No.54
令和 6 年 1 月
January 2024

95

JB 本四高速情報

Activity of HSBE

長大橋の維持管理に関する BIM/CIM の構築及び導入

Development and implementation of BIM/CIM formaintenance and management of long-span bridges

本四高速は 17 橋の長大橋を管理していますが、長大橋はその規模も大きく複雑かつ多くの部材を有しており、それぞれに違った特徴があります。このような長大橋を効率的かつ高度な維持管理業務を行うための支援を目的として３次元モデルを構築・導入した新たな維持管理システムの開発に向けた取り組みを行っています。
３次元モデルに各種の情報を結びつけ利活用していく こ と を BIM/CIM (Building / Construction
Information Modeling, Management) と呼びます。新たな長大橋の維持管理システムは、BIM/CIM の３次元モデルをプラットフォームとし、様々な維持管理情報を蓄積するデータベースと連携する、次世代の維持管理システムを目指しています。３次元モデルには、個々の部材情報の属性を保持するとともに、変状等や維持管理に必要な情報を連携することが可能です。
また、３次元モデルは AR (Augmented Reality) やMR (Mixed Reality) といった技術と相性が良く、タブレット端末などを用いて現地で実構造物上に必要な情報を重畳させることができます。このように、維持管理情報を可視化することで、過去変状の確認や新たな点検情報の登録などの点検業務の効率化を図りたいと考えています。
さらに、３次元モデルに連携された部材等の詳細な属性情報を活用することにより、既存の維持管理システムに比べ、より詳細な分析や解析を行うことが容易になることから、将来的には長大橋の健全度評価，劣化予測及び補修計画立案の支援などへの活用も期待できます。
今後は、点検業務を３次元モデルに連携するアプリ
ケーション開発のための現場実証を行いながら、2024年度には次世代維持管理システムのプロトタイプ構築を目指すこととしています。

HSBE manages 17 long-span bridges, which have largescale, complex structures consists of numerous components
and their own unique characteristics. In order to maintain andmanage such bridges efficiently and in an advanced way,
HSBE is developing a new maintenance and management
system based on 3D models.
BIM/CIM (Building/ Construction Information Modeling,Management) refers to the utilization of various types ofinformation by connecting them to 3D models. The newsystem for long-span bridges aims to achieve next-generation
maintenance and management that uses BIM/CIM 3D models
as a platform and links them to a database that stores variousinformation. The 3D model can hold attribute data ofindividual members and link them to degradation and otherdata necessary for maintenance and management work.
In addition, the 3D models and Augmented Reality (AR)or Mixed Reality (MR) are compatible, and information canoverlap with the actual structure in the field using tablet PCs
and other devices. In this way, visualizing maintenance andmanagement information can improve the efficiency ofinspection work, such as checking degradation history andregistering new inspection information.
Furthermore, in the future, it is expected to evaluate bridge
health condition, predict degradation progress, and support
the decision-making of repair planning by utilizing thedetailed attributes data of members linked to 3D models sincein depth analysis and simulation will be applicable with thenew system than with the existing system.
For the future direction, on-site demonstrations will beconducted to develop applications that link inspection work
to the 3D model, and a prototype of the next-generation
maintenance and management system will be built in 2024.

図-1 3 次元モデルを活用した PDCA 高度化イメージ

図-2 維持管理用 3 次元モデル(大島大橋)

Fig.1 Image of advanced PDCA cycle using 3D modelFig.2 3D model of Ohshima Bridge for maintenance and management

No.55

国内プロジェクト

Project in Japan

長大橋の地震被害の即時推定

Immediate estimation of seismic damage of longspan bridges

道路橋および鉄道橋は線状に連続した輸送システムであるため、地震発生直後には沿線の構造物の被害状況を把握したうえで運行再開を判断する必要があります。その際、構造物の地震被害を即時推定する手法があれば、早期運行再開に有効な情報となることが期待されます。一般的な橋梁・高架橋等を対象とした地震被害の即時推定の事例は存在するものの、長大橋のような複雑な構造物を対象とした事例は存在しませんでした。
そこで、長大橋を対象とした地震被害の即時推定手法を新たに開発しました。開発手法ではモード解析の考え方を採用しています。具体的には、図 3 のように長大橋の複雑な地震時挙動を複数の振動モード（揺れ方）に分解するとともに、構造物の損傷に影響を与える主要な振動モードを抽出し、各振動モードの応答値（揺れの大きさ）を推定して足し合わせて被害推定を行います。このとき、事前に計算した構造物情報と地震後に取得可能な簡易な地震動情報（地表面最大加速度および地表面最大速度）を用いたノモグラムにより、各振動モードの応答値を推定することで短時間での被害推定を可能としています。
開発手法により推定可能な情報の一例を図 4 に示します。同図に示すように、長大橋上に点在する部材（支承等）について、損傷の有無を判定することができます。
この情報を地震発生後の点検要否や優先順位判断に活用することで、長大橋を含む道路および鉄道における合理的な運転再開判断が実施可能となります。
（公益財団法人 鉄道総合技術研究所と本四高速の共同研究により実施しました）

