鋼橋における

鋼橋における

維持管理の具体的な流れ

稲葉 尚文

中日本高速道路㈱

中日本高速道路（株）東京支社保全・サービス事業部 保全チーム担当リーダー 稲葉尚文

鋼 橋 における維持管理の具体的 な流れ

高速道路の現状 と課題

供用延長約9,000kmのうち，供用から30年以上経過した延長が約4割（約 3,700km） 橋梁延長も4割が30年以上経過し老朽化が進行 2 高速道路資産の長期保全及び更新のあり方に関する技術検討委員会報告書から

高速道路の現状 と課題

大型車交通が増加するとともに車両制限令の規制緩和により車両の総重量が増 加傾向また，大型車両の約24%が総重量を超過している 3

高速道路の現状 と課題

重量超過車両は，橋梁に大きなダメージを与え，例えば鋼部材の疲労に着 目した場合，その大きさは重量の３乗に比例（「鋼橋の疲労（H9．５）参照）し， 疲労寿命に大きく影響する 4軸重超過車両：道路法に基づく車両の制限軸重（１軸あたり１０ｔ）を超過する車両 影響度分布割合：「軸重３乗値×累積軸重」を積分した値に対する割合

高速道路の現状 と課題

5

積雪寒冷地の供用延長の増加やスパイクタイヤ廃止の影響による凍結防止剤（ 塩化ナトリウム）使用量の増加や飛来塩分の影響がある海岸線付近など厳しい 使用環境 海岸線付近の厳しい環境

構造物の変状状 況

経過年数の増加に伴う老朽化の進展並びに厳しい環境により，著しい変状が顕在化 6

鉄筋コンクリート床版の変状 鋼部材の腐食鋼部材の疲労き裂

変状状況

東京支社管内では，鋼橋の変状が多く，鋼部材では腐食がほとんどを占めて おり，次いで塗膜割れ（疲労き裂）である．また鋼橋床版の変状も著しい． 7

（箇所）

安全性向上 に向けた 事業計画

笹子TN天井板落下事故を教訓に2013～2015年に事故再発防止と安全性 向上に取組む（NEXCO中日本） 8

従前の計画 1,700億円

橋梁補修数 2013年：82橋 2014-2015年： 283橋予定

大規模更新 ・大 規模修繕計画

2014年1月に，高速道路3会社と連名で，高速道路の大規模更新・修繕に 関する概略計画を発表 現在，事業の具体化に向けた検討を実施中 9

高速道路3会社において検討した計画（概略）延長及び事業費は，いずれも高速道路3会社の合計

大規模更 新（ 床版取替） の実施イ メージ

鉄筋コンクリート床版をより耐久性の高いPC床版に取替 工事による交通影響を軽減させるため，対面通行規制により片側車線を取替 10

大規模修繕 の実 施イメージ

老朽化の進展，凍結防止剤や飛来塩分による塩害，重交通による疲労などの 影響による変状 ⇒床版や桁で計画的かつ大規模な修繕を実施することにより，変状の進行や新 たな変状の発生を抑制 11

維持管理サ イク ル

12

点検業務の評価・判定の結果を受けて行う応急対策や詳細調査，更に対策計 画立案，対策等の実施など関連する業務と連携をしながら維持管理サイクルを 適切に実施 効果検証 （管理水準・目標の達成状況）

【維持管理サイクル 】

点検

維持管理計画立案 修繕・更新の実施

維持管理計画の 策定見直し

【点検業務】 ・判定会議 ・点検実施状況の確認

・点検計画・点検の実施 ・データ修正入力 ・点検計画の見直し

構造物の変状の的確 か つ 詳細な把握

道路法改正による省令対応に伴う5年に1回の点検義務化に対応した点検 強化および高度化を推進 点検・診断を実施し，その結果に基づき，必要な対策を適切な時期に，着実 かつ効率的・効果的に実施するとともに，構造物の状態や対策履歴等の情 報を記録し，次の点検・診断等に活用 13

橋梁諸元

14_東京

東名川崎 横浜青葉

厚木 横浜町田

裾野 御殿場 大井松田 秦野中井

長泉沼津 沼津

新富士 富士

清水 新清水

新静岡 静岡

菊川 相良牧之原 吉田 焼津

浜松西 浜松 磐田 袋井 掛川

三ヶ日 浜松いなさ

豊川 浜松浜北 藤岡岡部

森掛川 島田金田 清水いはら

橋種橋数（連）橋梁延長（㎞） 鋼橋96273 ＲＣ橋76340 ＰＣ橋75434 計2479147

鋼橋 50%RC橋 27%

PC橋 23%

橋種割合（延長） 鋼橋 39% RC橋 31%

PC橋 30%

橋種割合（連） 全橋梁147 鋼橋73 I桁橋61 箱桁橋6 トラス橋5.1 ゲルバー橋0.3 アーチ橋1.0 RC橋40 中空床版橋（床版橋含み）39.5 連続ボックスカルバート0.7 箱桁＆T桁橋0.1

