ＩＳＳＮ１３４６－７８４０

港湾空港技術研究所
資料
TECHNICAL NOTEOFTHE PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE

No.1410

September 2023

矢板式係船岸の偶発状態に対する耐震性能照査法の高度化に関する課題の整理
稲田

滉平，水谷 崇亮，野津厚，小濱 英司，大矢竹信 正寛，近藤 明彦，田中

国立研究開発法人陽介，川端 雄一郎

豊，松村 聡，田渡竜乃介

海上・港湾・航空技術研究所

National Institute of Maritime,
Port and Aviation Technology, Japan目

次旨 ··························································································································· 3

要

1. まえがき ······················································································································· 4
2. 用語の定義 ···················································································································· 4
3. 岸壁の要求性能，性能規定および性能照査 ······································································· 5
3.1

H30基準の概要 ········································································································· 53.2

他の構造物および他の分野の基準における事例 ································································ 6

4. 通常岸壁のL2地震動に対する耐震性能照査 ··········································································· 8
4.1

H30基準における通常岸壁に関する課題 ········································································ 84.2要求性能 ··················································································································· 84.3性能規定 ···············································································································94.4

性能照査 ···············································································································95. 耐震岸壁のL2地震動に対する耐震性能照査 ········································································· 10
5.1

H30基準における耐震岸壁に関する課題 ······································································· 105.2要求性能 ·················································································································· 105.3性能規定 ·················································································································· 115.4

性能照査 ·················································································································· 11

6. 今後検討すべき研究課題 ································································································ 13
6.1

通常岸壁 ·················································································································· 13

6.2

耐震岸壁 ·················································································································· 13

6.3

矢板式岸壁の設計に係るその他の課題 ········································································· 14

7. 結論 ···························································································································· 15
8. あとがき ······················································································································ 16
謝辞 ································································································································ 16
参考文献 ····················································································································· 16- 1 -Perspective on Seismic Design of Sheet Pile Quay Wallfor Level-2 Ground Motions
Kohei INADA 1), Takaaki MIZUTANI 2), Atsushi NOZU 3),
Eiji KOHAMA 4), Yousuke OHYA 5), Yuichiro KAWABATA 6),
Masahiro TAKENOBU 7), Akihiko KONDO 8), Yutaka TANAKA 9),
Satoshi MATSUMURA 10), Ryunosuke TAWATARI 11)
Synopsis
In collaboration with the National Institute for Land and Infrastructure Management (NILIM) andthe Japanese Technical Association for Steel Pipe Piles and Sheet Piles (JASPP), we held a seminarin 2022 to identify and share current issues on the seismic design of sheet pile quay walls describedin the technical standards and commentaries for port and harbor facilities in Japan, revised in 2018.
This technical note summarizes the discussions at the seminar, from the perspective of research aimed
at improving seismic design methods for level 2 ground motions.
The main issues identified are: 1) Performance requirements for level 2 ground motions of nonseismic quay (standard quay) have not been defined. 2) The performance requirements for usability
and repairability of quay walls, which are seismic strengthening facilities, do not correspond to theactual usability or repairability.3) The reduction in strength due to exceeding the ultimate curvaturecannot be expressed in the current numerical seismic analysis (i.e. FLIP) with the current relationshipbetween bending moment and curvature. In order to assess these issues, it was suggested that safety
should be specified as a performance requirement for level 2 ground motions of the standard wharves.
It was also suggested that the performance assessment should be carried out for the actual loads
corresponding to the expected transport of emergency supplies or freight on a major shipping routethat needs to be maintained after the level 2 ground motions. We identified the need for specificresearch into performance verification methods consistent with the proposed performancerequirements.
We will continue research based on these proposed guidelines. We will also discuss other types ofberthing facilities, taking into account the issues and guidelines identified, so that we can improve
the seismic design method for greater accuracy and efficiency.
Key Words: sheet pile quay wall, seismic design, level-2 ground motion, performance requirements
1) Member, Foundations Group, Geotechnical Engineering Department
2) Head of Foundations Group, Geotechnical Engineering Department
3) Director of Earthquake Disaster Prevention Engineering Department
4) Head of Earthquake and Structural Dynamics Group, Earthquake Disaster Prevention Engineering Department
5) Principal Researcher, Earthquake Disaster Prevention Engineering Department
6) Head of Frontier Technologies for Structures Group, Structural Engineering Department
7) Head of Port Facilities Division, Harbor and Coastal Oceanography of Department, NILIM
8) Senior Researcher, Earthquake and Structural Dynamics Group, Earthquake Disaster Prevention Engineering
Department
9) Senior Researcher, Structural Mechanics Group, Structural Engineering Department
10) Senior Researcher, Foundations Group, Geotechnical Engineering Department
11) Research Trainee, Foundations Group, Geotechnical Engineering Department (Pacific Consultants, Co., Ltd.)
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5057
Fax：+81-46-844-0618- 2 -e-mail: inada-k849u@p.mpat.go.jp

矢板式係船岸の偶発状態に対する耐震性能照査法の高度化に関する課題の整理
稲田 滉平 1)・水谷 崇亮 2)・野津 厚 3)・小濱 英司 4)
大矢 陽介 5)・川端 雄一郎 6)・竹信 正寛 7)・近藤 明彦 8)田中 豊 9)・松村 聡 10)・田渡 竜乃介 11)

要

旨

港湾空港技術研究所では，国土技術政策総合研究所および一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会と合同で，矢板式係船岸の耐震設計法に関する研究の現状把握，平成30年度に改訂された現行の港湾の施設の技術上の基準に関する課題の抽出および今後の方針設定を目的とした勉強会を令和4年度から
令和5年度にかけて開催した．本資料は，当該勉強会での議論の内容を取りまとめ，設計法の高精細化に向けた研究の視点を整理したものである．
抽出された主な課題として，1)耐震強化施設ではない岸壁（通常岸壁）のレベル2地震動に対する要求性能が設定されていない，2)耐震強化施設である岸壁の使用性および修復性に対応する性能規定は，実際の使用可否または修復可否に即していない，3)FLIP等の数値解析においてバイリニア型で表現している鋼管矢板のM-φ関係では限界曲率超過に伴う耐力低下が表現できない，といった内容が挙げられた．また，これらに対する主な解決方針として，通常岸壁のレベル2地震動に対する要求性能を安全性とすること，耐震強化施設については，レベル2地震時照査に続いて被災後の緊急物資輸送または幹線貨物輸送を想定した照査による判定を行うことなどが提案され，合わせて上記の要求性能に対応した性能照査法に関する具体的な研究課題が整理された．
本勉強会で挙げられた検討方針については，港湾空港技術研究所および国土技術政策総合研究所において検討が継続される予定である．また今後は，矢板式岸壁における課題および解決方針を軸に，他の構造形式についても議論を重ねることにより，さらに高精度かつ効率的な設計法へと改善できる
よう取り組みを進めていく．
キーワード：岸壁，矢板式係船岸，耐震性能照査法，レベル2地震動，要求性能
1) 地盤研究領域 基礎工研究グループ 研究員
2) 地盤研究領域 基礎工研究グループ長
3) 地震防災研究領域長
4) 地震防災研究領域 耐震構造研究グループ長
5) 地震防災研究領域 上席研究官
6) 構造研究領域 構造新技術研究グループ長
7) 国土技術政策総合研究所 港湾・沿岸海洋研究部 港湾施設研究室長
8) 地震防災研究領域 耐震構造研究グループ 主任研究官
9) 構造研究領域 構造研究グループ 主任研究官
10) 地盤研究領域 基礎工研究グループ 主任研究官
11) 元 地盤研究領域 基礎工研究グループ 依頼研修員（現 パシフィックコンサルタンツ株式会社）〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所
電話：046-844-5057 Fax：046-844-0618
e-mail: inada-k849u@p.mpat.go.jp- 3 -1. まえがき
矢板式係船岸は港湾における係留施設として広く活用されている構造形式である．施工設備が比較的簡単で工費が安いという点や，基礎工事としての水中工事を必要としない場合が多く，急速施工を行えるという利点を有する．矢板式係船岸は，図-1.1 に示すように，一般に矢板，上部工，タイロッド，控え工で構成され，それぞれの部材および構造全体について応力や変位，作用耐力比

