令和 ５年 ６月
大阪 府道路 公 社
鳥飼仁和寺大橋有 料道路耐震補強工事に係る設計に ついて （お知ら せ）
令和５年度発注 予定の鳥 飼仁 和寺 大橋有料道路耐震補強工事は、 基本設計 に基づき 、設 計と施工を一体で工 事発注を 行う こと としており、以下の内容の耐震 補強詳細 設計を予 定し ております。
鳥飼仁和寺大橋有料道路の耐 震補強事業につい て（設計から工事まで）
斜張橋部の現況耐震性能照 査
委員会
審議

⑨委員会
審議

ケーブル、主塔、主桁、橋 脚、支承、基礎の現況耐震性能 照査①斜張橋部の現況耐震性能 照査⑤側径間の現況耐震性能照 査・主塔の弾塑性有限変位解 析・主桁の弾塑性有限変位解 析・側径間との衝突の検討↓
・解析結果に基づく補強箇 所の 整理・支承の現況耐震性能照査
・橋脚の現況耐震性能照査
・基礎の現況耐震性能照査②③耐震補強工法の立案⑨委員会
審議⑥側径間の耐震補強予備設 計・構造性、施工性を考慮し た
予備設計計算・主塔の弾塑性有限変位解 析・主桁の弾塑性有限変位解 析・各対策工法の比較検討

・支承の耐震補強設計
・橋脚の耐震補強設計↓
・補強後の耐震性能照査

基本設計（耐震診断、概略設計）④対策案に対する予備設計 計算・支承の耐震補強設計
・橋脚の耐震補強設計
・主塔の耐震補強設計↓
・補強後の耐震性能照査
⑨委員会
審議完了

⑦耐震補強後の耐震性能照 査の まと め
耐震補強工法の決定⑧概略設計図面作成及び概 略数 量算 出

仮設構造物等詳細設計
・仮設構造物（鋼矢板）設 計※施工水位の 設 定及 び 低 水 路 部の施工計画について河川協議 中（台船施工予定）

設計付 工事
耐震補強詳細設計
・概略設計における⑩申し 送り 事項 の検 討・施工性等を考慮した各補 強工 法の 細部 設計
・耐震補強後（上記２点を 反映 した 設計 ）の耐震性能照査（動的解析）※河川協議について・事前協議段階では、概略 設計 時点 の耐 震補強工法案を示しており、特 に指 摘は 無い・スクリーニング会議は完 了済 （C 判 定）

耐震補強工事※なお、競争上 の地位そ の他 正当 な利益の保護の観点から、本件 について お問い合 わせ があってもお答えで きな いことがあります。
問合せ先
大阪府道路公社
鳥飼仁和寺チーム

TEL:06-6941-2511

以下に現況照査の結果を示す。

①現況耐震性能照査
1.1 検討概要
対象橋梁全体をモデル化し、現況の耐震性能を照査した。対象橋梁の 2020 年度の現況照査結果（鳥飼仁和寺大橋有料道路耐震診断設計委託）を踏まえ、桁端部（P4、P7）の衝突可否の検討、主塔の FEM 詳細検討を行った。

1.2 側径間との衝突の検討
斜張橋区間の端部において、隣接橋との桁衝突の有無を確認するために、橋梁全体系における非線形動的解析を行った。検討の結果、現況においては桁衝突は発生しないことを確認した。
図 1.2

