第 21 回国土技術開発賞

最優秀賞

保線におけるモニタリング技術の実用化と維持管理への応用
線路設備モニタリング装置を活用したメンテナンス手法の確立
応 募 者 名：東日本旅客鉄道株式会社／株式会社日本線路技術
技術開発者：〔東日本旅客鉄道株式会社〕 嘉嶋 崇志・元好 茂／〔株式会社日本線路技術〕 小松 伸也
共同開発者：公益財団法人鉄道総合技術研究所／川崎重工業株式会社
株式会社日立ハイテクファインシステムズ／株式会社 JR 東日本情報システム

技術の概要
・軌道状態をモニタリングできる本邦初の技術
・軌道のゆがみ（軌道変位）と軌道材料状態を遠隔監視することで、状態基準保全の導入や効率的な目視点検、補修工事の品質向上などを実現

技術の特徴〇営業列車による無人測定
・車体装架型の測定装置であるため、営業列車測定の導入が容易
・折り返し運転、後続列車の通過待ち、空転や滑走、後進にも対応した無人測定

軌道変位データ

軌道材料データ〇ビッグデータの効率的処理
・エッジコンピューティング処理技術を活用したアラートメールにより、適時補修を実現
・空間的な位置合わせ技術の確立により、軌道変位の劣化予測が可能
・画像処理による自動判定技術により、大量画像データから不具合箇所を効率的に特定アラートメール

劣化予測システム

技術の効果〇目視点検の生産性、品質、安全性の向上 ―最大 12 倍の効率化―〇劣化予測を活用した予防保全の高度化 ―安定輸送に大きく貢献―〇補修工事の仕上がり確認の遠隔化

モニタリング状況

軌道材料データ〇補修工事の計画支援と施工確認
・大型補修機械の運用計画策定を支援するアプリを実装
・載荷状態による補修工事の仕上がり確認が可能
・補修工事の前後比較による施工評価が可能

大型補修機械計画支援アプリ

優秀賞

第 21 回国土技術開発賞

合成桁橋の RC 床版取替における急速撤去技術
Hydro-Jet RD 工法

応 募 者 名：阪神高速道路株式会社／飛島建設株式会社
技術開発者：〔阪神高速道路株式会社〕 橋爪 大輔／〔飛島建設株式会社〕 佐竹 康伸・中山 佳久
共同開発者：〔第一カッター興業株式会社〕

技術の特徴

技術の概要
合成桁橋の床版取替えでは、鋼桁上のずれ止め（スタッド）が密に配置されているため、鋼桁とコンクリート床版の接合部（以下、接合部）の除去に手間取ることが工程上の課題であった。そこで接合部のコンクリート除去にウォータージェット（以下、WJ）を活用し、交通供用下の床版下面より接合部を WJ にて斫り
（写真 -1）、スタッドを全線に亘って 50 ㎜程度露出させる（写真 -2）。露出させたスタッドに鋼製補強材（図 -1）と特殊モルタルから成る仮補強材を設置し、合成桁橋として構造性能を確保した上で交通供用を継続させる。交通規制後、仮補強材を取り外してスタッドを切断（写真-3）し、速やかにコンクリート床板と鋼桁を分離して撤去する。
WJ ノズルRC 床版（鋼板補強）

RC 床版

WJ 装置
鋼桁接合部コンクリート
写真‑1 WJ施工状況

スタッド

50mm 程度

スタッド↑上フランジ

鋼 桁

１．接合部のコンクリートをＷＪにより除去し、スタッドを 50 ㎜程度露出させる。
２．露出したスタッドと鋼桁の上フランジを仮補強し、合成桁の機能低下を防止する。
３．鋼桁に熱を与えずにスタッドを切断し、床版を素早く撤去する。
４．仮補強した合成桁の健全性、通行車両の安全性を監視する。
５．吊り足場上でＷＪ施工を可能とする防水防音技術。漏水を監視するモニタリングシステムを備える。

技術の効果
鋼桁上のスタッドを全延長に渡って露出させるため、通行止め後はスタッドを切断するだけで速やかに床版を撤去できる（写真 -3・4）。また鋼桁位置に関係なく床版を切断（写真 -5）できるため、撤去するブロック数が少なくなる。以上によって、合成桁橋の床版撤去に伴う通行止め期間を従来の 1/2
以下、床版のブロック撤去に掛かる工程に限っては 1/3 に短縮できる。