図-1.1

が許容値以下となることを照査する方法が標準とされている．

標準的な矢板式係船岸の断面おける研究状況の分析・説明等を行うとともに，議論を矢板式係船岸は，矢板壁という比較的柔い壁で背後地行った．本資料はその成果について報告するものである．

盤を支える構造であること，また地震時には矢板の根入第 2 章では本稿における用語の定義を示す．第 3 章でれ部分の地盤に多かれ少なかれ変位が生じることなどか

は 2018 年（平成 30 年）に改訂された港湾の施設の技術

ら，構造断面全体に変形が生じやすい構造形式である．

上の基準・同解説 4）における，岸壁の要求性能および性

特に大水深の場合や大きな地震動を想定する場合には，部材応力よりも変位が設計の支配要因となる傾向があり，設計・照査時にはこの点にも注意を払う必要がある．

能規定，性能照査法について，整理し，他の構造物や他の基準における要求性能の事例と比較する．第 4 章では
通常岸壁について，第 5 章では耐震強化施設である耐震

耐震性能照査は，旧来，地域や地盤種別，施設の重要岸壁について，抽出された課題および設計法の高度化に度に基づき設定した設計震度により照査をする方法が採向けた基本方針を整理する．第 6 章ではその基本方針に用されていた 1）が，1995 年に発生した兵庫県南部地震に従って，今後どのような検討が進められるべきかを示す．

おける被災を契機に，1999 年（平成 11 年）に改訂された

第 7 章では勉強会により得られた成果を簡潔に取りまと港湾の技術上の基準・同解説 2)において施設の供用期間

める．

中に発生する確率が高いレベル 1 地震動（以下，L1 地震

なお，本稿で述べる内容は，2023 年 5 月末時点におけ動），および当該地点において供用期間中に発生する確率

るものであり，今後研究が進むにつれ多少の方針変更がが低いが大きな強度を持つレベル 2 地震動（以下，L2 地発生する可能性があることに留意されたい．

震動）の 2 つの地震動に対して性能を照査する方法に改められた．以降，耐震強化岸壁に関しては現在に至るま

2. 用語の定義

で，この L2 地震動による被災後にも用途に応じた使用性または修復性を有することが要求性能として定められ(1) 省令ている．

港湾法第 56 条の 2 の 2 第 1 項に基づき規定された，

その後，港湾の施設の技術上の基準・同解説は 2007 年

港湾の施設の技術上の基準を定める省令（改正 平成（平成 19 年）に改訂され 3），性能規定型の基準に移行し

29 年 12 月 26 日国土交通省令第 72 号）を指す．

た．性能規定化された港湾の施設の技術上の基準の特性を最大限に生かすためには，照査方法の高精細化が求め(2) 告示られているところである．港湾空港技術研究所（以下，省令の規定に基づき規定された，港湾の施設の技術港空研）では，国土技術政策総合研究所港湾施設研究室

上の基準の細目を定める告示（改正 平成 30 年 3 月 16

（以下，国総研）および一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技

日国土交通省告示第 448 号）を指す．

術協会と合同で，令和４年度に実施を行った桟橋の設計法に関する勉強会（以下，桟橋勉強会）と同様に，矢板(3) H30 基準式係船岸の設計法に関する研究の現状把握，課題の抽出

上述の省令および告示の改正，施行を受け改訂されおよび共有を目的とした勉強会（以下，矢板勉強会）をた港湾の施設の技術上の基準・同解説（平成 30 年 5 月）

2022 年 5 月から 2023 年 5 月にかけて全 4 回開催した．

4)

における省令，告示，解釈，解説文の記載をまとめて勉強会において，著者らは各々の専門分野の観点からの指す．なお，平成 11 年 4 月 2)および平成 19 年 7 月 3)

課題提起，最新の研究状況についての分析，関連分野に- 4 -3. 岸壁の要求性能，性能規定および性能照査に改訂された過去の版はそれぞれ H11 基準および H19
基準と称す．
(4) 解釈3.1

H30 基準の概要

3.1.1

要求性能

岸壁要求性能は省令の第 26 条において定められていH30 基準内において記載されている，技術基準を運る．表-3.1 に示した通り，岸壁における要求性能として，用する際の妥当と考え得る具体的な考え方を指す．解

永続状態および変動状態においては「機能を損なわずに

釈には，国から国土交通省地方整備局長・沖縄総合事

継続的に使用できること」（使用性）が求められる．また，務局長・北海道開発局長宛に通知，港湾管理者等に参耐震強化施設である岸壁の要求性能は，偶発状態に相当考通知された「港湾の施設の技術上の基準の解釈等」

する L2 地震動等の作用による損傷等が，「軽微な修復にの内容が示されている．

よる L2 地震動の作用後に当該岸壁に必要とされる機能の回復に影響を及ぼさないこと」（修復性），さらに耐震(5) 偶発作用／偶発状態性を必要とする岸壁の要求性能については「L2 地震動の本稿においては，種々の偶発作用のうち，省令第一作用後に当該岸壁に必要とされる機能を損なわず継続し条の六で示される L2 地震動（施設を設置する地点にて使用することに影響を及ぼさないこと」（使用性）と示

おいて発生するものと想定される地震動のうち，最大されている．ここで示す偶発状態の修復性および使用性

規模の強さを有するもの）により生じる作用，およびとは，被災前と同等の機能を発揮することを定めたもの

主たる作用として L2 地震動による作用を受けた状態ではなく，被災後の緊急物資輸送や幹線貨物輸送のためを指す．

に岸壁を利用する船舶に対して，被災直後，または被災後の軽微な修復後に利用可能となることを定めたもので(6) 耐震岸壁

ある．

岸壁のうち，省令の第 1 条の七で示される耐震強化施設（大規模地震対策施設または大規模な地震が発生した

3.1.2

場合においてこれと同等の機能を有する必要がある施設）

矢板式係船岸の性能規定は，告示の第 50 条において定性能規定に該当するものを指す．本稿で定義する岸壁については，

められている．なお，耐震強化施設である岸壁について

物揚場を含んだ係船岸を指す．

は，告示第 48 条の岸壁の性能規定に準ずるものとして，「主たる作用がレベル 2 地震動である偶発状態に対して，(7) 通常岸壁

要求性能に応じて，作用による損傷の程度が限界値以下

岸壁のうち，耐震岸壁ではないものを指す．本稿で定であること」と示されている．解釈の中に記載のある，義する岸壁については，物揚場を含んだ係船岸を指す．

照査項目および限界値を定める標準的な指標を表-3.2，
表-3.3 に示す．

(8) 耐震性能照査

法線の変形に関する限界値は，耐震強化施設である重力式係船岸の解説に記載されている限界値に準じ 1m 等

本稿では，L2 地震動による偶発状態に対して，作用による損傷の程度が要求性能に応じた限界値以下であることすることができる．

との照査を指す．
表-3.1(9) FLIP
1998 年に運輸省港湾技術研究所において開発された，各状態における岸壁の要求性能

状態

主たる作用

永続状態

自重，土圧，水圧変動状態

L1 地震動一般の岸壁

耐震強化施設である岸壁
使用性

船舶の牽引力

有効応 力法 に基 づく 二次 元 地震応 答解 析プ ログ ラム
偶発状態（Finite element analysis of Liquefaction Program）5)および

