社団法人

北陸建設弘済会

第 17 回「北陸地域の活性化」に関する研究助成事業
技術開発支援事業（共同研究）

塩害環境下における既存コンクリート構造物の地域立脚型維持管理システムの開発と実践
事業報告書

2013.3

研究の要旨
1960 年代のわが国の高度経済成長期に、生活基盤としてのインフラストラクチャーが急速に整備され、物流の要、交通の要としてネットワーク整備の観点から数多くの橋梁も架設された。経済の成長に伴い、大都市のみならず、地方の中心都市も発展し、道路や鉄道なども、比較的環境の影響の少ない都市部から、沿岸部や島嶼を結ぶ環境の厳しい条件下でも架設されてきた。
コンクリート構造物はメインテナンスが不要で半永久的に使用が可能であるとの、当時の常識から、比較的環境の厳しい沿岸部や山間部にはプレストレストコンクリート（ PC）
橋梁や鉄筋コンクリート（RC）橋梁が多数架設されている。
しかし、架設後 30 年～40 年を過ぎる頃から、環境の厳しい地域において、特にコンクリート橋梁の劣化が目立ち始めた。2000 年代に入って、劣化した橋梁の維持管理に必要な経費が増大するにつれ、今後のインフラ整備の計画に支障を及ぼすことが懸念され、国として全国の橋梁の長寿命化計画を策定することになった。そして、都道府県は言うまでもなく、市町村にまで、橋梁の長寿命化計画の策定を求めた。
新潟県および県内の各自治体でも、各々が管理している橋梁の調査を開始し、全体としての長寿命化計画を策定している。長寿命化計画の策定には、能力のある大手のコンサル
タントに支援を依頼し、きちんとした計画書が出来つつあるが、管理している橋梁数は膨
大な数になっている。新潟県においても、4,000 橋に近い数の橋梁を抱えていて、限られた職員で、それらを具体的にどのように点検、管理して行くかは、これからの課題となっている。新潟県には、県も含めて 30 の自治体があるが、維持管理の専門職を置いている
自治体は県、新潟市など、極一部でしかない。経費だけでなく、必要な技術者の数も圧倒的に不足しているのが実態である。
このような実態を見て、行政の管理者だけではなく、大学や高専などの教育・研究機関の研究者および診断士、技術士、施工管理技士等の資格を有している企業の技術者の 3 者が連携して、地域の橋梁の維持管理を地域の人々で行う、いわゆる“橋守り”の制度を確立し、適切な維持管理マニュアルを作成するとともに、それを実行できる技術者を育てる
ことを本プロジェクトの目的とした。
“橋守り”の制度は、現在の医療システムのアナロジーとして考える。技術者の組織としては、3 段階、すなわち、①ホームドクターとしての地域の技術者、②拠点病院の医師としての、診断に関する教育・訓練を受けた技術者、③先端医療に携わる医師としての大学・高専の研究者、の体制である。
この体制を確立するには、①技術者のネットワーク化、②技術者の診断技術に関する教
育・訓練、③各レベルに応じた診断マニュアルの作成および実施訓練、④各自治体が保有しているデータベースとの接合である。

本助成事業では、②、③についてかなりの成果を挙げている。今後は①、④の具体化を進める予定である。

平成 25 年 3 月
長岡技術科学大学
教授

環境・建設系

丸山

久一

塩害環境下における既存コンクリート構造物の地域立脚型維持管理システムの開発と実践

委員長

丸山

委員構成

久一（長岡技術科学大学）委員

井林康（長岡工業高等専門学校）

岩波

基（長岡工業高等専門学校）

佐伯竜彦（新潟大学）

篠田佳男（日本コンクリート技術株式会社）下村

匠（長岡技術科学大学）

田中泰司（長岡技術科学大学）

宮下剛（長岡技術科学大学）（五十音順）

オブザーバー

平賀和文（国土交通省北陸地方整備局）

樋口徳男（国土交通省北陸地方整備局）

青木崇光（北陸技術事務所）

加藤丈和（北陸技術事務所）

丸山

和浩（新潟県）藤田

太子（（財）新潟県建設技術センター）

中野貴雄（（財）新潟県建設技術センター）

岡村悟（（財）新潟県建設技術センター）

陽田

修（新潟県コンクリートメンテナンス研究会）

事務局

青木 義男（社団法人北陸建設弘済会）
須田 敦司（社団法人北陸建設弘済会）
塩崎 泰可（社団法人北陸建設弘済会）

目次

序章

研究の概要

1

１.１．研究の背景

1

１.１.１

わが国における橋梁の老朽化の現状

1

１.１.２

新潟県における市町村の維持管理体制の現状

3

１.１.３

新潟県における塩害劣化の問題

4

１.２． 研究 の目的

5

１.３．研究の方法

6

第2章

１．３．１

研究の内容とその特徴

6

１．３．２

研究体制

8

１．３．３

研究スケジュール

9

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

10

２．１

調査 の背景10

２．２． アンケート 調査の実施方法

10

２．３．調査結果の要点

10

２．４．提言

11

２．５

第3章

アンケート の質問内容と回答の集計結果

12

合理的な点検システムの開発

22

３．１．簡易な 点検 マニュアルの整備

22

３．１．１

はじめに

22

３．１．２

簡易な点検マニュアル（案）

22

３．１．３

点検フローと点検帳票

27

３．１．４

遠隔点検器具の開発・試作

39

３．１．５

点検者、点検管理者の育成

47

３．１．６

簡易な点検に関する今後の課題

48

３．２．維持 管理 データベースの構築

49

３．２．１

概略点検

49

３．２．２

実地試験

51

３．２．３

まとめ

53

第4章

塩害環境評価の高度化

55４.１． まえがき

55

４.２．実験 概要

55

４．２．１

供試体

55

４．２．２ 暴露試験

57

４.３．実験結果と考察

63

４．３．１

シリーズⅠ

63

４．３．２

シリーズⅡ

65

４．４．まとめ第5章

69

対策評価の高度化

73

５.１．補修・補強 効果 の評価

73

５．１．１

背景と目的

73

５．１．２

調査方法

75

５．１．３

調査結果

78

５．１．４

塩害劣化橋梁の維持管理対策の考察

88

５．１．５

まとめ

90

５．２．高耐久性 材料 の評価

91

５．２．１

ステンレス鉄筋について

91

５．２．２

高性能 RC 桁

92

５．２．３

高耐久性埋設型枠

96

５.３． モニタリング 技術の開発

99

５．３．１

はじめに

99

５．３．２

妙高大橋振動計測

101

５．３．３

音響システム概要

107

５．３．４

妙高大橋における音響モニタリング

113

５．３．５

システムのノイズ対策

116

５．３．６

音響システムによる PC ケーブル破断の検出方法

132

５．３．７

音響システムの橋梁への適用に向けた基礎検討

133

５．３．８

音響モニタリングシステムの改善

148

５．３．９

音源位置同定に向けた検討

153

５．３．１０

まとめ

163

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

165

６．１．はじめに165

６．２．新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査

165

６．２．１

調査の概要

165

６．２．２

橋梁下面点検器具の開発

166

６．２．３

現地調査

176

６．２．４

現地調査結果

180

６．２．５

まとめ

197

６．３．新潟県の環境条件における塩害要因の検討

第7章

197

６．３．１

はじめに

197

６．３．２

目的

198

６．３．３

新潟県沿岸部における飛来塩分量データ取得

198

６．３．４

新潟県沿岸部の波高の特徴

201

６．３．５

新潟県沿岸部の風速傾向

205

６．３．６

飛来塩分量と劣化度の関係

208

６．３．７

まとめ

212

市町村インフラの維持管理についての提言

214

７．１．各調査、実験結果を踏まえた総括

214

７．２．地域への成果還元、地域活性化への展望

214

７．３．今後の展開

215

序章

序章

研究の概要

研究の概要

１.１．研究の背景
１.１.１

わが国における橋梁の老朽化の現状

かつて、1980 年代のアメリカでは、道路の維持管理に十分な予算が投入されず、「荒廃するアメリカ」と呼ばれるほど多くの道路施設が老朽化した時期があった。そのとき問題となった橋梁の多くが、建設から 50 年近く経過した高齢化した橋梁であった。
近年、わが国においても橋梁の老朽化が表面化しつつある。わが国の全国の道路橋における築後 50 年以上の割合は既に 8%に達し、その割合は 10 年後には 26％、20 年後には 53%と劇的に増加する（図 1-1-1 参照）。

現在，
50歳以上

図 1-1-1

2０年後に，
50歳以上

道路橋の建設年代別の数【出所】国土技術政策総合研究所「プロジェクト研究報告 4」（2006 年）

一方で図 1-1-2 に示すように、我が国の公共事業費は、1998 年を境に 2010 年までに約6 割減少した。また、2008 年 9 月のリーマン・ショックを端緒として世界同時不況が発生し、我が国の経済はさらに厳しい状況に陥った。これに追い打ちをかけるように、2011 年
3 月 11 日には東日本大震災が発災した。この震災では、岩手、宮城、福島県沿岸地域が津波によって広範囲にわたり被災し、当分の間、公共事業の大半がその復旧対策に充てざる得ない状況となった。
老朽化への対応が後回しにされた状況の中、2012 年 12 月 2 日に中央自動車道笹子トン
ネルにおいて、天井板落下事故が発生した。この事故の被害は死者 9 名、重軽傷者 2 名であり、あと施工アンカーの劣化が事故の原因とみられている。事故後の通行止め・迂回の措置によって生じた直接的被害に加え、老朽化した構造物に対する社会的不安の増長が大きな問題となった。このように、構造物の老朽化が我々の生活を脅かしはじめており、このまま何ら方策を講じなければ、さらに問題が深刻化することは自明である。
-1-

序章

研究の概要

16
補正予算
当初予算

14

単位(兆円)

12

6割減

10
8
6
4
2

2009

2007

2005

2003

2001

1999

1997

1995

1993

1991

1989

1987

0

西暦（年）
図 1-1-2 公共事業費の推移（財務省 HP より）

全国には、橋長 15m 以上の道路橋が 15 万橋あるといわれる。図 1-1-3 はわが国の橋長15m 以上の道路橋の構造種別割合を示したものである。このうち約 4 割が PC 橋、約 2 割が RC 橋であり、これらをあわせるとコンクリート構造物は 6 割弱を占めることが見て取れる。特に塩害等を受ける過酷環境下においては鋼構造は避けられ、コンクリート構造が採用されるのが一般的である。これらの事情により、橋梁の維持管理に関しては、コンク
リート橋梁の維持管理をいかに適正に行うかがひとつの主眼となる。
図 1-1-4 は、橋長 15m 以上の道路橋の管理主体別の割合を示したものである。高速道路
会社や国が管理する橋梁の割合は約 10%程度にすぎず、5％が大都市、残りの 80%強が地方自治体によって管理されているのが実態である。

その他
4%

高速道路
4%

図 1-1-3

国
7%

鋼橋
39%

PC橋
40%

コンクリート構造物

全橋梁数：150千橋

市町村
55%

RC橋
17%

都道府県
29%

82千橋
政令市
5%

わが国の道路橋の構造種別割合

図 1-1-4（橋長 15m 以上）

わが国の道路橋の管理主体別割合（橋長 15m 以上）

-2-

序章

研究の概要

地方自治体が保有する橋梁の維持管理において、おおきくわけて 2 つの問題が顕在化しはじめている。すなわち、予算不足と人材不足である。不景気による税収減と少子高齢化による社会保障費の増大が避けられない状況において、構造物の維持管理費は縮小せざる得ない状況に追い込まれている。さらに、公共事業費の削減傾向はここ数年加速している。
結果として、地方自治体が管理する橋梁の維持管理費用は大幅に不足している。現在の基準では、すべての橋梁は 5 年に一度、近接目視点検による定期点検を受けることになっている。目視点検の費用は、１橋あたり平均で約 50 万円程度だといわれている（図 1-1-5参照）。５年ごとにこのような目視点検が行われるので、１年間あたり約 10 万円の点検費用が必要だと考えることができる。一方、市町村が管理する橋梁につぎ込まれている費用
は、１橋あたり１年間で約８万円だといわれている。この予算の中には点検だけではなく、補修・補強や架け替えの費用も含まれている。このように、市町村は深刻な予算不足の状
況にあるので、すべての橋の状況を確認することすらできない、というのが現状だといえる。

図 1-1-5

１.１.２

必要な予算と維持管理費の現状

新潟県における市町村の維持管理体制の現状

本研究事業が対象とする新潟県においても、同様の問題が生じている。本研究助成では、新潟県内の地方自治体（新潟県庁および市町村）を対象に、橋梁の維持管理に関するアン
ケートを実施した。詳細は第 2 章で述べるが、ここでは自治体の職員不足の実態について紹介したい。図 1-1-6 は新潟県内の自治体が保有する橋梁の数である。小さな自治体でも100 橋程度、大きな自治体では 1000 橋を超える橋を保有していることがわかる。それに対し、図 1-1-7 は橋梁の維持管理業務を行う職員の数のアンケート結果を集計したものである。約半数の自治体で、維持管理業務を専門に行う職員は配置されておらず、維持管理業
務が発生した場合には他の業務を担当している職員が対応しているとの回答が多かった。
図 1-1-8 は維持管理業務が発生したときに対応する職員の職域を示したものである。半数強の自治体では技術系の職員が対応すると回答したが、事務系職員のみが対応すると回答
した自治体もあった。職員数不足の問題を抱える自治体は、流動性の高い事務系職員の割合を増やす傾向にあり、高い技術力をもつ技術系職員の確保は難しい状況にある。このよ
-3-

序章

研究の概要

うに、地方自治体では、構造物の維持管理の面では、すでに質・量ともに人材不足の状況に陥っているといえる。

1000橋以上

99橋以下
2

4

100～499橋

500～999橋
6
図 1-1-68

新潟県内の自治体が保有する橋梁数（回答率 20/31）

5人以上

技術系と事務系
の両⽅
⽅

4人
3人

7

0人
2人

事務系職員
のみ

1人

図 1-1-7

維持管理に携わる職員の数

図 1-1-8（回答者：新潟県内の 20 自治体）

１.１.３

3

技術系職員
のみ

13

維持管理業務を行う職員の職域（回答者：新潟県内の 23 自治体）

新潟県における塩害劣化の問題

橋梁の維持管理体制の問題に加えて、新潟県などの日本海沿岸に位置する地域では、塩害による早期劣化の問題が深刻である。冬期の季節風によって海から運ばれた塩水の飛沫が、海岸近くの構造物や家屋に付着し、コンクリート内部にも浸透する。その結果、コンクリート内部の鉄筋が腐食し、構造物の強度が低下する。図 1-1-9 に、新潟県で確認された塩害劣化橋梁の例を示す。新潟県内では、このような塩害による早期劣化は約 30 年前か
ら確認され始めた。

-4-

序章

(a)

PC 橋桁フランジ部(b)

図 1-1-9

新潟県内における橋梁の塩害劣化事例

研究の概要

RC 橋桁

海からの飛来塩分に加えて、近年では路面凍結防止を目的とした高塩分濃度の凍結防止剤の散布などにより、塩害による鉄筋腐食が生じたコンクリート構造物が見受けられるよ
うになった。塩害は加速的に進行する劣化現象であるとともに構造物の性能に直接影響を及ぼす場合が多い。それゆえ、塩害劣化橋梁に対しては、常に現有の構造性能を把握しな
がら、将来にかけて管理基準値を下回らないように予防保全型の管理を行っていくことが構造物の長寿命化には不可欠である。
このような背景から近年、塩害により損傷を生じた鉄筋コンクリート構造物の構造性能の定量的評価を実現するため精力的に研究が実施されている。われわれの研究グループも、2009 年度に、新潟県糸魚川市が所管していた RC 橋である能生川橋の実橋載荷試験を行い、残存耐力と腐食状況の整理を行った。また、2010 年度には国土交通省北陸地方整備局高田
河川国道事務所が管理していた、PC プレテン橋である鱗崎橋の載荷試験を行い、プレテン
ション部材特有の鋼材破断現象と耐力評価法の検討を行った。これらの検討を通して、塩害劣化した橋梁の構造安全性の評価技術は大きく前進したものの、依然として劣化状況の調査技術や劣化予測方法の確立が課題として残された。
新潟県を含む日本海沿岸部で発生している塩害被害は、他の地域に先んじて発生しているため、解決方法の参考となる事例はごく少数に限られる。課題解決の困難さに加え、塩害劣化は年々深刻化しており、残された猶予は少ない。予算も人材も不足している新潟県の沿岸部にある自治体は、解決法もいまだ不明な塩害劣化橋梁の維持管理を安全かつ経済的に実施していかなければいけないという、厳しい状況に追い込まれているのである。

１.２．研究の目的
上述の背景をふまえ、本研究事業では、新潟県内の市町村レベルでも実施可能な新たな維持管理システムを開発し、実践することで地域に貢献することを目的とする。この目的
-5-

序章

研究の概要

を達成するために、大きくわけて 2 つの課題が解決できる方策について考えることとした。
ひとつは、予算が大幅に不足している状況でいかにして膨大な数の橋梁を点検し、維持管理していくのかという課題である。もうひとつは、沿岸部で深刻化している塩害劣化橋梁
に対して、どのような維持管理を行うのが合理的であるのかという課題である。本研究事
業では、前者と後者のそれぞれに対して、参画する共同研究者の専門性を活かした解決策を開発・提案し、実践する。

１.３．研究の方法
１．３．１

研究の内容とその特徴

主として、地方の自治体が管理している既存構造物を、効率的かつ現実的に維持管理するためのシステムを開発・普及することが本研究事業の最終目的である。一般的に構造物の維持管理は、図 1-3-1 に示すように、「定期点検」→「緊急点検または詳細点検」→「評価判定」→「対策実施」の順に進められる。

現状調査・ヒアリングマニュアル作成(下村)(丸山、岩波)(定期点検) 簡易点検 …橋守(地元業者や市民)
変状発生

データベース作成(井林)

環境要因評価(佐伯)

二次点検 …コンサルタント
要対策(緊急点検) …詳細な調査、非破壊検査(評価判定) … 劣化機構の推定、劣化予測

補修・補強
効果の定量

架け替え

(田中)

経過観察

高耐久材料の活用

図 1-3-1(篠田)

モニタリング技術(宮下)

研究のフロー

本研究事業では、この流れは踏襲しつつ、それぞれの項目で行われている方策の問題点
や無駄を分析し、合理化策を考えることとした。そこで、共同研究者の専門性も考慮に入れながら、目的達成のための研究フローを 図1-3-1のように作成した。ここで枠内の要素技術の開発を本研究事業で実施することで、維持管理システムが完成するという構図となっている。以下、本研究事業で実施する調査研究項目の内容とその位置づけについて概説す
-6-

序章

研究の概要

る。
まず、新潟県内にある市町村の維持管理体制の実態を把握するために、新潟県内の自治体へのヒアリングや各種の調査を行うことにより、現状分析や問題点・制約条件等の整理を行う(担当：下村)。
次に、予算・人的資源などの実態に即した維持管理マニュアルの作成を行う (担当：丸山・岩波)。作成するマニュアルは、管理主体内の予算不足と技術者不足を解決するために、地元の建設業者や市民を含めた、構造物の利用者参加型システム(橋守による点検体制)を核としたものとしている。橋守によって得られた点検結果は、データベースシステムに収集されるような仕組みとする(担当：井林)。開発するデータベースシステムは、タブレット
端末とインターネット、地理情報システムを活用したものとする。橋守によって変状の発生が報告された場合には、専門コンサルタントによる外観調査(現行の定期点検に相当する)を行い、対策の要否を判断する。
対策の必要な変状が確認された場合には、対策方法を決定するために、無対策の場合と対策を施した場合のそれぞれで劣化予測を行い、対策の効果を評価する必要がある。また、複数の対策法が適用可能な場合には、相互比較を行い、もっとも合理的な方法を選択すべきである。ここで本研究事業では、新潟県という地域特性を考慮して、塩害という劣化形
態に焦点をしぼって、劣化予測と対策の効果判定技術の高度化を試みることとした。塩害の劣化予測に際しては、飛来塩分などの環境評価が不可欠であるので、その評価方法のマ
ニュアル化を進める(担当：佐伯)。最新の評価方法に従った劣化予測の妥当性については、
新潟県沿岸部の橋梁の調査との比較により検証をする(担当：田中)。
補修や補強、架替えなどの対策が必要と判断された場合、それぞれの対策法の効果をある程度評価できなければ、どの対策が適当であるのか判断できない。そこで本申請課題では、塩害劣化に対する各種補修・補強の対策効果(担当：田中)と、ステンレス鉄筋などの高耐久材料を用いて架け替えを行う場合の効果(担当：篠田)について、それぞれ評価方法を確立する。新潟県沿岸部では、30年前の塩害劣化の記録が残っている。本研究では、この点に着目し、過去に新潟県内で実施された塩害補修履歴を追跡調査・整理することで、補修工法別のライフサイクルコストを比較し、それぞれの延命効果の分析を行うこととした。
重要構造物で鋼材破断を伴う状況まで塩害劣化が進行している場合で、かつ即時の架け替えや補修補強が困難な場合には、経過観察の措置が取られることもある。このような場
合に、構造性能の劣化を確実にとらえることのできるモニタリング技術の開発も本申請事
業で実施する(担当：宮下)。現在、一般的に使用されているモニタリング手法は、構造物のひずみや変形、振動特性を計測するものが大半である。しかし、特に PC橋の場合には、鋼材腐食がかなり進んでも、コンクリートが弾性体の範囲であれば、振動特性は変化しない。また、鋼材の半分が破断したとしても、コンクリートひずみの変化はせいぜい150〜
-7-

序章

研究の概要

200μ程度であり、温度変化や乾湿による収縮膨張との区別が困難である。そこで、本事業ではこれまでの発想を転換し、鋼材が腐食破断する際に発生する音を検出するモニタリ
ングシステムを開発する。
このように、本研究課題では、点検・診断コストを抑えながら、変状を生じたものは漏れなくフォローできる仕組みを作る。それと同時に、最新の研究成果にもとづく対策評価手法を提案し、維持管理計画の合理化を図る。経過観察の措置がとられた場合でも、適確なモニタリング技術を提供することによって、構造安全性の確保を担保する。

１．３．２

研究体制

本研究事業は、コンクリート構造物の維持管理に精通した研究者および技術者の計 8 名の共同研究として実施した。表 1-3-1 に本研究事業の共同研究者の一覧を示す。本研究事業では、新潟県内にあるコンクリート構造物を研究対象としたので、共同研究者には、新潟県内の 3 高等教育機関(長岡技術科学大学、新潟大学、長岡工業高等専門学校)の教員と県内の事情に精通した建設コンサルタントの技術者を選出した。各自の専門性をふまえ、本研究事業でなすべき達成項目ごとに担当者を定め、活動を実施することにした。

表 1-3-1
顔写真所属、役職、氏名本研究事業の共同研究者の一覧
顔写真

所属、役職、氏名

長岡技術科学大学

新潟大学

教授

准教授

丸山

久一

佐伯

竜彦

長岡技術科学大学

長岡工業高等専門学校

准教授

教授

下村

匠

岩波

基

長岡技術科学大学

長岡工業高等専門学校

産学融合特任講師

准教授

宮下

井林

剛

康

長岡技術科学大学

日 本コ ン ク リ ー ト技 術 株

助教

式会社

田中

泰司

篠田

代表取締役

佳男

また、本研究事業は委員会体制で実施した。委員には共同研究者８名が就任し、事務局
は（社）北陸建設弘済会が担当した。オブザーバーとして、国土交通省北陸地方整備局、
北陸技術事務所、新潟県、新潟県建設技術センター、新潟県コンクリートメンテナンス研究会から参加いただいた。なお、新潟県コンクリートメンテナンス研究会とは、新潟県内
-8-

序章

研究の概要

にある建設業者 16 社が主催している一般社団法人であり、本共同研究者らが会長、顧問をつとめている研究会である。このようにして、産官学の連携をはかりながら事業を進め
た。

１．３．３

研究スケジュール

本事業では定期的に委員会を開催し、委員会の場で各自の進捗状況を確認することとして、それ以外の時間の研究スケジュールは、各担当者の裁量に一任するという体制で研究開発活動を実施した。
2011 年度は 3 回、2012 年度は 4 回、それぞれ委員会を開催した。委員会開催履歴を表
1-3-2 に示す。2011 年度の第 1 回目の 5 月 9 日の会議で活動方針と作業担当を割り振り、実質的な活動を開始した。その後、9 月 13 日に開催した第 2 回目の会議で各自の活動に対する中間報告を行い、研究開発の方向性を確認した。2012 年 1 月 16 日には第 3 回目の委員会を開催し、2011 年度の活動成果の報告と、報告書の分担確認、次年度の活動内容についての議論を行った。事業継続が認可されたのち、第 4 回目の会議を 2012 年 4 月 16 日に開催し、2012 年度の活動計画について審議した。第 5 回目の会議は 8 月 22 日に開催し、2012 年度の事業の進捗状況について報告を行った。 11 月 2 日の第 6 回目の委員会では、
徳島高専の田村教授、山口県の二宮氏をお招きし、山口県で行われている新規構造物の品
質確保の取り組みについて、ご紹介いただいた。また、同じくゲストとしてお招きした日
本大学の岩城教授からは、福島県内における地域密着型の維持管理の取り組みや、東北地方の復興の現状について話題提供をいただいた。第 7 回目の委員会は 2013 年 3 月 8 日に開催し、計 2 年にわたった本事業の成果報告を行った。

表 1-3-2

2011-2012 年度の委員会開催履歴

開催日

開催場所

第１回

2011 年 5 月 9 日

長岡技術科学大学

第２回2011 年 9 月 13 日

まちなかキャンパスながおか

第３回

2012 年 1 月 16 日

まちなかキャンパスながおか

第４回

2012 年 4 月 16 日

まちなかキャンパスながおか

第５回

2012 年 8 月 22 日

コープシティ花園ガレッソ

第６回

2012 年 11 月 2 日

まちなかキャンパスながおか

第７回2013 年 3 月 8 日

まちなかキャンパスながおか

-9-

第2章

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

２．１．調査の背景
長岡技術科学大学コンクリート研究室では、コンクリート構造物の維持管理に関する研究の一環として、地方自治体におけるコンクリート構造物とくに小規模な道路橋の維持管理について調査を行っている。2010 年、地元新潟県内の多くの自治体のご協力を得て自治体における橋梁の維持管理の実態、問題点、動向に関するアンケート調査を実施した。
2010 年度のアンケートの結果より、自治体は老朽化した小規模な橋梁を多数抱えること、橋梁の維持管理に携わる技術者が少ないこと、維持管理予算が厳しい状況にあること、など、その実態が明らかとなった。地方自治体が老朽化した小規模な橋梁を多数抱えるに至った原因のひとつは、国道や県道の付け替えなどに伴い、古くなった橋梁を国や県から市町村へ移管されることにあるのではないかと考察した。まだ使える橋梁を国や県から市町村へ移管することは、社会全体でインフラを有効利用するという点では、一定の役割を果たしている社会システムと思われる。しかし、その後の橋梁の維持管理を市町村がすべて請け負ってゆくには技術者数、技術力、財政の点で難しいのではないであろうか。もし、この仮説どおりであるなら、近年言われている自治体の橋梁の維持管理問題は自治体だけの問題ではなく、国、県を含めて解決に当たらなければならない社会全体の問題であるといえる。
そこで、2011 年度は国や県から自治体への橋梁の移管の実態とこれに付随する問題点の調査に焦点を当て追加のアンケートを実施した。

２．２．アンケート調査の実施方法
アンケートの質問事項の作成、集計、考察は、教員の指導の下、コンクリート研究室の修士課程 1 年生の学生 5 名がゼミの一環として行った。
2011 年 8 月に郵送により、新潟県内自治体（県および 30 市町村）の道路の維持管理を担当する部署に直接送付し、維持管理に携わっている方々の目線で、実態をありのままに回答記入いただくことをお願いした。31 自治体中 23 自治体（県を含む）より回答をいた
だいた。

２．３．調査結果の要点
今回のアンケートにより明らかとなった主要な事項は以下である。
1.

多くの自治体では、国などから橋梁の移管が行われている。

2.

国などから自治体への橋梁の移管の際に、設計図書や維持管理記録の引き継ぎが十分に行われていないことがある。このため移管先の自治体において橋梁の維持管理に携わる技術者が苦労していることある。

3.

移管時には、既存の橋梁を補修等がなされないまま移管されるケースがある。この- 10 -

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

ことも、自治体の維持管理の負担を大きくする一因となっていると考えられる。
4.

自治体では橋梁を含む道路の維持管理に専門に携わる職員数は少なく、大きな市でも 5 人以下、小さい市町村では維持管理専門の職員はおらず新設（建設）担当者が維持管理も担当している。

5.

橋梁の維持管理に関して、自治体は国に技術的、財政的に支援を望んでいる。

6.

自治体は、技術者の技術力を高め、維持してゆくための支援も望んでいる。

２．４．提言国道、県道の付け替えなどに伴い、それまで供用していた既存の橋梁を市町村に移管し、引き続き供用することは、インフラを有効利用し、国民、市民の生活の便の向上につながることから、社会全体としては歓迎すべきことである。しかし、その一方、これらの既存橋梁は維持管理において以下の問題がある。
国から市町村に移管が行われる際に、設計図書や維持管理記録が引き継がれないことがある。また、新品ではなく中古であるにも関わらず、移管時に点検や補修が行われることなく「現状渡し」が基本となっているようである。結果的に、市町村は、維持管理に技術とお金のかかる既存橋梁を多数抱えることとなる。この問題は、市町村だけの問題ではな
く、国、県、市町村で橋梁をはじめとするインフラの維持管理に関する、技術、費用をどうマネジメントするかという社会全体の問題であるといえる。
解決のためには、以下を提案する。
1.

国や県から市町村に移管が行われる際に、技術者間で設計図書や維持管理記録の引き継ぎを確実に行うことを基本とする。これらの情報が移管元にもない場合は、移管前に移管元が点検や復元設計を行い、可能な限り情報をとりまとめて移管先に伝達するのがよい。

2.

国や県から市町村に移管が行われる際には、移管元が点検を行い、その時点における劣化の進行状況を明らかにする。補修や補強が必要であれば、移管元が行ってから移管することを基本とする。

3.

国や県から市町村に橋梁を移管した場合、その後の維持管理に関して、国や県から市町村に技術的なサポートを継続的に行うことが望ましい。

4.

国や県から市町村に橋梁を移管した場合、その橋梁の規模や数や経過年数に応じて、維持管理に関する財政支援が国や県から市町村に行われることが望ましい。

5.

市町村では、橋梁の維持管理に関する専門技術者の数が不足し、継続的な技術力の向上の制度もない。技術者数を増やすのはすぐには難しいと思われるが、市町村の技術者が技術的な判断に困った際に気軽に相談できるシステム、技術者の能力向上のための研修機会は、国や県が先導して提供することができるのではないだろうか。
大学等の地元の学術機関もこれに協力することができる。
- 11 -

第2章

２．５

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

アンケートの質問内容と回答の集計結果



各質問に続いて、その回答の集計結果をグラフで示した。



記述式の質問については、回答を列挙した。



回答いただいた自治体数は 23（県を含む）である。

1. 貴自治体で管理している道路橋梁全体についてお聞きしま す．
1.1 貴自治体で管理している道路橋梁総数を以下よりお選びください．
（）a. 49橋以下（）e. 300～399橋（）i. 700～799橋（）b. 50～99 橋（）f. 400～499 橋（）j. 800～899 橋（）c. 100～199 橋 （）g. 500～599 橋（）k. 900～999 橋（）d. 200～299橋（）h. 600～699橋（）l. 1,000橋以上

5
4
3
2
1
0
a

b

c

d

図 1.1

e

f

g

h

i

j

k

l

管理している道路橋梁の総数

1.2 貴 自 治 体 で 管 理 し て い る 道 路 橋 梁 の 経 歴 と し て 該 当 す る も の を 以 下 よ り お 選 び く だ さ い (複 数 回
答可)．
（）a. 貴自治体で建設した．
（）b. 建設は国や県が行い，供用後の管理は貴自治体で行っている．
（）c. 元は国が管理していたものを引き継いだ．
（）d. 元は県が管理していたものを引き継いだ．
（）e. 元は鉄道橋として供用していた橋梁を，道路橋として転用している．
（）f. その他（
）

25
20
15
10
5
0
a

b

c
図 1.2

d

e

f

道路橋梁の経歴

2. 貴 自 治 体 で 管 理 し て い る 道 路 橋 梁 の う ち ， 国 ま た は そ の 他 の 機 関 か ら 移 管 さ れ た 橋 梁 に つ い て お
聞きします．

- 12 -

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

2.1 国またはその他の機関から移管された道路橋梁の数はどれくらいでしょうか．
（）a.10 橋以下（
）e.201～300 橋（）b.11～50 橋（）f.301～400 橋（）c.51~100 橋（）g.401～500 橋（）d.101～200 橋（）h.501 橋以上

7
6
5
4
3
2
1
0
a

b

c
図 2.1

d

e

f

g

h

不明

管理している移管橋梁の総数

2.2 移管時の橋梁の供用年数として最も多くあてはまるものをお選びください．
（）a.10 年以下（
）e.41～50 年（）b.11～20 年（）f.51～60 年（）c.21～30 年（）g.61～70 年（）d.31～40 年（）h.70 年以上

10
8
6
4
2
0
a

b

c

図 2.2

d

e

f

g

h

不明

移管時点での橋梁の供用年数

2.3 移管された時点での供用年数は，最も古いもので何年経過していましたか．
（）a.10 年以下（
）e.41～50 年（）b.11～20 年（）f.51～60 年（）c.21～30 年（）g.61～70 年（）d.31～40 年（）h.70 年以上

8
6
4
2
0
a

b

c

d

e

f

g

h

図 2.3

移管時の供用年数として最も古いもの

不明【2.1～2.3 の「不明」の理由】
「不明」の理由として，数が多すぎて把握できない，台帳整備がされていない，過去の災害- 13 -

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

等で資料が失われている，資料に「架設年次」の記載はあっても「移管年次」の欄は無い，などが挙げられている。
3. 国 ま た は そ の 他 の 機 関 か ら の 橋 梁 移 管 に 伴 う 設 計 図 書 や 維 持 管 理 記 録 の 引 き 継 ぎ に つ い て お 聞 き
します．
3.1 移管時に設計図書や維持管理記録の引き継ぎは行われましたか．
（
）a.はい
（
）b.いいえ

はい
33%
いい
え
67%
図 3.1

設計図書等の引き継ぎの有無

3.2 引き継ぎが行われなかった場合で，多かったのはどのようなケースでしょうか．
（）a.設計図書が引き継がれなかった（）b.設計図書が引き継がれたが情報が十分ではなかった（）c.維持管理記録が引き継がれなかった（）d.維持管理記録が引き継がれたが情報が十分ではなかった（）e.その他（

8
6
4
2
0
a
図 3.2

b

c

d

e

引き継がれなかったケースとして多いもの【自治体からのコメント】
資料なしが大半で，移管年次すら不明な橋梁がほとんどである.

4. 移管された時点での橋梁の状態についてお聞きします．
4.1 移管されたとき劣化や損傷が目立ったケースはありましたか．

- 14 -

）

第2章

（
（

市町村における橋梁の維持管理の現状調査）a.はい）b.いいえ

はい
40%
いいえ
60%

図 4.1 移管時における劣化等の有無【自治体からのコメント】
最近 20 年ほどでは，目立った損傷はない
4.2 確認された劣化をお選びください．（複数回答可）（）a.鋼橋における塗装の剥離（）b.鋼橋におけるトラス部材の疲労亀裂（）c.コンクリート橋におけるかぶりの剥落（）d.コンクリート橋におけるエフロレッセンス（）e.コンクリート橋における鉄筋腐食、錆汁の発生（）f.コンクリート橋におけるひび割れの発生（）g.その他（

）

8
6
4
2
0
a

b
図 4.2

4.3

c

d

e

f

g

確認された劣化として多いもの

4.1 で『b.いいえ』を選ばれた方にお聞きします．劣化や損傷が見られなかった理由は何でし ょ
うか．
（）a.まだ劣化していない橋梁であったから（）b.移管前から適切に維持管理されていたから（）c.補修を行ってから移管されたから（） d.その他（）- 15 -

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

7
6
5
4
3
2
1
0
a

b

図 4.3

c

d

損傷が確認されなかった理由

5．国またはその他の機関から移管された橋梁の使用実態に関してお聞きします．
5.1 貴自治体 では国またはその他の機関から移管された橋梁を，以下のような制限を設けて使用している例がありますか．
（）a.通行可能な自動車の種類，重量を制限している（）b.自転車および歩行者道として使用している（）c.歩行者道として使用している（）d.近隣住民の生活道路としてのみ使用している（）e.特に制限は設けていない．
（）f.その他

f
6%

a
6%

e
88%
図 5.1

移管橋梁の使用制限について

5.2 前問で何らかの制限を設けて使用している例があると答えた方にお聞きします．それらの制限を設けた理由として多いものをお選びください．
（）a.移管された橋梁の元の設計や仕様から（）b.移管時に橋梁が劣化していたため（）c.移管後に橋梁が劣化したため（）d.負荷を減らし橋梁を延命させるため（）e.用途に合致しているため（）f.その他（
）

f
50%

図 5.2

a
50%

橋梁に使用制限を設けた理由- 16 -

第2章



市町村における橋梁の維持管理の現状調査【その他】
その他を選択した自治体からコメントを得られなかったため，制限を設けた理由については不明．

6. 国またはその他の機関から移管 された橋梁が維持管理上抱える問題点についてお聞きします．
6.1 移管された橋梁の維持管理費は，貴自治体の道路の維持管理費全体にどのような影響を及ぼしていますか．
（）a.維持管理費全体を圧迫している（）b.他の橋梁よりも維持管理費がかかるが，許容範囲である（）c.他の橋梁と特にかわりはない（）d.その他 （
）

d
11%

a
6%

c
83%
図 6.1

移管橋梁が自治体の財源に与える影響

6.2 移管された橋梁の維持管理業務において技術的に困ることはありますか．
（）a.自治体が管理するには橋梁の規模が大きすぎて困る（）b.橋梁の形式や仕様が特殊なので困る（）c.橋梁の形式が古いので困る（）d.他の橋梁と変わらないので特段に困ることは無い（）e.その他 （ea
13% 12%

）

b
6%
c
6%

d
63%
図 6.2

移管橋梁が与える技術的負担

6.3 橋梁の移管に伴い設計図書や維持管理記録が引き継がれなかった ことで，維持管理業務上で問題が発生したケースは過去にありましたか．
（）a.設計図書がなくて困ったことがある（）b.維持管理記録がなくて困ったことがある（）c.設計図書・維持管理記録が欠落していても，維持管理業務に支障が出ることはなか った- 17 -

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

c
12%
b
19%
a
69%

図 6.3

資料が引き継がれない場合の影響

6.4 上 記 の 内 容 以 外 で 国 ま た は そ の 他 の 機 関 か ら 移 管 さ れ た 橋 梁 の 維 持 管 理 業 務 に お い て 問 題 と なることがあれば記述してください．








橋梁については設計段階の資料から引き継ぎを受けていないと補修・補強工法の選定に支障がある。特に特殊橋において。
記録が不十分であったため，再度点検しなければならないケースがある。
大きな橋（橋長がある橋や橋脚の高い橋）は修繕や取り壊し時に費用負担が多く，市財政を圧迫するので，何らかの補助を希望する。
パイルベント橋脚を有する橋梁が多く，耐震補強が難しい，もしくは可能であっても費用がかかるなどの問題がある。
今後維持管理において，設計がどの基準であるのかチェック出来なく，最初から推計で作り直すと費用と時間がかかる
橋梁が古くなり取り壊しをしなければならないが，予算が厳しい移管された古い橋梁の補修などを行う際に，図面がないため苦慮している

7. 自 治 体 に お け る 橋 梁 等 の 構 造 物 の 維 持 管 理 に 関 し て ， 国 や 県 か ら ど の よ う な 支 援 が あ れ ば 望 ま しいでしょうか．ご自由にお書き下さい．













積算体系の細分化。見積をほぼすべての設計でもらっている。協会や国監修マニュアルがあるな
ら早く持用？してほしい。
橋梁補修技術の研修，維持管理に伴う予算の交付，継続的な予算の交付
6.4 と同様，大きな橋（橋長がある橋や橋脚の高い橋）は修繕や取り壊し時に費用負担が多く，
市財政を圧迫するので，何らかの補助を希望する）
橋梁の移管に伴い維持管理予算が交付される，国や県による継続的な技術支援が受けられる，自治体技術者の技術力を向上させる仕組みが提供される。
自治体技術者は，橋梁等専門的な技術がないため，講習・研修等の技術力向上のための支援が必要である。
維持管理費用は，道路台帳作成により，交付税で交付するので，移管時に報告書及び図面が確実に引き継がれるようにする。国と県については，指導的立場であると思っているので，技術的支援は今も整っていると思う。
橋梁長寿命化修繕計画における調査費，計画策定，工事費は国の交付金事業で施行できますので，制度の継続とより一層の拡充が必要と思われます。
移管に伴い，維持管理予算の交付や技術支援が受けられる．
国や 県 によ る 継続 的 な技 術 支援 ， 橋梁 修 繕等 に 係る 交 付金 制 度の 拡 充（ 国 費率 の 嵩上 げ ）， 自 治
体技術者の技術力を向上させる仕組みの提供， JR 跨線橋等，維持管理において他の施設管理者との協議が必要になる場合の手続き，費用負担の考え方に関する情報提供
維持管理の専門職員がいないため，技術的な支援を求めます。維持管理にかかる経費について，予算的な支援を受けたい- 18 -

第2章





市町村における橋梁の維持管理の現状調査

自治体技術者の技術力を向上させる仕組みが提供される
自治体技術者の技術力を向上させる仕組みが提供される
点検の最新補修技術に関する講習会や研修会などによる技術支援を望みます。

8. 以下は，昨年度のアンケートの結果を踏まえての継続調査です．
8.1 貴自治体において 橋梁の維持管理に専門に携わる職員は何人ですか．（昨年度 5 人以下という回答が大部分でしたので，あらためてお聞きします．）（）a.0 人（新設構造物担当者が兼任している）（）b.1 人（）c.2 人（）d.3 人（）e.4 人（）f.5 人（）g.6 人以上

g
e 10%
10%

d
5%

c
20%

図 8.1

a
45%

b
10%

維持管理専門に携わる職員数【「a.0 人」を選択した自治体からのコメント】
維持管理業務は，他の業務と兼任で行っている.