PC橋34 中空床版橋3.6 I・T（プレテン）0.2 I・T・合成桁橋（ポステン）20.789 箱桁橋8.3 斜張橋（ｴｸｽﾄﾗﾄﾞｰｽﾞﾄﾞ橋含み）0.6

※新東名・圏央道を含まず 道路名経過年数（2013年度末） 東名45～46年 小田原厚木道路Ⅰ期線45年，Ⅱ期線36年 西湘ＢＰ42～43年 新湘南ＢＰ26年 15

東 京支 社におけ る 鋼橋 の維持 管理

鋼 橋の 合理的 な維持管 理手法 の検 討 目的 鋼橋 の鋼部 材の効率的で 合理的な 診断技術 および 補修 ・ 補強 技 術 を確立し 、安 全・安心な 高 速道路を提供するとと も に ライフ サイク ルコ ストの削減を 図る。 課題の抽出

診断：点検方法、頻度、点検者

etc .

補修補強：設計方法、施工方法

et c. 既往の技術の調 査・評価 改善策の検討

鋼橋保全技術 検討会

(学識経験者・有識者)

鋼橋診断 指 針の作成 鋼橋補修 ・補 強設計施工指針の作成 鋼橋への適用

16鋼橋保全技術検討会の概要と方針

コンクリート床版を除く 鋼部材

課 題と検討項目 (診断)

鋼橋保全技術検討会の概要と方針17

現況： 詳細点検は ５年周期 目視点検 が主体( 必要に応じて 打音点 検) コ ン ク リ ート部材の 点検と 同じ技術者が実施 課題： 腐食調査が主体で 疲労き裂を見逃す 可能性がある 疲労による き裂と 塗膜 割れと の判別 が困 難な 個所があ る 疲労に関す る 高度な 知識を 有する技術者 が少ない 調査頻度 がき裂の進展 速度に対応できな い場合があ る

鋼橋鋼部材の 経年化に伴う 主な劣化： 腐食 ・疲 労 検討項目 • 疲 労き裂の調査方法( 目視点検の精度向上 ・ 非破壊検査の活用) • 疲 労に精通した 技術者の育成 方法 • 疲 労損傷程度に応じた 調査頻度

課 題と検討項目 (補修補強 )

鋼橋保全技術検討会の概要と方針18

現況： 塗膜 劣化や錆につ い ては 再塗装 で対 応 腐食 減量が大きい場合は 当て板補修 疲労 き裂に 関し て は 部材ごと に 判断し て対処 課題： 腐食 の当て板補修の設計施工 方法が標準化されて いない 疲労 き裂に 対する対処方法 が明確でな い (ｽ ﾄｯ ﾌ ﾟﾎ ｰ ﾙ e tc.) 疲労 き裂の 補修補強工 法 に関する 規準が 不明確

鋼橋鋼部材の 経年化に伴う 主な劣化： 腐食 ・疲 労 検討項目 腐食の 当て板補修の設計施工方 法 の明確化 疲労き 裂の 対処方法 (経過観察・ｽﾄ ｯﾌ ﾟﾎ ｰ ﾙ・ 補修補強)の 明確化 疲労き 裂の 補修補強方法 の明確化

鋼橋の診断および補修・補強工法の概要と課題19

検討 のポ イン ト 経年 化により劣化の 発生 および進行が 増 大 する 診断 ・ 対 策を 適 切 に実 施 ・確 実な点 検頻度 の確保 （点検の 制度化 ） （見る） ・損 傷の確 実な 発見・評価 （診断技 術の 信頼性 確保 ） （見 過 ご さ な い ） ・ 確 実 な 補 修 ・ 補強 （ 速 やか で 適切 な 実施 ・ 技 術開発 ） （先送りしな い） 橋梁 の高 耐 久化

検討内容と 成果目標

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鋼 橋診断 指針 作成

点検 手法の 改善 検討

点検･ 調査結 果の 判定 基準設 定 非 破壊検 査の 導入 検討 補修 ･ 補強 の 最 新技術 整理 と適用 検討 補修 等 検討 ･実施 結果 のレ ビュ ー 鋼橋 補修 ･補 強設 計施 工指 針作 成

