コンコム第9回
建設技術者のための技術力向上セミナー
令和2年10月7日

第三部

点検・診断からみた留意したい

損傷事例（初期損傷，再劣化）
山形県立産業技術短期大学校
土木エンジニアリング科
千葉 陽子

コンクリート部材に発生する損傷の原因
・材料劣化に関連する損傷① コンクリート内部の鋼材腐食に関連→塩害、中性化② コンクリート自身の品質低下に関連→アルカリシリカ反応、凍害、化学的腐食
・構造的な要因③ 設計・施工時の不具合→かぶりの不足、コンクリート強度の不足、断面寸法の不足、鉄筋量の不足等によるひび割れの発生④ ①と②が複合したもの⑤ ①と②と③が複合したもの

鋼部材に発生する損傷の原因
・材料劣化に関連する損傷①水分・塩分による鋼材腐食②腐食による断面減少、欠損・構造的な要因③疲労による亀裂④高力ボルトの遅れ破壊による脱落⑤ ②と③が複合したもの

目 次
１．コンクリート橋に発生する損傷
１．１ 塩害・凍害
１．２ 構造的な要因の損傷
２．コンクリート橋の再劣化
３．鋼桁ＲＣ床版の損傷
４．コンクリート部材の初期損傷
５．鋼桁の損傷
６．支承の損傷

１．コンクリート橋に発生する損傷
１．１ 塩害・凍害

塩害による劣化状況

橋脚：飛来塩分による内部鉄筋の腐食、錆汁滲出

RC床版桁：飛来塩分による内部鉄筋の腐食、コンクリート剥落

塩害による損傷状況

かぶりコンクリートが剥落し、PC鋼材が破断している

ひび割れが鋼材の軸方向に発生• 塩害と特定するには？
・環境条件や使用材料として＊沿岸地域で飛来塩分が付着しやすい。
＊塩化物イオンを含む凍結防止剤が散布されている。
＊海砂が使用されている可能性がある。
・鋼材位置での塩化物イオン量が＊ 鋼材の腐食限界濃度の1.2～2.5kg/m3 以上ある。
2013年制定のコンクリート標準示方書（維持管理編）ではコンクートの種類に応じた算定式にて求める手法が提案されている。
・ひび割れや腐食の発生形態として＊鋼材の軸方向に発生している。
＊腐食は局所的である。（中性化は全体的）凍結抑制剤の塩分による局部的な損傷
橋面からの漏水による橋脚天端のコンクリート欠損

排水管欠損によるコンクリート剥落

拡大

排水管脱落

塩分を含んだ
橋面水供用後6年が経過した「4径間連続PC波形鋼板ウエブ箱桁橋」

・下床版下面に、うきや錆汁を伴うひびわれ(幅0.5㎜）。
・排水管開口部から伝い水などにより飛来塩分が侵入し、鉄筋が腐食したものと推定。

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PCT桁のPC鋼材の腐食
・主桁下フランジ下面、側面に錆汁を伴うひびわれ・既設部と拡幅部との縦目地から凍結抑制剤の塩分を含む橋面水が浸透し、シース管またはPC鋼材の腐食膨張によりひびわれが生じたと推定。

下フランジ下面の状況（ひびわれ幅3.0㎜）

下フランジ側面の状況（ひびわれ幅6.0㎜）

既設部･拡幅部境界

G5支承

ひびわれ幅1.2㎜，ひびわれの段差1.0㎜
路面状況（縦目地なし）

うき範囲が拡大し、新たに1.9㎜のひびわれ，錆汁の滲出が見られる

前回点検時（5年前）
うきのみ

原 因：既設部との境界部から、凍結抑制剤の塩分を含む漏水の浸入による塩害

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PCT桁の桁端部の剥離・鉄筋露出

・主桁端部に剥離および鉄筋露出、うき、ひびわれ(幅0.5㎜)
・伸縮装置や拡幅部との縦目地からの凍結抑制剤の塩分を含んだ漏水が浸透して、鉄筋の腐食膨張および凍害により生じたと推定。
・支点部および縦締めＰＣ定着部付近が剥離しており、主桁の耐荷力低下が懸念されるため、早期に補修が必要である。

