こんにちは、ガブです。
橋梁の補修設計を専門にしている、建設コンサルの技術者（技術士）です。業界歴24年の実務の中で、現場で迷いやすい判断を設計者の目線で書いています。
以前、PC桁の塩害補修で、施工段階のトラブル対応に入った現場の話から始めます。
もともとの補修設計は別の設計コンサルさんが担当したもので、僕の会社ではありませんでした。対象の橋は、細径のPC鋼線が多数配置されたプレテンション方式のI桁橋です。
当初の補修設計図面では、外観から確認された損傷箇所だけを小面積で「断面修復」するように指示されていました。あわせて、一般的な特記仕様として「内部鋼材に腐食が認められる場合はケレン・防錆処理を行うこと」という文言も付いていたんです。
工事が始まると、施工業者さんはまず図面で指示された範囲をウォータージェット（WJ）ではつり始めました。ところが、コンクリートを落とすと中のPC鋼線に腐食が見つかります。
「ここが腐食しているなら、隣の鋼線も怪しいのではないか」
そう判断した現場は、健全に見える外側へ向けてどんどんはつり広げていきました。結果として、海側の主桁4本にわたり、下フランジ下面の大部分をはつり落としてしまったんです。
最下段のPC鋼線を確認すると、もっとも損傷が酷い桁では、配置されていた20本中12本が破断していました。
大半は進行した塩害腐食で断面欠損して切れていたものですが、細いPC鋼線ですから、高圧のウォータージェットの水圧で切断に至ったものも含まれていたはずです。
当時、僕はその地域で維持管理・トラブル対応の設計業務を請けていたため、発注者から緊急の相談が寄せられました。
すぐに現場に飛んで現地調査を行い、損傷断面での応力照査（曲げ引張応力度・耐力照査）をやり直したところ、当然ながら許容値を大幅に超過していました。最終的には炭素繊維シートを下面に積層して曲げ耐力を補強する設計を行い、事態を収拾しています。
誰かが手抜き工事をしたわけでも、サボったわけでもありません。「腐食鋼材はケレン・防錆せよ」という一般的な補修ルールを、現場がまじめに遵守した結果、構造物そのものを危機に晒してしまったんです。
PC桁の補修では、この「RCのまじめな常識」が致命的な裏目に出ることがあります。
当初設計の図面では、断面修復（緑の着色部）は点在する小範囲に過ぎませんでした。図1-2の施工後全景と見比べていただくと、現場判断でどれほど際限なくはつり範囲が拡大してしまったかがおわかりいただけると思います。
今回の前提
今回取り上げるのは、実務で本当によく遭遇する次のような条件下にあるPC桁です。
- 飛来塩分や凍結防止剤の影響を受ける塩害環境下にある
- PC桁の下フランジ下面に、錆汁の滲出やコンクリートの浮きが確認されている
- 鋼材深さにおける全塩化物イオン濃度が、発錆限界値（1.2kg/m³）を超えている
コンクリート中の全塩化物イオン濃度 1.2kg/m³ という数値は、鋼材が腐食し始める境界値（発錆限界）の目安として道路橋の維持管理実務で広く使われています。国交省の要領でも、発錆限界塩化物イオン総量は 1.2〜2.5kg/m³ 程度と整理されています（国交省道路局「コンクリート橋の塩害に関する特定点検要領（案）」H27.3、https://www.mlit.go.jp/road/sisaku/yobohozen/tenken/yobo7_22.pdf ）。
つまり、外観上は損傷が現れていない部位であっても、内部のPC鋼材はすでに発錆プロセスに突入している可能性が高い状態です。
冒頭の現場でも、詳細調査のコア削孔で塩分分析を行っていました。
表面から深さ20mmまでは1.2kg/m³を超えていたものの、最下段の鋼線が位置するかぶり深さ30〜40mmでは 0.55kg/m³ という分析値が出ていたんです。数値だけを鵜呑みにすれば、鋼材位置はまだ発錆限界の手前、健全域にあるように見えました。
それでも現実には、最下段の鋼線は12本も破断していたわけです。
塩化物イオン濃度試験は、コア採取位置という局所的な「点」のデータに過ぎません。微細な初期ひび割れや打ち継ぎ目、骨材境界などを伝って塩分が先行浸透している箇所があれば、測定点以外の場所で腐食破断が進んでいることは日
→ 関連：ひび割れ幅と水の通り道の考え方
常茶飯事です。「コア分析値が1.2kg/m³未満だったから鋼材は無事だ」とは決して言い切れません。
はつり広げると、プレストレスが抜ける
RC構造の断面修復であれば、腐食鉄筋の錆を追いかけて健全な位置まではつり広げるのは、教科書通りのまじめで正しい施工です。
しかし、PC部材は根本的に構造の成り立ちが異なります。高強度のPC鋼材にあらかじめ緊張力を与え、コンクリートに圧縮応力（プレストレス）を導入することで引張応力を打ち消し、耐力を持たせている部材だからです。
コンクリートをはつり落とせば、その断面が負担していた圧縮プレストレスが瞬間的に解放されます。そして解放された応力は、残された健全断面へと強制的に再配分されることになります。
- はつり範囲が広がるほど、残存断面への応力集中と変形（上反り・たわみ）が急激に大きくなる
