東急建設技術研究所報No.37 No.37
東急建設技術研究所報U.D.C 624.164.6

東急建設技術研究所報No.37

既設盛土一体化橋梁の実大試験橋梁の構築
U.D.C 624.164.6

既設盛土一体化橋梁の実大試験橋梁の構築

白仁田和久* 野中 隆博** 黒岩 俊之** 奥村 幹也**
榊原 将*** 豊田 幸由** 新井 健太***

白仁田和久＊
要 約：

野中 隆博＊＊ 黒岩 俊之＊＊ 奥村 幹也＊＊
榊原将＊＊＊ 豊田 幸由＊＊ 新井 健太＊＊＊

現在，インテグラル橋梁の背面盛土に補強土を適用し，橋梁と一体化させたより高性能なインテグラル橋梁，即ち，補強盛土一体橋
梁 1)～3)の開発を行っている。一方，この技術を既設橋梁の延命化技術として応用する検討がなされつつある。これを既設盛土一体化橋梁と呼ぶ。本稿では，既設盛土一体化橋梁の開発経緯および概要，実物大規模試験橋梁の構築について報告する。実物大規模試験橋梁の構築においては，施工性に関して問題ないことが確認できた。

ｷｰﾜｰﾄﾞ：インテグラル橋梁，補強土，新構造形式，延命化技術，コスト縮減

目 次：

1.はじめに

5.動態計測2.既設盛土一体化橋梁の開発経緯

6.まとめ

3.既設盛土一体化橋梁の概要

7.おわりに

4.試験橋梁構築

1. はじめに我が国は，既に少子高齢

盛土
平常時：橋台背面の沈下
地震時：橋台背面の沈下橋桁
平常時：ﾌﾗﾝｼﾞ部の腐食
地震時：落橋

橋台
平常時：土圧による前傾
地震時：躯体の損傷化社会を迎えており，今後は，低経済成長期が続き，国家の財政が縮小していく

支承部
平常時：部材の腐食
地震時：部材の損傷ことが予想されている。しかし，インフラ整備は，まだ十分ではなく，限られた財源を有効かつ効果的に利

図１ 従来式橋梁の主な問題点用していくことが必要となる。また，限られた財源は，鋼桁と橋台の一体化
平常時：鋼桁のﾓｰﾒﾝﾄ減少，支承部ﾒﾝﾃﾅﾝｽ費削減
地震時：落橋防止等耐震性向上ラーメン構造化

高度成長期に建設された構造物の維持管理等の延命化策にもむけられる必要がある。

橋台と盛土の一体化
平常時：地盤沈下の抑制
地震時：相対変位の抑制

よって，インフラ整備においては，初期建設コストを抑え，維持管理コストもあまりかからない構造物の補強土工法の応用

建設技術の開発が必要とな
図２ 既設盛土一体化橋梁による改善点っており，インフラの維持管理においては，既設構造

2. 既設盛土一体化橋梁の開発経緯

物を取替ることなく最小限の改良にて供用し続けられる既鋼鉄道橋梁は，明治より架設され，架設後 50 年以上経設構造物の延命化技術の開発が，急務となっている。

過している橋梁数が，現存する橋梁数の半数を超える状況

本稿では，既設鋼鉄道橋の延命化を目的とした既設盛土となっている。このような中，今後，補強・補修・取替等一体化橋梁の開発概要を報告するとともに，試験橋梁の構の措置を必要とする老朽鋼鉄道橋梁が急増することが懸念

築の概要および施工方法，動態計測の概要について報告すされており，対応策の確立が急務となっている。鋼鉄道橋る。

*技術研究所， **土木総本部 土木技術部， ***東京支店 土木部＊技術研究所，＊＊土木総本部

土木技術部，＊＊＊東京支店

土木部

2121

東急建設技術研究所報No.37の主な問題点として，平常時においては，鋼桁フラン接合方法Ａ接合方法Ｂジや支承の腐食等が，また，地震時においては橋台背面の地盤沈下や橋梁全体系での不安定性が挙げられる（図１）。

接合ブロック

ここで，老朽橋梁への合理的かつ経済的な対応策と地山補強材

して，従来式橋梁に対し，上下部工を一体化させるイ

図３ 既設盛土一体化橋梁の概略図

ンテグラル橋梁化（ラーメン構造化）するとともに、補強土工法を応用し、橋台背面盛土と橋台を一体化さ250せた橋梁が既設盛土一体化橋梁である。

150

250

溶接

3. 既設盛土一体化橋梁の概要
3.1 概要図４ 定着プレート

よび橋桁と橋台の一体化により構成される。
橋台と背面盛土の一体化により，背面地盤の沈下が抑制される 4)～5)。また，橋桁と橋台の一体化により，PL150*150､t=6D13

