首都高速道路の大規模更新の現状

高橋 三雅
首都高速道路（株）

74首都高速道路株式会社
プロジェクト部構造設計室 室長
高橋 三雅© Metropolitan Expressway Company Limited 201675

⾸都⾼の⾸都⾼の⽣
⽣ ⽴○ 1962(昭和37)年12月 1号線京橋～芝浦間の約4.5kmが初めて開通○ 1964(昭和39)年10月 東京オリンピック開幕までに合計約33kmが開通○ 放射路線の整備、都市間高速道路との接続、中央環状線等のネットワーク整備を経て2012(平成24)年12月 首都高速開通50周年○ 現在、310.7kmが供用中■首都高速4号線■昭和３０年代の都心部交差点

1© Metropolitan Expressway Company Limited 201676

⾸都⾼の構造物の⾼齢化○ 経過年数が50年を超える路線は、現在は1割程度○ 20年後には5割を超過
東北道
常磐道■進行する高齢化

埼玉県

千葉県
東京都

8.8%
京葉道

中央道

11 4%
11.4%

27.4km

東関道

10.6%
40～49年

35.5km東名高速

総延長310.7km

第三京浜

74.6km
24.0%

神奈川県

50年以上

32 8km32.8km
24.1%
75km

30～39年20～29年10～19年
9年以下

65.4km

都心環状線、羽田線等
目黒線、横羽線、渋谷線等
深川線、三ツ沢線、湾岸線（東京・千葉）等
狩場線、川口線等
大宮線、川崎線、湾岸線（神奈川）等

21.0%※平成28年4月時点

新都心線、晴海線等

2© Metropolitan Expressway Company Limited 201677⾸都⾼ 道路構造
○ 橋梁やトンネルなどの構造物比率が95％○ 土工に比べ、維持・管理に手間がかかる
100%

6%

5%
12%

75%

74%
土工

95%

半地下

50%

トンネル

77%

高架橋
25%

11%
2%

0%
首都高速

3%

15%
高速国道(NEXCO)

都道

首都高速 ：2015(H27).4時点
都道：2007(H19).4時点（東京都建設局HPより）
NEXCO ：高速道路便覧2013より
3© Metropolitan Expressway Company Limited 201678

⾸都⾼ ⾃動⾞交通量○ １日の平均利用交通量は約９５万台○ 大型車の交通量は、東京２３区内の地方道の約５倍■大型車の交通量比較
交通量（台／日）
20,00017,97518,00016,000

約５倍

14,00012,000

9,730

10,000
8,000
6,000

3,854

4,000
2,000
0

⾸都⾼速

東京都（２３区）

⾼速国道

出典：平成22年度道路交通センサスより
・首都高速道路における大型車断面交通量の平均（平日）・東京23区内の一般道（都道・区道）における大型車断面交通量の平均（平日）・日本全国の高速自動車国道における大型車断面交通量の平均（平日）（上記大型車断面交通量の平均（平日）は、平日24時間大型車走行台キロの総計を総延長で除した値）

出典：道路交通センサス（2010年）
首都高・地方道・高速国道のいずれも平日の大型車断面交通量（平日24時間大型車走行台キロの総計を総延長で除した値）

4© Metropolitan Expressway Company Limited 201679

軸重違反⾞両台数○ 車両制限令を超える違反車両台数は約18万台(2013(H25)年度)⇒ 1日あたり 約500台⇒ 疲労損傷の要因■軸重の違反車両台数の推移
1,400,000

