16

レポート 2020 Vol.

一般財団法人 橋梁調査会
Japan Bridge Engineering Center

目

次

巻頭言





橋梁調査会

橋梁診断アドバイザー
国際圧入学会 専務理事
日下部 治

「道路点検士」資格制度の事業状況

01

新技術導入促進機関、点検支援技術について

05

助成研究

・強風時の車両走行安全性検討のためのトラス桁橋上の横風特性
・橋梁点検における AI 活用に向けて
・設計の想定を超える地震作用に対する橋梁全体系の崩壊挙動の解析
・道路橋床版疲労シミュレーションに向けた RC 床版疲労解析における
パネル床版と実橋床版との等価解析条件の検討
・日本での就労を希望するベトナム人橋梁技術者の
意識および資質に関する調査研究

海外調査報告・第 36 回国際橋梁会議（IBC2019）の聴講参加とワシントン D.C.、ニューヨークでの橋梁現地調査報告・fib シンポジウム 2019（クラクフ）参加と
ポーランド・チェコ・ドイツにおける橋梁視察報告

09
15
22



30



37


43



47

トピック

・国土交通行政関係功労者表彰の受賞について
・橋梁技術に関する研究開発助成について
・建設技術フェア等の参加報告

52
53
54

都市と橋

四万十川橋

55

巻

頭

言

豪雨災害と橋梁基礎の点検・維持管理
橋梁調査会 橋梁診断アドバイザー
国際圧入学会 専務理事
日下部
1．まえがき近時、豪雨災害が世界各地で多発している。毎週のように河川の氾濫、堤防の決壊による甚大な被害が報道され、治に洗堀によって根入れ部を失うことは、基礎の支持力の面からみて極めて怖い現象である。特に根入れ部の浅い直接基礎は脆弱である。

橋梁の被害事例も少なくない。2020年7月17日付けの産経新聞によれば、今回の九州豪雨で道路・鉄道橋の少なくとも203．橋梁下部工の点検と維持管理か所が流出したと報道されている。2019年10月の台風19号に道路橋定期点検要領では、下部構造の定期点検時の主なよる多摩川に架かる日野橋の橋脚部が洗堀によって沈下が着目箇所として橋台、橋脚の項でともに洗堀が挙げられてい生じ、応急復旧が完了したとの報道がされたのは発災7か月る。平成31年度の定期点検要領の改定時には、橋梁基礎の後の2020年5月であった。豪雨災害による河川橋梁基礎の被洗堀問題の重要性に鑑み「水中部の状態把握に関する参考

災は、大規模で長期間の復旧工事が必要となる場合が多い。

資料」が加わり、内容が充実された。本参考資料には、現橋梁の橋脚部あるいは橋台部が流水によって洗堀あるい在までの橋梁基礎の洗堀に関する知見が集約されている。

は浸食される橋脚・橋台の沈下・傾斜の被災は古くから認

定期点検は、直接目視に加えて、非破壊検査、試掘など識され、主に河川工学分野の研究者によって水理学的検討の詳細な調査の実施を考慮すると渇水期に実施するのが現が行われて来た。洗堀現象は水理学と地盤工学との複合的

実的ではあるが、近時の豪雨災害の頻度を考えるとき、再度な境界領域の課題であり、近年国際的規模で地盤工学からの豪雨時や地震時などに備えて、洪水後の緊急点検や継続の研究努力も開始されている。国際地盤工学会の技術委員

的な挙動観察も必要となろう。
「参考資料」にも記載されて会TC213「Scour and Erosion」は、2年に一度国際会議を開いる通り、近年では水中カメラの活用やソナーによる3次元

催し世界各地の橋梁の洗堀事例が報告されている。

計測技術も使える環境になってきている。

2．支持力問題としてみた洗堀現象

94年前の1926年の建設であった。古い橋梁の場合、（1）河被災事例は古い橋梁に多いとの指摘がある。日野橋は、洗堀による沈下・傾斜の現象を、被災事例の多い砂礫地

川管理施設構造令制定前に設計・建設された橋梁基礎は洗盤に建設された直接基礎の支持力問題として単純化して考堀対策が十分でない、（2）設計図書、図面、補修履歴の資えてみよう。浅い帯基礎の鉛直支持力は、底面支持力と根料が保存されていない、（3）河道、河床が変動している、な

入れ部の周面摩擦力の和で表現される。底面支持力は2つのど古い橋梁では点検実務上の困難さが多い。

項からなり最初の項は、基礎幅に比例し、2番目の項は根入健全性の診断における判定区分で、早期措置、緊急措置

れ深さに比例する。洗堀されても必要な支持力を確保するたと診断された場合、どのような復旧補修また可能な限りの補めに、河川橋梁の通常設計では付加的な根入れ深さが考慮

強対策が可能か？当該橋梁の重要度、復旧完了までの時間される。観測事例によれば洗堀最大深さは基礎幅の1.5 〜 2.0

的制約、橋梁下の狭隘でかつ空頭制限が厳しい施工環境な倍程度である。

ど施工上の制約条件は多い。日野橋のように沈下した橋脚を洗堀により根入れ深さがゼロまで減少すると、底面支持力

撤去し径間の長い桁をかけ、隣接する橋脚の補強工事等のは第二項が消滅し、第一項のみになる。第一項は基礎幅に

事例では7か月を要した。予防保全段階において、洗堀防止

比例していることから基礎端部での支持力は極めて小さくな対策とともに耐震補強を兼ねた橋脚基礎の補修・補強対策

り、沈下するともに傾斜しやすい状態になる。洗堀により根を計画的に実施することも選択肢の一つとなろう。

入れ深さが減少すると、底面支持力とともに根入れ部の周面摩擦力も減少する。この根入れ部の周面摩擦力は根入れ長4．おわりにの2乗に比例するので、洗堀深さが増大すると周面抵抗は急

近時の地球温暖化の加速的進行を考えると、今後とも豪激に減少する。同時に、流水圧に抵抗していた受働土圧も雨災害発生の頻度は減少するより増加すると考えるのが自失われ、基礎は傾斜・転倒しやすくなる。洗堀の進行につれ然である。豪雨災害の度に、橋梁基礎の洗堀問題が繰り返て、基礎の荷重―沈下挙動は、いわば深い基礎から浅い基し発生することも想定される。河川橋梁の維持管理は、「気礎への挙動へと移行し、基礎底面下の地盤の破壊形態も拘候変動を踏まえた治水計画の在り方（令和元年10月、気候

束塑性流れから非拘束塑性流れにと変化するので、荷重―変動を踏まえた治水計画に係る技術検討会）」と密接に連沈下挙動はピーク後に軟化傾向を示す場合もある。このよう携して議論される必要がありそうである。

「道路点検士」資格制度の事業状況
企画部

技術研修室長1．はじめに皿井聖識されました。

我が国の道路橋は、急速な老朽化に伴い劣化損傷

これらの要請に応えるため、「公共工事の品質確が急速に進展しています。従来に増して道路橋の点保の促進に関する法律（品確法）」において、公共検技術者が必要とされています。

工事に関する調査（点検及び診断を含む。）及び設

道路橋の点検技術者の技術力向上と育成を目的と計の品質確保の観点から、必要な知識・技術を有す

して橋梁調査会では平成26年4月より「道路橋点検

る者の資格を国土交通大臣が評価・登録することに士」の資格を創設し、平成27年1月に国土交通省のよって、品質確保と技術者の育成及び活用の促進を

民間登録資格に登録され、令和2年2月に更新されま図る新たな制度が平成26年11月に創設されました。

した。また、「道路橋点検士補」は平成27年11月に創設されました。

国、都道府県、市町村

2．国土交通省登録技術者資格制度の背景

発注

我が国の道路橋は、高度経済成長期（1955年〜

品質の確保

橋梁点検業務

1974年）に集中的に建設され、日本の社会経済文化の発展に寄与してきました。しかし、図－1に示す
ように、それらの道路橋は急速に高齢化し、それに伴う劣化損傷も急速に進展していく可能性があります。これらの老朽化した社会資本ストックの維持管
理・更新、技術者の減少及び社会資本の品質の確保等が課題となっています。これらに的確に対応してためには、その担い手を育成し、将来にわたり確保することが求められています。
また、平成24年12月に発生した笹子トンネル事故を契機にとして道路構造物の維持管理の重要性が認

図－1
1

J-BEC レポート

2020 Vol.16

従事登録された資格保有者（担当技術者）
資格試験、継続教育

橋梁調査会等の資格付与事業者
登録の申請

登録要件に
適合するものを登録

一定水準の技術力を有する
民間資格を国交大臣が登録

これにより、登録資格保有者の社会的な地位の向上
や活躍の機会拡大が期待されています。
当調査会では、「道路橋点検士」資格を国土交通省に申請し、施設分野として橋梁（鋼橋及びコンク橋梁の設計・施工、⑧計測機器・非破壊試験機器
橋梁定期点検要領に基づく記録様式の作成は以下のものです。
・記録様式（その9）（その11）（その12）（その13）

リート橋、）業務分野として点検において、平成27
年1月に登録されました。また、「道路橋点検士補」は、
平成28年2月に登録されました。

4）研修期間
3日間「道路橋点検士」の資格については、令和2年2月に更新されました。また、「道路橋点検士補」は、今年度の更新を予定しております。

5）研修修了者
平成27年〜29年の間は年間1,000名以上の修了者がいましたが、平成30年、令和元年は少し減少傾向で

3．道路橋点検士技術研修会

す。令和2年は新型コロナウイルス感染症の影響に

1）経緯

より研修会が開催されていません。

道路橋点検士技術研修会は平成6年に（財）道路

令和元年度までの修了者の合計は約15,000名とな

保全センターが主催した橋梁点検技術研修会が始まります。図－2に研修会修了者数の推移を示します。

りです。平成16年の橋梁調査会への引き継ぎを経て、資格制度に合わせ名称を道路橋点検技術研修会としました。令和元年度末まで延べ109回を開催しました。
これまでに、講義及び現地実習の受講並びに修了試験に合格した延べ約15,000名の道路橋点検技術者を養成してきました。
2）研修内容・橋梁の維持管理に関する基調講演（大学教授による講義）
・国の「橋梁定期点検要領（H31年3月）」の解説を中心に橋梁点検技術（点検要領、損傷評価基準、記録様式記入方法、対策区分の判定要領等）に特化した講義・鋼橋及びコンクリート橋の点検方法の講義

写真－1

・鋼橋及びコンクリート橋の補修・補強方法の講義（写真－1）・実橋（堀切橋）の記録様式作成等の現地実習（写真－2）
3）試験
現地実習結果の整理、橋梁構造の基本知識及び研修内容に関する試験を実施します。
橋梁構造の基本知識及び研修内容に関する試験は以下の内容となっています。
①道路橋の維持管理の心構え、②道路橋の維持管理に関する法令、③橋梁定期点検の考え方、④橋梁の基本構造、⑤橋梁の損傷、⑥点検の安全管理、⑦

写真－22020 Vol.16

J-BEC レポート2

研修会修了者数推移（人）
1400

16000

1200

14000

1000

12000
10000

800

8000

600

6000

400

4000

200

2000
H6
H7
H8
H9
H10
H11
H12
H13
H14
H15
H16
H17
H18
H19
H20
H21
H22
H23
H24
H25
H26
H27
H28
H29
H30
R1

0

修了者数(左目盛り)

0

延べ修了者数(右目盛り)

図－2
図－２

4．道路橋点検士および道路橋点検士補の審査登録
道路橋点検士の登録申し込みは、平成26年4月から開始され、平成26年度は約3,000人の登録がありました。平成27年度〜29年度は毎年1,000人程度の登録がありました。その後、少し減少傾向にあり、平成

道路橋点検士登録状況
3,000

10,000

2,500

8,000

2,000

6,000

1,500

4,000

1,000

30年度は約900人、令和元年度は約700人の登録があ500りました。令和2年度は研修会が開催されないこと

0もあり、8月までに約180人となっており、延べ登録

2,000
H26

H27

H28

H29

H30

登録者数(人）者数は約7,700人となっています。

R1

R2

0

延べ登録者数(人）

図－３図－3図－3に年度別登録者と登録者の状況を示します。
道路橋点検士補の登録申し込みは、平成27年11月

道路橋点検士補登録状況から開始され、平成27年度は約300人の登録があり

350

1,400

ました。平成28年度,29年度も同程度の登録がありま

300

1,200

250

1,000

200

800

150

600

100

400

50

200

した。その後、少し減少傾向にあり、平成30年度は約200人、令和元年度は約130人の登録がありました。
令和2年度は8月時点で約20人となっており、延べ登録者数は1,200人となっています。
図－4に年度別登録者と登録者の状況を示します。

0

H27

H28

H29

H30

R1

登録者数(人）5．道路橋点検士補検定試験

R20

延べ登録者数(人）

図－４図－4

道路橋点検士検定試験は、道路橋点検士資格を他の機関の研修者にも与え道路橋点検士技術者を育成す

術講習（主催（一財）全国建設研修センター、（一社）

ることを目的として、平成28年から実施しています。

建設コンサルタンツ協会）」及び「道路構造物管理対象となる研修は研修内容が調査会の実施してい実務者研修（橋梁初級Ⅰ）（国土交通省

北海道開る道路橋点検士技術研修会と同等であることを道路

発局、各地方整備局、沖縄総合事務局）」の研修になっ

橋点検士委員会で認められることが必要です。

ています。

現在認められている研修は「道路橋メンテナン技
3

J-BEC レポート

2020 Vol.16

これらの研修等で行われる試験の合格者又は達成

度の高い者に対し道路橋点検士補検定試験の受験が令和2年度道路橋点検士更新講習会は、新型コロナ認められることとなります。ただし、受験にあたっ

ウイルス感染症拡大の防止を図るため、従来の会場ては調査会が実施している研修の受講条件である学方式か自己学習方式に変更して行うこととしました。

歴に応じた橋梁に関する業務経歴を有することが必この自己学習方式は、申込者に「テキスト及び講要です。
この検定試験の合格者は道路橋点検士補の登録ができるとともに、所定の定期点検の業務経歴があれば道路橋点検士の登録申請が可能です。
これまで、平成28年度は78名、平成29年度は49名、
令和元年度は4名が受験されています。

義動画（DVD）等を送付」し、受講後、当調査会からの「講義内容に関する質問」に答えていただく方
式にいたします。
今後、毎年実施する事業であり、点検要領の変更
や社会的要求の変化に対応できる技術を伝える場にもなるため講義内容の検討も重要であると考えています。

6．道路橋点検士更新講習会
道路橋点検士等に登録した者は4年毎に更新講習

7．おわりに会を受講し資格を継続する制度になっています。道

我が国の道路橋約72万橋をしっかりと点検するこ路橋点検士更新講習会は、道路橋点検の技術の向上とが重要です。道路橋の安全を確保するためには近や点検結果の精度、信頼性を確保するとともに最新

接目視による損傷状況の把握と評価がまず必要となの道路橋の維持管理政策や新たな技術の習得を目的ります。それらの技術を有する者が「道路橋点検士」として実施しています。

であります。道路橋点検の義務化に伴い、その要員

平成29年度から道路橋点検士更新講習会を全国6都市で開催しました。
令和元年度末までに点検士が約3,400人点検士補が約130人の方が更新登録を済ませております。

である技術者を確保するとともに点検業務の品質確保が求められています。現場の第一線で道路橋の維持管理に携わっている「道路橋点検士」の皆様方が全国で活躍され、道路橋の安全確保および長寿命化に貢献されることを期待しております。

2020 Vol.16

J-BEC レポート

4

新技術導入促進機関、点検支援技術について

企画課長代理企画課長代理

大黒屋
石井

信英
豊

2．導入促進機関について

1．はじめに高度経済成長期に建設した道路橋の老朽化が急速

近年、様々な分野において新技術が開発されておに進むことが懸念されている。2020年9月に公表さり、その進歩は著しいものがある。さらに生産性のれ た 道 路 メ ン テ ナ ン ス 年 報（ 文 献1） に よ れ ば、向上や働き方改革等の課題への対応として期待され2020年3月末において全国では、約73万橋の橋梁がている。しかしながら各基準類は性能規定化されて管理されており、そのうち92%にあたる約66万橋はいるものの、求められている性能の確認方法が明示

地方公共団体が管理する橋梁である。建設後50年をされていなかったり、従来技術との比較検討に手間経過した橋梁の割合は、2020年時点で約30％、10年がかかったりする等して新技術の活用が進んでいな

後の2030年時点では約55％に急増する。1巡目（2014

い状況にある。

〜2019年度）に健全性の診断でⅢおよびⅣと判定さ

このような状況の中、新技術の活用を推進するた

れた橋梁のうち、修繕等に着手した橋梁は国土交通

めに、技術基準類の検討や技術の実証を行うための省の80%に対し、地方公共団体では47%にすぎない。

第三者機関が国土交通白書から公募された。橋梁調

また、市区町村における橋梁管理に携わる土木技術査会として、この公募に応募し第三者機関として選者は5人以下が大半を占めている。地方公共団体の定された。2020年度は、①橋梁の点検支援技術、②

委託点検による点検のうち国主催の研修受講歴が無軽量で耐久性に優れた歩道橋の床版技術、2つのく、資格も保有していない技術者が点検を実施した

テーマについて導入促進機関としての業務委託を受

橋梁が40%にのぼる。道路管理者、民間ともに技術けた。
今後、導入促進機関として国土交通省と連携し新者不足が浮き彫りとなっている。
そうした中で、供用中の橋梁に深刻な損傷が顕在化し、部材の破断や落橋などの事故が国内外で相次技術の活用に必要な技術基準類の検討や技術の実証等に取り込んでいく。

いで発生するようになった。国内では鋼トラス橋の木曽川大橋、本荘大橋でのトラス部材の破断（2007

3．これまでの点検支援技術について

年）やPC箱桁橋の妙高大橋でのPC鋼材の破断事故

3.1

これまでの経緯（2009年）が発生した。海外では、イタリアのモラ

国土交通省では平成26年度から平成30年度までの5ンディ橋崩落事故（2018年）や台湾の南方澳跨港大年間において、点検支援技術の開発・導入に係る現橋崩落事故（2019年）が記憶に新しい。

場検証等を実施し、画像計測技術について審議と評

以上のような社会インフラ施設の老朽化や技術者

価を橋梁維持管理部会（部会長：藤野陽三教授）に不足を背景に定期点検の更なる効率化・合理化に向て進めてきた。平成29年度には、NETIS（新技術シス

け、国土交通省は2019年2月の定期点検要領の見直テム）テーマ設定型により、うき・はく離を検出す

しに合わせて、参考資料として「新技術利用のガイる技術の評価がなされた。その評価結果を受け、平ドライン（案）」および「点検支援技術

性能カタ

成30年度には画像計測技術（橋梁とトンネル）と非ログ（案）」を公表した。2020年6月には性能カタロ

破壊検査技術（橋梁）について、性能カタログが公グ（案）を更新し、これまでの分類に加え、計測・表された。性能カタログとは、国が定めた標準項目

モニタリング技術とデータ収集・通信技術の分類をに対する性能値を開発者に求め、開発者から提出さ追加し公表した。

れたものをカタログ形式でとりまとめたものである。

5

J-BEC レポート

2020 Vol.16

令和元年度には、国土交通省から新たに「計測・モ

点検対象構造物の変状を外部から非破壊検査によ

ニタリング技術」について、「ニーズ型（ニーズを提り計測する技術を非破壊検査技術とした。非破壊検示し、技術を公募する）」と「シーズマッチング型（テー

査技術には、打音機構が装着されている技術を使用

マを指定せず、要素技術をもとめるもの）」の2テー
マについて公募が実施された。一方で、既に性能カタログとして公表されている画像計測技術と非破壊検査技術については、随時受付という形で新しい点
検支援技術の募集を実施した。応募された技術は、

