建設の施工企画 ’09. 1051

CMI 報告災害復旧支援に向けた応急橋の開発

写真─ 2

谷倉泉・小野秀一

既往の応急橋の一例の多い我が国における意義は大きいと考える。
そこで当研究所では広島大学と共同で，人命救助や被災地の孤立化などの災害復旧を目的に，従来の応急橋よりも格段に迅速な組立・施工が可能な軽量展開型の新しいスマート構造概念に基づくプロトタイプの応急橋を研究開発中である。この応急橋は現場での簡便な展開が可能な可搬構造であることから「モバイルブ1．はじめにリッジ」と命名し，実用化を目指している。
地震，豪雨，地すべり等の自然災害に伴う橋梁流出

ここでは，そのモバイルブリッジの概要を紹介する。

や道路崩壊による交通路の遮断（写真─ 1 参照）は，「地域の孤立化」を招き，その被災地の人々にとっては生2．開発のコンセプト「折畳み」と構造最適化

命線の切断となるため，交通路の迅速な復旧方法の開発は災害対応の重要課題である。平成 16 年の中越地震

本研究開発で目指すモバイルブリッジは，災害時のでは，橋の崩壊や段差の発生などで生活道路の一部が緊急的な社会基盤復旧システムを迅速に構築するため各地で寸断され，その対策に追われた記憶は生々しい。に，軽トラック程度の車両を通行可能にする機動性の高い展開橋システムを想定している。ここで目指す仕様は下記のとおりである。
①スパン長 20 m 程度
②軽トラックで運搬可能③組立て時間 6 時間以内
④軽トラック車両（10 kN）が 30 km/h 程度で通行可能
これらの仕様を満たすため，軽トラック車両一台の荷重（10 kN）対応の橋構造体を容易に収納・可搬・移動することができる折畳み構造とするととも写真─ 1

中越地震時の被災現場例に，様々な制約条件下の現場でも迅速にシステム施工できる仮設応急橋の機構仕様を設計開発する必要があ

現在の一般的な応急橋（例えば写真─ 2）は，大型る。そのため，応急橋には機動性と，その役割から軽車両の荷重をもとに設計されるので，短い橋であって量化と強度を同時に具備していなければならない。そも重厚な構造物となる。そのため，応急橋の架設を含れらを満足するため，使用部材の形状は数値シミュ

めた道路復旧までには 1 ヶ月単位の時間がかかり，緊レーションを繰返して決定した。ここで用いたマイク急対応が困難であると言ったような課題がある。

ロトラス法による最適構造の骨組レイアウト例を図─

被災により孤立した村などから被災者を救助する場

1 に示すが，解析結果は一般的なワーレントラス形状合や，救援物資を届けるような場合には，大きな応急となった 1）。これらの最適化レイアウト解析結果の特橋ではなく，歩行者はもちろん軽トラックや二輪車な徴は，部材がトラス状に周期的に現れ，支間中央で左どが通行可能な小型，かつ迅速に組み立てられる応急右対称となっており，力学的な平衡バランスがとれて橋を各地方に分散配備しておくことができれば，災害いることである。その周期対称性を利用して折畳む52

建設の施工企画’09. 103．プロトタイプの概要
実機製作に向けた基礎データの収集と課題の整理を行うことを目的として，人荷重として 100kgf を想定した支間長 6 m のプロトタイプモバイルブリッジを図─ 1

マイクロトラス手法による位相最適化構造解析結果（赤 : 圧縮力の領域，青 : 引張力の領域）製作した。このプロトタイプでは，展開・収納機構の確認や，各部のひずみ測定から応力変形挙動の把握を行った。すべてにアルミニウム合金製の部材を使用ことができれば，コンパクトな展開構造「Deployable

し，主な部材の断面形状は肉厚 2.0（一部 3.0）mm，Structures」とする可能性が生まれる。折畳み構造は

幅 30 mm ×高さ 70 mm の平角型とした。

軽量構造物に適用されることが多いが，橋などの重量応急橋収納時の状況を写真─ 3，展開時の状況を写構造物への適用は不可能と思われがちである。
しかし，真─ 4 に示す。収納時においては，約 1 m 程度の長設計荷重などの要求スペックを明確化するなどの設計さとなりコンパクトである。展開時においては，写真クライテリア論を展開していけば実現は可能ではない─ 4 に示す「①」部を伸長させることで，モバイルブかと考えている。「折畳み」構造は日本のお家芸的なリッジ全体が展開される。その後，上部の格点上に上製品が多いが，橋を折畳むにはそれなりの高度なバラ支材を兼ねるデッキを載せて 1 次構造の完成である。

