建設コンサルタンツ協会ホーム278号目次

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Project brief 3

プロジェクト紹介

沖端川大橋（渡河部）の設計と風洞試験による耐風対策
浦 憲治

岩橋 直生

佐伯 駿介

URA Kenji

IWAHASHI Naoki

SAEKI Shunsuke

株式会社建設技術センター
技術統括部長株式会社建設技術センター
技術部課長

株式会社建設技術センター
技術部主任■ はじめになっている（図1、2）。大牟田川副線

川方向やその前後等で位置を変え

福岡県柳川市の海岸地域は、有バイパスが整備され、新たに沖端川たルート数案を抽出し、架橋位置の明海を埋めた干拓地という土地特大橋を設置すれば、柳川市有明海最適性を評価した。この結果、河川性をもっている。

岸地域の大川や佐賀方面への基幹内（ 航 路 幅 確 保）の最 大 支 間長市外への交通流出入は大川や佐交通ネットワークが形成され、海岸賀方面を基本とした西方向への動地域の住民生活の利便性、基幹産きが非常に多く、全自動車交通量

業である農漁業の発展、更には命の 40％近くを占める。動脈となる幹に直結する緊急医療施設への早期線道路は主要地方道大牟田川副線搬送等にも大いに役立つ。

支間長■ 橋梁形式の選定

平面線形 直線
縦断勾配 5.0％
下部形式 張出し式橋脚
場所打ち杭φ 1500（陸上部）
基礎形式
鋼管矢板井筒基礎（河川内）
設計荷重 B 活荷重であるが、車のすれ違いが不可能な箇所もある。農漁業の野菜集荷場や海苔団地がこの地域の東側に橋梁形式の選定は、まず河川・航あるが、沖端川により分断され西側路（浚渫船、漁船）・幾何条件などの昭代地区からの搬出入は困難とから決定されたルートを基本に、河表1

図 3 沖端川大橋（渡河部）の鋼床版箱桁
断面
図4

3 径間連続 PC 斜張橋

3 径間連続 PC エクストラドーズド橋

沖端川大橋の橋梁諸元

橋梁形式 3 径間連続鋼床版箱桁橋
橋
幅長 360.0m
95.0m＋ 170.0m＋ 95.0m

3 径間連続鋼床版箱桁橋（耐候性鋼材ウエザーアクト仕様）

員 9.5m

図5

架橋位置

図1

架橋位置図

046

Civil Engineering Consultant

図2VOL.278 January 2018

架橋位置別の距離と所要時間図

沖端川大橋（渡河部）の全体一般図

橋梁形式の比較橋種

170m、堤防を跨ぐ両サイドの陸上約 30％と非常に軽く、下部工への負同等である。

区間が 95m の橋長 360m（3 径間）担が小さく優位となる。

④ 経済性となった。次にこれらの条件より選② 施工性出した3形式案による比較検討（図PC 橋（第1、2 案）は現場でのコ5）を行い、構造性・施工性・維持管ンクリート打設が伴うため、架橋位理および経済性などの総合的評価

置での環境（海苔養殖への影響）より、3 径間連続鋼床版箱桁橋を採を考えると不向きである。
一方、鋼橋用した。選定理由は以下である。

（第3案）はコンクリート打設が伴な① 構造性

わないため、環境へ十分に配慮でき①〜③の内容を考慮した経済比較より、鋼 橋（ 第 3 案 ）が 安 価となる。

■ 上部工構造の検討

・ 鋼桁断面主桁は箱幅 6.5mの1室箱断面をPC 橋（第1、2 案）は構造重量が優位となる。

採用し、桁高は渡河部の航路高や増大する傾向があるため、橋脚の負③ 維持管理運搬および施工性に配慮し、3.5〜担が大きく、本架橋地点のような軟鋼橋（第 3 案）は耐候性鋼材を弱地域では不向きである。一方、鋼使用し塗装塗替えを必要としない橋（第3 案）は構造重量が PC 橋のため、PC 橋（第1、2案）との優劣は7.0mの変断面とした。
・ 耐久性の検討
本 橋 架 橋 位 置 は 海 岸 線 から

Civil Engineering Consultant

VOL.278 January 2018047

0.6

lF=20mm,θF=15°
lP=16mm,θP=35°
lF=20mm,θF=15°
lP=16mm,θP=40°
対策なし

0.5

20304050した（図7、8、写真1）。

6020.4渦励振発現片振幅幅
許容値 8.5cm

判定

ギャロッピング発現風速＞照査風速 46.4m/s

判定

L/231cm

NG22.5m/s

NG

L/420cm

NG23.0m/s

NG

L/68cm

OK24.0m/s

NG

図 6 耐風対策に関する試験結果（無対策）

0.3

10.2

05

10

152025

Reduced Wind Speed(Ur=U/fD)