平成 26 年度～平成 30 年度
試行的導入に向けたロボット性能の検証
橋梁維持管理部会

標準試験体による試験を行い、応募技術の原理を確NETIS（新技術活用システム）
評価・公表

認するとともに、実構造物を対象に応募技術の動作確認を実施した。

平成 31 年 2 月掲載 性能カタログ

令和2年6月には、技術検証（試験）を実施した応募
技術を画像計測技術（橋梁・トンネル）、非破壊検査橋梁等（画像計測技術）

技術（橋梁・トンネル）、計測・モニタリング技術（橋

橋梁等（非破壊検査技術）

梁・トンネル）、データ収集・通信技術に分け、性能

トンネル（覆工画像計測技術）

カタログとして、公表された。点検支援技術の経緯を図1に示す。
3.2

点検支援技術の分類

公募技術は、計測原理や検出項目が多岐にわたっ

これまでに国で技術公募し、国管理施設等の定期点検業務で仕様確認を行った 16 技術を対象にカタログを作成

令和元年公募
画像診断
ドローン等により撮影した画像から AI
技術を活用して自動診断

公募（ニーズ・シーズ
マッチング型）・PC ｹｰﾌﾞﾙや吊材
・支承部の機能障害・洗掘・トンネル附属物

非破壊検査技術
赤外線 や レー ザー
計測等による非破壊検査ており、計測原理や検出項目を整理し、検出項目ごとに性能カタログを「画像計測技術」、「非破壊検査技術」、「計測・モニタリング技術」、「データ収集・通信技術」に分けた。
点検対象構造物の画像を撮影又は計測する技術、画像を処理し調書作成を支援する技術を画像計測技術とした。画像計測技術の多くは、画像からひびわ

令和 2 年掲載 性能カタログ

画像計測技術（橋梁）

計測・モニタリング
技術（橋梁）

非破壊検査技術（橋梁）

画像計測技術（トンネル）

計測・モニタリング技術（トンネル）

非破壊検査技術（トンネル）

れを検出する技術が主であり、腐食や斜材の変状をデータ収集・通信技術

検出するような技術も一部ある。また、画像からひびわれを自動で検出し、評価区分を行うようなソフ
トウェア技術もある。

写真－1

画像計測技術（ドローン）

図－1

写真－2

点検支援技術経緯

非破壊検査技術（ポール打検器）

2020 Vol.16

J-BEC レポート6

し、うきの検出が可能な新技術や電磁気により鋼部材の亀裂を検出するような技術がある。
点検対象構造物をセンシングまたはモニタリングする技術を計測・モニタリング技術とする。計測・モ
ニタリング技術は、26損傷を検出するというよりは、
計測原理（画像、加速度等）によって、検出項目（変位量や振動特性等）を算出し、部材や橋梁への損傷を把握するものである。計測・モニタリング技術の例としては、支承部にセンサーを設置または支承部が視認できる範囲にカメラ等を設置し、支承部の変

写真－3

計測・モニタリング技術技術（振動数計測）

位量を計測する技術や桁端部の異常を捉える技術、PC鋼材にセンサーを設置し、張力を測定する技術、振動特性による洗掘のモニタリング技術等がある。
データ収集・通信技術は、点検対象構造物に設置したセンサー等により計測したデータを収集し、通信技術によりデータを転送する技術とした。データ

データ収集・通信装置
市販のひずみゲージ

収集・通信技術に関しては、何かを計測するわけでなく、計測したデータを無線などで転送するような技術である。表1に各性能カタログの概要及び、公写真－4
データ収集・通信技術
写真
4 データ収集・通信技術

表となっている技術数を記載する。

表－1

性能カタログ概要

カタログ種類

検出項目

技術数

腐食・斜材の変状

2技術

ひびわれ

22技術

腐食

1技術

亀裂

1技術

うき

7技術

漏水・滞水

1技術

点検対象構造物の画像を撮影又は計測する技
術、画像を処理し調書作成を支援する技術

画像計測技術点検対象構造物の変状を外部から非破壊検査
により計測する技術

非破壊検査技術

塩化物イオン濃度

変位

計測・
モニタリング技術

点検対象構造物をセンシング又はモニタリン
グする技術

7

J-BEC レポート

点検対象構造物に設置したセンサー等により計測したデータを収集し、通信技術によりデータを転送する技術

2020 Vol.16

6技術

疲労損傷度

1技術

活荷重たわみ

2技技

遊間の異常

1技術

張力

PCケーブル・吊材

3技術

反力

支承部の機能障害

1技術

洗掘

3技術

剛性評価

4技術

電位

鉄筋腐食

1技術

３次元座標

洗掘

3技術

振動特性

データ収集・通信技術

1技術
支承部の機能障害

データ収集・通信3技術

3.3．橋梁調査会としての関わりについて

4．今後の展開

橋梁調査会としては、点検支援技術の技術検証（試今年度（令和2年度）は、導入促進機関として、

験）の運営及び、技術検証の結果を踏まえ性能カタ応募された新た技術を対象に現場検証を踏まえ、性ログの作成補助を行った。技術検証は、「フェーズ1」能カタログの公表へ向け動いている。

で開発者から提出されるカタログ素案を元に標準試
験の方法を検討した。例えば、平成31年度から掲載されている画像計測技術については、昨年度同様の
模擬ひびわれ供試体を使用し、最小ひびわれ幅及び計測精度の検証方法とした。計測・モニタリングの
うち、PCケーブルのモニタリング技術については、
引張試験機に検証用のひずみゲージを設置し、張力
およびひずみを計測する。新技術と検証用の測定値

参考文献
1）道路メンテナンス年報：令和2年9月

国土交

通省
2）新技術利用のガイドライン（案）：平成31年2
月

国土交通省

3）点検支援技術
月時点

性能カタログ（案）：令和2年6国土交通省の比較を行い、計測精度の検証方法とした。
「フェーズ2」では、検討した標準供試体や検証方法を用いた試験の現場運営を行い、その結果を基に性能カタログ（案）作成の補助を行った。
「フェーズ3」では、実橋梁において、現場運営を実施し、技術の動作確認を行った。
技術検証の流れを図2に示す。
フェーズ１

カタログ素案の作成（カタログ値の整理）

国が示したカタログ案に対して、開発者が対象技術の原理が成立する条件下での理論値又は試験値を整理

フェーズ２

標準試験（今回実施できるものは実施）

原理や機会の特徴が把握でき同じ尺度で比較できる、かつ現場の様々な状態を限定的ながらも代表する標準供試体（モデル
橋梁）を用いて試験を実施し、標準試験値を整理

フェーズ３

現場検証（今回実施できるものは実施）

対象技術の原理が成立する条件下において実物構造物を用いた試験を実施、現場試験値を整理（動作確認サンプル）

図－2 技術検証（試験）の流れ
技術検証（試験）の流れ
図２

写真－5

フェーズ2（ひびわれ供試体）

写真－6 フェーズ2（PC鋼材張力測定）

写真－7

フェーズ3（画像計測技術）

2020 Vol.16

J-BEC レポート8

強風時の車両走行安全性検討のためのトラス桁橋上の横風特性
東京理科大学 理工学部土木工学科（研究当時
横浜国立大学 都市イノベーション研究院
1．はじめに横浜国立大学） 助教
教授

金 惠英
勝地 弘

トラック（荷台のタイプ：バン）を対象とする．風

海上橋や高架橋では横風の影響を受けやすいため，

洞実験により，主流方向のトラス桁上の9か所の横風

車両の強風時走行安全性が重要な問題になる．海上特性を，車線ことの車両表面の圧力計測から各車線

橋の多い本州四国連絡橋では，過去の調査研究に基での車両にかかる空気力を考察する．さらに，PIV可づき，10分間平均風速が15m/s以上で通常の1/2程度の視化実験を行うことで，橋桁からの剥離したせん断

最高速度への速度規制と二輪車の通行止め，同25m/s

流が車両に及ぼす状況などを確認する．本研究では，以上で全面通行止めの運用が行われている1）~ 5）．し

走行車線の違いによる橋梁上の横風特性を風洞実験

かしながら，この規制は，橋梁上の車両に作用するにより調査し，今後のより精緻な走行安全性検討の空気力による安定解析によるものではなく，管理者

基礎資料を得ることを目的とした．

が車両の走行状況を見ながら経験的に行っている状
況にある．実際，2018年台風20号, 21号では43件の横2．実験概要転事故（図1）が報告されており，安全性の確保が重風洞実験は，
本州四国連絡橋の瀬戸中央自動車道（瀬要な課題となっている．一方で，海峡部橋梁の場合

戸大橋）の最も四国よりに位置する南備讃瀬戸大橋のには代替路線が無いために，車両走行の安全性を確

1/80模型（図2.1）
を使用した．この橋は吊り橋であるが，保した上で，出来る限り通行止め時間を少なくする

メインケーブルと接続しているハンガーロープの部分ことが望まれる．車両の横転や横滑りは，橋桁と車を除いたトラス構造の部分を再現した模型となってい両の断面形状による流れの変化の相互作用によるもる．2本のケーブルによる3径間連続補剛トラス吊橋でのであるため，橋梁上の車両を対象に流れ場をシミュある．主横トラスの断面図は図2.2の通りである．幅員

レーションする必要がある．

3.625mの4車線道路で片側車線の両脇にそれぞれグ本研究では，日本の長大橋に多いトラス桁を対象に車両の横風安定性について検討を行う．トラス桁

レーチングがあり，中央分離帯高さ0.8m，路肩防護策（高欄）高さ1.1mという構造となっている．

の場合には，CFD（数値流体解析）による流れ解析

計測位置は，図2.2で示したようにグレーチング，車は十分な実績がなく精度確保に困難が予想されるこ線1，車線2，中央分離帯，車線3，車線4，グレーチング，とから，本研究では，風洞実験を用いる．車両の種高欄の9か所にした．その際に，最も風上側の車線を類は，以前の箱桁-車両の数値流体解析と車両安定解車線1とし，そこから風下側に向かって2，3，4とした．

析7）の経験から，不安定になりやすい中型の空荷の鉛直方向に関しては，道路面を0mとし，そこから

図－1

9

台風21号による「瀬戸大橋」横転事故6）

J-BEC レポート

2020 Vol.16

図－2.1

南備讃瀬戸大橋主横トラス

0.4m刻みに13か所5.2m地点まで計測した．これは車高が3.78mの中型空荷トラックを想定したためであ

高欄る．なお，高欄部やグレーチング部はその高さの分を考慮し，熱線風速計が模型と交錯しない点から

高欄
車線1

車線2

車線3

車線4

5.2m地点まで計測を行った．また，この鉛直方向の計測を行うにあたり，トラス橋（本州四国連絡橋）

グレーチングは中央分離帯が高欄に比べ高い構造になっており，

中央分離帯

図－2.2

中央分離帯から高欄にかけて横断勾配2％のなだらグレーチング

トラス橋断面かな傾斜となっているため，中央分離帯の道路面を原点として計算を行い，勾配を考慮した地点にて計測を行った．気流は，一様流および格子乱流（Iu =．

11.5%、
Iw = 9.6%）の2 種類で，
風速は約10m/s とした．
3．実験結果3.1

橋梁上の横風特性8）y [m]

一様流中のトラス桁橋面上の風速分布（接近流との風速比）を図3.1（a）に，主流乱れ強さの分布を
図3.1（b）示す．風速比1 の境界が剥離せん断層に相当すると考えられるが，上流側の桁端，防護柵から剥離した流れが厚みを増しながら下流に流れていx [m](a) 主流方向のトラス桁上の風速比分布
主流方向のトラス桁上の風速比分布（a）

ることがわかる．また，主流乱れ強さも剥離せん断
層内では，10％以上となり，路面近くでは40％以上となっている．横転の起こり易い車高の大きいトラックでは．風上車線ではより強い風速が作用する
が，風下車線では剥離せん断層内となり風速は50％程度に低減する．ただし、主流乱れ強さは，風下車

y [m]線では30〜50％とかなり大きくなり，変動風，変動
空気力が増大することがわかる．
3.2

橋梁上車両表面の風圧分布

図3.2のように圧力模型を備えた中型空荷トラック
模型をトラス橋に置き，車両の圧力計測を行った．
車両のモデルは図3.3（a）に示す実際に横転になった

x[m]（b）主流方向のトラス桁上の風速比分布
図－3.1

トラス桁上の横風特性

トラック（図1）を対象にした．圧力模型には図3.3（b）のように30本のチューブが接続されている．圧力模型の側面は，風上側つまり正面側面をA面，上面をB
面，風下側つまり向こう側面をC面，底面をD面とした．チューブはA面に8個，B面に7個，C面に8個，D面に7個つないであり，そこから車両にかかる圧力を計測する．模型のサイズは，縦32.5cm，横30cm，幅
29.5cmであり，これはトラック模型の荷台の部分に設置するため積み荷と同じサイズに設計してある．
図3.4に各車線ことの圧力係数分布を示す．車線1の
風上側の風圧係数Cpはチューブ3でCp=1つまり淀み図－3.2

車両模型写真（前方部測定時）

2020 Vol.16

J-BEC レポート

10

29.5
26.25 mm

117.50mm

32.50 mm32.5

25.63 mm

3.2
×7

10.38 mm

78.125 mm20（a）車両モデル（1/80 scale）
図－3.3

3.3
×6

10

（b）圧力模型
車両モデルおよび圧力模型

点となっている．これは実寸トラック高さ2092 mm値となっている．淀み点がなかったことから大きくに相当する．真ん中やや上よりである．重心より高乱れが発生していることがわかる．

い位置にあたる．上面，風下側，底面は負圧である

車線4では車線4同様淀み点がない．車線3でなかっことから乱れの中であることがわかる．底面が最もたので妥当な結果である．標準偏差は風上側全点で負圧になっているが，これは底面高さが1180mmであ0.1以上，上面は車線3と同じ変化であるが最大値がり，高欄高さ1104mmとほぼ同じ高さであるため高欄

0.21（チューブ9），最小値が0.09と車線3に比べ大きの影響を大きく受けたことが原因である．Cpの標準い値となっている．

偏差をみてもわかるように，風上側ではほとんど乱以上の結果を側面ごとにまとめると，風上側ではれなし，上面，風下側は負圧なので乱れが小さいの

車線3，4では淀み点がないがどの車線でもCpが唯一に対して底面では乱れが大きくなっていることがわ

正圧で圧力値は高い値を示している．乱れは車線1でかる．

はないが，車線2以降は大きい値を示しており，車線

車線2ではチューブ4〜5が淀み点であると考えられ

2→4で最大値がチューブ1→2→5と高い点へと移動しるが，Cpの標準偏差よりチューブ5で標準偏差が0にている．高欄，中央分離帯の剥離が拡大しているこ近いのでチューブ5が淀み点であるとわかる．これはとがわかる．

実寸にして高さ2604mmである．標準偏差は高欄の乱

上面では負圧であるので乱れの中，1→4で負圧がれの影響を受け，チューブ1〜3で大きくなっている．

少しずつ増していることがわかる．乱れは車線1，2

車線1同様，上面，風下側は負圧なので乱れが小さい

では小さいが，車線3，4では大きくなっており，標のに対して底面では乱れが大きくなっていることが準偏差の最大値をこの上面で計測している．
風下側では乱れの中で圧力は負圧であるが車線ごわかる．
車線3では淀み点がないことがうかがえる．チューとの差はなく値も最も小さい．乱れも車線1，2は同ブ6〜7で淀み点があることも考えられるが，淀み点

じ挙動，車線3，4でやや大きくなるが値は小さい．

では風速0m/sで安定するためCpの標準偏差は小さい．

底面は高欄，中央分離帯の影響で負圧が最大となっ車線1，
2を見てもわかる通り標準偏差は0.01程である．

ており，高欄と中央分離帯のすぐ後ろになり影響をしかしチューブ6〜7では標準偏差が0.07を超える値受けやすい車線1，3でCp＝-1と大きい値を示していとなっており，チューブ8ではさらに小さくなっている．乱れは車線1→4で徐々に大きくなっており，車ることも考えると淀み点がないと考察できる．標準

線2〜4で同じ挙動を示しているが値自体は最も大き

偏差はチューブ1〜5，実寸高さにして〜2348mmで0.1

い車線4で0.08と上面の乱れと比べると小さい．全体以上と大きくなっている．上面では車線1，2とは大的に，圧力値は車線1が最大で，圧力のみで考えるときく違う結果となっている．上面最も風上側のチュー

車線1が最も危険性が高い．車線2も正圧は同じだがブ9が最大値で0.19となっており大きく乱れているこ

負圧が若干小さい．しかし危険性が高いことは同じとがわかる．風下側になるにつれ減少しているものである．乱れは車線4が最も大きい．乱れの観点からの，チューブ15でも0.07と車線1，2の最大値を超える

すると車線4が最も危険であることがわかる．

11

J-BEC レポート

2020 Vol.16

車線１
8

風上
1

図－3.4

9

15
B

A

16

C
D

30

車線１

24

23

車線２

車線２

車線３

車線３

車線４

車線４

トラス橋の風圧係数Cp（左）・風圧係数の標準偏差（右）2020 Vol.16

J-BEC レポート

12

3.3

PIV可視化実験

車両模型は圧力模型を除いて作り直し，可視化でのレーザーに備えて黒塗りしたものを使用し，図3.5のようにPIV可視化実験を行った．
図3.6と3.7に各車線の流線図と速度分布を示す．
どの車線でも高欄部から剥離したせん断流が車両の側面に衝突していることが確認できる． 車線1では高欄からの流れが剥離するのが確認できるが，車両

図－3.5（b）車線2（a）車線1（c）車線3図－3.6

各車線ことの流線図

13J-BEC レポート

2020 Vol.16（d）車線4（b）車線2（a）車線1（c）車線3

PIV車両模型

図－3.7

各車線ことの速度分布とベクトル（d）車線4

の前方にそれほど乱れが生じていないことがわか

謝辞る．車両上面では乱れが発生している．それに対し本研究の一部は、一般財団法人橋梁調査会の橋梁て，車線2，3，4では，どちらの車線でも高欄部か技術に関する研究開発助成の補助を受けて実施したらの剥離せん断流の影響で，車両の前方が乱れていものです．また，風洞実験とデータのまとめにおいるのが確認できる．この結果は，前章の車両表面圧て，当時横浜国立大学の4年生松岡弘真くんにご協

力測定の結果と一致している．

力いただきました．ここに感謝の意を表します．

4．まとめ

参考文献

トラス桁橋を対象に，橋梁上の横風特性を風洞実
験により調査した．得られた結論を以下に示す．
1）主流方向のトラス桁上の風速特性を分析した
結果，風上方の桁端部高欄から剥離したせん

1）楠原栄樹：自動車走行と強風規制（長大橋梁の事例），日本風工学会誌，第40 巻，第1 号（通号第142 号），pp. 4-9，2015.1.
2）鈴木幹啓：本州四国連絡橋の強風に対する断流の影響で各車線ことに異なる横風特性を

交通安全対策，高速道路と自動車, 第38巻，第持つのが確認できた．風上車線では横風風速10号，pp.27-30, 1995.10.

が高く，風下車線では横風風速は低減するものの乱れ強さが増大する．

3）河島恒，原崎郁夫：本州四国連絡橋と横風，
自動車技術，Vol.32, No.4, pp.318-327, 1978.

2）橋梁上の各車線に車両を置き，車両表面圧力

4）枷場重正，小泉徹，長久太郎：横風・突風がを計測し，車両表面の圧力分布から車両にか高速走行自動車に及ぼす影響について, 土木学

かる空気力および変動空気力に関して分析を会論文報告書, 第270号，pp.109-119, 1978.2.

行った．その結果，風上車線では空気力の作

5）田島照義：海上橋梁における横風による自動用が大きい反面，風下車線では変動空気力の車走行性への影響，本四技報，Vol 18, No.71，

作用が大きくなっている．

pp. 9-18，1994.7．

3）PIV可視化実験を通して，橋梁上の車両まわりの流れ場を観察した．全車線で車両まわりの流

6）JB本四高速：JB本四高速，本州四国連絡道路の車両横転事例

れは，風上側の高欄部からの剥離したせん断流

7）武藤秀人，金恵英，藤野陽三ほか：東京湾アの影響を強く受けていることが分かった．車両

クアライン橋梁部における車両の強風時安定

圧力測定実験と同様に風下側の車線位置で車両性に関する数値シミュレーション，第74 回年

前方に乱れが増しているのが確認できた．

次学術講演会講演概要集、I-287、2019.
8）勝地弘，金恵英ほか：車両走行安全性検討

以上のことから，横風に対する車両の安全性を検のためのトラス桁と箱桁橋梁上の横風特性の討する際には，接近流条件の考慮が重要である．ま計 測， 第75 回 年 次 学 術 講 演 会 講 演 概 要 集、

た，橋梁上の車両にかかる空気力を検討する際には，橋梁 – 車両の複合モデル周りの流れ場を再現する必I-238、2020.

