琉球大学工学部附属

地域創生研究センター
Research Center for Regional Development and Creation

競争的資金琉球大学工学部附属エンジニアリングソリューション部門

地域創生研究センター
Research Center for Regional Development and Creation

ボルト添接部へのCS施工に関する研究
科学研究費助成事業 基盤研究（B）

研究目的：残存錆部へのCS成膜評価

施工試験体

Cold Spray 技術

琉大暴露場で約15年暴露

アルミナのブラスト効果＋亜鉛等の犠牲防食効果
Al2O3パウダー

Znパウダー

ケレン後に残存錆が生じやすい部位を対象に施工

CS成膜性の確認
当て板側面

金属粉末を融点より低圧(1Mpa）低温（200℃程度）で超音速で衝突させ，圧着による皮膜層を生成

CS施工機器

経済的合理性（ブラスト併用）＋高防食性性能回復技術の提案

CS技術の残存錆部への成膜性の評価

施工後

錆除去困難
部位に対する成膜性能評価
ナット，座金側面

新田健太，佐藤志帆，下里哲弘，田井政行:腐食した鋼部材の防食補修技術に対する各種ケレン方法の錆除去能力とCS成膜評価，土木学会西部支部沖縄会技術研究
発表会，2021．

エンジニアリングソリューション部門

琉球大学工学部附属地域創生研究センター
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腐食高力ボルト摩擦接合継手の実用的な残存耐荷力評価法の構築
科学研究費助成事業 若手研究

研究目的：腐食高力ボルト摩擦接合継手の耐力評価

高力ボルト摩擦接合継手の腐食
軸力

連結板

摩擦力

連結板

摩擦力

母材

ボルト継手部
腐食弱点部位軸力

荷重伝達機構高力ボルトの腐食連結板の腐食腐食した摩擦接合継手のすべり耐力評価法の構築

腐食高力ボルトの残存軸力

Sr ( 保有すべり耐力/基準すべり耐力比)

連結板減肉とすべり耐力

Reduced shape

Reduced shape
Initial shape

Relative residual clamping force R (%)

100

Initial shape

Fitting curve +15%

約10mm

8060
環状の減肉4020

全面凹凸

Fitting curve -15%

Fitting curve

回帰直線+5%（上限線）
y=-0.323x + 1.297

1.1

y = -0.323 x + 1.235
R² = 0.827〔相関係数 0.909〕

1.00.9回帰直線-5%（下限線）
座金範囲
y=-0.323x+ 1.173
腐食減肉の0.8

評価範囲

tc-ave
平均減肉深さ
荷重Pボルト孔

t000

腐食ボルト

減肉量計測

0.7

246810

Root sum square ofconverted nut width reductions RSS (mm)

減肉量に基づく軸力評価

Masayuki Tai, Yoshitomo Nagamine, Tetsuhiro Shimozato, Yoshiaki Tamaki：Residual Clamping
Force of Corroded Tension-Control Bolts, Journal of Structural Engineering, Vol.147, Issue 3, 2021.

0.6
座金との接触面連結板腐食

実腐食連結板を用いたすべり耐力試験

0.70.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

βcs (片面すべり耐力/片面連結板の降伏耐力比)

すべり耐力評価

山下修平，下里哲弘，田井政行，有住康則，矢吹哲哉：高力ボルト摩擦接合継手における連結板の腐食減肉形状とすべり耐力特性に関する研究，土木学会論文集A1，Vol.74 No.3, pp.359-375, 2018.

エンジニアリングソリューション部門

琉球大学工学部附属

地域創生研究センター
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ステンレス鋼を桁端部へ適用した高耐久橋梁に向けた異種金属接触腐食抑制手法の提案
科学研究費助成事業 研究活動スタート支援

研究目的：大気環境下での異種金属接触腐食性状の明確化とその抑制

桁端部の腐食事例

炭素鋼-ステンレス鋼間の異種金属接触腐食が懸念

ステンレス鋼の適用

AtmosphereOHSteel: FeAnode

桁内面の様子
余盛有無による検討

Water: H2O
Fe2+e- e- StainlesseFe

Cathode

断面観察

腐食促進試験
恒温恒湿器

Fe2+

炭素鋼

観察方向

溶接金属（SUS）

溶接部近傍での腐食確認

さび厚計測
炭素鋼

✓ 金属組織観察✓ さび組成分析✓ 自然電位計測✓ 元素分析

溶接金属

木下実梨，蓮池里菜，下里哲弘，荒牧聡：突合せ溶接された炭素鋼材とステンレス鋼材の異種金属反応特性に関する基礎的研究，土木学会西部支部沖縄会 第10回技術研究発表会，Session 6，pp.120-121，2021.1

