特集 社会基盤施設の維持管理マネジメント

鉄道土木構造物の維持管理マネジメントについて
しもやま

東日本旅客鉄道株式会社

鉄道事業本部

設備部

構造物管理G
検査管理G

課長
主席

たか し

下山貴史

み やけこういちろう

三宅浩一郎

を交えてご紹介したい。

１． はじめに
２． 鉄道土木構造物の特徴
わが国は，すでに高齢化，少子化社会に突入しており，今後さらに加速していく現状を踏まえる

鉄道土木構造物の維持管理の歴史は，明治５年と，限られた財源の有効活用が必要であり，効率（１８７２年）にわが国で初めて新橋〜横浜間（現在的・効果的な社会資本整備が求められる。物理的の汐留〜桜木町）に鉄道が開通したと同時に始ま寿命に達したら取り替える時代から，構造物をでった。その後，鉄道は日本全国にくまなく建設さきる限り長持ちさせる（長寿命化）時代へのパラれ，新幹線建設が始まった昭和３０年代までに在来ダイムシフトは必然と言える。このような状況に線の骨格はほぼできあがった。JR東日本の線路おいては，構造物の現在の保有性能を正確にとら延長は約７，５００kmあり，そのうち約４割にあたる

えた上で，要求性能を満足するように適切に維持

約３，０００kmは明治時代に建設されている（図―１管理を行うことが必要である。

参照）。

本稿では，鉄道土木構造物の維持管理マネジメ

現在JR東日本では，新幹線と在来線合計で橋ントに関する当社の取り組みについて具体的事例

りょう３１，０５０カ所（総延長４１０km），高架橋２，８００

図―１２２ 建設マネジメント技術

2010 年 1 月号

JR東日本の鉄道の開通時期

社会基盤施設の維持管理マネジメント 特集

図―２

橋りょうの経年［在来線］

図―３トンネルの経年［在来線］カ所（総延長６６０km），トンネル１，２６０カ所（総延長８８２km）を保有している。在来線橋りょう，ト３． 鉄道土木構造物の検査

ンネルの経年別数量を図―２，３に示す。
鉄道土木構造物は，既存の社会資本整備の中でも先行して整備された経緯があり，明治時代に建!

設された構造物も依然多く残っている。橋りょう

JR東日本では鉄道土木構造物の維持管理のたを例にとっても，財務省令で定める法定耐用年数め，表―１の検査を実施している。検査は基本的（コンクリート橋：５０年，鋼橋：４０年）を超えたに各支社の土木技術センター社員が実施してい構造物は約５割を超えている。

る。

検査体系

これらの鉄道構造物を単純に取り替えるのでは

通常全般検査（人で言う定期健康診断）は，列なく，適切に検査・修繕し，長寿命化を図り有効車運行の安全を確保する上で必要な目視検査であ活用することが今後一層必要とされている。

り，特に主機能にかかわる変状や，安全性に影響するような変状を確実に捕捉することが目的である。これにより変状を確認した場合は，表―２の判定区分により構造物の健全度を判定する。
また，個別検査（精密検査）は，全般検査で健建設マネジメント技術

2010 年 1 月号 ２３

特集 社会基盤施設の維持管理マネジメント

表―１

鉄道構造物の検査種別

検査の区分

検査周期

検査方法

初回検査

供用開始前

詳細な目視検査新設および改築・取替を行った鉄道構造物

２年に１度
１０年に１度（注）目視検査
詳細な目視検査

鉄道構造物

通常全般検査特別全般検査

全般検査

対象構造物

個別検査

必要の都度計測機器を用いた検査

Aランク構造物

随時検査

必要の都度

目視等

地震，降雨等の災害時沿線環境変化（注） 在来線のトンネルについては２０年に１度

構造物の状態と健全度判定区分策案の検討および措置計画の立案を行うこととし土木構造物の状態て い る。さ ら に，特 別 全 般 検 査（人 間 ド ッ ク）

運転保安，旅客および公衆などの安全ならびに列車の正常運行の確保を脅かす，またはそのおそれのある変状等があるもの

は，１０年ごと（在来線トンネルは２０年ごと）に高表―２
判定区分

AAA
A１A２

運転保安，旅客および公衆などの安全ならびに列車の正常運行の確保を脅かす変状等があり，緊急に措置を必要とするもの
進行している変状等があり，土木構造物の性能が低下しつつあるもの，または大雨，出水，地震等により，土木構造物の性能を失うおそれのあるもの
変状等があり，将来それが土木構造物の性能を低下させるおそれがあるもの