Since road and rail bridges are continuous linear
transportation systems, it is necessary to assess the damage tostructures along the line immediately after an earthquake formaking a decision on resuming operations. In such cases, amethod to immediately estimate seismic damage of structures
is expected to provide effective information for early
resumption of operations. While there have been cases ofimmediate estimation of seismic damage of general bridges
and viaducts, there have been no cases for complex structures
such as long-span bridges.
Therefore, we have developed a new method for immediate
estimation of seismic damage of long-span bridges. The
developed method employs the concept of modal analysis.
Specifically, as shown in Figure 3, the complex seismic
behavior of long-span bridges is decomposed into multiple
vibration modes (ways of shaking), the major vibration
modes affecting structural damage are extracted, and theresponse values (magnitude of shaking) of each vibration
mode are estimated and added together to estimate thedamage. The response values of each vibration mode are
estimated using a nomogram based on pre-calculated
structural information and simple seismic information(maximum acceleration and maximum velocity at the groundsurface) that can be obtained after an earthquake, enablingdamage estimation in a short period of time.
Figure 4 shows an example of the information that can beestimated using the developed method. As shown in the figure,the damage can be estimated for members (bearings, etc.)
distributed on long-span bridges. This information can beused to determine whether or not inspections are necessary
after an earthquake and to determine the order of priority,
enabling rational decisions to resume operation of roads andrailroads that include long-span bridges.
(This study was conducted in collaboration work of theRailway Technical Research Institute and HSBE)

長大橋上の部材について損傷の有無を推定
Estimation of damage to members on long -span bridges

支承番号 1 支承番号 2
Bearing No.1 Bearing No.2

図-3 開発手法の概要

図-4 開発手法により推定可能な情報

Fig. 3 Overview of developed method

Fig. 4 Information to be estimated by developed method
ウェブにも公開中（既刊含む）！！

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国内プロジェクト

Project in Japan

大阪湾岸道路西伸部 海上部長大橋（新港・灘浜航路部）の基本構造の決定

Basic Structure of Long Span Bridge (Shinko andNadahama Passage Section) on the Western
Extension of Osaka Wangan Expressway

大阪湾岸道路西伸部（六甲アイランド北～駒栄）は、大阪湾岸道路の一部を構成する道路で神戸市東灘区から長田区に至る延長 14.5km のバイパス事業であり、新港・灘浜航路部と神戸西航路部で２つの長大橋が計画されています。このうち、新港・灘浜航路部の長大橋の基本構造を決定しました。
本事業は、阪神臨海地域の交通渋滞や沿道環境などの交通課題の緩和を図るとともに、国際戦略港湾である阪神港の機能強化、災害や事故などの代替機能確保等を目的としており、国土交通省近畿地方整備局浪速国道事務所・神戸港湾事務所、阪神高速道路（株）の３者合同により事業を進めています。これまで学識経験者らでつくる技術検討委員会（委員長・藤野陽三城西大学学長）の審議を踏まえ、基本構造を検討してきました。
海上部長大橋（新港・灘浜航路部）の主塔は鋼製主塔、主桁は鋼桁、主塔基礎は鋼管矢板基礎です。新港航路側の３P 主塔の高さは 213m、基礎部から高さ 70m の位置に主桁を設置します。主塔の基礎は載荷試験の結果、想定よりも地盤が軟弱なことが判明したため、追加で土質調査を実施し、その結果を踏まえて基礎先端位置を選定しました。大規模地震に対する主塔や橋桁の耐震性、大型台風による耐風性も風洞試験により確認しました。さらに主塔のデザインは「神戸の都市景観との調和」「シンボル性」「走行空間からの眺望性・演出性」などに着目し、耐風性と景観性を両立させた形状を選定しました。色彩は大阪湾岸道路西伸部の路線全体で統一することにしており、景観との調和やシンボル性の高い現代的な構造物であることから明るくモダンな印象になるベージュ系を基軸とした色相とします。
今後、阪神高速道路（株）は西側と東側に分けて斜張橋工事の契約手続きを進める予定です。
（阪神高速道路(株)より情報提供していただきました。）