約130万台

1,200,000
1 000 000
1,000,000
800,000
約52万台

600,000

約50万台
約35万台

400,000

約18万台

200,000
0
1993年

1998年

2003年

2008年

2013年

※首都高速道路料金所での軸重計測を集計※車両制限令制限軸重：１０ton

料金所ブース

軸重測定装置5© Metropolitan Expressway Company Limited 201680

構造物の点検
日常点検

定期点検【巡回点検】【工事用仮設吊足場内での接近点検】[パトロールカーによる車上からの目視点検]（２～３回／週実施）（工事用吊足場設置時に実施）【徒歩点検】[高架下からの目視点検]【機械足場（高所作業車）を用いた接近点検】（２回／年実施：第三者被害が想定される箇所）（１回／２年実施：その他の箇所）（１回／５年実施：路線を定めて実施）

6© Metropolitan Expressway Company Limited 201681

重⼤ 損傷（鋼橋 疲労 裂）
主桁上フランジ
横桁上フランジ

主桁と横桁の主桁

主桁ウェブ

交差部のき裂

横桁ウェブ

横桁

き裂
主桁下フランジ

横桁下フランジ

隅角部のき裂き裂発生箇所

7© Metropolitan Expressway Company Limited 201682

重⼤ 損傷（鋼床版 疲労 裂）

鋼床版のき裂車輪の直下で発生

アスファルト舗装

SFRC （鋼繊維補強ｺﾝｸﾘｰﾄ）

SFRC補強8© Metropolitan Expressway Company Limited 201683

重⼤な損傷（鉄筋コンクリート）
梁のコンクリート剥離（海上部）

コンクリート床版の損傷

1方向ひび割れの発生

２方向ひび割れの発生

亀甲状ひび割れ漏水・遊離石灰の発生

床版の抜け落ち※※出典

寒地土木研究所論文「一般国道275号志寸川橋の床版陥没について」

9© Metropolitan Expressway Company Limited 201684

⾸都⾼速道路 更新計画

対象箇所

延長

供用
事業年度
年度

東品川桟橋・鮫洲埋立部

1.9Km

S38

H26～38

高速大師橋

0.3Km

S43

H27～35

池尻・三軒茶屋
出入口付近

1.5Km

S46

H27～39竹橋・江戸橋JCT付近 2.9（日本橋区間）
Km

S39

H27～40

銀座・京橋出入口付近 1.5（築地川区間）
Km

S37

H27～40

大規模修繕

55Km

－

H26～36

合 計

63km

－

路線

1号
羽田線

3号
大規模
更新 渋谷線

都心環状線※この他に、大規模修繕実施箇所として55㎞を選定しています。

10© Metropolitan Expressway Company Limited 201685

更新 基本的 考 ⽅○ 高耐久性、維持管理性、景観性に配慮した構造への更新○ 施工法等の工夫による交通への影響軽減、工程短縮○ コスト縮減○ 事業の早期着手・事業効果の早期発現○ 都市再生（まちづくり）との連携○ 大規模更新⇒ 維持管理が困難で大規模更新が効率的・効果的な個所を対象⇒ 橋梁の架け替え、床版の取り替えを実施○ 大規模修繕⇒ 構造的な特徴により、損傷が発生している橋梁を径間（橋脚間）単位で全面的に修繕を実施

11© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
86

１号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部） 更新区間
東大井１丁目

更新延長:約1.9km
至勝島

鮫洲運転免許試験場

東品川２丁目海岸通り

東京都立産業技術高等専門学校
品川シーサイド駅

品川区
東海中学校
天王洲アイル駅

国道357号（八潮橋）

高速湾岸線
大井ジャンクション

大井水管橋
都道316号（大井北埠頭橋）

高速１号羽田線

至芝浦

12© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
87

１号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部） 建設状況
■全景■東品川桟橋【構造概要】
供 用 年：昭和38年（1963年）【供用後約53年】
PC杭セルラー（円形鋼矢板）構造形式：上部工 RC桟橋構造
下部工 PC杭＋セルラー
延長 ：1,200m

幅員構成：17.0m（3.25m×4車線）
建設時の東品川桟橋■鮫洲埋立部（注）RC：鉄筋コンクリート
PC：プレストレストコンクリート【構造概要】
供 用 年：昭和38年（1963年）【供用後約53年】
構造形式：タイロッド式鋼矢板土留め
延 長 ：460m

