道路橋の補修・補強技術
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会於：東北コンクリート技術研究会
２０１３．０８．２６
上阪康雄
道路橋の維持管理
１．点検
２．現状の損傷のまとめ
３．詳細調査
４．診断・評価
５．
補修・補強対策の検討
６．
補修・補強対策の実施
７．補修後のモニタリング・効果確認
*
1995年発刊 1999年発刊 道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説道路橋
補修・補強事例集
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 監修者：山﨑 淳・池田 甫 編集者：「道路橋補修・補強」編集委員会 出版社：株)オフィス・スペース道路橋
補修・補強事例集の編集
2013年版 道路橋補修・補強i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 編集者：「道路橋補修・補強」編集委員会 （道路橋補修・補強i-ギルド研究会） 委員長：山﨑 淳 日本大学 名誉教授 副委員長：池田 甫 日本工営㈱ 顧問 顧 問：出雲 淳一 関東学院大学 教授 松田 浩 長崎大学 副学長、 インフラ長寿命化センター長 教授 関 文夫 日本大学 理工学部 教授 幹事長：谷倉 泉 施工技術総合研究所 副幹事長：上阪 康雄NPO 橋守支援センター、 NPO 橋梁メンテナンス技術研究所 編集幹事：金氏 眞 東亜グラウト工業㈱ 佐藤 貢一 奈良建設㈱ 樋野 勝巳 前ショーボンド建設㈱ 藤原 保久 三井住友建設㈱ 編集委員： 石田 博NEXCO 中日本ハイウェイ・メンテ東名㈱ 稲田 育朗 横河工事㈱ 奥田 和男NEXCO 中日本高速技術マーケティング 齊藤 善孝 元埼玉県庁 田中 喜樹 ㈱フタミ 藤原 博 ㈱NEXCO 東日本エンジニアリング 細谷 均 石川島建材工業㈱ 峰松 敏和 ㈱テクノミネッツ 宮原 幸春 ㈱川金コアテック 吉田 光秀 富士ピー・エス㈱ 執筆協力： 鳥居 和之 金沢大学 教授 高木 千太郎 （公財）東京都道路整備保全公社 一瀬 八洋 鹿島道路㈱ 小林 朗 新日鉄住金マテリアルズ コンポジット社活動概要
テーマ
情報収集
技術交流
アピール
組織化i-ギルド研究会
○中世ヨーロッパのギルドの精神 ○共通の意識を共有する技術者 ○講演会、現場見学 ○社会、実務へ ○システム、技術 ○国内外会長、副会長
メンテナンス研究会の 必要性提唱賛同者（会員）
メンテナンス分野
事例集の構成
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説第
1章
コンクリート橋（
19事例）
第
2章
コンクリート床版（
10事例）
第
3章 鋼橋（16事例）
第
4章 下部工・基礎工（9事例）
第
5章 橋梁付属物（9事例
）
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合計
６５事例
，コラム３編
（カラー，
200ページ超）
本文の構成
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説■
タイトル：どのような損傷がどの橋で生じ、どう対処したか
■
概要：補修・補強工事の概要、特色
■構造諸元：基本データ、構造概要、建設材料
■損傷・補修諸元：損傷の種類、補修方法
■損傷の内容：損傷の詳細、進行経過
■損傷の原因：損傷原因の調査、推定
■
補修・補強の方法
：補修・補強工法の詳細、採用理由
■
本工事の評価と今後の課題
：工事の現時点での評価、
解決すべき課題
わかり易く，使いやすく
道路橋
補修・補強事例集
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説第
1章 コンクリート橋
目次（ｐ９）
19事例の紹介
コンクリート橋の事例（１）
