木材工学論文報告集19, 60-65, 2021. 2

折り畳み式木製トラス橋の現場架設
秀之1・菊池 幸恵2・戸沼平沢
1正会員

2正会員

3

正会員

函館高専教授淳3

社会基盤工学科 (〒042-8501 函館市戸倉町14番1号)
E-mail: hide@hakodate-ct.ac.jp

函館高専准教授 社会基盤工学科 (〒042-8501 函館市戸倉町14番1号)
E-mail: kikuchi@hakodate-ct.ac.jp

戸沼岩崎建設(株) 代表取締役 (〒042-0932 函館市湯川町2丁目21番2号)
E-mail: j-tonuma@tonuma.com

災害復旧用の緊急仮設橋として，短時間に架設が可能な折り畳み式木製トラス橋を開発し，実際に折り畳み状態から展開させて橋梁構造体を完成させる実験を行った．実験供試体は支間長6m，幅員0.6m，主構高1mのハウトラス橋である．トラスの格間長は1mであり，各格間ごとのトラスパネルは，上弦材・下弦材・垂直材・斜材から成る．これらのパネルが鋼製蝶番により連結され，折り畳みが可能となっている．折り畳むことにより，幅2.6m，長さ0.39mのサイズとなり，小型トラックに載せることができる．架設実験は函館高専内の敷地で実施し，トラックへの積み込み，屋外での展開及びクレーンによる一括架設を，災害時の状況を想定しながら行った．実験では，作業人数を6名とし，電動工具などを使用せず手作業で組み立て，トータル架設時間は85分であった．作業性も特に問題なく，災害時の適用性は高いと考えられる．

Key Words: emergency bridge, timber howe truss, folding bridge, erection test, field test

1. はじめに

2. 実験供試体と架設方法の概要

我が国は毎年のように各地で自然災害に見舞われ，人実験供試体は実験室に入る支間長6mの木製ハウトラ的被害や社会インフラの破壊を受けている．
令和元年も，ス(図-1)で，トラス部材は60mm角の道南スギを使用して8月26～28日に発生した九州北部豪雨や，10月11～12日にいる．幅1000mmのトラスパネルは上下弦材，斜材，左右関東から東北を襲った台風19号など，大規模な自然災害が多発した ．ひとたびこうした災害が起きると交通路の垂直材から構成される．部材接合部は木材同士を木工用接着剤で接着し，更に1.5 mm厚のアルミ板を木ねじでが分断され，物資輸送や人命救助に支障を来す場合があ固定している(写真-1)．このトラス橋の折り畳んだ状態

る．災害後の復旧において，交通路の確保は重要で優先から展開中の状態を表したものが図-2である．保管及び度は高いと言える．

運搬時は図-2(a)のように極めてコンパクトなサイズにな1)

これまで著者らは，自然災害により集落が孤立し，人々る．図-2(b)の展開は，図-2(c,d)のように架設専用の台を架の往来が遮断されたケースを想定し，素早く橋を架けて設現場に置き，台の上で人力で折り畳み橋を展開する．

通路を確保する折り畳み式緊急仮設橋の開発を行ってきた2,3)．昨年度は，2分の1スケールの折り畳み式ハウトラ

横つなぎパネル

下横構
600

ス橋を展開させた構造系で静的載荷実験を実施し，トラス橋としての性能を保持していることを確認した4)．本
研究はこの供試体を用いて実施した屋外架設実験につい1000て報告するものである．既に実用化されている従来の緊
急仮設橋5)は，実際に災害時に供用され実績があるが，架設時間は数日程度を要している．ここで報告する折り畳トラスパネル

み式緊急仮設橋は，半日以下で架設が完了し，人命に関床版

6@1000=6000

わるケースで72時間以内の救助が求められる際などにも適用できることを目指している．

図-1 折り畳み式緊急仮設橋概略図(展開後)60木材工学論文報告集19, 60-65, 2021. 23. 架設実験
折り畳み式緊急仮設橋は，短時間に少人数で簡単な工具類のみで組み立て架設することができるよう考案したものである．
これを実証するために，屋外架設実験を2019年9月18日に実施した．
架設場所は，函館高専内のグランドとし，折り畳み橋[mm]