L2 地震動―＊1

修復性
使用性（更に耐震性を必要とする岸壁）

その更新版を指す．地盤の液状化現象，海水等の流体，＊1：H30 基準の解説において，「耐震強化施設以外の矢板式

矢板や杭頭の構造部材，地盤と構造部材の動的相互作用

岸壁では，L2 地震動に関する偶発状態におけるを考慮した変形解析が可能である．

照査を省略することができる」とされている．

- 5 -表-3.2矢板式係船岸の耐震強化施設

3.1.3

性能照査

（特定（緊急物資輸送対応）、特定（幹線貨物輸送対応））

H30 基準での，矢板式係船岸の照査としては，①矢板の偶発状態に対する性能照査項目及び限界値を定める標の根入れ長の決定を行い，矢板壁に生じる応力の検討を準的な指標行う．次に②タイ材に生じる応力の検討，腹起しに生じる応力の検討を行う．①②より，矢板壁，タイ材及び腹起しの諸元の決定を行う．その後，③控え工の諸元を仮

設計状態
要
求
性
能

修
復
性
・
使
用
性

状
態

偶
発
状
態

主
た
る
作
用

レ
ベ
ル
２
地
震
動

従
た
る
作
用

自
重
，
土
圧
，
水
圧
，
載
荷
重

限界値を
定める
標準的な
指標

照査項目

法線の変形

岸壁天端の残留変形量

矢板の降伏

設計降伏応力度

タイ材の破断

設計破断強度

控え工の損
傷＊1)

限界曲率

控え工に作
用する軸方
向力＊2)

控え工の支持力に関する
作用耐力比（押し込み，引
き抜き）

控え版の安
定性＊3)

設計断面耐力

上部工の断面破壊

設計断面耐力定し，控え工の応力，根入れ長及び位置の検討を行い，控え工の諸元を決定する．最後に，動的解析による変形量及び応力の照査，円弧すべりに対する検討を行い，断面諸元の決定を行うといった体系になっている．
3.2
3.2.1

他の構造物および他の分野の基準における事例
H30 基準における岸壁以外の構造物に関する要求性能(1) 部材省令の第 7 条では施設を構成する部材の要求性能が規定されている．要求性能としては，自重や土圧などの永続作用および変動波浪や L1 地震動などの変動作用によ＊１)：控え工の構造形式が，控え直杭，控え組杭及び控え矢板

る損傷等が，「当該施設の機能を損なわず継続して使用すの場合に限る．

ることに影響を及ぼさないこと」（使用性）と示されてい＊２)：控え工の構造形式が，控え組杭の場合に限る．

る．また，当該施設の被災に伴い，人命，財産または社＊３)：控え工の構造形式が，控え版の場合に限る．

会経済活動に重大な影響を及ぼす恐れのある施設（以下，
偶発対応施設）を構成する部材の要求性能については，

表-3.3

矢板式係船岸の耐震強化施設

設計津波や L2 地震動などの偶発作用による損傷等が「当（標準（緊急物資輸送対応））の偶発状態に対する性能照

該施設の機能が損なわれた場合であっても，当該施設の査項目及び限界値を定める標準的な指標

構造の安定に重大な影響を及ぼさないこと」（安全性）と

設計状態
要
求
性
能

修
復
性

状
態

偶
発
状
態

主
た
る
作
用

レ
ベ
ル
２
地
震
動

されている．さらに性能を向上させる必要がある施設を
従
た
る
作
用

自
重
，
土
圧
，
水
圧
，
載
荷
重

照査項目

限界値を
定める
標準的な
指標

構成する部材および設計津波から当該施設の背後地を防護する必要がある施設を構成する部材の要求性能については，損傷等が「軽微な修復による当該施設の機能の回

法線の変形

岸壁天端の残留変形量

矢板の損傷

限界曲率

タイ材の破
断

設計破断強度

控え工の損
傷＊1)

限界曲率

当該施設に必要とされる機能の回復に影響を及ぼさない

控え工に作
用する軸方
向力＊2)

控え工の支持力に関する
作用耐力比（押し込み，引
き抜き）

こと」
（修復性）とされており，さらに耐震性を必要とす

控え版の安
定性＊3)

設計断面耐力される機能を損なわず継続して使用することに影響を及

上部工の断
面破壊

設計断面耐力復に影響を及ぼさないこと」（修復性）と示されている．
このほか，耐震強化施設を構成する部材の L2 地震動による損傷等が「軽微な修復による L2 地震動の作用後にる施設の部材は「L2 地震動の作用後に当該施設に必要とぼさないこと」（使用性）と示されている．

＊１)：控え工の構造形式が，控え直杭，控え組杭及び控え矢板(2) 防波堤の場合に限る．

省令の第 14 条で規定されている防波堤の要求性能は，＊２)：控え工の構造形式が，控え組杭の場合に限る．

港内波浪低減に対する供用性，自重や L1 地震動等の永＊３)：控え工の構造形式が，控え版の場合に限る．

続作用および変動作用に対する使用性が示されている．
また，偶発対応施設については設計津波や L2 地震動などの偶発作用による損傷等が，「当該防波堤の機能が損な- 6 -表-3.4

われた場合であっても，当該防波堤の構造の安定に重大省令に示されている L1 および L2 地震動に対する要求性能な影響を及ぼさないこと」（安全性）が示されている．た
構造物
・要素
部材
（7 条）

だし，設計津波から背後地を防護する必要がある防波堤の要求性能としては，設計津波や L2 地震動等の偶発作用による損傷等が，「軽微な修復による当該防波堤の機能の回復に影響を及ぼさないこと」（修復性）と示されている．
これらに加えて，偶発対応施設の要求性能として，設計津波を超える規模の強さを有する津波が発生した場合でも，津波の作用による損傷等が「当該防波堤の構造の安定に重大な影響を及ぼすのを可能な限り遅らせること全体

偶発対応施設*1

耐震施設*5

L1：使用性L2：安全性L2：修復性*2,*3

L2：修復性
L2：使用性*4

防波堤（14 条）
岸壁（26 条）
桟橋（29 条）

L1：使用性L2：安全性L2：修復性－L1：使用性－橋梁（38 条）

L1：使用性L2：安全性L2：修復性*4－ができるものであること」（粘り強い化）とされている．

L1：使用性L2：修復性
L2：使用性*4
L2：修復性
L2：使用性*4
L2：修復性
L2：使用性*4*1 人命，財産又は社会経済活動に重大な影響を及ぼすおそれ(3) 桟橋のある施設*2 更に性能を向上させる必要がある施設

省令の第 29 条で規定されている桟橋の要求性能は，永続作用および変動作用に対する使用性が示されている．

*3 耐津波施設

また，耐震強化施設については，L2 地震動等の偶発作用*4 更に耐震性を必要とする/向上させる必要のある施設に対する損傷等が，「当該桟橋に必要とされる機能の回復*5 橋梁の場合は耐震施設に接続する橋梁に影響を及ぼさないこと」（修復性）と示されている．さ3.2.2

らに耐震性を必要とされる桟橋の要求性能については，

道路橋示方書・同解説「L2 地震動の作用後に当該桟橋に必要とされる機能を

道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編（平成 29 年 11 月）

損なわず継続して使用することに影響を及ぼさないこと」（以下，H29 道示）6)では，耐震設計上の橋の重要度の区（使用性）と示されている．

分によって異なる耐荷性能を設定している．通常の橋（A種）に対応する耐荷性能 1 では，永続作用や変動状態が(4) 橋梁支配的な状況において，機能面から橋としての荷重を支省令の第 38 条で規定されている橋梁の要求性能は，永持する能力が損なわれていない状態（使用性に相当）を続作用および変動作用に対する使用性が示されている．

所要の信頼性で実現すること，および構造安全面から致

また，L2 地震動等の偶発作用に対する安全性，さらに耐命的な状態でないように所要の安全性を確保する（安全震性を向上させる橋梁については偶発作用に対する修復性に相当）ことが定められている．また，偶発作用が支性が示されている．

