橋梁の基礎知識と点検のポイント 平成 24 年度自治体支援講習会資料 中国地方整備局中国技術事務所 1 < 今日の説明内容 > 橋梁の基礎知識 橋梁点検のポイント 2
橋梁の基礎知識 1 橋梁の基本構成 2 橋梁の種類 3 構造部材の名称と働き 3 1 橋梁の基本構成 橋梁を構成する構造の名称橋梁を構成する構造の名称 本体上部構造付属物 支承 伸縮装置など橋梁躯体 橋台 橋脚下部構造基礎 杭基礎 ケーソン基礎など 上部構造本体上部構造落橋防止装置伸縮装置 躯体 支承 杭基礎 橋台 躯体ケーソン基礎 橋脚 橋台 : 下部構造 4
1 橋梁の基本構成 橋梁に関する長さ橋梁に関する長さ 橋長 両端の橋台の胸壁 ( パラペット ) 前面間の長さ桁長 主桁の長さ支間長 支承の間の長さ径間長 下部構造の橋台 ( 橋脚 ) と橋台 ( 橋脚 ) の間の長さ 胸壁 胸壁前面 胸壁 ( パラペット ) 桁長支間長 橋 長 桁長支間長 胸壁前面 胸壁 胸壁 ( パラペット ) 主桁 主桁 支承 径間長 径間長 支承 橋台 橋脚 橋台 5 1 橋梁の基本構成 橋梁の幅員構成橋梁の幅員構成 総幅員 地覆幅歩道幅員 車道幅員 分離帯幅 分離帯 路肩 車線 側帯 側帯 車道幅員 車線路肩 歩道幅員 地覆幅 歩道 車道 車道 歩道 横断勾配 横断勾配 6
1 橋梁の基本構成 橋梁の橋面構成橋梁の橋面構成 地覆 防護柵 ( 高欄 ) 歩道排水ます 縁石車道舗装 車両用防護柵 床版 地覆 7 2 橋梁の種類 橋梁は 大きく 7 種類 桁 橋 床 版 橋 トラス橋 ラーメン橋 アーチ橋 斜 張 橋 吊 橋 8
2 橋梁の種類 桁橋 主構造に桁を用いた橋 I 桁の橋 ( 鋼橋 ) T 桁の橋 ( コンクリート橋 ) 箱桁の橋 ( 鋼橋 ) 箱桁の橋 ( コンクリート橋 ) 9 2 橋梁の種類 桁橋 I 桁の橋 T 桁の橋 箱桁の橋 10
2 橋梁の種類 床版橋床版橋 桁が無く主構造に版 ( スラブ ) を用いた橋 中空床版の橋 11 2 橋梁の種類 床版橋床版橋 PC ポステン中空床版橋 PC プレテン床版橋 12
2 橋梁の種類 ラーメン橋ラーメン橋 rahmen = 枠 独語 主構造の主桁と橋脚とが一体となった構造の橋 13 2 橋梁の種類 ラーメン橋ラーメン橋 PCπ 型ラーメン橋 鋼方杖ラーメン橋 PC ラーメン箱桁橋 14
2 橋梁の種類 トラス橋トラス橋 truss=( 建築用語 ) トラス 主構造がトラス構造である橋 15 2 橋梁の種類 トラス橋トラス橋 ゲルバー鋼トラス橋 ( 下路式 ) 鋼トラス橋 ( 下路式 ) 16
2 橋梁の種類 アーチ橋アーチ橋 主構造が上側に凸の曲線となっているアーチ構造の橋 17 2 橋梁の種類 アーチ橋アーチ橋 鋼ランガーアーチ橋 ( 上路式 ) 鋼ローゼアーチ橋 ( 下路式 ) 18
2 橋梁の種類 斜張橋斜張橋 主塔から斜めに張り出したケーブルによって主構造を支持する橋主塔 ケーブル 19 2 橋梁の種類 斜張橋斜張橋 20
2 橋梁の種類 吊橋 主塔の間に張り渡したケーブルよりハンガーロープを下ろして主構造を吊り ケーブルを両端に定着する橋 主塔 主塔 ハンガーロープ ケーブル 21 2 橋梁の種類 吊橋 22
