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本四技報 HONSHI TECHNICAL REPORT

Vol.42 No.130 2018.3

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【巻頭言】Prefatory note

  • 失敗学

    Study of Failure

    北口雅章

    Masaaki Kitaguchi

【特集号前文】Prefatory note for special issue

  • 本四高速における維持管理と技術開発

    Maintenance Management and technical Development of Honshu-Shikoku Bridge Expressway

    荻原勝也

    Katsuya Ogihara

  • 明石海峡大橋供用20周年によせて

    Thinking of 20th anniversary of the Akashi Kaikyo Bridge

    小林義弘

    Yoshihiro Kobayashi

  • 瀬戸大橋の維持管理

    Maintenance of Seto-Ohashi Bridges

    福永勧

    Susumu Fukunaga

【特集号記事】Article for special issue

  • 本四連絡橋の塗替塗装に関する取組

    Recoating for the Honshu-Shikoku Bridges

    久米昌夫・竹口昌弘

    Masao Kume, Masahiro Takeguchi

    本州四国連絡高速道路の海峡部長大橋の外面塗装には重防食塗装系を採用し、その面積は約400万m2と膨大である。重防食塗装系を採用した海峡部橋梁の塗替塗装のコスト縮減には、塗替サイクルの長期化が必要であり、より耐久性が期待できる塗装材料あるいは塗装仕様の開発が求められている。また、塗替塗装は、塗膜消耗に着目した劣化予測により上塗り及び中塗りを適時に塗り替える予防保全を基本としており、それを適切に実施するために塗膜の劣化予測精度の向上が求められている。

    本稿では、塗替塗装コストの縮減と塗膜の劣化予測精度の向上に向けた取組として、重防食塗装のさらなる高耐久化及び省工程型塗料の開発、塗膜消耗に対する劣化予測精度の向上及び塗膜剥離に対する劣化予測の検討成果を報告する。

    Heavy-duty coating system has been applied to the steel members of the Honshu-Shikoku Bridges and the area to be repainted is approximately 4 million m2. In order to reduce repainting cost for the bridges, the extension of recoating cycle is essential and the development of much durable materials or specifications is required. And to conduct efficient recoating based on preventive maintenance strategy in that only top and middle coats are repainted according to the prediction of paint film consumption, improvement of prediction precision is required.

    In this paper, improvement of durability of heavy-duty coating system and development of thick film paint system in that recoating cost and period are reduced are reported for the cost reduction for recoating. Also, improvement of film consumption prediction and study for the prediction of peel-off of paint film are explained.

  • 本州四国連絡橋における疲労対策

    Fatigue prevention method on Honshu-Shikoku Bridges

    林昌弘・溝上善昭

    Masahiro Hayashi, Yoshiaki Mizokami

    本州四国連絡橋の疲労検討は、道路鉄道併用橋の補剛トラス部材へ適用する調質高張力鋼の疲労設計から始まり、大型疲労試験機による各種疲労試験が実施され、その成果は設計基準及び施工基準等へ反映されてきた。近年、他機関の道路橋において疲労損傷が数多く報告されるようになり、疲労耐久性の向上を目的として様々な検討が実施されている。ここでは、本州四国連絡橋における疲労設計の経緯を簡単に紹介するとともに、現在取り組んでいる疲労対策のうち代表的なものについて述べる。

    In Honshu-Shikoku Bridges, the fatigue design were started in the field of the stiffening truss member used for a road and railway combined bridge. Various fatigue tests with the large scale fatigue testing machine were carried out, and the result has been applied to the design criteria and the fabrication standard for long span bridges. Many fatigue damages were recently reported by another road management offices, and many kind of fatigue prevention methods were also reported. This paper describes the development process of the fatigue design on Honshu-Shikoku bridges, and reports the studies that are aimed at ensuring the safety of the structure for fatigue damage.

  • この10年における本四連絡橋の耐震補強

    Seismic retrofit for Honshu-Shikoku Bridges in the last 10 years

    西谷雅弘・田村正

    Masahiro Nishitani, Tadashi Tamura

    近い将来、東南海・南海地震の発生が予測されるなど、本州四国連絡橋の設計時に想定した地震力を上回る規模の地震の発生が懸念される状況下にある。そこで、代替道路がない重要な道路ネットワークの一部を形成する本州四国連絡橋の大規模地震に対するさらなる安全性の向上を目指し、耐震検討を進めている。最近10年間に実施してきた耐震検討用の大規模地震動の設定、明石海峡大橋及び瀬戸大橋の耐震性能照査と耐震補強設計の結果等について、その概要を紹介する。

    Large-scale earthquakes, such as Tonankai-Nankai Earthquake, are to be happened in the near future. The seismic force of such earthquakes may exceed earthquake motions considered in the original design for Honshu-Shikoku Bridges. Seismic retrofit study has been going on to further improve the seismic safety of Honshu-Shikoku Bridges against large earthquakes because the Bridges have no alternative highways regardless of a part of important highway networks. The report shows the outlines of the evaluation of large earthquake ground motions, seismic verification and retrofit design for both the Akashi-Kaikyo Bridge and the Seto-Ohashi Bridges.

