工事報告

新設橋に適用するワッフル型 UFC 床版の製作と施工
̶ 阪神高速道路 信濃橋入路 架替え工事 ̶
藤代勝＊1・木原

大樹＊2・谷口祥基＊3・藤林健二＊4

阪神高速道路 ㈱ と鹿島建設 ㈱ は，2011 年から超高強度繊維補強コンクリート 1）（Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete，
以下 UFC）を使用した道路橋床版の研究開発に取り組んできた。UFC 床版は，薄肉・軽量でありながら非常に高い耐久性を有するプレキャスト PC 床版である 2）。UFC 床版には，旧設計基準で設計された薄い RC 床版より軽量な平板型と，鋼床版と同程度までの軽量化を目指したワッフル型があり，2018 年度には阪神高速 15 号堺線の床版取替工事に平板型 UFC 床版を実構造物へ適用した 3）。続く 2019 年度には阪神高速道路西船場ジャンクションの改築事業において，国道 172 号（本町通）と交差する新設の鋼単純合成鈑桁橋（以下，信濃橋入路橋）に日本で初めてワッフル型 UFC 床版を適用した。
ワッフル型 UFC 床版の適用によって，床版の高耐久化と同時に，コンクリート系床版ではこれまでにない軽量化，床版架設工事の急速化を実現した。信濃橋入路橋へのワッフル型 UFC 床版の適用は，今後の適用拡大を見据えた試験的な実施工の位置付けである。本稿では，専用製作架台を用いて 2 方向にプレストレスを導入したワッフル型 UFC 床版の製作と架設について報告する。
キーワード：ワッフル型 UFC 床版，超軽量，2 方向プレストレス

ワッフル型 UFC 床版は，阪神高速道路 ㈱ と鹿島建設 ㈱660が共同開発を進めてきた，耐疲労性に優れ，鋼床版と同程

450
1 759

36 95036 100400

1 940

1．は じ め に度にまで軽量化が可能な，UFC 製のプレキャスト PC 床版である 4）。阪神高速道路西船場ジャンクションの改築事業に伴い，信濃橋入路が本町通を横過する部分の信濃橋入路橋を架け替えるのにあたって，新設のランプ橋にワッフル

図- 1型 UFC 床版を日本で初めて適用することとなり，本誌で設計報告を行っている 5）。本稿では，専用製作架台を用いて 2 方向にプレストレスを導入するワッフル型 UFC 床版

400

5 750
4 950400

1 275

3 200

1 275

図- 2信濃橋入路橋断面図

1 940 50 150の製作と信濃橋入路橋での架設について報告する。

信濃橋入路橋（側面図）

2．工 事 概 要
西船場ジャンクション改築事業において 5），既設の信濃橋入路を改築した。改築現場は大阪市の中心部に位置し，国道 172 号（本町通）の上空となり大変狭隘な現場環境下にある。このため，改築にあたっては，できるかぎりの工事の合理化や急速化が要求された。そこで，信濃橋入路橋

ワッフル型
UFC 床版
厚さ 150 mm

リブ内の PC 鋼材（SWPR7BL 1S15.2）

において日本で初めてワッフル型 UFC 床版を適用し，床版の高耐久化と軽量化，および床版架設の急速化を実現し2 方向リブた。信濃橋入路橋の構造概要を図 - 1，2 に示す。

3．ワッフル型 UFC 床版の構造
ずれ止め用
スタッド孔

ワッフル型 UFC 床版の断面は，スラブおよび橋軸方向と直角方向のリブで構成される（図 - 3）。つまり，平板状

図- 3の床版下面が四角錐台状にえぐり取られたワッフル型とな

直角方向

ワッフル型 UFC 床版概要

Masaru FUJISHIRO：鹿島建設 ㈱ 土木設計本部 構造設計部 橋梁グループ 設計長
Daiki KIHARA：鹿島建設 ㈱ 関西支店 土木部＊3
Yoshiki TANIGUCHI：阪神高速道路 ㈱ 建設事業本部 大阪建設部 設計課 主任＊4
Kenji FUJIBAYASI：阪神高速道路 ㈱ 建設事業本部 大阪建設部 大阪改築事務所 工事長代理＊1＊218