21

診断 の事例

橋梁上部工コンクリート部材の中性化対策-「百年道路」計画の推進-

鋼 構造の劣化事例( き裂) 横 桁取付 部 ガセットプ レ ート 周辺

対傾 構 取付 部 ソー ルプレ ー ト 周辺

補剛 材と フラン ジ の 溶接 部

22鋼橋保全技術検討会の概要と方針

鋼 橋診断指針( 案)の事例

23

【 保 全 点検要 領と の比 較(改 善点) 】ＳＰ 型 保全 点検 要領 各き 裂種 別の 判定 (案)

20mm 20mm

50mm

下フランジ 溶接ビード ソールプレート

鋼 橋 診断指針( 案)の事例

24

【 保 全 点 検 要 領と の比 較(改 善点) 】Ｇ型 保全 点検 要領 各き 裂種 別の 判定 (案)

50mm

面外ガセット (ウェブ)

溶接ビード

鋼 橋診断指針( 案)の事例

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【 保 全 点検要 領と の比 較(改 善点) 】Ｄ型 保全 点検 要領 各き 裂種 別の 判定 (案)

200mm

(ウェブ)

(上フランジ) 垂直補剛材

図 の記載 無し

足場 の新設や工事用足場 の活 用

26

【課題】 ・検査路からの状況把握では，ソールプレート周辺の点検および非破壊検査は可能 であるが，主桁(主要部材)に発生する面外ガセット部のき裂や主桁上フランジ付 近のき裂は的確な状況把握が困難な場合がある。 ・塗替塗装工事や剥落対策工事の工事用仮設足場を利用しての詳細調査は，橋梁の 全範囲を一元的に把握することができるため、「橋梁の健康診断」として非常に 有効であるが、活用しきれていない。 ・鋼橋の桁端部の腐食原因の排除や付属物の取換えは、工事用足場が必要。 【取り組み】 ・HSCと詳細点検班は、足場を設置する工事に詳細点検や補足調査を出来るだけ相乗 りさせ、見落としや高所作業車を用いない効率的な点検計画の策定や見直しを実 施する。 ・工事実施工程に詳細点検に要する期間を確保する。 ・HSCは吊足場を要する工事計画においては、詳細点検班と点検記録をおさらいし、 足場を活用した付属物の交換や補修を効率的、且つ計画的に実施する。 ・鋼橋の桁端部など損傷し易い箇所で点検が容易でない箇所は足場を新設するもの とする。 2013保全技術検討会27

腐 食補修 ・補 強事例

鋼材 腐食が発生しやす い個所（ 鋼鈑 桁) 添接部

下フ ラ ン ジ 上面 桁端 部 ソールプレ ー ト 周辺

主桁 と横 桁・ 対傾 構 取 合 い 部 ウエ ブ 外 面

282013保全技術検討会

対策方針

2013保全技術検討会29

鋼橋 の塗 替塗 装工事 は、 ＰＶを 活 用 し 計 画 的 に 実施 。 一般 環境 部の 旧塗装 （長油 性 フタ ル 酸樹脂 塗料 ）の耐 久 年 数は概 ね 15 ～ 20 年程 度で ある た め 、鋼 部材 の健全 性を 維持す る必要 が ある 。 ⇒ ジ ョ イ ン ト 部 分など 部 分的 に 塗 装 劣 化 が 著 しい が、 全面 塗替 に は 未 だ 一 定期間 の間 がある も のは 、 積 極 的 に 部分 塗替 えを 実施 。 併せて 、 塗 膜の劣 化原 因を究 明 し 、 そ の原因 を除 去する 対策も実 施 。 原因例 ） ジ ョ イ ント部 や排水 系統 からの 漏水な ど 塗替 塗装 工事 で 足場を 設置し て い るこ と か ら、付 属物の 点検 ・補修 も合 わせて 実 施 。

腐食事例と 対策

2013保全技術検討会30

○東名トラス橋（前回塗替

1995

年約

18

年経過）

■ＰＶ を 活用 し 現 地 確認し て 計 画的 に塗替 塗装を 実施 腐食事例と 対策

2013保全技術検討会31

○東名

I

桁橋桁端部分塗装（前回塗替

0000

年） 支承取替を0000年に実施。その後、ジョイントなどからの漏水により、桁端部の塗装 の劣化が進行した事例。

⇒ 塗 替 塗 装や支 承取 替などを行 う 場合 、必ず 腐食等 の原 因除去 の対 策が 絶対 条件 。 （ LC C 削 減 、高耐久 化）

2013保全技術検討会32

腐食事例と 対策 （その 他 ）

塗替塗装工事の足場を使用し、付属物を補修した事例 【旧排水間の漏水処理】【はく落対策】【片手摺の復旧】 対策前対策前対策前 対策後対策後対策後

※

足場を設置する工事は、便乗して付属物（排水管・検査路・通信管路などの 補修を行う。

鋼桁の水洗い

33一般的な高圧洗浄機

水洗い状況

34 調査対象調査部位鋼桁の付着塩分量（g/m2） 洗浄前洗浄後 A橋G1下フランジ 桁端から3m3.350.04 G1ウエブ 桁端から3m0.040.01 G2下フランジ 桁端から3m3.680.04 G2ウエブ 桁端から3m0.040.01 B橋G1下フランジ 桁端から2m2.230.16 G1ウエブ 桁端から2m0.230.01 G2下フランジ 桁端から2m2.270.03 G2ウエブ 桁端から2m0.180.01