琉球大学工学部附属

地域創生研究センター
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共同研究琉球大学 工学部附属 地域創生研究センター

琉球大学工学部附属

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塩害および台風環境下における実橋試験橋を用いた研究プロジェクト（1）「過酷な塩害環境」と「巨大台風常襲環境」にある琉球大学は，防食材料と技術の開発および持続可能なインフラ構造の各種研究に関して絶好のロケーションにある．本プロジェクトでは実物大の鋼橋を設置し，最新の技術と知見を結集して，強靭で持続性を有するインフラ構造を探究することを目的とする．
G1桁
研究テーマ
1. 巨大台風下での多機能防食デッキの風圧特性と安定性評価
2. 桁端部における新防食構造の開発
3. 端対傾構への高耐久・耐食材料の適用
G2桁
4. 高力ボルトの防せい手法の検証
5. 沖縄地区における最適な防せい防食法の検証
6. ⽀承の防錆対策
7. 床版及び壁高欄コンクリート剥落防止に関する研究
橋長 10900
桁長 10800

50

6 500

50400

3600

500 64003525

37503525

壁高欄

CL

FRP合成床板 200mm厚▽ 床版上面
540
800

246

M

P1橋脚

F650

▽ 地盤高4350

3400

1600

200

400

1496

1750
1250

F

400

2000

1.250

P2橋脚

▽ 地盤高100500

G1S1S2600（取付金具のみ設置）

G23000（多機能デッキ設置範囲）
0.000

1000
（取付金具のみ設置）

1200

200

260

1454

PC桁LEVEL

橋長：10.9m
⽀間長：10.0m
幅員：(総幅員)4.6m，(有効幅員)3.8m
完成月：2020年 8月

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塩害および台風環境下における実橋試験橋を用いた研究プロジェクト（2）床版及び壁高欄コンクリート剥落防止に関する研究

G1桁

端対傾構への高耐久・耐食材料の適用
S1側端部

FRP床版パネル（下面）SUS316：宮地エンジニアリング㈱
Al・Mg
めっき

Al・Mgめっき+ナイロン12
全国版(一般外面C-5)
S2側端部

PCF壁高欄：瀧上工業㈱すべて SUS316

濡れ/腐食センサによるモニタリング

ステンレス鋼材の適用

沖縄地区における最適な防せい防食法の検証

鋼道路橋防食便覧（左）と沖縄地区鋼橋防食マニュアル（右）の塗装仕様の比較赤（原色）と白による早期白亜化の傾向を把握エンジニアリングソリューション部門

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塩害および台風環境下における実橋試験橋を用いた研究プロジェクト（3）3次元超音波風向風速計

炭素鋼/耐候性鋼裸仕様

G2桁

4か月時点外観
炭素鋼
ウ
ェ
ブ
上部
ウ
ェ
ブ
下部
下
フ
ラン
ジ
上面

さび厚
57.3μm

耐候性鋼
60.2μm10mm

51.2μmステンレスフレーク含有塗料

57.1μm：東洋アルミ㈱195.2μm

・一部区間の下フランジ，ウェブ下部10cmに塗布

109.1μm

巨大台風下での多機能防食デッキの風圧特性と安定性評価
圧力センサー

多機能防食デッキ外面（下面）と内面風圧計測チューブ

風圧計測チューブ

変位計

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ボルト用透明防錆キャップの効率的な適用法に関する研究㈱IHIインフラ建設

研究目的：透明ボルトキャップの耐候性評価

ボルト部の腐食事例▪ 桁模型にボルトキャップ/塩化ビニルシートを設置：上フランジ上面，下フランジ上面，ウェブ内部▪ 1年経過時点で計測
塩化ビニルの透過性ボルトの防食性
水分・塩分遮断透明ボルトキャップ

上フランジ上下フランジ上

ウェブ内部

キャップによる防食性確認

透過率80％以上を維持

磯部喬幸，蓮池里菜，下里哲弘，田井政行，矢ヶ部菜月，石川直：鋼製高力ボルト用の透明型防錆キャップ素材の耐候性に関する分析，土木学会西部支部沖縄会 第10回技術研究発表会，Session 4，pp.80-81，2021.1

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フライアッシュを用いたコンクリートのポストテンションＰＣ橋へのプレストレスト・コンクリート建設業協会、琉球セメント適用化に関する基礎的研究
本研究では，ポストテンションPC橋の高耐久化を目的に，普通ポルトランドセメントの質量の15～20%をフライアッシュで置換した内割配合（フライアッシュセメントB種）のポストテンションPC橋への実装化に向けた基礎研究を実施＜湿潤養生日数の検討＞（塩化物イオン浸透性状）
材齢(日)

