構造物

解答正解 2

架設工法は「桁下空間を使えるか」「支持できる地盤・水面があるか」「交通や航路をどれだけ止められるか」という現地条件から絞り込む。ベント工法は桁下に仮設支柱を建てられることが前提であり、それができない深い谷・流水部では、既設部材を足場として張り出す片持ち式架設やケーブルエレクションが選ばれる。2級では「工法名と現地条件の対応」を覚えれば足りたが、1級では桁下が使えない理由（通航・交通・地形）まで踏み込んで適否を判断させる。

解答正解 2

キャンバーは「無応力のときの形状に与えるそり」であり、死荷重たわみを差し引いて計画線形が得られるように設定する。1級で問われるのは、完成系の設計だけでは架設時の安全は担保できないという点で、連続桁を単純桁状態で受ければ中間支点上の曲げの向きが完成系と逆転するように、架設系は独立に応力照査が必要になる。現場溶接継手を含む場合は溶接収縮量も見込んでキャンバーを設定する。

解答正解 3

摩擦接合はボルト軸力によって生じる接合面の摩擦力で応力を伝達するため、すべり係数を確保できる面をつくることが施工管理の中心になる。黒皮は平滑ですべりやすく除去して粗面とし、油・泥・塗料などの付着物も除去する。1級で差がつくのは、溶融亜鉛めっきのように「防食のための表面処理がすべり係数を下げてしまう」場合の扱いで、この場合はめっきが剥離しない程度の軽いブラスト処理やりん酸塩処理を行って所要のすべり係数を確保する。

解答正解 4

高力ボルトの締付けは、一次締め→マーキング→本締めの3段階で行い、マーキングのずれによってナットの回転量と共回り・軸回りの有無を判断する。検査は各ボルト群の10％を標準とする抜取り検査で、トルク法は増締めトルクが設定値の±10％以内であることを確認する。2級では「締付け順序」が問われたが、1級では抜取り率と合否判定の数値、及び締付け方法ごとに確認すべき項目の違いまで問われる。トルシア形はピンテール破断の確認だけで足りるという思い込みが典型的な誤りである。

解答正解 2

遅れ破壊は、高い引張応力が持続する状態で時間の経過とともに突然脆性的に破断する現象であり、締付け時の過大トルクによる即時の破断とは区別される。引張強さの高いボルトほど感受性が高く、F11Tは現在では使用されていない。1級では、既設橋で破断が確認された場合に同一時期に施工されたボルト群全体の破断リスクを評価し、全数交換まで検討するという維持管理上の判断が問われる。

解答正解 3

低温割れ（遅れ割れ）は、拡散性水素・硬化組織（マルテンサイト等）・拘束応力の三要因が重なって生じる。予熱は冷却速度を遅くして硬化組織の生成を抑えるとともに、水素の拡散係数が大きい高温域に溶接部を長く滞留させて水素の放出を促す。直後熱も脱水素が目的である。2級では溶接欠陥の名称が問われたが、1級では割れの機構と予熱・直後熱の目的が問われるため、高温割れ（凝固割れ、S・Pによる低融点液膜が原因）との取り違えに注意する。

解答正解 2

適当なものは（イ）と（ハ）の2つである。残留応力は局部加熱による膨張・収縮が周囲に拘束されて生じるので、拘束度が大きいほど残留応力も大きくなり、割れの危険も高まる。溶接変形は対称溶接・後退法・飛石溶接などの溶接順序、及び開先形状や入熱の管理によって制御する。1級では「欠陥の名称」ではなく、変形・残留応力を抑えるための施工順序の判断が問われる。

解答正解 1

内部きずを対象とするのは放射線透過試験（RT）と超音波探傷試験（UT）、表面及び表層のきずを対象とするのは磁粉探傷試験（MT）と浸透探傷試験（PT）である。PTは表面に開口したきずしか検出できない代わりに材料を選ばず、MTは表面近傍の非開口きずも検出できる代わりに強磁性体にしか適用できない。1級ではこの「適用材料の制約」まで含めて選定させるため、非磁性材にMTを使えない点を押さえておく。

解答正解 4

放射線透過試験は透過厚さの差を濃度差として画像化するため、空洞をつくる球状きず（ブローホール、スラグ巻込み）はよく写るが、開口幅の小さい面状きず（割れ、融合不良）は放射線の進行方向と面が一致しないと像に現れにくい。一方、超音波探傷試験は面状きずからの反射が強く、片面からの探傷が可能でその場で結果が得られる。1級では、欠陥名称の暗記ではなく「想定される欠陥の形態に応じてどちらを選ぶか」が問われる。

解答正解 4

素地調整種別は、さび及び塗膜異常の面積に応じて1種（ブラストで全除去）、2種（動力工具等で鋼材面を露出）、3種（活膜を残し不良部のみ除去）、4種（粉化物・汚れの除去）と使い分ける。1級で問われるのは種別の暗記ではなく「上に載せる塗装系が何を要求するか」で、ジンクリッチペイントや金属溶射は鋼材面に直接密着させ粗面を必要とするため、素地調整1種（ブラスト、除せい度ISO Sa2 1/2）が前提となる。

