岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく
簡易橋梁健全度評価指標
講演者：岐阜大学工学部社会基盤工学科

本城 勇介 教授用する健全度予測に関する手法の提案を行った。
このような既往の研究の中にあって本研究は、橋の劣化予測を行うのではなく、多項目の点検データを有効に活用して、
昭和30年代の高度経済成長期に建設された橋梁の高齢変状の特徴に応じて既存橋梁群を簡易的に層別する指標の化が進行している。
これを受け、国や地方自治体では、橋梁長提案を行うことを試みている。
このような指標は、実務者が点

寿命化計画を策定し、定期的に橋梁の点検を行うなど、道路

検データの結果を簡易に判定し、問題橋梁の抽出、詳細調査

アセットマネジメントに対する取り組みが活発化している。
こを行う橋梁のスクリーニング等に有効であると考えられる。

のような取り組みから、橋梁点検データの蓄積が進みつつあ

なお、本研究では健全度を離散データではなく連続データ

る現在、蓄積されたデータに基づいて、維持管理の高度化をとして取り扱う点にも特徴がある。
これは、本来非常に多くの図る時期にあると考えられる。

項目と部位について実施される生の点検データを、
できる限

大竹ら

①②

は、岐阜県が実施した橋梁点検データベースを用いて、鋼橋RC床版に着目して、主成分分析の結果から劣化り情報量を失うことなく縮約すべきであるという考えに基づいてとられた措置である。

機構により橋梁群を層別できることを示し、アセットマネジメントを実施する上で有効な健全度指標を提案した。本研究はこの研究を踏まえ、コンクリート橋（RC橋とPC橋）、鋼橋の桁部材に同様の手法を適用し検討を行い、その上で、部材の特性に応じた点検データから簡易に求められる健全度評価指標を提案する。解析の対象としているのは、岐阜県が2001年
から2006年にかけて実施した橋梁点検データである 。
③

2.1 橋梁点検データと橋梁台帳データベース
橋梁点検データベースは、岐阜県が管理する橋長15m以上の橋梁に対し、県が定める橋梁点検マニュアル③に基づき橋梁の点検結果をもとにした、部材の健全度評価や劣化実施された1325橋の定期点検の結果を、データベース化し予測に関する研究事例が多数ある。例えば、大島ら は、数量たものである。橋梁を床版・主桁・伸縮装置などの11項目に化理論と3次元空間上での可視化を組み合わせた解析方法

分類し、各部材において詳細な点検項目(表 −1)を設け、を適用し、健全度を定量的に評価する手法を提案した。貝戸ａ（健全）からｅ（危険）の５段階で評価している。

④

ら は、個々の橋梁部材の目視点検により判定された健全度

本研究では、各点検項目の判定結果a、b、c、d、eは計算のに基づき、時間経過により劣化が順次進行する特性を、マル

容易さを考慮し、県が定める健全度とは関係なく5、4、3、2、1

コフ推移確率としてモデル化し、予測する手法を提案した多に置き換えて用いる。
また、桁や床版は１支間を3分割して点くの研究を行っている。玉越・大久保ら は、道路橋の管理を検されており、同一の橋梁で複数の点検データを有している。

計画的に進めるため、橋梁アセットマネジメントシステムに適本研究では、橋梁単位の健全度評価を目的にしており、点検⑤⑥

区間のデータの平均値ばかりでなくそのばらつきも考慮し、各点検項目の【平均値−標準偏差】
を代表値と定め、この値を用いる①②。
本研究では、点検データベースの他に、橋梁台帳データベースも用いる。
これには、個々の橋梁について橋梁諸元（建設年、橋長、幅員、構造型式、使用材料など）や環境条件（24時間交通量、積雪の有無など）などの情報がまとめられている。

2.2 対象橋梁群の特徴点検が実施された1325橋に対し、橋梁の構造型式や建設表－1 PC上部工（主桁）の場合の点検項目と判定基準

年代に着目し整理した結果をそれぞれ、図−1から4に示す。

1

岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
1970年代の高度経済成長期を中心に建設が進み、点検対象の橋梁の多くは経過年数が30年を経過している。1940
年から1948年の間は、戦時中及び戦争直後のため橋梁の建設が行われなかったと考えられ、鋼橋やRC橋は経過年数60
年前後で空白の時期が存在する。
橋種別では、鋼橋は現在に至るまで継続的に新設され、点検対象となる橋梁数の割合が最も高い。最大支間長は50m以上が全体の２割を占め、橋長100m以上の橋梁も多く、全体的に大規模であることが分かる。
図－1 対象橋梁の構造形式

RC橋は、戦後20年間を中心に多く建設され、その後は新設数が減少し、経過年数が長い橋梁が多い。橋長は20m程
度が多く、最大支間長も20m未満が全体の約８割を占め、小規模でかつ単径間構造がほとんどである。
PC橋は、1970年代から急速に建設が進み、比較的経過年
数が短い橋梁が多い。橋長別では20m未満の橋梁が最も多いが、100m以上の橋梁もあり、仕様が多種多様である。最大
支間長30m未満の橋梁が全体の約８割を占めており、鋼橋に比べ規模が小さいことが分かる。
なお、今回解析の対象としているのは、2001年から2006
年の間に点検が実施された、RC床版360橋、鋼橋主桁418

