国際関連小委員会企画：津波による橋梁構造物に及ぼす波力の評価に関する研究者による座談会
はじめに
座談会の様子東日本大震災をうけ，土木学会コンクリート委員会では，「津波による橋梁構造物に及ぼす波力の評価に関する調査研究委員会」を設置し，2011年から2013年まで精力的に活動した．ここでは，委員会の活動と今後の展開について，委員会のメンバーと防災に関係する研究者による座談会を開催した．
なお，本稿は土木学会コンクリート委員会国際関連小委員会で発行するNewsletter No. 36 (2014年1月)の企画として行われた座談会の日本語版である．
座談会出席者
丸山 久一 小委員会 委員長（長岡技術科学大学）
水谷 法美 小委員会 委員（名古屋大学）
目黒 公郎 （東京大学）
司会進行
長井 宏平 国際関連小委員会 委員（東京大学）
村田 裕志 国際関連小委員会 委員（大成建設）
座談内容（発言者敬称略）
最初に，丸山先生，水谷先生，目黒先生から，丸山先生には委員会全体の活動と今後の展開について，その後，水谷先生より海岸工学の知見からご意見を頂き，最後に，目黒先生から総合防災の観点から，橋梁の役割や保有すべき性能などについてお話をいただいて，そのあと議論を始めたいと思います．
 丸山
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東日本大震災のあとに土木学会では調査団を派遣し，そのときに想像以上に橋梁が流されている事実が判明しました．現在の土木学会の標準示方書でも一応海岸構造物の水の力は，静水圧と安全係数で考えているのですが，津波によるものは一切考えていなかったです．今回，あれだけ被害があって，この結果を何とか示方書の中に反映させるには，どうすればよいのか考えたのが，この委員会を始めるきっかけでした．それには，とてもコンクリートに関係する技術者だけではできないので，海岸工学に関係する研究者4名に加わってもらいました．
委員会では，まず橋梁の現地調査を行いました．それは流された，流されないは関係なく，浸水域にある橋梁を全て調べました．
また，スマトラ地震の津波による橋梁被害を調査されていた，九州工業大学の幸左先生にも加わって頂きました．幸左先生は現地調査を全部やるのではなくて，津波のビデオを持っている人たちを探し，データをかなり集めました．
幸左先生は，スマトラの地震の際に，橋梁の流出に関する判定式を提案しており，今回，それに対して検証を加えました．最初は，いろいろな仮定が入っているために，答えがばらついたのですが，海岸工学の観点から実験や数値解析を加え，整理をしました．数値解析でどこまで解明できるのかが，およそ分かってきました．それらを通し，設計に使えるように，平常の水面から高さや，橋のスパンの情報，橋の形状に応じて，おおよそどのくらいの力が加わりそうかというのが分かりました．
私としては，あと２年ぐらいこういう活動が続くと，まず指針(guideline)が発行できるのかなと思っているので，５年後の示方書にはその成果を反映させたい．具体的には，津波が来たときに橋梁に作用する力は，こういう因子を考えてやると，ある確率で大丈夫かあるいは危ないかということを示したい．
設計のためには式を簡略化する必要がありますが，それを使うと，今後，東海，東南海でどういう津波が来るかという予測がありますので，それに応じて現在ある橋梁の危険性を示したい．そういうことがある程度わかり，その後の避難計画や防災計画に使ってもらえるならば，将来的に，その辺ぐらいまでを目指していきたいなと思います．
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 水谷
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私の専門は海岸工学で，今回，この委員会に参加しまして，とにかく最初の印象は非常にアクティビティが高いことです．特に現地調査は，あれだけの調査を短期間でやられたのはすごいなというのは正直なところです．
また，震災以降，私もこの委員会で橋梁に関係する活動に参加させていただいて非常にいい経験になったと思っていますが，海岸工学分野の違うメンバーは，鋼構造，都市計画，マネージメントに関係する委員会でも活動しており，海岸工学としては，様々な分野と協力しながら横断的に活動しています．
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 目黒
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私はこの委員会のメンバーではありませんが，この委員会の活動には関心がありました．特に，冒頭で丸山先生がおっしゃっていた委員会の成果がどんなふうに利用されるのかというのは大事だと思います．また外力としてのハザードに関しては，海岸工学の方々の知見を有効活用して，津波外力を低減できないか，例えば海底地形の人為的な変化や各種の防波堤の建設によって，津波の高さや速度をどの程度コントロールできるのかを明らかにすることが重要です．また，従来考慮してこなかったもので，内陸の構造物の被害に大きな影響を及ぼしたのは漂流物の問題です．