図-5 海上部長大橋(新港・灘浜航路部)の外観イメージ
Fig. 5 Image of long span bridges on Shinko and Nadahama
Passages

The Osaka Wangan Expressway Western Extension(Rokko Island Kita - Komae) is part of the Osaka Wangan
Expressway. This ongoing highway project is a 14.5km longbypass from Higashinada-ku to Nagata-ku in Kobe. The basic
structure of the long span bridges to be built over the marine
section between Rokko Island and Port Island has been
determined.
The project’s goal is to ease traffic problems including
congestion and the roadside environment, enhance thefunction of Hanshin Port (an internationally strategic port),
and to offer an alternative route in disasters and major
incidents. The project is jointly carried out by Naniwa
National Highway Office, Kobe Ports and Harbors Office(both are offices of the Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism), and Hanshin Expressway Company
Limited. The basic structure has been studied based on thedeliberations of the Technical Review Committee (chaired byYozo Fujino, President of Josai University) consisting ofacademic experts.
The main towers and main girders are to be made of steel
and the main tower foundation is a steel pipe sheet pilefoundation. The height of the 3P main tower on the Shinko
Passage side is 213 m, and the bridge girder is installed at aheight of 70 m from the foundation. The foundation of themain tower was found to be softer than expected as a resultof ground loading tests, and the depth of tip of the foundation
was determined by the additional soil investigations. The
resistance of the main tower and girders against large
earthquakes and wind resistance against large typhoons werealso confirmed through wind tunnel tests. For the design ofthe main tower, the shape was selected considering both wind
resistance and landscape focusing on "harmony with theurban landscape of Kobe," "symbolism," and "viewability
and directionality from the driving space". The color scheme
is to be consistent along the entire route, with a beige hue as
the base color to give a bright and modern impression, inharmony with the landscape and the symbolic nature of thismodern structure.
Hanshin Expressway Co., Ltd. plans to proceed with
contract procedures for cable-stayed bridge construction on
the west and east sides.
(This information was provided by Hanshin Expressway Co.,Ltd.)図-6 主塔部一般構造図
Fig. 6 General structural drawing of main towers

It is available on the web（with back numbers）!!

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海外プロジェクト

Overseas Project

ブロンクス-ホワイトストーン橋：中央防護壁のかさ上げによる耐風性能の改善

Bronx-Whitestone Bridge: Vertical Median Barrier
Extension Enhances Aerodynamics

ブロンクス-ホワイトストーン橋はニューヨーク市に位置する中央支間長 701ｍの優美な吊橋です。この吊橋は 1930 年代に設計されましたが、この時代の吊橋は桁高の低い鈑桁に補剛された床版を有するものが主流であり、これらの多くは空力的に不安定であることがその後判明しています。この橋では、1939 年の開通以来、軽微な風による振動に対する構造的あるいは空力的ないくつかの改修が行われてきました。一連のリハビリプロジェクトは、この橋の耐風性能をさらに向上させる手法を検討する機会を与えました。今回，新たな風洞試験により、既存の中央防護壁の上に設置された高さ0.91ｍの鉛直壁が乱れの無い風における限界フラッター風速を 100km/h 向上させることが確認されました。
この改修は再現期間 10,000 年における設計風速をはるかに凌駕する安全率をもたらします。このかさ上げされた中央防護壁は、既存の分離帯の支柱の上に固定された高さ 0.91ｍ、厚さ 20ｍｍの均一で透明なアクリル板と、それを支える管状の金属フレームから構成されています。改修されたバリアの路面からの高さは合計1.74ｍとなります。
この中央防護壁のかさ上げは、床板上部の中央に設置された垂直方向のバッフル板（じゃま板）のような働きをします。この画期的な床板上面のバッフル板は、床板下面に設置される一般的な垂直バッフル板より施工性が高く、費用対効果に優れた補強方法です。風上側の桁端部の上フランジで発生し、路面にかけて流れる風の渦が、この中央防護壁よって遮断され、桁下面に発生する渦との同期を妨げています。桁の振動を誘発する交番渦のパターンを乱すことによって、垂直バッフル板は渦励振やフラッターなどの不安定要素に対する橋への影響を減少させています。
車両に対する安全性は実寸大の実大衝突試験プログラムによって検証されています。この中央防護壁のかさ上げは 2020 年に実施され、既存の長大橋梁の耐風性能をシンプルかつコストパフォーマンスに優れた形で改善したことを実証しています。
（Gavin Daly 氏より情報提供していただきました。
）

