I. 港 湾 施 設 の 老 朽 化 対 策 の 推 進 高 度 成 長 期 等 に 集 中 的 に 整 備 された 港 湾 施 設 の 急 速 な 老 朽 化 の 進 展 に 対 して 効 率 的 効 果 的 な 維 持 管 理 更 新 に 資 する 研 究 を 重 点 的 に 実 施 研 究 の

2013 年 12 月 3 日 港 湾 施 設 のライフサイクル 関 連 技 術 の 動 向 国 土 技 術 政 策 総 合 研 究 所 港 湾 研 究 部 小 泉 哲 也

I. 港 湾 施 設 の 老 朽 化 対 策 の 推 進 高 度 成 長 期 等 に 集 中 的 に 整 備 された 港 湾 施 設 の 急 速 な 老 朽 化 の 進 展 に 対 して 効 率 的 効 果 的 な 維 持 管 理 更 新 に 資 する 研 究 を 重 点 的 に 実 施 研 究 の 背 景 着 実 なストック 整 備 の 一 方 で 高 度 経 済 成 長 期 に 集 中 的 に 整 備 した 施 設 の 老 朽 化 が 進 行 港 湾 施 設 を 適 正 に 維 持 管 理 するためには 適 切 な 点 検 実 施 が 必 要 平 成 25 年 の 港 湾 法 改 正 を 受 け 同 年 度 内 に 港 湾 施 設 の 定 期 点 検 等 の 方 法 が 省 令 により 規 定 されること となっている 各 港 湾 では 多 数 の 港 湾 施 設 の 点 検 が 必 要 となる 中 効 率 的 かつ 効 果 的 な 点 検 実 施 と 点 検 コストの 平 準 化 を 可 能 とするための 手 法 を 開 発 することで, 確 実 な 点 検 の 実 施 点 検 コストの 平 準 化 が 可 能 となり 港 湾 サービスの 確 保 及 び 向 上 を 実 現 する 建 設 後 50 年 以 上 経 過 する 岸 壁 の 割 合 [ 国 土 交 通 省 港 湾 局 調 べ] 1

港 湾 施 設 のライフサイクルと 損 傷 劣 化 物 理 的 耐 用 年 数 : 施 設 の 性 能 の 観 点 から 決 定 されるライフサイクル 材 料 性 能 作 用 機 能 的 耐 用 年 数 : 港 湾 という 社 会 資 本 の 特 性 から 船 舶 の 大 型 化 等 に よる 施 設 の 機 能 の 観 点 から 決 定 されるライフサイクル 船 舶 の 大 型 化 物 流 環 境 ( 貨 物 荷 役 形 態 )の 変 化 機 能 の 低 下 岸 壁 護 岸 等 からの 裏 埋 土 の 吸 出 し エプロンの 沈 下, 舗 装 のひび 割 れ 破 損 附 帯 設 備 等 の 損 傷 破 損 ( 係 船 柱, 車 止 め, 防 舷 材 等 ) 安 定 性 の 低 下 コンクリート( 桟 橋 上 部 工,ケーソン 等 )の 劣 化 剥 離 等 桟 橋, 矢 板 構 造 の 構 成 材 の 鋼 材 ( 鉄 筋, 杭 等 )の 腐 食 2