さらに，インフラシステムの構成要素としての橋梁の設計についても，新しい考え方を導入すべきではないでしょうか．現在は通常，１日当たり交通量に応じて道路や橋梁の重要度が決まるわけですが，それに加えて，そのルートが持つ災害時の避難路や緊急物資の輸送路としての役割，またその機能確保に不可欠な橋梁の役割，さらに高架橋などでは避難場所としての役割，さらに盛土部などではそれが果たした防潮堤としての役割などの考慮です．このような平時交通量以外で従来は考慮されていないプラスアルファの役割や重要性を加味する考え方が必要だと思います．
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ありがとうございます．
丸山先生より，最終的に設計基準に反映させたいというお話がありましたが，地震と比べて津波の確率は低いと考えられるのですが，どのような考え方で設計基準に反映させることができると考えていますか．
 丸山
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そこはまだ十分議論してないですが，耐震の考え方はたぶん適用できるかなという気がします．耐震だと２段階の地震を考えており，厳密の表現ではないですが，1段階としておおよそは100年間の供用期間のうちに１，２回来るような地震というのを一つ考えます．それから2段階として，1000年など滅多に来ないような大きな地震でも，それも考える．1段階目の地震に対してはほとんど弾性的に挙動させるようなことを考えるし，2段階目の滅多に来ない大きな地震に対しては，構造物として崩壊させないようなことだけを考える．津波に対してもたぶん２段階ぐらいで，あるレベルの津波まではほとんど橋梁の被害がないように設定して，それを超えた津波には，場合によっては，流されても良いとするようにするのだと思います．先ほど目黒先生が言ったように，最後にまた都市計画的なものと考えて，この道路だけは残しますというのは都市防災計画とリンクさせるのだと思います．
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 水谷
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津波に関しても同様の考え方があり，命だけではなくて財産，生活，経済などを，いわゆるハードで守りましょうという考え方と，それからそれを超えるものについてはハードでは防ぎようがないので，命だけは何とか守りましょう，それ以外についてはできるだけ被害を軽減するような形でソフト的に対応しましょうという減災の考え方があります．問題は対策レベルでして，ハードでどこまで守るかというところをどうするかというのは今一番大きな議論になっていると思います．しかし，対象の構造物は基本的には海岸堤防や防潮堤であり，とにかくそれで命を守ることに関して今は一生懸命で，それより背後にある橋梁について，減災の観点からどうするかという議論には至っていません．
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堤防については，堤防の高さに関する議論はどうなっていますか．
 水谷
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今，国で対策目標レベルの地震，津波が検討されていて，もうすぐ公表されると思います．ですから，本当に構造物の設計基準としての津波がどのレベルになるかというのはまだ少し議論が要るかなという気はします．
一方，東北のほうは，場所によっては非常に高い堤防が欲しいというところと，そんなに高くしてもらったら困るというところと両方あって，そこは非常に難しい判断が必要になります．ある程度それは住民の意見を聞きながら決めていかないと，生活や経済の基盤と非常に密接に関連していることなので，一概には決められないと思います．現実にどういうふうに整備していくかという時には，避難できる環境とセットで考えていくというのが必要かなという気はします．
また，将来的に地域がどうなっていくかというのもあると思います．今，どんどん高齢化・過疎化が進む一方，建設したものを維持していかないといけない．これらを両立させる必要があるのかなど，不確定な要素はずいぶんあるなという気がしています．
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 目黒