  • 吊橋ケーブル送気乾燥システムの管理20年

    Management of the Dry Air Injection System for Main Cables of Suspension Bridges for 20 years

    貴志友基・朝倉義博

    Yuki Kishi, Yoshihiro Asakura

    吊橋の主ケーブルは、取替えが困難な最も重要な部材であることから確実な防食が必要である。本州四国連絡橋(以下「本四連絡橋」という。)の海峡部長大橋では、予防保全を基本とする保全方針により、200年以上の長期にわたる健全性の確保に努めている。このため、本四連絡橋では、ケーブル送気乾燥システム(以下「送気システム」という。)を世界に先駆けて開発し、全吊橋に導入している。

    本稿では、導入して20年が経過している送気システムについて、これまでの管理状況、改善事項及び今後の展望について、新設吊橋で初めて採用した明石海峡大橋及び既設吊橋で初めて導入した大鳴門橋での事例を中心に報告する。

    Since the main cable of the suspension bridge is the most important member that is difficult to replace, reliable corrosion protection is absolutely necessary. For this reason, Honshu-Shikoku Bridge Expressway (HSBE) developed the first-ever dry air injection system for the main cables in the world, applying the system for the all suspension bridge in HSBE.

    This paper reports the status of management, the examples of improvement and the future prospects for the dehumidification systems that have been installed for 20 years, focusing on the cases of Akashi-kaikyo Bridge and Ohnaruto Bridge.

  • 本四連絡橋海中基礎防食のあゆみ

    The history of corrosion protection for underwater foundations of Honshu-Shikoku Bridges

    鎌田将史・貴志友基・岡本豊

    Masafumi Kamata, Yuki Kishi, Yutaka Okamoto

    本州四国連絡橋(以下「本四連絡橋」という。)における海中基礎は、水深が深く潮流の速い場所に構築する必要があり、瀬戸大橋建設において設置ケーソン工法が開発され、型枠として鋼製ケーソンが用いられた。その後、明石海峡大橋では鋼製ケーソン表面に腐食しろを考慮した設計、多々羅大橋・来島海峡大橋では塗膜と電気防食による防食と、鋼製ケーソンの健全性を維持するよう設計思想が変化している。また、瀬戸大橋では電気防食・電着被膜による防食工事が順次行われている。

    本稿では、本四連絡橋の海中基礎防食の変遷を瀬戸大橋での防食事例と交えて取りまとめる。また、耐震性能を確保するため防食工事を行っている大鳴門橋の多柱基礎での事例についても、合わせて報告する。

    It was necessary to build the foundations of Honshu-Shikoku Bridges in the ocean. The laying-down caisson method was developed for construction of underwater foundations of the Seto-Ohashi Bridges. In this method, a steel caisson was used as a formwork. At that time, the steel caisson’s corrosion prevention was not considered. Thereafter this method was also used for construction the Akashi-Kaikyo Bridge, Tatara Bridge and Kurushima-Kaikyo Bridges. These caissons are maintained in a sound condition by increasing plate thickness of the steel caisson or installing the electric protection system. Furthermore, the corrosion protection by the electric protection or the electro deposit method are being applied to the Seto-Ohashi Bridges’ caissons.

    This paper reports the transition of mind to maintain a steel caisson’s condition and the corrosion protection work at Seto-Ohashi Bridges. In addition it reports the work of multi-column foundation using steel pipes at Ohnaruto Bridge.

  • 道路維持管理設備の改善と今後の課題

    Improvement of the Road Maintenance Facilities and Future Issues

    朝倉義博・吉本紀一・小野祥史・明野晃治

    Yoshihiro Asakura, Norikzasu Yoshimoto,
    Yoshifumi Ono, Koji Akeno

    本州四国連絡高速道路では、お客様に安全・安心・快適な道路サービスを提供し、更に道路、橋梁等の維持管理作業を効率的に行うために多数の道路維持管理設備を整備している。本設備の保全にあたっては、時代の変化に対応し、新技術の導入等により、質の高い道路サービスの提供やライフサイクルコスト踏まえた安全で効率的な設備への改善及び更新、近接点検を実施するための橋梁点検補修用作業車の改造や点検・補修技術の開発を実施している。

    本稿では、道路維持管理設備において近年取り組んでいる設備の改善、新技術を導入した設備への更新、点検器具の開発の改善事例と今後の課題について報告する。

    Honshu-Shikoku Bridge Expressway (HSBE) deploys a wide variety of facilities and equipment for operation and maintenance to efficiently manage roads and bridges, providing safe, secure and comfortable services for customers. In order to maintain these facilities and equipment, by using new technologies to cope with the changes of the times, HSBE is rendering high quality road services, upgrading and improving facilities in terms of safety and efficiency based on life cycle costs, remodeling maintenance vehicles for girder to safely and efficiently conduct proximity inspection, and developing inspection / repair technologies.

