工事報告

江川大橋の設計・施工— 最大支間長 173 m を有する 3 径間連続箱桁橋 —西村

丈二＊1・井上英二＊2・中積健一＊3・村尾

光則＊4

江川大橋は，小石原川ダム建設事業に伴う付替国道の一部として，既設の江川ダム湖面上に位置する橋梁である。構造形式
は，中央支間長が現日本一となる 173 m の PC 3 径間連続箱桁橋である。工事によって寸断されている地元住民のアクセス路を早期に確保するため，超大型ワーゲン，高強度 PC 鋼材，内外ケーブル方式などの採用により構造の合理化を図り，工程の短縮に取り組んだ。本稿は，江川大橋建設工事における基礎工 , 橋脚工 , 上部工の設計・施工について述べるものである。
キーワード：工程短縮，超大型ワーゲン，高強度 PC 鋼材，内外併用ケーブル，ニューマチックケーソン基礎

1．は じ め に

2．橋 梁 概 要

江川大橋は，小石原川ダム建設事業に伴って整備される

江川大橋の橋梁概要・諸元を表 - 1 に，全体一般図を図

付替国道 500 号線のうち，江川ダム湖面上に架橋する橋梁- 2 に示す。本橋の最大の特徴は，中央支間長 173 m であであり，福岡県のほぼ中央に位置する（図 - 1）。ダム湖上り，これまで連続箱桁橋としては日本一である平原大橋のに架橋するため，ダム湖を挟み 173 m の支間で 2 基の橋脚170 m を上回る。それに伴い，主桁の桁高も最大 10 m とを配置した PC 3 径間連続箱桁橋である。P1 橋脚には直接なる。基礎形式は，P1 は直接基礎，P2 はニューマチック基礎，P2 橋脚基礎にはニューマチックケーソン基礎を採ケーソン基礎であり，橋脚形式は，RC 充実断面とした。

用している。

工程短縮を目的として，下部工では P2 背面盛土の軽量盛

朝倉市と東峰村間のアクセス路である国道 500 号線は，土への変更や鉄筋のプレファブ化，ヘッドバーの採用を行当該地域を挟んで建設されるダム建設事業により寸断されった。上部工では内ケーブルを高強度 PC 鋼材に変更するており，迂回路を利用している地域住民への早期の開放がとともに，一部の連結 PC 鋼材を外ケーブルにすることで，望まれていることから，上下部工の構造や施工方法の見直全内ケーブルから内外併用方式へ変更した。これらの方策

しによる工程短縮に取り組んだ。

により，ニューマチックケーソン長を 17.0 m から 11.0 m

本稿は，江川大橋建設工事における基礎工，橋脚工，上に短縮し，上部工の構造もスリム化し約 1 割の重量低減を部工の設計・施工について述べるものである。

実現している。
表- 1

江川大橋

0500 m工 事 名 小石原川ダム付替国道 1 号橋工事

従来の国道 500 号付替国道 500 号

発 注 者 独立行政法人 水資源機構 朝倉総合事業所

小石原川ダム江川ダム

施 工 者 三井住友建設 ㈱国道

付福岡佐賀替後）

工期

平成 28 年 9 月 21 日〜令和 2 年 3 月 15 日

橋

長339.0 m

支道路規格 第 3 種第 4 級

大分図- 1

九州支店

工事場所 福岡県朝倉市江川地内

500号（架橋位置

橋梁概要・諸元

江川大橋位置図

間

87.0 ＋ 173.0 ＋ 79.0 m

V = 40 km/h

荷重B 活荷重形式

PC 3 径間連続箱桁橋

架設方法 片持ち架設工法
平面線形

R = 300，A = 200，R = ∞，R = 600

幅員8.2 m斜横断勾配

3.00 %

縦断勾配

角

90°
4.70 %

Jyoji NISHIMURA：独立行政法人 水資源機構 朝倉総合事業所 道路工事課 副参事
Eiji INOUE：三井住友建設 ㈱ 九州支店 小石原 1 号橋作業所＊3
Kenichi NAKATSUMI：三井住友建設 ㈱ 土木本部 橋梁構造設計部 PC 設計グループ長＊4
Mitsunori MURAO：三井住友建設 ㈱ 土木本部 部長
＊1
＊2

