2021/12/10

2021.12.10
鋼橋の長寿命化対策に関する講演会（３）鋼鉄道橋の特徴
道路橋

鉄道橋

ＪＲ西日本の鋼構造物 維持管理について
ＪＲ西日本

木村元哉
まくらぎ

床版

鋼桁２主桁）

鋼桁（鋼鉄道橋の変遷

経年分布（ＪＲ西日本）
鋼鉄道橋の特徴

2500

その他特殊桁Gc 【合成桁】
Gt 【スルーガーダー】
Gd 【デックガーダー】
Gb 【鋼ボックスガーダー】
It 【トラフガーダー】
T 【鋼トラス】
I【Ⅰビーム】

数量（連：ブロック）

2000
1500

橋梁更新・補強の時代

リベット構造1000

維持管理の時代
溶接構造

500

1880
1885
1890
1895
1900
1905
1910
1915
1920
1925
1930
1935
1940
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015

0

建設年次 （年）

武庫川，神崎川，十三川橋梁

関西線 木津川橋梁（大河原・笠置間）

わが国最初の鉄製鉄道橋

浜中津橋（いずれかからの転用）

現在の武庫川橋梁

橋梁名十三川橋梁
神崎川橋梁
武庫川橋梁

68’-8”

支間連数

68’-8”

9連 M7(1874)1月

68’-8”

17連 M7(1874)5月

M23(1890)

12連 M7(1874)2月

T5(1916)完成

・橋梁の構造はすべて錬鉄製ポニーワレントラス
・M27(1894) 複線化着工，３主構複線桁に改造

PATENT SHAFT CO LD WEDNESBURY 1896

撤去年

T5(1916)

供用開始

1897年

ランガー補強 1925年
関西鉄道（私鉄）
設計：白石光雄，那波光雄（Sir Benjamin BAKERに 設計閲覧を依頼）
パテントシャフト社製作

1

2021/12/10

更新・補強が盛んに行われた時代
機関車の大型化
蒸気機関車の大型化• ①1931～1941年頃
機関車の大型化に対応するため，補強対策実施

設計荷重の増加160

8.0MTS140

7.0

機関車総重量 (tf)

6.0

EF65 96.0(tf)100

5.0804.060

3.0
EF65：EA-17相当の電気機関車

40

2.0
機関車総重量 (tf)
換算等分布荷重 (tf/m)200

換算等分布荷重 (tf/m)

EF65 5.81(tf/m)
120• ②戦後の復興期
戦時中の保守不足①の時代より残る弱小桁の取替え・補強

1.00.0(年)

機関車荷重の変遷

下吊り補強（舟形補強）

溝形補強桁
溝型補強
マクラギ

上フランジ

奥羽線 檜山川橋りょうではじめて実施（1932年）

東海道本線

上淀川橋りょう

国鉄での土木構造物の維持管理の始まり
A＆P ROBERTS Co. PENCOYD
1899（明治32）年製作
新大阪・大阪間

1901年供用開始

主要線区で最も古いトラス2

2021/12/10【出典】

維持管理体系・制度の変遷『鉄道土木』（現『日本鉄道施設協会誌』）

1950（昭25） 東鉄局で維持管理の制度化検討開始
1953（昭28） 建造物保守心得制定（東鉄局達）
1953（昭28） 線路工作物の実態調査開始
1956（昭31） 建造物保守台帳 制定（総裁達）建造物保守心得（案）制定
1965（昭40） 建造物検査標準解説 制定
1974（昭49） 土木建造物取替の考え方 完成
1987（昭62） 建造物保守管理の標準 制定
2007（平19） 維持管理標準 制定
創刊：
昭和34年1月

戦後の復興と維持管理

実態調査

戦時中の施設荒廃・戦災

1953年（昭28）～「線路工作物の実態調査」

建造物の資料焼失・廃棄・建造物の数量、財産価額・荒廃量の実体把握

1947～1948年（昭22～23）実体調査
・保守不足による老朽化
維持管理の基礎データ
メンテ不足、戦災、森林伐採＝橋梁老朽、洗掘など

・「永久構造物」→「耐用命数がある」
・点管理→広域管理（線区）『建造物保守心得』『建造物検査標準解説』
1957～1960年（昭32～35）第1次5カ年計画

1956年（昭31）「建造物保守心得（案）」
標題

運転保安上 緊急取替を要する建造物の取替計画・実施

内容「誰が見ても危険だと判断される建造物」を取替
第1章 総則目的、保守すべき建造物の範囲、変状の定義

第2章 保守

建造物の実態把握の方法、保守の方法

第3章 検査検査の種別、検査の実施者、検査の周期

第4章 措置

緊急措置、一般措置の方法（変状調書の作成、変状分類（ランク））第5章 図表および台帳類

整備すべき図表および台帳別

別表建造物保守台帳、建造物集計表、ペイント塗
替調書、建造物変状調書、河川経歴表、主要災害記録表など

不健全の度合いを判定することが難しくなってきた
事後保全から予防保全へ“軽微なうちに対策”

