中信地域における補修を必要とする橋梁点検調査

長野工業高等専門学校紀要第

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( 2 0 0

) 7 3

中信地域 にお ける補修 を必要 とす る橋梁点検調査

永 藤 壽 宮

A Survey of the Bridges That Needs Maintenance in Chuhsin‑Area Toshimiya NAGATO

I ti sge ne r a ll ypr o po s edt os e ta im 200ye ar sass pa no ff at i g uedes i g n. I ti sS i gni f i c antt o kee pt hego odc o ndi t i o no fbr i dgef o ral o ngt i me.

Thi ss t udyi nve s t i gat e spr e s e nti ns pe c t i o no fc har geandmai nt ena nc e. Wee xpe r ime nta bo ut s o mee xa mpl e so fac t ualbr i dge s w it hac r ac k. Wer e po r tt he s er e s ear c he si nChuhs i n‑ ar e a.

キーワー ド :橋染,補修,維持管理

1.は じめに

橋梁等の構造物 は,建設 され ると使用 され るよ う にな り,その年月 と共 に老朽化 してゆ くものである.

そ して,使用期 間中に作用す る荷重の増大,周囲の 環境 変化の影響 に よる構 造部材 の品質 の低 下等 に より,その構造物 の寿命 は著 しく変化す るものであ る.しか し,その寿命 は欠陥や変状がその橋梁に と って致命的にな る前 に発見 し,適切 な補修 を行えば, 大幅な長寿命化 が可能 となる.

最近,疲 労設計 にお ける寿命 の設定 として

,20 0

を実現す ることは社会的にも経済的に も有意 義な 事である.

本研究では現在補修が必要な橋染 を,中信 (長野 県中部)地域 内を対象 に,長野県土木部や 中信地 域の関係市町村な どの関係部署の基礎資料 を参考 に外観調査 を行 なった.

2.

維持管理 は,点検 と補修 とに分 け られ る.両者 の 作業の流れ は図

1

3.

3‑ 1

(1)橋梁損傷等の異常の発見

(2)安全で円滑な交通確保 の問題点の把握

(3)

指導,取 り締 ま り等

※ 長野 工業高等専 門学校 環境都 市 工学科助教 授 原稿受付

2 0 0 1

9

3 0

図 1維持管理の作業手順

7 4

4.

4‑ 1 RC床版

(1)疲労破壊 ‑繰 り返 し荷重 に よる破壊 床版下面にクラ ックが入 り,それが床版 上 面に貫通 しなが ら次第 に網 目状 にまで発展

して抜け落ちる場合がある.

4‑ 2

(1)鋼橋部材 の維持修繕

鋼橋の主要 な部材 に異常 が生 じた場合 は, 橋梁 の崩壊 につながる可能性 もあるので早 急な対応 を必要 とす る.

4‑ 3

(1) コンク リー ト橋部材 の維持修繕

コンク リー ト橋 に現れ る異常 には,ひびわ れ,剥離 ,鉄筋露 出,豆板,漏水 な どがある.

ひびわれ の原 因 としては,アルカ リ骨材反応, 鉄筋量の不足, コンク リー トの強度不足,節 面不足,鉄筋の腐食膨張, 自動車荷重 の増大 等が考 え られ る.

4‑ 4

(1)伸縮装置の維持修繕

伸縮装置は輪荷重の衝撃 を直接繰 り返 し 受 けるた め,最 も損傷 しやすい部材 であ り, また補強が困難で もある.従って,損傷箇所 を発見 した場合 には,早期 に補修す る必要が ある.

4‑ 5

(1) 支承部 の維持修繕

支承は,橋梁の上部 工 と下部工 をつな ぐ重 要な部分である. このため,支承 には,ごみ や,異物 が入 らないよ う,また錆 が発 生 しな い よ う日常の管理 を行 なわ けれ ばな らない.

4‑ 6

橋脚,橋台の損傷 には,その躯体の異常 と 基礎 の異常 とがあ り多 くの場合が,基礎の異 常に よって発生 してい る.

(2)橋脚,橋台の躯体の維持修繕

橋脚,橋台の躯体は,上部工 と基礎 の間に あ り,上部工の荷重増加や基礎 の異常による 影響 を受 けやすい.

5.

鋼橋の塗装 は,部材の保全 と美観のために行 うが, 年月 の経過 と共 に劣化 し,変質,変色,割れ,ふ く れ,はがれが生 じ表面に錆が生 じて くる.そのため,

塗装が当初の機能 を保 ってい るか を点検 し,必要に 応 じて塗 り替 えを実施 しなければな らない.

6.