3 構造部材の名称と働き 上部構造上部構造 1 主桁 橋台や橋脚の間に渡され 床版上の通行車両等の荷重を支え その力を橋台や橋脚に伝達する 2 横桁 荷重を数多くの主桁で支持するため 主桁を連結する部材 3 対傾構 3 風や地震等の横荷重に抵抗するため 主桁を相互に鉛直またはほぼ鉛直に連結する部材 ( コンクリート橋には無い ) 4 横構 橋脚 床版 舗装 風や地震等の横荷重に抵抗するため 主桁を相互に水平またはほぼ水平に連結する部材 ( コンクリート橋には無い ) 4 2 1 23 3 構造部材の名称と働き 上部構造上部構造 5 支承 ( シュー ) 上部構造を支え 上部 構造からの荷重を下部構造 ( 橋台または橋脚 ) に伝達する 6 伸縮装置 ( ジョイント ) 温度等の影響による桁の伸縮 を吸収する装置 また 隙間が変化しても車両や人の通行の安全のため設置する 7 落橋防止装置 6 地震などによって上部構造が大きく移動して下部構造 ( 橋台または橋脚 ) より落下することを防止するために設置する 床版 舗装 7 5 24
3 構造部材の名称と働き 下部構造下部構造 橋台 ( アバット abutment) 橋梁の両端に位置し 道路と橋梁を接続し 上部工からの荷重や背面の土砂を支持する A1 A2 等と呼称 翼壁 ( ウィング ) 竪壁胸壁 ( パラペット ) 基礎基礎 ( フーチング ) 基礎杭 25 3 構造部材の名称と働き 下部構造下部構造 1 橋脚 ( ピア pier) 橋梁の中間に設けられ 上部工からの荷重を支える P1 P2 等と呼称 2 基礎 橋台や橋脚の下で荷重を支え荷重を地盤に伝える 1 柱部 ( 壁部 ) 梁部 2 基礎 ( フーチング ) 基礎杭 26
3 構造部材の名称と働き 参考参考 橋台の種類 重力式橋台 橋脚の種類 張出し式橋脚 逆 T 式橋台 壁式橋脚 扶壁式橋台 ラーメン式橋台 ラーメン式橋脚 箱式橋台 柱式橋脚 27 橋梁点検のポイント 1 橋梁の管理とは 2 点検 28
29 橋梁の管理橋梁の管理橋梁の管理橋梁の管理 安全で円滑な交通の確保 安全で円滑な交通の確保 安全で円滑な交通の確保 安全で円滑な交通の確保 構造物としての耐久性 耐荷性等の確保構造物としての耐久性 耐荷性等の確保構造物としての耐久性 耐荷性等の確保構造物としての耐久性 耐荷性等の確保 第三者被害の未然防止第三者被害の未然防止第三者被害の未然防止第三者被害の未然防止 事故や落橋を防止するためには 交通の支障となる危険の早期発見 橋梁の異常や損傷の早期発見 適切な補修 補強 1 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 30 主な点検の種類主な点検の種類主な点検の種類主な点検の種類 日常点検日常的に行う点検 道路パトロールや現場へ行く際の目視点検定期点検点検頻度を定めて行う点検 橋梁の異常および損傷状況を詳細に把握するために行う近接目視による点検異常時点検地震 台風 豪雨などの災害や異常時に行う点検 橋梁の安全性を確認するために行う点検点検橋梁の異常や損傷の橋梁の異常や損傷の橋梁の異常や損傷の橋梁の異常や損傷の早期発見早期発見早期発見早期発見事故事故事故事故落橋落橋落橋落橋 1 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 橋梁の管理とは 防止防止
2 点検 1 まず 大きな視野で見て 2 細部を詳しく見てみる チェックポイント 1 1) 高欄 防護柵 地覆の状態 2) 橋梁上の舗装の状態 3) 伸縮装置の状態 4) 排水装置の状態 5) 道路照明 道路標識の状態 6) 桁 床版の状態 7) 橋台 橋脚 基礎の状態 1)~5): 橋面からの点検 6)~7): 橋の横や下からの遠望目視 チェックポイント 2 1 チェックポイント 1 よりも詳細な桁 床版の状態 2 チェックポイント 1 よりも詳細な支承の状態 3 チェックポイント 1 よりも詳細な橋台 橋脚 基礎の状態 1~3: 橋の横や下を近接目視 近接目視 31 2 ( 橋梁点検の流れ点検 ( 橋梁点検の流れ ) ) 1 橋梁正面から変状の確認 防護柵 地覆 縁石 縦目地 路面 伸縮部 基本は起点を背にして見る 32
