雨の日に高力ボルトを締めてよいか：浸漬後のトルク法はばらつきが増え、濡れたままの塑性域回転法では共回りが出た

質問と回答、そして日建連の Q&A

質問者が知りたかったのは線引きです。1 次締めも本締めも雨の日は一切だめなのか。マーキングで軸回りも共回りも起きていないと確認できれば、降雨時の作業は認められるのか。 共通仕様書や監理指針に天候の規定が見当たらないことにも触れています。

回答は 1 件で、しない方が良い、そもそも雨天ではマーキングができない、という短いものです。添えられていたのは日本建設業連合会（日建連）鉄骨工事 Q&A の B-2-13「降雨時」でした。 2021 年のトルシア形についての別の質問では、ベストアンサーが雨天の本締めは不可、理由はねじ部がさびるため、と答えています。

B-2-13 は回答よりも具体的です。対象はトルシア形高力ボルトで、降雨・降雪で水分が付着するとトルク係数値が変化し、適正な締付け軸力が保証されないため、そのまま使用してはいけないとしています。 挿入済みのボルトは締付け途中のボルト群を速やかに締め終えること、1 次締めとマーキングまで済ませて放置するボルトはねじ部への雨水の侵入を防いで天候の回復を待ってから本締めすること、 締め付けられないときはシートなどで継手部を養生すること、保管中に濡れたおそれのあるボルトは乾燥しても使わないこと、が書かれています。

Q&A が示すのは手順で、数値はありません。濡れると軸力がどれだけ、どちらに動くのか、締付け方法で違うのかは、次の試験で見ていきます。

この試験が行われた背景

筆頭著者は JR 東日本の所属です。論文の冒頭によれば、鉄道鋼構造物の架設は季節や天候にかかわらず終電から初電までの夜間の短時間で行うことがほとんどで、着手後に中断しにくい工事も多いとのことです。 雨に見舞われたときは、あらかじめ作業を中止するか、締めた高力ボルトを仮ボルトとして扱い後日新しいボルトに交換しています。前者は工程の遅れ、後者は工事費の増加につながります。

論文の記述では、鉄道構造物等設計標準は高力ボルトを雨や夜露にさらさないよう保管し、降雨時は締付けを中止し、万一冠水したボルトは破棄するとしています。 さびの発生に加え、ボルトに塗布された潤滑剤が流れ落ちてトルク係数値が変動し、所定の軸力が導入できなくなるためと考えられる、と説明されています。 トルク係数値と摩擦の関係は一つのトルク値は、ある摩擦条件の組を前提にしていますで扱いました。

著者らの関心は、トルクではなくナット回転角で軸力を管理するナット回転法なら、水の影響が小さくなるのではないかという点です。論文によれば、鉄道標準も道路橋示方書も 10T 以上の高力ボルトにナット回転法を認めておらず、建築の JASS 6 は F10T への適用を認めています。 回転角の考え方は角度法：あの角度はどこから来るのかをご覧ください。

湿潤状態のつくり方

鋼板と、ボルトのねじ部・座金・ナットを水道水に 1 時間程度浸漬し、締付け前に水分をどこまで拭き取るかで 4 種類の状態をつくっています。想定はフランジ上面のように降雨で水がたまる箇所です。

著者らは、添接部にボルトを間配りして締め付けている最中に降雨に見舞われる場合を想定し、w4 が実施工に最も近いと考えています。w1 は実施工では想定しない状態で、他の締付け方法との比較のために行ったものです。

トルク法は各温度で乾燥状態のボルトを使って予備試験を行い、締付けトルクを設定しています。1 次締めは設計ボルト軸力の約 60%、本締めの目標は設計ボルト軸力の 15% 増し（M22 で 236 kN）です。 塑性域回転法は JASS 6 に準じ、1 次締めトルク 150 N·m、回転角 120°±30° で管理しました。弾性域回転法は回転角を小さくして、軸力を設計ボルト軸力の 15% 増し程度、弾性域にとどめる方法です。 3 章の試験は F10T M22×85 を用い、常温 20 °C の各条件は 2 体、40 °C と 5 °C は各 1 体で、1 体につき 3〜4 本の軸力を測っています。本文には「常温 20℃の基本試験体のみ 2 体」とありますが、表－6・表－7 の本数から 20 °C の w1・w2 も 2 体と読めるため、当サイトは表に従いました。

