H27年 建設・道路 Ⅱ-1-1問題 模範解答と解説

問題文

 道路の維持・修繕に関する具体的な技術基準等が,道路法及び政省令等により整備された。これらに基づく定期点検の対象施設を列挙せよ。また,これらに基づき道路管理者が実施する維持管理の業務サイクル(メンテナンスサイクル)の各段階について説明せよ。

模範解答

(1)道路の定期点検の対象施設
①橋梁(長さ2m以上)
②トンネルおよび洞門
③横断BOX
④切土および盛土のり面
⑤コンクリート擁壁
⑥落石防護・防止施設
⑦道路附属物(ガードレール、道路照明、標識等)
⑧舗装
(2)構造物の維持管理の業務サイクルの各段階
1)点検
 経年変化による老朽化の程度を点検する。点検方法は、目視による外、内部の異常を確認するため、超音波法、赤外線による探査を行う。
2)診断
 点検結果により、対策の緊急性を診断する。ただ緊急度により、ABCの3段階に分類する。そのうえで、全体の補修計画を作成する。
3)補修工事の実施
 診断結果により、設計を行い緊急度の高いものから補修する。補修の順位は、路線の重要度と危険度の両者で決定する。
4)工事記録 
 修工事の結果を記録し、データベースとして管理する。

解説

作成中

H27年 建設・道路 Ⅱ-1-2問題 模範解答と解説

問題文

 円形の平面交差点形式の1つであるラウンドアバウトの長所を多面的に説明せよ。また、我が国においてラウンドアバウトを導入する上での留意点を2つ述べよ。

模範解答

(1)ラウンドアバウトの長所
1)速度抑制
直進できない構造のため、速度抑制が可能であり、事故発生を減少させ安全性が向上する。
2)信号機不要 信号機整備及び維持管理コストが削減され、停電時においても交差点機能が発揮される。
3)待ち時間減少
信号がないため、信号待ちに要する時間消費や燃料消費が抑制され、燃費向上と二酸化炭素排出量の削減が図られる。
4)景観形成
市街地と郊外との結節点に用いることで、景観形成やシンボルゲートとしての役割が期待できる。
(2)ラウンドアバウトを導入する上での留意点
1)円滑な交通確保
①横断交通量が交通量低下を招くため、時間交通量及び横断交通量を考慮して導入を検討する。
②交通島を用いて、歩行者や自転車の立ち止まりスペースを確保し1車線毎の渡りを可能とする。
2)安全な幾何構造
①環道は、時計回りの一方通行1車線とし、停車防止や速度抑制をはかるため幅員を広くしない。
②外径は、左折れ時の内輪差及び周回時の車両軌跡を考慮した外径を目安とする。

解説

 作成中

H27年 建設・道路 Ⅱ-1-4問題 模範解答と解説

問題文

 盛土部の排水処理を設計する上で、地下排水工の設置が必要となる盛土部の部位を列挙し、そのうち2つの部位について具体的な対策工と留意点をのべよ。

模範解答

(1)盛土部の路体

①地下排水溝は、切土部から盛土部に変わる切盛境路体下面に設置する。湧水等が多く縦断方向で不十分な場合は、横断方向への設置も留意する。

②水平排水層は、小段毎に設置し、厚さ30㎝、長さは盛土高の1/2とする。

③基盤排水溝は、現地盤沢部に設け、厚さ50㎝、長さはのり面長さの1/2とし、暗渠排水管はφ300㎜以上とし、目詰まりによる閉塞に留意する。

④のり尻工は、高盛土や腹付け盛土では、盛土最下部の1m程度を透水性の高い材料を使用し、フィルター材を用いて土砂の吸出しに留意する。

(2)構造物の裏込め

①対策工

 地下排水溝は、隣接盛土と裏込め盛土の境界部及び

床掘底面の構造物壁面に沿って地下排水溝を設置する。構造物背面には裏込め排水溝を設置、暗渠排水管により地表面水路に導く。裏込め排水溝は、設置間隔2〜4mとする。

②留意点

 浸透水を速やかに排除できるよう流末位置に留意する。また、湧水量が多い場所や地下水位が浅い場合は、厚さ30㎝程度でフィルター材を用いた基盤排水層を設置する。

解説

 作成中

模範解答2

(1)道路の定期点検の対象施設

①橋梁(長さ2m以上)

②トンネルおよび洞門

②横断BOX

③切土および盛土のり面

④コンクリート擁壁

⑤落石防護・防止施設

⑥道路附属物(ガードレール、道路照明、標識等)

⑥舗装

(2)構造物の維持管理の業務サイクルの各段階

1)点検

 経年変化による老朽化の程度を点検する。点検方法は、目視による外、内部の異常を確認するため、超音波法、赤外線による探査を行う。

2)診断

 点検結果により、対策の緊急性を診断する。ただ緊急度により、ABCの3段階に分類する。そのうえで、全体の補修計画を作成する。

3)補修工事の実施

 診断結果により、設計を行い緊急度の高いものから補修する。補修の順位は、路線の重要度と危険度の両者で決定する。

4)工事記録 

 修工事の結果を記録し、データベースとして管理する。  以上

1.地下排水溝の設置が必要な盛土箇所

①切土と盛土の境界面

②自然斜面に腹付け盛土の境

③平坦地の盛土で、地下水位が高い箇所

④橋と土工部の境

⑤谷埋盛土箇所

⑥コンクリート擁壁の背面が盛土の箇所

⑦高い盛土箇所の各小段部

2.具体的な対策工と留意点

 上記の内、②と⑤について以下に述べる。

1)対策工

②自然斜面に腹付け盛土の境

 現地踏査後、地形図により斜面の集水面積をを計算する。その後、降雨強度を想定し流出量を算定する。現地の土質試験結果から、透水係数を求め地下の浸透水量を計算し、地下排水工の必要断面を求める。

⑤谷埋盛土箇所

 谷地形の箇所は降水が集まりやすい。上記と同様に集水面積から降雨強度により、同様に流出量を求め、地下の浸透量から地下排水工の設計を行う。

以上の両箇所について、有孔管を単粒度砕石で囲んだ地下排水工により、地下水を処理する。

2)留意点

地下排水工の断面は、経年変化で目詰まりし有効断面積の減少を考慮し、余裕のある断面とする。

解説

作成中

H27年 建設・道路 Ⅱ-2-1問題 模範解答と解説

問題文

 近くに小学校や鉄道駅がある都市部の住宅地域を通過する4種2級の2車線道路が計画されている。この道路計画の担当責任者として、下記について述べよ。
(1)この道路に必要な横断構成要素と各々の要素が持つ機能
(2)この道路計画の立案に際して、「沿道住民」、「歩行者」及び「自転車利用者」の視点で、それぞれ2つ以上の留意点を述べよ。

模範解答

(1)必要な横断構成要素と機能

1)車道

 横断構成要素は、車線・路肩・停車帯が挙げられる。車線は、計画交通量と1車線当たりの基準交通量から決定される。小学校や駅周辺であることから自動車の通行機能だけでなく、バスや小型車の滞留機能やアクセス機能を考慮する。都市部の住宅地域を通過するため、基本とする車線幅員は、3.0mである。路肩は、車両の通行に必要な側方余裕の確保、車線・歩道・自転車道・植樹帯等に隣接して、道路主要構造物を保護する交通機能を持つ。停車帯は、故障車待避やバス停車に用いる空間機能を有する。