24

プレストレストコンクリート工事報告
側面図

15 00019 300

6 000

10 500国道500号

A279 000
77 50011 800
4 500

1 200
300

10 000

10 000

1 200

P24 500

87 00085 500

4 500

300

橋長 339 000
173 000
173 000

P132 300

A1

常時満水位 EL.225 m

10 000

6 000

17 0009 000

ニューマチックケーソン基礎
L＝11.0 m

平面図
国道500号
橋長 339 000
173 000

P1
A187 000

P2

A279 000

0

10 50

9 000

図- 2

3．設
3.1

12 000
8 250

8 300

21 000

15 00017 000

10 000

全体一般図
ぞれ 3 分の 1，4 分の 1 を占める。

計

よって，これらの工種をいかに短縮できるかが工程短縮

工程短縮の課題を図るうえで重要となるため，設計においては，ニューマ

設計は，工程短縮を目的として上下部工の構造変更も含チックケーソン基礎と上部工の 2 つに主眼を置いた検討をめた検討を行った。図 - 3 は，本橋 P2 橋脚部の概略工程実施した。次項以降に，それぞれの検討結果を詳述する。

を示したものである。ニューマチックケーソン基礎工と上3.2部工張出し施工が大きくなっており，全体工程のうちそれニューマチックケーソン基礎長は当初 18.0 m となって基礎および橋脚の設計おり，工程短縮のため，ケーソン長の低減を目指した。
1P2 橋脚背面は，橋脚完成後に修景を目的として補強盛準備工ほか（仮桟橋など）2土による埋戻しを行う計画となっていた。そのため，P234

橋脚ニューマチックケーソン基礎は，上部工反力に加え偏567土圧による影響を考慮した設計となっていた。よって，背ニューマチック
ケーソン基礎89

面盛土の偏土圧によるモーメント，水平力の低減を目的と全体工程の約 1/310して，橋脚背面盛土の軽量盛土（EPS 工法）への変更を行

1112った（図 - 4）。さらに，後述する上部工のスリム化によ13141517192324

約 66 %，水平力を約 60 % まで低減することができ，最終柱頭部工2022し，ニューマチックケーソン基礎に作用するモーメントを仮支承工

1821

り上部工反力を低減することで，当初設計の断面力と比較

橋脚工

16

的には，ケーソン基礎長を 18.0 m から 11.0 m まで縮小し移動作業車組立て

張出し施工（19 BL）

た（図 - 5）。

全体工程の
約 1/4

2526

また，施工における省力化・効率化を図るため，細部の構造についても見直しを行った。

27

ケーソン掘削時においては，四隅の掘削効率が悪く時間

2829303132

移動作業車解体

中央閉合

仮支承撤去
橋面工

図- 3

や手間がとられるため，ケーソン隅角部に隅切りを施した

側径間施工

橋脚修景工

断面形状に変更し，掘削作業の効率化を図った。

P2 橋脚概略工程（当初工程）

Vol.62, No.3, May 2020

さらに，鉄筋は両円形フックの重ね継手となっていた箇

25

工事報告
所をヘッドバーへ変更し，鉄筋組立て工程の簡素化を図った。これについては，直接基礎である P1 橋脚基礎においても，同様に重ね継手となっていたせん断鉄筋端部をヘッ

