目
次
1. 橋梁長寿命化修繕計画の策定 . . . 1
背景と目的 . . . 1
第1期計画の検証及び評価 . . . 2
1. 3 計画策定方針 . . . 4
2. 市原市の管理橋梁の現状 . . . 5
計画対象橋梁 . . . 5
管理橋梁の架設状況と分布 . . . 5
点検結果 . . . 5
3. 維持管理方針 . . . 6
点検種別 . . . 6
維持管理区分および管理水準の設定 . . . 7
橋梁修繕の優先順位の設定 . . . 10
橋梁の架替 . . . 11
4. 長期シミュレーション . . . 12
劣化予測手法 . . . 12
劣化予測に基づく将来発生費用の算出 . . . 13
シナリオ設定(事業費設定) . . . 14
シミュレーション結果 . . . 15
計画の効果 . . . 17
1. 橋梁長寿命化修繕計画の策定
背景と目的
本市では、1950 年代から京葉臨海工業地帯の造成、大規模な工場立地が進み、1970 年代まで の高度経済成長期には、道路、橋梁などのインフラ施設の整備が一斉かつ広域的に進められま した。
現在、当市が管理する市道橋 511 橋のうち、供用後 50 年以上経過した橋梁の割合は 18%で すが、今後 20 年間で 81%へと加速度的に老朽化した橋梁が一斉に大規模な修繕や架替えを迎 えることとなります。
図 1. 1 供用 50 年を超える橋梁の推移
このような背景から本市では、従来の事後対応型の修繕及び架替えから、損傷が大きくなる 前に対策を行う予防型の修繕及び架替えに転換することで、道路交通の安全性と信頼性を恒久 的に確保しつつ、橋梁の維持管理費の縮減及び予算の平準化を図ることを目的に 2013 年 1 月に 第 1 期計画となる『市原市橋梁長寿命化修繕計画』を策定しました。
『市原市橋梁長寿命化修繕計画』に基づき、2013 年度から 2017 年度まで長寿命化対策に取 り組んできましたが、当初計画策定から 5 年が経過し、これまでに実施した定期点検結果や修 繕工事の成果等のデータが蓄積されたことや、一定基準の溝橋(カルバート)を橋梁として取 り扱うことによる橋梁数の見直しなどを計画に反映するため、2 期目となる長寿命化修繕計画 を策定するものです。
82% 417橋 18% 94橋
現在(2017年)
55% 282橋
45% 229橋
10年後(2027年)
19% 96橋
81% 415橋
20年後(2037年)
第1期計画の検証及び評価
第 1 期計画策定から 5 年が経過し、計画の継続性と精度向上を図るため、第2期計画の策定 にあたり、第1期計画を検証しました。
橋梁点検
第2期計画では、対象としていた橋梁の定期点検を計画的に実施したほか、「溝橋(カルバー ト)の取り扱いについて」(2014 年 12 月 国土交通省道路局)により橋梁として管理すること となった溝橋(カルバート)についても点検を実施し、一部の架替え及び撤去予定橋梁を除く 全ての市道橋梁の点検を行いました。
また、2014 年 7 月に道路法施行規則が改正され、近接目視点検が義務付けられたため、前回 点検で遠望目視により実施していた箇所も、近接目視により新たな損傷を確認出来たことで、 点検精度が向上しました。
表 1. 1 橋梁点検計画実施状況
修繕・架替・撤去
2013 年度から 2017 年度の 5 年間における修繕・架替・撤去の計画および実施結果は表 1. 2 に示すとおりです。一部の橋梁で点検結果等による先送りや前倒しなど実施年度の変更があり ましたが、概ね計画どおりに実施しています。
コンクリート部材の損傷に対しては、ひびわれ補修や断面修復、鋼部材の腐食には錆転換塗 装などの塗装塗替え、中性化の進行が確認された橋梁には表面含浸などを実施し、橋梁の損傷 状況に応じた対策を進めました。また、第三者被害防止のため、高速道路等を跨ぐ跨道橋には コンクリート片の道路上への落下を防ぐ剥落防止を施工しました。
なお、架替え計画としていた橋梁についても、修繕効果が見込める場合は架替えを行わず、 修繕を実施し、延命化を図りました。
表 1. 2 修繕・架替・撤去実施結果
計 画 実 施
2013年 82橋 36橋
2014年 81橋 41橋
2015年 76橋 33橋
2016年 81橋 186橋 ( 50橋 )
2017年 82橋 215橋 ( 47橋 )
計 402橋 511橋 ( 97橋 )
※ ( ) は溝橋の点検数
第 1 期計画の評価
第 1 期計画に基づき、2013 年度から 2017 年度までに実施した 45 橋の修繕および 6 橋の架替 えによる効果について、対策を実施しなかった場合との「橋梁の健全性」を比較した結果( 表 1. 3) 、橋梁の状態を示す健全性は経年的に劣化が進行するため、第 1 期計画に基づく対策を実 施しなかった場合、損傷が大きく早期の措置が必要な段階である健全性Ⅲが 16%、緊急性の高 い状態である健全性Ⅳが 3%程度発生することが予測されました。
しかし、第 1 期計画の対策を実施したことにより、健全性Ⅲは 11%に抑えられ、健全性Ⅳは ありませんでした。また、健全な状態である健全性Ⅰも 37%から 43%と割合が大きくなり、健 全性の向上や延命化の効果が数値的にも確認されました。
これにより、長寿命化修繕計画による道路交通の安全性確保と、維持管理費のコスト縮減へ 繋がる長寿命化への効果が表れていると評価し、第2期計画の計画方針を「1. 3 計画策定方 針」に示します。
