No.54
令和 4 年 10 月
October 2022

90

JB 本四高速情報

Activity of HSBE

多々羅大橋耐震補強に用いる国内最大規格の制震ダンパー性能試験

Performance test of one of the largest viscousdamper in Japan used for the seismic retrofit of
Tatara Bridge

海峡部長大橋である本四連絡橋は、代替路がなく重要構造物であることから、耐震補強を計画的に進めています。しまなみ海道（E76 西瀬戸自動車道）に位置する多々羅大橋は、東南海・南海地震、芸予地震等の大規模地震への対応として、所要の耐震性能を確保するため、制震ダンパー（計 8 基）及びせん断パネルス
トッパーを設置する耐震補強工事を実施しました。所
要の耐震性能を満足させるために必要な制震ダンパー
は、ストローク±950mm、減衰抵抗力 2,000kN と国内最大規格となり、実大サイズによる性能試験の前例が無いことから、大型震動台実験施設での実機を用いた性能試験（写真－1）を行いました。
試験方法及び計測方法については、震動台に制震ダンパーを固定し、水平加振機を用いて一軸方向にのみ揺れを発生させ、ロードセル及びレーザー変位計を使用し、制振ダンパーの減衰抵抗力値及び変位量を測定しました（図－1）。試験は、速度による抵抗力の変化を確認するため、振動数を一定（0.33Hz）として変位
振幅を変化させ検証を行いました。
実機による性能試験を行った結果、設計抵抗力を満足することが確認されました。さらに、試験で得られた抵抗力を用いて地震応答解析を行い、耐震設計に反映しました。
なお、現地における全 8 基の制振ダンパー設置作業も無事に完了しました（写真－2）。
制震ダンパー
震動台

The seismic retrofit for the long-span bridges of the
Honshu-Shikoku Bridges has been proceeding systematically,
because the bridges are important structures with no alternate
road. The Tatara Bridge, which located on the Shimanami
Kaido (E76 Nishi-Seto Expressway), has been subjected toseismic retrofitting works with viscous dampers (8 units intotal) and shear panel stoppers to ensure the seismic
performance, for the large-scale earthquakes such as
Tounankai-Nankai Earthquake and Geiyo Earthquake. The
viscous dampers that can satisfy the required seismic
performance, will be one of the largest viscous damper inJapan as damping force of 2,000kN and stroke length of±950mm. A performance test of full-scale damper (Photo-1)
was conducted at a large shaking table because of the lack ofprecedent.
About the test method and measurement method, aviscous damper was fixed to the shaking table, shaking was
generated in only one axial direction by using a horizontal
shaker, and then, the damping force and displacement of theviscous damper were measured by using load cell and laser
displacement meter (Figure.1). The test was verified byvarying the displacement amplitude with a constantfrequency (0.33 Hz) to confirm the change in damping force
due to velocity.
Performance tests conducted on the full-scale damper,
showed that the damping force was satisfied the design value.
And then, damping force obtained from the test were used in
the seismic response analysis and reflected in seismic retrofit
design.
The installation of all eight dampers on the Tatara Bridge
has been successfully completed (Photo-2).

