論

特集 : 明日の交通網を支える PC 橋

説

PC 鉄道橋の近年の取組み— JR 東日本の事例 —大郷貴之＊1・木野淳一＊2・岩田道敏＊3・津吉

毅＊4

JR 東日本の PC 鉄道橋は，近年は主に連続立体交差事業等に伴う高架化工事，直通運転化等の輸送改善工事，河川改修等部外関連工事に伴う橋梁架替・別線工事等により構築されている。本稿では，JR 東日本において近年構築された PC 鉄道橋を紹介する。
キーワード：PC 鉄道橋，PC 鋼材の防錆対策事においても道路交差部の一部箇所に PRC ラーメン構造

1．は じ め にを採用している（図 - 1）。

近年，JR 東日本では PC 構造物に関連した工事として，高架化，PC 桁架設，橋梁架替等を行っている。既設線の改良工事が主となるため，既設構造物に近接した狭隘な箇所で営業列車の運行を確保しながら施工することが多く，現地の設計・施工面での制約条件が構造・施工方法に大きく影響することがある。また，比較的作業ヤードが確保できる河川改修工事等においても経済性，施工性，景観等に優れたさまざまな構造物を構築している。本稿では，当社における近年の PC 鉄道橋を紹介する。

2．近年の PC 鉄道橋の事例

図- 1

2.1

連続立体交差事業等に伴う鉄道高架化工事⑴

PRC ラーメン高架橋

PRC 高架橋

PRC ラーメン構造の利点を列挙すると次のようになる。
1 ）シュー構造がなくなることにより，メンテナンスフリ

現在，首都圏において連続立体交差事業等に伴う高架化ーの構造となる。

工事を中央線三鷹～立川間，南武線稲城長沼駅付近，東北2 ）ラーメン構造とすることにより，地震時に安全面での線浦和駅付近において行っている。鉄道と道路との交差部冗長性が高い構造となる。の構造としては一般的に PC 桁構造が考えられるが，中央3 ）隣接する RC ラーメン高架橋との連続性が確保される

線高架化工事では，鉄道と交差する道路部において，メンテナンスを考慮し全線にわたってシューを用いない背割れことにより，景観性が向上する。

構造とした 3 径間の PRC ラーメン構造を採用している。

⑵

また，南武線稲城長沼駅付近，東北線浦和駅付近高架化工

南武線稲城長沼駅付近工事においては，一部道路交差部＊1

Takayuki OSATO

東日本旅客鉄道 ㈱東京工事事務所
工事管理室 副課長

Vol.54, No.2, Mar. 2012＊2

＊3

Jyunichi KINO

東日本旅客鉄道 ㈱建設工事部
構造技術センター 副課長

PC ランガー橋

Michitoshi IWATA

東日本旅客鉄道 ㈱建設工事部
構造技術センター 課長

29＊3

Takeshi TSUYOSHI

東日本旅客鉄道 ㈱東京工事事務所 次長

特集 / 論説において PC ランガー橋を採用している。PC ランガー形⑵

式は桁高を小さくでき，景観上も優れている。近年，当社

PC 桁，鋼桁，鋼橋脚・橋台は新幹線直上に施工するた

PC 桁架設方法

では，道路や河川との交差部で支間長約 40 ～ 60 m の橋梁

め，新幹線が運行していない夜間の短時間で架設を行う必に採用している（図 - 2）。

要がある。桁架設作業時の新幹線上での作業を少なくすることおよび新設する高架橋上以外で作業ヤードが確保できない状況で効率的に作業を進めるため，単純桁構造を架設機により順次架設していく方法を採用した。
図 - 4 に架設機を用いた施工方法を示す。2012 年 1 月
現在で PC 桁 17 連中 9 連の架設を終了している（図 - 5）。
【STEP 1 】