図－2

橋、RC桁96橋、PC桁325橋である。
これらはすべて、第1回目

対象橋梁の橋長の点検結果である。

2.3 岐阜県橋梁点検マニュアル
この点検マニュアルでは、橋梁の健全度評価を行う上で、次の２つの指標を定義している。
（1）点検細目データ
点検細目データは、対象部材の損傷状況を把握するため、
例えば表−1に示すような基本的に５段階のチェックリストに基づいて判断された結果であり、これを「得点」と定義し、健全図－３度を算出するための基礎になるデータである。
この事情は、

対象橋梁の最大支間長

図－42

点検実施橋梁における建設年代

岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
以下表−３、５、７及び８で示される各点検項目についても同
様である。
また、
これらのデータの詳細な処理方法について
は、大竹他①②を参照されたい。
鋼橋RC床版・鋼橋鋼桁・RC橋RC桁・PC橋PC桁の各部材に（2）健全度
健全度（Health Index）とは、部材の総合的な維持管理の指おいて、主成分分析により健全度指標を抽出し、クラスター分標であり、岐阜県の場合は表−2に示す１から５までの５段階

析と変状写真の判別、さらに各部材の設計法や施工法の変で定義されている。

遷も考慮し、各部材における合理的な健全度評価方法につ多項目の点検情報では、維持管理の判断（対策/詳細調査/
経過観察）を下すことは難しい。従って、健全度のように、点検
データを縮約した総合評価指標は維持管理上重要である。
健全度

状態の説明

１
２
３
４
５

機能停止の恐れ直ちに補修実施：劣化損傷（大）補修開始：劣化損傷（中）経過観察：ほぼ健全
健全

いて検討する。

3.1 鋼橋RC床板の結果
鋼橋RC床版については、大竹ら②で既に述べているので、解析結果の概要のみを示す。
ここでは、岐阜県が管理する鋼橋RC床版で、点検が実施された360橋を対象とする。鋼橋RC
床版の点検項目は表−3である。
主成分分析の結果は、図―5である。
ここでは、点検項目の相対的なばらつきを重視し、主成分分析の対象として相関係

表－2 岐阜県の健全度の定義

数行列を用いている。図−5（a）は、Comp.1とComp.2の平面

岐阜県では、橋梁を効率的に維持管理していくため、県がに、各橋梁をプロットした図である。Compとは主成分を意味

管理する橋梁の基本的な構造や劣化の状態を組織的かつ経しており、図中の記号は表−3に示した点検項目である。ベクト

済的に把握することを目的として、2001年に岐阜県橋梁点検

ルの長さは、Comp.1-Comp.2平面への第１主成分と第２主マニュアル（案）を策定した 。
そこでは、それぞれの点検項目

成分に対応する固有ベクトルの射影を表しており、向きからの工学的意味や重要性を考慮して、橋梁全体の健全度を評

各項目が作用する方向が分かる。
これらより、新たに生成され価する手法が示されている。

たComp.1とComp.2を構成する点検項目を把握することがで③

2.4 解析手法の概要
本研究では、主に以下の２つの統計的手法により、橋梁点
検データを解析した。
（1）主成分分析
主成分分析とは、多くの変数の値をできるだけ情報の損失なしに、少数個の総合的指標に縮約させる方法である。新たな合成変数は、分散共分散行列や相関係数行列の固有値分解より得られる固有値と、それに対応し求められる固有ベクトルの算定により求められる。得られた固有値と対応し、分散が

きる。
記号

点検項目

Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ
Ｇ
Ｈ
Ｉ
Ｊ

鉄筋露出、
さび（張出し部）
鉄筋露出、
さび（中間部）
鉄筋の断面欠損
コンクリートの剥離、欠損（張出し部）
コンクリートの剥離、欠損（中間部）
ひびわれ（漏水、遊離石灰、さび汁を伴わない）
漏水、遊離石灰を伴うひびわれ
さび汁を伴うひびわれ
二方向ひびわれ
施工不良による豆板等
表－3 鋼橋RC床版の点検項目

大きい順に第１主成分、第２主成分となる。主成分分析の数
理的な説明は、大竹他 ①②で詳しく行っているので、
ここでは
割愛する。
（2）クラスター分析
クラスター分析とは、本研究で対象としているような大量の多次元データについて、お互いに似た性質のデータを集めクラスターを形成し、分類する方法である。
本研究で用いる非階層クラスター分析は、階層構造を考えず核を設定してクラスターを構成する方法で、データが非常に多い場合に特に有効である。本研究では、その中でも代表的なk-means法で行う。k-means法の数理的な説明は、大竹他で詳しく行っており、割愛する。