既設盛土一体化橋梁は，橋台と背面盛土の一体化おひび割れ防止筋
一体化コンクリート
ジベル筋

ひび割れ防止筋
一体化コンクリート
ジベル筋

列車荷重による桁の曲げモーメントが低減されることにより，疲労寿命が延伸されるとともに，地震時の落橋がなくなるなど安定性が向上する（図２）。ただし，定着プレート橋台に発生する曲げモーメントは増加するため，補強が必要となる場合もある。既設盛土一体化橋梁の概略
図を図３に示す。

ひび割れ防止筋
一体化コンクリート
ジベル筋

3.2 橋台と盛土の一体化
橋台と背面盛土は，背面盛土に打設した地山補強材の頭部に定着プレート（図４）を，橋台側面にジベル筋を設置し，これらを巻き込む形で，接合ブロックとしてのコンクリートを打設し，一体化を図る（図５）
。

地山補強材

定着プレート3.3 橋桁と橋台の一体化

地山補強材

図５ 橋台と盛土の一体化

橋桁と橋台の一体化は，頬杖を設けない方法（方法Ａ）と頬杖を設ける方法（方法Ｂ）の２通りの方法があり，橋桁下の建築限界の状況により使い分けること

ひび割れ防止筋
水平アンカー
ジベル筋

ひび割れ防止筋
水平アンカー
ジベル筋ができる。
頬杖を設けない方法は，鋼桁ウェブに設けた孔にジベル筋を，パラペット部に水平アンカー，ＰＣ鋼棒を配置し，これらを巻き込む形でコンクリートを打設し，水平アンカー
一体化コンクリート
PC鋼棒一体化を図る（図６）。これにより，鋼桁の断面力を，水平アンカーを介して，補強したパラペットに伝達さPC鋼棒せる構造となる。施工手順は，①パラペットに対し，補強用ＰＣ鋼棒設置のためのコア削孔をパラペット天端より鉛直方向に行い，水平アンカー設置のためのコア削孔をパラペット前面側より水平方向に行う。また，

水平アンカー

図６ 方法Ａによる鋼桁と橋台の一体化
ひび割れ防止筋
一体化コンクリート
ジベル筋

ひび割れ防止筋
一体化コンクリート
ジベル筋

孔あき鋼板ジベル用の孔を鋼桁ウェブに設ける。②パ

縁切り材（発泡ｽﾁﾛｰﾙ）

ラペット部の鉛直孔に，プレテンション方式のＰＣ鋼棒を設置する。③橋台背面を掘削後，水平アンカーを設置し，復旧する。④孔あき鋼板ジベル筋を鋼桁ウェブ孔に設置し，一体化コンクリート表面のひび割れ防頬杖

止鉄筋を配筋する。⑤一体化コンクリートを打設する。
以上で完成となる。
鉛直アンカー

一方，頬杖を設ける方法は，鋼桁ウェブに設けた孔

頬杖

鉛直アンカー

図７ 方法Ｂによる鋼桁と橋台の一体化にジベル筋を，支承部に鉛直アンカーを配置し，これ2222

東急建設技術研究所報No.37

側面図

らを巻き込む形でコンクリートを打設するとともに，橋台150 400

7340

1500
2163
3000

6050の断面力をパラペットへ作用させないように縁を切る。こ13322

2163７）。この際に，パラペットは既存のままとし，鋼桁から400150

3000と橋桁の間にＨ形鋼による頬杖を設け，一体化を図る（図73401588

1500

れにより，鋼桁の断面力を，頬杖を介して，橋台竪壁に伝2925達させる構造となる。施工手順は，①鉛直アンカー設置の平面図ためのコア削孔を，桁座より鉛直方向に行う。また，孔あ2950した孔に，鉛直アンカーを設置する。③橋台前面部をコア2950

今回建設 補強土併用一体橋梁（既設補強タイプ）

き鋼板ジベル用の孔を鋼桁ウェブに設ける。②桁座に削孔

2925

削孔し，頬杖取り付け用のアンカーを設置するとともに，2925

図８ 試験橋梁概略図

鋼桁フランジにも頬杖取り付け用の孔を設け，橋台前面と鋼桁下フランジ間に頬杖（Ｈ形鋼）を設置する。④遊間部

表１ 使用材料に縁切り用目地材（発泡スチロール）を設置後，孔あき鋼板ジベル筋を鋼桁ウェブ孔に設置し，一体化コンクリート表面のひび割れ防止鉄筋を配筋する。⑤一体化コンクリー材