- PC鋼材そのものを切断・破断させれば、導入されていたプレストレスそのものが消失する
上掲の資料でも、「断面修復工法を適用する場合は、プレストレスの再分配に対する安全性の検討を行う」と明確に警鐘が鳴らされています。
さらに国交省の要領にも、きわめて重要な注記があります。プレテンション桁は断面寸法が小さく部材剛性も低いため、コンクリートのはつりがプレストレスに及ぼす力学的影響がきわめて大きい。したがって断面修復を適用する場合は、事前に特に入念な安全性の検討を行うこと、と明記されているのです（前掲 特定点検要領 表-2 注記※4）。細径鋼線で構成されるプレテンI桁であった冒頭の現場は、まさにこの注意書きが直撃する典型例でした。
実務設計者として図面に明記すべきこと
冒頭の現場図面を検証すると、計画補修面積こそ図示されていたものの、「施工時にはつり広げてよい上限面積・上限深さ」の規定が一切記載されていませんでした。現場の施工管理者は、図面の「腐食があればケレン」という指示にまじめに従っただけなのです。
この苦いトラブル事例を経験して以来、僕はPC桁の断面修復設計を行う際、図面および特記仕様書へ必ず以下の3点を盛り込むようにしています。
- はつり範囲（長さ・幅・深さ）の許容上限を明示する
- 想定以上の腐食が確認されても、独断ではつり広げず、作業を即時中断して設計者・発注者と三者協議を行う旨を明記する
- 一般RC部材の防錆ルールとは区別し、「PC鋼材周辺のコンクリートはつりは原則禁止または制限扱い」と特記する
施工現場は、図面と特記仕様書に書かれている文言を愚直に守って施工します。だからこそ、設計者側が「ここまで行ったら必ず止まる」というブレーキの基準をあらかじめ明示しておかなければなりません。
また、図面への特記だけに満足せず、設計報告書の巻末にも「施工時における留意事項」として施工業者向けの警告文を必ず残します。
最近では工事着手前に発注者・元請施工者・設計担当者が一堂に会する「三者検討会（三者協議）」が定着してきています。そうした場を活用し、PC桁特有のプレストレス解放リスクを施工管理者に直接、口頭で熱量を持って伝えること。図面の活字以上に、直接の対話が現場での事故を未然に防ぎます。
はつるのは、損傷しているところだけ
実務における僕の判断基準は明快です。
はつり落とすのは、鋼材が露出している箇所と、コンクリートが明らかに浮いている損傷部に限定する。
外観が健全な部位まで、「念のため内部を確認したいから」とはつり広げることは絶対にしません。
鋼材深さの塩化物イオン濃度が高いと聞けば、内部鋼材の腐食状況が心配になる気持ちは技術者としてよく理解できます。しかしPC桁において、健全なコンクリートをはつり落とす行為そのものが、構造物の命であるプレストレスを削り落とす破壊行為にほかならないからです。
目視できない健全部の潜在腐食に対しては、はつり調査ではなく、後述する表面含浸材や電気防食といった非破壊の維持管理アプローチで対抗すべきです。
損傷部の応力照査をどう考えるか
ここが、今回の記事で設計実務者の皆さんにいちばん共有したかった核心部分です。
鋼桁の補修設計であれば、腐食減厚した板厚で有効断面を再計算したり、破断部材を除外して骨組解析モデルを回せば、現有耐力を比較的高い精度でモデル化できます。
しかしPC桁の損傷断面モデル化は、そう簡単にはいきません。
- コンクリートをはつった際、どの範囲のプレストレスがどこへ再配分されたのか
- 破断した鋼材が、健全コンクリートやグラウトとの付着によってどの程度再定着（耐力回復）しているのか
- はつっていない深層の鋼材断面に、どれほどの腐食断面減少が生じているのか
これらはすべて硬化コンクリートの内部で起きている現象であり、非破壊で定量的に把握することは実務上不可能です。
（そうなんですよ、PC桁の照査って本当に厄介なんです😁）
したがってPC桁の応力照査は、「部材の損傷挙動を厳密に再現する」ことを目指すのではなく、「実務としてどこで安全側に割り切った境界条件を設定するか」という設計思想の勝負になります。
小さな断面修復なら、周辺コンクリートが再配分を受け持つ
局所的な小面積の断面修復であれば、はつり箇所の圧縮プレストレスは解放されるものの、周辺の健全コンクリートおよび隣接主桁へと応力が滑らかに再配分されます。これを有限要素法（FEM）等で厳密追従するのは、標準的な設計業務の枠組みでは現実的ではありません。
この応力挙動は、過去の載荷実験でも明確に裏付けられています。番場らは、腐食させたプレテンションPC梁を断面修復して曲げ載荷試験を行いました（番場・田中・下村「補修の有無がプレテンションPC部材の耐荷性能に及ぼす影響」PC工学会 第24回シンポジウム論文集、2015、https://www.jpci.or.jp/jpci-sympo2015-cd/pdf/19-6.pdf ）。
- 一括はつり施工：補修箇所のプレストレスが一気に解放されて無応力状態化し、既設残存部への負担増から変形が増大した
- 2分割の段階施工：断面修復を分割して順次施工することで、既設部の弾性変形が抑制され、補修後のひび割れ発生荷重も向上した