2)植樹帯

 幅員1.5mを基本とし、自動車交通と自転車・歩行者などとの交通を分離する交通機能と良好な生活環境のための緑陰や火災時の延焼防止など空間機能を持つ。

3)自転車道及び歩道

 車両と歩行者や自転車とを分離し、沿道施設へのアクセスや滞留などの交通機能を持ち、ライフライン収容などの空間機能も有する。

(2)道路計画立案に際する留意点

1)沿道住民

①速度抑制:人や自転車の飛び出しによる交通事故が懸念される。そこで、車両の速度抑制効果のあるドットライン、減速マーク、カラー舗装等を用いる。

②排水性舗装採用:生活環境保全や歩行者等への水跳ねを考慮し、騒音抑制効果のある排水性舗装を用いる。

2)歩行者

①歩行空間確保:小学校や駅周辺では、歩行者利用が多く、並んで歩ける幅員を確保する。

②バリアフリー:鉄道駅周辺における歩道利用者の多様性を考慮し、立体横断施設へエレベーター設置や歩道の段差をなくする。

③滞留空間確保:住宅地域や駅周辺では、滞留や交通機関への乗換が生じる。そこで、車道横断待ち、バスやタクシー待ちなどに必要な歩道幅員を確保し、ベンチ等を用いた休憩場所等を設置する。

3)自転車利用者

①通行帯の確保:車や歩行者との接触事故を防止するため、植樹帯や分離柵を設けて、カラー舗装により安全な通行帯を明示する。

②交差点における安全空間確保:二輪車停止線を明示し停止空間を確保するとともに、交差点横断帯の明示により通行帯を確保する。

③駐輪場設置:自転車の駐輪空間を確保するため駐輪場を設置する。規模は、利用ニーズに合わせるため、駐輪場の利用台数、放置自転車台数、駐輪特性等を把握して、地域協議会により決定する。

④安全性確保:路面の平坦性を確保し段差や溝を解消させ、マンホール等は滑り止め加工を行う。

解説

作成中

模範解答2

(1)道路の横断面構成要素を決める際に調査すべき項目

①道路交通調査

  • 主要地点の断面交通量(12h、24h)
  • 旅行速度(主要交差点間の車両通過時間)
  • 起終点(人や車の移動区間)

②計画路線を含む一定エリアの交通事故調査(過去3年)

  • 主要区間の事故件数、死傷者数、事故率
  • 主要地点の事故形態

③地質調査

  • ボーリング調査(地盤支持力・支持層、軟弱地盤、地下水位)
  • 路床土の設計CBR(舗装構造の基礎資料)

④環境影響評価

 道路整備にともなう、沿道環境変化(大気汚染、騒音・振動値)

 (2)沿道住民、歩行者、自転車利用者の視点で留意点

①沿道住民

ア)交通騒音の低減

 生活環境保護のため、交通騒音を低騒音舗装により低減する。空隙率の高い(約20%)As舗装により、タイヤ摩擦音を吸収し約4dBの低減を図る。

イ)バス停留所の設置

日常生活の移動手段として公共交通機関が必要である。バス停留所は、交差点付近の交通流を低下させない交差点の流出側に設置する。

②歩行者

ア)立体横断施設の設置

小学生・一般歩行者の歩行空間を自動車交通から立体的に分離し、安全確保のため、横断歩道橋を設置する。なお、高齢者や身体障害者等の移動円滑化を図るため、エレベータを併設する。

イ)歩道のバリアフリー化

歩道幅2m、高さ5cmのセミフラット式とし車椅子と歩行者が安全・円滑に通行できる構造とする。交差点部は、5%程度の緩い勾配ですりつける。

ウ)歩行者の溜まり空間

交差点・バス停留部では、歩行者の安全・円滑な確保のため信号・バス待機者の溜まり空間を確保する。   交差点の隅切部では、植樹帯の設置を避け、バス停 留部では、乗降場としてw-2mを確保する。

③自転車利用者

ア) 自動車・歩行者空間の分離

安全・快適性確保のため、車道はマウンドアップ構 造の植樹帯で分離し、歩道は分離柵(H=1.1m)及び舗装色を区別し分離する。

イ)駐輪場の設置

鉄道駅前の放置自転車対策のため、鉄道駅に近い交差点付近で、植樹帯のスペースを活用して駐輪場を設置する。

解説

作成中

H27年 建設・道路 Ⅱ-2-2問題 模範解答と解説

問題文

 近くに小学校や鉄道駅がある都市部の住宅地域を通過する4種2級の2車線道路が計画されている。この道路計画の担当責任者として、下記について述べよ。
(1)この道路に必要な横断構成要素と各々の要素が持つ機能
(2)この道路計画の立案に際して、「沿道住民」、「歩行者」及び「自転車利用者」の視点で、それぞれ2つ以上の留意点を述べよ。

模範解答

(1)必要な横断構成要素と機能

1)車道

横断構成要素は、車線・路肩・停車帯が挙げられる。車線は、計画交通量と1車線当たりの基準交通量から決定される。小学校や駅周辺であることから自動車の通行機能だけでなく、バスや小型車の滞留機能やアクセス機能を考慮する。都市部の住宅地域を通過するため、基本とする車線幅員は、3.0mである。路肩は、車両の通行に必要な側方余裕の確保、車線・歩道・自転車道・植樹帯等に隣接して、道路主要構造物を保護する交通機能を持つ。停車帯は、故障車待避やバス停車に用いる空間機能を有する。

2)植樹帯

幅員1.5mを基本とし、自動車交通と自転車・歩行者などとの交通を分離する交通機能と良好な生活環境のための緑陰や火災時の延焼防止など空間機能を持つ。

3)自転車道及び歩道

車両と歩行者や自転車とを分離し、沿道施設へのアクセスや滞留などの交通機能を持ち、ライフライン収容などの空間機能も有する。

(2)道路計画立案に際する留意点

1)沿道住民

①速度抑制:人や自転車の飛び出しによる交通事故が懸念される。そこで、車両の速度抑制効果のあるドットライン、減速マーク、カラー舗装等を用いる。

②排水性舗装採用:生活環境保全や歩行者等への水跳ねを考慮し、騒音抑制効果のある排水性舗装を用いる。

2)歩行者

①歩行空間確保:小学校や駅周辺では、歩行者利用が多く、並んで歩ける幅員を確保する。

②バリアフリー:鉄道駅周辺における歩道利用者の多様性を考慮し、立体横断施設へエレベーター設置や歩道の段差をなくする。

③滞留空間確保:住宅地域や駅周辺では、滞留や交通機関への乗換が生じる。そこで、車道横断待ち、バスやタクシー待ちなどに必要な歩道幅員を確保し、ベンチ等を用いた休憩場所等を設置する。

3)自転車利用者

①通行帯の確保:車や歩行者との接触事故を防止するため、植樹帯や分離柵を設けて、カラー舗装により安全な通行帯を明示する。

②交差点における安全空間確保:二輪車停止線を明示し停止空間を確保するとともに、交差点横断帯の明示により通行帯を確保する。

③駐輪場設置:自転車の駐輪空間を確保するため駐輪場を設置する。規模は、利用ニーズに合わせるため、駐輪場の利用台数、放置自転車台数、駐輪特性等を把握して、地域協議会により決定する。

④安全性確保:路面の平坦性を確保し段差や溝を解消させ、マンホール等は滑り止め加工を行う。

解説

作成中

H27年 建設・道路 Ⅲ-1問題 模範解答と解説

問題文

 道路をはじめとする社会インフラについて、その機能を時間的・空間的に最大限に発揮させるよう、「賢く使う」ことが重要となっている。特にネットワークの形成が進んでいる高速道路を「賢く使う」ことについて、以下の問いに答えよ。
(1)高速道路を「賢く使う」ことが重要となっている社会背景を述べよ。
(2)高速道路の使い方の観点から、その機能が十分に発揮されていないために発生している課題について、多面的に述べよ。
(3)(2)で掲げた課題のうち1つについて、これを解決するために高速道路を「賢く使う」方策を挙げ説明せよ。また、その方策を進める上での留意点を述べよ。