配的な状況において，構造安全面から致命的な状態でな加えて，耐震強化施設に接続する道路に係る橋梁の要

いように所要の安全性を確保する（安全性に相当）こと

求性能については，L2 地震動に対して地震作用後の橋梁が合わせて定められている．一方で高速自動車国道などに必要とされる機能までの修復性が，さらに耐震性を向の重要な橋（B 種）に対応する耐荷性能 2 では，耐荷性上させる必要がある橋梁の要求性能については使用性が能 1 に加えて，偶発作用が支配的な状況において，部分的に荷重を支持する能力が低下しているが，橋として予示されている．

め想定する荷重を支持する能力の範囲である状態（修復(5) H30 基準における L1 および L2 地震動に対する性に相当）を所要の信頼性で実現するように定められている．H29 道示における要求性能を表-3.5 に整理する．

要求性能の整理(1)から(4)で述べた H30 基準における岸壁及び岸壁以外の構造物等の L1 および L2 地震動に対する要求性能を

表-3.5

表-3.4 に整理する．

- 7 -H29 道示における橋の要求性能

通常施設（A 種の橋）

重要施設（B 種の橋）変動：使用性
変動：安全性
偶発：安全性

変動：使用性
変動：安全性
偶発：修復性
偶発：安全性

耐震施設－（要求 耐震性 能は 路線の位置付けや重要度で規定）

3.2.3

4.通常岸壁のL2地震動に対する耐震性能照査

鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計

鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計（平成 24 年 9

4.1

H30 基準における通常岸壁に関する課題

月）（以下，H24 鉄道標準）7)では，地震時における構造

H30 基準において，変動状態までの設計を行う通常岸物の要求性能は安全性について設定し，新幹線鉄道や開壁（L2 地震非対応の岸壁）については，偶発状態に対す

削トンネルなどの重要度の高い構造物については復旧性

る要求性能が規定されていない．しかしながら，施設のについても設定している．ここで示す安全性は，構造物置かれる状況によっては，実際には L2 地震動被災時おの建設地点で考えられる最大級の地震動である L2 地震

よび被災後における岸壁の大規模な被害が許容できない動に対して構造体全体系が破壊しないための性能と，少可能性があることが課題として挙げられた．具体的には，なくとも構造物の建設地点で設計耐用期間内に数回発生

フェリーターミナルやコンテナターミナルなど港湾利用する確率を有する L1 地震動に対して，構造物の変位を者の立入りが多い通常岸壁において，利用者の人命の安

走行安全上定まる一定値以内に留めるための性能を指し全を確保しなければならないという意見が矢板勉強会でている．また，H24 鉄道標準における地震時の復旧性は，出された．また，図-4.1 のように安全性には構造上の安構造物周辺の環境状況を考慮し，想定される地震動に対

全性と機能上の安全性の 2 つの観点がある．前者は岸壁して，構造物の修復の難易度から定まる一定の範囲内に構造の崩壊と対応しており，後者は人命の安全の確保と損傷等を収めることにより，短期間で機能回復できる状対応している．以降差別化のため，構造上の安全性につ態に保つための性能を指している．H24 鉄道標準におけいては構造安定性と称し，機能上の安全性を単に安全性

る要求性能を表-3.6 に整理する．

と称す．勉強会では，構造上の安全性と機能上の安全性について今後は，明確に区別した上で考え方や対応する

表-3.6

H24 鉄道標準における構造物の要求性能

課題を整理していく必要があることが指摘された．

一般構造物

重要度の
高い構造物

耐震構造物

変動：安全性
偶発：安全性（偶発：復旧性）※

変動：安全性
偶発：安全性
偶発：復旧性－（要求耐震性能は路線の重要度で規定）※一般の構造物も含め，地震後の構造物の機能回復の観点から

4.2

要求性能

表-3.1 に示した通り，通常岸壁は偶発状態における要求性能が明確に定義されていない．これに対し，同じ H30
基準において橋梁に対してはすべての構造物に対して安設計を行うことが解説内で示されている．

全性が要求されている．また，表-3.5，表-3.6 に示した通り，他の分野の基準では通常施設・一般構造物に対して偶発状態における安全性が求められている．これらを

図-4.1

要求性能の分類イメージ- 8 -念頭に議論を進め，とりまとめた通常岸壁の偶発状態に階の技術では地震に伴う地盤の流動による影響を骨組み対する要求性能一覧を，表-4.1 のように示す．ここで示

解析上で考慮することが難しく採用は困難と考えられる．

す安全性の内容としては，L2 地震時および被災後におい一方，一般の施設の照査方法については，FLIP によるて，施設が構造の安定性を失わず，倒壊をしない範囲の手法を新たに全施設へ適用するには計算負荷が大きいこ

損傷に留まる必要があることを指している．特に，フェとから，例えば，液状化が生じない場合，L1 地震時の安リーターミナルなどのように一般の利用者が立ち入るよ

全率を考慮した照査によって L2 地震時にも倒壊しない

うな施設や，耐震強化岸壁に隣接する岸壁，倒壊した場

ことが示されているとみなすといった，簡易的な手法の合に被災後に使用する泊地・航路を妨げる可能性がある

適用が考えられる．過去の大規模地震時の被災調査等 10)

ような重要度の高い岸壁などについては，その重要性を11)において，通常岸壁であっても液状化・津波によるも考慮して L2 地震動とその後に発生する作用（永続状態のを除けば倒壊・水没したような事例は見受けられないに作用する常時荷重）を想定し，その作用下においてもことから，このような手法の適用可能性は一定程度ある施設の倒壊や水没によって人命の安全に重大な影響が生ものと考えられる．

じない範囲の被害に留まることを照査すべきであること

なお，上記の「一般の施設」と「重要度の高い施設」

が挙げられている．

をどのように区分するかについても，今後さらに議論を深め検討を進める必要があると考える．

4.3

性能規定

主たる作用が L2 地震動である偶発状態に対する通常岸壁の性能規定は，前述の要求性能と対応させ，岸壁が構造安定性を失う危険性が限界値以下であること，とすることが考えられる．ここで示す限界値は，岸壁天端の残留変形量，上部工，矢板，タイ材，控え工，構造全体に対してそれぞれ適切な値を定めることとなる．具体的にどのような性能規定を設定すべきかについては，今後検討を進めていくことが必要である．
4.4

性能照査

通常岸壁の照査方法については，一般の施設と重要度が高くさらに性能を向上させる必要のある施設により区分することを提案する．
重要度が高い施設については地震時および被災後の耐荷性能を定量的に把握することが望ましいため，地震応
答解析（FLIP など）による照査を想定する．なお，通常岸壁に対して L2 地震動に相当する照査用震度により骨組み解析などで静的照査することも考えられるが，現段
表-4.1
分類

対象事象
自重

通常施設

L2地震動

設定

要求性能

永続状態 地盤条件に応じて設定

接岸・牽引
L1地震動

通常岸壁における要求性能一覧

接岸する船舶の規格に応じて設定
変動状態

要求性能の解説
損傷無し（弾性範囲内の変形）

使用性対象地点における再現期間75年に設定

当該岸壁の損傷の程度が、当該岸壁の機能を損なわず継続して使用できる範囲に留まること

当該地区において発生が想定される最偶発状態 大級の地震のうち当該施設に最も影響を及ぼすと考えられる地震

対象事象に対する損傷が、供用中及び被災後にわたって構造の安定性を失わない範囲に留まること
ただし、不特定多数の利用者が頻繁に利用する岸壁や港の利用上重要度
安全性が高い岸壁等、更に性能を向上させる必要がある施設にあっては、対象
事象に対する損傷が、供用中及び被災後にわたって人命の安全確保に重大な影響が生じない範囲に留まること※赤字は勉強会における提案箇所を示す．

