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技報

第 2 号 (2004 年)

新規製作機材および新型架設機の紹介
土木本部

PC 土木統括部

阿部好則

概要：前回の「特殊施工機材」に引き続き，今回は平成 15 年度に新規製作した TRJ ガー
ダー，基礎工事の PC ウェル施工用マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット，最近使用される機会の増えている新型架設機(PSK シリーズ)の紹介をする．

Key Words：TRJ ガーダー，マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット，新型架設機
１．TＲＪ(テンションロッド式ジョイント)ガーダー(1) 開発の経緯
コンホ橋・少主桁等大自重主桁の橋梁の普及により，架設時桁引き出し用ガーダーの能力も大きくなり，従来 H1.9ｍの 2 主鈑桁のガーダーで施工を行っていたものが，H1.9ｍのボックスガーダー以上の能力のガーダーを使用することが増えてきた．しかし，H1.9ｍのボックスガーダーの保有数量は少なく，結果として，能力の過大な H2.1ｍのボックスガーダーで施工をおこなっている．
PSK 社所有のガーダーの各ブロックのジョイントはせん断ボルトによる添接であり，1 ジョイントの使用添接ボルトはH1.9ｍの 2 主鈑桁で 104 本，H1.9ｍのボックスガーターで 206 本の締結を行われなければならない．しかし，これは現場での組立・解体作業だけではなく，機材センターでのボルトおよび添接板の整備等の管理にも手間がかかっている．
そこで今回，上記の H1.9ｍのボックスガーダーと同程度の 2 主鈑桁と，添接方法もボルトおよび添接板を使用しないガーダーの開発および製作を行った．

(2) ＴＲＪガーダーの仕様
a) 構造① ガーダー本体 ( 図-1 参照 )・ 本体ブロックジョイント部の曲げモーメントによる応力を，テンションロッドの軸力で抵抗する形式を新規に採用した．
・ 本体ブロックジョイント部のせん断力による応力をウェブに設けたせん断キーで受ける形式を新規に採用した．
・ ガーダー本体の構造は 2 主鈑桁とし，従来のラーメンプレート方式により組み立てて 1 ブロックとした．
② 手延機 ( 図-2 参照 )・ 手延べブロックのジョイントは，従来のせん断型テーパーピン方式とした．
・ 手延機の構造は，従来のトラス形式とした．
b） ＴＲＪガーダーの製作仕様① 設計条件表-1 設計条件
荷重650ｋN

支間50.0ｍ

桁高2.1ｍ1.127ｍ

レールゲージ阿部好則
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第 2 号 (2004 年)② 現在の保有数量
1) ガーダー本体

表-2 ガーダー本体保有数量
Ｇ１ 〜 Ｇ５ ( Ｌ= ８ ｍ)

５ ﾌﾞﾛｯｸ

G６( Ｌ= ４ ｍ)

１ ﾌﾞﾛｯｸ

Ｇ７( Ｌ= ３ ｍ)

１ ﾌﾞﾛｯｸ

G８( Ｌ= ２ ｍ)

１ ﾌﾞﾛｯｸ

1127

49000
ガーター歩廊(上部のみ)

8000 @ 5ﾌﾞﾛｯｸ = 40,000(G5) 〜 (G1)

4000
(G6)

2100

3000(G7)

ジョイント

1477
R.G.1127

テンションロッド

2100

2000(G8)

せん断キー

図-1 本体ブロック

写真-1 TRJ ジョイント締結状況

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2) 手延機
表-3 手延機保有数量
T1 ( L= ８ ｍ )１ ﾌﾞﾛｯｸ

T２ ( L= ８ ｍ )１ ﾌﾞﾛｯｸ

T３ ( L= ８ ｍ )１ ﾌﾞﾛｯｸ

T４ ( L= ４ ｍ )１ ﾌﾞﾛｯｸ

T５ ( L= ８ ｍ )１ ﾌﾞﾛｯｸ

1127

36000

8000
(T1)

8000
(T3)

8000
(T2)

4000
(T4)

8000
(T5)

2100

せん断型テーパーピン

図-2 手延機(3) TRJ ガーターの組立
ガーターの組立は，通常の送り出しローラー，角材等を使用し 1 ブロック毎に組み立てる．TRJ ガーターの本体ブ
ロックのジョイントは，一カ所当たり 8 本のテンションロッドを使用し締結する．締結には，図-3 の様な専用ジャッキとスパナを使用し，テンションロッドに所定の軸力を与える．
手延機は，ジョイント部にせん断型テーパーピンを差し込み，スパナ等で締結する(図-2 参照)．
本体ブロック ジョイント部