2 ( 橋梁点検の流れ点検 ( 橋梁点検の流れ ) ) 2 橋梁側面から変状の確認 基本は起点を左にして見る 33 2 ( 橋梁点検の流れ点検 ( 橋梁点検の流れ ) ) 3 桁下の変状確認 RCT 桁 PC 床版桁 34
2 点検 点検のチェックポイント点検のチェックポイント チェックポイント 1 チェックポイント1( 橋面からの点検 橋の横や下からの遠望目視 ) チェックポイント 2( ( 橋の横や下を近接目視 ) 35 2 点検 1) 高欄 防護柵 地覆 チェックポイント1 変形したり壊れたりしていないか 腐食はないか コンクリートにひび割れはないか コンクリートに鉄筋は見えていないか 高欄 防護柵や地覆にズレはないか 利用者の安全性が確保できない チェックポイント 2 橋脚が洗掘され下がっている可能性がある 支承が損傷している可能性がある 36
2 点検 防護柵の異常の例 チェックポイント1 防護柵等が腐食や衝突等で壊れている 利用者の安全性が確保できない 37 2 点検 防護柵のズレの例 チェックポイント1 チェックポイント 2 防護柵にズレがある 橋脚が洗掘され下がっている 38
2 点検 地覆のズレの例 チェックポイント1 チェックポイント 2 地覆にズレがある 39 支承が破損し桁が下がっている 2 点検 2) 橋面上の舗装 チェックポイント 1 穴や大きな凹凸はないか 亀甲状のひび割れはないか ひび割れから土砂等が噴出していないか 部分補修箇所に穴や凹凸はないか チェックポイント 2 床版にひび割れや抜け落ちの可能性がある 40
2 点検 橋面上の舗装の異常 チェックポイント1 チェックポイント 2 舗装にポットホール 凹凸がある 床版のひび割れ 41 2 点検 橋面上の舗装の異常 チェックポイント1 床版の剥離 鉄筋露出 チェックポイント 2 舗装のひび割れ 広範囲な床版のひび割れ 42
2 点検 3) 伸縮装置 チェックポイント 1 本体に段差はないか 本体に亀裂や破断はないか 橋面の雨水が伸縮装置に流れ込んでいないか 隙間が異常に広かったり狭かったりしていないか 車両が通るとき大きな音がしないか チェックポイント2 橋台や橋脚が傾いたり 支承の沈下や移動している可能性がある 43 2 点検 伸縮装置の異常 チェックポイント1 隙間がない 隙間が広すぎる チェックポイント 2 段差がある 下部構造や支承に異常がある可能性がある 44
2 点検 伸縮装置の異常 チェックポイント 2 橋台 主桁 移動の異常 橋台と桁のぶつかり 支承の沈下 45 2 点検 伸縮装置の異常 チェックポイント2 桁端部の腐食 支承の腐食 伸縮装置の排水不良が招く腐食 46
2 点検 4) 排水装置の異常 チェックポイント 1 土砂が詰まっている 壊れている チェックポイント 2 雨水が路面に滞水し 床版や伸縮装置からの漏水等により桁 支承を腐食させる可能性がある 47 2 点検 排水装置の異常 チェックポイント1 排水ますの土砂詰まり 排水管の腐食 48
2 点検 排水装置の異常 チェックポイント2 床版からの漏水による腐食 全体の腐食 49 2 点検 5) 照明 標識 チェックポイント1 灯具 柱 取付部( 基部 ) に損傷はないか 利用者の安全性が確保できない 照明柱の取付部の腐食 柱の腐食 取付部 ( ボルト ナット ) の腐食やゆるみによる倒壊等により人や車両に危害を及ぼす可能性がある 50
2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント1 鋼橋の場合は 腐食はないか? チェックポイント 2 腐食の拡がり 深さ 51 2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント1 コンクリート橋の場合 ひびわれ 剥離鉄筋露出はないか? チェックポイント 2 ひびわれ幅 形状 間隔 剥離鉄筋露出の大きさ 52