- 9 -5．耐震岸壁のL2地震動に対する耐震性能照査
5.1

耐震岸壁の偶発状態における要求性能としては，H30

H30 基準における耐震岸壁に関する課題

基準で示されている要求性能（地震後に必要な機能に対H30 基準における岸壁の使用性・修復性に対応する耐する使用性，修復性）に対して，矢板の残留変位が一定

震性能照査は，岸壁天端の残留変形量，限界曲率で性能程度以下であることや限界曲率を超えないといった性能の有無を判断する方法がとられているが，これは L2 地

規定が定められている．この考え方は，L2 地震後の岸壁

震被災後の実際的な使用可否や修復可否に即した性能規の性能を L2 地震動による岸壁の損傷レベルで評価する定となっていない点が課題として挙げられた．

ことを意味しており，損傷した岸壁が実際に使用できる

また，FLIP においては，鋼管杭の M-φ関係が最大曲か，修復できるかといった性能を直接評価する方法になげ耐力を折れ点とするバイリニア型で表現されているたっていないことが課題である．これに対し，まずは要求

め，限界曲率超過後に生じると考えられる曲げ耐力や鉛性能として被災後に必要とされる性能をより明確に示す

直耐力の低下を表現することができていない点についてことが必要である．特定（緊急物資輸送対応）についても課題として挙げられており，鋼管矢板でも同様に問題

は図-5.1 に示す通り，被災直後の緊急物資輸送に対応すとなると想定している 8)． ただし，鋼管矢板岸壁についる作用（荷役による上載荷重，接岸力または牽引力など；ては，鋼管矢板に限界曲率を超える挙動が生じることを

ポスト L2 荷重）に対して速やかに機能が発揮できる状

許容していないことから，桟橋に比べ，この問題点の影

態を要求性能とする必要があることが示された．そのた

響度は小さいと考えられる．

め，
L2 地震時照査および被災後の船舶利用に相当する L2
地震時後照査（以下，ポスト L2 照査）を提案している．

5.2

また，特定（幹線貨物輸送対応）および標準（緊急物資要求性能輸送対応）については，被災後に利用が想定される船舶に対し，軽微な修復（仮渡版の設置，砕石敷均しによる不陸の解消など）ののちに利用可能である状態を要求性能とすべきであることを示した．矢板勉強会での議論を踏まえた要求性能の一覧を表-5.1 に整理して示す．

図-5.1

L2 地震時照査（左）およびポスト L2 照査(右)
の概念図

表-5.1
分類

耐震岸壁における要求性能一覧

対象事象
設定
自重
永続状態 地盤条件に応じて設定
接岸・牽引接岸する船舶の規格に応じて設定
L1地震動

変動状態

要求性能

損傷無し（弾性範囲内の変形）
使用性対象地点における再現期間75年に設定
当該地区において発生が想定される最大級の地震のうち当該施設に最も影響を及ぼすと考えられる地震

耐震施設
L2地震動

偶発状態

要求性能の解説

当該岸壁の損傷の程度が、当該岸壁の機能を損なわず継続して使用できる範囲に留まること

対象事象に対する損傷の程度が、被災直後に想定される緊急物資輸送に対応する作用（荷役、接岸力、牽引力等）に対して、速や使用性かに機能が発揮できる範囲に留まること（特定（緊急物資輸送対応））
対象事象に対する損傷の程度が、対象事象発生後一定期間の後に想定する緊急物資輸送船の受け入れが可能なように、ある程度の修復の範囲に留まること（標準（緊急物資輸送対応））
修復性 対象事象に対する損傷の程度が、対象事象発生後速やかに想定する
幹線貨物輸送船（コンテナ船、バルク船等）の受け入れが可能なように、軽微な修復の範囲に留まること（特定（幹線貨物輸送対応））※赤字は勉強会における提案箇所を示す．

- 10 -

5.3

る骨組み解析によることができると考えられる．本検討

性能規定

主たる作用が L2 地震動である偶発状態に対する岸壁

ではこれらの組み合わせにより耐震性能照査を行うことを提案する．

の性能規定は，前述の要求性能と対応させ，被災後に想定される外力に対する損傷の程度を限界値以下とすることが考えられる。ここで示す限界値は，上部工，矢板，

5.4.2

L2 地震時照査

タイ材，控え工，構造全体に対してそれぞれ適切な値を

L2 地震時照査法としては，FLIP と多入力地震応答解
析の 2 種類の手法が考えられる．

定めることとなる．なお，本稿で示した修復性に対応する性能規定は，被災後に船舶が利用するまでの期間で修FLIP は地盤と構造物の有限要素法による 2 次元動的有復できる範囲の損傷までを許容しているが，現時点にお効応力解析プログラムであり，被災事例についても精度ける岸壁の修復の技術水準では，矢板式係船岸の撤去をよく再現可能な手法として，港湾構造物の耐震性能照査必要とするような矢板の塑性化および座屈ならびに上部に広く用いられている．

工の破壊，タイ材の破断を許容できないものと考えられ

多入力地震応答解析は，基盤加速度を解析空間全体に，る．将来において，技術の発展により被災後の利用まで別途算定した岸壁周辺の相対地盤変形量を地盤ばねにそに損傷した部材を修復できる方法が確立された場合は，れぞれ作用させることにより，岸壁の骨組構造を用いた損傷の修復方法と修復期間を適切に設定し，またその方

時刻歴応答解析を実施する方法である．多入力地震応答法による修復後の性能を評価可能な解析手法を用いた照解析は使用される構造形式が限定されるため優先度が低査を行うことで，矢板式係船岸の諸元のさらなる合理化

いものと考え，本勉強会では具体的な課題の検討を省略を進めることが可能となる．

した．

L2 地震被災後の緊急物資輸送時に想定される外力の設定には，災害時協定や港湾の事業継続計画（港湾 BCP）

5.4.3

9)などにおいて被災後に岸壁を使用する船舶をあらかじ

ポスト L2 照査法としては，FLIP と骨組み解析の 2 種

ポスト L2 照査

類の方法が考えられる．

め定めることが望ましい．その際，表-5.2 に示す耐震強化岸壁の被災後の利用シナリオの例を参考とすることがFLIP は前述の通り動的解析手法として用いられていできる．表-5.2 は，過去の港空研資料や被災事例や被災るが，外力の静的な載荷についても行うことが可能な手

12) 13) 14) 15)などに基づき作成した法である．L2 地震時照査およびポスト L2 照査を FLIP でものである．内容については，桟橋勉強会で整理したも一貫して行った場合，同一プログラム内で連続的に解析のを踏襲したものとなっている．実務においては，各港することが可能であるため比較的計算が容易となるもの

湾・各施設の実態を考慮し，より具体的なシナリオを作と考えられる．

後の取組を整理した文献

骨組み解析は梁要素による骨組構造に対し，作用荷重，成すべきであると考えられる．

支点条件およびばねを設定することで静的な力のつり合
5.4
5.4.1

いを計算する手法であり，牽引力および接岸力などによ性能照査

る変動状態に対して一般的に用いることのできる解析方

性能照査のステップ

被災後の利用に関する要求性能を満足することを確認法である．L2 地震時照査を FLIP で行った後にポスト L2するためポスト L2 照査を実施する必要があることが勉

照査を骨組み解析で行う場合，FLIP で生じた地盤の側方強会にて示された．性能照査の手順は以下の 3 ステップ

流動や液状化による地盤ばねの変化などの境界条件の引を提案する．

継ぎ方法，限界曲率を超過した箇所の耐力低下表現方法などが課題であると考えられる．

① 岸壁の利用方法に応じた被災後の要求性能および性能規定を確認し，設計外力や復旧期間を設定② L2 地震動で加振，あるいは L2 地震動相当の外力で載荷（L2 地震時照査）③ 被災後に想定される外力（緊急物資輸送対応の牽引力など）で載荷（ポスト L2 照査）
現在，L2 地震時照査において一般的に使用されている
性能照査法は FLIP であり，また，ポスト L2 照査においては FLIP，あるいは変動状態の照査への適用も想定され- 11 -

