解特集 : 明日の交通網を支える PC 橋

説

新名神高速道路と東九州自動車道の PC 橋
— 新形式の橋梁への挑戦 —福永靖雄＊1・芦塚憲一郎＊2・佐溝純一＊3

西日本高速道路 ㈱ において，現在建設を行っている東九州自動車道と新名神高速道路の概要とこの区間における代表的なPC 橋について，その特徴および概要について記述する。とくに，世界初となる蝶型形状のコンクリートパネルを主桁に用いた構造（バタフライウェブ構造）を採用し，東九州自動車道の田久保川橋（仮称）の紹介と新名神高速道路における代表的なPC 橋の紹介を行うものである。
キーワード：新名神高速道路，東九州自動車道，バタフライウェブ構造，高強度，耐久性

1．は じ め にに資するために計画されたものである。

3．バタフライウェブ構造の実用化

西日本高速道路においては，現在，新名神高速道路と大分県区域と宮崎県区域の東九州自動車道を建設している。

東九州自動車道の宮崎県内の日向 IC と都農 IC（仮称）

これらの区間の構造物においては，耐久性の向上，維持間に位置する（図 - 1）田久保川橋（仮称）において，世管理性の向上，安全・安心・快適性の向上を目指して，新界初となる蝶型形状のコンクリートパネルを主桁に用いたたな橋梁形式に挑戦していっている。

構造（バタフライウェブ構造）を採用し施工中である。そ

本稿においては，東九州自動車道と新名神高速道路におの田久保川橋は，最大支間長が 87.5 m の 10 径間連続橋でける代表的な PC 橋における取組みについて紹介する。

あり，バタフライウェブは，設計基準強度 80 N/mm2 の高強度鋼繊維補強コンクリートを用いて工場で製作されたプ

2．東九州自動車道の概要
東九州自動車道は，北九州市を起点として，福岡・大分・宮崎・鹿児島の各県を結び，鹿児島市に至る全長 436 km

福岡県
佐賀県の高速自動車国道である。

長崎県

本高速道路は，北九州市で九州縦貫自動車道と分岐し，延岡南
門川
日向

大分県

熊本県

途中，大分県日出町および大分市で九州横断自動車道長崎

都農（仮称）

宮崎県

大分線と，延岡市で九州横断自動車道延岡線と，宮崎県清高鍋西都

鹿児島県

武市で九州縦貫自動車道宮崎線と，そして鹿児島県姶良市加治木町で九州縦貫自動車道鹿児島線と連絡する路線であ宮崎西り，当該路線は，九州縦貫自動車道および九州横断自動車

清武JCT

架橋位置

東九州自動車道
宮崎道とともに，九州地方における高速ネットワークを形成し，東九州地域の産業・経済・文化の振興と均衡ある発展図- 1を図り，輸送時間の短縮など沿線都市の生活向上・活性化＊1

Yasuo FUKUNAGA

西日本高速道路 ㈱本社 技術部

Vol.54, No.2, Mar. 2012＊2

＊3

Kenichiro ASHIZUKA
西日本高速道路 ㈱本社 技術部

田久保川橋の架橋位置図

Junniti SAMIZO

西日本高速道路 ㈱関西支社 建設事業部

33

特集 / 解説
レキャスト部材である。バタフライウェブの構造概要を図- 2 に示す。バタフライウェブ内には補強のための鉄筋は草津
瀬田東 JCT
大山崎 京都JCT・IC
高槻 JCT・IC
草津田上JCT・IC
IC

配置しておらず，引張力に抵抗するφ 15.2 の PC 鋼材が配置されているのみであり，鋼材の必要量ならびに終局時の中国自動車道作用圧縮力を考慮した結果，ウェブの厚さを 150 mm に設神戸JCT定可能となり，自重を 1 割軽減することができた。