模範解答

(1)高速道路を「賢く使う」ことが重要な社会的背景

 都市部の高速道路では、高速道路のネットワークが概成しているが、特定の経路や特定の時間帯に交通量が集中し、ネットワーク全体で効率的な使われ方となっていない。そのためICT技術による適切な経路選択を行い、交通流全体の平準化を図り、既存の高速道路ネットワークを最大限活用する。

これにより、人とモノの移動コストを下げ、生産力を拡大し、我が国の国内総生産の増加を図ることが求められている。

(2)高速道路の使い方により不十分な機能発揮の課題

①広域的な最適ルート選択による速度向上

ITS(高度道路情報システム)の一環であるVICS を活用し、渋滞や事故などの道路交通問題を解決する。

これは、広域範囲(約1,000km)で区間毎の所要時間データ受信を行い、カーナビ画面で最適ルートを選択し、広域的な交通流全体の速度向上を図るものである。具体的な情報提供方法は、以下のとおりである。

イ)FM多重放送

全国に設置したVICS-FM放送局からのFM放送波により県単位の広域情報を一括して提供する。なお、受信している県の情報と近隣県境付近の情報を提供する。

ロ)電波ビーコン(ITSスポット)

全国の高速道路ネットワーク上に設置された約1600箇所の電波ビーコンからの交通渋滞・リンク旅行時間・通行規制・通行障害等の情報について、高速・大容量、双方向通信によりリアルタイムに情報提供する。なお、電波ビーコン通過時にカーナビに蓄積された道路プローブ情報(基本情報、走行・挙動履歴)をアップリングする。

ハ)光ビーコン

 主要な一般道路に設置した光ビーコン(近赤外線)により、30km程度先までの一般道路情報を中心に提供する。情報の内容は、渋滞・リンク旅行時間・規制・駐車場情報・区間旅行時間などである。

 (3)広域的最適ルート選択し速度向上策及び留意点

 ①方策

VICS システムの上記3方式によりカーナビ搭載車へ交通情報を発信し、次の情報提供を行う。 

イ)渋滞回避支援

広域的(約1,000km)な交通渋滞情報をFM多重放送、電波・光ビーコンから受信し、カーナビ画面へ簡易図形・画像・音声により表示を行う。

これにより、リアルタイムに最適ルートを選択し渋滞回避支援を行う。

ロ)安全運転支援

渋滞箇所について、追突事故防止のため渋滞末尾の位置、及び視距の悪い急カーブの手前で電光表示・警戒標識等により注意喚起する。

また、道路状況(落下物・交通事故発生・路面凍結・積雪箇所等)を事前に情報提供し、注意喚起を行い安全運転の支援を行う。

ハ)災害時の支援

災害発生と同時に災害内容(場所、規模、通行規制等)をカーナビに情報提供する。

地震発生時(震度5以上)の場合は、発生と同時にアラートを鳴らし、緊急地震速報を提供する。地震発生時は緊急を要するため、カーナビ画面表示と同時に音声で警告する。

音声内容は、地震概要(震源地、発生時間、マグニチュード)等の他、ハザードランプを点灯し減速させ、ただちに路肩部への停車を促し、安全運転を支援する。

②留意点

 渋滞要因を排除し、速度向上を図るため、カーナビ画面・音声で以下について注意喚起する。

・IC合流部付近では、追越し車線に交通量が偏る傾向があり、交通平準化のため、合流部の約2km手前から、キープレフトを促す。

・サグ部では、勾配の変化に気づかず速度低下を起こし、また追越し車線に交通量が偏る傾向がある。交通の平準化及び適正速度の確保のため、サグ部手前でキープレフトの遵守と加速を促す。

解説

模範解答2

(1)高速道路を「賢く使う」社会背景

 我が国は、人口減少・少子高齢化の進行、災害の激甚化、社会資本の老朽化、国際競争の激化等、厳しい社会情勢下に置かれている。道路は、社会経済活動を支える重要な役割を担っている。近年、都市環状道路の整備により、複数ルートを選択可能な高速道路ネットワークが進展している。

さらに、情報通信技術が飛躍的な進歩を挙げており、道路分野でもICTの取組みとして、全国の高速道路上を中心にITSスポットを設置しサービスが開始されている。ITSスポットとETC2.0を用いて、道路交通情報を効率的に収集・提供が可能となっている。

一方、物流は、労働者が不足しており、特に長距離トラックドライバー不足が深刻である。さらに、インターネット通販の普及で、配送が小口化・多頻度化する等多様化している。また、長距離高速バス利用も飛躍的に伸びており、渋滞がドライバーの過労の原因ともなっている。

このため、ヒトやモノが安全・快適に移動することができるように、ICT技術を用いて高速道路を「賢く使う」社会が求められている。

(2)機能が発揮されていないために発生している課題

①高速道路は、高規格であるものの、高速走行を確保するため、地震・降雨・風雪による通行止めや速度規制が発生している。このため、自然災害時においても交通確保が可能なネットワーク整備に課題がある。

②高速道路は、一般道に比べて死傷事故率が低いものの重大事故が多発している。そこで、人と車と道路を結ぶ安全な高速道路空間確保が課題である。

③高速道路の出入りは、インターチェンジであり、間隔が広く不自由であることから、一般道での渋滞回避のため、大型車が生活道路へ流れ、生活環境悪化や事故が発生している。高速道路利用率向上が課題である。

④料金所渋滞は、ETCによりほぼ解消したものの、本線渋滞が発生しており、定時制・信頼性が損なわれている。そのため、円滑な交通確保が課題である。

(3)円滑な交通を確保するための方策

①渋滞回避:サグ部での速度低下を防ぐため、簡易LED情報板やエスコートラインと連動させ速度回復を図る。上流側では、車間距離確保を促して、ブレーキ抑制を図り、交通の整流化に取り組む。また、トンネル入口部では、天候による照度調整に加え、交通量に応じた視環境改善を図る。

②交通事故削減:画像により、進行方向前方の道路状況を事前に知らせる事で事故回避を図る。ETC2.0は、大容量通信が可能であり、渋滞後尾、落下物、車線規制、降雪・降雨状況等の情報提供が考えられる。さらに、休憩施設駐車場利用状況を知らせる事で、満車の場合は、事前に休憩を促す。また、災害回避情報(地震発生・降雨規制予告)提供により、地震時の安全な停車と通行止め事前情報を提供し安全・安心に繋げる。

③道路整備:プローブ情報を元に、交通状況の把握が可能となる。そこで、本線渋滞解消を目的に、データーを元にシミュレーション技術を用いて、付加車線設置、車線増設、加減速車線・付加車線の延伸、視環境改善等を効率的に決定して整備を図る。

 (4)円滑な交通を確保するための留意点

①渋滞回避:ETC2.0から得られるプローブ情報を元に走行時間、渋滞状況、渋滞原因、迂回経路を導き出しETC2.0を用いて迂回路へドライバーを誘導する。料金が割高だと迂回されないため、渋滞回避に寄与したインセンティブの付与が可能な料金施策に繋げる。