したがって、損傷が広範囲に及びはつり面積が大きくなる現場では、一度に全断面を落とすのではなく、橋軸方向に区間を区切って交互に施工する段階施工（ステップ施工）を図面に明記することが必須となります。
切れた鋼材は、桁の全長で無視する
続いて、腐食破断したPC鋼材や著しい断面欠損を生じた鋼材のモデル化手法です。
僕は実務において、破断が確認された鋼材は、桁の全長にわたって存在しないもの（有効断面積・有効プレストレス＝0）として応力照査を行っています。
厳密に言えば、プレストレスが喪失しているのは破断位置近傍の限定された区間だけのはずです。しかし、桁の特定径間・特定位置だけでプレストレス付与量を局所的に減少させる解析モデルは、現行の実務設計ソフトでは煩雑を極め、設定ミスを誘発しやすい。
桁全長で鋼材を無視して計算すれば、主桁中央部の最大曲げモーメントに対する引張応力照査・終局曲げ耐力照査において、確実に安全側の評価が得られます。
このアプローチは海外の実務指針でも標準とされています。米国のNCHRP 20-07/Task 307（NCHRP Report 280改訂）の最終報告書にも、「従来の実務では、破断したストランドは桁全長にわたって無視して解析を行う。これは工学的に保守的な（安全側の）取り扱いである」と記されています（Harries, Kasan, Miller, Brinkman, NCHRP 20-07/Task 307 Final Report, 2012、https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/docs/NCHRP20-07%28307%29_FR.pdf ）。
ただし同報告書は車両衝突による外力損傷を主対象としているため、広範囲に腐食因子が浸潤している塩害橋梁に適用する際は、その前提を理解した上で安全率を見込む必要があります。
ただし、「全長無視」が孕む3つの落とし穴
「破断鋼材を全長で無視しておけば、どんな照査項目でも常に安全側になる」と過信するのは危険です。僕が照査時に必ず検証している留意点が3つあります。
1. 付着と伝達長によるプレストレスの再定着
PC鋼材が破断していても、破断点から離れた健全なコンクリートやセメントグラウトとの付着が保持されていれば、伝達長（トランスファー長）を経てプレストレスは確実に再定着します。
Kasan & Harries の実験研究では、切断されたPCストランドであっても、切断位置から離れるにつれて所定の伝達長で緊張力が回復することが実証されています（Kasan & Harries, “Redevelopment of Prestressing Force in Severed Prestressed Strands,” Journal of Bridge Engineering, 16(3), 431-437, 2011、https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000177 ）。NCHRP報告書では、この再定着長として 60db（鋼材径の60倍）を採用することが推奨されています。
国内研究でも、グラウトが密実に充填されているポストテンション桁であれば、破断面から離れた断面における抵抗曲げモーメントが付着によって著しく回復することが報告されています（横田・Wijayawardane・睦好「腐食したPC鋼材を有するPC梁の耐荷力特性と解析的性能評価手法の検討」土木学会論文集E2, Vol.74, No.4, 218-233, 2018、https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejmcs/74/4/74_218/_article/-char/ja ）。
つまり、グラウト充填度が良好な桁では、支点付近や非損傷断面において「全長無視」は過度に安全側（過大補強）となりかねません。一方でグラウト空隙が多発している桁であれば、付着が期待できないため、まさに全長無視こそが妥当なモデルとなります。
2. プレストレスをゼロと仮定することが「危険側」に転じる照査項目
曲げ引張応力の照査では鋼材無視が安全側ですが、以下のケースでは逆に危険側判定となってしまいます。
- 上縁コンクリートの曲げ引張応力度照査（プレストレスによる偏心モーメントが上反りを生むケース）
- 下縁コンクリートの設計圧縮応力度照査
- 補強設計として外ケーブル工法を採用し、追加緊張力を算定するとき
残存プレストレスを過小評価したまま外ケーブルで大きなプレストレスを導入すると、コンクリート断面に過大な圧縮力が作用し、オーバープレストレス（圧縮破壊やクリープ過大）を引き起こすリスクが生じます。