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私は様々な対策を進めていく上で，学問的に検討している人たちが公表する数字に対して感じるイメージが，専門家や技術者と一般市民やマスコミで大きく異なる点の理解が重要だと思います．専門家はその数字の持つ意味や精度に関して，ある幅をもって理解しています．津波に関しては，1割，2割の違いは当たり前です．しかし，一般市民やマスコミはその数字をそのまま受け取り，堤防の高さを議論し出すのですが，実際はそこまでの精度はありません．ましてや理学の人たちが考える領域では，もっと違います．
その点に関しての市民やマスコミの理解を促進すること，きちんと説明していくことがすごく重要だと思います．それがないとわずかな数字の大小の差で，賛成か反対みたいな議論になってしまい，建設的な議論ができません．これはサイエンス・インタープリテータの育成に関係する重要性の部分になってくるのかもしれませんが，今後私たちがいろいろと議論をした結果を社会に発信するときには，これらの点にも注意を払って，なるべく誤解のないように理解し，賛同してもらえるように努めるべきだと思います．
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技術的な話に戻りますが，委員会では，橋梁が流されないためには，流速などを考えてアンカーを付けるかどうかや，橋の形式は鋼橋がいいのかコンクリート橋がいいのかなどの議論もあったのでしょうか．
 水谷
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それは未だあまりやってないんです．私の直感的には，大きな津波に抵抗しようとすると，桁が流されなければ橋脚が破壊し，橋脚を頑強につくると基礎が破壊する．だからどういうバランスで考えるかという話になります．例えば今回，小さくて非常に低い橋は流されてない．それは津波の先端が来るときはまだそんなにスピードがなくて，津波の中にある程度潜ってしまっていると，上に結構大きな嵐が来ていても，その威力は下まで伝わらなかった．
今，我々が整理しているのは，こういう特性を持っていればまず流されないというのが分かる橋梁と，それからグレーな橋梁の分別です．さらに大きな津波が来たら，ある程度はあきらめるしかない橋梁もあるけれど，その場合にも，その橋梁を守りたかったら橋梁位置を上げるか，もしくは沿岸から奥に建設するかなど，それは計画の話と一緒になりますが，議論できるようにしたい．
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桁と橋脚と基礎の破壊は，どのように違いますか．
 水谷
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桁が流されるのが復旧が一番早い．だから流されやすい桁をつくったらいいという話もあります．もっと細かい技術でいけば，長大橋のように，空気の流れと水の流れは似ているので，流れにできるだけ抵抗させない桁を検討することも可能です．それから，今津波のメカニズムが少しわかっているのですが，上に持ち上げる力がある程度あるので，その力を考慮した橋梁の形状にするなどの工夫もできます．
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そのあたりは実験とか数値解析の結果からもある程度出てきていることなのですか．
 水谷
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そうですね．一方向の揚力が大きく寄与すると考えられています．ただ鉛直方向の力が，上向くのか下向くのかというところが結構微妙なところで変わるのが難しいところです．橋梁形状を工夫することで常に欲しい方向に作用させるようなことができれば，当然期待できる技術に繋がっていきます．
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地震時の落橋防止対策と同じように，ワイヤなどで橋梁を結んでおけばいいんじゃないかとかという考え方もありますが．
 丸山
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あれはほとんど役に立たない．作用する力がすごく大きいので．今回の調査でも，橋脚の折れた橋梁があった．後で調べると，その橋梁は落橋防止装置で強く固定されていた．それは，以前の宮城県沖地震の際に橋梁がずれたので，しっかりとしたずれ止めを付けていた．そのために，桁は流されず一体化しており，橋脚が破壊された．橋脚を補強しても基礎が破壊されることになります．やはり復旧が早いのは桁を流して，架け替えることです．橋脚が壊れなければ大丈夫です．
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ここまでの話は，橋梁の持っている耐力側の話なのですが，目黒先生おっしゃられた，インプットとしての外力に関して，例えば海岸に穴を掘り水が速く流れるルートを決めるなど，コントロールすることは可能でしょうか．
 水谷