The Bronx-Whitestone is an elegant suspension bridge
located in New York City (701 m main span). This bridge wasdesigned during the 1930s in an era of suspension bridges
with decks stiffened by shallow plate girders, many of whichwere subsequently found to be vulnerable to aerodynamic
instabilities. Following the occurrence of mild and benign
wind-induced oscillations after opening in 1939, the bridge
has undergone a series of retrofits, from structural solutions
to aerodynamic enhancements. A subsequent rehabilitation
project gave the opportunity to assess measures to further
improve the aerodynamic performance of the bridge. A windtunnel study observed that a 0.91 m tall vertical solid screen
attached to the top of the existing median barrier led to aremarkable 100 kmh increase in the smooth flow criticalflutter speed. This retrofit provided a margin of safety wellbeyond the 10,000-year return period design criteria windspeed. The Median Barrier Extension (MBE) comprises solidtransparent acrylic panels (height 0.91 m, thickness 20 mm)
fixed to the top of the existing median barrier posts, supportedby a tubular steel frame. The total height of the modified
barrier above the roadway is 1.74 m.
The MBE acts like a vertical baffle plate placed on the top
side of the deck at its centroid. However, this innovative
above-deck baffle plate is a more constructible and costeffective retrofit solution than typical vertical baffles, which
are placed below the deck. The wind vortices that form at thetop flange of the windward edge girder and flow over theroadway are blocked by the median barrier extension and thus
are taken out of sync with those that form on the underside ofthe deck. By disrupting the alternating pattern of vortices thatinitiates deck vibrations, vertical baffles reduce thesusceptibility of the bridge to instabilities such as vortex
shedding and flutter.
Vehicle safety was verified with a full-scale physical crashtesting program. The MBE was installed in 2020 anddemonstrates that raising the height of a median barrier can
be a simple and cost-effective improvement to theaerodynamic performance of existing long-span bridges.
(This information was provided by Mr. Gavin Daly, P.E.)

写真-1 部分風洞試験モデル
Photo 1 Wind Study Section Model

写真-2 中央防護壁のかさ上げ
Photo 2 Median Barrier Extension

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国際会議

International Conference

国際吊構造橋梁管理者協会
アジア地域ワークショップ（神戸）ICSBOA Asia Regional Workshop in Kobe

国際吊構造橋梁管理者協会（ICSBOA; InternationalThe ICSBOA (International Cable Supported Bridge

Cable Supported Bridge Operators Association）のアジア地

Operators Association) Asia Regional Workshop was held in

域ワークショップが 2023 年 11 月 20 日～11 月 21 日のKobe, Japan, which was hosted by Honshu-Shikoku Bridge

日程で、本四高速の主催により神戸で開催されました。

Expressway Company Limited (HSBE) on November 20-21,

このワークショップは、約 2 年毎に開催されている国
際吊構造管理者会議（No.12、20、28、34、41、53、65、75、91 参照）の間の年に、地域ごと（北米・欧州・アジア）で開催されているものです。

2023. This workshop has been held in three regions (Asia,North America and Europe) every two years between each ofthe ICSBOC (International Cable Supported Bridge
Operators’ Conference; refer to No.12, 20, 28, 34, 41, 53, 65,75, and 91).

今回は、ICSBOA の会員である日本、中国、韓国に加え、ベトナム、ラオス、カンボジア、インドネシアの計This time, approximately 27 engineers (including virtualparticipants) from 10 organizations from Cambodia, China,

10 機関から約 27 名（バーチャル参加者を含む）が参加

Indonesia, Laos, South Korea, Vietnam and Japan,

し、各機関が管理する吊構造橋梁について、課題や経験

participated in the workshop and discussed their issues and等に対する発表および情報交換が行われました。また、

maintenance activities through presentations. And the事務局より第 12 回国際吊構造管理者会議がアメリカニ

secretariat announced that the 12th ICSBOC will be held inューヨーク州で開催されることも紹介されました。

New York, USA.