表 1. 3 対策実施有無による健全性の分布(2017 年度末現在)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
健 全 予防保全段階 早期措置段階 緊急措置段階
対 策 な し 37% 44% 16% 3%
第 1期 計 画 に よ る 対 策 43% 46% 11% 0%
1. 3 計画策定方針
計画策定における基本的方針を下記に示します。なお、計画期間は 10 年としますが、定期点 検結果等を踏まえ、5 年ごとに見直しを行います。
(1)道路交通の安全性と信頼性の恒久的確保
日常パトロールによる通常点検と、原則 5 年に 1 回の定期点検を継続的に実施することに より、橋梁の損傷状況を把握し、早期の対策により道路交通の安全性と信頼性を恒久的に確 保します。また、橋梁耐震補強事業についても、橋梁長寿命化修繕計画に基づく事業と併せ て実施し、地震時における安全性を確保します。
(2)予防保全的な維持管理による橋梁長寿命化
損傷が深刻化する前に修繕を行うことで橋の長寿命化を図る『予防保全型』の維持管理を 継続します。
(3)維持管理費のコスト縮減と予算の平準化
計画的かつ効率的な維持管理により、修繕、架替えに係るライフサイクルコスト(LCC)の 縮減と財政負担が短期に集中しないよう予算の平準化を図ります。
(4)継続的な維持管理
定期点検により橋梁の状態を把握するとともに、5 年ごとの長寿命化修繕計画見直し時に は点検結果や修繕工事等の備蓄データを反映して、PDCAサイクルによる継続的な改善活 動に取り組みます。
(5)第 1 期計画の見直し内容 ①管理橋梁数の変更
溝橋(カルバート)の追加等により、管理橋梁数は 409 橋から 511 橋となります。 ②維持管理区分の追加
第1期計画では維持管理区分を高度予防保全型、予防保全型、観察保全型の3つに区分 していましたが、新しい管理区分では補修効果が期待できる橋梁は、架替えが必要となる まで延命化を図る「対症療法型」を追加して計 4 区分とし、維持管理水準及び目標とする 寿命を設定します。
③修繕の優先順位の見直し
橋梁の重要度評価を見直すとともに、最新の点検結果による損傷度を用いて、修繕の優 先順位を設定します。
④劣化予測(劣化曲線)の精度向上
橋梁タイプごとの劣化曲線を検証するとともに、前回点検データに最新の点検結果を加 えることで劣化曲線を補正し、劣化予測の精度向上を図りました。
⑤事業費予測の精度向上
2.
市原市の管理橋梁の現状
計画対象橋梁
橋梁長寿命化修繕計画の対象橋梁は、市原市が管理する市道橋の全 511 橋(うち溝橋 99 橋) を対象とします。
管理橋梁の架設状況と分布
市原市が管理する橋梁の架設年の推移は、下図のように表わされ、建設のピークは 1970 年代 で全体の 41%、1960 年代から 1980 年代の 30 年間では全体の 80%(411 橋)を占めており、 1970 年代をピークに減少し続けています。
表 2. 1 架設年代
図 2. 1 架設年代の分布
今後、供用 50 年を超える橋梁が 10 年後には 135 橋増加し全体の 45%を占め、20 年後には 186 橋増加し全体の 81%を占めます。(図 1. 1 参照)そのため、修繕・架替時期の集中が予想さ れ、計画的な維持管理による平準化が必要となります。
点検結果
点検結果の概要(健全性の判定)
橋梁点検は、2013 年度から毎年継続的に 5 年間で一巡する計画で実施しました。
その点検結果から健全性の判定を行った結果(表 2. 2)、管理橋梁 511 橋のうち、1割弱が早 期に措置を構ずるべき状態である健全性Ⅲですが、9 割以上が道路橋の機能に支障が生じてい ない状態の健全性Ⅰ、Ⅱであり、概ね健全であることが確認されました。なお、緊急措置が必 要な橋梁である健全性Ⅳが 1 橋ありますが、通行止め措置を実施しており、撤去予定の橋梁で す。
図 2. 4 点検結果の健全性分布表 2. 2 健全性の判定結果
2 2 12
89 207 115 49 24 11 0 50 100 150 200 250
橋
梁
数
架設年代
架設年の推移
橋梁数
架設年代 橋梁数 割合
∼1930 0 0.0%
1930年代 2 0.4%
1940年代 2 0.4% 1950年代 12 2.3%
1960年代 89 17.4%
1970年代 207 40.5% 1980年代 115 22.5%
1990年代 49 9.6% 2000年代 24 4.7%
2010年代 11 2.2% 総計 511 100.0%
Ⅰ 230橋,45.0%
Ⅱ 247橋,48.3%
Ⅲ 33橋、6.5%
Ⅳ 1橋、0.2%
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
状態 橋梁数 割合
緊急措置段階 予防保全段階
早期措置段階 区分
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ 健全
511橋 100.0% 合計
230橋
247橋
33橋
1橋 45.0%
48.3%
6.5%
0.2% 道路橋の機能に支障が生じていない状態
道路橋の機能に支障が生じていないが、予防保全の観点 から措置を講ずることが望ましい状態
道路橋の機能に支障が生じる可能性があり、早期に措置 を講ずべき状態
3.