PC工学会の技術指針解説でも、グラウトが充填されていれば破断面以外のプレストレス損失は局所的であるため、補強設計にあたっては健全プレストレスの残存を前提とし、オーバープレストレスを回避するよう注意を促しています（睦好ほか「プレストレストコンクリート工学会『既設PCポストテンション橋保全技術指針』の概要」コンクリート工学 Vol.60, No.7, 2022、https://www.jstage.jst.go.jp/article/coj/60/7/60_577/_article/-char/ja ）。実務現場でも、初期緊張力を控えめに設定し、長期挙動をモニタリングしながら再緊張できる設計が採用されています（清水ほか「供用55年後のPCT桁橋の外ケーブル補強」インフラメンテナンス実践研究論文集 Vol.4, No.1, 21-28, 2025、https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsceim/4/1/4_21/_pdf/-char/ja ）。
このため僕は、「破断鋼材を全無視したケース」と「健全プレストレスが全残存しているケース」の双方をモデル化し、上下限（包絡値）で応力照査を行うようにしています。
3. 目視できない内部鋼材の延性低下（脆性破壊リスク）
はつりによって視認できた鋼材本数はカウントできますが、内部奥側に位置する鋼材の点食・腐食状況までは把握できません。破断に至っていなくとも、腐食した高強度鋼材は伸び能力（破断エネルギー・延性）が著しく低下しており、脆性的な破壊挙動を示す危険性があります。
計算書の安全率だけで安心せず、設計報告書には「本照査は外観調査で確認し得た損傷に基づく力学的評価であり、不可視部の潜在的腐食に対する限界を有する」旨を必ず明記しておきます。
断面欠損鋼材（残存鋼材）の取り扱い
完全破断には至っていないものの、錆によって減肉したPC鋼材の評価は非常に悩ましい問題です。
実務上は、鋼材の質量減少率を断面積減少率と等価とみなす手法が一般的です。しかし、「断面積が何パーセント減少したら破断とみなしてよいか」についての公的な設計基準は存在しません。
参考となる先行研究として、上原子らの構造解析モデルが挙げられます。
- PC鋼材の質量減少率が25%に達した時点でプレストレスをゼロ（完全喪失）とみなす
- 質量減少率 0〜25%の範囲は、プレストレス導入量を線形補間で低減させる
既往の電食破断実験において、質量減少率おおむね30%前後で鋼材破断が生じる傾向を踏まえ、実務的な安全率を考慮して25%の閾値を設定しています（上原子・岩城・鈴木「著しい塩害を受けて劣化した道路橋PC上部工の鋼材腐食を考慮した構造解析」土木学会論文集E2, Vol.67, No.3, 333-350, 2011、https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejmcs/67/3/67_3_333/_pdf ）。これも絶対的な基準値ではありませんが、照査方針の根拠として発注者協議に提示できる有力な知見です。
補足：実橋の現有応力を直接測定する非破壊技術
机上計算の仮定条件に疑義がある場合、実橋部材に作用している現有応力（残存プレストレス）を現地で実測する手法も選択肢に入ります。
古典的な手法としてはフランスで開発されたスロットストレス法（切欠きに偏平ジャッキを挿入して応力解放量を測定する工法）がありますが、大がかりな装置と施工手間を要し実務への適用には制約がありました（出水ほか「光学的全視野ひずみ計測法を用いた応力解放法によるプレテンションPC桁の現有作用応力測定」実験力学 Vol.11, No.3, 2011、https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsem/11/3/11_3_209/_pdf/-char/ja ；国土技術研究センター 第18回国土技術開発賞 受賞技術概要、https://www.jice.or.jp/award/detail/207 ）。
現在、国内の橋梁保全実務で実績を重ねているのは以下の2工法です。
- スリット応力解放法：計測リサーチコンサルタント・長崎大・佐賀大等が共同開発。コンクリート表面に幅約2mm・深さ20〜30mmの微小スリットをダイヤモンドソーで切削し、解放されたひずみをデジタル画像相関法（DIC）で非接触計測する手法。NETIS CG-160009-A登録、第18回国土技術開発賞（2016）。測定精度は作用応力に対し±1.0N/mm²または15%程度と報告されている（JICE 受賞技術概要 https://www.jice.or.jp/award/detail/207 ；計測リサーチコンサルタント Webreport No.238 https://www.krcnet.co.jp/service/service_service_survey_Slit.htm ；広島県 革新技術活用制度 登録技術資料 https://www.pref.hiroshima.lg.jp/uploaded/attachment/506242.pdf ）
- コア切込み法：オリエンタル白石が開発。φ50mmコアドリルで深さ18mmの環状切込みを入れ、コア中央に貼付したひずみゲージで直交2方向の解放ひずみを測定、有効プレストレスを逆算する技術。乾燥収縮・クリープひずみを消去する算定式で特許取得（特許第5095258号）、日本コンクリート工学会賞受賞（オリエンタル白石 https://www.orsc.co.jp/tec/con05_14.html ）