②交通事故削減:高速道路での重大事故の多くは、逆走と追突事故である。逆走は、車線毎にGIS情報を持たせることで、通行車線情報の把握ができ、カーナビを用いて逆走防止支援を行う。追突事故防止は、ドライバーの安全運転を支援する先進安全自動車(ASV)の開発・実用化・普及により解消を図る。

③道路整備:一般道も含めた安全・安心を確保するため、交通量、事故発生状況、ネットワーク整備状況を勘案しながら、費用対効果の高いスマートIC整備により、高速道路利用率向上に繋げる。なお、交通量増加に伴い、渋滞発生が懸念されるため、暫定車線の解消や付加車線整備時期に留意する。

解説

作成中

H27年 建設・鋼コン Ⅱ-1-1問題 模範解答と解説

問題文

 鋼構造物の中小規模(レベル1地震動)と大地震(レベル2地震動)の耐震設計法について各々を概説せよ。

模範解答

 鋼構造物の耐震設計法について、高圧ガス保安法における考え方を以下に示す。

1.中小規模地震(レベル1地震動)

 再来周期が50〜100年の地震で、供用期間中に1〜2回発生する可能性がある地震を対象とする。

 要求性能は、地震後の補修が必要無い状態であることである。すなわち、構造物の地震に対する応答が弾性応答以内であることを意味する。

 実設計においては、鋼材の許容応力を降伏応力の3分の2と、引張強度の3分の1と比較し、大なる方を許容応力とし、地震による発生応力が許容応力以内となるように部材を決定する。


2.大地震(レベル2地震)

 再来周期が1000年程度で、供用期間中に発生する可能性は低いが規模が大きい地震を対象とする。

要求性能は、地震時の損傷は許容するものの、内容液が漏れず、周辺地域への被害が発生しない状態であることである。すなわち、構造物の塑性変形を許容し、その塑性変形の繰返しによる地震エネルギー吸収を考慮する。

 実設計においては、損傷が予想される部材の塑性率が許容塑性率以下となるように部材断面を決定する。

解説

作成中

H27年 建設・鋼コン Ⅱ-1-3問題 模範解答と解説

問題文

 鋼構造物の高サイクル疲労低サイクル疲労の特徴を説明し、各々の代表的な損傷を1例とそれを防止する対応策を記述せよ。

模範解答

1.高サイクル疲労
 高サイクル疲労は、繰り返し数が10の4乗回程度以上で、応力振幅が降伏応力以下の疲労を意味する。
 代表的な損傷は、風荷重を受ける架構のブレース部や橋梁上の防護柵の損傷が考えられる。
 これを防止するための対応策は、疲労限の向上、あるいは、応力振幅の低減が考えられる。疲労限を高くするためには、引張強度が高い材料を選定するのが有効である。また、応力振幅を低減するためには、構造物が風を受けることで発生するカルマン渦の周期から構造物の固有周期を外すことが考えられる。

2.低サイクル疲労
 低サイクル疲労は、繰り返し数が10の4乗回程度以下で、応力振幅が降伏応力以上の疲労を意味する。
 代表的な損傷は、溶接で接合されたT型継手部などの構造不連続部における溶接止端部の応力集中部で発生する損傷が考えられる。
 これに対する対応策は、溶接止端部の曲率半径をグラインダー等により大きくすることで、応力の流れを緩やかにし、当該部の発生応力振幅を小さくすることが考えられる。その他、断面拡大による発生応力の低減、破断ひずみが大きい高靱性材料の適用が考えられる。

解説

作成中

H27年 建設・鋼コン Ⅱ-2-1問題 模範解答と解説

問題文

 既設の鋼構造物に損傷が発生した場合、補修補強を適切に行うことが重要である。あなたが鋼構造物の補修補強の責任者として業務をすすめるに当たり、以下の問いに答えよ。ただし、鋼部材以外(RC床板等のコンクリート部材含む)に対する補修補強、地震後の損傷に対する補修補強、塗装塗替えは除くものとする。

(1)想定する鋼構造物を示し、3種類の損傷を挙げた上で各損傷に対して考えられる補修補強方法とそれによって得られる効果について述べよ。

(2)(1)で述べた損傷のいずれか1種類を挙げ、その損傷に対する補修補強の業務を進める手順について述べよ。

(3)(2)で挙げた補修補強の業務を進める際に、重要と思われる事項について述べよ。

模範解答

(1)鋼構造物の損傷と補修補強方法

 鋼橋の損傷と補修補強方法について以下に述べる。

①腐食による減肉

 桁端部の伸縮装置からの漏水や、床板の割れからの漏水により錆が生じ、鋼桁部に腐食が発生する。(方法)

 補修補強方法は、鋼板あるいはFRPによる当板を行い、断面性能を回復させ、発生応力の低減を図る。FRPを用いた当板工法では、補強前に比べ、腐食進展の抑制を図ることができる。(効果)

②疲労亀裂

 T継手部等の構造不連続部の応力集中部に活荷重や風荷重などの繰り返し応力が作用することで発生する。

 補修補強方法は、亀裂先端に孔を空けて、亀裂先端の応力集中を除去し、亀裂の進展を防止する方法、あるいは、当板の設置により断面を増加させ、発生応力を低減し、亀裂の進展を抑制する方法がある。

③高力ボルトの遅れ破壊と脱落

 部材連結部において、切欠きや腐食による断面減少部の応力集中部から亀裂発生後、進展し破壊に至る。これは主に昭和50年頃に製造されたF11T高力ボルトに多くみられる。

 補修補強方法は、現行基準の高力ボルトに取り替える。さらにPVC製の相互に連結されたキャップを各ボルトに被せれば、脱落や腐食を防止できる。

(2)腐食減肉に対する補修補強の業務手順

 以下に、高力ボルト接合による鋼板当板工法の業務手順を述べる。

①健全性評価:減肉調査結果や応力・たわみ測定結果を基に、強度や剛性の低下の程度を把握する。

③詳細設計:当板厚、ボルト本数の設定を行う。

④施工:ボルト孔あけ、表面処理、当板の設置、高力ボルトの取付け、塗装作業を行う。

⑤性能回復効果の評価:補強部の施工前後の応力やたわみを測定し比較する。

(3)補修補強業務を進める際の重要と思われる事項

①添接面の不陸整正

 腐食面のケレンにより不陸が生じるため、母材と当板の間にエポキシ樹脂や金属パテを塗布する。これにより、高力ボルトによる摩擦接合継手の性能確保と水の侵入による腐食の防止を図る。

②腐食原因の除去

 腐食の原因となった漏水や滞水の対策を実施し、将来、同様の損傷を発生させないようにする。

③荷重伝達区確保

 腐食損傷部の応力低減を確実に図るため、損傷範囲外側に荷重伝達区間を確保する。

①当板が負担する荷重

 死荷重供用化で当板を設置する場合、当板は活荷などの後荷重負担のみに期待する。

解説

作成中

H27年 建設・鋼コン Ⅲ-1問題 模範解答と解説

問題文

 我が国の総人口は、明治以降毎年平均1%で増加を続けてきたが、現在は増加から長期的な減少過程に入り、2010年から約40年かけて、2050年にはほぼ50年前(1965年)の人口規模に戻っていくことが予想されている。1965年の従属人口指数47が2050年には94になり、2050年の生産年齢人口は。ほぼピークであった1995年の57%程度になると予想され、1965年において働く人2人で子供や高齢者1人を支える社会であったものが、2050年には働く人1人で子どもや高齢者1人を支える社会になると予想されている。建設業界においては、社会資本ストックが増加しているなか、生産年齢人口の減少、生産年齢人口の減少に伴う社会経済の変化などが深刻な問題となっている。このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。