写真－1 試験装置
Photo-1 Test device
ブラケット

レーザー変位計

ロードセル
反力床側
固定治具

振動台側
固定治具

中立時 6235
1001

制震ダンパー

単位：mm

移動方向

図－1 制震ダンパー及び試験概略図
Fig.1 Viscous damper and the outline of test

写真－2 制震ダンパー設置状況
Photo-2 Installation of viscous damper

No.55

国内プロジェクト

Project in Japan

安芸灘大橋の主塔制振装置（ＴＭＤ）の維持管理

Maintenance of the main tower Tuned Mass
Damper (TMD) of the Akinada Bridge

広島県呉市の安芸灘大橋は，橋長 1,175m（中央径間
長 750m）、主塔高 120m の 3 径間連続 2 ヒンジ補剛箱
桁形式の長大吊橋です（図－2、写真－3）。平成 12（2000）
年 1 月に供用開始し 22 年経過しました。風光明媚な瀬
戸内海に浮かぶ島々と本州を結ぶ安芸灘諸島連絡架橋の 1 号橋として、公式キャラクター“あきなだーん”（図－3）等と共に親しまれています。本橋へは本州四国連絡橋で培われた吊橋の技術が活かされていますが、今回は主塔内の制振装置（以下、TMD）（写真－4～5）の概要と維持管理についてご紹介します。
塔柱高は中央径間長に支配され、塔幅は片側 1 車線
断面のため狭い幅（塔頂部:16m，塔基部:19m）、そして吊り死荷重が小さいため塔柱断面も細めとなり、スレ
ンダーな主塔です。背高な主塔は風による振動に伴う揺れが生じ易く耐風安定性低下が懸念されました。本橋では塔柱外側コーナーを切り取る（隅切り）形状を採用し振動低減策を講じましたが、風洞試験結果から若干の渦励振が残ったため、1 主塔当たり 2 種類 4 基のTMD（面外ねじれ用 2 基，面内たわみ用 2 基）を配置
し耐風安定性を確保しました。TMD は揺れに同調する重りを用いて構造物の揺れを抑制する装置です。
TMD は毎年の保守点検で動くことは確認しています（写真－6）が、経年後の性能を確認したく、令和 3（2021）
年度に性能検証として 1 日 30 人を動員し人力加振試験を 2 日間行いました（図－4、写真－7,8）。今後は試験
結果を活用し、お客様に対し「安心・安全」を最優先として「防災・減災・維持管理」に努めてまいります。
（広島県道路公社より情報提供して頂きました。
）

The Akinada Bridge in Kure, Hiroshima, is a longsuspension bridge with a length of 1,175 m (a central-span
length of 750 m) and a main tower height of 120 m, using athree-span, two-hinge stiffening girder system (Fig.2, Photo3). Since January 2000, the bridge was put into service for 22
years. As the first bridge of the Akinada Tobishima Kaido, theAkinada Bridge connecting the islands in the scenic Seto
Inland Sea with Honshu, and it is well known to the public
together with its official character "Akinadan" (Fig.3) andothers. The suspension bridge technology developed for the
Honshu-Shikoku bridges is utilized for this bridge. This
article is about an outline and maintenance of the Tuned Mass
Damper (TMD) (photo-4~5) in the main tower.
The height of tower shaft is governed by the central-span
length, the width of the tower is narrow due to 2 lanes (tower
top: 16m, tower base: 19m), and because the dead load ofsuspended structure is small, the cross section of tower shaft
is also thin, making it a slender main tower. The tall main
tower was prone to swaying caused by wind-induced
vibrations, leading to concerns about reduced aerodynamic
stability. The bridge adopted a corner-cut shape at the outercorners of the tower shafts to reduce vibration, but the windtunnel test showed that some vortex-induced oscillations
remained, so two types of four TMDs (two for out-planetorsion and two for in-plane deflection) were placed per main
tower to ensure aerodynamic stability. The TMD is a device
that control the sway of a structure by using weights that are
sympathized with swaying.
Although the TMD running has been confirmed by annual
maintenance inspections (photo-6), in 2021, 30 people were
mobilised per day for a two-day human-induced vibration test
to check the performance of the TMD over time (photo-4,
Fig.7,8). In the future, Hiroshima Prefectural Road
Corporation will utilize the test results to ensure the 'Safety,
Secure' with the highest priority for customers, and strive
towards the "Disaster Prevention, Mitigation and
Maintenance."(This information was provided by Hiroshima Prefectural
Road Corporation.)