どちらも、2013年制定の土木学会コンクリート標準示方書［維持管理編］で紹介されている、とされています（国土技術研究センター 受賞技術概要、オリエンタル白石 技術紹介ページ）。
ただし、限界もあります。
- 測定値はコンクリート「表面近傍の局所的な測定点」における1断面応力値に限られる
- 実測ひずみから有効プレストレスを逆算する際、死荷重曲げモーメントや断面諸元の仮定計算が不可欠となる
- シース内部のグラウト空隙や腐食の有無を直接可視化するものではない
調査費用としては、僕が知人から聞いた情報では、足場工等を除いた現地計測・解析整理の一式で1回あたり概ね100万円前後の予算規模でした（うろ覚えですが・・・）。
実橋の適用事例として参考になるのが林の報告です。供用後60年を経過したPCポストテンションT桁橋において、鋼材1本の破断が確認された現場でコア切込み法を実施したところ、推定有効プレストレスは設計基準値の90〜105%を維持しており、破断が発見された桁の測定点でも92%のプレストレスが残存していたと報告されています（林拓也「PC鋼材の破断に関する調査事例」海洋エンジニアリング 技報 vol.29、2021、https://www.kai-koei.co.jp/wp-content/uploads/2025/06/vol29_202111_06_treatise_hayashi.pdf ）。
計算上は鋼材破断を全線無視して評価しますが、実構造物では健全グラウトの付着によってこれだけのプレストレスが残存している実態がある。この知見は、過度な補強設計を防ぐ上で極めて貴重な示唆を与えてくれます。
許容値に収まれば、断面修復工
応力照査の結果、残存断面における曲げ引張応力度・斜め引張応力度が許容応力度内に収まり、終局耐力も確保されていることが確認できれば、損傷部に対する断面修復工（ポリマーセメントモルタル充填等）を本設工法として選定します。
ただし、断面修復を施した以外の健全部コンクリートにも高濃度の塩化物イオンが残存している場合、潜在的な再劣化を防ぐための複合防食対策が求められます。
許容値を超過した場合は、構造補強へ
応力照査で許容値を超過した場合、あるいは終局耐力が不足する場合は、耐荷力を回復させるための構造補強工法を併用します。代表的な工法は以下の2つです。
- 炭素繊維シート接着工法（CFS補強）：下フランジ下面に連続繊維シートをエポキシ樹脂で積層接着し、不足する引張耐力を補う（冒頭のトラブル現場でも本工法を採用）
- 外ケーブル補強工法（外プレストレス工法）：主桁側面に配置したPC鋼材を緊張し、失われたプレストレスそのものを再導入する
外ケーブル補強を選定する際は、先ほど述べた通り、残存プレストレスとの兼ね合いによるオーバープレストレス（圧縮縁応力の許容値オーバー）の有無を必ず照査しなければなりません。
当初計算書が存在しない既設橋の復元設計
高度経済成長期に架設された古いPC橋では、当時の構造計算書が散逸し、補修設計の与条件が揃わないケースが頻発します。そのような現場では、以下のステップで構造の「復元設計」を行っています。
- 標準設計図集からの断面諸元の推定：支間長と道路規格から、標準設計断面を特定する（プレテンI桁ならメーカー規格表、ポステンT桁等なら旧建設省標準設計）
- 導入プレストレス量の逆算推定：当該断面において、当時の設計荷重（TL-20やT-20）でコンクリート応力度が許容値を満たすよう、PC鋼材配置と緊張力を逆算・特定する（復元計算）
- 損傷モデルによる現有耐力照査：復元された構造モデルをベースに、確認された鋼材破断・断面欠損を反映して現有耐力を照査する
- 上下限評価（包絡照査）の実施：破断鋼材を全無視したケースと、残存プレストレスを考慮したケースの双方で安全性を確認する
プレテンションI桁は支間長ごとに部材諸元が規格化されているため逆算しやすい部材ですが、配筋図面すら残っていない橋梁では、非破壊レーダー探査やかぶり測定を駆使した慎重な断面特定が不可欠となります。
外観健全部に内在する塩害因子の遮断対策
ここまでは損傷が顕在化した部位のはつりと補修について述べてきましたが、もう一つの重大な論点は「現時点で外観状は健全に見えるコンクリート面」の塩害対策です。
鋼材位置における塩化物イオン濃度が発錆限界（1.2kg/m³）を超えている以上、放置すればいずれ鋼材腐食からかぶり剥落・破断へと進行します。しかし、現時点で剥落や破断に至っていないのであれば、プレストレスは健全に部材全体へ作用しています。
したがって健全部に対しては、「これ以上の劣化因子（水分・酸素・塩分）の侵入を遮断し、腐食速度を極小化させる対策」を講じるのが力学的に最も合理的です。
表面含浸材の既設PC桁への適用限界
遮断対策として真っ先に候補に挙がるのがシラン系等の表面含浸工法ですが、既設コンクリートに対する含浸深さや長期遮断性能については、地域の実務要領において慎重な扱いがなされています。
北海道開発局の道路設計要領では、シラン系表面含浸材の適用対象を「当面は新設および打換えられた直後の部材への適用を標準とする」と規定しています。