№ 表 題 損傷・要因 １ 塩害を受けたポストテンションT桁橋の外ケーブルと 炭素繊維シートによる補強 塩害 ２ 塩害を受けたPC桁の断面修復とカーボングリッドに よる補修・補強 塩害 ３ 塩害を受けたPC箱桁ラーメン橋の断面修復と外ケー ブル工法による補修・補強 塩害 ４ B活荷重対応としてのRC箱桁橋の箱桁間床版の下面 増厚補強 B活荷重 ５ B活荷重対応としてのポステンT桁の外ケーブル補強 B活荷重 ６ B活荷重対応としての単純Ｔ桁橋の外ケーブルによる 連続化 B活荷重 ひび割れ ひび割れの発生したＲＣ中空床版橋の鋼板接着によ る補強 １０ 塩害 塩害を受けたPC桁橋の電気防食による補修 ９ ヒンジ部の垂れ下 がり、段差 老朽化した有ヒンジ橋中央ヒンジ部の連続化 ８ ゲルバーヒンジ支 承の劣化 老朽化したゲルバーヒンジ橋の連続化 ７道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説
コンクリート橋の事例（２）
B活荷重 Ｂ活荷重対応としてのＲＣ連続中空床版橋の外ケーブ ル補強 １２ B活荷重、耐震補強 有ヒンジ連続桁橋のラーメン構造化による補強 １３ B活荷重 Ｂ活荷重対応としてのＲＣ中空床版橋の炭素繊維シー トによる補強 １１ № 表 題 損傷・要因 １４ 塩害を受けたRC中空床版橋のWJはつり、吹付けによ る補修 塩害 １５ 中性化と凍害により劣化したRCアーチ橋のWJはつり、 吹付けによる補修 中性化、凍害 １６ 火害を受けた高架橋の補修 火害 １７ B活荷重対策としてのプレテンＴ桁橋の炭素繊維プ レート緊張材による補強 B活荷重 １８ グラウト充填不足と塩害により劣化したＰＣ箱桁橋の 補強 グラウト充填不足、 塩害 １９ 塩害を受けた桁下狭隘部および伸縮遊間部の補修 塩害№１
.塩害を
受けたポストテンション
T桁橋の
外ケーブルと炭素繊維シートによる補強
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■概要：波しぶきによる塩害を受けたPC桁については、初期の対応として、浮き部の部 分補修が一般的であった。しかし、劣化因子を完全に除去していなかったので10年後には 再び塩害劣化が進み、PC鋼材の破断が顕著に現れた。そうした場合の緊急対応としての 炭素繊維シート接着工法や外ケーブル補強は有用である。道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■構造諸元：構造形式 単純PC桁9連 橋 長 366.9m 径間割 [email protected][email protected] 主桁補強一般図 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・橋梁架替えまでの安全性確保として、外ケーブル＋炭素繊維シート 工法は、施工が比較的簡単で、補強後の重量増加もわずかであるので 有用である。但し、今後も長期間使用する場合には、電気化学的な 工法の併用が不可欠。 ・炭素繊維シートは、表面保護材としても有用。 ２．課題 ・塩分含有量が多い場合には、断面修復量が多くなる、その場合、残有 プレストレスによる桁の変形に注意が必要。 ・長期耐久性に関して、 継続観察が必要。
№９
.塩害を
受けた
PC桁橋の電気防食による補修
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■概要：塩害を受けたPC橋に1996年電気防食工法を試験採用した。その後、隣接PC 橋が次々と架け替えられていく中で、2010年陽極材の取替えを行い、電気防食を現在も 継続中である。取替工事中の調査でPCシースに腐食は皆無であり、電気防食工法の防錆 効果が確認できた。 道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■構造諸元：構造形式 単純PCT桁橋 橋 長 46.0m 幅員 14.5m 参考文献；西川和廣/塚田幸宏/上阪康雄/山本幹雄： 「日本海沿岸に架けられたコンクリート橋の塩害対策」, 橋梁と基礎,2000.01道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・コンクリート主桁の電気防食工法による補修は, 1996年当時は実施例が少ないこと から,試験施工の名目で行った。その後,定期的（年1回）に防食効果確認試験および 外観調査を続けている中,2009年に陽極部の浮きが見つかった。 理論上は,電気防食を続ける限り,腐食の進行は完全に抑制できるが,内部状況の確 実な把握は,非常に難しいが、2010年の陽極材取替え時の調査では,PCシースに腐 食は皆無であった。 ２．課題 ・本橋では我が国初期の電気防食工法の陽極被覆材が,設置後13年で劣化し, 陽極 材の取替えを余儀なくされることになった。本橋周辺の塩害環境は特に厳しいものの 電気防食工法の採用理由を考えるならば,材料・施工面からのより一層の開発努力 が求められる。
