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231号目次Earthquake-resistance research on the bridge above the railway

3

1 ――はじめに中部地方では、近い将来に発生の可能性が高い東海・東南海地震

跨道橋の耐震調査

鵜飼昌寛

坂本祐一郎

UKAI Masahiro

SAKAMOTO Youichirou

太栄コンサルタンツ株式会社/設計部/技師

太栄コンサルタンツ株式会社/設計部/技師

2 ――対象橋梁ある。

対象橋梁は、標準斜π橋 4 橋、変形斜π橋 2橋の計6 橋である。

が想定されており、災害時には、有対象橋梁の竣工年度は、1970 〜料道路を緊急輸送路として活用する

1971 年であり竣工から 30 年以上経防災計画が策定されている。

過している。

緊急輸送路の中には、多くの跨道橋が架けられている。従って、跨（3）診断の手順以下の手順に従い耐震診断を行った。
1）既存資料の整理を行い、対象橋梁の諸元の把握

なお、跨道橋は町道となっている。

2）現地調査により既存資料との整合性をチェック（1）標準斜π橋

道橋の倒壊により、緊急輸送路とし対象橋梁の規模は、橋長 32.1 〜

3）テストハンマーを用いた強度推ての機能が確保出来ない可能性が32.6m、幅員 3.7 〜 5.2m である。
（写定による、動的解析に使用するある。

真 1）

コンクリート強度の設定

本稿では、緊急輸送路として指定

基礎形式は、3 橋は杭基礎、残り1されている知多半島道路を跨ぐ PC橋は直接基礎である。

斜材付きπ型ラーメン橋（以降、斜（2）変形斜π橋π橋）について、耐震性能照査を行った事例を紹介する。

Engineering Consultant
0 4 8 Civil
VOL.231 April 2006

■写真 3 −主桁下面

3 ――現地調査■写真 5 −橋脚部の損傷的な鉄筋露出やコンクリートが剥落

（1）
目視調査

耐震性能照査を行う前に、耐震橋梁付近の周辺状況や添架物な

4）動的解析による耐震性能照査性能照査に用いる橋梁の構造諸元

どは、竣工図面と現地を見比べた

5）耐震性能を満足しない橋梁にが、竣工当時のままで妥当であるか結果、竣工当時と同様であった。

して い る 箇 所 が 見 られ た 。
（写真3,4,5）
直接耐震強度に影響がない部材

ついての耐震補強設計を確認するため、目視およびテスト

耐 震 強 度 に 問 題となる部 材（ 斜（地覆・高欄など）は、破損・錆・全6）補強・補修整備計画の作成

ハンマーによる現地調査を行い、竣材・橋脚・垂直材・上部工）には、大体的な鉄筋露出など多くの損傷・劣7.1mと 6.5m で、標準斜π橋に比べ工図との整合および現時点での損きなクラック・変位などは発生してい化が見られた。て大きい。
（写真 2）

傷・劣化の程度の調査し、構造諸元なかった。

橋長は 35.2m と 36.0m、幅員は基礎形式は 2 橋とも直接基礎で■写真 1 −標準斜π橋■写真 4 −垂直材の損傷■写真 2 −変形斜π橋の決定を行った。

■写真 6 −地覆鉄筋露出（下部）特に地覆では、鉄筋が露出してい垂直材の下部や橋脚部に、部分る箇所が多く見られた。
（写真 6,7）■写真 7 −地覆鉄筋露出（上部）Civil Engineering Consultant
VOL.231 April 2006049

照査を行った。

（2）強度判定

テストハンマーによるコンクリート強度判定を行い、竣工時の設計強度との比較を行った。
その結果、竣工当時の設計基準強度とほぼ同程度と推定された。
以上の現地調査の結果から、耐震性能照査に用いる橋梁の構造諸元は、竣工当時のものを使用した。
4 ――耐震性能照査
今回対象としたような旧道路橋示方書により設計されている斜π橋（1）要求性能