その解説には次のように明記されています。
> 「既設は劣化が著しい構造物への適用は困難で、劣化の程度によっては効果が期待される場合もあるようだが、データは未だ少ない。このことから、当面は新設構造物および打換えられた直後の部材への適用を標準とした。」（北海道開発局「道路設計要領 第3集 橋梁 参考資料B 道路橋での表面含浸材の適用にあたっての留意事項」3.1 適用範囲 および【解説】、3-コ B-5、平成27年4月改訂）
また、北海道土木技術会コンクリート研究委員会の指針においても、シラン系材料の特性として「浸透性は下地コンクリートの配合や乾燥状態に影響を受けるため，既設構造物に適用する場合には留意する必要がある」と指摘されています（北海道土木技術会コンクリート研究委員会「北海道におけるコンクリート構造物の性能保全技術指針［材料・施工編］」2.1.9 シラン、http://www.concom-h.com/cms/wp-content/uploads/2015/03/09ebe1b8f984ba09b36081b4cc82f6351.pdf ）。
【図9：表面含浸工法の概念図（出典：土木研究所資料 第4433号「コンクリート構造物の補修対策施工マニュアル 2022年版」Ⅰ 共通編 解説 図－2.3.4 表面含浸工法、p.Ⅰ-17、https://www.pwri.go.jp/team/imarrc/research/tech-info/tech4433.pdf ）】
（図は出典元でご覧ください：https://www.pwri.go.jp/team/imarrc/research/tech-info/tech4433.pdf 、p.Ⅰ-17）
乾燥状態が確保しにくく、すでに塩分が深部まで浸透している既設PC桁の下フランジに対し、安易に表面含浸材単体を塩害対策の主工法として選定することには慎重であるべきです。
確実性を期すなら、連続繊維シートによる遮断
遮断性能の確実性を重視する場合、実務では連続繊維シート接着工法が極めて有力な選択肢となります。シートおよび含浸接着エポキシ樹脂の層が水分や酸素・塩分を強力に物理遮断すると同時に、万が一の内部腐食進行時にもコンクリートの剥落防止・曲げ補強効果を同時に発揮してくれるからです。
損傷箇所の断面修復工と連続繊維シートを併用する最大のメリットもここにあります。はつり補修した断面修復部と隣接する健全コンクリート面をシートで連続して一体被覆することで、補修界面の保護と劣化因子の侵入阻止を同一工種で完結させることができます。
設計者を悩ませる「防食目的シート」の層数決定問題
ただし、ここで設計実務上、頭を抱える問題が浮上します。
曲げ補強ではなく「劣化因子の遮断・防食」を主目的とする場合、連続繊維シートの設計層数を何層に設定すべきか。
構造補強が目的であれば、断面力に対する不足耐力からシートの必要断面積（層数）を力学計算によって一意に算出できます。しかし、「塩分と水分の遮断性能」を目的とする場合、明確な照査式や計算基準が基準書類に存在しないのです。
1層で遮断性は十分なのか、耐久性やクラック追従性を考慮して2層巻きとするのか。現場の予算規模や発注者協議の文脈によって判断が分かれるこの設計上の難所については、また改めて別の記事で詳しく掘り下げたいと思います。
根本治療としての電気防食工法とそのコストハードル
内部に内在する高濃度塩分を無害化し、不可視部の鋼材腐食を根本的に食い止める工法としては、外部電源方式や陽極材を用いた電気防食工法（または脱塩工法）が最右翼となります。
国土交通省の塩害特定点検要領でも、鋼材周辺の塩化物イオン総量に応じた補修工法の選定区分として以下の目安が示されています。
| 上部構造の種類 | 表面塗装 | 断面修復 | 電気防食／脱塩 |
|---|---|---|---|
| プレテンション式PC | 0.6kg/m³以下 | 1.2kg/m³以下 | 1.2kg/m³以上 |
| ポストテンション式PC | 0.9kg/m³以下 | 1.2kg/m³以下 | 1.2kg/m³以上 |
（鋼材周辺での全塩化物イオン量。数値は適用目安。国交省道路局 特定点検要領 表-2）
要領の区分上、鋼材位置の塩分量が1.2kg/m³を超える過酷な塩害環境では電気防食が第一選択肢として位置づけられています。
しかし、実際の道路橋維持管理実務において電気防食工法が広く採用されているかといえば、決してそうではありません。初期導入コストが極めて高額であることに加え、通電管理・電極更新といった供用中の維持管理メンテナンスに継続的な費用と専門知識が必要となるため、地方自治体発注の橋梁補修などでは予算面から見送られるケースが圧倒的多数を占めます。
そうした中、PC部材の特性を踏まえた合理的な防食思想として非常に参考になるのが、JR東日本における実務方針です。沿線塩害を受けた鉄道コンクリート橋梁に対し、「RC構造物には塩化物イオン吸着材を用いた断面修復工を適用し、PC構造物には電気防食工法を優先適用する」という明確な使い分け基準を運用しています（鵜澤ほか「塩害環境下における鉄道コンクリート橋梁の維持管理手法の提案」インフラメンテナンス実践研究論文集 Vol.3, No.1, 248-257, 2024、https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsceim/3/1/3_248/_pdf/-char/ja ）。