図 1.2

橋軸方向加振時

損傷図

橋軸直角方向加振時

損傷図

表 1.2 現況照査結果
図 1.1 橋梁全体系モデル

表 1.1 掛け違い部の相対変位（橋軸方向加振）(1)タイプⅠ地震動

下部工
P4P7Ⅰ-Ⅲ-1-273.8-211.6

遊間変形量δ(mm)
Ⅰ-Ⅲ-2
Ⅰ-Ⅲ-3-325.9-420.7-362.0-143.7

L1 地震動

3波平均
340.1
239.1

遊間量
δa(mm)
425350P4P7Ⅱ-Ⅲ-1-267.1-42.4

遊間変形量δ(mm)Ⅱ-Ⅲ-2
Ⅱ-Ⅲ-3-384.7-410.5-117.5-321.3

3波平均354.1
160.4

遊間量
δa(mm)
425350

主塔

ｹｰﾌﾞﾙ

支承

橋脚

基礎

橋軸OKOKOKOK

OK

OK

直角

OKOK

OK

P4～P7：NG

橋軸OK

OK

OK

P4～P7：NG

直角

OKNG

OK

P4～P7：NG

判定
OKOK(2)タイプⅡ地震動

下部工

上部工

判定
OKOK

L2 地震動P4：曲げ NG
P6：せん断 NG
P4,5,7：曲げ NG
P5：せん断 NG
P4,P6：曲げ NG
P4,P6：せん断 NG

P4：NG
P5：NG
P4～P7：NG

1.3 主塔および上部工の弾塑性有限変位解析

鋼材の材料構成則は、非線形性を考慮したひずみ硬化係数 E/100 のバイリニアモデルとした。

1.3.1 検討概要
主塔及び主桁の弾塑性有限変位解析は、補強前(現況)の P5 橋脚主塔付近の部分モデルに対して 3 次元シェルモデルを用いて実施した。L2 地震時の応答に着目した検討を行った。全体解析においては、主塔および主桁は降伏に対する照査を行っており、座屈の評価は行っていない。本橋においては、特殊橋梁であること、主塔は弾性範囲内に応答を制限することが難しいことから、非弾性有限変位解析により評価を行うものとした。なお、主塔および上部工においては、部分的な塑性化は許容する方針とした。

1.3.2 解析モデル

図 1.6

材料構成則

解析モデルは、主塔および主桁からなる部分モデルとし、前述のモデル化範囲を主としてシェル要素でモデ

1.3.3 耐荷力の評価方法ル化した。
・主塔および主桁（モデル化範囲）：シェル要素

耐荷力の評価方法は、道路橋示方書の圧縮部材の耐荷力評価方法を参考に、弾塑性有限変位解析で得られる最・主塔および主桁（荷重載荷用）：線形はり要素大強度（座屈強度）に対して、L2 地震時の応答が必要な安全余裕を有するものとする。なお、鋼部材の局所的・ベースプレート：ソリッド要素な塑性化は許容し、L2 地震時の挙動がおおむね弾性域とみなす状態に留まることとする。

圧縮部材

引張部材
引張力

圧縮力

最大強度

降伏強度
1／1.7 で低減

最大強度（座屈強度）

許容強度1／1.7 で低減

許容強度変位

図 0 解析モデル

動的解析により得られる主塔基部の断面力を再現するために、部分モデルの境界条件および荷重条件は以下の

図 1.7

変位

評価方法

通りとした。

1.3.4 解析ケース
橋軸方向

直角方向

鉛 直 方向

橋軸回り

直角 回り

鉛直 回り

(X 方向 )(Y 方向 )(Z 方向 )

(X 軸回 り )(Y 軸回 り)(Z 軸回 り)

固定

固定

固定

固定

フリ ー

固定

解析ケースは、塑性化が確認された橋軸直角方向地震時に加え橋軸方向地震時とし、それぞれの動的解析での決定ケースとなる時刻歴の断面力を再現する。
表 1.3方向
CASE1
CASE2
CASE3
CASE4
図 1.5 境界条件

状態

応力状態
主塔基部の最大応答時

橋軸直角方向
補強前（現況）
橋軸方向

解析ケース

主桁の最大応答時
主塔基部の最大応答時
主桁の最大応答時

備考
塑性化あり

塑性化なし

1.3.5 CASE1 橋軸直角方向の照査結果（主桁基部の最大応答時）(初期たわみ有り)
荷重倍率-水平変位の関係より、最大強度(荷重倍率 0.86)が L2 地震時(荷重倍率 1.0)以下となることを確認した。同結果によると、弾性域とみなせる範囲は荷重倍率 0.7 程度となる。
このため、ＦＥＭによる詳細な検討を行ったが、主塔基部においては所用の耐力を有していないため、補強を行う必要がある。