G13主桁

支承付近 に剥離、鉄筋露出

橋脚柱部のうき剥離・鉄筋露出

・柱部にひびわれおよび広範囲の剥離、うき・伸縮装置や上下線境界からの凍結抑制剤を含む漏水が浸透し、鉄筋が腐食膨張して生じたと推定する。
・損傷が広範囲であり、耐荷力低下が懸念されるため、早急に補修が必要。

G13主桁

ひびわれ、剥離、うき橋脚の水跡部にひびわれ、剥離、うきFCB壁面パネル脱落事例

FCB全景

連結金具が腐食欠損

脱落した壁面パネル裏面

壁面パネル脱落

壁面パネル固定状況

１．コンクリート橋に発生する損傷
１．２ 構造的な要因の損傷

主要点検部位セグメント目地主要点検部位

主要点検部位ＲＣ中空床版の抜け落ち

中空床版上面・抜け落ち・ボイドの損傷

中空床版ひび割れ
中空床版上面ボイド位置ひび割れ

CCDカメラ
調査状況
中空床版下面
ボイド位置ひび割れ

ボイド内部滞水

ＰＣ橋に発生する特有な損傷

プレテンＴ桁の場所打ちコンクリート
間詰コンクリート

間詰コンクリートの遊離石灰の流出

上フランジの形状による考慮
床版間詰め部の抜け落ち防止のために、上フランジにテーパーや差し筋を設置している。

間詰めコンクリートの形状 年代別
ﾎﾟｽT ﾌﾟﾚT

間詰めコンクリートの形状

昭和 昭和 間詰めの形状が43年 45年 長方形であり、落以前 以前 下しやすい形状。

昭和 昭和 間詰めの形状が44年 46年 逆台形（クサビ形以降 以降 状）であり、落下しにくい形状。

間詰め部への鉄筋定着 年代別
間詰め部への鉄筋定着
プ プレテン桁の床版は、間詰め部のレ 幅が30㎝以下、フルプレストレス
テ 状態で引張応力が生じない構造。
ン →間詰め部への定着鉄筋は年代桁 を問わず設置されていない。
昭和44年以降の標準設計
ポ →間詰め部への定着鉄筋が設置
ス されている。
テ ※間詰め部の幅が30㎝以下の場
ン 合は、現在でも定着鉄筋は設置さ桁 れていない。

PC鋼材グラウドの凍結融解によるひび割れ・シース管に雨水が浸入し、グラウトの凍結融解の膨張によりひび割れが発生。
・PCケーブルが上縁定着されているPC桁に多い。

PC桁ウェブに斜め方向のひび割れ、遊離石灰の滲出

PC桁下フランジにひび割れ、遊離石灰の滲出ポステン桁の年代別のPCケーブル定着方法
PCケーブル定着方法
・昭和54年以前
・昭和55年～平成5年〔桁長27m以下〕に設計のポステン桁上縁定着位置

PCケーブルの一部を、主桁上縁定着（床版上面）で定着している。
・昭和55年～平成5年〔桁長28m以上〕
・平成6年以降に設計のポステン桁すべて端部定着

主桁端部でPCケーブルを定着している。２．コンクリート橋の再劣化

断面修復工の再劣化例

うき、ひびわれうき表面被覆工法の劣化例

被覆材のふくれ：PCホロー桁下面

被覆材のふくれ：地覆外側
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塩害によるPC桁の再劣化

補修箇所のはく離、はく落補修された塩害損傷の再発生

内部鉄筋の腐食によるひび割れ

鋼板接着の腐食

内部鉄筋の腐食によるｺﾝｸﾘｰﾄ剥落

表面保護材の剥離塩害による損傷状況（マクロセル腐食の損傷）
補修箇所のひび割れ

PCT桁 表面保護塗装の再劣化• 主桁下面の多くの箇所に錆汁が点在。一部は軽微な豆板、結束線が視認できる。
• コンクリートの締固め不足、結束線、鋼製スペーサー、清掃不良の鋼片等が飛来塩分(海岸線から150m)により腐食していることが原因と推定。