維持管理方針
点検種別
点検は、『市原市橋梁点検実施要領』に基づいて実施し、その目的、対象とする橋梁の規 模、架橋条件等に応じて、通常点検、定期点検(初回点検、詳細点検)、特定点検、異常時 点検に分類します。
図 3. 1 点検分類
通常点検(市職員)
日常の巡回や道路パトロールなどの路上目視点検により、路面の状況、排水の良否、伸縮 装置の状態などを点検します。
( 2) 定期点検
定期点検は、橋梁の保全を図るために定期的に実施する点検で、初回点検、詳細点検に区 分します。
点検頻度は、供用開始後 2 年以内に初回点検を行い、2 回目以降は 5 年に 1 回の頻度で行 うことを基本とし、損傷状況の把握および対策区分の判定を行い、これらに基づき部材単位 での健全性の診断および道路橋ごとの健全性の診断を行い、結果の記録を行います。
① 初回点検(専門業者)
定期点検の初回は、橋梁完成時点では必ずしも顕在化しない不良箇所など、橋梁の初 期欠陥を早期に発見するために行います。
② 詳細点検(専門業者)
・点検は、主に点検機械・器具を用いて専門業者(委託)が行います。
・点検対象部位は、橋面部位及び路面から見えない床版、支承、桁、下部構造などの主構 造の点検を行います。
・点検は近接目視を原則とし、必要に応じて橋梁点検車や高所作業車等を使用し、点検車 等の乗り入れができない箇所については、ロープアクセスなどの点検手法を採用しま す。
( 3) 特定点検(専門業者)
定期点検の点検結果により、予防的な観点などから行う点検で、第三者被害防止を目的と した打音検査、塩害に対する検査などです。
( 4) 異常時点検(市職員・専門業者)
地震・台風・集中豪雨等の災害発生時の緊急対応(通行止等)の必要性の判断及び、災害 発生後の安全性や損傷の度合いを確認します。
なお、点検者は基本的に市職員としますが、大規模な災害が発生した場合など、状況に応 じて専門業者などと共同で点検を行います。
( 5) その他(詳細調査)
・定期点検又は異常時点検により詳細な調査が必要と判断された橋梁を対象に実施し、対策 区分の判定や補修方法などを決定するに際して、損傷原因や損傷程度をより詳細に調査しま す。
橋梁点検 定期点検
通常点検(パトロール)
特定点検(第三者被害防止・塩分含有量
異常時点検(地震・台風・事故等) 初回点検
維持管理区分および管理水準の設定
本市の管理橋梁は、鉄道・高速道路・二級河川を跨ぐ大規模かつ重要な橋梁から歩行者専 用の小規模な橋梁や小さな溝橋(カルバート)など、多種・多様化しています。
これらの橋梁全てを予防保全的に管理するのではなく、橋梁規模・架橋状況等により選別 した管理区分ごとにグループ分け(表 3. 1)をし、設定した損傷グレードによる管理水準で 効率的な管理を行います(管理水準の設定イメージは図 3. 2)。
損傷グレードは、点検結果から得られる各部材の損傷評価 a∼e について、「損傷グレード と損傷評価対比表」から複合的に D0∼D4 の5段階に評価します。( 表 3. 2、表 3. 3)
なお、第 1 期計画では高度予防保全型、予防保全型、観察保全型の3区分としていたが、 第 2 期では損傷が確認されてから補修を行う「対症療法型」を新たに追加し、補修効果が期 待できる橋梁は架替えが必要となるまで延命化を図ります。
表 3. 1 維持管理区分
図 3. 2 管理水準設定のイメージ
グ ル ー プ 管 理 区 分 管 理 水 準 対 象 橋 梁
目 標 と す る
寿 命
対 象 橋 梁 数
1 高 度 予 防 保 全 型
損 傷 グ レ ー ド D 2
で 補 修 を 行 う 。 補 修 の 優 先 度 を 予 防
保 全 型 よ り 高 く 設
定 す る 。
・ 橋 長 100m以 上 の 橋 梁
・ 跨 線 橋 、 跨 道 橋
100年 以 上 56橋
2 予 防 保 全 型
損 傷 グ レ ー ド D 2
で 補 修 を 行 う 。
・ 緊 急 輸 送 道 路 を 補 完 す る 道 路 上 の 橋 梁
・ 孤 立 集 落 を 繋 ぐ 道 路 上 の
橋 梁
・ 景 観 が 重 視 さ れ る 橋 梁
・ 1級 市 道 の 橋 梁
100年 以 上 58橋
3 対 症 療 法 型
損 傷 グ レ ー ド D 3
で 補 修 を 行 う 。
・ 1, 2, 4に 該 当 し な い 橋 梁
( L C C の 観 点 か ら 補 修 効 果
が 期 待 で き る 橋 梁 )
60年 以 上 393橋
4 観 察 保 全 型
使 用 限 界 に 達 し た
時 点 で 架 替 え を 行
う 。