①②（ａ）Comp.1、Comp.2と各点検項目の関係
図－5 鋼橋RC床版の主成分分析結果

3

岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
であり、各主成分に強い関係を持っている因子（この場合は点検項目）を判断する場合に用いられ、符号から作用する方向が分かる。Comp.1は、全ての点検項目が負の値を示し、全体的な劣化を表す指標になっていると考えられる。Comp.2
は、
コンクリートのひび割れに関する項目（F、G、H、I）が負の値を示し、鉄筋露出やコンクリートの剥離に関する項目（A、B、D、E）が正の値を示しており、劣化機構に関係した指標であることが分かる。Comp.3は、張出し部に関する項目（A、D）と中間部に関する項目（B、E）が、それぞれ逆向きを示しており、橋梁の構造特性を示す指標と解釈することができる。
Comp.1からComp.3の各主成分は、いずれも物理的意味を見出すことが可能である。
ただし、
ここでは健全度評価の簡易性を考慮して、Comp.1とComp.2に着目する。
（b）各主成分の分散と寄与率

図−5（a）に基づいて、点検データに添付された変状写真から、
コンクリート標準示方書［維持管理編］⑦の劣化機構と外観上の劣化グレードを参照し、定性的に判別した結果が図−6である。なおこの図では、データをComp1-Comp2平面上で５つのグループに便宜的にクラスター分析した結果をプロッ
トの記号を変えて示している（クラスター分析は、考察の便宜であり、そのグループ数にさほど意味はない）。
これらより、対象とした橋梁群は、図−6に示すように、潜伏
期I、潜伏期II、中性化、疲労の４種類に分類することが合理的であると判断した②。各分類の特徴は、次のように観察された。
潜伏期Ⅰ 変状がほとんど見られない健全な橋梁群。

区分（c）各点検項目の寄与程度

潜伏期Ⅱ 軽微なひび割れが見られるが、目視点検から劣化機構を判別することは困難な橋梁群。初期欠陥による変状が見られる橋梁群もこのグループに含まれる。

図－5 鋼橋RC床版の主成分分析結果

中 性 化 剥離や鉄筋露出が卓越した変状を示し、主に中性

年

代

主要な変更点化による劣化が支配的と考えられる橋梁群。
疲

労 二方向ひび割れが卓越した変状を示し、主に疲労による劣化が支配的と考えられる橋梁群。

区分１

1926（Ｔ15）〜1955（Ｓ30）

区分２

設計荷重の変更
1956（Ｓ31）〜1970（Ｓ45） （1等橋20tf、2等橋14tf）

区分３

1971（Ｓ46）〜現在

RC床板設計基準の変更

表－4 RC床版の設計基準の変遷

図−5（b）は、各主成分の寄与率を表しており、各棒グラフの上側に記された数値は累積寄与率である。個々の主成分の分散をデータ全体の分散で除したものであり、全体をどの程度説明しているかを表している。縦軸は分散、つまり固有値を表している。累積寄与率は、Comp.1で35％、Comp.2までで約50％あり、
この２つの指標で元のデータの全分散の５割を説明していることになる。
図−5（c）は、点検項目の寄与率を表しており、主成分負荷量を意味している。主成分負荷量とは、相関係数を示す指標

4

図－6 鋼橋RC床板の劣化機構判定結果

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主成分分析で得られた結果は、360橋の橋梁点検データに基づき、このデータ群の特性を反映しているとは言え、計算さ少ないが、中性化や疲労の傾向を示している橋梁が存在す
ることがわかる。

れた固有値や固有ベクトルの細かい値に大きな意味があるわ

以上のような比較的簡単な分析から、それぞれの劣化機

けではない。橋梁管理者が簡便に計算でき、かつここで発見

構を考慮した橋梁の健全度評価が可能であることを示した。

された劣化機構を踏まえた簡易な指標を提案することが必

劣化機構が異なる橋梁の補修方法は異なり、従て費用も異要であると考え、次式のように定義する新たな指標を提案すなるので、これらは橋梁全体の維持管理計画を考えるとき重る。今xiを、表-3で示した順番の各点検項目の得点とすると、要な情報であると考えられる。

RCD.HI.1 =

1 10
∑ xi
10 i =1（１）

RCD.HI.2 =

1 3
1 4
x
−
xj
∑ k 4∑
3 k =1
j =1（２）

ここにRCD.HI.1は、Comp.1に対応する指標であり、「全体
的 な 変 状 の 程 度を表 す 指 標」である。一 方 R C D. H I . 2 はComp.2に対応する指標であり、ひびわれに関する点検３項
目（F、G、I）の得点の平均値と、剥離や鉄筋露出に関する点検
４項目（A、B、D、E）の得点の平均値の差で表現される指標でAge(year)

あり、「劣化機構を差別化する指標」
である。第1項は、Comp.2
で正の向きに寄与するの項目、第2項は、負の向きに寄与す（a）経過年数とＲＣＤ.ＨＩ.１の関係

る項目より構成されている。
以上の指標は、点検結果より簡単に計算でき、主成分分析を行わなくても、当該橋梁の健全度評価を行う事ができる。
ち
なみに、RCD.HI.1とComp1の相関係数は-0.989、RCD.HI.2とComp2のそれは0.940である。
またRCD.HI.2は、ひびわれに対応する第1項と、剥離・鉄筋露出に対応する第2項を分離し、それぞれに定義することも可能であるが、本論文ではここまでに留める。
図−7は、RCD.HI.1とRCD.HI.2を経過年数に対してプロット