1.3.7 CASE3 橋軸方向の照査結果（主塔基部の最大応答時）(初期たわみ有り)
荷重倍率-水平変位の関係より、最大強度(荷重倍率 3.953)が L2 地震時(荷重倍率 1.0)より十分大きいことを確認した。同結果によると、弾性域とみなせる範囲は荷重倍率 2.953 となり、主塔は弾性範囲内である。また、弾性域とみなす限界時でも主塔は概ね弾性範囲内である。
以上より、所用の耐力を有しているため、補強は不要である。

図 1.8

CASE1 の解析結果

1.3.6 CASE2 橋軸直角方向の照査結果（主桁の最大応答時）(初期たわみ無し)

図 1.10

CASE3 の解析結果

1.3.8 CASE4 橋軸方向の照査結果（主桁の最大応答時）(初期たわみ無し)

荷重倍率-水平変位の関係より、最大強度(荷重倍率 2.000)が L2 地震時(荷重倍率 1.0)より十分大きいことを

荷重倍率-水平変位の関係より、最大強度(荷重倍率 6.100)が L2 地震時(荷重倍率 1.0)より十分大きいことを確認した。同結果によると、弾性域とみなせる範囲は荷重倍率 1.091 となり、主塔は弾性範囲内である。また、確認した。同結果によると、弾性域とみなせる範囲は荷重倍率 2.0003 となり、主塔は弾性範囲内である。また、一部の部材（縦桁）で塑性化が生じるが程度は小さい。弾性域とみなす限界時でも主桁はおおむね弾性範囲内でいずれの部材においても塑性かは生じない。弾性域とみなす限界時でも主桁は弾性範囲内であり、一部の部材（支あり、一部の部材（縦桁）で塑性化が生じるが程度は小さい。

点部）で塑性化が生じるが程度は小さい。

以上より、所用の耐力を有しているため、補強は不要である。

図 1.9

CASE2 の解析結果

以上より、所用の耐力を有しているため、補強は不要である。

図 1.11

CASE4 の解析結果

2.3 STEP1：各部材の耐震補強工法の検討②耐震補強工法の立案

2.3.1 橋脚の補強

2.1 検討概要

橋脚の耐震補強工法として、RC 巻き立てと鋼板巻き立ての補強規模を算定した。なお、本検討においては、

鳥飼仁和寺大橋の現況耐震性能照査の結果、補強が必要となることが分かった。このため、耐震補強工法の立案を行った。

橋脚以外は現況の条件のままとして、検討を行った。なお、P5 橋脚については、鋼板巻き立てでは厚くなりすぎるため、RC 巻き立てを採用するものとした。

2.2 耐震補強方針

表 2.1 RC 巻き立てと鋼板巻き立ての比較

耐震補強工法の検討については、以下の 4STEP により実施した。

(1)RC 巻き立て
[補強案⑤橋脚補強照査]斜張橋地震動タイプ

START①橋脚：巻き立て工法の比較検討②主塔：コンクリート充填補強の採用の可否

STEP2：橋全体系の補強工法の検討
下記の 3 案を比較し、最適案を選定①P5 支承交換②P6,P7 支承交換
③ダンパー案

対象橋脚

P4橋脚

P5橋脚

P6橋脚

支承条件

M/M

FM

M/F

D35＠300

2段 D51＠270

D29＠300

D35＠300

補強主鉄筋

STEP1：各部材の耐震補強工法の検討

橋脚補強量

橋
入軸力方
向耐曲力げ

方橋
向軸入直力角耐曲力げタイプⅡタイプⅡ
P7橋脚

定着・非定着

定着

定着

非定着

定着

補強帯鉄筋

D25＠100

D25＠100

D25＠100

D25＠100

中間貫通PC鋼棒--

考慮-

段落し部 φd/φy-

0.768

0.318

-

基部 φd/φa0.962

0.999

0.286

0.834
0.938

せん断耐力 S/Ps

0.530

0.953

0.505

段落し部 φd/φy-0.053

0.691-

基部 φd/φa0.703

0.008

0.965

0.001

0.435

0.2090.4610.370

せん断耐力 S/Ps

(2)鋼板巻き立て

STEP3：STEP1 と STEP2 を考慮した各部材の耐震補強工法の検討①水平力分担構造②主塔、主桁の FEM 検討③RC 巻立の最適化

STEP4：落橋防止システムの検討①落橋防止構造②段差防止構造③浮き上がり防止構造

END

検討の結果、重量増による基礎への負担が大きくないことから、経済性で優位な RC 巻き立て工法を採用するものとした。

図 2.1 耐震補強検討フロー2.4 STEP2：橋全体系の補強工法の検討

2.3.2 主塔の補強工法の選定
ここでは、コンクリート充填補強の適用性について、検討を行った。
局部座屈に対する強度を向上させる補強工法としては、コンクリート充填補強が有効である。このため、主塔断面の幅厚比パラメータの確認を行った。この結果、主塔の現況断面は幅厚比パラメータが限界幅厚比パラメー