アル カ リ骨材反応 とは,セ メ ン ト中に含 まれ て い るアルカ リ分 と骨材 中のある種 の反応成分が,化 学反応 を起 こ し,コンク リー トに有害な膨張 を生ず

る現象 をい う.

アルカ リシ リカ反応 による外観 上の変状は,ひび 割れ,膨張による構造物 の変形,傾斜,移動及び 目 地部のずれ,膨 張の拘束 による 目地部の破壊,ゲル の浸 出な どである.

7.

老朽化 した橋梁 によく白い氷柱状の ものがみ ら れ るが,これ は炭酸カル シウム

( CaC

これ は,セ メン トの水和 によって生 じた水酸化カル シウム(Ca(OH)2)が空気 中の二酸化炭素 (co2)と 化合 し,炭酸カル シ ウムに変化す る現象であ り炭酸 化

( c arbo nati on)

け込み,次式 に従 って水酸化 カル シウム と反応す るものである.

Ca(OH)2十CO2‑ CaCO3+H20

孔隔水溶液 は初 めは強アル カ リ性であ るか ら,生 成す る炭酸カル シ ウムは固体 として析出す る.この ためカル シ ウムイオ ン

( C

以上の過程が繰 り返 されて,二酸化炭素によるセ メン ト硬化 体 の炭 酸化 が進行す るこのために孔隔 水の

ph

コンク リー トが 中性化す る と鉄筋が活性状 態 とな り,腐食 しやす くなる.したがって,コンク リー ト 練 りまぜ 時 にお け るコンク リー ト中の塩化 物 の含 有量はRC示方書で制限 されてい る.また中性化を 防 ぐ一般 的な方法 として はかぶ りを大 きくす るな

どである.

次 に東信地域 の補修 を必要 とす る橋梁の 中で実 例 を挙 げて考察 してみ ることにす る.

tfJf.3'地域 における補修を必 要とす る橋梁点検調査

7 5

8.橋梁実例 とその考察

8‑ 1

写真

1

4 8

(2

写真2は下部 コンク リー ト部分 の写井 で あ る.こ の橋 を側 面 か ら見 る と,ひび割 れ が生 じてお り,非 常 に危 険 な状 態 で あ る.この原 因 と して,まず挙 げ られ るの は コン ク リー トの施 T̲時 の 占rJ.質 が 悪 く所 要 強 度 に達 して い なか った可碓 性 とアル カ リ骨材 反 応 に よ りコンク リー トの組織 が ゆ るみ ,ひび割れ に至 った と考 え られ る.

写真

3

本橋 の支承部 で は,掃 除管兜が ゆ き とどいて いない ら しく汚れ が 目立つ .これ は支水 部 の腐 食 を もた ら す原 因 ともな るので, 改 善が必 磐で あ る.

また,写真4は排水 装置が付 い てはい るが,機能 して いな いた め,ひび割 れ部分 か ら汚水 が氷 柱状 に 出来 上が ってい た.

8‑2

写真

5に示す 本橋 は,松本和 田線 に昭和 30

(2

写真 6は橋脚 が河 の浸食 に よ り妨 化 して い る様 子 で あ る.反 対側 もコン ク リー トの剥離 な どが 目立 ち,補修 の必 要 が あ る と思われ る.

写真

7

8‑3

′tI･

災 8で本 橋 は,昭和 31

(2

'

山･9

乱

7 6

凍 結 融解 作 用 の繰 り返 しに よ る コン ク リー ト組 織 の ゆ るみ な どが かんが え られ る,写真

10

8‑ 4小松橋 にお ける現 況調査

写真 11で本橋 は,

蒋

(2

この写真

1 2は,橋脚部 を示 す 写長 で あ る. この

中央 の 1本 は川 の浸食 に よる剥 即 が 目立 ち,両側 の

2

写共 13は防護柵 で,破 損 が 目立 ち, 中の鉄 筋 が 剥 き出 しにな っていた.

8‑ 5

写王‡11で本 橋 は,昭和

4

T

(2

写共 15の高欄 部 は凍結 ,融 解 及 び風化 に よって 机傷 し,放 置 され たままの状態 で,メ ンテナ ンスや 補 修 が行 われ て い ない た め防 護 柵 が損 傷 した ま ま の状憶 で あ る.

8‑ 6

写出 16は昭和36叶 に117,川新 橋鰍 にiLt.没され た塩 田橋 で あ る.

(2

写井 ]7はアス フ ァル トのひ び'Nllれ の

･ ' 1 } ' L

これ は,並行 す る2本 の迫肺 にk･JL

で

写真

1 8は防護柵 の写i

中信地域における補修を必要とする橋梁点検調査

8‑ 7冷沢橋 に お ける現状調 査

写真19は大 町麻績 イ ンター戸 倉線 に昭和35年 に 建設 され た冷沢橋 で あ る.

