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242号目次Report of Repair Works of Reinforced Concrete Bridge (T-section simple girder)used for about 80 Years.

4

建設後約 80年を経過した
RCT 桁橋の補修に関する検討■写真 2 −桁下面の橋軸方向ひび割れ

佐藤文彦

顕在化している損傷劣化程度のSATO Fumihiko

確認とその原因究明を目的とした工株式会社片平エンジニアリング
名古屋支店/構造橋梁部■写真 4 −ジャンカの様子

れが生じている（写真 2）。

電位差計

く、1mm 以上の亀裂状のひび割項目を計画・実施した。ここで、弾れも見られる（写真 3）。

食調査など比較的実施事例の少な

内海橋は愛知県知多郡南知多町に架かる RC 橋で、知多半島においい手法も取り入れ、多様な調査によ内に架かり、昭和 3 年建造という県て重要な役割を担っている。既往り多角的なデータが収集出来るよう

内屈指の古い鉄筋コンクリート橋での橋梁点検により、主桁および床版工夫した。

⑤床版下面および桁側面・桁端付近ある。河口付近という立地条件から裏面に多数のひび割れが目視確認

2）橋歴調査に表面被覆等の補修跡が見られ塩害が主因とみられる劣化が顕著されていた。

a）地元住民への聞き取り調査る（写真 2〜4）。

本業務は、当該橋梁に適した対策による対策を計画し、現在補修工事を講ずるべく、詳細な損傷調査、損が完了している。本事業に関しては、

傷原因特定のための調査・解析・評

老朽化・塩害対策事例として土木学価と、その結果をふまえた対策案の会等の場でも計画〜工事までの全立案・検討から詳細設計までを主た体概要を紹介しているが、ここではる目的としたものであった。

■写真 1 −内海橋の様子（対策実施前、下流側から望む）

南知多町役場を通じて、郷土史編

照合電極

硫酸銅溶液を含んだスポンジ

コンクリート表面
鉄筋③床版下面は桁端に部分的な欠損

号の内海川（2 級河川）の河口付近

であり、「炭素繊維シート接着補強」

mV②桁表面は全体的にひび割れが多学的な調査については、表 1 に示す性波測定や自然電位法による鉄筋腐

1 ――はじめに■写真 3 −亀裂発生箇所の様子箇所がある。
■図 2 −自然電位測定の概念図④桁下面にジャンカ・鉄筋の露出箇

更に、橋梁全体の鉄筋発錆状況所が見られる（写真 2、4）。

について自然電位差法による推定を試みた。
自然電位差法とは、研究等によって一般的事実として認知されている

b）鉄筋調査纂に携わる地元のお年寄りを紹介頂

鉄筋レーダーによる鉄筋かぶりとピコンクリートの自然電位発生傾向を

3 ――橋歴調査・工学的調査いた他、郷土史に詳しい方々に対してッチ調査では、主鉄筋ピッチは 9cm

応用した鉄筋の腐食程度を推定す

1）調査項目の設定聞き取り調査を行った。この結果、竣または18cm（3寸・6寸ピッチ）、かぶる方法である。コンクリートの自然電工年は「昭和3年」とほぼ特定できた。

