滝川橋の構造検討について（案）古賀悟1・中村洋丈2

1中日本建設コンサルタント（株）（〒460-0003 名古屋市中区錦１丁目８番６号）
2中日本高速道路（株）富士工事事務所（〒417-0061

静岡県富士市伝法字大原１７０ ）本業務は，完成３車線で設計されたＰＲＣ４径間連続桁橋（２径間連続箱桁橋＋２径間連続３主版桁橋）に対して，暫定２車線での供用を考慮した橋梁構造の検討を行ったものである．
総幅員は，暫定時１２．３ｍから完成時１７．４ｍに５．１ｍの拡幅となる．下部構造は完成形で構築し，上部工のみ拡幅構造を採用した．拡幅方法は，片側拡幅と両側拡幅について検討し，構造性から両側拡幅を採用した．ＰＲＣ箱桁部については，暫定時の１室箱桁にストラット付張出床版を追加する拡幅対応，ＰＲＣ版桁部については，暫定時２主版桁に主桁２本を追加して４主版桁構造とする拡幅対応とした．主桁連結構造は，１径間箱桁橋＋３径間連続４主版桁形式に変更した．
Key Words : ストラット付張出床版，ＰＲＣ箱桁橋，ＰＲＣ２主版桁橋，外ケーブル，拡幅

１．はじめに本業務の対象である滝川橋は，図-1に示すとおり4径間連続橋であるが，第１径間は二級河川滝川と県道富士裾野線とを越えるため53.7ｍと長支間であり，残りの３径間は30ｍ前後の支間長である．不等径間であるため，２径間連続ＰＲＣ箱桁橋と２径間連続ＰＲＣ３主版桁橋の混合構造（４径間連続）となっている．

図-2 幅員構成

２．検討フロー
図-1 橋梁一般図
本業務は、既に３車線で設計されている橋梁を暫定２車線で供用することを目的に，将来３車線へ拡幅が可能な構造を担保した上で，図-2に示すように橋梁の有効幅員を16.500ｍから11.625ｍに縮小するための構造検討を行うものである．

本業務の検討フローを図-3に示し，検討結果の概略を以下に述べる．
(1)橋種検討
鋼橋とコンクリート橋の比較を改めて行ったが，従来どおりコンクリート橋が有利であった．

(2)橋種検討
鋼橋とコンクリート橋の比較を改めて行い，従来どおりコンクリート橋の優位性を確認した．
(3)最適桁高の検討
当初設計の少主版桁の桁高
1.45ｍは，中空床版橋を少主版桁橋に変更した際に桁高を踏襲したものである．
本業務で版桁の桁高検討を行った結果1.70ｍが最適で，市道の建築限界も確保できたためこれを採用した．
(4)拡幅方法の検討
幅員の縮小方法について，構造中心を固定し両端を寄せる「中央寄せ案」と，路肩の一方を固定して他方を図-3 検討フロー寄せる「片寄せ案」について検討を行ったが，拡幅時の構造性，施工性，及び前後着工済み区間の取り合いから「中央寄せ案」を採用した．
(5)桁位置の検討
最適床版支間を検討した上で箱桁のウェブ間隔を6.0ｍとした．ＰＣ鋼材の配置，及び軸力の円滑な伝達のため，図-4のように，暫定時の２主版桁を箱桁のウェブと同一軸線上に配置した．

図-4 桁位置の検討(4)及び(6)の検討について，以下に詳細を述べる．

３．拡幅構造の検討
拡幅方法に対する発注者の方針は，下記２点．
・一般的な材料、及び工法の採用
・既設部と拡幅部の接続はＲＣ構造
これに基づき箱桁，版桁それぞれについて数案を検討し，下記２案について最終比較を行った．
箱桁部：ストラット支持床版案×リブ付き床版案

少主版桁部：増し桁案×リブ付き床版案（各案の概略は図-5参照）

図-5 拡幅時の増し桁端部(1)箱桁の拡幅方法
表-1に示すとおり，ストラット案が暫定時で13％，拡幅後でも若干経済的であったため，これを採用．
この案の技術的な課題は，版桁に接続するために箱桁の桁高が1.70ｍまで低くなり，ストラット取り付け角度が鉛直に対して最大73°まで浅くなることである．ストラットの取り付け角度は，鉛直に対し45°～60°が一般的であり，この範囲であれば床版曲げモーメントに影響を及ぼさないとされている．
この範囲から外れる場合は，ＦＥＭ解析や実験等による検証を行うか，リブ付き床版で対応する必要がある．
今回は，後述する第２径間の構造見直しにより，箱桁から版桁に変更することで問題を解決した．