梁を保管している橋梁工学実験室からグランドまでトラ

アルミ板ックで運搬するものとする．グランドには，図-3のように架設地点及び展開作業を行う架設ヤードを想定したエ

写真-1 トラスパネルの製作

リアを設けた．
架設は6名が担当し，以下の手順で行った．

2600①橋梁本体，架設資材等のトラックへの積み込み．
②トラックで移動．

蝶番③架設ヤードに架設台設置．資材等積み降ろし．
④橋梁本体を架設台上に設置．架設台上で橋梁本体を折り畳んだ状態から展開．

390

[mm]

(a) 折り畳み状態(平面図)

横つなぎパネル⑤連結金物をボルト接合．下横構をボルト接合．
トラスパネル⑥クレーン一括架設による架設地点への橋梁の設置．

(b) 展開中の状態(平面図)
実験室

グランド
専攻
科棟
テク
ノ仮想の(c) 架設台上での展開(側面図)

架設場所
横つなぎフレーム

トラス主構

川

架設
ヤード

トラック

トラス主構

物質環境
工学科棟

第 1 体育館

第2体育館
図-3 架設場所

架設台(1) 小型トラックによる運搬
橋梁本体及び連結金物，ボルト・ナット，架設台等の資材を写真-2の3トン積みトラックで運搬する．折り畳ん(d) 架設台上での展開(断面図)だ状態での橋梁本体(床版，下横構，連結金物，ボルト・

図-2 折り畳み－展開のしくみナットを除く)の重量は85kgfと軽量で，大きさも小さいため小型トラックで問題なく運搬できる．トラックには架設台上では展開中に端部と中間部で本体が支持され2.93トンクレーンが付いており，積み込みと積み降ろしるため，安定性が高く架設を安全に実施できる．展開完が容易にできる．積み込みのための作業人員は6名(うち了後，上弦材同士，下弦材同士を鋼板を用いたボルト接1名はトラックの運転とクレーン操作)であったが，3名程合により連結する．ボルトはM10の六角普通ボルトを使度でもそれほどの時間をかけずに積み込められると思わ用している．更に，格間ごとに下横構を下弦材同士を連れる．積み込み終了後，構内の通路を走行し架設地点へ結した鋼板にボルト接合する．床版は図-1の点線の箇所

向かう(写真-3)．に横つなぎパネルの上に板材を敷き並べて設置する．

61

木材工学論文報告集19, 60-65, 2021. 2クレーンのフック
ロープ
横つなぎパネル

支点
2×4 材

写真-2 トラックへの積み込み

図-4 折り畳み橋の架設台への設置

おり，その全長は2450mmである．架設台と折り畳み橋の断面を図-4に示す．
折り畳まれた状態で橋を架設台上へクレーンで降ろす．
ツーバイフォー材の支間中央部に橋の横つなぎパネルを着地させ，クレーンのフックを外す．このときの状況を
写真-5に示す．架設台は勾配が生じないよう，水平に設置しておく必要がある．
架設台上に橋を置いた後，両端部のトラスパネルを橋軸方向に引っ張りながら展開させる．
架設台の桁(ツーバイフォー材)の上面には，あらかじめシリコンスプレーを写真-3 架設地点へ移動塗布しておき，滑りやすくしている．橋の展開は，架設台の桁上を横つなぎ材の下弦材が滑りながら行われる．

(2) 現場架設

このとき，架設台の桁上で木材同士の摩擦力が生じてい

図-3の架設ヤードを想定した場所の側方にトラックを停車させ，橋梁本体と架設資材等をトラックから降ろす．
架設ヤード内にまず架設台を設置する．架設台とは，折るが，この摩擦力は小さく，人力で展開させる作業は容易であり，作業時間は4分であった．展開作業は，2名の作業者が橋の両端で同程度の移動量となるように注意しり畳み橋を展開させるために一時的に橋を載せる台であながら，且つ，もう1名の作業者が橋軸直角方向には大きる．架設台を設置した状況を写真-4に示す．架設台は桁く移動しないように監視しながら行われた．展開中の状と支点から成り，桁は2本のツーバイフォー材を使用して況を写真-6に示す．

写真-5 折り畳み橋を架設台へ設置

写真-4 架設台62

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写真-6 架設台上で橋を展開

写真-8 一括架設

展開後の支間長は，幅1000mmのトラスパネルが橋軸方向に6枚つながり，6000mmとなる．このとき，各トラスパネルは鋼製の蝶番のみで連結されている．
このため，連結部を強固に補強するために，鋼板を用いたボルト接合を行った．上弦材には160×60×3.2mmの鋼板を2枚用いてM10のボルトを使用し，下弦材には同じ寸法の平鋼板とL-4×60×60mmのアングル材(長さ=160mm)をセットで用いてM10のボルト接合とした．アングル材のフランジ部には下横構の端部がボルト接合される．写真-7はスパナを用いたボルト締めの状況を示している．作業は6名で行い，30分で完了した．
写真-9 架設完了