りは約 6cm（2 寸）との結果を得た。

位は、アルカリ性環境下で鉄筋表面b）文献調査

また、はつり調査で目視確認したとこに不働態皮膜が形成されている場

内海橋は建造年次が不明確で、設計資料も皆無であったため、対策当社が担当した損傷劣化調査及び主要な構造諸元は次の通り（図1）。

検討のベースとなる当初設計の再現

県内主要図書館、南知多町郷土ろ、鉄筋レーダー計測結果と精度良合には高い電位値を示し、逆に塩対策工法検討に絞り、その内容を紹橋が困難であった。これを解決するた

史料館の史料等を閲覧したところ、く整合していた。なお、桁表面の不化物イオン等の影響により不働態皮介する。

支 間 長：5.40m（桁長＝ 6.05m）

め、地元住民への聞き取りや郷土史

内海橋に関連する記事や写真が多陸（凹凸）がひどく、探査不能であっ膜が破壊されている場合には低い

有効幅員：7.30m（4間）

書を所蔵する図書館を利用して橋歴数見つかり、当時の先端技術であるた桁下面をはつり出したところ、かぶ電位値を示す（図2）。

構造形式：RC単純 T桁橋（3連）調査を行った。

鉄筋コンクリート橋に対する世間のり4cm、鉄筋径φ 18 〜 22mm（腐食はつり箇所では鉄筋に激しい腐関心の高さが伺えた。

が ひどく特 定 不 能 、一 部 破 断 ）で食が見られたが、電位差の測定結あった。

果（表 2）からは腐食程度は中位と判2 ――検討業務の内容および目的

長：18.27m

内海橋（写真 1）は、一般国道 247

同時に、国内でも比較的早い昭和■表 1 −工学的調査の実施項目および数量

項 目区 分
寸法調査 主要構造寸法のメジャー
計測
目視調査
鉄筋調査 RCレーダー探査（ピッチ、被り）
はつり調査（鉄筋径、腐食程度）
自然電位法による腐食度調査
力学試験 コア供試体の圧縮試験■図 1 −内海橋の主要構造寸法

Engineering Consultant
0 5 6 Civil
VOL.242 January 2009

表面反発度測定
床版の衝撃弾性波試験
化学試験 塩分調査
コンクリートの中性化試験
コンクリートの配合分析

単位 数量
橋
1備考

3年建造を裏付ける背景（地元経済活橋
箇所

1
5

橋脚2、桁2、床版1

箇所

3

橋脚1、桁1、床版1

箇所

5橋脚1、桁4

試料

2

橋脚1（φ45mm）、床版1（φ55mm）
橋脚2、桁2、床版1
床版面
橋脚2、橋台2、桁1
橋脚4、桁・床版6床版1端までの鉄道延伸計画が中断したことによる自動車交通への依存などの情勢）も明らかになり、聞き取り調査で得た情報との整合性が確認できた。
3）工学的調査

箇所
箇所
箇所
箇所
試料

515101■表 2 −自然電位差法による鉄筋の腐食確率推定結果

力、観光資源開発への期待、半島先
調査位置

度 数
指示率（％）度 数②第1径間G3桁指示率（％）③第1径間G5、G4 度 数
指示率（％）
桁間の床板①第1径間G5桁a）寸法調査・目視調査

橋梁全体の損傷目視調査、主要構造寸法測定を行った。確認できた状況は次の通りである。
①桁下面の橋軸方向に 3 列のひび割電位（mV） ＞-100

備 考29.115.61230.0-100≧ -200≧ -300≧ -400≧ -500≧ -600≧-700≧＞-200 ＞-300 ＞-400 ＞-500 ＞-600 ＞-700
41600000
18.2
72.7
0.00.00.0
0.00.00
17000000.0
94.4
0.00.0
0.0
0.0
0.0
11
1600100
27.5
40.0
0.0
0.0
2.5
0.00.0区分