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工夫をする余地はあると思います．仙台のあたりは海岸線ですと堀があります．あれが津波の軽減に寄与するのではないかという話があって，どれくらい寄与しているかということは今検討が進んでいています．
ただ津波は非常に長いので，津波そのものの向きを変えたりすることは現実的には不可能だと思う．できるとすると，津波を鉛直方向に上げるとか下げるとかいう断面での制御しかないと思うので，そうすると海岸堤防を二重にすることや，あるいは，逆に海を掘り込むとか，断面の形で，津波の勢いを少しずつ落としていくことになると思います．
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話が変わりますが，計画系の技術者との議論はどうなっていきますか．
 水谷
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私自身は今は直接に議論をすることは無いのですが，減災のことを考える際には総合的に考える必要があるので議論が必要です．予想される津波に対して可能な対策を挙げる．早く感知する技術，それを伝達する方法，非難の手段，避難ルートはどこが一番いいか，人がパニックの中でどのように動くかなどです．そういう総合的な中で，橋梁については，この橋梁は壊れるかもしれないが，ここは大丈夫というようことを言えるようになる．すると，防災計画で避難計画をつくる人たちは，どのような計画にするか決められる．そういう総合的な議論の場を作ることが重要になると思います．
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避難のシミュレーションは，目黒先生もよくご存じですね．
 目黒
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避難については，いろいろ考えています．無限の時間と無限のお金があるわけではないので，対策に優先順位をつけ，この順番で対策を講じたときに一番多くの人が助かります，などの検討をしています．しかし，東日本大震災は震源位置の関係から避難時間に余裕がありましたが，想定されている南海トラフ沿いの地震ですと，早いところだと第一波が地震後２分ぐらいで，最大波が20分程度で押し寄せると予想される地域もあるので，十分な避難時間がありません．強い揺れが数分間も続き，建物が被災したり室内が家具などの転倒でひどい状況になることも予想されるので，建物から外に出るだけでも時間がかかります．結果として，避難できない状況で津波に襲われてしまう人々や，外に出ても十分な避難時間を確保できない人々が多数発生してしまう状況です．そこで，私はこのような状況でも何とか人々の生命を守る避難施設の研究を行なっています．
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都市計画という意味では，津波の想定や対策の手段の情報が与えられれば，都市計画は上手くできるのでしょうか．これまでのお話からは，少し難しいなと感じますが．
 水谷
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たぶん都市計画よりも，法整備をどうやっていくかというところが，かなり重要だと思います．
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 丸山
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はい．決めるのは行政もかかわってきますから，総合的に考えることが大切です．
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全体の話がすごく大きくなっていますが，では，研究者はどこまで関係していくべきなのでしょうか．考えを広げていけばいくほど，行政や住民にかかわっていく中で，研究者や学会などはどこまで踏み出せるのでしょうか．研究者の役割という観点で，いかがでしょうか．
 目黒
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それはなるべく正確な情報を意思決定者に提示することだと思います．そのときに正確な情報という意味は，数値をはじめとした情報の持つ意味や精度，その影響などを正確に伝えることが大切です．その中には現在の科学や工学の限界も含まれます．これらが正確に伝わらないと意思決定する人の能力が高くても適切な判断はできません．今，この点のミスマッチがいろんなところであると私自身は感じています．
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では最後に，それぞれ，コメントをお願い致します．
 丸山