Age(year)

したものである。
この図では、データをクラスター分析により４つのグループに分け、それぞれ潜伏期Ⅰ、潜伏期Ⅱ、中性（b）経過年数とＲＣＤ.ＨＩ.２の関係

化、疲労とした。
これは先の分類をクラスター分析により客観

図－7 RC床版の経過年数と橋梁健全度評価指数化したものである。
図中に３つの区分を示したが、これは表−4に示す設計基
準の変遷に伴う、設計荷重やRC床板の設計法の変更に基づいている。区分1は、1956年の設計荷重の変更が行われる以前の時期である。区分2は1956-1970年であり、1971年のRC床板の設計基準の大幅変更が行われるまでの期間である。区分3は1971年度以降の時期である。なお設計基準の変遷に関する詳細な説明は、大竹他①を参照されたい。
図−7（a）に示すように、現在中性化や疲労により、劣化が顕在化している橋梁は、区分2に入るものが多いことが分かる。
設計基準等の変更は、橋梁の劣化に大きく関係していることが観察され、維持管理において重点とすべき橋梁群も特定される。
図−7（b）
では、区分3に属する橋梁の中にも、相対的な数は

図－8 鋼橋鋼桁の主成分分析結果

5岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標

3.2 鋼橋鋼桁の結果に評価している点や、判断基準が曖昧である。点検データに添付されている変状写真を確認した結果、何らかの衝突に伴

鋼桁の詳細点検項目を表−5に示した。なお岐阜県の点検

い変形が生じたと考えられる事例が大多数を占めており、外マニアル には、ここで示した項目の他に「主要部材や2次部傷によるものと推測された。経過年数がある一定の期間で低材に亀裂がある」及び「桁端部の遊間に異常が見られる」が下しているように見えるものの、明瞭な要因を見出すことはである。
しかし前者は、該当する橋梁が皆無であったこと、後者

きなかった。

③

は欠損データが多かったため、解析から除外している。
418橋の鋼橋鋼桁についての主成分分析の結果を図−8に示す。Comp.1とComp.2の平面でプロットすると、Comp.1軸に沿って層状に多くの橋梁が分布しており、個々の橋梁の損
傷特性を上手く分離できていない。Comp.2は、点検項目AとBを抽出しており、一方Cは、Comp.1、Comp.2いずれの要因にも寄与せず、他の点検項目と独立していることが推察される。そこで、（高力ボルト・リベットの脱落、破断、変形）の項目（A、B、C）と、（塗装劣化。表面さび、断面欠損の腐食）に関する項目（D、E、F）に分類し、それぞれで主成分分析を行った。
（1）鋼橋鋼桁の項目A、B、Cの分析結果
項目A,B,Cの主成分分析の結果を、図−9に示す。同図（a）
より、高力ボルト、
リベットの脱落（項目A）と、破断（項目B）に関（a）Comp.1、Comp.2と各点検項目の関係

するベクトルと、変形（項目C）に関するベクトルのなす角度がほぼ直角であり、損傷特性が大別されていることが分かる。すなわち、
これは点検項目A、Bと点検項目Cは、無相関であることを意味する。
点検項目A、Bの得点の平均より算出した健全度と、経過年数の関係が図―9（b）である。経過年数がある一定期間の橋梁において、健全度が低下している傾向がある。現在、鋼構造物の維持管理において「遅れ破壊現象」が問題視されている。
こ
れは、ある時間が経過した後、突然、脆性的に破壊する現象
であり、高力ボルトF11Tの使用に伴う損傷である。
F11Tは、昭和40年代後半から50年代初頭を中心に使用され、現在の主流であるF10Tと比較して高強度なため、設計上ボルトの本数が削減できる利点があった。現在でも多くの（b）経過年数と項目Ａ、Ｂの健全度

継手に残されているため、ボルト脱落による第三者被害が懸念される。岐阜県橋梁点検マニュアルでは、施工時期特有の損傷特性として、注意喚起するよう記されている。
これを踏まえ、F11Tが使用された期間を図−9（b）に点線で示すと、その年代の橋梁で健全度の低下が確認できた。F11Tの影響と考えられるグループを抽出することができた。高力
ボルトの脱落に関しては、使用されている高力ボルトの種類に注意を払い、F8TやF10Tなど他の種類の高力ボルトに変更するなどの対策をとり、維持管理を行っていくことが必要であると考える。
一方、点検項目C「主部材や2次部材の変形」の得点と、経6

過年数の関係が図−9（c）である。点検項目Cの判断基準は、（c）経過年数と項目Cの健全度「ある」「なし」の2通りであり、小さな変形と大きな変形を同様

図－9 鋼桁の項目（A、B、C）の主成分分析結果

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記号

点検項目

Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ

高力ボルト、
リベットの脱落
主部材や２次部材の破断
主部材や２次部材の変形
塗装劣化がある
表面さびがある
断面欠損がある表－5 鋼橋鋼桁の点検項目（2）鋼橋鋼桁の項目D、E、Fの分析結果
点検項目D（塗装劣化）、E（表面さび）、F（断面欠損）についての主成分分析結果を、図−10に示す。項目D、E、Fのベクトルが同一の方向を示しており、
これら３つの点検項目は関係があることが分かる。Comp.1は全ての点検項目で構成されており、全体的な劣化の程度を表していると解釈される（D、E、FそれぞれのComp.1への寄与率は−0.578、−0.698、−0.422であ

