1級土木(第一次)

1級土木 構造物(鋼構造・コンクリート構造・PC)【第一次検定の科目別解説】

確認日:2026年11月3日。1級土木・第一次検定の科目別解説です。

鋼構造は接合、RCは配筋とコンクリート、PCは圧縮の導入を起点に整理します。PCは、鋼材を引っ張る時期と、コンクリートへ力を伝える仕組みを分けると理解しやすくなります。

本文と独自3図が約20分、確認8問が約10分の目安です。毎年の出題数は固定せず、令和8年度の公式問題Aで実際の範囲を確認してください。

鋼構造の施工管理

溶接接合

溶接の種類 特徴
完全溶込み溶接 接合する板厚の全体に溶け込ませる接合。必要な強度を発揮するには施工条件と検査の確認が必要
隅肉溶接 部材の重なり部分を三角形状に溶接。等脚・直角の理想形では、のど厚は脚長の約0.7倍。形状・施工条件を指定して扱う
部分溶込み溶接 板厚の一部を溶け込ませる接合。必要なのど厚と適用箇所は設計図書で確認する

溶接欠陥と検査

欠陥名 内容 検査方法
ブローホール 溶接金属中にガスが閉じ込められてできた球状の空洞 放射線透過試験(RT)・超音波探傷試験(UT)
アンダーカット ビード止端部がえぐれた溝状の欠陥。合否は応力方向・部位・適用基準に応じて判定する 外観検査(目視)
溶込み不良 開先のルート部が十分に溶けていない。強度不足の原因 超音波探傷試験(UT)
割れ(クラック) 溶接部に発生するひび割れ。表面か内部かに応じて検査を選ぶ 表面はMT・PT、内部はUT等。適用条件による
スラグ巻込み 溶接金属中にスラグが残留した欠陥 放射線透過試験(RT)

非破壊検査の使い分け(頻出)

  • 外観検査:全溶接部に実施。表面の欠陥(アンダーカット・ピット等)を確認
  • 超音波探傷試験(UT):内部の不連続部を調べる。方向・位置・形状で検出性が変わる
  • 放射線透過試験(RT):放射線の透過像として内部の不連続部を調べ、記録する
  • 磁粉探傷試験(MT):表面および表面直下の割れの検出に有効。磁性材料のみ適用
  • 浸透探傷試験(PT):表面に開口した割れの検出。非磁性材料にも適用可能

高力ボルト接合

  • 摩擦接合:ボルトの締付け力で部材間の摩擦力により応力を伝達。最も一般的
  • 締付け手順:1次締め→マーキング→本締め
  • 締付け順序:ボルト群の中央から外側に向かって行う
  • 接合面の処理:令和8年3月の共通仕様書(案)表3-2-3では、無塗装は0.40以上、無機ジンクリッチペイント塗装は0.45以上。表面処理の条件を分ける
  • 共回りが発生したボルトは新しいセットに交換

コンクリート構造の施工管理

鉄筋の加工・組立

  • 加工:鉄筋は常温で加工する。加熱加工は原則として行わない
  • かぶり厚さ:部材の種類と環境条件により規定。スペーサーで確保する
  • 継手:重ね継手・ガス圧接・機械式継手。設計図書に従い、継手位置・長さ・施工条件を確認する
  • 配筋検査:鉄筋の種類・径・本数・間隔・かぶり・継手長さを確認

鋼桁の溶接と検査は共通仕様書(案)3-2-12-3「桁製作工」、高力ボルトは3-2-3-23「現場継手工」、鉄筋は第1編3章7節「鉄筋工」を参照。工事ごとの設計図書・適用基準を先に確認します。

隅肉溶接の脚長8mmを等脚直角三角形として計算すると、幾何学上ののど厚は8÷√2≒5.66mm、0.7倍で近似すると5.6mmです。すべての形状の有効のど厚を一律に脚長×0.7で決める意味ではありません。

PCは鋼材の引張で、コンクリートへ圧縮を与える

プレストレストコンクリート(PC)は、荷重を受ける前に、計画した圧縮力をコンクリートへ与える構造です。「プレ」は前もって、「ストレス」は応力という意味です。緊張(きんちょう)はPC鋼材を引っ張る作業、定着(ていちゃく)はその引張力を保持する仕組みです。

引っ張るのはPC鋼材、圧縮されるのはコンクリートです。次の図はポストテンションの端部定着を単純化したものです。緊張時はジャッキの反力を部材で受け、コンクリートへ圧縮が伝わります。定着具で伸ばされた鋼材を保持すると、鋼材が縮もうとする力を受け、その反力がコンクリートを内向きに押します。定着後も鋼材の引張力と部材の圧縮は保持されます。