表-5.2想定被災タイプ

1~3 日後

3~10 日後
各段階で入港する船舶と運搬物資・サービス

10 日~1 か月後

1 か月後~

復旧後※

被害の特徴

耐震強化岸壁（特定・標準（緊急物資輸送対応））の被災シナリオ分類
1. 局地型

2. 局地津波型

3. 広域津波型

対象港湾の近隣で発生し，大きな揺れを伴う

対象港湾の近隣で発生し，大きな揺れと津波を伴う

対象港湾の沖合で発生し，広範囲に大きな揺れと津波を伴う．

輸送艦，巡視船

浚渫船，航路啓開船

浚渫船，航路啓開船

人員，緊急物資

航路啓開

航路啓開

輸送艦，巡視船

輸送艦，巡視船

輸送艦，巡視船

緊急物資，燃料

人員，緊急物資，燃料

緊急物資，燃料

フェリー，RORO 船

フェリー，RORO 船

フェリー，RORO 船- 12 -

緊急物資，被災者支援

緊急物資，燃料

人員，緊急物資，燃料

フェリー，RORO 船

フェリー，RORO 船

フェリー，RORO 船，クルーズ客船

被災者支援

緊急物資，被災者支援

緊急物資，被災者支援

被災前に利用していた船舶

被災前に利用していた船舶

被災前に利用していた船舶

本来の機能

本来の機能

本来の機能

・泊地・航路が津波に伴う漂流物により閉塞，航路
啓開が必要
・比較的狭い範囲の被害
・岸壁背後に大きな段差や亀裂
・荷役機械が損傷
・道路が寸断され陸上輸送が困難
・被害が局所的なため，近隣の港から物資が届く．
・荷役に先立ち航路の確保を行う．
・その後に近隣の港湾を出発した小型支援船により物資の荷役を開始し，徐々に大型の支援船が到着するようになる．

・泊地・航路が津波に伴う漂流物により閉塞，航路
啓開が必要
・広範囲にわたる被害
・岸壁背後に大きな段差や亀裂
・荷役機械が損傷
・道路が寸断され陸上輸送が特に困難・被害が広域のため，遠方の港から物資が届く．
・荷役に先立ち航路の確保を行う．
・必要物資や人員を海上運搬に頼ることから，航路確保後からフェリー，RORO 船などの比較的大型の支援船が到着し荷役を開始する．

【共通】
・地震による留意事項は 1.局地型と同様．
・流木や家屋などの漂流物や海底地形の変化によって泊地水深が影響を受ける可能性がある．
【バルク岸壁】
・仮置きしてあるバルク貨物が津波により移動・流出することで，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある【コンテナ岸壁】
・ガントリークレーンの電源が津波により喪失し供用中に停止した場合，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある．
・積み上げられたコンテナが津波により移動・流出することにより，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある．
【フェリー岸壁】―【共通】
・地震による留意事項は 1.局地型と，津波による留意事項は 2.局地津波型と同様．
【バルク岸壁】―【コンテナ岸壁】―【フェリー岸壁】―

・比較的狭い範囲の被害
・岸壁背後に大きな段差や亀裂
・荷役機械が損傷
・道路が寸断され陸上輸送が困難考えられる被災後の緊急物資輸送および荷役・被害が局所的なため，近隣の港から物資が届く．
・必要物資や人員を海上運搬に頼ることから，被災後から小型支援船が荷役を開始する．
・その後に車両や人員を乗せる比較的大型の支援船が到着する．

シナリオ適用に関する
留意事項

【共通】
・段差や亀裂，土留壁背後の液状化の状況によっては物資の荷役が困難になる可能性がある．
・耐震岸壁に隣接する岸壁の変状によっては，支援船の係留・荷役作業範囲および泊地に影響を及ぼす可能性がある．
【バルク岸壁】
・仮置きしてあるパルク貨物や備え付けのアンローダーが地震により崩壊することで，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある．
【コンテナ岸壁】
・ガントリークレーンや積み上げたコンテナが地震により倒壊することで，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある．
【フェリー岸壁】
・ボーディングブリッジが地震により倒壊すること
で，支援船の係留・荷役作業範囲が狭まる可能性がある．

※ここで示す復旧は，被災前の形状あるいは効用に相当する原型復旧を基本とする．ただし，事情により従前の施設の効用より改良されて復旧の程度を上げる場合はこの限りではない．

6. 今後検討すべき研究課題については桟橋との共通課題となっている．
(2) 地震後の液状化による過剰間隙水圧の消散の取扱各検討課題において今後検討または解決すべき課題をい（短期課題）

短期課題（2～3年），中長期課題（5～7年），継続課題（7年～）に分類した．課題の分類については，短期課題にFLIP において加振した液状化層は過剰間隙水圧が発ついては，早急に検討または解決をしなければならない

生し，液状化により強度低下しているものとして評価さものである．中長期，継続課題については，検討またはれるが，被災後に緊急物資輸送船が利用するまでの期間

解決に向けての難易度が高いものである．

で間隙水が排水され液状化層の強度は一定程度回復するものと考えられる．しかしながら，現在の標準的な計算

また，桟橋勉強会で整理された課題と共通するものに手法では間隙水の排水計算は行われないことから，地盤

ついては，その旨記載をしている．

の強度を過小評価してしまう可能性がある．
6.1

現在，カクテルグラスモデル 17)を用いれば FLIP 上で

通常岸壁(1) L2地震時照査を変動状態までの照査で代用する簡排水計算を行うことは可能であるものの，ポスト L2 照

易手法（短期課題）

査に適した方法であるか検証されていないことに加え，要求性能として安全性を求めるすべての通常岸壁につより多くの解析パラメタを精度良く決定する必要が生じいて，高精度に構造物の挙動が把握可能な FLIP による照るので，L2 地震動に対する被災程度の予測を従来と同程査を現在の設計に追加して行うこととすると，設計負荷度の信頼性をもって実施できるかは未検証である．従っが大きくなるものと想定される．そのため，液状化が生て，排水計算の要否や汎用的計算方法の確立に向けて検じない場合，L1 地震時の安全率を考慮した照査によって，討を進める必要がある．当課題については桟橋との共通

L2 地震時にも構造的な安定性を保つものとみなし，追加

課題となっている．

の照査は行わないというような簡易手法の適用が考えら(3) FLIP から骨組解析への境界条件受け渡し方法（中れる。これは，変動状態までの照査を行い設計された既設の通常岸壁において，L2 地震を受けた際にこれまで液長期課題）

状化・津波によるものを除けば上部工の水没や矢板の折

ポスト L2 照査を骨組み解析で行うにあたって，L2 地損といった大崩壊を引き起こしておらず，安全な状態に

震時照査を FLIP で行った後の状況を再現するために，あると推定されることを踏まえたものである．

FLIP の解析結果である残留変形や残留応力といった境

実務の適用に向けては，より詳細な情報収集を行うほ界条件を骨組み解析に受け渡すことになる．骨組み解析

か，永続状態・変動状態に対して断面を決定したモデルにおいては，梁要素に対する外力やばね，梁要素の変位

ケースを設定し，それらの断面の L2 地震時の挙動を精の形式でモデルが構成されることから，FLIP による結果

査するといった追加検討を行うことが想定される．当課と骨組み解析における表現方法とを対応させるための方

題については桟橋との共通課題となっている．

法を設定する必要がある．当課題については桟橋との共通課題となっている．

6.2

耐震岸壁

(1) 大変形時における付加曲げの計算方法（短期課題）
軸力を受ける鋼管杭・鋼管矢板が水平力を受け大きく(4) 鋼管矢板の L2 地震時照査の際に発生した限界曲率
超過箇所の骨組解析上の表現方法（中長期課題）

