プレストレストコンクリート技術協会 第18回シンポジウム論文集（2009年10月） 〔報告〕 東九州自動車道 菱田川橋の設計・施工 三井住友建設（株） 正会員 ○荻野目太志 西日本高速道路（株） 三井住友建設（株） 渡邉 芳弘 正会員 西村 （株）富士ピー・エス 正会員 公 岩下 義弘 １．はじめに 菱田川橋は，北九州市を起点とし福岡，大分，宮崎を通り鹿 児島県に至る東九州自動車道の鹿児島県末吉財部ＩＣと大隅Ｉ Ｃ（仮称）間に建設される橋長 688m，有効幅員 12m のＰＣ８ 径間連続ラーメン波形鋼板ウェブ箱桁橋である。 本橋では波形鋼板を架設材として利用する新しい架設工法を 採用し，従来のコンクリートウェブ箱桁橋の張出し架設で使用 する一般型移動作業車での施工を可能とした。また，支間割が 不等径間であるため，各径間の閉合部施工に課題があった。 本稿は，菱田川橋の設計と施工について報告するものである。 写真―１ 張出し架設時全景 ２．橋梁概要 本橋の橋梁概要を以下に示す。また，写真－１に張出し架設 12650 11760 445 185 1065 1750 600 2400 600 242 長：688.0m 560 754 支 間 長：[email protected]+124.0+75.0+54.0+52.9（ｍ） 2800 員：全幅 12.65ｍ（有効幅員 12.0ｍ） 平面線形：Ｒ＝3000ｍ～4000ｍ P2 P3 P4 支間長 105000 支間長 124000 7000 7000 7000 7000 支間長 105000 支間長 75000 支間長 54000 川 菱田 川 8500 A1 0 33. 67+ .2 STA P1 支間長 64900 P2 支間長 105000 P3 P4 橋 長 688000 桁 長 687000 支間長 105000 支間長 105000 川 29500 600 15000 3500 8000 7000 7000 8000 8000 500 600 菱田 23000 菱田 8000 3500 16000 5000 5000 支間長 52900 9000 17000 8000 43500 35500 5000 60900 52900 40200 33200 5000 20000 44800 37800 44800 16000 37800 3000 5000 0 21. 4+ .27 STA 500 8000 支間長 64900 600 A2 P7 P6 P5 橋 長 688000 桁 長 687000 支間長 105000 12000 P1 0 3. 7+3 500 18000 .26 STA 500 図－１ 主桁断面図 8000 A1 1115 185 3058 700 1200 150 構造形式：ＰＣ８径間連続ラーメン波形鋼板ウェブ箱桁橋 幅 1750 3450 8000 220 560 置：鹿児島県曽於市大隅町～末吉町 橋 1500 1500 477 位 2905 300 1500 発 注 者：西日本高速道路㈱ 九州支社 2200 工 事 名：東九州自動車道 菱田川橋（ＰＣ上部工）工事 445 3000 3700 3180 250 500 時の全景を，図－１に主桁断面図を図－２に橋梁一般図を示す。 3000 300 2855 支間長 124000 支間長 75000 支間長 54000 8000 8500 8000 図－２ 全体一般図 −307− 8000 0 21. 74+ A.2 ST 支間長 52900 7000 7000 8000 A2 P7 P6 P5 500 600 プレストレストコンクリート技術協会 第18回シンポジウム論文集（2009年10月） 〔報告〕 ３.新架設工法の概要 移動作業車 従来の波形鋼板橋の架設工法は，先行して架設する波形鋼板の ウェブ部のみを接合し，鋼板上下端に設置されている橋軸方向の フランジプレートは施工性向上のため接合していない。