・ 1, 2に 該 当 し な い 橋 梁 で 、
竣 工 後 60年 以 上 経 過 し 、 健 全
性 の 診 断 で Ⅲ 又 は Ⅳ と 判 定 さ
れ た も の 。
( L C C の 観 点 か ら 補 修 効 果 が 期 待 で き な い 橋 梁 )
表 3. 2 損傷評価と損傷グレード
橋梁点検
損傷評価
諸項目の評価 損傷グレード 損傷の状態
a 「損傷グレードと 損傷評価対比表」
D0 損傷がなく健全な状態
b D1 ↓
c D2 ↓
d D3 ↓
e D4 著しく損傷している状態
※ 損傷グレードの設定は表 3. 3 損傷グレードと損傷評価対比表により決定
表 3. 3 損傷グレードと損傷評価対比表
破断 腐食 ゆるみ・脱落
亀裂
漏水・ 遊離石灰
c ,a
c ,a
−
−
*
D4とD3の中間 剥離・鉄筋露出
抜け落ち X
ひび われ
漏水・ 遊離石灰
X ひび われ
X ひび われ
X ひび われ
X ひび われ
X :位置及びパターン
小 a c ,a 小 c 大 e 大 e 大 e
− − − 小 c 大 c 大 d − −
− − − 小 b 大 b 小 e − −
− − − 小 b 大 b 大 c − −
− − − 大 b 大 d − − − −
− − − 小 e 大 c *
大 d − − *
D4とD3の中間
− − − 小 d 小 d − − − −
− − − 小 c 小 e − − − −
− − − − − 小 d − − − −
剥離・鉄筋露出 定着部の損傷
漏水・ 遊離石灰
c ,a
c ,a
−
漏水・遊離石灰 −
間詰め床版は、漏水・ 遊離石灰単独でも評価 剥離・鉄筋露出
抜け落ち ひびわれ +遊離石灰 剥離・鉄筋露出
破断 腐食 ゆるみ・脱落
亀裂 洗掘 沈下・移動・傾斜
支承部 路面の凹凸
伸縮装置 支承の機能障害
− − e
− − e
− − e
− − e
− e −
− e −
− − e
d e −
支承部
下部工 そ の 他 の 損 傷
− c c c c − c − a b,a a a a a a a
下部工
全てD1評価 − − −
d − e −
−
−
e −
− e
− d − e −
c d c e − −
コ ン ク リー
ト 橋 上 部 工
c b b − d − c ,a e d −
漏水・ 遊離石灰
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰 床版ひびわれ
+遊離石灰
床版
e
−
c ,a e d e e
d c ,a d d − −
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰
ひびわれ
− − e − − − − − − − − e − e −
備考
d − e −
c − − e
c ,a
d
e
d
c ,a
漏水・ 遊離石灰
漏水・ 遊離石灰
漏水・ 遊離石灰
c ,a e d d d d e
主桁 横桁
e d e d c ,a c ,a c ,a c ,a −
漏水・ 遊離石灰
ひびわれ +遊離石灰
c ,a
a
e −
− − − e
c e − −
*
d e − −
d
−
− d
d e e
d d − −
c ,a
c ,a e
d
−
部材 損傷の種類
損傷グレード
ひびわれ
b b − e d c −
床版ひびわれ +遊離石灰 床版
鋼 橋 上 部 工
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰 主桁
横桁 縦桁 対傾構
横構
漏水・ 遊離石灰
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰
e
ひびわれ 漏水・ 遊離石灰
D1 − c c c c − D3 − e e e d − D2 − − − − e D4 c ,a D0 a b,a a a c ,a a
ひびわれ
a
b
−
−
ひびわれ
高度予防保全型・予防保全型
損傷が進行する前に対策を講じて損傷の進行を遅らせる、または、損傷原因をあらかじめ 除去することにより、損傷を発生させない対策を講じる維持管理タイプで橋の機能及び性能 が低下しない管理水準(損傷グレード D2)で維持管理を行います。
君塚跨線橋(高度予防保全型) 新君塚橋(予防保全型)
( 2) 対症療法型
早期に対策が必要となる損傷が発生してから修繕を行う維持管理タイプで、安全に関わる 損傷を発生させない管理水準(損傷グレード D3)で維持管理を行います。
椎津橋(対症療法型)
( 3) 観察保全型
