橋梁長寿命化修繕計画策定

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ありあすずがみね
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1 橋梁長寿命化修繕計画策定

2 1 業務概要 1.1 業務概要 (1) 業務の目的本業務は野田市が管理する橋梁のうち橋長 10m 以上の42 橋について予防的な修繕及び計画的な架け替えへと円滑な政策転換を図ると共に橋梁の長寿命化並びに橋梁の修繕及び架け替えに係る費用の縮減を図りつつ市内の道路網の安全性信頼性を確保するために橋梁長寿命化修繕計画を策定することを目的とする (2) 業務概要 1) 業務名橋梁長寿命化修繕計画策定業務委託 2) 履行場所野田市市内全域 3) 履行期間平成 25 年 8 月 29 日 ~ 平成 26 年 3 月 15 日 4) 業務内容市管理橋梁全体 151 橋橋梁長寿命化修繕計画策定 10m 以上 42 橋 5) 委託者野田市建設局土木部道路建設課 6) 受託者ジーアンドエスエンジニアリング株式会社 1

3 ３対象橋梁 2

4 野田市橋梁長寿命化修繕計画策定対象橋梁位置図 3

5 (4) 業務フロー 4

6 1.2 橋梁管理状況 (1) 管理橋梁ストック野田市では平成 26 年 3 月現在橋梁全体で151 橋管理しているそのうち 10m 以上の橋梁は 42 橋存在する状況である全管理橋梁数うち計画の対象橋梁数うちこれまでの計画策定橋梁数うち平成 25 年度計画策定橋梁数市道 1 級市道 2 級市道その他合計修繕計画対象橋梁の特殊橋梁特殊な構造を有する橋梁 ( 斜張橋トラス橋アーチ橋 ) 及び特殊橋梁として位置づけしている橋梁は特にない 5

7 (2) 管理体制予算野田市では道路管理業務として職員による道路巡視の他に道路補修作業を含んだ業務を民間に委託している 1 職員による道路管理業務道路管理は維持補修として工事発注を行うもののほか管理部署の職員による日常の現場作業時に自動車からの巡視による道路パトロールを実施しその他必要な都度個別対応を実施している軽微な補修作業では出先機関である補修事務所で対応を行い迅速な維持修繕に努めているまた対象範囲が広範囲となるため市役所全職員に対し異常発生時の通報の協力依頼を行っており早期の現状把握に努めている 6

8 2 民間委託による道路管理業務毎年主要な道路について道路巡回業務を委託し毎月 2~3 回の道路パトロール及び補修作業を実施している道路維持管理業務作業内容が概ね容易でかつ規模が比較的小さい作業に適する 1. 舗装工事 1ポットホール修正 2 小規模な舗装維持修繕工事 2. 土木その他工事 1 崩落崩土取除 2 路面 L 型側溝の清掃 3 道路付属物維持修繕 ( 側溝蓋敷設ガードレール補修含む ) 4 標識類補修 ( 標識点検清掃 ) 5 路肩補修小規模な除草 6 砂利道等グレーダー整正 7 除雪 8 凍結防止対策 9 小規模の剪定 10 動物の死骸処理 11 土納積等仮応急 12 保安対策 ( 交通安全対策 ) 13 災害時対応 7

9 1.3 橋梁長寿命化修繕計画の概要 (1) 修繕計画の目標道路橋をはじめとする社会資本は住民の安全で豊かな生活の実現のためこれまで着実に整備が進められてきたしかしストックの増大に伴い橋梁においても高齢化が進展し住民の安全安心な生活環境が脅かされる状況となっている道路ネットワークの代替性が十分確保されていないような状況では落橋に至らないまでも供用中の道路橋が重大な損傷等によってひとたび通行規制の措置などがあると社会的な影響を及ぼすことが懸念される一方少子高齢化社会の進展と財政の長期低迷による増大する社会資本ストックの効果的効率的な維持管理手法が求められているこのような背景により道路網の信頼性確保という目標実現に向けた道路橋の長寿命化修繕計画の策定が求められている (2) 修繕計画の内容短期維持管理計画 ( 修繕計画 ) 現況の状態評価をもとにして補修の優先順位を計画するものである個別の橋梁に対して具体的な補修内容や補修時期を示すための計画である中長期維持管理計画 ( 投資計画 ) 損傷状態の変化を予測して橋梁群に対し中長期的 (50 年間 ) な視点で最適投資額や投資時期を計画するものである中長期的な視点の政策を数値で示すための計画である 8

10 2. 管理方針の検討 2.1 計画評価単位および健全度算出計画策定は径間ごとの部材単位で行うものとする. (1) 計算対象部材本業務において, 橋のライフサイクルコスト ( 以下 LCC と記す ) を算出する対象の部材を以下の部材とする. 部材劣化予測定期対策備考鋼橋コンクリート橋上部工鋼部材 - コンクリート床版 - 主桁床版 - 一体で評価下部工 (RC) - 共通舗装 - 橋面防水含む伸縮装置 - 高欄防護柵 - 跨線橋または跨道橋が対象 9

11 部材健全度(2) 健全度の定義および劣化過程 ( 劣化予測 ) 本業務では, 各部材の健全度を A~E の 5 段階で定義する. 各健全度における劣化は 1 次勾配で劣化するものとし,A~E までの劣化は,1 次式の集合として表現する. 劣化過程のイメージを下図に示す. A B C D E A ランクの滞留年数一次式年したがって, 劣化曲線は,A~E の各ランクに留まる年数 ( 以下, 滞留年数と記す ) で表すものとする 10