2.4.1 検討方針
橋全体系の補強工法の検討における目的を以下に示す。本検討は主に橋軸方向加振時に着目した検討である。
・P5 支承交換

タより小さく、許容値の低減を受けないことが分かった。また、P5 橋脚は橋軸方向について固定支承のため、P5 支承は主塔を支持し、かつ橋軸方向に 1 点固定であるため、作用する反力も大きく、現況照査結果にコンクリート充填補強による重量の増加はできる限り避けたい。以上を踏まえ、コンクリート充填補強は対象外おける支承、橋脚、基礎の補強規模が大きい。このため、ゴム支承に交換することで、他の橋脚に分担させ、とし、鋼断面補強を検討するものとした。

補強規模の最小化を図る。
・P6,P7 支承交換
支承自体の移動量や耐力を許容値以下となるように満足させること、可動支承を弾性支承とすることでP5 橋脚の反力を分担させ、補強規模の低減を図る。

幅厚比パラメータ(0.46)

・ダンパー案
可動支承の下部工に粘性ダンパーを設置することで、P5 橋脚の反力を分担させることと、全体の変形量限界幅厚比パラメータ(0.50)を小さくすることで補強量の最小化を図る。

2.4.2 P5 支承交換
P5 橋脚の固定支承の支承交換の可否について検討を行った。P5 橋脚の固定支承は支持する反力が大きい。このため、ゴム支承の最大規模の支承を用いた。
P5 支承の固定支承を最も大きなタイプのゴム支承で、L2 地震(橋軸方向)の動的解析を実施した。以下に結果を示す。
・橋脚、基礎は現況に比べ応答が低減し、許容値以下となる。
・遊間の変形量が増え、衝突する。
・可動支承の移動量が、移動可能量よりも大きい。
・現状のばねでは、せん断ひずみが大きくなり、さらに大きな支承とする必要がある。
図 2.2 幅厚比パラメータの確認

P5 支承をゴム支承に交換することで、橋脚と基礎の応答値の低減が図れるものの、上部工の移動量が増え桁端衝突すること、また、せん断ひずみを許容値以下とするためにはさらなる大きな支承が必要となることから、ゴム支承への交換は困難と考えられる。
セットボルト56-M426164350（橋軸2530）
アンカーボルト
36-φ70

図 2.3 鋼断面補強の例

図 2.4支承ｻｲｽﾞ

2.4.3 P6,P7 支承交換の検討

P6、P7 橋脚をゴム支承に交換を行った結果、ダンパーのケースに比べ、P4 及び P5 の RC 巻き立て補強量が増

P5 支承以外の支承を交換するケースの検討を行った。ここで、P4 橋脚については、ペンデル支承が配置されているため、支承交換を行うことは困難である。このため、P6、P7 を対象として検討を行う。
支承交換としては以下が考えられる。なお、検討においては、ダンパーの検討と同様に、橋脚は RC 巻き立てを考慮している。

えることと、ペンデル支承の移動量を許容値以下とするために、別途ダンパーなどの対策が必要となることを確認した。また、経済性においては以下に示すように、ダンパーの製品に比べ、支承の方が高価となる。さらに施工性においても、支承のジャッキアップ及び仮固定等の装置が別途必要となるため、ダンパー案の方が優位となるものと考えられる。

①ケース１：現況の支承条件は変えずに、L2 地震動に対して問題ない支承に交換するケースが考えられる。
この場合、橋梁全体系の挙動は現況と変わらないため、P5 に作用する反力も変わらないことになる。すな