技 術 基 準 対 象 施 設 の 維 持 管 理 レベル 維 持 管 理 計 画 を 定 める 際 には, 当 該 施 設 の 設 置 目 的, 供 用 期 間, 要 求 性 能, 設 計 の 考 え 方, 施 設 の 代 替 性 等 を 考 慮 の 上, 維 持 管 理 の 基 本 的 な 考 え 方 として, 維 持 管 理 レベルを 適 切 に 定 める. 分 類 維 持 管 理 レベルⅠ ( 予 防 保 全 ( 事 前 対 策 ) 型 ) 維 持 管 理 レベルⅡ ( 予 防 保 全 型 ) 維 持 管 理 レベルⅢ ( 事 後 保 全 型 ) 損 傷 劣 化 に 対 する 考 え 方 高 い 水 準 の 損 傷 劣 化 対 策 を 行 うことにより, 供 用 期 間 中 に 要 求 性 能 が 満 たされなくなる 状 態 に 至 らない 範 囲 に 損 傷 劣 化 を 留 める. 損 傷 劣 化 が 軽 微 な 段 階 で, 小 規 模 な 対 策 を 頻 繁 に 行 うこと により, 供 用 期 間 中 に 要 求 性 能 が 満 たされなくなる 状 態 に 至 らないように 性 能 の 低 下 を 予 防 する. 要 求 性 能 が 満 たされる 範 囲 で, 損 傷 劣 化 に 起 因 する 性 能 低 下 をある 程 度 許 容 し, 供 用 期 間 中 に1~2 回 程 度 の 大 規 模 な 対 策 を 行 うことにより, 損 傷 劣 化 を 事 後 的 に 対 処 する. 3

港 湾 の 施 設 の 点 検 診 断 維 持 管 理 の 取 り 組 み 1 技 術 基 準 類 の 整 備 平 成 19 年 4 月 技 術 基 準 の 維 持 に 関 し 必 要 な 事 項 を 定 める 告 示 ( 維 持 基 準 告 示 ) 平 成 19 年 10 月 : 港 湾 の 施 設 の 維 持 管 理 計 画 書 作 成 の 手 引 き 港 湾 の 施 設 の 維 持 管 理 技 術 マニュアル 平 成 21 年 11 月 : 港 湾 鋼 構 造 物 防 食 補 修 マニュアル 2 定 期 点 検 の 規 定 化 港 湾 法 の 一 部 改 正 ( 本 年 6 月 5 日 公 布 ) 点 検 の 方 法 等 の 詳 細 についてはガイドラインで 規 定 3 点 検 診 断 維 持 管 理 に 対 する 支 援 研 修 資 格 制 度 を 整 え 専 門 技 術 者 を 育 成 専 門 技 術 者 の 適 切 な 配 置 をはかるため, 港 湾 施 設 維 持 管 理 コース 研 修 の 実 施 海 洋 港 湾 構 造 物 維 持 管 理 士 の 資 格 制 度 ( 民 間 )の 創 設 等 維 持 管 理 計 画 を 策 定 するための 費 用 を 支 援 する 制 度 を 創 設 適 切 な 資 産 管 理 のためのデータベース 構 築 に 向 けた 検 討 4

II. 維 持 管 理 に 関 連 する 技 術 開 発 のあり 方 構 造 物 のライフサイクル 全 体 ( 計 画 設 計 から 供 用 期 間 終 了 まで)の 視 点 から 検 討 を 実 施 1. 計 画 設 計 段 階 における 維 持 管 理 の 費 用 削 減 効 率 化 2. 点 検 診 断 の 信 頼 性 向 上 効 率 化 3. 維 持 管 理 計 画 の 現 実 性 具 体 性 の 向 上 4. 劣 化 対 策 長 寿 命 化 を 図 るための 補 修 補 強 5. 供 用 期 間 終 盤 を 迎 えた 施 設 や 機 能 的 に 陳 腐 化 した 施 設 の 更 新 改 良 現 在 すでに 普 及 している 技 術 の 動 向 課 題 項 目 鋼 材 の 電 気 防 食 工 法 鋼 材 の 被 覆 防 食 工 法 コンクリート 構 造 物 の 電 気 防 食 工 法 概 要 品 質 は25 年 前 から 10% 向 上 カバーの 材 質 の 種 類 が 増 加 流 電 陽 極 外 部 電 源 方 式 の 使 い 分 け 技 術 の 概 要 ( 代 表 的 なもの) 電 磁 波 レーダを 用 いた 空 洞 調 査 電 磁 波 レーダを 用 いた 床 版 調 査 空 洞 の 補 修 材 接 着 接 合 型 RC 床 版 増 厚 工 法 鋼 製 函 体 を 用 いた 仮 締 切 工 法 表 面 含 浸 剤 5