G13主桁

結束線
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３．鋼桁ＲＣ床版の損傷

鋼橋ＲＣ床版の劣化メカニズム① 床版は等方性に近い版② 乾燥収縮クラックの発生により異方性版に③ 輪荷重により異方性の方向が、９０度変化④ サイコロ状に近い形までクラック密度が増加⑤ クラック幅の拡大⑥ 押抜きせん断強度の低下による抜け落ち

橋軸直角方向のひび割れ

格子状のひび割れサイコロ状のブロック化した状況

抜け落ちた状況

抜け落ちた状況（床版下面）

RC床版の損傷例
舗装、床版上面の損傷

舗装撤去状況

橋面舗装の補修跡

床版下面状況

床版抜落ち拡大RC床版の桁端部付近の損傷事例
・遊離石灰を伴う2方向床版ひびわれ(幅0.2㎜)が見られる。
・乾燥収縮や疲労ひびわれに橋面防水層、伸縮装置の劣化により橋面水が浸透して遊離石灰が生じたと推定。

伸縮装置の状況RC床版の損傷事例
・床版に著しい漏水、遊離石灰を伴う格子状ひびわれ(幅0.2㎜)、うき。
・昭和39年道示設計であること、床版支間が大きいことなどから、疲労ひびわれが生じ、防水機能の低下により橋面水が浸透し、土砂化したと推定。
・漏水、つらら状の遊離石灰、うきが見られ、抜落ちなどの急激な進行が懸念される。

舗装開削前土砂噴出状況

G13主桁

拡大写真
（つらら上の遊離石灰）

床版上面の開削・脆弱部撤去状況

RC床版疲労損傷の初期～中期症状
明らかな疲労損傷予防保全はこのあたりまで

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RC床版の損傷事例
・ＲＣ床版に2方向の床版ひびわれ（幅0.2～0.3㎜、ひびわれ間隔200～500㎜）、ひびわれの交点には角落ち、局部的に錆汁。遊離石灰は乾燥している。
・疲労が原因と推定。
・ひびわれの擦り磨きが生じているため、橋面防水層が劣化すると床版が急激に脆弱化する懸念がある。

拡大写真（角落ち、錆汁）

RC床版の損傷事例
・床版下面に2方向床版ひびわれ(幅0.1㎜)を伴う広範囲のうき、一部に錆汁。
・施工時の締め固め不良部に橋面水が浸透して遊離石灰、うきが生じたと推定。
・S39年道示適用の床版でうき、遊離石灰、一部に錆汁を伴う2方向床版ひびわれであり、床版の耐荷力が低下している。

G13主桁

橋面の状況

RC床版の損傷事例
・中間床版のセンターライン直下付近に遊離石灰を伴う網目状のひびわれ、広範囲のうき。
・舗装打継目から橋面水が浸透し、凍害や鉄筋の腐食膨張により生じたと推定。

うき橋面上の損傷状況

広範囲のうき

G13主桁

舗装打継ぎ目の漏水

雨上がり、センターライン付近に滲み出す
水の意味は？

RC床版の土砂化の診断について（１）疲労損傷･･･S42の通達でほぼ解決済み– 古典的な損傷、移動する輪荷重による損傷（２）土砂(砂利)化– 水の影響による急速劣化､現在ホットな問題– 寒冷地の凍結融解とよく似たメカニズム（３）塩害– 凍結防止剤の浸透による上鉄筋の腐食– 海砂を使用したケース– 海塩粒子による塩害（４）ASR ･･･現時点では未解明な点が多い– 骨材の膨張による床版面外方向の剥離､空洞

RC床版土砂化のメカニズム2013年5月 いきなり陥没
一面の遊離石灰にも注目

５年前の点検写真
疲労損傷の兆候なし

土砂化損傷！下からの点検では予防保全は不可能

土砂化損傷を早期発見するための新兵器外観からの発見は困難

電磁波レーダー RC床版の土砂化の原因になる床版上の滞水を探知することで未然に損傷を防ぐ
 漏水の経路をたどることで漏水元を絶つ
 車載式の装置ならば計測は短時間で可能