タイロッド

幅員構成：17.0m（3.25m×4車線）
路面
海水面

鋼矢板

既設タイロッド石積
埋立鋼矢板※ H19～21年に補強を実施。

建設時の鮫洲埋立部

13© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
88

東品川桟橋部の施⼯状況（建設当時）

東品川桟橋部②東品川桟橋ＰＣ杭・セルラー施工状況①全景③ＰＣ杭 打込状況

14© Metropolitan Expressway Company Limited 201689

鮫洲埋⽴部 施⼯状況（建設当時）

②埋立状況

鮫洲埋立部

①全景

③タイロッド（ＰＣ鋼棒） 取付状況

15

© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
90

１号⽻⽥線（東品川桟橋） 維持管理 困難な構造
困難な構造○ コンクリートの剥離、鉄筋腐食が発生○ 海水面に近接している箇所では、維持管理・補修が困難【海水面に近接している箇所（補修が困難）】【海水面に近接していない箇所（可能な限り補修を実施）】

（補修前）

（補修後）

コンクリートの剥離、鉄筋腐食が発生
桁下と海水面が近接しており、維持管理が困難＜建設時には矢板で締め切り、水を抜いて施工＞※ 1日のうち2～3時間しか点検・補修ができない

海水面満潮

中間梁
干潮
干満により上下海水面が中間梁より上にある間に、ボートにより点検・補修

16© Metropolitan Expressway Company Limited 201691

１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）
１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部） 耐久性の低い仮設構造仮設で用いられる構造で50年が経過（建設中の鮫洲埋立部）

海水により、土中でタイロッドが腐食し破断⇒鋼矢板がはらみ出し、路面にひび割れ及び陥没が発生③路面のひび割れ、路面の陥没

タイロッド②鋼矢板のはらみ出し

路面
鋼矢板

海水面

①既設タイロッドの破断

石積
鋼矢板

埋立

タイロッド
（PC鋼棒）

17© Metropolitan Expressway Company Limited 201692

１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）
１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部） 損傷状況
○ 仮設構造である鋼矢板がはらみ出すことにより、路面が陥没する可能性○ グラウンドアンカーによる補強を実施
路面の陥没（平成20年6月発生）

路面のひび割れ（平成18年12月発生）

H19～21年にグラウンドアンカーによる補強を実施
路面
海水面

舗装下の空洞長さ 250cm
幅180cm
深さ 150cm

石積
埋立

グラウンドアンカーによる補強状況

18© Metropolitan Expressway Company Limited 201693

１号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部） 更新○ 海水面から一定程度離れた高架構造とするため、桟橋全体を架け替え○ 工事中の交通影響を軽減させるため、高速道路の迂回路を設置
現況

大規模更新後（イメージ）

迂回路設置（イメージ）

断面図
工事中の迂回路（イメージ）
現在の東品川桟橋

19© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
94

1号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部） 更新縦断計画
更新範囲
大井JCT

東行き→

上り

大井北埠頭橋

30.00
20.00
10.00
TP+0.00-10.00大井水管橋

八潮橋

更新後の高速1号羽田線
水面

現在の高速１号羽田線

鮫洲埋立洲埋立部部

東品川桟橋部

約25m

上り線

5～20m

下り線

公私境界

更新線
上り線

下り線

東京
モノレール

公私境界

20

© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
95

１号⽻⽥線（東品川桟橋１号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部）⼤井⽔管橋 架替
現況
現況の大井水管橋
東品川側