自然電位E（mV）

ⅠⅡⅢ

E＞-200-200≧E＞-350-350≧EASTM基準
腐食確率P（％）
90％以上の確率で腐食なし
不確定
90％以上の確率で腐食あり

BS規格
腐食確率P（％）
腐食確率は5％以下
腐食確率は50％
腐食確率は90％以上（電位による腐食評価基準参考規格）

Civil Engineering Consultant
VOL.242 January 2009057

■表 3 −シュミットハンマー試験結果■表 4 −コア圧縮試験結果

反発度（R） 推定強度（N/mm2）

調査位置
第2径間G6桁側面

4032.5

第2径間G5桁下面

4231.2推定式
σc＝-18.3＋1.27×R
ここに、
σc：推定強度
R：反発度■表 5 −塩分含有量の分析結果

表面からの深さ
調査位置（mm）
第2径間G6桁

0〜30
30〜6060〜90

全塩分量分析結果
E1E2（Cl-％）（Cl-kg/m3）
0.046
1.06
0.128
2.94
0.140
3.22

判断基準及び指標値
土木学会
JIS A 5308
（Cl-kg/m3） （Cl-kg/m3）
0.30（0.60）

1.2第1径間
G2桁ハンチ
第1径間
G4桁ハンチ
第2径間
G1桁中央部
第2径間
G4桁ハンチ
第2径間
G6桁中央部

1箇所目
120.0以上

120.0以上

120.0以上

120.0以上

120以上

120.0以上

120以上b）炭素繊維シート接着による補強量のの補強材を 1 層 2 列接着する方法をいものの、今後劣化が進行し、橋の荷重が 16t 程度であるという調査結検討決定案として詳細設計を行った。

機能に支障をきたす恐れがあると結果に基づいて設定した、実荷重に最炭素繊維の必要量は、次の 2 点にc）
フェイルセーフ装置論した。

も近いケースである。

留意して決定した。

b）建設当時の配筋の再現①配置可能な補強材量満載のセミトレーラなどが通行する②母材の負担、特に補強材定着に可能性があり、加えて周辺に代替路幅 10cm の帯状の補強材を 2 列貼り終局耐力には余裕があるため、突考慮し、以下の対策を実施すること120N/mm 2、コンクリートの許容圧縮付け、列間をモニタリングスペース発的に崩落する可能性は極めて小とした。

応力度 15N/mm2 として試算したとことして 5cm ほど空け、また母材定着

さいが、万が一の事態に備える目的

イ）桁表面のひび割れ補修

ろ、必要鉄筋量は 1 桁当り最下面に部の負担を軽減するため、補強材はでH 鋼桁を設置することとした。

ロ）腐食による欠損・破断が確認さφ 22mm-3 本が必要との結果が得ら1 層までとした。この仮定の下では、

H 鋼はコンクリートT 桁の間に 4 本れた桁主鉄筋の補強・補填れ、調査結果とほぼ整合することか配置可能な補強材の上限強度は引配置し、異常時のみに機能すべき装ら、これを建設当時の設計であった張強度換算で 113kNとなる。

置 で あ ることか ら 床 版 下 面 か ら

コア写真

材が現存していることが示された。

4）調査結果の評価と対策方針

調査結果を総括すると次の通りでハ）万が一の突発的な破壊に備える、いわゆるフェイルセーフ装置のと仮定することとした。

設置

2）補強対策の検討

付着力を計算すると 171kN であり、これらを安価に、かつ利用実態a）補強工法の絞込み

上述の仮定通りに補強材を配置す上に、老朽化・塩害劣化により脆く強材が破断）。この時に期待できる

本業務は、塩害が著しく施工条件をコンセプトとして対策工法の検討なっている状況に配慮し、母材への付着応力度は、コンクリート標準示方も厳しい橋梁の補修設計であった及び設計を実施した。

負担が小さく、桁表面の不陸にも適書等を参考に 0.2N/mm2 とした。

が、最大の特徴は建設当時の設計

4 ――対策検討■表 8 −補強工法の比較検討表

思想が明確でなく、これらを模索しa）目標とする耐荷性能

本橋は元々昭和 3年竣工の橋梁でNo.
工法

15 年内務省制定）』によると、活荷重程度しか得られなかった。

をみると、全体的には有効に働くは 3 等橋（T-6）が採用された可能性d）化学試験

鋼材が相当量残っていると考えらが高い。この橋に、現行示方書に規

塩分含有量は、鉄筋の配置される深さ 30 〜 60mm の範囲で2.94kg/m3 を示し（表 5）、土木学会の指標値 1.20 を大きく上回った。
また、中性化深さも調査した 5 箇
所中 4 箇所で鉄筋かぶり深さを上回
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0 5 8 Civil
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定される正規の活荷重に耐えうる設③劣化を示す情報が多数あるもの

