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助成・表彰・審査制度 / 国土技術開発賞

    • 第18回国土技術開発賞

創意開発技術賞

PC構造物の現有応力を測定するスリット応力解放法の開発(第18回国土技術開発賞 創意開発技術賞)

応募技術名称PC構造物の現有応力を測定するスリット応力解放法の開発
応募者名(株)計測リサーチコンサルタント、(株)K&Tこんさるたんと
技術開発者佐賀大学大学院 教授 伊藤 幸広、長崎大学大学院 教授 松田 浩、長崎大学大学院 技術職員 出水 享
共同開発者福岡県工業技術センター、宮崎大学 教授 森田 千尋

技術の概要

1.技術開発の背景及び契機

 我が国では高度経済成長期に数多くの橋梁が建設され、老朽化した橋梁の安全確保や維持管理費の縮減が喫緊の課題となっている。特にPC橋の維持管理では、現有応力(プレストレス量)を測定することが重要であるが、既存の測定技術であるスロットストレス法、コア応力解放法には測定精度や作業性などの問題点があり広く普及していない。

2.技術の内容

 スリット応力解放法は、PC 構造物にスリットを切削し、応力解放した際のひずみを光学的全視野ひずみ計測装置(写真-1)により測定し、現有応力を算出するという類例のない世界初の技術である。スリット応力解放法の測定フローは図-1に示すとおりである。本方法の特徴は、@開発した光学的全視野ひずみ計測装置による解放ひずみの高精度測定、APC構造物の解放ひずみ測定のための合理的な切削方法の適用、B2点間距離変化率という解放ひずみの新しい評価法、C現有応力を推定するためのFEMモデルを用いた解析手法にある(図-2)。これらのアイデアの組み合わせにより、従来法と比較して特に測定精度や作業性において優れた方法となっている。

3.技術の適用範囲

 スリット応力解放法は、PC構造物の他、RC構造物全般に適用可能であるが、光学的全視野ひずみ計測装置の幅が260mmであり、それ以下の狭隘部には装置が設置できず本方法が適用できない。また、測定対象面に密着して画像を撮影する機構のため、曲率半径3m以下の曲面では画像中でピントが合わない部分ができ適用できないという制約はある。

4.技術の効果

 従来法であるスロットストレス法は、高コストで作業性や専門性に問題があり、またコア応力解放法は、ひずみゲージで測定するため測定精度が低い。スリット応力解放法は、測定精度が高く、作業性が良く専門性が不要で躯体に与えるダメージが少ないといった数多くの長所を持ち、採用実績を伸ばしている。特に測定精度が高いことからPC橋の安全性確認、定期的な維持管理および補修・補強設計の基礎データを得る目的で有用である。

5.技術の社会的意義及び発展性

 スリット応力解放法は、国・自治体が進める橋梁を中心とした道路ネットワークの安全性の確保に貢献でき、予防保全に基づくインフラのライフサイクルコストの縮減に寄与することから社会的意義が高い。既に、塩害劣化の著しいPC橋や土砂災害で被災したPC橋の安全性の確認や補修・補強の要否の判定に本方法が用いられており、国土交通省大隅河川国道事務所より感謝状を受けている。また、学協会等からも高い評価を受けており、プレストレストコンクリート工学会のプレストレストコンクリート技術協会論文賞の受賞、前田工学記念財団の山田一宇賞の受賞の他、土木学会2013年制定コンクリート標準示方書【維持管理編】やプレストレストコンクリート工学会コンクリート構造物診断士テキストに本方法が掲載されている。平成27年11月には、FHWA(米国連邦道路庁)のワシントン本部において、本方法の技術説明およびデモンストレーションを行い、高い評価を得た。国は新産業創出の市場としてインフラの維持管理技術に注目しているが、これに先立ち米国建設コンサルタント会社と提携を結び、欧米を中心に海外展開を図っている。

6.技術の適用実績

 平成27年度大隅管内橋梁補修補強業務、平成27年7月1日〜平成27年7月25日  他21件

写真・図・表