橋軸直角方向は、特定の固有周期が卓越することから道路橋示方書よ

高速道路の跨道橋であるので道り、1本柱の骨組みモデルによる非線

路橋示方書の重要度は B 種となる形動的解析から最大応答回転角およが、跨道橋は町道であることから重び最大せん断力の算出行い、各々の要度としては A 種相当とし、要求性数値と許容回転角およびせん断耐力能の設定をした。との比による安全性の評価を行った。

従って、跨道橋に要求される耐震性能としては、緊急輸送路としての損傷種類
鉄筋露出

剥離

錆汁
空洞
ひび割れ

骨組みモデルによる解析を行った
理由としては、機能に支障がないことであるので、

1）残留沈下の発生の有無は、詳保有水平耐力の終局を超えても残留細な FEM 解析から求められる沈下が発生しないこととした。

が、対象橋梁全てに適用するに（2）照査方法は膨大な時間を必要とする。

主部材（主桁、垂直材、斜材、橋脚）の損傷別調査・補修検討表■表2―補修工法一覧表

損傷パターン調査
詳細調査（中性化）
-

補修の検討
剥落防止
断面修復+剥落防止
断面修復+剥落防止
断面修復+剥落防止

鉄筋の膨張による剥離の恐れがある
垂直材上端メナーゼヒンジ部より生じる橙〜茶色の錆汁
深さ0.5〜1cm程度の空洞
主桁の水平なひび割れ

詳細調査（中性化）
詳細調査

剥落防止
調査結果により判断

主な損傷サイズ
主桁下面全体（幅20cm×全面、10cm×10cm）
露出長5cm、10cm、15cm、 20cm、30cm、50cm、90cm
突出長80cm5cm×5cm、20cm×20cm、 5cm×10cm
3.000m×10cm、3.000m×15cm、2.050m×10cm
10cm×20cm
3m×30cm、錆汁長80cm、 1m

追跡調査
詳細調査（ＡＳＲ）

剥落防止
剥落防止（防水工）

側面全体1.2×6.7m
幅0.20mm、0.30mm、 0.40mm

主桁の鉛直なひび割れ
垂直材上下端のひび割れ

詳細調査（ＡＳＲ）
詳細調査（中性化・ＡＳＲ）
詳細調査（中性化・ＡＳＲ）
詳細調査
追跡調査
追跡調査
-剥落防止（防水工）

幅0.20mm、0.40mm
ひび割れ長10cm、 50cm

剥落防止（防水工）幅0.40mm以上

調査結果により判断
断面修復
断面修復
断面修復

移動長10mm、15mm
30cm×15cm
10cm×30cm、 損傷面積0.1m2以上
5cm×5cm、 5cm×10cm
15cm×30cm、 15cm×15cm

表面錆
鉄筋露出
鉄筋突出
剥離している

橋脚のひび割れ移動豆板
欠損

垂直材下端の移動
深さ１〜３cm
深さ０．
５〜１cm
何らかの衝突により生じた欠損

斜π橋の橋軸方向は、橋梁背面

2）限界の状態によって耐震性能のであるとされており、動的解析によ地盤のバネを考慮した骨組みモデ評価を行うことは、地震後の余る耐震性能照査が行われていない。

ルによる動的解析結果から耐震性震の影響など不確定な要素にそのため、補強対策の必要性が不に問題ないとされている。本稿で対対して危険な評価となる。

明であった。

象とした橋梁においても、橋梁周辺

3）骨組みモデルによる解析からで本業務では、一般的な動的解析の状況から背面地盤のバネが考慮も、保有水平耐力の限界に達解析の結果、対象橋梁の内 5 橋に手法である簡易な骨組みモデルにできると考え、橋軸方向の耐震性能しているかの判断までは可能

ついては、保有水平耐力の限界をを行った。

よる非線形動的解析により耐震性能照査は省略した。

である。

超えない状態、つまり、安全率が 1.0（1）優先順位の検討採用することとした。

車道に落下する可能性が高い損傷

値解析により知ることができ、参考（3）照査結果が見られた。そこで、常時におけるとなるものであった。

以下の検討を行い優先順位の決定を行った。

現在、竣工後数十年経った橋梁は数多く存在している。
このような橋梁に対して必要な性能を満足させながら維持管理を行っていくには、現在の状況を的確に

1）平成 15 年に橋梁点検が実施さ評価し、維持補修計画に反映していなり、保有水平耐力の限界を僅かにれていることから、今回の調査く必要性があることを改めて感じた。