新 技 術 開 発 普 及 の 課 題 及 び 今 後 の 方 向 性 新 技 術 の 実 用 化 普 及 に 向 けた 課 題 適 用 事 例 の 蓄 積 共 有 評 価 基 準 値 の 明 確 化 既 存 技 術 の 低 コスト 化 適 正 な 活 用 のための 課 題 設 計 方 法 の 見 直 しの 検 討 知 見 の 蓄 積 と 技 術 マニュアル 等 の 改 良 今 後 必 要 となる 技 術 の 方 向 性 汎 用 性 の 高 い 技 術 の 開 発 点 検 診 断 の 精 度 向 上 未 利 用 施 設 の 維 持 管 理 手 法 6

今 後 の 技 術 開 発 のあり 方 1. 設 計 診 断 補 修 方 法 の 改 善 これまでの 維 持 管 理 に 関 する 知 見 を 活 かし 設 計 診 断 及 び 補 修 方 法 をより 高 度 化 効 率 化 する 診 断 補 修 設 計 の 精 度 を 向 上 するための 調 査 方 法 の 研 究 供 用 中 の 岸 壁 に 対 する 施 工 に 対 応 した( 省 スペース 化 工 期 の 短 縮 ) 補 修 工 法 の 研 究 汎 用 性 の 高 い 調 査 補 修 技 術 の 研 究 2. これまで 十 分 に 確 認 できなかった 変 状 への 対 応 港 湾 構 造 物 に 対 して 一 般 的 に 適 用 されてきた 点 検 項 目 では 不 足 する 項 目 を 中 心 に 調 査 方 法 を 検 討 する エプロン ヤード 等 の 空 洞 化 調 査 技 術 の 高 度 化 小 規 模 構 造 物 の 水 中 部 調 査 などに 対 する 効 率 的 手 法 の 開 発 調 査 の 効 率 化 による 測 定 密 度 の 向 上 3. 港 湾 施 設 情 報 管 理 システムの 将 来 イメージ ワークフローを 改 善 し, 港 湾 管 理 者 を 含 めた 維 持 管 理 情 報 の 入 力 のシングルウィンド ウ 化 が 必 要 である. 維 持 管 理 情 報 の 確 実 な 登 録 蓄 積 を 実 現 港 湾 施 設 維 持 管 理 に 関 する 他 の 地 方 整 備 局 や 港 湾 管 理 者 等 の 技 術 情 報 を 相 互 にデ ータ 提 供 共 有 可 能 とする 7

III. 港湾施設のライフサイクルコスト推計の取組み 背景 高度経済成長期に集中投資された港湾施設は 老朽化が進行し 耐用年数を超える施設の急激な増加が予測 されている中で 必要な機能を維持しつつ将来の維持補修コストを縮減することが求められている 港湾施設のライフサイクルコスト計算プログラムの開発 主要な６施設 ❶桟橋❷矢板式岸壁❸重力式岸壁❹防波堤 ❺航路 泊地❻臨港道路橋 の単独計算 一括計算および費用の平準化が可能 平準化計算の流れ 平準化前 平準化後 LCC計算プログラムダウンロード http://www.ysk.nilim.go.jp/kakubu/kouwan/sekou/lcc.htm LCC計算プログラムのダウンロードサイトを公開 8