変形した際に、付加曲げが発生すると考えられる．現在

FLIP 上で鋼管杭および鋼管矢板が限界曲率を超過し標準的に使用される FLIP では，限界曲率までの変形につた箇所について骨組み解析でモデル化する場合には，短いては付加曲げが考慮されるものの，限界曲率以降は付期的課題でも触れたように耐力低下している状態を表現

加曲げが考慮できないことから，現在の手法においてはする必要がある．モデル化にはピンや回転ばねのような大変形時に鋼管に生じる応力を過小評価している可能性

方法が考えられるものの，実際の耐力低下状況や FLIP にがある．

よる結果との対応については不明確であることから，そ

限界曲率超過後の付加曲げモーメントについて考慮すの表現方法を設定する必要がある．

る方法が設計に用いられた事例 16)があるものの，現在は手法の一般化までには至っていないことから，汎用的計算方法の確立に向けて検討を進める必要がある．当課題- 13 -

(5) ポスト L2 照査における骨組解析での地盤ばね値のを受けて曲げが発生した際に，鉛直荷重が偏心して載荷される可能性がある．静的照査を行う場合の計算方法の設定方法（中長期課題）
FLIP による L2 地震時照査によって液状化や地盤の流確立が課題である．

動が発生するため，骨組み解析でポスト L2 照査を行う(3) L1 地震時の矢板の根入れ長照査の考え方（短期課際には、緊急物資輸送船が利用する時点における地盤状

題）

態を考慮した地盤条件を設定することになる．しかしながら，変状した地盤の地盤ばねや地盤の強度が回復する

現行基準における矢板の根入れ長は，矢板をさらに伸期間についても不明確であることから，地盤ばね値の設

ばしても最大曲げモーメントが大きく変わらなくなるよ

定方法を確立する必要がある．当課題については桟橋とうな長さ（収束根入れ長）として設定されており，これの共通課題となっている．

は作用を受けても矢板下端がほぼ動かないことを表している．しかしながら，L1 地震時においても矢板下端の海

6.3 矢板式岸壁の設計に係るその他の課題

側への水平変位が発生してしまうことが FLIP 解析結果

(1) 鋼管杭・鋼管矢板のポストピーク挙動の把握とモから明らかとなっており，必ずしも下端の固定を伴わない（地盤に対しては固定されているが地盤とともに海側

デル化の方法（短期課題）
FLIP における鋼管杭および鋼管矢板の M-φ関係は最へ変位する）．もし，矢板下端が海側へ動くと仮定すると，大曲げ耐力に達した点を折れ点とするバイリニア型のモ

矢板の曲げは緩和されることになり，発生するモーメン

デルで表現されるが，実際には限界曲率を超過すると曲

トも小さくなる．このことから，変動状態の設計においげモーメントの低下が生じる点が課題の一つと考えられて，より小さな規格の矢板を採用することができ，経済る．現在の手法では鋼管のある部分で座屈が生じた場合的となる可能性がある．したがって、L1 地震時の矢板根

でも曲げモーメントが維持され，鉛直荷重および水平荷

入れ長の照査方法については課題であると考えられる．

重はすべて伝達されることになる．しかしながら，実際(4) 安全性照査方法の確立（構造上の安全性）（短期課に座屈箇所において荷重がどのように伝達するか明らか

題）でないことから，耐荷力を過大評価してしまっている可L2 地震時における通常岸壁の要求性能として安全性能性がある．
今後さらに，シェル要素を用いた解析や実験から，実を求めることが勉強会にて提案されているが，勉強会で際の耐力について検討を進める必要がある．当課題につは，図 4.1 のような要求性能の分類イメージを提案し，いては桟橋との共通課題となっている．

構造上の安全性と機能上の安全性のイメージを提示した．
構造安定性を照査する場合には，岸壁の構造的な極限(2) 前面矢板および控え工をクレーン基礎兼用とする状態を考える必要がある．矢板式岸壁の構造安定性としては，前面矢板が折損して裏込材が海中に流出するなどことによる軸力の考慮（短期課題）
近年，矢板岸壁の前面矢板や控え工の上部工上にクレの状態を避ける必要があると考えられる．このとき，ターンのレールを設置し，岸壁構造をクレーン基礎として

イ材および控え工については，機能を喪失していたとし兼用することで，経済性に配慮するような設計がみられても矢板が自立状態で土圧を支持できていれば岸壁の崩る．しかしながら，矢板は土圧に対して主に曲げで抵抗

壊は生じない．このように，一部の部材が機能を喪失しする構造であり，軸力が作用するような矢板壁の使用方

た後，かつ大変形等の岸壁の挙動に対応した照査方法の法は想定されていないことから，港湾基準において鋼矢構築が課題となる．一案として自立矢板状態での矢板の板および鋼管矢板における支持力の計算方法は示されて耐力を照査する方法などが考えられる．

いない．実務では，鉛直荷重を考慮する場合に井筒基礎

通常岸壁または耐震岸壁における性能規定は，L2 地震の考え方を転用するなどの計算がなされる場合もあるが，の被災時または被災後に想定される作用に対する損傷のその適用性は十分に検討されていないのが実情である．

程度が限界値以下であることとし，その限界値は岸壁がまた，矢板壁の上にクレーンが乗ると矢板には軸力が作

構造的安定性を失わないことを念頭に設定することが考用するため，桟橋の基礎杭のように軸力に応じて最大曲えられる．しかしながら，その際の具体的な限界値（例

げ耐力を低減する必要があると考えられる．ただし，前えば，矢板の許容応力度や限界曲率，上部工の損傷，法述の通り設計時に軸力が考慮されていないことから，耐線の出入りなど）については，今後の性能照査法に関す力低減方法については課題である．加えて，矢板が土圧る検討の結果によって変わるものと考えられることから，- 14 -

(7) 破壊箇所および修復に要する期間・コストをコン併せて検討を進めていくことが望ましい．

トロールした設計手法（継続課題）(5) 骨組解析を活用した地震時の簡易照査手法の開発

特定（幹線貨物輸送対応）の矢板式岸壁においては，岸壁天端の残留変形量や矢板の降伏，タイ材の破断，控（地震時土圧の設定）（短期課題）
通常施設の L2 地震時における安全性（構造安定性）にえ工の損傷について性能規定が設定されている．しかしついて，FLIP で照査する方法や変動状態までの照査で安ながら，部材の修復は掘削を伴うなど，被災後の緊急利全性が確保されているとみなす方法が挙げられる．その用までの期間では大規模な修復は困難である．実際にはほか，矢板式岸壁については，タイ材および控え工の機応急復旧として砕石の敷き均しを行う程度の対応が想定能が喪失しても，矢板が自立状態を維持していれば岸壁されるため，設計で考慮する部材の損傷程度と構造物の構造が保持されているものと考えられる．この状態につ利用可能性が直接対応しているわけではない．

いて，骨組解析により照査することも考えられるが，L2損傷個所や損傷程度，それらの修復に要する期間やコ

地震時において液状化を伴うような地盤による土圧の設

ストをコントロールすることで，より経済的・合理的な定や，矢板根入れ部の変位，矢板が破断する損傷の限界設計になるものと考えられる．当課題については桟橋と値設定などについて検討する必要がある．

の共通課題となっている．

また，L1 地震時の現行の照査方法として，仮想ばり法(8) 施工手順（裏埋土の段階施工，施工の平面展開）ので算定した曲げモーメントを，弾性梁解析法の結果と対考慮（継続課題）応させた高橋・菊池らによる近似式で補正する方法が一
般的である．この手法は，近似式算定時における地盤条

矢板式係船岸について FLIP で地震時照査を行う場合，件から外れた場合においては，適用ができないものと考

矢板の築堤過程を複数の自重解析段階と動的解析段階でえられる．そのため，骨組解析により L1 地震時照査を行模擬する 4 段階法（埋立型）あるいは 3 段階法（堀込型）