要がある．

2020 Vol.16

J-BEC レポート

14

橋梁点検におけるAI活用に向けて

筑波大学

システム情報系

1．はじめに准教授
点検

よる点検を実施し，その結果に基づて対策を講じながら運用することになっている．2014年に国道橋梁に対真由子

定期点検(5年に1回)

わが国では，国内にある約70万の全橋梁（橋長2m以上）で，少なくとも5年に1度の頻度で基本的に目視に

西尾

通常点検
中間点検
特定点検
異常時点検

する「橋梁定期点検要領 1）」一般道橋梁への技術的助① 点検計画② 近接目視の実施
部材損傷度(a)-(e)の判定言である「道路橋定期点検要領 2）」が設定されたが，③ 対策区分(A)-(E)(M)(S)の判定

これらの要領では，まず橋梁の全ての部材について近④ 健全性の診断

接目視，またはそれと同等の手段で損傷度の診断を行うこととされている．そしてその診断結果に基づいて，維持・補修等の計画

補修・補強の実施，定期／常時監視，通行規制など必補修の実施

要な対策を講ずる．また，部材の損傷度診断結果を踏まえて橋梁ごとに総合的な健全性を診断し，道路管理

図－1(E) 緊急対応
対策区分の再判定
健全度の再診断

対策区分の再判定
健全度の再診断

橋梁定期点検の流れにおける「判断」

者が保有する橋梁全体の状況を把握することがもとめ

2．AI・機械学習についてられている．

「AI」はArtificial Inteligence すなわち「人工知能」

図－1には，この橋梁点検の一連の流れを「橋梁定であるが，近年話題となっているAIは，特に機械学期点検要領 1）」に基づいてまとめた．国道以外の道路

習の一つである「深層学習（ディープラーニング）」橋においても，概ねこれと同様の流れでの点検体制がを指している．大量のデータ「ビッグデータ」をコ

敷かれている．この流れの中では数多くの「判定」「診

ンピュータで学習し，目的とする出力を「推論・予測・断」が必要となることがわかるが，近接目視による部判断」するシステムを構築することを指していると，材の状態把握・損傷度診断が，その後の対応・対策の筆者は理解している．その留意点は，確率統計にお決定や橋梁健全度の評価に重要な役割を担っている．

ける回帰問題を確認することで大まかには理解する

しかし，点検者が実際に現場に赴き適宜足場や作業車ことができるので，本研究で取り組んでいる橋梁点などを用いて近接目視を行うのは財政的な負担が大き

検でのAI活用を紹介するにあたり，特に関わる事項

いうえ，今後は適切に損傷状態を判断できる技術者のを数点ここに述べておくことにする．

不足も考えられ，70万もの橋梁でこの体制を継続して「機械学習」は，知りたいことを「出力」その寄いくことは難しいと考える．一方，
近年ではビッグデー

与因子を含むデータを「入力」として，その入出力

タやAI・機械学習に関わる技術が社会的に注目されて関係を構築することである．ただし，例えばもし物おり，さまざまな分野でその活用を考えられる状況に理現象の応答を出力とするならば，因子となる入力なっている．筆者らは，持続可能な橋梁点検体制の構について理論構築や実験・数値解析などから入出力

築にもこのAI技術を活用するべきと考えており，検討関係を明らかにするが，機械学習で得る入出力関係を続けている．2019年には定期点検要領の改訂が行わには物理的根拠は全くなく，あくまで確率的な関係

れ 3）, 4），部材の状態把握や橋梁健全度の評価において，である．そして，その入出力関係を決めるのがデー

新技術の導入も含めて柔軟な判断方法の適用が可能とタである．例えば図－2（a）のように，入力xに対すなった．適切なところで，AI・機械学習の活用を検討

る出力yについてデータ点がいくつか得られているすることには意義があると考えている．

とき，多項式など（すなわち「モデル」）での回帰

15

J-BEC レポート

2020 Vol.16

式 y =f（x）を作ることであり，各項の係数をデータから求めることが「学習」である．最小二乗法などの確率的推論による学習方法で，基本的にデータとデータで「学習」
y
目的出力＝係数 a, b, …
（知りたいこと） を決めること
y = f (x)= a+bx+cx2+…

モデル代入値の残差に関する目的関数を最小とする
回帰式を得る．得られる回帰式の良し悪しは，図－2（b）に示すように，データ点の数とx座標の配置（偏りや範囲），そして計測誤差によるy方向のばらつき，
すなわちデータの量と質によって決まる．機械学習

入力（＝データ）x(a)は基本的に，データ範囲に対して内挿はできるが外挿はできないので，対象としたい入力xの範囲で偏りなくデータをそろえることが必要となる．また，
例にあげている多項式での回帰で次数に相当するモデルの選定も，回帰式の良し悪しに影響する．例え

目的 y
出力
データが
偏りすぎているば図－2（c）に示すように，高次多項式を用いることでデータへの回帰精度が高い式が得られても，新たなデータに対しては精度が得られない場合があ

知りたい事象範囲で均等にデータが必要

る．これが「過学習」と呼ばれる状態で「汎化性能」の低いモデルとなっている．
意義のあるAIを構築するには，出力である「何がx(b)

知りたいか」を明確にしたうえで，それに寄与する

入力データ

因子を偏りなく捉えているデータをできる限り多くの量で用意し，適切なモデルと学習方法をある程度の試行錯誤を経て選定することが必要である．近年，
主にAIとして扱われる「深層学習」は，このモデル

目的 y
出力

構造を複雑にして，画像など複雑でデータ量の大きオーバーフィッティング「過学習」「汎化性能」が低い

い情報から入出力関係を構築することができる．ただし，モデル構造は多項式のように記述できるほど単純ではないために，構築された入出力関係におい 新たなデータの精度が低いて入力から出力を導く過程を理解することが難し

入力データ

く，基本的にはブラックボックスであることも確かである．
3．AIが担える橋梁点検での判断

x

(c)
図－2

回帰式構築でみる機械学習の大まかなポイント

びわれ」「剥離・鉄筋露出」というように，各部材目的とする出力に寄与する因子が入力データで捉と損傷種類について区分「a－e」の判定基準が示さ

えられていなければ，機械学習で入出力関係は構築れている．また参考資料として「橋梁損傷事例集5）,できない．しかし，橋梁点検における出力である「判6）」が国土技術政策総合研究所から発行されており，断」は，部材損傷度の診断や橋梁健全性の判断とい橋梁の損傷事例とその損傷区分判定が記されていうように，明確な物理量や損傷の有無が出力ではな

る．点検技術者はこの点検要領と参考資料等を踏まく，人が設定した判定基準のもとでの判定区分であえ，現場での近接目視で損傷区分「a－e」を判定しる．例えば橋梁定期点検要領2） では，図－1に示すて記録する．地方公共団体が管理する橋梁の定期点

部材の状態把握・損傷度診断において，定められた

検でも，国道と同様に近接目視で部材ごとの損傷度

部材ごと，損傷種類ごとに損傷区分を判定すること判定を実施しているところが多くある．

がもとめられている．その「付録－1 2）」には例えば，

著者らは，このように「人が設定した基準に基づ鋼部材で「腐食」「き裂」コンクリート部材で「ひく人による判断を機械学習で代替できるか」という2020 Vol.16

J-BEC レポート

16

入力

畳み込み層 + 活性化層
+ プーリング層= 特徴量抽出を行う

主桁

全結合層 + 出力層= 特徴量を識別

支承

A

床版
橋梁点検画像Max
pooling

図－3Max
poolingMaxpooling

y

b
d
c
c
.
.
.

目的出力

主桁→損傷度 b
支承→損傷度 d
床版→損傷度 c

部材損傷度判定畳み込みニューラルネットワーク(CNN)

点に着目して，橋梁点検におけるAI活用を検討して定に含めるか分けるかの違いで，損傷度（b）－（e）いる．特に上に述べた近接目視による部材の状態把の区分は橋梁定期点検要領2）と同様である．点検調握を対象として，図－3に示すような，損傷部を含

書は橋梁単位または径間単位に数種の様式で作成さむ部材画像を入力，部材損傷度「a－e」を出力とす

れ，その様式の一つである損傷写真台帳には部材画る深層学習ネットワークの構築に取り組んでいる．

像，部材名，損傷の種類，そして損傷度が記録され

部材損傷度の判定は，現場での近接目視という特にている．そして，この各部材に判定された損傷度にコストの高い作業に基づくこと，また図－1の流れ応じて詳細点検や補修・補強の実施を決定するフローの中で上流の判断であり，その後の意思決定に関わを定めており，また部材損傷度をスコア化して橋梁ることからも，AI・機械学習技術の活用ができれば健全性を指標化し記録している．検証では，点検台

有意義である．

帳の中で損傷画像のデータ数が多く，橋梁の耐荷性能にも影響の大きい「主桁」「床版」そして「支承」

4．部材損傷度判定深層学習ネットワークの構築
著者らは始めに，地方公共団体である横浜市の橋を対象として，損傷度判定深層学習ネットワークを構築した．

梁定期点検データを用いて，記録されている部材画

画像に対する深層学習ネットワークのモデルとし像からその損傷度を判定する深層学習ネットワークて多用されているのが「畳み込みニューラルネットの構築に取り組んだ 7）．地方公共団体の中でも政令ワークConvolutional Neural Network（以下CNN）」であ指定都市である横浜市は，一部の国道も含む1,712橋

る． CNNは，図－3に示すように，入力画像データ

もの橋梁を管理している（H30.4.1時点）．定期点検へ

を複数の演算の層に通して目的出力を得る．基本的の取組みは比較的早く，2004年に横浜市橋梁点検要

な層構成は「畳み込み層」「活性化層」「プーリング層」

領を設定し，この年から原則5年に1回の定期点検を「 全結合層」からなり，これが第2項の回帰問題で例実施してきている．検証で用いたのは「横浜市橋梁

示した多項式にあたる．入力画像は数値化して，幅

点検要領・第5版 8）」に沿って実施された最近の点検と高さ（行列）およびRGBカラーモデルの3次元デー

データである．ここでは，各橋梁で基本的に全部材タとして取り扱う．
「畳み込み層」では，入力データに対して近接目視を実施し，「損傷なし, 損傷度（a）,に対して重みのフィルタ行列を一定の間隔で移動さ…,（e）」の6 区分で，部材損傷度が判定されている．

せながら適用し，それぞれの場所でフィルタの要素

この区分設定は，橋梁定期点検要領2）の損傷度区分と入力の対応する要素を乗算してその和を格納するを参考としつつ損傷の有無を明確にするためで，全畳み込み演算と呼ばれる処理を行う．次に「活性化層」

く損傷の認められない場合に「損傷なし」，最も軽微で入力信号の総和を出力信号に変換する活性化関数な損傷を「（a）判定」，そして最も損傷が著しく安全を適用する．
「プーリング層」は，縦方向と横方向の確保の支障となる恐れがある場合に「（e）判定」とす

空間を小さくするプーリング演算を行う層である．

ることが定められている．損傷のない部材を（a）判

画像認識では主に「Maxプーリング」が使われる．

17

J-BEC レポート

2020 Vol.16

この3つの層は特徴抽出部と言われ，目的の判部材
損傷度断に関与する画像の特徴を捉えているはずである．第2項で例示した多項式モデルでは，1次項，

主桁

床版

支承部

損傷なし

24

37

161

a

31

136

1

b

1421

1686

35

c

1062

1761

1032

2次項，交互作用項というように，各因子の出力への影響の仕方が表されている点が，この特徴量抽出にあたる．
「全結合層」では，画像デー

損傷度
判定I

タを1次元に展開し重み付き結合を計算する．
適切なCNNは問題ごとに異なり，その構築では入出力関係が既知である学習データを用いて，重みなどのパラメータを推定する．誤差逆伝播
法はCNN構築で多用される学習方法の一つで，出力層における誤差に関する損失関数を最小化するようにパラメータを推定する．

d

317

e

5
図－4

305
0

129

損傷度
判定II

0

画像データ数の分布とCNN判定区分

次に図－4に，本検証で用いた横浜市の橋梁
定期点検における部材画像データの構成を示す．各質に関する検討と，それに対応する適切な前処理が部材で損傷度ごとにデータ数をまとめると，損傷度必要であり，適切な性能を有するAIを得るにはここ（b）－（c）にデータ数が偏っていることがわかる．

が最も重要かつ手間のかかるプロセスともいえる．

これは管理橋梁の損傷状況を示しているともいえる

CNNの構築や検証はプログラム言語Pythonによっが，一方で，損傷写真台帳の目的が発見した損傷のて実施し，パラメータの推定計算には深層学習フレー記録にあるため「損傷無し」「損傷度（a）」の記載はムワークの1つであるChainerを用いた．主桁と床版い少なくなること，そして「損傷度（e）」はそれに至ずれの部材損傷度判定CNNも8層の畳み込み層と3層る前に補修など対策を実施するため，数が少なくなの全結合層で構成し，活性化関数はCNNで一般的にることも偏りの原因と考えられる．これはデータ不適用されるReLU関数，プーリング演算はMaxプーリ

均衡の問題とも呼ばれ，第2項でも述べた通り，入出ング，出力層の活性化関数はソフトマックス関数と力関係を適切に表すモデルすなわちCNNを構築できした．パラメータ推定での損失関数には交差エントなくなる．そこで，
この6区分「損傷なし, 損傷度（a）,

ロピー誤差を用いた．このように，画像分類のCNN…,（e）」をそのまま出力するものとせず，図－4中に構成にはある程度の定型があるが，問題に合わせて示すように「損傷なし,（a）,（b）」で「損傷度判定I」，

いくつか選択が必要となる箇所がある．また正規化「損傷度（c）－（e）」で「損傷度判定II」と，2区分の有無や学習率の設定など，試行錯誤が必要な部分

で分類を行うものとした．横浜市の橋梁定期点検にもある．

おいて，詳細点検の実施の有無が部材損傷度（b）と各部材のデータは4:1に分け，それぞれ学習データ，（c）で分かれることから，この（b）と（c）で判定

テストデータとして，学習データを用いてCNNを構区分を分けることは妥当と考えた．これによって，築した．図－5と図－6に，主桁と床版それぞれにつ

各分類区分でのデータ数を増やし，
特に「主桁」と「床いて構築したCNNの認識精度プロットと混同行列を版」では，比較的均等に構成することができた．し示す．認識精度プロットでは，学習過程の推移と精

かしまだデータ数は少ないため，元画像を回転・反度を検証できる．横軸のエポックは，用意した学習

転させてデータ数を増やす「データ拡張」を行った．

データを全て使って学習させる回数であり，エポッ

そして，データが少ないほうの判定区分の数に合わク数が大きくなるにつれてその学習の繰り返し回数

せて，もう一方の区分のデータを無作為抽出で減らが増えてCNNの精度が上がっていく。いずれのCNN

し，2つの分類区分でのデータ数を等しくした．なお，

でも50エポック程度で学習精度が1.0すなわち100%に損傷写真台帳から取り出した元の画像データは画像到達し，テストデータで70%程度の精度が得られた．

ごとにサイズが異なっていたため，はじめに80×80

混同行列は機械学習の性能を調べるときに用いるもpixel に統一する処理も必要であった．このように，ので，図中に示すように4つの判定結果のパターンを深層学習ネットワークを構築する前にデータの量やTrue Positive（以下，TP），False Positive（以下，FP），
2020 Vol.16

J-BEC レポート

18

1

0.8

0.6

認識精度

トレーニングデータ

目視点検

テストデータ

0.4

判定分類Ⅰ

0
0

10

20

30

40

判定分類Ⅱ

TP= 1232

FP= 398

FN= 429

TN= 1263

損傷なし(a)(b)

学習データ
テストデータ

0.2

判定分類Ⅰ

50

CNN

損傷なし(a)(b)

判定分類Ⅱ
損傷度(c)-(e)エポック

損傷度(c)-(e)図－5 「主桁」の精度プロット(左)と混同行列(右)図-５「主桁」の精度プロット(左)と混同行列(右)
1

0.8

0.6

認識精度

トレーニングデータ

目視点検

テストデータ

0.4

10

20

30

40

TP= 1535

FP= 588

FN= 696

TN= 1643

判定分類Ⅰ

0
0

判定分類Ⅱ

損傷なし(a)(b)

学習データ
テストデータ

0.2

判定分類Ⅰ

50

エポック

CNN

損傷なし(a)(b)

判定分類Ⅱ
損傷度(c)-(e)損傷度(c)-(e)図－6 「床版」の精度プロット(左)と混同行列(右)図-６「床版」の精度プロット(左)と混同行列(右)False Negative（以下，FN），True Negative（以下，TN）

判定根拠の受容も含まれると考える．機械学習はデー

として，テストデータで各判定を出力した画像数をタに示されている情報しか入力として扱えないため，示した．全体の正答率は全データ数に対するTPとTN

出力に寄与する因子に，部材の重要度や周辺環境，の比率いわゆる精度であり，主桁で75 %，床版で71

損傷への構造性能への影響度といった，技術者が目%となった．さらに，実際は損傷があるのに損傷と視点検時に活用しているはずの専門的知識が直接捉えられていない，つまり過小評価の度合いを調べ

入っていない．それならば少なくとも，点検に関わる指標が適合率（Precision）で，TP+FPに対するTPのる技術者からの「上手く判断できている」という認比率である．構築したCNNでは主桁で76 %，床版で識が必要である．先述したようにCNNは一般的に，

72 %となり，いずれの部材でもCNNで「判定I」となっ入力から出力を導く過程を理解することが難しく，た画像の4分の1程度が過小評価されたことになる．

その判定の根拠はブラックボックスである．しかし近年は，その判断根拠を調べる手法である「可視化5．AIの判定根拠と受容第2項でも述べた通り部材損傷度判定は，点検要領
すなわち「人」が設定した判断基準に沿って，技術技術」が活発に研究されており，構築した部材損傷度判定CNNにもその1つ を適用して，判定根拠を検証し考察した9）．

者すなわち「人」が目視で判断する．この場合には，著者らが適用した可視化技術は，比較的近年に登例えば「ある部材が損傷度cと判定されたときに、本場したGrad-CAM10）という手法である．Grad-CAMで当にcなのか」といった問いは成立しない．精度など

は，入力画像に対して出力された各判定区分に関すの指標で評価するCNNの機械学習としての「正しさ」

る勾配から，最下層である畳み込み層の特徴抽出マッと共に，この判断に関わる人，すなわち橋梁管理者

プが判定結果に与える影響度を計算する．そして判や点検業務を実施する技術者などの「正しそう」と定結果に正の影響を与えている画像ピクセルのみ活いう認識が得られて初めて，構築したCNNは受容さ性化関数で値を出力し，各入力画像のピクセル間でれ，使うことができるであろう．さらにこの受容には，の相対的な影響度を「ヒートマップ」と呼ばれるコ

19

J-BEC レポート

2020 Vol.16

ンター図で出力する．

少し外側の黒い領域をより重要視して判定しているこ

著者らは，プログラムコード共有サイトのGitHubをとがわかる．夜間に照明やフラッシュをたいて撮影し利用し，公開されていたGrad-CAMのPythonコードをダた画像であるため，主桁が浮き上がるような画像とウンロードして，元の文献10）で定式化を確認しながなっており，エッジが非常に際立っている．このようら，構築した部材損傷度判定CNNに実装した．さらに，な画像では画素値が急峻な変化を示すことになり，本人の判断根拠との比較を行うため，各画像に対して検証で構築したCNNはこのような箇所を特徴として抽マーキング作業を行った．ここでは，土木工学を専攻出していると考えられる．

