№11 R3年 建設部門、鋼構造及びコンクリートの答案について添削致しました。 2021/08/11

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この答案についての講評

 試験結果は、必須科目がB、選択科目がB,A(総合A)で残念なことに不合格と評価されました。答案の表現力は十分で、見識問題では正しく解答ができていましたので、合格の期待が持てました。しかし、建設部門鋼構造及びコンクリート技術士としてのプロの提案が足りなかったようです。これらを表現すれば合格しやすくなります。今回の試験ではそうした専門的な練習がやや不足していたのではないかと想像されるところが見受けられます。

これまで2回目受験されて、これまで有料の講座をお受けになったことがないとのことでした。このため戦略的な論文表現がやや弱かったようです。ご自身の努力だけでは、出題者の真意が読み取れず、解答のストライクゾーンに答えるのが難しかと思います。まずは記述内容の矛盾や無駄をなくしていけば次第に正解に近づきます。

 必須Ⅰでは、課題の議論がやや抽象的に感じました。風水害に対応した課題に集中した方がよいでしょうまた、解決策の提案はやや独断的のようです。風水害に対する備えを論理的に展開してください。もっと具体的に気象予測や水理工学の提案をされると良いでしょう。選択科目Ⅱ-1はほぼOKです。Ⅱ-2はやや提案力、経験力が不足しているように感じました。Ⅲは予防保全の課題を述べ、やや議論が飛躍していましたが、結果的にはAで良かったです。無駄な記述に発散するのをなくして簡潔な書き方ができると、本題に迫る得点力の高い答案が書けて、合格しやすかったのではと思います。

 しかしこうした弱点があったとしても、コンピテンシーを高めていけば必ず合格できます。再現答案を修正して、まずは真の正解を確認されるようにしてください。

 技術士試験では、講師の言うとおりに語句を直しているだけでは合格出来ません。大事なのはご自身で正解を感じ取る、そして行動(提案)することです。この感覚を早く習得されて、合格を勝ち取ってください。ただし1回で合格するには正しく学ぶ必要があります。本講座ではマンツーマンコーチングで技術士コンピテンシーを引き出して一発合格するための指導をしておりますのでご参考にしてください。

 音声ガイドによるコーチング指導内容(33分47秒)がダウンロードされますのでお聞きください>

問題  Ⅰ-2 

 近年、災害が激甚化・頻発化し、特に、梅雨や台風時期の風水害(降雨、強風、高潮・波浪による災害)が毎年のように発生しており、全国各地の陸海域で、土木施設、交通施設や住民の生活基盤に甚大な被害をもたらしている。こうした状況の下、国民の命と暮らし、経済活動を守るためには、これまで以上に、新たな取組を加えた幅広い対策を行うことが急務となっている。

(1)災害が激甚化・頻発化する中で、風水害による被害を、新たな取組を加えた幅広い対策により防止又は軽減するために、技術者としての立場で多面的な観点から3つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

(4)前問(1)〜(3)を業務として遂行するに当たり、技術者としての倫理、社会の持続性の観点から必要となる要件・留意点を述べよ。

(1)防災・減災を進める上での課題

1)ハードの観

■論文試験ですのでアンダーラインなど書かれても得点効果が期待できません。ない方がよいでしょう。表面的なことではなく内容で勝負しましょう。

 大規模地震や津波等の想定外の自然災害の発生によりハードが損傷している。その一方で、想定外であるため、ハードの機能を強化するだけでは災害を防ぐことはできない上、投資効果も低い。

そのため、ハードだけでなく、ソフトを適切に組合せた多重防除により、防災・減災対策を進めていくことが課題となる。

■抽象的すぎるように感じます。もちろんハードだけでなく、ソフトも含めた防除は必要です。しかしそれは何についてもいえる一般論です。本問、風水害に対応した課題は何でしょう。

2)担い手の観点

 現場の技能労働者が高齢化等により約1/3が今後数年の間に離職することが想定されている。また、若年就業者も減少傾向にある。その一方で、防災・減災、老朽化対策等、地域の守り手としての役割は増大している。