図－10 鋼桁の項目（D、E、F）の主成分分析結果る）。Comp.2は、点検項目FとDが反対向きに寄与しており、点検項目D（塗装劣化）、E（表面さび）、F（断面欠損）の順に劣化

対象橋梁で使用されている塗装は、一般的な環境下で用が進行することが考えられ、変状の特徴、もしくは損傷の深刻いられるＡ系の長油性フタル酸樹脂塗装（表−6）である。Ａ度を分類する指標であると解釈できる（D、E、Fそれぞれの塗装系は、軟質で水分によって溶解しやすい性質があるた

Comp.2への寄与率は−0.575、0.000、0.818である）。

め、河川上に架橋してある場合は、結露によって塗膜が膨潤

ここで、この3項目の得点の平均で算出されるS.HI.1を、（3）式で定義する。
ただし、xiは、項目D、E、Fの得点である。

1 3
S.HI.1 = ∑ xi
3 i =1

する可能性があり、特に冬季には、融雪剤の影響で塗膜劣化が促進することもあり、塗装の種類や立地環境により、劣化速度が大きく異なることが報告されている（藤原2002）⑧。

（３）

S.HI.1とComp.1の相関係数は−0.903である。
主成分分析より、Comp.1とComp.2の指標を用いた平面上
で、クラスター分析を行った結果が図−11である。Comp.1−
Comp.2平面上の散布図を表した図−11（a）
より、
グループ３
とグループ４は、損傷の特性が異なる橋梁が抽出されていると考えられる。一方、図−11（b）
より、どのグループの橋梁群においても、経過年数と健全度の低下の間に相関は見られない。
これらのグループは、図−10や図−11（a）
より、塗装劣化や断面欠損が進行している橋梁群を示している。断面欠損は、塗装の劣化した部位から発生することが多く、塗装に起因した損傷であると考えられる。

図−11のクラスター分析の分類結果を踏まえ、橋梁毎の点
検データに添付されている変状写真より橋梁の損傷状態を読み取ると、以下のことが分かった。
グループ１ 概ね健全な橋梁が多く、表面に僅かにさびが発生している状態であった。
グループ２ 塗装劣化が部分的に進行している状態の橋梁が見られた。
グループ３ 全体的に塗装劣化や表面さびが進行している状態の橋梁が確認された。
グループ４ 塗装劣化や表面さびがさらに進行し、断面欠損に至っている状態であった。
塗り替え期間が短くして健全度が低下している橋梁が見られる一方で、期間が長くても比較的健全な状態の橋梁もあり、経過年数との関係は見出せなかった。
しかし、塗装劣化の進行に伴う鋼桁全般の劣化程度は、点検データから十分階層化可能であることもわかる。
橋梁が立地する環境や使用状態によって塗装の劣化速度が異なるので、塗装の一般的な耐久年数などに関係なく、橋梁の健全度を基準として維持管理を進めると同時に、塗装塗り替え履歴（塗り替え間隔や塗料の種類）のデータ化を行い蓄積を図り、個々の橋梁に応じて塗り替え間隔を定め、適切な時期に塗装塗り替えを行い劣化の進行を抑制することが表－6 A系塗装系の詳細重要であると考える。

7

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3.3 コンクリート橋RC桁の結果
RC橋は図−3や図−4に示したように、径間が短く、また経過年数が長く古い橋梁が多いのに加え、県が管理する橋梁における割合が小さいことが特徴である。RC桁の点検項目は、表−7であり、96橋のRC桁についての主成分分析の結果を図―12に示す。
図−12（a）
より、ベクトルの方向と角度に着目すると、ひびわ
れに関する項目（A、B、C、D）とコンクリートの剥離や鉄筋露出に関する項目（E、F、G）
を示すそれぞれのベクトル混在し、右上部分に多くのデータがプロットされているため、2種類の損傷特性が混在していると考えられる。
記号

点検項目

Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ
Ｇ
Ｈ

ひびわれ（漏水、遊離石灰、さび汁を伴わない）
漏水、遊離石灰を伴うひびわれ
さび汁を伴うひびわれ
二方向ひびわれコンクリートの剥離、欠損
鉄筋露出、さび
鉄筋の断面欠損、破断
施工不良による豆板等（a）Comp.1、Comp.2と各点検項目の関係