維持管理業務は，道路の維持管理担当者が業務にて行っている.

8.2 橋梁の維持管理の負担は昨年度と比べ増えましたか．
（）a.財政的負担が増えた（）b.技術的負担が増えた（）c.事務的負担が増えた（）d.昨年度から変化はない（）e.昨年度より維持管理の負担が減った（）f.その他(

)

50
40
30
20
10
0
a

b
図 8.2

c

d

e

維持管理業務の負担の変化- 19 -f第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査

8.3 橋梁の維持管理業務における点検作業は昨年度からの変化はありましたか．
（）a.点検回数を増やした（）b.点検回数を減らした（）c.点検作業は昨年度と変わらない（）d.その他(

)

b
d
5%
20%

c
75%
図 8.3

橋梁の点検作業の変化【その他】

全橋について 5 年に 1 回の頻度で点検することとしている．また，年度毎の平準化を図っている
ので，毎年 800 橋程度を点検することとしている．

H21 に全橋点検を終了している．今後修繕に向けた数橋ずつ詳細調査，修繕のパターンを繰り返してくので事務量は増える．
8.4 『a.点検回数を増やした』または『 b.点検回数を減らした』を選んだ方は，その理由をお書きく
ださい．
【b.点検回数を減らした理由】
昨年度は橋梁長寿命化修繕計画策定のため，市が管理する橋長 2.0m 以上のすべての橋梁について点検を実施したが，今年度は日常の道路パトロールにおける簡易な点検しか行っていないため.

8.5 長寿命化修繕計画策定事業費補助制度の計画書は作成･提出し ましたか．
（）a 昨年度以前に計画を作成・提出した（）b.今年度，計画を提出した（）c.現在，作成中である（）d.今年度中には着手する予定である（）e.来年度から着手する予定である（）f.着手する目途が立っていない（理由：（）g.利用しない

e
20%
d
10%

図 8.5

g
5%

a
40%

c
25%

「長寿命化修繕計画策定事業費補助制度の計画書」の提出- 20 -）

第2章

市町村における橋梁の維持管理の現状調査【「g.利用しない」を選択した自治体からのコメント】

国庫補助金利用の有無を問われた場合，社会資本総合計画（新潟県とりまとめの計画）を作成し，社会資本整備総合交付金を活用しています．
8.6 貴 自 治 体 に お い て 橋 梁 の 維 持 管 理 の 事 情 に 関 し て ， 昨 年 度 か ら 変 わ っ た 点 が あ れ ば お 書 き 下 さ
い．









データベースシステムを導入し，台帳，図面，補修履歴などの電子化による一元管理を開始した．
長寿命化修繕計画策定に係る経費の増大 2.管理橋梁数が多いため，年次計画で調査・計画策定を行っているが，平成 25 年度までに策定作業が完了できるか疑問である． （理由：財源不足）
長寿命化計画は，補助がもらえるからＨ 25 までに作成するのであって，実際は，計画通りにはいかないと思う．点検業務は，請負でやらなければならないので（長年，点検費用がないので？）大変．他に道路本体の維持も多く費用がかかる．橋梁だけが特別でない．
昨年度，市管理のすべての道路橋について橋梁点検を実施し，各橋梁の劣化状況が把握できたことにより，地震など緊急で現場確認が必要な時に優先的に確認する橋梁，確認すべきポイントが明確になった．
橋梁長寿命化修繕計画に基づき，本年度より 3 橋の修繕工事に着手する
橋梁の管理の注目度が格段に上がった．

- 21 -

第3章

第3章
3.1

合理的な点検システムの開発

合理的点検システムの開発

簡易な点検マニュアルの整備と点検方法

3.1.1

はじめに

維持管理の対象となる橋梁数は、管理する自治体により差があるものの、全ての橋梁について十分な点検を行うための予算・人的資源は足りないのが実態であり、共通の問題である。
点検作業はマンパワーで行うものであり、１橋梁あたりに要する点検時間が長くなれば対象となる橋梁全ての点検を行うための総点検時間（点検者数×点検時間）が必然的に多くなり、要する費用も増大する。
今回の簡易な点検マニュアルは、専門的な知識を持たない点検者でも効率よく点検作業ができる手順を示し、橋梁の変状を手遅れにならないうちに見つけることができる最小限の点検項目に絞ることを目指したものである。特に、１橋梁あたりに要する点検時間を短縮することを主眼として本マニュアルの検討を行った。

3.1.2

簡易な点検マニュアル（案）（１）適用の範囲
本マニュアルは、新潟県および県内の市町村が管理する橋梁について、初回点検が実施済みで、諸元データが整備された橋梁の２回目以降の点検に適用する。

（２）簡易な点検の目的
橋梁に生じた変状を手遅れにならないうちに発見し対策を施すためには、補修や通行規制などの対策が必要かどうかを判断できるデータが必要となる。
そこで、簡易な点検は、管理者や専門知識を有する技術者が、対策の必要性の判断を下すことができる最小限の点検データを効率よく収集し、データベースに記録として残すことを目的とする。

（３）点検の実施者①点検者
・地元建設会社（２級土木施工管理技士以上の資格を有する技術者）②点検管理者
・地元建設会社（コンクリート診断士、鋼構造物診断士等の有資格者）
・地元建設会社（１級土木施工管理技士程度の資格を有し、点検管理者に関する講習・教育を修了している技術者）
注）点検管理者とは、点検作業を統括する管理者であり、対象橋梁の管理者では無い。
- 22 -

第3章

合理的な点検システムの開発（４）簡易な点検による維持管理システムの構築イメージ
簡易な点検の実施による維持管理システムの構成図を図 3-1-1 に示す。

データベースによる情報共有
評価レベル：Ⅱ

評価レベル：Ⅰ
点検者
点検管理者

維持・応急対応 指示

管理者

詳細調査者

簡易な点検の範囲
評価レベル：Ⅲ
詳細確認

詳細確認

有識者

図 3-1-1

簡易な点検による維持管理システムの構成図①点検者、点検管理者「3.1.2（３）点検の実施者」に示す者②管理者
県および市町村の橋梁管理者③詳細調査者
専門知識を有する技術者（橋梁調査会社、設計コンサルタント）④有識者
大学・高専、研究者⑤評価レベルⅠ、Ⅱ、Ⅲ
・評価レベルⅠ：損傷が認められるが、小規模な補修工事等で対応する変状レベル
・評価レベルⅡ：劣化が進行している損傷、または構造物に影響が大きいと思われる変状が見られ、詳細調査が必要なレベル・評価レベルⅢ：点検結果および詳細調査結果をもとに、有識者による判定が必要なレベル- 23 -

第3章

合理的な点検システムの開発（５）簡易な点検の点検項目
点検項目は、新潟県が管理する橋長 15ｍ未満の橋梁や、市町村が管理する小規模橋梁の初回点検に多く適用されている「新潟県橋梁定期点検要領 [簡易点検編]」に準じるものとする。
本点検では、遠望目視でも確認できる変状について点検を行う。
部位・部材ごとに行う点検項目を以下に示す。

表 3-1-1

確認箇所
橋面

簡易な点検による点検項目

確認項目

着眼点

1.舗装の損傷・段差①舗装に凹凸・ワダチ 、ポットホール、ひび割れがあるか？

2.高欄・防護柵・地覆②高欄・防護柵・地覆に損傷があるか？

3.伸縮装置③伸縮装置に変形、欠損、20 ㎜以上の段差があるか？
④伸縮装置にズレ、異常なスキ間がある
か？

4.排水桝

⑤排水桝に土砂詰まりがあるか？

1.上部工（コンクリート桁） ①支間中央部の主桁にひび割れがあるか？

橋梁下面※支間中央部：下部工前面から前面②主桁端部にひび割れがあるか？
主※主桁端部：下部工上の範囲

桁③主桁に剝離・豆板（ジャンカ）があるか？
1.上部工（鋼桁）①鋼部材に腐食があるか？
②ボルトの脱落があるか？
③亀裂・破断が見られるか？

2.上部工（ＲＣ床版）④床版下面にひび割れがあるか？
⑤床版下面に剝離・豆板（ジャンカ）があるか？

3.上部工（支承部）⑥支承に異常があるか？
⑦支承周りに土砂詰まりがあるか？

4.下部工（橋脚・橋台）⑧洗掘・沈下による変位があるか？
⑨ひび割れがあるか？
⑩剝離・豆板（ジャンカ）があるか？
⑪橋面からの漏水により滞水や橋座面の汚れがあるか？

- 24 -

第3章

合理的な点検システムの開発（６）点検体制
点検は、3.1.2（３）に示す点検実施者が行い、点検体制は以下のとおりとする。
①点検管理者 1 名＋点検者 1～2 名
または、②点検者 2～3 名
点検者のみで点検の場合は、点検管理者が、点検終了後に事務所にて点検記録を確認
し、点検レベルでの評価を判定する。
点検者の体制にかかわらず、現場状況に応じて、草刈りや障害物除去作業を行う補助員を追加する。

（７）点検方法および点検の記録①点検の方法
徒歩あるいは検査路、脚立などの使用により近接可能な箇所については近接目視とし、近接が困難な箇所については、望遠目視により実施する。
また、近接が困難な箇所について、ネットワークカメラを利用した遠隔点検装置（開発中）による点検を今後活用する。
②点検の記録
点検の記録は、タブレット端末に入力する。入力された点検データは、通信回線を介してデータベースサーバーにリアルタイムで蓄積される。
点検は、タブレット端末に表示される点検項目順に、点検要素チェックと記録写真の撮影を行う。
記録写真の撮影は、タブレット端末内蔵のカメラで行う。気象条件や安全管理上の理由からタブレット端末による撮影が困難な場合は 、デジタルカメラを使用して撮影し 、点検終了後にデータを転送して記録する。
記録に時間を要する損傷図の作成は行わない。

図 3-1-2

タブレット端末による点検試行状況- 25 -

第3章

合理的な点検システムの開発（８）点検の事前準備①諸元データの確認
実施済みの初回点検データから、諸元データが事前入力されていることを確認する。
②現地状況の把握
点検作業をスムーズに行うために、次の事項を初回点検データおよび現地状況から事前に把握する。
・点検移動車両の駐車スペース
・近接目視を行うために脚立等の必要性
・水路内進入のために胴長靴等の必要性
・通信回線受信の可否
・草刈りまたは障害物除去に必要な器具および補助員の必要性（９）点検の手順と点検結果の判定①点検手順
点検手順は、「3.1.3 点検フローと点検帳票」に示す点検フローに従い、橋面から橋梁
下面の順に作業を進める。点検作業は下記の事項に留意する。
・点検作業は、点検フローに沿った設問がタブレット端末に表示されるので、表示された設問順に点検を進める。
・点検結果は、随時、タブレット端末に入力しながら行う。
・点検管理者が同行しない場合は、点検管理者が判定する項目を入力せずに作業を進める。点検管理者は、点検終了後に事務所にて、チェック項目および撮影写真から判定を行う。
・タブレット端末の内蔵カメラで撮影が不可能な場合は、デジタルカメラで撮影し、ファイル No.の下 4 桁と撮影内容を野帳に記録する。
②点検結果の判定
点検結果の判定は、タブレット端末に入力した点検要素から自動的に、下記の評価レベルが判定される。
・評価レベルＡ：
損傷が認められないか、軽微で補修等の対応を行う必要がない。
・評価レベルⅠ：
損傷が認められるが、小規模な補修工事等で対応する変状レベル。
・評価レベルⅡ：
劣化が進行している損傷、または構造物に影響が大きいと思われる変状が見られ、詳細調査が必要なレベル。
・評価レベルⅢ：- 26 -

第3章

合理的な点検システムの開発

点検結果および詳細調査結果をもとに、有識者による判定が必要なレベル。

3.1.3

点検フローと点検帳票（１）点検フロー
点検は、タブレット端末に表示される以下の点検フローに従い実施する。

点検スタート

橋面の点検

橋梁下面へ移動主桁構造を確認

コンクリート桁構造

鋼桁構造の上部工点検の上部工点検下部工の点検点検帳票に記録完了

図 3-1-3

点検フロー- 27 -

第3章

合理的な点検システムの開発

点検項目毎の点検・評価判定フローを以下に示す。

【橋面の点検】１．舗装の損傷・段差※点検の目的は・・・ 車両、歩行者の通行機能① 舗装に凹凸・ワダチ，ポットホー
ル，ひび割れがあるか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①通行に支障となる凹凸・ワダチ②車輪が落ちる大きさのポットホール③ひび割れ幅１㎝以上、または剥がれそうな亀甲状□□□要素にチェック無し

Ａ

チェック１個あればⅠ

要素にチェック無し

Ａ

チェック１個あればⅠ①，②にチェックでⅠ③にチェックでⅡ

全景写真撮影次の点検項目へ

２．高欄・防護柵・地覆※点検の目的は・・・ 車両・歩行者の墜落・転落、通行に支障となる損傷の有無② 高欄・防護柵・地覆に損傷があ
るか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①車両の損傷に耐えられない損傷②歩行者が触るとケガをする損傷③支柱を支持できない地覆の損傷□□□

全景及び損傷状況の近接写真撮影

次の点検項目へ

３．伸縮装置，排水装置※点検の目的は・・・ ①通行に支障となる段差の有無を見つける。
・・・ ②橋面の異常から橋梁本体の機能低下を見つける。

③ 伸縮装置に変形，欠損，20㎜以上の段差があるか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①局部的な変形，一部欠損②伸縮装置と舗装で20㎜以上の段差③伸縮装置の段差（下部工と上部工の段差）

全景及び損傷状況の近接写真撮影

次の点検項目へ- 28 -

□
□
□

第3章

④ 伸縮装置に段差、ズレ、異常なスキ間があるか？

ＹｅｓＮｏ！

合理的な点検システムの開発

Ａ【点検要素チェック】①直角方向にズレ②50㎜以上の隙間③鋼製の櫛の歯が離れている□□□要素にチェック無し

Ⅰ

チェック１個あればⅡ

全景及び損傷状況の近接写真撮影

次の点検項目へ

４．排水装置※点検の目的は・・・ 損傷・劣化の要因となる機能低下を見つける。

⑤

Ｎｏ！

排水桝に土砂詰りがあるか？

Ａ【点検要素チェック】①全箇所②１か所以上機能している□□Ⅰ

土砂詰り箇所 近接写真撮影

橋梁下面点検へ【橋梁下面へ移動、主桁構造を確認】

Ｎｏ！

目視可能か？

遠隔点検器具による点検
（開発中）

Ｙｅｓ
点検フロー スタート

鋼桁構造点検フロー
主桁は鋼かコンクリートか？
コンクリート桁構造点検フロー- 29 -

第3章

合理的な点検システムの開発【鋼桁構造の上部工点検】
１．上部工（鋼桁）※点検の目的は・・・ 鋼材断面減少，複数のボルト脱落，破断・亀裂の有無を発見する。
Ｎｏ！

①
鋼部材に腐食があるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①腐食が見られるが、断面減少している部材は無い②板状に腐食あるいは板厚が減少している部材がある□□①にチェックでⅠ②にチェックでⅡ

全景写真撮影及び②の場合は近接もしくはズーム撮影

次の点検項目へ②

Ｎｏ！

ボルトの脱落があるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①複数本ある接続箇所で１本②１接続箇所で２本以上□□①にチェックでⅠ②にチェックでⅡ

全景写真撮影及び②の場合は近接もしくはズーム撮影

次の点検項目へ③

Ｎｏ！

亀裂・破断が見られるか？

Ａ

Ｙｅｓ
全景及損傷状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ- 30 -

Ⅱ

第3章

合理的な点検システムの開発

２．上部工（ＲＣ床版）※点検の目的は・・・ 疲労破壊の兆候を発見する。

④

Ｎｏ！

床版下面にひび割れがあるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①１方向のひび割れ②格子状のひび割れ□□①にチェックでⅠ②にチェックでⅡ

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ⑤ 床版下面に剥離・豆板がある
か？
Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①鉄筋が露出し腐食している②剥離・露出が複数あるいは広範囲③剥落すると第三者（人・物）に影響する①にチェックでⅠ□□□②，③にチェックで

Ⅱ

□
□

Ⅰ

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ

３．上部工（支承部）※点検の目的は・・・ 支障の機能不全あるいは機能低下が無いかを発見する。

⑥

Ｎｏ！

支障に異常があるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①支承鋼部材に板厚が減少した腐食がある②支承部材に破損・欠損がある（ボルト抜け含む）

主桁、台座面が確認できる近接もしくはズームで写真撮影

次の点検項目へ- 31 -

第3章

⑦

Ｎｏ！

支障周りに土砂詰りがあるか？

Ｙｅｓ

合理的な点検システムの開発

Ａ【点検要素チェック】①両端部の外側に土砂がある②内側にも土砂・砂利がある□□

Ⅰ

主桁、台座面が確認できる近接もしくはズームで写真撮影

次の点検項目へ【鋼桁構造の下部工点検】
４．下部工（橋脚・橋台）※点検の目的は・・・ 洗掘・沈下による変位、鋼材腐食による剥離・剥落、排水機能不全による漏水・滞水の異常を発見する。

⑧ 洗掘・沈下による変位があるか？ ※1.
Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ【点検要素チェック】①下部工に変位がある※1.
・遠方から下部工全体を観察。
・河床部、護岸部を点検。

□

Ⅱ

全景写真撮影次の点検項目へ⑨

Ｎｏ！

ひび割れがあるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①錆汁が見られる②遊離石灰が見られる□□

構造物に及ぼす影響が大きいパターンか？
点検管理者が評価を判定

ⅠⅡ

ひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ- 32 -

第3章

⑩

Ｎｏ！

剥離・豆板があるか？

Ｙｅｓ

合理的な点検システムの開発

Ａ【点検要素チェック】①鉄筋が露出し腐食している②剥落すると第三者（人・物）に影響する

□
□

Ⅰ

□
□

Ⅰ

近接もしくはズームで写真撮影

次の点検項目へ⑪ 橋面からの漏水により滞水や橋座面の汚れがあるか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①伸縮装置からの漏水②排水装置の機能不全

近接もしくはズームで写真撮影

点検終了- 33 -

第3章

合理的な点検システムの開発【コンクリート桁構造の上部工点検】
１．上部工（コンクリート桁）※点検の目的は・・・ コンクリート桁に生じているひび割れ、鋼材腐食の有無を発見する。

① 支間中央部の主桁にひび割れがあるか？
※下部工前面から前面

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①下面縦方向のひび割れ②主桁直角方向のひび割れ

構造物に及ぼす影響が大きいパターンか？
点検管理者が評価を判定

□
□

Ⅰ
Ⅱ

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ② 主桁端部にひび割れがあるか？
※下部工上の範囲

Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①主桁側面で斜めに伸びるひび割れ②支承上から伸びるひび割れ□□

構造物に及ぼす影響が大きいパターンか？
点検管理者が評価を判定

ⅠⅡ

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ③ 主桁に剥離・豆板（ジャンカ）が
あるか？
Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①鉄筋が露出し腐食。範囲は局部的②剥離，露出・鉄筋腐食が複数あるいは広範囲③剥落すると第三者（人・物）に影響する

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ- 34 -□□□①にチェックでⅠ②，③にチェックでⅡ

第3章

合理的な点検システムの開発

２．上部工（ＲＣ床版）※点検の目的は・・・ 疲労破壊の兆候を発見する。

④

Ｎｏ！

床版下面にひび割れがあるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①１方向のひび割れ②格子状のひび割れ□□①にチェックでⅠ②にチェックでⅡ

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ⑦

Ｎｏ！

支障周りに土砂詰りがあるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①両端部の外側に土砂がある②内側にも土砂・砂利がある□□

Ⅰ

主桁、台座面が確認できる近接もしくはズームで写真撮影

次の点検項目へ⑤ 床版下面に剥離・豆板がある
か？
Ｙｅｓ

Ｎｏ！

Ａ

【点検要素チェック】①鉄筋が露出し腐食している②剥離・露出が複数あるいは広範囲③剥落すると第三者（人・物）に影響する

全景及びひび割れ状況の近接もしくはズーム写真撮影

次の点検項目へ- 35 -□□□①にチェックでⅠ②，③にチェックでⅡ

第3章

合理的な点検システムの開発

３．上部工（支承部）※点検の目的は・・・ 支障の機能不全あるいは機能低下が無いかを発見する。

⑥

Ｎｏ！

支障に異常があるか？

ＹｅｓＡ【点検要素チェック】①支承鋼部材に板厚が減少した腐食がある②支承部材に破損・欠損がある（ボルト抜け含む）□□

主桁、台座面が確認できる近接もしくはズームで写真撮影

次の点検項目へ【コンクリート桁構造の下部工点検】※点検項目、点検フローは【鋼桁構造の下部工点検】に同じ。

- 36 -

Ⅰ

第3章

合理的な点検システムの開発（２）点検帳票
タブレット端末に入力した点検結果は、チェックした点検項目と判定結果が、帳票へ自動的に記録される。主桁構造毎の帳票を以下に示す。
表 3-1-2

鋼桁構造点検帳票

簡易点検調書（鋼桁構造点検シート）
橋梁ＩＤ

路線名

点検実施日

橋梁名

路線番号

点検者

ふりがな

管轄

前回点検日

橋長（ｍ）

供用開始日

所在地

幅員（ｍ）

橋梁形式

位置情報

確認箇所

確認項目
1 舗装の損傷・段差

着眼点① 舗装に凹凸・ワダチ，ポット
ホール，ひび割れがあるか？

③ 伸縮装置に変形，欠損，20㎜
以上の段差があるか？

□ YES④ 伸縮装置にズレ，異常なスキ間があるか？

⑤ 排水桝に土砂詰りがあるか？

② 車輪が落ちる大きさのポットホール□③ ひび割れが幅１ｃｍ以上、または剥がれそうな亀甲状□① 車両の衝突に耐えられない損傷□② 歩行者が触るとケガをする損傷□③ 支柱を支持できない地覆の損傷□① 局部的な変形，一部欠損□② 伸縮装置と舗装で20mm以上の段差□③ 伸縮装置の段差（下部工と上部工の段差）□① 直角方向にズレ□② 50mm以上の隙間□③ 鋼製の櫛の歯が離れている

□

① 全箇所

□

② 1か所以上機能している□① 腐食が見られるが、断面減少している部材は無い□② 板状に腐食あるいは板厚が減少している部材がある□① 複数本ある１接続箇所で１本□② 1接続箇所で2本以上□① 鋼部材に腐食があるか？

（鋼桁）

Ａ

Ａ

3 上部工（支承部）⑧ 洗掘・沈下による変位がある
か？

Ａ

○

Ⅱ
Ａ
Ⅰ

○
○

Ⅱ

○

Ⅱ

Ａ
○

Ａ
① １方向のひび割れ□② 格子状のひび割れ□① 鉄筋が露出し腐食している□② 剥離・露出が複数あるいは広範囲□③ 剥落すると第三者（人・物）に影響する□① 支承鋼部材に板厚が減少した腐食がある□② 支承部材に破損・欠損がある□① 両端部の外側に土砂がある□② 内側にも土砂・砂利がある□① 下部工に変位がある□① 錆汁が見られる□② 遊離石灰が見られる□① 鉄筋が露出し腐食している□② 剥落すると第三者（人・物）に影響する□① 伸縮装置からの漏水

□

○

○

Ⅰ
Ⅱ
Ａ
Ⅰ
○

○
Ⅱ
Ａ
○

Ⅰ

○

Ⅰ

Ａ

Ａ
○

Ⅱ
Ａ
○

□ NO

※点検管理
者が評価を
判定

Ａ
○

Ⅰ

○

Ⅰ

□ NO
□ YES

Ⅰ

Ⅰ
○

□ NO

□ YES
⑪ 橋面からの漏水により滞水や橋座面の汚れがあるか？

○

□ NO

□ YES
⑩ 剥離・豆板があるか？

要素にﾁｪｯｸ
無でⅠ，
ﾁｪｯｸがあれ
ばⅡ

Ａ

□ NO

□ YES
⑨ ひび割れがあるか？

○

□ NO

□ YES
4 下部工（橋脚・橋台）

○

□ NO

□ YES
⑦ 支承周りに土砂詰りがある
か？

Ⅱ

□ NO

□ YES
⑥ 支承に異常があるか？

○

□ NO

□ YES
⑤ 床版下面に剥離・豆板がある
か？

Ⅰ
○

Ａ

□ YES
④ 床版下面にひび割れがある
か？

○

□ NO
□ YES

③ 亀裂・破断が見られるか？

橋梁下面

○

要素にﾁｪｯｸ
無でＡ，ﾁｪｯ
ｸが1個あれ
ばⅠ

□ NO
□ YES

② ボルトの脱落があるか？

2 上部工（ＲＣ床版）○

要素にﾁｪｯｸ
無でＡ，ﾁｪｯ
ｸが1個あれ
ばⅠ

□ NO
□ YES

1 上部工

□

□ NO
□ YES

評価
レベル
Ａ

① 通行に支障となる凹凸・ワダチ

□ NO

橋 面

4 排水桝

近接

② 高欄・防護柵・地覆に損傷があ □ NO
るか？

□ YES
3 伸縮装置

全景

□ NO
□ YES

2 高欄・防護柵・地覆

写真撮影

点検要素

Ａ

② 排水装置の機能不全- 37 -□

第3章

表 3-1-3

合理的な点検システムの開発

コンクリート桁構造点検帳票

簡易点検調書（コンクリート桁構造シート）
橋梁ＩＤ

路線名

点検実施日

橋梁名

路線番号

点検者

ふりがな

管轄

前回点検日

橋長（ｍ）

供用開始日

所在地

幅員（ｍ）

橋梁形式

位置情報

確認箇所

確認項目
1 舗装の損傷・段差

着眼点① 舗装に凹凸・ワダチ，ポット
ホール，ひび割れがあるか？

③ 伸縮装置に変形，欠損，20㎜
以上の段差があるか？

□ YES④ 伸縮装置にズレ，異常なスキ間があるか？

⑤ 排水桝に土砂詰りがあるか？

※下部工前面から前面② 主桁端部にひび割れがある
か？

※下部工上の範囲③ 主桁に剥離・豆板（ジャンか）
があるか？

□ YES

④ 床版下面にひび割れがある
か？

□ YES

□

② 歩行者が触るとケガをする損傷□③ 支柱を支持できない地覆の損傷□① 局部的な変形，一部欠損□② 伸縮装置と舗装で20mm以上の段差□③ 伸縮装置の段差（下部工と上部工の段差）□① 直角方向にズレ□② 50mm以上の隙間□③ 鋼製の櫛の歯が離れている

□

① 全箇所

□

② 1か所以上機能している□① 下面縦方向のひび割れ□② 主桁直角方向のひび割れ□① 主桁側面で斜めに伸びるひび割れ□② 支承上から伸びるひび割れ□① 鉄筋が露出し腐食。範囲は局部的□② 剥離，露出・鉄筋腐食が複数あるいは広範囲□③ 剥落すると第三者（人・物）に影響する□Ⅱ① １方向のひび割れ□

Ⅰ② 格子状のひび割れ□① 鉄筋が露出し腐食している□② 剥離・露出が複数あるいは広範囲□③ 剥落すると第三者（人・物）に影響する□① 支承鋼部材に板厚が減少した腐食がある□② 支承部材に破損・欠損がある□① 両端部の外側に土砂がある□② 内側にも土砂・砂利がある□① 下部工に変位がある□① 錆汁が見られる□② 遊離石灰が見られる□① 鉄筋が露出し腐食している□② 剥落すると第三者（人・物）に影響する□① 伸縮装置からの漏水□② 排水装置の機能不全□○要素にﾁｪｯｸ
無でＡ，ﾁｪｯ
ｸが1個あれ
ばⅠ

Ａ

○

Ａ
Ⅰ
○

○
Ⅱ
Ａ

○

○

⑥ 支承に異常があるか？

○

Ⅰ

○

※点検管理
者が評価を
判定

○

※点検管理
者が評価を
判定

Ａ
Ⅰ
○

○

○

○
Ⅱ
Ａ
Ⅰ

○

○
Ⅱ
Ａ
○

Ⅰ
Ａ

○

Ⅰ
Ａ

○

Ⅱ
Ａ
○

□ NO

※点検管理
者が評価を
判定

Ａ
○

□ NO
□ YES

Ⅱ

Ａ

□ NO

□ YES
⑪ 橋面からの漏水により滞水や橋座面の汚れがあるか？

○

□ NO

□ YES
⑩ 剥離・豆板があるか？

Ａ

□ NO

□ YES
⑨ ひび割れがあるか？

○

□ NO

□ YES
⑧ 洗掘・沈下による変位がある
か？

Ａ

□ NO

□ YES
⑦ 支承周りに土砂詰りがある
か？

要素にﾁｪｯｸ
無でⅠ，
ﾁｪｯｸがあれ
ばⅡ

Ａ

□ NO

□ YES

4 下部工（橋脚・橋台）① 車両の衝突に耐えられない損傷

○

□ NO

□ YES
⑤ 床版下面に剥離・豆板がある
か？

3 上部工（支承部）

□

□ NO

□ YES

橋梁下面

□

③ ひび割れが幅１ｃｍ以上、または剥がれそうな亀甲状① 支間中央部の主桁にひび割れ □ NOがあるか？

（コンクリート桁）

2 上部工（ＲＣ床版）② 車輪が落ちる大きさのポットホール

要素にﾁｪｯｸ
無でＡ，ﾁｪｯ
ｸが1個あれ
ばⅠ

□ NO
□ YES

1 上部工

Ａ

□

□ NO
□ YES

評価
レベル

① 通行に支障となる凹凸・ワダチ

□ NO

橋 面

4 排水桝

近接

② 高欄・防護柵・地覆に損傷があ □ NO
るか？

□ YES
3 伸縮装置

全景

□ NO
□ YES

2 高欄・防護柵・地覆

写真撮影

点検要素

Ⅰ
Ａ

- 38 -

○

Ⅰ

第3章

3.1.4

合理的な点検システムの開発

遠隔点検器具の開発・試作（１）開発の目的
橋下が流量の多い河川や水路の場合など、橋梁下面からの遠望目視が不可能となるため橋面上から橋梁下面の点検を可能とする遠隔点検器具の開発を行い、試作品を製作した。

（２）試作品の構造
ネットワークカメラなどを使用して、画像を Wi-Fi 通信でタブレット端末（iPad）に送り、目視できない箇所の点検を可能とする。
橋梁上面から点検者の人力で支持して作業を行うために、軽量化と強度を考慮した構造とする。
ネットワークカメラなどは、水平移動が最長 4m 程度可能な構造とする。

最長 4m 程度

図 3-1-4

遠隔点検器具による点検作業のイメージ- 39 -

第3章

合理的な点検システムの開発（３）開発・試作①本体の製作人力の支持と水平移動を可能とするため、軽量化及び強度を考慮して素材をアルミフレームとした。また、ネットワークカメラは小型モーターで水平移動する構造とした。

バッテリー

水平
移動

小型モーター

図 3-1-5

アルミフレームの本体とモーターで移動するネットワークカメラ②Wi-Fi 通信による画像テスト
橋梁上面から点検を行うため、Wi-Fi 通信による画像が受信できるかテストを行った。
しかし、橋梁上面で画像を受信することができず、障害物が無い状況で試した結果、約15m が限界であった。また、画像も受信が途切れて断片的な状況で、実際の点検作業には支障があると判断した。

ネットワークカメラ

約

図 3-1-6

Wi-Fi 通信による画像テスト状況- 40 -

15ｍ

第3章

合理的な点検システムの開発③ネットワークカメラ・通信方法及び水平移動方法の変更
Wi-Fi 通信で、電波の強いカメラが無いか検討したが適当な物が無いため、無線ではなく有線で画像を通信して録画する方法に変更した。そのため、ネットワークカメラからの画像受信と録画を行う受信機もタブレット端末（iPad）からノートパソコンへ変更
した。

有 線

図 3-1-7

有線用のネットワークカメラ

カメラの水平移動を小型モーターによる構造としたが、移動距離 3m～4m の範囲でモーターが滑って動きにくいこと、モーターはバッテリーなど余計な電源資材が必要なた
め手動でよりシンプルな構造を検討した。改善策として、釣り具のリールを巻く力でカメラを先端方向に移動させ、リールを戻すとスケールのバネ力によって手前に戻って来る構造に変更した。また、スケールを利用することで、点検作業中にカメラ位置が分かるメリットも確認できた。

リール（リールの力で移動）（スケールバネの力で移動）

図 3-1-8

カメラ水平移動の変更- 41 -

第3章

合理的な点検システムの開発④試作点検器具の試行（課題抽出）
試作点検器具の試行をしたが、水平距離 4m を確保するためには、片側だけの固定では人力で支えることができず、両側から支えなければ固定できないことが分かった。（2ｍ程度の水平距離であれば、片側の支持で点検が可能である。）
有線で画像を通信する方法については、画像も途切れることが無く問題はないが、有線ケーブルがレール移動の障害となり、器具の設置及びカメラの水平移動がスムーズに行えなかった。あらためて、無線式で画像確認と録画ができるカメラの選定が課題となった。

図 3-1-9

試作点検器具の試行

点検器具を両側で固定する場合は、先端を固定するためのロープを橋梁下面に通さなければならないが、その方法が課題となった。また、点検器具上下方向の高さ調整と高欄への固定方法についても、高欄から橋梁下面までの高さや、高欄の形式が橋梁毎で違うため、容易に調整出来る構造とすることが課題となった。

高欄固定方法

高さ調整の方法

固定ロープを橋梁下面に通す方法

図 3-1-10

試作点検器具の試行からの課題- 42 -

第3章

合理的な点検システムの開発⑤固定ロープ設置と高さ調整及び高欄固定
点検器具を両側で固定するための先端ロープは、タブレット端末（iPad）で操縦できるラジコンヘリコプターを使用して橋梁下面にロープ（水糸）を通し設置した。
また、高さ調整は 10cm 毎にピンで調整出来る構造とし、高欄への固定は万力を使用して固定した。

ロープ(水糸)ロープ(水糸)ロープ(水糸)ロープ(水糸)図 3-1-11

ラジコンヘリコプターによる固定ロープ設置

10cm 間隔
で固定調整

万力で固定

図 3-1-12

高さ調整及び高欄固定- 43 -

第3章

合理的な点検システムの開発⑥Wi-Fi 通信による画像確認と録画
小型のネットワークカメラでは、電波が非常に微弱である事から、カメラを電波出力が大きい無線カメラとした。選定したカメラは、カメラと受信機（録画機能搭載）がセットとなった物を使用した。また、現地で使用する事からカメラ及び受信機は、バッテリー内蔵型とした。

図 3-1-13

Wi-Fi 通信のネットワークカメラと受信機⑦改良点検器具の試行（Wi-Fi 通信による画像確認と録画）
Wi-Fi 通信による画像受信が可能か確認するために、改良点検器具の試行を行った。
橋梁上面から受信機で画像を確認したところ、カメラが橋梁端部から 4.2m 入った所でも画像の受信が確認でき、録画も鮮明に記録することできた。
改良した点検器具は、まだまだ課題が多くあるが、目標としていた①無線による画像
確認②人力による点検作業③水平移動最長 4m について可能となった。

図 3-1-14

改良点検器具の試行- 44 -

第3章⑧完成遠隔点検器具完成した遠隔点検器具を下記に示す。

最長 1.8m

図 3-1-15

完成部材

図 3-1-16

組立状況

図 3-1-17

完成（点検状況）- 45 -

合理的な点検システムの開発

第3章

合理的な点検システムの開発（４）今後の課題
小規模な橋梁は歩道がなく幅員が狭いため、点検者が人力で支持することで通行に支障なく作業できる構造を目的としたが、水平移動を最大 4ｍ確保するためには、カメラを固定するレール重量が大きくなり、点検者１人では支持できない物となった。
試作品開発の反省点から、下記事項が今後の課題である。
・点検器具本体部材の軽量化。（重量と強度。）
・点検器具を両側で固定する際 、橋梁下面にロープ（水糸）を通す方法。（ラジコンヘ
リコプターでは、風速 5m 程度で操縦不能となる。また、橋梁下面と水面の高さが、2m 以上ないと操縦が困難。）
・ネットワークカメラの撮影範囲が狭い。（カメラレンズから 1ｍ離れた場合で、縦 43㎝×横 58 ㎝であった。）（５）その他の取組み
タブレット端末（iPad）で操縦できるラジコンヘリコプターのカメラレンズに鏡を取付け、橋梁下面の点検が出来ないか実験をした。
結果としては、風が少なくラジコンヘリコプターを安定させることが出来れば、点検は可能であり画像録画もできた。