八潮側

現況の高速1号羽田線

東京モノレール

京浜運河

完了時
東品川側

更新後の高速1号羽田線

架替後の大井水管橋

八潮側

東品川側
東京モノレール

京浜運河

21© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
96

⼤井⽔管橋 完成イメージ【資料提供：㈱大林組】

上り線・下り線完成時
【凡例】
更新範囲

海岸通り

京浜運河

天王洲アイル駅

品川区
東海中学校
都道316号（大井北埠頭橋）

品川シーサイド駅
高速湾岸線
大井ジャンクション

東京都立産業技術高等専門学校

鮫洲運転試験場

この図は設計図を基に作成したイメージであり、形状・色等は実際とは異なる場合があります。

22© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
97

１号⽻⽥線（東品川桟橋 鮫洲埋⽴部）作業

進⼊路

23

© Metropolitan Expressway Company Limited 201698

施⼯ステップ（１）STEP① 工事用道路・迂回路工

STEP② 更新上り線工24© Metropolitan Expressway Company Limited 201699

施⼯ステップ（２）STEP③ 更新下り線工

東京五輪時形態

STEP④ 迂回路撤去工等

25© Metropolitan Expressway Company Limited 2016100

東品川桟橋の構造概要[上部構造]

鋼6径間連続鈑桁橋：4橋
鋼3径間連続鈑桁橋：1橋
総延長：約1,200m②プレキャストPC床版【資料提供：㈱大林組】

①恒久足場

①鋼鈑桁

①上部工（鋼鈑桁）・維持管理性を確保するため、恒久足場を設置

①恒久足場

②
②プレキャストPC床版
床版
・現場工程を短縮するため、工場製作のプレキャスト床版を採用③鋼製橋脚③鋼製橋脚・現場工程を短縮するため、工場製作の鋼製橋脚を採用

この図は設計図を基に作成したイメージであり、形状・色等は実際とは異なる場合があります。

[基礎構造]▽H.W.L④鋼管矢板基礎

2m以上④鋼管矢板基礎・周辺構造物への影響を低減するため、基礎寸法が縮小可能な柱状体基礎を採用
・水中での施工実績が多く、仮締め切り兼用とすることで現場工程を短縮することが可能な鋼管矢板基礎を採用
26© Metropolitan Expressway Company Limited 2016101

鮫洲埋⽴部 構造概要

路面嵩上げ構造：延長約460m【資料提供：㈱大林組】【資料提供：㈱大林組】①プレキャストU型ボックス
・現場工程を短縮するため、工場製作のプレキャストU型ボックス構造を採用
・海際での耐久性を確保するため、エポキシ樹脂鉄筋等を採用①プレキャストU型ボックス②地盤改良
・現場工程を短縮するため、大口径の地盤改良工法を採用
・周辺構造物への影響を低減するため、噴射型の地盤改良工法を採用②地盤改良
この図は設計図を基に作成したイメージであり、形状・色等は実際とは異なる場合があります。

27© Metropolitan Expressway Company Limited 2016102

迂回路 構造概要
一般部

大井北埠頭橋交差部
PC梁スラブ構造：延長約170m

連続鈑桁橋：延長約1,830m【資料提供：㈱大林組】【資料提供：㈱大林組】

大井北埠頭橋（都道316号）

鋼鈑桁パイルベント橋脚（鋼管杭＋ピアキャップ）

PC梁スラブ構造

この図は設計図を基に作成したイメージであり、形状・色等は実際とは異なる場合があります。

桟橋構造

パイルベント構造

嵩上げ壁高欄

この図は設計図を基に作成したイメージであり、形状・色等は実際とは異なる場合があります。

鋼鈑桁＋パイルベント橋脚
・桟橋構造と比較し、周辺への圧迫感を低減するため、杭本数を削減、煩雑感を排除できるパイルベント構造を採用
・周辺構造物への影響を低減するため、回転杭を採用
・桁下空間の確保により維持管理性の向上、工事用道路としての活用が可能
28© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
103