八幡JCT・IC

名神高速道路クリートウェブに比べ主桁重量を軽減できることから，1神戸

ブロックあたりの施工長を常時 6.0 m と設定することが可

150
5075

175 125
175475新名神高速道路

位置図

手である。その他の区間は現在，順次本線工事を発注して68いるところであり，一部はすでに現地工事に着手している。

68

1157°

1 740

2 654

新名神高速道路の幅員は完成形では 6 車線となる計画で.30

1 5323 604

新名神高速道路

当面着工しない区間となっており平成 24 年 1 月現在未着

100

90 56あるが，現在は暫定形 4 車線で建設中である。橋梁は将来

PC鋼材 1S15.2
最大 36本

1 740

6 車線に拡幅可能な構造で計画している。

5．新名神高速道路の橋梁計画

90

新名神高速道路の高槻 JCT ～神戸 JCT 間（40.5 km）は，

75
175
125 175475

吹田JCT・IC

（仮称）

大阪

図- 4

供用中の名神高速道路および中国自動車道の北側をショートカットしており，大部分が山間部を通過している。その2 900

図- 2（仮称）

大津JCT

西宮IC

能で大幅な工期短縮が図られる。

50

城陽JCT・IC（仮称）バタフライウェブは一枚あたり約 3.2 t で，通常のコン150（仮称）ため急峻な谷部を横断する橋梁が多く，高橋脚，長大支間バタフライウェブ構造概要

で計画されている橋梁が多い。このような山間部の長大橋は PC 橋が有利となり，鋼橋は比較的地形の平坦な箇所や現在，4 基のワーゲンを用いて P1 ならびに P2 橋脚から河川交差部等に計画されている。

張出し架設中であり，P1・P2 間が平成 23 年度内には併合

城陽 JCT ～八幡 JCT 間（3.5 km）は一級河川木津川を予定である。完成予想図を図 - 3 に示す。

挟む平坦地であり，河川部は鋼橋，陸上部はコンクリート橋で計画している。

4．新名神高速道路の概要

建設中区間の構造物比率および橋梁種別の比率を図- 5，6 に示す。

新名神高速道路は名古屋市を起点として神戸市に至る延長約 174 km の高速道路であり，名神高速道路等と交通機能を補完することにより高速道路ネットワークに求められ土工
36 ％る機能の向上が期待されている。西日本高速道路では，図- 4 に示す，滋賀県から西側の事業を担当しており，名神トンネル41 ％

高速道路との連絡路（大津 JCT ～草津 JCT）を含む大津JCT 以東の区間はすでに開通している。
未開通の区間は大津 JCT ～神戸 JCT であるが，そのう

図- 5

ち大津 JCT ～城陽 JCT と八幡 JCT ～高槻 JCT の 2 区間は

図- 3

橋梁
23 ％

鋼橋
コンクリ 23 ％ート68 ％
混合橋8％

高槻～神戸間の概
要コンク
リート
72 ％

土工
17 ％

橋梁
83 ％

図- 6

城陽～八幡間の概
要

鋼橋
28 %

バタフライウェブを用いた田久保川橋（仮称）完成予想図

34

プレストレストコンクリート

特集 / 解説
橋梁計画においては，先行する大津 JCT 以東の区間の300 000

た技術や東九州自動車道で実用化したバタフライ構造を活

95 000107 000

西側

用し，さらに高強度材料を積極的に活用してよりコスト削

25 000 4 000

12 000新名神高速道路や静岡県区間の新東名高速道路で開発され37 000143 000

120 000

減，耐久性，耐震性の向上を目指している。

東側

また，関西地区では名神高速道路や中国自動車道等の開通後 40 年以上経過した高速道路のコンクリート橋の劣化川下川が顕在化しており，新名神高速道路では既設橋梁の劣化状
24 140445 10 500 445 445 10 500 445

況を踏まえた高耐久化への取組みを最重点課題としている。具体的には既設橋の劣化が外部からの水，とくに冬期4 000に散布される凍結防止剤の塩分が混じった道路排水がコンクリート構造物に浸入することで劣化している箇所が非常に多い。