鏡

鏡を取付
リール

図 3-1-18

レンズ

ラジコンヘリコプターによる点検- 46 -

第3章

3.1.5

合理的な点検システムの開発

点検者、点検管理者の育成（１）目的
本マニュアルに基づく簡易な点検を実施・運用するには、県内各地域で指導的立場を担える技術者（本マニュアル表記：点検管理者）を育成する必要がある。また、同時に、点検手順とタブレット端末（iPad）の操作方法を理解した技術者（本マニュアル表記：点検者）を育成する必要がある。

（２）点検教育・訓練の実施（一社）新潟県コンクリートメンテナンス研究会は、建設会社 16 社が県内ほぼ全域から会員として参加している。
本マニュアルに基づく点検業務を県内各地域で実施できる体制を構築するために、教育・訓練を実施した。

図 3-1-19

新潟県コンクリートメンテナンス研究会会員所在地①タブレット端末（iPad）の配置
・（一社）新潟県コンクリートメンテナンス研究会では 、会員 16 社にタブレット端末（iPad）
計 16 台を配置した。
②簡易マニュアルに基づく点検教育及び実地訓練の実施
・平成 24 年 8 月 24 日（一社）新潟県コンクリートメンテナンス研究会主催の技術講習会が開催された。
講習内容は下記のとおり。
・受講者 14 名
・簡易マニュアルによる点検方法に関する教育。（1.0h）- 47 -

第3章

合理的な点検システムの開発

・タブレット端末（iPad）とデータベースシステムに関する教育。（1.0h）
・タブレット端末（iPad）の操作方法に関する教育。（1.5h）
・実橋梁による点検実地訓練実施。（1.5h）

図 3-1-20

簡易マニュアルに基づく教育状況

図 3-1-21

3.1.6

実橋梁による実地訓練状況

簡易な点検に関する今後の課題

実地訓練をとおして、「簡易な点検」手法については、「解り易い方法」で「短い時間」
で点検を行うという目標を概ね達成することができた。
今後、本マニュアルに基づく簡易な点検を県内各地域に展開・運用していくには、各地
域で教育・訓練の場を設定するとともに、各地域の様々な制約・点検条件に対応した点検
方法・点検器具を本研究の成果を基に応用し再検討していく必要がある。

- 48 -

第3章

合理的な点検システムの開発

３．２．維持管理データベースの構築
３．２．１

概略点検

（１）概略点検システム
概略点検システムは、図 3-2-1 に示すような点検体制で行う。ここでいう点検者と点検管理者は、自治体職員や地元業者の 1 級土木施工管理技士程度の技術者であり、なるべく地域立脚した点検体制を試
み、点検コスト縮減につなげる。また、有識者とは

図 3-2-1

点検体制

コンサルタント会社や大学・高専の専門家のことである。各橋梁に対して、まず初めに点検者による本研究で開発した概略点検を用いた点検を行い、その点検の際に専門知識が必要な点検項目が生じた場合に点検管理者が再評価を行う。以上の点検結果で問題があると判断された橋梁に対して有識者が詳細調査や対策の検討を行う。このような点検体制とすることで、各段階でふるい分けることができ、点検管理者や有識者に回る橋梁数は大きく削減できる。

（２）概略点検マニュアル
概略点検の作成にあたり、新潟県橋梁定期点検要領［簡易点検編］を参考にした。簡易点検は、標準点検に比べて簡易ではあるものの、調書や図面の作
成、点検箇所数等を考慮すると実際にかかる労力は相当に大きく、同時に専門的な知識も必要不可欠である。
そこで、簡易点検をもとに簡略化した概略点検マ
ニュアルを作成した。簡易点検に比べ、概略点検マ
ニュアルでは、各点検項目のフローがシンプルであり、そのため、得られる結果が大きな区分のものになるが、本研究の目的を考慮すると大きな問題は無いと考えられる。点検項目の内容を比べると大きな違いはなく、チェック項目にすることで簡潔に回答でき、その結果、シンプルな点検項目とすることが
図 3-2-2可能となった。

概略点検フローチャート

それに加え、簡易点検では部材を分割して点検を行うため、多くの箇所を点検し記録する必要があるが、概略点検では分割せずに点検を行い、記録が最小限となるようにした。
また、橋梁の損傷評価も簡易点検では 3 段階または 5 段階で行なっており、専門的な知識が必要であった。しかし概略点検マニュアルでは、全ての点検項目が Yes と No の 2 択と- 49 -

第3章

合理的な点検システムの開発

いくつかのチェック項目を選択することで点検できるようになっているため、簡易点検に比べて専門的な知識は不要である。
このように簡略化することにより、点検時間の短縮とより幅広い人が実施できる点検となり、効率的な点検を実施することができると考えられる。
概略点検マニュアル全体のフローチャートを図 3-2-2 に示す。各四角の中では、上段に部材、下段に点

図 3-2-3

舗装の損傷・段差フローチャート

検項目を示している。各点検項目に答えることで最終的に点検項目ごとの損傷評価が与えられる。その例として、舗装の損傷・段差のフローを図
3-2-3 に示す。この舗装の損傷・段差の項目では、1 つ

表 3-2-1
評価
レベル

基準内容

A

損傷が認められないか， 軽微で 補修等の対応を行う必要がない

I

損傷が認められるが， 補修や詳細調査の必要性を協議するレベル

II

劣化が進行している損傷で ， 詳細調査が必要なレベルの設問と 3 つのチェック項目に答えることで損傷を評価することができ、必要に応じて写真の撮影を行う。このようなフローが 1 径間当たり 16 項目設けてある。

評価レベル

この概略点検の結果より、点検項目ごとに損傷程度を表 3-2-1 に示すような評価レベル
「A」、
「I」、
「II」の 3 段階で表す。この評価を参考にして、橋梁に対する対応を決定する。
また中には、どうしても専門的な知識が必要な項目がいくつか生じてしまったため、そのような項目は該当する損傷を写真撮影し、それをもとに点検管理者が後に判断をするシ
ステムとした。

（３）概略点検データベース
概略点検では、橋梁情報および概略点検結果をデータベースで管理する 。データベースの作成には、データベースソフトウェアとして FileMaker シリーズを用いている。また、システム構成はサーバーOS として Mac OS X Server、クライアントとして Windows PC
および iPad を用いている。
点検結果の入力は、現場でも使用可能なタブレット端末を想定しており、インターネッ
トを経由して直接データベースに点検結果を入力する。そのため、点検結果を後から入力する手間が省け、その際に生じる入力ミスも防ぐことができる。しかし、インターネットに接続できない場合も考えられるため、オフラインでも動作するオフライン版を作成した。
この場合は現場で点検した結果を一度タブレット端末内に保存しておき、その後、インターネットに接続可能な場所でアップロードするシステムとなっている。オフライン版では、点検時にデータ通信をする必要がないため、オンライン版に比べ、スムーズに点検を進め- 50 -

第3章

合理的な点検システムの開発られる。
データストアは、大きく分けて橋梁データと点検データで構成されている。橋梁データ
では、橋梁名、橋梁 ID、橋長、幅員等の橋梁の諸元を管理し、点検データでは、橋梁 IDと各点検項目の点検結果、写真、損傷評価を管理する。なお、橋梁データと点検データは
橋梁 ID でリレーションしており、点検データは点検 ごとに増えるため、橋梁データと 1対多の関係となっている。出力部門では、橋梁諸元や点検結果および橋梁評価を調書形式で表示する。また、点検の際に撮影した写真は一覧で表示できる。
セキュリティ面を考慮し、アカウントごとにアクセス権やデータの削除権等を設定しているため、不必要な橋梁データや点検データの閲覧や削除をすることはできない。

（４）点検方法
概略点検では、橋面、上部工、RC 床版、支承部、
橋脚・橋台の順に点検を行うが、上部工では、主桁の材料によって点検項目が異なる。また、桁下に降りられるスペースがなく、橋梁下面が目視困難な場
合は、一脚とデジタルカメラを用いて間接目視を行う。この方法は、写真 3-2-1 のように桁下を撮影できるようにデジタルカメラを設置し、リモコンを用

写真 3-2-1

間接目視方法いて撮影を行い、撮影した写真から損傷を確認するといった方法である。それでも目視不可能な場合は、点検結果を「目視不可」とし、該当点検項目については点検を行わないように設定してある。

３．２．２

実地試験

（１）概要
概略点検の使用性や妥当性を検証するため、ある自治体が管理する 163 橋の 169 径間を対象に実地試験を行った。
対象とする橋梁は、比較的短い橋梁が多く、構造形式は図
3-2-4 に示すようにコンクリート橋が多く占めている。
実地試験は基本的に 4 人で行った。それぞれの担当は、点検者 1 名、一脚を用いた写真撮影者 2 名、点検時のメモ
作成者 1 名である。今回は様々なデータを収集するため、想定人数よりも多くの人手を用いたが、実際には 2 人程度で行うことを想定している。

- 51 -

図 3-2-4

構造形式割合第3章

合理的な点検システムの開発（２）概略点検結果①

所要時間

点検に要した所要時間は、全体の 89％の径間において、1 径間あたり 7 分以内での点検を行え、1 日あたり約 20～30 橋の点検が可能であった。要因として、今回対象とした橋梁が比較的橋長が短いことや、人員数が 4 人と多いことが挙げられる。実際に概略点検を実施する場合、点検時間は若干長くなることが予想される。また、橋長が長い程、点検時間がかかる傾向にあった。

②

間接目視

今回対象とした径間のうち 58％で間接目視を行い、その有効性を図 3-2-5 に示す。間接目視を行った径間のうち、72％の径間が間接目視有効であったが、完全には見えない径間が 24％、間接目視を行えない径間が 4％となった。完全には見えない径間が 24％を占めた要因として、図 3-2-6 に上部工割合を示すが、RC 床版、ボック
スカルバート、ホロースラブなどの橋梁では下面が平ら
で間接目視による写真の撮影を行いやすかったが、I 桁、

図 3-2-5

間接目視の有効性

図 3-2-6

上部工形式割合T 桁、πスラブといった構造では下面に凹凸があるため、下面中央部の撮影が困難であったことが挙げられる。また、支承部の撮影が草木の障害等により困難であったことや、幅員が 10m を超える橋梁は一脚での撮影が困難であった事も要因として挙げられる。主に、一脚による間接目視は、上部工形式に依存することが多かったため、対策としては、一脚の長さを延長することなどが挙げられる。

③

再評価システム再評価システムとは、構造物に大きな影響を及ぼす損傷かを判断するためのものである。総
合評価が「I」の損傷がある対象部材に対し、点検時に撮影した写真とチェック項目の結果より再評価を行う。ここで対象部材の損傷とは、コンクリート橋桁中央部、コンクリート橋桁端部、橋台・橋脚のそれぞれのひび割れの項目のことである。図 3-2-7 は点検管理者が行う再評価画- 52 -

図 3-2-7

再評価画面

第3章

合理的な点検システムの開発面となっており、点検時に撮影した写真、チェック項目が確認可能となっており、それら
より構造物に及ぼす影響が大きいパターンであるかをチェックする項目がある。構造物に及ぼす影響が無いと判断すれば「I」、影響があると判断すれば「II」となり詳細点検が必要であることとなる。本来、橋梁点検の専門家が行うことを想定しているシステムであるが、今回試験的に 34 径間 98 項目に再評価を行った結果、10 項目が構造物に及ぼす影響が大きいパターンと判断し、評価が「 I」から「II」となった。 このシステムでは、点検時に撮影した損傷写真や、再評価を行う者によって、結果に多少の差異が生まれる可能性があるが、構造物に大きな影響を及ぼす損傷が存在する径間を抽出することが可能であっ
た。

④

総合評価

橋 梁 の 総 合 評 価 の 推 移 を 図 3-2-8に示した。169 径間を点検し「A」が目視不可処理判

71 径間、「I」が 57 径間、「II」が 8 径
間、「目視不可」が 33 径間となった。
目視不可の評価の径間の多くが支承部

再評価

のみ目視不可であったため、主要部材ではない舗装、または鋼製支承を除く
図 3-2-8

支承のみが目視不可であった径間を除総合評価推移くことにより、重要な目視不可のみを残す処理を行った。処理を行った結果、総合評価の内訳として「A」が 83 径間、「I」が 66 径間、「II」が 10 径間、「目視不可」が 10 径間となった。次に 再評価を行った結果、最終的な総合評価として「A」が 83 径間、「I」が 59
径間、「II」が 17 径間、「目視不可」が 10 径間となった。結果として、163 橋 169 径間の橋梁のうち、142 径間では詳細点検が不要であり、また、17 径間が詳細点検必要、10 径
間が目視不可のため再調査ということで、27 径間は再点検が必要となった。
また、この結果を橋梁数に直すと、「A」が 80 橋、「I」が 59 橋、「II」が 16 橋、「目視不可」が 8 橋となり、139 橋が詳細点検不要、16 橋が詳細点検必要、8 橋が再調査ということで、24 橋が再点検必要となった。

３．２．３

まとめ

橋梁の定期点検を効率よく行うため、簡易的に詳細な点検の必要性を判断できるタブレ
ット端末を利用した概略点検とそのデータを管理するデータベースを構築した。その使用性や妥当性を確認するため、実地試験を行った。その結果、概略点検システムは、短時間かつ簡便に 10m 程度の比較的短い橋梁の点検が可能であり、詳細点検が必要な橋梁を抽出する目的を達成できると思われる。ただし、間接目視器具などの性能や上部工形式によっ- 53 -

第3章

合理的な点検システムの開発て橋梁の下面部分の目視が困難な場合もあったため、よりよい点検方法や点検器具の検討が必要と思われる。また、再評価システムの正確性を向上させることで、より正確な結果が得られると思われるため、更なる検討が必要である。そのような弱点を踏まえた上で活用すれば、概略点検は非常に有効なシステムであるといえる。

- 54 -

第4章

第4章

塩害環境評価の高度化

塩害環境評価の高度化

４.１．まえがき
効率的な維持管理を行っていくためには、的確な劣化予測が必要である。
コンクリート（あるいはコンクリート構造物）の劣化速度は 、コンクリート自体の品質、即ち劣化抵抗性と劣化外力の組合せによって決まる。このうち、コンクリートの劣化抵抗
性は室内実験で評価可能であり、種々の研究により定量的な検討が進んでいる。しかし、劣化外力は変動する自然環境に影響を受けるためその評価は極めて難しく、劣化予測に資する的確な評価方法が求められている。さらに、実構造物においては構造物全体が均一に劣化するのではなく、部位毎に劣化の進行が異なる。これは、構造物の各部位のミクロな環境条件が異なるためであり、これを定量的に把握して劣化予測へ反映させる方法は確立されていない。
以上のことから、本研究では地域立脚型の維持管理システムを構築するために、新潟県の塩害環境の地域特性を把握し、さらに、実構造物におけるミクロな塩害環境評価手法の構築に資するため、薄板状のモルタル供試体を用いる方法について検討した。実験に薄板供試体を用いたのは、浸透した塩化物イオンの濃度分布ではなく総量に着目したためであり、短期間の暴露試験で結果を得ることができる。また、供試体が小型軽量であるため、特別な設備等を必要とせず直接構造物に貼り付けることができるため、コア採取などで構造物を傷つけることなく、情報を得ることが可能である。

本研究の着目点は、以下の二点である。
シリーズⅠ：新潟県沿岸部の飛来塩分環境をマクロに把握することを目的として、新潟県沿岸部にある橋梁のうちほぼ等間隔で沿岸部をカバーできるよう橋梁を選定し、スパン中央部の地覆海側側面に薄板モルタル供試体を貼り付けた。

シリーズⅡ：橋梁の構造形式毎に塩害劣化が進行しやすい部位、すなわちミクロ環境を評価することを目的とし、代表的な三つの橋梁形式（PC箱桁橋、PC中空床版橋、PCT桁橋）を選定し、その各部位に薄板モルタル供試体を貼り付けた。

４.２．実験概要
４．２．１

供試体

（１）材料および配合
本研究で使用したセメントは、 研究用普通ポルトランドセメントである。 表4-2-1にセメントの物理的性質と化学成分表を示す。

- 55 -

第4章

塩害環境評価の高度化

表 4-2-1 各結合材の物理的性質および化学成分種類
普通セメント

密度

ブレーン

3

2

(g/cm )
3.16

(cm /g)3310

化学成分(%)
SiO2
21.2

Al2O3
5.7

Fe2O3
2.6

CaO
64.8

MgO
1.4

SO3
2.0

本研究で用いたモルタルの配合を表 4-2-2 に示す。水セメント比は 50％であり、水は新潟市水道局の一般水道水、細骨材はISO標準砂を用い、細骨材容積率は50％とした。

表 4-2-2 モルタルの配合

水セメント比(%)
普通セメント50

記号 結合材種類
N

単位量（kg/m3）
水
セメント
細骨材
306
612
1320

（２）供試体モルタル供試体は、4×3×0.5cmの薄板状とした。供試体の暴露面である3cm×4cmの1面のみを残し、その他の面をシールした。写真4-2-1に供試体を示す。初期水中養生期間は28日とした。
実験に薄板供試体を用いたのは、浸透した塩化物イオンの濃度分布ではなく総量に着目したためであり、浸透量の測定では、供試体全てを粉砕して試料とした。 なお実際には、供試体が薄くてもその内部には濃度分布があると考えられるが、供試体内部を均一と考えた場合に生じる誤差は、長期的な塩分浸透予測を行う際の多くの不確定要因の影響に比べて小さいと考えた。

写真 4-2-1 薄板モルタル供試体- 56 -

第4章

塩害環境評価の高度化

４．２．２ 暴露試験
（１）試験方法
初期養生後に表乾質量を計測し、シリコン系接着剤を用いて構造物に貼り付けた。
暴露期間は2011.11～2012.4である。測定を冬期としたのは、新潟県沿岸において飛来
塩分量の大部分が供給される のがこの期間であることによる 1) 。回収した供試体中の全塩化物イオン量をJCI-SC4に準じて測定した。また、初期養生終了直後および回収直後の質量差から逸散水分量を求め、別途105℃乾燥した供試体により求めた蒸発可能水量との比から供試体の相対含水率を算出した。
塩化物イオン量 測定の詳細は、以下の通りである。 まず、回収した薄板供試体を105℃の乾燥炉で絶乾状態とし、絶乾質量を測定した。次に、150μmふるいを全通するまで粉砕し、試料を200mlビーカーに5g程度量り取った。ビーカーに体積比1：6の硝酸溶液70mlと過酸化水素水1mlを加えて約30分間撹拌し、その後、約5分間煮沸した。煮沸後は、室温になるまで冷まし、吸引ろ過後、200mlに定容して試料溶液とした。試料溶液を5～40mlで分取し、イオン強度調整剤1mlとイオン交換水100mlを加え、0.005mol/L硝酸銀溶液で電位差滴定を行った。薄板供試体の塩分浸透総量を(4.2.1)、(4.2.2)より算出した。

C=

V0 ×0.000292×F
W

×

200
X

× I × 100

(4.2.1)

ここに、C：塩化物イオン量(wt% of sample)
V 0 ：0.005mol/l 硝酸銀溶液の使用量(ml)F：0.005mol/l 硝酸銀溶液のファクター
W：試料のはかり取り量(g)200：定容積(ml)X：試料溶液の分取量(ml)I：希釈倍率

Mm =

C
100

×

本実験の場合１md
12

ここに、M m ：薄板供試体の塩分浸透総量(g/cm 2 -mortar)m d ：薄板供試体の絶乾質量(g)12：薄板供試体の暴露面積(cm 2 )- 57 -(4.2.2)

第4章

塩害環境評価の高度化（２）暴露試験場所
シリーズⅠでは、新潟県沿岸にほぼ等間隔 に分割するよう、 図4-2-1のように暴露地点を設定した。供試体は各橋梁の海側の地覆中央部に設置した。

供試体設置場所
新今川橋
馬下大橋
乙
胎内大橋
新川内野大橋

獅子ヶ鼻大橋
米山大橋
名立大橋
姫川大橋
歌高高架橋

暴露期間：2009.11～2010.4

図 4-2-1 新潟沿岸における供試体暴露地点

シリーズⅡでは、橋梁構造形式の違いが部位毎の塩分浸透に及ぼす影響を評価するため、桁の形状が異なるものを選定した。本研究では、PCT桁橋である歌高架橋、PC中空床版橋である名立大橋および新今川大橋、PC箱桁橋である新川内野大橋を選定した。それぞれの薄板供試体設置箇所の断面図を図4-2-2～図4-2-9に示す。また、写真4-2-4～写真4-2-5に供試体設置状況を示す。

- 58 -

第4章

海側

塩害環境評価の高度化

山側

図 4-2-2

歌高架橋薄板供試体設置断面図

供試体暴露断面

図 4-2-3 歌高架橋薄板供試体設置側面図

海
側

山
側

図 4-2-4

新今川橋薄板供試体設置断面図

供試体暴露断面

図 4-2-5 新今川橋薄板供試体設置側面図- 59 -

第4章

図 4-2-6

新川内野大橋薄板供試体設置図断面図

供試体暴露断面

図 4-2-7 新川内野大橋暴露供試体設置図側面図

図 4-2-8

名立大橋薄板供試体設置断面図

供試体暴露断面

図 4-2-9 名立大橋薄板供試体設置側面図- 60 -

塩害環境評価の高度化

第4章

写真 4-2-2 歌高架橋の設置供試体

写真 4-2-3

名立大橋における供試体設置状況

写真 4-2-4

新今川橋における供試体設置状況- 61 -

塩害環境評価の高度化

第4章

写真 4-2-5

新川内野大橋における供試体設置状況- 62 -

塩害環境評価の高度化

第4章

塩害環境評価の高度化

４.３．実験結果と考察
４．３．１

シリーズⅠ

シリーズⅠにおける暴露試験結果を図 4-3-1～6 に示す。図より、同一構造物であっても、部位によって塩分浸透量が異なっていることが確認できる。これは、周辺地形や橋梁

馬下橋

0.2

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)の形状によって各部位に到達する飛来塩分量が異なるためである。

塩化物イオン浸透総量（kg/m2）

0.15

0.1

0.05

0

0.2

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

地覆
地覆
（海側―スパン中央）（海側―山形方面）

0.2

管理棟

馬下大橋

図 4-3-2 乙大日川樋門

胎内橋
塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

図 4-3-1塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

図 4-3-3 胎内橋

0

図 4-3-4 獅子ヶ鼻大橋

米山大橋
塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

獅子ヶ鼻大橋0.2

地覆
地覆（海側―スパン中央）（山側―スパン中央）地覆地覆（海側―山形方面）（海側―スパン中央）

0.2

乙大日川樋門塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

0.2

姫川橋
塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

地覆
（海側―スパン中央）橋脚（海側）

地覆
橋台（海側―新潟方面）（海側―新潟方面）

図 4-3-5 米山大橋

図 4-3-6 姫川橋- 63 -

第4章

塩害環境評価の高度化

対象構造物の海側スパン中央の地覆における塩分浸透量のみをまとめたものを図 4-3-7に示す。前述したように、同じ構造物でも部位によって塩分浸透量が異なるため、供試体設置位置をスパン中央部に統一した。ただし、周辺地形は地点によって異なっているため、必ずしも地域の飛来塩分特性を代表し得るとは限らないが、おおよその目安にはなると思われる。

図 4-3-7 新潟県沿岸における薄板供試体塩化物イオン浸透量

図より、下越地方北部および上越地方、特に下越地方北部において塩分浸透量が多い結果となった。
図 4-3-8 に 1993 年度に土研式塩分捕集器で測定した飛来塩分量 １ ）と 2011 年度における薄板供試体の塩化物イオン浸透量の比較を示す。両者は同一構造物の同一位置で測定を行っている。ただし、飛来塩分量と塩化物イオン浸透量を直接比較することはできないため、
米山大橋におけるそれぞれの測定値を基準とした比を比較した。なお、飛来塩分量の年度による変化は小さいことが確かめられている 2) 。図より、構造物間での塩分量比の増減は飛来塩分と薄板供試体で同様な傾向が見られた。また、図 4-3-9 に 1993 年における累積飛来塩分量の平方根と 2011 年度における薄板供試体への塩化物イオン浸透量の関係を示す。
既往の研究 2) より、コンクリートへの塩分浸透量は累積飛来塩分量の平方根に比例するとされているが、本検討でも同様の傾向が確かめられた。このことから、飛来塩分量の評価に薄板供試体を用いることができると考えられる。塩分捕集器の設置は費用や取付け・固定の面から必ずしも簡単ではなく、薄板供試体で飛来塩分量を評価できることは測定の簡便化を図れることを意味する。

- 64 -

第4章

1.5

薄板塩化物イオン浸透量

0.14

0.5

図 4-3-8 塩分浸透量の年度比較

0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
薄板塩分浸透量

0.02
0.2

姫川大橋

米山大橋

胎内大橋

馬下大橋

1993年飛来塩分2011年薄板供試体塩分浸透量
乙

塩分量比

1

0

塩害環境評価の高度化

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1/2

（飛来塩分量）

図 4-3-9 飛来塩分量と薄板供試体における
塩分浸透量

４．３．２

シリーズⅡ

図 4-3-10～13 に代表的な三つの橋梁形式（PC 箱桁橋、PC 中空床版橋、PCT 桁橋）4 橋
梁における、各部位の飛来塩分環境、即ちミクロな塩害環境の評価結果を示す。

断面Ⅰ
海
側

①
② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

⑨

⑩

⑫

山
側

⑫

山
側

⑫

山
側

⑪

断面Ⅱ
海
側

①
② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

⑨

⑩

⑪

断面Ⅲ
海
側

①

② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧⑨⑩

0.15～0.2kg/m2
0.1～0.15kg/m2
0.05～0.1kg/m2
0～0.05kg/m2

図 4-3-10 新今川橋

- 65 -

⑪

第4章

海
側

①

②

③

⑪

④

⑩

⑤

断面Ⅰ
海
側

①

⑦

①

山
側

⑫

⑬

山
側

⑨
⑥

⑦

⑧

③

⑪

④

⑩

⑤

断面Ⅲ

⑬

⑩

⑤

②

⑫
⑪

④

海
側

山
側

⑧

③

断面Ⅱ

⑬

⑨
⑥

②

⑫

塩害環境評価の高度化

⑨

⑥

⑦

⑧

⑭

0.1～0.12kg/m2

0.08～0.1kg/m2
0.06～0.08kg/m2⑰⑮

0.04～0.06kg/m2
0.02～0.04kg/m2

図 4-3-11

断面Ⅰ

⑧
④

⑤

⑥

⑦
⑧

③

④

⑤

⑥

⑦
⑧

①
②

断面Ⅳ

③

①
②

断面Ⅲ

内野新川大橋

①
②

断面Ⅱ

⑯

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

①

②

③

④

⑤

0.15～0.2kg/m2
0.1～0.15kg/m2
図 4-3-12 名立大橋

- 66 -⑥⑦

0.05～0.1kg/m2
0～0.05kg/m2

第4章

塩害環境評価の高度化

山側

0.08～0.1kg/m2

断面Ⅰ
海
側

⑫

⑥

①

⑤

②

⑦

④

⑪

⑧

⑱
⑬
⑭

⑩

⑨

③

㉓

⑲

⑰

⑳

⑯
⑮

㉒

㉔

㉚
㉙ ㉛

㉕
㉖

㉘

㉞

㉜

㉗

㉑

㉟

0.06～0.08kg/m2
0.04～0.06kg/m2㉝

0.02～0.04kg/m2

断面Ⅱ0～0.02kg/m2

海
側

②

断面Ⅲ
海
側

⑫

⑤

⑦

⑪

⑬

⑰

⑲

㉓

㉕

㉙

㉚
㉛

④

⑧

⑩

⑭

⑯

⑳

㉒

㉖

㉘

㉜

⑥
①

②

④
③

⑦

⑪

⑧

⑩
⑨

㉗

㉑

⑫

⑥
⑤

㉔

⑮

⑨

③

①

⑱

⑱
⑬

⑰

⑲

㉓

㉕

⑭

⑯

⑳

㉒

㉖

㉘

㉟

㉜

㉗

㉑

㉞

㉝

㉚
㉙ ㉛

⑮

㉔

㉟

山
側

山
側

㉞
㉝

図 4-3-13 歌高架橋

図より、同一の材料配合で建設された同一構造物であっても、部位によって塩化物イオ
ン浸透量が大きく異なることが分かる。
また、どの橋梁においても、海側の耳桁側面における薄板供試体中への塩化物イオン浸
透量が大きい。これは、海側の耳桁側面に飛来塩分・海水飛沫が直接当たるためと考えられる。また、桁下を海風が吹き抜けるため、桁下における値も大きくなった。山側の耳桁側面においては、風の巻き返しがあるものの海側の耳桁側面や、桁下と比較すると小さな値となった。
内野新川大橋では、海側の桁側面に対して桁下の塩化物イオン浸透量が大きくなった。
これは、海水面から桁下への高さが大きく、また桁下から床板までの高さが大きかったた
め、桁下への飛来塩分量が他の部位より大きくなったためと考えられる。
歌高架橋においても、他橋梁と同様に海側の耳桁側面の塩化物イオン浸透量が他の部位よりも大きいという結果が得られた。しかし、主桁間の空間では複雑な分布を示した。
これは、主桁間に複雑な風の流れが形成されているためと考えられる。
図 4-3-14 に歌高架橋断面Ⅱ、G6 および G3 における実構造物の 1 年あたりの塩分浸透量と、薄板供試体の暴露試験による塩分浸透量を示す。図より、各部位における実構造物と薄板供試体の塩分浸透量の増減が同様な傾向を示していることが分かる。したがって、薄板供試体の短期間暴露によって構造物の長期間におけるミクロな塩害環境評価が可能であると考えられる。また、薄板供試体による結果を見ると G6 および G3 の両桁において、海側に暴露したものほど多くの塩化物イオン浸透量が非常に大きくなり、山側が一番小さな値となった。実構造物でも G3 においては、薄板供試体による暴露試験と同様な結果となった。
- 67 -

図 4-3-14

塩害環境評価の高度化

0.12
実構造物
薄板供試体

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02

G3山側

G3下面

G3海側

G6山側

G6下面

0
G6海側

塩化物イオン浸透量（kg/m2）

第4章

歌高架橋断面Ⅱにおける構造物と薄板供試体の塩分浸透量の比較

図 4-3-15～20 に歌高架橋断面Ⅱにおける各部位の塩化物イオン濃度分布を薄板供試体の塩分浸透量から推定した結果を示す。推定は、既往の研究の方法を用いた ２ ）。また図中には、構造物での塩化物イオン濃度分布の測定結果を併せて示してある。図より 、G6 海側
および G3 下側を除き、推定値は測定値をよく一致しており、薄板供試体によって構造物の塩分濃度分布の推定することが基本的には可能であると考えられる。ただし、G6 海側および G3 下側で推定結果が大きく異なる原因は現在のところ不明であり、今後の検討が必要で
ある。
0.01

塩化物イオン濃度(g/cm )G6海側（実構造物）
G6海側（薄板供試体）

0.008
0.006
0.004
0.002
0

0

2

4

6

8

10

12

G6下側（実構造物）
G6下側（薄板供試体）

3

塩化物イオン濃度(g/cm3)

0.01

0.008
0.006
0.004
0.002
0

14

0

2

4

6

深さ(cm)

図 4-3-15

歌高架橋 G6 海側

図 4-3-16

10

12

14

歌高架橋 G6 下側

0.01
G6山側（実構造物）
G6山側（薄板供試体）

塩化物イオン濃度(g/cm 3)

塩化物イオン濃度(g/cm3)

0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0

8

深さ(cm)

0.006
0.004
0.002
0

0

2

4

6

8

10

12

14

G3海側（実構造物）
G3海側（薄板供試体）

0.008

0

2

図 4-3-17

4

6

8

10

12

14

深さ(cm)

深さ(cm)

歌高架橋 G6 山側

図 4-3-18- 68 -

歌高架橋 G3 海側

第4章

0.01

塩化物イオン濃度(g/cm3)

塩化物イオン濃度(g/cm3)0.01
G3下側（実構造物）
G3下側（薄板供試体）

0.008
0.006
0.004
0.002

G3山側（実構造物）
G3山側（薄板供試体）

0.008
0.006
0.004
0.002
0

0

塩害環境評価の高度化

0

2

4

6

8

10

12

0

2

4

6

8

10

12

14

深さ(cm)

14

深さ(cm)

図 4-3-19

４．４

歌高架橋 G3 下側

図 4-3-20

歌高架橋 G3 山側

まとめ

薄板供試体を冬期に暴露することにより、塩分捕集器を用いなくても飛来塩分環境を評価できることが確かめられた。また、構造物各部位におけるミクロな塩害環境も薄板供試体で評価できた。推定精度については今後検討を要するが、基本的には本研究で用いた様な薄い小型供試体を用いることにより、塩害環境評価の高度化が図れるものと考えらえる。

参考文献
１）宝島由治、加藤恭浩、米山紘一：新潟県沿岸における塩害環境に関する研究、土木学会第 49
回年次学術講演会講演概要集第 5 部、pp.448-449、1994.
２）佐伯竜彦、竹田光明、佐々木謙二、嶋 毅; 飛来塩分環境の定量評価に関する研究、土木学会論文集Ｅ、Vol.66、No.1、pp.1-20、2010.
３) 佐伯竜彦、能勢陽祐、菊地道生：薄板モルタル供試体を用いたミクロ塩害環境評価手法に関する基礎的検討、コンクリート工学年次論文集 、Vol.33、No.1、pp.803-808、2011．

- 69 -

第4章

付

塩害環境評価の高度化

録

以下に、シリーズⅡで測定した 4 橋梁における、ミクロ環境評価の詳細結果を示す。

新今川橋(断面Ⅱ)

新今川橋(断面Ⅰ)0.2

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)0.2
塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

供試体No.

供試体No.

付録図-2 新今川橋（断面Ⅱ）

付録図-1 新今川橋（断面Ⅰ）

新今川橋(断面Ⅲ)

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)0.2
塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

供試体No.

0.12

内野新川大橋(断面Ⅰ)塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

付録図-3 新今川橋（断面Ⅲ）塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

0.12

内野新川大橋(断面Ⅱ)塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

供試体No.

供試体No.

付録図-4 内野新川大橋（断面Ⅰ）

付録図-5 内野新川大橋（断面Ⅱ）- 70 -

第4章

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

内野新川大橋(断面Ⅲ)0.12

塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0

内野新川大橋(橋脚)0.08

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13⑭⑮

供試体No.

名立大橋(断面Ⅰ)

0.1

0.05

2

3

4

5

6

7

名立大橋(断面Ⅱ)0.2

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

0.15

1

塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

8

1

2

3

供試体No.

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m 2)

名立大橋(断面Ⅲ)

0.15

0.1

0.05

1

2

3

4

5

5

6

7

8

付録図-9 名立大橋（断面Ⅱ）塩化物イオン浸透量(kg/m2)

04

供試体No.

付録図-8 名立大橋（断面Ⅰ）0.2⑰

付録図-7 内野新川大橋

塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0⑯

供試体No.

付録図-6 内野新川大橋（断面Ⅲ）0.2

塩害環境評価の高度化

6

7

8

名立大橋(断面Ⅳ)0.2

塩化物イオン浸透量kg/m2)

0.15

0.1

0.05

0

1

2

3

4

5

6

7

供試体No.

供試体No.

付録図-10 名立大橋（断面Ⅲ）

付録図-11 名立大橋（断面Ⅳ）- 71 -

8第4章

歌高架橋(断面Ⅰ)0.1
塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.08
0.06
0.04
0.02
0

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

0.1

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

付録図-12 歌高架橋（断面Ⅰ）塩化物イオン浸透総量(kg/m2)

塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.08
0.06
0.04
0.02
0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

付録図-13 歌高架橋（断面Ⅱ）

歌高架橋(断面Ⅲ)
塩化物イオン浸透量(kg/m2)

0.08
0.06
0.04
0.02
0

歌高架橋(断面Ⅱ)

供試体No.

供試体No.

0.1

塩害環境評価の高度化

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

供試体No.