通常の維持管理は行うが計画的な補修を行わず、使用限界に達する損傷が発生した段階で 架替えを実施する維持管理タイプです。対象としては耐用年数を超え、LCC の観点から補修 効果が見込まれない橋梁が対象となります。
橋梁修繕の優先順位の設定
橋梁修繕の優先順位
修繕の優先度評価は、「橋梁の重要度」より「損傷の重要度」を優先して総合的に評価す るものとし、点検結果から評価する損傷の重要度が同じ場合は、架橋条件、規模などから決 まる橋梁の重要度により優先順位を決定します。
損傷の重要度と橋梁の重要度評価による優先順位の設定を表 3. 4 に示します。 ( 1) 橋梁修繕の優先順位の設定
「損傷の重要度」と「橋梁の重要度」による橋梁の重要度を 19 のカテゴリ(優先順位) に分類し、その数値の小さいものほど、優先順位を高く評価します。
表 3. 4 優先順位決定マトリクス
損傷の重要度
( 1) 損傷の重要度によるグレード区分
橋梁の修繕を実施する優先度の評価は、以下の手順で行います。
損傷の重要度を「損傷グレードおよび損傷の重要度」による計算結果からⅠ∼Ⅵの6つの グレードに区分します。
表 3. 5 損傷の重要度のグレード
橋梁の重要度
グループ1 グループ2 グループ3 グループ4
高度予防保全型 予防保全型 対症療法型 観察保全型
損傷の重要度 最重要(高い) 重要(やや高い) 標準(普通) 低い
グレードⅥ
( 100)
1 2 3 4
グレードⅤ
( 80以上100未満)
5 6 7
-グレードⅣ
( 60以上 80未満)
8 9 10
-グレードⅢ
( 40以上 60未満)
11 12 13
-グレードⅡ
( 20以上 40未満)
14 15 16
-グレードⅠ
( 0以上 20未満)
17 18 19
-橋梁の状態
グレードⅠ 0以上 20未満 健全である
グレードⅡ 20以上 40未満 ほぼ健全である
グレードⅢ 40以上 60未満 対策を検討する時期にきている
グレードⅣ 60以上 80未満 対策を行う必要がある
グレードⅤ 80以上100未満 速やかに対策を行う必要がある
グレードⅥ 100
※
速やかに対策を行い、通行止め等の規制を検討する必要がある。
損傷の重要度
( 100点満点)
部材 重み係数
上部工 0.40
床版 0.25
下部工 0.25
支承 0.10
計 1.00
※ ボックスカルバートの重み係数は、
上部工と下部工を足し合わせる。
ボックスカルバート:0.65
( 2) 損傷重要度の算出
部材ごとに評価された損傷グレードを評点化し、部材ごとに設定した重み係数を乗じて橋 梁全体の損傷の重要度を算出します。
表 3. 6 損傷グレードの評点 表 3. 7 各部材の重み係数
橋梁の重要度
橋梁の重要度は、維持管理区分として設定した4つのグループで分類しました。各グルー プ内での優先順位は、表 3. 9 施設重要度として設定した7項目に重み係数を乗じて点数化 し、優先順位を決定します。
表 3. 8 橋梁の重要度
表 3. 9 施設重要度の設定
重み係数 各項目ごとの評点
橋梁の架替
橋梁の架替を実施する判断は、架設後の経過年数や修繕計画でのスケジュールに基づくの ではなく、点検結果および詳細調査等により橋梁の状態を把握し、補修・補強工事の効果及 びLCCを考慮した上で決定するものとします。
なお、中長期事業費を算出するシミュレーションにおける橋梁の架替時期は、耐用年数を 経過し、使用できなくなる時期に架替えることとしました。
損傷グレード 評価内容 評点
D0
損傷が認められない、または損傷が軽微 で補修を行う必要がない。
0
D1
損傷が小さく、次回点検まで対策を行わ なくても安全性を損なう危険性が低い。
10
D2 状況に応じて補修を行う必要がある。 20
D3 補修を行う必要がある。 40
D4 速やかに補修を行う必要がある。 80
諸元項目 重み係数 ① 維持管理区分 評点 ④ 景観配慮 評点
① 維持管理区分 0.3 高度予防保全 100 該当 20
② 緊急輸送路を補完 0.1 予防保全 70 非該当 0
③ 路下条件 0.2 対症療法 35
④ 景観配慮橋梁 0.1 観察保全 0 ⑤ 孤立集落 評点
⑤ 孤立集落 0.1 該当 30
⑥ DID(人口集中地区) 0.1 ② 緊急輸送路を補完 評点 非該当 0
⑦ 橋長(m) 0.1 A路線 30
合計 1.0 B路線 20 ⑥ DID(人口集中地区) 評点
C 路線 10 区域内 30
該当なし 0 区域外 0
③ 路下条件 評点 ⑦ 橋長(m) 評点
鉄道、高速道路 50 15未満 0
緊急輸送路を跨ぐ道路 15以上50未満 35
道路 20 50以上100未満 70
4.