コンクリートをはつればはつるほど、プレストレスの再配分・損失という致命的な力学的リスクを抱え込むPC部材だからこそ、非破壊で腐食を抑制できる電気防食を優先する。構造特性の本質を見抜いた、極めて理にかなった維持管理アプローチだと深く納得させられます。
余談：RC構造とPC構造における断面修復の決定的差異
鉄筋コンクリート（RC）桁であれば、仮にはつりによって鉄筋断面が減少・破断していたとしても、はつり面に増設鉄筋をアンカー定着し、PCMモルタルを圧入・打設することで断面耐力を物理的に復元することが可能です。
しかしPC桁では、一度解放され抜けてしまったプレストレスは、後から断面修復材をいくら強固に充填しても、鉄筋を足しても決して元には戻りません。
この不可逆的な力学的挙動の違いこそが、RCの感覚でPCを直そうとした瞬間に致命的な落とし穴を生む最大の要因なのです。
おわりに
PC桁の塩害補修設計において、僕が実務上もっとも大切にしている設計思想をまとめます。
- はつり範囲は損傷顕在部に限定する：鋼材露出部やコンクリート浮き部に止め、念のための拡大はつりは厳禁とする
- 断面修復の規模に応じた段階施工：小断面なら周辺再配分を見込めるが、広範囲に及ぶ場合は橋軸方向のステップ施工を特記する
- 破断鋼材のモデル化と包絡照査：引張照査では破断鋼材を全長無視して安全側とする一方、オーバープレストレス照査では残存ケースも検証して上下限で挟み込む
- 許容応力度判定に応じた工法選定：許容値内なら断面修復工、超過時は炭素繊維シート接着工法や外ケーブル工法による耐荷力回復を図る
- 健全部に対する非破壊遮断：表面含浸材は既設適用時の含浸限界を考慮し、確実性を期すなら連続繊維シートによる物理被覆を検討する
- 電気防食工法の戦略的活用：イニシャル・ランニングコストを見極めつつ、PC特有の非破壊防食手段として常に選択肢に保持する
冒頭でご紹介した現場トラブルが教えてくれたのは、「良かれと思って遵守したまじめな補修ルールが、構造特性の相違によって牙を剥く」という実務の怖さでした。
PC桁の補修設計に携わる技術者は、図面にただ補修範囲を指示するだけでなく、現場が安全に施工を完了できるよう、力学的な制約条件とブレーキの掛け方を明確に提示してあげてください。
普段の補修設計業務で僕は、こんなことに注意しています。
橋梁補修の図面って、ゼロからCADで描き起こそうとすると、特記仕様の書き方や納まりの表現に結構時間がかかりますよね。
僕も300橋を超える補修設計を手掛けるなかで、現場での手戻りを防ぎつつ、効率よく作図するための「図面の型」をストックしてきました。
ここでは、その作図資産のなかから、基本となる「断面修復の図面見本（実務でそのまま使える1枚）」を無料でお渡ししています。
「ほかの工法の図面例も見てみたい」という方は、受け取り時に希望を書いていただければ、次回以降の図面を準備する参考にします。
参考文献
- 国土交通省道路局「コンクリート橋の塩害に関する特定点検要領（案）」平成27年3月 https://www.mlit.go.jp/road/sisaku/yobohozen/tenken/yobo7_22.pdf
- 真鍋英規「PC構造物の健康寿命を延ばす維持管理」（コンクリートメンテナンス協会 講演資料） https://www.j-cma.jp/j-cma-pics/10008321.pdf
- 番場俊介・田中泰司・下村匠「補修の有無がプレテンションPC部材の耐荷性能に及ぼす影響」プレストレストコンクリート工学会 第24回シンポジウム論文集、2015年10月 https://www.jpci.or.jp/jpci-sympo2015-cd/pdf/19-6.pdf
- Harries, K.A., Kasan, J., Miller, R., Brinkman, R. “Updated Research for Collision Damage and Repair of Prestressed Concrete Beams,” NCHRP Project 20-07/Task 307 Final Report, 2012 https://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/docs/NCHRP20-07%28307%29_FR.pdf
- Kasan, J.L., Harries, K.A. “Redevelopment of Prestressing Force in Severed Prestressed Strands,” Journal of Bridge Engineering, 16(3), 431-437, 2011 https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000177