後部タワー
吊ガーダー
PC 桁

前部タワー
走行ガーダー

手延機

東北新幹線
親子台車

図- 22.2

道路交差部の PC ランガー橋

東京方上野方【STEP 2 】

首都圏の狭隘箇所における輸送改善工事②～東北縦貫線工事～⑴① PC 桁吊上げ② 走行ガーダー移動③ PC 桁降下

① ③

東北新幹線

東北縦貫線概要【STEP 3 】

東北縦貫線とは，図 - 3 のように東京駅と上野駅間に前部タワー
（移動）

後部タワー
（移動）
吊ガーダー
（移動）

手延機
（移動）

複線の線路を約 3.8 km 敷設することにより，東京駅を起点とする東海道線と現在上野駅止まりになっている東北・東北新幹線

走行ガーダー（固定）高崎・常磐線を結ぶ路線である。工事区間は，線路改良部（固定）
走行ガーダー（約 2.5 km）と高架橋新設部（約 1.3 km）に分けられ，さ（移動）架設済 PC 桁

らに高架橋新設部は重層部（約 0.6 km）とアプローチ部

図- 4（約 0.7 km）に分けられる。重層部とは，東北新幹線の直次回架設位置

東北縦貫線 PC 桁架設計画

上に東北縦貫線の構造物を構築し，重層化する区間である。
本区間は，既設の東北新幹線高架橋（鋼ラーメン構造）に新たな鉄骨部材を継ぎ足して東北縦貫線の鋼橋台・橋脚とし，そのうえに，1 室箱桁形状の PC 桁 17 連，鋼桁 2 連を構築する計画となっている。計画にあたっては，極力 PC桁構造を採用することを基本とした。桁重量が増えると下部構造への負担が大きくなるため，桁長が 40 m を下回る17 連を PC 桁構造，40 m を超える 2 連は鋼構造とした。
着手前

中央線

東京

図- 5

平面図

神田

秋葉原

京浜東北･山手線

御徒町

上野
京浜東北･山手線

東海道線

宇都宮･高崎線

東北新幹線
完成時

常磐線

中央線

京浜東北･山手線

宇都宮･高崎線

側面図

重層部

東京

線路改良部

秋葉原

高架橋新設部

図- 3

御徒町

概説

一方，橋梁前後での既設線路への取付けを考えると，レ常磐線

アプローチ部

河川改修事業に伴う橋梁改築⑴

既設橋梁より橋長が長くなる。

東北縦貫線
アプローチ部

2.3

河川改修事業に伴う橋梁改築が発生する場合，一般的に京浜東北･山手線

東海道線
東北新幹線

PC 桁架設状況

ール配置高さは極力従来の高さに近づけるのが経済的に望ましい。また，H.W.L の見直しにより橋梁下端の高さをこ上野う上する必要がある場合も多い。そのため，河川改修事業

線路改良部に伴う橋梁改築では，下路式構造が適しており，周辺環境

東北縦貫線計画への影響（騒音），維持管理の容易さから中規模橋梁の計画においては PC 構造が主に採用されることとなる。とくPC 桁構造を極力採用した理由は，鋼桁と比較して ①に，レール配置高さ～桁最下面を小さくすることができる

神田駅周辺への騒音増加の影響を極力少なくできること，下路桁形式は，レール配置高さを従前どおりの計画とする② 将来の塗装塗替えが不要で維持管理費用を削減できることが可能となる場合が多いため，河川改修事業に伴う橋ためである。

梁改築ではもっとも多く採用されることとなる。以下に，

30

プレストレストコンクリート

特集 / 論説多くなる。

近年下路桁形式で設計・施工された PC 橋梁の事例を示す。
⑵

奥羽線第一吉野川橋梁

これらの問題点を解決するため，アーチ部材を橋台および橋脚に剛結して支持し，また補剛桁はアーチ部材から吊奥羽線高畠～赤湯間第一吉野川橋梁は，従前の橋長材により支持する連続桁構造を採用した（図 - 8）。

52.8 m の鋼上路桁を河川改修により橋長 119.2 m の 3 径間

この構造形式の変更により，連続下路 PRC 桁に改築したものである。本橋梁の特徴は，豪雪地帯の橋梁であることから除雪対策を考慮して，一般4 ）桁高および PC 鋼材料の削減（約 2/3）

