防災のトビシマ／橋梁・高架橋の防災

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橋梁・高架橋の防災

　調査・診断技術

■地震被害調査

トビシマでは、1968年十勝沖地震以来、地震後の現地調査を国内外で数多く実施してきました。調査から被害の原因・特徴を明らかにし、調査・設計・対策・モニタリング技術に反映することで、より安心して暮らせる地震に強い構造物の建設に向けて各種の研究開発に取り組んでいます。

■地盤評価技術

橋梁／高架橋の安全を確保するためには地盤の特性を評価し、設計に反映させることが重要です。当社技術研究所では、粘土から礫、岩石までの広い範囲を対象に各種静的および動的三軸試験や振動台実験を含めた各種模型実験などにより地盤物性を評価します。

■微動測定による地盤構造・地盤振動特性評価

地震時の地面の揺れは地盤特性に大きく影響を受けるため、この情報を事前に把握することは地震防災上重要な要素です。通行車両などによる小さな地面のゆれ（微動と呼ぶ）を測定・分析し、微動に含まれる地盤の情報を取り出して地盤構造や地盤振動特性を評価します。

■AEによる杭診断システム

地震による地上の構造物の被害状況は容易に目で見ることができますが、基礎杭の破損状況は直接観察することは不可能です。本システムは、ひび割れ部分から発生する微小な音（ＡＥ、アコースティック・エミッション）を利用して、地中の杭に生じている破損状況を迅速に診断する方法で、橋脚部等の診断も可能です。

■3次元構造物健全性診断システム　―DaCS‐3D―

この技術は、医療で使用するCTスキャンと同じ様にコンクリート構造物の内部の様子を様々な断面で切断・可視化することができ、より正確な健全性評価が可能となります。また、従来より数少ないセンサで構造物の3次元健全性評価が可能であり、かつ、1つの計測に対し解析にかかる時間を従来の7分の1にまで大幅に短縮することができます。

■交通振動AEによる構造物診断システム（DeSAMO）

対象構造物にセンサを設置し、鉄道荷重などの交通振動によって既存の損傷個所から発生するアコースティック・エミッション（AE）を分析し、損傷個所や損傷程度を推定します。供用中の構造物での健全性診断が可能な技術です。

■地域・地盤特性を考慮した地震動評価

対象とする地域の地震活動や周辺の活断層情報などを総合的に判断し、最も影響の大きい地震を抽出し、その地震が発生した場合に生じる地震動（地面の揺れ）を目的に応じた最適な地震動評価方式により算定します。耐震設計に用いる入力地震動作成から地震被害想定までの広い用途に適用可能です。

■緊急地震速報を利用した地震防災システム

「地震防災システム」は、伝達機器選定方式による緊急地震速報システムに、これを最大限に生かして利用する運用システムを組み合わせることで、工事現場の地震被害の軽減を実現します。

　企画・設計技術

■地域・地盤特性を考慮した地震動評価

■液状化評価システム

地盤の液状化判定について、これまで蓄積して来た豊富な実験データに基づき、液状化のし易さを合理的に評価します。従来の液状化評価では、安全側過ぎる設計となっている場合でも、この技術を用いることで、経済的な安全設計を行うことが可能です。

■連続体解析

橋梁などでの複雑な形状、支点条件および荷重条件での応力・変形挙動を解析的に求める場合に用います。形状や材料特性に従ってモデルを有限要素に近似し、連続体として取り扱う解析法で、代表的なものとして有限要素法や非線形問題に大変形が扱える有限差分法があり、静的・動的な解析の実務で数多くの実績があります。

■耐震解析

構造物の耐震診断や耐震補強の効果を解析的に求めるもので、構造物の種別により、震度法、応答変位法あるいは応答震度法などの静的な解析や時刻歴応答解析や非線型スペクトル解析などの動的な解析があります。トビシマでは数多くの実績をもとに最適な解析を提供します。

■緊急地震速報を利用した地震防災システム

　施工技術

■橋梁基礎の流動化対策工法（STYFAL）　　

地震時に液状化が生じると、護岸付近の橋梁基礎は地盤の流動化により大きな側方変位が発生します。一方、護岸から離れた基礎は流動化の影響が少なく、大きな水平抵抗が期待できます。これらのフーチング部をPCケーブルで連結することで、護岸付近の基礎の大変形を抑制する工法です。