表－7 RC橋RC桁の点検項目（b）各主成分の分散と寄与率（a）Comp.1とComp.2の関係

8（b）経過年数と健全度の関係（c）各点検項目の寄与程度

図－11 鋼桁の項目（D、E、F）のクラスター分析結果

図－12 RC橋RC桁の主成分分析結果

岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
図−12（b）
より、Comp.1の寄与率は0.38で高い説明力はな
いが、他のComp.2やComp.3と比較すると高い値を示している。
またComp.2とComp.3は、ほぼ同様の説明力を有していることが分かる。
図−12（c）
より、Comp.1は、点検項目すべてが負の値を示しており、全体的な劣化を示す指標であることが考えられる。
Comp.3は、ひび割れに関する項目（A、B、C、D）と、
コンクリー
トの剥離や鉄筋露出に関する項目（E、F、G）
で反対向きを示しており、損傷機構を差別化する指標であり、鋼橋RC床板で選択した指標と同様の物理的意味を有すると考えられる。
Comp.2は、損傷機構に関係する指標であると推測されるが、Comp.1やComp.3と比較して物理的意味を解釈することが困難であった。
主成分分析の結果を踏まえ、Comp.1が全体的な劣化を示（a）Comp.1、Comp.2と各点検項目の関係

し、Comp.3が損傷機構を分類を示す指標であることが把握できた。
しかしデータを詳細に検討すると、RC桁は施工されてから長い時間を経過しており、その修復履歴も相当に複雑で、一意的に解析・解釈することは困難であった。
RC桁は先にも述べたとおり、数が少なくまた径間長も短いので、今回の解析ではこれ以上の考察は行わなかった。

3.4 コンクリート橋PC桁の結果
PC桁の点検項目は、表−8の通りである。なお岐阜県の点検
マニアル③には、
これらの項目の他に、コンクリートの剥がれ
鋼材、シース等に欠損、腐食がある」、「継ぎ目からの漏水、遊離石灰がある」、「桁端部の遊間に異常が認められる」の３項目があるが、欠損データが多いため、解析の対象から外した。
325橋のPC桁についての主成分分析の結果を図―13に示す。

（b）各主成分の分散と寄与率

図−13（b）
より、Comp.1の寄与率は0.46で突出して説明力が高い。累計寄与率では、Comp.2までで0.62とデータの約６割を要約している。図−13（c）から、Comp.1は全ての点検項
目が負の値を示しており、全体的な劣化を表す指標であることが分かる。Comp.2はひびわれに関する項目（A、C）とコンク
リートの剥離や鉄筋露出に関する項目（D、E）で正負が逆を示しており、損傷の特性を分類する指標であることが考えられる。Comp.3は、Comp.2と同様に損傷の特性を分類する指標であると考えられるが、明瞭な物理的意味を解釈することは困難であった。
記号

点検項目

Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ

ひびわれ（漏水、遊離石灰、さび汁を伴わない）
漏水、遊離石灰を伴うひびわれ
さび汁を伴うひびわれ
コンクリートの剥離、欠損
鉄筋露出、さび
施工不良による豆板等
表－8 PC橋PC桁の点検項目（c）各点検項目の寄与程度
図－13 PC橋PC桁の主成分分析結果

9岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
主成分分析の結果より、全体的な劣化を示すComp.1と、損れる。
ポストテンション方式は1969年、
プレテンション方式は傷の特性を示すComp.2の2つの指標に着目し、図−14の1971年にテーパーの標準化が行われた。
これ以前に建設さComp.1−Comp.2平面上において、黒丸で囲んだ橋梁で写真れた橋梁は、上フランジ端部が垂直となっており、間詰め部判別を行った。すなわち、外観上の損傷状況を表−9のようにが下方に変位し、ずれが生じる可能性があると考えられてい整理し、この基準に基づいて劣化機構の判別を行った。そのる。ずれやひびわれから浸透した水により、PC鋼材が腐食破結果を図−14に記した。添え字は、表−9で定めた損傷のグレ断することが考えられ、これに伴う耐荷力の低下や抜け落ちードを表している。損傷状況が異なる橋梁が混在している箇に対する抵抗力の低下が懸念されている（日本道路協会、所もあるが、概ねComp.1-Comp.2平面上で、損傷の特徴を捉2012）⑪。

え分類することができていると考えられる。
潜伏期Ⅰ 間詰め部分や桁下・側面に異常はなく健全な橋梁。
潜伏期Ⅱ 間詰め部分に漏水による汚れが発生している。
さらに間詰め部分の漏水が進行し、遊離石灰が発生している。

PC鋼材の定着位置に着目すると、ポストテンション桁では、1979年以前はPC鋼材を主桁上縁で定着していた。
この
場合、橋面の滞水が後埋めコンクリートの打継ぎ面から定着
部やシース内に浸透し、PC鋼材が腐食する可能性が考えられる。その後、1980年から1993年までは、桁長27m以下の損 傷 遊離石灰が間詰め部分から桁本体に進行し、桁側面タイプⅠ などにも遊離石灰が見られるような状況。
また、漏水

場合は、PC鋼材が主桁上縁で定着され、桁長28m以上の場の進行によりPC鋼材が腐食し、ひびわれが発生している橋梁もある。

降は、桁長に関係なく、主桁端部でPC鋼材が定着されるよう損 傷 遊離石灰が全体的に進行している状態に加え、桁下タイプⅡ 部分にPC鋼材に沿った縦方向のひびわれがはっき