プレストレストコンクリート

工事報告
250
219.6

プレストレス導入

UFC の打込み・仕上げ製品を製作架台から搬出

1 次養生

2 次養生

底型枠降下

端部後打ち・仕上げ

57PC 鋼材の配置・緊張

93105150

型枠清掃30.44530.4

SWPR7BL 15.2 mm

28 28
21 56 21⒜15228 28
21 56 21

橋軸方向断面

製品完成・ストック

270
44 41
48 11200⒝直角方向断面

1148 11

反力竪壁
反力竪壁

11

ワッフル型 UFC 床版断面図

り，軽量化が図られた構造である。2 方向のリブ内にはPC 鋼材（SWPR7BL 15.2 mm）が配置され，断面にはプレ反力梁図- 49 500

7 500

SWPR7BL 15.2 mm

床版製作のフロー6510515045

図- 5テンション方式で 20 N/mm2 を超える高レベルのプレストレスが導入される。これにより，活荷重による発生応力のPC 鋼材偏向板

変動幅が大きい薄肉部材でも，合成応力をひび割れ発生強平 面 図度以下に抑えることができる。
ワッフル型 UFC 床版の断面を図 - 4 に示す。橋軸方向

9 500
7 100

1 200

リブの中心間隔は 250 mm とし，道路橋示方書規定の T 荷1 200

つねに複数のリブが存在する配置とした。一方，直角方向

1 000

1 850

重（載荷幅：500 mm）がどこに載荷されても，直下にはリブの中心間隔は，発生応力が制限値を満たすよう 270 mm

底版

反力梁 反力竪壁側 面 図に設定した。床版厚は，T 荷重作用時におけるパネル 1 枚（床版支間 2.5 m）あたりの相対たわみ量を，1.5 mm 以下

図- 6専用製作架台

写真 - 1専用製作架台に抑えられる剛性を確保するため，スラブ厚を 45 mm，リブの高さを 105 mm，合計で 150 mm とした。
PC 鋼材の配置にあたっては，製作時の反りを抑制するため床版断面図心から PC 鋼材図心までの偏心量を小さくする工夫をした。直角方向には鉛直に 2 本並べた配置とし，その間に橋軸方向の PC 鋼材を水平に 2 本並べて配置することで，両方向ともに図心付近に PC 鋼材を配置することが可能となり，偏心量を小さく抑えることができた。

4．ワッフル型 UFC 床版の製作
4.1製作手順

信濃橋入路橋に使用するワッフル型 UFC 床版は図 - 5に示すフローに従って標準パネルを 13 枚，端部パネル 2作事例を参考に，図 - 6，写真 - 1 に示すような 4 辺に枚の合計 15 枚を製作した。

PC 鋼材の緊張力を保持する機能を有するコンクリート製

2 方向にプレテンション方式でプレストレスを導入するの専用製作架台を構築した。

ワッフル型 UFC 床版の製作においては，1 方向の緊張設備を有する一般的なプレキャスト PC 床版製造ラインに直ワッフル型 UFC 床版の製作手順は以下のとおりである。

交する緊張架台を追加設置することが考えられるが，本工① 専用製作架台の内部に，側枠および底枠を設置し，事の床版を製作する工場のレイアウト上，その方法は不可床版下面のリブ成形には，柔軟性のあるウレタン製能であった。そこで，過去にプレテンション方式で 2 方向の四角錐台の型枠を底枠上に設置した。
② PC 鋼材を型枠内に配置・緊張して，製作工場敷地内にプレストレスを導入した羽田 D 滑走路の UFC 床版の製