2.4.4 ダンパーの検討

わち、基本的には現況照査と同じ結果となるが、P6、P7 の支承の照査結果は許容値を満足することとなる。

ダンパーにより可動支承部の変位を小さくし、かつ P5 橋脚の反力分担を図った。

P4、P5 については、ダンパーやストッパーで対応することになる。

検討の結果、P4 橋脚に 750kN のダンパーを 2 基、P6,P7 橋脚に 1000kN のダンパーを 2 基ずつ設置し、橋脚のRC 巻き立ての補強量を調整することで、許容値を満足した。
表 2.2 ダンパーの検討[補強案⑧橋脚補強照査]斜張橋
地震動タイプ
対象橋脚

P4橋脚

P5橋脚

P6橋脚

P7橋脚

支承条件

M/M

FM

M/F
D38＠300

橋脚補強量

橋
入軸力方
向方橋
向軸入直力角耐曲力げ

耐曲力げ

タイプⅡタイプⅡ

補強主鉄筋

D38＠300

2段 D51＠270

D51＠150(橋軸方向)
D51＠300(直角方向)

定着・非定着定着

定着

1本おき定着(橋軸方向)
非定着(直角方向)

定着
D25＠100

補強帯鉄筋

D25＠100

D25＠100

D25＠100

中間貫通PC鋼棒

-

考慮-

-

制震ダンパー

750 kN×2 基-

1000 kN×2 基

１000 kN×2 基

段落し部 φd/φy-

0.714

0.464

-

基部 φd/φa0.973

0.605

0.649

0.922

せん断耐力 S/Ps

0.519

0.907

0.607

0.900

可動支承、ペンデル変形 δ/δa0.844-

0.6510.990

段落し部 φd/φy-

0.0510.775-

基部 φd/φa0.614

0.007

0.9260.001

0.438

0.197

0.5530.317

せん断耐力 S/Ps

図 2.5 支承サイズ②ケース２：弾性支承に交換することで、P5 の反力を低減させつつ、P6 および P7 も L2 地震動に対して許容値を満足させるケースが考えられる。この結果、P4、P5 がもたない場合はダンパーやストッパーで対応することになる。橋軸方向を弾性支承としたケースについて、橋軸方向加震時の動的解析を行った。なお、橋脚については、ダンパー＋RC 巻き立ての最終ケースの補強量を考慮して、検討を行った。
検討結果の概要を以下に示す。
① 橋脚曲げ照査
・橋脚の段落し部の応答曲率は降伏曲率以下になった。
【段落とし部の更なる補強は不要】
・P4、P5 橋脚の基部の応答曲率が許容曲率を超過した。
【基部の更なる曲げ補強が必要】② 橋脚せん断照査
・橋脚の発生せん断力はせん断耐力以下となった。
【更なるせん断補強は不要】③ ゴム支承せん断ひずみ照査

2.4.5 全体系の補強検討の結果
橋全体系の補強検討の結果、ダンパー案を採用することとした。
・P5 支承の弾性支承への交換については、上部工の変位量が抑えられないこと、最大規模のゴム支承を用いたとしてもせん断ひずみが許容ひずみを満足しないことから不採用とした。
・P6,P7 支承の弾性支承への交換は、後述するダンパー案に比べ、P4、P5 橋脚の補強量が増えること、ペン・P6、P7 橋脚ゴム支承せん断ひずみ照査は OK となる。

デル支承の移動量対策のため、別途ダンパー等の対策が必要となること、経済性（製品の価格）の面で、④ ペンデル変形照査

ダンパー案に比べ劣ること、施工性でも、支承のジャッキアップ及び仮固定等の装置が別途必要となるこ・P4 橋脚ペンデル変形照査は NG である。
【ダンパー等による補強が必要】とから、ダンパー案の方が優位となる。このため、不採用とした。

⑤ 遊間照査・P4・P7 橋脚の桁遊間の照査は OK となった。

表 2.3 3 案比較表
案

概要第1案
P
5
支承交
換
案

P5支承は主塔を支持し、かつ橋軸方向に1点固定であるため、作用する反力も大きく、現況照査結果における支承、橋脚、基礎の補強規模が大きい。このため、ゴム支承に交換することで、他の橋脚に分担させ、補強規模の最小化を図る。