トルク法：平均は下がらず、ばらつきが増えた

3 条件とも平均は目標付近で、浸漬した 2 条件はわずかに高めです。違いはばらつきに出ました。最小と最大の差は乾燥で 23.2 kN、w1 で 38.8 kN、w2 で 38.5 kN、目標 ±5% を外れた本数は 1 本から 3 本に増えています。

著者らは、潤滑剤の有無でトルク係数値が変動した可能性を挙げています。ただし、濡れたままの w1 と、潤滑剤ごと拭き取った w2 の間に差は認められませんでした。 締付けトルクは乾燥ボルトの予備試験で決めているため、潤滑状態が変われば同じトルクでも軸力が変わります。この結果では一方向に下がったのではなく、高いものも低いものも出ています。

塑性域回転法：濡れたままの試験体で共回り

ナット回転法は回転角で管理するので、本来はトルク係数値の影響を受けにくい方法です。ところが濡れたままの w1 で 1 本が共回りし、論文の図－8 にその旨が記されています。この試験体群の最小値は 214.5 kN で、残る 5 本は 242.4〜283.7 kN でした。 その結果、平均は乾燥より約 9% 低くなりました。ボルトの水分を拭き取った w2 では 8 本とも共回りせず、乾燥と同程度の軸力が入っています。

共回りがなぜ問題かは、日建連 B-2-10「共回り」が説明しています。共回りとは本締めの際にナットとボルト、ナットと座金などが一緒に回ってしまう状態です。高力ボルトは通常ナットのみ潤滑処理されており、ナットと座金の間が回転することで正規のトルク係数値が出るように設計されています。 共回りすると座金と母材の間で回転が生じ、トルク係数値が変わります。ナット回転法では所定のナット回転角がボルトに与えられず、軸力がばらつきます。共回りが確認されたボルトは新しいものに取り替えます。

著者らは、鋼板表面に残った水分で鋼板と座金の摩擦力が低下した可能性を挙げています。ただ、w2 も鋼板は濡れたままでしたが共回りは起きていません。1 本の事例では、鋼板・座金・ナットのどこの水分が原因かは切り分けられません。これは当サイトの見方です。 著者らはこの結果を受けて、以降の弾性域回転法の試験では鋼板とボルトセット表面の水分を除去することを基本としました。

気温：トルク法は 40 °C で低めでしたが、一般則ではありません

5 °C と 40 °C は各 1 体・3 本で、著者らも「検証したボルト本数が少ない」と書いています。トルク法はどちらの温度でも 20 °C より低く、しかも締付けトルクは各温度で乾燥ボルトにより設定し直しています。 塑性域回転法は気温が高いとやや大きくなる傾向でしたが、差は小さいものでした。著者らは温度の影響は大きくないと判断し、4 章の試験は常温 20 °C で行っています。

この温度の結果を規則として使うことはできません。同じ論文が引用している統計では、トルシア形 S10T は温度が高いと軸力が大きくなる傾向があり、F10T では明確な温度依存性が確認されていません。 引用されている S10T の統計（南ほか 2018、本論文の文献 19）は当サイトで原文を読み、トルシア形高力ボルトはピンテールが切れれば軸力が入っているのか：S10T M22 の現場試験、9 °C 以下で平均 220.5 kN、31 °C 以上で 235.1 kNで扱いました。現場試験でも高温側が高いという結果です。 2 本の記事で温度の傾向は異なり、ボルトの種類、潤滑剤、締付け方法、本数もいずれも違うため、両者を「暑いと軸力が上がる／下がる」という一つの一般則にまとめることはできません。 熱膨張によって締付け力が動く仕組みは別の話で、この論文の範囲外です。温度は初期締付け力を動かしますで扱いました。

拭き取ったうえで弾性域回転法：おおむね目標内

M30 の 60° と 75° は著者らが 2 章で決めた値です。塑性域回転法の試験体では、3.2d は 75°、5.2d は 90° まで軸力が回転角に比例して増え、それを超えると傾きが小さくなって非線形域に入り、120° では設計ボルト軸力（379 kN）の約 140% でした。 弾性域回転法では、M22 の濡れたままの w1 でも共回りは起きておらず、塑性域回転法と結果が異なります。1 次締めも回転角も違うため、論文はその理由を分析していません。