このため 波形鋼板 1 ブロックの施工において，上下床版コンクリートの重量すべて を移動作業車に受け持たせる必要がある。本橋では，波形鋼板ウ ェブの上下フランジを接合し，下床版荷重を波形鋼板ウェブに受 け持たせ，波形鋼板を架設材として利用する新しい架設工法を採 用した。この工法には以下のような特徴がある。 １）一般型移動作業車の使用 図－３ 新工法用移動作業車 従来の波形鋼板ウェブ橋の張出し架設で必要 となる波形ウェブ対応型の大型特殊移動作業車 【移動作業車分担分】 【波形鋼板分担分】 を用いることなく，コンクリートウェブＰＣ箱 桁橋の張出し架設で使用する一般型移動作業車 移動作業車 上床版荷重 での施工が可能である（図－３） 。 ２）施工ブロック数の減少 波形鋼板 下床版荷重を波形鋼板に負担させる（図－４） 下床版荷重 ことにより，移動作業車の受け持つ重量を少な くできるため，従来工法では施工ブロック長を 作業台荷重 短くする必要がある柱頭部付近も，標準部同様 のブロック長とすることができ，施工ブロック 数を減少できる（図－５） 。本橋のサイクル工程 図－４ 荷重分担概念図 を表－１に示す。新工法の採用により，各橋脚 につき２ブロックずつ減らすことができたため， 表－１ サイクル工程表 60 日程度の工程を短縮することができた。 （P4･ 1 P5 橋脚張出し架設で 20 日，P2･P6 橋脚張出し架 移動作業車 移動・ 据付 設で 20 日，P1･P3 橋脚張出し架設で 20 日，合 下 床 版 型 枠 組 立 波形鋼板 3 2 4 6 5 7 8 架設・接合 下 床 版 鉄 筋 組 立 上 床 版 型 枠 組 立 計で 60 日短縮） 上 床 版 鉄 筋 組 立 横 締 め 鋼 材 組 立 ３）架設ＰＣ鋼材の低減 架 設 鋼 材 組 立 コ ン ク リ ー ト 打 設 大型特殊移動作業車と比較し，移動作業車の 養生・脱枠・打継処理 緊 張 重量が軽減できるため，架設ＰＣ鋼材が低減で き，経済性に優れる。 ＜従来工法＞ Ｐ4 P4 3200 ① ② 9@4000 ③ ④ ⑤ ⑥ 2@4800 5047 5000 ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ Ｐ5 4@4800 ⑭ ⑬ ⑫ 9@4000 ⑪ ⑩ １２ＢＬ ⑨ ⑧ ⑦ ⑥ ⑤ 3200 ④ ③ ② ① １４ＢＬ 曲線擦り付け 直線 Ｐ4 曲線擦り付け Ｐ5 ＜新工法＞ 10@4800 P4 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 4800 ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 12@4800 ⑫ ⑪ １０ＢＬ 曲線擦り付け P5 ⑩ ⑨ ⑧ ⑦ ⑥ P5 ⑤ ④ ③ １２ＢＬ 直線 曲線擦り付け 図－５ 張出しブロック数の比較（例：P4-P5 径間） −308− ② ① 9 10 プレストレストコンクリート技術協会 第18回シンポジウム論文集（2009年10月） 〔報告〕 ４．Ｐ５－Ｐ６閉合部施工方法 Ｐ６支点部は支柱式支保工上に枠組み支保工を設置した 固定式支保工施工としたが，Ｐ６橋脚はラーメン構造では ないため，Ｐ５－Ｐ６閉合までの間は，支保工を撤去する ことができない。しかし，閉合部を施工するための足場お よび支保工を設置するためには，一時的に枠組み支保工の 一部を撤去する必要があった（図－６） 。この問題を解決す るため，Ｐ６橋脚上に油圧ジャッキを設置し（写真－２） ， 支保工で受け持つべき主桁の荷重をＰ６柱頭部で支持させ 写真－２ 油圧ジャッキ設置状況 る施工法を採用した。 