長期シミュレーション
劣化予測手法
劣化予測は、本市の特性を踏まえ、2013 度から 2017 年度に実施した最新の橋梁点検結果 を基に新たに作成した回帰式を用います。
回帰式は、部材の機能として主桁、床版、下部工などの違いと、使用している材料である 鋼、コンクリートの違いに着目して、次の 6 つの主要部材について作成することとします。
① 鋼橋の主桁などの主部材 ② 鋼橋の鉄筋コンクリート床版 ③ コンクリート橋の主桁などの主部材 ④ コンクリート橋の床版
⑤ コンクリート製の下部工 ⑥ 溝橋(カルバート)の頂版
図 4. 1 点検結果に基づく劣化曲線のイメージ
評価区分 D0 D1 D2 D3 D4
損傷の程度
損傷
無
損傷
大
※ 図中の D0∼D4 は、定期点検結果における損傷を複数種類の損傷も考慮 した複合評価による評価区分を示します。
図 4. 2 損傷程度の評価区分
回帰分析の結果、損傷グレード D0∼D4 ごとの滞留年は、表 4. 1 のとおりとなります。 表 4. 1 回帰分析結果一覧表
※ 損傷グレード(D0∼D4)は、y=kx
2
+5 の算出式において 5∼0 で数値化しています。
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
損
傷
グ
レ
ー
ド
年数 劣化曲線
劣化曲線
個別データ
Y
X
( )
D4 D3 D2 D1 D0
D0
D4 D3 D2 D1
①鋼主桁 ②鋼桁コンクリート床板 ③コンクリート橋主桁 ④コンクリート橋床版 ⑤コンクリート下部工
⑥溝橋 (カルバート)
- 0.001193 - 0.001378 - 0.001224 - 0.000985 - 0.000981 - 0.001616
D0 (4≦y<5) 28年 26年 28年 31年 31年 24年
D1 (3≦y<4) 12年 12年 12年 14年 14年 11年
D2 (2≦y<3) 10年 8年 9年 10年 10年 8年
D3 (1≦y<2) 7年 7年 8年 8年 8年 6年
D4 (0≦y<1) 7年 7年 6年 8年 8年 6年
64年 60年 63年 71年 71年 55年
損 傷 度 の 滞 留 年
0 10,000,000 20,000,000 30,000,000 40,000,000 50,000,000 60,000,000 70,000,000 80,000,000
2018 2028 2038 2048 2058
事
業
費
(
千
円
)
年 シナリオごとの累計事業費用の比較
長寿命化タイプ:30,260百万円 事後保全タイプ:75,186百万円
劣化予測に基づく将来発生費用の算出
維持管理区分における全体事業費
本計画による事業効果を検証するため、今後 50 年間の累計事業費(LCC)を下記の維持管 理タイプごとに算出し、比較します。
① 長寿命化タイプ <本計画で実施する新しい維持管理方法>
各橋梁ごとに高度予防保全型、予防保全型、対症療法型、観察保全型の維持管 理区分を設定し、それぞれの管理水準である損傷グレード D2∼D3 で維持管理を 行う。
② 事後保全タイプ <長寿命化修繕計画策定以前の管理方法>
すべての橋梁について、橋梁の損傷や劣化が進行した段階である損傷グレード D3 で修繕を行う「対症療法型」の維持管理を行う。
表 4. 2 維持管理区分別の事業費内訳
50 年間の累計事業費は、各橋梁ごとに維持管理区分を設定した「長寿命化タイプ」が 303 億円、従来型の維持管理手法である「事後保全タイプ」が 752 億円となり、「長寿命化タイ プ」での維持管理が経済的となる結果になりました。
下図のグラフは、2つの維持管理タイプの累計事業費の推移を示します。
図 4. 3 維持管理区分別の累計事業費
上記結果より、各橋梁ごとに維持管理区分を設定した長寿命化タイプが 2028 年頃までの 初期期間においては事業費が高くなりますが、50 年間の累計事業費は最も経済的となるた め、第 2 期計画においても予防保全的な維持管理である「長寿命化タイプ」を採用すること とします。
架 替 費 修 繕 費 全 体 修 繕 費
① 長 寿 命 化 タ イ プ 30, 260 16, 171 14, 089 605 282
② 事 後 保 全 タ イ プ 75, 186 73, 007 2, 179 1, 504 44
維 持 管 理 タ イ プ
50年 間 に 必 要 な 保 全 費
( 百 万 円 )
内 訳 ( 百 万 円 ) 年 間 当 り ( 百 万 円 )
752 億円
303 億円
事後保全タイプ
シナリオ設定(事業費設定)