的な PC 下路桁の軌道面はスラブ状になっているのに対し，5 ）橋脚部水平力低減による杭本数の削減（1/2）

本橋梁は縦桁・横桁で軌道面を形成する，格子状の床版と6 ）支承，ストッパー数の削減した開床式の PC 桁となっていることである。軌道面が格が可能となり，大幅なコストダウンが実現された。

子状であることから軌道は PC マクラギを用いた直結方式

アーチ部材による引張力の軌道を採用している。また，維持管理の際の歩行のため，アーチによる水平力をキャンセル

開口部には 60 × 200 mm のグレーチングを設置している。
縦桁はレールの配置位置付近に，横桁はマクラギ間隔にあ

桁高大

桁高縮小

わせ，マクラギ 5 本に 1 箇所の割合で配置している。主桁アーチ部材と橋脚を剛結については，PC ケーブルを橋脚上で大きく偏心させるこ
図- 8とで力学的に合理的なフィンバック形式を採用している。

構造形式の比較

図 - 6 に第一吉野川橋梁の完成時点の写真を示す。
⑷

内房線姉ヶ崎橋梁

内房線姉ヶ崎橋梁は，河川断面の阻害を避けるため 1 ス
パンで河川を跨ぐ長さとし，かつ沿線の騒音振動および京葉工業地帯の景観との調和を考慮して，PC 斜吊橋形式を採用した。U 型の主桁断面に直線的に配置した圧縮部材を取付けて，その頂部から 2 本の吊材で主桁を支持する構造形式を採用している（図 - 9）。

図- 6⑶

第一吉野川橋梁

東北線（現青い森鉄道）天間川橋梁

東北線（現青い森鉄道）上北町～乙供間天間川橋梁は，単線鋼上路桁 2 線を複線の 3 径間連続 PC 橋梁に改築したものである（図 - 7）。本橋梁は，当初は中規模スパンに適した橋梁形式で，景観的にも優れている PC 単純ランガー橋を 3 連繋げた構造を計画していた。しかし，天間川橋
図- 9梁計画の際には，下記の点が問題となった。

姉ヶ崎橋梁1 ）桁には，径間ごとにアーチ支承部に生じる水平力によ2.4って，大きな軸引張力が作用する。

部外関連工事に伴う線路付替え工事～吾妻線付替え工事～

2 ）地震時に発生する水平力については，各下部工が鉛直⑴反力比相当を分担するため，軟弱地盤箇所に位置する下部工の杭本数が多くなる。

吾妻線付替え工事における PC 橋の概要

国土交通省が計画する八ツ場ダム建設に伴い，吾妻線岩3 ）単純桁構造で，シューやダンパー式ストッパーの数が島駅～長野原草津口間で約 10.4 km の線路付替え工事を行っている。今回の付替え工事において，吾妻線は 2 回吾妻川を渡河しており，起点方の橋梁が第二吾妻川橋梁，終点方が第三吾妻川橋梁となっている。最大支間長が第二吾妻川橋梁では約 167 m，第三吾妻川橋梁では約 160 m となっており，コンクリート鉄道橋としては，国内最長規模となっている。構造計画・設計に際しては，経済性・施工性に加えて地域のランドマークとなるよう景観にも配慮を行っている。
⑵

第二吾妻川橋梁

第二吾妻川橋梁は，図 - 10 に示すように橋長 41.0 m の
図- 7Vol.54, No.2, Mar. 2012

天間川橋梁

単純桁と橋長 390.0 m の 3 径間連続斜版橋で構成されてお31

特集 / 論説
41 000111 500

56 500
A155 000

390 000
167 000
57 00055 00055 000111 500

A2F

9 500

MM

6 000

DM13 000

図 - 10

大前方
8 500

5 000

5 500
41 800
12 000

2 400
8 300

7 700

渋川方5 500
38 6008 800

1国道56 500

3 300 3 300

3 300 3 300

45号

55 000P3P2P1DMM

7 000

13 000

第二吾妻川橋梁一般図はマッシブな橋台に剛結されている。

り，斜版部分に平面曲線（曲線半径 600 m）を有する国内初の斜版橋である（図 - 11）。斜版橋とはケーブルの一部2 ）アーチ部材と主桁は鉛直材，斜材および吊ケーブルで結合されている。