(2)少主版桁の拡幅方法
表-2に示すとおり，増し桁案が暫定時で20％，拡幅後でも若干経済的であったため，これを採用した．
この案の技術的な課題は，箱桁との接続部において，最小限の部材寸法（幅600㎜）で剛性が低い増し桁の接続相手が無いことであり，図-5のように増し桁に発生するねじりモーメントに対し，横桁で抵抗できる構造とする必要があることである．このね
じりモーメントには鉄筋で対応することとし，上部工に用いる鉄筋は一般的にD25が上限であるが，支点横桁の上面にD29を125㎜間隔で配筋した．

図-6 橋種間の意匠(1)構造変更変（暫定時）の検討結果
表-3に示すように，版桁案が20％経済的になった．
これは，拡幅による死活荷重の増加に対して，版桁案は増し桁内にＰＣ鋼材を配置することで対応できるためである．一方，箱桁案は，桁内に十分な鋼材定着スペースが無いこと，及び低桁高のため外ケーブルの偏心量が取れず有効にプレストレスを導入できないことから，当初計画よりウェブ内にＰＣ鋼材を配置する内ケーブル方式を採用している．内ケーブル方式は，拡幅時にＰＣ鋼材の追加が出来ないた
め，暫定形の時点で完成形のＰＣ鋼材を配置しなければならず，初期コストが嵩む結果となった．

４．第2径間の構造変更検討
当初計画では，図-6に示すように第２径間の箱桁部で桁高を2.80ｍから1.45ｍにすり付けていた．これは箱桁と版桁（元は中空床版）との意匠の連続性を重視したものと思われるが，本業務で上部工形式を１室箱桁と４主版桁に変更したため，意匠上の連続性は薄れた．
また一般に，箱桁の断面が扁平になると，下床版の荷重分配効果が薄れる．滝川橋の場合，箱桁の桁高に対する幅の割合が最大で1：3.7になり，下床版が荷重分配に寄与していない可能性があった．第２径間の下床版を省略（版桁に変更）することで経済的になる可能性があるため，暫定時と完成時の２ケースについて検討を行った．

表-3 暫定時の第２径間構造比較

事事務所、及び構造技術課のご担当者に感謝いたし(2)橋梁形式変更（完成時）の検討結果
表-4に示すとおり，版桁案が7％不経済になった． ます。
これは，箱桁案がストラットの設置と張出し床版の打設を行うだけであるのに対し，版桁案は増し桁を行うためである．
しかし，発注者は初期コストの縮減を重視していたため，第２径間を版桁に変更する案を採用した．

表-4 拡幅後の第２径間構造比較

５．コスト縮減
本業務で行った検討のうち，コスト縮減につながった項目は下記４点である．
・ 暫定２車線供用に伴う箱桁の１室化，及び３種版桁の２主版桁化．
・ 版桁の桁高の最適化
・ 第２径間の版桁化
・ 各部材寸法の最適化
これらの検討の結果，表-5に示すように暫定２車線供用にすることで，３車線断面を整備する場合に比べて工費を78％に抑えることが出来た．

表-5 コスト縮減額

６．おわりに本業務着手時には，既に関連下部工工事を施工中であり，下部工の形状，および配筋を変更しないという制約の中での対応となった．下部工も含めた全体的な見直しが出来れば，さらに柔軟な構造変更が可能であったと思われる．しかし本業務の検討が，暫定供用時の初期コストの削減に繋がったことは有意義であったと考える．
また，計画当初は非常に違和感があると思われた，1室箱桁と４主版桁の連続橋も，図-7に示すようにそれほどの違和感なく計画できたと思われる．
本業務の経験を，今後の不等径間連続橋の計画に生かせれば幸いである．
最後に、本業務においてご指導いただいた富士工

図-7 完成予想図（完成形）