付録図-14 歌高架橋（断面Ⅲ）- 72 -

第5章

第5章

対策評価の高度化対策評価の高度化

５.１．補修・補強効果の評価
５.１.１

背景と目的

（１）塩害補修の再劣化
塩害劣化が生じた構造物に対する補修方法には、様々な方法がある。比較的古くから行われている断面修復工法や表面被覆工法の他に、電気化学的脱塩工法や電気防食工法、表面改質剤を塗布する工法、防錆材の塗布などが挙げられる。基本的には、構造物の劣化状
況や環境条件に応じて適切な補修方法を選択すべきであるが、いずれの補修方法も延命効
果や費用対コストが不明確であるため、費用の安い工法やセールスポイントの多い工法が選択されるケースが多いようである。
図 5-1-1 は、新潟県の糸魚川市沿岸部で 2010 年に撮影された PC 橋梁の塩害劣化の写真である。これらの橋梁では、撮影時から数年前に断面修復工法と表面被覆工法による補修が行われていたが、未補修部や補修部の境界部で再劣化が生じ、鋼材に沿ったひび割れやかぶりコンクリートの剥落が生じていた。このような補修後の再劣化の事例は糸魚川地区に限らず、新潟県沿岸部全域にわたって生じている。中には、再劣化により再補修が施されたケースや、再補修後に再び劣化が生じたケースもあるようである。今後、より適切な補修が行われるようにするためにも、各補修工法の事後評価を実施し、補修箇所の耐久性について整理することが必要である。

(a) B 橋（補修から 7 年後）
図 5-1-1(b)G 橋（補修から 2 年後）

断面修復後に再劣化が生じた塩害橋梁の例（新潟県糸魚川市）（２）ライフサイクルコスト対策手法の選択肢が複数ある場合に、合理的な選択を行うための指標として、ライフサ
イクルコストが有用であると考えられる。図 5-1-2 はなんらかの劣化作用下にあるコンク
リート構造物の構造性能とコストの経時変化を模式的に示したものであって、黒線が土木学会示方書の維持管理編にも掲載されているこれまでのイメージ（ただし、示方書では縦
73

第5章

対策評価の高度化

軸が「構造物の性能」という表現になっている）、赤線が補修後に早期再劣化が生じる場合のイメージである。これまでのイメージと赤線が異なる理由は 2 つある。ひとつ目は、補修を行うと構造性能が向上するという誤解されたイメージがあることである。実際には、補修を行うと外観は元に戻るものの、構造性能はそのままか、もしくは若干低下する。特に PC 橋においてかぶりコンクリートの斫り作業を伴うような補修を行うと、プレストレ
ス力が一部解放されることになるので、常時荷重に対する構造性能の低下は顕著になる恐れがある。黒線と赤線が異なる二つ目の理由は、適切な補修を施すと耐久性が完全に元に戻るという誤解があることである。今までのイメージでは、同じ時間間隔で補修が繰り返されるような図が示されるケースが多いが、これは補修を施すと構造物の耐久性能が完全に元に戻ることを無意識的に前提条件としているからである。確かに補修を施した箇所では耐久性が元に戻っているかもしれないが、補修されていない箇所でも今後、劣化が生じるかもしれない。コンクリート構造物に限らず、工業製品すべてに言えることであるが、取替えや買い替えを行わない限り、一部分の補修で耐久性が完全に元に戻ることはない。
そのため、構造物の補修間隔は多少の差こそあれ、時間の経過とともに短くなっていくと考えるほうが妥当である。

構造性能

コスト
今までのイメージ

補
修

補
修

更
新

現実
補
修

現実

補
修

今までのイメージ

補
修

時間

時間

(a)構造性能
図 5-1-2(b)トータルコスト

補修が構造性能やトータルコストの経時変化に与える影響の模式図

構造物の維持管理の合理化とは、目標とする供用期間内において、構造性能の低下を極力抑えたうえで、ライフサイクルコストを最小限にする行為と考えてよいであろう。そのためには構造性能と補修コストの時間変化をある程度の精度で評価する必要がある。近年、両者に関する理論的な研究が進んでおり、種々の評価モデルも提案されている。しかし、これらの評価モデルの妥当性を検証するためのデータはほとんどないので、実構造物への適用に至っていない。こういった状況の中で、構造性能の経時変化を実構造物から直接取得する取組みが、事例は少ないものの着実に行われており、我々の研究グループも新潟県内の塩害劣化橋梁を対象とした研究を 2009～2010 年度にかけて実施している。その一方で、補修の事後評価や補修コストの実態については、公開されている資料がまったくないという状況である。どのような補修を施すと、どの程度の延命効果が見込まれ、その結果、ラ
74

第5章

対策評価の高度化

イフサイクルコストがどうなるのかといった、判断の参考になる情報が得られない状況で具体的な対策を決定せざる得ないことが、現在の維持管理の問題点の核心であるといえる。

（３）調査研究の目的
上述の背景をふまえ、本研究事業では、塩害劣化が生じたコンクリート構造物に対する各種補修方法の効果について、過去に行われた補修工事の追跡調査を行うことにより、ライフサイクルコストの視点から定量的な評価を行う。そのうえで、環境区分等の条件に応じた、理想的な維持管理シナリオをライフサイクルコストにより明確に提示し、今後の劣化構造物の維持管理において、対策の決定に資することを最終的な目標とする。

５.１.２

調査方法

（１）調査方針
塩害劣化を受ける構造物に対して、補修方法ごとにライフサイクルコストがどのようになるのかを把握するための調査を行うことにした。ライフサイクルコストの大小は構造物の劣化速度や補修材料の耐久性などに支配されていると考えられるので、長期暴露試験によって、真の耐久性とコストを把握するのが理想的である。近年、実際に長期暴露試験による耐久性評価の取組みが各地で行われている。暴露試験による評価には数十年単位の時間を要するが、今後、10〜20 年のうちに橋梁の劣化が深刻化する可能性があることを考えると、これから暴露試験を開始しても、試験期間が長過ぎて、得られる知見が活かしきれない可能性が高い。特に新潟県では、現段階で塩害により劣化し、なんらかの対策を講じる必要がある橋梁が比較的多いと考えられるので、塩害劣化橋梁のライフサイクルコスト
について早急に知見が得られ、かつ信頼度の高い調査を実施する必要がある。
そこで、新潟県ではコンクリート橋の塩害劣化が約 30 年前から発生していたことに着目した。30 年の間、新潟県各地で塩害劣化した橋梁に対して、何らかの対策が施されていたはずであるから、各橋梁の管理者が保管している資料やデータを現況とあわせて整理することで、ライフサイクルコストに関するなんらかの知見が得られると考えた。そこで、新潟県沿岸にある橋梁の補修履歴や工事額を調査することとした。橋梁の耐久性と維持管理を考える際には、コストとともに性能（強度や美観）の変遷も確認すべきである。しかし、コストに比べて性能の評価は難しく、また評価に必要なデータが得られるとは考えにくい。
幸いにして、外観に比べて強度低下が顕著な構造物はいまだ数が少ないと考えられるので、本調査では構造性能については極力取り扱いを避け、コストの検討を集中的に行うことにした。

（２）調査対象
調査の対象は、新潟県沿岸部にある橋梁のうち、糸魚川地域で海岸に最も近い道路であ
75

第5章

対策評価の高度化

る国道８号線の橋梁と村上市以北で海岸に最も近い道路である国道 345 号線の橋梁とした。
また、山間部における凍結防止剤による塩害劣化の実態把握のため、上越市から妙高市に至る国道 18 号線の橋梁も調査対象に加えた（図 5-1-3 参照）。

図 5-1-3

調査対象範囲（黄色：新潟県の県境）（３）調査の方法
糸魚川、上越地区にある国道 8 号、18 号の橋梁の補修履歴については、道路管理者である国土交通省北陸地方整備局高田河川国道事務所の協力を得て、次の手順に従って調査を行った。１．河川国道事務所創設時から平成 21 年度までの管内の工事リスト（全 2125 件）の中から塩害対策に関する工事と橋梁の新設工事を抽出した。その結果、178 件の工事がリストアップされた。２．リストアップした工事の設計図書を高田河川国道事務所内で閲覧し、工事概要と工事金額を抽出した。３．調査結果は、データベースソフト（FileMaker
pro11）を用いてデータベース化したのちに、橋梁ごとのライフサイクルコストを 計算した。
国・県・市町村を問わず、通常、公的機関では一般的な資料の保管期限が 5 年に定められている。工事記録類も例に違わず 5 年で破棄される場合が多い。実際、国道 8 号、18 号の調査においても、調査対象とした資料が逸散していたケースも相当数あった。それでも
なお、多くの塩害補修関係の工事資料が保管されていたのは、事務所管内の橋梁が比較的
古くから塩害に悩まされていることを反映しているとともに、代々の担当者の方々の、維持管理に対する意識の現れでもあると言えよう。通常は、記録がほとんど残らないことから、他の国道事務所では、同様の調査が実施できない可能性が高い。
76

第5章

対策評価の高度化

村上地域にある国道 345 号の橋梁の補修履歴については、道路管理者である新潟県村上地域振興局の協力を得て、次の手順に従って調査を行った。１．橋梁台帳に記載されている橋梁緒元と補修履歴の抽出を行った。県管理の橋梁の場合、5 年以上前の設計図書は残されていなかったため、橋梁台帳を中心とした調査を行うこととした。２．橋梁台帳に記載されていた工事のうち、金額は不明なものは、会計検査資料を調査することにより、工事金額の特定を試みた。しかし、会計検査資料に記載してある記録だけでは、橋梁名等を特定することが難しく、この作業により新たに得られたデータはほとんどなかった。３．
調査結果は、データベースソフト（FileMaker pro11）を用いてデータベース化したのちに、橋梁ごとのライフサイクルコストを計算した。
県管理の橋梁の場合、5 年以上前の設計図書は見つけることができなかったので、ライ
フサイクルコストの精度は現有の橋梁台帳の正確さに支配される結果となった。台帳は手書き式のシートであり、近年まで台帳の整備は必ずしも確実に行われていたわけではない。
それゆえ、補修記録の記入の有無は数年ごとに交替する担当者の判断次第である。こういった事情のため、あとで示す村上地域の結果には、記録漏れの可能性があることに注意を要する。
補修工事は個々の工事費が小額になるケースが多いので、いくつかの工事が組み合わせられて発注されることがある。その場合、図 5-1-4 に示すように、複数の工事の直接工事費に対して、それらの工事に共通の共通仮設費と管理費が積み足される。この場合、どの工事にどれだけの金額の共通仮設費や管理費が割り振られたのかを特定することは困難である。そこで高田河川国道事務所管内で実施された工事記録をいくつか調査したところ、共通仮設費と管理費の和は、平均で直接工事費の 45%であったので、補修工事では一律に直接工事費の 145%を工事費として、以降のライフサイクルコストの計算を行った。

工事名

直接工事費

A橋補修工事○○○万円

Bトンネル補修工事

×××万円

C地区照明設置工事△△△万円＋ 共通仮設費＝ 工事費
管理費
・工事によって割合が異なる．
・配分額が不明(１契約に複数の工事がある場合)．

図 5-1-4

共通仮設費・管理費が問題となるケース（４）現在価値換算の方法同じ金額であっても、過去の貨幣価値と現在の貨幣価値は異なるので、各工事額を現在価値に換算する必要がある。物価の変動をあらわす指標としては、消費者が日常購入する商品やサービスの価格を指数化した消費者物価指数や企業間での商品取引価格を指数化し
77

第5章

対策評価の高度化た企業物価指数が挙げられる。本調査では、国土交通省が公開している「道路橋梁」のデフレーターを用いて現在価値換算を行った。図 5-1-5 に 1950 年以降のデフレーターの推移を示す。ここでは、2005 年を基準年として指数計算を行った。戦後の復興期はデフレータ
ーが急激に増加したが、1950 年代の第一次高度成長期に入るとデフレーターはほぼ一定値で安定していた。第二次高度成長期にあたる 1960 年代はゆるやかな増加傾向であったが、1973 年の第一次オイルショック以降、第二次オイルショックにいたる 1979 年までにデフ
レーターは急激に増加し、この期間で約 2 倍となった。1990 年以降の約 20 年間はバブル崩壊後のデフレ傾向を反映して、デフレーターはの増加率は極めてなだらかとなっている。
デフレーターによる現在価値への換算式を次式に示す。
C(2005) = I(2005)/ I(t)×C(t)(5-1-1)

ここで、C(t)は西暦 t 年の価格、C(2005)は現在価格(2005 年基準)、I(t)は西暦 t 年のデフレ
ーター、I(2005)=100 は、基準年のデフレーターである。
結果として、現在から約 50 年前の 1960 年頃のデフレーターは約 20 であり、現在価値換算する際には、当時の工事金額を約 5 倍することになる。金利の変遷を考えると、この値は若干小さいように思える。しかし、それは同じ工事を同じ金額で行ったとしても、手持ちのお金が少なかった当時は高価に感じ、手持ちのお金が増えた現在では割安に感じるという、国力の変化による感覚の違いである。本調査で得たいのは、当時行われた工事を現在行った場合の金額であるので、再取得価額が計算できるデフレーターをそのまま使用することにした。

デフレータ ー（2005年基準）

120

100
80
60
40
20
0
1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

西暦(年)

図 5-1-5デフレーターの推移【出所】国土交通省ＨＰより作成

５.１.３

調査結果

（１）糸魚川地域の調査結果
糸魚川地域において塩害劣化した PC 橋梁の、累積金額の調査結果の一例を図 5-1-6 に示す。設計図書等に記載されている工事金額を純粋に足し合わせたものを「実金額」とし
78

第5章

対策評価の高度化て赤線で示した。また、デフレーターにより現在価値換算してトータルコストを積み上げたものを「現在価値換算」として、青線で示した。この橋梁は 1960 年代に建設されたので、新設時の金額の評価は、現在価値換算すると約 5 倍となった。その後の補修はおおむね 1980
年代以降に行われているので、現在価値換算の有無によらず同様の金額となった。この橋梁の例では、竣工から約 20 年後に 1 回目の塩害補修が実施され、約 10 年後に再度補修が行われている。この橋梁は現在、再劣化が生じており、近い将来、架け替えされることが決定している。塗装や断面修復を行っても塩害劣化は完治せず、10 年単位で再発を繰り返すことを示す好例といえる。
塩害防食塗装下面被覆，断面修正

250,000,000
現在価値換算累積金額(円)

200,000,000
150,000,000

実金額

新設

100,000,000

50,000,000
0
1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

西暦（年）

図 5-1-6

塩害劣化した PC 橋梁の累積金額の経時変化の一例

図 5-1-7 は、海岸から十分に離れた場所にある鋼橋の累積金額の経時変化の一例を示したものである。トータルコストをあらわす曲線は、図-5-1-6 の塩害劣化した PC 橋と同様であるが、コストが積みあがった要因は全く異なる。今回の調査範囲では、多くの場合、沿岸から離れた場所で鋼橋が採用されていた。これらの橋梁のほとんどで塩害劣化は現在に至るまで生じていない。この橋梁では 1980 年頃に縦桁の増設、90 年代中ごろに床版打換えが行われているが、これらの補修・補強は劣化が原因ではない。1993 年（平成 5 年）に車両制限令の改訂により、車両総重量が 20t から 25t に引き上げられたことに対応するための措置である。また、2000 年代後半には耐震補強工事が実施されているが、これは阪神淡路以降の耐震基準の引き上げに対応する措置である。このように、鋼橋では設計荷重の引き上げに伴う既存不適格に対応するための補修・補強工事の割合が多いことが特徴的である。
図 5-1-8 に、糸魚川地域の国道 8 号、18 号の鋼橋のトータルコストの経時変化の一覧を示す。橋の規模や環境条件によって工事金額は橋ごとに大きく異なることから、トータルコストを新設費で除すことで基準化することにした。トータルコストには、企業物価指数
で現在価値換算を行ったものを用いた。供用開始から現在に至るまでに、新設費用の 2～3
79

第5章

対策評価の高度化

倍までトータルコストが積みあがっている橋梁がいくつかあったが、いずれも耐震基準の引き上げや荷重増加に対応するための補修・補強、架替えが行われた橋梁であった。

累積金額(円)床版打換

600,000,000

現在価値換算500,000,000

実金額

400,000,000

新設

耐震補強

塗装塗換

縦桁増設

300,000,000
200,000,000
100,000,000
0
1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

西暦（年）
図 5-1-7

海岸から十分に離れた場所にある鋼橋の累積金額の経時変化の例

O橋

2.5

P橋

累積金額／新設費

2.0

Q橋
R橋

1.5

S橋

1.0

T橋
U橋

0.5

V橋
W橋

0.0
0

20

40

X橋

供用年数（年）
図 5-1-8

海岸から十分に離れた場所にある鋼橋の累積金額の経時変化の一覧（糸魚川地域、海岸から500m 以上離れた鋼橋のみ）

そこで、劣化による補修・補強費用を抽出するため、耐震補強工事と床版打換え工事を差し引いて、再度、トータルコストを算出した（ 図 5-1-9）。その結果、竣工から現在に至るまでのトータルコストは大幅に減少し、多いものでも新設費の 1.5 倍程度であった。また、維持費の大半が塗装の塗換え費用であった。これらの橋梁はいずれも海岸から 500m
80

第5章

対策評価の高度化

以上離れた橋梁であることから、塩害が深刻な新潟県沿岸部であっても、海岸から 500m
以上離れており、初期欠陥がなければ、塩害に対しては大きな心配がないと解釈することができる。また、塩害の恐れがない鋼橋の場合には、維持管理費として定期的な塗装塗換えの費用を見積もっておけば耐久性が十分に確保できるといえる。コンクリート橋については、この調査では実態が把握できなかったので、別途現地調査を行い、分析を行った。
その詳細については、第 6 章で後述する。

O橋

2.5

P橋

累積金額／新設費

2.0

Q橋
R橋

1.5

S橋

1.0

T橋
U橋

0.5

V橋
W橋

0.0
0

20

40

X橋

供用年数（年）
図 5-1-9

海岸から十分に離れた場所にある鋼橋の累積金額の経時変化の一覧（ただし、規準の変化に対応するための耐震補強工事と床版打換え工事を差しひいた）

糸魚川地域で、海岸から 150m 以内にある橋梁のトータルコストの推移を一覧で示したものを図 5-1-10 に示す。いずれの橋梁においても、竣工から 10〜20 年で塩害劣化に伴う補修が行われていた。また、B 橋を除くコンクリート橋梁において、断面修復工法と表面被覆工法による補修が行われていた。いずれの橋梁においても複数回の補修が行われたために、現在までの補修費用は、海岸から離れている橋梁と比べるとはるかに大きな金額となっていることがわかる。
供用 50 年時点での、累積金額を新設費で除した値は、大半の橋梁で 1.5 程度であったが、いくつかの橋梁では供用 40 年で 2.5~3 に達するものもあった。これらの橋梁の構造種別を確認したところ、いずれの橋梁もプレテンション式の PC 橋梁であった。ただし、プレテンション PC 橋梁の場合、他の構造形式に比べて新設費用が安いために、新設費に対する累積金額の割合が大きくなることが考えられる。

81

第5章

A橋 ・・・プレテン

3.5

B橋 ・・・プレテン
C橋 ・・・プレテン

累積金額／新設費

3.0

D橋 ・・・ポステン

2.5

E橋 ・・・ポステン

F橋 ・・・ポステン

2.0

G橋 ・・・ポステン

1.5

H橋 ・・・ポステン

1.0

I橋 ・・・合成鈑桁
J橋 ・・・鋼鈑桁

0.5K橋 ・・・合成鈑桁

0.0

L橋 ・・・ポステン

0

20

40

M橋 ・・・ポステン
N橋 ・・・プレテン

供用年数（年）
図 5-1-10

対策評価の高度化

海岸から 150m 以内にある橋梁（糸魚川地域、L 橋のみ山間部の橋梁）

図 5-1-11 に調査対象橋梁の橋軸方向長さ 1m あたりの建設費を示す。塩害劣化が生じたプ
レテンション PC 橋梁の建設費は、他の構造形式に比べて安価ではあるが、その差だけで
図 5-1-10 の結果をすべて説明できるほどではない。プレテンション式 PC 橋梁の補修費用1mあた りの建設費（円，現在価値換算）が大きくなる原因については、引き続き検討を行う必要がある。
10000000

跨線橋

9000000
8000000
7000000

劣化していない
4 車線

6000000

プレテンション
PC

5000000

ポストテンション
PC

4000000

鋼橋

3000000

RC橋

2000000
1000000
0
10

100

1000

橋長（m）

図 5-1-11

調査対象橋梁の長さ 1m あたりの建設費

図 5-1-10 に示したコンクリート橋梁の大半で、断面修復工法や表面被覆工法が適用されていた。既往の研究で指摘されているように、部材の一部分に断面修復工法を施すと、部材内部で電位差が生じ、マクロセルが形成される恐れがある。その結果、補修後ごく短期間の間に、再劣化が生じる可能性がある。今回、調査を行った橋梁では、いずれの橋梁に
82

第5章

対策評価の高度化

おいても数年ごとに再劣化による再補修が行われており、上記の知見を立証する結果といえる。
これに対して、B 橋においては、平成 9 年から断面修復工法以外の補修工法も適用されている。図 5-1-12 に B 橋の現況写真を示す。B 橋は 17 径間のプレテンション式 PC 橋梁
であるが、径間によって適用されている補修工法が異なる。第 1〜7 径間、9〜11 径間では、他の橋梁と同様に断面修復工法と表面被覆工法が繰り返し適用されている。図 5-1-12(a)に示したように、浮きや剥落が生じた部分だけパッチワークが施されたが、その境界部分
で新たな浮きや剥落が生じている。一方、第 8 径間では図 5-1-12(b)に示すように、平成 9年より電気防食工法が実施されている。桁によって、陽極材が異なっており、写真の手前
側 4 本は犠牲陽極方式、奥側の 3 本はチタングリッド陽極材による外部電源方式である。
この他に、チタンメッシュ陽極材を用いた桁が 4 本ある。電気防食工法が施された径間では、現在のところ、目立った変状は確認されていない。

(a)

第 7 径間：断面修復＋表面被覆
図 5-1-12(b)

第 8 径間：電気防食

B 橋に適用された補修工法と現在の状況

この他に、第 12〜17 径間では、亜硝酸系の防錆材を用いた補修が行われている。B 橋はこのように、複数の補修工法が適用されていたので、径間ごとにトータルコストを求める
ことで、相互比較を行うことにした。工事記録の都合上、上部工と下部工の工事費を分けることができなかったので、上下部工の補修費の合計を径間ごとに算出した。また、補修工事では一度に複数の径間で施工を行うが、径間別に工事費を区分することはできなかったので、工事費を対象径間に均等に振り分けることにした。
図 5-1-13 に径間ごとのトータルコストと供用年数の関係を示す。ここで縦軸は、先ほどと同様に累積金額（トータルコスト）を新設費で基準化した値とした。この橋梁では、供用開始から約 15 年目に本格的な塩害補修が開始している。断面修復と表面被覆を繰り返したケースに着目すると、大きく 2 つのグループに分けることができる。ひとつはトータル
83

第5章

対策評価の高度化

コストが現時点で新設費の約 3 倍まで積上っているグループである。もうひとつはトータ
ルコストが新設費の約 2 倍弱程度におさまっているケースである。後者は現在、再劣化が顕著に生じており、かぶりの剥落やひび割れが確認できる状態であるのに対して、前者では再劣化はごく最近まで生じていなかったという違いがある。現在、再劣化が顕著に進行している径間で従前どおり断面修復工法による補修を施すとすれば、トータルコストは他の径間とほぼ同様になると考えられる。また、本研究事業実施中においても、再劣化は進行し、前者のグループで再び再劣化による腐食ひび割れの発生が確認された。いったん塩害を発症したコンクリート橋は、断面修復では完治しないことを示す例である。

防錆材(亜硝酸系)
4

電気防食

累積金額／新設費

3

断面修復，表面被覆2

1

現在，再劣化
0
0

5

10

15

20

25

30

35

40

供用年数（年）

図 5-1-13

第１径間
第２径間
第３径間
第４径間
第５径間
第６径間
第７径間
第８径間
第９径間
第１０径間
第１１径間
第１２径間
第１３径間
第１４径間
第１５径間
第１６径間
第１７径間

B 橋における径間ごとのトータルコストの経時変化

供用開始から 20 年強で電気防食工法が適用された第 8 径間のトータルコストは、補修時には他の径間よりも高かったものの、その後の維持管理費は微増にとどまっているので、現時点では断面修復工法とほぼ同等である。電気防食工法自体の耐久性を今後も追跡調査する必要があるが、その結果次第では、より早い時期に電気防食を適用することで、トータルコストが抑えられる可能性もある。
第 12〜17 径間では、供用開始から 30 年強で防錆材による補修が施されており、こちら
もトータルコストは断面修復工法とほぼ同程度である。しかし、2013 年 2 月時点でいくつかの径間に腐食ひび割れが確認されたため、部分的断面修復を行う限りは防錆材を使用しても再劣化は防げないといえる。

84

第5章

対策評価の高度化（２）村上地域の調査結果
村上地域の国道 345 号線にある橋梁のうち、海岸沿いにある PC 橋のトータルコストの推移を図 5-1-14 に示す。ここで、縦軸には先ほどと同様に、トータルコストを初期建設費で基準化した値を示した。MC 橋はポストテンション式の PC 橋であるが、断面修復適用後、数年して外ケーブル補強と電気防食工法が適用された（図 5-1-15 参照）。その結果、トータルコストが新設費の 5 倍強まで積上っている。ほぼ同様の地域にある他の橋梁と比較す
ると、コストの差が顕著に大きいので、劣化の経緯を含めて詳細な検討を要する。
全体的に現時点の村上地域のトータルコストは、糸魚川地域と比較すると低めである。
この理由としては、まず、糸魚川地域の橋梁と比べて供用年数が 10 年ほど少ないことが挙げられる。劣化速度が糸魚川地域と村上地域で同等だと仮定すると、本格的な補修は近い将来行われる可能性が高いので、糸魚川地域で得られた知見を参考にしながら補修計画を立案するのが効果的である。また、もうひとつの理由として、管理者の違いによる予算の余裕度の違いの影響が考えられる。今回調査した橋梁は糸魚川地区、村上地区のいずれも国道沿いの橋梁を対象としたが、糸魚川地区は直轄国道であるのに対し、村上地域は県管理であるという違いがある。そのため、予算規模の違いによって、実態として補修のタイ

電気防食

6

外ケーブル

累積コスト/初期建設費

5

MA橋

4

MB橋

断面修復
3

MC橋

拡幅

MD橋

2

ME橋

1

MF橋
MG橋

0
0

10

20

30

40

50

供用年（年）
図 5-1-14

PC 橋のトータルコストの推移（村上地域）

85

第5章

対策評価の高度化

アウトケーブル
電気防食

桁下は船置き場として使用（川でない）
図 5-1-15

MC 橋の現況

ミングが異なっている可能性が考えられる。図 5-1-16 は、MB 橋の現況を示したものである。補修後の再劣化が生じており、ところどころで浮きや剥落が生じていることからも、村上地域の塩害被害は、糸魚川地域と同様であることがわかる。当該橋梁は近い将来、何らかの対策を講じる必要があると思われるが、このような変状が確認されてから、補修実施に至るまでの管理者ごとのプロセスの違いについても、今後、調査を行いたい。

図 5-1-16 MB 橋の現況

図 5-1-17 に RC 橋のトータルコストの推移を示す。RC 橋でデータが残っていた橋梁数は少なかったものの、おおむね、糸魚川地域の結果と同様であり、供用 40 年でトータルコ
ストが新設費の 2 倍程度となっていた。補修費用がほとんど発生していない MI 橋の現況
86

第5章

対策評価の高度化を図 5-1-17 に示す。MI 橋は RC 箱桁橋であるが、鋼材に沿ったひび割れが生じており、近い将来、何らかの対策を実施する必要があると判断される。このように今回の調査では、沿岸部にある橋梁のうち、トータルコストが低い橋梁は、劣化が生じているものの補修が行われていない橋梁が多かった。
6

累積コスト/初期建設費

5

4
3

MH橋
MI橋

2

MK橋

1
0
0

10

20

30

40

50

供用年（年）
図 5-1-17

RC 橋のトータルコストの推移（村上地域）

図 5-1-18

MI 橋の現況

図 5-1-19 に鋼橋のトータルコストの推移を示す。村上地域では、海岸からごく近いところには鋼橋は適用されていなかった。また、最も近いものでも、海岸から 300m 程度離れていたので、塩害による補修・補強はこれまでに実施されていなかった。その結果、耐震補強以外の補修・補強費用はほとんど発生しておらず、糸魚川地域の鋼橋とほぼ同様の状態であった。
87

第5章

対策評価の高度化

7

累積コスト/初期建設費

6

5
4

ML橋

耐震補強

3

MM橋

耐震補強

MN橋

2

MO橋
1
0
0

10

20

30

40

50

供用年（年）
図 5-1-19５.１.４

鋼橋のトータルコストの推移（村上地域）

塩害劣化橋梁の維持管理対策の考察

上述の調査では、再取得価額によりライフサイクルコストの整理を行っているので、更新費用（ただし 、旧橋撤去費は含めない）は初期建設費と同額と考えてよい 。図 5-1-10
で示したように、塩害劣化した橋梁に対して断面修復工法による補修を行った場合、プレテンション PC 橋梁では 10～20 年で初期建設費と同等の補修費用がかかっている。この結果を踏まえてプレテンション PC 橋梁の LCC を簡易的に試算したものを図 5-1-20 に示す。
更新した場合の橋梁の寿命が 50 年と仮定すると、更新から 50 年後までのライフサイクル
コストは、更新をした場合で初期建設費の 3.0 倍なのに対し、断面修復を繰り返した場合
は 3.5～6.0 倍になる。このことから、プレテンション式 PC 橋梁が塩害劣化した場合には、更新を行うか、断面修復工法や表面被覆工法以外の高耐久な補修工法を適用することが賢明であるといえる。ただし、図 5-1-13 に示したように、電気防食や防錆剤塗布を適用した場合においても、更新費と同額の補修費用を要するため、補修による延命効果が 50 年以上でないと、ライフサイクルコストの面からは更新と同等にならない。以上の考察を鑑みると、プレテンション式 PC 橋梁が塩害劣化した場合には、代替輸送道路の確保が困難であるなどの特別な理由が無い限りは、更新を主体とした維持管理計画を講じるのが賢明であると判断される。

88

第5章

対策評価の高度化

7

断面修復・
表面被覆

累積コスト／新設費

6
5
4

更新

上限

3

下限

2

更新

1
0
0

20

40

60

80

時間（年）
図 5-1-20

塩害劣化したプレテンション PC 橋梁の LCC 試算結果（供用 20 年から対策開始）

一方、ポストテンション式 PC 橋梁で断面修復工法を繰り返し適用した場合には、20 年で初期建設費の 0.3~0.6 倍のコストを要している（図 5-1-10 参照）。図 5-1-21 に示すように、対策開始時点から 50 年後までの補修費用は建設費の 0.75~1.5 倍となるから、この場合はコスト面では更新と大差がないといえる。ただし、再劣化を繰り返すことで構造性能が低下するリスクも加味すると、ポストテンション PC 橋の場合であっても更新を主体に考えた対策を講じることが望ましいと考えられる。また、更新の際には多少費用が増加しても耐久性を高めることによって長期のライフサイクルコストを抑えることができると期待される。

累積コスト／新設費

5断面修復・表面被覆
更新（寿命50年）

4

更新（高耐久）
3

上限
下限

2

更新
1

更新（高耐久）

0
0

50

100

150

時間（年）
図 5-1-21

塩害劣化したポストテンション PC 橋梁の LCC 試算結果（供用 20 年から対策開始）

89

第5章

対策評価の高度化

なお、図 5-1-10 に示した塩害劣化橋梁の大半がすでに更新済みであるか、架け替えが決定している橋梁であり、上記の考察からも、その判断は妥当であったといえる。本報告で調査対象とした橋梁では再劣化が生じる毎に補修が施されていたので、補修費用が比較的大きくなっているが、その分だけ構造性能の低下量は抑えられているとみなされる。たとえば、図 5-1-1(b)で示した部分を解体調査したところ、鋼材の腐食量は平均で 1.2%であり、構造性能はほとんど低下していないことが判明している。補修を行わずに劣化部をしばらく放置する場合には、ライフサイクルコストのみでなく構造性能の低下も考慮する必
要がある。

５．１．５

まとめ

塩害環境にある橋梁の維持管理対策の合理化をはかるために、新潟県上越地区の橋梁を対象として、ライフサイクルコストの実態調査を行った。その結果、以下の知見が得られた。
・塩害による被害の程度は海岸からの距離が支配因子となっている。新潟県沿岸部のように過酷な塩害環境下であっても海岸から 550m 以上離れると、現段階では塩害劣化が生じていなかった。
・沿岸地域で塩害劣化が生じた橋梁の補修費用は構造形式によって異なり、特にプレテン
ション式 PC 橋梁では初期建設費に対する補修費の割合が大きくなる傾向にあることが示された。
・塩害劣化したプレテンション式 PC 橋梁に対しては、断面修復工法よりも電気防食工法など、補修後の耐久性が高い工法を適用したほうが、ライフサイクルコストが小さくなる
可能性がある。ただし、ライフサイクルコストを、更新による対策と同程度にするためには、補修後の延命効果が新規構造物の寿命と同程度であることが求められる。

90

第5章

対策評価の高度化

５．２．高耐久性材料の評価
５．２．１

ステンレス鉄筋について

高耐久性材料としてステンレス鉄筋(以下、SUS 鉄筋と称す)に着目した。SUS 鉄筋は、優れた耐食性能を有しており海外では多くの使用事例がある。しかしながら、我が国においては、在来の炭素鋼の鉄筋に比べて価格が高いこともあり普及が進んでいないのが実情である。ただし、2008 年 3 月に JIS 規格化（JIS G 4322）がなされたこと、また、同年 8月に土木学会から「ステンレス鉄筋を用いるコンクリート構造物の設計施工指針(案)」（以
下、「設計施工指針」と称す。） 1) が刊行されたことにより、普及拡大に向けての環境は整ったといえる。
SUS 鉄筋は、ステンレス鋼から普通鉄筋と同様の形状を有するように熱間圧延によって製造されたものである。ここで、ステンレス鋼はクロムを重量比で 10.5％以上含有した合金鋼であり、鋼材表面に形成されているクロムの薄い酸化被膜（不動態皮膜）により優れた耐食性が期待できる。ステンレス鋼には、要求される耐食性能、機械的性質等に応じて合金元素の種類と含有量が異なる多くの種類が規格化されているが、「 設計施工指針」では、
表 5-2-1 に示すように、耐食性レベルの異なる SUS 鉄筋として JIS G 4322 に規定される
SUS304-SD、SUS316-1SD および SUS410-SD の３種類のステンレス鋼から製造される SUS
鉄筋のみを対象としている。これらの SUS 鉄筋は、いずれもステンレス鋼として十分な実績を有する汎用性のある鋼種により製造され、かつ鉄筋としての性能も確認されているものである。

表 5-2-1

鋼種

ステンレス鉄筋の種類

材質

明細

SUS304-SD

オーステナイト系

ステンレス鋼として広く使用されるベース鋼種

SUS316-SD

オーステナイト系

モリブデン添加によりSUS304よりさらに耐食性を向上させた鋼種

SUS410-SD

フェライト系

合金量を抑えたクロム系鋼種

SUS 鉄筋の高い防食性能について、「設計施工指針」に記載されている表 5-2-2 の腐食限
界発生塩化物イオン濃度とひび割れ幅の限界値を用いて示す。腐食限界発生塩化物イオン
濃 度 の 推 奨 値 は 、 普 通 鉄 筋 の 1.2kg/m 3 に 対 し て 防 食 性 が 低 い SUS410-SD の 場 合 で も9.0kg/m 3 と前者を大きく上回る数値を示している。また、ステンレス鋼のベース鋼である
SUS304-SD の腐食限界発生塩化物イオン濃度の推奨値が 15kg/m 3 となっている。これは、厳しい腐食性環境下にある飛沫帯でのコンクリート表面の塩化物イオン濃度=13.0kg/m 3 を
91

第5章

対策評価の高度化

上回っており、極めて耐食性高い材料を意味する。ひび割れ幅の限界値を SUS304-SD およ
び SUS316-SD では 0.5mm としていることなど、SUS 鉄筋を用いた鉄筋コンクリート部材については、ひび割れ幅の照査は不要となる。SUS 鉄筋を用いると、鉄筋コンクリート部
材の鉄筋のかぶりを普通鉄筋と比較して大幅に小さくすることできるため、部材の薄肉軽量化を実現できることとなる。
表 5-2-2５．２．２

ステンレス鉄筋の腐食発生限界イオン濃度の推奨値およびひび割れ幅の限界値

高性能 RC 桁（１）目的
本研究は、橋梁の LCC 最小化に加えて、補修･補強工事の急速施工の実現を開発目標としている。このような急速施工の観点から、プレキャスト工法に着目した。また、SUS 鉄筋を使用することで、メンテナンスフリーな鉄筋コンクリート構造とすることができる。
SUS 鉄筋を使用する事のメリットとしては、従来の鉄筋コンクリート部材に比べて部材の薄肉軽量化が図れるために、橋梁下部工への荷重負担を軽減できることも挙げられる。
本実験は、このような背景を踏まえて、SUS 鉄筋を用いた高強度・高耐久性・軽量化を推進した高性能 RC 桁の開発・実用化を目的として実験を行った。

（２）試験体表 5-2-3 は実験に使用した 4 試験体の内容を示したものである。試験体名称は(破壊モード)－(主鉄筋の本数)－(せん断スパン比(以下、a/d と称す))で表した。試験体の破壊モードは、曲げ卓越型(B)とせん断卓越型(BS)の２タイプとした。 また、a/d は 2.2 と 2.8の 2 水準とした。各 a/d ともに破壊モード B は主鉄筋を 3 本、破壊モード BS は主鉄筋を5 本それぞれ配置することとした。
図 5-2-1 は試験体および載荷概要を示したものである。試験体は軽量化を図ったＩ型断
92

第5章

対策評価の高度化面とし、断面寸法は幅 200mm、高さ 400mm でフランジとウェブの厚さが 70mm、試験体の全長は 3.0m とした。また、試験体への載荷は 2 点集中載荷とした。せん断補強筋は a/d=2.2の試験体で 150mm、a/d=2.8 の試験体で 100mm 間隔にそれぞれ配置した。なお、厚さ 70mmのウェブ内に軸方向鉄筋とスターラップを配置したために、鉄筋の最小かぶり厚さは 10mmと小さくなっている。
表 5-2-4 は鉄筋の機械的性質を示したものである。ステンレス鉄筋は、ステンレス鋼材のベース鋼である SUS304 を使用した。この SUS304 は 50％以上の大きな伸び能力を有している。なお、D16 は SD390、D10 は SD295A をそれぞれ使用した。表 5-2-5 にコンク
リートの配合表を示す。コンクリートは水セメント比が 28.4％で、目標圧縮強度を 80N/mm 2とした。

表 5-2-3
主鉄筋
比
試験体名
p
(%)
B-3-2.2

1.25

BS-5-2.2

2.09

B-3-2.8

1.25

BS-5-2.8

2.09

せん断
スパン
a
(mm)

せん断
スパン
比
a/d

800

2.2

1000

2.8

試験体一覧

寸法
フランジ高
・ウェブ厚
(mm)

主鉄筋

圧縮鉄筋

せん断補強筋

径

径

径

本数

D16

5
3

150
D10

3

D10
100

5

B-3-2.2
B-3-2.2

せん断スパン比(a/d)2.2
100

間隔
(mm)

3
70

主筋(D10)100

本数BS-5-2.2
B-5-2.2

スターラップ(D10@150)
スターラップ(D10@150)
65
70 65
100
100

主筋(D10)

65

70

70

200

主筋(D16)

主筋(D16)

200
800

800

1000

1000

3000

3000

800
200

800

30

70

主筋(D16)2001000

1000

600

600

3000

3000

図 5-2-1
表 5-2-4降伏鉄筋
強度
径（N/mm 2 ）
D16
393
D10
363

1000

伸び
（%）
53
50

静弾性
係数
（kN/mm 2 ）
188
202

30

4@35
140
30

2@70
140 200
30

70

65

70

10

10

70

30

4@35
140
30
200

試験体概要
表 5-2-5 コンクリートの配合
細骨 水ｾﾒﾝﾄ
ｾﾒﾝﾄ
材率
比
種類
(％)
(％)

93 N

44.4

28.4

水
170

単位量(kg/m 3 )
ｾﾒ
細
粗
混和
ﾝﾄ 骨材 骨材剤
599

10BS-5-2.8
B-5-2.865200

鉄筋の機械的性質

引張
強度（N/mm 2 ）680
695

1000200

10200

スターラップ(D10@100)
スターラップ(D10@100)
65
70 65
100
100

主筋(D10)

主筋(D16)

70

200

70

200

70

10

B-3-2.8
B-3-2.8

主筋(D10)
せん断スパン比(a/d)2.8
100
100

65

10

2@70
=140 200
30

30

70

707

902

10.78

10

10

第5章

対策評価の高度化（３）実験結果および検討
表 5-2-6 は本試験で得られた試験結果の一覧を示したものである 。主筋降伏荷重は、全試験体で実験値が計算値よりも若干大きくなっているが、両者の間に概ね良い一致が認められる。また、終局荷重は、曲げ卓越型の B-3-2.2 および B-3-2.8 で実験値と計算値の比が 1.12 および 1.10 となった。また、せん断卓越型では実験値と計算値の比が BS-5-2.2
で 1.06、BS-5-2.8 で 0.97 となった。以上のように、曲げ耐力およびせん断耐力ともに実用面での良い一致が認められる。これは今回対象としたＩ型断面の鉄筋コンクリート部材の耐力評価に対して、従来から使用されている計算方法が適用可能なことを示唆している。
なお、コンクリートの圧縮強度は、79.1～81.2N/mm 2 と目標強度 80N/mm 2 をほぼ満足する値であった。
表 5-2-6

試験結果一覧表

荷重一覧表（kN）
コンク
試験

降伏

終局

破壊
リート

体名

実験値／
実験値

計算値

計算値

計算値

実験値／

（曲げ）

（せん断）

計算値

モード
強度

実験値
計算値

B-3-2.2

204.3

191.2

1.07

250.2

222.9

288.7

1.12

曲げ

79.1

BS-5-2.2

317.4

311.8

1.02

340.0

351.6

319.6

1.06

せん断

79.1

B-3-2.8

160.0

153.0

1.05

194.2

176.2

268.4

1.10

曲げ

81.2

BS-5-2.8

258.9

249.4

1.04

278.3

281.3

287.0

0.97

せん断

79.1

図 5-2-2 は試験体の荷重とスパン中央部変位の関係を示したものである。曲げ卓越型の
B-3-2.2 および B-3-2.8 は、主筋降伏変位δ y がそれぞれ 8.7mm および 8.0mm で、終局
変位δ u はそれぞれ 68.2mm (=7.9δ y )、54.9mm (=6.9δ y )と高いじん性を示した後曲げ破壊に至った。これに対して、せん断卓越型の B-5-2.2 および B-5-2.8 は、主筋降伏変位δ yがそれぞれ 10.0mm、11.0mm、終局変位δ u がそれぞれ 19.7mm (=2.0δ y )、27.6mm (=2.5
δ y )と小さい変形でせん断破壊に至った。
400