Vol.62, No.3, May 2020

19

工事報告にあるプラントで製造した UFC を打ち込んだ。
③ UFC が凝結するタイミングで最終仕上げを行ったのち，1 次養生として 30 ℃の湿潤養生を実施した。
④ 翌日，UFC がプレストレスを導入可能な強度に至っていることを，同条件で養生されたテストピースで確認し，側枠および底枠を脱枠した。
⑤ PC 鋼材を直角方向，橋軸方向の順に解放することでワッフル型 UFC 床版にプレストレスを導入した。
⑥ PC 鋼材の余長を切断して製品を専用製作架台から仕上げヤードに仮移動し，端部の切断余長を処理して 2次養生を行った。
⑦ 床版の直角方向端部は外面に露出するため，あらか写真 - 2

じめ PC 鋼材端部のかぶり確保のために凹部を設けて橋軸方向の緊張作業ある。この部分にステンレスメッシュを配置し有機繊維入り無収縮モルタルを充填する端部の後打ち処理を行って製品が完成し，仮置きヤードにストックした。自重とプレストレスによる仮置き期間中のクリープ変形が最小となるよう，仮置き時の床版の支持点位置を決定した。
4.2

プレテンション PC 鋼材の緊張

ワッフル型 UFC 床版の特徴である 2 方向のプレストレス導入手順について詳述する。床版パネルは非常に薄いた
め，PC 鋼材の配置誤差によって好ましくない変形が生じるおそれがある。そのため，通常の± 5 mm より厳しい管理限界（± 2 mm）を設けた。この± 2 mm は偏心により写真 - 3

作用する想定外のプレストレスに対し，設計上問題となら床版製作状況

ない範囲である。
一般的なプレテンション製品の製作は，延長のある製造設備によって長い PC 鋼材のたるみを取り，緊張架台で同時に緊張するため，PC 鋼材ごとの緊張力はほぼ同じとなる。しかし，専用製作架台は床版 1 枚を製作するサイズであるため，短い PC 鋼材を 1 本ごとに緊張して，セットロスにばらつきがあるくさび定着とした場合，1 本ごとの緊張力が不均等になる危険性があると考えられた。プレストレスが不均等に導入された場合には，弾性変形によって設計で想定していない挙動によって局部的な応力が発生するおそれがあることから，PC 鋼材の配置のほかに，緊張力を均等にする配慮が重要であると考えられた。そこで，床版に導入するプレストレスを均等にするため，専用製作架

写真 - 4

UFC の打込み状況

写真 - 5

1 次養生完了状況

台の剛性や緊張方法，手順において工夫を行った。
専用製作架台は，PC 鋼材緊張後の反力を保持する耐力と，緊張後の形状を保持する剛性を確保するため，7.5 m
× 9.5 m，高さ 1.85 m の矩形とした鉄筋コンクリート製とし，内部に型枠を設置できる形状とした（写真 - 1）。弾性FEM 解析を行い，架台の外側が緊張力で浮き上がらない剛性と自重を有する形状とした。PC 鋼材の緊張反力に対し，橋軸方向はその両端を反力壁として PC 鋼材を配置する孔を設け，直角方向は，標準パネルと端部パネルで PC鋼材配置が異なることからそれぞれ専用の反力梁を作製し，それを入れ替えることにより配置変更に対応した（図- 6）。
橋軸方向の緊張方法は，個々の緊張力のばらつきを抑え20プレストレストコンクリート

工事報告るため，PC 鋼より線 2 本を 1 組としてφ32 mm の総ネジ高い反力梁を用いることで，ジャッキを多数使用してプレPC 鋼棒と接続する治具を使用し，PC 鋼棒側を緊張してナストレスを導入する場合と比較して複雑な制御が不要となット定着することでセットロスによるばらつきを小さくしるため，プレストレスの導入作業がより合理的に行えるとた。また，解放時に全体の張力を均等に解放できるように考えられる。

