第 21 回 国土技術開発賞 創意開発技術賞

プレキャスト床版（ジャケット式桟橋上部工）
ジャケット式桟橋上部床版の工場プレキャスト化〔受賞者〕

株式会社ヤマウ／九州大学
いく た生田

〔本稿執筆者〕 株式会社ヤマウ

以下に，第 21 回 国土技術開発賞 創意開発技術賞を受賞した「プレキャスト床版（ジャケット式桟橋上部工）」を紹介します。

やすきよ泰清（億人）
13.0（％）
200
190

国際観光客到達数（左軸）

12.0

180

実質世界GDP（右軸）
11.0

170
160

10.0

150
9.0

肩上がりの増加となっている。日本に目を向けると，訪日外国人旅行者の数は 2012 年までは多く

1006.0

図− 1（万人）
2,000て も 800 万 人 程 度 で あ っ た も の が，2013 年 の1,8001,036 万人から増加し始め，2015 年には 1,974 万1,600人と急速に拡大した。図− 2 にその動きを示す。

1,4001,200

これは，中国の経済発展によるところが大き1,000

く，海外旅行を楽しむ富裕層の増加により，比較800的近くて観光インフラが豊富な日本を目指す中国

600っているが，今後も一層の増加が予想されている。
そうした中で政府は，インバウンド新時代に向けた戦略的取り組みの中で，受け入れ環境の整備

400
20002003人が多くなった。その数は，現在約 500 万人とな

国際観光客到達数と実質世界 GDP の推移

2006200720082009201020112012201320142015の推移にほぼ比例しており，過去において常に右1104いる。また，図− 1 に示すように，世界の GDP

120

7.005の数は 11 億 8,000 万人にのぼったと報告されて1308.020

観光庁の HP によると，2015 年の国際観光客

140

200はじめに

1998
1999
2000
2001
200220032004200520062007200820092010201120122013201420151.

図− 2

訪日外国人旅行者数の推移

を進め，空港ゲートウェイ機能の強化や宿泊施設の供給確保，通信環境の改善などを提言してい建設マネジメント技術

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る。その一環として，「クルーズ 100 万人時代」の実現を目指し，クルーズ船受け入れの更なる拡コンクリート床版

ジャケット本体充を図るため，係留施設の整備を重点的に推進している。
一方，国土交通省では，今後の生産年齢人口の減少による建設分野での生産性低下について対策が検討され，新しい取り組みとして i-Constructionの推進が策定された。その中で，我々コンクリー

図− 3

ジャケット式桟橋の構造

ト製品業界に関連する項目として，建設物の工法決定に際して，コンクリート工の規格の標準化等，全体最適の導入を図ることを提唱している。

る。よって，桟橋の規模によっては床版の枚数がこれまでの決定方法では，イニシャルコストによ非常に多くなるために，広大な敷地を要することる経済性の優劣が大きなポイントとなってきた。となる。しかし，十分な広さを確保することはな

そのため，例えば，安価な現地での屋外生産がかなか困難であり，その製作に数カ月を要してい基本となり，気象条件に影響される場合が多く，るのが現実である。

安定的な生産への障害となってきたのも事実であ

そこで，その解決策として，図− 4 のように大る。また，個別の最適設計や一品受注生産を最良型の床版を陸送できる寸法に分割したうえで，比の選択とする考え方が優先されていたため，生産較的短い期間で供給できる工場での床版製作への性という観点では，必ずしも高いものとは言えな変更を提案した。検討するにあたっての，開発のかった。そこで，これらについての解決策としコンセプトについて記述する。て，プロセス全体の最適化やイニシャルコスト以①外の項目も含め，総合的に評価する決定手法の導入が通達された。

工期の短縮が最も重要な課題であり，できる限り短くすることが目的である。
②2.

工期の短縮

技術の内容

施工性の向上
床版を分割することで，床版の枚数が増加し新たな継ぎ目も発生する。それにより，現地で⑴

技術の概要の施工性が低下することは本末転倒である。

本技術は，クルーズ船を係留するための桟橋工事に関する技術である。桟橋の構造には幾つかの種類があるが，最近では耐震性と施工性に優れているジャケット式桟橋の採用が増加しており，その構造は，図− 3 のようにジャケット本体とコンクリート床版を一体化させた構造となっている。
現地での作業工程を大まかに分類すると，杭工新規継手部事，ジャケット本体設置，コンクリート床版製作設置，そして最後に桟橋付帯設備工事である。この工種の中で，工程の大部分を占めるのがコンクリート床版の製作工であるが，通常は現地付近のコンクリート床版（分割）