そのため、担い手不足を補い、防災・減災対策を進めていくことが課題となる。

■「担い手不足を補う」とは新規雇用なのか、省力化、ロボット化なのか、どちらですか。問題点だけではなく解決方向を示してください。

3)財源の観点

 高度成長期に建設された大量のインフラが一斉に更新時期を迎えようとしており、多額の更新費用がかかることが想定されている。その一方で、大規模地震等、自然災害が発生した場合、老朽部が弱点となり、崩壊することが想定される。

そのため、財源不足を補い、防災・減災対策を進めていくことが課題となる。

■「財源不足を補う」とは原価低減、事業縮小、人件費削減、予算取りなどの財務、経営的な課題のようです。ここは建設部門としての課題として、ロボット施工やPC化など無人化の方針を示すように。

(2)最重要課題と複数の解決策

 前項課題の内、最も重要な課題は、ハードとソフトの組合せである。理由は、ハードで時間をかせぎ、ソフトで避難する多重防御が人命をすくうために最も有効だと考えたためである。以下複数の解決策を述べる。

■理由までは不要です。

1)交通ネットワークの整備

 災害発生時に防災インフラが粘り強く壊れて時間をかせいでいる間に安全な場所に避難できるよう交通ネットワークを整備する。交通ネットワークは、ミッシングリンクを解消し、一部の路線が寸断しても他の健全な路線へ迂回できるよう代替路を確保しておく。また、復旧時の緊急輸送路としても活用していく。

■交通が途絶えて被害が拡大しているわけではありません。まずは風水害に対する備えです。

2)地域防災力の強化

 少子高齢化の進行により、一人暮らしの高齢者や寝たきり等の災害時要援護者も増加している。このため、災害時の避難を行うにしても自助が困難である。このため、地域毎に避難訓練等を行い、共助・公助を促進し、被害者の減少を図る。

■避難の問題はもちろんあります。しかし、死亡事故だけでなく経済的な被害も大きいのです。避難誘導が完全にできたとして、物損が大きければ生活できなくなります。

3)災害情報の配信

 災害発生時に、災害情報配信遅れは命取りとなりかねない。そのため、ドローン等により、いち早く現場から災害情報を収集し、スマートフォン等にリアルタイムで災害情報を配信する。配信する情報は、避難区域、避難場所等、表示され、見る人にとって分かりやすいことが重要である。

■1)〜3)ともに避難では、焦点が偏っているように感じます。

(3)新たに生じうるリスクとその対策

 前項解決策を実行しても生じうる新たなリスクは、交通ネットワーク整備から漏れた住民への避難行動である。限られた予算で鋼道路橋等の整備を行うにはコンパクト+ネットワークの範囲から行うことが有効である。その一方で、山奥等の整備から漏れた地域は災害リスクが高くなる。

■ここは問2の解決策に由来するリスクを求めています。すなわち提案内容の自己チェックです。交通ネットワーク、地域防災力の整備という一見何も問題ないような解決策にどんなリスクが潜んでいますか。提案とは別にリスクを挙げることは易しいことですが、それは真の答えではありません。

 その対策は、コンパクト+ネットワーク範囲内への移住を促すことである。高齢者等、住み慣れた地域の住人から合意を得るには困難である。しかしながら、人命を第一に考え、人々が暮らすインフラを整備していくためには必要な対応と考える。

(4)業務を遂行する必要要件・留意点

1)技術者倫理の観点

 業務を遂行する必要要件は、公正・公平な倫理観である。国土強靭化を進める際、限られた予算と担い手で行うには選択と集中の観点が必要になる。その際は、発生確率や被害想定を基に公正・公平に対策を行う優先順位を決定し、進めることに留意する。  〇

2)社会の持続可能性の観点

 業務を遂行する必要要件は、とにかく人命を守り、経済社会の被害が致命的なものにならず、迅速に回復できるようにすることである。それが持続可能な社会の構築へとつながることに留意する。 