反力壁の外側に 10 台のジャッキと鋼製梁を挟んで定着し5．ワッフル型 UFC 床版の架設た。緊張の状況を写真 - 2 に示す。

5.1

直角方向の緊張方法は，標準パネルと端部パネルの PC

架設手順

鋼材の配置変更に対応するため，鋼材配置に応じて貫通孔

本橋におけるワッフル型 UFC 床版の架設作業は，架設を設けた 2 種類の反力梁を用意した。反力梁は解放時に両準備，運搬，設置，間詰め部の充填，プレキャストパネル側の梁の変位を均等に制御できるように大型ジャッキを設同士の接合の 5 段階に分かれる。各プレキャストパネルの置し反力を支持した。反力梁は PC 鋼材の緊張によってジ橋軸方向にはプレテンション方式でプレストレスが導入さャッキを支持点とした単純梁として曲げを受けるため，φれているため，平板型 UFC 床版のように架設後にポスト36 mm の総ネジ鋼棒で，梁に曲げひび割れが発生しないテンションでプレストレスを導入する方法に比べ手順がシプレストレスを導入した PC 梁とした。また，専用製作架ンプルになっている。具体的には，床版設置後に床版と床台側のジャッキ支持点付近には，支持点の大きな反力により構造的な局部応力が発生するため，ひび割れを抑制するために総ネジ鋼棒で鉛直方向にもプレストレスを導入した。緊張完了後の状況を写真 - 3 に示す。床版下面のリブ成形には，柔軟性のあるウレタン製型枠を用いることで，1 次養生中の自己収縮の影響を受けないよう配慮を行った。
1 枚目の床版パネル製作時には，設計緊張力が確実に導入されることを確認するため，緊張中の PC 鋼材の応力度をひずみゲージを用いて随時計測した。想定した総ネジ鋼棒や反力梁のなじみによる緊張力の低下などが確認でき，2 枚目以降の製作でも同様の管理を行うこととした。
4.3

プレストレスの導入

写真 - 6

架設前の鋼主桁

写真 - 7現場への搬入状況

UFC の打込みは，床版の中央から周囲のリブに確実に充填されるようゆっくりと実施した（写真 - 4）。1 次養生を行い所定の強度発現を確認したのち（写真 - 5）に，側枠を解体し，底版枠を下方に降下させて脱枠した。
型枠の脱型後，直角方向からプレストレスの導入を行った。プレテンション PC 鋼材の解放は，PC 反力梁を支持するジャッキの油圧を解放することにより実施した。解放時にストロークが戻る量を確保するため，PC 鋼材の緊張前にはあらかじめ必要量のストロークを確保して油圧をロックした。解放作業は，床版がプレテンション PC 鋼材の解放によって移動しないように，直角方向の両側に設置した反力梁両端の合計 4 台のジャッキを同時に解放した。この作業のために，ストローク量を高感度変位計で計測しながら同調して解放作業を実施した。
橋軸方向は，鋼製梁を支持する 10 台のジャッキを用いて一方向に解放した。PC 鋼材の配置ピッチやそれを支持するジャッキが，主桁や端部リブ付近で均等に配置されていないため，場所によってジャッキの反力は異なる。鋼製梁が剛性の高い梁であればジャッキ反力は均等になると考えられるが，鋼製梁が変形するとプレストレス導入中に不均等な状態が発生する。これを回避するため，ジャッキ配置に応じて油圧を 2 系統にし，鋼製梁の変形を極力低減した配置と油圧のバランスを解析で検討して，段階的に解放しプレストレスの導入を行った。このような床版を大量生産をする場合には，緊張のために用いる梁は，曲げ剛性のVol.62, No.3, May 2020

写真 - 821

床版設置状況

工事報告
版間の間詰め部の充填，橋軸方向 PC 鋼材の挿入・緊張・PBLくなる。
⑴

架設前準備

50 60 45105 45

グラウト，床版と鋼桁間の間詰め部の充填の工程が必要な

床版架設前の状況を写真 - 6 に示す。架設前準備では，主桁と床版の間に充填する間詰め UFC の型枠として，鋼11 48 11

主桁，横桁および側縦桁のフランジ端部に型枠用のシールPC鋼棒 φ17
場所打ち繊維入りモルタル26911111150

横リブ26911 48 11スポンジを設置した。また，鋼桁上面の測量を行い，床版
図- 7

設置後の上げ越し高さに合うように，床版設置時の高さ調床版同士の接合部縦断面図

整ボルトの突出量を決定した。合成桁として設置する主桁上のずれ止め用頭付きスタッドおよび横リブ上の孔あき鋼間詰め UFC

板ジベルは，工場であらかじめ設置したため，現場でのジベルなどの溶植作業を無くした。
⑵

床版の運搬

本橋のワッフル型 UFC 床版重量は，標準パネルで 35.3

緊張力

PC 鋼棒kN/ 枚，もっとも重い端部パネルで 38.3 kN/ 枚である。15 t
トラック 1 台に 3 枚のプレキャストパネルを積載することが可能であった。三重県の製作工場から架設現場に搬入し