最後に，架設ヤードの位置から近接する架設地点へ，クレーン一括架設により橋梁の設置を行った(写真-8)．
クレーンは運搬に使用したトラックに備えられたクレーンを使用した．このクレーンは，本来はトラックへ荷物を載せる，または降ろすためのものであり，橋の一括架設への使用は適切ではない．今回の実験では，橋が軽量で作業半径が小さく，クレーンの能力の範囲内であったため，一括架設にも使用した．支点位置にはあらかじめH 鋼を設置しておき，災害時の簡易的な橋台として使用することを想定して，その上に橋を着地させた．一括架設に要した作業時間は 5 分であった．写真-9 に架設が完

写真-7 連結板の取り付け了した状況を示す．
連結板取り付け後，下横構の取り付けを行った．下横構は 60×12mm の断面を有するスギ材で，図-1 のように(3) 架設の所要時間と作業性対角線状に配置する．架設台が下横構取り付けの妨げに以上の架設工程のそれぞれの所要時間と作業性についなるため，一旦，クレーンにより橋全体を持ち上げ，架設台を撤去し，両端部に H 鋼を敷いてその上に橋を着地てまとめると，表-1 の通りとなる．ほとんどの工程は，させた．クレーンによる上げ下げと下横構取り付けに 21

時間間隔を置かず連続的に作業を行っているが，｢3 架設台上に本体設置｣の作業開始前は，20 分間の空白がある．

分を要した．

これは，報道機関による取材が行われたため作業を中断

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表-1 架設の各工程における所要時間と作業性

作業工程

開始時刻

終了時刻

所要時間

1 積み込み・輸送

13:15

13:28

13 分

2 架設台の設置

13:28

13:35

7分

3 架設台上に本体設置

13:55

13:58

3分

4 架設台上で展開

13:58

14:02

4分

5 後付け横桁設置

14:02

14:10

8分

6 連結板ボルト締め

14:10

14:40

30 分

貫通しにくいところあり．

7 下横構の取り付け

14:52

15:13

21 分

貫通しにくいところあり．

8 床版の設置

15:13

15:20

7分

9 クレーン一括架設

15:20

15:25

5分

合計作業時間

1 時間 38 分

したことによるものである．
また，｢7 下横構の取り付け」の作業開始前も 12 分の空白があるが，これは｢6 連結板作業性
クレーン使用．

クレーン使用．

クレーン使用．

4. 実用化に向けた課題

ボルト締め｣の工程の後，作業者が集合して，作業に関す今回の架設実験で使用した供試体は，支間長6mの模型るミーティングを実施したためである．所要時間には，であるため，実物大モデルでの架設実験および構造性能これらの空白は除いている．

を確認するための実験が必要である．構造的には，以下作業工程のうち，比較的時間を要した工程は｢6 連結板の検討を進める必要がある．

ボルト締め｣と｢7 下横構の取り付け｣であるが，これらは(1)床版の設置位置：いずれもボルト締め作業に時間を要している．その原因は，ボルト本数が 160 本と多いこと，一部ボルトが貫通歩行を容易にさせるため，床版の位置を下方にし，下路橋とする．今回の模型では，中路橋としており，実際しにくい箇所があったことによる．連結板および下横構の歩行を考えると1～2段の踏み台が必要であった．

は，M10 のボルトを使用しているが，ボルト孔の直径は12mm としており，2mm の余裕を設けている．貫通しに(2)ストラット・上横構の設置：くかった要因として以下の可能性が考えられる．①ボルを連結するストラット及び上横構を設置する．ポニート

ト孔をあける際にズレが生じた可能性がある．②トラスラスにすると，橋が全体横倒れ座屈を引き起こす危険性

ポニートラスを避けるため，図-5のように上弦材同士パネルを蝶番で連結する際にズレが生じた可能性がある． がある．歩行空間を確保するため，成人の身長より高い③運搬中または架設中，橋梁本体にゆがみが生じた可能位置にこれらの部材を取り付ける．これに合わせてトラ性がある．