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こういう議論を定期的にやったほうがいい．そうするとその段階ごとに技術の進歩を反映して，今ここまでできますとか，あるいはある領域の技術者や研究者に，こういうことをやってもらったらいいんじゃないですかというのが考えられます．融合というか，いろんな分野の人が集まって意見交換するような場をどうやってつくるか．そういう場をつくるのがたぶん学会の役割の一つかなと思うけどね．専門を深化するというのもそれなりに意味があるけど，それだけではダメです．
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 水谷
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堤防などの海岸構造物というのは，地上の構造物の設計の考え方と違い，弾性と塑性を考えて破壊を制御する考え方が無いので，弾性域から破壊まで至るところをどう制御していくかが大きな課題だと思います．そこをクリアしないと，先ほどの設計基準における2段階の考え方が難しくなります．海岸工学分野には，たぶんそういう考え方ってあまりないと思うんです．今後，そういう意識も持ってやっていく必要があるのかなという気がします．
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 目黒
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我々がやっていることは，最終的に社会にどうプラスになるのかを誤解の無いように説明できれば，社会に基本的にアクセプトされると私は思っています．その際に重要なのは，インタープリテータの役割と存在です．専門的な内容を一般市民にも理解される言葉を使ってわかりやすく説明することを私たちの業界はもっともっと重要視すべきです．この配慮に欠けていたことが，いいことをしているのに，誤解されたり，悪者扱いされたりしてきた過去の悔しい経験の主要な原因のひとつと感じます．
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長い時間，ありがとうございました．
委員会の活動概要
（津波による橋梁構造物に及ぼす波力の評価に関する調査研究委員会報告書，コンクリートライブラリー140より抜粋．詳細は，報告書をご覧ください．）
2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震は，マグニチュード（Ｍｗ）9.0というわが国およびその近海で発生した地震としては観測史上最大規模のものであった．地震によって引き起こされた巨大津波が東北地方沿岸を襲い，多くの犠牲者を出すとともに，福島第一原子力発電所の機能不全により多量に放出された放射性物質のため，避難を余儀なくされた住民が多数に上った．
2013年6月10日現在で，震災により亡くなった方は15,883名，行方不明の方2,671名と報じられている．また，避難所等で亡くなった方も2,600名を超えているとのことで，本報告をまとめる上で，これらの方々のご冥福をお祈りする．
今回の東日本大震災では，青森県南部から千葉県北部にかけての広範囲に亘って多数の橋桁の流失が見られたこと，近未来に東海および東南海地域に巨大地震および津波の発生が予想されることから，新設の橋梁の耐津波設計でなく，既存の橋梁の耐津波性能の評価および補強技術も喫緊の課題として認識されるようになった．そこで，土木学会コンクリート委員会では，「津波による橋梁構造物に及ぼす波力の評価に関する調査研究委員会」を設置し，2011年7月から活動を開始した．
研究委員会の活動内容は以下である．
（１）調査対象橋梁は，津波で浸水した領域にある全橋梁とした．橋桁が流失した橋梁のみならず，被災のない橋梁も詳細な調査をすることとした．調査手段として，インターネットによる衛星写真をフルに活用し，航空写真を補完とした．これらのデータはデータベースとしてまとめて整理し，必要に応じて参照できるようにした．
（２）津波浸水域にある橋梁は1,793橋で，流失等被災した橋梁は252橋である．橋梁の流失の可否に関する分析として，橋梁の特性をパラメータとして行った．
（３）九州工業大学の幸左博士の提案による判別式を適用して分析を行った．津波の流速は重要なパラメータであり，全橋梁を対象とすると判別式の精度は高くないが，特定の流域では，津波の流速にそれほど大きな差がないためか，ある程度の評価が可能であることが分かった．
（４）特定地域では，津波の状況が住民によりデジタルカメラに収録されている．それらを分析して，津波が押し寄せてくる際の津波の高さ変化と津波の流速の変化を明らかにした．
（５）海岸工学が専門の委員は，種々の水理実験により，橋桁の流失に関する要因を明らかにするとともに，シミュレーション技術の開発も行った．
委員会活動の中間報告はNewsletter No. 26，No. 29でも報告されている．
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