一般国道 36 号 千歳橋の載荷試験

Loading test of National highway36 Chitose bridge

(株)砂子組 ○正 員 工藤 仁 (Hitoshi Kudo) 札幌開発建設部 千歳道路事務所 非会員 伊藤 優 (Yutaka Ito) (株)砂子組 正 員 田中 孝宏 (Takahiro Tanaka) (株)砂子組 正 員 長谷川 雅樹 (Masaki Hasegawa) (株)砂子組 正 員 古川 大輔 (Daisuke Furukawa)

1．はじめに 一般国道 36 号千歳橋は，図-1 に示すとおり橋長

36.12m の 3 径間単純 RCT 桁で，竣工は昭和 28 年であ

る．幅員狭小と老朽化等の観点から，旧橋を撤去し同位

置に新橋架け替えとなった． 新橋架け替えに伴い旧橋の撤去作業が実施されるが，

その施工方法について，A2 橋台背面から 550t トラック

クレーンを使用する方法に加えて，旧橋上から 100t ト

ラッククレーンを使用する案の検討を行った． 検討に当たっては，旧橋の耐荷力が重要なファクター

となるため，その耐力を確認することを目的として事前

に旧橋の耐荷力解析，および耐荷力試験（静載荷試験

Ⅰ）を行うこととした．なお，図－2 に示すように旧橋

は仮橋にて拡幅されているため，仮橋を含めた試験とし

た． さらに，旧橋は先行して L 側が撤去されており，現

状の応力状態は複雑であると考えられるが，撤去作業時

には床版を順次切断切り離しを行っていくことから，橋

梁全体としての不安定さが増すこととなる．また，撤去

時には，切断機，重機，軽車両等の旧橋上での作業が不

可欠となる．これらについては施工ステップごとの解析

を行い，旧橋の残存部材の応力度を事前に把握し，安全

性を担保する必要もあった．そこで，床版切断後の旧橋

の応力状態の把握，および施工ステップ解析結果との検

証を目的として，床版を一部切断した後に耐荷力試験

（静載荷試験Ⅱ）を実施した． ２．旧橋撤去・新橋架設順序 千歳橋の架け替え施工順序は，図-2 に示す順序 1～3とされている．現状は順序 2 の状態となっている． 順序 1 R 側車道仮橋拡幅（2 車線通行を確保） 順序 2 L 側旧橋撤去+新橋架設 順序 3 R 側仮橋を含めた旧橋撤去+新橋架設