(1)上記社会背景を踏まえ、建設分野における問題点、克服すべき課題について、幅広い視点から概説せよ。

(2)上述した課題に対し、鋼構造物の分野において、あなたが最も重要な技術的課題と考えるものを2つ挙げ、それぞれについて解決するための技術的提案を示せ。        

(3)あなたの技術的提案それぞれについて、それたがもたらす効果を具体的に示すとともに、それらの技術的提案を実行する際のリスクや課題について論述せよ。 

模範解答

(1)建設分野における問題点及び克服すべき課題

 現在、我が国の建設分野における労働者数は約500万人であり、ピーク時の平成10年前後に比較し3割程度減少している、加えて55歳以上の労働者は全体の3割を占め、将来の建設分野の労働者数は減少傾向にある。

 一方、今後は高度成長期に建設された膨大な公共構造物の老朽化が急速に進み、維持管理に多くの人手が必要となる。このため、点検・調査技術の高度化による省力化を図ることが課題と考える。

 また、今後50年間で必要とされる公共構造物の維持管理費として190兆円が推計される中、人口減による税収の減少が予想される。このため、公共構造物

の長寿命化によるライフサイクルコストの低減が課題

と考える。

 さらに、近年の気候変動による局所的な大雨や地震等の災害リスクが高まり、より強靭な社会資本を整備するためにコスト高となる。このため、公共構造物に対する社会的影響評価の精度向上を図り、補修補強の優先順位をつけることが課題と考える。

(2)鋼構造の分野における技術的課題と解決するた

めの技術的提案

①鋼構造物の維持管理における点検業務の省力化

a)センサーを用いたモニタリングによる点検

 疲労亀裂が発生すると予想される箇所への検知線の貼付け、あるいは、電導性のある塗料を塗り、その電気抵抗をモニタリングすることで疲労亀裂に対する点検を省力化する。

b)ロボットの活用

 鋼橋の桁下などの狭い空間や大がかりな足場を必要とする山岳地での目視点検において、ロボットによる近接画像を撮ることで点検作業の省力化を図る。

②鋼構造物の長寿命化技術の適用によるライフサイクルコストの低減

a)バイパス工法

 この工法は、腐食減肉した鋼橋部材を部分的に取替える場合に用いる。取替え部を跨いで仮設桁や仮設ケーブルを設置し、取替え部を除去する際に部材に発生する応力を一時的に仮設材に迂回させ、新部材の取り付け後に仮設部材を撤去して再度主桁に応力を受け渡す。

b)アウトケーブル工法

 この工法は、腐食減肉した鋼橋の主桁補強において、鋼板やFRPによる当板だけでは所定の応力低減が得られない場合に用いる。既設主桁にケーブルを設置しポストテンションによる圧縮応力を導入することで、死荷重や活荷重による主桁下部に発生する引張応力を打ち消す。

(3)技術提案についての効果とリスクや課題

①鋼構造の維持管理における点検業務の省力化

a)センサーを用いたモニタリングによる点検

 効果は、点検では発見できない30ミリ以下の疲労亀裂の発見が可能になることである。しかし、温度や荷重の変化に対して、センサーの抵抗値が変化するため、誤診断が発生するリスクがある。この対策として、複数センサーデータの比例関係の変化に対して異常発生を判定する方法が考えられる。

b)ロボットの活用

 効果は、足場が不要となり交通規制による渋滞が解消できることである。しかし、ロボット機能の高度化により、機械操作の難易度が高くなるリスクがある。この対策として、アシスト機能により操作の簡易化を図ることが考えらえる。

②鋼構造物の長寿命化技術の適用

a)バイパス工法 

 効果は、仮受けベントが不要となることである。桁下空間の利用に制限がある場合に有効である。しかし、仮設材の荷重負担の確認作業おいて時間を要する。この対策として、磁歪法の活用が考えられる。

b)アウトケーブル工法

 効果は、鋼重増による影響が小さいことである。しかし、緊張材が露出するため将来的な取替えが発生するリスクがある。この対策として、連続繊維緊張材を用いて耐久性を向上させることが考えられる。

解説

作成中

H27年 建設・建設環境 Ⅱ-1-1問題 模範解答と解説

問題文

 自然環境に係わる施策の評価や企業の環境への取組において近年、重要性を増している生態系サービスについて概説せよ。生態系サービスの向上に寄与する建設事業を一つ挙げ、その事業が向上に寄与する具体的な生態系サービス及びその寄与する理由を述べよ

模範解答

1.生態系サービスの概説

 生態系サービスとは、生物・生態系が自然に持っている機能が人間にもたらす、経済的価値や資源である。

サービスとその内容は以下の通りである。

①気候調整(植物の蒸散や二酸化炭素吸収による気温調整、地球温暖化の抑制)、②水質浄化(干潟生物による沿岸域の物質循環促進)、③生物生産・④生物生息(農林水産資源の利活用)⑤レクリエーション(自然環境から得る精神的文化的利益)

2.建築物等の屋上・壁面緑化

1)気候調整

 屋上・壁面緑化は、植物の葉の器官である気孔の蒸散により気化熱を収奪して大気温の上昇を抑制する。また、光合成により大気中の二酸化炭素を吸収固定する。

2)寄与する理由

 建築物の表面は、コンクリート等の保水性の低い素材で覆われている。このため、気化熱による熱収奪が期待できず、建築物が密集する都市部ではヒートアイランド現象の原因となる。

 屋上・壁面緑化は、建築物表面の保水性を高め気化熱による熱収奪を促進することで都市部の気温上昇を抑制する。また、二酸化炭素吸収によって地球温暖化の緩和策となる。

解説

作成中

H27年 建設・建設環境 Ⅱ-1-2問題 模範解答と解説

問題文

 平成23年に「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法」が公布される等、国内における再生可能エネルギーの導入が促進されている背景を概説するとともに、現在、国内で利用されている再生可能エネルギーを2つ挙げ、各々の環境面における得失を述べよ

模範解答

1.再生可能エネルギー導入の背景

 我が国のエネルギー利用は、東日本大震災発生とそれに伴う原発事故による電力供給の逼迫から、化石燃料依存が高まっている。再生可能エネルギー導入の背景は、地球温暖化対策としての低炭素社会の実現や産油国依存型のエネルギーセキュリティの改善を求める声の高まりである。

2.再生可能エネルギーの環境面における得失

1)太陽光

(1)長所

エネルギー源が国内に広く分布し、設置場所を選ばない。従って小規模分散型発電に適しており、送電ロスが少ない。

(2)短所

発電量は日射量と時間で決まり、天候に左右される。夜間は発電しない。従って電力供給は不安定である。

2)地熱

(1)長所

 火山国である我が国では、半永久的に利用できるマグマを熱源とする地熱が豊富である。再生可能エネルギーの中でも最も長期的安定供給が期待できる。

(2)短所

地熱源は国立公園等に位置することが多い。蒸気採取による温泉利用との競合、開発に伴う貴重な生態系の劣化といった問題が開発の障害となっている。

解説

作成中

H27年 建設・建設環境 Ⅱ-2-1問題 模範解答と解説

問題文

 「環境影響評価法」に定める第一種事業にあたる建設事業が計画されており、工事中の環境影響が懸念されている。この工事中の影響に関する調査・予測及び環境保全措置の検討を行うに当たり、以下の問いに答えよ。(本設問では、工事中の環境影響に係わる事項とする。)

(1)あなたが想定した建設事業の概要と、その事業が実施される地域の状況を具体的に述べよ。

(2)(1)で述べた地域の状況との関連性を踏まえて、この建設事業において環境影響を及ぼす要因と影響を受ける環境要素の項目(以下、環境項目)を5つ挙げよ。また、あなたが最も重要と考える環境項目をその中から一つ選び、その理由を述べよ。