D 25
帯鉄筋

4×350＝1 400 150

D 25
横拘束筋

外側

内側

D 51
柱主鉄筋

D 51
柱主鉄筋

1 000
300 200275
275▽236 500

150 150

9 500

EPS

▽227 000

1 500▽227 500

18×300＝5 400

D 25
中間帯鉄筋

D 25
横拘束筋

1 000
200 300
150 200
175 200
175 150

6 000
4 000
1 000
13×300=3 900 200 300
275
275

150 4×350＝1 400

ドバーに変更している。

施工基面

8 500
6 500
36×150＝5 400

1 000
300 200
200 150200 175
150 175

1 500

施工基面

5501 000150▽227 500（地盤改良）

基盤排水層

5 400

（変更後：無垢断面）

D 25
中間帯鉄筋（Head-Bar）

D 25
帯鉄筋
8 500
50×150＝7 500

300【橋脚背面断面図】

3003006 000

軽量盛土（EPS）

D51 主鉄筋（機械式継手φ89.1）

300
225
225

240

外側

15×300＝4 500

6200

225
225

【補強土壁部断面図】

200160235

図- 6

橋脚部断面比較230

補強土壁工3.3【修景計画平面図】

上部構造は先述のとおり，軽量化を図る目的で各構造部材の部材厚を見直し，ウェブ厚および下床版厚の縮小を実橋脚背面へ軽量盛土（EPS 工法）の採用

9 000

9 000

15 000600
750 アスファルト舗装
tmin＝80 mm

1.5 %
400

15.0×9.0×11.0 h

作用力

38 30023 100モーメント（kN・m）
最大モーメント（kN・m）

887 200

589 760

1 104 640＜1 243 171

698 543＜1 243 171

前面塑性率（%）

58.3＜60.0

57.1＜60.0

底面浮上率（%）

15.07＜60.0

43.0＜60.0

図- 52 750

800

15.0×9.0×18.0 h

水平力（kN）

1.5 %10 000

4 000
形状寸法

2 750

600

4 00033 000 4 000
11 000

10 00018 0004 000

概略図

隅切りの設置

8 200
7 000

600
750

4 500

変更後（軽量盛土変更＋上部工変更）

15 000270

当初設計現している。主桁断面図を図 - 7 に示す。

250

図- 4上部工の設計

1 800

ニューマチックケーソン形状比較

4 600

1 800

図- 7主桁断面図

橋脚についても，主に施工の省力化を目的として，主鉄上部工軽量化の方策として，まず PC 鋼材配置の見直し

筋継手を圧接継手から機械継手へ，また，帯鉄筋の定着をを行った。当初設計においては，上床版 PC 鋼材およびウヘッドバーに変更した。橋脚断面形状も，当初の中空断面

ェブ PC 鋼材（12S15.2）が最大 100 本配置されており，ウ部を無垢断面に変更し，型枠・鉄筋工作業の低減を図った

ェブ内で最大 4 列となる配置となっていた（図 - 8）。よ（図 - 6）。って，PC 鋼材本数を低減するため，張出し PC 鋼材を高強度 PC 鋼材（12S15.7）へ変更した。高強度 PC 鋼材は，通常の PC 鋼材の約 1.28 倍の強度を有しており，ウェブ内26

プレストレストコンクリート

工事報告寄与した。の配置も最大 2 列に低減するとともに，PC 鋼材重量も約209 t から約 178 t と 15 % 程度低減できた。さらに，連結

これらの変更により，上部工重量を約 1 割，重量にしてPC 鋼材の約 7 割を内ケーブルから外ケーブルに変更した。

約 5 000 kN 低減させた。これにより，ケーソン基礎長縮これらの PC 鋼材は，定着突起によりウェブおよび下床版小への大きな効果が得られたとともに，PC 鋼材本数や定に定着されるものであり，この変更により配置されていた着突起の数量の減少は直接作業工数の低減につながること定着突起を省略することができ，突起重量を低減した。