推 計 対 象 施 設 技 術 基 準 対 象 施 設 のうち 比 較 的 コストインパクトの 大 きい 施 設 を 中 心 に 推 計 を 実 施 施 設 の 区 分 推 計 対 象 推 計 対 象 外 水 域 施 設 航 路 泊 地 船 だまり - 外 郭 施 設 防 波 堤 等 水 門 等 護 岸 堤 防 等 係 留 施 設 岸 壁 桟 橋 物 揚 場 浮 桟 橋 係 船 浮 標 係 船 くい 船 揚 場 臨 港 交 通 施 設 道 路 橋 梁 駐 車 場 等 軌 道 運 河 荷 さばき 施 設 荷 役 機 械 荷 さばき 地 上 屋 保 管 施 設 倉 庫 野 積 場 貯 木 場 等 危 険 物 置 き 場 等 船 舶 役 務 用 施 設 - 船 舶 給 水 施 設 給 油 施 設 等 船 舶 修 理 施 設 等 旅 客 施 設 - 旅 客 乗 降 用 固 定 施 設 等 廃 棄 物 処 理 施 設 - 廃 棄 物 埋 立 護 岸 港 湾 環 境 整 備 施 設 緑 地 広 場 海 浜 - 施 設 名 称 は 一 部 略 称 を 使 用 9

推 計 方 法 の 検 討 全 国 レベルのマクロ 推 計 であるという 前 提 現 時 点 で 入 手 可 能 なデータを 用 いた 推 計 方 法 推 計 方 法 A 年 平 均 費 用 を 設 定 し 一 定 額 を 計 上 事 後 保 全 中 心 で 適 宜 対 策 を 行 う 施 設 計 画 期 間 内 に 費 用 の 大 きな 変 動 が 無 い 施 設 等 例 ) 航 路 泊 地 道 路 上 屋 ) 年 緑 平 均 地 費 用 を 等 計 上 用 費 用 費 推 計 方 法 B 建 設 後 一 定 期 間 が 経 過 する ごとに 設 定 費 用 を 計 上 全 体 に 対 するコストインパクトの 大 きい 大 規 模 な 補 修 が 発 生 する 施 設 ( 費 用 のヤマができる 施 設 ) 例 ) 防 波 堤 護 岸 岸 壁 桟 橋 ) 定 橋 期 梁 間 経 過 荷 する役 とに 機 設 械 定 した 費 用 を 計 上 経 過 年 経 過 年 10

推 計 結 果 防 波 堤 中 間 型 突 発 型 の 変 状 に 対 する 補 修 が 中 心 である. 防 波 堤 の 変 状 を 放 置 した 場 合 港 湾 全 体 の 運 営 に 支 障 をきたす 可 能 性 があるため 必 要 な 補 修 を 適 切 に 実 施 する 等 の 適 切 な 対 応 が 必 要 岸 壁 桟 橋 特 に 費 用 の 割 合 が 大 きい 桟 橋 の 上 部 工 の 対 策 費 用 を 低 減 することが 課 題 塩 害 劣 化 の 抑 制 等 を 中 心 とした 補 修 工 法 のコスト 低 減 に 向 けた 技 術 開 発 を 今 後 も 進 める 必 要 がある 現 時 点 で 老 朽 化 が 進 行 している 施 設 に 対 して 将 来 的 な 需 要 を 見 極 め 応 急 処 置 による 簡 易 的 対 応 や 施 設 の 廃 止 を 検 討 するなど 維 持 補 修 対 象 施 設 のボ リューム 自 体 を 削 減 する 等 の 方 策 も 今 後 必 要 荷 役 機 械 荷 役 機 械 はその 機 能 停 止 による 影 響 が 大 きいため コスト 縮 減 を 理 由 としてその 期 間 を 調 整 することは 困 難 クレーン 本 体 の 老 朽 化 は 疲 労 による 影 響 もあり 予 防 保 全 的 な 対 策 は 困 難 であ ると 考 えられる このため LCC 削 減 に 向 けてはワイヤロープ 等 消 耗 品 の 適 切 な タイミングでの 交 換 や 高 耐 久 性 の 塗 装 の 適 用 などの 方 策 が 考 えられる 11