本四高速からは、今井取締役常務執行役員、西谷エグ

From HSBE, Dr. Imai, Mr. Nishitani, Mr. Ikeda, Mr.

ゼクティブ・エキスパート、経営計画課池田課長代理、Kobayashi, and Mr. Wang, attended the workshop and gave

総括・耐震・耐風グループ小林、道路保全グループ

three presentations titled “Technical Development forWANG が出席し、「本四連絡橋の技術開発」、「電気防食

Honshu-Shikoku Bridges”, “Repair and Maintenance of工法によるコンクリート床版の補修と維持管理」と「長Concrete Slab Protected with Cathodic Protection” and大橋主塔点検ロボットの開発」の 3 題について話題提Span Bridges”.

供を行いました。
会議終了後のテクニカルツアーでは、本四高速が管理している本州と淡路島を結ぶ明石海峡大橋の視察を実施しました。

“Development of Inspection Robot for Main Towers of Long
After the workshop, a technical visit was made to Akashi
Kaikyo Bridge, which connects the Honshu Island and Awaji
Island, operated by HSBE.

写真-3 ワークショップの様子

写真-4 テクニカルツアー(明石海峡大橋)

Photo 3 Presentations at the workshop

Photo 4 Technical tour to Akashi Kaikyo Bridge

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国際会議

International Conference

第 27 回世界道路会議 プラハ大会 2023

27th World Road Congress Prague 2023

世界道路協会（PIARC：Permanent International
Association of Road Congresses）主催の第 27 回世界道路会議プラハ大会が 2023 年 10 月 2 日から 6 日にかけて、チェコ共和国プラハで開催されました。
世界道路会議は、4 年に一度開催され、世界各国の道路行政関係者、土木技術者等が参加し、道路及び道路交通に関する技術交流を行う国際会議です。
本四高速からは、本四連絡橋の維持管理における技術開発及び技術支援に関する展示を行いました。また、橋梁のテクニカルセッションにて今井取締役常務執行役員が議長を務められたほか、遠藤経営計画部長がパネルディスカッションに参加されました。
次回の 2027 年世界道路会議は、カナダのバンクーバー市で開催される予定です。

The 27th World Road Congress Prague, hosted by thePermanent International Association of Road Congress(PIARC), was held in Prague, Czech Republic from October
2 to 6, 2023.
The World Road Congress is an international conference
held once every four years, where road authorities and civilengineers from around the world participate in technicalexchange about road and road traffic.
HSBE exhibited panels of the technical development for
maintenance of the bridges and technical assistance. Inaddition, Dr. Imai, managing director of HSBE, chaired thetechnical session for bridges, and Dr. Endo participated in apanel discussion.
The next 2027 World Road Congress will be held inVancouver, Canada.

第 12 回鋼構造国際シンポジウム（韓国）The 12th International Symposium on SteelStructures (Korea)

2023 年 11 月 8 日から 11 日にかけて、第 12 回鋼構造国際シンポジウム（The 12th International Symposium onSteel Structures）が韓国・済州で開催されました。
本シンポジウムは、韓国鋼構造協会主催により 2000
年の第 1 回から過去 11 回にわたって韓国国内にて開催されています。韓国を中心にアジア各国の技術者が参加しています。シンポジウムは、基調講演・セッション発表・ポスター発表等が開催され、活発な議論が交わされました。
本四高速からは、保全部の本郷が「日本最大の粘性ダンパーを用いた耐震補強」と題して、実大ダンパーを用いた性能試験に関する発表を行いました。

The 12th International Symposium on Steel Structures(ISSS-2023) was held in Jeju, Korea from November 8th to11th, 2023. This symposium is organized by the KoreanSociety of Steel Construction and held in Korea since the 1stSymposium of 2000. Engineers of Korea and other Asian
countries attended this symposium. ISSS-2023 consisted ofkeynote lectures, organized sessions and poster sessions.
Mr. Hongo, Maintenance Division, HSBE presented“Seismic Retrofit using the Largest Viscous Damper in Japan”
about performance test of the full-scale damper in anorganized session.

写真-5 第 27 回世界道路会議 プラハ大会
Photo 5 27th World Road Congress Prague

写真-6 第 12 回鋼構造国際シンポジウム
Photo 6 ISSS-2023