12 (3) 点検時の判定区分と健全度の関係計算対象の各部材における, 点検時の対策区分判定と健全度の関係を下表に示す. 判定区分判定の内容健全度 A 損傷が認められないか, 損傷が軽微で補修を行う必要がない. A B 状況に応じて補修を行う必要がある. M 維持工事で対応する必要がある. B C 次回点検までに補修等を行う必要がある. C S 詳細調査の必要がある. D E1 橋梁構造の安全性の観点から, 緊急対応の必要がある. E2 その他緊急対応の必要がある. E 11

13 部材健全部材健全2.2 管理水準に応じた管理方針の設定橋梁の管理方針は, 従来までの管理方針である対症療法型と, 損傷が軽微なうちに対策を実施する予防保全型について検討を行う. シナリオ名概要予防保全型損傷が軽微なうちに損傷の進行を防止するための, 予防的な対策を実施する. 対症療法型損傷が深刻化した時点で, 部材の取替えまたは更新を実施する. 各シナリオの管理レベルおよびイメージを以下に示す. シナリオ名管理レベルイメージ予防保全型 C ランクの中間期とする管理レベルに達したら対策を行う A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 対症療法型 E ランクの中間期とする管理レベルに達したら対策を行う主部材の場合 : 橋梁全体更新主部材以外の場合 : 部材交換 A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 12

14 3. 劣化曲線の検討 3.1 劣化予測部材の劣化曲線の設定国総研 1) の劣化曲線を用いるものとする. 各部材の劣化曲線と A~E の滞留年数を以下に示す. また, あわせて各部材の点検時健全度の散布も図示する. (1) 鋼橋 - 主桁 5 4 鋼橋 - 主桁点検時健全度健全度 3 2 鋼橋 - 主桁 :y= x 経年数健全度滞留年数 A 16 B 6 C 5 D 5 E 3 文献 1) 国土技術政策総合研究所プロジェクト研究報告住宅社会資本の管理運営技術の開発 13

15 (2) 鋼橋 -RC 床版 5 4 鋼橋 -RC 床版点検時健全度健全度鋼橋 -RC 床版 :y= x 経年数健全度滞留年数 A 15 B 7 C 5 D 4 E 4 14

16 (3) コンクリート橋 - 主桁 5 4 コン橋 - 主桁点検時健全度健全度コン橋 - 主桁 :y= x 経年数健全度滞留年数 A 20 B 8 C 6 D 6 E 4 15

17 (4) 下部工 5 4 下部工点検時健全度健全度下部工 :y= x 経年数健全度滞留年数 A 20 B 8 C 6 D 6 E 4 現時点では点検データ少ないため, 既往の文献の劣化曲線を用いた. 今後, 点検を繰り返し行うことにより, データが蓄積されたら, 野田市独自の劣化曲線を設定する予定である. なお, その際に, 本業務で設定した劣化曲線より急勾配となった場合は,LCC が増加することも想定される. 16

18 3.2 定期対策部材の耐用年数の設定舗装, 伸縮装置, 高欄については, 既往の文献より耐用年数を決定する. (1) 舗装文献 2) より耐用年数を,30 年と設定する. (2) 伸縮装置文献 2) より耐用年数を, 鋼製 :30 年, ゴム :15 年と設定する. (3) 高欄防護柵文献 3) より耐用年数を,30 年と設定する. 文献 2)PC 橋のライフサイクルコストと耐久性向上技術 ( 社 ) プレストレストコンクリート建設業協会 2003 文献 3) 鋼橋のライフサイクルコスト 2011 年版工事費計算仕様 p25 ( 社 ) 日本橋梁建設協会 17

19 4. 対策工法の検討 4.1 基本方針 1 対策案, 対策時期は径間単位, 部材単位に設定する. 2 各部材に対する対策工法, 補修工費は, 健全度ごとに代表的な工法および標準的な単価を設定する. 4.2 対策設定対策は, 健全度ごとに設定を行い, 補修単価は, 既往の成果をもとに設定する. 各部材の対策内容を以下に示す. (1) 鋼橋 - 上部工鋼部材健全度 A B C D E 工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料種ケレン塗装 5.0 塗装面積 1.00 積算吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算 3 種ケレン塗装 5.0 塗装面積 1.00 積算当て板補強橋面積 0.01 文献 1) 吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算架替え橋面積 1.00 文献 5),6) - - 塗装面積算出方法 Step1. 文献 4) の支間長と橋面積当たりの鋼材質量の関係より鋼材質量を算出します. Step2. 文献 4) の支間長と鋼材質量当たりの塗装面積の関係より塗装面積を算出します. Step3.Step1 および 2 の結果より塗装面積を算出します. 文献 4) 06 デザインデータブック社団法人日本橋梁建設協会文献 5) 国土技術政策総合研究所資料橋梁の架替に関する調査結果 (Ⅳ) 文献 6) 道路統計年報 2008 年版全国道路利用者会議 18