ンス制御が必要である。その課題もプロトタイプではその後でケーブルやタイバー等を用いて補強すること解決できている。

によって，構造全体の強度を高めた完成構造とするも以上の検討結果から，モバイルブリッジは，展開・収納を考慮して，下路タイプの主構面がダブルワーレントラス（X 型トラス）状とした。モバイルブリッジの完成イメージを図─ 2，運搬・展開イメージを図─3 に示す。

図─ 2

モバイルブリッジの完成イメージ

図─ 3

写真─ 3

モバイルブリッジ収納時の状況

写真─ 4

モバイルブリッジ展開時の状況

モバイルブリッジの運搬・展開イメージ

建設の施工企画 ’09. 10

53のである。

県佐用町等での水害もあり，このような災害で迅速に大人 3 人がデッキ上に乗載した状況を写真─ 5 に示対応可能な大型のモバイルブリッジの必要性を強く感す。大人一人の体重を約 65 kgf とすると，200 kgf 程じた次第である。今後も我が国の経済活動や日常生活度の荷重が載荷されたことになる。部材各部で計測しを支える上で重大な責務を担っている社会資本を安全たひずみデータ等の掲載はここでは省略するが，部材に利用，提供できるようにするために，鋭意，モバイの座屈や降伏などを伴う非線形挙動は認められず，線ルブリッジの実用化を目指して研究開発を進めたいと形挙動の橋梁構造として成立することが確認された。

考えている。

この基本構造概念に基づいた技術開発を進めること

また当研究所では，この他の災害時支援ツールとしにより，わが国のような災害の多発する国におけるモて，写真─ 6 に示すような自動交通遮断機も開発しバイルブリッジは，地域の災害復旧ツールとして重要ている。これは遠隔操作で伸縮・収納が可能なバルーな役割を担う可能性を秘めている。今後は，この折畳ン式（テント地）としているため，救急車等の緊急車み構造とケーブルとの組み合わせ，さらに格点部や支両は，40 km/h で脇を通過することも可能である。道点部の強度および耐久性を高めるとともに，大型の展路のアンダーパス等での冠水箇所への進入を防止する開型の応急橋へ発展させていく方針である。

装置として，地方自治体での採用も始まっている。

写真─ 6バルーン式自動交通遮断機

謝辞：本研究は広島大学大学院工学研究科有尾一郎助教との共同研究として実施したものである。ここで，写真─ 5

載荷試験状況（大人 3 名で載荷）

有尾助教はじめ関係者の方々に感謝の意を表したい。

4．おわりに
本研究開発における応急橋は，支間長 6 m のプロ
トタイプモバイルブリッジであり，構造解析ならびに《参 考 文 献》
1）有尾，谷倉，中沢，小野：構造最適化と折畳み構造に基づくモバイルブリッジの創造，第 84 回土木学会年次学術講演会，I-434，2009.9

試作模型においては，今後の実用化に向けて，ある程度の成果が得られたものと考えている。
このような軽量な応急橋は，比較的橋長の短い橋梁流出部や盛土等の土砂崩れに対しても応急的にリカバリーできる手段のひとつとして期待され，その安全性［筆者紹介］谷倉 泉（たにくら いずみ）㈳日本建設機械化協会 施工技術総合研究所
研究第二部部長と有効性が確認されれば，施工時間のかかる土工作業が割愛でき，組立コストもほとんどかからない利便性の高い災害支援ツールとなる可能性が高い。
また，著者らは今年の 8 月中旬に，静岡沖地震を経験し，この際，大きな被害を受けることはなかったが，各種メディアで報道されたような東名高速道路の寸断や土砂崩れは各地で生じた。さらにはその直前の兵庫

小野 秀一（おの しゅういち）㈳日本建設機械化協会 施工技術総合研究所
研究第二部
次長