う方法の研究が進められており，実務に適用できるようが一般的に用いられる．これは，ステップを分割することで地盤の初期応力状態を考慮することができ，被災事な具体的な設計法への実装方法が課題である．

例の再現結果が妥当となるため採用されている．一方で，静的照査については完成断面を 1 段階で解析することが(6) 安全性照査方法の確立（機能上の安全性）（中長期

基本となるものの，既往研究における築堤過程や平面展

課題）
安全性を照査する場合には，どのような現象が人命の開を考慮した骨組解析では，1 段階で解析した結果とは安全に重大な影響を及ぼすか明らかにし，その現象が発異なる変位やモーメントが生じることが明らかとなって生しないように限界値を設定する必要がある．人命が失いる．

われるような岸壁の変状としては，地震時に岸壁上部を実施工においては，タイ材を裏込め石投入前に設置す通行する歩行者や車が越えられないような段差やひび割る場合や，裏込め石をある程度投入してから設置する場れの発生や，海への転落を伴うようなエプロンの傾斜，合も見られることから，前面矢板が自立状態で土圧を受ガントリークレーン等の荷役機械が倒壊する程のレールける期間も異なるため，矢板の変位や応力の分布も 1 段の変形や不同沈下が考えられる．しかしながら，厚生労

階解析とは異なる可能性がある．以上より，静的照査に働省の労働災害データベースの事例を踏まえ，20cm の段

おいても施工手順の考慮をすべきか検証することが課題

差でも死亡事故に繋がる可能性があるなど，具体的にどであると考えられる．

の要素のどの程度の変状が人命の安全に影響を与えるか

7. 結論

は意見が分かれるところである．したがって，安全性の現行の H30 基準における岸壁の耐震性能照査では，L2

性能規定およびそれに伴う性能照査法については設定することが容易ではないと考えられる．

地震動の作用を受けた岸壁の残留変形量が許容値を超え

鉄道構造物等設計標準では，列車が安全に通行できるないことや矢板の曲率が限界曲率に達しないことが照査ための安全性として走行安全性を定めており，人命に関されるが，被災時および被災後の緊急物資輸送段階や幹する照査は重要であるものと考えられる．以上より，港線貨物輸送段階で実際に岸壁が置かれる具体的な状況を湾基準においても人命の安全に係る性能規定および性能反映できていないものと考えられる．そのため，設計上照査方法の確立が課題となる．

は要求性能および性能規定を満たした構造であったとしても被災後の支援船利用時には想定と異なる外力が作用- 15 -

5) Iai, S., Matsunaga, Y. and Kameoka, T.: Strain Spaceする場合が考えられるなど，合理的な岸壁の設計を行う

Plasticity Model for Cyclic Mobility, Report of the Portことができていない可能性がある．

and Harbor Research Institute, Vol. 29, No.4, pp.27-56,

これを始めとした諸課題について，令和 4 年度に港空

1990

研および国総研，一般社団法人鋼管杭鋼矢板技術協会の合同で矢板式係船岸の設計法に関する勉強会を開催した．

6) 公益社団法人日本道路協会：道路橋示方書・同解説，
Ⅴ耐震設計編，2017 年

勉強会では現行の矢板式係船の岸耐震性能照査に関する知見を整理し，H30 基準における矢板式係船の要求性能，

7) 公益財団法人鉄道総合技術研究所：鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計，2012 年

性能規定，性能照査法に関する課題を抽出および整理し8) 塩崎禎郎，長尾毅，小堤治，宮下健一朗：局部座屈た．また，これらの課題に対して設計法の高精細化に向を考慮した直杭式横桟橋の二次元有効応力解析，土けた今後の解決方針を設定した．

木学会論文集 A1（構造・地震工学），Vol.71，No.4（地震工学論文集第 34 巻），2015 年

8. あとがき

9) 国土交通省港湾局：港湾の事業継続計画策定ガイド

本検討で挙げられた検討方針に基づき，港空研およびライン（改訂版），2020 年

国総研内で検討が継続される予定である．並行して，技術基準の関連 WG 等の機会を活用し，実務者との意見交

10)

稲富隆昌，上部達生，井合進，風間基樹，山崎浩之，

換も進めていきたい．なお，ここで示した課題および解松永康男，関口信一郎，水野雄三，藤本義則：1993

決方針についてはまだ検討が始まったばかりであり，詳

年北海道南西沖地震による港湾施設被害報告，港湾細の検討を進めるにつれ細部の内容は変更になる可能性

技研資料，No.791，1994 年
11)があることに留意されたい．

宮島正悟，小泉哲也，宮田正史，竹信正寛，坂田憲

本勉強会では，施設の維持管理に関わる事項や，既設治，浅井茂樹，福田功，栗山善昭，下迫健一郎，山構造物の点検診断技術に関する議論は実施しなかった．

崎浩之，菅野高弘，富田孝史，野津厚，山路徹，鈴

矢板式係船岸は控え工やタイ材など地中部分に存在する

木高二朗，有川太郎，中川康之，佐々真志，森川嘉

構造部材が多く，維持管理，点検診断等についても課題之，水谷崇亮，小濱英司，加島寛章，高橋英紀，大が多い．今後の検討課題としたい．

矢陽介，遠藤仁彦，原田卓三，青木伸之，佐瀬浩市，

本勉強会で得られた知見は，矢板式係船岸のみならず

山本貴弘，早川哲也，林誉命，西谷和人，白井正興：

他の岸壁構造形式においても同様に参考となる考え方で

平成 23 年（2011 年）東北地方太平洋沖地震によるある．今後は矢板式係船岸における課題および解決方針

港湾施設等被害報告，国土技術政策総合研究所資料，を軸に，構造形式ごとの類似点や相違点について関係者

No.798，港湾空港技術研究所資料，No.1291，2015 年
12)の間で議論を重ねることにより，より高精度かつ効率的な設計法へと改善できるよう取り組みを進めていく．

田渡竜乃介，水谷崇亮，野津厚，小濱英司，大矢陽介，近藤明彦，加藤絵万，川端雄一郎，田中豊，竹（2023年8月3日受付）

信正寛，松村聡，浜本尚拓，稲田滉平：桟橋の偶発謝辞状態に対する耐震性能照査法の高度化に関する課
題の整理，港湾空港技術研究所資料，No.1405，2022

本検討は，筆者らのほか一般社団法人鋼管杭・鋼矢板技術協会と共同開催した勉強会に基づき実施されたもの

年です．ここに記して謝意を表します．

13) 国土交通省港湾局：臨海部防災拠点マニュアル【改参考文献

14) 国土交通省海事局内航課：大規模災害時の船舶の活訂版】，2016 年
1) 国土交通省港湾局監修：港湾の施設の技術上の基用等に関する調査検討会最終報告，2014 年
15) 赤倉康寛，小野憲司：大規模災害時の緊急支援船の準・同解説，社団法人日本港湾協会，1989 年
2) 国土交通省港湾局監修：港湾の施設の技術上の基船型・対応係留施設の分析，国土技術政策総合研究

準・同解説，社団法人日本港湾協会，1999 年

所資料，No.942，2017 年

3) 国土交通省港湾局監修：港湾の施設の技術上の基

16) 国土交通省九州地方整備局下関港湾空港技術調査

準・同解説，公益社団法人日本港湾協会，2007 年

事務所：櫛形鋼矢板壁工法マニュアル（案），2022 年

4) 国土交通省港湾局監修：港湾の施設の技術上の基17) Iai, S., Tobita, T., Ozutsumi, O. and Ueda, K. Dilatancy
of granular materials in a strain space multiple

準・同解説，公益社団法人日本港湾協会，2018 年- 16 -

mechanism model, International Journal for Numericaland Analytical Methods in Geomechanics, 2011, 35(3):360-392- 17 -

港湾空港技術研究所資料

No.1410２０２３．９

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発

港 湾 空 港 技 術 研 究 所

行

所

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