完成イメージ

大井水管橋付近の眺望

大井北埠頭橋からの眺望

29© Metropolitan Expressway Company Limited 2016104

⾼速⼤師橋 更新区間
総幅員16.5m

RC橋脚
橋脚

1968(S43)年11月供用 【供用後約48年】

３径間連続鋼床版箱桁橋 全長292m
132m

80m

80m

鋼管杭 約35m

多摩川を跨ぐ高速大師橋

30© Metropolitan Expressway Company Limited 2016105

⾼速⼤師橋
⾼速⼤師橋 更新区間
昭和44年頃

高速大師橋
多摩川

現在桁架設状況31© Metropolitan Expressway Company Limited 2016106

⾼速⼤師橋の損傷
⾼速⼤師橋の損傷
約５ｍ
約５ｍ

横リブ

橋
橋梁全体の軽量化を図るため、横リブの間隔が約５ｍと長い
体 軽、横約長（一般的な同種の橋梁は２～３ｍ）など、橋全体がたわみやすい鋼重を軽減した構造のため、活荷重応力が大きい
橋りょう全体に多数の疲労亀裂が発生
当時、道路橋に対する疲労は考えていなかった（2002(H14)年 道路橋に疲労設計が導入）：き裂発生箇所

32© Metropolitan Expressway Company Limited 2016107

⾼速⼤師橋の損傷○ 昭和60年頃より疲労き裂が確認されており、これまでに約1,200件のき裂が発生○ これまでも補修を実施しているものの、新たなき裂が多数発生②溶接補修②ストップホール
③再発き裂

遠景

鋼床版

①き裂発生

鋼床版

縦リブ溶接線溶接線

鋼床版

溶接補修

縦リブ き裂

再発き裂

ストップホール②溶接補修によりき裂を除去し、き裂端部にストップホールを実施①縦リブ部にき裂発生③左記の対応をするも、ストップホール端部から再度き裂が発生
33© Metropolitan Expressway Company Limited 2016108

⾼速⼤師橋の損傷○ さまざまな当座の補強を実施

鋼床版の補強

桁内対傾構の増設

対傾構下弦材の補強
34© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
109

３号渋⾕線（池尻 三軒茶屋出⼊⼝付近）三軒茶屋出⼊⼝付近） 更新区間
至）東名

三軒茶屋出口

三軒茶屋入口

池尻出口

号上り

3位置図

号下り

3３号渋谷線
池尻～三軒茶屋

池尻入口

至）都環

1971(S46)年12月供用 【供用後約46年】
35© Metropolitan Expressway Company Limited 2016110３号渋⾕線（池尻 三軒茶屋出⼊⼝付近）三軒茶屋出⼊⼝付近） 更新イメージ
更新イメージ○ 地下鉄への影響があるため、床版の重量を増やさずに耐久性が高くなるよう、コンク
リート床版から鋼床版に取替え○ 工事中の交通影響を低減するため、１車線毎にコンクリート床版を鋼床版に取替え○ 床版取替えのための事前補強工事等を進め、その後速やかに床版を取替え（オリンピック中は工事を中断）
鋼床版を新設