ジャッキ側

テンションロッド①ジャッキセット②締め付け

締め付け専用油圧ジャッキ

スパナ

スパナ

図-3 テンションロッド締結装置(4) まとめ
TRJ ガーターの載荷試験を平成 15 年 6 月 19 日(木)に，各支店機電グルーブ(GL およびクループ員各 1 名)立会いで行い，たわみおよび各点の応力度等理論値と一致し良い結果が得られた．現在は，専用ジャッキおよびスパナによる締結時に騒音を発生しない利点を生かし，騒音が問題となる地域等での使用を VE に提案している．

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２．マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット(1) 開発の経緯
PC ウェル圧入工法とは，PC ウェルのブロックを 1 ブロックづつ組立ながら，地中へ圧入装置により押し下げて施工する工法で，ハンマクラブにより PC ウェルの内側の土砂を排出し先端抵抗を小さくし，圧入装置により周面摩擦を切って PC ウェルを埋設する．また，土質が軟らかく PC ウェルを支持できない時には，支持圧入装置を使用する．硬質岩盤層では，ハンマグラブによる掘削が出来ないため，前もって全回転型オールケーシング掘削機で掘削し，地盤を砂で置き換えその後圧入する方法があるが工事費が増えるため採用されにくい．最近 PC ウェル圧入工法の普及拡大のため硬質岩盤層対応の施工設備の要望が多く，今回硬質岩盤掘削用のマルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットの開発および製作を行った．

(2) 施工設備の構造
硬質岩盤掘削装置は，既存の全回転型オールケーシング掘削機の先端に新規製作したマルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを取り付けて岩盤の先行掘削を行う．掘削に必要な回転力および圧入力は，全回転型オールケーシング掘削機の機構で行い，マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットには拡翼ビットの開閉用油圧ジャッキおよび油圧ポンプ関係の機器が装置されている．
ケ ーシ ン グチ ュー ブ全回 転型 オー ル
ケ ーシ ング 掘削 機

ケ ー シン グチ ュー ブ

マ ルチ アー ム 型
拡翼 岩盤 掘削 ビッ ト

写真-2 装置の試験状況

図-4 装置の構造概要

表-4 全回転型オールケーシング掘削機
形式

ＳＲ2000 回転式ケーシング圧入機(定置式)

掘 削 ト ル ク

０ 〜 ２，０４９ KN-M

掘 削 回 転 数

０ 〜 ２.５ ｒｐｍ

ケーシング引抜きストローク

１,０００ ｍｍ

本 体 重 量３５.４ ｔｏｎ

表-5 マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット
掘 削 径

φ３，３００ 〜 φ５，０５０ ｍｍ

対 応 岩 盤 強 度

ｑｕ = ５０ N/ｍｍ２

カ ッ タ ー 形 式

脱着式

掘 削 能 力ＬV ＜ ３０ ｃｍ/ｈ （ ｑｕ = ２０ N/ｍｍ２ ）4 / 11

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第 2 号 (2004 年)a) マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット
拡翼ビット(図-5)には，固定の A ビット，中間拡翼用の B ビットと最大拡翼用の C ビットがガイドケーシング外周のブラケットにピンで取付られている．BC ビットは，拡翼ビット開閉用シリンダーを各々装備している．
拡翼ビットは，掘削ビットとスイングアームから構成され，その開度は油圧シリンダーのストロークと，ブラッケトに取付られているストッパーにより調整する．
拡翼ビット開閉油圧ユニット(写真-7)は，外部からの電源の供給が難しいためエンジン式油圧ポンプとし，無線により拡翼ビット開閉用シリンダーの制御を行う．
表-6 マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットの仕様
名称

マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット

形式

φ２，０００ｍｍケーシング先端取付型

掘 削 径

φ３，３００ 〜 φ５，０５０ｍｍ
・ Ａ ビット(３組) = φ３，３００ｍｍ ( 固定式 )・ Ｂ ビット(３組) = φ３，３００ 〜 φ４，３４０ｍｍ ( 拡翼式 )・ Ｃ ビット(３組) = φ４，３５０ 〜 φ５，０５０ｍｍ ( 拡翼式 )対応岩盤強度ｑｕ = ５０ N/ｍｍ２

最大掘削トルク

２，０００ KN-M

掘 削 能 力LV ＜ ３０ ｃｍ/h ( ｑｕ = ２０ N/ｍｍ２ )カッター形式

着脱式カッター

自３２ ｔｏｎ重

拡 翼 ビ ット 開 閉 用油 圧 シ リン ダ ー

3130

ス イ ング ア ーム

φ2010

写真-3 掘削ビット閉状態
Ｂ ﾋ ﾞ ｯﾄ ( 拡 翼 式 )Ａ ﾋ ﾞ ｯ ﾄ (固 定 式 )Ｃﾋﾞｯﾄ(拡翼式)