B

将来，健全度Aになるおそれのある変状等があるもの

C

軽微な変状等があるもの

S

健全なもの

所作業車やペイント塗替時の作業用足場を活用して至近距離からの詳細な目視検査により検査精度を高めて実施するものであり，構造物の長寿命化を図る上で有効な検査となっている。
検査結果は，変状を記録した写真や図面も含め１９９４年 に 導 入 し た「土 木 構 造 物 管 理 シ ス テ ム（MARS）」（図―４）に記録・保存している。
このシステムには，検査記録のほかに，設備台帳として構造物の諸元や図面，変状に対する補修・補強工事の履歴なども収められている。
また，検査計画や工事計画の策定機能も有し，構造物の維持管理に必要な情報を一元管理している。本社・支社・現場を問わず，社員はいつでも全度がAランクとなった構造物を対象に，より詳自分の机のパソコンから自社ネットワークを通じ細な検査を実施し，変状原因，変状の進行性を把てデータサーバーに接続し，必要な最新データを握し精度の高い健全度判定を行うものであり，対得ることができる。

図―４２
４ 建設マネジメント技術

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土木構造物管理システム（MARS）

社会基盤施設の維持管理マネジメント 特集

懸念される鋼橋については，鋼橋総合診断システム（BMCシステム）を活用して鋼橋の性能の定量的評価・診断を行い，重大変状の予防や対策の優先順位の策定に役立てている。
１） 耐荷性能の評価
桁の断面および現地にて測定した腐食量を元に現在保有する耐荷性能の評価を行う。
２） 耐久性能の評価
写真―１

応力測定状況の一例

設計上および構造ディテールから疲労き裂の発! 構造物検査の具体的取り組み!

生が懸念される個所の応力測定を実施し，累積疲
労損傷度の算出，疲労き裂発生寿命予測を行い，橋りょう（鋼橋の事例）
鋼橋の代表的変状として，腐食と疲労が挙げられる。しかし，腐食については，どの程度桁の耐耐久性能の評価を行う。
"

トンネル検査の高度化

荷性能に影響しているかは目視検査では評価できトンネルの検査は，目視による通常全般検査のない。また，疲労についてはき裂として現れるまほか，特別全般検査において，至近距離からの目で目視検査では確認不可能である上，現在疲労が視および必要な個所への覆工コンクリートの打音

どの程度累積しているか（耐久性能）は目視検査検査を実施しているが，検査員の負担が多く，検では評価できない。そこで，これらの性能低下が査員の判断力に依存しているのが実状である。そ

撮影状況

撮影画像

写真―２

トンネル覆工表面撮影車（TuLIS）

写真―３

トンネル覆工検査車（CLIC）

建設マネジメント技術

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図―５トンネル覆工コンクリート検査システム

こで，トンネル表面の覆工状態を画像データとし化を図っていくことが維持管理の基本的な考え方て取得できる「トンネル覆工表面 撮 影 車（Tu-である。これはすなわち，国鉄時代から「先手必LIS）」（写真―２），電磁波を用いたマルチパス勝」の考えで傷の軽いうちに措置する予防保全の方式レーダによりトンネル覆工内部の異状個所を取り組みそのものであり，今後もこの考え方を基抽出できる「トンネル覆工検査車（CLIC）」（写本に維持管理に取り組んでいく。そのため，

真―３）をそれぞれ開発・導入した。

!

構造物の状態把握（検査・調査）

これにより，トンネル覆工表面撮影車によるト"

評価・診断（健全度判定）

ンネル連続撮影画像を基に作成した電子展開図上#対策・措置（補修・補強，改良，取替え，使用制限，監視）に，レーダ解析により検出した異状個所と３次元画像データを記録する機能を追加し，覆工コンク$

リートの表面状況と内部状況のデータを組み合わという維持管理サイクルを適切に実施すること，せた，より合理的な管理が可能となった。さらまた，構造物に従来と異なる兆候が出現した際に，電子展開図上のデータを土木構造物管理シスに，その微妙な変化を把握し，「何か変なところテム（MARS）に登録させることにより，検査記がある」と気づくことが維持管理の重要なポイン

録管理の一元化が可能となった（図―５）
。

トである。

４． 維持管理の基本的な考え方

すでに述べたように在来線の橋りょう，トンネ記録（カルテ記入）

５． 今後の課題と取り組み!