2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント 1 ひびわれはどこに発生しやすい? 単純げたの場合 L/2 支間 L L/4 4 桁端部 2 支間 1/4 部 2 支間 1/4 部 6 断面急変部 1 支間中央 5 支承周辺部 53 < 参考 > 単純げたと連続げた [ 単純げた ] [ 連続げた ] 54
2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント1 ひびわれはどこに発生しやすい? 連続げたの場合 3 中間支点部 5 支承周辺 ゲルバー桁 55 2 点検 PC けたの場合 ( ポストテンション桁 ) 6) 桁 床版の状態 チェックポイント 1 ひびわれはどこに発生しやすい? 1 シースに沿ったひびわれ グラウト注入不良 2 定着部の支圧応力によるひびわれ 1 2 56
< 参考 > PC 桁 ( プレストレスト コンクリート桁 ) 無筋コンクリート 出典 :( 社 ) プレストレストコンクリート建設業協会 HP 57 < 参考 > PC 桁 ( プレストレスト コンクリート桁 ) 58
2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント1 ひびわれはどこに発生しやすい? 床版の場合 ( 昭和 ( 昭和 42 年以前の基準で建設された橋に多い ) 段階 1 段階 2 段階 3 段階 4 段階 5 59 2 点検 6) 桁 床版の状態 チェックポイント 1 剥離 鉄筋露出はどこに発生しやすい? 水の影響を受けるところに多い 飛来塩分等の影響を受ける場所も 1 壁高欄及び地覆外面 3 主桁側面 下面 2 床版先端の下面 地覆水切り部下面 4 主桁下面 60
2 点検 7) 橋台 橋脚 基礎の状態 チェックポイント 1 ひびわれはどこに発生しやすい? 橋台の場合 1 1 4 2 3 5 3 2 2 61 2 点検 7) 橋台 橋脚 基礎の状態 チェックポイント 1 ひびわれはどこに発生しやすい? 橋脚の場合 1 2 3 9 8 1 9 4 4 4 7 6 5 6 62
2 点検 ( 基準の変遷 ) 年代別の主な着眼点 ( 橋の弱点 ) 年代別橋梁数西暦技術基準等鋼構造物コンクリート構造物 15m 以上 15m 未満 140 120 100 80 60 40 20 0 140 120 100 80 60 40 20 0 橋梁数 2 0 1 0 年 2 0 0 7 年 2 0 0 4 年 2 0 0 1 年 1 9 9 8 年 1 9 9 5 年 1 9 9 2 年 1 9 8 9 年 1 9 8 6 年 1 9 8 3 年 1 9 8 0 年 1 9 7 7 年 1 9 7 4 年 1 9 7 1 年 1 9 6 8 年 1 9 6 5 年 1 9 6 2 年 1 9 5 9 年 1 9 5 6 年 1 9 5 3 年 1 9 5 0 年 1 9 4 7 年 1 9 4 3 年 1 9 3 9 年 1 9 3 6 年 1 9 3 2 年 1 9 2 9 年 1 9 2 5 年 1 9 2 1 年 架設年次 [1995 通達 ] 橋面全面防水 [1993 改訂 ] 道示 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 設計荷重 A B 活荷重 :25tf [1986 通達 ] 建設省通達 塩分総量規制 アル骨暫定対策 [1980 改訂 ] 道示 Ⅰ,Ⅱ 高力ボルト F11T 削除 [1975] 硫黄量の脱硫技術確立 [1972 制定 ] 道示 Ⅰ,Ⅱ [1967 通達 ] RC 床版の配力鉄筋 配力鉄筋量 : 主鉄筋の 70% 最小全厚 :14cm [1964 制定 ] 下部構造指針 具体的な計算法の導入 たわみ制限が緩和された期間 [1956 改訂 ] 鋼道示 設計荷重 1 等橋 :20tf 2 等橋 :14tf [1953] ケーソン基礎の設計に池原 横山式の設計計算法が普及 [1939 制定 ] 鋼道示案 設計荷重 1 等橋 :13tf 2 等橋 : 9tf [1926 規定 ] 道構の細則案 設計荷重 1 等橋 :12tf 2 等橋 : 8tf 3 等橋 : 6tf [1966-1980] F11T ホ ルトの脱落 1966 年に F11T が制定された [1956-1972] に設計 施工された溶接橋の亀裂 [1975] 以前に溶接補修補強された橋梁の亀裂 [2000] 以前に設計 施工された RC 床版の V カット型水切り部の剥離 鉄筋露出 [1995] 以前に設計 施工された橋梁の床版の劣化損傷 ( 漏水 遊離石灰 etc) [1986] 以前に建設された橋梁の塩害 アル骨による損傷 [1970] 以前のフ レテン [1968] 以前のホ ステン T 桁の間詰め部コンクリートの落下 [1967] 以前に設計 施工された RC 床版の床版ひびわれ 補足 Ⅰ [1971] 以前の箱桁内は継手からの漏水が問題 箱桁内の腐食 [1988] 以前の鋼製フィンガージョイントを使用している橋梁は 排水型のジョイントを採用 排水樋の腐食 [1964] 以前に設計 施工された杭基礎の変位 [1953] 以前に設計 施工されたケーソン基礎の変位 補足 Ⅱ [1968] 以前に施工されたポス T 桁で継目が斜めの横桁 継目部の損傷 [1979] 以前の設計および [1993] 以前の設計で桁長 27m 以下のポス T 桁は PC 鋼材を上縁定着を採用 舗装の異常 63 2 点検 ( 基準の変遷 ) 設計基準の変遷 橋梁の設計荷重の変遷 区分 大正 15 年 (1926 ( 年 ) 昭和 14 年 (1939 ( 年 ) 昭和 31 年 (1956 ( 年 ) 1 等橋 12tf(600kgf 600kgf/ m2 ) 12tf(500kgf 500kgf/ m2 ) 20tf(350kgf 350kgf/ m2 ) 2 等橋 8tf 9tf 14tf 3 等橋 6tf - - 平成 5 年 (1993( 年 )~ 等級の廃止 25tf(350kgf 350kgf/ m2 ) ただし交通状況に応じて A B 活荷重に区分 RC 床版の技術基準の変遷 基準 後輪荷重 配力鉄筋量最小版厚 ( cm ) 備考 昭和 31 年鋼道路橋設計示方書昭和 39 年鋼道路橋設計示方書鋼道路橋 1 方向 RC 床昭和 42 年版の配力鉄筋設計要領 P=8.0(T-20 20) 主鉄筋の 25% 以上主鉄筋の 70% 以上 14 ( 有効版厚 ) 昭和 42 年以前の基準では配力筋が少なく 部材厚も薄い 古い橋は設計荷重が小 床版 の厚さ 鉄筋量も小 64
2 点検 ( 基準の変遷 ) 材料基準の変遷 (1) 高力ボルトの変遷 基準 変遷内容 昭和 39 年 (1964 ( 年 ) - 摩擦接合用高力ボルトの JIS 化 昭和 41 年 (1966 ( 年 ) 鋼道路橋高力ボルト摩擦接合設計施工指針 F9T F11F 11T を制定 昭和 47 年 (1972 ( 年 ) 道路橋示方書 Ⅰ 共通編 Ⅱ 鋼橋編 F8T F10F 10T F11F 11T が記載 昭和 55 年 (1980 ( 年 ) 道路橋示方書 Ⅰ 共通編 F11 11T 遅れ破壊の危険性があるため削除 昭和 53 年 (1978 年 ) 昭和 61 年 (1986 年 ) 