IV. 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 期 待 補 修 費 を 考 慮 した 維 持 管 理 手 法 に 関 する 研 究 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 維 持 管 理 経 年 的 に 進 行 する 消 波 ブロック 天 端 の 沈 下 波 力 の 増 大 を 招 き, 大 規 模 被 災 の 発 生 につながる 消 波 ブロックの 補 修 時 期 を 適 切 に 定 め, 一 定 の 管 理 水 準 を 確 保 するように 維 持 管 理 を 行 う 必 要 がある. しかしながら, 消 波 ブロックの 定 量 的 な 補 修 基 準 が 定 められておらず,ブロッ クの 沈 下 等 の 軽 微 な 補 修 への 対 応 は 積 極 的 に 為 されていない. 12

研 究 の 目 的 本 研 究 では 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 補 修 基 準 について 定 量 的 に 評 価 できる 手 法 を 提 案 する 1 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 建 設 後 におけるブロック 変 状 調 査 の 結 果 より, 現 況 把 握 および 維 持 管 理 上 の 問 題 や 今 後 の 方 向 性 を 示 す. 2モンテカルロ 法 を 用 いて,ブロック 天 端 の 沈 下 に 対 する 補 修 基 準 毎 の 供 用 期 間 中 における 累 積 補 修 費 を 算 出 し, 適 切 な 補 修 基 準 について 検 討 する. 13

消 波 ブロック 被 覆 堤 の 変 状 調 査 結 果 消 波 ブロック 部 の 断 面 が 大 きく 欠 損 し, 水 面 上 の 消 波 ブロック が2~4m 程 度 沈 下 している. 設 計 断 面 H.W.L. 測 量 結 果 消 波 ブロック (50t 型 ) ケーソン 6 4 2 0-2 -4-6 標 高 (m) 基 礎 捨 石 -8-10 -12 60 50 40 30 20 10 0 ( 海 側 ) 堤 体 鉛 直 方 向 (m) ( 陸 側 ) 消 波 ブロックの 天 端 が 下 がると, 以 下 のリスクが 生 じる. 波 がケーソンに 直 接 作 用 することによる 波 力 の 増 大 部 分 被 覆 状 態 となり, 衝 撃 砕 波 力 が 発 生 する 可 能 性 の 増 大 本 研 究 では, 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 経 年 的 な 変 状 のうち, 消 波 ブロック 天 端 の 沈 下 を 維 持 補 修 の 対 象 とする. 14

モンテカルロ 法 による 累 積 補 修 費 の 評 価 方 法 消 波 ブロック 被 覆 堤 における 補 修 費 として 以 下 の2つを 設 定 する. 維 持 管 理 で 定 期 的 に 発 生 するブロック 補 充 費 大 規 模 被 災 が 発 生 した 場 合 の 災 害 復 旧 費 ブロック 補 充 費 消 波 工 堤 体 の 滑 動 消 波 工 の 沈 下 累 積 滑 動 量 港 内 側 肩 幅 0.1 累 積 沈 下 量 要 補 修 基 準 被 災 度 の 経 験 式 を 用 いて 補 修 費 用 を 算 出 復 旧 工 費 モデルを 用 いて 補 修 費 用 を 算 出 堤 体 災 害 復 旧 費 各 補 修 基 準 における 供 用 期 間 中 の 累 積 補 修 費 を 算 出 し, 補 修 基 準 の 違 いによる 累 積 補 修 費 への 影 響 を 評 価 する. 本 検 討 では, 消 波 ブロック 被 覆 堤 の 堤 体 の 滑 動 変 形 量 をモンテ カルロ 法 により 確 率 的 に 評 価 する 手 法 を 用 いた. 15

モンテカルロ 法 による 累 積 補 修 費 の 評 価 方 法 相 対 滑 動 量 とは 消 波 ブロック ケーソン 基 礎 捨 石 滑 動 量 港 内 側 肩 幅 相 対 滑 動 量 = 滑 動 量 / 港 内 側 肩 幅 16