写真-4 掘削ビット全開状態

図-5 マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビット

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写真-5 掘削状況

写真-6第 2 号 (2004 年)

掘削終了

写真-7 拡翼ビット開閉用油圧b) マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを使用した施工概要
マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを用いて，支持地盤の硬質岩盤に岩着する PC ウェルの施工について下説明する．
① 図中(１)掘削について
・ 現場の所定の位置に支持圧入装置を据え付け，アースアンカーと連結し固定する．
・ 岩着時に，マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを使用するため，前もって全回転型オールケーシング掘削機用の掘削架台を組立てる．
・ PC ウェルの最下段のブロックに刃口ブロックを取付け，支持圧入装置の所定の位置へ架設し，加圧梁を取付け固定する．
・ 加圧梁を介して，PC ウェルの圧入を開始する．圧入終了後，次のブロックを組立て圧入作業を継続する．
・ 上記作業を繰り返し，施工を行う．初期の圧入作業 PC ウェルの方向性が決まるので，特に注意して圧入作業を行う．
・ PC ウェル内の土砂は，随時ハンマグラブで排出する．
② 図中(2)岩盤掘削について
・ PC ウェルの圧入が支持地盤付近まで進んだ段階で，段取り替えを行う．
・ 前もって組立られた掘削機架台に全回転オールケーシング掘削機を取付け，ケーシングチューブを継ぎ足しながら，支持地盤の硬質岩盤まで先行掘削を行う．この先行掘削孔は，マルチアーム型拡翼岩盤ビットの掘削土の一時集積場となる．先行掘削終了後，ケーシングチューブを一度引き上げる．
・ ケーシングチューブの先端にマルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを連結し，ケーシングチューブを随時継ぎ足して，全回転オールケーシング掘削機によりマルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットを，掘削開始位置まで吊り降ろす．
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第 2 号 (2004 年)

・ マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットの油圧シリンダーにより，掘削ビットを拡翼させ，全回転オールケーシング掘削機を作動させ掘削を行う．
・ 掘削土は，ハンマグラブによりケーシングチューブ内を通り随時排出する．
・ 計画深さまで PC ウェルのブロックの組立と岩盤掘削作業を継続する．
・ PC ウェル施工終了後，機材の解体・撤去を行う．

(２) 岩盤掘削(１) 掘削クローラクレーン
全回転型オールケーシング掘削機

掘 削機 架 台
加 圧 梁(支持圧入装置)
支持圧入装置Ｐ Ｃウ ェ ル

ケーシングチューブ

中 間 支 持ガ イ ド
ハンマグラブマルチアーム型
拡翼岩盤掘削ビット

刃口ブロック支持地盤

支持地盤
ハンマグラブ

図-6 岩盤掘削ビットを使用した施工

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先行掘削孔

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３．新型架設機（特許取得済）
新型架設機は，当社で開発，所有している PSK 型架設装置の総称で，今回は代表的な PSK08 と PSK12 の紹介を行う．
新型架設機は，架設工法の分類でプレキャスト桁架設工法の中の架設桁架設工法とクレーン架設工法の中の定置式門型クレーン工法の利点を合わせ持っている．従来の架設桁架設工法の一組桁・二組桁架設工法では，桁引き出し時架設桁(架設ガーター)の下面を通し(下路式架設)所定の位置へ移動させる．桁引き出し後，桁横取り装置で受け替え横移動により架設地点へ据え付ける工法である．
新型架設機は，桁引き出しまでは従来の架設桁架設工法と同じであるが，桁引き出し後架設機全体が架設地点へ横移動し桁を据え付けることができる．これは，桁の引き出しと桁の横移動による据え付け作業が，別装置を必要とする従来の架設桁架設工法と比べると，施工性および安全性が著しく向上した工法である．
当社では，上記のような架設時の動きを特徴とする架設機を新型架設機と総称し，PSK08 は 80ton 桁用でPSK12 は 120ton 用の架設機である．

写真-8 PSK12 組立完了状況(1) PSK12（120ton 桁架設用）
図-7 より架設装置の構成は，従来の二組桁架設と同様に左右に手延べ機と架設ガーターを装備しているが，手延べ機はガーターアタッチメント前方に固定され，架設ガーターはガーターアタッチメントの後方に取り付けられアタッチメントに対して上下する構造となっている．組立時，手延べ機と架設ガーターは同一面上で組立られ，移動する前にガーターアタッチメントを下げ図-7 の様な状態で移動する．このため，手延べ機は低い位置で送り出しローラーを使用し移動させることができ，ベント等は必要としない．装置全体の移動は，後方横行装置上に装置されている送り出しローラーと桁引き出し用の自走台車により図-7 の状態で行う．移動後，前方の送り出しローラーと前方横行台車を置
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き換えて作業を終了する．
架設は，自走台車と従走台車により軌条上を引き出された桁の先端が，前方桁吊り装置の位置へ移動した時点で前方吊り装置により桁先端を吊り上げる．その後，前方桁吊り装置と台車で桁引き出し作業を継続し，桁の後方が後方桁吊り装置の位置へ引き出され時点で，後方吊り装置で桁の後端を吊り上げる．桁は，前後方吊り装置により所定