CL

11

50

19

01

34

0

2500450 2500 450

17900

6000 6000

45001500 4500 1500

11

50

15

00

35

0

850 9@1800=16200 850

500400

15

0

15

0

50

50

2.0% 2.0%

図-1 千歳橋旧橋一般図

図-2 千歳橋の架け替え施工順序

順序 1 R 側車道仮橋拡幅

順序 2 L 側旧橋撤去 新橋架設

順序 3 R 側仮橋を含めた旧橋撤去 新橋架設

現道交通

仮橋拡幅

L側旧橋撤去+新橋架設現道交通

R側旧橋撤去+新橋架設

旧橋下部工撤去

36120

30 12000 30 12000 30 12000 30

550tトラッククレーン

A-1P-1 P-2

A-2

札幌苫小牧

３．耐荷力試験方法 （1）静載荷試験Ⅰ 試験は全重量が 25ｔ程度のラフテレーンクレーン 1

台を，所定の位置に載荷させる静載荷試験とし，測定項

目は床版下面と主桁下面，および主桁上面鉄筋，仮橋主

桁のひずみ（応力）とした． 計測する径間は図-3 に示す苫小牧側の１径間の 1/4 支

間,1/2 支間,3/4 支間の位置とし，測定断面は図-4 に示す

とおりである．床版下面と主桁下面にはコンクリートひ

ずみゲージ，主桁上面鉄筋と仮橋主桁には鋼ひずみゲー

ジを設置し計測を行った．載荷ケースは表-1 に示すと

おり，7 ケースの内，4 ケースを実施した．

（2）静載荷試験Ⅱ 試験は床版の一部を切断した後に，静載荷試験Ⅰで使

用したラフテレーンクレーン 1 台を，所定の位置に載荷

させる静載荷試験とし，測定項目は床版下面と主桁下面，

および主桁上面鉄筋のひずみ（応力）とした． 計測する径間は図-6 に示す苫小牧側の１径間の 1/4 支

間,1/2 支間,3/4 支間の位置とし，さらに 1/2 支間から

1.0m の位置を追加した．測定断面は図-7 に示すとおり

である．床版下面と主桁下面にはコンクリートひずみゲ

ージ，主桁上面鉄筋には鋼ひずみゲージを設置し計測を

行った．載荷ケースは表-2 に示すとおり，3 ケースを実

施した． また，CASE-3 については，クレーンを 1m ピッチで

移動・停止を繰り返して計測を行った．

ｺﾝｸﾘｰﾄひずみゲージ 鋼ひずみゲージ

図-4 測定断面 静載荷試験Ⅰ

表-1 載荷ケース一覧表 静載荷試験Ⅰ

図-3 測定位置 静載荷試験Ⅰ

図-5 ケース図（CASE-3’）静載荷試験Ⅰ

図-6 測定位置 静載荷試験Ⅱ

図-7 測定断面 静載荷試験Ⅱ

ｺﾝｸﾘｰﾄひずみゲージ 鋼ひずみゲージ

表-2 載荷ケース一覧表 静載荷試験Ⅱ

図-8 ケース図（CASE-1）静載荷試験Ⅱ

36120

30 12000 30 12000 30 12000 303000 300030003000

苫小牧札幌 36120

30 12000 30 12000 30 12000 30

苫小牧札幌

30003000

20003000 1000

CASE クレーン載荷位置

備 考 橋軸位置 橋軸直角方向位置

CASE-1 径間中央 仮橋主桁直上

CASE-2 L/4 現場条件より中止

CASE-3 径間中央 床版直上

CASE-4 L/4 現場条件より中止 CASE-5 径間中央

車線中央

CASE-6 L/4 現場条件より中止 CASE-3’ 径間中央 床版直上 アウトリガー張出し

CASE クレーン載荷位置

備 考 橋軸位置 橋軸直角方向位置

CASE-1 径間中央

車線中央

CASE-2 L/4 CASE-3 1mピッチ 1m ピッチで移動・停止

主桁-4 主桁-3 主桁-2 主桁-1

仮橋-1 仮橋-2

主桁上面鉄筋

床版切断

主桁-4 主桁-3 主桁-2 主桁-1

主桁上面鉄筋

千歳川

側面図

36120

30 12000 30 12000 30 12000 30

平面図

断面図

CASE-3′

舟生 博

CASE-1

千歳川

側面図

36120

30 12000 30 12000 30 12000 30

平面図

断面図

床版切断

４．解析方法 （1）耐荷力解析 旧橋上に 100t トラッククレーンを載荷させた場合の

耐荷力解析を行う．また，撤去時はクレーンのアウトリ

ガーを張り出すため，解析断面は図-9 に示すとおり，

拡幅された仮橋を含めた解析とした．

（2）施工ステップ解析 1）旧橋の解体方法は床版を切断し，分割撤去するた

め，床版打ち壊し時点で床版が負担していた断面力

を，開放力として残存構造系に作用させ，その後に

床版撤去分の重量を残存構造系から除荷する手順と

なる．そのため，図-10 に示すとおり 1～18 の順番

で撤去していくステップ解析とした． 2）各施工ステップでは，剛性変化，応力負担の有無

を考慮して，集計断面力から主桁応力を算出した． 3）旧橋は 60 年以上経過していることから，劣化損傷

している可能性も考えられたため，事前に打音検査

を実施し，健全であることを確認した． 4）旧橋の解析モデルは昭和 28 年の竣工時のマイクロ

資料を基本とし，不明な条件等は現行示方書 1)に準

じてモデルを作成した．

以上の条件を基に施工ステップ解析を実施し，試験結

果との検証を行う．

５．耐荷力解析結果 （1）主桁の各応力について

1）コンクリート圧縮応力は許容値を満足する． 2）コンクリート引張強度は許容値を満足するが，

支間中央で大きな値を算出． 3）コンクリートせん断応力は支間端部で応力超過．

（2）仮橋の各応力について 1）鋼材引張応力は支間端部で応力超過． 2）鋼材せん断応力は許容値を満足する． 以上より，旧橋上に 100t トラッククレーンを載荷

させての撤去作業は危険性がある結果となった． ６．静載荷試験Ⅰ結果

1）主桁のひずみ値は 50μ程度以下と微小な値が得ら

れた．（図-11） 2）仮橋のひずみ値は CASE-3´で最大 140μ以上の大

きな値が得られた（図-12）が，施工時における 25t程度の重機荷重の載荷としては特に問題はない．

７．静載荷試験Ⅱ結果 1）ひずみ値は全体的に載荷試験Ⅰより僅かではある

が小さな値となった．（図-13） 2）ひずみ値の大きな挙動はないため，床版切断によ

る分配効果は，本試験では確認されなかった． 図-10 旧橋解体順序図