締付けから 2,468 時間（約 103 日。論文は「約 2 カ月」としていますが時間数と合いません）後、M30 の w4 試験体の残存軸力率は平均で約 9 割（3.2d 89.6%、5.2d 91.8%）でした。 ただし 1 本は 418.0 kN から 373.0 kN に下がり、設計ボルト軸力 379 kN を約 2% 下回っています。論文本文もこの 1 本に触れています。 一方、同じ節の末尾とまとめ 5) には「すべてのボルトで設計ボルト軸力以上」とあり、数値と食い違います。当サイトは表－9 の数値に従いました。

現場で雨に降られたときの判断順序

トルシア形が濡れたら、そのまま使いません。ピンテールが破断するトルクは決まっているので、トルク係数値が変われば軸力も変わり、現場で調整する手段がありません。 B-2-13 は、保管中に濡れたおそれのあるボルトは乾燥しても使わないとしています。論文が引用する散水試験では、導入軸力が 1 割程度減少したトルシア形もあったとのことですが、当サイトは原文を読んでいません。

締付け途中に降り出したら：B-2-13 に従い、締付け途中のボルト群は速やかに締め終え、1 次締めとマーキングまで済んだものはねじ部を養生して天候の回復を待ち、未着手の継手はシートで覆います。

トルク法：浸漬するとばらつきが増えました。締付けトルクは乾燥ボルトの予備試験で決めています。この試験で浸漬したボルトは平均こそ下がりませんでしたが、1 本ごとの差が開きました。どのボルトも同じトルクで締めるので、トルクレンチの値だけではどれの軸力が範囲外かはわからない、というのが当サイトの推論です。どの締付け方法が水に最も弱いかを論文は比べていません。

ナット回転法でも共回りを確認します。トルク係数値の影響は受けにくい方法ですが、塑性域回転法で濡れたまま締めた試験体（M22、6 本）で 1 本が共回りしています。B-2-10 は共回りが確認されたボルトを取り替えるとしています。 次の見方は B-2-10 の共回りの定義から当サイトが整理したもので、Q&A の原文ではありません。マーキングは乾いた状態で行い、本締め後に 1 本ずつ確認し、ナットの線だけがずれて座金とボルト先端の線が動いていなければ正常、座金やボルトが一緒に動いていれば共回りまたは軸回りです。 知恵袋の回答は雨ではマーキングができないとしています。線がなければ共回りの確認は難しい、というのが当サイトの見方です。

拭き取っても元に戻るとは言えません。論文の w2 はボルトの水分を拭き取った状態で、潤滑剤も一緒に拭き取られています。塑性域回転法の w2 は共回りがなく乾燥と同程度の軸力でしたが、トルク法の w2 はばらつきが大きくなりました。 8 本で共回りがなかったことは、拭き取りで共回りの確率が下がる証明にはなりません。拭き取り後のトルク係数値も測られておらず、元に戻るかどうかはわかりません。

締められないが止められない場合：論文によれば、鉄道工事では降雨時に締めた高力ボルトを仮ボルトとして扱い、後日交換しています。論文によれば、鉄道標準は溶融亜鉛めっき高力ボルトをトルク法の原則から除き、ナット回転法の対象としています。その背景は溶融亜鉛めっき高力ボルト：それでも道示はナット回転法、 摩擦面の水分やさびの話は高力ボルト摩擦接合面に錆止め塗装をしないのはなぜかをご覧ください。

このページから言えないこと

「拭き取れば雨天でも締めてよい」とは言えません。論文は基礎的検討で、著者ら自身がボルト自体のばらつきの影響の検討は不十分でデータの蓄積が必要としており、降雨を想定したすべり試験や接触面の経時変化はこれからの課題です。接合面に残った水分が耐荷性や耐久性に与える影響は、この論文では測られていません。 「平均約 9% 低下」は M22・塑性域回転法・濡れたままの 6 本中 1 本の共回りによるもので、1 本の事例から共回りの発生率は見積もれず、別のロットなら結果は変わりえます（当サイトの注記）。温度の比較は各条件 3 本で、トルク法の 40 °C で低い結果はトルシア形の統計と逆向きであり、温度の規則にはなりません。 浸漬は水道水に 1 時間で、実際の降雨ではありませんし、雨中に数日置いてから締めた場合も試験していません。論文本文の残存軸力率には表－9 と合わない箇所が 3 つあります。最小 87%（表－9 から計算すると乾燥 M30 の最小は約 88.5%）、Ke30-5.2d 平均 89.9%（表－9 では 91.6%）、「85% を下回るボルトはない」（表－9 に M22 で 257.2 kN から 216.1 kN、約 84.0% の 1 本）で、当サイトは約 9 割とだけ書きました。 接合面は厚膜型無機ジンクリッチペイント（塗膜厚 75±15 µm）に限られ、M30 の湿潤試験は w4 のみです。測ったのは軸力で、腐食や長期耐久性は検証していません。潤滑剤の種類、トルシア形、溶融亜鉛めっき高力ボルトは試験範囲外です。台湾の施工規範の天候規定は調べていません。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