■「社会の持続可能」の意味をやや誤解されているようです。社会の持続可能性とは「SDGs」を意味しています。そして「要件」とは「人命を守り、経済社会の被害が致命的なものにならず、迅速に回復」といった解釈、心構えではなく、「あなたは社会の持続可能を高めるために技術士として何をしますか」という意味です。

末尾の「‥留意する」では対処方法が見えないので具体的に行動を記述することです。

■末尾の「以上」はなくても構いません。

以 上

問題文 Ⅱ−1−2

 鋼部材を高力ボルトにより連結する方法において、応力伝達機構から分類される接合方法を2つ挙げ、接合方法ごとに特徴と設計及び施工上の留意点について述べよ。ただし、高力ボルトと溶接を併用する接合方法は含めないものとする。

(1)摩擦接合

1)特徴:摩擦接合は、高力ボルトにより強力に締付け、材間に生じる摩擦抵抗により応力を伝達する接合方式である。

■いずれもよく解答できています。正解です。

2)設計・施工上の留意点

①設計:応力の伝達機構から接合面に板厚差があると応力の伝達が十分にできたくなるため、フィラープレートを挿入し、密着性を高める。

②施工:使用前にキャリブレーションを行う。締付け機械に設計で想定する軸力が得られるか確認するためである。また、トルシア形高力ボルトの軸力が導入されたか確認するため、ピンテールの破断を確認する。

(2)支圧接合

1)特徴:支圧接合は、ボルト軸部のせん断抵抗及びボルト軸部と孔壁との支圧力によって応力を伝達する接合方式である。

2)設計・施工上の留意点

①設計:応力の伝達機構から接合面に肌隙があっても適用可能である。その一方で、ボルト軸部を介するため疲労のリスクがある。そのため孔径を貫通・停止ゲージで管理を行う。

②施工:支圧接合に使用する打込み式高力ボルトは、施工時に騒音がともなうため、防音パネルを設置する等、周辺環境に留意の上、施工を行う。

Ⅱ-2-2 建設から30年以上が経過し、老朽化が進んだ構造物に対する耐震補強を実施することとなった。既設構造物の性能を評価し、現行の基準類を満たすように耐震性能を向上させる目的で、あなたが担当責任者として業務を進めるに当たり、下記の内容について記述せよ。

(1)対象とする既設構造物と老朽化の状況を設定し、老朽化の状況を踏まえた耐震補強を行ううえで、調査、検討すべき事項とその内容について説明せよ。

(2)留意すべき点、工夫を要する点を含めて業務を進める手順について述べよ。

(3)業務を効率的、効果的に進めるための関係者との調整方策について述べよ。

(1)対象鋼構造物と老朽化状況、調査・検討事項

1)老朽化の状況

 対象既設構造物は、鋼トラス橋であり、現行の耐震基準で補強する前に横構ガセットプレート(以下GPL)が破断した。そのため、破断したGPLの交換を行うとともに破断しなかったGPLの耐震補強を行う。また、落橋の危険があるため、通行止めにしている