図− 4

床版の分割案

製作ヤードに床版製作のための製作台を設け，サイトプレキャスト工法で製作する施工となってい80

建設マネジメント技術

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330.0ｍ

20.0 m

3工区

3工区

2工区

1工区

2工区

70.0

60.0

70.0

60.0

70.0

図− 5③既設岸壁

キープラン

i-Construction の推進要な業務となるが，工場製作では現場特有の煩現地製作で常に課題となっている施工環境に雑な施工管理を省略することができる。

よる影響等について解決し，品質の向上を図る。

⑤

熟練技能者不足の解消
昨今，社会問題化している現地施工での熟練以降に，博多港中央ふ頭に構築されたジャケッ

技能者の不足は，生産性と製品の品質確保に大ト式桟橋の工事に関して，本技術について説明すきく影響する。工場製作であれば，専門の製作る。

スタッフにより安定的に良質の製品を供給する

図− 5 に示すように，工事の規模は全長が 330.0ことができる。

ｍ，幅が 20.0 ｍである。床版の基本的な寸法は 7.5ｍ× 5.0 ｍと大型で，1 枚の重量は約 35 t となっ以上のようなメリットが考慮され，工場での製作が採用されることとなった。ている。工事は 3 つの工区に分けて発注され，1工区目の床版は当初計画どおりの現場製作で施工⑵継手部の考案された。床版の配置は全 48 枚（60 ｍ）である。

床版を分割することにより，新しい継手が発生

一方，2 工区目，3 工区目の床版は工場製作によする。既存の継手部はジャケット本体の受梁に支り行われたが，製造枚数は床版を分割するため持された箇所にあるので，一体化するための場所84 枚（60 ｍ）と増加した。

打ちコンクリートを打設する際に，受梁が底型枠

ここで，床版を工場製作に変更する場合のメリットについて挙げてみる。
①

製作ヤードの削減
現地製作のために必要な敷地と製作台が不要の役割を兼ねている。しかしながら，新しく発生する継手部は，図− 6 のように受梁がない中間位置にあるため，底型枠が必要となる。さらに，そのような位置に型枠を設置する場合，組立・解体であり，既存の工場内設備のみで製作できる。
②

気象条件対策
建屋内での製作であり，悪天候による作業の中止や施工管理の不備による品質の低下を防止できる。
③

飛来塩分対策一般的に架設現場に近い場所に製作ヤードを設けて製作するので，必然的に飛来塩分の影響があり，対策が必要となる。しかし，工場製作の場合不要となる。
④

施工管理の省略
現場製作の場合，製作に関する施工管理が重図− 6新規継手のイメージ

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のための作業足場も必要となるが，開発のコンセプトで指摘した施工性の向上を著しく損なうことになる。そこで，新しい継手部の型枠には，解体不要の残存型枠を採用することとし，足場の設置も行わない計画とした。
残存型枠の素材は，耐久性と塩害への対策を考慮して塩化ビニールとした。構造は，図− 7 に示
すように，両側の床版の先端に L 型のアングルをセラミックインサートで固定する。そして，それぞれの床版を所定の位置に据え付けた後，両方

写真− 1の L 型の上に底型枠となる平板を横方向から挿載荷試験状況入した。こうすることで，仮設足場を設置することなく，上面からの作業を可能にした。その後，現場打ちコンクリートを打設したが，型枠のずれや破損もなく，良質な施工を行うことができた。

（kN）
300
250

鉄筋ゲージ12鉄筋ゲージ16載荷重200
ひび割れ発生時試験荷重 183 kN

150

平Ｌ型アングル板

100
使用限界状態時試験荷重5000100

200

300

400

53 kN

500600

ひずみ値（μ）

図− 8

図− 7

新規継手の構造

荷重と鉄筋ひずみ値

荷荷重，横軸が継手部の下側鉄筋のひずみ値を示している。近接目視および鉄筋のひずみ値の変化により，約 183 kN で，ひび割れが発生したもの⑶

継手の安全性の確認と判断された。すなわち，設計計算により設定さ耐久性，施工性と共に，新しい継手の耐荷性能れた値の約 3 倍の耐荷力性能があることが分かを確認しておく必要がある。そこで，設計計算書り，安全性についても十分満足していることを確に沿って所要の荷重を算定し，載荷試験を行った。

認することができた。

設計計算では，限界状態設計法により，使用時と終局時の各制限値とひび割れ幅の算定が行われ3.