雨の日に高力ボルトを締めてよいか？

日建連鉄骨工事 Q&A B-2-13 では、トルシア形は降雨・降雪で水分が付着するとトルク係数値が変化するため、そのまま使用してはいけないとしています。締付け途中に降り出したら締付け途中のボルト群を速やかに締め終え、1 次締めとマーキングまで済んだものは雨水を防いで天候の回復を待ちます。保管中に濡れたボルトは乾燥しても使いません。最終的には適用される仕様書に従います。

ボルトが濡れると軸力は下がるか？

網谷ほか 2023 年の試験では、1 時間浸漬した M22 F10T をトルク法で締めると、平均は下がりませんでした（237.3 kN に対し 244.9 kN）が、最小と最大の差は 23.2 kN から 38.8 kN に広がりました。塑性域回転法で濡れたまま締めると、6 本中 1 本が共回りし、平均は約 9% 低くなりました。

ナット回転法なら水の影響はないか？

そうとは限りません。トルク係数値の影響は受けにくい方法ですが、網谷ほか 2023 年の試験では、M22 を濡れたまま塑性域回転法で締めた 6 本中 1 本が共回りしました（ボルトを拭き取った 8 本と弾性域回転法では共回りなし）。日建連 B-2-10 によれば、ナット回転法で共回りすると所定の回転角がボルトに与えられず軸力がばらつくため、ボルトを取り替えます。共回りの確認には事前のマーキングが必要で、知恵袋の回答は雨天ではマーキングができないとしています。

気温が高いと締付け軸力は上がるか、下がるか？

一般則はありません。網谷ほか 2023 年のトルク法の試験では 40 °C が 20 °C より約 7% 低い結果でしたが、各条件 3 本です。同じ論文が引用するトルシア形 S10T の統計では、温度が高いと軸力が大きくなる傾向でした。ボルトの種類、潤滑剤、締付け方法で結果は変わります。

参考資料

• 網谷岳夫、内田大介、平野雄大、豊原匡織（2023）— F10T M30 高力ボルトに適用するナット回転法および降雨時締付けに関する基礎的検討、構造工学論文集 Vol.69A、pp.658–669
• 日本建設業連合会 鉄骨専門部会 — 鉄骨工事 Q&A B-2-13 高力ボルト接合 降雨時（2024 年 7 月 1 日改訂）
• 日本建設業連合会 鉄骨専門部会 — 鉄骨工事 Q&A B-2-10 高力ボルト接合 共回り（2019 年 4 月 1 日改訂）
• Yahoo!知恵袋（2018-08-28）— 高力ボルトの締め付けについて、質問です（回答 1 件）
• Yahoo!知恵袋（2021-08-08）— 鉄骨建方について教えてください（トルシア形の雨天本締め）
• 一つのトルク値は、ある摩擦条件の組を前提にしています
• 角度法：あの角度はどこから来るのか
• 溶融亜鉛めっき高力ボルト：トルク係数値は全数が規定内、それでも道示はナット回転法
• 温度は初期締付け力を動かし、その向きはどちらが多く伸びるかで決まります

論文は J-STAGE で全文を読みました。表－7・表－9 は抽出テキストの列が乱れていたため、PDF を画像にした原ページで 1 本ごとの値を確認しています。範囲、本数、比率は当サイトが表－7・表－9 から計算しました。論文本文の残存軸力率に表－9 と合わない箇所が 3 つあり、M22×110 の 5.0d／5.2d の表記、2,468 時間と「約 2 カ月」の食い違いとあわせて本文中に記しています。鉄道標準、道路橋示方書、JASS 6 の規定、トルシア形の温度統計と散水試験は論文の記述を通して知ったもので、原文は読んでいません。日建連の Q&A 2 件は PDF の原文を読みました。