写真‑2 接合部の除去状況

背面ピース A
背面ピース B

鋼 桁
写真‑4

ボルト接合
鋼製補強材の構成

写真‑3

床版撤去の状況

ずれ止め（スタッド）の切断

表 ‑１ 積算上の工程短縮の想定
通常のRC床版撤去工程

従来技術との比較

工種

通行止め前作業

径間長 20m、2 主桁、1 径間の床版撤去における積算検討では、桁上コンクリートを後から手斫りする従来工法での通行止めは 18 日間だが、本工法では 9 日間に短縮できる（表 -1）。実施工では、径間長 22m、2 主桁、3 径間の床版撤去を 20 日間で完了している（昼間施工のみ、1 径間当り 7 日間）。
床版のブロック撤去は 1 径間を 1 日で撤去できている（標準積算では 3 日）。

図‑2

写真‑5 コンクリートカッターでの切断

日数

なし

通行止め前

図‑1

上フランジ

ＷＪ事前処理による床版撤去工程

工種

日数

ＷＪはつり・仮補強

17日程度

仮補強材撤去・床版切断

6日程度

床版ブロック撤去

3日程度

床版切断

6日程度

床版ブロック撤去

6日程度

桁上破砕

4日程度

スタッド撤去2日程度

スタッド撤去前作業に含む

通行止め計

18日

通行止め計

9日

技術の特徴

通行止め後

注入孔
前面ピース

桁上破砕

なし

優秀賞

第 21 回国土技術開発賞

ダムコンクリート自動打設システム

ダムコンクリートの製造・運搬・打設を完全自動化
応 募 者 名：清水建設株式会社
技術開発者：〔清水建設株式会社〕 山下 哲一

技術の概要
本技術は、骨材貯蔵ビンやセメントサイロ等の材料貯蔵設備からの材料供給、コンクリート製造設備での材料の計量およびコンクリートの製造、そして、コンクリート運搬台車（トランスファーカ）、軌索式ケーブルクレーンによるコンクリート運搬・打設の一連作業を自動化するものです。
重力式コンクリートダムの建設において、コンクリート打設工事は本体工事費の約 6 割、工期の約 5 割を占めるとともに、コンクリート製造・運搬・打設の繰返し作業を数万から数十万回実施するものであることから、コンクリート打設の一連作業を自動化することは当該工種の大幅な生産性向上が見込まれます。
また、コンクリート打設には多くの人員が必要となります。さらに、軌索式ケーブルクレーンの操作は熟練の技術が必要ですが、熟練技能者の高齢化により人材確保が課題となっています。当該工種の自動化は、今後懸念される建設技能労働者の大量離職の対策として大きく寄与することが期待できます。

コンクリート製造設備
軌索式ケーブルクレーン

コンクリートバケット

骨材貯蔵設備技術の特徴
自動打設システムに、コンクリート打設の 3 次元座標、配合、数量を記入した打設計画データを入力するだけで、コンクリートの製造から運搬・打設に係わる各設備が一連の作業を自動で繰返します。
今まで困難とされていた軌索式ケーブルクレーンの自動化は、クレーンの操作制御情報と運搬するバケットの 3 次元位置座標を連動させる仕組みを構築することで、位置座標の制御を可能とし、全自動化を実現しました。
No. 配合 打設量

打設位置

打設面標高1Ｍ

1.25

X=36843.2 Y=-36187.9 Z=

260.72A

4.50

X=36845.0 Y=-36190.3 Z=

260.73

A

4.50

X=

36846.8 Y=-36192.7 Z=

260.7

4A

4.50

X=36848.6 Y=-36195.1 Z=

260.75A

4.50X=36850.4 Y=-36197.5 Z=

260.76A

4.50

X=36844.6 Y=-36186.5 Z=

260.7

7A

4.50

X=36846.1 Y=-36188.5 Z=

260.7

8A

4.50

X=36847.6 Y=-36190.5 Z=

260.7

9A

4.50

X=36849.1 Y=-36192.5 Z=

260.7

10A

4.50

X=36850.6 Y=-36194.5 Z=

260.7

各設備自動運転

トランスファーカ

コンクリート運搬の自動化

打設計画
ファイル作成

技術の効果

操作レバー

骨材供給の自動化

軌索式ケーブルクレーンの自動化● サイクルタイムの向上
・熟練オペレータでも難しいとされている 3 次元的な軌索式ケーブルクレーンの操作を自動化により最適化することにより、サイクルタイムが約10% 向上します。
● 作業人員の削減
・コンクリート製造から運搬・打設に係わる各設備の自動化に伴い、作業人員が約 2/3 に削減できます。
● 熟練技能者不足の解消
・軌索式ケーブルクレーンは様々な形式のケーブルクレーンの中でも操作が難しく、熟練の技能者に成長するまでに数年を要しますが、自動化に伴い、経験の少ないオペレータでも効率的な施工を行うことができます。