- 横田敏広・Isuru Wijayawardane・睦好宏史「腐食したPC鋼材を有するPC梁の耐荷力特性と解析的性能評価手法の検討」土木学会論文集E2, Vol.74, No.4, 218-233, 2018 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejmcs/74/4/74_218/_article/-char/ja
- 睦好宏史・酒井秀昭・小野聖久・小原淳一「プレストレストコンクリート工学会『既設PCポストテンション橋保全技術指針』の概要」コンクリート工学 Vol.60, No.7, 2022 https://www.jstage.jst.go.jp/article/coj/60/7/60_577/_article/-char/ja
- 清水隆史・内海天翼・野々村敏博・玻座真翼「供用55年後のPCT桁橋の外ケーブル補強」インフラメンテナンス実践研究論文集 Vol.4, No.1, 21-28, 2025 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsceim/4/1/4_21/_pdf/-char/ja
- 上原子晶久・岩城一郎・鈴木基行「著しい塩害を受けて劣化した道路橋PC上部工の鋼材腐食を考慮した構造解析」土木学会論文集E2, Vol.67, No.3, 333-350, 2011 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejmcs/67/3/67_3_333/_pdf
- 出水享・松田浩・伊藤幸広・内野正和・肥田研一・岡本卓慈「光学的全視野ひずみ計測法を用いた応力解放法によるプレテンションPC桁の現有作用応力測定」実験力学 Vol.11, No.3, 2011 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsem/11/3/11_3_209/_pdf/-char/ja
- 国土技術研究センター「PC構造物の現有応力を測定するスリット応力解放法の開発（第18回国土技術開発賞 創意開発技術賞）」 https://www.jice.or.jp/award/detail/207
- 計測リサーチコンサルタント「スリット応力解放法」（Webreport No.238、2023年1月） https://www.krcnet.co.jp/service/service_service_survey_Slit.htm
- 広島県「建設分野の革新技術活用制度 登録技術（スリット応力解放法 様式A、登録番号 3-04-009-2）」2022年7月28日時点 https://www.pref.hiroshima.lg.jp/uploaded/attachment/506242.pdf （登録技術一覧ページ https://www.pref.hiroshima.lg.jp/site/asset/summary-of-the-technology.html ）
- オリエンタル白石「コア切込みによる残存プレストレス推定手法」 https://www.orsc.co.jp/tec/con05_14.html （技術資料PDF https://www.orsc.co.jp/tec/pdf/e_core_kire_220219.pdf ）
- 林拓也「PC鋼材の破断に関する調査事例」海洋エンジニアリング 技報 vol.29、2021年11月 https://www.kai-koei.co.jp/wp-content/uploads/2025/06/vol29_202111_06_treatise_hayashi.pdf
- 鵜澤星一・髙山充直・塚原高志・池田泰博「塩害環境下における鉄道コンクリート橋梁の維持管理手法の提案」インフラメンテナンス実践研究論文集 Vol.3, No.1, 248-257, 2024 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsceim/3/1/3_248/_pdf/-char/ja
- 北海道開発局「道路設計要領 第3集 橋梁 参考資料B 道路橋での表面含浸材の適用にあたっての留意事項」3.1 適用範囲、3-コ B-5（平成27年4月改訂）
- 北海道土木技術会コンクリート研究委員会「北海道におけるコンクリート構造物の性能保全技術指針［材料・施工編］」 http://www.concom-h.com/cms/wp-content/uploads/2015/03/09ebe1b8f984ba09b36081b4cc82f6351.pdf
- 土木研究所「コンクリート構造物の補修対策施工マニュアル 2022年版」（土木研究所資料 第4433号、2022年12月） https://www.pwri.go.jp/team/imarrc/research/tech-info/tech4433.pdf
- 土木学会「2013年制定 コンクリート標準示方書［維持管理編］」（スリット応力解放法・コア切込み法の掲載については、上記11・14の記載による）