超える結果となった。保有水平耐力

結果と比較し、損傷や劣化の今回は、緊急対策が必要な橋梁を超過した橋梁の残留沈下の可能進行性の有無による判定

π橋に対する耐震性能の検討結果 1）

Engineering Consultant
0 5 0 Civil
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今後の維持補修計画について検討

曲げ破壊に対して、安全率が 0.83と性については、過去に行われた斜NO.1（標準斜π） NO.2（標準斜π）NO.3（標準斜π）NO.4（標準斜π）NO.5（変形斜π）NO.6（変形斜π）
Ａ種
Ａ種
Ａ種
Ａ種
Ａ種
Ａ種
1.98＞0.75
1.31＞0.75
1.15＞0.75
1.53＞0.75
0.83＞0.75
1.53＞0.75
曲げ安全率
安全率
安全率
安全率
安全率
安全率
垂ＯＫ
ＯＫＯＫＯＫＯＫＯＫ
直1.23＞1.00
1.07＞1.00
2.12＞1.00
1.84＞1.00
1.71＞1.00
2.33＞1.00
材
せん断 耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力耐力/せん断力
耐力/せん断力
判ＯＫＯＫＯＫＯＫ
ＯＫＯＫ
定結
1.15＞0.75
1.47＞0.75
1.33＞0.75
2.03＞0.75
1.64＞0.75
2.16＞0.75
果曲げ安全率
安全率
安全率
安全率
安全率
安全率
ＯＫＯＫ
ＯＫ
ＯＫＯＫＯＫ橋
脚7.80＞1.00
10.99＞1.00
1.42＞1.00
1.04＞1.00
1.14＞1.00
1.79＞1.00
せん断 耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力
耐力/せん断力
ＯＫＯＫＯＫＯＫＯＫＯＫ*1）ディープビームせん断耐力との比較した場合の値。

444
1

過した橋梁の耐震性能について数

残り1 橋梁については、垂直材の

橋梁名
重要度

4232232ンクリートなどの橋梁の上部には、以上のことから、骨組みモデルを以上となる結果となった。
（表1）■表1−耐震照査結果

32

ＡＳＲ：アルカリ骨材反応→アルカリ骨材反応と判断された場合、防水工のみを行うことも考えられるは、一般的に耐震性に優れる構造■図 1 −解析モデル図

優先順位
31112）上部工のコンクリート剥落など、第三者被害に対する判定を見付け出すことが目的であったた
め、要求される耐震性能を供用が不可能な状態で想定している。そのでは安全率 0.75 までは残留沈下は

3）点検要領による損傷ランクの判定ため、実際に被災した場合、跨道橋発生しない領域であると想定されて以上を踏まえ、補修の優先順位のが道路としての機能を満足しない可いる。また、この橋梁の基礎形式は、決定を行った。

能性がある。従って、道路の震災後杭基礎であることから、杭基礎にも（2）補修計画の必要性を考慮した補強・補修計画塑性化を見込むことも可能である。

維持補修計画の資料となるよう

従って、残留沈下発生の可能性はに、橋梁点検を行ったときに変状が低いと考え、今回設定した要求性能見られた場合、次に行うべき調査方は満たすものと判断した。

法を劣化状況に応じて選定した。
また、損傷や劣化の程度や規模

5 ――補修の提案
耐震性能照査では、設定した要求を行う必要があると思われる。
＜参考文献＞
1）地震工学研究発表会講演論文集 Vol. 26 巻 年:
2001 年 頁: 1369-1372 頁既設 PC 斜材付きπ型ラーメン橋の耐震性判定方法に関する検討
村松 武馬,伊藤 敏男,森田 尚孝,大竹 省吾,多川 芳郎,森高 英樹：共著

による補修工法の選定を行い一覧表にまとめた。
（表2）

性能を満足する結果となったため、緊急性を伴う耐震補強の必要性はない。
しかし、目視調査により、地覆コ

6 ――おわりに業務を通して、通常の目視点検では把握できない竣工後 30 年以上経
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