20 (2) 鋼橋 - コンクリート床版健全度 A B C D E 工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料ひび割れ注入 6.9 橋面積 0.50 積算断面修復 56.0 橋面積 0.05 積算吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算ひび割れ注入 6.9 橋面積 1.00 積算断面修復 56.0 橋面積 0.10 積算炭素繊維接着 67.0 橋面積 1.00 文献 1) 吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算打換え橋面積 1.00 文献 1) - - (3) コンクリート橋 - 主桁床版健全度 A B C D E 工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料ひび割れ注入 6.9 部材表面積 0.50 積算断面修復 56.0 部材表面積 0.05 積算吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算ひび割れ注入 6.9 部材表面積 1.00 積算断面修復 56.0 部材表面積 0.10 積算炭素繊維接着 67.0 橋面積 1.00 文献 1) 吊り足場 7.0 橋面積 1.00 積算架替え (RCの場合) 橋面積 1.00 文献 5),6) 架替え (PCの場合) 橋面積 1.00 文献 5),6) - 19

21 (4) 下部工 (RC) 健全度 A B C D E 工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料ひび割れ注入 6.9 部材表面積 0.50 積算断面修復 56.0 部材表面積 0.05 積算枠組み足場 7.0 部材表面積 1.00 積算ひび割れ注入 6.9 部材表面積 1.00 積算断面修復 56.0 部材表面積 0.10 積算枠組み足場 7.0 部材表面積 1.00 積算架替え ( 鋼の場合 ) 橋面積 1.00 文献 5),6) 架替え (RCの場合) 橋面積 1.00 文献 5),6) 架替え (PCの場合) 橋面積 1.00 文献 5),6) 現時点では補修割合は, 現状の損傷状況を考慮して設定した. 今後, 継続的に点検を行うことにより, 補修割合を見直す予定である. なお, その際に, 本業務で設定した補修割合より大きくなる場合は,LCC が増加することも想定される. 20

22 (5) 舗装工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料打換 ( 橋面防水含む ) 5.4 橋面積 1.00 積算 (6) 伸縮装置工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料取替有効幅員 1.00 文献 1) (7) 高欄防護柵工法単価 ( 千円 ) 補修範囲種別補修割合単価参考資料取替 30.5 支間長 1.00 文献 3) (8) 点検費用の取扱い初回点検年から 5 年周期で, 100 千円 / 橋の点検費用を計上する. (9) 設計費用の取扱い工事費の 10% を設計費として前年に計上する. ただし, 計画策定開始年については, 同年とする. 21

23 部材健全部材健全5. LCC の算定 5.1 LCC 算定方法設定した劣化曲線や工法をもとに, 以下に示す 2 シナリオにおいて計画を策定する.2 シナリオの概要を下表に示す. シナリオ名管理レベルイメージ予防保全型 C ランクの中間期とする管理レベルに達したら対策を行う A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 対症療法型 E ランクの中間期とする管理レベルに達したら対策を行う主部材の場合 : 橋梁全体更新主部材以外の場合 : 部材交換 A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 健全度 D ランク以降は, 部材の耐荷力に影響を及ぼしている状態と定義しているため, 予防保全型は, その前段階の C ランクで対策を実施する. 22

24 (1) 部材の LCC 算出手順両シナリオにおける各部材の LCC 算出の流れを以下に示す. LCC 算出は下図に示すように, 劣化予測を行う部材 ( 主桁, 床版, 下部工 ) の LCC 計算, 定期的に対策を行う部材 ( 舗装, 伸縮装置 ) の LCC 計算, 各部材の対策時期が近い場合に同時期に前倒しする同時期対策の計算の 3 段階で計算を実施する. Start A 劣化予測部材の LCC 計算 B 定期対策部材の LCC 計算 C 同時期対策の計算 End 各計算段階の説明を次頁以降に示す. 両シナリオとも, 部材ごとに LCC を算出し, 部材の LCC と更新費用を合計したものを橋梁の LCC とする. 23

25 1 劣化予測部材の LCC 計算手順劣化予測を行う部材の LCC 計算の流れを下図および以下に示す. A Step A1 更新時期 & 費用を算出 Step A2 部材番号ごとに健全度を算出 Step A3 部材全体の健全度を算出 Step A4 劣化曲線の補正点検情報劣化曲線情報 DB 対策情報 Step A5 計算開始年の健全度を算出管理レベル Step A6 設定管理レベル未満レベル判定設定管理レベル以上 Step A7 健全度に対応した対策を実施 Step A9 更新なし Step A8 更新時期判定次回対策時期を算出 Step A12 なし対策時期判定 Step A10 Step A13 対策健全度 & 劣化曲線初期化対策実施補修数量情報対策情報対策後劣化曲線情報 Step A11 次回対策時期を算出 Step A14 次回対策時期を算出対策後劣化曲線情報 Step A15 計算終了年判定 Step A16 終了判定 ( 部材 ) A 24

26 Step A1 更新時期 & 費用を算出主部材の劣化曲線および点検情報より, 更新時期および費用を算出する. 更新費用は, 設定単価橋面積で算出する. Step A2 部材番号ごとに健全度を算出各部材の部材番号レベルで, 損傷情報より健全度を算出する. 健全度点数 A 4.5 B 3.5 C 2.5 D 1.5 E 0.5 Step A3 部材全体の健全度を算出 Step A2 で算出した部材番号レベルでの健全度より, 部材全体での健全度を算出する.( 部材全体とは, 径間単位での部材全体を表す ) 主桁の場合の算出例を下図に示す. G01 B (3.5) G03 G02 C (2.5) B (3.5) 2.5 G04 C (2.5) 25

27 部材健全部材健全 Step A4 劣化曲線の補正 Step A3 で算出した点検時の健全度を通過するように, 劣化曲線の補正を行う. 補正のイメージを下図に示す. A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 点検時 Step A5 計算開始年の健全度を算出 Step A4 で補正した劣化曲線を用いて, 計算開始時点の健全度を算出する. A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 点検時計画開始時 26