モンテカルロ 法 による 累 積 補 修 費 の 評 価 方 法 このイメージは 現 在 表 示 できません 1.2 基 準 1.1 化 復 1.0 旧 工 0.9 費 ( 0.8 災 0.7 害 復 0.6 旧 工 0.5 費 / 0.4 最 大 0.3 復 0.2 旧 工 0.1 費 ) 0.0 0.0 0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0 消 波 工 補 修 消 波 工 補 修 基 礎 工 補 修 ケーソン 据 直 し 消 波 工 補 修 基 礎 工 補 修 Ⅳ: 消 波 工 基 礎 工 補 修 ケーソン 据 直 一 部 新 規 製 作 区 間 Ⅲ: 消 波 工 基 礎 工 補 修 一 部 ケー ソン 据 直 区 間 Ⅱ: 消 波 工 基 礎 工 補 修 区 間 0.7 1.0 Ⅰ: 消 波 工 補 修 区 間 相 対 滑 動 量 ( 滑 動 量 / 港 内 側 肩 幅 ) Ⅴ: 消 波 工 基 礎 工 補 修 新 規 製 作 区 間 補 修 レベルのモデル 化 の 考 え 方 Ⅰ: 散 乱 した 消 波 工 の 補 修 が 必 要 なレベル Ⅱ:Ⅰに 基 礎 工 の 補 修 が 必 要 なレベル Ⅲ:Ⅱに 大 きく 滑 動 した 一 部 のケーソンの 据 直 しが 必 要 なレベル Ⅳ:Ⅲに 大 きく 滑 動 したケーソンの 据 直 しと 被 災 した 一 部 のケーソンについて 新 規 製 作 が 必 要 なレベル Ⅴ: 消 波 工 基 礎 工 の 補 修 および 大 きく 滑 動 したケーソンの 全 てが 新 規 製 作 が 必 要 な 区 間 復 旧 工 事 費 :Ⅴの 補 修 レベルの 復 旧 工 事 費 用 を1として 無 次 元 化 :F 港 の 被 災 事 例 災 害 復 旧 費 は 被 災 時 の 堤 体 滑 動 量 の 関 数 として 定 義 し,5つ の 補 修 レベルを 設 定 した. 2.0 3.0 4.0 17

モンテカルロ 法 による 累 積 補 修 費 の 評 価 方 法 ブロック 補 充 費 の 算 出 相 対 滑 動 量 が0.1 未 満 の 場 合 に 発 生 1,2より 算 出 される 累 積 沈 下 量 が 補 修 基 準 を 上 回 る 場 合 に, 消 波 ブロックの 新 規 製 作 据 付 費 を 補 修 費 として 計 上 する. 1 下 記 の 式 より 算 定 される 被 災 度 より, 消 波 ブロックの 沈 下 量 を 算 出 高 橋 ら(1998)が 提 案 する 安 定 数 算 定 式 N H 1 /3 0.5 c = C { a( N0 / N ) } 1) D b H s = + ( Sr n N s : 安 定 数 C : 砕 波 効 果 係 数 H N 0 : 被 災 度 N : 波 の 数 D n : 代 表 径 ( 体 積 の3 乗 根 ) a, b : 定 数 2 堤 体 の 滑 動 によるブロック 沈 下 量 を 算 出 ケーソン 参 考 ( 被 覆 石 の 被 災 度 ) S.W.L. ケーソン A D n50 S=A/D n50 2 D n50 =(W 50 /γ r ) 1/3 消 波 ブロック 消 波 ブロック ケーソンの 滑 動 消 波 ブロックの 沈 下 18