せん断スパン比2.2

250
200
150

B-3-2.8試験体
BS-5-2.8試験体

300

荷重（ｋN)

荷重（ｋN)

350

BS-5-2.2試験体

300

せん断スパン比2.8400B-3-2.2試験体

350

250
200
150

100

100

50

50
0

0
0

20

40
変位(mm)

60

図 5-2-2080

荷重-変位曲線942040
変位(mm)

60

80

第5章

対策評価の高度化

図 5-2-3 は B-3-2.8 試験体および BS-5-2.8 試験体のひび割れ発生状況を示したものである。各試験体の曲げひび割れは、35～50kN 載荷時に等モーメント区間付近において発生し、荷重増加にともなって中立軸が上昇するに従って上方へと進展した。また、鉄筋降伏
後は上フランジまでのひび割れの進展ならびに二次的なひび割れの発生が見られた。
せん断ひび割れは、80～100kN の載荷時に全試験体において発生している。これは、曲げ 卓 越 型 試 験 体 で も 鉄 筋 比 が 1.25% と 大 き く 、 せ ん 断 ひ び 割 れ 発 生 荷 重 の 計 算 値 が102~129kN と 主 鉄 筋 降 伏 荷 重 よ り 小 さ く な っ て い る こ と に よ る 。 せ ん 断 卓 越 型 のBS-5-2.2 および BS-5-2.8 試験体は、せん断ひび割れが進展して破壊に至った。また、曲げ卓越型の B-3-2.2 および B-3-2.8 は、6δ y 以上の大変形を示した後、載荷点付近の圧縮
縁のコンクリートが圧壊して破壊に至る曲げ破壊となった。
主筋降伏時における等モーメント区間の平均ひび割れ間隔は a/d=2.2 の試験体で 80mm
程度、a/d=2.8 の試験体で 60mm 程度となった。このことは、本構造物が良好なひび割れ
分散性を有することを示している。

降伏前
降伏後
圧壊

B-3-2.8試験体

CLB-5-2.8試験体

CL

図 5-2-3

ひび割れ発生状況

参考文献
1）土木学会：ステンレス鉄筋を用いるコンクリート構造物の設計施工指針 (案)、2008 年 9
月

95

第5章

５．２．３

対策評価の高度化

高耐久性埋設型枠（１）目的
高耐久性埋設型枠は、型枠脱型、コンクリートの養生作業を省くことができるため、工期の短縮を推進する。また、構造体表面からの腐食因子の侵入を抑制することにより、コンクリート構造物の長寿命化を実現する。本研究は、細径の SUS 鉄筋を使用した高耐久性埋設型枠の開発・実用化を目的に行ったものである。

（２）試験体曲げ試験に用いたパネル試験体の形状寸法および配筋を図-5-2-4 に示す。試験体は、幅200mm、長さ 400mm、厚さ 20mm とし、断面内に極細径のステンレス鉄筋(D4)を縦と横に２本ずつ配置した。また、埋設型枠の基材モルタルは、水セメント比を 30％とし、圧縮強度を 70N/mm 2 以上とした。表 5-2-7 に基材モルタルの配合を、表 5-2-8 にステンレス鉄筋 D4 の機械的性質および規格値をそれぞれ示す。

図 5-2-4

試験体の形状寸法および配筋

96

第5章

表 5-2-7

基材モルタルの配合

配合条件

フロー値
(mm)
250±20（ｋｇ/ｍ 3 ）

単位量

水セメント
比

水

セメント

細骨材

（％）
30

216

表 5-2-8

鉄筋径

SUS304-SDD4規格

公称直径：3.91mm

721

マイクロ

混和剤
(ｽｰﾊﾟｰ 200)

1443

13.699

ファイバ
ー
0.400

ステンレス鉄筋の機械的性質および規格値

鉄筋の種類

成績

対策評価の高度化

耐力 (N/mm 2 )引張強さ(N/mm 2 )伸び（％）

390 以上560 以上

16 以上

563

803

41

公称断面積：0.1199cm 297

公称単位重量：0.0951kg/m

第5章

対策評価の高度化（３）実験結果および検討
曲 げ 試 験 は 、 写 真 5-2-1 に 示 す よ う に せ ん 断 ス パ ン と 等 モ ー メ ン ト 区 間 が そ れ ぞ れ
100mm となる 3 等分点載荷方式で行った。ここで、計測は載荷荷重とスパン中央部の変形量とした。図 5-2-5 に曲げ応力と変形量の関係を示す。パネル供試体は大変形時（写真参照）においても曲げ応力が上昇を続けるじん性に富んだ挙動を示すことがわかる。ここで、曲げ応力のピーク値は 17.2N/mm 2 となった。また、実験において曲げひび割れの分
散状況も確認した。本実験から、ステンレス鉄筋Ｄ４は異形鉄筋としての機能（コンクリートとの付着性能）を有していることがわかる。

図 5-2-5

曲げ応力と変形量の関係

写真 5-2-1

載荷状況

本埋設型枠は、新たな領域を創造する高耐久性埋設型枠「SDP フォーム( Stainless steel

bar reinforcement, Durable, Permanent Form )」と商品化した。2012 年度に NETIS(登録番号： TH-120024-A)登録され 、軽量化の埋設型枠の性能を活かし 地域立脚型のコンク
リート構造物の維持管理技術に大きく貢献することと考えている。
98

第5章

対策評価の高度化

５.３．モニタリング技術の開発
５．３．１

はじめに

近年、PC 橋の PC ケーブルが腐食により破断した事例が報告されている 1) 。以下に、PC
ケーブルの破断が発見された 2 橋について説明する。
まずは、2010 年 9 月、宮崎県にある一ツ葉大橋で PC ケーブルの破断が確認された。これは、耐震化の調査中に、ケーブル定着部が保護コンクリートから飛び出している状態で発見された。内視鏡によりシース管内部の状態を確認したところ、飛び出していた定着部とは逆側の定着部から約 30cm の位置でケーブルが破断していた（図 5-3-1）。腐食の原因
は、破断したケーブルのシース管へのグラウト充填が十分ではなく、そこに水が浸入したことで腐食が発生したと考えられる。点検の際、破断が発見された径間ではコンクリートのかぶりが厚く、非破壊検査では内部の状況を把握できなかったため、コンクリートを削孔することでケーブルの破断を確認することができた。ただし、シース管に損傷は見られず、水の侵入経路は断定できなかった。
次は、2009 年 12 月に、新潟県にある妙高大橋でも PC ケーブルの破断が確認された。補修工事中に箱桁下面のコンクリートを斫ったところ、9 本の PC ケーブルの破断が確認された（図 5-3-2）。削孔による詳細な調査の結果、一ツ葉大橋と同様に、グラウトの充填が不十分なシース管内へ水が浸入し、PC ケーブルが腐食して破断に至ったと判断された。調査した 215 本の PC ケーブルのうち破断していたものは 22 本であった。
コンクリート内部の状況を非破壊で評価する方法として、X 線透過法やインパクトエコ
ー法の研究が行われているが、現状では装置が高価であり、かぶりが数十センチメートルとなると計測結果が明瞭でなくなるといった課題がある。このため、コンクリート内部にPC ケーブルが埋設される形式の橋梁では、PC ケーブルの状態を非破壊で評価することが困難な状況にある。

図 5-3-1

破断したケーブル(一ツ葉大橋)

図 5-3-2

99

破断したケーブル(妙高大橋)

第5章

対策評価の高度化

また、妙高大橋では、PC ケーブルの破断が確認された後、損傷検出を目的として、荷重車走行による全体系の振動計測が長岡技術科学大学の構造研グループにより実施された。
その際、ケーブルの破断が多く見られた第 1 径間と、ケーブルの破断が比較的少なかった
第 4 径間で振動計測が実施された。振動計測の詳細については後述するが、損傷の度合いが異なる 2 つの径間の間に動特性の変化は確認されなかった。このことから、橋梁全体系の動特性から、PC ケーブルの破断を検出することは困難であるといえる。
そこで、本研究では PC ケーブル破断検出に向けて、PC ケーブルが破断する際に発生し得る音に着目して、音響モニタリングシステムの基礎検討を行うことした。具体的には、コンクリート内部を伝播する弾性波を、コンクリート表面に設置することが可能で、かつ安価なコンクリートマイクで計測する。破断検出に向けては、計測データから環境ノイズを分離してケーブル破断音を識別する必要がある。このため、PC ケーブル破断音の特性把握を目的として、PC 供試体の鋼材を電食破断させる屋内実験を実施する。また、車両走行音などの環境ノイズの特性把握を目的として、妙高大橋で現地計測を実施する。さらに、
ケーブル破断位置の特定に向けて、RC 梁の打撃音を 2 台のコンクリートマイクで計測し、計測データから打撃位置を逆解析する屋内実験を実施する。

100

第5章

５．３．２

対策評価の高度化

妙高大橋振動計測（１）はじめに
平成 21 年 12 月、PC ケーブルの破断が発見された妙高大橋にて、現況把握を目的として荷重車走行による振動計測が実施された。このとき、破断した PC ケーブルが多かった第 1
径間と、破断した PC ケーブルが比較的少なかった第 4 径間で振動計測が実施された。ここ
では、妙高大橋の構造諸元、PC ケーブル破断の状況、振動計測の結果について説明する。

（２）対象橋梁
妙高大橋は、新潟県妙高市の一般国道 18 号にある PC4 径間連続箱桁橋である（図 5-3-3）。
昭和 47 年の供用開始から 38 年が経過している。

①はじめに

形式
道路規格
橋長

PC4 径間連続箱桁橋
1 等橋(TL-20)
300.00m

支間長65.0m+85.0m+85.0m+65.0m

幅員構成0.50+車道 7.50m+歩道 1.50m+0.50

舗装
竣工年月

アスファルト舗装（車道部 t=80mm、歩道部 t=30mm）
1972 年（昭和 47）

図 5-3-3

妙高大橋

101

第5章
②一般図

図 5-3-4

側面図

図 5-3-5

平面図

102

対策評価の高度化

第5章

対策評価の高度化③PC ケーブルの破断状況
補修工事中に PC ケーブルの破断が発見された後、全 504 本の PC ケーブルから 215 本の代表ケーブルが抽出され、削孔を含む詳細な点検が行われた 1) 。点検の結果 22 本の PC
ケーブルの破断が確認された。図 5-3-6～図 5-3-9 に、PC ケーブルの破断位置を示す。各
図の橋梁上部に示した数字は、PC プレキャストのブロック番号を表している。
PC ケーブルの破断は、第 1 径間で最も多く確認され、連続ケーブルと張出しケーブル合わせて 12 本の PC ケーブルが破断していた。調査の結果、PC ケーブル破断の原因は、シース管内への漏水の侵入による腐食であると判断された。破断が確認された PC ケーブ
ルのシースには、グラウトがほとんど充填されていなかったようである。また、橋面からの漏水の侵入経路と、PC ケーブルの腐食・破断位置が一致していた。

張出しケーブル3本破断
1 2

8

20 21

連続ケーブル9本破断P1A1

図 5-3-6

PC ケーブル破断位置（第 1 径間）

張出しケーブル3本破断

22 23

50

P1

P2
図 5-3-7

PC ケーブル破断位置（第 2 径間）- 103 -

第5章

連続ケーブル1本破断

50

70

75

張出しケーブル2本破断

P2
図 5-3-8

91

P3

張出しケーブル1本破断

連続ケーブル2本，張出しケーブル1本破断

図 5-3-978

PC ケーブル破断位置（第 3 径間）

84 85 86

P2

対策評価の高度化

PC ケーブル破断位置（第 4 径間）- 104 -

A2

第5章

対策評価の高度化（３）計測条件
振動計測は、第 1 径間と第 4 径間の 2 径間で実施した。箱桁内部下床板上にサーボ型加速度計を設置し、常時微動と荷重車走行時の振動を計測した。加速度計の設置位置を図5-3-10 に示す。加速度計は下床板上の中央部に約 5m 間隔で 15 点設置した。床板上にボンドで接着した鉄板上に、マグネットにより加速度計を固定した。加速度計の設置状況を図5-3-11 に示す。サンプリング周波数は 200Hz とした。

12

3

4

5

6

7

図 5-3-10(a)15 14 13 12

11

10

8

9

10 11 12 13 14 15加速計設置位置（第 1 径間）

9

8

7

6

5

4

P3

3

A2

図 5-3-10(b)加速度計設置位置（第 4 径間)

サーボ型加速度計

第1径間

センサ6
センサ7

鉄板

センサ8

図 5-3-11

加速度計設置状況- 105 -

2 1

第5章

対策評価の高度化（４）計測結果
第 1 径間と第 4 径間で実施した振動計測結果から、固有振動数と減衰比をピークピッキ
ング法を用いて同定した。同定した固有振動数とモード減衰比を表 5-3-1 に示す。固有振動数は、常時微動、自由交通流、荷重車走行試験の全てを総合的に勘案して決定した。
表 5-3-1 から分かるように、損傷の度合いの異なる 2 つの径間の固有振動数および、モ
ード減衰比に、ほとんど差は見られていない。7 次の固有振動数で 0.3Hz の差が見られる
が、損傷の度合いの大きい第 1 径間の方が固有振動数が大きい。これらのことから、PC ケーブルの破断が橋梁の動特性に与える影響が小さく、動特性の変化から PC ケーブルの破断を検出することは困難と思われる。

（５）まとめ
妙高大橋にて、破断した PC ケーブルの本数が最も多かった第 1 径間と、第 1 径間に比べて破断した PC ケーブルの本数が少ない第 4 径間で振動計測を実施した。箱桁内下床板上にサーボ型加速度計を 15 点設置し、常時微動、自由交通流、荷重車走行時の振動を計測した。
その結果、両径間で同定された固有振動数や、モード減衰比に大きな差は見られなかった。
橋梁の全体系の動特性変化から、PC ケーブルの破断を検出することは困難であるといえる。

表 5-3-1

振動計測結果第 1 径間
モード次数

固有振動数
(Hz)

第 4 径間モード減衰比固有振動数(Hz)

モード減衰比

1

1.0

-

1.0

-

2

1.5

-

1.5

-

3

2.1

-

2.1

0.01974

2.6

0.01142.6

0.00925

4.0

0.0135

4.0

-

6

4.8

0.00954.8

0.00927

6.4

0.0134

6.1-- 106 -

第5章

５．３．３

対策評価の高度化

音響システム概要

ここでは 、開発を進めている音響モニタリングシステムについて説明する 。図 5-3-12に本システムの概要を示す。本システムは、コンクリート内部を伝播する音を収録する入力部、計測プログラムの動作と入力された信号の解析を行う計測・解析部、解析した情報を外部へ出力する出力部の 3 要素から構成される。図 5-3-13 に本システムの全体図を示す。以下に、本システムを構成する各要素について述べる。

商用電源供給商用電源供給出力部

1.コンクリートマイク

2.コンクリート
マイク・アンプ

4.ノートPC

3.A/Dコンバータ

入力部

5.電圧出力ボード

計測・解析部

音の入力

電圧出力

図 5-3-12

音響システム概要

2.コンクリート
マイク・アンプ

3.A/D コ ン バ ー
5.電圧出力4.ノート PC

1.コンクリートマイク
図 5-3-13

音響システム- 107 -

ボード

第5章

対策評価の高度化（１）コンクリートマイク
コンクリート内部を伝播する音の収録には、コンクリート表面に設置することが可能でかつ安価であるという理由からコンクリートマイクを使用することとする。図 5-3-14 に、本研究で使用したコンクリートマイクを示す。これは、一般的に壁面内に埋設された配管の導水状況を確認する用途で使用されているものである。
本システムでは、ダイナミックマイクである SUN-MECHATRONICS 社製のコンタクト
マイクを使用する。本マイクは、コンクリート内部を伝播する波動によってコンタクトピ
ンが振動し、その振動が電気信号に変換される。

（２）A/D コンバータ
コンクリートマイクで収録された信号は、A/D コンバータによってデジタル信号に変換されて PC に入力される。本システムは、既設橋梁に設置して長期間のモニタリングを行うことを想定している。ここでは、計測環境によっては、商用電源などによる電源供給が困難な場合が予想される。このため、A/D コンバータは、PC と USB ケーブルで接続して、データ通信と電源供給が可能なバスパワータイプとすることが望ましい。また、コンクリ
ートマイクで計測される信号は非常に微弱であることから 、PC へ入力する前に信号を増幅させる必要がある。このため、A/D コンバータはプリアンプを内蔵していることが望まし い 。 以 上 を 鑑 み て 、 本 研 究 で は Roland 社 製 の USB オ ー デ ィ オ イ ン タ ー フ ェ ー ス(EDIROL UA-3D)を使用することとした。図 5-3-15 に使用するオーディオインターフェースを示す。

（３）PC
本システムにおけるノート PC のスペックは以下に示す通りである。
・ハード

Let’s Note CF-W8 GWBAJP(Panasonic)

・OS

Windows Vista(64bit 版)

・CPUIntel Core2 Duo(1.60GHz,2CPU)

・メモリ

4GB

- 108 -

第5章

図 5-3-14

図 5-3-15

コンクリートマイク

オーディオインターフェース- 109 -

対策評価の高度化

第5章

対策評価の高度化（４）計測・解析プログラム
本システムを妙高大橋に設置して、音響モニタリングを実施する。妙高大橋には、すでに、たわみ計や目地変位計などが設置されており、常時モニタリングが実施されている。
たわみ計などで計測されたデータは、現地のモニタリングシステムに蓄積される。このデータは、携帯電話回線を利用して、web 上から遠隔監視を行うことが可能である。本研究で開発を行う音響モニタリングシステムを、現地のモニタリングシステムに接続することとした。現地のモニタリングシステムに出力する値は、時刻歴波形の最大絶対値振幅（音量）と、フーリエ振幅スペクトルの最大ピーク周波数（音色）である。図 5-3-16 に計測プ
ログラムのフローチャートを示す。計測の手順は次の通りとなる。

(1) 計測する時間間隔を入力して、計測を開始する。
(2) 指定された時間間隔で計測を行う。ノート PC には計測された時刻歴波形が表示される。
計測データはテキスト形式で書き出される。
(3) 指定時間での計測が終了した後、現地のモニタリングシステムに出力する値を算出するための計算処理が行われる。外部モニタリングシステムに出力される値は、時刻歴波形の最大絶対値振幅（音量）と、フーリエ振幅スペクトルの最大ピーク周波数（音色）である。これらの値は、時刻歴波形とフーリエ振幅スペクトルの最大値からそれぞれ求められる。
(4) (3)で算出された値は、電圧出力ボードにより電圧値として現地のモニタリングシステ
ムに出力される。ただし、出力される電圧値は、現地のモニタリングシステムの仕様に合わせて、1～5V の範囲となるよう調整する。
(5) (3)で算出された値をテキストデータとして書き 出す。計測を終了しない場合は、(2)～(4)の処理を連続して繰り返す。

- 110 -

第5章

対策評価の高度化

START
計測時間
入力
計測

時刻歴波形

統計処理
振幅最大値

スペクトル計測
パワースペクトル

×4
＋1

統計処理
最大ピーク周波数×4÷11025
＋1

電圧出力

電圧出力

テキストデータ
書き出し

計測終了

END

図 5-3-16

計測フローチャート- 111 -

テキストデータ
書き出し第5章

対策評価の高度化（５）電圧出力ボード
現地モニタリングシステムへの電圧出力は 、図 5-3-17 に示す電圧出力ボードにより行う。電圧出力ボードは、National Instruments 社製のデータ集録ハードウェア(USB-6009)
を使用する。仕様で規定された最大出力電圧は 5V である。

図 5-3-17

電圧出力ボード- 112 -

第5章

５．３．４

対策評価の高度化

妙高大橋における音響モニタリング

妙高大橋では、PC ケーブル破断調査の結果、10 年後の架け替えを前提として補修・補強対策を講ずることとなった。その一環として、たわみ計などを設置して、たわみやコン
クリートプレキャストブロックの目地開きを 10 分間隔でモニタリングするシステムが設置された。そこで、このモニタリングシステムに、前節で説明した音響モニタリングシス
テムのプロトタイプを接続して、音響モニタリングを実施する。

（１）計測条件
音響モニタリングを実施した期間は、2010 年 12 月 21 日～2011 年 3 月 24 日である。コンクリートマイクを第 1 径間のブロック 7 に設置した。コンクリートマイクは下床板上に設置するために、図 5-3-18 に示すように、床板上にボンドで接着した鉄板上に設置した。
図 5-3-19 に、既存のモニタリングシステムへの接続状況を示す。音響モニタリングシステ
ムの電圧出力ボードから伸ばしたワイヤを既存のモニタリングシステムに接続する。

（２）計測システム
音響モニタリングシステムから出力する値は音量と音色である。音量については、計測
した時刻歴波形の最大絶対値を出力する。音色については、フーリエスペクトルの最大ピーク周波数を出力する。これにより、10 分間の最大絶対値と最大周波数ピーク値がモニタリングされる。既存のモニタリングシステムの入力電圧範囲（ 1～5V）に合わせるため、音響モニタリングシステムから出力する値をスケーリングしている。スケーリングの値については、計測フローチャート（図 5-3-16）に示している。サンプリング周波数は 22050Hzとした。

コンクリートマイク

既存のモニタリングシステム

音響システム鉄板

図 5-3-18

コンクリートマイク設置状況

図 5-3-19

既存のモニタリングシステムへの接続- 113 -

第5章

対策評価の高度化（３）モニタリング結果
計測結果の一例として、2010 年 12 月 22～2011 年 1 月 22 日までの 1 か月間のモニタ
リング結果を示す。図 5-3-20 は時刻歴波形の振幅最大値（絶対値）のモニタリング結果を示している。縦軸は最大絶対値、横軸は時間を表している。図 5-3-20 をみると、振幅最大値は 2010 年 12 月 31 日～2011 年 1 月 3 日の時期を除いて、0.5～1.0 の範囲を推移している。振幅最大値が 1.0 のところは測定値がレンジオーバーしていることを意味する。このため、現地計測にもとづいて、ボリュームの大きさを適切に設定する必要がある。
図 5-3-21 に、最大ピーク周波数のモニタリング結果を示している。縦軸は周波数、横軸は時間を表している。図 5-3-21 から、最大ピーク周波数は 50Hz と 150Hz の二つの値で推移していることがわかる。これは、電源によるハムノイズの周波数である。音響システ
ムのプロトタイプでは、コンクリートマイク・アンプと PC に AC アダプタを介して商用電源を供給しているため、ハムノイズの影響が大きい。このため、ハムノイズを除去または低減させる対策が必要である。

1.2

0.8
0.6
0.4
0.2

時間
図 5-3-20

時刻歴波形振幅最大値（絶対値）のモニタリング結果- 114 -

2011/1/21

2011/1/18

2011/1/15

2011/1/12

2011/1/9

2011/1/6

2011/1/3

2010/12/31

2010/12/28

2010/12/25

0.0
2010/12/22

振幅最大値

1.0

第5章

対策評価の高度化

10000

周波数(Hz)

1000

150H

100

50H
z
z
10

2011/1/21

2011/1/16

2011/1/11

2011/1/6

2011/1/1

2010/12/27

2010/12/22

1

時間
図 5-3-21

最大ピーク周波数のモニタリング結果（４）まとめ
妙高大橋の桁内に音響システムのプロトタイプを設置して、2010 年 12 月 21 日～2011
年 3 月 24 日の期間で、音響モニタリングを実施した。モニタリングする項目は、10 分間の時刻歴波形の最大絶対値（音量）と、時刻歴波形をフーリエ解析して得たフーリエ振幅
スペクトルの最大ピーク周波数（音色）の 2 つとした。モニタリングの結果、時刻歴波形の最大絶対値は 0.5～1.0 の範囲で推移しており、大型車の交通量が小さい期間では 0.5以下の値も見られた。最大絶対値はレンジオーバーしており、ボリュームの大きさを適切に設定する必要があることが分かった。また、最大ピーク周波数については、電源のハム
ノイズの影響を強く受けており、システムのノイズ対策が必要であることが分かった。

- 115 -

第5章

５．３．５

対策評価の高度化システムのノイズ対策

本システムでは、長期的なモニタリングを実施する必要があるため、コンクリートマイ
ク・アンプと PC の電源を商用電源から供給する。商用電源から電源供給を行う場合、システムに混入する 50Hz の逓倍となるハムノイズの成分を除去または低減させる必要がある。本節では、ハムノイズの対策方法について述べる。

（１）音響システムプロトタイプによる計測結果
図 5-3-22、図 5-3-23 に、音響システムのプロトタイプで計測したデータの時刻歴波形とフーリエ振幅スペクトルを示す。計測位置は屋内であり、コンクリートマイク・アンプと PC の電源は商用電源から供給している。図 5-3-22 は静穏時の計測結果、図 5-3-23 は打音を収録した時の結果を示している。また、比較のために、図 5-3-24 にコンクリートマ
イク・アンプと PC の電源をバッテリーから供給して計測した結果も合わせて示す。

1

0.1

0.5

0.05

0

0

-0.5

-0.05

-1
0

2

4
Time (s)

-0.1
0

6

(a)

2

4
Time (s)

時刻歴波形

800
150

600
400

250
50

200
0
0

350
450

550
850

500
(b)

1000
Frequency (Hz)1500

フーリエ振幅スペクトル

図 5-3-22

静穏時（電源：AC100V）- 116 -

2000

6

第5章

0.5

0.5

0

0

-0.5
0

対策評価の高度化-0.5
24Time (s)

3.6

6

(a)

800

3.62
3.64
Time (s)

3.66

時刻歴波形

250

600

150
50

350

400
450

200
0
0

550

500
(b)

850

1051

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

フーリエ振幅スペクトル

図 5-3-23

打撃時（電源:AC100V）

図 5-3-22 を見ると、フーリエ振幅スペクトルには、50Hz の逓倍のピークが卓越している。図 5-3-23 に、図 5-3-22 と同条件で、鉄板をプラスチックハンマーで打撃した音を計測した結果を示す。時刻歴波形には打音が確認できるが、フーリエ振幅スペクトルでは50Hz の逓倍成分が卓越してしまい、その他の成分が埋もれてしまっている。
図 5-3-24 に、コンクリートマイク・アンプと PC の電源をバッテリーから供給した場合の計測結果を示している。ここでは、フーリエス振幅ペクトルに 50Hz の逓倍成分は確認されない。この状態に近づけることを目標として、次項から述べるハムノイズ対策を施した。

- 117 -

第5章

1

0.01

0.5

0.005

0

0

-0.5

-0.005

-1
0

10

20
Time (s)

-0.01
0

30

(a)

10

20
Time (s)

時刻歴波形

8
6
4
2
0
0

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

800
600
400
200
0
0

(b)
図 5-3-24

フーリエ振幅スペクトル
静穏時（電源：バッテリー）- 118 -

対策評価の高度化30

第5章

対策評価の高度化（２）直流安定化電源による電源供給
音響システムプロトのタイプでは、コンクリートマイク・アンプと PC の電源は、AC
アダプタを介し、商用電源から供給することした。一般的に、ノート PC や PC 周辺機器に用いられている AC アダプタはスイッチング方式である。スイッチング方式の AC アダ
プタは、コストが安く小型化が可能である反面、リップルノイズが大きいという欠点がある。そこで、交流電流から安定した直流電流を得ることができる直流安定化電源からの電源供給を試みた。
図 5-3-25 に使用した直流安定化電源の外観を、表 5-3-2 にその性能を示す。使用した直流安定化電源は菊水電子工業社製のシリーズドロッパ方式のものである。トランスを内蔵し、容積・重量ともにスイッチング方式のものに比べて大きくなるが、低リップルであるためハムノイズ低減に大きな効果が期待できる。
コンクリートマイク・アンプとノート PC それぞれに対して、直流安定化電源から電源を供給し計測を行い、ハムノイズの低減が確認されたが、コンクリートマイク・アンプの動作電流が 5mA と小さく、パワーIC などの故障の危険があるため、ノート PC のみ直流安定化電源から電源を供給することとした。直流安定化電源の仕様として示された電流設
定分解能は 1.8mA である。しかし、これは可変抵抗器の巻数から計算された理論値であり、実際はその 3～5 倍の 5.4mA～9mA となることが確認されている。ノート PC の動作電圧と動作電流はそれぞれ、16V、4.06A である。直流安定化電源の出力を、規定の値に設定
し定電圧制御により電源を供給する。
図 5-3-26 に、ノート PC の電源を直流安定化電源から供給し計測を 行った結果を示す。
なお、このときのコンクリートマイク・アンプは 9V バッテリーにより電源を供給した。
PC の電源を、AC アダプタを介して供給する場合に比べて 50Hz の逓倍成分は低減した。
ただし、200Hz の逓倍成分の卓越が見られるが、これは直流安定化電源により整流された電源の変動による成分であると思われる。

図 5-3-25

直流安定化電源- 119 -

第5章

表 5-3-2

出力

リップル

対策評価の高度化

直流安定化電源性能

電源変動

負荷変動

CV

CC

CV

CC

CV

CC

CV

CC

V

A

mVrms

mArms

0.005%+mV

mA

0.005%+mV

mA

0～16

0～10

0.5

2

2

1

2

3

- 120 -

第5章

1

0.01

0.5

0.005

0

0

-0.5

-0.005-1
0

2

4Time (s)

-0.01
0

6
(a)

2

対策評価の高度化

4Time (s)

6

時刻歴波形

25
200

20

400

747

15

796
996

1394

10
5
0
0

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

800
600
400
200
0
0

(b)
図 5-3-26

フーリエ振幅スペクトル
静穏時（電源：直流安定化電源）（３）アンプ基板の開発
前節で述べたように、直流安定化電源から電源を供給することによって、ハムノイズを低減させることができた。しかし、コンクリートマイク・アンプに対しては、直流安定化
電源の供給電流の設定分解能が、回路の許容電流値を超える恐れがあるため、別の対策が必要となった。そこで、コンクリートマイク・アンプの回路に、ハムノイズ低減効果のある RC フィルタ等を追加した新たな基板を開発することとした。図 5-3-27 に開発したコン- 121 -

第5章

対策評価の高度化

クリートマイク・アンプの外観および基板を示す 。図 5-3-28 にノイズ対策前のコンクリー
トマイク・アンプの回路図を、図 5-3-29 にノイズ対策後の基板の回路図を示す。また、表
5-3-3 にノイズ対策後の部品一覧を示す。新たに追加した部品は以下の通りである。

・IC2（リニアレギュレータ：TA78L009AP）
回路に供給される電源を一定（回路動作電圧：9V)とすることを目的として、リニアレギ
ュレータを追加した。リニアレギュレータの発振防止用（低周波用）として、セラミック
コンデンサ C10、C11 を入れている。また、電源平滑用コンデンサ C9 と、高周波用の発振防止用コンデンサ C12 を入れている。

・バイパスコンデンサ（C4～C8）
リニアレギュレータから供給される電源ラインとグランド間に、バイパスコンデンサ C4～C8 を追加した。これにより、ハムノイズの低減と、リニアレギュレータの動作電圧を一定に保つ効果が得られる。

・コンデンサ C15
IC1(TA7368PG)の 2 ピンに、リップル除去率の増加を目的としてコンデンサを追加した。

・ハイパスフィルタ（R13、R14）100Hz 以下のハムノイズ除去を目的として、RC ハイパスフィルタ（以下、HPF）を追加した。IC1 の入力ラインと、出力ラインにそれぞれ抵抗 R13 および R14 を追加し、既存のコンデンサと HPF を構成した。HPF の特性は以下の通りである。

HPF1（入力部）
抵抗： R  3.3kΩ

コンデンサ： C  0.493μF

カットオフ周波数： f p 11
 97.83  Hz 
2 RC 2    3.3 103  0.493 106

HPF2（出力部）
抵抗： R  15

コンデンサ： C  108.4μF

カットオフ周波数： f p 11
 97.88  Hz 
2 RC 2   15 108.4 106- 122 -

第5章

図 5-3-27(a)開発したコンクリートマイク・アンプ外観

図 5-3-27(b)開発したコンクリートマイク・アンプ基板- 123 -

対策評価の高度化

第5章
Batt
IC1
MIC1

Batt
9 8 7 6 5 4 3 2 1

MIC2
VR2
REC

VR1
C1
100μ

VR1

C4
0.47μ
C2
100μ

C3
100μ

EAR

EAR

Batt

R1
5.6k
C4
22μ

R2
4.7k

C8
470p

C6
0.47μ

R3
22k
MIC2
R5
270k

C9
0.47μ

R4
1.7M

VR2
TR2

R9
33k

R7
2.7k
REC

R6
270k

R8
1.7k
TR1
C7
0.1μ

MIC1
C5
0.47μ

図 5-3-28

R102.2k

ノイズ対策前のコンクリートマイク・アンプ回路図

124

対策評価の高度化

第5章
CN1

C1
0.01μ

1

C2
0.1μ

L1
ADM4532-801-2P
1
2

2
4
C3
100μ /20V

3
4

3

C7
100μ /20V

C5100μ /20V

C9100μ /20V

R1
0

Batt

IC2
TA78L009AP
I

IN

O

OUT
GND

C12
100μ /16V

G

MIC1

5

C4
100μ /20V

MIC2

6
7

C6
100μ /20V

C8100μ /20V

C10
0.1μ

C11
0.1μ

VR2

8

REC

9

IC1

VR1

10

C16
0.47μ

Batt

EAR

X1

9 8 7 6 5 4 3 2 1

VR1

X2
C13
100μ

C23
100μ

Batt

C14
100μ

EAR
R1
5.6k

R14
15

C17
22μ

R2
4.7k

C21
470p

C19
0.47μ

R3
22k

R4
1M

MIC2
R5
200k

C22
0.47μ

R12
10M

VR2

TR2

R9
33k

R7
2k
REC

R6
200k

R8
1k
TR1

C20
0.1μ

MIC1
C18
0.47μ

R10
2.2k

図 5-3-29

ノイズ対策後のコンクリートマイク・アンプ回路図

125

C15
100μ

R14
15

対策評価の高度化

第5章
表 5-3-3

回路図記号

品名

C1
C2，C10，C11，C20
C3， C4， C9
C5， C6， C7， C8
C12
C13，C14，C15，C23
C16， C18
C17
C19， C22
C21
L1
IC1
IC2
R1
R2
R3
R4
R5， R6
R7
R8
R9
R10
R11
R12
CN1
TR1， TR2
R13
R14

GRM216R71H103KA01D
GRM21BR71H104KA01L
RNS1D101MDN1PH
RNS1D101MDN1PH
RNS1D101MDN1KX
1CUTWE101M
F971E474MAA
1CUTWE220M
1HUTWER47M
GRM2165C1H471JA01D
ACM4532-801-2P
TA7368PG
TA78L009AP
MCR10EZHJ562
MCR10EZHJ472
MCR10EZHJ223
MCR10EZHJ105
MCR10EZHJ204
MCR10EZHJ202
MCR10EZHJ102
MCR10EZHJ333
MCR10EZHJ222
MCR10EZPJ000
MCR10EZHJ106
BM10B-SRSS-TB(LF)(SN)
2SC1959
MCR10EZHJ332
MCR10EZHJ150

対策評価の高度化

コンクリートマイク・アンプ部品一覧

部品仕様
仕様
セ ラ ミ ッ ク コ ン デ ン サ 10nF 50V ±10%
セ ラ ミ ッ ク コ ン デ ン サ 100nF 50V ±10%
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 100μF 20V dc
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 100μF 20V dc
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 100μF 16V dc
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 100μF 16Vタ ン タ ル コ ン デ ン サ 85℃ 25V 0.47μF
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 22μF 16V ±20%
ア ル ミ 電 解 コ ン デ ン サ 0.47μF 50V ±10%
セ ラ ミ ッ ク コ ン デ ン サ 470pF 50V ±5%
フ ィ ル タ ， コ モ ン モ ー ド ， 2 ラ イ ン ， 800Ω@100MHz， 1A
低 周 波 電 力 増 幅 用 IC
リ ニ ア レ ギ ュ レ ー タ ， Vout 9V(typ)チ ッ プ 抵 抗 5.6kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 4.7kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 22kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 1MΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 200kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 2.0kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 1.0kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 33kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 2.2kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 0Ω ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 10MΩ ±5% 1/8W
コ ネ ク タ ト ッ プ 型 P1.0×10
ト ラ ン ジ ス タ ， 2SC1959(F)， 30V， 0.5V
チ ッ プ 抵 抗 3.3kΩ ±5% 1/8W
チ ッ プ 抵 抗 15Ω ±5% 1/8W

126

使用温度範囲
-55
-55
-55
-55
-55
-40
-55
-40
-40
-55
-25
-25
-30
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-55
-25
-55
-55
-55

125
125
105
105
105
105
125
105
105
125
85
75
85
155
155
155
155
155
155
155
155
155
155
155
85
150
155
155

動作電源範囲50

メーカー名
MURATA
MURATA
ニチコン
ニチコン
ニチコン
東信工業
ニチコン
東信工業
東信工業
MURATA
TDK
東芝
東芝
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
ROHM
JST
東芝
ROHM
ROHM

第5章

対策評価の高度化

図 5-3-30 に 開 発 し た ア ン プ を 用 い て 計 測 し た 結 果 を 静 穏 時 に つ い て 示 す 。 ま た 、 図
5-3-31 に図 5-3-30 と同条件で打音を計測した結果を示す。なお、PC の電源は直流安定化
電源から供給している。図 5-3-30 のフーリエ振幅スペクトルには、ハムノイズによると思われる 50Hz の逓倍成分が確認される。ハムノイズを完全に除去することはできなかったものの、プロトタイプの計測結果と比較すると、50Hz の逓倍成分の値は約 10 分の 1 まで低減している。
ハムノイズによる成分の大きさがゼロになることが理想であるが、図 5-3-31 に示す打音を計測した結果や。妙高大橋桁内部で行った計測結果から、50Hz の逓倍成分が、その他の車
両走行音などの成分に比べて十分小さいことが確認できたため、開発したアンプ基板のハムノイズ対策は十分な効果を有すると判断した。

- 127 -

第5章

1

0.01

0.5

0.005

0

0

-0.5

-0.005

-1
0

10

20
Time (s)

-0.01
0

30

(a)

10

対策評価の高度化

20Time (s)

時刻歴波形

25
20

200

400

747

15

796
996

1394

10
5
0
0

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

500

1000
Frequency (Hz)

1500

2000

800
600
400
200
0
0

(b)

図 5-3-30

フーリエ振幅スペクトル

静穏時（電源：開発したアンプ）- 128 -

30

1

第5章

対策評価の高度化

11.8Time (s)

11.9

0.5

0.5

0

0
-0.5
-1
0

-0.5
10

20
Time (s)

30

11.7

(a)

400

時刻歴波形

114

300
200
100

1917
50

0
0

250
350

550

500

(b)

図 5-3-31

1000
Frequency (Hz)1500

フーリエ振幅スペクトル

打音時（電源：開発したアンプ）- 129 -

2000

第5章

対策評価の高度化（４）ノイズ対策を施した音響システムによる音響モニタリング
妙高大橋にて、ノイズ対策を施した音響システムを用いて音響モニタリングを実施することとした。モニタリングは、2011 年 12 月 14 日から実施している。コンクリートマイクの設置位置や設置方法は、以前に実施したプロトタイプによるモニタリングのときと同様とした。サンプリング周波数は 22050Hz である。