30

耐風対策後の応答図

5%プレート角設置θP

図 7 耐風対策（フラップ＋水平プレート）行った（写真2）。

■ 実験結果および考察

二次元風洞試験により選定した

写真 2

全橋模型

耐風対策を用いれば、三次元風洞

約50m 以内であり、塩害対策Ⅰ区分

ソン基礎、場所打ち杭の形式による（塩害の影響を受ける）となるため、比較検討を実施し、最も安価で施コンクリート自体の耐久性を向上さ工性に優れる鋼管矢板井筒基礎をせることを目的に、設計基 準強度採用した。

■ ばね吊り風洞試験（二次元風■ 洞試験）

実験で有害な渦励振やギャロッピングは生じなかった（図 9）。本橋での渦励振の励振力は比較的大きい

風による振動特性を把握するたため、フラップは側径間を含めて設め、1/50 の中央径間部の剛体模型置し、構造破壊へと結びつくギャロ■ 耐風性能を用いたばね吊り試験（写真1）をッピング対策である水平プレート行い、基本断面での耐風性能を照も、橋脚の近傍を除いて全橋に設置

沖端川大橋は、中央支間170mの査した。その結果、耐風対策無しでした。主径間が170mと非常に長いを実施し、最も安価となる場所打ち

鋼床版 箱桁断面を有する全幅員

は、照査風速以下で鉛直たわみ渦本 橋は、こうした耐風対策が欠か

杭φ1500を採用した。

10.5mの3 径間連続橋である。幅員

励振、ギャロッピングが発現し、耐せないことが本風洞試験によって・ 河川部が狭く、支間が長い鋼箱桁橋で風風安定性を確保できなかった（図実証された。

柱形状は洪水が流下する方向がによる振動が発生するおそれがあ6）。

一定でないため円形断面とし、梁形る。
『道路橋耐風設計便覧』に基づ

そこで、耐風安定のために、渦励沖端川で分断されていた両開地区状は張出し構造を採用した。また、

く照査を行った結果、たわみ渦 励

振対策については最も有効的であと昭代地区が結ばれ、農漁業の活下部工位置が海上部であり、塩害振 と発散振動のギャロッピングがった張出し長1.0mのシングルフラッ性化ならびに地域住民への利便性

対策 S区分（塩害の影響が激しい）発生すると判断されたため、詳細なプを防護柵上に配置し、ギャロッピが向上されたと考える。となるため、コンクリート自体の耐久動的耐風設計が必要となった。

ング対策については、張出し長 0.8m

場所打ち杭の形式による比較検討

フラップ角θF図るため、1/80 の全橋模型試験を0た。基礎形状は鋼管杭、PHC 杭、プレート長ｌP

ことから耐風安定性の精度向上を

0.5

0.1

30N/mm2 のコンクリートを採用しフラップ長lF

対象断面が鋼箱変断面桁である

1.5

耐風性能の照査
照査断面■ 全橋模型風洞試験（三次元風■ 洞試験）2.5
Amplitude(m)Nondim. Double Amplitude(2A/D)

100
図8Wind Speed(m/s)

0.7 0

橋は平成 29 年 3月に完 成した。の水平プレートを主桁側面に設置性を向上させることを目的に、設計基準強度 30N/mm2 のコンクリート央部（トラベラクレーンによる張出を採用し、エポキシ塗装鉄筋も併用

飛来塩分調査を実施した上で、耐し架設）の架設ステップを考慮したさせた。基礎形状は河川内（常時候性鋼材の適用性について整理を骨組み解析を実施した。

水位有）であることも考慮し、鋼 管行った。この結果、飛来塩分量（年・ 分散支承

矢板井筒基礎（仮締切兼用）、ケー支承は耐震性および形状のコンのままでは使用出来ない環境区域パクト化（コスト縮減）を考慮し、機であることが判明した。その処理方

能分離型ゴム支承を採用した。

法として、ウエザーアクト処理（耐候性鋼材における保護性さびを促進的に生成させる）を採用し、ライフサイクルコストの低減を図っている。
・ 施工ステップを考慮した解析
側径間部（ベント架設）や支間中

048

Civil Engineering Consultant

VOL.278 January 2018フラップ

■ 下部と基礎工形式の検討

・ 陸上部

柱形 状は一般的な矩形断面とた。また、下部工位置が海岸線よりRMS値（L/4 右側）

プレート
写真 1

耐風対策構造細部拡大

最大変位（L/4 左側）

800.15

RMS値(L/2)

AT1p3 迎角 =＋３°0.1

図9RMS値(L/4 左側）

0.4

風向：歩道側最小変位(L/4 右側）
最小変位(L/2)
最小変位（L/4 左側）

0.2

0.05

00-0.05-0.2
Ud=46.4m/s-0.1-10し、梁形状は張出し構造を採用し最大変位（L/2)

60

Ampulitude(m)間平均日値）から耐候性鋼材をそ

最大変位（L/4 右側）

Wind Speed(m/s)
02040

Nondim. Doble Amplitude(2A/D)

2.0kmを超えない地域であるため、

010 20 30 40 50 60
Reduced Wind Speed(Vr=V/fD)

三次元応答図

写真 3

沖端川大橋完成状況と架橋付近の夕日に映える蜘蛛手網

Civil Engineering Consultant

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