ねじれ用 TMD

たわみ用 TMD

写真－3 安芸灘大橋
Photo-3 Akinada Bridge

写真－4 たわみ用 TMD
Photo-4 TMD for deflection

写真－5 ねじれ用 TMD
Photo-5 TMD for torsion

制振装置

図－2 TMD 配置状態
Fig.2 Arrangement of TMD

写真－6 保守点検中
図－3 公式イメージキャラクター Photo-6 Maintenance of TMD
Fig.3 Official character

図－4 塔内加振イメージ
Fig.4 Vibration in tower

写真－7, 8 加振風景
Photo-7, 8 Vibration test

No.55

国内プロジェクト

Project in Japan

関門橋における主ケーブル送気設備の導入

Installation of Dry Air Injection System for main
cable of Kanmon Bridge

山口県下関市と福岡県北九州市門司区の間の関門海
峡にまたがる関門橋は、本州と九州を結ぶ橋長 1068ｍの吊橋です。1973 年の開通から約 50 年経過し、交通量の増加や通行車両の大型化、飛来塩分や凍結防止剤散布により疲労亀裂や腐食といった損傷が各部位で顕在化しています。
特に主ケーブルでは、過去の開放調査で主ケーブルに侵入した水分により内部が結露と気化を繰り返す環境であり、相対湿度が 90％以上にもなることが明らかになっています。現在、重大な損傷は生じていませんが、主ケーブル本体の補修は非常に困難となるため、腐食の進行防止を目的としたケーブル内部の腐食環境改善が必要です。
そこで「主ケーブル送気システム」について検討し、2016 年より上り線の一部区間で試験的に導入し、効果の検証を行ってきました。試験導入区間での主ケーブ
ル内の相対湿度が 50％以下となり、腐食環境改善効果を確認できたことから、2020 年より関門橋全体への送気システム導入を進めています。2022 年 8 月現在では、
上り線全線へのシステム導入が完了し（写真－9～10）、
試運転を行っています。試運転開始後に主ケーブル内の湿度が低下傾向にあることを確認しており、引き続き送気量を調整しながら、適切な送気量を検討することを目的にモニタリングを実施する予定です。なお、試験導入区間ではモニタリング機器設置個所の都合上、主ケーブル上を歩いてデータ収集を行う必要があった
ため、今回、試験施工区間を含めて機器を主塔上に集約することで作業の効率化を図っています。
また、今回、主ケーブルへの送気システム導入と同時に、主ケーブルとハンガーロープの塗替塗装、ケーブル
バンドボルト取替、ハンドロープ取替等も実施しています。
今後は、下り線全線への送気システムの導入を行うと同時に、運用時の適切な送気量の調整・検討を行っていく予定です。
（NEXCO 西日本より情報提供して頂きました。
）

Kanmon Bridge, which connects Honshu and Kyushu
across Kanmon Strait between Shimonoseki city andKitakyushu city is a suspension bridge with a total length of
1,068m. After about 50 years since its opening (1973), fatigue
cracks and corrosion had become apparent due to theincreased traffic volume, larger vehicles, airborne chloride
and anti-freezing agents.
The interior of main cable had been subjected to repeatedcycles of wetting and drying because of moisture intrusion,and the relative humidity was higher than 90% in past surveys.
No serious damage had occurred so far, but it is necessary to
prevent further corrosion since it is difficult to repair the main
cables.
Therefore, Dry Air Injection System had been introduced
on a part of the inbound line on a trial basis since 2016. Since
the relative humidity of interior of main cable had been
reduced to less than 50% and the effect of improving thecorrosion environment was confirmed in the test, introductionof the system to entire Kanmon Bridge has been progressing.
At present, the system has been installed on all inbound line
(photo-9~10), and trial runs are being conducted. For the trial
runs, it was confirmed that the humidity in the main cabletends to decrease. And monitoring will be continued while
adjusting the air supply flow rate to the appropriate one.
Because it was necessary to walk on the main cable to collectthe monitoring data due to installation position of the devices
in the trially introduced section, the system has been
improved by consolidating the devices on the main tower.
Now, while the Dry Air Injection System is installed,
repainting of the main cable and hanger rope, andreplacement of some cable band bolts and hand ropes arebeing done too.
In the future, the system will be introduced to theoutbound line and the appropriate air flow will be examined.
(This information was provided by West Nippon Expressway
Company Limited.)