する大学院生複数名により，部材損傷度判定に寄与す

損傷部の見た目は，周囲との色や質感の変化で捉える画像領域を手動で塗りつぶす作業を実施した．例えられることは納得でき，図－7（d）のように画素値のば，点検台帳にRC床版の「ひび割れ」に対する損傷

急峻な変化部をCNNが捉えていることは受容できる．

度が判定されている画像に対して，その判断に寄与しまた，図－7（a）の腐食のようにいくつかの損傷部でていると思われるひび割れ部を塗りつぶした．

は変状によって黒色つまり輝度が低くなる傾向にあ得られたGrad-CAMヒートマップとマーキング画像

り，また図－7（b）や（c）でコンクリート部材を重を，元画像と共に並べたのが図－7である．ヒートマッ

要視していたことからも，輝度の低い領域を捉えていプは，赤に近いほど判定への影響度が大きかった箇所

ることも考えられる．ただし，損傷を有する部材が画で，逆に青となるほど小さい．図－7（a）は点検での損傷度（d）であった鋼主桁の腐食である．画像中央の錆が固まった箇所が該当する損傷部であり，中央の画像でも赤くマーキングしてある．一番右のヒート
マップをみると，最も濃い赤が損傷部を示しており，
CNNがこの部分を適切に重要視して損傷度の判定を出力したことを示している．図－7（b）は，点検で鋼主（a）点検損傷度 （d) ⇔ CNN 損傷度 II (TN)

桁の腐食として損傷度（b）が判定され，台帳でそれに添付されていた画像である．かなり遠望の画像であり，拡大すればかろうじて損傷部がマーキング画像のように捉えられる．一方，CNNでは主桁ではなく最も手前のRC床版を捉えて判定を出力している．一方，
図－7（c）は鋼主桁とRC床版が写っている画像であるが，台帳に記録されていたのは鋼主桁の腐食で「損（b） 点検損傷度（b） ⇔ CNN 損傷度 I (TP)

傷度（c）」である．しかし床版にはひび割れがみられ，
CNNでも床版の領域を重要視して判定を行っている．
これらはいずれも，判定結果はTPとTFに分類されており，CNNの判定としては成功している．しかしこのように可視化すると，CNNの判定結果は見るべき部材と損傷箇所をみて判断されたものではないことがわかり，
CNNの受容が難しくなる．この2つの画像をみると，(c) 点検損傷度 (c) ⇔ CNN 損傷度II (TN)

いずれもグレースケールであるコンクリート部を重要視する傾向にあると考えられる．
そして図－7（d）は，夜間に撮影された鋼主桁画像である．表面に軽微な塗膜の劣化がみられ，
点検で「損
傷度（b）
」と判断されている．一方でCNNは，損傷度の高い区分である「損傷度判定II」を出力してFNとなっている．CNNをみると，白く塗装されている主桁の領域を捉えているものの，明暗差の大きいエッジとその（d) 点検損傷度 （b) ⇔ CNN 損傷度 II (FN)
図－7 「主桁」損傷度判定での人とCNNの判断根拠の比較（左：元画像、中央：マーキング、右：Grad-CAM）

2020 Vol.16

J-BEC レポート

20

像全体のある程度の領域を占めていなければ，その損

参考文献

傷領域を捉えられないことも考察される．遠望の画像

1）国土交通省 道路局: 橋梁定期点検要領, 2014.

や1つの画像に複数の部材が写り込む画像に対してと

2）国土交通省 道路局: 道路橋定期点検要領, 2014.

くに受容できる判定結果が得られていないが，用いた

3）国土交通省 道路局: 道路橋定期点検要領, 2019.

データは本来，点検台帳で記録保存しておくための画

4）国土交通省 道路局: 橋梁定期点検要領, 2019.

像である．このGrad-CAMのような可視化技術を用い

5）国土技術政策総合研究所 : 道路橋の定期点検にながら部材損傷度判定に適した画像データ取得を検討

関する参考資料（2013年版）橋梁損傷事例写真

し，CNNを更新していくことが有効と考えている．

集,国総研資料 第748号，2013.
6）国土技術政策総合研究所: 道路橋の定期点検に関する参考資料（2013年版）橋梁損傷事例写真

6．おわりに本稿では，著者らが実施してきている橋梁定期点

集, 国総研資料 第748号，2013.

検へのAI・機械学習活用への検討の試みを紹介した．

7）鈴木達也, 西尾真由子 : 橋梁定期点検における部

これまでに蓄積された橋梁定期点検でのデータを用

材損傷度判定への深層学習の適用に関する検討,

いても，70%を超える精度で部材損傷度判定が可能

土木学会論文集F3, Vol. 75, No. 1, pp. 48-59, 2019.

なCNNを構築できた．その上でGrad-CAMによる可

8）横浜市道路局建設部橋梁課 : 横浜市橋梁点検要視化を行うことでCNNの判定根拠を考察することが領（案）, 2015.

でき，そこからCNNへの受容を構築していくことの9）西尾真由子, 栗栖雄一：橋梁点検部材損傷度判

有効性を認識した．今後は，高い性能と可視化での定CNNの可視化による判断根拠の理解と活用,受容が得られた画像データを学習させるといった方

AI・データサイエンスシンポジウム論文, 2020.

法で、AI活用に適した画像データ構成，取得と蓄積、（採択決定）

処理方法を検討していくことにしている．また，画10）Selvaraju, Ramprasaath R., et al.: Grad-cam: Visual

像ではとらえきれない技術者の判断根拠を考慮でき

explanations from deep networks via gradient-based

る可能性があるネットワーク構造や学習方法もあ

localization. Proc. IEEE International Conference on

り，適用を試みたいと考えている．ただし，このよComputer Vision. pp. 618-626, 2017.

うな段階になってくると，橋梁の運用，維持管理，
点検に関わる技術者との協働がなければ進展はしないであろう．データの整備だけでなく，可視化技術も活用してCNNの性能と判断根拠を検証し，フィードバックして更新していく作業が必須である．このことは，これまでの技術者自身の判断根拠の解明と伝承に向けた試みにもつながる．

21

J-BEC レポート

2020 Vol.16

設計の想定を超える地震作用に対する橋梁全体系の崩壊挙動の解析
九州産業大学

建築都市工学部

都市デザイン工学科

1．まえがき

准教授

奥村徹

される高次の不静定構造物に対して，非エネルギー

新型コロナウィルス感染症の世界的な流行や令吸収部材の座屈を伴う損傷が構造全体系の安全性

和2年7月豪雨による河川の氾濫などの想定外の災に及ぼす影響を定量的に評価する手法が確立され害を経験した．これらを教訓として，政治，経済，ていない．このため，実務では非エネルギー吸収

医療，産業等の各分野において想定外の事象が発部材に対しては損傷を許容しないコンサバティブ

生した際にも既存のシステムの壊滅的な被害を防な設計が一般的に行われている．この考え方は，止するための仕組みの導入や対策を講ずることのあらかじめ想定した設計用地震動に対して構造安重要性があらためて認識された．近い将来に大規全性を確保する方法としては妥当であると考えら

模地震の発生が予想されている我が国においては，れる．しかしながら，想定を超える規模の地震作

耐震分野もその例外ではない．

用に対する被害の低減という観点からは十分では鋼橋の耐震の分野においては，あらかじめ規定

ない．すなわち，想定外の地震作用によりある一した設計用の地震動に対して，構造安全性や地震つの部材が損傷した場合においては，現状ではそ後の使用性・修復性等の耐震性能を確保するようの後の構造全体系の挙動を予測することは困難でに設計が行われているが，その前提が崩れた場合，あるため，場合によっては一つの部材の破壊を起すなわち設計の想定を超える規模の地震動が作用点に連鎖的に部材の破壊が生じ構造全体系が崩壊した場合に対しては，構造物が崩壊に至るようなに至る可能性も否定できない．

致命的な被害を防止するための十分な保証がある

以上のことから，不静定構造の構造全体系の安とは言い難い．その理由のひとつとして，鋼構造

全性を数値解析により評価するためには，構造全物が崩壊に至る過程では複数の部材の塑性化と座体系が最大耐力点に至るまでに各部材に生ずる全屈の連成による軟化挙動および構造系を構成する

体座屈と局部座屈が連成する軟化挙動を考慮しな各部材間での荷重再配分が構造物の崩壊挙動に敏ければならない．このためには，損傷が生ずる部感に影響を及ぼすため，通常の設計で用いられる材に対してはシェル要素を用いた精緻なモデルに

はり理論に基づく解析手法では精度が不十分であよる解析が必要となる．また，最大耐力に影響をることが挙げられる．

及ぼす残留応力や初期たわみ等の初期不整も考慮

鋼アーチ橋や鋼トラス橋のような高次の不静定することが望ましい．このようなシェル要素を用構造では，地震によりある一つの部材が破壊していた詳細な橋梁全体系のモデルによる解析を実施

も他の部材に荷重が再配分されることにより構造するためには技術的に解決すべき以下の二つの課全体系として直ちに崩壊に至ることがなく，ある

題がある．

程度のロバスト性を期待できる構造であると考え一つは，シェル要素を用いた詳細なモデルの構られる．その一方で，構造を構成する各部材が十築に多大な労力と時間を要する点である．最近で分なエネルギー吸収性能を期待できない，いわゆ

は扱いやすいユーザーインターフェイスを有する

る“非エネルギー吸収部材”である場合には，あ高機能のプリプロセッサが普及しているが，これる一つの部材の破壊により急激な荷重再配分が生らを利用しても多数の部材からなる複雑な鋼橋のじ，連鎖的に非エネルギー吸収部材の破壊が進行

FEモデルを構築することは大変な手間と時間がかすることにより，構造全体系が崩壊に至る可能性

かる作業である．例えば，複数回の試行により経もある．現状では鋼アーチ橋や鋼トラス橋に代表済的な構造諸元を決定する過程においてFEソフト
2020 Vol.16

J-BEC レポート22

ウェアのプリプロセッサを用いてシェル要素のモ

析に用いられてきたインプットデータを情報資源

デルを逐次修正する作業や，構造解析に用いる数として有効活用することを念頭に置き，はり要素

値モデルとしての妥当性（各要素間の結合条件やによる耐震解析モデルの入力データをもとに，シェ

メッシュ分割など）および人的過誤防止のためのル要素のモデルを自動的に構築するプログラムを検証作業が挙げられる．シェル要素を用いた精緻開発した．耐震解析ソフトとしては，材料非線形な解析を研究レベルにとどまらず実務への普及ま性をファイバーモデルにより考慮した弾塑性はりでを視野に入れると，モデル構築の合理化は無視

要素を実装し，かつ実務でも多く用いられてきたできない重要な課題である．

実績のあるSeanFEM 4）を対象とした．

二つ目は，シェル要素を用いることによる自由度の増大に伴う問題である．すなわち，自由度の

2.2

コンセプト

増大により計算に必要な記憶容量や計算時間が増

本自動構築プログラムのコンセプトと特徴を以加すること，さらに解析結果の出力データのファ

下にまとめる．なお，本プログラムの開発にあたっイルサイズが増大し，ポストプロセッサ上での可ては，部分的にシェル要素を適用する場合などを視化処理や着目する結果データの抽出処理に時間想定した実務レベルの耐震性能照査から研究レベを要することである．

ルの超大規模モデルの解析までの幅広い範囲での本研究では，複数の非エネルギー吸収部材の損利用を視野に入れた．

傷を伴い，構造全体系が安全限界に至るまでの終局挙動について検討する．このためのシェル要素（1）はり要素を用いた橋梁モデルからシェル要素を用いを用いた精緻なモデルによるFE解析を行うにあたた橋梁モデルへのシンプルかつシームレスな変換

り，上述の二つの課題を解決するために新たにプシェル要素を用いた橋梁モデルの自動構築プロ

ログラムを開発した．つぎに，高次の不静定構造

グラムの開発にあたり，通常の耐震解析に用いらの一例として上路式鋼アーチ橋を取り上げ，開発れるはり要素による橋梁モデルの解析を基本とししたプログラムによりシェル要素を用いた橋梁全た．これは，先に述べたように既設橋梁の耐震解体系の精緻かつ大規模なFEモデルを構築した．こ析に用いたインプットデータを情報資源として有のモデルを用いたPushover解析により各部材の損効活用することに加え，新たに耐震性能照査を実傷過程と構造全体系の終局挙動の関係について考施する場合においても適切な耐震構造を設計する察した．なお，橋梁全体系の大規模FE解析には理ためには，依然としてはり理論に基づく断面力等

化学研究所のスーパーコンピュータ「京」1） を用の各種の物理量をもとに，いわゆる”構造力学”

いた．

をベースとした巨視的な観点から対象構造の地震時挙動特性を把握することが必要であると考えた

2．シェル要素による橋梁全体系モデルの自動構築
2.1ためである．すなわち，概略検討は従来のはり要

プログラムの開発

素によるモデルを用いた構造解析により行い，部概要

材の局部座屈を伴う損傷によりはり理論が適用で鋼アーチ橋や鋼トラス橋などの特殊橋梁を対象

きない場合においては対象となる部材をシェル要とした耐震性能照査では，弾塑性はり要素（ファ素に置換した精緻なモデルによるFE解析を行うこ

イバーモデル）を用いた橋梁モデルの耐震解析がとを想定している（図 －1）．シェル要素に置換し多く実施されてきた 2）,3）．これらの耐震性能照査

た部材では両端の断面上の節点を図 －2に示すように用いられたインプットデータは構造解析に必要に剛体により拘束し，はり理論の基本仮定を与えな諸元を抽出した貴重な情報資源である．ファイ

ることで部材両端の軸線位置にそれぞれ一つずつ

バーモデルのインプットデータには断面形状に関設けた節点（剛体参照節点）に従属させる．なお，する情報が含まれるので，部材の形状を構築する

ここでは格点間を両端とする1本の棒材を「部材」ことが可能である（以降，材料非線形性をファイと定義する．部材の中にダイアフラムがある場合

バーモデルにより考慮した弾塑性はり要素を「はには部材両端と同様にダイアフラム位置で剛体にり要素」と略す）．本研究では，既設橋梁の耐震解より拘束し，はり理論の基本仮定を与える．残留

23

J-BEC レポート

2020 Vol.16

図－1

図－2

全体系はりモデルから全体系シェルモデルへの変換

シェル要素による部材のモデル化

図－3

残留応力分布のモデル（補剛箱型断面の例）

応力については，箱形断面，H形断面などの代表的に構築することができる．本プログラムにより，的な断面形状で残留応力分布が明らかなものにつ作業の効率化およびモデルを構築する際の人的過いては自動的に初期応力として導入する機能を実

誤を大幅に低減できるものと期待できる．

装した．本プログラムで考慮した残留応力分布のモデル5）の一例を図 －3に示す．要素分割において（2）部材を単位とした領域分割法に基づく並列計算には，残留応力分布のモデルに基づき，プログラム

よる計算時間の低減と解析結果の処理効率向上

内で自動的にシェル要素の幅方向（断面方向）のシェル要素でモデル化する部材が多いと解析モ

寸法を算定し，部材軸方向のつり合いを満足する

デルの自由度が増加し，通常のPCでは処理できな

ように要素節点座標を構築する．本プログラムでい計算規模になる場合がある．このような場合にははり要素モデルのインプットデータに加え，シェも対応するために，ワークステーションやスーパー

ル要素に置き換える部材に対して必要最低限の入コンピュータ上で並列計算を行うための機能を実力情報として以下を与える．

装した．シェル要素でモデル化した部材（図 －2）・シェル要素に置き換える部材に含まれるはり要
素の要素番号はそれぞれ1つの計算ノードに割り当て，このノード 内 で 完 結 し たFE解 析 を 実 施 す る（Domain

・基本メッシュサイズ（断面方向，部材軸方向）

Decomposition Method（DDM）） 6）（図－4）．各計・ダイアフラム位置

算ノードに部材剛性マトリクスと等価節点力の計

・残留応力の値 σrt /σy，σrc /σy

算ルーチンを割り当てるイメージである．ここで1（図－3参照（箱形断面の場合），σy：降伏応力）

部材を1つの領域に割り当てるようにしたのは以下の2つの理由による．ひとつは，DDMを用いるに既存のはり要素モデルのインプットデータに対あたり，部材単位で領域を割り当てることにより，してわずかな情報を加えるのみで，従来のはり要

機械的にシェル要素に置換する部材において，境素を用いた橋梁全体系の解析モデルに対応した

界節点は2節点（12自由度）と大幅に自由度を縮退

シェル要素による橋梁全体系の解析モデルを機械できるためである．いまひとつは，（1）でも述べ
2020 Vol.16

J-BEC レポート24

たように，部材を基本単位とすることにより各計択できるため，ポストプロセッサ上の可視化処理

算ノードで算定される部材両端の等価節点力の評

や着目データの抽出処理の負荷を大幅に軽減でき価が容易であり，従来の部材に対する照査を基本

る（図 － 5）．また，通常の設計ではシェル要素のとした設計の枠組みとの親和性が高いと考えたた

応力やひずみ等の詳細な要素出力値よりも部材単めである．

位のマクロ的な情報（例えば格点の変位や復元力）

解析結果の処理に関しては，部材ごとに出力さが必要となることが多い．このような場合にも，れる解析結果のファイルから必要なものを取捨選

本プログラムでは境界節点（図 －4参照）の出力値
が格点の情報に対応するので，シェル要素の大規
模な出力データを読み込むことなく，格点の値を出力することができる．なお，解析結果のポスト処理には上述の出力データに関する思想にも対応できるParaView 7）を用いた．
3．上路式鋼アーチ橋の地震時終局挙動 8）
解析対象とする上路式鋼アーチ橋 2）, 3） の構造概要を図 －6に示す．一般に，既設の上路式鋼アーチ
橋は現行の設計用レベル2地震動に対する照査を行った場合，橋軸直角方向の地震動入力に対して，

図－4下横構や対傾構などの二次部材を無損傷にとどめ部材を単位とした領域分割

図－5

部材と格点を単位とした解析結果の処理

図－6

25

J-BEC レポート

2020 Vol.16

対象橋梁の概要

ることが困難な場合が多く，耐震性能を確保する

向（＋Y方向）への成分が支配的となっているこ

ためにこれらの部材を座屈拘束ブレースに置き換とがわかる．

え制震化を図る場合がある．
3.2 全体系シェルモデルのPushover解析による橋
3.1

全体系はりモデルの時刻歴応答解析

事前検討として，はり要素を用いた橋梁全体系

梁全体系の終局挙動（1）シェル要素を用いた橋梁全体系モデルのモデル（以降，全体系はりモデルと呼ぶ）の時

2．で述べた自動構築プログラムにより構築した

刻歴応答解析を行い，対象橋梁の動的挙動についシェル要素を用いたアーチ橋全体系の精緻なモデて検討した．

ルに対してPushover解析を行った．本モデルは総入力地震動には1995年兵庫県南部地震神戸海洋

節点数237万，総要素数220万の大規模な解析モデ

気象台の観測波JMAのNS，EW成分を用い，それルである．材料構成則は全体系はりモデルと同じぞれ橋軸直角方向，橋軸方向に同時入力した．全バイリニア型の移動硬化則とした．初期不整とし

体 系 は り モ デ ル の 時 刻 歴 応 答 解 析 の 結 果， 時 刻て，すべての鋼部材に対して残留応力を初期応力

t =5.27sにおいて桁中央部に最大橋軸直角方向変位として導入した．一方，初期たわみについては，が生じ，同時に橋軸直角方向水平反力，およびアー

現段階では自動構築プログラムにおいて対応してチリブ，端柱基部の軸力比もほぼ最大値に近い応いないため無視した．数値解析においてはスーパー答が生じた．本検討では上記の結果を踏まえ，構コンピュータ「京」上で並列計算を行うことを前造全体系として安全限界に近づいたと考えられる