■地盤改良工

橋梁基礎の支持力や地震時の横方向抵抗力を増加する技術です。軟弱土を良質土で置換する工法、硬化材を注入し固化させる工法、荷重を掛けて圧密を促進する工法など様々な技術があります。これら全ての工法にトビシマは対応可能です。

■耐震補強

橋梁下部工の耐震補強としては、鋼板内張補強工法（鋼板巻立て工法）、新素材シート補強工法、増厚巻立て工法等があり、必要とされる耐力や制約条件に応じて最適な工法を選択して実施します。

■地下空洞充填工法

橋梁や高架橋の基礎地盤部に亜炭坑跡や用水路跡などの地下空洞がある場合には、安全性に大きな影響があります。本工法は産業副産物等と固化材を混練したスラリーを地下空洞に注入して地盤の安定化を図り、限定した範囲の空洞を隅々まで確実かつ経済的に充填できます。

■TDRショット工法

〈コンクリート構造物の寿命を延ばす補修工法〉

当工法は、「クリーンな作業環境」「高品質な補修部材」「リーズナブルな価格」を開発コンセプトとし、塩害、凍害などにより劣化、機能低下した橋梁等の寿命を延ばし、地震時の被災を予防する技術で、セメント及び細骨材を主成分としたプレミックスタイプの無機系特殊モルタルを現場で練り混ぜて吹き付ける補修技術です。　　

本工法はNETISの「小実績優良技術」に登録されています。
NETISサイト http://www.netis.mlit.go.jp/EvalNetis/NewIndex.asp

■表面含浸材コンフィックスSM-9

「SM-9」は、特殊シラン系化合物とシリコーン樹脂をハイブリッド化した表面含浸材で、コンクリート面やモルタル面に塗布、含浸させることにより、優れたはっ水作用を発揮するとともに、劣化因子の抑制層を形成し中性化進行に代表される劣化に対する耐久性向上を実現しました。また、壁面でのカビ･藻類の発生による汚れ抑制も期待できます。

　維持・管理技術

■精密写真測量システム（TPhotoS）　　

対象物に対し、撮影位置を変えて写した複数枚のデジタル写真画像の視差の違いから対象物の三次元座標をパソコンを使って算出するシステムです。
対象地点に直接行かなくても測量ができるため、安全で、効率的な橋梁／高架橋の変位モニタリングに利用できます。

■FBG光ファイバセンシングシステム（T－FOpSS）

当システムは、TDM（Time Division Multiplexing：時間分割多重化）方式の導入により、長距離（最大約9km）、多点（1本の光ファイバで最大100点）計測が可能であるため、大規模構造物や斜面等の変状モニタリングに最適な計測技術です。

■光学式地盤変位計測システム　　

CCDカメラを用いて開発した本システムは、3次元地盤挙動を1本のボーリング孔で測定可能とするとともに、従来型では測定不可能であったあらゆる方向の地盤変位を正確に測定することが可能になり、解析技術と組み合わせることで安全で経済的な地盤挙動モニタリングを実現します。

■リアルタイム3次元画像計測システム

本システムは、複数台のカメラで取得した画像データをパソコンに送信し、その画像を解析することにより計測点の3次元変位を計測するもので、この一連の流れを自動化することで、リアルタイム計測を実現しました。さらに展開中のWEB監視システムと連動させることにより、遠隔地でもリアルタイムにWEB上での変状監視が可能となります。

■ＦＢＧ－ＢＯＴＤＲハイブリッド方式による大型構造物ひずみ
計測システム

光ファイバセンサを用いた高精度なハイブリッドひずみ計測システムで、長大橋梁やトンネルなどの大規模建設構造物全体のひずみを、最大９kmの区間にわたって100μ以下の高精度で求めることができます。

■WEBモニタリングシステム

FBG光ファイバセンサを始めとした各種センサーにより斜面やトンネルなどの構造物の変状を計測し、Webを利用したリアルタイム・遠隔監視機能で継続的にモニタリングすることにより防災監視・健全性の評価を可能とします。