写真－9 送気システムの全線導入（上り線）
Photo-9 Install of Dry Air injection System (inbound line)

写真－10 送気カバー（上り線）
Photo-10 Injection sleeve (inbound line)

No.55

海外プロジェクト

Project Overseas

マキノー橋の風洞実験

Wind Tunnel Tests of the Mackinac Bridge

マキノー橋の建設にはタコマナローズ橋の落橋の経験が反映されました。タコマナローズ橋は、1940 年
11 月 7 日に崩壊したアメリカ・ワシントン州の全長
5,939 フィート（1810.2m）の吊橋です。落橋の原因
は強風による自励振動によるものであるとされました。マキノー橋の設計が行われた 1953 年当時、技術者たちにとってはまだ、タコマナローズ橋落橋事故が記憶に新しい時期でした。マキノー橋建設計画には、当時前例のない 7,400 フィート（2,256m）の吊橋が盛り込まれていました。設計チームのリーダーである
デビッド・B・スタインマン博士は、「史上最も空力学
的に安定な吊橋を設計した」と述べています。
この発言の真偽について、2020・2021 年のマキノー橋の床板に関する大規模な研究の中で、その検証を行いました。
風洞実験に際して、橋梁本体と床板の部分模型（写真－11）を 1/40 スケールでそれぞれ作成しました。
実験では、三次元モデル解析で算出された橋の特性を基に、バネー質量―ダンパー系の 3 要素に基づいて支持条件を設定し、マキノー海峡を再現したさまざまな角度から吹く幅広い風速の風による計 67 の静的荷重試験を行いました。模型の周囲に設置した様々な計測器により、試験中に発生したたわみ、ねじれ、振動特性を計測しました（図－5）。
得られたデータを分析した結果、マキノー橋が並外れた耐風安定性を有していることがわかりました。風
速が 200mph（89.4m/s）に近づいても、模型の垂直方向とねじれ方向の変位は無視できるほどわずかで、解析によりさらに大きな風速でもその耐風安定性が保たれることもわかりました。スタインマン博士らの革新的な設計が認められた瞬間でした。マキノー橋は長大吊橋の設計を発展させ、タコマナローズ橋落橋後の業界復興に貢献したと評価されています。
風洞実験は、カナダのゲルフにある Rowan
Williams Davies＆Irwin Inc.の研究所で、床板の保全と取替に関する調査を行った Parsons Corporation と共同で実施しました。
（マキノー橋公社より情報提供して頂きました。
）

The construction of Mackinac Bridge reflected theexperience of Tacoma Narrows Bridge's collapse. The
Tacoma Narrows Bridge was a 5,939-foot-long suspension
bridge in the U.S. State of Washington that collapsed on
November 7, 1940. The collapse was determined to be theresult of aeroelastic flutter during a windstorm. When thedesign of the Mackinac Bridge was performed in 1953, thecollapse of the Tacoma Narrows Bridge was fresh in theminds of engineers around the world. Plans for the Mackinac
Bridge included a total suspended length of 7,400 feet (2,256
meters) which was unprecedented at the time. The designteam leader, Dr. David B. Steinman, stated they had created“the most stable suspension bridge, aerodynamically, that has
ever been designed.”
This statement was recently tested during acomprehensive deck study performed on the Mackinac
Bridge in 2020/2021. Sectional models of the existing bridgeand potential deck replacements (photo-11) were constructed
on a 1:40 scale. Inside the wind tunnel, each model was
supported on a spring, mass and damper system that was
tuned based on the calculated properties of the bridge from a
3-D mathematical model analysis. The models were thensubjected to various wind speeds and angles to simulate theconditions experienced in the Straits of Mackinac. A total of
67 static load cases were developed and tested on each model.
Various instruments stationed around the model measured
loads, deflections, and vibrations experienced during testing(Fig.5).
Analysis of the data from these tests showed that the
Mackinac Bridge’s aeroelastic stability is exceptional.
Vertical and torsional displacement of the model was
negligible at wind speeds approaching 200 mph (322 kmh).
Analysis showed the bridge would remain stable at windspeeds of even higher magnitude than this. The innovative
features implemented for aerodynamic stability by Dr.
Steinman and his team were once again proven to be a success.
The Mackinac Bridge has been credited in helping advancethe design of long span suspension bridges and helping theindustry recover after the collapse of the Tacoma Narrows
Bridge.
The wind tunnel tests were performed by RWDI at theirlab in Guelph, Canada, in collaboration with Parsons
Corporation who carried out the complete deck study.
(This information was provided by Mackinac Bridge
Authority.)