①

モニタリング結果
計測結果の一例として、2011 年 12 月 14 日～2012 年 3 月 16 日の計測結果を示す。図5-3-32 は時刻歴波形の最大振幅値の推移を示している。縦軸は振幅最大値、横軸は時間を表している。時刻歴波形の振幅最大値は 0～0.65 の範囲で分布している。プロトタイプでのモニタリング時にはレンジオーバーが発生していたが、本モニタリングでは音量ボリュ
ームを適切に設定したため、レンジオーバーは発生していない。
図 5-3-33 に、最大ピーク周波数のモニタリング結果を示している。縦軸は周波数、横軸は時間を表している。周波数は主に、50Hz、550Hz、2000Hz 付近で推移している。プロ
トタイプでのモニタリング時では、50Hz と、150Hz のハムノイズと思われる成分のみ計測されたのに対して、本モニタリングにおいては、50Hz 以外の成分の卓越も確認される。
このことから、ノイズ対策を施したことにより、ハムノイズの影響を低減することができているといえる。

1
0.9
0.8
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

時間
図 5-3-32

時刻歴波形振幅最大値（絶対値）のモニタリング結果- 130 -

2012/3/13

2012/3/3

2012/2/22

2012/2/12

2012/2/2

2012/1/23

2012/1/13

2012/1/3

2011/12/24

0
2011/12/14

振幅最大値

0.7

図 5-3-33- 131 -

100

10

1
2012/3/13

1000

対策評価の高度化

2012/3/3

2012/2/22

2012/2/12

2012/2/2

2012/1/23

2012/1/13

2012/1/3

2011/12/24

2011/12/14

周波数（Hz)

10000

第5章

時間

最大ピーク周波数のモニタリング結果

第5章

５．３．６

対策評価の高度化

音響システムによる PC ケーブル破断の検出方法

前節で説明したように、音響システムのノイズ対策を行い、ハムノイズを車両走行音な
どの周波数成分と比較して十分に低減させることができた。ここでは、ノイズ対策を施した音響システムを用いて PC ケーブルの破断を検出する方法について説明する。
コンクリート内部を伝播する車両走行音などの音のなかから 、PC ケーブルの破断音を識別するために、計測したデータの周波数成分の分布に着目する。妙高大橋桁内にて音響計測を行った結果、車両走行音に特徴的な周波数成分が確認できた。詳細については後述
するが、一例として車両走行音の周波数成分の分布を図 5-3-34(a)に示す。PC ケーブルの破断音が計測された場合は、図 5-3-34(b)に示すような、車両走行音の周波数分布とは異なる周波数成分が卓越することが考えられる。
以上のように、音響システムにより計測されたデータの周波数成分に着目し 、PC ケー
ブルの破断を識別するために、車両走行音の特性を把握する必要がある。そこで、妙高大橋桁内部にて音響計測を実施し、車両走行音の特性について検討した。また、PC ケーブ
ルの破断音の周波数成分を予測するために、PC ケーブル破断音の周波数成分を決定する
要因を検討する必要がある。そこで、PC 供試体の PC ケーブルを意図的に破断させ、PCケーブルの破断音を計測する実験を実施することとした。
PC ケーブルの破断の識別には、計測される音の周波数成分の分布に着目したが 、破断した位置の同定に関しては、計測される時刻歴波形の時刻差に着目する。コンクリートマ
イクを複数台用いたシステムにより音を計測し、それぞれの波形の時刻差を読み取ることで、コンクリート中を伝播する音の速度と時刻差から、PC ケーブルの破断位置を同定する。コンクリートマイクを 2 台用いた音響システムにより、音の発生位置の同定精度について検討する実験を実施した。これらの実験を含む基礎検討については、次節で説明する。

800

1200
1000

600

800

400

600
400

200

200
0
0

1000
2000
3000
Frequency (Hz)

0
0

4000

(a)車両走行音の周波数分布
図 5-3-34

500

1000
1500
Frequency (Hz)(b)PC ケーブル破断時の周波数分布
周波数成分の分布の違い(イメージ図)- 132 -

2000

第5章

５．３．７

対策評価の高度化

音響システムの橋梁への適用に向けた基礎検討（１）妙高大橋桁内での音響計測による車両走行音の特性把握
PC ケーブルの破断音を識別するために、常時計測される車両走行音の特性把握を目的として、妙高大橋桁内で音響計測を実施した。箱桁内下床板上にコンクリートマイクを設置し、コンクリート中を伝播する車両走行音を計測した。

①

計測条件
5.3.4 項で説明した音響モニタリング時と同様に、第 1 径間のブロック 7 で音響計測を実施した。図 5-3-35 にコンクリートマイクの設置位置を示す。橋梁上部に示した数字はブ
ロック番号を示す。下床板上にボンドで接着した鉄板に、コンクリートマイクを設置した。
本検討では、車両走行音の特性把握を行うため、ハムノイズが浸入することのないよう、
コンクリートマイク・アンプと PC はバッテリーにより電源を供給することとした。また、サンプリング周波数は 22050Hz とした。

②

計測結果と考察
図 5-3-36 に計測結果の一例を示す。図 5-3-36(a)は時刻歴波形を、図 5-3-36(b)はフーリエ振幅スペクトルを示す。フーリエ振幅スペクトルをみると 730Hz と 2600Hz の付近に卓越する周波数成分が確認できる。
計測結果から、妙高大橋桁内で計測される車両走行音には、2 種類の音が含まれていることが分かった。まず 1 つは、図 5-3-37 に示す、信号の到達から最大振幅に達するまでに
約 1.5～2 秒間要するパターン 1 の波形である。もう 1 つは、図 5-3-38 に示す、パターン
1 の波形よりも短い間隔のパターン 2 の波形である。この二つの波形は、橋面とタイヤの摩擦による音と、橋梁のジョイント部を車両が通過するときの衝撃音であると考えられる。

コンクリートマイク設置位置
1 2 3

A1

7 8

20 21

PCケーブル破断位置
P1

図 5-3-35

コンクリートマイク設置位置- 133 -

第5章

対策評価の高度化

パターン 1 の波形では、信号の到達から最大振幅に達するまでに約 1.5～2 秒間要している。車両が時速 50km で走行しているとしたとき、1.5 秒で約 20.8m 進むことになる。コンクリートマイクを設置している位置から A1 側の端部までの距離が約 20m であることから、
パターン 1 の波形は、車両が第 1 径間に入り、ブロック 7 を通過する際のタイヤと橋面の摩擦による音の波形であると考えられる 2) 。パターン 1 の波形では、730～750Hz 付近の周波数成分が卓越することが確認できた。
もう 1 つのパターン 2 の波形は、信号の到達から減衰までの時間が短く、約 0.05 秒であった。図 5-3-39 に A1 側のジョイント部を示す。ジョイント部の長さは、650mm である。
車両が時速 50km で走行するとき、ジョイント部を通過するまでに要する時間は約 0.06 秒である。このことから、パターン 2 の波形は車両がジョイント部を通過する際の衝撃音であると考えられる。パターン 2 の波形では 2650Hz の周波数成分が卓越することが確認でき
た。

1000
0.6

730

800

0.4
0.2

600

2623

0

400

-0.2
-0.4

200

-0.6
0

50

100

150

200

250

300

350

0
0

400

2000

4000

6000

8000

10000

Frequency (Hz)Time (s)(a)時刻歴波形(b)フーリエ振幅スペクトル
図 5-3-36

車両走行音計測結果

100

0.2
0.15

748

80

0.1
0.05

2591

60

0
40

-0.05
-0.1

20

-0.15
-0.2
0

2

4

6

8

0
0

10

2000

Time (s)

4000

6000

8000

Frequency (Hz)(a)時刻歴波形(b)フーリエ振幅スペクトル
図 5-3-37

車両走行音計測結果- 134 -

10000

第5章

対策評価の高度化

30

2624

0.6

25

0.4
0.2

20

0

15

-0.2

10

-0.4

5

-0.6
26

26.5

27

27.5

28

28.5

29

29.5

0
0

30

2000

Time (s)

6000

8000

10000

Frequency (Hz)(a)時刻歴波形③

4000(b)フーリエ振幅スペクトル
図 5-3-38

車両走行音計測結果

図 5-3-39

A1 側ジョイント部

まとめ
車両走行音の特性把握を目的として、妙高大橋桁内において音響計測を行った。車両走

行音には 2 つのパターンがあることが確認できた。それぞれのパターンの音は、今後、さらなる分析が必要であるものの、橋面とタイヤの摩擦によるものと、ジョイント部を車両が通過する際の衝撃によるものであると考えられる。また、パターン 1 の波形からは 730～750Hz 付近の周波数成分が卓越し、パターン 2 の波形からは 2650Hz 付近の周波数成分が卓越することが確認できた。

- 135 -

第5章

対策評価の高度化（２）PC 供試体による PC 鋼材破断実験
音響モニタリングシステムを既設橋梁へ適用し、現地で計測した波形から PC 鋼材破断音を検出するためには、PC 鋼材破断音の特性を把握する必要がある。そこで、PC 供試体の鋼材を意図的に破断させ、発生する音を計測する実験を実施した。鋼材は、電食法を用いて腐食破断させた。供試体には 2 本の鋼材が配置されており、これらを破断させ、同条件下で発生する鋼材破断音の再現性について確認することとした。

①

試験体概要
実験に用いた供試体は、ポストテンション方式で作製されたプレストレストコンクリー

ト梁である。作製した供試体の寸法を図 5-3-40 に示す。コンクリートの配合を表 5-3-4に示す。
供試体の寸法は断面 150mm×100mm、長さ 2200mm とした。PC 鋼材は、梁の上下 2 段にそれぞれ 2 本配置し、合計 4 本とした。鋼材のかぶり厚は 30mm である。PC 鋼材はφ2.9mm3 本より線鋼線を用いている。鋼材の諸元を表 5-3-5 に示す。鋼材 1 本あたりに導入した張力は、25kN である。張力導入後約 24 時間放置し、鋼材のクリープなどによる張力の減少量を確認後、再度所定の張力を導入し、コンクリートを打設した。脱型後湿布養生を実施し、材齢 14 日目で圧縮試験により供試体の圧縮強度を確認した後、鋼材を切断することにより供試体にプレストレスを導入した。
せん断補強鉄筋 D6@100

100

2200

90
30

150

30

30 40 30CL

 2.9 3本より線鋼線
図 5-3-40

表 5-3-4

f cr

Gm ax

スラン

W C

(N/mm 2

(mm

プ

(%)

)

)

(cm)

50

20

12

供試体寸法

コンクリートの配合

単位量(kg/m 3 )
水

セメン

細骨材

粗骨材

AE 減衰剤

693

1028

1.06

ト
38.8

173

- 136 -

425

第5章

②

対策評価の高度化

電食方法
供試体中の鋼材に、外部電源を接続し電食を施すことにより破断させた。電食の概要を

図 5-3-41 に示す。供試体の片側の鋼材に外部電源の正極を接続し（図 5-3-42）、銅板に負極を接続した。供試体の電食範囲の下縁にスポンジを配置し 、供試体を常時 3%食塩水により湿らせることで、電食の回路を形成した。また、鋼材破断のタイミングを判断するた
め、回路にデータロガーを接続し 、電圧をモニタリングした 。電流密度 は 0.865mA/cm 2
とした。

③

計測条件
実験時の様子を図 5-3-43 に示す。電食範囲の供試体上部にコンタクトマイクを設置し、常 時 供 試 体 に 伝 播 す る 音 を 計 測 し た 。 計 測 は 10 分 間 隔 で 行 い 、 サ ン プ リ ン グ 周 波 数 は22050Hz とした。実験の様子をビデオカメラにより常時撮影し、鋼材破断のタイミングを、音響システムにより計測した波形と照合した。

表 5-3-5

標準径

公称断面積

単位質量

(mm)

(mm2)

(kg/km)

2.90

19.82

156

PC 鋼材諸元

引張試験
降伏強度

引張強度

弾性係数

(kN)

(kN)

(GPa)

38.1

40.0

201

PC鋼材
吸水スポンジ3%食塩水

図 5-3-41

銅板

電食方法

図 5-3-42- 137 -

電極接続部

第5章

マイク設置位置

図 5-3-43

実験の様子- 138 -

対策評価の高度化

第5章④

対策評価の高度化

計測結果
供試体下段に配置された 2 本の鋼材の破断音を計測した。計測結果を図 5-3-44 に示す。

鋼材破断前の時刻歴波形と、鋼材破断時の時刻歴波形およびフーリエ振幅スペクトルを示す。
図 5-3-44(b)の 50 秒付近で鋼材破断音が確認できる。時刻歴波形の拡大図を見ると、レンジオーバーが発生している。適切なボリュームの設定は、橋梁でモニタリングを行う際にも課題となる。図 5-3-44(d)は、鋼材破断時の波形から求めたフーリエ振幅スペクトルである。フーリエ振幅スペクトルから鋼材破断時に発生した音には、320Hz、626Hz、721Hz、1035Hz の周波数成分が含まれていることが分かる。
鋼材 2 については、図 5-3-45(b)の 408 秒付近で鋼材破断音が確認できる。鋼材 2 の破断音のフーリエ振幅スペクトルを見ると、319Hz、626Hz、721Hz、1029Hz の周波数成分が卓越している。これは、鋼材 1 の破断音に含まれる周波数成分との差が 6Hz 以下と小
さく、概ね一致している。ここから、同条件下で発生した PC 鋼材破断音には再現性が得られるといえる。
鋼材破断音のフーリエ振幅スペクトルで卓越した周波数成分のうち、320Hz 付近の成分
は鋼材の横振動に起因するものであると考えられる。鋼材を弦とみなし、鋼材の破断時に発生した波動が定常波となるとした場合、弦の式を適用し式(5-3-1)から鋼材の振動数は以下のようになる。

f 
ここで、 i

i
2L

T
1
25000

 315.6Hz
 A 2  2.2 7850  6.61 10 6(5-3-1)：次数

L ：鋼材の長さ(m)T ：鋼材の張力(N) ：鋼材の単位体積重量(kg/m 3 )A ：鋼材の断面積(m 2 )である。
その他の卓越する成分については、定量的に把握するには至っていない。そこで、鋼材の張力と長さをパラメータとして、新たに実験を実施することとした。作成した供試体の概要を図 5-3-46 に示す。追加実験では、鋼材の長さおよび鋼材に導入する張力をパラメータとした供試体を作製した。鋼材は上下 2 段にそれぞれ 1 本ずつ配置し、合計 2 本とした。
供試体 No.1 は、前実験で用いた供試体と寸法は同様とし、鋼材に導入する張力を 30kNとした。供試体 No.2 は、供試体の長さを 1100mm とし、張力は 30kN とした。追加実験
での鋼材破断音の理論値は、弦の式を適用した場合、供試体 No.1 で 219Hz、供試体 No.2
で 373Hz となる。追加実験については、現在電食により鋼材を腐食させている段階である。

- 139 -

第5章

1

0.5

0

-0.5

-1
0

50

100

150

図 5-3-44(a)200250Time (s)

300

350

400

鋼材 1 破断前の時刻歴波形

1
0.5
0
-0.5
-1
0

50

100

150

図 5-3-44(b)200250Time (s)

300

350

400

鋼材 1 破断時の時刻歴波形

1
0.5
0
-0.5
-1
50.2

50.4

50.6

50.8

図 5-3-44(c)5151.2 51.4
Time (s)

51.6

51.8

52

鋼材 1 破断時の時刻歴波形(拡大図)- 140 -

52.2

対策評価の高度化

第5章

1500

1000

対策評価の高度化

721Hz
320Hz 626Hz

1035H
z

500

0
0

200

400

図 5-3-44(d)

600

800
1000 1200
Frequency (Hz)

1400

1600

1800

鋼材 1 破断時のフーリエ振幅スペクトル

1
0.5
0
-0.5
-1
0

50

100

150

図 5-3-45(a)200250Time (s)

300

350

400

鋼材 2 破断前の時刻歴波形

1
0.5
0
-0.5
-1
0

50

100

150

図 5-3-45(b)200250Time (s)300350

鋼材 2 破断時の時刻歴波形- 141 -

400

2000

第5章

対策評価の高度化

409.4

409.5

1
0.5
0
-0.5
-1
408.8

408.9

409

図 5-3-45(c)

409.1
409.2
Time (s)409.3

鋼材 2 破断時の時刻歴波形(拡大図)

800

626Hz
600

319Hz

721Hz

400

1029H

200

z

0
0

200

400

図 5-3-45(d)

600

800
1000 1200
Frequency (Hz)

1400

1600

1800

鋼材 2 破断時のフーリエス振幅ペクトル- 142 -

2000

第5章

100

CL
2200

50

110
20

150

20

50

対策評価の高度化

 2.9 3本より線鋼線(a)

供試体 No.1

100
1100

50

110
20

150

20

50

CL

 2.9 3本より線鋼線(b)
図 5-3-46⑤

供試体 No.2
追加実験供試体寸法

まとめ
PC 鋼材が破断する際に発生する音の周波数成分を検討するため、PC 供試体中の PC 鋼材を電食により意図的に破断させる実験を実施した。本実験では、同供試体中に配置された、2 本の鋼材を破断させて音を計測した。
実験の結果、2 本の鋼材破断時に発生した音の周波数成分にて卓越した成分は概ね一致した。このことから、同条件下で破断する PC 鋼材の破断音からは類似の周波数成分が得られることが分かった。
鋼材を弦とみなして弦の式を適用した場合、鋼材の振動数は 316Hz となる。これは、鋼材破断実験により得られた破断音の周波数成分の、320Hz に対応していると考えられる。
しかし、その他の周波数成分については定量的に把握できていないため、追加実験として
PC 鋼材の寸法や導入する張力をパラメータとして同様の実験を実施することとした。追加
実験については、現在鋼材を腐食させている段階であり、破断の発生後、周波数成分を定量的に分析する必要がある。

- 143 -

第5章

対策評価の高度化（３）破断位置同定に向けた検討
現在、X 線透過法を用いた鉄筋やシース管内の点検や、超音波を用いたインパクトエコー法に関して研究が進められているが、コンクリートの厚さが数十センチメートルとなると、点検結果が不明瞭となることが報告されている 。本研究では、PC 鋼材の破断位置の同定に向けて、複数台のマイクを利用して PC 鋼材の破断位置を特定する方法の確立に向けた基礎検討を行うこととした。具体的には、RC 梁の表面に 2 台のコンクリートマイクを設置して、打音を計測することとし、時刻歴波形の信号の立ち上がりの時間差に着目する。波動伝播の時間差と伝搬速度から音の発生位置を逆解析する。

①

試験方法
RC 梁の表面に 2 台のコンクリートマイクを設置し、RC 梁表面を打撃した音を計測した。

図 5-3-47 に試験の状況を示す。2 台のマイク間で打撃する位置を変え、そのとき計測された波形の信号の立ち上がり時刻差に着目した。打撃した位置は、図 5-3-48 に示す 5 ケースとした。
本検討で用いた 2 台のコンクリートマイ間には個体差があり、同様のボリューム設定としても出力電圧に差が見られた。そこで、同一の打音に対してコンクリートマイク間の出力電圧が等しくなるようにキャリブレーションを実施した。具体的には 2 台のコンクリー
トマイクを等距離に設置して打音を計測し、出力電圧が等しくなるようにマイクアンプのボリュームを調整した。
計測した波形から読み取った信号の立ち上がり時刻差と、コンクリート内部を伝播する
弾性波の速度から、音の発生位置を推定する。音の発生位置の同定は以下の手順で行う。
音の発生位置からマイク 1 までの距離を l1 、マイク 2 までの距離を l 2 とすると、信号の立
ち上がり時刻差は、速度 V s の弾性波が l1  l 2 の距離を伝播するのに要した時間となる。信号の立ち上がり時刻差と伝搬速度 V s の積から l1  l 2 が得られる。2 台のマイク間距離 l1  l 2
は実測により既知であり、計測した波形から、先に弾性波の入力されるチャンネルが判断できるため、 l1 および l 2 が得られる。コンクリート内部の弾性波 (横波)の伝播速度は以下に示す式で計算できる。

vs 

E

1
 21   (5-3-2)

ここで、 E はコンクリートの弾性係数、  はコンクリートの単位質量、  はポアソン比である 。本 検 討で は 、 E  31.0GPa 、   2.3 10 kg m 、   1 6 とした 。 コン クリ ー トの33弾性係数は設計値、単位質量とポアソン比については、文献を参考にした。式(5-3-2)から計算される弾性波の伝搬速度は 2403 m sとなる。

- 144 -

第5章②

対策評価の高度化

計測システム
本検討では、コンクリートマイクを 2 台としたため、2CH での同時計測となる。そこで、A/D コンバータに、2CH のアナログ入力が可能な National Instruments 社製の DAQ デ
バイスを使用した。使用した DAQ デバイスを図 5-3-49 に示す。

マイク 2

マイク 1
図 5-3-47

試験状況

マイク設置位置

打撃位置
L=2700mm

L/2=1350mm
L/4=675mm

マイク2

マイク1

ケース1

ケース2

ケース3

図 5-3-48

試験ケース

図 5-3-49

DAQ デバイス- 145 -

ケース4

ケース5

第5章

③

対策評価の高度化

計測条件
本検討は、破断位置同定に向けた基礎検討であるため、コンクリートマイク・アンプとPC への電源は、ハムノイズの侵入することのないバッテリーにより供給した 。コンクリ
ートマイク・アンプは市販の 9V バッテリー、PC は内蔵バッテリーを使用した。計測のサンプリング周波数は 22050Hz とした。

④

計測結果と考察
図 5-3-50 に計測結果の一例を示す。図 5-3-50(a)は、梁中央部を打撃したケース 3 の時

刻歴波形とその拡大図を示している。青で示した波形がマイク 1 で計測された波形、赤で示した波形がマイク 2 で計測された波形である。マイク 1、マイク 2 で計測された波形を見ると、その信号の立ち上がり時刻に差は見られない。一方、図 5-3-50(b)は、マイク 1付近を打撃したケース 1 の時刻歴波形とその拡大図を示しているが、図中丸で示した信号の立ち上がりに時刻差が見られる。同様に、ケース 2、4、5 においても、信号の立ち上がり時刻差を読み取ることができた。

0.2

0.2

0.15

0.15

0.1

0.1

0.05

0.05

0

0

-0.05

-0.05

-0.1

-0.1

-0.15

-0.15
-0.2

-0.2
0

1

2

3

4

3.598

5

3.6

3.602

図 5-3-50(a)

0.2

0.15

0.15

0.1

0.1

0.05

0.05

0

0

-0.05

-0.05

-0.1

-0.1

-0.15

-0.15
1

2

3

4

5

3.606

3.608

3.61

計測結果の一例(ケース 3)

0.2

-0.2
0

3.604

Time (s)Time (s)

-0.2

6

4.254

4.256

図 5-3-50(b)4.258Time (s)Time (s)

計測結果の一例(ケース 1)- 146 -

4.26

4.262

第5章

対策評価の高度化

各ケースで読み取った信号の時刻差と波動伝播速度から算出した、マイクから打撃位置までの距離 l1 、 l 2 の値と、巻尺により計測した値を比較した結果を表 5-3-6 に示す。各ケースでの両者の誤差は、0.050m～0.135m であり、平均で 0.079m であった。

⑤

まとめ
コンクリートマイクを 2 台用いた音響システムを用いて、音の発生位置を同定する実験を実施した。RC 梁の上部に 2 台のコンクリートマイクを設置し、打音を計測した。本実験で使用した RC 梁における音の理論伝播速度は 2403 m sとなる。音の理論伝播速度と、読み取った時刻差から打音発生位置を算出した結果、その精度は 0.050m～0.135m であった。

表 5-3-6ケース

各ケースでの時刻差およびマイクまでの距離計算値(m)

時刻差

実測値(m)

誤差

(ms)

l1

l2

l1

l2

(m)

1

1.04

0.100

2.600

0.050

2.650

0.050

2

0.45

0.810

1.890

0.675

2.025

0.135

4

0.63

2.105

0.595

2.025

0.675

0.080

5

1.04

2.600

0.100

2.650

0.050

0.050

- 147 -

第5章

５．３．８

対策評価の高度化

音響モニタリングシステムの改善開発を進めてきた音響モニタリングシステムを用いて 、PC 鋼材の破断位置を同定するために、センサ部を多チャンネル化する必要がある 。また、PC 鋼材破断時に迅速な対応を可能とするためには、計測データを保存した上でリアルタイム性を確保すべくデータス
トレージ法とデータ通信法を改善する必要がある。ここでは、これらの観点にもとづいて、本システムの改善点について述べる（図 5-3-51、図 5-3-52）。

図 5-3-51

音響モニタリングシステム（全体図）

PCケーブルに異常・変化発生
音響モニタリングシステム
計測/解析部

センサ部

コンクリートマイク

通信システム部

A/Dコンバータ

集音データ蓄積PC

外付けHDD

解析画像データ蓄積

オンラインストレージ

データ解析画像の出力

無線ルータ

解析画像データ閲覧

オンラインストレージ
データ解析結果
遠隔地（モニタリング側）

図 5-3-52

システム概要- 148 -

異
常
・
変
化
確
認

集
詳音
細デ
なー
解タ
析の
取
得

遠隔操作プログラム

第5章

（１）

対策評価の高度化

多チャンネル化

PC 鋼材破断音の音源位置同定を可能とするため、多チャンネル接続可能な NI 製 4 チャ
ンネル A/D コンバータの NI9225 を用いた（図 5-3-53）。電圧計測タイプ、分解能 16 ビ
ット、サンプリングレートは 100kS/秒である。また、PC とのデータ通信は USB ケーブルで行い、電源供給はバスパワーである。

図 5-3-53（２）

A/D コンバータ

計測データの蓄積、リアルタイムでのデータ取得

ネットワーク環境が十分に整備されていない現地で、リアルタイムでのデータ取得に向
けて、ネットワーク構成とデータ保存法について検討した。

① 無線ルータ
本検討では、通信可能エリアとデータ通信速度を総合的に勘案して、モバイル無線ルータを使用することとした（図 5-3-54）。採用した無線ルータのスペックは以下に示す通りである。
・ 通信契約：E-mobile・ ハード：

Pocket WiFi LTE GL04P・ 通信方式：LTE(UE Category4)：1,800MHz
DC-HSDPA / W-CDMA：1,700MHz / 2,100MHz（最大受信通信速度 75Mbps／最大送信通信速度 25Mbps）

・ 無線 LAN 規格：IEEE802．11b/g/n 準拠、ARIB STD-T66 準拠
・ 無線設定：WPS（Wi-Fi Protected Setup ™）

・ セキュリティ： WPA2 ™ -PSK(TKIP/AES)- 149 -

第5章

対策評価の高度化

WPA ™ -PSK(TKIP/AES)WEP 128/64bit
・ 電源供給：バスパワータイプ

・ 本体サイズ：W102×H66×D14.5mm

・ 本体従量：0.14kg

妙高大橋における通信速度のベストエフォートは、下り（受信時）最大 42Mbps、上り（送信時）最大 5.8Mbps である。通信エリア（2012 年 12 月）を図 5-3-55 に示す。

図 5-3-54

モバイル無線ルータ

妙高大橋

通信エリア 受信速度最大42Mbps/送信速度最大5.8Mbp

図 5-3-55

妙高大橋- 150 -

通信エリア

第5章

対策評価の高度化② オンラインストレージ
オンラインストレージとは、クラウドコンピューティングの技術の一つであり、ネット
ワーク上のサーバにデータを蓄積するサービスである。クライアントソフトを、現場の PCと遠隔地の PC の双方にインストールすることで、ネットワークを介してデータを同期し、ローカルドライブやフォルダに保存されたデータをアップデートまたはダウンロードすることが可能となる。このオンラインストレージにデータを保存することで、遠隔地で現場
データの取得が可能となる。本システムでは、データ容量の圧縮のために、計測・解析プ
ログラムから出力された時刻歴波形を JPEG 形式の画像データとしてオンラインストレー
ジに保存する。

③ データストレージデバイス
現地に設置された PC には、データ参照のために、データの上書きや消去はせず、可能な限り蓄積することとする。計測データは、サンプリング周波数が約 20000Hz の長時間のビッグデータ（5 分間計測で約 155MB）である。このため、外部データストレージデバ
イス（以下、外付 HDD）を用いて、データ保存容量を拡大する。外付 HDD の選定基準は、
大容量かつ電源供給がバスパワータイプとする。
本システムで採用した外付 HDD のスペックは以下に示す通りである（図 5-3-56）。
・ メーカー：ウエスタンデジタル・ ハード：

ポータブル HDD ［USB3.0］ My Passport

・ 記録容量：2TB

・ 電源供給：バスパワータイプ

・ 本体サイズ：

H21×W82×D111mm

・ 本体従量：0.23kg

図 5-3-56

外付け HDD- 151 -

第5章

対策評価の高度化④ 遠隔操作プログラム
ネットワークを通じて、現地に設置した PC を外部から制御するために、フリーの遠隔操作プログラムを利用した。利用した遠隔操作プログラムは、非営利目的の運用に対して無償公開しているソフトウェア“TeamViwer”である。このソフトウェアを現地と遠隔地のPC 両方にインストールすることで、遠隔地から現地の PC を直感的に操作することが可能となる。また、データのアップデート、ダウンロードも可能である。（図 5-3-57）。

遠隔操作プログラム
ダウンロード後，操作したいIDとパスワードを入力することで，遠隔的にアクセスが可能となる

現地計測PC側モニタリング・操作側

現地計測PC側モニタリング・操作側

現地計測PCのデスクトップがリアルタイムで表示・操作可能

図 5-3-57

遠隔操作プログラム⑤ 計測の手順(1)

現地に設置した PC で計測を開始する。

(2)

指定された時間で計測を実施する。計測データの時刻歴波形とそのフーリエ振幅が表示され、それらの画像データが無線ルータを介してオンラインストレージに JPEG 形- 152 -

第5章

対策評価の高度化式で保存される。計測データは TDMS 形式で、外付け HDD に保存される。
(3)

計測を終了しない場合は、(2)～(4)を繰り返し、継続的にデータが蓄積される。

(4)

遠隔地の PC で、オンラインストレージに保存された画像データを定期的にチェックし、変状の有無をモニタリングする。

(5)

変状が発見された場合、遠隔操作プログラムを利用して、外付 HDD に保存された計測データをダウンロードする。データの詳細分析から、状態評価を行う。

５．３．９ 音源位置同定に向けた検討
ここでは、複数のコンクリートマイクによって、コンクリート内部を伝播する音の発生位置を同定するために、3 次元の音源位置同定手法の定式化とその妥当性検証を行う。

（１）定式化
定式化の概要を図 5-3-58 に示す。音源位置と各コンクリートマイクの距離が、弾性波速度と各コンクリートマイクにおける音の伝播時間の積に等しいことを利用する。未知数を音源の 3 次元座標（x 0 , y 0 , z 0 ）と音の発生時刻 t 0 とする。また、既知数を弾性波速度 V、マイクの 3 次元座標（x i , y i , z i ）、マイクにおける音の到着時刻 t i とする（i = 1～N）、N はマイク数である。
いま、マイク i について、音源とマイク間の距離について以下の関係式が成立する。

 xi  x0    yi  y0    zi  z0   V  ti  t0 22

2

(5-3-1)

しかし、計測には不確定性があることから、以下の残差は一般に 0 とはならない。

ri 

 xi  x0    yi  y0    zi  z0   V  ti  t0 22

2

(5-3-2)

マイク i = 1～N について上式を計算し、残差の二乗和が最小となるように、未知数（x 0 , y 0 ,z 0 ），t 0 を決定する。ただし、上式の残差は未知数について非線形関数であることから、収束計算を伴う非線形最小二乗法を行う必要がある。まず、未知数（x 0 , y 0 , z 0 ），t 0 を仮定し、未知数の補正量（Δx 0 , Δy 0 , Δz 0 ），Δt 0 を次式から求める。

 ri ri  x x00 ri ri  y x00 ri ri
 z0 x0
 ri ri
 t0 x0

ri riri ri00ri ri 

ri 

r

i

x0 
0
0



ri ri   x0  ri  y t  y   ri y 

0
0 
0
0




ri ri   z0  ri  z t   t   ri z 
00  0 
0ri ri ri  t t 
 ri t 
0
0 
0 


 x y  x z  x t 
00

ri riri ri00 y y  y z00ri riri ri00 z y  z z00ri riri ri00 t y  t z
00- 153 -

(5-3-3)

第5章

対策評価の高度化

ここで、

ri

x0

ri

y0
ri

z0

  xi  x0  xi  x0    yi  y0    zi  z0 22

2

(5-3-4a)  yi  y0  xi  x0    yi  y0    zi  z0 22

2

(5-3-4b)  zi  z0  xi  x0    yi  y0    zi  z0 22

2

(5-3-4c)

ri
V
t0

(5-3-4d)である。未知数の補正量（Δx 0 , Δy 0 , Δz 0 ），Δt 0 が、収束条件を満足するまで、未知数の更新を行い、上記の計算を繰り返すことで音源位置を得る。

未知数 : 音の発生時刻t0 ，音源の3次元座標（x0, y0, z0）
既知数 :各マイクにおける音の到着時刻t i，弾性波速度V，マイクの3次元座標（xi, yi, zi）
検知！

時間軸
音の発生時刻t音の発生時刻t0

音の到着時刻 t i

 xi  x0   音源とマイクの距離 yi  y0    zi  z0 Li = V  ti  t0 
2

空間

2

2

弾性体の弾性波速度Vzyx
マイクの3次元座標（xi, yi, zi）

Li

音源とマイクの距離 Li =音源位置

 xi  x0    yi  y0    zi  z0   V  ti  t0 2（x0, y0, z0）
図 5-3-58

定式化概要- 154 -

2

2

第5章

対策評価の高度化（２）検証実験① 試験概要前節で示した音源位置同定手法の妥当性を検証するために室内実験を実施した。本実験
では、基礎実験として、2 次元の音源位置同定を行う。このため未知数は音源の 2 次元座標（x 0 , y 0 ）と音の発生時刻 t 0 となるので、最低 3 台のコンクリートマイク用いれば未知数の同定が可能となる。図 5-3-59 に示すように 180mm 厚のコンクリート床の上に、4 台のコンクリートマイクを 2m×2m の正方形の頂点に設置し、養生テープを用いて固定した。
提案する音源位置同定手法では、マイクの座標値は既知でなければならないため、座標の原点をこの正方形の中央と定め、各コンクリートマイクの座標を、（-1，-1）、（1，-1）、（1，1）、（-1，1）とした。ただし、単位はメートルである。本研究では、この 2m×2m の正方形の領域での音源同定を目的とする。また、PC 鋼材の破断による音の発生は、インパル
スハンマーによる打撃で模擬することにし 、打撃点の座標を（0.5，-0.75）とした。本実験のサンプリング周波数は 50,000Hz とし、計測回数を 3 回とした。計測時の気温は 29.2℃、コンクリートの表面温度は 27.8℃であった。

コンクリートマイク
ハンマー打撃位置

打撃：インパルスハンマー
マイクNo.4 (-1,1)

Y軸

マイクNo.3 (1,1)

X軸原点(0,0)

打撃点 (0.5，-0.75)

マイクNo.1 (-1,-1)

マイクNo.2 (1,-1)
コンクリートマイク

図 5-3-59

室内試験概要- 155 -

第5章

対策評価の高度化② 弾性波速度定式化で示したように、音源位置同定で用いるコンクリート内部を伝播する弾性波速度
V は、既知である必要がある。このため、弾性波速度は事前計測（キャリブレーション計測）から算出することとした。ハンマーの打撃位置と各コンクリートマイクの直線距離を、各コンクリートマイクが音を検出する時刻 t i とハンマーの打撃時刻の差で除して弾性波速度を算出する。この算出した弾性波速度の平均を用いて位置同定の解析を行う。
本実験の分析では、室内実験で計測された時刻歴波形における立ち下がり点を音の検出
時刻 t i とした。図 5-3-60 に、この立ち下がり点の具体的な読み取り方法を示す。図 5-3-60における赤、黒、青の波形は各マイクを、水色の波形はインパルスハンマーの時刻歴波形を示している。インパススハンマーの打撃により、水色の波形が途中で急変化していることがわかる。その後、時間をおいて赤、青、黒の各マイクの波形が変化をしている。この変化点が、打撃音の各検出点となる。検出点とノイズの区別をするため、以下のようにして検出点を定義した。まず、無音の状態でマイクが出力するノイズの電圧値の最大値と最小値を事前に調べ、その範囲を超える電圧値を基準とする。この基準となるノイズでない
電圧値変化点の 1 つ前の時刻を読み取り、検出点とする。以上の方法から算出された弾性波速度 V の結果を表 5-3-7 に示す。
同定された弾性波速度を比較すると、最大で 459m/s の差がある。この原因としてデー
タの読み取り誤差がある。いま、時刻歴波形の読み取りデータが 1 つずれた場合を考える。
サンプリング周期は 50,000Hz であるため、時刻の誤差は 20μs となる。打撃位置に最も近い No.2 のコンクリートマイクでは、音源からの伝播時間を平均すると 113.3μs であった。打撃位置とこのコンクリートマイクの直線距離は 0.5590m であることから、弾性波速度は 4933m/s である。読み取りデータが 1 つずれた場合、伝播時間は 133.3μs となり、弾性波速度は 4194 m/s である。この弾性波速度の差は 739m/s である。
表 5-3-7

データNo. マイクNo. 伝播速度［m/ｓ］

1

2

3

1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4

3802
4658
3957
4610
4224
4658
3957
3841
4752
5590
4333
3841

弾性波速度

平均速度

4257

4170

4629

- 156 -

マイクの座標 打撃位置との距離 ［m］(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)

1.521
0.559
1.820
2.305
1.521
0.559
1.820
2.305
1.521
0.559
1.820
2.305

第5章

打撃音の検知対策評価の高度化

拡大図
インパルスハンマー
検出点

各マイク検出点

検出点 詳細ノイズの範囲
読み取り点

ノイズでない電圧値変化

図 5-3-60

検出点の定義③ 同定結果
前節の事前計測から算出された弾性波速度の平均値 4,352m/s を用いて、音源位置の同定を行うこととする。データの読み取り値を表 5-3-8 に示す。収束計算の初期値は音源位置（x 0 , y 0 ）を（0,0）、音の発生時刻 t 0 を 0s とし、収束条件は補正量（Δx 0 , Δy 0 ），Δt 0 が 10 -6
以下となることとした。
表 5-3-9 に、音源位置の同定結果と正解に対する誤差を示す。また、音源位置と同定結果の位置関係を図 5-3-61 に示す。グラフの縦軸、横軸はコンクリート床上の座標を表している。音源位置の正解を○で示し、同定された位置を▲で示している。同定誤差の最大値
は、X 軸方向で 120.1mm、Y 軸方向で 155.4mm となった。収束回数は全てのデータで 4回となった。誤差の原因としては、データの読み取り精度、弾性波速度の同定精度などが挙げられる- 157 -

第5章

表 5-3-8

対策評価の高度化

データ読み取り値

データNo. マイクNo. 音の検知時刻 ［s］ハンマーの打撃時刻 ［s］マイクの座標 打撃位置との距離 ［m］
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4

1

2

3

3.810463.81018
3.81052
3.81056
5.99006
5.989825.99016
5.99030
2.09330
2.09308
2.09340
2.09358(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)(-1，-1)(1，-1)(1，1)(1，-1)

3.81006

5.98970

2.09298

表 5-3-9

1.521
0.559
1.820
2.305
1.521
0.559
1.820
2.305
1.521
0.559
1.820
2.305

位置同定結果データ No.