から，上部工施工時の施工性向上による工程短縮にも寄与

PC 鋼材配置の変更概要を図 - 9 に示す。

している。
また，張出し施工日数の直接的な低減対策として，当初

当初 PC 鋼材配置
合計 100 本

予定の大型ワーゲンから超大型ワーゲンへの変更を検討し変更 PC 鋼材配置
合計 66 本た。当初，最大ブロック長 5.0 m，全 19 ブロックで計画さ上床版 PC 鋼材（12s15.2）20 本

上床版 PC 鋼材（12s15.7）26 本

ウェブ PC 鋼材（12s15.2）80 本

ウェブ PC 鋼材（12s15.7）40 本（ 4 列配置）れていたが，ブロック割りを見直し，最大ブロック長 7.0m，全 12 BL に低減し，張出し施工日数の縮減を図った（図- 10）。

（ 2 列配置）〈発注設計〉
大型 WG 使用 1 200
能力：
3 500 kN・m
重量 W＝150 t

800

600

⑲4本
4本
4本

下床版 PC 鋼材 12S15.2 10 本

4本
2本
4本

⑬⑫⑪

⑨ ⑦ ⑤ ③ ①
⑩ ⑧ ⑥ ④ ②60 50027 700

4本
4本
4本
4本
4本
6本
6本
4本
4本
6本
6本
4本
6本
6本
6本
4本
6本
6本
6本
4本

6 000

6 000

1 000

66 500350 ～ 800
300 ～ 1 000

74 000

15 000⑲⑱

34 000350（一定）56 500

最大張出ブロック数を19ブロックから 12 ブロックに変更
85 5004 000

54 000300（一定）最大ブロック長7 000
173 00077 000

4 000

6 500 6 500 6 500 6 500 6 000 6 000 6 000 6 000 6 000 6 000 6 000 6 000

6 000 6 000 6 000 6 000 6 000 6 500 6 500 6 500 6 500 7 000 7 000 7 000

7 000 7 000⑫ ⑪ ⑩ ⑨ ⑧ ⑦ ⑥ ⑤ ④ ③ ② ①① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫⑫ ⑪

3 450 1 750

32 00037 200400（一定）図 - 104．施

2本2本800

600 ～ 1 000

600

24 000

ウェブ厚 600 400（一定）400 ～ 600
下床版厚

① ③ ⑤ ⑦ ⑨ ⑪ ⑬⑮⑰⑲
② ④ ⑥ ⑧ ⑩ ⑫ ⑭⑯⑱56 000〈変更案〉

変更 PC 鋼材配置

51 00025 000600（一定） 400 ～ 600

46 5006 00034 500

72 000400（一定）10 400400 ～ 800 800 270 ～ 800

270（一定）ブロック割りの比較（P1 張出し部）

工

4.1

下部工の施工⑴

ニューマチックケーソン基礎の施工

ケーソンは，ロット長 3.0 m〜5.0 m の 5 ロットに分割

ウェブ PC 鋼材 12S15.7HT 40 本×2

外ケーブル

連結 PC 鋼材
下床版 PC 鋼材 12S15.7HT 8 本

図- 919S15.2

5 000

上床版 PC 鋼材 12S15.7HT 26 本 ×2して施工した（図 - 11）。

2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
4本
4本
4本
4本
4本
4本
4本
4本

5 ロット
4 ロット
3 ロット

2 本 +6 本 +2 本

2 ロット

2本
2本
2本
2本

1 ロットPC 鋼材配置の変更

10 000

2本2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
2本
4本
4本
4本
4本
4本
4本
4本
4本