図－5 風洞試験でのたわみ量
Figure.5 Graph of section deflection in wind tunnel

写真－11 風洞内の部分模型
Photo-11 Sectional Model in the wind tunnel

No.55

海外プロジェクト

Project Oversea

デンマークの Storstrømmen 海峡に架かる新しい
斜張橋

New cable stayed bridge across Storstrømmen,
Denmark

デンマークの Storstrømmen 海峡に架かる斜張橋は2018 年 9 月に着工しました。道路の供用を先行して
2025 年に開始し、鉄道の供用を 2027 年に開始する予定です。
デンマークの Storstrøm 橋は 1937 年に建設され、現在橋の状態が悪く、将来のフェーマルン・ベルト海峡横断道の開通による鉄道貨物輸送の増加に対応できないと予想されています。そのため、代わりに、Masnedø 島と Falster 島を結ぶ全長 4000m の新しい Storstrøm 橋に架け替えます。
2011 年秋、主要な鋼部材に深刻な疲労亀裂が確認されたことから、その対処方法を決めるための基礎となるフィージビリティー調査を行いました。このフィー
ジビリティー調査では、合計 5 種類の可能なシナリオを想定し、道路や鉄道の交通を社会経済的に最も費用対効果の優れた方法で維持できるかを分析しました。
調査の結果、Storstrøm 橋が欧州横断鉄道回廊の重要な構成部分であり、地域にとって非常に重要であるため、新しい Storstrøm 橋に架け替えることが最適であると判明しました。
2013 年 3 月、Storstrømmen 海峡に自転車歩行者道付
きの道路鉄道併用橋を新設することが決定されました。
既存の Storstrøm 橋は、新しい橋の開通後に取り壊される予定です。
新しい Storstrøm 橋（写真－12）は、デンマークで 3番目に大きい橋となります。この橋は、全長 4km の道
路鉄道併用橋で、同一の桁内に高速鉄道、2 車線の道路、自転車歩行者道を併設し、世界的にも数少ない新しい構造になります。新橋は 44 径間のアプローチ部分と 2径間の航路部分で構成され、そのうち、主橋梁部が高さ100ｍの主塔を持つ斜張構造です。
現在、海峡部と陸上部の工事が同時に進行しています。海峡部工事については、主塔の基礎が設置され、また、橋の南端に 9 基、北端に 2 基の基礎が設置されました（写真－13）。陸上部工事については、最初のプレハブ桁が製作され、現場に搬入されました。その作業が続けられる予定です。
（デンマーク道路公社より情報提供して頂きました。）

Construction of the cable stayed bridge acrossStorstrømmen in Denmark commenced in September 2018
and is expected to be taken into service for road traffic in 2025
and for rail traffic in 2027.
In Denmark, the new 4 km long Storstrøm Bridge between
Masnedø and Falster will replace the existing bridge from
1937, which is in poor condition and does not have thecapacity to carry the increased railway freight traffic resulting
from the future opening of the Fehmarn Belt Connection.
In the autumn of 2011, the main steel structure was foundto have severe fatigue cracks, and a feasibility study was
therefore carried out to form the basis for a decision on the
future of the bridge. The feasibility study analysed how theroad and railway traffic could be maintained in thesocioeconomically most cost-effective way, through a total of
five possible scenarios. The study found that a new Storstrøm
Bridge would be the optimum solution. As the Storstrøm
Bridge is of great regional importance including an importantpart of the Trans European railway corridor.
In March 2013, it was decided to initiate the work ofconstructing a new combined road and railway bridge, with acycle and pedestrian path, across Storstrømmen. The existing
Storstrøm Bridge will be demolished once the new bridge isopen to traffic.
The New Storstrøm Bridge (photo-12) will be the thirdlargest bridge in Denmark. The bridge comprises a 4 km longcombined rail and road bridge. The new structure will be oneof the few bridges, in the world, carrying a two-track highspeed railway, a two-lane road, as well as a combined footway
and cycle path, on one single cross section. The new bridge
will be comprising 44 viaduct spans and 2 navigational spans,
where the main bridge will be a cable stay structure with a
100m tall pylon.
The construction is now ongoing with both offshore andonshore activities. Offshore the Pylon foundation is placed in
the Storstrøm, there are 9 foundations placed in the southernend of the bridge and 2 foundations in the northern end of thebridge (photo-13). Onshore, the first prefab girder has beencast and lifted out to the storage area, with many more tocome.
(This information was provided by Danish Road
Directorate.)