提として，2.で述べた部材単位での領域分割を行

時刻t =5.27sの状態に着目し，このときの橋梁全体への地震による作用力 { F m } に対して構造全体系のい，各計算ノード（合計349ノード）に割り当てた．
以降，本モデルを全体系シェルモデルと呼ぶ．全
体系シェルモデルに対しては，一定の死荷重 { F d }安全限界の評価を行うこととした．なお，地震による作用力{ F m}は時刻 t での以下の運動方程式（1）作用のもと，図－7に示した地震による作用力 { F m }において，死荷重{ F d }を除いた復元力 { R m }-{ F d }とに荷重倍率Λを制御パラメータとして乗じた荷重つり合う力である．

制御により静的に単調載荷することで構造全体系
が最大耐力に至るまでの終局挙動を解析した．

[M]{Üm}+[C]{ m}+{Rm}= [M]{Üg,m}+{Fd}（1）（2）解析結果
解析結果として，構造全体系の最大耐力点近傍

ここに，[M ] ，[C] ：構造全体系の質量マトリクス，
減衰マトリクス，{Üm} ，{ m} ， {U m} ， {Ü g,m} ：で の 損 傷 状 態 を 図 － 8に 示 す． ア ー チ リ ブ（A1，

着目する時刻 tにおける構造物の応答加速度，速度，

A2）および端柱基部（P1，P2）に局部座屈が生じ変位および地震加速度である．着目時刻 t =5.27sにおける地震による作用力 { F m }のモードを図－7に示ていることがわかる．なお，これらの局部座屈がす．主に桁中央付近に最大値をとり，橋軸直角方

そ れ ぞ れR R =0.65（ ア ー チ リ ブ ），R=0.49（ 端 柱 ）生じた補剛板（無補剛板）の幅厚比パラメータはである．また，下横構は計44部材中の8部材（B1〜B8）に全体座屈が生じている．なお，図中に示す下横構に付した記号（B1〜B8）の数字部分は座屈が生じた順番を表す．アーチリブについては同図a）に平均軸力－平均軸方向ひずみの関係（N/N y－u/uy関係）を示しているが，これより軟化域には至っていないものの，明確な非線形挙動が生じていることがわかる．顕著な局部座屈が生じた端柱基部の平均曲げモーメント－平均曲率関係，平均
軸力－平均軸方向ひずみ関係を図 －9，10に，下横

図－7

着目時刻における地震による作用力分布

構の平均軸力－平均軸方向ひずみ関係を図 －11に2020 Vol.16

J-BEC レポート

26

図－8

図－9

端柱基部の平均軸力－平均軸方向ひずみ

図－11

27

各部材の損傷状況

J-BEC レポート

2020 Vol.16

図－10

端柱基部の平均曲げモーメント－平均曲率

下横構の平均軸力－平均軸方向ひずみ

表－1

図－12

荷重－変位関係

各部材の損傷イベント

図-12の各点

各部材の損傷P1M

端柱基部P1の曲げモーメントピーク到達

B1

下横構B1座屈B2

下横構B2座屈P2M

端柱基部P2の曲げモーメントピーク到達

B3

下横構B3座屈B4

下横構B4座屈

A1，A2

アーチリブ非線形化

B5

下横構B5座屈B6

下横構B6座屈B7

下横構B7座屈B8

下横構B8座屈P2N

端柱基部P2の圧縮軸力ピーク到達

P1N

端柱基部P1の圧縮軸力ピーク到達示す．端柱基部については曲げモーメントと軸力が連成しており，いずれも軟化挙動を示している．

許容できる上限であるとすれば，部材が損傷してな お，P1で は 軸 力 比N/N y が0.83，P2で は0.94と 大

か ら 構 造 全 体 系 が 最 大 耐 力 に 至 る ま で に は1.4倍

きな値に達している．下横構についてはピーク点（=1.7/1.2）程度の余裕があることがわかる．ただし，以降の耐力低下が著しく生じており，とくに端部二次部材である下横構のみならず常に死荷重を支のB1，B2には大きな変形が生じている．

持する端柱の基部にも大きな損傷が生じているこ

つぎに，構造全体 系 の 荷 重 － 変 位 関 係 と し て，とにも注意が必要である．以上の全体系シェルモ

荷重倍率Λと桁中央部の橋軸直角方向の水平変位

デルの解析結果は，部材間の結合を全体系はり要

U y /h （h =19.94m：高さ）との関係を図－12に示す．

素モデルと同様に剛結と仮定しているので，ガセッ

これより，U y /h =0.03近傍で剛性がほぼ0に近づい

トプレートのモデル化は行っていない．したがっており，概ね最大耐力点まで解析ができているもて，結合部に損傷が生ずる場合にはこの限りではのと考えられる．厳密に最大耐力点を評価するたないことに注意されたい．なお，部材損傷後の構めには弧長制御法を用いて最大耐力点以降の荷重

造全体系の最大耐力の確保，さらに最大耐力以降

低下領域まで解析を行う必要があるが，今後のプの全体系の崩壊に対する抵抗性を高めるためには

ログラム開発における課題としたい．図 －12，表結合部が破断することなく，各部材間の荷重再配－1には各部材の損傷イベントを示している．動的分性能を確保できる構造が望ましいといえよう．

解析での作用力レベルに対応する荷重倍率Λ=1.0

本解析で示したように，構造全体系が最大耐力点

では各部材に明確な損傷は認められない．荷重倍に至るまでには複数の部材に全体座屈や局部座屈率Λ=1.2で端柱基部（P1）の橋軸まわりの曲げモーによる軟化挙動が生ずるので，構造全体系が最大

メントが最大値に達し，ほぼ同時に端部の対傾構耐力に至るまでの挙動を評価するためにはこれら

B1，B2が座屈する．この段階では構造全体系の剛を考慮できる解析手法を用いる必要がある．

性に大きな変化はみられないが，その後，端柱基部（P2）の橋軸まわりの曲げモーメントも最大値

4．まとめに達し，荷重倍率 付近で下横構（B3〜B6）が連鎖

通常，耐震設計では無損傷にとどめる非エネル

的に座屈するのとほぼ同時に図－8に示したアーチ

ギー吸収部材が損傷した場合の不静定構造の構造全リブの部材（A1，A2）も非線形領域に至る．この体系の終局挙動についてシェル要素を用いた精緻な点を境に構造全体系の剛性が大きく低下し，そのFE解析により検討した．

後，下横構（B7，B8）に座屈が生じ，端柱基部（P1，

はじめに，シェル要素を用いた精緻なFE解析の実

P2）の軸力もピークに達し，構造全体系の最大耐務への普及を図ることを視野に入れ，橋梁全体系モ

力点近傍（Λ＝1.7）に至る．仮に，部材が無損傷

デルを自動的に構築するプログラムを新たに開発にとどまる荷重倍率Λ＝1.2の状態を通常の設計でし，その概要とコンセプトについて述べた．つぎに，2020 Vol.16

J-BEC レポート28

高次不静定構造である上路式鋼アーチ橋を対象に，

参考文献

水平2方向の極大地震動作用下において，複数の非

1）理化学研究所計算科学研究センター：京につエネルギー吸収部材が座屈による損傷を伴い構造全

いて（2019/9/12），https://www.r-ccs.riken.jp/jp/k/体系が安全限界に至るまでの挙動をシェル要素を用

2）（社）日本鋼構造協会：鋼橋の耐震設計の信いた精緻なFEモデルを用いたPushover解析により明

頼 性 と 耐 震 性 能 の 向 上，JSSCテ ク ニカルレ

らかにした．対象としたアーチ橋では部材に損傷がポートNo.85，2009．

生ずる荷重倍率Λ＝1.2に対して，構造全体系が最大

3）（社）日本鋼構造協会：ファイバーモデルを耐力に至るまでには1.4倍（=1.7/1.2）程度の余裕が用いた鋼橋の動的耐震解析の現状と信頼性向あることを示した．

上，JSSCテクニカルレポートNo.93，2011．

今後，アーチ橋の一部を模した骨組構造模型の崩壊加振実験を実施し，解析手法の妥当性と精度検証を行う予定である．

4）株式会社耐震解析研究所：SeanFEM ver.1.22
理論マニュアルと検証，2007.
5）土木研究所：鋼箱形断面圧縮部材の耐荷力に関する研究，土木研究所資料，第4221号，2012．

謝辞6）吉野廣一，野中哲也，本橋英樹，金治英貞，鈴本研究は，（財）橋梁調査会の「橋梁技術に関す

木威，八ツ元仁，中村良平：京コンピュータにる研究開発助成」（H31年度）を受けて実施したもの

よる高架橋の広域3次元地震応答シミュレーショ

です．また，スーパーコンピュータによる構造解析

ン，第17回性能に基づく橋梁等の耐震設計に関の一部は名古屋工業大学の野中哲也教授，（株）地するシンポジウム講演論文集，pp.43-50，2014．

震工学研究開発センターの馬越一也氏，吉野廣一氏

7）Utkarsh Ayachit: The ParaView Guide（2019/9/13）,にご協力をいただきました．ここに感謝の意を表し

https://www.paraview.org/paraview-guide/8）奥村徹，馬越一也，野中哲也，吉野廣一：非ます．

エネルギー吸収部材の損傷を伴う上路式鋼アーチ橋の構造全体系の地震時終局挙動，構造工学論文集Vol.66A，pp.264-273，2020．

29

J-BEC レポート

2020 Vol.16

道路橋床版疲労シミュレーションに向けたRC床版疲労解析におけるパネル床版と実橋床版との等価解析条件の検討
北海道大学

大学院工学研究院

1．はじめに土木工学部門教授

松本高志

を弾性支持として置くことで代替しているからであ

鉄筋コンクリート（RC）床版は鋼道路橋の構成部

り，この支持部でたわみやたわみ角が異なるからで材の中でも輪荷重が直接作用する部材であり，経年ある（図－1）．よって実橋床版でみられる格子状ひした既設橋において多数の損傷劣化が報告されていび割れが床版中央部で得られるものの，床版端部でる．大型車両の増加に伴う輪荷重の繰り返しによるは実橋床版と異なり中央部から対角方向へのひび割

疲労劣化，雨水の床版ひび割れへの侵入による疲労れが発生する損傷が見られる．これは輪荷重走行疲劣化の促進などがRC床版の損傷の要因と考えられ

労試験のパネル床版を疲労解析した時も同様であている．上記の要因によるRC床版の損傷は，主とり，中央部と端部ではひび割れ性状が異なる結果がして床版下面のコンクリートに二方向に広く分布す

得られる2）, 3）．言うまでもなく輪荷重走行疲労試験

る格子状ひび割れを形成し，終局的にはコンクリー

はこの点に留意して用いられている．

トの抜け落ちに至り，舗装の割れや陥没を招くもの

このような背景のもとで，本研究は，輪荷重走行となる1）．これは，第三者被害や交通事故に関する

疲労解析のパネルRC床版が実橋床版と同様の構造・構造物の安全性の問題として非常に重要である．

疲労挙動を示すための等価な解析条件を検討するもRC床版の疲労損傷劣化については，実橋床版の一のである．輪荷重走行疲労試験の境界条件と実橋床部分となる数メートル角サイズのパネル床版に走行版を想定した境界条件のそれぞれでパネル床版を解

輪荷重を繰り返し作用させる輪荷重走行疲労試験に析し，パネル床版においても実橋床版と同様の断面より，ひび割れ進展の段階が捉えられ，これに伴う力と変位の分布が得られる境界条件を客観的に得る

変形と耐荷のメカニズムが明らかにされてきた．現

手順を明らかにする試みである．床版を含む実橋の在では，輪荷重走行疲労試験はRC床版の疲労特性

上部工全体を疲労解析することは計算コストが高を確認するために広く用いられている．

く，輪荷重走行疲労試験サイズのパネル床版で等価

しかしながら，同試験のパネル床版で用いられてな解析条件を設定することにより，低コストで実道いる境界条件では実橋床版同様の断面力分布の再現

路橋床版疲労のシミュレーションを可能にすること

が床版中央部のみに限られている．これは実橋床版には意義があると考えている．本研究は道路橋床版

が橋軸方向に連続であるのに対して，輪荷重走行疲

疲労シミュレーションに向けた一つの重要なステッ

労試験のパネル床版では橋軸方向端部にI形断面梁

プであると位置づけている．

図1

図－1

実橋床版とパネル床版の境界条件

実橋床版とパネル床版の境界条件
2020 Vol.16

J-BEC レポート30

2．RC床版の輪荷重走行疲労解析

線から実線へと劣化することになる．これにより伝

輪荷重走行疲労試験はRC床版の疲労特性を確認す

達応力が減少するためひび割れはaからa+daへと進るために広く用いられている．床版上面を前後に走展し，開口幅はwからw＋dwへと増大する．また新行する輪荷重を載荷することにより，実橋床版で見たに進展したひび割れ部では劣化していない架橋応られる損傷劣化過程が再現され，既設橋の床版から力が発生する．このように進展する疲労ひび割れで新たに提案された高耐久性床版まで様々な床版の評

は，先端近くで「若くてまだ劣化しておらず」，開価に用いられている．輪荷重走行疲労試験がこの分

口部が「一番古くて劣化している」ことになる．同

野へ果たした貢献は多大なるものがある1）．

じ一本のひびわれでも位置によって開口幅と履歴繰

著者らは，輪荷重走行疲労試験のパネルRC床版にり返し回数が異なるためその劣化度が異なるのであ

対して，コンクリートひび割れにおける伝達応力劣る．図 －2に表しているのは架橋応力劣化を含む構化を疲労損傷機構とした有限要素解析により，その成則であり，開口幅によるひずみと履歴繰り返し数

疲労挙動と寿命を再現することを可能としている2）,に依存して架橋応力が減少する架橋応力劣化則を表

3）．ひび割れにおける骨材や繊維による架橋応力のしており，次式に従っている．

疲労劣化は，抜け出しや破断により徐々に起こり，
疲労ひび割れの進展と破壊の支配的機構であること（1）が示されている4）．後に，架橋応力劣化は有限要素解析に組み込まれてパネル床版の定点疲労載荷及び輪荷重走行疲労載荷の挙動を再現しうることが示さ

ここに，σ1とσNはそれぞれ1回目とN回目の架橋応れた2）．さらに，丸鋼鉄筋を用いた床版の輪荷重走力でありdは架橋応力劣化の係数であり，

行疲労試験の挙動を再現し，異形鉄筋と比較した丸鋼鉄筋の影響についての検討も行われている3）．以（2）

下にRC床版の輪荷重走行疲労解析の手法について概要を述べる．

に よ り 表 さ れ る． こ こ にd0は と γ は 係 数 で あ り，

架橋応力とは，ひび割れにおいて骨材や繊維が伝W maxはひび割れ開閉時の最大開口幅である．既往の達する応力であり，主にその引張成分が材料特性や実験によりコンクリートの係数はd0=0.08 and γ=4/

構造挙動において重要である．図 －2に示すのは引mmと与えられている5）．

張荷重下のコンクリート系材料挙動の構成則であ次に，RC床版の輪荷重走行疲労試験に対する，架る．載荷初期は線形弾性挙動を示すが，ひび割れ強

橋応力劣化を組み込んだ有限要素解析による床版疲

度 f tにおいてひび割れが生じ，その後はひび割れに

労解析について説明する．図－3では，床版疲労解析

おいて骨材や繊維が引張応力を伝達する．骨材や繊の手順を簡略化して示している．対称性を考慮した

維はさらなる引張方向の載荷変位により抜け出しや

1/2のRC床版の有限要素モデルの上面に，輪荷重走破断が発生し，徐々に伝達応力を減少させていく．

行に対応する荷重を1往復作用させる．1往復後にひ

最終的には全ての骨材や繊維の抜け出しもしくは破び割れた要素（黄色部分）を確認し，その要素では断により伝達応力はゼロとなり，材料は完全に二つ

N=1回分の劣化を式（1）により設定する．この設定に分割されることになる．以上は静的載荷の場合の挙動である．
図－2の枠内の図は疲労繰り返し荷重下における架橋応力の劣化とひび割れ進展を説明する図である．
長さa，開口幅wのひび割れは，ひび割れ先端のσ1から開口部へと減少する架橋応力分布が発生している．このひび割れに疲労繰り返し荷重が作用した後には骨材や繊維は徐々に抜け出しもしくは破断を起こして架橋応力は劣化する．つまり，枠内右図の点
図－2

31

J-BEC レポート

2020 Vol.16

架橋応力劣化図－3

床版疲労解析

支持で直交方向単純支持として実施している．これ
は輪荷重走行疲労試験の条件と同じである．本研究では1章で述べた動機のもとにパネル床版が実橋床版と同様の構造・疲労挙動を示すための等価な解析
条件を検討する．
検討したパネルRC床版は既往の文献7） を参考に
し て 設 定 し た（ 図 －5）． 床 版 の 橋 軸 方 向 長 さ は4,500mm，直交方向幅は2,800mm，床版厚は250mm
図－4

試験及び解析によるS-N関係である．コンクリートと鉄筋の材料特性を表 －1に示 す． 引 張 側 の 主 鉄 筋 はD19@150mm， 配 力 筋 は

後に2往復目の荷重を作用させて，新たにひび割れ

D16@125mmであり，圧縮側はこれらの50％でありた要素（緑色部分）を確認し，この要素ではN=1回それぞれD19@300mm，D16@250mmである．

分の劣化を設定する．一方で，1往復後にひび割れ

走行輪荷重は図－5の床版上面の赤枠内（3,000mm

た要素（黄色部分）ではN=2回分の劣化を設定する．

×500mm） を 往 復 し て 作 用 さ せ る． 解 析 で は，つまり早期に生じたひび割れにはより大きな劣化が起こっているとする．これを繰り返すことで輪荷重
走行繰り返しによる疲労ひび割れの発生・進展挙動を解析的に捉えることが可能となり，併せてたわみ

表－1
コンクリート

変化も得られる．最終的に輪荷重に耐えられなくな
りたわみが大きく増大する輪荷重走行回数が疲労寿命となる．図－3にはひび割れ発生時の輪荷重走行回

鉄筋

材料特性

圧縮強度（ f 'c）

33.1（MPa）

ヤング率（Ec）

27.9（GPa）

引張強度（ f t）￼

1.9（MPa）

降伏強度（ f 'y）￼345（MPa）

ヤング率（Es）￼

200（GPa）

数を色分けして示している．輪荷重走行範囲である中央部よりひび割れ範囲は版の面内方向と版厚方向へと広がり，なかでも面内対角方向へと大きく広がっているのが分かる．最後に図－4は輪荷重走行疲
労試験6）によるS-N関係と本解析手法により得られ
たS-N関係である．両者が良好に一致していることは，この解析手法の妥当性を示していると考える．
3．等価な解析条件の検討
2章で概要を示したRC床版の輪荷重走行疲労解析
は数メートル角サイズのパネル床版を橋軸方向弾性

図－5

床版寸法と配筋

2020 Vol.16

J-BEC レポート32

200mm×500mmの面積に作用させた分布荷重を除荷

わみδとたわみ角θをパネル床版においても実現するさせながら隣接する同面積に載荷していくことで走ためである．床版側面にI形断面梁を接する形で，弱行輪荷重を表現している．本稿の等価な解析条件の軸まわりの曲げたわみとウェブ板の曲げによるたわみ

検討においては，図 －6に示すAからDの4点に輪荷角を許容する形となっている．無論，こうした支持条

重157kNを作用させて橋軸及び直交軸の断面の発生

件は実際の輪荷重走行疲労試験では実現困難であり，モーメント分布と橋軸上（対称軸断面）及び直交軸解析上での表現にとどまる．また，解析上でも今後は上（各点載荷時断面）たわみ変位分布を検討する．

弾性ばね支持条件などの設定を考えていく必要がある

等価な解析条件の検討として，ここではパネルRCが，本稿では物理的な理解のしやすさの観点からI形

床版の橋軸方向の弾性支持境界条件を5ケースにつ断面梁によるCase 2から5を設定している．

いて比較検討する（図－7）．Case 1は輪荷重走行疲
労試験において用いられている弾性支持条件であひび割れ発生モーメント

り，鋼製I形断面梁で通常通り床版の下面を支持し

図－8はひび割れ発生モーメントの等高線を示してている．I形断面梁は強軸まわりの曲げに対して設いる．半円状の等高線の内側はひび割れ発生モーメン

置しているものの，鉛直方向のたわみ変位は拘束さトより高い値であり，ひび割れが生じている領域と考れている．一方でたわみ角はウェブ板の曲げによりえることができる．それぞれのグラフで載荷位置Aか生じる（図－1 Section B-B）．なお，梁の断面寸法は