解答正解 3

無塗装耐候性鋼材の適用可否は、飛来塩分量が基準値以下であることの確認から始まり、調査はJIS Z 2381のドライガーゼ法又は土研法による。日本海沿岸部・太平洋沿岸部などの区分ごとに、海岸線からの距離によって測定を省略できる目安も示されている。2級では「飛来塩分量と水掛かり」という条件の存在を知っていれば足りたが、1級では調査方法と省略の可否、さらに凍結防止剤による塩分供給という別経路まで含めて判定する。

解答正解 3

適当なものは（イ）（ロ）（ハ）の3つである。疲労き裂は、断面力が大きい断面ではなく、面外変形や相対変位によって局部的な応力集中が生じる「取合い部」に発生する。垂直補剛材と主桁の溶接部、ソールプレート前面、面外ガセット端部はいずれもその代表例である。2級の「損傷の種類と部位」の暗記に対し、1級では「なぜその部位に出るのか」という発生機構まで説明できることが求められる。

解答正解 1

鋼床版は輪荷重が直接載荷される部位であり、デッキプレートとUリブのすみ肉溶接のルート部を起点にき裂が発生し、そのまま母材内部に進展するため表面から発見できないことがある。対策としては、剛性の高いSFRC舗装への置換えによってデッキプレートの局部変形と発生応力を低減する方法、当て板補強、応急的なストップホールがある。1級では、き裂の起点と進展経路、及び対策が応急か恒久かの区別まで問われる。

解答正解 4

既設鋼部材の補強では、母材の材質・板厚が不明なことが多く、供用下では残存応力が作用しているため、現場溶接は熱影響と割れのリスクが大きい。したがって接合は高力ボルト摩擦接合を基本とし、現場溶接は原則として行わない。1級では、補強工法そのものより「どの接合方法を選ぶか」「供用しながら施工できるか」という判断が問われる。

解答正解 1

中性化深さは中性化速度係数と経過年数の平方根の積で表され（√t則）、時間とともに進行が緩やかになる。塩害では塩化物イオンの拡散現象として鋼材位置の濃度を予測する。腐食発生限界塩化物イオン濃度は、固定される塩分があるため一義には決まらず1.2〜2.5kg/m³程度の幅があるが、土木学会コンクリート標準示方書では1.2kg/m³が示されている。1級では、劣化機構ごとに「何を変数として予測するか」という照査の枠組みまで問われる。

解答正解 3

電気化学的補修工法は目的によって使い分ける。塩化物イオンを排除するのが脱塩工法、低下したpHを回復させるのが再アルカリ化工法、防食電流を流し続けてアノード反応を停止させるのが電気防食工法である。ASRはアルカリ・反応性シリカ・水分の三条件で進行するため、供用中の構造物では水の供給を断つ対策が基本となる。2級が工法の原理を問うのに対し、1級では劣化機構と工法の対応づけによる選定が問われる。

解答正解 2

塩害環境で部分的に断面修復を行うと、修復部の鋼材は健全な環境に置かれて電位が貴（カソード）に、塩分の残る未修復部の鋼材は電位が卑（アノード）になり、両者の電位差によってマクロセル腐食が生じて再劣化を招く。これを避けるには、規定量以上の塩分が浸透した範囲まで除去すること、犠牲陽極材の設置や電気防食を併用することが必要になる。1級では、この「部分補修が新たな腐食を生む」という再劣化の機構が問われる。

解答正解 1

床版補強は「鉄筋量を補う」「有効高さを増やす」「支持間隔を縮める」のいずれかで耐力を確保する。鋼板接着と連続繊維シート接着は下面に引張材を追加して鉄筋量を補い、増厚工法は断面を厚くし、縦桁増設は支持間隔を小さくして作用曲げモーメントそのものを減らす。いずれも既設床版との一体化が成立条件であり、上面増厚では舗装を除去してチッピングを行う。

解答正解 1

緊張力はシースとPC鋼材の摩擦によって定着端から離れるほど減少するため、荷重計の示度だけでは部材内部の緊張力を保証できず、伸び量だけでも摩擦が大きく変化した場合を検出できない。そこで摩擦係数を仮定して荷重と伸び量の関係を事前に計算し、実測値が管理範囲に入っているかで判定する。両者の差が大きい場合は、摩擦の増大、シースの変形・閉塞、PC鋼材の見かけのヤング係数の相違、荷重計やジャッキの誤差などが疑われる。一般には計算値と実測値の差が5％程度以内に収まるように管理する。

解答正解 4

グラウトの充填不良は、ブリーディングによる上部の空隙、排出口の位置の不適、注入圧の管理不良などによって生じ、特に上縁定着部の背面など高い位置で発生しやすい。ブリーディング水が消失した後は空隙として残るため、PC鋼材の腐食原因となる。確認は削孔・検測尺・内視鏡のほか非破壊調査によって行い、充填不足が認められた場合は真空ポンプ併用方式や圧入方式などによる再注入を行う。2級ではグラウトの目的が問われたが、1級では充填不良の原因と確認・再注入までが問われる。