写真 - 9緊張試験状況

写真 - 10

接合部緊張状況た状況を写真 - 7 に示す。この結果，1 径間 15 枚の床版架設に対し，2 夜間で実施した架設において，合計 5 台の15 t トラックでワッフル型 UFC 床版の搬入を完了した。
⑶

床版の設置

本橋のワッフル型 UFC 床版の設置は夜間，60 t ラフテレーンクレーンを使用して施工した。これにより全 4 車線の本町通を，2 車線の規制に留めて設置することができた。
床版の設置状況を写真 - 8 に示す。1 日目に 6 枚，2 日目に 9 枚を設置し，2 日間の夜間規制のみで全 15 枚の設置を完了した。
ここで，標準長さ 2 m 程度の一般的なプレキャスト PC床版を採用した場合を考える。標準パネル重量が約 79 kN/枚として，10 t トラック 1 台に 1 枚のプレキャストパネルを積載して搬入する場合，合計で 19 台の 10 t トラックが必要となる。また，床版の架設には 120 t ラフテレーンクレーンが必要となり，本町通の夜間全面通行止めが求めら

5.2

床版同士の接合概要れる。

⑴

床版同士の接合構造⑷

間詰め部の充填

床版同士の接合部構造を図 - 7 に示す。床版の支持構造

床版同士の間詰め部には，スタッド孔や主桁と床版の接は，橋軸方向に主桁および側縦桁，直角方向には横リブで合部分に充填が可能な流動性を確保するため，エトリンガ支持され，床版同士は横リブ上で接合される構造である。

イト生成系 UFC の鋼繊維量を低減した，鋼繊維入り高強

そのため，輪荷重が橋軸方向に移動することによって，横度モルタル 6）（以下，間詰め UFC）を用いた。この間詰めリブ上の床版接合部には橋軸方向の負曲げが発生する。こUFC を用いて床版の外周および主桁上となる，鋼横リブの負曲げに対して床版上面に引張を生じさせないように，上の床版 - 床版間，鋼主桁 - 床版間および側縦桁 - 床版間

床版同士の端部リブ間に，間詰め部の施工後にポストテンの間隙を充填した。これらの間隙はすべて連通しているたション方式でプレストレスを導入する。

め，橋軸方向に充填区間を定めて一日で施工可能な範囲を⑵一度に充填することとした。鋼主桁 - 床版間の間隙にはス

床版 - 床版間に配置した PC 鋼棒を，ワッフル型のくぼ接合構造の事前確認

タッド孔から間詰め UFC を充填した。側縦桁上のスタッみ部の内部で操作可能な大きさの専用ジャッキで緊張し，ドの間隔は約 0.8 m 離れており，施工性，充填性および作接合部にプレストレスを導入する。通常の PC 鋼棒の緊張業時間を施工前に確認する必要があると考えた。そこで実管理では，セットロスの影響が小さいため考慮しないが，物大の模型を用いた試験を事前に行い，充填性を確認する

本接合部の短い PC 鋼棒では，わずかなセットロスや定着とともに，充填の手順および作業時間を確認して実施工プレートのなじみの影響を考慮する必要があると考え，接に反映した。

合部を模擬した試験体で緊張試験を行った。試験では実際の施工で用いる専用ジャッキを用いて実際の作業と同様に

22

プレストレストコンクリート

工事報告
手工具でナットを締め付け，その際のセットロスや定着プレートのなじみを再現した。また，隣接する鋼棒の緊張の影響も計測した。試験緊張の状況を写真 - 9 に示す。計測の結果，最大緊張力から 11 % のセットロスなどを見込むこととし，実施工での必要緊張力を決定した。
⑶