らDの4点に載荷した時のひび割れ発生モーメントの文献に従っている7）．一方で，Case 2から5は，鋼製等高線を示している．以上をCase 1から5の境界条件に

I形断面梁のフランジ面と床版の側面が接する形についてまとめており，左図が直交方向のひび割れを生設置しており，I形断面梁は弱軸まわりの曲げに対じさせるモーメントMxxであり，右図が橋軸方向のひして配置される．フランジ幅は床版厚の250mmに固び割れを生じさせるモーメントMyyである．

定し，ウェブ厚も15mmと固定した上で，フランジ

図 －8（a）のCase 1に示すM xxは載荷位置AからD厚を15，30，60，90mmとして4ケースを比較検討すの結果を比較してもひび割れ領域は大きくは変わっる．なお，全5ケースの直交方向のRC床版の境界条ていない．一方でM yyによる結果はAからDへと領域

件は全て単純支持である．

が大幅に小さくなっている状況を示している．特にCase 2から5の弾性支持条件を設定した理由は，図－載荷位置CとDの結果はAの結果と比較すると領域の1の実橋床版（Section A-A）に示されているようにた

縮小度合いが明瞭である．これはCase 1の橋軸方向の弾性支持境界条件がたわみ変位を許容できずたわ
み角のみを許容していることにより，M yyの値が載荷位置Dにおいては高くならないことによる．
Case 2から4のMxxとMyyが示すひび割れ領域はCase1と大きく異なる．Case 2ではフランジ厚が最も小さいケースであるため直交方向の曲げ剛性が最も小さ

図－6載荷位置と着目断面（1/2モデル）

い．これによりMyyによる領域は載荷位置Dにおいて非常に大きくなる傾向が明瞭である．Mxxによる領域は載荷位置Dに向けて小さくなるが，その変化は
M yyによる領域よりは小さい．Case 2から4へとフランジ厚を大きくするにつれて，いずれの方向のひび
割れ領域も載荷位置AからDの差異は小さくなっていくことが確認できる．さらにフランジ厚を大きくしたCase 5においては，載荷位置によらずいずれの方向のひび割れ領域も同様になり，実橋床版相当と考えられる結果が得られた．
図－733

検討した境界条件（1/2モデル）

J-BEC レポート

2020 Vol.16

たわみ分布
図 －9は，載荷位置AからDの時の橋軸上（対称軸断面）及び直交軸上（各点載荷時断面）のたわみ変位を示している．図 －8の結果からも類推できるよ
うに，Case 1では載荷位置Aにおいて最も大きなたわみ変位が生じ，B，C，Dとたわみ変位は減少する．
直交軸上のたわみ変位分布を見ても各載荷位置断面が同様の挙動を示していないことが明瞭である．
Case 2から4では，載荷位置AからDへとたわみ変位は増大するが，フランジ厚を大きくするにつれてその差は小さくなり，Case 5のフランジ厚においてた
わみ変位はほぼ同じになり，直交軸上のたわみ変位
分布も載荷位置によらずほぼ同じとなる挙動が確認される．これにより実橋床版相当の挙動と考えられる結果が確認された．
4．階 段状荷重漸増載荷でのRC床版の輪荷重走行
疲労シミュレーション
3章の等価な解析条件の検討に基づき，Case 1と5の 境 界 条 件 を 用 い たRC床 版 の 輪 荷 重 走 行 疲 労 シ
ミュレーションを実施した．既往の文献7）に基づ
図－8

ひび割れ発生モーメントMxx（左）とMyy（右）図－9いて，図－10に示す階段状荷重漸増載荷の荷重条件

橋軸上及び直交軸上のたわみ変位分布

2020 Vol.16

J-BEC レポート34

とした．ここでは荷重を初期値157kNから40,000回

異なり200,000回においても対角方向への卓越的な載荷毎に19.6kN増大させている．シミュレーション

進 展 は 見 ら れ な い． 角 の 支 持 部 に 到 達 す る の はでは荷重を階段状に漸増させながら図 －3の手順で280,000回であり，その後版厚方向へと進展した．最解析を行っている．

終載荷回数である500,000回において角の支持部は

図－11は，輪荷重走行疲労試験で用いられる境界

版厚の3/4までひび割れ要素が進展する結果となっ条件であるCase 1と3章で検討した実橋床版相当の挙た．図－11に示されているようにCase 5においては動となる境界条件であるCase 5の解析においてひび

ひび割れ要素が輪荷重走行範囲と平行に進展してお割れた要素の進展を表した図である．ひび割れていり，Case 1のように対角方向に卓越的に進展するこない要素は白色で表し，ひび割れた要素は発生時のとはなかった．Case 5はより実橋床版に近い二方向・

輪荷重走行回数に応じて色を分けて表示している．

格子状ひび割れ挙動を示し，Case 1はその挙動が床

Case 1では載荷1回目でひび割れた要素は中央部の版中央に限られることが，この図より確認できる．

1,000mm長に限られる．その後，載荷回数の増大に伴い，ひび割れた要素は橋軸方向，直交方向，版厚5．まとめと今後の課題

方向へと進展する．これはコンクリートのひび割れ

本稿では，パネルRC床版において実橋床版相当のの開閉による架橋応力劣化に伴いひび割れが進展す

構造・疲労挙動を得るために，4つの橋軸方向境界るためである．200,000回では対角方向へと広く進展条件を検討した．輪荷重走行疲労試験で用いられる

しており，角の支持部へと到達している．280,000回境界条件と比較を行い，橋軸方向及び直交方向の断では床版下面のほぼすべての要素がひび割れてお面に発生する曲げモーメントの分布，橋軸上（対称り，載荷範囲中央と角の支持部では版厚方向の3/4軸断面）と直交軸上（各点載荷時断面）のたわみ変までひび割れが生じている．一方でCase 5では，載位の分布を有限要素解析により算出・比較し，両分

荷1回目において中央部の1,800mm長の要素がひび

布より橋軸方向に同様の挙動を得られる実橋床版相

割れており，Case 1よりも広い領域でひび割れが発当の境界条件を得た．

生する．これはCase 5の境界条件が図－8で示すよう得られた境界条件の下で，階段状荷重漸増載荷でに橋軸方向に床版中央部と同様のモーメント分布をのパネルRC床版の輪荷重走行疲労シミュレーショ

与えるためである．以後も橋軸方向，直交方向，版ンを実施した．シミュレーションは輪荷重走行疲労

厚方向へひび割れた要素が進展しており，Case 1と試験で用いられる境界条件の結果と比べると，実橋
床版に近い二方向・格子状のひび割れ挙動をよりよ
く示しており，本検討で得られた境界条件の妥当性を示している．
今後は，実橋上部工（床版，桁，横構，対傾構）の解析より床版の発生断面モーメントを取得し，パネル床版に等価境界条件として与えるスキームを検討する．ここで得られる境界条件を本稿のものと比

図－10較検討する必要がある．

階段状荷重漸増載荷

図－11

35

J-BEC レポート

2020 Vol.16

ひび割れ要素の進展

本研究で構築するスキームにより実橋床版は等価
解析条件の輪荷重試験サイズ床版に置き換えられ，これにより床版の耐久性の適切な解析的評価が可能

参考文献
1）松井繁之：道路橋床版 - 設計・施工と維持管理，
森北出版，2007．

になる．また，実橋挙動により忠実な解析結果が得

2）Peerapong Suthiwarapirak and Takashi Matsumoto:

られるため，格子状ひび割れの床版全体への広がり

Fatigue Analysis of RC slabs and Repaired RC Slabsと床版の性能劣化との関係や，広域な格子状ひび割

based on Crack Bridging Degradation Concept,

れと終局押し抜きせん断破壊との関係をより詳細にJournal of Structural Engineering, American Society

把握することが可能となり，ひいてはより正確な補of Civil Engineers, Vol. 132, No. 6, pp. 939-948,

修・補強効果の評価にもつながる．

2006.

実橋上部工を疲労解析することは計算コストが高3）Ahmed Attia M. Drar and Takashi Matsumoto:

いが，等価な解析条件が得られればより低いコスト

Fatigue Analysis of RC Slabs Reinforced with Plainの輪荷重走行疲労試験サイズのパネル床版で疲労シ

Bars Based on the Bridging Stress Degradation

ミュレーションの解析が可能となる．実橋床版の劣

Concept, Journal of Advanced Concrete Technology,

化現況を反映したモデルを作成することで余寿命推Japan Concrete Institute, Vol. 14, No. 1, pp. 21-34,

定のシミュレーションが行える解析手法の構築を今

2016.

後は目指したい．

4）Victor C. Li and Takashi Matsumoto: Fatigue Crack
Growth Analysis of Fiber Reinforced Concrete with

6．謝辞
本研究は一般財団法人橋梁調査会の令和元年度橋梁技術に関する研究開発助成を受けて著者（助成研Effect of Interfacial Bond Degradation, Cement andConcrete Composites, Vol. 20, No. 5, pp. 339-351,
1998.

究 者 ） が 北 海 道 大 学 大 学 院 工 学 研 究 院・DENG

5）Jun Zhang: Fatigue Fracture of Fiber Reinforced

Pengru助教（共同研究者）と実施したものである．

Concrete - an Experimental and Theoretical Study,

また解析においては北海道大学大学院工学院の大学

Ph.D. thesis, Department of Structural Engineering,

院生KHAN Arslan Qayyum君の多大なる貢献を得てTechnical University of Denmark, Lyngby, Denmark,いる．ここに記して謝意を示す．

1998.
6）赤代恵司，三田村浩，渡辺忠朋，岸徳光：丸鋼鉄筋を用いたRC床版の疲労特性に関する実験的研究，
構造工学論文集，Vol. 57A，pp. 1297-1304，2011．
7）国土技術政策総合研究所：コンクリート系床版の疲労耐久性の解析的評価手法の開発，国土技術政策総合研究所資料共同研究報告書，第844号，2015．

2020 Vol.16

J-BEC レポート36

日本での就労を希望するベトナム人橋梁技術者の意識および資質に関する調査研究
ホーチミン工科大学 教授
長大基礎地盤ベトナム（株）
まえがき

中村
一平
HO THAI HUNG

卒業し高度な技術力を有する者、および過去に日我が国の人口予測によると、人口は確実に減少

本で教育を受けた人、また、現在、日本に住んでし、少子高齢化のために15歳以上65歳未満の労働いるベトナム人学生と技術者、さらには、ベトナ

生産人口も減少する。

ム人留学生の指導教員とベトナム人技術者が勤務

このような状況により、建設業界をはじめとした日本企業の多くは外国人材にその補完的な役割を期待して彼らを積極的に採用した。

する職場の関係者を対象に行った。
全回答者は514名であるが、本レポートでは紙面の関係で在越の技術系学生および技術者からの結しかし、コロナウイルスの影響で事業が縮小傾果のみ記述した。その内訳は下記のとおりである。

向にあり、建設業界における人材不足に関する報①ベトナムの北部（ハノイ近郊）と南部（ホーチ

道や情報に接する機会は少なくなったが、コロナ

ミン近郊）の大学に在学しているベトナム人技

ウイルス禍が収束した際には再び労働力不足が懸

術系学生（271名 内建設系55名）②ベトナム在住で日系企業に勤務しているベトナ念される。
本研究は、コロナウイルス禍の前に、日本でのム人技術者（85名 内建設系45名）

就労を希望している親日的で勤勉なベトナム人学
生や橋梁技術者などを対象に彼らの意識や資質に関する調査した結果を考察したものである。

（3）調査方法
調査は、出来る限り面接により実施することとしたが、調査対象者がベトナムおよび日本国内の広範

1．調査概要囲に亘っているために、リンクによるアンケートも（1）調査目的併用した。

ベトナム人は、親日の人が多く、技術力や給料

リンクを利用したために、回答者からその知人へとが高く、四季があり、安全・快適な日本での就労

連鎖的に拡散して、数多くの結果を得ることができた。

を希望する若者が数多くいる。

アンケート項目は、下記のURLで参考にされたい。

現在、日本で就労しているベトナム人労働者31.6万人（全外国人労働者の21.7%）1）、ベトナム人留在越ベトナム人学生

学生は7.2万人（全留学生の24.2%）2） であり、就（for Vietnamese students in Vietnam）

労者の多くは技能実習生として働いている。彼ら

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe2l7zqFkW4mの就労環境や就労に関する意識調査は自治体3） や

IbsHFSdbxGvJv2i7Ac9nBkrsD5cAlw6OK4q0A/viewform

連合4）などで行われている。
しかし、高度技術者の就労環境や就労に関する

在越ベトナム人技術者

彼らの意識調査は見当たらず、高度技術者の日本（for Vietnamese engineers in Vietnam）

に対する意識や彼らの資質を調査し、今後の就労

https://docs.google.com/forms/d/1cbzOpZe3LK0Pz8xus0

支援における基礎資料とすることを目的とする。

RaIqMkhsQxkWVWeqmprX95JYI/edit（2）調査対象（4）調査期間

本研究は、ベトナム在住の大学生、そして大学を
37

J-BEC レポート

2020 Vol.16

2019年7月25日から2020年2月29日

2．調査結果の概要（1）ベトナム人の気質と日本観・日本人観面接およびアンケートから得られたベトナム人の日本観について述べる。
テレビなどを通じて日本文化がベトナム人の若ところで、市内中心部に行くと、数多くの老若
男女の欧米人観光客を目にする。あれほど、長期間に亘り、アメリカなどと激しい戦争をした国が、わだかまりがあるものの、欧米人を積極的に受け入れている心の広さにいつも敬服する。

者を中心に広く周知されて浸透している。その中心は、アニメである。また、着物や浴衣、そして（2）ベトナム人の日本での就労意識および資質

寿司、ラーメンなど和食も憧れの的である。さらに、日本の技術力や給料の高さに魅力を感じて、日本

日本の技術力は大変高く評価されており、特に、での就労を希望する者が多いものの、ホーチミン工

自動車やバイクは日本製品が席巻している。公共科 大 学（ 以 下、「HCMUT」 と い う。） 土 木 工 学 部

交通が乏しいベトナムでは、バイクが一般的な交Dr.Luu Xuan LOC副学部長の話しでは、ベトナムは通手段であるが、その79%がホンダ製であるとの経済成長率が約7%と極めて高く、現在、社会基盤

報道 5） があった。日本については、地震や台風な整備が積極的に行われており、土木系学生の就職はど自然災害は多いものの、ゴミのない清潔な国、

ベトナム国内でも十分に賄えており、日本への就労

富士山などの美しい国、安全・安心そして快適な国、

希望者は多くないとのことである。

交通機関が発達した便利な国として人気がある。

なお、発展途上のベトナムでは技術系大学は大変

以上のようなベトナム人の日本国に対する憧れ人気があり、HCMUT土木工学部の定員は700名と日や尊敬の気持ちのために、日本人に対しても大変本の一般的大学の約10倍である。また、その規模がな好意を持っている。アンケート結果では、多く大きいために、名称が土木工学科ではなく、土木工の回答者が、日本人を「勤勉」「熱心」「時間など学部であり、その中に高速道路工学科などがあり、規則を厳守」「誠実」「親切」「優しい」など好意的

各学科には、十数名の教員が所属している。

に答えている。

そして、教育内容も充実しており、朝は6:30から

以 上の通り、ベ ト ナ ム 人 は 大 変 な 親 日 であ る。

授業が開始し、1コマは2時間30分（一般的に、日本は、

しかし、その一方で、「無関心」「水臭い」「低学歴1時間30分）で、宿題も多く、授業で習った以上のの人ほど外国人を見下す人が多い」「猫かぶり」「曖

設問もあり、図書館などで調べる必要があるとのこ

昧」など否定的な回答もあった。

とである。

日本以外の近隣諸国については、同じ共産国でそのように厳しい修学環境のために、入学時にありながら、南沙諸島での領土問題などがある中は700名が在籍していたが、卒業できる学生は500

国との交流は想像したほど積極的ではない。

名程度になるとのことである。さらに、卒業には、

韓国とは、古くから交流があり、現在も韓国系

TOEIC 500点が必要であり、多くの学生は仕事に必

大型商業施設、ホテルが存在している。ホーチミ

要な英語力を身に付けており、欧米で就職する者

ン人文社会科学大学には、日本学部と共に韓国学も多い。

部もあり、多くの韓国人学生がベトナム語を学ん

日本での就労や留学を希望しているHCMUTの学でいる。（残念ながら、日本人学生を見かけたこと

生は、正規の授業終了後の18時30分から21時まで日はない。）彼らは将来、韓越両国の経済・文化の懸本語の語彙、文法、会話などを学び、5段階に区分

け橋となり、より一層の連携が図られるものと思されている日本語能力検定のN2合格を目指して励われる。食文化についても、ベトナムと韓国は関んでいる。

係が深く、外食好きのベトナムは、ベトナム料理

このことは、HCMUTに限らず、アンケートの対に次いで韓国料理を好むとの調査結果 6） がある。

象にした北部のハノイ土木大学も同様であり、ベト

その理由は、一般的に、韓国料理は安価なためにナムで高度の教育を受けた高度技術者および学生の利用し易く、日本料理は高価なために敬遠される

資質はきわめて高度であることを認識しておく必要とのことである。ベトナム人が日本料理を手軽にがある。

食べられるようになることで、食文化を通じてよ
り一層、親密になれると期待される。

日本に対する強い憧れがあるものの、日本での就労を希望する在ベトナム人建設系技術者は62%（非2020 Vol.16

J-BEC レポート

38

建設系技術者等は53%）とさほど多くない。それは、ろんのこと、電車に乗る時の乗車券の買い方など高いと思われている日本での賃金がそれほど高くな

基本的な生活スタイルも学んでおく必要がある。

いことも要因と思われる。最低賃金が東京では1,000

彼らの要望として、「もっと、日本人と話したい」

円を超え、全国加重平均が901円であるものの、日「各地に無料の日本語学校や文化教室を設けてほし本の地方部では790円7）と、韓国の747円8）と遜色がい」「ベトナム人を差別しないでほしい」などがあっ

ない。

た。

また、在ベトナム人建設系学生の85%（非建設系
学生等は77%）が日本での就労または留学を希望す
るものの、その多くは、上記の理由により実現していない。また、学生よりも社会人が日本での就労を希望する割合が少ない理由は、賃金以外に（4）職場での課題配属された会社、職場により待遇は大きく異なっていることが分かった。
技能実習生の問題は、マスコミにも取り上げられ① すでにベトナム国内で結婚しており家庭があるて社会問題化しているが、高度な教育を受けた技術② 日本への送り出し機関との不調などである

者も同様の問題を抱えている。

③ 日本語能力に自信がない

まず、訪日前に送り出し機関から、仕事内容や待などである。学生も、「親と一緒に暮らしたい」こ遇に関する十分な説明を受けておらず、配属されてとが日本での就労を希望しない一因である。ベトナ

はじめて、「思っていた仕事ではない」ことに気付

ム人の家族愛は想像以上に強く、遠くで離れて働く

くことがある。これは、送り出し機関はベトナム人

ことには抵抗がある。インターネットによるテレビ

技術者を日本企業に紹介することで一般的に初任給電話もあり、距離感が短くなったとは言え、国民性の3カ月分の報酬を得ることになっている。さらに、であり、当面、この問題は残ると思われる。

ベトナムで日本語教育を含めた就職斡旋をすると成面接調査では、アニメなど日本の文化に憧れて、功報酬として、80万円から100万円が得られるため会社や仕事内容をよく調べないで、「まず日本に行に送り出し機関が斡旋を急ぐことにより、ミスマッ