θの架設径間へ架設ガーター上を引き出す．

Ｐ２Ｐ３4@8000=32000Ａ２

3000 2000

7@7500=52500

桁吊り装置
ＰＣ桁

架設ガーダー

手延べ機

従行台車
後方横行装置

前方横行台車

自走台車

後方レール

前方レール

図-7 PSK12 全体図
桁引き出し終了後，前方･後方横行台車により新型架設機全体を桁架設位置まで横取りする．図-8 より横行台車の車輪部は，ピン接合により前方は上部のガーダーアタッチメント，後方は台車にとり付けられているため横行レールの据え付け方向に自動的に回転しレール上を横移動する．バチ桁(前後の斜角が異なり一本毎の桁長さが違う桁)の架設を行う場合，横行する新型架設機の前後の横行装置は横行レールに追従して移動しながら，後方横行装置上の送り出しローラーにより自動的にスパンを変化させて対応する(図-9 参照)．
耳桁(両外側の桁)架設は，図-8 のように横取り時に一度桁を降ろし片側のガーターに吊り替えて横取りし据え付けを行う．
後方側面図

前方側面図

２号機
１号機

送り出しローラー

後方横行装置
発電機

送り出しローラー

自走台車
従走台車
後方正面図

前方正面図

桁吊り装置走行台車
耳桁架設位置

耳桁架設位置

後方横行装置5425

ガーダー
アタッチメント

アウトリガー
前方横行台車

前方横行レール

図-8 PSK12 前後方横行装置組立図
9 / 1120152220

ガーダー

後方レール

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第 2 号 (2004 年)(2) PSK08（80ton 桁架設用）
図-9，10 より，PSK08 は，一組の架設ガーダーにガーダーアタッチメント，前後横行装置を装備させ，PSK12 と同様に桁引き出し作業と横取り架設作業を継続して行ことができるようにした架設機である．PSK08 は，PSK12 と異なり―組桁であるため，桁引き出し時に後方ベントで架設ガーターを盛り換え，後方横行台車を移動させて桁の引き込むための空間を作り，桁の引き出しと架設ガーターへの桁の盛り換えが終了した後，後方横行台車を定位置へ戻し架4300

ＲＧ 800設機により横取りを行う構造となっている．

86610
8110

240007500

2000

45000

ガ―ダアタチメント

手延べ先端仮脚

G‑1

T‑4

T‑3

T‑2

G‑3

G‑2

G‑4

G‑5

G‑6

T‑1

後方ベント

前方横行装置

後方横行装置図-9 PSK08 全体図

前方移動装置
上部ｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ

走行台車

40tonﾁｪｰﾝﾌﾞﾛｯｸ

5675

ｶﾞｰﾀﾞｰｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ
ｱｳﾄﾘｶﾞｰｱｰﾑ
ｱｳﾄﾘｶﾞｰ台車

送り出しﾛｰﾗｰ
油圧ｼﾘﾝﾀﾞｰ

前方横行台車

走行台車

40tonﾁｪｰﾝﾌﾞﾛｯｸ

横行台車

1450

送り出しﾛｰﾗｰ

871

後方移動装置

3650

T‑5

桁吊り装置

桁吊り装置

図-10 PSK08 前後方横行装置組立図
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電動台車

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４．おわりに今回紹介した新規製作機材，TRJ ガーターは，締結ボルトおよび添接板を無くし，現場の作業工数の低減および機材センターでの管理の省力化のために開発し，ランニングコストを下げると同時にイニシャルコストである製作費もおさえた設計とした．さらに，テンションロッドの締め付け装置は，騒音を発生しないため音に敏感な場所での使用に最適である．
マルチアーム型拡翼岩盤掘削ビットの開発は，PC ウェル施工で不可能とされていた岩盤層での施工を可能にし，市場の拡大を図ると思われる．
所有機材で紹介した新型架設機は，組立完了時点で独立した架設機となり，架設時の外部からの控えワイヤー等の取付を必要としない．また，橋軸方向の移動は送り出しローラーと自走台車，架設時の横行は前後方横行装置により自走するため，熟練工を必要としない架設機であり今後頻繁に使用されると思われる．
現場施工や事務所で現場の計画をしている方は，機材の条件，現場の状況を各支店の機電グループへ説明し，必要な機材の選定を行って下さい．

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