(2)概観調 査

写真20の写真 は伸縮装 置 の あ る所 の ア ス フ ァ ル ト部 で あ る.写真21か らも見 て分 か るよ うに橋 全 体 の アス フ ァル ト舗 装 にひび割 れ が生 じて い る.

これ は 自動車 な どの走行 によって,また伸縮 作用 に よ り損傷 した と考 え られ る.また,この ア ス フ ァル ト損 傷 部 に雨 水 な どが 浸透 して腐 食 を生 じさせ る 恐れ が あ る.支 承 に も錆 びが発 生 してい たた め,こ の橋 には改善 の必要 が あ る.

8‑ 8源橋 にお ける現 状調査

写真22は昭和41年 に惣社 岡 田線 に建 設 され た源 橋 で あ る.

(2)概観 調 査

写真

23は橋脚 の写真 で あ り,川 の浸食 に よ りコ

ト衣面 の破 顔 , な どが考 え られ る.

7 7

7 8

写真23

9.

これ らの橋 毅 を ま とめて表1に示す .表1に示す I‑Ⅳ までの損傷度 判定標 準 は,道路保 全技術 セ ン ター に よ る耐 荷 力 照査 実施 要 項 に定 め られ て い る もので以 下 に準 じてい る.

I‑･損 傷 が著 しく交 通 の安全確 保 の支 障 とな るお それ が あ る.

Ⅱ･･･損傷 が大 き く,詳細 調査 を実施 し補修す るか ど うかの検 討 を行 う必 要 が あ る.

川‑.脱俗 が遜 め られ ,追跡調査 を行 う必 要 が あ る.

lV･･･舶Q,=Sが認 め られ ,程度 を記録 す る必 要 が あ る.

OK‑点検 の結果 か ら,損傷 は認 め られ ない.

の

5

補 修 の き っか け とな る点検 は 目視 調 査 で行 われ てお り,口視 調 査 を行 う人 の経 験 な どで個人 差 が生 じ,それ が調査結果 と して表れ る可能性 が大 きい.

そ こで 現在 画像 処 理 に よ る結 果 を元 に補 修 の必 要,不必要 を判 断す る方 法が新 たな点検方 法 と して 使 用 され始 めて い る.

長 野 県 全 体 の橋 梁 を調査 した上 でデ ー タベ ー ス を作成 し,経験 的 に行 われ てい る補 修 作光 の一つ一 つ の要素 を確 立 させ ,構 造物 の補修 とい うもの を体 系化 させ る こ とを 目指 して い きたい.

10.凍害実例 く

10‑1 砂 田橋 に お ける現 況調査 (1) は じめに

この写娼 24の 鯛 は,戸 隠付 の国道

406

(2)

写Tt･25,26,27の通 り,地項 部 にお いて コン ク リ‑ 卜が破 娘 して い る.この原 因は,凍 害 に よる ものだ と考 え られ る.コンク リー ト中の 自由水 は凍 結す る際 に約9%の休耕膨 張 を起 こす .体積膨 張 し た水分 は拘成 され ,膨 RJi圧 とな って,コンク リー ト を破威 し,また,淡水串の大 きい軟石 を用 いた コン

中信地域における補修を必要 とする橋梁点検調査

表

1

79

塞 理 香I:ヨ

ー5I 路 線 名 橋 梁名 橋 長 有 効幅 員 完成年月 上部 高欄 防護棉 也覆 請慕 排判水慕置 点定

^止

防 基 礎

A

r

ト

鍋

ク

1148号 線 松 川橋 161.5 12.00昭和54年 0 0 0 0 Ⅳ 0 Ⅳ 0 0 0 0 0 栄 0 未 Ⅳ 2148号 線 松 沢橋 17.9ll.50昭和56年 0 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