料

仕様寸

備法

ρ d ＝ 18kN/m 3

盛土材
コンクリート

トを打設する。以上で完成となる。

考背面盛土

f' ck ＝ 24N/mm 2

橋台

f' ck ＝ 24N/mm 2

隅角部（共通）SD345

D13～D22

橋台3.4 施工順序

SD345

D32

隅角部（方法Ｂ）

鉛直アンカー

既設盛土一体化橋梁の施工順序は，橋台と盛土の一体化

SD390

上段：D38、L=2400
下段：D22、L=2590

隅角部（方法Ａ）

水平アンカー

SD345

D13

隅角部（共通）

ジベル筋

SD345

D10～D16

隅角部（共通）ひび割れ防止筋

鉄筋を行い，その後に，鋼桁と橋台の一体化を行う。この順番で行えば，両一体化の施工時期に時間差が生じても問題ない。何故なら，鋼桁と橋台の一体化を先行して行う場合は，その後に橋台と盛土の一体化を行うまでの間に，温度変化

主鉄筋、配力筋

SD390

D35

地山補強材

芯材

導入力620kN

L=2020

隅角部（方法Ａ）

NAPP工法（60T）

Ｈ形鋼

SS400

H200*200*8*12

隅角部（方法Ｂ）

頬杖

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸf' ck ＝ 3.2N/mm 2

地山補強材

ソイルセメント体

ＰＣ鋼棒の影響による背面地盤の沈下が懸念される 4)が，橋台と盛土の一体化を先行する場合は，この時点で、橋台の耐震補START強となり，橋梁自体の機能向上となり、その後の鋼桁と橋台の一体化により、橋梁全体系での耐震性向上および支承部の維持管理の削減が可能となるためである。このように既設盛土補強土擁壁の撤去

橋台と盛土の一体化

橋台の構築

桁架設

背面盛土の施工

鋼桁と橋台の一体化

既設盛土一体化橋梁は，橋台と盛土の一体化と鋼桁と橋台の一体化を分割して施工することが可能である。
4. 試験橋梁構築
施工性の確認を行うため，また，実物大規模での動態計END測および耐震性の確認を行うため，既設盛土一体化橋梁の図９ 施工フロー試験橋梁を構築した 6)､7)。本稿では，その結果について，報告を行う。
4.1 試験橋梁概要
試験橋梁は，橋長 13.32 m，橋台高 6.05m であり，橋台幅は，単線橋梁を想定し 2.95m である（図８）。構築位置
は，鉄道総合技術研究所内の盛土試験場で，20 数年前に施工された２基の盛土補強土壁の間である。使用材料を表１に示す。
4.2 構築順序

写真１ 盛土補強土壁撤去状況

写真２ 橋台構築状況

試験橋梁の施工フローを図９に示す。
4.2.1 盛土補強土壁の撤去
盛土天端には，盛土補強土壁の開発時における試験反力装置と思われる根巻されたＨ形鋼が土中に残置されていたため，盛土補強土壁の上半分はオープンカットにより，下半分は軽量鋼矢板による土留を行い，盛土の撤去を行った（写真１）。

写真３ 橋台構築完了全景

4.2.2 橋台の構築

2323

東急建設技術研究所報No.37

4.2.2 橋台の構築
本試験施工においては，橋台には，接合ブロックを設けないこととしたため，地山補強材は橋台躯体に定着することとし，地山補強材打設用の開口を設けた（写真２，３）。
4.2.3 背面盛土の施工
盛土の施工は，施工箇所が狭隘であるため，盛土材の撒出しおよび敷均しは人力で行い，締固め転圧はランマーお写真４ 試験盛土実施状況