№
14.塩害を受けたRC中空床版橋の
ウォータージェットはつり、吹付けによる補修
■概要：海砂と凍結防止剤による塩害により劣化したRC中空床版橋を 大断面修復した事例 はつり工はウォータージェット工法、断面修復は乾式吹付け工法道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■構造諸元：構造形式 5径間（4径間）連続中空床版橋 橋 長 170.0m（Aライン） 136.0m（Bライン） 径間割 5×17.0＋5×17.0 4×17.0＋4×17.0 床版下面の劣化状況 道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■補修・補強の方法：塩化物イオンを除去するため、鉄筋裏30mm程度を ウォータージェット工法によりはつり取る。 断面修復は鉄筋裏への充填性を考慮し、乾式吹付け 工法を採用。 施工要領 はつり部分 床版 濁水収集ポンプ 防水シート 飛散防止シート ロボット はつり
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・ウォータージェット工法は、内部鉄筋や健全なコンクリートを傷める ことなく劣化したコンクリートを効率的にはつることができる。 ・乾式吹付け工法は、高密度配筋の裏側までモルタルを充填することが でき、既設部材との付着性能も良好であった。 ・コンクリート構造物の大断面修復技術を確立した。 ２．課題 ・ウォータージェット工法は、作業中の騒音発生、多量の汚濁水が課題 ・乾式吹付け工法は、作業中の粉塵発生が課題 ・今後はウォータージェット工法、乾式吹付け工法のより一層の効率化、 コストダウンが課題
道路橋
補修・補強事例集
第２章
コンクリート床版
目次（ｐ６９）
10事例の紹介
コンクリート床版（目次）
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 １．疲労損傷した床版の上面増厚による補強……… 70 ２．疲労損傷した床版の炭素繊維シートによる上下面補強……… 72 ３．疲労損傷した床版の下面増厚による補強……… 75 ４．疲労損傷した床版の鋼板接着による補強……… 78 ５．合成桁橋RC 床版の交通開放下での打換え ……… 82 ６．凍害により劣化した床版上面の断面修復による補修……… 85 ７．飛来塩分により損傷した床版の電気防食工法による補修……… 87 ８．合成床版による床版打換え工法……… 89 ９．プレキャストPC 床版による床版打替え工法 ……… 92 10．重交通路線でのRC 床版取替え工事での床版防水 ……… 95床版の損傷・劣化
事例８から 道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説３．疲労
損傷した
床版の下面増厚による補強
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■概要：疲労劣化した鋼橋RC床版の補強事例である。 重交通路線で長期の交通規制が困難であることから、床版下面 からの補強とした。床版厚さ・鉄筋量不足から、下面に補強鉄筋 を配置し、ポリマーセメントモルタル（PCM)を湿式吹付け工法 で30ｍｍ増厚し、既設床版と一体化した。下面増厚補強状況
WJ後のケレン 鉄筋の配置 湿式吹き付け道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・補修、補強完了後の床版たわみ量の測定結果より、施工前に比べ、 たわみ量や変動の振幅が低減していることが確認された。 ・水平ひび割れなどの内部欠陥が生じている場合は、樹脂注入による 補修工法と併用することにより、床版の剛性が向上し耐久性が保持 される。 ・施工は床版下面より行うため、車線規制が困難な箇所での補強工法 として適用できる。 ・機械化による吹付け施工により合理化を図り、施工性、経済性の向上 を図った。 ２．課題 ・下面からの補強工法であるため、床版上面からの漏水や浸透水がある と早期劣化することが懸念される。そのため橋面側に防水等の処置を 実施する必要がある。
６．
凍害により劣化した床版上面の断面修復による補修