(3)(2)で最も重要であると選んだ環境項目について、調査と予測を行うための手法を述べよ。具体的、調査事項、調査地域、調査地点及び調査期間、予測の前提条件、予測手法、予測地域・地点及び予測時期について、明記すること。

(4)(2)で最も重要であると選んだ環境項目について、実施することが適切と考えられる環境保全措置と見込まれる効果を説明せよ。また、環境保全措置の検討を行う際に留意すべき事項を2つ挙げよ。

模範解答

(1)想定した建設事業の概要と事業実施地域の状況

建設事業の概要は、1.4万kwの浮体式洋上風力発電設備の建設である。事業実施地域は、漁業を主たる産業とする地方漁村である。

(2)工事中の環境影響要因と環境項目

1)環境影響要因と環境項目

環境影響要因         環境項目

①有害物質の流出        水質・底質

②濁水流出           水質

③工事時の騒音・振動発生    騒音・振動

④工事時の産業廃棄物発生    廃棄物       

⑤水中振動による海洋生物忌避  生物・生態系

2)最重要環境項目

 最重要環境項目は生物・生態系である。理由は、工事中の水中振動発生は海洋生物の忌避を招く可能性が高い。そして、豊富な水産資源を基盤とした地域主要産業である漁業への影響が大きいからである。

(3) 海洋生物に対する水中振動の影響調査・予測手法

1)調査手法

①調査事項;作業振動の水中伝播状況の把握

②調査地域;設備設置箇所とその周辺

③調査地点;設備設置地点とその周辺地点

④調査期間;四季調査(最低で1年)

2)予測手法

①前提条件

水中振動の魚類への影響判定は「水中音の魚類に及ぼす影響」の威嚇レベル、誘因レベルを基準とする。

②予測方法

水中音圧の減衰予測モデルにより海上作業による振動を音源とする伝播範囲と音圧を予測する。

③予測地域・地点;調査手法と同地点並びに主要漁場

④予測時期;設備の設置工事期間中ならびに重点期間として主要漁獲種の漁獲最盛期

(4)環境保全措置

1)気泡発生による水中防音とその効果

直径10cm以上の気泡を発生させることで低周波の水中振動を吸収・反射する。海上作業域の周囲に気泡のカーテンを装備することで水中振動の伝播を低減する。

直径10cmの気泡により44dbの音圧遮蔽が期待できる。

2)留意点

①直径10㎝以上の気泡作製

 気泡を発生させる水深圧力に調整した圧縮空気を用いて気泡を発生させことで、気泡の上昇に伴う周辺圧の減圧により直径10cm以上の気泡のカーテンを作製する。

②気泡発生による海底土の巻き上げ防止

気泡発生装置は、海底から十分な距離をとることで海底土の巻き上げによる濁りの拡散を防止する。

解説

作成中

H27年 建設・建設環境 Ⅲ-1問題 模範解答と解説

問題文

 ある都市において、市街地が拡散した都市の構造を見直し、コンパクトシティの実現に向け、都市構造全体の計画の立案が求められている状況にある。同時に、この機会を捉えて、地球環境をはじめとする環境への配慮の取組を連携して推進する必要がある。このような状況を踏まえ、計画を立案する立場として、以下の問いに答えよ。

(1)市街地が拡散した都市における環境面の課題を複数挙げ、コンパクトシティの実現に向けた取組を進めながら環境への配慮を図る観点から積極的に取り組むべき項目を多面的視点から説明せよ。

(2)上述した取り組むべき項目について環境面の改善効果を高めるために、あなたが計画上最も重視しなければならないと考えることについて、その理由も併せて述べるとともに、それを実現可能とするための対応策を示せ。

(3)あなたの対応策がもたらす効果を具体的に示すとともに、想定される留意点・リスクについて記述せよ。

模範解答

(1)市街地が拡散した都市の環境面の課題

課題1)自動車利用を抑えて歩いて暮らせる街づくり

 駅を中心に生活に欠かせない病院、学校等の公共施設が集約化された、歩いて暮らせる街づくりが課題となる。取り組むべき項目は、自動車主体から公共大量輸送機関へのモーダルシフトによる都市の大気汚染、ヒートアイランド現象、地球温暖化問題の改善である。

課題2)エネルギーの面的利用

 市街地の集約化によって近接化した施設間において、エネルギーを融通し合い投入エネルギーの最適化を図るエネルギーの面的利用が課題となる。取り組むべき項目は、スマートコミュニティー等による中心市街地のエネルギー利用の高効率化である。

課題3) 自然再生による魅力ある居住区の形成

 中心市街地に人口を集約させるためには、中心市街地が魅力的な居住区域に変貌を遂げることが課題となる。取り組むべき項目は、緑のネットワーク化のための既存ストックの緑地・水辺活用、バイオマス利用による資源循環、生物多様性による生活環境の向上である。

(2)環境面の改善効果を高める施策

1)都市型自然共生圏の形成

私が計画上最も重視する取組は、課題3の中心市街地の自然再生による都市型自然共生圏の形成である。

理由は、中心市街地の自然再生は居住区の魅力を高める手段として課題1の人口の集約化にも寄与する。さらに二酸化炭素吸収や気候調整機能といった生態系サービスによって課題2のエネルギー効率向上にも寄与し、他の施策と合わせることで相乗効果が得られると考えるからである。

2)都市型自然共生圏を実現可能とする対応策

①中心市街地の生活快適性の向上

 既存ストックである緑地・水辺を緑道、都市公園、建築物の屋上・壁面緑化といった施策でつなぎ「緑のネットワーク化」を図る。建物・水路形状の曲線化による「風の道」と組わせて涼風のしみ出す緑地・水辺を計画的に配置してヒートアイランド現象を緩和し、中心市街地の生活快適性を高める。

②バイオマス利用による低炭素化

都市緑化によって公園や街路樹から発生する剪定枝や間伐材等のバイオマス資源を熱・電力エネルギー源としてリサイクルする。これにより化石燃料使用を低減し、都市の低炭素化に寄与する。

③生物多様性によるアメニティーの向上

 緑地・水辺、里地・里山、干潟・藻場といったできるだけ多様なタイプの自然環境を都市内に再生することによって、そこに育む多様な生物種やそれらの相互関係から生じる自然現象を創出する。これらは、野鳥観察、釣り、体験型農業といった形で潤いあるライフスタイルを演出する要素となり、都市生活のアメニティーを向上させる。

(3)対応策の効果、留意点、リスク                    

1)対応策の効果

 経済的効果は、中心市街地のコンパクト化による社会インフラ維持費の低減と低炭素化・エネルギー高効率化による都市経営の向上である。

環境面の効果は、中心市街地の自然再生による潤いある生活環境の実現である。さらに自然豊かな都市生活環境は、人々に豊かな精神をもたらし、充実した人生の力添えとなり、来るべき成熟社会の礎となる。

2)留意点                  

 都市緑化における植樹種の選定は生物地理学に則り地域に自生する樹種を選定する。これにより都市ごとの多様性を高め、国内全体の生物多様性向上を図る。

3)リスク

 都市機能と居住区が集約した中心市街地の縁辺部では、インフラ費用低減の目的から社会資本投資が減少し、低・未利用地の放置や耕作放棄地の増加が予測される。

このために中心市街地縁辺部では、空き家等の増加による市街地劣化、人為後退による生物多様性の劣化を招くリスクがある。

解説

作成中

H27年 建設部門、施工積算 Ⅱ-1-1問題 模範解答と解説

問題文

 地下水位の高い地盤において、深さ10mを超える大規模な土留工を施工する場合、土留掘削に伴う周辺地盤の沈下・変位の発生の原因を2つ挙げ、それぞれについて設計・施工上考慮すべき対策を述べよ。