現地調査 -調査機材電磁波レーダ仕様
機材名

3D-RADAR

レーダ方式

変調連続波方式レーダーシステム

変調方式

ステップ周波数

変調方式

ステップ周波数「ラインセンサカメラ」
路面画像取得

計測方法

送信波形
周波数
時間

「アンテナ」
電磁波データ取得

動作原理

離散的に変化する多周波数において、各周波数毎の送信波に対する反射波の振幅・位相を計測する

探査深さ

最大1500mm

水に注目した電磁波レーダー画像
比較的健全な床版
As/Co
境界が明瞭

下り線（2012年供用）
縦断スライス図

下り線
平面図

水に注目した電磁波レーダー画像
土砂化の進んだ床版

As/Co境界に乱れ

下り線
上り線（1980年供用）
縦断スライス図

上り線 平面図

舗装打継ぎ目の漏水対策

４．コンクリート部材の初期損傷

 中間床版のひびわれ
・中間床版全体に2方向ひびわれ(幅0.1～0.35㎜）、間隔0.25～0.3m程度。角落ちは見られない。

張出床版のひびわれ

ひびわれ拡大写真

損傷図

 施工概要
 床版工事期間 9月～3月
 舗装工事期間 7月上旬
 コンクリートの打設・ポンプ車による配管打設、コンクリート打設時期1月下旬脱型3月上旬
・養生方法はテント、ジェットヒーター使用、散水養生
養生マット＋気泡シート＋ブルーシートによる3層シート養生 コンクリートの配合
・強度27～30N/㎜2、水セメント比55%以下、スランプ8㎝
骨材吸水率 2.09%、1.87%、1.54%
・ポリプロピレン繊維（クラックバスター）混入
 生コンプラントから現場までの運搬時間35分
 供用前の工事用車両等の通行はなし

・冬期施工の養生期間や脱型時の外気との急激な温度差などへの配慮不足→収縮等によりひびわれが発生
・現時点でのひびわれは輪荷重の繰返しによるものではない。角落ち等も見られない。
→床版の耐荷性能が著しく低下している状況ではないと推定する。

 主桁下面の跡埋め部のうき、剥離主桁下面のPC鋼材ベンドアップ装置の跡埋め部→叩き落とし作業により剥離剥離部 拡大写真

• 主桁製作時の跡埋めモルタルの接着不良によるものと推定• 鋼材の露出はみられないが、直下が車道であり、第三者被害予防の観点から剥落防止対策が必要。

叩き落としたモルタル片
接着剤が剥がれている
モルタルには繊維が混入されている

 主桁下面の跡埋め部のうき、剥離・ ベンドアップ装置の設置状況例

標準設計図 側面図，断面図

 PC箱桁 主桁内部の骨材のポップアウト

・PC主桁箱桁内全体に剥離が多数見られる。
・骨材自体が割れており、吸水性の大きい骨材の凍害により、ポップアウトしていると推定。

箱桁内状況写真67

５．鋼桁の損傷
５．１ 腐 食

冬季の積雪時の状況
凍結防止剤により桁端や鋼製支承は腐食しやすい
凍結防止剤の散布
伸縮装置

鉄筋コンクリート床版

漏水鋼桁
鋼製支承
凍結防止剤を含んだ
水分の浸透
鉄筋コンクリート橋脚

下部工の鉄筋が腐食

1991年3月にスパイクタイヤが禁止されてから凍結防止剤の散布量が急増
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鋼主桁のウェブの腐食・欠損• ウェブや垂直補剛材の下端及び下フランジに断面減少を伴う腐食が見られる。
• 端部付近で断面減少が進行し、主桁の耐荷性能の低下が懸念される

伸縮装置の漏水状況

鋼主桁のウェブの腐食・欠損• 主桁端部に板厚減少を伴う腐食、ウェブに欠損
ウェブの欠損状況③伸縮装置からの漏水鋼主桁のウェブの腐食・欠損

前回点検（5年前）
腐食のみ

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主桁ウェブの座屈損傷予想される主桁支点部の損傷イメージ
路面段差が発生• 主桁端部のせん断破壊• 急激な耐荷力低下、第三者への影響有