合は、主桁端部で定着されるようになった。
そして、1994年以になった（岐阜県、2010）⑫。

りと確認できる橋梁。
ここで、PC橋の損傷形態や構造について整理する。PC橋は元来、構造的な曲げひびわれを許容しない構造であるので、一般的なPC桁の損傷種類は、漏水・遊離石灰の発生が最も多く、次いでひびわれ、剥離であると考えられる。ひびわれ

表－9 グレードと劣化状況

は、主桁下面縦方向のひびわれが突出して多い。主桁下面では、直接降雨が当たらず滞水も生じないため、極端なかぶり
不足・上面やPC鋼材の定着部から桁内部への雨水の浸入・PC鋼材のグラウト充填不良により、PC鋼材が腐食しひびわれが発生するとされている（国総研、2010）⑩。
間詰め部分のひびわれには、遊離石灰や漏水の跡が多く見られ、構造上の損傷として図−15に示すテーパーが考えら

図－15 テーパーの有無

図－14 写真判定の結果

10

西暦

ポストテンション方式

1969

テーパーの標準化により間詰部の形状を逆台形とする。

1980

PC鋼材を桁長27ｍ以下で主桁上縁で定着、28ｍ以上で主桁端部で定着するように指定。

1994

すべての桁長でPC鋼材を主桁端部で定着するように指定。

西暦

プレテンション方式

1971

テーパーの標準化により間詰部の形状を逆台形とする。
表—10 PC橋に関する設計指針の変遷

岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
区分の定義（PC.Cr）と経年の関係を見ると、次の事が観察できる。

区分１ 1971以前

間詰部分の標準化がされておらず、桁上縁でPC鋼材を定着していた時代。

●「桁下部にPC鋼材に沿ったひび割れが発生する」という損

区分２ 1972〜
1980

間詰部分の標準化はされたが、PC鋼材を桁上縁で定着していた時代。

区分３ 1981以降

間詰部分の標準化が成され、PC鋼材を桁端部で定着し始めた時代。

区分

架設年

表－11 提案するPC橋架設年度の区分の定義

傷タイプIIの進展を計測するPC.Crの低い橋梁群が、
この指標により顕著に抽出されている。
この橋梁群の多くの橋
梁では、PC.Spもかなり低いものが多い。
さらにこれらの橋
梁は、区分１及び２の時期にのみ見出される。
●PC.Spのみが低い、すなわち「鉄筋腐食によるコンクリート

このような定着位置の変化により、桁内部への水の浸入経ひび割れ」のみが進行する一群の橋梁が存在し、この橋梁路が大きく異なることが推測され、建設された年代により損群が損傷タイプIの橋梁として、
この解析では抽出されてい傷過程に違いが生じると考えられる。

る。
さらにこれらの橋梁の多くは、区分１及び２の時期に見この損傷過程を踏まえ、プレストレスの与え方の違いやPC出される。

鋼材の定着方法、間詰め部分の構造に注目し、指針の変遷を

以上の観測結果を踏まえると、PC.HI.1、PC.Sp及びPC.Cr等

表−10にまとめ、架設された年代に応じて区分を表−11のようの指標と、架橋年代を考慮することで、PC橋桁の維持管理やに３段階設けることを考えた。

補修に関する多くの有用な情報が引き出せることが分かる。

コンクリート橋PC桁では、主成分分析結果より、劣化機構の違いで橋梁群を層別することができることが分かったので、鋼 橋 R C 床 版と同 様に新たな健 全 度 指 標（P C . HI. 1とPC.HI.2）を、（4）、（5）式のように定義する。

PC.HI.1 =1 6∑ xi
6 i =1PC.HI.2=PC.Sp - PC.Cr =

（４）

1 2
1 3
x j − ∑ xk （５）∑2 j =13 k =1

ここに、xiは全6項目の得点、xjは2項目（D、E）の得点、xkはAge（year）（a）PC.HI.1と経過年数

3項目（A、B、C）の得点である。
（Bは、今回の主成分分析結果
で寄与は少ないが、AやCと同じひび割れに関する指標であるので、指標に加えた）。
なお劣化機構に関する考察のため、（5）式の二つの項を、剥離に関係する指標PC.Spと、ひびわれに関係する指標PC.Crに分解することを考える。
新たな健全度指標PC.HI.1と主成分分析のComp.1、さらにPC.HI.2とComp.2の相関係数を計算すると、それぞれ−0.989
及び−0.816であり、両者はほぼ同等の指標であると言える。

Age（year）（b）PC.Spと経過年数

ここで（PC.HI.1、PC.HI.2）平面で、データをクラスター分析
により便宜的に4つのクラスターに分け、それぞれ先に表−10で示した4つのグレード名を便宜的に付けた。PC.HI.1、PC.Sp、PC.Crと経過年数の関係を示したのが、図−16である。
ここに示す点線は、表−11に基づき架設年による区分を示した。
PC.HI.1と経過年数の関係を示した図−16（a）
では、それぞれのグレードで、経年劣化の傾向が読み取れる。特に損傷タ

Age（year）

イプIとIIでは、架設年代区分により、劣化の程度が大きく異なることが読み取れる。
図−16（b）と（c）に示す、新しく定義した指標（PC.Sp）及び（c）PC.Crと経過年数
図－16 各グレードにおける健全度指標と経過年数