28 Step A6 レベル判定 Step A5 で算出した健全度が, 設定している管理レベルを下回っているか否かの判定を行う. 下回っている場合は,Step A7 へ. 下回っていない場合は,Step A8 へ. 27

29 部材健全部材健全 Step A7 健全度に対応した対策を実施計算開始時点の健全度が管理レベルを下回っている場合は, この時点で即対策を実施するものとする. 対策内容は, 健全度に対応した工法および費用となる. イメージを下図に示す. A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 計画開始時 Step A8 次回対策時期を算出劣化曲線情報より, 次回対策時期を算出する. 次回対策時期は, 管理レベルに到達したときになる. イメージを下図に示す. A B C D E 度橋齢 ( 年 ) 計画開始時 28

30 管理レベルと対策実施時期の設定について例 )A~E の滞留年数が以下に示す年数で, 管理レベルが C の中間期の場合 A:32 年 B: 9 年 C: 6 年 D: 4 年 E: 4 年対策実施時期は,44 年目となる. 44 年目 = 32 年 (A)+9 年 (B)+3 年 (C の 6 年の半分 ) Step A9 更新時期判定計算対象年が,Step A1 で算出した更新時期と同年であるかの判定を行う. 更新時期の場合は,Step A10 へ. 更新時期でない場合は,Step A12 へ. Step A10 健全度& 劣化曲線初期化健全度および劣化曲線を初期状態に戻す. 健全度を A ランク初期 (5.0) に回復させる. 劣化曲線を対策前の補正前の状態に戻す. Step A11 次回対策時期を算出劣化曲線情報より, 次回対策時期を算出する. Step A12 対策時期判定計算対象年が, 対策時期か否かの判定を行う. 対策時期の場合は,Step A13 へ. 対策時期でない場合は,Step A15 へ. Step A13 対策実施補修数量情報および対策情報より, 対策費用を算出する. Step A14 次回対策時期を算出劣化曲線情報より, 次回対策時期を算出する. 29

31 Step A15 計算終了年判定計算年数分,Step A9~A14 までの処理を繰返す. Step A16 終了判定( 部材数 ) 部材数分,Step A2~A15 までの処理を繰返す. 30

32 2 定期対策部材の LCC 計算手順定期対策を行う部材の LCC 計算の流れを下図および以下に示す. B DB Step B1 初回対策時期を算出 Step B2 更新なし更新時期判定 Step B4 なし対策時期判定 Step B5 対策対策実施補修数量情報定期対策情報 Step B3 次回対策時期を算出 Step B6 次回対策時期を算出 Step B7 計算終了年判定 Step B8 終了判定 ( 部材 ) B Step B1 初回対策時期を算出設定した対策開始年と部材種別ごとの耐用年数より, 初回対策時期を算出する. Step B2 更新対策判定計算対象年が, 更新時期か否かを判定する. 更新時期の場合は,Step B3 へ. 更新時期でない場合は,Step B4 へ. Step B3 次回対策時期を算出設定耐用年数情報より, 次回対策時期を算出する. Step B4 対策時期判定計算対象年が, 対策時期か否かを判定する. 対策時期の場合は,Step B5 へ. 対策時期でない場合は,Step B6 へ. 31

33 Step B5 対策実施補修数量情報および任意対策情報より, 対策費用を算出する. Step B6 次回対策時期を算出設定耐用年数情報より, 次回対策時期を算出する. Step B7 計算終了年判定計算年数分,Step B2~B6 までの処理を繰返す. Step B8 終了判定( 部材数 ) 部材数分,Step B1~B7 までの処理を繰返す. 32

34 3 同時期対策の計算手順同時期対策の計算の流れを下図および以下に示す. C Step C1 対策有無判定 ( 着目部材 ) ありなしなし Step C2 対策有無判定 ( 他部材 ) Step C3 あり対策前倒し Step C4 次回対策時期を算出 Step C5 終了判定 ( 部材 ) Step C6 前倒し考慮年終了判定 Step C7 計算終了年判定 C Step C1 対策有無判定( 着目する部材 ) 計算対象年に, 着目する部材に対策があるか否かを判定する. 対策がある場合は,Step C2 へ. 対策がない場合は,Step C7 へ. Step C2 対策有無判定( 着目部材以外 ) 計算対象年に,Step C1 の部材以外の部材に対策があるか否かを判定する. 対策がある場合は,Step C3 へ. 対策がない場合は,Step C5 へ. 33

35 Step C4 次回対策時期を算出劣化曲線情報より, 次回対策時期を算出する. Step C5 終了判定( 部材数 ) 部材数分,Step C2~C4 までの処理を繰返す. Step C6 前倒し考慮年終了判定前倒し考慮年数分 ( 本業務では 3 年 ),Step C2~C5 までの処理を繰返す. Step C7 計算終了年判定計算年数分,Step C1~C6 までの処理を繰返す. 34

36 (2) 対策費 ( 直接工事費 ) の算定方法対策費 ( 直接工事費 ) は以下の式より算出する. 直接工事費 = 設定単価補修範囲数量補修割合補修範囲数量の算出方法は, 部材, 補修範囲種別ごとに異なります. 各補修範囲種別の数量算出方法を以下に示します. i) 上部工の場合部材表面積 (T 桁 ) = 桁高 2 支間長桁本数 + 橋面積部材表面積 ( 床版橋 ) = 橋面積有効幅員 = 計算部材が属する構造体の有効幅員 ii) 下部工の場合部材表面積 ( 橋台 ) = 躯体高さ全幅部材表面積 ( 橋脚 ) = 躯体高さ全幅 2 35