技術の効果ている。そこで，その際の作用曲げモーメントとなる載荷荷重を実験体に合わせて計算すると，床版の製作を工場製作に変更したことによる効

P= 53 kN となることが分かった。写真− 1 は，果について検証してみた。対象として，1 スパン載荷実験の状況である。

60 ｍ× 20 ｍのブロックについて，現場製作との図− 8 は，実験結果を示すグラフで，縦軸が載82

建設マネジメント技術

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比較検討を行った。

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2020/04/30 14:46表− 1工

現地製作工程（１サイクル）

種日数

表− 2計工程比較結果
現地製作

工場製作型

枠工

2製作日数7724鉄筋

据付日数

34合計

8028

比

率

10.35

工

1コ ン ク リ ー ト 工

1養 生 工（ 製 作 台 ）

5脱工

1工

3工

1仕転

枠上げ
置

14

養 生 工（ ス ト ッ ク ）ことで 1 日 / サイクルとなり，全 24 日の製作日17数となった。
一方，据付に要する架設日数は，現場製作の場合 3 日，工場製作の場合 4 日となる。これは，分⑴製作工期割することで床版 1 枚の重量が 1/2 になるが，そ床版の製作期間について比較検討する。まず，

れに伴い起重機船の規格も変更され，架設能力も現場製作での製作工期については，表− 1 に示す変わる。それらを考慮した標準積算歩掛により，ように，床版 1 枚の製作サイクルの日数を算出し算出された日数である。製作日数と架設日数を合たところ，14 日となった。これに雨天休日等を計すると，表− 2 のような結果となり，本工事で考慮した稼働率 1.4 を乗じると 20 日となる。今は約 35% に削減することができた。その効果は回は，全 48 枚に対して 16 台の型枠を設けて製作非常に大きいことが分かった。

したので，3 回転となり，出荷までの養生日数 17⑵日を加えて 77 日（20 日× 3 ＋ 17 日）が製作の全日数となった。

概算工費
工費の比較については，全体工費を対象に行う

また，工場製作については，鋼製の型枠を 4 台ことが，より正確であり妥当性があるが，個々の準備して全 84 枚を製作したが，蒸気養生を行う

工事により施工条件が異なるので，ここでは，床表− 3工種

仕

概算工事費比較

様単位数量

単価

床版製作工
製作台

額

コンクリート基礎

基16197,000

大床版

7.5 × 5.0枚

24

1,075,000

25,800,000

中床版

5.0 × 3.0枚

12433,700

5,204,400

小床版

5.0 × 2.0枚

12302,600

3,631,200

回

4841,300

床版据付工

起重機船 200 t 吊式

1

現場管理費

床版製作

式

1

床版製作

現地製作

合

3,152,000
34,635,600

転置工1,982,400
3,081,000
4,500,000

計

47,351,000

床版製作工50,677,200

大床版

7.5 × 2.5枚

48

807,500

38,760,000

中床版

2.5 × 3.0枚

24287,200

6,892,800

小床版

5.0 × 2.0枚

12418,700

起重機船 150 t 吊式

1

工場製作

床版据付工
合

計

5,024,400
3,489,000
54,166,200

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金39,770,000

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版製作工と据付工に関する直工費と現場管理費に製型枠の廃材など，製作設備に関して廃棄すべきついて着目して比較してみた。

資材が発生することになる。しかしながら，これその結果を表− 3 に示すが，現地製作での工事費は，床版製作工，床版据付工，そして製作に関する現場管理費を合計すると，約 47,351 千円となる。また，工場製作での工事費は，床版製作工らの設備を削減することで，環境負荷低減に寄与したものと考える。
以上のような効果が明らかとなり，この技術の有効性を再確認できた。と床版据付工で約 54,166 千円となり，15% 程度の増額となった。これは，工場製作での製作単価

4.

おわりにが割高なことと，工場から現地までの運賃が加算されることが主な原因である。工場で使用される建設現場において，技術者や技能者の不足は，型枠は組立・解体が容易で，回転数を多くする必高齢化と新規参入者の減少により非常に深刻な問要があることから，強固な鋼製の型枠を用いるた題となっている。しかしながら，生産性の効率化め，その製作費が高価になる傾向にある。

やコスト削減など，検討すべき項目の数は少なくなく，難題も多い。

⑶

その他の効果

今回の技術は，新しい技術を開発したわけでは前述した，工場製作でのメリットについても効ないが，既存の技術を組み合わせて，要求される果がみられたが，それ以外の項目についても以下項目に対して一つの解決方法を提案したものであのような効果が明確になった。

る。今回は，海洋構造物であるクルーズ船の係留①

出来形誤差の少ない製品の安定的な供給桟橋に関する開発であったが，技術的には橋梁建それぞれの床版には，互いの連結のための鉄筋設に使われているものを応用して開発した工法でが 150 mm 間隔で配置されているが，この配置ある。このような他分野の技術とのコラボレーシ

精度が据付けの作業性に大きく影響することが予ョンを進めることは重要であり，また，今一度技想されていた。そこで，工場製作時に厳密な管理術の棚卸しをしてみることも必要であると考える。

を行うことで配置精度を高め，据付け作業を円滑

今後も，i-Construction の推進のために，コンに進めることができた。

クリート構造物の一つの命題である継手の構造に②ついて，新たな開発に取り組んでいきたい。

環境負荷低減現地製作であれば，製作台の基礎工や大量の木

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