入賞

第 21 回国土技術開発賞

浮標画像追跡システム
i-ByTs（アイ・バイツ）

応 募 者 名：東洋建設株式会社
技術開発者：〔東洋建設株式会社〕 山野 貴司・小竹 康夫
共同開発者：東京大学大学院 准教授 下園 武範

技術の概要
i-ByTs(Image-based Buoy Tracking System) は、沖合の浮標をカメラで撮影し､画像解析によってリアルタイムに波高と周期を計測するシステムです｡また、設定した基準を超える計測値が観測されると警報を発報する機能を有し、海上作業の安全性を確保します。

④作業の一時待機
浮標③高波情報の受信①高波等の来襲②高波情報の察知･伝達

浮標画像追跡システムの利用イメージ技術の特徴
カメラで取り込んだ映像を画像解析し、リアルタイムに水位変動を取得し、即時に波高、周期を計測します。

i-ByTs は市販カメラと PC で構成され､従来の波浪計測装置に比べ極めて安価です。撮影対象の浮標は､工事区域表示用の灯浮標や航路ブイなどを利用します。

回あたりの処理時間回

灯浮標の動画と検査窓

水位変動

浮標の画像解析イメージ

解析画像パターンの相関設定した基準を超える波浪を観測すると、PC 画面上で危険表示を行い、携帯端末に危険情報を伝達し、瞬時に端末から警告音を発報します。

波高周期

計測中のPC画面の様子
警報システムイメージ

技術の効果
【生産性】
・自動計測による省力化や効率化
・監視員などの熟練作業員を補完【安全性】
・危険な作業を伴うことなく容易に設置が可能
・警報システムによる確実な作業の安全性を確保【発展性】
・安価で簡易なシステムによる汎用性
・将来の自動化施工の関連技術としての高度利用

入賞

第 21 回国土技術開発賞

繊維補強モルタルによる桟橋鋼管杭の杭頭部補修技術
タフリードＰＪ工法
応 募 者 名：東亜建設工業株式会社
技術開発者：〔東亜建設工業株式会社〕 田中 亮一・網野 貴彦／岐阜大学工学部 教授 國枝 稔
共同開発者：岐阜大学工学部 教授 國枝 稔
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所
東京工業大学環境・社会理工学院 教授 岩波 光保

技術の概要
本技術は、杭頭部付近の上部工の一部をはつり取り、杭頭プレートを避けた位置に上部工との定着のためのアンカーを、また杭表面の杭軸方向に定着鉄筋を設置し、繊維補強モルタルを杭表面からはつり取った箇所まで一体的に巻き立てるものです（図 -１、図 -２）。既設鋼管杭の残存耐力に加え、定着鉄筋と繊維補強モルタルの巻立て断面によって、杭頭部に作用する曲げや軸力に対する耐力の回復を図ります。
①足場設置

アンカー（上部工と繊維補強モルタルを一体化）

桟橋上部工
杭頭プレート上部工の一部をはつり取る⑤アンカー設置②既設防食材撤去

杭と上部工の接合箇所
構造・耐久性上の弱点⑧型枠撤去

繊維補強モルタル

繊維補強モルタル（はつり取った上部工に根入れさせる形で杭表面から連続して巻立て）
定着鉄筋（杭表面の軸方向に設置、繊維補強モルタルと杭を一体化）

定着鉄筋

鋼管杭
図‑1

⑦繊維補強モルタ
ル製造・注入⑥型枠組立③上部工はつり鋼管杭

断面図

⑨完成

④定着鉄筋設置

本技術の概要図‑2

本技術の施工フロー

技術の特徴
・従来の補修工法の課題（図 -3、図 -4）に対して、桟橋の構造の要である杭頭部付近の鋼管杭が劣化損傷した場合においても、杭頭部付近の鋼管杭の力学性能の回復と長期的な耐久性を確保することができます。
・桟橋の施設供用の停止や制限、さらには大規模な構造変更を伴うことなく、桟橋を延命化させることができます。
接合箇所のコーキング材の割れ