検査技術のレベルアップ

ルの平均経年は５０年を超えており，またそのスト

JR東日本では，今後１０年間でこれまで現場でック量は膨大である。今後，さらなる経年の進行検査業務を指導してきた約半数を占めるベテランによる構造物の更新時期の集中が懸念されるが，社員が退職を迎え，急速に世代交代が進む状況に構造物の全面取替えは，コスト面や工事に伴う列あり，検査技術の散逸・低下が懸念される。ま

車運行の影響等の観点から例外的な対策であり，た，すでに述べたように明治時代に建設された構通常は早期発見と早期対処により構造物の長寿命造物も依然として多いため，古い構造物の維持管

２６ 建設マネジメント技術

2010 年 1 月号

社会基盤施設の維持管理マネジメント 特集

理技術を継承する一方で，新しい構造物の維持管理技術を吸収する必要があり，組織として新旧混在する多種多様な構造物を維持管理するノウハウを蓄積する仕組みを構築することが課題となっている。
このような背景から，本社内に新たに検査管理Gを設置し，現場の検査技術・品質の維持向上への取り組みを開始した。具体的には，現場社員が写真―４実施する検査に同行し，マニュアルでは表しきれ現場指導の状況ないノウハウを含め，現場社員への直接的な検査指導を行い，組織としての技術力の維持・向上おりに挑戦していきたい。

よびインハウスエンジニアの継続的な育成に努め"ている。

構造物の維持管理の品質向上を図るためには，技術開発! 長期ビジョンの検討

人材の育成とあわせて，技術開発による新しい検膨大な鉄道土木構造物のストックの高齢化が進査機器の導入が不可欠である。

む中，今後既設構造物の維持管理手法はどうある

現在の通常全般検査では，構造的な制約などかべきか，また長寿命化による資産の有効活用に向ら実質的に目の届きづらい個所がある。また例えけた方策について検討を進めていきたい。

ば鋼橋では，１０年に１度の頻度で実施する特別全これまでの維持管理は，どの構造物についても画一的な検査方法で実施してきた。

般検査は，塗装塗替えの足場を活用した至近距離からの目視が有効であるものの塗装塗替え周期はしかし，輸送量を例にとると，在来線はピーク塗膜の劣化状態に依存し一定でない。そのため，時には２〜３分間隔での列車運行を要求される都変状の進展など異常の早期把握が難しいケースも心部の路線から，１日数本の列車運行であるローある。

カル線まで構造物の使用頻度，社会的な重要度に将来的には，構造物の変状の兆候をごく初期のは大きな格差がある。また，最高列車速度につい段階でとらえることのできる常時監視用センサーても新幹線の３００km／h程度の速度から，在来線のなどによるモニタリング技術の開発が望まれる。

１００km／h程度の速度まで混在しており，要求され今後も検査の基本が目視であることには変わりる信頼性，安定性および乗り心地など自ずと異なないが異常の早期把握のため，これらセンサーをるものがある。

活用し検査を補完し，維持管理の品質向上に役立

今後の維持管理における課題としては，同一のてていきたい。

構造形式のものは同一の維持管理手法でよいということでなく，個々の構造物が構築されている路線の輸送量（使用頻度），列車速度，環境，施工

６． おわりに状況，経年等に応じて供用期間中のメンテナンスシナリオを個別具体的に作成していくことであ以上，JR東日本の鉄道土木構造物の現状と維持る。専門性の高い技術者と地域特性に慣れ親しん管理に関する検査業務，課題等について述べた。

だ技術者とが相互のノウハウを個別に描き出し，今後も現状の取り組みに満足・慢心することな構造物ごとの弱点を把握し，ヌケ・モレのないポ

く，人材，技術，体制を適切かつ戦略的にマネジイントを押さえた検査を行うことが必要である。

メントし，お客様に安心してご利用いただける輸

鉄道構造物を対象として，このような仕組みづく送サービスの提供に努めていきたい。

建設マネジメント技術2010 年 1 月号 ２７