模範解答

(1) 地下水位の低下

1)地下水の逸水

 地下水位の高い場所での深さ10m以上の掘削の土留工では、一般的には鋼矢板工法を使用することが多い。しかし鋼矢板工法では十分な遮水性が確保されず土留からの漏水を許容することになる。地下水の漏水は土中の間隙水圧の低下を起こし、周辺地盤の変位低下に繋がる。

 対策としては、遮水性を確保するために、土留背面に薬液注入等の止水性の高い地盤改良を行う。また、施工上土留背面の地盤改良ができない場合は、鋼矢板のセクションに止水工事を行う。

(2) 土留の変位・変形

1)   土留の剛性不足

 土質や水位が設計で想定したものと相違することで想定以上の土圧が作用して、土留自体の変位変形が発生する。これにより、支保工全体の剛性が不足し、地盤には、変位や沈下が発生する。

 対策としては、土留全体の剛性を高めるために、切梁段数を追加する。また、土留部材の剛性を上げるために部材に補強材(スティフナー等)を取り付けで剛性を高める。また支保工には、プレロードを導入して、土留工の緩みの発生を防止し、土留全体の変形防止を行う。

解説

作成中

H27年 建設部門、河川砂防 Ⅱ-1-1問題 模範解答と解説

問題文

 河川堤防は土堤を原則としている。河川管理構造令を踏まえ,土堤である一般的な河川堤防の構造並びに強化対策について述べよ。

なお,計画の規模を上回る洪水は考慮しないものとする。

模範解答

土堤を原則とした河川堤防の構造と強化対策

1.河川堤防の構造

 土堤による河川堤防は,耐久性に優れ,拡幅や嵩上げなどの維持管理が容易なことや,築堤工費が安価なことから,土堤原則とされている。

しかし,その一方で,耐透水性,耐侵食性に劣る欠点があることから,それを補うための補強対策が必要である。

2.河川堤防の強化対策

①浸食に対する強化対策

 土堤の堤外地の法面を覆う法覆工や護岸工により,表面浸食から土堤の保護を図る。

②洗掘に対する強化対策

 根固め工や沈床工の設置により,洪水時の流水に対して洗掘防止を図る。

③浸透破壊に対する強化対策

堤内地側にドレーン工を設置し,堤体内の浸透水を速やかに排水し,法裏の崩壊防止を図る。また,浸透水のよるパイピング破壊対策のため,遮水壁による水みちによる浸透防止を図る。

解説

作成中

H27年 建設部門、施工積算 Ⅱ-1-3問題 模範解答と解説

問題文

 建設工事において足場を使用して高所作業を行う場合に、墜落・転落災害を防止するため、足場の設置計画、足場の組立て・解体作業、足場上での作業の各段階において留意すべき事項を挙げ、それぞれについて述べよ。

模範解答

(1) 設置計画段階

①計算による耐力確認:計画した足場は、想定される上載荷重や水平荷重を考慮した構造計算を行い、十分な耐力があることを確認する。

②強固な壁や柱との固定:揺れや傾きの発生を防止して、安定した足場にするために、足場自体を強固な壁や柱と緊結して固定する。

(2)組立・解体作業段階

親綱・ネットの設置:作業中は、手摺が設置されていない状態となるため、親綱を張り手摺とする。また、足場の隙間から等の転落に備え、転落防止ネットを設置する。

②悪天候時の作業休止:強風雨等の悪天候時は、足場上が滑ることや高所でバランスを崩して転落に繋がる為、作業は行わないようにする。

(3)作業時段階

手摺・柵の設置:作業場所には、強固な手摺や柵を設置しておき、作業時の不用意な転落を防止する。

積載荷重の厳守:設計で見込んだ以上の荷重を掛けると、足場の傾斜や倒壊に繋がる恐れがあるため、積載できる荷重を明示して使用者へ周知する。

解説

作成中

H27年 建設部門、施工積算 Ⅱ-2-2問題 模範解答と解説

問題文

 コンクリート構造物の施工において型枠及び支保工は、所定の位置及び形状寸法の構造物を得る上で必要・不可欠なものである。型枠及び支保工の設計・施工にあたり、以下の問いに答えよ。

(1)高架橋の型枠及び支保工の設計に当たり、考慮すべき荷重について述べよ。

(2)市街地の民家に隣接した工事用道路を使用して、道路と並行な桁下空頭7mのラーメン高架橋の柱上部・スラブのコンクリートを打設し終えた。今後、型枠及び支保工の取外しを施工するに当たり、留意すべき事項を3つ挙げ,それぞれの内容について述べよ。

模範解答

1.考慮すべき荷重

(1)鉛直荷重

仮設重量:仮設工事では、使用する支保工等の仮設材料の重量や仮設材設置時に使用するクレーン等の重機械の重量を見込んで計算する。

②本体重量:鉄筋コンクリート等の本設部材は、施工進捗に応じて本体重量が増加していくので、逐次の重量を考慮する。

衝撃荷重:高架橋施工では、施工中に工事車両などが走行する場合がある。このような一時的に発生する荷重を衝撃荷重として考慮する。

(2)水平荷重

①組立誤差による荷重:現場で組立てる支保工材の組立精度は、組立誤差が大きくなるため水平方向へ荷重が分散する。このため鉛直荷重の5%を水平荷重として見込んでおく。

風荷重:作業中には、暴風を受けることがあるため、水平方向に荷重として支保工面積相当の水平力を見込んでおく。

地震荷重:施工途中に地震による水平荷重がかかることがある。このため、水平方向地震時の揺れによる荷重

(3)側圧

①生コン硬化時間の考慮:型枠に作用するコンクリートの側圧は、打設直後から硬化に伴い変化するため、打ち上がり時間を考慮した側圧とする。

配合の考慮:コンクリート配合時のスランプにより、自立性が異なるため、掛かる側圧が変化する。

2.型枠、支保工撤去時の留意事項3つ

(1)コンクリート脱型強度の確認

現場養生供試体の強度確認:高架環境では風により乾燥しやすいため、試験室でなく現場養生供試体で強度確認をする。

脱型順序の順守:脱型の順序は、かかる荷重の小さい側部から始め、次に底部を解体する。

(2)支保工解体時の荷重の確認

振動や損傷の防止:弱材齢のため振動によるひび割れ、接触による損傷が発生しやすいため慎重に行う。

②荷重の制限:解体材を一か所に集積することで偏荷重を掛けないように資機材による荷重を制限する

(3)飛来・落下災害の防止

①落下防止ネットの設置:解体材の落下による一般車両や作業員の被災を防止するため落下防止ネットを設置する。

②親綱設置と安全帯の使用:解体時の作業員の転落墜落災害防止のため親綱設置と安全帯使用を徹底する。

解説

作成中

H27年 建設部門、施工積算 Ⅲ-1問題 模範解答と解説

問題文

 建設業は,大規模災害からの復旧や東京オリンピック・パラリンピックの開催準備等の事業を進めているところであるが,今後とも必要な社会資本を提供し,適切な維持更新の役割を担うため,なお一層国民の理解を得つつ,魅力ある産業として持続的に発展していくことが求められている。このような状況を踏まえ,以下の問いに答えよ。