    This paper reports that in recent years HSBE has been working on improvements of the existing facilities, update of the facilities introducing new technologies, development of the inspection equipment for the road maintenance facilities and equipment and future issues.

【技術論文】Technical report

  • 瀬戸大橋斜張橋(櫃石島橋、岩黒島橋)の耐震補強設計

    Seismic retrofit design of Seto-Ohashi cable stayed bridges (Hitsuishijima Bridge and Iwakurojima Bridge)

    西谷雅弘・田村正・平山靖之

    Masahiro Nishitani, Tadashi Tamura, Yasuyuki Hirayama

    平成25年度から開始した瀬戸大橋の道路鉄道併用区間(約12km)の耐震補強は平成32年度完成を目標に実施している。ここでは、瀬戸大橋のうち、櫃石島橋、岩黒島橋の2橋の耐震性能照査及び補強設計について報告を行うものである。

    耐震性能照査の結果、櫃石島橋では横トラス下弦材で、岩黒島橋では横トラス下弦材と橋脚に損傷が生じることが分かった。横トラス下弦材の補強工法にはリブ補強を採用するものとした。

    Seismic retrofit of the Seto-Ohashi Bridges and approach viaducts, approximately 12km-long highway-railway combined section, has been conducted since 2013 and will be completed by the spring of 2021. This paper presents the results of seismic performance verification and the seismic retrofit design of the Hitsuishijima and Iwakurojima Bridges.

    As the result of the seismic performance verification, it was found that lower chords of transverse trusses in the bridges and an end pier of the Iwakurojima Bridge would be damaged. It was decided that the seismic measure using rib reinforcement was selected.

  • 瀬戸大橋吊橋のグレーチング閉塞に伴う耐風安定性検討

    Aerodynamic stability evaluation for Seto-Ohashi suspension bridges with closed open gratings

    花井拓・竹口昌弘・町田陽

    Taku Hanai, Masahiro Takeguchi, Akira Machida

    瀬戸大橋吊橋三橋(下津井瀬戸大橋、北備讃瀬戸大橋、南備讃瀬戸大橋)の道路床版中央分離帯部及び路肩部に設置されているグレーチングについては、耐風安定化部材の役割を果たしているものの、維持管理上の課題となっている。そこで、このグレーチングを閉塞し、維持管理性を改善することを目的として、耐風安定性の検討を行った。評価の方法としては、明石海峡大橋の検討段階において開発された三次元フラッター解析手法を用いた。中央分離帯部のグレーチングについては、側径間全範囲に加えて、中央径間の一定の範囲において閉塞可能であることが分かった。また、センターバリアを中央径間の一定の範囲に設置することにより、全範囲の中央グレーチングを閉塞することが可能であることが分かった。

    Open gratings are installed in the center divider and side strips of the road decks of three suspension bridges of the Seto-Ohashi Bridges (Shimotsui-Seto, Kita Bisan-Seto and Minami Bisan-Seto Bridges) to secure the aerodynamic stability of the bridges. However, they are burden in maintenance stage at the same time. In order to close these open gratings to enhance maintainability, aerodynamic stability evaluation is conducted. As an evaluation method, three-dimensional flutter analysis that was developed during the design stage of the Akashi Kaikyo Bridge is used. By the evaluation, it is found that the center divider gratings in whole of the side spans and the some portions of center spans can be closed. In addition, with the center barriers installed in the some portions in centers spans, whole center divider gratings can be closed.

  • 櫃石島高架橋トラス部、与島橋2径間部の耐震補強設計

    Seismic retrofit design of truss bridges (truss portion of Hitsuishijima viaduct and two-span portion of Yoshima Bridge)

    西谷雅弘・田村正・平山靖之

    Masahiro Nishitani, Tadashi Tamura, Yasuyuki Hirayama

    瀬戸大橋の耐震補強は、道路鉄道併用区間約12kmについて、平成25年度から本格着手しており平成32年度の完了を目指して工事を実施している。その耐震性能照査及び補強設計は、瀬戸大橋を構成する橋梁群を桁橋、トラス橋、吊橋などの橋種ごとに区分し、順次、工事発注工程にあわせて実施してきた。