11岐阜県橋梁点検データベースの統計解析に基づく簡易橋梁健全度評価指標
また、定義した健全度指標についての考察より、PC桁の設計や施工法の変遷が、その劣化機構をある程度説明できることを示した。すなわち、テーパーの標準化、PC鋼材の上縁定本研究では、多項目の点検データを有効に活用して、変状

着から端部定着への変遷は、PC桁の劣化を説明する上で重の特徴に応じて既存橋梁群を簡易的に層別する指標の提案要な要因であり、維持管理においてもそのような点を十分考を行うことを試みた。このような指標は、実務者が点検データ

慮する必要があることを示した。

の結果を簡易に判定し、問題橋梁の抽出、詳細調査を行う橋

なお、本解析の経験を通じて、できるだけ同じ項目を同じ

梁のスクリーニング等に用いると有効であると考えられる。得基準で定期的に点検することの重要性を指摘しておきたい。

られた成果は以下の通りである。

最近点検省力化等のため、点検項目を極端に簡素化したり、

鋼橋RC床版
主成分分析結果より全体的な劣化を示すRCD.HI.1と変状基準を安易に変更する場合があるが、点検データは、同質のデータの長時間の蓄積が有効であり、
この点は十分に考慮する必要がある。

の特徴を層別するRCD.HI.2の簡易的な指標で健全度を定義することにより、橋梁群の劣化機構を層別できることを示し謝た。
RC床板の劣化は、道路橋示方書の仕様の変更によっても本研究は、国土交通省建設技術研究開発費補助金を受け大きな影響を受けており、その点を点検結果と合わせて考え実施した、「 総合的な社会資本の戦略的維持管理システムのることが、劣化予測や、維持管理において重要であることを、開発（2011−2013年度、研究代表者本城勇介）の研究成果

解析結果は示している。

の一部である。

鋼橋鋼桁
点検項目を高力ボルト・破断・変形に関する項目（A、B、C）と塗装劣化など腐食に関する項目（D、E、F）の２つの損傷特性に大別して評価することが有効であることを示した。
鋼桁の点検項目（A、B、C）については、高力ボルトの脱落が多く、経過年数より高力ボルトF11Tの使用による遅れ破壊現象であることを確認し、点検時に注意すべき施工期特有の損傷を伴う橋梁の抽出ができた。
鋼桁の点検項目（D、E、F）については、点検結果からの統計分析では経年に対する明瞭な相関関係を見出せなかった。塗装劣化は使用環境に大きく左右されため、各橋梁の塗装履歴を把握し定量的基準に沿って適切に点検・維持管理していく必要性を示したと考えている。

コンクリート橋RC桁
建設年代が古く、小規模な橋梁が多い。
また複雑な補修履歴を持つ橋梁も少なくないと考えられる。
解析の結果RC桁では、健全度と経過年数に明確な相関関係が見られず、統計的手法を適用した維持管理は困難であった。

コンクリート橋PC桁
主成分分析により、PC鋼材に沿った桁下ひびわれが卓越する橋梁を層別し、維持管理上で優先度の高い橋梁群を抽出することができた。

12

辞

参考文献
①大竹雄、流石尭、本城勇介、村上茂之、小林孝一：統計的手法を用いた橋梁点検データベースに基づく橋梁健全度評価に関する基礎的研究、土木学会論文集A2（応用力学）、 Vol.67、No.2、（応用力学論文集Vol. 14）、I＿813- 824, 2011
②大竹雄、流石尭、小林孝一、本城勇介：橋梁点検データベースの統計解析に基づく劣化機構を考慮した鋼橋RC床版の健全度評
価、土木学会論文集A1（構造・地震工学）、Vol.68、No.3、683-695、2012③岐阜県県土整備部道路維持課：岐阜県橋梁点検マニュアル、
2001④森弘、大島俊之、三上修一、天野政一、井上実：コンピュータ・グラ
フィクスと数量化理論を応用した橋梁の維持点検評価法、土木学
会論文集、No.501/I-29、pp.113-121、1994⑤津田尚胤、貝戸清之、青木一也、小林潔司：橋梁劣化予測のためのマルコフ推移確率の推定、土木学会論文集、No.801/I-73、69-82、2005⑥玉越隆史、大久保雅憲、渡辺陽太：道路橋の計画的管理に関する調査研究、国土技術政策総合研究所資料、No.523、2009⑦土木学会：コンクリート標準示方書［維持管理編］2007年制定、2008⑧藤原博、三宅将：鋼橋塗膜の劣化度評価と寿命予測に関する研究、土木学会論文集、No.696/I-58、111-123、2002⑨日本鋼構造協会：鋼橋塗膜調査マニュアル、1993⑩国土交通省国土技術政策総合研究所、社団法人プレストレスト・
コンクリート建設業協会：PC道路橋の健全度評価の高度化に関する共同研究、国土技術政策総合研究所資料、No.613、2010⑪社団法人日本道路協会：道路橋補修・補強事例集（2012年版）、
2012⑫岐阜県県土整備部道路維持課：岐阜県橋梁点検マニュアル、
2010（2013年9月25日受付）