■ここまでの込み入った設定は不要です。

問題のねらいは。1現行の基準を満たすように耐震性能を向上させ、2老朽化の状況を設定し、老朽化の状況を踏まえた耐震補強を行う、の2点です。

2)調査・検討事項

①現地調査:破断したGPLの調査及び既設添接面の変形等の調査を行う。

■このように補修箇所を絞り込んでしまうと逆効果です。得意分野への解答の作為的な縮小に見えれば、消極的姿勢ととられかねません。

答えの汎用性は重要な正解の要件であることを忘れてはいけません。

②机上調査:既設の新設時の設計図書やその後の工事

履歴を調査し、復元図を作成する。また、①の調査結果を復元図に反映する。

③構造検討:②の復元図を基に被災状況を再現したFEM解析を行い、構造を検討する。

④接合方法検討:既設添接面の変形に合わせて接合方法を検討する。

⑤設計値と実応力の比較検討:FEM解析結果と静的載荷試験結果の比較検討を行う。

(2)業務を進める手順

 ①から⑤の手順で業務を進める。以下に留意点、工夫点を述べる。

1)構造検討

 交換するGPLの板厚は当初より増厚し、再度同程度の地震が来ても耐えられる構造とする。また、破断しなかったGPLは当て板で補強する耐震補強を行う。

さらに交換するGPLの構造は複雑で、同様の加工を再現すると加工工程に数日かかる。そのため、構造を省力化し、一日でも早い交通開放を目指す。

2)接合方法検討

 既設添接面が変形している場合、接合面に肌隙が生じる。そのため、摩擦接合では十分な応力の伝達ができないため、肌隙があっても適用可能な支圧接合を採用する。

3)静的載荷試験

部材交換後、静的載荷試験を実施し、FEM解析結果と近似していることを確認の上、交通開放を行う。理由は、もし間違った設計を実施したまま交通開放した場合、再び損傷する可能性があるためである。

(3)関係者との調整方策

 関係者との調整方策にICT技術を活用する。具体的にはウエアラブルカメラを使った遠隔確認である。ウエアラブルカメラの映像をネット経由で発注者の事務所に送ることで、破断状況を確認することができる。

このため、発注者と警察が協議を行い、通行止めを行う判断を迅速に行うことができる。また、落橋による重大事故や第三者災害を未然に防止することができる効果もある。

■ウエアラブルカメラの提案は橋の常時監視が狙いですか。しかし問題文は老朽化構造物の耐震補強の効率化を求めています。そのための調整です。やや意味が違うように感じます。

■新たな留意点であり、問2業務の「調整」とはやや違うようです。
問2に書いた3業務を効率的に進める。そのための関係者との調整方策です。
次の3要件を同時に満たすようにすると正解しやすいです。
① 「調整」の言葉の意味は、「過剰から不足にヒトモノカネを移して均して最適化する」ことです          例:スピード調整、年末調整、与党の党内調整
②  鋼コンのプロマネなのだから、関係者を指導して対して申し入れて、関係者の行動変容を促し、結果として全体プロジェクト取りまとめる。(単なる現場担当者ではない)
③  建設・鋼コン、コンクリートの技術応用を示す。(建設の施工や事務担当でもできることは×)

Ⅲ-2 我が国は、大量の鋼構造物やコンクリート構造物の維持管理が社会問題となっている。特に、従来からの事後保全型メンテナンスには限界が叫ばれ、持続可能なメンテナンスサイクルの実現に向けて、新しいメンテナンス手法の導入やシナリオの転換が求められている。このような状況を考慮して以下の問いに答えよ。

(1)近年、予防保全型メンテナンスが期待されているものの、未だその推進は十分とは言い難いのが現状である。このような現状に対し、鋼構造及びコンクリートの技術者としての立場で多面的な観点から3つの課題を抽出し、その内容を示せ。  (2)抽出した課題のうち、あなたが最も重要と考える課題を1つ選択し、その課題に対する複数の解決策を示せ。  (3)すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

(1)予防保全型メンテナンス推進の課題 

1)担い手の観点

 現場の技能労働者の高齢化や若年就業者の減少により担い手が不足している。その一方で、インフラ老朽化が急速に進行し、点検・診断を行う技術者の役割が増大している。このため、技術者の育成も課題であるが、今後の人口減少化では、その対策だけではいずれ限界が来る。そこで人的資源によらない点検・診断技術の開発が課題となる。

■予防保全と人的点検が対極にあるのでしょうか。やや議論が飛躍しているようです。

また、1)の主題は「自動点検」なのですが、そこに行くまでの「担い手」の議論は冗長です。単刀直入が良いでしょう。今日「担い手不足」は常識であり、いきなり自動化を訴えて構いません。