接合部の緊張順序

本橋の床版同士の接合部は全 15 枚のパネル間に 14 ラインあり，そのライン内に PC 鋼棒が直角方向すべての 17個のワッフル型のくぼみ部の内部に 2 本ずつ 34 本配置され，全体では 476 本となる。
緊張作業は，部分的に行うと緊張力の偏りが発生するため，不均等な弾性変形によって床版接合部に肌隙が発生することが考えられた。その対応として，床版間 14 ライン

写真 - 11完成状況（下面から）

写真 - 12完成状況（橋面から）の接合部と，1 ライン内の 34 本（直角方向に配置）をできるだけ満遍なく行う必要がある。そのため，1 ラインを1 工程で行わず，ライン内（34 本）で 3 分割し，緊張作業を 3 ステップに分けた。全 14 ラインそれぞれで，まず約3 分の 1 にあたる 1 ステップを順に完了させ，再度最初のラインに戻って 2 ステップ，3 ステップと繰り返した。緊張装置は 2 セット用意し，手動の油圧ポンプにデジタル油圧計を用いて正確に管理した。緊張作業は 1 台の油圧ポンプからホースで分岐し，2 本を同時にテンショナーを用いて行った。それらで断面中心を挟んで対称な配置の PC 鋼棒を緊張し，1 ライン内でも偏りが起こらないような作業手順とした。全本数を緊張後，張力確認のため同じ作業を行い，確実な張力導入を行った。緊張作業の状況を写真- 10 に示す。

6．お わ り に
参考文献

筆者らは耐久性に優れ，しかも鋼床版と同程度まで軽量化が可能なワッフル型 UFC 床版を開発し，今後の新規路

1 ）土木学会：超高強度繊維補強コンクリートの設計・施工指針（案），コンクリートライブラリ 113 号，2004.9線などへの適用を見据えて，阪神高速道路信濃橋入路橋に2 ）土木学会：UFC 道路橋床版に関する技術評価報告書，技術推進

日本で初めて適用した。桁下から見上げた完成状況を写真

ライブラリー No.17，2015.

- 11 に，橋面からの完成状況を写真 - 12 に示す。

3 ）藤代

本橋のワッフル型 UFC 床版の製作では新たに専用製作架台を設け，ワッフル状の床版の効率的製作，高精度プレNo.1，pp.28-33，2019.
4 ）一宮利通，金治英貞，小坂ストレス導入などを実現した。

崇，齋藤公生：鋼床版と同等の軽量かつ耐久性の高い UFC 道路橋床版の開発，プレストレストコ

ワッフル型 UFC 床版の架設にあたっては，軽さを活かンクリート，Vol.56，No.1，pp.37-42，2014.1

した運搬・設置の省力化を実現した。また，新たに適用し5 ）齋藤公生，藤代た間詰め UFC を使用して，床版同士の接合部に使用する

勝，谷口祥基，福岡純一：新設橋に適用する

ワッフル型 UFC 床版の設計，プレストレストコンクリート，PC 鋼棒の緊張方法を確立した。

Vol.61，No.5，pp.11-16，2019.
6 ）小嶋進太郎，小坂

ワッフル型 UFC 床版の開発・適用にあたっては，「UFC崇，長澤光弥，一宮利通：高強度繊維補強モルタルを間詰とした UFC 床版と鋼桁の接合部に関する検討，を用いた道路橋床版に関する検討会」において，大阪大学

プレストレストコンクリート工学会，第 28 回シンポジウム論文

松井名誉教授，長岡技術科学大学長井名誉教授，東京工業集，pp.351-356，2019.11

大学二羽教授，岐阜大学内田教授および神戸大学三木准教【2020 年 4 月 15 日受付】

授にご指導をいただいたことに，深く感謝の意を表する。

Vol.62, No.3, May 2020

勝，齋藤公生，鈴木英之，佐藤彰紀：阪神高速道路玉出入路橋の床版取替工事，プレストレストコンクリート，Vol.61，

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