補強概要図

ダンパー設置
水平力分担構造

ダンパー設置
水平力分担構造

ゴム支承への交換
ダンパー設置RC巻き立てRC巻き立てダンパー設置
水平力分担構造

構造性

施工性

経済性

維持管理性

総合評価

P5支承を弾性支承とすることで、P5の負担が分散される。ただし、既存の最大規模でも許容値を満足しないため、特注となる。移動量が増加し、桁端衝突や可動支承の移動量が増加する。

これまでに主塔直下の支承交換の実績は見つからないため、施工できるかどうかは不明である。

高価となる。

ー

非現実的な案となるため、採用しない。

P6、P7支承周りにおいては、他に対策は不要となる。
ただし、別途P4の移動量を抑制するためにダンパーが必要となること、P4、P5橋脚の補強良が多くなる。

常時水平力が作用する支承を交換しなければならない
ため、煩雑となる。

P6,P7の直角方向のストッパーが不要となるが、部品自 P4についてはダン体がダンパーより パーが必要となるも高価となる。ま が、P6、P7につい案３に比べやや劣る。ては基本的には支た、橋脚の補強量が増加するため、 承のみであるた
第3案に比べやや劣 め、維持管理性はる。
よい。
P6,P7支承交換費：
13480万円

ダンパー案に比べ、経済性、施工性で劣ること、同案のみでは、許容値に収めることは難しいため、採用しない。

P4,P6,P7にダンパーを設置することにより、上部工の移動量を抑制できる。

基本的にダンパーを後付けするのみで済むため、施工性はよい。

P6,P7ダンパー費：
ダンパーとストッ1760万円
パーの維持管理がストッパー費：安価となる。
必要となるため、3930万円
維持管理性は第2案に比べやや劣る。
合計：5690万円

施工性、経済性で第2案に比べ優位であるため、採用する。

RC巻き立てRC巻き立て

第2案
P
6P
7
支承
交換
案

支承自体の移動量や耐力を許容値以下となるように満足させること、可動支承を弾性支承とすることでP5橋脚の反力を分担させ、補強規模の低減を図る。

ダンパー設置
水平力分担構造

ゴム支承への交換

水平力分担構造
RC巻き立て第3案
ダンパー案

ゴム支承への交換

可動支承の下部工に粘性ダンパーを設置することで、P5橋脚の反力を分担させることと、全体の変形量を小さくすることで補強量の最小化を図る。

RC巻き立てダンパー設置
水平力分担構造

ダンパー設置
水平力分担構造

水平力分担構造
RC巻き立てRC巻き立てRC巻き立てRC巻き立てダンパー設置
水平力分担構造

RC巻き立てRC巻き立て2.5 STEP3

2.5.3 RC 巻き立ての最適化

2.5.1 検討概要

ダンパーを考慮した場合の巻き立て工法の最適な補強量を算定した。

STEP1 と STEP2 を踏まえた各部材の耐震補強工法の検討を行った。
・水平力分担構造：STEP2 でダンパー案を採用⇒固定条件となる支承部の補強（橋軸方向、橋軸直角方向）
・主塔、主桁の FEM 検討(第 4 章 参照)：補強規模の低減・座屈の評価⇒FEM を適用
・RC 巻立の最適化：ダンパー案と RC 巻き立て工法を考慮した収束解析

2.5.2 水平力分担構造
STEP2 で選定したダンパー案は、橋軸方向については、P5 支承が許容値を満足しないこと、直角方向については P4～P7 支承が許容値を満足しない結果となった。これらについては、別途水平力分担構造を設置することにより、対応するものとした。
ストッパーの設計においては、以下の２通りが考えられる。
①支承に作用する全反力に対して抵抗可能な水平力分担構造とする案②支承に作用する反力の内、既設支承で負担できない反力に抵抗可能な水平力分担構造とする案
検討の結果、最も大きな水平反力が発生する P5 橋脚において、全反力をストッパーが負担した場合も設計可能なサイズであることが分かった。このため、本設計においては、①案の全反力を負担させることを基本とするものとした。

橋軸直角方向橋軸直角方向

橋軸方向
橋軸方向

橋軸直角方向

①案：全反力負担

橋軸直角方向②案：既設支承と分担
図 2.6 水平力分担構造（P5 比較）