Ⅱ 0

栄 Ⅲ

0 0

Ⅳ

0 0 0 0 0

Ⅳ0

Ⅰ Ⅱ

0

Ⅳ0 0 0 0 0 0

Ⅱ

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 ⁰ Ⅲ

^Ⅲ

10扇 沢大町線 鹿島大橋 150.0 9.00昭和32年

0

Ⅳ

ll穂 高 明科線 常盤橋 98.6 ■6.00昭和36年 0

Ⅲ

Ⅲ

^{Ⅰ Ⅱ}

12塩 尻鍋 割穂高 線 乳 房橋 77.4 5.50昭和09年 0 0 0

Ⅲ

14143号 線 大橋 21.2 8.40昭和37年 0 0 0 Ⅳ

Ⅳ Ⅳ0 0 0 0 0

15143号 線 大 谷橋 50.8 7.50昭和47年

Ⅳ0 0 0

0

0 0

Ⅳ0

17143号 線 刈谷原橋 68.8 7.50昭和47年

0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ⅳ0

18浅 間河 添線 浅 間橋 66.3 15.50昭和48年 0

Ⅲ Ⅲ

Ⅳ0 0

19兎川寺鎌田線 中条橋 50.4 9.50昭和39年 0 0 0 0 0 0 0

0 0

^栄

20兎川寺鎌田線 金 華橋 68.6 8.50昭和41年 0 0 0 0 0 Ⅲ Ⅳ 0 0 0 0 0 0 0

0

0 0 0 0 0 0

22市 道 逢 初橋 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0

23平 田新橋 線 豊 田橋 58.6 5.00昭和36年 0 Ⅱ【0 0 班 0 0 0 0 0 0 0 Ⅳ Ⅳ 0 Ⅲ

24松 本和 田線 桜 橋 36.1 8.50昭和30年

0 ⁰ Ⅲ0 0

^{栄 Ⅰ}

26市 道 鍛 治橋

0 0

0

.

27市 道 水 汲橋 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0

̲ 也

28市 道 中林橋 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29市 道 柳 橋 0 0 0 0 0

0 0 0

30国道406号 線 砂 田橋 152.0 6.50平成11年

0 0

0

I

31丸子信州新線 坂 井楕 18.8 9.80昭和35年

0 0

^Ⅳ Ⅳ0

^未

32丸子信州新線 草 湯桶 17.3 7.00昭和28年 0 Ⅳ 0 0 Ⅳ 0 0 0 0 0Ⅳ 未 Ⅳ 0 0 Ⅳ

34 冷 沢橋 22.6 4.50昭和35年 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RT0 .0 Ⅳ 35 竹 場橋 27.0 6.00昭和35年 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

b ■

8 0

ク リー トでは凍結 時の骨材 自身 が膨 張 し,ポ ップア ウ トす る. 凍害 に影響す る要 因 と して は,凍結融 解 作用 を多 く受 ける,水分 が供 給 されやす い,コン

ク リー ト自体 の耐凍害性 が低 い等が挙 げ られ る

(3)

凍結融解 の繰 り返 し作用 に対 す る コン ク リー ト の耐久性(耐凍害性)を向上 させ る方法 と しては

?

②水 セ メ ン ト比 を小 さ く して鰍 密 な組織 の コンク リー トにす る.

③ 吸収率の小 さい骨材 を使用す る.

この 中で も特 に(∋の空気丑が最 も重要 とな る.こ のエ ン トレン ドェ ア‑の気泡 は,コンク リー トの効 果後 も残 り,凍結 した水分の逃 げ道 とな り膨 張圧 を 緩 和 させ る.また,同一空気丑 であるな らば気泡が 小 さい気 泡間隔係数 が小 さいほ うが耐凍醤性 は向 上す る.気泡 間隔係数等の気泡 の特性 が 同一 の場合, 水セ メン ト比 を小 さくして歯 炎 した組練 とす るこ

とは,コンク リー トの耐妨害性 を向上 させ る上で布 効 である.

コンク リー トの耐凍害性 を向上 させ る間接的 な 対策 と しては,構 造物が妹結融解作用 を受 けない よ

うに断熱 ,暖房計画 をす る,融 雪水等 で コンク リー トが局部 的 に濡れ ないよ うに設 計上の配慮 (水切 り,水勾配) をす ることも重要 である.

写真27

11.

最後 に本研 究 は,長野県庁土木部及び市町村 の関 係 の皆様 の ご協力 に深 く感 謝いた します .

参考文献

1)コンク リー ト構造物 の補修 ハ ン ドブ ック編集委 員会 :コンク リー ト構 造物 の補修 ハ ン ドブ ック 技報堂出版

2)小林一輔 ,丸 章夫,立松英信 :アル カ リ材反 応 の診 断 (コンク リー ト構 造物 の耐久性 シ リー ズ)森北 出版

3

4) (財)建築業 協会 :コンク リー トのひび われ防 止対策 鹿 島出版会

5

6

米 理 工学社

7)糸 価 明,近藤 明雅 : 改訂 橋梁工学 (上木 系 大学｡辞題 シ リー ズ⑩) コロナ社

8

⑧) コロナ社

9) (株)長野技研 :

爪

10)小林 ‑柿 :最新 コンク リー ト工学 第3版 (最 新 土木 工学 シ リーズ 9) 森北 出版