伝播時間Δｔ(ms)
対象施設

伝播距離 弾性波速度 ※ 1L
標準偏差 変動係数 ※ 2 データ数
Vp（m）（km/s）

最大最少平均A1

1.180.97

1.083.00

2.780

0.071

6.55%

10A2

1.121.09

1.10

3.00

2.730

0.009

0.80%

10得られた。この原因として、A1-1 および A2-2 付近では、橋台内部に弾性波の伝播を阻害する不連続面が存在すると推測される。計測結果を見ると、橋台底面から 0.5m 上部付橋台近で確認されていることから、フーチング上面の打設面からの反射波を捉えていると推測される。

※1： 弾性波速度の算定式 ： Vp = L/T （透過法）

5.まとめ※2： 変動係数（％）＝（標準偏差/平均値）×100

コンクリートの弾性波速度は、2.73～2.78km/sec の値が本業務では、当初橋座面の 2 点で橋台高の測定を実施し得られた。弾性波速度からコンクリートの品質を評価する

たが、想定していた橋台高（想定高：7.356m、計測結果：基準として、ASTM（American Society for Testing and6.31m）の差異が見られた。これは弾性波速度がコンクリー

Materials）より表－２が提案されている。

トの状態が悪ければ、精度が悪くなる傾向にあるためと考表－２ 弾性波速度（P 波速度）によるコンクリートの品えられる。このため、中間点付近となる竪壁前面に調査位質評価基準（ASTM）置を追加し再度測定した結果、想定する橋台高と近似する弾性波速度（km/s)
4.57以上3.66～4.57
3.05～3.66
2.13～3.05
2.13以下結果となった。高周波衝撃弾性波法は、コンパクトな測定

評価
優良やや良
不良
不可

機器で、手軽に、既設構造物を痛めることなく、不可視部分の形状を把握できるため、竣工図書が現存しない構造物の形状調査には、有効な手法である。しかしながら、コンこの基準よりコンクリート品質は「不良」に分類される。
2

既往調査による圧縮強度が 6.75～8.3N/mm と設計強度 152N/mm （竣工当時の設計基準強度推定値）に比べて非常に低クリートの品質が劣化していると、誤差を生じるため、注意が必要である。今後は、コンクリート品質と精度の関係を明確にし信頼性を数値化することが望まれる。

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