1961年（昭36）「建造物検査標準解説」
建造物の安定、応力計算、振動・沈下の標準値など

3

2021/12/10『土木建造物取替の考え方』
戦後の緊急取替（復興）から定常的維持管理へ『土木建造物取替の考え方』
1971～1974（昭46～49） 土木学会
「土木建造物の取替標準に関する研究委員会」

将来膨大な数量の取替えが集中【当初の目的】
土木建造物の取替などの定量的判断基準

計画的に一定量の取替えを行う
建造物取替の判定基準を定める

土木建造物は個別性が強い
各建造物の個々の特性をよく認識することが大切「なまじ基準を定量化すると、保守を阻害することもある画一的に定量化するのは危険」

1971～1974（昭46～49） 土木学会
「土木建造物の取替標準に関する研究委員会」【成果】
建造物保守の流れを体系化・解説（検査方法、変状原因、健全度判定、措置）

維持管理フロー（現在）『建造物保守管理の標準・同解説』
検査周期2年

START

1986年度（昭61） 土木学会
「土木建造物取替標準（鋼構造）に関する研究委員会」
全般検査 実施

通常の使用状態
B,C,S
ランク「土木建造物取替の考え方」の時点修正

必要に応じて監視等の措置

AAランク

健全度
判定
応急措置

・略図や表を多用，分かりやすく・疲労変状等 新たな変状

Aランク

個別検査 実施

部材別の変状評価に加えて耐力，耐久性，走行性を考慮

Bランク

健全度判定
AA,A1,A2ランク

現有応力比率措置

補修・補強，改造，取替1987年(昭61)3月『鉄道構造物等 維持管理標準・同解説』
鋼・合成構造物
2007年（平成19）1月「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」の解釈基準・解説
性能照査型の維持管理体系

通常全般検査（目視） =性能（安全性）を定性的に照査
性能の確認 ≒ 健全度の判定

ＪＲ西日本における現在の検査
新たに設定

特別全般検査（入念な目視）=性能を詳細に照査
個別検査（詳細な検査、計測等）

4

2021/12/10

検査の体系（鋼構造物の例）

通常全般検査検査の体系

通常全般検査･･･（入社時健康診断）

初回検査
2年毎

通常全般検査全般検査･･･（定期健康診断）

・定期的（2年に1回）に行う検査・主として目視検査
・重点検査箇所の検査
・環境変化の捕捉10年または塗装の都度

特別全般検査構造物検査･･･（人間ドック）

個別検査･･･（専門医での精密検査）

随時検査･･･（流行している病気の検査）

特別全般検査特別全般検査・塗装足場を活用した検査（塗替え塗装時に実施、一部10年周期）
・至近距離からの目視検査
・橋梁カルテの整備，更新・重点検査項目の指定これからの維持管理に向けて【１】 交換用支承【２】 対策のバリエーション【１】 交換用支承線支承の部材摩耗
鋼材接触部の摩耗

鋼鉄道橋の支承
耐用年数が長い鋼鉄道橋にあって端補剛材下端支承は“交換周期 数十年の交換部品”

ソールプレート上面
下フランジ山形鋼上面※周期は個々に異なる＝線区（通トン），既補修歴，支承種別 等

ソールプレート下面

各部材 数mmの摩耗
下シュー上面5

2021/12/10

き裂発生メカニズム

交換用支承の構造

 摩耗が進行 下フランジ山形鋼に面外曲げが発生

上沓
ゴムプレート拘束板

 下フランジ山形鋼のき裂開発のコンセプト

 摩耗に強い 摩耗した箇所を交換できる

圧縮リン
グ

下沓

特徴

支圧板
すべり板

【２】対策のバリエーション（例）Ｉビーム支点部のき裂?
2① 全高 低(線支承交換)② 耐摩耗性 良（面接触）③ 部品交換 容易④ 製作工期 短い

載荷ジャッキ
載荷梁

1000

ストップホール縁の応力範囲 [N/mm ]ゴムプレート部で回転に対応：Run–out

800
600
400

200

100 4
10：文献16（SS400）：文献17（SM490Y ）：文献18（SM490YA ）：桁試験体A：桁試験体B：全橋試験体105610
繰返し数

式 (1)

107

試験体
(撤去Ｉビーム)

疲労試験

支点首部のき裂

10年以上の供用実績
支圧板－すべり板間で滑動に対応

実橋測定

FEM

「監視」（管理下に置く適切な措置として）（例）Ｉビーム支点部のき裂
従来の対策：取替が基本
き裂の性状

措置
変状に応じて措置を分類

継続監視（通常全般検査）

き裂の進展状況
当板・沓座補修
ストップホール近傍の応力取替〔従来〕 監視：補修・補強，取替までの措置
管理下に置く適切な措置として監視

6