計を行うことは、現実的ではないのの、橋の健全性を即座に失うようで、次の 3 つの荷重ケースを設定しな状況ではない。て応力値の結果等をふまえて耐荷力④塩分含有量、中性化深さの度合いの向上を図るものとした。

から、鉄筋の腐食が今後加速的に活荷重①：T-20（道示A活荷重相当）進行し、橋の耐荷性能に支障をき

活荷重②：T-20（1台載荷）たす可能性がある。

Case2
繊維シート接着工法ながら進めたことにあった。特に、Case3増厚工法

Case4
プレストレス導入工法

Case5支持工法（縦桁増設）

活荷重③：T-16（1台載荷）使用材料の強度、衝撃係数の取り方などについて複数のケースを想定し概要図て試設計を繰り返し、「恐らくこうであったのではないか」という結論をる『道路構造に関する細則案（大正による調査結果と現状の橋の状態クリートの配合分析を実施した。

Case1
鋼板接着工法あることから、当時の設計基準となアの圧縮試験（表 4）からはその 1/2れる。

5 ――おわりにまえた必要最小限度で実施すること①総じて劣化の進行はかなり進んで部分も見られたが、自然電位差法

つ荷重は死荷重のみを想定）。

れば母材は破壊に至らない（先に補1）条件設定②鉄筋の腐食は桁下面では著しい10cm 程度の隙間を設けた（受け持母材コンクリート強度が元々弱いあった。
いることが確認された。

一方、付着面積と付着強度から（交通量・通行車両の荷重規模）をふ

特塩分調査、中性化試験およびコン

当該道路は一般国道であるため、0 . 2 0 0 、鉄 筋 の 許 容 引 張 応 力 度った（表 6）。

（表 3）では高い値が得られたが、コ両メーカが生産する観光バスの最大用年数は 10 〜 20 年程度である点を断され、橋梁全体としては健全な鋼

その結果、シュミットハンマー試験

現況の評価としては、緊急性は無ドリルの有効長以上ドリルの有効長以上■表 7 −採取したコアの状態取したコアの圧縮試験より推定した。

た。以上より、各桁下面に幅 10cmもすぐには難しい状況にあった。

8.7

したシュミットハンマー試験および採た（表8）。

配置可能な補強量は、桁下面に表面補修の効果？

コンクリート強度は、現場にて実施に観光バスであることから、国内車がある。活荷重 T-6、衝撃係数を鉄筋に接触c）力学試験も許容値に収まることが確認され階）の事業計画より、現橋の必要耐（75以上）◆表面から約5mmはモルタル層を形成。
◆表面から6cm付近で採取作業中にコアが破断。
◆表面より2〜6cm付近は近傍の鉄筋の錆び汁溶出跡が見られる。また骨材はほぼ均等に分布している。
骨材：砂利/採取長：約10cm

ート接着工法が最も適すると判断しが無いため重量制限等の行政対応（76.0以上） （93.0以上）

9.1

休日交通量比 1.50 として推定）が主よって生じる付着力負担

鉄筋に接触

8.7

応力度を計算すると、いずれの材料されていた鋼材量を推定する必要（40以上）

8.2のモニタリングが可能な炭素繊維シより当該地周辺の調査に着手する段
備考（45.5以上） （46.8以上） （40.5以上）−

交通量 35 台/h（H11 センサスベース、補強量を設定するには、元々配置平均120.0以上

上述の仮定通りに補強した場合の圧縮強度（N/mm2）15.3

拡幅整備（都市計画決定済、次年度■表 6 −コンクリートの中性化深さ試験結果（ドリル法）

中性化深さ（mm）
2箇所目
3箇所目

用性があり、施工後も継続的な母材最大荷重（kN）
25以上の評価に加え、国道 247 号の※E2＝E1×D／100、D：コンクリートの気乾単位体積質量（2300kg/m3と仮定して算定）