モンテカルロ 法 による 累 積 補 修 費 の 評 価 方 法 年 1 回 の 異 常 波 浪 に 対 する 堤 体 の 滑 動 量 消 波 ブロックの 沈 下 量 を 算 出 start i=0 T L =0,i=i+1 沖 波 の 波 高 出 現 確 率 分 布 から 乱 数 を 用 いて 年 1 回 異 常 波 浪 を 抽 出 T L =T L +1 波 浪 変 形 計 算 によって 構 造 物 設 置 点 の 波 浪 諸 元 ( 有 義 波 高 有 義 波 周 期 波 数 )を 計 算 H 1/3 T 1/3 N 相 対 累 積 滑 動 量 が0.1を 超 える 場 合 災 害 復 旧 費 を 累 積 補 修 費 に 計 上 レーリー 分 布 から1 波 1 波 の 波 浪 を 抽 出 H n T n 1 波 での 滑 動 量 の 算 定 翌 年 の 滑 動 量 計 算 時 に 反 映 1 回 の 異 常 波 浪 中 の 代 表 波 高 と 波 数 から 被 災 度 を 算 出 累 積 沈 下 量 が 補 修 基 準 を 上 回 る 場 合 ブロック 補 充 費 を 累 積 補 修 費 に 計 上 設 計 供 用 年 数 間 ( 50 年 間 ) 繰 返 し, 50,000 回 の 試 行 を 繰 返 し, 累 積 補 修 費 の 期 待 値, 標 準 偏 差 を 算 出 消 波 ブロックの 補 修 基 準 として,ブ ロック0.5 個 1 個 1.5 個 2 個 の 沈 下 量 を 設 定 した. 設 計 供 用 年 数 回 (T L0 ) 繰 返 し 1 回 の 異 常 波 浪 期 間 中 の 滑 動 量 の 算 出 S L S total =S total +S L NO n N YES 累 積 滑 動 量 の 算 出 S total < 補 修 必 要 判 定 > 滑 動 によるブロック 沈 下 量 の 算 出 累 積 沈 下 量 要 補 修 基 準 or 累 積 滑 動 量 港 内 側 肩 幅 0.1 NO 累 積 沈 下 量 の 算 出 YES 補 修 必 要 判 定 NO 設 計 供 用 年 数 T L >T L0 判 定 YES 設 計 供 用 年 数 間 の 累 積 補 修 費 の 算 出 繰 返 し 判 定 YES 被 災 によるブロック 沈 下 量 の 算 出 i>i NO 累 積 被 災 度 の 算 出 補 修 費 の 算 出 S total =0 I 回 繰 返 し 設 計 供 用 年 数 間 の 累 積 補 修 費 の 期 待 値 標 準 偏 差 の 算 出 end 19

解 析 条 件 解 析 ケース 及 び 解 析 条 件 60 ( 海 側 ) 設 計 断 面 H.W.L. 50 測 量 結 果 40 消 波 ブロック (50t 型 ) 30 堤 体 鉛 直 方 向 (m) 基 礎 捨 石 20 ケーソン 10 ( 陸 側 ) 0 6 4 2 0-2 -4-6 標 高 (m) -8-10 -12 L.W.L. DL±0.00 被 覆 ブロック 5.8 1:4/3 消 波 ブロック (16t 20t 25t 型 ) 基 礎 捨 石 12.7 ケーソン 18.0 解 析 対 象 断 面 (A 港 ) 解 析 対 象 断 面 (S 港 ) A 港 については, 確 率 波 浪 の 再 現 年 数, 偶 発 波 浪 による 周 期 の 増 大 および 確 率 分 布 の 裾 野 形 状 の 相 違 が 累 積 補 修 費 に 及 ぼす 影 響 を 評 価 する. S 港 については, 消 波 ブロックの 規 格 を3 種 類 変 化 させたケースを 解 析 するこ とで,ブロック 重 量 が 累 積 補 修 費 に 及 ぼす 影 響 を 評 価 する. 20