ステップ１ Ｐ５張出し-12ＢＬ施工 ステップ２ 移動作業車本体 閉合ブロック施工位置へ移動 ステップ３ 波形鋼板を架設し，P6支承部に油圧ジャッキをセット 油圧ジャッキ 移動作業車がこのまま前進すると 作業台と支柱が干渉 ステップ４ Ｐ６の支保工を一部解体 作業台は分離し，既設の主桁に あずけ，作業車本体のみ前進 ＜油圧ジャッキセット位置＞ ステップ５ 閉合部足場支保工組立 2330 P7側 300tジャッキ 2330 300tジャッキ ② 1090 ① R側 1040 L側 ③ ④ 300tジャッキ 300tジャッキ P5側 図－６ Ｐ５-Ｐ６径間施工方法 ５．Ｐ６片張出し施工における検討 Ｐ６横桁部はＰ７側への片張出しとなる架設内ケーブル(12S15.2：P5 側 10 本)が横桁面に定着される構造 であり，完成外ケーブル（19S15.2：P5 側 8 本,P7 側 10 本,予備ケーブル各々2 本）の定着と併せて，横桁面 に大きな引張力が発生することが懸念されたため，３次元ＦＥＭ解析による検討を行った（図－７） 。 解析の結果，完成系での予備ケーブル緊張時を想定したケースにおいて，外ケーブル定着部の下側に 6.2N/mm2 の引張応力が発生することを確認 した。この引張応力を低減させるため，当 初 3.7ｍであった横桁厚を 4.5ｍに変更し た。 これにより0.9N/mm2 の応力を改善した。 鉛直方向引張応力度比較（完成系予備ケーブル緊張時） ・横桁厚 3.7m,鉛直締め鋼材なしの場合：σ＝6.2N/mm2 ・横桁厚 4.5m,鉛直締め鋼材なしの場合：σ＝5.3N/mm2 ・横桁厚 4.5m,鉛直締め鋼材ありの場合：σ＝3.6N/mm2 さらに，横桁面に鉛直締め鋼材（1S28.6） を配置し，プレストレスを導入することに より 1.7N/mm2 の応力を改善し，最終的に発 生応力度を 3.6N/mm2 まで低減した。なお， 横桁厚は自重増加によるＰ６橋脚への影響 を考慮して決定している。 図－８に本検討で決定したＰ６横桁部の 図－７ ＦＥＭ解析結果(Ｐ６横桁部) ＰＣ鋼材配置を示す。 −309− プレストレストコンクリート技術協会 第18回シンポジウム論文集（2009年10月） 〔報告〕 【 側 面 図 】 【 断 面 図 】 1S28.6 12S15.2 19S15.2 19S15.2 図－８ Ｐ６横桁部ＰＣ鋼材配置 ６．Ｐ６－Ｐ７径間の施工方法 Ｐ６－Ｐ７径間部において支間割の関係から，隣のＰ５の張出し架設後，Ｐ６からの片張出し架設で４ブ ロックまでを施工し，次に波形鋼板を先行架設してＰ６－Ｐ７を閉合し，移動作業車で５ブロックから閉合 ブロックまで主桁の施工を行った（図－９） 。 Ｐ６－Ｐ７閉合時の荷重を先行した波形鋼板に受け持たせる ことにより，ＰＣ鋼材量を低減することができた。 ステップ１ P6片張出し 1BL施工 54000 54000 P6片張出し施工 6700 7@4800 13700 P6片張出し施工 6700 7@4800 13700 A2 P7 P6 10 11 12 閉 ステップ３ P6片張出し 5BL～閉合BL波形鋼板先行架設 10 11 12 閉 ステップ２ P6片張出し 2BL～4BL施工 ステップ４ P6片張出し 5BL～閉合BL施工 54000 54000 P6片張出し施工 6700 7@4800 13700 P7 A2 1 2 3 4 5 6 閉 P6片張出し施工 6700 7@4800 13700 P6 10 11 12 閉 P7 P6 1 A2 1 2 3 4 P7 P6 10 11 12 閉 1 2 3 4 5 6 閉 図－９ Ｐ６-Ｐ７径間施工方法 ７．おわりに 平成２１年５月末時点で，上部工橋体についてはＰ１～ Ａ２までの連結が完了し，橋面工についてはＰ２～Ａ２ま で壁高欄の施工が完了している（写真－３） 。現在，今年度 の完成に向けて鋭意施工中である。 最後に，本橋の設計・施工に関し，ご指導ご協力をい ただいた関係各位に感謝の意を表します。 写真－３ 全景写真 −310− A2
© Copyright 2024 ExpyDoc