37 (3) 事業費 ( 工事価格 ) の算定方法部材ごとの対策費用は, 直接工事費と定義されるので, 各部材の直接工事費を足し合わせて, 間接工事費, 一般管理費などを算出し, 橋梁ごとに工事価格を算出する. 工事費の定義を下図に示す. 工事価格工事原価直接工事費間接工事費共通仮設費現場管理費純工事費工事費一般管理費等消費税等相当額同一橋梁で同一年に複数の部材に対策がある場合は, 以下の手順で間接工事費および一般管理費を計算し, 各費用を各部材に案分する. 1 各部材の直接工事費を合算する. 21をもとに共通仮設費を算出する. 31および2より現場管理費を算出する. 41~3より一般管理費を算出する. 5 各部材の直接工事費の割合に応じて, 共通仮設費, 現場管理費, 一般管理費を各部材に比例配分する. 36

38 5.2 シナリオ別事業費の推移 42 橋を対象に, 設定した劣化曲線, 対策単価情報を用いて, 予防保全型および対症療法型における事業計画策定を行った. なお, 計画策定期間は 2015 年から 2064 年までの 50 年間としている. (1) シナリオ比較計算対象の全橋梁における各シナリオの結果は, 予防保全型は約 17 億円, 対症療法型は約 114 億円となり, 対症療法型から予防保全型に移行することで事業費が大幅に縮減される.50 年間における累計事業費の推移を下図に示す. 12,000,000 予防保全型 :1,678,986 千円 10,000,000 対症療法型 :11,409,116 千円 8,000,000 事業費 ( 千円 ) 6,000,000 4,000,000 2,000, 年シナリオごとの事業費の推移および健全度分布の推移を以下に示す. 37

39 (2) 予防保全型事業費用の推移 250,000 点検時の対策判定区分 C や B の橋の修繕 200,000 事業費 ( 千円 ) 150, ,000 50, 年健全度分布の推移 ( 部材別 ) 100% % 4.0 健全度分布 60% 40% 20% A B C D E 供用不可平均健全度 0% 年 0.0 計算開始年 (2015 年 ) から約 5 年は, 点検時の対策判定区分が B または C の橋梁の修繕が行われる. 38

40 (3) 対症療法型事業費用の推移 7,000,000 点検時の対策判定区分 C や B のの橋の更新 6,000,000 5,000,000 事業費 ( 千円 ) 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000, 年健全度分布の推移 ( 部材別 ) 100% % 4.0 健全度分布 60% 40% 20% A B C D E 供用不可平均健全度 0% 年 0.0 対症療法型では,2030 年付近に点検時の対策判定区分が B または C の橋の更新が集中している. 39

41 6. 優先順位の検討 6.1 優先度評価手法対策の優先度評価は, 構造物の健全度を指標とすることを基本とし, かつ路線の特徴や立地条件, 利用者周辺住民に対する影響度を評価した重要度,( 重要性, 危険性, 耐久性, 効率性 ) を考慮した総合的な評価により行う. 優先度 = α (100 - 総合評価値 )+β 重要度 α+β = 1.0(α=0.7,β=0.3) 40

42 6.2 総合評価値総合評価値は, 文献 8) における総合評価指標の考え方を踏襲し, 橋梁ごとに耐荷性, 災害抵抗性, 走行安全性の 3 指標を算出し, 最悪値を用いるものとする. ここで, 文献 8) において, 各指標は以下のように定義されている. 耐荷性 : 自動車荷重満載状態などの耐荷力余裕が適切に保たれていることの程度を表す指標災害抵抗性 : 地震等の自然災害に対する抵抗機能が健全であることの程度を表す指標走行安全性 : 車両の安全な通行が確保されていることの程度を表す指標評価指標の算出手順を以下に示す. Step 1 計算年の健全度の評点化部材ごとに, 設定した健全度評点情報をもとに評点化を行う. 健全度評点主桁 A 0 B 10 C 20 D 40 E 80 床版 A(0) D(40) Step 2 損傷度評価値算出下表の重み係数をもとにスパンごとに損傷度評価値を算出する. 部材重み係数耐荷性災害抵抗性走行安全性上部工床版下部工文献 8) 道路橋の維持管理に関する指標開発の取組み土木技術資料 Vol.49 No.2 pp

43 例 ) 上部工 :B(10) 床版 :B(10) 下部工 :C(20) の場合の算出例耐荷性 = = 20 災害抵抗性 = = 26 走行安全性 = = 12 損傷度評価値が 100 を超える場合は,100 として取り扱う. Step 3 橋梁全体損傷度評価値算出スパンごとに算出された損傷度評価値から, 橋梁全体の損傷度評価値を算出する. 各評価指標の各スパンの最大値を橋梁全体の値とする. 算出例を以下に示す. スパンごとに損傷度評価値損傷度評価値スパン耐荷性災害抵抗性走行安全性橋梁全体の損傷度評価値橋梁全体損傷度評価値耐荷性災害抵抗性走行安全性

44 Step 4 総合評価値算出 Step 3 で算出した橋梁全体の損傷度評価値より, 総合評価値を算出する. 総合評価値は,100 から損傷度評価値を引いて算出する. 算出例を以下に示す. 総合評価値総合評価値 (100- 損傷度評価値 ) 耐荷性災害抵抗性走行安全性採用値総合評価値 (100- 損傷度評価値 ) 採用値