解 析 結 果 及 び 考 察 (A 港 ) 復 旧 工 費 の 割 合 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 50 年 確 率 波 ブロック 補 修 Ⅱ(0.1~0.7) Ⅲ(0.7~1.0) Ⅳ(1.0~3.0) Ⅴ(3.0~) ( 裾 長 度 パラメータ=1.14) 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 復 旧 工 費 の 割 合 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% ブロック 補 修 Ⅱ(0.1~0.7) Ⅲ(0.7~1.0) Ⅳ(1.0~3.0) Ⅴ(3.0~) 150 年 確 率 波 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 復 旧 工 費 の 割 合 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 偶 発 波 浪 ブロック 補 修 Ⅱ(0.1~0.7) Ⅲ(0.7~1.0) Ⅳ(1.0~3.0) Ⅴ(3.0~) 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 復 旧 工 費 の 割 合 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 50 年 確 率 波 ブロック 補 修 Ⅱ(0.1~0.7) Ⅲ(0.7~1.0) Ⅳ(1.0~3.0) Ⅴ(3.0~) ( 裾 長 度 パラメータ=1.27) 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 補 修 基 準 が1.0 個 以 上 になると, 期 待 補 修 費 における 災 害 復 旧 費 の 割 合 が 急 増 する. 偶 発 波 浪 時 には, 他 のケースよりも 大 規 模 被 災 ( 被 災 レベルⅣ 以 上 )が 生 じ る 確 率 が 高 くなる. 21

解 析 結 果 及 び 考 察 (A 港 ) 基 準 化 累 積 補 修 費 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 期 待 補 修 費 期 待 補 修 費 +1σ ( 裾 長 度 パラメータ=1.14) 50 年 確 率 波 150 年 確 率 波 基 準 化 累 積 補 修 費 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 期 待 補 修 費 期 待 補 修 費 +1σ 基 準 化 累 積 補 修 費 0.00 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 期 待 補 修 費 期 待 補 修 費 +1σ 補 修 基 準 ( 個 ) 偶 発 波 浪 基 準 化 累 積 補 修 費 0.00 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 期 待 補 修 費 50 年 確 率 波 期 待 補 修 費 +1σ ( 裾 長 度 パラメータ=1.27) 0.00 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) ブロック0.5 個 ~1 個 分 で 継 続 的 に 補 修 する 場 合 に 期 待 補 修 費 が 最 小 となる. 過 度 のブロック 補 修 (0.5 個 未 満 )は 合 理 的 でないことがわかる. 波 浪 周 期 の 増 加 は 著 しい 被 災 工 費 の 増 大 を 招 く. ブロック0.5~1 個 分 より 大 きい 補 修 基 準 を 設 定 すると 標 準 偏 差 (σ)が 急 増 防 波 堤 が 大 規 模 被 災 に 至 り, 災 害 復 旧 費 が 著 しく 大 きくなるケースが 増 加 0.00 0.12 0.24 0.36 0.50 1.00 1.50 2.00 補 修 基 準 ( 個 ) 大 規 模 被 災 のリスクを 低 減 するためには,こま めに 消 波 ブロックの 補 修 を 行 うことが 有 効 的 で ある 22

結 論 消 波 ブロック 被 覆 堤 を 対 象 として, 大 規 模 被 災 時 の 復 旧 工 費 増 大 のリスクを 考 慮 した 上 での 適 切 な 維 持 管 理 上 の 補 修 基 準 を 評 価 できる 手 法 を 提 案 した. 今 回 の 検 討 事 例 の 解 析 結 果 からは,こまめにブロックの 沈 下 補 修 (ブロック 半 個 ~1 個 程 度 )を 行 うことが 期 待 補 修 費 の 最 小 化 及 び 大 規 模 被 災 時 のリスク 低 減 の 観 点 か ら 有 効 であることがわかった. 設 計 段 階 の 選 択 として,ブロックを 設 計 上 必 要 とされる 最 小 重 量 より 重 い 規 格 とすることが 合 理 的 であることが わかった. 23