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■概要：凍害と塩害により上面が劣化した鋼橋RC床版の補修事例である。 補修は、床版上面の劣化したコンクリートを撤去して健全なコ ンクリート面を露出させ、接着剤を塗布した後に新しくコンク リートを打設する補修工法である。補修後に懸念される輪荷重の 繰返しによるひび割れや界面剥離の抑制のために、打継ぎ界面 に接着剤が用いられている。道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■補修の方法：床版上面の劣化したコンクリートを撤去して健全なコンクリート 面を露出させ、接着剤を塗布した後に新しくコンクリートを打設する。 凍結融解抵抗性に優れたコンクリートを新しく打設し、床版上面の凍 害による劣化を抑制した。また、新設コンクリートは薄層となるため、 収縮による反り上がり防止や輪荷重の繰返しによるひび割れや界面 剥離の抑制のために、打継ぎ界面に接着剤を使用した。 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・劣化したコンクリートを凍結融解抵抗性の高いコンクリートに打ち 換えることで耐久性を向上させている。 ２．課題 ・劣化したコンクリートの範囲の特定を確実に行うことが必要である。 劣化の範囲が広い場合には、予防保全として橋面全面を補修すること も必要となる。 ・劣化したコンクリートの撤去は、健全な既設床版に出来るだけマイク ロクラックを生じさせないような方法で実施する必要がある。
５．合成桁橋RC床版の交通開放下での打換え
道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■概要：凍害と塩害により劣化した鋼合成桁橋RC床版の対策事例である。 合成桁において、RC床版は主桁の構成部材であるので、床版撤 去・打換え時に主桁の剛性が低下し不安定状態となる。 本事例はその場合の対応策を示している。 道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■補修・補強の方法： 従来、鋼合成桁橋の床版打換えは、鋼桁の座屈現象や応力超過を防ぐため に、支保工や全面通行止めを行って施工する方法が用いられていた。 しかし、これでは桁下条件や交通状況に大きな制約を与えることから、撤 去したコンクリート床版の剛性を補う目的で、外ケーブルを床版打換え時 に利用しながら、逐次床版を打ち換えていく工法が開発されている。道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・鋼合成桁のコンクリート床版は、橋体構造の重要部分であり、その打 換えには十分な注意を要する。本橋で採用された外ケーブルを仮設材と した床版打換え工法は、前もって十分な段取りと施工時の検討を行え ば、施工は比較的小規模にでき、作業時間の短縮を図れる工法である。 ・今回の施工では、変位やひずみ計測を行ったが、外ケーブルの張力が 主桁応力の緩和に有効であることが確認でき、また当初懸念された桁 の変形に伴う外ケーブルの張力変動はわずかであることがわかった。 ２．課題 ・今後の検討としては、施工時の全体構造のねじれ現象や旧床版コンク リートの剛性評価などがあげられる。特殊なケースでは、外ケーブル を永久補強材として利用することも考えられる。
10．重交通路線でのRC床版取替え
工事での床版防水
・日交通量が10万台の重交通路線 ・床版防水処置が実施されていなかったため、塩害および疲労劣化による床版上面 側の砂利化および下面側のかぶりコンクリートの剥落が生じている状況。 ・上下線の片側を交通規制 ・RC 中空床版部の橋面防水工と鈑桁部のRC 床版をプレキャスト床版に打替え道路橋補修・補強 i-ギルド研究会 「道路橋補修・補強事例集」概説 ■本工事の評価と今後の課題 １．評価 ・本橋は重交通路線で渋滞も多く発生し、橋長210mの上り線の橋梁床版 を20日間の短期間で施工した。 短期間での工程を実施するためにはウレタン防水は有効であった。 ・なお、ここで紹介したポリウレタン塗膜防水以外に、最近ではシート 系その他の性能のよい防水層も開発されてきているので、敷設する地 域の気候や交通量等の要求性能を参考に選定するとよい。 ２．課題 ・今後、防水層の耐久性を確保するためには、メーカーが保証する施工 要領書に従って十分な管理のもとで施工を行うとともに、路面および 防水層上の排水に効果的な排水設備を設けることが非常に重要であり、 このことが床版の耐久性を高めることに繋がる。