平成 8 年 (1996 年 )~ 塩害に対する材料規定の変遷 基準変遷内容 塩化物量をセメント量に対して NaCl 換算で 0.1% 以下とする 道路橋示方書 Ⅲ コン プレテン方式のコンクリート部材及びシース内のグラウトは 砂の絶クリート橋編 乾重量に対して NaCl 換算で 0.03% 以下とする フレッシュコンクリート中の許容塩化物量建設省通達 鉄筋コンクリート部材 0.60 kg /m 3 ( 塩化物イオン ) とする コンクリートの塩分総 フ レテン方式のコンクリート部材 0.30 kg /m 3 ( 塩化物イオン ) とする 量規制について コンクリートやグラウト打設前に塩化物量の測定を行う 道路橋示方書 Ⅲ コン フレッシュコンクリート中の許容塩化物量 クリート橋編 鉄筋コンクリート部材 0.30 kg /m 3 ( 塩化物イオン ) とする 古い橋は破断しやすいボルト有 塩分規定も弱い 65 < 参考 > コンクリートの塩害 劣化過程 要因 2 凍結防止剤の塩分要因 3 よく洗浄せずにコンクリートに使った海砂 ( 内在塩分 ) ひびわれ 要因 1 海から飛来する塩分 鉄筋が錆びて膨張 66 ひびわれ発生
< 参考 > 塩害による損傷 損傷の程度はさまざま 67 2 点検 ( 基準の変遷 ) F11T ボルトの脱落 ( 主桁添接部 ) 主桁ウエブ 原因 : 高力ボルト (F11T) の遅れ破壊 主桁下フランジ ( 主桁添接部 ) 68
2 点検 ( 基準の変遷 ) 材料基準の変遷 (2) 昭和 61 年 (1986 年 ) 平成 14 年 (2002 年 ) アルカリ骨材反応に対する材料規定の変遷 基準変遷内容下記のいずれかを選択して対策とする 建設省通達 安全と認められる骨材の使用 アルカリ骨材反応 低アルカリ形セメントの使用 暫定対策について 混合セメントの使用 コンクリート中の総アルカリ量の規制 下記のいずれかを選択して対策とする コンクリート中の総アルカリ量の抑制 国土交通省通達 抑制効果のある混合セメント等の使用 アルカリ骨材反応 安全と認められる骨材の使用 抑制対策 土木構造物においては 上記のうち以下を優先とする アルカリ総量の抑制 抑制効果のある混合セメント等の使用 69 < 参考 > アルカリ骨材反応 (ASR) 劣化過程 反応性骨材 水水 Si Na +, K + 水 ASR による膨張ひび割れ アルカリシリカゲル 反応性を有する骨材が, 強アルカリ環境下 ( コンクリート中 ) で反応してアルカリシリカゲルを生じ, 水分が供給される環境下で, コンクリートに異常な膨脹やひび割れを生じさせる劣化現象 ひび割れ増加 鋼材の腐食 70
< 参考 > アルカリ骨材反応によるひびわれ 71 2 点検 ( 参考 ) 2 点検 参考 記録写真の撮り方 1 全景写真を 2 橋名板 橋歴板もあるとよい 72
2 点検 参考参考 ( ) 2 点検 参考 記録写真の撮り方 3 損傷位置 健全部を含む写真撮影を 4 損傷の規模がわかるものと一緒に 73 2 点検 参考参考 ( ) 2 点検 参考 記録写真の撮り方 ( 参考例 ) 悪い例 良い例 損傷の規模が分からない 損傷の規模が分かる 悪い例 良い例 損傷の規模が分からない 損傷の規模が分かる 74
2 点検 参考参考 ( ) 2 点検 参考 記録写真の撮り方 ( 参考例 ) 悪い例 良い例 平面寸法は分かるが 深さ不明 損傷の規模が分かる 悪い例 良い例 腐食孔が認識できない 腐食孔 反対側に白いあて板紙使用 75 2 点検 ( 参考 ) 2 点検 参考点検参考 考 点検時の服装 持ち物 詳しく調査するために 破線で囲んだ道具を用意する必要がある チョーク 76
有識者いわく 橋の母親になる意識をもって おわり 77