写真－12 Storstrøm 橋（完成予想図）

写真－13 基礎工事

Photo-12 Storstrøm Bridge (Conceptional drawing)

Photo-13 Work of foundations

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国際会議

International Conference

第 11 回国際吊構造橋梁管理者会議（ICSBOC 2022, 神戸） 開催のお知らせ

11th International Cable Supported Bridge
Operators’ Conference (ICSBOC 2022, Kobe)

本州四国連絡高速道路株式会社（JB 本四高速）は、
国際吊構造橋梁管理者協会の協力を得て、2022 年（令和 4 年）11 月に、第 11 回国際吊構造橋梁管理者会議
を神戸市にて開催いたします。
本会議は、吊橋や斜張橋といった吊構造橋梁の維持管理に携わる世界各国の技術者が一堂に会し、論文発表等を通じて維持管理に関する意見交換を行うものです。
現在、参加登録受付中です。参加登録は JB 本四高速のホームページから行っていただけます。参加費等詳
細は、ホームページをご覧ください。
https://www.jb-honshi.co.jp/corp_index/icsboc2022/

The 11th ICSBOC will be held in Kobe in November,
2022. The purpose of the conference is to discuss current
technical issues and research concerning the operation andmaintenance of cable supported bridges throughpresentations by bridge operators, consultants, suppliers andresearch/education institutions from all over the world. The
conference is organized by International Cable Supported
Bridge Operators’ Association (ICSBOA) and hosted by
Honshu Shikoku Bridge Expressway Company Limited(HSBE).
Registration for participants is open, and it can be madethrough the website of HSBE. For more information, please
visit HSBE’s website.
https://www.jb-honshi.co.jp/corp_index/icsboc2022/【会議の概要】・日程：2022 年 11 月 13 日（日）～11 月 16 日（水）・会場：神戸国際会議場(神戸市中央区港島中町 6-9-1)
・会議プログラム：
11 月 13 日（日）：会場受付開始、ウェルカムパーテ
ィー（予定）
11 月 14 日（月）：開会式、基調講演、技術セッショ
ン（論文発表）、歓迎レセプション
11 月 15 日（火）：技術セッション（論文発表）
11 月 16 日（水）：技術セッション（論文発表）、閉会式、テクニカルツアー（明石海峡大橋）
・基調講演は、藤野陽三 城西大学 学長より行っていた
だく予定です。
・会議の形態：会議はハイブリッド形式（会場参加＋オンライン参加）により行います。会場参加していただけ
ますと、意見交換会や明石海峡大橋へのテクニカルツ
アー（要別途費用・登録制）の機会もございます。
・使用言語：論文発表は、原則、英語です。質疑においては、同時通訳（日本語、英語）を行います。
【問合せ先】
本州四国連絡高速道路株式会社
第 11 回国際吊構造橋梁管理者会議 事務局
Email: icsboc2022-j@jb-honshi.co.jp

Conference overview:
Date: Sunday, Nov. 13 – Wednesday, Nov. 16, 2022
Venue: Kobe International Conference Centerin Kobe City , Hyogo Prefecture
Conference Program:
Sunday, Nov. 13: Registration desk opens, Welcome party
Monday, Nov. 14: Opening, Keynote, Technical session,
Welcome reception
Tuesday, Nov. 15: Technical session
Wednesday, Nov.16: Technical session, Closing,Technical Tour (Akashi-Kaikyo Bridge)- Keynote speech will be given by Yozo Fujino, president of
Josai University.
- Conference will be held in hybrid format with in-person andvirtual participants. In-person participants are guided tophysical events such as special discussion sessions andtechnical tour to the Akashi-Kaikyo Bridge.
- Official Language: English. Simultaneous interpretation
will be arranged in the venue.
Contact:
Conference Secretariat
Honshu-Shikoku Bridge Expressway Co., Ltd.
Email: icsboc2022@jb-honshi.co.jp