445

16 12535 390445 445
1 360

そこで，構造物と道路排水を遮断する対策の徹底が有効

270 1 217 7 283 4 500 4 000 270 185 9 010 1 217 7 283
3 300
3 300

は高性能防水工を実施し，橋梁端部のジョイントから桁端部への漏水を防止するためには可能なかぎり連続化を図り

図- 7445

ストラット

ストラット受台と考えられ，路面から床版への水の浸入を遮断するために

16 12512 000

1 360

4 500 4 000

9 010 185

川下川橋概要図（左 : 暫定形，右：将来完成形）

中間の掛け違い部を無くすとともに，橋台部には延長床版工を実施して橋梁構造物に影響が出ない排水構造を計画しした P2 橋脚は，高さ 95 m の国内でも最大級の橋脚高さている。となった。また，P2 橋脚から西側の橋台までの距離がさらに，将来の維持管理が容易にできるよう桁端部の点120 m となり，張出し架設長としても最大級の 110 m とな検スペースの確保等，点検し易い構造を積極的に採用するった。川下川東側斜面には破砕帯が無いため，中間に P1方針であり詳細な構造は上部工詳細設計において検討中で橋脚を設置している。

ある。

本橋は上下線が隣接する線形であるため，上下線一体構造とした。将来の 6 車線拡幅時には図 - 7 に示すように6．川下川橋（仮称）

両側にストラットを設置して張出し床版を支持する構造とする計画である。

川下川橋は，兵庫県宝塚市と神戸市の境界部付近の高低差 100 m 以上の非常に急峻な V 字谷を横過する橋梁であ

7．武庫川橋（仮称）る。
本橋は，前後の土工部を施工するための本線内土運搬路

武庫川橋は兵庫県神戸市北区を流れる武庫川を跨ぐ橋長として活用するために先行して工事発注が実施されすでに442 m，最大支間 100 m の PC 5 径間連続ラーメン橋である。

橋脚が完成し上部工工事に着手している。

本橋も川下川橋と同様に上下線が隣接するため，上下線一体構造としている。図 - 8 に構造概要を示す。

工事発注にあたっては，支間割を含めた自由な橋梁構造の提案を認める上下部一体・設計施工一括方式（デザイン

武庫川河川内に橋脚を 1 基配置しているが，河川条件のビルド）を採用した。その結果，当初は川下川西側斜面部制約から最大幅が 5 m の円形断面に制限されているため，に確認されていた断層破砕帯部を避けて橋脚を設置するた

高強度コンクリート（σck ＝ 50 N/mm2）を使用することめに PC 2 径間連続波型鋼板ウェブエクストラドーズド橋

で高さ約 80 m の高橋脚を成立させている。

（最大支間 155 m）で計画されていた構造を工事受注者の上部構造は下部工の負担をより軽減させるため，通常の提案により，PC 3 径間連続ラーメン箱桁橋に変更した。

PC 箱桁よりも重量低減を図ることを目的として，東九州自動車道の田久保川橋で採用したバタフライウェブ構造とP1○54 200

φ5 50011 5004 000

67 80014 50081 2005 000

H.W.L=137.400

65 100P2○

φ5 500φ8 500
φ8 000

φ14 000

図- 8Vol.54, No.2, Mar. 20128 500

φ5 0007 500
φ8 5004 000

P3○69 700

φ5 5008 500

P4○100 000

武庫川橋 一般図

354 000

442 200
100 000

100 000
4 000

A2○71 800
8 500

1 300

8 500

破砕帯部を避けて橋脚を設置したため，谷底付近に設置

1 300

A1○

特集 / 解説
し，更なる耐震性の向上を図っている。しかしながら，桁交差部の支間が上り線 179 m，下り線 170 m という長大支高は工場から運搬するウェブの寸法から 4 m に制約され，間となった。