変形・座屈

主桁下端に著しい腐食による減肉や欠損が発生している

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腐食・減肉および鋼製支承の機能低下による疲労亀裂の発生
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• 腐食による断面欠損部にそのまま塗装• 支承本体の上沓（ソールプレート）に近接した箇所であり、支点反力を受ける箇所に近接しており、速やかに補修が必要。

主桁下フランジに著しい欠損が見られる
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• 下フランジの断面減少• 腐食による断面欠損部にそのまま塗装

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あて板補修簡易排水樋の設置

ケレン 種別による再発錆

鋼部材のウェブの腐食・欠損• 下横構の板厚減少を伴う腐食• スラブドレーンからの凍結抑制剤を含む漏水により腐食したと推定。
○部のスラブドレーンからの漏水が原因。

下横構の損傷状況

拡大写真

79

鋼箱桁内部の滞水• 主桁箱桁内部の底版に滞水跡、塩分の堆積。
• 排水管引込開口部から飛来塩分や凍結抑制剤の塩分を含む雨水の浸入と推定

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鋼箱桁内部の滞水、腐食• G2主桁箱桁内下フランジの塗膜に膨れ、腐食。
• 排水管引込み開口部や桁側面マンホールからの飛来塩分の侵入、雨水吹込みによるものと推定。

G13主桁

漏水

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鋼桁ゴム支承の腐食• 支承の上沓、ベースプレートに腐食。
• 近傍のスラブドレーンからの漏水が、導水管を伝って落滴している。凍結抑制剤の塩分を含んだ橋面水の影響で腐食したと推定。

漏水

G13主桁上沓の腐食

前回点検（Ｈ25）

漏水が伝い、落滴82

５．鋼桁の損傷
５．２ 亀 裂83

ソールプレート溶接部から発生した疲労亀裂84

主桁 垂直補剛材の亀裂• 主桁で中間横桁を取付けている垂直補剛材の上端の上フランジとの溶接部に亀裂。
• 疲労が原因と推定。

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ストップホール

ストップホールの施工方法

出典：鋼橋の疲労 (社)日本道路協会 平成9年5月

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湿式磁粉探傷試験による疲労亀裂先端部の探査【補強縦桁に発生した疲労亀裂】

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５．鋼桁の損傷
５．３ 高力ボルトの脱落

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F11T高力ボルトの脱落例

横構ガセット部

主桁下フランジガセット部

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F11T高力ボルトの脱落例

主桁フランジガセット部

主桁ウェプガセット部

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ゆるみ・脱落が発生した部材の補修• F11Tの遅れ破壊による脱落事例が多い。
• 直ちに落橋にいたることはないが、第三者被害を防止する対策が必要。
• 脱落対策は、原則としてはF10Tへ取り替えるのがよい。取り替え順序は、詳細に検討する必要がある。

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第三者被害の防止対策：防護ネットの設置

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６．支承の損傷

支承を見る

支承の腐食および土砂詰まり

主桁

パラペット

支承

土砂

橋台

支承の移動機能が低下しているため，詳細な調査を実施
し，補修対策の検討が必要

支承沓座モルタルの欠損
・支承沓座モルタルに欠損、下沓に隙間が生じ、リブが露出。
・伸縮装置からの漏水により凍害が生じ、欠損に至ったと推定。

伸縮装置の状況

97

支承の再塗装

支承本体サイドブロックの破断
・支承サイドブロックに破断が見られる。

排水設備の追加・改善

支承を見る

支承のボルトが抜け出している
上フランジ

ウェブ

下フランジ

橋台
ナットのゆるみ

伸縮装置に段差があれば支承の沈下または下部構造の沈下などの原因が考えられるので，詳細な調査を実施し，補修・補強対策の検討が必要

ゴム支承の亀裂
支承本体ゴム部の亀裂• オゾン劣化により表面の被覆ゴムに亀裂が生じたものと推定。
• 亀裂が内部鋼板にまで進行し塩分による鋼板の腐食が懸念される。
• 表面のコーティングや再度被覆ゴムを巻くなどの補修が必要。

終
ご静聴ありがとうございました103