5 000

張出し PC 鋼材⑭11 000

連結 PC 鋼材

ウェブ PC 鋼材 12S15.2 12 本

⑮4 000 3 000 4 000

2本
2本

ウェブ PC 鋼材 12S15.2 80 本×2⑯

超大型 WG 使用 1 200

当初 PC 鋼材配置

張出し PC 鋼材⑰3 400 6 300 13 500

能力：
11 000 kN・m
重量 W＝265 t
上床版 PC 鋼材 12S15.2 20 本×2⑱

ウェブ厚 600 350（一定）350 ～ 800

上床版・ウェブ PC 鋼材 最大配置比較

4本
4本
4本
4本
4本
6本
6本
4本
4本
6本
6本
4本6本6本
6本
4本
6本
6本
6本
4本

173 000

74 000
15 00077 0004 000
3 000 3 500 3 500 3 500 4 000 4 500 4 500 5 000 5 000
5 000
4 500 4 500 4 500 4 000 4 000 3 500 3 500 3 500 3 000
4 500 4 500 4 500 4 500 4 000 4 000 3 500 3 500 3 000 3 000
3 000 3 000 3 500 3 500 4 000 4 000 4 500 5 000 5 000 5 000 5 000

下床版厚

図- 8

最大ブロック長5 000

85 5004 000

15 100

図 - 11

また，コンクリート強度もσck ＝ 40 N/mm2 からσck ＝ニューマチックケーソンロット割り

50 N/mm2 へ変更し，張出し PC 鋼材の本数低減と併せてウェブ厚を最大 200 mm（800 mm → 600 mm）低減した。

沈下掘削は，基本的に函内天井に取り付けられた函内シ

コンクリート強度の増加は圧縮部材である柱頭部付近の下ョベルと人力により行った。四隅の掘削においては，形状床版厚の低減（最大 200 mm（1 000 mm → 800 mm））にも変更した効果により，効率的に掘削することができた。そVol.62, No.3, May 202027

工事報告ののち，施工途中からは硬岩が露出し始めたため，発破をック長は 7.0 m であり，1 ブロックのコンクリート量は，併用しての施工となった。施工中は，沈下計による鉛直変張出し片側あたり最大で 95 m3 となった（写真 - 3）。

位，傾斜計による傾斜，盤力計による刃口反力の測定を行い，監視室にて一元的に管理した。これにより，施工精度が上がり平面的なずれを 100 mm 以内に抑えるとともに，施工の効率化ができ施工速度の向上に寄与した。函内の施工状況を写真 - 1 に示す。

写真 - 3超大型ワーゲンによる施工

本橋の線形的な特徴は，全橋にわたり縦断勾配 4.7 % と急勾配となっていることに加え，A1 側径間部では平面線
写真 - 1⑵形が R ＝300 m となっていることがあげられる。これらの

函内ショベルによるケーソン掘削状況

線形条件では，7.0 m ブロックにおいて，始点と終点の高橋脚の施工

低差は約 330 mm となり，軸線のずれはブロック先端部でP1，P2 両橋脚は，先述したとおり橋脚断面を無垢断面155 mm となる（図 - 12）。本橋のワーゲンは超大型ワーに変更し，鉄筋は継手形状を変更することで，施工の効率ゲンであることから，そのレールも 600 H と重量も大きく，化・省力化を向上させることができた。さらに，鉄筋の組レールの移動・セット，ワーゲン移動作業は非常に大掛か立て作業はプレファブ化とし，特殊金具を用い帯鉄筋を数りなものとなる。移動の際は，レール下に 1 m ごとに敷設段ずつ地組して一括仮設する工法を採用した。これにより，した堅木により高さ調整を行い，勾配を 1.5 % 以内で管理

狭く不安定な躯体内ではなく，地上の安定した足場内でのした。また，平面線形の対応については，7.0 m の距離を組立て作業となり，作業効率を向上させることができると一回で移動するとワーゲン位置が主桁から大きくずれ，ワともに，組立て精度や安全性の向上にも寄与できた。鉄筋ーゲンセットが不可能になるため，ブロック中央に追加ののプレファブ化による施工状況を写真 - 2 に示す。これ