調査位置

ここで活荷重③は現況の大型車

供試体寸法（mm）
径（d）
高さ（h）
h/d
45.1
79.2
1.756

徴

内
海橋
への適
用性

・コンクリート外面に鋼板を接着 ・炭素繊維シートをエポキシ樹脂 ・既設部材の上面あるいは側面 ・PC鋼材を使用し、桁にプレスト ・桁や床版を、増設桁や斜め材ですることにより、既設部材との一ではりつけ、既設部材との一体等に鉄筋を配置し、コンクリート レスを導入することで引張応力支持し、所用の耐力を確保する体化を図り、合成構造とする。
化を図る。
打設することにより、荷重に対す度を減少させ、発生しているひ工法。
・圧着法と注入法があるが、注入 ・繊維の方向・シート枚数・シート る抵抗断面を増加させ、所用のびわれを閉じさせたり、圧縮力を法の施工事例が多い。の強度により、任意の補強が可耐力を工法。
与え耐衛力を増大させる工法。
能。
・施工性から外ケーブル方式が・鋼板より軽く取扱が簡単で施工用いられる。
性がよい。
○実績が豊富であり、信頼性がある。 ○補強材料がフレキシブルなため、 ○補強材料が母材と同質なので、 ×アンカー部（母材との定着部） ○桁間に支障物が無く（一部に水×桁下面の不陸が大きいため確桁の不陸への対応が図りやすく、 構造性が最も良い。に荷重が集中するが、母材の強道管等がある）、適用性が高い。
実な接着・一体化が困難。
寸法誤差等への現場合わせも ○施工性はやや難だが、大形の材度・状態が良好でないため破壊 ○桁高が400mm程度確保でき、×補強材料（鋼板）が重いため、 容易となる。
料が無く適用性はある。
する恐れがある。
規格品のH形鋼が使用可能で施工性が悪い。
○補強材料の加工が容易であり、 ×母材を被覆するため、母材の経 ×ジャッキ作業のために橋台背面ある。
×母材を被覆するため、母材の経母材の経過観察（モニタリング過観察が出来ない。の掘削が必要となり、長期の交 ×コンクリート桁と剛度差が大きい過観察が出来ない。
性）に配慮した材料配置が可 ×下地（表面）処理時に母材を損通規制が生じる。
ため、十分な設置効果が得られ×材料は工場加工が必要で、加能である。
傷させないよう、厳重な施工管ない可能性がある。
工前に既設桁の精密な形状計 ○材料が安価で入手が容易。
理が必要である。
×床版に対する下方向からの荷測が必要となる。
×可能な補強量が小さい。
×作業手間が多く、1渇水期内で重が加わる構造となるため、床×下地（表面）処理時に母材を損完了することが困難。
版の損傷要因になる可能性が傷させないよう、厳重な施工管ある。
理が必要である。
×○△×△

活荷重ケース

衝撃係数

活① T−20
活② T−20（1台）
活③ T−16（1台）

0.361
0.2000.200験であったと思う。
同時に、こういった設計情報の重要性も改めて感じた。現在の設計業務成果は電子化され、長期保管が可能となったが、膨大なデータが蓄積されるため、必要な時に必要なデータが見つかるとは限らない。親柱や壁高欄端部に、橋梁一般図や構■表 9 −炭素繊維シート接着補強の効果（補強前後の応力度）
補強量（kN）
応力度（N/mm2）
設計曲げ母材定着部の補強材が負担
鉄筋モーメント コンクリート負担可能荷重可能な補強量（kN・m） σca＝5.0 σsa＝120
171
113
206.2
6.4890.4（幅10cm1層2列 （τa＝0.2N/mm2129.44.0558.6配置を仮定）
117.23.7506.3と仮定）導きながら進めた過程は貴重な経補強後応力度（N/mm2）
補強材
鉄筋
コンクリート
σca＝5.0 σsa＝120 σra＝3400
3349.0
111.3
4.4
検討省略

造図などの基本情報を埋めておく等の安価でアナログ的な工夫があっても良いのではないかと感じた。
Civil Engineering Consultant
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