学習用のポストテンション部材の模式図。緊張したPC鋼材は引張状態を保持し、端部の定着具を介してコンクリートを内向きに押す。鋼材の引張とコンクリートの圧縮は別の材料に作用する。
引張を保持するPC鋼材と圧縮を受けるコンクリート。当サイト作成の学習用模式図。図を押すと拡大できます。

橋の桁に下向きの荷重がかかると、曲がり方に応じて引張を受ける部分が生じます。あらかじめ入れた圧縮がその引張応力を減らすので、ひび割れを制御できます。ただし、すべての荷重・部位で絶対にひび割れないという意味ではありません。

RCとの違いは「先に圧縮を与える」こと

鉄筋コンクリート(RC)は、コンクリートと鉄筋が付着し、一体で力を受ける構造です。曲げによる引張に対しては主に鉄筋が抵抗します。PCはさらに、緊張材で計画的な圧縮を導入する点に特徴があります。PCにも普通鉄筋を用いるため、「RCは鉄筋あり、PCは鉄筋なし」という分け方は誤りです。

根拠:PC建協のPC基礎講座 第1〜4回。図・次の数値例・誤答比較は当サイトが作成した学習教材です。

プレテンションとポストテンションは緊張の時期で区別する

「プレテンションは打込み前、ポストテンションは硬化後」という比較は、PC鋼材を緊張する時期の話です。プレテンションでコンクリートへ圧縮が伝わるのは、必要な強度と付着が得られた後、外部で保持していた緊張力を緩めるときです。

プレテンションは鋼材の緊張、コンクリート打込みと必要強度の確認、外部定着の緩解、付着を通じた圧縮導入の順。付着式内ケーブルのポストテンションはシース設置とコンクリート施工、必要強度確認後の緊張と圧縮導入、端部定着による保持、グラウト充填の順。
緊張する時期と力の伝わり方を分ける。当サイト作成の学習用模式図。図を押すと拡大できます。
二つの方式を同じ問いで比較する
比較すること プレテンション ポストテンション
いつ鋼材を緊張するか コンクリートの打込み前 コンクリートが硬化し必要強度を得た後
緊張時の反力を何で受けるか 部材外の反力台など 硬化したコンクリート部材
部材へどう力を伝えるか 外部定着を徐々に緩め、鋼材とコンクリートの付着を利用 部材端の定着具を通じて伝達し保持
適用の傾向 工場で同種の部材を製造する場合など 大きな桁・現場施工のほか、プレキャスト部材にも利用

ポストテンションは製作場所の名前ではありません。工場製作の桁や分割したプレキャスト部材にも用いられます。「工場なら必ずプレテンション、現場なら必ずポストテンション」とは判定しません。どの時点で緊張するか、どこで保持するかを追います。

また、部材を前もって製作する「プレキャスト」と、鋼材を先に緊張する「プレテンション」は別の分類です。プレキャストのポストテンション桁もあります。

根拠:農林水産省の橋梁用語集の両方式の項目、PC建協「プレテンション方式の定着」、令和8年3月の土木工事共通仕様書(案)3-2-3-13・14。

圧縮の余裕を数値で比べる

次は仕組みを理解するための学習用の例です。断面積0.20m²の部材へ、中心軸方向の有効な圧縮力600kNが一様に作用するとします。偏心による曲げはなく、損失や時間変化は別に計算しません。圧縮を正、引張を負とします。

圧縮応力=力÷断面積
600kN÷0.20m²=3000kN/m²=3MPa
別の単位で検算:600000N÷200000mm²=3N/mm²=3MPa

同じ着目位置に荷重による引張応力が生じるとして、弾性範囲の重ね合わせを考えます。条件は圧縮3MPaを固定し、引張側の値だけを変えます。

引張応力だけを変えた学習用の比較
荷重による引張 計算(圧縮を正) 着目位置の状態
2MPa 3−2=+1MPa 圧縮1MPaが残る
3MPa 3−3=0MPa この単純化した計算では応力0
4MPa 3−4=−1MPa 弾性計算上は引張1MPa。圧縮だけでは打ち消せない

「PCだから常に圧縮が残る」とは限りません。実際の照査では偏心、曲げ、プレストレスの損失、材料の強度、荷重条件なども扱います。この3値だけでは実部材の安全性やひび割れ発生を判定できません。ここでは、圧縮が荷重による引張を減らす仕組みを確かめます。

定着・緊張管理・グラウトは確認する目的が違う

次の図は、付着式の内ケーブルを用いるポストテンションの例です。シースはPC鋼材を通す空間をつくる管で、緊張・定着後、その内部をグラウトで満たして鋼材の防食と付着による一体化を図ります。アンボンドなどの方式へ同じ施工手順を一律に当てはめません。