2)ストック数の観点

 高度成長期に建設された大量のインフラが一斉に更新時期を迎えようとしている。その一方で、人口が減少し、特に地方での減少は著しく、今度利用度の低いインフラが増えることが想定される。このため、利用度に応じたインフラを選択し、予算を集中させること。また、更新時期が重ならないように保全事業を平準化していくことが課題となる。

■インフラメンテナンスの遂行がテーマではありません。平準化がされたとしても、予防保全は万全にはなりません。単刀直入に「新しいメンテナンス手法の導入やシナリオの転換」に向かう議論とした方がよいでしょう。

3)財源の観点

 損傷が深刻化してから補修補強を行う事後保全により更新費用が増大している。その上、人口減少・少子高齢化により今後も厳しい財政状況が続いてくことが想定される。このため、損傷が軽微な内に補修補強を行う予防保全に転換し、インフラの長寿命化を図るとともに、ライフサイクルコストを縮減していくことが課題となる。

■「予防保全に転換」では出題者の意図と同じです。出題趣旨の追認となります。

(2)前項最重要課題と複数の解決策

 前項課題の内、最も重要な課題は、1) 点検・診断技術の開発である。予防保全型メンテナンスを行うためには、まず点検・診断データの収集が必要であり、そのためには、点検・診断の効率化・省人化が必要である。以下複数の解決策を述べる。

■選定理由は、求められていないので不要です。

1)点検ロボットの活用

 担い手不足の問題に対して、点検ロボットの活用を提案する。従来は、河川上の鋼道路橋の点検は、足場を設置し、技術者による近接点検が行われていたが、飛行型点検ロボットの活用により、足場が不要となり、高精度の画像データを短時間かつ少人数で取得することができる。また、足場が不要となることで、工程短縮、コスト縮減、高所作業がなくなることにより安全性が向上する。

■解決策は非常に結構です。得点が期待できます。しかし、白書の暗記に頼った解答では、課題・解決策の展開にギャップが生じますので要注意です。

2)CIMの活用及びAI診断

 点検で得られた画像データに、位置情報がないと活用は困難である。このため、CIMモデルと紐付け、損傷位置を3次元的に見える化することで、構造物の弱部による損傷であるか診断しやすくなる。また、損傷部の画像データをAIにプログラムすることで、短時間で大量の診断を行うことができる。

3)アセットマネジメントの自動化

 点検・診断のデータのデータベース化を行い、構造物と資産と捉えるアセットマネジメントを実施する。

日本全国の点検・診断のビックデータをAIで自動判別できるようアセットマネジメントの自動化を行うことで、修繕を行う優先順位付けや平準化を短時間で大量にできるようになり、予防保全型のメンテナンスを行うことができるようになる。

(3)新たに生じるリスクとその対策

全ての解決策を実行しても生じる新たなリスクは、撤去するインフラの合意形成が得られないことである。 

■問2の提案「点検ロボット、CIM、アセットマネジメント自動化」をすることによってどうして、インフラ撤去が合意されなくなるのでしょう。意味が通じません。やや論理が飛躍しています。ここは自身の提案に対する評価を求めています。

点検・診断データが蓄積されると、アセットマネジメントが実施され、維持管理方針が策定される。その維持管理方針により、維持管理を続けるインフラと撤去するインフラに選別されていく。なぜなら、今後の人口減少社会を考察すると、コンパクト+ネットワークから外れた地方の人口減少地域ではインフラの利用度が低くなることは明確だからである。

■途中の説明が冗長です。

しかしながら、例えば、撤去方針とした鋼道路橋に代替橋があっても遠回りとなる等、不便となり、地域住民の合意が得られなくなるリスクが考えられる。

 その対策は、インフラの利用度や今後維持するためにかかる費用等、地域住民にていねいに説明し、理解が得られるよう努めることである。

■ただ「丁寧に説明する」では技術士の対応としては物足りないです。技術を背景としたプロマネの貢献はありませんか。出題のねらいは問2の自身の提案に対する、反省、弱点探しと、その補完です。建設部門、鋼構造の技術提案による課題遂行能力が求められています。

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