圧縮
プレ導圧縮 圧縮

設計
圧縮

圧縮

塩化物イオン拡散係数の実験結果から浸透シミュレーションを実施

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

D(気乾養生)W(標準養生)WD7
WD5

水中
20℃水中乾燥(20℃室内）
乾燥(20℃室内）

封緘

封緘(20℃室内）

脱枠後に材齢5日まで標準養生を行った供試体の圧縮強度は，材齢7日まで標準養生を行った
供試体と概ね同等であることを確認

FA混和と適切な養生により発錆時期を遅らせることが可能

乾燥(20℃室内）

WD3（強度発現性）

発錆時期比較：約1.1～5.4倍向上

乾燥(20℃室内）
乾燥（ASR抵抗性）（実装に向けたフレッシュ性状・施工性の評価）

フライアッ
シュセメントによるASR抵
抗性の向上

柴田 和典，妹川 寿秀，赤嶺 文繁，富山 潤，須田 裕哉，比屋根 方新:沖縄県におけるフライアッシュを用いたコンクリートのポストテンションPC橋への適用化に関する基礎的研究，土木学会西部支部沖縄会技術研究発表会，2021．

養生シートによる養生効果を検証

フレッシュ性状・施工性の評
価に加え、養生方法の違いを評価する実環境での長期のモニタリングを実施エンジニアリングソリューション部門

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道路照明柱及び標識柱におけるアンカーボルトの点検技術に関する研究
首都高速技術(株)研究目的：鋼製アンカーボルトにおける腐食減肉量計測技術の開発

アンカーボルト腐食減肉

アンカーボルト
ベースプレート撤去 アンカーボルトの腐食点検

電気抵抗による減肉量計測

𝐴𝑐𝐻)
電気抵抗値の計測⇒腐食減肉量の算出
計測方法

計測精度

ベースプレートの撤去必要
ベースプレート上からアンカーボルトの の点検手法の確立
腐食𝜌𝐿𝑐

一様減肉

片側減肉減肉率40%以上 減肉率45%以上で判定可
で判定可( 𝐴エンジニアリングソリューション部門

琉球大学工学部附属

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ステンレス鋼と炭素鋼の突合せ溶接試験体の力学特性(株)建設技術研究所

研究目的：ステンレス鋼と炭素鋼の突合せ溶接試験体の力学特性解明

炭素鋼とステンレス鋼の疲労強度特性

炭素鋼とステンレス鋼の引張強度特性
400

ステンレス鋼側350

応力(MPa)

300
250
200
150

炭素鋼母材で破断

溶接金属

100

SM400

50

SUS304
SUS3040025005000
ひずみ7500

10000

炭素鋼側

母材強度低い側の母材で破断．
炭素鋼母材の応力－ひずみ関係で降伏点なし

SM400

SUS821L1

余盛なし突合せ溶接：B等級を満たす
余盛あり突合せ溶接：D等級を満たす（炭素鋼同士の継手と同じ）

エンジニアリングソリューション部門

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渦電流探傷技術を用いたき裂深さ推定技術の開発㈱IHI

研究目的：塗膜割れ下疲労き裂の検出技術の開発

塗膜割れと疲労き裂

渦電流探傷

塗膜割れ

プローブ
渦電流

プローブ
渦電流

疵

疵の有無による渦電流応答の違い⇒き裂検出に活用

塗膜除去
磁粉探傷

疲労き裂を用いた検証
塗膜割れ

き裂応答あり幅:8.1㎜
深さ:1.8㎜

塗膜割れ＋き裂

き裂なし

き裂あり

塗膜割れ下にき裂ない場合多い．
塗膜を除去することなく塗膜割れ下のき裂の検出技術が必要

塗膜割れ

塗膜割れのみき裂応答なし 塗膜割れ下き裂を検出できる可能性を示唆．
き裂応答の定量化などによる検出性能向上が必要．

鈴永啓心，下里哲弘，田井 政行，大橋タケル，瀬戸口雄介，畠中宏明:渦流探傷試
験による塗膜上からの疲労き裂検出技術に関する研究，土木学会西部支部沖縄会技術研究発表会，2021．

エンジニアリングソリューション部門

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多機能防食デッキの耐風安定性に関する研究
日鉄エンジニアリング㈱横河ブリッジホールディングス㈱宮地エンジニアリング㈱研究目的：多機能防食デッキの耐風安定性評価

多機能防食デッキ

風圧計測システム
多機能防食デッキと計測孔

実大橋梁

飛来塩分遮断点検足場
風圧センサ

校正チューブ

多機能防食デッキ

多機能防食デッキ設置➢ 桁内への飛来塩分流入を遮断⇒桁内腐食の防止➢ 常設足場として使用可能⇒点検効率向上
ライフサイクルコストの低減に大きく寄与

3次元超音波風向風速計

実大橋梁での台風時風圧計測システムを構築

風圧特性の検証
風向き
多機能防食デッキ
00 10 20 30

圧力(Pa)