第 1 径間

7

8

9

103

2

1

5

4

614

13

12

11 15

16

17

18

第 1 径間 第 2 径間 第 3 径間

106

9

1150

6100

3＠1800＝5400

床版切断位置

745

8

3 12

13 111214

6100

3＠1800＝5400

床版切断位置

1150

17 151618

第 2,3 径間 図-12 載荷試験Ⅰ結果（仮橋 CASE-3’）

100t吊トラッククレーン

図-9 耐荷力解析断面

図-11 載荷試験Ⅰ結果（主桁） -150

-100

-50

0

50

100

1500 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

仮橋-1Case 3’札 U Case 3’札 LCase 3’上 U Case 3’上 LCase 3’苫 U Case 3’苫 LCase 3’下 U Case 3’下 L

-150

-100

-50

0

50

100

1500 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

仮橋-2

Case 3’札 U Case 3’札 LCase 3’上 U Case 3’上 LCase 3’苫 U Case 3’苫 LCase 3’下 U Case 3’下 L

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-4

Case 1Case 3Case 5Case 6

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-3

Case 1Case 3Case 5Case 6

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-2

Case 1Case 3Case 5Case 6

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-1

Case 1Case 3Case 5Case 6

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

G1_ My G2_ My G3_ My G4_ MyG1_ Qz G2_ Qz G3_ Qz G4_ QzG1_ N G2_ N G3_ N G4_ N

(N/mm2)

支間長(mm)

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

G1_ My G2_ My G3_ My G4_ MyG1_ Qz G2_ Qz G3_ Qz G4_ QzG1_ N G2_ N G3_ N G4_ N

支間長(mm)

(N/mm2)

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

G1_ My G2_ My G3_ My G4_ MyG1_ Qz G2_ Qz G3_ Qz G4_ QzG1_ N G2_ N G3_ N G4_ N

(N/mm2)

支間長(mm)

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

G1_ My G1_ Qz G1_ N(N/mm2)

支間長(mm)

以上の要因としては，主桁の曲げ剛性は変化しないが，

斜角によるねじり剛性が床版切断により大きく消失され，

ひずみ値も小さくなったと推察される． よって，次項の施工ステップ解析においても，主桁剛

性や分配効果の検証を行うこととした． ８．施工ステップ解析結果

1）各施工ステップで応力超過は算出されなかった． 2）第 1 径間の施工ステップでは，図-14～17 に示す

とおり、床版撤去していく段階で残存する主桁の曲

げモーメントの増加傾向が見られ，床版による分配

効果があると推察される．曲げモーメントは主桁撤

去していく段階で減少傾向となる．

９．まとめ 耐荷力試験(静載荷試験Ⅰ)では，施工時における 25t

程度の重機荷重の載荷は可能であるが，特に拡幅された

仮橋ではこれを超える載荷には危険性があることが解っ

た．また，耐荷力解析結果も踏まえると，A2 背面から

550t トラッククレーンによる撤去は妥当であると判断

できた． 耐荷力試験(静載荷試験Ⅱ)では，床版切断による大き

なひずみ値の挙動は確認されなかった。これは，斜角に

よるねじり剛性が床版切断により大きく消失され，ひず

み値も小さくなったと推察される。施工ステップ解析結

果では，床版撤去していく段階で残存する主桁の曲げモ

ーメントの増加傾向が見られたことから，床版による分

配効果があると推察される． この結果を踏まえて本工事では，耐荷力試験と施工ス

テップ解析を基に閾値を設定し，施工時の安全管理とし

て主桁下面のひずみ値を常時計測しながら撤去作業を行

った．その結果，施工時における閾値の超過もなく，安

全に施工を行うことができた． 以上より，今後もこのようなステップ解析を基に検討

を重ね，より安全な解体を実施する必要がある． ［参考文献］ 1) 道路橋示方書・同解説Ⅰ～Ⅳ.日本道路協会，平成 29

年 11 月

図-13 載荷試験Ⅱ結果 CASE-1,2

図-15 モーメントと施工ステップ図 1

図-14 モーメントと施工ステップ図（施工前）

図-16 モーメントと施工ステップ図 2

図-17 モーメントと施工ステップ図 3

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-4Case -1Case -2

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-3Case -1Case -2

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-2Case -1Case -2

0102030405060

0 3000 6000 9000 12000

ひずみ

（μ）

計測位置 P2からmm

主桁-1Case -1Case -2

G1

G2

G3

G4

G1

G2

G3

G4

G1

G2

G3

G4

G1