鋼桁の表面に付着する塩分は，水洗い洗浄により洗い流せる。 鋼桁の塗膜の延命化が図れるのでは。

付着塩分 量

2013保全技術検討会36

疲労 き裂 補修 ・補 強 事例

2013保全技術検討会37

■損傷状況（ソールプレート） 表面G3側裏面G1側

詳細点 検業 務で 発見 さ れた 、 鋼橋の 塗膜 割れ （ AA 、 A １以 上） につい て ２ 次詳 細調 査を実 施し 、 疲労き 裂が確 認さ れ た 場合 は、「 緊急対 応（ サンド ル ）」 を行い 補 修・補 強の検 討後 、補 修工事 を実施 。 D ・ G 型 き 裂の 磁粉探 傷試 験を詳 細 点 検 業 務の中 で 進 め る 。基 本足 場設置 箇所 や発生 数が著 し い 支 間 や 、 き裂 長が 大きい 区 間 を 優先。 G 型の 場合 、脆 性破壊 の可 能性が あ り緊 急補 修が必 要な 場 合があ る。

■損傷状況（ガセットプレート） 背面にもき裂

対策方針 緊急対応事例

38

⇒H24.05に詳細調査(磁粉探傷)にて、き裂発見 サンドルによる応急対応状況 2013保全技術検討会39

D型及びG型き裂発生位置と塗膜割れ状況損傷記載例1支間内_DG約40箇所 ⇒塗装の経年劣化も考えられるため、塗替履歴を要調査

鋼橋の疲労状況 ◆ A 橋 の塗膜 割れ （ D 、 G 型き裂 ） 状況 SP 型き裂のあて板補 修の事例

2013保全技術検討会40

あて板 補修 あて板 補修

SP 型き裂のスト ップホー ルの事例

2013保全技術検討会41

-

11965 65

ストップホール

φ 24. 5

11 9

（き裂から）

65

65

（補剛材から） 垂直補剛材 下フランジ

ウェブ ストップホール

G 型き裂の補修事例( ガセ ット端部 )

2013保全技術検討会42

ストップホール き裂 ガセット 主桁ウェブ あて板高力ボルトあて板 高力ボルト

G 型き裂の補修事例( ガセ ット内側 )

2013保全技術検討会43

BB

A B-BA-AA

ガセットプレート 横構

主げた腹板 対傾構

３面あて板 ガセットプレート 主げたフランジ

対傾構

垂直補剛材 ３面あて板

主げた腹板 主げたフランジ

ガセットプレート垂直補剛材

３面あて板 主げた腹板

３面あて板

高力 ボ ル トによる３ 面あ て 板補修 例

SP型き裂の損傷 事例と対策

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下り線

上り線

A１A２P５

○ 東名高 速 道 路 B橋

至名古屋至東京

A1

側で、

SP

型き裂が発見され、箱桁までき 裂が進行。緊急補修中。

2013保全技術検討会45

下り 線 _A 1 － G2 調査結果

L=170

L=135 L=470 2013保全技術検討会46

調査結果 下り 線 _A 1 － G2

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補修 ・補 強方針

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補修 ・補強方針（ 構造改善を更に） 支承 交換 以 外 に 、

①取替え部材のフランジ・ウェブの増厚による断面急変による応力集中の緩和 ②ソールプレート前面にテーパを設けることによる応力集中の緩和 ③ソールプレートをボルト接合にすることによる疲労耐久性の向上 ④支点上部材を完全溶け込み溶接とすることによる疲労耐久性の向上

の対 策改善 した 場合 のF E M 解析結 果から 、 よ り 耐久 性が 向上す る ことが 確 認 で きた。

改 良 前 改良後

工事状 況 事前対策

補強に至る直接的な原因は、 ↓ 鋼桁端部および掛け違い部排水管やジョイントからの漏水が原因で ↓ 支承の可動不良、鋼桁端部の腐食 ↓ 膨大な補修・補強の費用が必要 ↓ 早期に漏水対策及び可動不良対策を実施

排水 管から の漏水 （ 例） 支承の可動不良 補修対策

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対策手順

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潤滑剤が固化本体及びローラー部の素地調整 潤滑剤塗布 カバープレート及び沓座再設置