    ここでは、櫃石島高架橋トラス部、与島橋2径間部の2橋のトラス橋の補強設計について報告する。耐震補強設計では、道路橋示方書に規定される耐震性能2を満足するよう現況照査を行い、補強設計を実施した。櫃石島高架橋トラス部は、トラス桁に免震支承を採用することで、鉄道上空を含む部材補強を低減した。与島橋2径間部は、道路桁に慣性力分散支承を採用することで各部材の補強量を低減した。

    Seismic retrofit of the Seto-Ohashi Bridges and approach viaducts, approximately 12km-long highway-railway combined section, has been executed since 2013 and will be completed in 2020. Seismic verification and retrofit design have been conducted for groups of bridges categorized by bridge type such as girder, truss bridge, suspension bridge etc.in accordance with retrofit schedule.This paper presents seismic retrofit design for the truss portion of the Hitsuishijima Viaduct and 2-span portion of the Yoshima Bridge.

    Seismic verification and retrofit design have been conducted to achieve Seismic Performance Level 2 specified in the Specification for Highway Bridges. For the truss potion of the Hitsuishijima viaduct, reinforcement of truss members that include the ones over rail lines was reduced by truss girder isolation. And for the two-span portion of the Yoshima Bridge, reinforcement of truss members was reduced by distribution of inertia for road girders.

  • 第六伊毘高架橋塗替塗装工事における素地調整方法の比較検討

    Comparison of treatment methods for repainting of the 6th Ibi viaduct

    貴志友基・長尾幸雄

    Yuki Kishi, Yukio Nagao

    第六伊毘高架橋は、腐食環境の厳しい鳴門岬付近に位置するため、鋼材の塗装は、防食下地に防せい力の高い厚膜型無機ジンクリッチペイント(以下「無機ジンク」という。)を施し、上塗りに塩化ゴム系塗料を用いた塗装系を採用している。近年、無機ジンク内での凝集破壊による塗膜のふくれ・はがれなどを確認したため、無機ジンクを含む旧塗膜全てを除去する塗替塗装を行うこととした。

    本文では、第六伊毘高架橋の塗替塗装にあたり、微量ではあるが鉛などの有害物質が旧塗膜に含まれるため、現地施工試験により素地調整方法を比較検討したので結果を報告する。

    In the painting system for the 6th Ibi viaduct, thick inorganic zinc rich paint (hereinafter called “inorganic zinc”) which have high corrosion protection ability is used for lower layer, and chloroplane rubber paints are used for upper layer because the 6th ibi viaduct is located around the Naruto cape with the severe corrosion environment. Recently, repainting with removing all of the old paints was to be done because blistering and peeling by cohesion failure of inorganic zinc were found.

    This paper reports comparison results for proper surface preparation methods for the repainting, since old paints include small amount of toxic substance such as lead.

【海外報告】Overseas report

  • コンゴ民主共和国

    Democratic Republic of the Congo

    貴志友基・藤田憲二

    Yuki Kishi, Kenji Fujita

【技術ニュース】Technical news

  • 神戸淡路鳴門自動車道淡路島中央スマートインターチェンジ供用開始

    Opening of Awajishima-Chuo Smart IC on Kobe-Awaji-Naruto Expressway

    佐伯成巳

    Narumi Saeki

  • 第9回ニューヨーク市橋梁会議

    9th New York City Bridge Conference

    平山靖之

    Yasuyuki Hirayama

  • Eurosteel Copenhagen 2017(第8回 鋼と複合構造に関する欧州会議)

    Eurosteel Copenhagen 2017 (the 8th European Conference on Steel and Composite Structures)

    鎌田将史

    Masafumi Kamata

  • 第39回 IABSE シンポジウム(カナダ)

    39th IABSE symposium, Canada

    奥村淳弘

    Atsuhiro Okumura

  • 国際吊構造橋梁管理者会議アジア地域ワークショップ開催(神戸)

    ICSBOA Asia Regional Workshop in Kobe

    遠山直樹

    Naoki Toyama

  • IRF 世界道路会議(WRM2017)の開催

    IRF 18th World Road Meeting 2017

    信重和紀

    Kazunori Nobushige

  • 第9回アジア太平洋風工学会議

    The 9th Asia-Pacific Conference on Wind Engineering (APCWE)

    花井拓

    Taku Hanai

  • 日本道路会議優秀論文賞受賞

    Outstanding paper award in Japan Road Conference

    寺嶋賢策

    Kensaku Terajima

  • 国土技術研究会自由課題優秀論文賞受賞

    Outstanding paper award in MLIT Technology Conference

    寺嶋賢策

    Kensaku Terajima

  • 瀬戸大橋が20世紀遺産20選に選定

    Seto-Ohashi Bridges were selected as one of Top 20 of Twentieth-century heritages in Japan

    池田秀継

    Hidetsugu Ikeda