１車線分のコンクリート床版を撤去
作業帯

作業帯

通行帯

通行帯

仮防護柵
鋼床版新設

コンクリート床版撤去
コンクリ
ト床版撤去

コンクリート床版撤去
鋼床版新設
仮防護柵

夜間施工（昼間は車線規制無し）
36© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
111

３号渋⾕線（池尻 三軒茶屋付近）改良
渋滞対策事業を併せて実施○ 更新と合わせて、付加車線を設置することにより渋滞を緩和
⾄ 都環（現況）

イメージ
上り線
池尻出⼝

⾄ 東名

三軒茶屋⼊⼝
三軒茶屋出⼝⼤橋JCTへ

池尻⼊⼝池尻出⼝

下り線
上り坂（最⼤3%）【渋滞要因】（更新及び渋滞対策後）

⼤橋JCTから

⾄ 都環

池尻出⼊⼝を移設
更新範囲 約1.5km

上り線
三軒茶屋⼊⼝
三軒茶屋出⼝⾄ 東名

池尻⼊⼝

⼤橋JCTへ

池尻出⼝

下り線
床版取替

付加⾞線を設置

⼤橋JCTから

37© Metropolitan Expressway Company Limited 2016112

３号渋⾕線（池尻 三軒茶屋付近）改良
渋滞対策事業を併せて実施
渋滞対策イメージ

38© Metropolitan Expressway Company Limited 2016113

都⼼環状線（⽵橋 江⼾橋JCT江⼾橋JCT付近）付近） 更新区間
位置図

1964(S39)年供用 【供用後約53年】
上部工 鋼桁、下部工 RC杭＋鋼橋脚
竹橋・江戸橋JCT付近

延長：約2,900m、幅員構成：3.25m×4車線※地元を含めた都市計画の調整、必要な用地取得及び支障物移設を進め、オリンピック後に工事開始予定
39© Metropolitan Expressway Company Limited 2016114

都⼼環状線（⽵橋 江⼾橋JCT江⼾橋JCT付近）の損傷付近）の損傷○ 近接するために船が必要であり、点検・補修に制約が多い○ 構造物全体に疲労き裂が発生し、床版にもひび割れが発生

ｺﾝｸﾘｰﾄ床版に亀甲状のひび割れ

桁端切欠き部の疲労き裂

支承部の疲労き裂
40© Metropolitan Expressway Company Limited 2016115

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝
都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝付近）付近） 更新区間
だんじょうばし弾正橋

しんかねばし新金橋

しんとみばし

新富橋

みよしばし

三吉橋
かめいばし

亀井橋
いわいばし

祝 橋

まんねんばし万年橋
うねめばし

1962(S37)年供用 【供用後約55年】

采女橋

構造形式：半地下構造（逆T型擁壁等）
延

長 ：約1,500m
せんだいばし千代橋

幅員構成：3.25m×4車線

41© Metropolitan Expressway Company Limited 2016116

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝
都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝付近）付近） 更新区間
○ 築地川を干拓して構築○ 当時の築地川は、下水道、消防用水として使用

現 在

建設状況（昭和36年頃）

万年橋付近
公園として整備
42© Metropolitan Expressway Company Limited 2016117

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝付近）の損傷付近）の損傷○ 建設後50年が経過しており、コンクリートの剥離、鉄筋腐食が顕著○ 加えて、古い基準で建設されているため、強度が不足しており、巨大地震時には擁壁が損傷し、第三者被害発生の可能性（補修前）

コンクリート剥離・鉄筋腐食（補修後）

コンクリートのひび割れ

断面図

拡大図
43mm

擁壁背面

RC断面
鉄筋

鉄筋のかぶりは43mmであり、現行道路橋示方書における、鉄筋の最小かぶりの70㎜を満足していない

43© Metropolitan Expressway Company Limited 2016118

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝
都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝付近）の状況
付近）の状況○ 橋脚が車道を分断
しんとみばし新富橋付近
だんじょうばし弾正橋

しんかねばし新金橋
しんとみばし

新富橋
みよしばし

三吉橋
かめいばし

亀井橋

いわいばし

祝 橋
まんねんばし

万年橋
うねめばし

采女橋

せんだいばし千代橋

44© Metropolitan Expressway Company Limited 2016
119

都市再⽣（まちづくり）との連携○ 都市開発の動きと連携して更新事業の検討を進めていく予定（日本橋、築地川）
都心環状線の周辺【築地川区間における上部空間の活用イメージ】

日本橋区間※土地の所有権を有している掘割区間（上部空間の活用イメージ）

新金橋付近
築地川区間

※現況の首都高速都心環状線の土地利用状況から想定されるケース

未活用の状態にある首都高速の上部空間

45© Metropolitan Expressway Company Limited 2016120

ご清聴ありがとうございました46© Metropolitan Expressway Company Limited 2016121