を桁の外に出して偏心量を大きくした大偏心外ケーブル形式の一種である。斜材（PC ケーブル）をコンクリートで3 ）支承条件は積層ゴム沓による水平力分散支承とし，地巻き立てることで，斜材の応力振幅を抑えるとともに，橋震時に主桁から橋軸直角方向に作用する水平力について梁全体の剛性を高め，列車荷重による変形が少なく優れた

は，桁端部に設けた変位制限用コンクリートブロックで列車走行性を確保できる。JR 東日本ではこれまで東北線支持する。橋軸方向については補剛桁に剛結された鉛直名取川橋梁，左沢線須川橋梁等で採用しており，他社にお材と斜材部材を介してアーチ全体の剛性で支持する。

いても九州新幹線の川内川橋梁等で用いられている。

3．PC 鋼材の防錆対策について
近年，JR 東日本では，PC 鋼材の防錆対策の信頼性向上を目的として，二重防錆対策を行っている。すべての PC構造物においてシースはプラスチック製を原則として使用することとした。これは従来の鋼製シースからプラスチック製とすることで PC 鋼材の防錆を高め，グラウトと合わせた二重防錆とすることを目的としている。また，プレキャストブロック工法やプレキャスト T 形桁等のようにコンクリートを一体に施工せず，PC 鋼より線を緊張することにより一体化を図る場合には，ブロックの継目等から浸図 - 11

第二吾妻川橋梁

水する危険性があるため，プラスチック製シースによる対策に加えて，PC 鋼材に樹脂被覆（塗装）PC 鋼材を用いる⑶

第三吾妻川橋梁ことにより，防錆効果を高めることとした。横締め PC 鋼

第三吾妻川橋梁は橋長 203 m のバスケットハンドル型複材については，樹脂被覆した鋼材をグラウトして 2 重防錆合 中 路 ア ー チ 構 造 3 径 間 PC 下 路 連 続 桁 橋 で あ る（ 図とするか，プレグラウト式を使用している。

- 12）
。

4．お わ り にPC 構造物は優れた構造形式であることから，JR 東日本の構造物においても広く採用している。今後も現地の制約条件に適した構造，施工方法を提案してまいりたい。
参考文献
1 ）渡部，永山，矢島，津吉：段階施工する PRC ラーメン高架橋の設計と施工上の特徴，プレストレストコンクリート，Vol.51，No.5，2009.9.10

図 - 122 ）柳澤：東北縦貫線建設工事の概要，鉄道ジャーナル，2012.2.

第三吾妻川橋梁3 ）澁谷，伊在井：奥羽本線第一吉野川橋りょうの設計および施工，
SED，No.27，2006.11.

主桁は線路方向が PRC 構造，線路直角方向が PC 構造

4 ）古林，大庭，谷口，津吉，石橋：新構造形式の 3 径間連続アーチ橋の設計（東北線天間川橋りょう），SED，No.22，2004.5.の下路桁となっている。本橋梁の特徴は以下のとおりであ5 ）大郷，東，宇津木，福田：3 径間連続 PRC 斜版中路箱桁橋の施工，る。

プレストレストコンクリート，Vol.51，No.5，2009.9.10

1 ）アーチ部材については，アーチリブは，高い剛性を確6 ）白神，鈴木，東，大郷，長沼，森井：JR 吾妻線第三吾妻川橋り

保したうえでなるべく自重を減らすためコンクリート充ょうの施工，橋梁と基礎，2010.12.

てん鋼管構造とし，アーチ基部は大きな圧縮力に耐えら【2012 年 2 月 3 日受付】れるよう鉄筋コンクリート構造としている。アーチ基部

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プレストレストコンクリート