写真５ 背面盛土施工状況

写真６ 地山補強材打設状況

写真７ 一体化完了状況

よびプレートにて行うこととした。また，背面盛土の品質目標は，一般的な盛土を考慮し，性能ランクⅢ相当とした。
盛土の施工にあたっては，事前にランマーによる転圧回数をパラメータとした試験盛土を行った。試験は，施工エ
リアを３ブロックに分け，転圧回数を１回，２回，３回と変化させ，転圧を行い，締固め密度比Ｄc 値とＫ30 値を測定した。試験の結果，ランマーによる１回転圧で，それぞれの管理値であるＤc≧90％，Ｋ30≧70MN/m3 を満足することおよび平均沈下量が 37mm となることを確認した（写真４）。以上より，撒出し厚を 34cm とし，ランマーによる１回転圧で，各層とも橋台背面から奥に向けて盛土の施工を行った（写真５）。
4.2.4 橋台と盛土の一体化
橋台と盛土の一体化は，本来であれば，3.2 で述べた方法により実施するが，本試験橋梁では，以下の方法による
写真８ 鋼桁架設完了全景こととした。予め橋台に設けておいた開口部より地山補強材（ソイルセメント体径φ400mm，長さℓ＝5.0m）を，３段×２列の６本を水平面に対して 10 度で打設した後（写真６），芯材頭部に定着プレートを設置し，開口部に無収縮モルタルを打設することにより一体化した（写真７）。

PC鋼棒

水平アンカー

4.2.5 桁架設
鋼桁は，山陰本線余部橋梁で使用されていた１スパン18m の桁を譲り受け，そこから支間中央部の約 5m を取り(a)鋼材配置状況

除くことにより，桁長を 13.32m と調整して，架設した(b)背面掘削状況

写真９ 頬杖なし（方法Ａ）による一体化（写真８）。
4.2.6 鋼桁と橋台の一体化
鋼桁と橋台の一体化は，本来であれば，3.3 で述べた方発泡スチロール（縁切材）
鉛直アンカー

法により実施するが，本試験橋梁では，以下の方法によることとした。
方法Ａによる一体化においては，水平アンカー用のパラペット削孔はシース管による箱抜きに，また，ＰＣ鋼棒は事前配置にした。コンクリート打設前の状況を写真９に示す。また，方法Ｂによる一体化においては，鉛直アンカー(a)鋼材配置状況を事前配置とした。コンクリート打設前の状況を写真 10(b)頬杖設置状況

写真 10 頬杖あり（方法Ｂ）による一体化に示す。
以上で，試験橋梁構築は完了となり，全景を写真 11 に示す。
5. 動態計測
試験橋梁構築の際に，温度変化による影響，列車荷重による影響および地震による影響を把握するため，各種計測

写真 11 施工完了全景

機器を設置した。計測項目は，鋼桁のひずみ，隅角部鉄筋のひずみ，背面盛土の水平・鉛直変位，橋台背面および橋24
24

東急建設技術研究所報No.37

鋼桁上フランジの鉛直変位（表２）とし，各種計測機器の表２ 計測項目

配置位置を図 10 に示す。

記号

測定項目

計測機器測定点数

計測は，これまでに，列車荷重による影響を把握するた

◎

鋼桁ひずみ

鋼桁ひずみゲージ

17めの起振機試験が，試験橋梁一体化前後に行われており，

●

鉄筋ひずみ

鉄筋ひずみゲージ73

一体化後には鋼桁中央のたわみ，鋼桁下フランジのひずみ▲

背面盛土変位変位計4がともに低下していることが確認された 8)。また，橋梁一━

鉛直土圧

土圧計

4

体化完了後の平成２３年１月から温度変化による影響を把┃

水平土圧土圧計

6握するための自動計測を開始しており， 気温に追従した

★

温度

熱電対

6変動が記録されているが，変動量は微小であり，既設盛土

■

壁面傾斜

傾斜計

2

一体化橋梁が安定した構造であることが確認されている 8)。

◆

鋼桁鉛直変位

ＨＶラインゲージ

56. まとめ
本稿では，既設盛土一体化橋梁の開発概要を報告するとともに，既設盛土一体化橋梁の試験施工の報告を行った。
一体化前後に行った起振機試験により，今回の一体化施工
方法により鋼桁・橋台の一体化が図られたことが確認できた。また，動態計測から，本橋梁が安定した構造であることが確認された。
今後，実際の現場への適用を図るためには個々の現場状

図 10 計測機器配置図

況に合わせた詳細な施工方法の検討が必要となるが，今回の二種類の一体化施工方法のいずれかを適用することにより，現場における橋台・鋼桁の一体化は可能であると考えている。
7. おわりに去る平成 23 年３月に，鉄道総研・ＲＲＲ工法協会の共催により，補強土併用一体橋梁の説明会が開催され，ＪＲ，民鉄，設計コンサルタントをはじめ，道路系技術者をも含め，およそ 400 名にもおよぶ技術者が参加された。説明会
では，龍岡文夫教授により，補強土併用一体橋梁の原理および耐震性に関する特別講演が行われた。また，鉄道総研