45 6.3 諸元重要度諸元項目ごとに重み係数を設定し, 各諸元項目の評価項目ごとに評点を設定し, 加重平均をとることにより, 諸元項目を考慮した重要度を 100 点満点で算出する. 諸元項目の重み設定および評価項目の評点設定を以下に示す. 項目設定橋梁諸元重み係数交差状況 0.30 路線種別 0.20 人口密集地区 0.20 バス路線 0.15 橋長 (m) 0.15 各項目の評点設定例交差状況評価項目評点鉄道道路 100 河川水路 0 路線種別評価項目評点一級市道 100 二級市道 50 その他市道 0 人口密集地区評価項目評点該当 100 非該当 0 バス路線評価項目評点該当 100 非該当 0 電建団地, 座生 3 地区が該当橋長 (m) データ範囲評点 15 未満 0 15 以上 50 未満以上 100 未満以上

46 計算例上記設定例における計算例を下表に示す. 橋梁諸元重み係数評価項目評点重み評点交差状況 0.30 鉄道路線種別 0.20 一級市道人口密集地区 0.20 非該当バス路線 0.15 該当橋長 (m) 諸元重要度

47 6.4 優先順位一覧計算開始年時点 (2015 年 ) の優先順位一覧を以下に示す. 橋梁コード橋梁名橋長 (m) 交差状況路線種別人口密集地区バス路線 100- 総合評価値諸元重要度優先度優先順位 5023 馬場下橋道路二級新橋 ( 歩道橋 ) 水路一級該当岩名大橋河川一級該当該当七光台跨線橋鉄道一級 - 該当桐ヶ作 2 号橋水路その他光葉町 2 号橋河川二級該当該当花井跨線橋鉄道一級座生橋 ( 旧中沼上橋 ) 池二級該当該当箕ノ輪橋水路一級該当該当座生橋 ( 旧香橋橋 ) 河川二級該当該当新橋水路一級該当笹久保橋水路その他該当倉ノ橋 1 号橋水路二級該当上香取橋道路その他西町元町橋水路その他光葉町 3 号橋河川二級該当香橋河川二級該当倉ノ橋 2 号橋水路その他該当孝心 1 号橋水路その他該当躑躅橋河川その他該当紫陽花橋河川その他該当蓮沼橋水路その他該当下鹿野橋水路その他該当鹿野 2 号橋水路その他該当小山橋水路一級殿谷 3 号橋水路その他該当清辺 1 号橋水路その他該当殿谷 2 号橋水路その他該当殿谷 1 号橋水路その他該当吉春橋河川その他該当江川橋水路その他該当五反割橋水路一級桜橋河川二級該当中砂橋水路二級武者土橋水路その他木間ヶ瀬 11 号橋水路その他鹿野 1 号橋水路その他島新田橋水路その他出洲橋水路一級欅橋河川その他該当上谷中上橋水路その他〆切橋水路その他

48 7. 予算の平準化 7.1 計算処理イメージ予算制約計算では, 計算年の予算が不足する場合には先送り処理, 予算が余剰の場合は前倒し処理を行う. 処理手順のイメージを下図に示す. 予算配分計算前予算額 t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t 年の計算 ( 先送り ) 予算額 t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t+1 年の計算予算額 ( 先送り ) t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t+2 年の計算 ( 先送り ) 予算額 t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 47

49 t+2 年の計算 ( 先送り ) 予算額 t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t+3 年の計算 ( 処理なし ) 予算額 t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t+4 年の計算予算額 ( 前倒し ) t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 t+5 年の計算予算額 ( 処理なし ) t t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 計算年 48

50 7.2 計算処理手順予算制約がある場合の計算処理手順を下図および以下に示す. Start Step 1 入力情報の読込 Step 2 各橋梁の計画策定 Step 5 計算年の優先度評価 Step 6 昇順に並び替え Step 13 計算年 +t 年の優先度評価 Step 14 昇順に並び替え Step 3 計算年の対策費の合計算出 Step 4 予算額と比較前倒し処理終了先送り Step 7 Step 15 対策実施した場合の対策費の合計算出対策実施した場合の対策費の合計算出 Step 8 Step 16 多い以内以内予算額と比較予算額と比較多い Step 9 Step 17 先送り決定前倒し決定 Step 10 Step 11 Step 18 Step 19 計画再策定対策確定計画再策定前倒し未実施 Step 12 終了判定 ( 橋梁数 ) Step 20 終了判定 ( 橋梁数 ) Step 21 終了判定 ( 前倒し期間 ) Step 22 終了判定 ( 計算期間 ) End 49

51 Step 1 入力情報の読込諸元, 点検データ, 対策情報などを読込む Step 2 各橋梁の計画策定各橋梁の予防保全型シナリオにおいて計算期間分の計画を策定する Step 3 計算年の対策費の合計算出計算対象年における全橋梁の対策費の合計を算出する Step 4 予算額と比較 Step 3 で算出した対策費の合計と設定予算額を比較する設定予算額より多ければ,Step 5 へ ( 先送り ) 設定予算額 - 余剰額未満であれば,Step 13 へ ( 前倒し ) 設定予算額 - 余剰額以上であれば,Step 22 へ ( 処理なし ) Step 5 計算年の優先度評価計算年に対策を行う橋梁を対象に, 優先度評価値を算出する Step 6 優先順位昇順に並び替え Step 5 で算出した優先度評価値の降順に並びかえを行う Step 7 対策実施した場合の対策費の合計算出 Step 6 の結果で, 降順に対策を実施していくと仮定し, 対策費の合計を算出する Step 8 予算額と比較 Step 7 で算出した対策費の合計と設定予算額を比較する設定予算額より多ければ,Step 9 へ設定予算額以下であれば,Step 11 へ Step 9 先送り決定予算を上回っているので計算年以降に対策を先送りとする 50