本計画で実施する「長寿命化タイプ」の維持管理方法は、各管理区分で設定した管理水準 (損傷グレード D2∼D4)に達した段階で対策を行う管理方法であり、年度ごとの事業費は 図 4. 4 のようになりました。
事業費は年度ごとに変動しており、同年代に架設された橋が一斉に架替えを迎える 2040 年以降は乱高下し、極端な事業費突出が顕著となっています。
これにより、財政負担が集中することや全体的に事業費がばらつくことにより予算計画が 立てづらいなどの課題が懸念されます。
図 4. 4 長寿命化タイプの年度事業費推移
上記結果から、財政状況を踏まえた実行性のある計画とするため、工事実施年度の前倒し 及び先送りにより事業費の平準化を行うこととします。
平準化のシミュレーションを下記 2 つのシナリオで行い、平準化により各管理区分での管 理水準を下回ることが生じていないか、部材の損傷グレードの分布により検証した結果を次 項に示します。
【事業費設定】
① シナリオ 1:年間事業費 3 億円
年間事業費を第1期計画で算出した年間事業費 3 億円に収まるように平準化する。 ② シナリオ 2:年間事業費変動
年間事業費を一律に設定せずに、一定の期間内で事業費を平準化する。
シミュレーション結果
シミュレーションした結果、2 つのシナリオによる損傷グレード分布の推移(図 4. 5、図 4. 6)が示すように両シナリオとも 2040 年代後半頃から損傷グレード D1 が急激に増加し、 D2 も徐々に増加し始めます。
この損傷の進行に対し、「シナリオ 1:年間事業費 3 億円」では事業費の不足から修繕・ 架替の先送りが進み、予防保全型の管理水準 D2 を下回る損傷グレード D3 が 2058 年頃より 多く発生し、目標とする管理水準での対策が出来なくなり、使用限界に達する損傷グレード D4 も発生する結果となりました。
一方、「シナリオ 2:年間事業費変動」の場合は、目標の管理水準を維持できるように事 業費を 3∼8(億円/ 年)の間で変動させてシミュレーションした結果、損傷グレード D3 が 僅かに発生しますが、D4 の発生はなく、目標とする管理水準を概ね保っています。
これにより、図 4. 8 のように段階的に予算の変動がありますが、必要な時期に対策を実 施することで安全性を確保し、損傷が大きくなる前の対策により事業費の抑制にも繋がる 「シナリオ2:年間事業費変動」を本計画で採用することとします。
図 4. 5 損傷グレード分布の推移(シナリオ 1:年間事業費3億円)
図 4. 6 損傷グレード分布の推移(シナリオ 2:年間事業費変動)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0% 20% 40% 60% 80% 100%
2018 2028 2038 2048 2058
損
傷
グ
レ
ー
ド
損
傷
グ
レ
ー
ド
分
布
年
シナリオ2:年間事業費変動 損傷グレード分布の推移(主桁)
D1 D1 D2 D3 D4
供用不可 平均
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0% 20% 40% 60% 80% 100%
2018 2028 2038 2048 2058
損
傷
グ
レ
ー
ド
損
傷
グ
レ
ー
ド
分
布
年
シナリオ1:年間事業費3億円 損傷グレード分布の推移(主桁)
D0 D1 D2 D3 D4
供用不可 平均
※ 予防保全型の管理レベルを下回る D3 が多く 発生し、使用限界の損傷である D4 も発生。
図 4. 7 年間事業費の推移(シナリオ1:年間事業費3億円)
図 4. 8 年間事業費の推移(シナリオ2:年間事業費変動)
3 億円
3 億円
2018 年∼2045 年
5 億円
2046 年∼2050 年
8 億円
2055 年∼2067 年 7 億円
計画の効果
安全性の効果
従来型の「事後保全タイプ」と第 1 期から継続して実施する予防保全的な「長寿命化タイ プ」での維持管理を 50 年間行った場合の、健全状況推移を比較した結果が図 4. 9 です。
橋全体の健全状況をグレードⅠ∼Ⅵの「損傷の重要度」で表し、事業費についても図 4. 8 の「年間事業費変動」で検証しています。
図 4. 9 損傷の重要度のグレード分布の推移
図 4. 9 より、事後保全タイプでは 2030 年を過ぎたあたりから、対策を行う必要がある状 態の「グレードⅣ」が徐々に目立ち始め、早急に対策を行う必要がある状態の「グレード Ⅴ」、緊急を要し、通行止め等の規制を検討する必要がある状態の「グレードⅥ」が 2045 年 頃より急激に増加していく結果となりました。