100 m の長支間構造に対しては桁高が足りないため，不足本橋はトンネルが近接するため川下川橋，武庫川橋，生する桁高分については，柱頭部付近を斜材により補剛する野大橋とは異なり上下線が分離した線形となっており，上エクストラドーズド構造を採用した。

下線一体構造とできないため，拡幅時には上下線それぞれ上下線一体構造であり，将来の 6 車線拡幅時には川下川両側にストラットを設置して拡幅する必要があり，エクス橋と同様に両側にストラットを設置する計画であるため，トラドーズド構造の斜材が設置できない。そこで拡幅が可エクストラドーズド構造の斜材が設置できる箇所は中央分能な PC 箱桁構造を採用した。
PC 箱桁構造で設計するにあたり，長大支間の橋であり，離帯部にかぎられ，広幅員の 1 面吊り構造としている。斜材定着部や主塔構造は現在詳細設計中である。

死荷重軽減を目的として波形鋼板ウェブを採用し，波形鋼板の製作，運搬の実績を勘案して桁高は 11.5 m で計画し8．生野大橋（仮称）ている。

生野大橋は新名神高速道路が JR 福知山線と交差する箇

波形鋼板ウェブ箱桁橋としては日本最大となるため，今所の橋長 606 m，最大支間 188 m の橋梁である。JR 線と後は上部工の詳細設計を実施する過程で施工性，耐震性，斜めに交差するため，交差箇所の支間長が長くなり，エク耐久性の適切な評価を実施した上で細部構造を決定する予ストラドーズド構造を採用している。本橋も武庫川橋と同定である。図 - 10 に構造概要を示す。

様の上下線一体構造の単一断面エクストラドーズド構造と10．お わ り になる。将来の拡幅施工は川下川橋，武庫川橋と同様に両側の張出し床版をストラット構造により張り出すことで対応

本稿においては，紙面の関係で，東九州自動車道を代表する計画である。

し田久保川橋（仮称）の 1 橋と新名神高速道路の代表的なJR 交差部の東側の区間は最大支間 71 m の PC 箱桁構造

橋梁として，現在，鋭意施工中である川下川橋（仮称）をとし，エクストラドーズド構造の区間と連続化している。

筆頭に 4 橋紹介させていただきました。

図 - 9 に構造概要を示す。

新名神高速道路，東九州自動車道においても，ここで紹介しなかった多くの PC 橋があり，それぞれの橋梁におい9．安威川橋（仮称）て，高耐久，維持管理性の向上，安全・安心・快適性の向上を目指し，新たな挑戦を行って行くこととしております。

安威川橋は大阪府茨木市の山間部に位置する安威川の急今後とも，本紙の読者の皆さまのご支援，ご指導などい峻な谷を跨ぐ，橋長が上り線 636 m，下り線 545.5 m の PC

ただければ幸いです。

連続桁橋である。本橋の特徴は安威川を斜めに横断する上【2012 年 1 月 23 日受付】

3 500

51 50026 5003 500
26 00099 500E50 000

50 000EE45 500

R50 000

P4H.W.L

P3P2800
33 900 800
3 500

636 000
634 400

15 50011 500橋長
桁長

14 500

生野大橋 一般図

RP7A29 500

P1P212 500 3 500

EP3

1 000
800

66 20071 00039 000

5 500

5 500

11 5004 500

179 000

43 500A232 500 7 500

4 000
E120 000

P437 000

図- 9800
800 50 400

39 00033 0003 500

37 000

15 000

7 000

3 500

P528 000

P6A2606 000
604 000
103 000

3 500

橋長
桁長

188 000

28 0007 000

96 20011 500

1 000
800

3 500
15 000に河川内に橋脚を設置することが困難であったため，河川E

P1E

A1RCLLP5P6

図 - 10

安威川橋（下り線）一般図

36

プレストレストコンクリート