52 Step 10 計画再策定先送りとなった橋梁の計算年の翌年以降の計画を再策定する Step 11 対策確定予算額以内なので, 当初の計画通りで対策確定とする先送りや対策確定橋梁のイメージを (1) 計画対象橋梁の決定方法に示す. Step 12 終了判定( 橋梁数 ) 橋梁数分,Step 7~11 までの処理を繰返す Step 13 計算年 +t 年の優先度評価計算年 +t 年に対策を行う橋梁を対象に, 優先度評価値を算出する Step 14 優先順位昇順に並び替え Step 13 で算出した優先度評価値の降順に並びかえを行う Step 15 対策実施した場合の対策費の合計算出 Step 14 の結果で, 降順に対策を実施していくと仮定し, 計算年の対策費の合計と前倒しした分の対策費の合計を算出する Step 16 予算額と比較 Step 15 で算出した対策費の合計と設定予算額を比較する設定予算額以下であれば,Step 17 へ設定予算額より多ければ,Step 19 へ Step 17 前倒し決定計算年の予算内に収まっているので, 計算年 +t 年の対策を前倒しとする Step 18 計画再策定前倒しとなった橋梁の計算年以降の計画を再策定する 51

53 Step 19 前倒し未実施計算年の予算額を超えているので, 前倒しせず, 当初の計画通りで対策確定とする Step 20 終了判定( 橋梁数 ) 橋梁数分,Step 15~19 までの処理を繰返す Step 21 終了判定( 前倒し期間 ) 前倒しを考慮する期間数分,Step 13~20 までの処理を繰返す Step 22 終了判定( 計算期間 ) 計算期間分,Step 3~21 までの処理を繰返す 52

54 (1) 計画対象橋梁の決定方法 i) 先送りの場合計算期間の各年で, 予算制約額を上回る対策が実施となった場合は, その年における優先度評価を行い, 対策対象橋梁に優先順位を割り付ける. 制約額 20,000 千円の場合の, 対策対象橋梁の決定例を下表に示す. 優先順位橋名工事費 ( 千円 ) 対策対象 1 A 橋 6,000 2 B 橋 8,000 3 C 橋 7,000 4 D 橋 5,000 5 E 橋 6,000 6 F 橋 4,000 7 G 橋 1,000 8 H 橋 4,000 上表に示すように, 優先順位昇順に対策有無の判定を行う. 対策実施とした場合に, 既に対策実施と判定された橋梁の合計工事費との和が制約額を上回る場合, 対策非該当となる. 対策対象から除外された橋梁は, その年に対策をしないという前提で, 計画を再策定する. 53

55 ii) 前倒しの場合計算対象年において, 予算余剰と判定された場合は, 翌年以降の対策対象橋梁の優先順位づけを行い, 計算対象年の予算額に収まるように前倒しを行う. 本業務では, 前倒しを考慮する年数 :5 年予算余剰額割合 :5% として計算する. 余剰額にイメージを下図に示す. 予算額前倒し判定基準余剰額 t t+1 t: 計算対象年予算額 20,000 千円, 計算対象年における事業費 12,000 千円 ( 余剰額 8,000 千円 ) の場合の, 前倒し対象橋梁の決定例を下表に示す. 計算対象年 +1 計算対象年 +2 優先順位橋名工事費 ( 千円 ) 前倒し対象優先順位橋名工事費 ( 千円 ) 前倒し対象 1 A 橋 9,000 1 E 橋 2,000 2 B 橋 4,000 2 F 橋 8,000 3 C 橋 7,000 3 G 橋 1,000 4 D 橋 5,000 4 H 橋 5,000 上表に示すように, 計算対象年の翌年以降の優先順位昇順に前倒し有無の判定を行う. 計算対象年の事業費に, 既に前倒し実施と判定された橋梁の合計工事費との和が制約額を上回る場合は, 前倒し非該当となる. 前倒しされた橋梁は, その年に対策をするという条件で, 計画を再策定する. 54

56 (2) 対策分割処理方法一つの橋梁の対策において設定予算額を上回る場合に, 複数年に分割して事業費を計上する. 本業務では, 分割割合 :50% として計算する. 分割処理のイメージを下図に示す. 予算額が 100,000 千円に対し, 事業費が 180,000 千円で, 分割割合を 50% と設定した場合は, 50,000 千円が 3 年間と 30,000 千円の 1 年間の計 4 年間に分割される. 180,000 千円例 ) 分割割合を 50% とした場合予算額 (100,000 千円 ) 50,000 千円 ,000 千円 t t t+1 t+2 t+3 分割処理された橋梁は, 分割処理期間中は, 優先度評価指標の値に関わらず, 最も優先順位が高くなるように処理する. 55

57 7.3 シナリオ別事業費の推移平準化の計算について, 設定予算額を以下の 3 シナリオで実施した. シナリオ1:40 百万円 / 年シナリオ2:50 百万円 / 年シナリオ3: 計画開始から 15 年間は 50 百万円 / 年, その後 35 百万円 / 年 56