きたい」と回答したベトナム人学生がいた。

チが生じている。

最近は、ベトナム人の若者もSNSで情報交換してまた、熱心に技術指導する会社・職場があるもの

おり、良い情報はもちろんのこと、良くない情報もの、一部では、指導の名の下で「いじめもどき」の瞬時に拡散することに注意を払う必要がある。

こともある。また、「低学歴な日本人ほど、外国人を見下す人が多い」との刺激的な回答もあった。

（3）生活上の課題

いずれにしろ、就職に際しては、会社の業務内容、

日本に滞在している、または、滞在経験のあるベ

担当する仕事内容、待遇などの説明を十分に受け、トナム人に日本滞在で困ったことを尋ねた。それは、労使双方が納得した上で日本に来ることが肝要であ日本語の問題であった。当然、訪日に際して、日本る。面接により、「日本に行きたい。日本に行きたい。」

語を学んでいるものの、「ベトナムの日本語学校でが先行して失敗することが多いことが判明した。

習った日本語は役立たない」との回答もあった。本

なお、処遇は、月給20万円程度、残業および土日

人の努力や滞在期間中に、日本語は身に付くと思わ勤務で約5万円、宿舎代として約3万円徴収されるこれるが、特に、来日直後の不安が大きいようで何らとが一般的である。ところで、支度金やボーナス支かの支援が必要と思われる。困ったこととして、銀給の有無など企業により大きく異なり、SNSによる行口座の開設、クレジットカードの発行、携帯電話

待遇に関する情報交換で不信感が拡散している。

の契約など身近なことのようである。特に、1年間のビザで入国した者は、日本語能力の問題のみならず、信用上の問題で自分一人での各種契約行為は困3．調査結果面接およびアンケートの結果を述べる。

難を極めているようである。
また、ベトナムと日本の生活様式の違いにも戸（1）在越ベトナム人建設系学生

惑いがあるようで、訪日前には、最低でもN2程度

ベトナムに住んでいる高度の建設系教育を受けての日本語能力を身に付け、ビジネスマナーはもちいる若者の日本に対する意識を知るためのアンケー

39

J-BEC レポート

2020 Vol.16

以上の通り、大学で学んだことを活かせる職場・

ト結果を分析した。
アンケート回答者は、ハノイ土木大学やホーチミ

仕事を希望しており、さらには、職場環境が良く、

ン工科大学などの建設系学生で、日本に何らかの関給料も良く、週休2日など福利厚生が充実している

心・興味を持っている学生である。

会社を希望するなど自身の進路について真剣に考えていることが分かった。

回答者の学年別人数は、表－1の通りである。

しかし、一方では、日本での就職に否定的な意見
表－1

回答した在越ベトナム人建設系学生の学年別人数
大学
1年

大学
2年

大学
3年

大学
4年

大学
5年

大学
6年

院生

人数

19

5

1

12

15

1

2

%

35

9

2

22

27

2

4

としは、

合

① 両親の賛成が得られない

計② 家族から遠くに離れたくない

55

③ 心細い
④ 母国（ベトナム）の開発に携わりたいなどであった。日本での就労について、その素晴ら

ベトナムで建設系学科に所属する学生に日本でのしさを認識させると共に、外国人が日本で就労する

就職、または留学の希望について質問した。その結際に生じる不安や疑問を共同で解消させるなど生活

果、希望する学生は、85%（47名）あった。

面でのより一層の支援をする制度を充実することにより、さらなる交流拡大が図れるものと思われる。

表－2

在越ベトナム人建設系学生の日本就労希望者数
希望あり

希望なし

合

人数

47

8

計

%

85

15

55

そして、日本での留学、就労には、日本語能力
N1,N2が必要であることを認識すべきである。
また、前述のLoc先生の建設系学生の就職先は、ベトナム国内で賄えるとの意見も考慮すべきことである。

文科系も含む非建設系学生にも同様の質問を行ったが、日本での就職や留学を希望する学生は77%であるが、表－2に示す通り、建設系学生の85%が日本での就労を希望しており、より一層、日本に魅力を感じている。

（2）在越ベトナム人建設系技術者
ベトナムで建設系技術者として働いているベトナ
ム人に日本に対する意識を調査した。
回答者の年代別人数は、表－3の通りである。

その理由は、① 日本の技術力の高さ② 教育環境や労働環境が良い③ 留学生に対する奨学金が充実している④ 日本人と一緒に働くことで技術や日本文化を修表－3回答した在越ベトナム人建設系技術者の年代別人数
20歳代

30歳代

40歳代

未記入

合

人数

26

10

7

2

計

%

58

22

16

4

45

得できる
⑤ 給料が高い⑥ 日本人の規律正しさ、勤勉さ、責任感、時間厳守を学びたいなどであった。
将来、日本でどのような会社で、どのような仕事をしたいかとの質問には、予想通り、

現在、在職している会社で、どのような仕事をしているかとの質問には、① 橋梁会社で設計業務・施工管理② 橋台の設計および図化③ コンクリート技術と検定① 建設会社で、品質管理や安全管理などの施工管理④ 実験室での試験② 鋼橋の施工⑤ 建設コンサルタントでCAD・BIMなどに携わっ③ コンクリートに関する仕事ている。

④ 道路・橋梁エンジニア

日本での就職について、その希望について質問した。

⑤ 建設コンサルタント

その結果を表-4に示す。

などに携わりたいと希望している。
2020 Vol.16

J-BEC レポート

40

表－4

在越ベトナム人建設系技術者の日本での就労希望者数
希望あり

希望なし

合

人数

28

17

計

%

62

38

45

N2以上の能力を身に付けると期待される。
② 在越の建設系学生の85%は、将来、日本で就職や留学を希望している。しかし、建設系技術者の日本での就労希望は62%であった。
その理由のひとつが、ベトナムでは、家族と離日本での就労を希望する在越建設系技術者の比率れて暮らすことに大きな抵抗があることが要因

は62%（28名）ある。在越ベトナム人建設系学生のである。家族の団結が非常に強い国柄であり、85%が日本での就労を希望しているのに比べて、日インターネットの普及やSNSの利用により、ベ本での就労を希望する技術者の比率は低い。

トナムと日本の距離感が短くなっていることをその理由は、体験させる必要がある。

① ベトナム国内ですでに、結婚しており家庭がある③ 学生時代に日本企業によるインターンシップな② すでに、ベトナム国内で就職しているどを通じて日本を体験させる制度を充実するこ③ 日本語能力に自信がない

とも必要と思われる。

④ 日本の物価が高い④ 賃金は、近隣諸国と比べても日本は思ったほど高額ではない。

などである。
将来、日本でどのような会社で、どのような仕事をしたいかとの質問には、① CIM,BIMを展開する会社で設計者として働きたい② スーパーゼネコンで働きたい③ 自身の専門分野を活かした仕事が出来る会社に給料の多寡のみならず、福利厚生の充実や従業員・近隣住民などとの交流を通じて外国人が暮らしやすい社会を構築する必要がある。
⑤ 雇用先と外国人労働者の間でミスマッチが生じている場合がある。
その原因は、送り出し機関が事前に仕事内容を勤務したい④ 社員の生活、希望を考える会社に勤務したいなどの回答が得られた。

具体的に説明していないことにより生じている。ベトナム人技術者は、就職先を決める際になお、「日本人は、ベトナム人を差別し、搾取する

は、勤務の職種、担当する仕事内容、雇用条件

ので、日本へは行きたくない」との残念な回答もあっなどの記載された雇用契約書を熟読して、労使た。日本人として、真摯に受け止める必要がある。

双方が納得して決定する必要がある。

学生と同様に、日本での就労には、日本語能力
N1,N2が必要であることを認識すべきである。

以上の通り、ベトナム人の「行きたい」と「行く」は意味が異なっている。いずれにしろ、いつまでも日本が選ばれる国であり続ける保証はない。外国人を日本の労働力として迎え入れるには、日本人と外4. 提言とまとめ
技能実習生に関する情報は数多くあるが、これま国人双方のさらなる努力が求められる。

で、調査があまり行われていなかった大学などで高次に、ベトナム人技術者の資質については、回答

度の教育を受けた建設系技術者や現在、教育を受け者の多くは日本での就労において必要とされる日本ている建設系学生を対象に面接およびアンケートに

語能力N2を有している。

より日本に対する意識などの調査を行った。

専門能力についても、ベトナムで国立大学の上に基本的には、建設系の技術者および学生・院生をランクされている国家大学ホーチミン工科大学やハ調査の対象にしたが、ベトナム人の一般的な傾向を

ノイ土木大学の卒業生は充実したカリキュラムによ把握するために、建設系以外の技術者および学生かる教育を受けており専門分野の能力は極めて高い。

らの面接・アンケート結果も参考に考察を行った。

日本を志向したベトナム人技術者や学生の多くは、日本での経験により、日本の技術や文化を身にその結果、① 日本での就労および留学に際しては、N2程度の日本語は必須である。
アンケート回答者の多くは、N3、N4を有しており、来日までに日本語を勉強することにより、
41

J-BEC レポート

2020 Vol.16

付けて母国ベトナムに戻り、母国の発展のために大きな貢献を果たしている。
彼らを支援することが日本国、そして日本人が果たすべき国際貢献である。

あとがき

参考文献

今回のコロナウイルスの影響により、航空機の欠

1）「外国人雇用状況」の届出状況まとめ（平成30航や減便、ビザの発給停止などにより国際交流に支

年10月末現在）、厚生労働省職業安定局外国人障が生じているが、中長期的には、さらなる発展を

雇用対策課プレスリリース、平成31年1月25日

期待したい。
より詳細な情報が必要な方は、ippei3367@gmail.
comまで連絡を頂ければ幸甚である。

2）平成30年度外国人留学生在籍状況調査結果、独立行政法人日本学生支援機構、平成31年1月
3）外国人材就労意識調査 中間報告書、広島県、
令和元年11月

謝辞4）外 国 人 労 働 者 の 受 け 入 れ に 関 す る 意 識 調 査

本研究の実施に際して、ハノイ地区でのアンケー

2018、連合、2018年10月18日

ト集計および翻訳には、長大基礎地盤ベトナム㈱の5）The Saigon Times（2020.1.17付け）

Ngoc女史、ホーチミン地区ではホーチミン工科大学

6）地域別最低賃金の全国一覧、厚生労働省HP

Office for International Programs のThuy先生、Linh先生、

7）2020年の最低賃金（時給）は2.87%増の8,590ウォ

Huyen先生にベトナム語のアンケート用紙の作成、リンに、日本貿易振興機構 ビジネス短信、2019

ンクの構築、アンケート集計および翻訳などいろい

年8月8日

ろとお世話になった。心からお礼を申し上げる。

2020 Vol.16

J-BEC レポート42

第36回国際橋梁会議（IBC2019）の聴講参加とワシントンD.C.、ニューヨークでの橋梁現地調査報告
中部支部
近畿支部

調査役
橋梁課長

鎌田
倉田

裕一
豊

2．IBC2019の概要と聴講報告

1．はじめに2019年6月10日〜12日までの3日間、第36回国際橋梁

IBCは、毎年1,000橋以上の管理者や政府関係者、橋会議（IBC2019）がアメリカのメリーランド州ナショ

梁設計者、建設業幹部、そして、米国全土および海外

ナルハーバーにあるゲイロードナショナルリゾート＆からのサプライヤーが集まる会議です。今回は36年目

コンベンションセンターで開催されました。

ですが、前年の2018年の参加は41の州と15か国から来本報告は、会議の聴講と近隣のワシントンD.C.にあ場があったそうです。

る橋梁の現地調査、ニューヨークでの橋梁の現地調査聴講したセッションのなかで、スペシャルセッショ

をとりまとめたものです。なお、今回の日程は表－1

ンのうちブリッジ アセット マネジメント セッのとおりです。

ションを代表して紹介します。
表－1

日程

日程表

内容

6月 9 日（日） 成田→ワシントンD.C.
ワシントンD.C.着のあと、6月10日（月） IBC2019聴講 及びワシントンD.C.橋梁の現地調査
6月11日（火）IBC2019聴講 及びワシントンD.C.の橋梁の現地調査

6月12日（水）IBC2019聴講 及びワシントンD.C.の橋梁の現地調査

6月13日（木） ワシントンD.C.→ニューヨーク
6月14日（金） ニューヨーク市内の橋梁の現地調査
6月15日（土） ニューヨーク→成田
6月16日（日） 成田着

43

J-BEC レポート

交通資産管理計画（TAMP）の開発と実施状況、得られた教訓や利用可能な支援ガイダンスなどの紹介があ

6月 8 日（土） 成田泊

写真－1

米国連邦道路管理局（FHWA、ワシントンD.C.）から、IBC2019開催場所

2020 Vol.16

りました。
アセットマネジメントのセッションは、我が国とほぼ同様にB/C（便益費用分析）での曲線における評価が報告された。橋梁の各部材には作業タイプとタイミングの最適な順序があること、またそのタイミングは
橋梁の各部材の平均余命と必要性を考慮する必要があるとする考えが紹介されました。費用の面では各部材の供用年間における更新回数は見られず、供用年間に1回の補修が基本のようでした。我が国においては、
特に地方でフロー効果の期待が大きく、補修方針を同

写真－2

IBC2019会場にて（左鎌田、右倉田）

列で評価することは難しいですが、補修工事による社会的・経済的な面から、更新回数が極力少ない補修方法への取り組みの重要性を学びました。
3．橋梁の現地調査報告
3.1

フレデリック・ダグラス・メモリアル・ブリッジ（ワシントンD.C.） ※架け替え工事中

現道の車道部の床版は、グレーチング床版になっており、荷重制限からやむなく採用された形式と推定されますが、補修工程の面からも、置き換えが前提の応急対策としては有効であると感じました。
（写真－5、
6）
3.2

写真－3

スペシャルセッション会場

11th・ストリート・ブリッジ（ワシントンD.C.）

アナコステイア川を渡る、多主鈑桁形式で鋼製型枠のRC床版が組み合わされており、プレファブ化を徹底しているようでした。なお、老朽化により将来は公園に変える計画があるそうです。
（写真－7、8）
3.3 セオドア・ルーズベルト・ブリッジ（ワシントンD.C.）
ポトマック川を渡る、鋼連続有ヒンジ鈑桁橋（リベット）であり、ヒンジはピンハンガー構造でした

写真－4 紹介されたスライド（メンテナンスインターバルのイメージ）

写真－5

橋梁全景（架け替え工事中）と将来完成予想図

写真－6 グレーチング床版近景（橋面からの排水が垂れ流しになっていました）

写真－7

橋梁全景と将来完成予想図

写真－8 床版下面の状況（鋼製型枠が車道部で使われていました）

2020 Vol.16

J-BEC レポート44

ピンハンガー構造は、これまで事故も多く、安全性

3.5 サ ウスイーストフリーウェイ
（ワシントンD.C.）に疑問符が打たれる場合が多いのですが、落橋防止システムの併用が標準となった現在、ピンハンガー

最近更新されたと見られる鋼鈑桁の跨道橋です。

による補修も考えられる場合もあると思いました。

床版下面にデッキプレート（おそらく型枠材）を使（写真－9、10）用し、床組みはX型の対傾構のみで横構はありません。端支点は沓座外端に防塵壁が設置され、台座コ

3.4 アーリントン・メモリアル・ブリッジ（ワシントンD.C.）

ンクリートを設けることで支承が保護されています。
（写真－13、14）

ポトマック川を渡る、RC充腹アーチ橋であり、訪れた時はセンタースパンを取り替える工事の際中でした。また、表面の石造りの花崗岩は研磨され洗浄されていました。（写真－11、12）

写真－9

写真－11

センタースパンの工事の状況

写真－13

45

J-BEC レポート

橋梁全景

跨道部下面状況2020 Vol.16

3.7

ブルックリン・ブリッジ（ニューヨーク）

アメリカでもっとも古い吊り橋の1つであり、1883
年に完成・竣工しています。鋼製ワイヤーを使った

写真－10 スパン中央のヒンジ（ヒンジからの漏水が顕著でした）

写真－12

花崗岩は研磨され洗浄されていました

写真－14

端支点部

写真－15

上層の歩道からの橋梁全景

写真－17

写真－19

橋梁全景

地下鉄車内（ワシントンメトロ）

写真－16

写真－18

下層の車道

真横にトラムが通っています

写真－20 バスターミナル（ワシントンD.C.サウザンアベニュー St.）とバス時刻表

世界初の吊り橋です。2層に分かれていて、上層は市地下鉄を利用しました。車両と座席の大きさや、人や自転車が、下層は片側3車線の車道となっていプラットホームとバスターミナルの状況も日本とほます。（写真－15、16）ぼ同様で、運行ダイヤも正常に感じました。なお、
ニューヨーク市地下鉄は複線で、各駅停車と急行が3.8

クイーンズボロ・ブリッジ（ニューヨーク）

運行されていました。（写真－19、20）

1909年完成のキャンチレバートラス橋であり、真横にトラムと呼ばれるロープウェイが通っています。
（写真－17、18）

5．おわりに
今回、IBC2019に出席させていただき、海外の技術動向を知るきっかけになりました。また、海外の

4．公共交通機関

橋梁、特に歴史的な橋梁を視察でき、大変有意義でワシントンD.C.とメリーランド（ナショナルハー

もありました。このような機会を与えていただきまバー）ではワシントンメトロの地下鉄とバスを、したことに感謝するとともに、今回得た知見を今後ニューヨーク（マンハッタン島）ではニューヨーク

の業務に活かしていければと考えます。
以上2020 Vol.16

J-BEC レポート46

fibシンポジウム2019（クラクフ）参加とポーランド・チェコ・ドイツにおける橋梁視察報告
四国支部

橋梁課長

1．はじめに越智

祥孝

性と持続可能性、プレファブなど幅広いトピックがfib（Fédération internationale du béton：国際コンク

取り上げられた。参加者は、日本が最多（78名）で、リート構造連合）のシンポジウムが2019年5月27日

次いでドイツ（64名）、ポーランド（62名）であった。

から29日までの3日間、ポーランドのクラクフにて開催された。当シンポジウムに、公益社団法人プレストレストコンクリート工学会の支援を得て結成された調査団に参加し、シンポジウムの聴講及び開催
国ならびに近隣に位置するチェコおよびドイツの橋

表－1
日程

月日

行程概要

都市・空港名等

活動内容

１日 5月 羽田空港
航空機による移動
目 25日 フランクフルト空港

梁を視察したのでその概要を報告する。

２日 5月 フランクフルト
目 26日 クラクフ

・第2マイン橋視察
・ビスワ川橋視察

2．全体行程

３日 5月
クラクフ
目 27日

【fibシンポジウム参加】

４日 5月 クラクフ
目 28日 チェコ

【fibシンポジウム参加】
・ブラビンカ高架橋視察

５日 5月
クラクフ
目 29日

【fibシンポジウム参加】
アウシュビッツ視察

行程概要を以下（表－1）に示す。
3．fibシンポジウム2019
3.1

シンポジウムの概要

2019シ ン ポ ジ ウ ム は、“Concrete-Innovations inMaterials,Design and Structures”をテーマに、クラク
フ市内にあるベストウエスタンプレミア クラクフ
ホテル（Best Western PremierKraków Hotel（写真－1）
にて開催された。本シンポジウムには48か国から500人以上の参加者があり、セッションでは補修と補強、せん断とねじり、疲労と繰り返し荷重、耐久

写真－1

47

J-BEC レポート

2020 Vol.16

クラクフ空港６日 5月・フレー橋視察デュッセルドルフ空港
目 30日
・クニー橋視察ケルン
７日 5月 ケルン
目 31日 ヒルシュベルグ・ドイツァー橋視察・リンブルク高架橋視察
・ニーベルンゲン橋視察

８日
目

6月
1日

ブラウンスバッハ
・コッハタール高架橋視察
フランクフルト空港 ・ムルバレー高架橋視察

９日
目

6月
2日

羽田空港

Best Western PremierKraków Hotel

航空機による移動

表－2

基調講演内容Speaker
１
Marco di日
Prisco目

Critical infrastructures in Italy:
state of the art, case studies,
rational approaches to select The
intervention priorities