X座標

X軸 誤差

Y座標

Y軸 誤差

直線距離

1
2
3

0.620
0.525
0.485

0.120
0.025
0.015

-0.850-0.905-0.857

0.100
0.155
0.107

0.156
0.157
0.108

音源同定結果
0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

0.00
-0.10
-0.20

正解

Y軸 ［m］

-0.30

同定結果

-0.40
-0.50
-0.60
-0.70
-0.80
-0.90
-1.00

X軸 ［m］

図 5-3-61

同定結果- 158 -

1.00

第5章

対策評価の高度化（３）位置同定精度の向上に向けた取り組み
前節から、データの読み取り精度が、音源位置同定に影響を与えることが分かった。読み取り誤差が発生する原因として、ノイズと検知点の区別の判断が難しいことが挙げれらる。検知点の読み取りを容易とするため、ノイズを除去し、サンプリング点間を円滑化する必要がある。
そこで、バンドパスフィルターを用いた解析検討を行った。バンドパスフィルターにより、解析する周波数帯域を限定することで波形を滑らかにすることが期待できる。周波数
通過帯域の設定は、PC ケーブルの破断音の周波数特性から決定することが望ましい。しかし、現段階では破断音の周波数特性の断定に至っていない。このことから、本検討ではインパルスハンマーの打撃音を対象として周波数通過帯域を設定する。打撃音の周波数特性から、低周波数側は 200Hz を下限とし、高周波数側は 1,000Hz を上限とした。図 5-3-62にインパルスハンマーによる打撃音の周波数特性の一例を示す。この周波数特性の再現性
は、3 回の計測から確認している。このバンドパスフィルターを適用して、前節の弾性波速度を算出し直したところ。波形の読み取り精度が向上して、表 5-3-10 のような結果となった。以下の解析では、表 5-3-10 の平均値である 2,883m/s を用いることとする。
位置同定精度の再検討として、図 5-3-64（a）に示す 6 個の計測データを用いることとする。これはバンドパスフィルターを適用しなかった場合の同定結果である。バンドパス
フィルターの適用による時刻歴波形の変化を図 5-3-63 に示す。時刻歴波形の静音部は計測
ノイズとなる部分であるが、フィルターの適用前は電圧値で-2.0×10 -3 から 2.0×10 -3 の範囲であったものが、フィルターの適用後は-5.0×10 -4 から 5.0×10 -4 の範囲に低減された。また、
時刻歴波形についても、フィルターの適用により波形が円滑化されていることが分かる。
フィルター適用後の時刻歴波形の 検知点は、計測ノイズの範囲（±5.0×10 -4 ）を超えたものを変化点とし、その 1 つ前の計測データを読み取ることで決定した。
図 5-3-64 に、フィルター適用前後の位置同定結果を示す。同図から同定位置のばらつ
きが改善されていることがわかる。位置同定の詳細を表 5-3-11 に示す。同表から、フィル
ター適用前の標準偏差は、X 座標値が 0.069m、Y 座標値値が 0.178m であった。また、フィルター適用後の標準偏差は、X 座標値が 0.026m、Y 座標値が 0.061m となり、同定精度が改善されている。
本検討により、音源位置同定の精度向上に向けては、時刻歴波形にバンドパスフィルタ
ーを適用して、波形の読み取り精度を向上せせることが有効であることを確認した。しかし、ここではバンドパスフィルターの周波数通過帯域を 200～1,000Hz と仮定したが、本来は、PC 鋼材破断音の周波数特性から決定することが望ましい。これについては、今後の課題としたい。

- 159 -

第5章

対策評価の高度化

表 5-3-10 弾性波速度（バンドパスフィルター適用後）
データNo. マイクNo. 伝播速度［m/ｓ］ 平均速度 ［m/ｓ］ マイクの座標 打撃位置との距離 ［m］
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3

1

2

3

4

5

6

2579
3082
3344
2794
4109
3087
2794
3082
2867
2395
3082
2905
2794
3082
3344
2395
3082
2508

(-1,-1)(1,-1)(1,1)(-1,-1)(1,-1)(1,1)(-1,-1)(1,-1)(1,1)(-1,-1)(1,-1)(1,1)(-1,-1)(1,-1)(1,1)(-1,-1)(1,-1)
(1,1)

3002

3330

2914

2794

3073

2662

1.521
0.559
1.820
1.521
0.559
1.820
1.521
0.559
1.820
1.521
0.559
1.820
1.521
0.559
1.820
1.521
0.559
1.820

100
80

80

60

60

40

40

20

20

0
0

2000

4000

6000

8000

10000

0

Frequency (Hz)50

100 150 200 250 300 350 400 450

Frequency (Hz)（a）全体図（b）拡大図
図 5-3-62 打撃音の周波数特性- 160 -

第5章

-3

対策評価の高度化

-3

x 10

x 10

4

4

3

3

2

2

1

1

0

0

-1

-1

-2

-2

-3

-3

-4

-4
0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.05

Time (s)

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Time (s)フィルター適用前

フィルター適用後（a）時刻歴波形（静音部）
-3

x 10

-3

2

x 10

2

1.5

1.5

1

1

0.5

0.5

0

0

-0.5

-0.5
-1

-1

-1.5

-1.5

-2

-2
2.78082.781

2.78122.78142.78082.7816Time (s)2.781

2.78122.7814

Time (s)フィルター適用前

フィルター適用後(b）時刻歴波形（拡大図）

図 5-3-63

バンドパスフィルターの効果- 161 -

2.7816

第5章

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

対策評価の高度化

1.00

0.00
正解

-0.20

（0.5，-0.75）打撃
平均点

Y軸 ［m］

-0.40
-0.60
-0.80
-1.00
-1.20

X軸 ［m］（a） フィルター適用前

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

0.00
正解

-0.20

（0.5，-0.75）打撃
平均点

Y軸 ［m］

-0.40
-0.60
-0.80
-1.00
-1.20

X軸 ［m］（b） フィルター適用後
図 5-3-64 位置同定結果の比較- 162 -

1.00

第5章

対策評価の高度化

表 5-3-11 位置同定結果の詳細
バンドパス データNo．

×

○

1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6

同定座標
ｘ
ｙ
0.671 -0.484
0.693 -0.727
0.609 -0.852
0.702 -0.585
0.833 -1.032
0.741 -0.796
0.548 -0.847
0.543 -0.746
0.577 -0.680
0.511 -0.838
0.591 -0.840
0.569 -0.782

ｘ
0.171
0.193
0.109
0.202
0.333
0.241
0.048
0.043
0.077
0.011
0.091
0.069

誤差 ［m］
ｙ
直線距離
0.266
0.316
0.023
0.194
0.102
0.149
0.165
0.261
0.282
0.437
0.046
0.245
0.097
0.109
0.004
0.043
0.070
0.104
0.088
0.088
0.090
0.128
0.032
0.076

母標準偏差［m］
ｘ
ｙ

分散
ｘ

ｙ

0.069

0.178

0.004711

0.031775

0.026

0.061

0.000683

0.003696（４）まとめ
ここでは、PC ケーブルが破断した際の破断位置を同定するための基礎検討を行った 。
具体的には、複数台のコンクリートマイクによって、三次元的に音源位置を同定する手法の定式化を行った。提案手法の妥当性を検証するために、厚さ方向の影響を無視して二次元問題とした室内実験を実施した。実験結果から、時刻歴波形の読み取り精度が位置同定の精度に大きく影響することが分かった。このため、バンドパスフィルターを適用して、位置同定精度を向上させる検討を行った 。この結果、屋内試験レベルではあるが、PC ケーブルの破断音を模擬した衝撃音の発生位置を 0.13m の範囲で同定することができた。今後の課題は、PC 鋼材破断音の周波数特性を反映したバンドパスフィルターの周波数通過
帯域の設定と提案手法の三次元問題への適用検討などがあげられる。

５．３．１０まとめ

本節では、PC 鋼材の破断検出に向けて、コンクリートマイクを用いた音響システムを開発し、実橋梁への適用に向けた基礎検討を行った。以下に検討項目ならびに得られた知見、今後の課題を示す。

・コンクリートマイクを用いた音響システムのプロトタイプを開発し、妙高大橋で約 3 か月間モニタリングを実施した。
・プロトタイプでは電源のハムノイズの影響を強く受け、計測結果から得られるフーリエ振幅スペクトルには 50Hz の逓倍成分が卓越した。このため、ハムノイズ対策として、
PC の電源を直流安定化電源から供給することとし、新たに RC フィルタなどを追加した
コンクリートマイク・アンプ基板を開発した。
・ノイズ対策を施した音響システムを用いて妙高大橋で音響モニタリングを実施した。モ
ニタリングの結果、電源ハムノイズの影響と思われる 50Hz の逓倍成分も若干確認されたものの、ハムノイズの影響を低減することができた。
- 163 -

第5章

対策評価の高度化

・実橋梁への適用に向けて、妙高大橋桁内で音響計測を実施し、車両走行音の特性について検討した。その結果、さらなる分析が必要であるものの、桁内で常時観測される音には、主に路面とタイヤの摩擦による音と、ジョイント部を車両が通過する際に発生する音の 2 つの音が含まれていると思われる。前者の周波数成分は 730Hz～750Hz の範囲で分布し、後者の周波数成分は 2650Hz 付近となっている。
・PC 鋼材破断音の特性把握を目的として、PC 供試体中の PC 鋼材を電食により破断させて、鋼材破断時に発生する音を計測する屋内実験を実施した。同一供試体中の 2 本の鋼材の破断音を計測した結果、2 つの破断音には再現性が見られた。破断音の周波数成分には、
320Hz、626Hz、721Hz、1030Hz 付近のピークが確認できた。弦の式から、315Hz の基本
周波数が発生することが計算できるが、その他の成分に関しては定量把握に至っていない。
・破断位置の同定手法の検証を目的として 、2 台のコンクリートマイクで RC 梁を打撃した
音を計測し、信号の時刻差から音の発生位置を逆解析する屋内実験を実施した。コンク
リート中を伝播する音の理論速度と、2 つの信号の立ち上がり時刻差から音の発生位置を算出した結果、その同定精度は 0.05m～0.135m であった。
・今後の課題として、PC 鋼材破断音の周波数成分を定量的に把握する必要がある。現在、供試体の長さと、鋼材に導入する張力をパラメータとした供試体を作成し、PC 鋼材破断音を計測する実験を実施している。今後は、鋼材の破断音を計測して、周波数成分を分析する。
・破断位置の同定に関しては、複数台のコンクリートマイクによって、三次元的に音源位置を同定する手法の定式化を行った。提案手法の妥当性を室内試験により検証したとこ
ろ、時刻歴波形の読み取り精度が位置同定の精度に大きく影響することが分かった。このため、バンドパスフィルターを適用して、位置同定精度を向上させる検討を行ったと
ころ、PC ケーブルの破断音を模擬した衝撃音の発生位置を 0.13m の範囲で同定すること
ができた。

参考文献
1)

日経コンストラクション，pp54-65，2011.12.12

2)

東京都土木技術センター(2008)：騒音低減性能をもつ舗装のタイヤ/路面騒音，平成 20年- 164 -

第6章

第６章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

６．１．はじめに本研究事業では2011年度に、簡易点検システムの開発を行った。このシステムの適用性の検証も兼ねて、新潟県沿岸部において海岸線より500m以内にある橋梁の現地調査を実施した。本章ではその調査結果とその分析結果について述べる。また、新潟県沿岸部の飛来
塩分量と気象条件を比較し、新潟県の塩害環境の厳しさの要因を検討する。
新潟県を含む日本海側の地域では約30年前から季節風による多量の飛来塩分1)や、寒冷地域で使用される凍結防止剤に起因する塩害の問題に悩まされてきた。この塩害劣化の問題に対し、現在に至るまで、様々な補修・補強対策が実施されてきたが、その後の経過を含めた橋梁の塩害劣化の実態はほとんど把握されていないのが現状である。現行の耐久性設
計は、フィックの拡散方程式を用いて、鉄筋の腐食年数を推定するものである2)。この際に用いられる係数(表面塩化物イオン濃度、塩化物イオン拡散係数など)は、全国の飛来塩分量
調査結果から求められている3)。この設計法が提案されてから10年が経過した今、今後の耐久設計の信頼性と合理性を確実なものとするためには、塩害の実態を今一度見直し、塩分
浸透予測に基づく現行の耐久設計手法の妥当性を確認することは不可欠である。また、さらなる耐久設計の精度向上を目指すためには、環境条件が塩害劣化に及ぼす影響を把握することが必要となる。飛来塩分量の大小が塩害劣化の進行にどの程度影響をおよぼすのかを知るためには、まず、波高や風速によって飛来塩分量がどのように変化するのかを把握することが不可欠である。
そこで、本検討では、新潟県の沿岸部にある橋梁の現地調査を実施した。まず、衛星写
真を用いて新潟県沿岸部にある橋梁の位置情報を把握した。次に現地調査を行い、独自に設定した塩害劣化度を示す評価指標(評価レベル)によりグレーディングを行った。また、調査データを集計・分析し、塩害劣化現象における橋梁の架設環境や構造形式の影響について検討を行った。さらに、現行の耐久設計手法と実態調査結果との比較を行い、その妥当性について検討を行った。最後に、新潟県沿岸部の飛来塩分量を既往の文献調査から収集し、整理を行った。また、波高・風速を取得し、飛来塩分との比較を行った。
６．２．新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査
６．２．１ 調査の概要
新潟県沿岸部にある橋梁の塩害の実態を明らかにするために、昨年度開発された簡易点検システムを用いて現地調査を行った。調査に先立って、まず、昨年度の課題として挙げられた目視不可能な橋梁下面に対する点検器具の開発を目指す。その次に、海岸から500m以内にある橋梁の現地調査を実施し、塩害環境下における橋梁の諸元データ(劣化度、海岸からの距離、供用年数、構造形式など)を取得した。さらに、得られたデータの分析を行う
ことで、塩害劣化が生じた橋の傾向を把握し、塩害劣化を推定する上で重要な因子について考察を行う。以上より、本節の概要をまとめると、
165

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討①橋梁下面点検器具の開発②昨年度に開発された簡易点検システムの適用と有用性の確認③現地調査による塩害環境下にある橋梁のデータ蓄積④塩害劣化因子に関する考察
となる。
６．２．２

橋梁下面点検器具の開発

現地調査を実施するに当たり問題となるのが、目視不可能な箇所の点検方法である。そのため、様々な点検器具を考案し開発を試みた。本項では、開発した点検器具の概要について述べる。点検器具の開発に先駆け、ビデオカメラを購入した。購入したビデオカメラ
は2種類であり、以下に示す仕様となっている。
①ネットワークカメラ
品名：Planex CS-WMV04N
外形寸法：108(W)×112(H)×108(D)mm
重量：297g
備考：三脚用ネジ穴付き。PCと接続することで遠隔操作が可能。バッテリーが必要。

図6-2-1

ネットワークカメラ(Planexホームページより引用)

166

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討②Wi-Fiビデオカメラ
品名：Everio GZ-VX770(JVC)
外形寸法：36(W)×57(H)×115.5(D)mm
重量：235g
備考：三脚用ネジ穴付き。アプリによりiOSその他のタブレット端末で遠隔操作が可能。

図6-2-2

Wi-Fiビデオカメラ(JVCホームページより引用)

以上の2種類のカメラを場面によって使い分けることで、橋梁下面点検器具の開発を試みた。
次ページより、開発を試みた点検器具の概要を述べる。

167

第6章

（１）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

ビデオカメラを箱に入れ川を流下させる方法

まず始めに、ビデオカメラを、ロープをつけたプラコンテナに封入し、橋梁の川上側か
ら川に垂らし、自然流下させ橋梁下面へと流し、橋梁下面を撮影する方法を考案した。以下の図6-2-3にこの方法のイメージ図を示す。

上流

調査橋梁

観察者

橋梁下面を自然流下
カメラで橋梁下面を撮影

橋梁分流下したらロープを引いて回収

下流

図 6-2-3 撮影方法イメージ図

以上の方法を実施するに当たり、ビデオカメラ封入箱を作成した。図 6-2-4 に、封入箱の断面図を、図 6-2-5 に封入箱の上から見た平面図を、図 6-2-6 に封入箱の写真をそれぞれ
示す。

168

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

ビデオカメラロープ

アクリル板(透明)

バッテリー

クランプ

166
パッキン

307
プラコンテナ365
図 6-2-4

考案したビデオカメラ封入箱の断面図

マジックテープ

232

図 6-2-5

ビデオカメラ封入箱平面図

図 6-2-6 ビデオカメラ封入箱完成図

169

270

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

次に、この用具作成に用いた材料を示す。
・ヒシ

S 型コンテナ

S-12C GY

・アクリサンデーMR 板・ゴムドラム巻

365×270×166mm 0.85kg 10.8L

MR2-001(透明) M(550×650) 厚さ 3mm 4780 円

KG220-30W

210 円/1m・マジックテープ縫付黒ハード

400 円/100mm

・マジックテープ縫付黒ソフト

400 円/100mm

・MZ ロープ

黄1962 円6mm 35kgf

40 円/1m

この方法による橋梁下面の点検を実験的に試みた。その時の様子を図 6-2-7 に、撮影された橋梁下面の様子を図 6-2-8 に示す。

図 6-2-7

図6-2-8

ビデオカメラを封入した箱を川に垂らしている様子

ビデオカメラを箱に入れ川を流下させる方法によって撮影された橋梁下面

170

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

このように、橋梁下面を鮮明に撮影することに成功した。しかし、実際に適用することで様々な問題点にも気づくことができた。問題点を以下に列挙する。
・川を自然流下させるので制御が困難である(撮影したい場所を狙えない)。
・川の流れが激しい場合で使用不可能である。
・ビデオカメラが水に濡れる可能性がある(転覆の可能性がある)。
・カメラの電波が届かないので遠隔操作が不可能であり、撮影中は映像を確認できない。
・遠くからの画像になってしまうため詳細な情報が取得できない。
などである。以上の問題点を克服するために、さらなる改良を試みた。
（２）

三脚ネジにロープを結んだアイボルトを取り付け垂らす方法

次に、ビデオカメラに三脚用ネジがあることに目をつけ、そこにロープを結んだアイボ
ルトを取り付けて撮影する方法を考案した。この方法は、取り付けが容易であり、また、
Wi-Fi ビデオカメラを使うことによって、iPad より撮影画像をリアルタイムで確認することができるので、撮影したい場所で撮影できる利点がある。図 6-2-9 に、開発した仕掛けを示す。また、図 6-2-10 に、撮影された支承部を示す。

図 6-2-9

三脚用ネジにロープを結んだアイボルトをつけたビデオカメラ

171

第6章

図 6-2-10新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

三脚ネジにロープを結んだアイボルトを取り付け垂らす方法によって撮影された支承部

以上のように、撮影されている画像を確認しながらシャッターを切れるので、欲しい画像を取得することができる。しかし、ロープでビデオカメラを垂らすため、思い通りの箇所にビデオカメラを誘導することが難しく、制御が困難であるという問題点がある。また、
風が強い日などに使用すると、ビデオカメラを橋の地覆や桁部に打ち付けて壊してしまう恐れがあるため、実用には至らなかった。
（３）

ポールにカメラを取り付ける方法

次に、ロープでは揺れてしまって制御が困難であることから、揺れることがないポールにビデオカメラを取り付けて撮影する方法を考案した。ポールは、【第一電波工業

移動用マスト(AM385)】という商品を用いた。これは本来、アンテナを立てるためのポールであり、1.5～5m の範囲で伸縮が自在で、先端に三脚用ネジが取り付けられている。また、重量は 1.2kg と軽量で扱いが容易である。このネジにジョイント金具を二つ取り付け、角度を自在に変更できるようにし、実用を試みた。以下の図 6-2-11 にポールカメラの説明図、
図 6-2-12 にカメラを取り付けた部分の写真を示す。

172

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

ジョイント金具×2
2
蝶ネジ

1/4 インチネジ＆ナット

図 6-2-11

図 6-2-12

ポールカメラの説明図

ポールカメラを取り付け、角度を付けた様子

173

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

以上の写真のように、ジョイント金具 2 つを蝶ネジで締めた構造となっている。この蝶ネ
ジを緩めることで、ビデオカメラの角度を自在に変化させることができる。この器具を使用して実際に橋梁下面の撮影を試みた。その様子を図 6-2-13 に、撮影された写真を図 6-2-14に示す。

図 6-2-13

図 6-2-14

カメラにポールを取り付けて撮影している様子

ポールにカメラを取り付ける方法により撮影された写真

174

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

以上のように、二人組で撮影することで、任意の画像を撮影することができる。一人がポールを持ち、一人が iPad によりカメラが撮影している画像を確認することで、このような画像を撮影することができる。この方法は、橋梁の横側からポールを伸ばすことで撮影することも可能であり、取り扱いも容易であり、高精度な撮影が可能であるため、現地調査においても使用した。
しかし、この装置では橋梁の手前側しか見ることができないため、撮影範囲が狭い。劣化状況の確認として、手前側のひび割れなどの観察は可能であるが、橋梁下面の全容を撮影することができない。そこで、2 本のポールを T 字に配置し、橋梁の下面を見渡せるような器具を考案した。この器具は、2 本のアンテナポールを、直交クランプで T 字に固定し、その先端にネットワークカメラを取り付けている。T 字にすることでモーメントの釣り合いを取り、持ち手の負荷を軽減することができる。また、Wi-Fi ビデオカメラでは、iPad ま
で電波が届かず画像を見ることができなかったため、ネットワークカメラを取り付けた。
ネットワークカメラに無線 LAN ルータを取り付け、パソコンと接続することにより、画像の確認や、カメラのパン・チルトや録画・静止画撮影などの遠隔操作が可能になる。以下の図 6-2-15 に T 字に改良したポールカメラを示す。

図 6-2-15 T 時に改良したポールカメラ

以上のような器具を作成し、撮影を試みた。この方法も、ポールの持ち手と、カメラの操
作役の二人組での作業が必要となる。また、無線 LAN ルータではなく、有線による接続も可能である。以下に、この器具により撮影された写真を示す。

175

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

図 6-2-16

改良したポールカメラにより撮影された画像

この器具を用いることで、橋梁の片側から半分までの下面を撮影することが可能であり、パソコンでの操作で、撮影したい箇所を確実に撮影できる。この写真のように、橋梁下面を見渡し、劣化を見つけ撮影することができる。
以上より、ポールに Wi-Fi ビデオカメラを取り付けたものと、T 字のポールにネットワー
クカメラを取り付けたものの 2 種類の橋梁下面点検器具を開発し、現地調査に適用することに成功した。
６．２．３
（１）

現地調査

現地調査の概要

昨年度に開発された簡易点検システムと、前項で述べた橋梁下面点検器具を適用し、①
簡易点検システムの有用性の確認、②塩害環境下にある橋梁の現状把握、③データ蓄積を目的として現地調査を実施した。現地調査では、海岸から 500m 以内にある橋梁を、独自に設定したグレーディングに従い塩害劣化度の評価を行った。
（２）

調査対象

今回の調査では、飛来塩分による塩害に焦点を当てることとし、沿岸部にある橋梁を調査することとした。調査対象橋梁は新潟県村上市から糸魚川市能生までの約 200km 中にある、海岸から 500m 以内に架かっている道路橋及びボックスカルバートの 207 橋とした(図
176

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

6-2-17 参照)。海岸から 500m としたのは、５．１節の上越地区の補修履歴の調査においてこの距離以上、海岸から離れている橋梁では塩害による補修がこれまでに行われていない
ことが明らかになっているからである。

図 6-2-17（３）

現地調査対象橋梁一覧

衛星写真による橋梁把握

衛星写真による調査には Google Earth4) を用いた。架橋位置から海岸までの距離を衛星
写真上で確認し、調査対象橋梁の抽出を行った。図 6-2-18 に Google Earth を用いた対象
橋梁の選定方法を示す。

図 6-2-18

Google Earth の定規機能を用いた対象橋梁把握

177

第6章

（４）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

現地調査方法

本検討では、新潟県橋梁定期点検要領【簡易点検編】に従って橋梁の点検を行った。新潟県橋梁定期点検要領【簡易点検編】では、橋梁を、舗装、高欄・防護策・地覆、伸縮装
置、排水枡、上部工(桁)、上部工(床版下面)、支承部、橋脚・橋台の 8 つ部材に分けて、それぞれの損傷具合を目視により評価するものとなっている。本研究の現地調査では、これら 8 つの部材に対しグレーディングを行った後、その橋の代表的な劣化度として、上部工(桁)および上部工(床版下面)を抽出し、独自に設定した評価指標を用いて橋梁のグレーディングを行った。表 6-2-1 に塩害劣化のグレーディングと評価指標を示す。また、図 6-2-19 に各評価レベルの劣化状況の例を示す。
表 6-2-1

評価レベル A

本調査で独自に設定した塩害劣化グレーディングと評価指標

健全(セパ近傍の軽微な劣化は許容する)。
主桁または床版下面に塩害起因のひび割れが発生している。

評価レベルⅠ

錆汁が認められる。
補修履歴がある。

評価レベルⅡ
評価レベルⅢ

主桁または床版下面から鉄筋が露出し腐食している。
補修後、再劣化ひび割れが発生している。
耐荷力の低下が顕著であり、崩落の危険性がある。

図 6-2-19

各評価レベルの劣化状況の例

178

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

以上の準備を経て、9 日間の現地調査を実施した。調査は、『点検者』、『観察者』、『撮影者』の 3 人一組で行った。図 6-2-20、図 6-2-21 に調査風景を示す。
『点検者』は、設定した評価指標に従って橋梁の点検を行い、塩害による劣化度を判定した。『観察者』は、橋梁の緯度経度を測定した後、橋梁全体の所感を取りまとめた。『撮影者』は、橋梁全景や親柱、劣化箇所などの必要なデータの撮影を行った。橋梁の桁部及び床版下面の塩害による劣化ひび割れ、剥離による鉄筋露出、補修の有無などを重点的に観察した。調査データは、現地でタブレット端末を用いて保存する。その後、測定した緯度経度を Google Earth に入力し、正しい橋梁の位置を把握する。また、その橋梁名と番号付けを行う。さらにその橋梁における海岸からの距離を定規機能により測定し、橋梁の諸元データに組み込む。このようなデータ整理を行った上で橋梁ごとに『海岸からの距離』、『供用年数』、『評価レベル』をまとめ、それぞれの相関性を求めた。

点検者

観察者

図 6-2-20

調査風景

図 6-2-21 橋梁下面点検器具を用いた調査風景

179

第6章

６．２．４
（１）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

現地調査結果調査結果の概要

図 6-2-22 に、調査した橋梁の構造形式ごとの割合を示す。PC 橋が 76 橋(37%)、RC 橋が 106 橋(51%)、鋼橋が 25 橋(12%)であった。構造種別で分けると、RC 橋の版桁構造が最も多く 71 橋(33%)、次いで PC 橋の T 桁構造が 44 橋(21%)であり、この 2 種類の橋で全体の半分以上を占めた。

鋼橋
(38%)
T桁
1橋

アーチ
3橋
鋼桁
22橋

アーチ
2橋

(38%)

T桁
44橋

版桁
71橋
RC 橋

PC 橋

版桁
28橋

BC
32橋

(38%)

図 6-2-22

箱桁
2橋
π桁
2橋

調査橋梁の構造形式別割合

図 6-2-23 に橋長別の割合を示す。橋長 15m 未満の小規模橋梁の割合は 64%、橋長 15m から 50m の中規模橋梁は 17%であり、これらで大部分を占めた。また、図 6-2-24 に、各構造種別における橋長数別の分布を示す。これより、橋長が 15m 未満の小規模橋梁の大部分が RC 橋であることがわかる。また、橋長が 51m 以上の大規模橋梁は PC 橋がほとんどであり、RC 橋で造られた大規模橋梁は見受けられなかった。鋼橋は橋長数の割合に違いはな
く、どの規模の橋梁においても一定数の使用が認められた。

180

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

51m以上
39橋

15m未満
132橋

15~50m
36橋

図 6-2-23

橋長別割合

120
100

橋梁数

80
51m以上

60

15～50m
15m未満

40
20
0
PC

RC

鋼

図 6-2-24 各構造種別における橋長数別分布

図 6-2-25 に評価レベル別の橋梁数を示す。評価レベルⅠ以上の劣化が生じていた橋梁の割合は全体の 66%に達しており、沿岸部では塩害による早期劣化が深刻であることを改めて示す結果となった。一方では 34%の橋梁で劣化が認められなかったことから、いくつかの因子に着目して調査結果を整理することで、劣化の原因または劣化していない理由を分析することとした。
また、図 6-2-26 に、構造種別ごとの評価レベル分布を示す。これより、RC 橋で評価レ
ベルⅠ以上の橋梁数が多いことがわかる。RC 橋と鋼橋の評価レベルⅠ以上の橋梁の割合はほぼ同等であった。
181

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

評価レベルⅢ3%

評価レベルⅡ
21%

評価レベルA34%

評価レベルⅠ42%

図 6-2-25

評価レベル別橋梁割合

120
100

橋梁数

80
Ⅲ
60

Ⅱ
Ⅰ

40

A

20
0
PC
図 6-2-26RC鋼

各構造種別における評価レベルの分布

182

第6章

（２）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

海岸からの距離の影響

海岸からの距離を 0～100m、101～300m、301～500m の 3 つに分け、それぞれの評価
レベルの橋梁数を示したものを図 6-2-27 に示す。
140
120

橋梁数

100
80

Ⅲ

60

Ⅱ

40

Ⅰ
A

20
0
0～100

101～300

301～500

海岸からの距離(m)
図 6-2-27

各距離における評価レベル橋梁数

これより、新潟県の沿岸部の橋梁は海岸から 100m 以内にあるものが多いことがわかる。
各評価レベルの割合に着目すると、海岸に近いほど劣化が顕在化している橋梁が多く、評価レベルⅠ以上の劣化の割合は、海岸から 0～100m で 77%、101～300m で 50%、301～
500m で 29%であった。このことから、塩害劣化環境の厳しさは海岸からの距離が最も大きな影響因子であると考えることができる。ただし飛来塩分の状況は海岸付近の岩礁やテトラポットの有無、植生や建造物の有無によっても異なるので、将来的にはこれらの影響も考慮して、より厳密な分析を進める必要がある。また、道路橋示方書では、新潟県を含
む B 区分において、塩害環境の過酷さを海岸から 0～100m、100～300m、300～500m の
3 区分に分けて評価しているが、今回の調査結果はその評価方法と概ね整合する結果といえる。
次に、海岸からの距離が小さく、劣化していない橋梁について、健全である理由を検討することにした。表 6-2-2 に海岸から 100m 以内にある評価レベル A の橋梁のうち、供用年数が判明している橋梁の一覧を示す。

183

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

表 6-2-2

橋梁名海岸から 100m で健全な橋梁一覧

海岸からの
距離

供用年数

構造形式

構造種別

Y橋

0

17

PC

箱桁

M橋

20

23

PC

版桁

N橋

20

1

PC

版桁

S橋

30

22

PC

版桁

I橋

40

14

PC

版桁

R橋

50

23

PC

版桁

K橋

60

17

PC

版桁

J橋

60

6

PC

版桁

MK 橋

60

6

PC

版桁

F橋

70

41

PC

版桁

O橋

70

2

PC

版桁

OM 橋

80

11

PC

版桁

表 6-2-2 から、海岸近傍で健全な橋梁は F 橋を除いて供用年数が 25 年以下であり、Y 橋を除いて版桁構造であることがわかる。すなわち供用年数が比較的少ない橋梁であることと、飛来塩分が付着しにくいと考えられる版桁構造であることが、健全である主な理由として考えられる。また、F 橋は供用年数が 40 年以上であるにも関わらず健全であるが、この理由として、図 6-2-28 に示すように海と橋梁の間の障害物の存在が挙げられる。F 橋が架かっている川は河川形状が屈曲しており海岸との間に住宅地がある。そのため、海岸からの距離の割に飛来塩分が少なかったので、塩害を生じていないのだと考えられる。また、図6-2-29 に F 橋の床版下面の様子を示す。F 橋は横断方向に傾斜が付けられており、プレテ
ンのブロック間に段差が設けられている。山側に向かうほど部材の配置が高くなっており、飛来塩分が付着しにくい構造であると考えられる。また、供用年数が不明な橋でかつ健全な橋梁も、海岸との間に障害物がある場合が多かった。以上の検討より、塩害環境レベル
は海岸からの距離と高い相関性が見られるものの、障害物の有無や、構造形式の影響も大きく受けることが明らかとなった。

184

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

F橋

図 6-2-28

F 橋の衛星写真

桁が段差状に配置されている

図 6-2-29

F 橋の床版下面の様子

また、Y 橋は版桁以外の形式であるが、健全である。Y 橋は海上にある橋梁であり、飛来塩分を多く受ける環境下にあるが、初期塗装が施されているため、健全であった。これより、近年に建設された橋梁では、塩害対策効果がデータとして現れ始めていることがわか
る。

185

第6章

（３）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

供用年数－評価レベル関係及び考察

供用年数は、親柱に記載されている竣工年を参考にデータを取得した。供用年数が確認できた橋梁は 90 橋であり、PC 橋が 55 橋、RC 橋が 20 橋、鋼橋が 15 橋であった。
まず、図 6-2-27 と同様に、供用年数を 4 つに分け、それぞれの評価レベルの橋梁数を示したものを図 6-2-30 に示す。

45
40
35
橋梁数

30
25

Ⅲ

20

Ⅱ

15

Ⅰ

10

A

5
0
1～20

21～40

41～60

60～

供用年数(年)

図 6-2-30

各年数における評価レベル橋梁数

これより、供用年数は 21～60 年のものが多いことがわかる。すなわち今回調査を行った橋梁の大半が、高度経済成長期に架けられたものであった。また、供用年数が 1～20 年の範囲の橋梁はほとんどが健全であった。供用年数が 60 年以上の橋梁では健全なものは存在せず、何らかの劣化が進行していることがわかる。なお、評価レベルⅡの中には、塩害に対する補修(例えば、断面修復)を行ったものの、数年で再劣化ひび割れに至った例もいくつか含まれていた。この結果から、新潟県沿岸部では建設後 20～30 年後に塩害劣化が目視で確認されるように見て取れるが、そのような解釈は妥当ではない可能性が高い。なぜなら、現在から約 30 年前を境として塩害に対する設計が変化しているからである 5)。そこで橋梁の建設年代と経年劣化の関係について検討を行うこととした。
５．１節で述べた調査では、新潟県上越地区にある橋梁の補修履歴を整理している。そこで、補修を行った時期を、評価レベル低下時期と仮定し、供用年数－評価レベル関係のグラフを作成したものを図 6-2-31 に示す。40 橋のデータを竣工年別に分け、それぞれの年
代(1950~1990 年代)で平均したものを示している。

186

第6章

0

10

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

供用年数(年)
20

30

40

A0

評価レベル

1950年代1960年代Ⅰ
1

1970年代1980年代1990年代

Ⅱ2

Ⅲ3
図 6-2-31

上越地区における供用年数－評価レベル関係

これより、80 年代までに建設された橋梁の劣化速度は年代によらずほぼ同程度であり、建設後 10~20 年程度で塩害劣化が顕在化し、補修が施されていたことが明らかとなった。
90 年代に建設された橋梁は現在に至るまで劣化が生じていない橋梁が多く、それ以前の橋梁と比較して明らかに耐久性が向上している。これは、1984 年に橋梁の塩害対策指針が提案され 6)、それ以前と比べてかぶりが大きくなったためだと考えられる。その他の要因としては、構造形式の違いが挙げられる。図 6-2-31 で示した 80 年代以前の橋梁の多くが T 桁橋なのに対し、図 6-2-30 の 20 年未満の橋梁は版桁橋が多い。以上より、既往の塩害対策
技術の効果をある程度確認することができた。
（４）

海岸からの距離－供用年数関係

調査橋梁の供用年数と海岸からの距離を評価レベルごとに色分けしたものを図 6-2-32 に示す。これより、海岸からの距離が近いほど、また供用年数が大きいほど塩害劣化が進行し、評価レベルが下がる傾向にあることがわかる。塩害による構造的な劣化が顕著となる評価レベルⅡ(鉄筋露出、再劣化)は、供用年数 20 年以上で発生しており、海岸からの距離が小さいものが多い。また、これらの二つの指標だけではなく、かぶり深さや施工の品質と言ったその他の因子を考慮することで、より詳細な塩害劣化傾向を知ることができると考えられる。

187

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

90

供用年数(年)

80
70

A

60

Ⅰ

50

Ⅱ

40

Ⅲ

30

PC劣化推定(Ⅰ)

20PC劣化推定(Ⅱ)

10RC劣化推定(Ⅰ)

0
0

200

400

600

RC劣化推定(Ⅱ)

海岸からの距離(m)
図 6-2-32

海岸からの距離－供用年数の関係

図 6-2-32 には、現行の耐久設計手法を参考にして計算した、劣化推定曲線もあわせて示した。青いラインは評価レベルⅠとなる供用年数を示し、同様に、黄色いラインは評価レ
ベルⅡとなる供用年数を示している。劣化推定曲線は、1983 年以前に設計された新潟県沿岸部の橋梁と想定し、実線がプレテンション PC 桁(W/C=36%、かぶり 25mm)、破線が RC
桁(W/C=55%、かぶり 35mm)を表している。塩害劣化は、潜伏期、進展期、加速期、劣化期の 4 段階に分けることができる。通常、進展期と加速期の境界で、塩害ひび割れが発生すると言われている 6)が安全側の評価となるように、(6-2-1)式に示すフィックの拡散方程式の解から得られる鋼材位置における塩化物イオン濃度が 1.2kg/m3(鋼材の初錆限界値)となったら、すみやかに腐食ひび割れが発生するものとし、評価レベルⅠになると仮定した。
JIS(日本工業規格)においてコンクリートの塩化物含有量は、荷降ろし地点で塩化物イオン
量として 0.3kg/m3 以下でなければならないと定められている。このため、初期含有塩化物
イオン C(x、0)を、安全を見て 0.3kg/m3 とした。(6-2-1)式より、各構造形式の鉄筋位置における塩化物イオン濃度が 1.2kg/m3 に達する時刻 t を求め、これを、進展期から加速期に移行する劣化推定年数とした。

C(x、t) = C0 (1 − erfx2√Dc ∙t) + C(x、0)

ここに、C(x、t)：深さ x(cm)、時刻 t(年)における塩化物イオン濃度(kg/m3)
C0：表面における塩化物イオン濃度(kg/m3)
Dc：塩化物イオンの拡散係数(cm2/年)
C(x、0)：初期含有塩化物イオン(kg/m3) =0.3kg/m3
188……(6-2-1)

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討(6-2-1)式では、RC 構造、PC 構造共に普通ポルトランドセメントを用いていると仮定し、塩化物イオンの拡散係数 Dc は以下の(6-2-2)式に水セメント比を代入し算出した。
log10 Dc = −3.9(W⁄C)2 + 7.2(W⁄C) − 2.5……(6-2-2)

また、加速期から劣化期の境界で評価レベルⅡとなるものとした。ここでは、鋼材の体積減少率が 5%となった時に加速期から劣化期に移行すると仮定した。鋼材の体積減少率は、
コンクリート構造物のリハビリテーション研究委員会報告書 7)にて提案されている、腐食ひび割れ発生以降の鋼材腐食速度の予測式に準じて計算を行った。国土技術政策総合研究所
資料 6)によると鋼材の体積減少率が 5%以上となると剥離・鉄筋露出が見られるとされていることから、本検討においても、鋼材の体積減少率が 5%となったら評価レベルⅡとなると仮定し、年数を算出した。以下の(6-2-3)式に腐食ひび割れ発生以降の鋼材腐食速度の予測式を示す。
Vred = {4ac/(ϕ × γFE )} × e(α⁄a)×t……(6-2-3)