(1)建設技術者として取り組むべきと考える社会資本整備の分野を2つ挙げ,その意義を

記述せよ。

(2)(1)で挙げた社会資本整備の分野のうちの1つについて,取組を進めるに当たって課題を2つ挙げ,それぞれの技術的対応策を記述せよ。

(3)(2)で記述した対応策の1つについて,それを実行する際,あなたのこれまでの験やスキルを踏まえ,どのような役割を果たすことができるか具体的に記述せよ。

模範解答

1.取り組むべき分野と意義

(1)高速道路改修分野

①インターチェンジの改良

 既設のインターチェンジの車線数を拡幅することで、車両の流動がスムーズになり、渋滞を削減できる。また、既設本線の途中位置に出入口を増設するスマートインターチェンジ化により、小規模な改良工事で利便性を向上できる。

高機能舗装化の導入

 舗装を高機能舗装化することで、沿道への交通騒音の低減になる。また、路面の排水性能が向上するため、車両を制御しやすくなり、スリップや追突などの交通事故を低減できる。

(2)地下鉄駅舎の改修分野

①駅舎本体構造物の拡幅

 現況の駅舎本体と並列に接して、新たに構造物を建設して本体と接続することで、駅舎全体の幅員を拡大することができる。これにより混雑が緩和され、旅客流動がスムーズになる。

非破壊検査の活用

 構造物の改修施工には、非破壊検査を活用することにより、既存構造物を損傷することなく劣化部を早期に把握することができる。これにより、優先順位をつけて必要な補修や補強を実施することができる。

2.地下鉄駅舎修繕の課題と対策

(1)プレキャスト化の導入について

①課題:施工時間の短縮

 共用されている地下鉄駅舎を、旅客流動への影響をできるだけ少なくしながら改修するためには、工事に掛かる施工期間をできるだけ短縮する必要がある。

②対策:資機材のユニット化やプレキャスト化

 構築施工の主要工種である、鉄筋組立や型枠組立及びコンクリート施工の時間を削減する方法として、事前にユニット化やプレキャスト化する。

これにより、現地での施工時間の短縮と、現場状況に左右されない、安定した製品となり、品質の向上ができる。

(2)使用資機材の改善について

①課題:施工機械の小型化

狭隘な地下空間では、地上部で使用するような大型機械は使用できない。そのため、現地に入ることができる小型機械の重機械を活用するのが効率的である。しかし、小型化に伴い重機自体の重量が軽くなるため、楊重能力が低くなり、施工効率が低下する。

②対策:材料の分割化

 使用する仮設材鋼材を、従来より分割化することで、狭隘な場所への運搬や組立が可能になる。使用部材にはアルミ製仮設材や軽量骨材を使用することで、運搬や設置の負担増加を抑制できる。

3.経験やスキルを踏まえた具体的な役割

プレキャスト化の導入を提案する。

(1)搬入・設置方法の提案と指導

 コンクリート製のプレキャスト製品は、接触による割れや欠けが発生しやすいため、専用の搬送ルートを確保することで、接触リスクを予防する。セグメント搬送と類似の搬送レールを設置するのが有効である。現地の状況によっては、レール方式から変更して、天井からビーム材を吊り下げたモノレール形式も可能であり、このような対応方法も指導したい。

(2)材接続方法の提案

 各部材を接続する方法としては、部材間に一部鉄筋を配置して間詰めコンクリートを打設する方法が考えられる。コンクリートの施工は、型枠、鉄筋、養生と多くの管理が必要であり、相応の時間がかかる。そのため、部材間の接続方法には、ボルト形式の継手を適用することで、施工時間の大幅な短縮が可能になる。また強度面においても、セグメントの接続のように実績が多数あり、信頼性もある。

 プレキャスト活用により、鉄筋継手位置に影響されず、逆方向や中間部からの施工が可能になるため、工程が遅延した場合の対応にも有効である。

模範解答2  (簡易形式1)  添削履歴 3回 2019/07/7   専門事項 施工計画

建設技術者として取り組むべき社会資本整備

1)生活の利便性を支える道路整備

①高速道路網の構築

山間部などの地域に住む人々は、救急医療の問題が大きな不安要因

②災害時における輸送経路の確保

災害時に被災地へ救援物資や人の輸送を日本全国から行う為の輸送経路

2)自然災害からの被害を防ぐ河川・港湾整備

①河川の氾濫を防ぐ堤防整備

集中豪雨等による河川の氾濫・決壊を防ぐ為の堤防強化

②台風・冬期波浪等の被害を防ぐ港湾整備

台風や冬期波浪等の大きな波から道路・家屋を防ぐ為の防波堤や防潮堤の整備

2)自然災害からの被害を防ぐ為の課題と技術的対策

①中・小規模な河川の堤防の緊急整備

中規模・小規模な河川における堤防の強化が未整備である為、未整備な河川周辺に集中的豪雨が発生した場合に堤防の氾濫・決壊の恐れがあるので緊急整備が必要。

ハザードマップを作成・配布し、河川が氾濫した場合に自分の地域の被害情報を把握して迅速な避難を促す。水中ポンプ等を配備し河川の水位を低下させる。

②消波機能の回復

防波堤・防潮堤が経年経過により沈下・摩耗等により消波機能が発揮できていない為に台風や冬期波浪による道路や港湾施設の冠水等の被害が拡大する。波浪条件が変化し被害を防ぐ為に、波浪シミュレーションを実施し予測対策を計画する。

3.経験やスキルを踏まえての役割 

自然条件の厳しい港湾・河川工事を数多く経験し、波浪等による手戻りがないリスク回避能力で効率的に消波機能の回復を図る役割を果たす事ができる。

1)面的水中計測による水中部の「見える化」で作業効率を向上 

マルチビーム計測による水中計測で水中位置情報を把握し、水中部の「見える化」する事で消波機能の劣化が激しい所を迅速に復旧する。見える化により水中位置を把握している為に、船舶の移動、段取り換え等の作業を効率よく計画できる。

2)現場条件に合わせた波浪予測を行いリスク回避

現場条件に合わせて構造物ができる事による影響・波浪の変化を予測して現場における対処を事前に行う事で、波浪等による被害を未然に防ぐ事ができる。

構造物ができ脆弱な箇所と予測される箇所に補強を行う事で急激な海象の変化に伴う波浪で被害を受ける事を未然に防止する。

H27年 建設部門、河川砂防 Ⅱ-1-3問題 模範解答と解説

問題文

 毎年頻繁に発生する土砂災害の特徴を述べるとともに,警戒避難に用いられている土砂災害を予測する手法の内容・特徴について述べよ。

模範解答

1.毎年頻繁に発生する土砂災害の特徴

 土石流やがけ崩れなどの土砂災害は,力学的機構や条件はわかっても,突発的に発生することから,それがどこでいつ起こるかを予測することは難しい。そして,運動速度が速く,運動エネルギーが大きいなど,災害を回避する際の障害となる要素が多く,かつ破壊力としてのエネルギーも大きいことから,簡単に家屋などが破壊され人的被害に直結しやすい。

2.警戒避難に用いられる土砂災害を予測する内容と特徴

①土砂災害の予測内容

 観測降雨を基に積算雨量と土壌雨量指数の関係から,土砂災害危険基準線を過去の土砂災害発生・非発生雨量データを基に予測し,避難勧告などを発令する基準とする。

②土砂災害の予測特徴

 土砂災害がいつ,どこで発生するかの予測は難しいものの,土砂災害が発生すると,その運動は地形の支配を大きく受けることから,危険域は比較的予測しやすい。

 よって,土砂災害の予測に基づく,ハザードマップを活用した早期の避難が重要となる。

解説

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