これは、架替えが必要となる橋が集中することにより事業費が増大するため、適切な期間 に必要な対策を図ることができないためです。
一方、長寿命化タイプでは、2025 年∼2030 年に損傷重要度のグレードⅤが僅かに発生し ますが、これは観察保全型の橋梁が架替前の使用限界直前の期間にあたるためであり、それ 以外の橋梁については、架替えが集中する時期にグレードⅢが増加しますが、損傷が軽微な 段階で対策を行うことで、全期間を通してほぼ健全であることがわかります。
このことから、劣化・損傷が軽微な段階で対策を実施する予防保全的な維持管理を行うこ とで、橋を健全な状態に保ち続けることができ、道路交通の安全性と信頼性を確保すること が可能となります。
0 20 40 60 80 100 0% 20% 40% 60% 80% 100%
2018 2028 2038 2048 2058
損
傷
の
重
要
度
の
評
価
指
標
損
傷
の
重
要
度
の
グ
レ
ー
ド
分
布
年
評価指標分布の推移 耐荷性- 対策後( 橋梁全体)
グレードპ グレードჟ グレードრ グレードს グレードტ グレードუ 平均
事後保全タイプ
0 20 40 60 80 100 0% 20% 40% 60% 80% 100%
2018 2028 2038 2048 2058
損
傷
の
重
要
度
の
評
価
指
標
損
傷
の
重
要
度
の
グ
レ
ー
ド
分
布
年
評価指標分布の推移 耐荷性- 対策後( 橋梁全体)
グレードპ グレードჟ グレードრ グレードს グレードტ グレードუ 平均
長寿命化タイプ
※ 2032 年∼2067 年にグレードⅥが発生する
※ 2025 年∼2030 年に グレードⅤが僅かに発生するのみ
コスト縮減効果
「4. 4 シミュレーション結果」により、一定期間ごとに事業費の平準化を図った結果を 表 4. 3 に示します。
表 4. 3 計画年間事業費(平準化後)
計画年 事業費
2018 年∼2045 年 28 年間 3 億円/ 年 2046 年∼2050 年 5 年間 5 億円/ 年 2051 年∼2054 年 4 年間 7 億円/ 年 2055 年∼2067 年 13 年間 8 億円/ 年
表 4. 4 に示すとおり、今後 50 年間の事業費を比較すると、従来の事後保全タイプが 752 億円に対して、長寿命化修繕計画による長寿命化タイプが 240 億円となり、512 億円(68% 縮減)のコスト縮減が見込まれます。
図 4. 10 に今後 50 年間の事業費の推移と累計事業費の比較を示します。
表 4. 4 事業費縮減効果一覧表
図 4. 10 今後 50 年間の事業費累計の比較
架 替 費 修 繕 費 全 体 修 繕 費
① 事 後 保 全 タ イ プ 75, 186 73, 007 2, 179 1, 504 44
② 長 寿 命 化 タ イ プ ( 予 算 制 約 変 動 )
24, 006 12, 203 11, 803 480 236
51, 180 1, 024
↓ 縮 減 ↓ 縮 減
維 持 管 理 型
50年 間 に 必 要 な 保 全 費
( 百 万 円 )
内 訳 ( 百 万 円 ) 年 間 当 り ( 百 万 円 )
コ ス ト 差 ① - ② ( 縮 減 効 果 )
752億円
240億円
5
1
2
億
円
縮
耐震補強事業との連携
耐震補強事業に基づく耐震補強工事と、橋梁長寿命化修繕計画に基づく修繕工事を併 せて実施することにより、事業の合理化・効率化を図ることができます。
このようなことから、前倒しや修繕計画の中での劣化が、次の段階に移行しない範囲 での先送りを行うことにより、事業の連携を図ります。
耐震補強工事の前倒し事例
橋梁名 2018 2019 2020 2021 2022
A橋 修繕 耐震補強
橋梁名 2018 2019 2020 2021 2022
A橋
修繕
耐震補強
修繕工事の前倒し事例
橋梁名 2018 2019 2020 2021 2022
B橋 耐震補強 修繕
橋梁名 2018 2019 2020 2021 2022
B橋
修繕
耐震補強
図 4. 11 耐震補強事業計画との連携のイメージ
5.
学識経験者の意見聴取及び橋梁長寿命化修繕計画検討委員会
意見をいただいた学識経験者
本計画では、専門知識を有する学識経験者の意見を踏まえて策定しました。
区 分 所 属 氏 名
学識経験者 芝浦工業大学 工学部 土木工学科 教授 勝木 太
橋梁長寿命化修繕計画検討委員会
本計画の策定にあたり、検討委員会を設置し検討を行いました。 検討委員