ここに、
Vred：体積減少率(%)
γFE：鉄筋の単位体積質量(mg/cm3)
a：腐食量とひび割れ幅を関係付ける係数(mg/cm3)
c：腐食による初期ひび割れ幅(cm)Φ：鉄筋径(cm)α：腐食速度とひび割れ幅を関係付ける係数(mg/cm3/年)
t：鋼材位置での塩化物イオン量が 1.2kg/m3 に達してからの経過年数(年)
ここで、(6-2-3)式を用いるために、前述の国土技術政策総合研究所資料に準じ、係数の設定を行った。まず、鉄筋についてのパラメータである。鉄筋径は現地調査だけでは取得することができず不明なため、どの構造においても 1.3cm と仮定した。鉄筋の単位体積質量は代表的な鋼材の代表値である 7850mg/cm3 とした。腐食による初期ひび割れは、通常のクラックスケールで測定可能な最小値である 0.001cm とした。次に、各係数(a、α)についてのパラメータについて述べる。この係数は、塩害による損害を受けた以下の条件に該当する橋梁の調査結果をもとに回帰分析を行い、求められる。
・竣工後、塩害調査実施までの間に補修履歴がない
・竣工年および調査年度が既知である
・塩化物イオン濃度の測定結果がある
・塩害による損傷状況(外観状況および鋼材の腐食状況)が把握されている・帯鉄筋のかぶりが既知である
189

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

これらの条件は、本検討において現段階では満たすことができていない。そのため、国土技術政策総合研究所資料によって算出された係数を用いることとした。これより、腐食量とひび割れ幅を関係付ける係数 a を 2100(mg/cm3)、腐食速度とひび割れ幅を関係付ける係
数αを 430(mg/cm3/年)と仮定して推定を行った。
以上の計算を、コンクリート標準示方書［維持管理編］8)に定められている各距離(飛沫帯、
汀線付近、100m~300m、300m~500m)における表面塩化物イオン濃度を用いて行った。以
下の表 6-2-3 にコンクリート標準示方書に定められている飛来塩分が多い地域での表面における塩化物イオン濃度を示す。
表 6-2-3

飛来塩分が多い地域での表面における塩化物イオン濃度 C0(kg/m3)
海岸からの距離(km)

飛沫帯
13

汀線付近

0.1

0.25

0.5

1

9

4.5

3

2

1.5

現行の耐久設計手法による劣化推定曲線と現地調査結果を比較すると、ほとんどの橋梁
が、推定劣化年数よりも遅く劣化していることがわかる。評価レベルⅠの橋梁は、すべての橋梁で推定劣化年数よりも遅く劣化しており、評価レベルⅡの橋梁のほとんどは、推定年数よりも後もしくは同程度の年数で劣化している。特に、調査結果は距離が増えるほど劣化年数が大きくなる傾向にあるが、計算結果は距離の影響がほとんど出ないようになっており、両者の結果には乖離が見られる。これより、現行の耐久設計手法は、特に海岸からの距離が大きい場合にかなり安全側の評価を与えることが明らかとなった。
また、現行の耐久設計手法では、鋼材の初錆限界値を 1.2kg/m3 と定めているが、W/C に
よって初錆限界 Clim も変化するという知見もある 9)。そこで、丸屋らによって提案された、
W/C と初錆限界 Clim の関係を考慮し、再計算を行った。丸屋らによると、普通ポルトラン
ドセメントを用いたコンクリートにおいて、W/C=65、55、45%の場合、Clim=1.6、2.5、3.0kg/m3 のように変化する。つまり W/C が高いほど初錆限界が低いのである。この知見か
ら、RC 橋(W/C=55%)の Clim=2.5kg/m3、PC 橋(W/C=36%)の Clim=3.5kg/m3 と定義した。
この条件で劣化推定年数を再計算した結果を以下の図－6-2-33 に示す。また、図 6-2-34 にPC のみの結果、図 6-2-35 に RC のみの結果を示す。

190

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

90

供用年数(年)

80
70

A

60

Ⅰ

50

Ⅱ

40

Ⅲ

30

PC劣化推定(Ⅰ)

20PC劣化推定(Ⅱ)

10RC劣化推定(Ⅰ)

0
0

200

RC劣化推定(Ⅱ)

400

海岸からの距離(m)
図 6-2-33

補正後の劣化推定曲線と年数－距離関係

8070

供用年数(年)

60
A

50

Ⅰ

40

Ⅱ

30

Ⅲ

20

PC劣化推定(Ⅰ)

10PC劣化推定(Ⅱ)

0
0

100

200

300

400

500

海岸からの距離(m)
図 6-2-34

補正後の劣化推定曲線と年数－距離関係(PC のみ)

191

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

80
70
供用年数(年)

60

A

50

Ⅰ

40

Ⅱ

30

Ⅲ

20

RC劣化推定(Ⅰ)

10RC劣化推定(Ⅱ)

0
0

200

400

600

海岸からの距離(m)
図 6-2-35

補正後の劣化推定曲線と年数－距離関係(RC のみ)

これより、丸屋らが提案した W/C によって Clim を補正し劣化推定を行う設計方法は、安全であり、かつ、現行の耐久設計手法よりも経済的であることがわかった。図 6-2-33 より、ほとんどの橋梁が、劣化推定年数よりも遅く劣化していることがわかる。この曲線よりも早く劣化している橋梁が、評価レベルⅡで 2 橋あることがわかるが、この橋は鋼橋であり、コンクリート橋の劣化推定では判断できない。また、コンクリート橋よりも鋼橋の方が、劣化が早いことがこれより見て取れる。このため、鋼橋を除き、PC 橋・RC 橋のみを抽出し、それぞれの劣化推定曲線を、図 6-2-34 と図 6-2-35 に示した。これより、劣化推定曲
線よりも早く劣化しているコンクリート橋は存在せず、コンクリート橋(特に PC)の劣化時
期を精度よく推定できていると言える。
本検討における現地調査では、1 橋 1 橋のかぶりは測定していないが、多くの橋が仕様規定型設計で設計されたものと考えられるので、プレテンション PC 桁の設計が W/C=36%・
かぶり 25mm、RC 桁の設計が W/C=55%・かぶり 35mm であると仮定した。そのため、推定値は設計書通りに設計されたものとして算出されているが、現地調査結果は施工誤差や設計法の改定による差異の影響も含んでいることに注意されたい。
（５）

鉄筋腐食範囲図 6-2-35 までのデータ整理では、橋梁のもっとも劣化が進んでいる箇所で劣化度を評価した。そのため、橋梁全体に渡って鉄筋が腐食しているものも、ごく一部で劣化が生じていた場合も同じ評価レベルとなってしまう。そこで、鉄筋が腐食している橋梁のみを対象として、劣化範囲の分析を行うこととした。ここで、橋梁の幅に対し、海側から何%が腐食しているかを『全幅に対する海側の端部から最遠の劣化鉄筋までの距離(鉄筋腐食範囲)』と定義し、現地調査で撮影した写真を用いて算定を行った。
192

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

a) 算定方法
全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離は、現地調査で撮影した橋梁下面の写真を用いて算定した。まず、鉄筋腐食が目視で認められた橋梁を抽出した。ここで、鉄筋腐食とは、『鉄筋が露出し腐食しているもの』、『主鉄筋・スターラップと思われる鉄筋の錆汁が発生しているもの』、『塩害起因と考えられるひび割れが発生しているもの』の 3 つと定義し、PC 橋と RC 橋のみを対象とした。次に、抽出した橋梁の最も山側にある鉄筋腐食を判定し、海側の端部からの距離を推定する。その距離を、その橋梁の全幅で割り、全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離とした。距離の推定は、Google Earth の定規機能や、面積測定ソフトを用いて行った。

海側

約 10%

山側
図 6-2-36b）

鉄筋腐食範囲の算出例

鉄筋腐食範囲結果及び考察算出した全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離を 0～30%(海側のみ劣化)、31～60%(中央まで劣化)、61～100%(山側まで劣化)の 3 つの水準に分け、各構造形式の橋梁数を表したものを図 6-2-37 に示す。判定橋梁数は、PC 橋：36 橋、RC 橋：36 橋である。これより、
PC 橋は山側まで劣化が進行している橋梁が多く、RC 橋は海側で劣化が止まっている橋梁
193

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討が多い傾向となった。また、PC 橋の平均鉄筋腐食範囲は 68%、RC 橋の平均鉄筋腐食範囲
は 45%であった。
30
25

橋梁数

20
15

PC

10

RC

5
0
0～30

31～60

61～100全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離(%)
図 6-2-37 鉄筋腐食範囲－橋梁数の関係

次に、各構造形式における全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離を図 6-2-38 に示す。
橋梁数が構造種別で大きく異なるため、縦軸の橋梁数は、各構造種別の橋梁数で正規化して示している。また、対象構造形式は、PC 橋で T 桁と版桁。RC 橋で版桁とボックスカル
バートとした。

橋梁数/判定橋梁数

0.8
0.7
0.6
0.5

PC：T桁

0.4

PC：版桁

0.3

RC：版桁

0.2

RC：BC

0.1
0
0～30

31～60

61～100全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離(%)
図 6-2-38

鉄筋腐食範囲－橋梁数/判定橋梁数関係

194

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

PCT 桁構造は、全ての桁で鉄筋が腐食している橋梁がほとんどであり、版桁構造では、劣化が海側で留まっている橋梁の割合が大きいことがわかる。また、版桁構造では、海側端部の次に山側端部で腐食が生じるケースが多かったので、橋幅の中央で劣化が止まっているものの割合は少なく、全体的に劣化の進行は二極化している傾向が見られる。
このように、T 桁橋と版桁橋で腐食範囲に明確な違いが表れた理由として、飛来塩分の付着状況の違いが挙げられる。断面形状の違いが塩分付着性状に及ぼす影響を図 6-2-39 に示す。
床版橋のように、下面が平らな場合、海水飛沫を多く受ける部分は海側の端部で最も大きく、次いで山側の端部で大きくなると考えられる。このような傾向は、戸田によるマルチスペクトル法を用いた床版橋の表面塩分量測定結果においても確認されている 10)。

図 6-2-39

図 6-2-40

構造形式の違いによる付着塩分の違い

床版橋の飛来塩分付着傾向(戸田らのスライドより引用)

195

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

これに対し、T 桁橋では海側の桁にぶつかった風が回折し、桁間に飛来塩分の淀みができるので、中桁でも飛来塩分量が大きくなることが、中西らの研究によって確認されている
11)。

図 6-2-41

I 桁橋の飛来塩分付着傾向(中西らの論文より引用)

このように風の流れの影響によって床版橋に比べ T 桁橋に多く塩害被害が生じていることは経験的に指摘されてきたが、本調査では、腐食範囲という指標によってその経験則を立証したといえる。現在のようにかぶりの塩分浸透だけを考える塩害照査体系では、このような事象は考慮しきれないので、将来的には飛来塩分の大気中の流動や付着特性を考慮した塩害照査手法を構築することによって、かぶりやコンクリート品質だけでなく、橋梁形状も塩害に対する耐久設計項目として取り組むことが可能になると考えられる。
塩害の最大の発生要因は、飛来塩分の付着と浸透であるが、その他にも図 6-2-42 に示す
ようなかぶり不足による早期の鉄筋腐食や、飛砂によるコンクリートの摩耗なども認められた。塩害劣化は、海岸からの距離・供用年数・構造形式をはじめ、飛来塩分量や施工の良否などが複雑にからみ合って発生していると考えられる。そのため、一つ一つの橋梁の諸元に合わせた維持管理が必要となる。今後も、塩害環境下における橋梁の点検データ蓄積を行っていくことが重要であり、海岸からの距離や供用年数、かぶり深さや施工の品質などを総合的に評価した維持補修法の確立が急務である。
以上の検討より、簡易点検システムによる現地調査の有用性が確認された。このシステ
ムを用いた現地調査を行うことによって、劣化が進行している橋梁の実態を明らかにすることができた。また、構造性能に着目した劣化の評価レベルを設定することで橋梁の劣化度が一目でわかり、優先的に維持補修しなければならない橋梁がどの程度存在しているのかを同定することができた。1 橋あたりの管理費に制限があり、満足な点検を行えない場合
196

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討でも、このような簡易点検システムを適用することで、最低限の橋梁情報を安価で手に入れることができる。このように、橋梁の維持管理費を安価にする取り組みは地域の安全のためには必要不可欠であると考えられる。

図 6-2-42

６．２．５

かぶり不足による鉄筋の早期腐食まとめ６．２節で得られた結論を以下に列挙する。
(1)

簡易点検システムを適用することで、橋梁の現状を把握することができた。

(2)

塩害劣化度は供用年数と海岸からの距離との相関性が高く、供用年数が大きくなるほど、または海岸からの距離が短いほど劣化が進行する傾向があることが確認された。

(3)

建設年代ごとに劣化曲線を求め比較したところ、塩害対策が講じ始められた 90 年代を境に橋梁の塩害に対する耐久性能は向上していたことが確認された。

(4)

現行の耐久設計手法を参考にして海岸からの距離と劣化年数を算出し、現地調査結果と比較したところ、現行の耐久設計手法はかなり安全側の評価を与えることがわかった。

(5)

全幅に対する最遠の劣化鉄筋までの距離を算出した所、版桁構造に比べ T 桁構造の橋梁の方が、塩害被害を受ける範囲が大きいことが明らかとなった。

６．３．
６．３．１

新潟県の環境条件における塩害要因の検討
はじめに

６．２節では、塩害環境の厳しさを海岸からの距離で代表させてデータの整理を行った。
しかし、より精緻な耐久性照査を行う場合、塩害環境もより精緻に考慮できるようにする必要がある。そこで、ここでは塩害環境の厳しさの要因を検討することとした。塩害は、飛来塩分や凍結防止剤などの塩化物イオンがコンクリート内部に浸透することで鋼材を腐食させる劣化現象である。新潟県沿岸部における塩害では、その厳しさを飛来塩分量で代
197

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

表させることは妥当であると考えられる。飛来塩分の大半は冬季の季節風に乗って運ばれるものである(図 6-3-1)。そこでまず、季節風の風速や波高と飛来塩分の相関性を調べ、さらに塩害劣化の進行スピードとの相関性を確認することとした。
飛来塩分量の大小を調べるために、まず論文調査を実施した。新潟県沿岸部において飛来塩分量調査を実施している論文を 14 編入手し、地域ごとの飛来塩分量のデータを取得した。次に、新潟県沿岸部の波高データと風速データを入手し、波高・風速が同様の地域ごとに飛来塩分量をまとめた。最後に、飛来塩分量と波高、飛来塩分量と風速、飛来塩分量と劣化度の相関関係を把握し、考察を行った。

図 6-3-1

６．３．２

新潟県沿岸部における冬季の波浪状況(季節風の影響)

目的

本検討では、新潟県沿岸部の波高と風速に着目し、飛来塩分量の傾向把握を試みた。塩
害劣化を加速させる最も直接的な外的要因として、飛来塩分量に着目した。まず、論文や実測データから、新潟県沿岸部の飛来塩分量・波高・風速を取得する。その後、それぞれの因子の相関性を把握することを目的とする。
６．３．３

新潟県沿岸部における飛来塩分量データ取得

新潟県は季節風の影響を受け、冬季になると飛来塩分が大きく増加する。しかし、佐渡ヶ島や能登半島などの地形条件が、沿岸部に達する波高の差異を生じさせている。そのため、新潟県沿岸部は地域によって飛来塩分が大きく異なると言われている。宝島ら 12)の研究によると、村上地域と親不知地域において飛来塩分量が多く、新潟港周辺では飛来塩分量が少ない傾向にあることがわかる(図 6-3-2)。
198

第6章

図 6-3-2

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

新潟県沿岸部の地域による飛来塩分量の差異(宝島らの研究より引用)

この知見から、まずは、新潟県沿岸部の地域別の飛来塩分量を文献調査から検討した。取得した文献は 14 編であり、39 地点の飛来塩分量データを入手した。以下の表 6-3-1 に取得した論文と、飛来塩分量掲載地点を示す 13)-26)。

199

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

表 6-3-1 取得した論文と飛来塩分データ地域

論文名
構造物周辺における飛来塩分の輸送過程に関する数値解析と現地観測

飛来塩分量に及ぼす気象条件の
影響

調査箇所

地域区分

名立大橋

上越

佐渡港湾
黒姫大橋
海府大橋
戸中大橋
相川庁舎
城址橋
潮見橋

防風壁による飛来塩分の石地海岸低減効果に関する研究
飛来塩分を受けるコンクリート
夕日ライン橋
表面における塩分侵入メカニズム
飛来塩分の発生・輸送
石地海岸
シュミレータの開発
数値気候モデルを用いた飛来塩
西港
分濃度分布の予測に関する研究
新潟県内の飛来塩分と風速・不明
風向の関係について(海岸から8km地点)
村上市
胎内市
新発田市
新潟市
出雲崎市
笠島
直江津
新潟県沿岸の飛来塩分環境と筒石
コンクリートへの塩分浸透性状
糸魚川
親不知
岩船郡
新潟市
秋葉区
五泉市
妙高
構造物表面に到達する飛来
名立大橋
塩分量の数値解析による予測
海面から発生する飛来塩分に関
出雲崎市する実地観測とその飛来塩分
西山町
発生・輸送数値モデルの開発
西山町
海岸構造物周辺のしぶきから発生する飛来塩分の輸送と出雲崎市
その長期的観測
海岸近傍の飛来塩分発生・輸送
大崎海岸
数値モデルの開発
移流沈降領域における野積橋
飛来塩分量と風速の関係
東真更川大橋Ni系高耐候性鋼材を使用した
亀鶴橋
新潟県内の橋梁の腐食状況
別山大橋

両津

大佐渡
小佐渡
中越
中越
中越
下越
内陸

下越

中越

上越

内陸

上越
中越

中越
中越
中越
両津
内陸
中越

以上より得られた年平均飛来塩分量を地域ごとに平均したものを以下の図 6-3-3 に示す。
論文によって飛来塩分量測定時期や、測定時間が異なるが、一律年平均として算出した。
200

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

下越

中越

900

年平均飛来塩分量(mdd)

800
700
600
500
400
300
200
100
0

図 6-3-3

上越

大佐渡

両津

小佐渡

論文より得られた地域別飛来塩分量

これより、大佐渡(佐渡ヶ島の北側)で飛来塩分が多く、次に上越地域の飛来塩分量が多いことがわかった。地域別では以上のような結果となったが、同一地域においても環境条件が様々なので、次項より各種環境条件を考慮してデータ整理を行う。
６．３．４

新潟県沿岸部の波高の特徴

冬型の気圧配置では、北西の強い風が吹き、波も朝鮮半島から生じたものが日本海を渡るにつれ徐々に大きくなって打ち付ける。しかし、佐渡ヶ島で波が一旦打ち消されるため、島の影となっている、新潟市周辺から柏崎市周辺は波高が低くなる傾向がある。そのため、下越地域の一部では、佐渡ヶ島の影響があると考えられる。このような傾向を考慮した上で飛来塩分を考慮しなければならないと考えられるため、本項では飛来塩分量と直接関係が深いと考えられる波高についての検討を行う。
（１）

波高の解析データ

波高データは(株)国際気象海洋が推算している波高予測データを購入し使用した。新潟県内の波高の生データは、新潟沖と直江津港の 2 種類のみしか取得することができず、沿岸部エリア全ての傾向を把握することは困難である。そのため、推算データを使用し、波高傾向の検討を行った。以下の図 6-3-4 に、(株)国際気象海洋 27)が提供している日本における波高予測図の一例を示す。また、図 6-3-5 に新潟県のみを拡大した波高予測図を示す。これは、典型的な冬型の気圧配置における波高の傾向を示している。図 6-3-5 より、西高東
低の気圧配置の場合、大佐渡の波高が高く、その次に上越と下越の新潟以南、そして、小
201

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

佐渡と中越地域の波高が低いという傾向がわかった。この傾向は、西高東低の気圧配置の時に限定したものであるが、新潟県においては冬場にこの気圧配置が最も多く発生する。
そのため、波高の区分は図 6-3-5 のような区分でかまわないと判断できる。

図 6-3-4(株)国際気象海洋提供の波高予測図

波高中

波高大

波高小
波高中

図 6-3-5

波高予測図の新潟県拡大図

202

第6章

（２）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

波高の観測データ

前述の通り、波高の実データは新潟沖と直江津港の 2 箇所しか得られない。そのため、新潟県沿岸部の波高分布を実データから得ることはできない。そこで、実データの替わりに各地域の波高を波浪推算により計算し、沿岸部の波高分布を得ることにした。ただし、その場合には計算結果の妥当性を確認しておく必要がある。実データとの比較により検証を行うため、直江津港と新潟沖で測定された、リアルタイムナウファス 28)(国土交通省港湾局)提供の波高データを 2012 年の 1 年分を取得し、月別平均を行った。図 6-3-6 に波高が計測された新潟沖と直江津港の位置を、図 6-3-7 に各地点における月別平均波高データを示す。

図 6-3-6

リアルタイムナウファスが提供する波高データ観測地点(ホームページから引用)

月別平均最大波高(m)

7
6
5
4
3

新潟沖

2

直江津沖

1
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12月
図 6-3-7 2012 年分月別平均最大波高データ

203

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

図 6-3-7 より、新潟沖・直江津港共に波高分布は同様の傾向を示していることがわかる。
冬季の波高が高く、波高の平均が 6m に達する月もあることから、新潟県の波高の高さが伺える。また、図 6-3-5 における波高区分では、新潟沖と直江津港は同じ『波高中』の区分としている。図 6-3-7 の実データより、両港の波高分布は同様の傾向であり、同じ波高区分とするのは妥当であると言える。また、波高中区分における月別の波高傾向はこのようになっていると考えられる。
次に、実データと解析データの比較を行う。以下の図 6-3-8 に実データと解析データの月別の有義波高の平均を示す。実線が実データ、破線が解析データとなっている。このグラフより、実結果と解析結果の相関は概ね良好であることがわかる。このことから、波浪
推算によって求められた波高は、妥当であると言える。

2.5

有義波高(m)

2
1.5

新潟沖
直江津港

1

新潟沖
直江津港

0.5
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12月
図 6-3-8 2012 年分月別平均有義波高データの実測値と解析値の比較

204

第6章

（３）

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

波高と飛来塩分量の関係

次に、波浪推算により区分したエリアの飛来塩分量を平均し、比較を行った。以下の
図 6-3-9 に比較結果を示す。

年平均飛来塩分量(mdd)

250
200
150
100
50
0
波高大
図 6-3-9

波高中

波高小

内陸

波高区分ごとの飛来塩分量の関係

これより、波高と飛来塩分量の相関性は高く、波高が大きいほど、飛来塩分量が多くなる
ことがわかる。また、JASS 5 では、塩害環境区分の飛来塩分量は 25mdd、土木研究所が提案する式では 30mdd を超える地点を重塩害環境下と定めており、この基準を新潟県沿岸部に適用してみると波高が小さい地点でも、重塩害環境下であることがわかる。
６．３．５

新潟県沿岸部の風速傾向

新潟県は季節風の影響によって冬季の波高が高くなることが明らかとなった。この背景
として、季節風の影響に寄る処が大きい。そのため、次に、新潟県沿岸部の風速傾向の検討を行った。まず、気象庁のホームページ 29)にて公開されている新潟県沿岸部における風速観測データを 2012 年の 1 年分取得し、地域ごとの風速にまとめた。その後、風速の大きさごとにエリア分けを行い、飛来塩分量調査との比較を行った。
（１）

風速の観測データ

気象庁による風速データは、以下の図 6-3-10 に示す新潟県内の 52 箇所で計測されている。データは、計測年数が測定地点によって異なるが、平均風速・最大風速・最大瞬間風速、風向などが閲覧可能である。この内、沿岸部にある 15 地点の 2012 年度の風速データを取得した。データ取得地点を、図 6-3-11 において赤四角で囲む。また、この地点で取得
205

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討した月別平均風速を図 6-3-11 に示す。

図 6-3-10

風速観測地点とデータ取得地点

村上
松浜
寺泊
大潟
能生
佐渡(弾崎)
佐渡(両津)粟島

10
9
月別平均風速(m/s)

8
7
6
5

中条
新潟
柏崎
高田
糸魚川
佐渡(相川)
佐渡(羽茂)

4
3
2
1
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

月

図 6-3-11 1 日の平均風速の月別平均

このグラフから、新潟県は冬季における風速が高い傾向にあることが明らかになった。また、場所によって平均風速に 3～5m もの差異が生じていることもわかった。佐渡ヶ島の平均風速は 1 年を通して高く、村上地域では低いことがわかった。以下の図 6-3-12 に、各地
206

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討点における 1 年間の平均風速を示す。

6.0

平均風速(m/s)

5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0

図 6-3-12

各地点における一年間の平均風速

これより、松浜以北の下越地域の年間平均風速が小さい傾向、松浜と佐渡の相川で年間平均風速が大きい傾向であることがわかった。この結果を、平均風速 2m/s ごとに区切って、風速の大きさごとのエリアに振り分けた。つまり、松浜と佐渡(相川)が『風速大』、新潟～
糸魚川・佐渡(相川以外)を『風速中』、村上～松浜手前までを『風速小』と定義した。
（２）

風速と飛来塩分量の関係

次に、この風速エリアごとの飛来塩分量を図 6-3-13 にまとめる。このグラフより、風速が小さいエリアにおいても飛来塩分量が多くなっていることから、風速と飛来塩分量の相関性はあまり見られないと考えられる。一般に風速が大きければ波高は高くなるが、新潟県の場合、佐渡ヶ島の存在によって、波が一度リセットされてしまうため、風速と波高に
このような差異が生じるものと考えることができる。また、波高が高ければ橋梁に直接波がぶつかったりしぶきが当たったりするが、風速が強くても波が穏やかであれば飛来塩分はそれほど多くはならないと推察される。これより、飛来塩分量に最も影響を与える主な因子は波高であると言える。

207

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

200
180

飛来塩分(mdd)

160
140
120
100
80
60
40
20
0
風速大
図 6-3-13

６．３．６

風速中

風速小

内陸

各風速エリアごとの飛来塩分量

飛来塩分量と劣化度の関係

前述までの検討より、新潟県には多くの塩分が飛来する環境にあることが明らかとなった。また、その飛来塩分量には地域によって差異が生じていることも明らかとなった。そこで、飛来塩分量が劣化に対してどのように影響するかを考察するために、論文調査で得た飛来塩分量と、現地調査で得た構造物の劣化状況の関係を考察する。
図 6-3-14 に新潟県を上中下越に分けた時の飛来塩分量を示す(図 6-3-3 と同様のもの)。
また、図 6-3-15 に、調査橋梁を上中下越ごとに分け、レベル別橋梁数をその地域の全橋梁数で除したものを示す。ここでは、現地調査ではまだ佐渡ヶ島が未実施なため、劣化度を示す評価レベルとの比較が波高・風速の大きさごとに分けたものでは難しいと判断し、上中下越で飛来塩分量を仕分けたものとの比較を行った。
この 2 つのグラフより、飛来塩分量と劣化度の関係に相関性があまり見られないことがわかる。これは、塩害劣化に起因する因子は飛来塩分量だけでなく、供用年数や海岸からの距離、構造形式など様々であり、これらを総合的に判断しなくてはならないためであり、飛来塩分量のみに注目しても他の因子の影響で相関が現れないためだと考えられる。

208

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

700

飛来塩分量(mdd)

600
500
400
300
200
100
0
下越

中越

上越

図 6-3-14

新潟県の各地域における飛来塩分量

100%

各レベル橋梁数/全橋梁数

90%
80%
70%
60%

Ⅲ

50%

Ⅱ

40%

Ⅰ

30%

A

20%
10%
0%
下越
図 6-3-15

中越

上越

新潟県の各地域における各評価レベルの割合

また、塩害はコンクリート中を塩分が浸透することで発生する。その時の浸透速度は、ある程度以上の飛来塩分量になると大きな差が生じなくなる。内田の研究 30)では、飛来塩
分量が 5mdd、90mdd、120mdd の環境を室内実験により再現し、塩化物イオン濃度の浸透深さを計測している。以下の図 6-3-16 に飛来塩分が 5mdd の時の浸透速度を、図 6-3-17に飛来塩分が 90mdd の時の浸透速度を、図 6-3-18 に飛来塩分が 120mdd の時の浸透速度をそれぞれ示す。また、この 3 つのグラフに共通する 28 日目のデータのみを抽出したグラフを図 6-3-19 に示す。

209

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

4.5
塩化物イオン濃度(kg/m3)

4
3.5
3
2.5

14日

2

28日

1.5

56日

1

91日

0.5
0
0

2
4
6
8
コンクリート表面からの距離(cm)10

図 6-3-16 飛来塩分 5mdd の時の浸透速度

塩化物イオン濃度１(kg/m3)

4.5
4
3.5
3
2.5
2

28日

1.5
1
0.5
0
0

2
4
6
8
コンクリ－ト表面からの距離(cm)図－6-3-17飛来塩分 90mdd の時の浸透速度

210

10

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

4.5
塩化物イオン濃度(kg/m3)

4
3.5
3

7日

2.5

14日

2

28日

1.5

56日

1

91日

0.5
0
0

2
4
6
8
コンクリート表面からの距離(cm)10

図－6-3-18 飛来塩分 120mdd の時の浸透速度

塩化物イオン濃度(kg/m3)

3
2.5
2
1.5

120mdd
90mdd

1

5mdd

0.5
0
0

2

4

6

8

10

コンクリート表面からの距離(cm)図－6-3-19

28 日目における各飛来塩分量の時の浸透速度

これらのグラフより、飛来塩分量が小さい場合、大きい場合と比べ浸透速度が遅いことがわかる。また、飛来塩分量がある程度大きくなると浸透速度の差が小さくなっていることがわかる。これより、塩分の浸透速さは、ある程度以上の飛来塩分を受ける場合、急激に変わらないのではないかと考えられる。そのため、ある程度の量以上の飛来塩分量を日常的に受ける環境では、塩分が飛来してから塩害が生じる年数はほぼ変化しないと考えられる。土木研究所が提案する式では、飛来塩分量が 30mdd を超える環境を、重塩害環境と定義し、塩害に対する対策が必要であると定めているが、このような区分はそれ以上の過酷環境を含めて妥当である可能性が高い。
211

第6章

６．３．７

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

まとめ

以上より、海岸からの距離や障害物の有無などによって飛来塩分を受ける環境かどうかを判断し、さらに供用年数からどのくらい塩分が浸透しているかを予測し、施工の良否や飛砂などの環境条件の影響を勘案した上で、総合的に劣化予測を行うことで、より合理的な耐久設計が実況可能になると考えられる。
以下に６．３節で得られた結論をいかに列挙する。
(1)

波高と飛来塩分量には一定の相関性が見られた。

(2)

風速と飛来塩分量には相関性があまり見られなかった。

(3)

飛来塩分量と評価レベルには相関性があまり見られなかった。飛来塩分量が 25mdd 以
上の環境下にある場合、塩害に対するリスクはほぼ同等のものであると考えられる。

参考文献
1)

加藤丈和、松山公年：道路橋の塩害対策に関わる電気防食の追跡調査、土木学会関東支部新潟会研究調査発表会、Vol.30、pp.350-353、2012.11
3 コンクリート橋編、2002.3

2)(社)日本道路協会：道路橋示方書・同解説

3)

中谷昌一、玉越隆史、内田賢一、廣松新、池田明寛：国土技術政策総合研究所資料

コ

ンクリート橋の塩害対策資料集－実態調査に基づくコンクリート橋の塩害対策の検討－、国土交通省国土技術政策総合研究所、pp.38-108、2002.11
4)

Google Earth ：http://www.google.co.jp/intl/ja/earth/index.html

5)(社)日本道路協会：道路橋の塩害対策指針(案)・同解説、1984.2

6)

玉越隆史、大久保雅憲、渡辺陽太：国土技術政策総合研究所資料

道路橋の計画的管理に関する調査研究－橋梁マネジメントシステム(BMS)－、国土技術政策総合研究所、
pp.24-73、2009.11
7)

日本コンクリート工学協会：コンクリート構造物のリハビリテーション研究委員会報告書、1998.10

8) 土木学会、【2007 年制定】コンクリート標準示方書［維持管理編］、2007.3
9)

堀口賢一、丸屋剛、武若耕司：腐食発生限界塩化物イオン濃度に及ぼすコンクリート配合の影響、コンクリート工学年次論文集、Vol.29、No.1、pp1377-1382、2007

10) 戸田勝哉：塩分計測技術、第 30 回土木学会新潟会調査研究発表会、2012.11
11)

中西克佳、加藤真志、岩崎英治、松田穣、鹿毛勇：2 主桁 I 型断面の腐食予測のための付着塩評価実験、土木学会第 63 回年次学術講演会、Vol.1、pp.3-4、2008

12)

宝島由治、加藤恭浩、米山紘一：新潟県沿岸における塩害環境に関する研究、土木学会第 49 回年次学術講演会、Vol.2、pp.448-449、1994.9

13)

山田文則、細山田得三、下村匠、佐藤堅介：構造物周辺における飛来塩分の輸送過程に関する数値解析と現地観測、コンクリート工学年次論文集、Vol.28、pp.1001-1006、2006.7212

第6章

新潟県沿岸部における橋梁の塩害劣化の実態調査と要因検討

14) 佐藤國雄：飛来塩分量におよぼす気象条件の影響、土木学会第 51 回年次学術講演会、Vol.26、pp954-955、1996.9
15)

山田文則、細山田得三：防風壁による飛来塩分の軽減効果に関する研究、土木学会第58 回年時学術講演会、Vol.1、pp525-526、2003.9

16)

青木慶彦、下村匠：飛来塩分を受けるコンクリート表面における塩分侵入メカニズム、
修士論文、2010.3

17)

山田文則、下村匠、細山田得三：飛来塩分の発生・輸送シュミレータの開発、コンク
リート工学年次論文集、Vol.27、pp865-870、2005.7

18)

富永禎秀、地濃茂雄、村田享：数値気候モデルを用いた飛来塩分濃度分布の予測に関する研究、コンクリート工学年次論文集、Vol.28、pp.1043-1048、2006.7

19)大久保雄介、岩崎英治、長井正嗣、松岡寛和：新潟県内の飛来塩分と風速・風向の関係について、土木学会第 59 回年次学術講演会、Vol.1、pp.239-240、2004.9

20)

佐伯竜彦、堀岡祐介：新潟県沿岸の飛来塩分環境とコンクリートの塩分浸透性状、コンクリート工学年次論文集、Vol.28、pp.923-928、2006.7

21) 山田文則、細山田得三、下村匠：構造物表面に到達する飛来塩分量の数値解析による予測、コンクリート工学年次論文集、Vol.29、pp.1041-1046、2007.7
22) 山田文則、細山田得三：海面から発生する飛来塩分に関する実地観測とその飛来塩分発
生・輸送数値モデルの開発、海岸工学論文集、Vol.50、pp.1176-1180、2003
23) 山田文則、細山田得三：海岸構造物周辺のしぶきから発生する飛来塩分の輸送とその長期的観測、海岸工学論文集、Vol.51、pp1121-1125、2004
24) 山田文則：海岸近傍の飛来塩分発生・輸送数値モデルの開発、長岡技術科学大学水工学
研究室資料25) 佐藤國雄、笠原隆祐、塩野計司：移流沈降領域における飛来塩分量と風速の関係、コン
クリート工学年次論文集、Vol.25、pp.851-856、2003.7
26) Ni 系高耐候性鋼材を使用した新潟県内の橋梁の腐食状況、土木学会第 63 回年次学術講
演会、Vol.1、pp.29-30、2008.9
27) 国際気象海洋(株)：http://www.imocwx.com/
28) リアルタイムナウファス：国土交通省港湾局

全国港湾海洋波浪情報網

http://www.mlit.go.jp/kowan/nowphas/29) 気象庁：気象観測データ
http://www.jma.go.jp/jma/menu/obsmenu.html
30) 内田康平、下村匠：凍結防止剤による塩害を受けるコンクリート構造物の表面塩化物イ
オン濃度分布、修士論文、2013.2

213

第7章

第7章

市町村インフラの維持管理についての提言

市町村インフラの維持管理についての提言

７．１．各調査、実験結果を踏まえた総括
第 2 章でまとめたように、新潟県内の 30 自治体へのアンケート調査から明らかになった
ことは、市町村レベルでは維持管理の技術者が圧倒的に不足し、必要な維持管理業務が必
ずしも十分にできていないことである。国土交通省が指導し、新潟県で維持管理計画の雛形をとりまとめても、市町村レベルでそれを実際に行うことは、一部を除いてほとんど不可能に近いと思われる。
本プログラムは、そのような認識の下で、市町村レベルでも実現可能な維持管理手法を開発し、かつ、必要な技術者の育成を図ることが目的でスタートしている。大きな枠組み
として、橋梁構造物の維持管理を、我々の健康管理のあり方と類似させ、そのシステムを構築することを考えている。すなわち、日常の点検においては、ホームドクターのように、簡単でかつ要点をついた診断を行い、多少不具合が気になる場合には、地域の病院で診察してもらうように、県レベルの技術者に相談し、相当劣化が進んでいると思われる時には、専門の大病院に入院するように、高度な専門技術者に相談するシステムを構築することを考えている。
第 3 章では、市町村で維持管理にあたっている技術者が日常点検で使用できるような簡易な点検マニュアルを開発し、さらに、新潟県で保有している総合データベースに組み込めるシステムを開発したものをまとめている。i-pad を利用して、現地で診断した結果を簡単に入力し、その結果をサーバーに送信するだけで、基本的な情報がデータベースに蓄えられるシステムを目指している。
第 4 章では、新潟県が置かれている環境、特に沿岸域での塩害環境を具体的に評価するための実験を行い、その結果をまとめている。これまで 20 年以上にわたって続けてきている調査の一環として、貴重なデータが得られている。
第 5 章では、国交省北陸地方整備局が精力的に取り組んでいる補修・補強対策について、官学の協働の下で、対策の評価を実施するとともに、より耐久的な構造とする材料について現状を整理するとともに、実構造物でのモニタリング技術の開発状況を紹介している。
本プログラムの大枠の中では、第 4 章、第 5 章は高度な技術者を育成するための先端技術の開発に属している。
第 6 章では、新潟県沿岸部の橋梁の劣化状況を調査し、現行の土木学会標準示方書の耐久性予測式の妥当性について検証している。
全体としては、当初の目的に沿った成果が得られている。
７．２．地域への成果還元、地域活性化への展望
本プログラムは、市町村レベルで維持管理ができるシステムを構築することにあり、このシステムが完成することで、その成果は市町村での実務に反映できるものとなる。市町村が管理すべき橋梁数は、数万に上ると予想される。それらを、具体的にかつ簡易に日常- 214 -

第7章

市町村インフラの維持管理についての提言点検ができるシステムとするためには、地域にいる技術者がある程度の訓練を受けて、地域にある橋梁構造物の日常点検業務に携わるものでなければならない。その結果、地域に済んでいるより多くの技術者が、地域の橋梁構造物の維持管理に積極的に関わることとな
り、建設分野において、地域活性化の一端が開かれるものと期待できる。
７．３．今後の展開
本研究助成では、簡易な点検マニュアルとそのシステムを構築し、地方自治体において試行運用を行った。今後は、そのシステムを使って、地域の技術者の教育プログラムを開発し、実施することが第一の目標である。さらに、新潟県内において、3 段階の技術相談体
制（医療における①ホームドクター、②地域の病院、③専門病院）を確立する必要がある。
このためには、多くの技術者、研究者のネットワークを構築するのが適切と考える。
なお、本プログラムで開発したデータベースシステムと新潟県が保有しているデータベ
ースシステムを統合する試みも重要な検討項目である。

- 215 -