写真 12 説明会における見学状況

からは，設計方法に関する講演が行われ，今後の予定についても発表がなされた。説明会によると，今後，水平載荷試験が実施され，耐震性の確認が行われ，その後，設計法・施工指針の確立が図られる予定である。

謝辞

最後に本橋梁の開発にあたり，ご指導頂いている東京理科大学龍岡文夫教授ならびに鉄道総合技術研究所の関係各位には，ここに記して感謝の意を表します。

参考文献
1)
2)

龍岡文夫：ジオシンセティック補強土一体橋梁，橋梁と基礎，pp55－62，2008.1
野尻峰広，相澤宏幸，平川大貴，錦織大樹，笹田泰雄，龍岡文夫，渡辺健治，舘山勝：模型振動台実験による各種橋梁形式の崩壊メカニズムの検討，ジオシンセティックス論文集，Vol21，pp159－166，2006.12

3)

平川大貴，相澤宏幸，錦織大樹，相馬亮一，園田陽介，龍岡文夫：GRS 一体橋梁の気温変動を想定した水平繰返し載荷時の変形特性，ジオシンセティックス論文集，Vol22，pp83－90，2007.11

4)錦織大樹,相馬亮一,田村知宏,有田貴司,坂井優,龍岡文夫,清田隆,渡辺健治,舘山勝:構造の一体化と背面土へのネイリング補強による既存橋梁の高耐震化,第 44 回地盤工学研究発表講演集,pp.1349-1350,2009.8.
5)相馬亮一,Munoz Henry,太田準一郎,黒田哲也,龍岡文夫,清田隆:橋桁・橋台・盛土を一体構造化した従来形式橋梁の常時安定性,地盤工2525

東急建設技術研究所報No.37

学会,第 45 回地盤工学研究発表会,pp.1367-1368,2010.8.
6)

野中隆博・小林裕介・杉本一朗・神田政幸・舘山勝（2011）：鋼桁・橋台・盛土の一体化補強工法における鋼桁・橋台の施工方法，
土木学会第 66 回年次学術講演会，第Ⅵ部門，pp.285-286．

7)

須賀基晃・栗山亮介・小林裕介・杉本一朗・神田政幸・舘山勝（2011）：老朽橋梁の延命化のための鋼桁・橋台・盛土の一体化補強，地盤工学会，第 46 回地盤工学研究発表会，pp.1499-1500．

8)横山知昭・小林裕介・杉本一朗・獅子目修一・神田政幸・舘山勝（2011）：鋼桁・橋台・盛土の一体化橋梁（実大試験橋梁）の動的計測，土木学会第 66 回年次学術講演会，第Ⅵ部門，pp.287-288．

9)三川武紀,松尾仁,平陽兵,山野辺慎一,小林裕介,杉本一朗:既設鋼桁と橋台の一体化方法の検討-その 1 隅角部試設計-,土木学会第 65 回
年次学術講演会,第Ⅴ部門,pp.67-68,2010.9.

10)

平陽兵,山野辺慎一,松尾仁,三川武紀,小林裕介,杉本一朗:既設鋼桁と橋台の一体化方法の検討-その 2 隅角部載荷実験-,土木学会第65 回年次学術講演会,第Ⅴ部門,pp.69-70,2010.9.
11)

白仁田和久,舘山勝,神田政幸,奥村幹也,野中隆博,黒岩俊之:縁端距離および載荷角度を考慮した定着構造に関する水平載荷試験,土木学会第 65 回年次学術講演会,第Ⅴ部門,pp.1165-1166,2010.9．
12) 黒岩俊之,野中隆博,奥村幹也,舘山勝,神田政幸,白仁田和久:棒状補強材頭部の定着長に関する引抜き載荷試験,土木学会第 65 回年次
学術講演会,第Ⅴ部門,pp.1167-1168,2010.9.

ON THE DEVELOPMENT OF REINFORCED-SOIL INTEGURAL BRIDGE
K.Shiranita, T.Nonaka, T.Kuroiwa, M.Okumura, S.Sakakibara, Y.Toyoda, and K.AraiWriters are developing reinforced-soil integral bridge i.e. more highly efficient integral bridge which applied geosyntheticreinforced soil to backfill. On the other hand, we are examining how to apply this technology as prolongation-of-life-izedtechnology. We call this technology renewal integral bridge used reinforced-soil together. This paper introduces thedevelopment circumstances, an outline, and construction of an actual size scale examination bridge of renewal integral bridge
used reinforced-soil together. Thereby, in construction of an actual size scale examination bridge, we checked that it could
build satisfactorily.

26
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