圧力(Pa)-20 -10大型化・巨大化する台風に対する安定性の評価が必要

ウェブ

ピーク移動
ピーク移動

デッキ下面に生じる負圧分布のモニタリング実施

松井尚輝，下里哲弘，田井政行，Vincent Amores，山下修平，川東龍則，藤川敬人:強風環境下での多機能防食デッキの挙動についての研究，土木学会西部支部沖縄会技術研究発表会，2021．

エンジニアリングソリューション部門

琉球大学工学部附属

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各種高力ボルトの軸力リラクセーションに関する研究
金秀鉄工㈱研究目的：高力ボルト軸力のリラクセーション評価

高力ボルト軸力のリラクセーション

高力ボルトの種類

軸力軸力低下黒皮ボルト

溶融亜鉛＋防錆処理

SZプレコート

軸力評価法
時間リラクセーション(時間経過に伴う軸力低下)✓ 塗膜のクリープ✓ 摩擦面，ボルト・ナット間のなじみ✓ 応力集中による局所的な塑性化など

リラクセーションに及ぼす
ボルト種類・防食皮膜の影響

主桁継手1(無機ジンク)

主桁継手2(無塗装)

山下修平，下里哲弘，田井政行，有住康則，矢吹哲哉：高力ボルト摩擦接合継手
G2桁における連結板の腐食減肉形状とすべり
G1桁
耐力特性に関する研究，土木学会論文集
A1（構造・地震工学），Vol.74 No.3,
ひずみの変化から
pp.359-375, 2018.
軸力リラクセーションの評価エンジニアリングソリューション部門

琉球大学工学部附属

地域創生研究センター
Research Center for Regional Development and Creation

橋梁高欄トップレールの振動特性
沖縄県
研究目的：強風環境下における高欄トップレールの振動抑制

振動メカニズム

高欄トップレールの振動
水平鉛直
トップレール断面

渦の発生状況

圧力挙動

渦励振による振動
簡易対策手法
ロープ巻き付けによる加速度計測結果
加速度(g)

29Hz

時間(秒)加速度計測結果

卓越周波数

振動挙動

振動抑制手法の検討

山下修平，下里哲弘，田井政行，有住康
渦発生の抑制則，矢吹哲哉：高力ボルト摩擦接合継手における連結板の腐食減肉形状とすべり耐力特性に関する研究，土木学会論文集
A1（構造・地震工学），Vol.74 No.3,
渦励振の抑制によりpp.359-375, 2018.
振動低減

社会システム研究部門 成果報告 その１

琉球大学工学部附属

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共同研究：
琉球大学キャンパスにてシェアサイクルを活用したＥＮＥＯＳホールディングス株式会社
新たな交通環境の創造による行動変容研究を開始 OpenStreet株式会社
株式会社プロトソリューション

本共同研究は自動車での通勤・通学によって慢性的に交通渋滞が発生している琉球大学敷地内および大学周辺エリアにおいて、新入生が自動車を持たなくても生活できる環境を整備することで、自動車通学率を抑え、大学構内および周辺の交通渋滞緩和に繋げます。シェアサイクルで利用する電力を再生可能エネルギーで供給し、脱炭素社会構築を目指します（詳細はこちら）。
※シェアサイクル
プラットフォーム「HELLO CYCLING」
坂道も楽に走行できる電動アシスト自転車をステーションであればどこでも借りて返せるサービス。
ステーション検索から自転車の利用予約、決済まで一連の手続きをスマホやパソコンで簡単に行うことが可能。

■ 本共同研究が目指す社会課題解決 -SDGs-

社会システム研究部門 成果報告 その２

琉球大学工学部附属

地域創生研究センター
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子育て⽀援アプリ「サポートまるわかり（サポまる）」 共同研究：
一般社団法人 大学コンソーシアム沖縄
子どもの居場所学生ボランティアセンター
一般公開
本共同研究では沖縄市で子育て中の保護者の方に、子育て支援制度・奨学金や子どもの居場所（子ども食堂）に関する情報をわかりやすく提供するwebアプリを開発し、2021年01月28日（木）から一般公開しております（詳細はこちら）。

（左）サポまるトップ画面。（中央）「1. 制度一覧」機能。（右）「3. 居場所一覧」機能。
※ サポまるは、各ブラウザで「サポートまるわかり」と検索または次のQRコードからアクセスできます：■ 本共同研究が目指す社会課題解決 -SDGs-