桟橋上部工

桟橋上部工

コーキング材

杭頭プレート⇒③補強鉄筋の設置に影響

杭頭プレート杭頭部付近のFRP カバーの割れ・裂け
ペトロラタム被覆のFRP カバーの損傷例
杭と上部工の接合箇所（上部工の下端）
杭頭部付近の肉厚減少
ペトロラタム被覆を除去した後の状況例

鋼板の定着範囲
鋼板接着により補修効果を期待できる範囲
鋼板の定着範囲

杭と上部工の接合箇所①コーキング材の劣化・損傷②突発的外力作用により開口⇒杭頭部付近の鋼管杭が再劣化・損傷

杭頭部付近で既設鋼管杭の減肉（または孔食）
上部工をはつっても、鋼板の溶接定着長を確保できない

コンクリート（巻立て厚大）
補強鉄筋

補強鋼板
既設鋼管杭

図‑３ 鋼板接着工法の課題

スタッド
既設鋼管杭
図‑４ 鉄筋コンクリート巻立て工法の課題

技術の効果

右図の算出根拠：［本技術］ＬＣＣ＝初期補修コスト（耐用年数 50 年 ※ 1 と想定）
［従来技術］ＬＣＣ＝初期補修コスト＋コーキング材の補修費 ※ 2 ＋再補修コスト（耐用年数 30 年と想定）※1 本技術の耐用年数 50 年は、繊維補強モルタルの塩化物イオン拡散係数等から計算される鋼材腐食開始時期 93 年に安全を考慮して設定したもの（今後長期耐久性データを蓄積し、耐用年数を検討していく予定）※2 コーキング材の耐用年数 10 年と想定

500

LCC(万円/本)・施工実績において、本技術と従来技術（鉄筋コンクリート巻立て工法）の補修後 50 年間のＬＣＣを比較した結果、約 50% の低減となりました（直接的効果）。
・また、桟橋供用の停止や制限を伴うことなく無事完了できました（間接的効果）。

補修後50年間のＬＣＣ比較

400300

約50%低減2001000
本技術

従来技術

第 21 回国土技術開発賞

創意開発技術賞

プレキャスト床版（ジャケット式桟橋上部工）
ジャケット式桟橋上部床版の工場プレキャスト化
応 募 者 名：株式会社ヤマウ
技術開発者：〔株式会社ヤマウ〕 生田 泰清／九州大学大学院 教授
共同開発者：九州大学大学院 教授 濵田 秀則

濵田 秀則

技術の概要
従来、現地製作（サイトプレキャスト）により対応していたジャケット式桟橋の上部工コンクリート床版を陸上輸送可能なサイズに分割することで工場製作（プレキャスト）を可能とした工法です。
（図 -1）

図‑1

現地製作から工場製作へ技術の特徴
本工法は床版ブロックを陸上輸送可能なサイズに分割することで、工場製作を可能としました。その際に鋼製ジャケット間の中空部分に接合箇所（図 ‑2）が発生するので、実物大の載荷試験・施工試験（図 ‑3、図 ‑4）で安全性を確認した足場・支保が不要な残存型枠を用いて、現場状況に合わせて適切な継手構造とした床版ブロックを施工後（図 ‑5）、接合箇所にコンクリートを充填し（図 ‑6）、一体化させる構造となっています。
（図 ‑7）
図‑6

コンクリート打設状況

図‑7

施工完了

技術の効果
・工期短縮
工事作業の簡略化により、工期を 65% 短縮可能となります。
図‑2

中空部分詳細図

図‑3

施工試験

・工場製品としての高品質な製品提供
工場屋内製作で周辺環境や天候等の悪影響を受けないため、出来高誤差が少なく、常に安定して製品の提供が可能となります。
・建設副産物を削減し、環境負荷の低減
現地での製作ヤードの確保が不要で基礎コンクリートや型枠材等の建設副産物を削減可能となります。

図‑4

載荷試験

図‑5

施工状況

・技術難易度の低減供給された製品を設置するだけなので現地において、品質管理や製作するための熟練技能者が不要となります。