58 各シナリオの累計事業費の推移および部材別健全度の平均値の推移を以下に示す. 事業費用の推移の比較 2,500,000 2,000,000 事業費 ( 千円 ) 1,500,000 1,000, 百万一定 :1,847,868 千円 50 百万一定 :1,919,557 千円上限 50 百万 :1,868,621 千円 500, 年部材別健全度の評価平均の比較健全度百万一定 50 百万一定上限 50 百万年 40 百万円一定のシナリオは, 他の 2 シナリオと比較して健全度平均が悪化していることから, 予算が不足していることが分かる. 57

59 (1) シナリオ1(40 百万円一定 ) 事業費用の推移事業費 ( 千円 ) 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 事業費予算額年健全度分布の推移 ( 部材別 ) 累計事業費 :1,848 百万円 100% % 4.0 健全度分布 60% 40% A B C D E 健全度供用不可 20% 平均 1.0 0% 供用不可となる部材が年発生している年以降から供用不可 (E ランクを下回る ) となる部材が発生している. 供用不可となれば, 市内の交通網に影響を与えることは必至であるため, このような状態は回避する必要がある. 58

60 (2) シナリオ 2(50 百万円一定 ) 事業費用の推移 60,000 50,000 事業費 ( 千円 ) 40,000 30,000 20,000 10,000 事業費予算額年健全度分布の推移 ( 部材別 ) 累計事業費 :1,920 百万円 100% % 4.0 健全度分布 60% 40% 20% A B C D E 供用不可平均健全度 0% 年 0.0 シナリオ 2 は, 予算に余剰のある年が複数年みられる. 全部材ともおおむね健全性を維持しているため, 設定予算額を確保できれば, 適正な管理ができると判断される. 59

61 (3) シナリオ 3(50 百万円 35 百万円 ) 事業費用の推移 60,000 50,000 事業費 ( 千円 ) 40,000 30,000 20,000 10,000 事業費予算額年健全度分布の推移 ( 部材別 ) 累計事業費 :1,869 百万円 100% % 4.0 健全度分布 60% 40% 20% A B C D E 供用不可平均健全度 0% 年 0.0 シナリオ2と同様に, 予算に余剰のある年が複数年みられる. 段階的に予算を減額することにより, シナリオ2と比較して, 累計事業費が安くなっており, おおむね管理水準 C も維持していることから, 資産価値を維持するための最適な予算設定であると判断できる. 60

62 8. 長寿命化修繕計画 3 シナリオの平準化の結果より, 今後 50 年間の必要予算を, 計画開始から 15 年間 :50 百万円 / 年計画開始から 16 年目以降 :35 百万円 / 年とする. 8.1 コスト縮減効果橋梁の維持管理方法を対症療法型から, 予防保全型に切り替えた場合, 今後 50 年間の事業費を比較すると, 対症療法型が114 億円に対し, 予防保全型が 19 億円となりコスト縮減効果は95 億円となる. 8,000 12,000 7,000 6,000 予防保全型対症療法型予防保全型 ( 累積 ) 対症療法型 ( 累積 ) 10,000 事業費 ( 百万円 ) 5,000 4,000 3, 億円縮減 8,000 6,000 4,000 累積事業費 ( 百万円 ) 2,000 1,000 2, ~2024 年 ( 今後 10 年間 ) 2025~2034 年 ( 今後 20 年間 ) 2035~2044 年 ( 今後 30 年間 ) 2045~2054 年 ( 今後 40 年間 ) 2055~2064 年 ( 今後 50 年間 ) 0 9. 学識経験者からの意見聴取長寿命化修繕計画の策定にあたり橋の専門知識を有する学識経験者の方からご意見を頂きました東京理科大学理工学部土木工学科木村吉郎教授東京理科大学理工学部土木工学科佐伯昌之准教授 61

63 参考文献 1) 国土技術政策総合研究所プロジェクト研究報告住宅社会資本の管理運営技術の開発 2)PC 橋のライフサイクルコストと耐久性向上技術 ( 社 ) プレストレストコンクリート建設業協会 ) 鋼橋のライフサイクルコスト 2011 年版工事費計算仕様 ( 社 ) 日本橋梁建設協会 4) 06 デザインデータブック ( 社 ) 日本橋梁建設協会 5) 国土技術政策総合研究所資料橋梁の架替に関する調査結果 (Ⅳ) 6) 道路統計年報 2008 年版全国道路利用者会議 7) 土木工事積算基準マニュアル平成 23 年度版建設物価調査会 8) 道路橋の維持管理に関する指標開発の取組み土木技術資料 Vol.49 No.2 pp

市民皆様が安心して利用していただくために佐伯市橋梁長寿命化修繕計画佐伯市建設課 2018 年 12 月

市民皆様が安心して利用していただくために佐伯市橋梁長寿命化修繕計画佐伯市建設課 2018 年 12 月市民皆様が安心して利用していただくために佐伯市橋梁長寿命化修繕計画佐伯市建設課 2018 年 12 月目次これまでの橋梁維持管理の取り組み 1 1 橋梁長寿命化修繕計画の策定 ( 平成 25 年 3 月 ) 1 2 橋梁長寿命化修繕計画の対象橋梁 1 3 橋梁長寿命化修繕計画に沿った維持管理の実施状況 2 4 橋梁長寿命化修繕計画に沿った維持管理の結果 3 5 今後の橋梁の維持管理に向けて