レールアンカーを設置し，二段階に分けての移動とした。

らの対策により，橋脚施工時における型枠工ならびに配筋ブロック目地

ブロック目地作業を大幅に省力化することができた。

直線で移動した場合のレール内側ライン

コンクリートウェブ

ウェブからの位置がおおきくずれてしまい，ワーゲンアンカーが配置できない（ 1 回の移動で調整できない）

図 - 12⑵メインジャッキ

ワーゲンレール

ワーゲンアンカー

線形の影響

コンクリート配合

本橋におけるコンクリート打設は，最長で鉛直 25.0 m，水平 90.0 m もの長距離を圧送しての打設となる。また，
柱頭部付近のブロックでは桁高が約 10.0 m となり，打上げ高さも高くなる。さらに，コンクリート強度をσck =写真 - 240 N/mm2 からσck = 50 N/mm2 に高めていることから，粘鉄筋のプレファブ化性も大きくなるため，スランプロス，材料分離などの不具

4.2

上部工の施工合が懸念された。そのため，事前に練混ぜ，運搬，圧送を⑴超大型ワーゲンによる張出し施工

再現した試験圧送を行い，配合を決定した。その結果，ス張出し施工は，超大型ワーゲンを採用した。最大のブロランプを 18.0 cm に決定し打設した。

28

プレストレストコンクリート

工事報告
4.3

支承の施工

ステムを設置し，水質の監視を行った。また，濁水処理装

本 橋 の P1，P2 橋 脚 で 使 用 し た 支 承 は 最 大 反 力 が 約置を設置し，放流水の水質管理を行った。上部工施工時に38 000 kN であり，総重量が約 35 t と非常に巨大なものとは，一切の工事用水の流出をゼロとするため，ワーゲン，なった。よって，ベースプレート部，ソールプレート部を柱頭部および側径間足場ならびに地覆足場まで下面に止水切り離した 3 部材に分割し，最大重量を約 16 t に抑え設置ゴムシートを敷設した。施工中に生じた工事用水は，循環した。支承の設置状況を写真 - 4 に示す。

型濁水再処理装置を構築し，循環利用することで，貯水池への排出を防止した。
また，副次的な効果ではあるが，一連の工程短縮策に伴い，コンクリートや PC 鋼材などの建設資材の削減効果により，環境負荷の低減も実現することができた。

5．お わ り に本橋は施工中，平成 29 年 7 月九州北部豪雨，平成 30 年
7 月豪雨，令和元年 8 月の前線に伴う大雨と 3 度の降雨による災害を経験している。それぞれの災害において，P1橋脚部 2 重締切りの大幅な変状や工事用道路の崩落などの被害が発生し，累計で数か月にわたる大幅な工程遅延を余儀なくされた。その中で，構造や施工方法の工夫による工程短縮に取り組んだ結果，これらの工程遅延を抑制し，そ写真 - 4の影響を最小限に留めることができた。

ゴム支承設置状況

令和元年 12 月に，本橋は発注者へ引渡しを完了しており，今後付替国道の開通により，豪雨災害からの復興，地4.4

環境への配慮

域の発展が期待される。最後に，本工事にご協力いただい本橋が架橋される江川ダムは利水専用ダムであり，濁水た関係者の皆様に深くお礼を申し上げるとともに，本稿が，や油などの落下は，下流地域へ重大な影響を与える。よっ同種橋梁の計画・設計・施工の一助となれば幸いである。て，施工時において，数々の水質保全対策を実施した。
【2020 年 3 月 2 日受付】

下部工施工時においては，橋脚周囲に汚濁防止膜を設置するとともに，その内側にはフロート式の濁水流出監視シ

刊行物案内

高強度コンクリートを用いたPC 構造物の設計施工規準
平成 20 年 10 月
定
価 6,111 円（税込）／送料 300 円
会員特価 5,000 円（税込）／送料 300 円

社団法人 プレストレストコンクリート技術協会（現 公益社団法人 プレストレストコンクリート工学会）

Vol.62, No.3, May 202029