コンクリート内部のシースの断面を拡大した模式図。PC鋼材の周りをグラウトで満たした状態と、上部に未充填空間が残る状態を比較する。未充填だけで腐食の発生や進行を断定せず、防食上の弱点として扱う。
付着式内ケーブルのシース内部を確認する。当サイト作成の学習用模式図。図を押すと拡大できます。
同じPC工事でも確認の目的を分ける
管理する場面 何を確かめるか 一つの値だけで判断しない
緊張前 コンクリートの必要強度、緊張装置の校正、計画・順序 日数が経過しただけでは強度確認にならない
緊張中・定着時 荷重計の示度とPC鋼材の抜出し量・伸び量、定着の状態 圧力計の値だけで導入力を確定しない
グラウト注入 材料・流動性、注入圧力、排出口の流出状態、注入記録 予定量を注入しただけで全区間充填と断定しない

令和8年3月の土木工事共通仕様書(案)3-2-3-13では、緊張管理計画の荷重計の示度と鋼材の抜出し量の関係が許容範囲を超えた場合、監督職員への連絡、原因調査、適切な措置を求めています。伸びが合わないときに、数値をそろえるためだけに圧力を追加する、という判断にはしません。

グラウトの未充填は防食上の弱点です。水や空気などの条件が重なると鋼材腐食につながるおそれがありますが、図の空白を見ただけで腐食の有無や進行度まで断定するものではありません。注入時の排出状態や記録を合わせて充填を確認します。

根拠:土木工事共通仕様書(案)令和8年3月・第3編2章3節の3-2-3-13「ポストテンション桁製作工」。緊張管理とグラウト施工は別の項として照合しています。

理解度チェック8問

当サイト作成の独自問題です。答えを開く前に判断し、解説と比べて自己採点してください。問8は短文で説明します。

問1/8

PC鋼材を緊張して定着した部材で、引張を保持する材料と圧縮を受ける材料を答えてください。

問2/8

プレテンションでコンクリートへ圧縮が伝わるのは、打込み前に鋼材を引っ張った瞬間ですか。

問3/8

ポストテンションの緊張開始を決めるとき、「予定日数が過ぎた」ことだけでよいですか。

問4/8

中心軸方向の有効圧縮力600kN、断面積0.20m²の学習例で、一様な圧縮応力はいくらですか。

問5/8

問4の圧縮応力を正として+3MPaとします。同じ位置へ引張4MPaを弾性的に重ねた試算値は、圧縮1MPaですか。

問6/8

付着式内ケーブルのグラウト施工で、予定量を注入した記録だけから「全区間が確実に充填された」と断定できますか。

問7/8

令和8年3月の共通仕様書(案)表3-2-3による高力ボルト接触面です。無塗装と無機ジンクリッチペイント塗装のすべり係数を、どちらも0.45以上と覚えてよいですか。

問8/8

学習用の施工記録に「工場で桁を製作。コンクリートの必要強度を確認後、PC鋼材を緊張して端部定着」とあります。方式と、判断した二つの根拠を短く説明してください。

正解 0/8問・まちがえた 0問・未記録 8問

問8は「緊張の時期」と「端部定着」を説明できたか確かめます。入力・採点はこのページを開いている間だけの記録で、保存・送信されません。

公式情報とあわせて確認すること

試験制度、受検資格、日程は全国建設研修センターの1級土木施工管理技術検定ページを確認してください。施工条件は本文に示した国土交通省の令和8年3月土木工事共通仕様書(案)等に照合しました。適用する基準は工事の設計図書で確認します。図・数値比較・確認問題は当サイトの教材で、試験機関の公式解説ではありません。

次に復習する分野

よくある質問

鋼構造とPCはどちらを優先しますか?

鋼構造は接合と防食、RCは配筋とコンクリート、PCは緊張・定着・グラウトをまず分けます。確認問題で理由まで説明できない分野を見つけ、該当する図と解説へ戻ってください。

計算問題まで対策しますか?

このページの力÷面積は、圧縮を先に与える意味を確かめる練習です。実際の範囲・形式は当年度の公式問題で確認し、用語と工程の理解を計算の条件整理につなげます。

実務経験がなくても理解できますか?

図で材料と力の向きを指し、工程の順序を自分の言葉で説明するところから始められます。問8では、現場の経験談を使わず、提示された条件から方式を判断する練習をします。

まとめ

  • 溶接は表面・内部と材料条件で検査を選び、高力ボルトは表面処理の条件を読む。
  • RCは配筋・かぶり・継手とコンクリートの品質をつなげる。
  • PCは鋼材の引張を利用し、コンクリートへ圧縮を与える。
  • プレテンションは打込み前に緊張し、必要強度確認後の緩解と付着で力を伝える。
  • ポストテンションは必要強度確認後に緊張し、端部定着で保持する。グラウトは方式と目的を確かめる。

-1級土木(第一次)