２
Rudy
日
Ricciotti目

Untitled

Renata３ Kotynia
日目 Mikael
Braestrup

3.2

表－3

Is FRP reinforcement alternative tosteel in future structural concrete
perspective?
Concrete plasticity-a historicalperspective

一般講演発表件数

Topics

講演数

日本分

INNOVATIONS IN MATERIALS54

5INNOVATIONS IN DESIGN

61

3

INNOVATIONS IN STRUCTURES

67

10

STRENGTHENING & REPAIR

20

4SHEAR & TORSION

27

1

FATIGUE & CYCLIC LOADS

120SUSTAINABILITY & DURABILITY

30

4

PREFABRICATION

12

0

合計

283

27

Title

基調講演

本シンポジウムで表－2に示す基調講演（Keynote
Lecture）が行われた。また2日目の基調講演の前にはProfesser Andezej B. Ajdukiewicz の功績を紹介する特別講演が行われた。
3.3

一般講演

一般講演のトピック名および発表件数を表－3に示す。
日本からは27件の講演が行われ、本調査団からは下村団長が座長を務め、講演は9件で8名が行った。

写真－2

一般講演の様子（本調査団：鹿島建設(株)藤代氏）

4．橋梁視察
4.1

ビスワ川橋（ポーランド）

4.2

フラビンカ高架橋（チェコ）

ビスワ川橋は、ビスワ川に架かる高速道路S7号線

フラビンカ高架橋は、チェコのオストラバ市とオの一部であり、北と南の地方を結ぶ斜張橋である。

パヴァ市を結ぶ高速道路でありフラビンカ渓谷を渡橋長は706m、斜張橋部の最大支間長は200m、主塔る橋として建設されたものである。ストラット付き

高さは63mのA型である。マハルスキ卿にちなんで鋼箱桁橋で床版はコンクリートである。橋長327m、マハルスキ橋とも呼ばれており、マウォポルスカ地

最大支間長は66m、幅員は25.7m、架設は送り出し方でもっとも長い橋である。

架設工法で2015年に完成している。

写真－3

ビスワ川橋

写真－4

フラビンカ高架橋

2020 Vol.16

J-BEC レポート

48

写真－5

4.3

第2マイン橋

写真－6

フレーエ橋

写真－7

クニー橋

第2マイン橋（ドイツ）

第２マイン橋は、フランクフルトにあるヘキスト工業地域内のマイン川に架かる、工業地域内の輸送用道
路・鉄道橋併用のディビダーク工法により架設されたPC斜張橋である。橋長294m、最大支間長148m、幅員31m、主塔高さ52mで1972年に完成した。道路・鉄道併用の斜張橋として、そして斜材に並列ケーブルを用いたハープ型の斜張橋としては世界初の橋梁であった。
4.4

フレーエ橋（ドイツ）

本橋はデュッセルドルフ市フレーエにおいてライン川を跨ぐ、鋼とコンクリートの複合斜張橋である。橋長は1148m、幅員は41.7m、主塔はRC逆Y字型高さ145m
で1979年に完成した。本橋は完成から40年が経過しており、2012〜2013年に伸縮装置の交換、2017年にコンクリートの補修工事、2015年にケーブルの点検工事が実施されている。現在も大規模な補修工事が行われており、移動式台車を使った鋼桁の点検、補修を行っている状況が見られた。
4.5

クニー橋（ドイツ）

本橋はライン川に架けられた鋼斜張橋で、デュッセ
ルドルフ市のフリードリヒシュタットとオーバーカッセルを結んでいる。橋長は561m、最大支間長319m、幅員28.9m、主塔は鋼製T 形断面で高さ114m、1969 年に完成した。
4.6

旧橋

新橋

ドイツァー橋（ドイツ）

ドイツァー橋はケルンの大聖堂にほど近いライン川に架かる橋梁であり、同スパン、同桁形状で鋼橋とコンクリート橋が並ぶ珍しい橋梁である。橋長は437m、最大支間184m、幅員16.3mであり1980年に完成した。下流側の鋼橋は1948年に架橋された世界初の鋼3径間連続箱桁橋であり、レオンハルトによる設計である。
49

J-BEC レポート

2020 Vol.16

写真－8

ドイツァー橋

4.7

リンブルク高架橋（ドイツ）の河川部は、世界で初めて支間長100mを超えた張本橋はアウトバーン3号線の高架橋で、リンブル

出し架設工法による橋梁で、その建設中に、日本のクのラーン川に位置する橋梁である。PC2 主箱桁橋

技術者（齋藤武幸氏ら）が現地を訪れ、張出し架設で上下線が隣接している橋梁である。橋長は450m、工法に感銘を受け、その技術を日本に導入し、日本最大支間95m、幅員21.8m、橋脚高さは最大約60mの初の張出し架設工法となる嵐山橋につなげたとのこ

上下線分離構造で2016年に完成した。橋脚は自動クとである。

ライミングフォームを利用して作られたRC製で、上部工はPC2 主箱桁橋でキャンチレバー工法により

4.9

コッハタール高架橋（ドイツ）

本橋はアウトバーン6号線にあり、ハイルブロン

施工されている。

とニュルンベルクの間のコッハ渓谷を横断する橋梁
4.8

ニーベルンゲン橋（ドイツ）である。桁下高は谷底から最大185 m（橋脚高：最

本橋はドイツ連邦道路47号線のライン川に架かる

大178 m）で、ドイツでもっとも高い高速道路橋で橋梁で、ラインランド・プファルツ州の町ヴォルムある。橋長は1128m、最大支間長138m、幅員31mでスとヘッセン州の町であるランペルトハイム市を結1979年に完成した。本橋の箱桁部は幅8.6m、高さ6.5mんでいる。現在、旧橋と新橋の2橋が並行して架設であり、11.2mの張出し床版をコンクリート製のスされており、ニーベルゲン塔が旧橋に設けられていトラットが7.67mピッチで支えている。高くスレンる。橋長は744m、最大スパン114mのPC4 径間箱桁

ダーな橋脚も特徴の一つである。

橋で旧橋は1953年、新橋は2008年に完成した。旧橋

写真－9

リンブルク高架橋

写真－10

ニーベルンゲン橋

2020 Vol.16

J-BEC レポート50

写真－11

4.10

写真－12

コッハタール高架橋

ムルバレー高架橋

ムルバレー高架橋あり、我が国はドイツ、ポーランドに次ぐ3番目となっ本橋はドイツ連邦道路14号線の高架橋で、バーデている。また、講演修了の質疑応答では日本人が質ン・ヴュルテンベルク州レムス・ムル郡バックナン

問するケースは極端に少なかったように感じた。自グ市を流れるムル川の渓谷を横切っている。橋長

分自身を含め、言語の壁と控え目な性格は、今まで419m、アーチ支間108m、幅員14.3mで、2011年に完もこれからも、日本人にとって課題と思われる。

成した。2つの連続したアーチ構造で、アーチリブ

橋梁視察において、多様なニーズに応じて構築さ上の支柱と両岸斜面部の橋脚は上部工と一体となっれた各都市の歴史的な橋梁は、単なる道の一部ではており、橋台上のみ支承構造となっている。アーチなく“橋である”という主張が伝わってくるものがリブおよび上部構造は固定式支保工にて施工されて多かった。B/Cに重きを置く日本にとっては羨ましくいる。上部構造は2 主桁構造で、上部構造には主桁もあるが、これは例えるなら『座るための椅子』を作っ

側面に突起形状が確認でき、主方向にPCが配置されてきた日本と、『座るためだけじゃない椅子』を作っている。

てきたヨーロッパとの文化の違いによるものであろうとも思う。

5．おわりに

今回の視察全般を通じ、日本が勝っている点、劣っ

fibシンポジウムに初めて参加させていただいたが、世界各国の参加状況から、この分野への高い関心がうかがえ、盛大であった。
本シンポジウムの参加者の最多は我が国日本が最多の78名であったが、一般講演の講演件数は27件で51

J-BEC レポート

2020 Vol.16ている点を肌感覚で体験することができ、とても有意義な時間となった。
最後になりましたが、このような機会を頂いたことに心より感謝いたします。
以上

国土交通行政関係功労者表彰の受賞について

国土交通行政関係功労者の表彰の一環として、令当調査会におきましては、令和元年度に完了した

和元年度に完了した工事、業務の中から優秀な成績

以下の業務とその業務に従事した技術者に対して事をあげた受注者に対して、地方整備局長や事務所長

務所長表彰を頂きました。

等から表彰が行われます。

表彰者

業務名

北陸地方整備局
新潟国道事務所長

R1新潟国道橋梁維持補修計画検討業務

九州地方整備局
九州技術事務所長

平成30・31年度
九州管内橋梁診断（その1）業務

表彰対象
一般財団法人橋梁調査会
齋藤立

一般財団法人橋梁調査会

計画課長

2020 Vol.16

桐原進彌

J-BEC レポート

52

橋梁技術に関する研究開発助成について

当調査会では、平成20年度から年に一度「橋梁技審査委員会（魚本 健人東京大学名誉教授、藤野 陽

術に関する研究開発助成」の助成対象者を決定して

三城西大学学長、丸山 久一長岡科学技術大学名誉教おります。これまで「橋梁技術に関する研究開発助成」

授）を設け、審査委員会での審査を経て助成を決定

は26件の助成を行ってきたところです。この度、令しました。

和2年度分の助成が決定となりました。
助成対象者の選定にあたり、橋梁研究開発助成等

令和2年度の助成対象者は以下のとおりとなりました。


橋梁技術に関する研究開発助成対象者
橋梁技術に関する研究開発についての計画を公募し、優秀研究計画と認められる応募者に対して、
当該研究開発に要する費用の一部を助成しています
江本 久雄氏（福島工業高等専門学校都市システム工学科 准教授）
・ 研究計画：「ARによる橋梁の変状図の可視化システムの研究開発」
蘇 迪氏（東京大学工学系研究科社会基盤学専攻 特任准教授）
・ 研究計画：「橋梁観測データを活用した強風時車両走行安全性の評価」
佐々木 貴信氏（北海道大学大学院農学研究院森林科学分野木材工学研究室 教授）
・ 研究計画：「新たな木質材料CLT（直交集成材）の床版用途に関する研究」
佐伯 竜彦氏（新潟大学工学部工学科社会基盤工学プログラム 教授）
富山 潤氏（琉球大学工学部工学科社会基盤デザインコース 教授）
・ 研究計画：「橋梁各部位の水環境の定量評価と台風による飛来塩分がコンクリート橋に与える影響」

計画課長

53

J-BEC レポート

2019 Vol.15

桐原進彌

建設技術フェア等の参加報告

令和元年度に実施した各地方整備局等が主催する建設技術フェア等に、当調査会支部が参加しました。
建設関係者はもとより一般の方々にも、「一般財団

法人 橋梁調査会」とはどのような組織でどんな仕事をしているのかを知って頂く機会として、当調査会が実施する事業を紹介（展示）いたしました。
計画課長 桐原 進彌

開催日

イベント名

主催者

令和元年6月5日・6日

建設技術公開「EE東北’19」

EE東北実行委員会

令和元年10月2日・3日

けんせつフェア北陸 in 富山2019「けんせつフェア北陸in富山2019」
実行委員会

令和元年10月16日・17日

建設技術フェア2019 in 中部

国土交通省中部地方整備局
名古屋国際見本市委員会（公財）名古屋産業振興公社

令和元年11月26日・27日

建設技術フォーラム2019 in 広島

建設技術フォーラム実行委員会

調査機器の説明を聞き入る来場者（東北）学生たちが模型橋組立てに挑戦（北陸）学生へ「橋梁診断」の紹介（中部）『橋梁点検・診断に関する最近の話題』企画課長（中国）2020 Vol.16

J-BEC レポート54

都 市 と橋 シリーズ第5回
四万十川橋

地域と人とともに歩む、わが町の「赤鉄橋」
四万十市のシンボル「赤鉄橋」
四万十川は、津野町不入山を源流とし、太平洋に注ぐ全長196kmの一級河川である。途中、山林率89％におよぶ高知県の山野を削り、河口の中村平野に達するが、これを出迎えるように架かるのが、鮮やかな赤色の四万十川橋である。
下路式単純ワーレントラスと鉄筋コンクリート単純
T桁で、橋長507.2ｍ、幅員5.5ｍ。地元では親しみを込めて「赤鉄橋（あかてっきょう）」と呼ぶ。橋脚付
近の河川敷にはお祭り広場、緑地、キャンプ場、テニ
スコートが設置され、運動や川遊びはもちろん、水泳大会、花火大会、マラソン大会、LEDを使ったクリス
マスイベントなど、さまざまな催しが開かれている。
四万十市のシンボルであり、市民には欠かせない
憩いの場なのである。
暴れ川に悲願の橋を
四万十川は吉野川と並ぶ四国の暴れ川であり、藩政時代から昭和の初期まで頻繁に氾濫した。築堤も当然行われたが、手に負えずに計画洪水を行うケースも非常に多く、そのため中村地区の町家は1階の浸水を想定し、ほとんどが2階建だったという。
この四万十川に橋建設の機運が高まったのは大正時代の初期のこと。当時、四万十川両岸、中村地区と具同地区間の交通は、両岸に渡したワイヤーに滑車を取り付け、船に繋ぐ岡田式渡船を使用していた。
岡田式は増水に強いといわれたが、それでも四万十川が荒れれば、数日間渡ることができない。そのうえ時代とともにモノと人の流れが増し、輸送量が大きく安全な橋への要望が高まっていた。
1

55

そのような中、悲劇が起こる。大正4年（1915）に幡多郡立実科高等女学校（現・高知県立中村高校）の生徒を乗せた渡し舟が転覆し、多数の犠牲者を出したのである。この事故で住民らの橋建設の声は大きなものとなり、架橋計画は大きく進展した。そして大正13年（1924）3月20日の起工式に至ったのである。
四国一の大橋梁
旧中村町の年間予算が9万2,000円だった時代に総工費50万円（48万円とも）が投じられ、建設が始まった。費用のうち、4万5,000円が篤志家による浄財で、残りは県の地方債で賄われた。関東大震災で疲弊した中央からの予算を当てにせず地元で賄おうとしたところに、この橋に賭ける思いが伝わってくる。
工事は鈴木商店が受注し、鉄材製作を神戸製鋼所、架設工事を鳥羽造船所（当時は、神戸製鋼所鳥羽造
船工場）など、子会社に請け負わせた。同社の大番頭、金子直吉は現仁淀川町の出身であり、その他、大正橋（檮原川）、仁淀川橋も同社が受注している。
こ う し て 大 正15年（1926）6月、 橋 長437.6ｍ、幅員5.5ｍの入り口にランプを備えた四万十川橋（渡川橋とも）が竣工した。完成時点で四国一の大橋梁であり、皆その異様には驚いた。祝賀会は3日にわたって行われ、人口１万人の中村に10 万人の見物客が来たといわれている。
その後、昭和11年（1936）には、鉄筋コンクリー
ト単純T桁を伸長し、現在の橋長となった。

2

J-BEC レポート

2020 Vol.16

439

441

四万十川橋

中村駅
四万十川

四万十川橋

土佐湾

56

く

線

毛

宿

お

し

ろ

四万十市役所

四万十川
346

毛線

56

中村駅

宿
しお

くろ

南海地震の甚大な被害を乗り越えて
昭和21年（1946）12月21日未明、紀伊半島沖を震源とするマグニチュード8.0の巨大地震が発生した。強い揺れと4〜6メートルの津波が高知県沿岸を襲い、死亡・行方不明679人、負傷1,836人、家屋4,846
戸が全壊・流失した。高知県は、全体の半分もの犠
牲者を出したが、中でも県下で最も被害が大きかったのは、現四万十市一帯であった。地震や津波、さらには市街地の3箇所で出火により、市街地の８割以上の家屋が全半壊した。
四万十川橋も被害をまぬがれず、8連のうち、両端を残して6連のトラスが落下、橋脚3基が倒壊、5基が傾斜するという大被害であった。
このうち4連は補修して橋脚上に戻したが、ダメー
ジの大きかった2連は作り直しとなった。復旧工事
は昭和22年（1947）6月にスタート、翌23年（1948）8月に完成した。
戦争の傷が癒えきっていなかった時代のこと。復旧に携わった当時の人々の苦労が忍ばれる。
その後、昭和43年（1968）に両側に歩道橋がつけられ、利便性が図られた。また昭和50年（1975）国道中村バイパスの開通に伴い、建設省（現国土交通省）
から県に移管された際、改めて調査したところ、予想以上に老朽化が進行していることが判明した。
県では、橋桁のコンクリート部分を鋼板に置き換えるなど軽量化のための補修に着手、現在に至っている。
奪天工
四万十川橋の中村地区側のたもとに、竣工の石碑が立つ。石碑には中村町長、島崎正勝の揮毫した「奪天工」の書が彫り込まれている。彼は建設計画において二分していた勢力を融和させ、四国一の巨大橋建設を成功させた立役者といわれている。
奪天工とは、中国最古の造園の本「園冶（えんや）」に登場する言葉であるらしい。天工とは造化の巧み（自然の業）を指し、これを奪うほどに自然の造形以上の自然なできばえ、というのが本来の意味である。
だが島崎町長は、長い間苦しんだ暴れ川を、近代日本の技術で乗り越えた、という感慨を込めて、奪天工と書き込んだのではないかと言われている。

・四万十川橋：下路式単純ワーレントラス＋鉄筋コンクリート単純T桁（橋長508.45m）
下路式単純ワーレントラス：8径間53.64m（橋長438.90m）
鉄筋コンクリート単純T桁：6径間11.60m（橋長 69.55m）
車道幅員5.5m、歩道幅員2.0m
着工：1924（大正13）年 3月
竣工：1926（大正15）年 6月

3

4

5

四万十川橋は建設からまもなく100周年を迎える。
長い年月をかけて人工物でありながら、人々の生活に溶け込み、景観として愛されていることもまた、「奪天工」と言えるのかもしれない。
1
2
3
4
5

河川敷緑地
橋から見る四万十川
河川敷から見る四万十川橋
南海地震で壊れた四万十川橋（出典：幡多郷土資料館）
奪天工石碑		

2020 Vol.16

J-BEC レポート56

本 部・支 部

所在地及び連絡先

本部 〒112-0013
東京都文京区音羽2-10-2
TEL : 03-5940-7788（代表） FAX : 03-5940-7789
03-5940-7794（企画部）
03-5940-7791（調査部）
03-5940-7746（研修担当）
03-5940-4800（道路橋点検士事務局）
URL : http://www.jbec.or.jp E-Mail : info@jbec.or.jp

東北支部 〒980-0014

仙台市青葉区本町2-1-29（仙台本町ホンマビルディング10階）
TEL : 022-221-5301 FAX : 022-221-5302

関東支部 〒330-0844

さいたま市大宮区下町1-42-2（TS-5BLDG.５階）
TEL : 048-657-6085 FAX : 048-645-2167

北陸支部 〒950-0965

新潟市中央区新光町10-3（技術士センタービルⅡ8階）
TEL : 025-281-3813 FAX : 025-281-3818

中部支部 〒460-0002

名古屋市中区丸の内3-9-29（ダイセンビル6階）
TEL : 052-212-6811 FAX : 052-212-6812

近畿支部 〒540-6591

大阪市中央区大手前1-7-31（OMMビル12階）
TEL : 06-6944-8551 FAX : 06-6944-8556

中国支部 〒730-0013

広島市中区八丁堀15-10（セントラルビル5階）
TEL : 082-511-2203 FAX : 082-225-4745

四国支部 〒760-0026

高松市磨屋町3-1（合田不動産磨屋町ビル6階）
TEL : 087−811-6866 FAX : 087-811-6867

九州支部 〒812-0013

福岡市博多区博多駅東2-9-1（東福第二ビル2階）
TEL : 092-473-0628 FAX : 092-473-0629

57

J-BEC レポート

2020 Vol.16

J-BEC レポート 2020 Vol.16

令和2年11月発行

編集・発行

一般財団法人 橋梁調査会 J̲BECレポート編集委員会

印

（株）大

刷

應
表紙撮影：初芝成應

橋をかける
橋をまもる