ス主構の高さも検討する必要がある．

これらの改善策として，作業人員を増やすこと，孔あまた，運用面において以下の課題を解決する必要があ

けや構造体の製作の精度を極力上げることが考えられ，る．

ボルトの貫通が容易になれば作業時間の短縮化を図るこ全体横倒れ座屈とができる．

ストラット
上横構

その他の作業工程では，作業時間は短く，作業性が問題となるような箇所はなかった．折り畳んだ状態または展開した状態で橋梁本体を移動させる際は，クレーンを使用したため，短時間で容易に作業を進めることができ主構高た．
作業工程の｢1 積み込み・輸送｣を除き，トラックが架設ヤードに到着した時間から，一括架設が完了する時間までを計測した結果，85分となり，極めて短時間での架(a)ストラット・上横構なし(ポニートラス)設が可能であると実証された．災害復旧において特に緊急性が高い場合は，折り畳み式の本橋梁が有効と考えら(b)ストラット・上横構あり

図-5 ストラット・上横構の設置れる．

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木材工学論文報告集19, 60-65, 2021. 2(3)緊急仮設橋の部材の保管場所と管理：ンを使用して上げ降ろしを行った．

災害時に備えて，適切な場所で保管し，保管中に腐朽実用化に向けた課題として，実物大モデルを製作するしないよう管理する．
管理者(自治体または民間等への委際の構造的な課題と，災害時に本橋梁を使用する場合の託など)を定める必要もある．

運用面での課題を示した．今後は実用レベルに近づけら(4)災害時の運搬と現場架設の体制の整備：れるよう研究を進めていく予定である．

運搬のためのトラック，架設のためのクレーン，架設じめ決定しておく．災害時の対応について，協定を結ん

謝辞：本研究は日本学術振興会科研費(基盤研究 C，課題番号 18K04673)の助成を受けた．ここに謝意を表す次第

でいる場合は，緊急仮設橋の扱いを盛り込んでおく．

である．

作業者の確保をどうするか．災害時の連絡体制もあらか(5)部材の使用履歴の管理：
緊急仮設橋として複数回使用すれば，部材は傷などの参考文献

損傷を受け，再利用が困難になり得る．部材の使用履歴1)を記録して，必要に応じて部材を新規調達しておく必要2)もある．

5. おわりに

3)

従来の応急橋より遥かに素早く架設できる折り畳み式4)トラス橋を開発し，架設実験を実施した．小型トラックを使用して実際に積み込む，降ろす作業も行った．架設5)時間を測定したところ，作業人数を6名として約1時間半で完成した．架設ヤードでの展開，組み立て作業はすべて手作業で行い，電動工具類は使用していない．橋梁部

内 閣 府 ： 防 災 情 報 の ペ ー ジ , http://www.bousai.go.jp/index.html
平沢秀之, 佐藤香純：折り畳み式応急橋における展開工法の開発, 木材利用研究論文報告集15, pp.46-48,
2016.
平沢秀之・佐藤史織・戸沼 淳：折り畳み構造を有する応急橋の模型試作，木材利用研究論文報告集17, 7782, 2018.
佐藤史織・平沢秀之・小泉楓・戸沼 淳：災害復旧用折り畳み橋の性能確認試験，木材利用研究論文報告集18, 34-39, 2019.
技術資料 仮橋のラインナップ, 橋梁と基礎Vol.46,第8号, pp121-130, 2012.
(Received October 16, 2020)(Accepted January 31, 2021)

材や連結金物，その他架設資材は小さく軽量で持ち運びが容易である．ただし，折り畳み橋の本体のみ，クレーFIELD ERECTION TEST OF FOLDING TIMBER TRUSS BRIDGE
Hideyuki HIRASAWA, Yukie KIKUCHI and Jun TONUMAThis study is on the on-site erection test of a folding timber truss bridge for emergency in natural disaster. Before
the erection, the bridge is folded in compact size and after the unfolding, it becomes bridge structure with 6m span,
0.6m widths and 1m truss height. One truss panel is composed by upper chord, lower chord, vertical member anddiagonal member. The whole bridge forms Howe truss with 6 panels. Each panel is connected together by metal
hinges which can fold. The size of this bridge in folded condition is 2.6m wide and 0.39m long, therefore, it is possible
to carry it by a small size track. Considering the condition of disaster, the tests of transportation and erection fromfolded structure to unfolded structure were carried out on the campus of Hakodate National College of Technology.
As result of the tests, the total time of erection was 85 minutes with 6 workers not using electric tools. This bridge has
good application to emergency situation.

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