技報 第 9 号（2011 年）

我が国初のポステン波形鋼板ウェブ PCT 桁橋の設計・施工
みと ばし－水戸橋架替え工事－

１．はじめに

東京支店

土木営業部

臼田 清

東京支店

土木技術部

武村浩志

東京支店

土木工事部

石崎克匡

技術本部

土木技術部

中井聖棋

３．設計について

本工事は，東京都葛飾区に位置する一級河川綾瀬川に架か3.1 せん断力分担率の考慮る水戸橋の架替え工事で，新しい橋には桁高制限への対応，プレテン方式と異なり，ポステン方式は PC 鋼材を曲げ上軽量化および経済性が求められたことから，波形鋼板ウェブげて端部で定着するため，下フランジ厚を桁端部へ向かってPCT 桁橋（コルティー工法）が採用された．コルティー工法

増厚する必要がある．この場合，端部ほど主桁断面に占めるはこれまで我が国で３橋の施工実績があるが，これらすべてウェブの割合が減り，上下フランジの占める割合が増加するが支間 24m 以下のプレテン方式であったのに対し，本橋は支ことになる．波形鋼板ウェブ橋の設計では，せん断力はすべ間が 38.7m であり初めてポステン方式の採用となった．本報て波形鋼板が負担するとされるが，当該箇所のコンクリート告は，我が国で初めて施工されたポステン方式波形鋼板ウェフランジにとっては危険側の評価になる可能性があった．そブ PCT 桁橋の設計および施工について述べたものである．

こで，下フランジが増厚される区間については，波形鋼板ウ
ェブの照査に加え，上下フランジと波形鋼板のせん断力分担

２．橋梁概要率を算出して，コンクリートフランジについてもせん断力に本橋の概要は以下の通りである．本橋の側面図, 断面図および使用材料をそれぞれ図-1,図-2 および表-1 に示す．

3.2 プレストレスが主桁に及ぼす影響
本橋では，PC 鋼材を部材厚の薄い下フランジ内で曲げ上げ

発 注 者：東京都江東治水事務所

るため，立体 FEM 解析を行いプレストレスによる腹圧力が下工事場所：東京都葛飾区小菅
期：平成 21 年 8 月 5 日～平成 22 年 11 月 30 日

工対する照査を行った．

構造形式：ポストテンション方式単純波形鋼板ウェブ

フランジに及ぼす影響を確認した．コンクリートおよび波形鋼板ウェブを半径間分モデル化し，主桁自重およびプレストPCT 桁橋レスを与えた時の下フランジコンクリートの応力状態を検討

橋長：39.700mした．その結果，図-3 に示すように，下フランジ上縁に約支間：38.700m

2.0N/mm2 の引張応力が発生することが確認された．これは腹圧力の影響に加え，橋軸方向のプレストレスによる波形鋼板

縦断線形：（車道）5.00%，（歩道）2.00%の面外変形により発生すると考えられた．ただし，設計基準

横断線形：（車道）1.50%，（歩道）2.00%

強度が 60N/mm2 のコンクリートの引張強度は 3.0N/mm2 程

100400橋

長39700

桁長39500

支間長

38700

表-1 使用材料

1150（車道）
1000（歩道）

1900（車道）
1400（歩道）

有効幅員：（車道）6.00m，（歩道）3.00m

E100400波形鋼板

図-1 側面図σck＝60N/mm2
主方向

ＰＣ鋼材
E

＜歩 道部 ＞

コ ンクリート

接合方法

SWP
R7B
L12S
12.
7B × 6本
SWP
R19L1S28.6ct
c500（車道）
横方向
SWP
R19
L1
S17.8ct
c500（歩道）=16mm（車道）、t=12mm（歩道）SM490 t上下フランジ部
埋め込み接合波形鋼板どうし２面摩擦高力ボルト接合＜車道 部＞
7200
600

3800
400

3000

6000
2500

600
2500

400

1150

100
014001900

1900＜ 支間中 央＞

＜桁 端部 ＞

＜支 間中 央＞

図-2 断面図＜桁 端部 ＞

22.04N/mm

図-3 下床版主応力コンター図

技報 第 9 号（2011 年）度であることから，ひび割れ等の不具合は発生しないと判断され，実際の施工においてもひび割れは認められなかった．
一方，波形鋼板のコンクリートに埋め込まれる部分は，面外変形により付着切れが発生することが懸念されたため，写真-1 に示すように珪砂を塗布し，コンクリートと波形鋼板の付着を高めることとした．

４．施工について

写真-1 珪砂塗布状況

4.1 主桁製作
本橋は桁長 39.6ｍを 5 分割したプレキャストセグメント橋であるが，現場における主桁接合時には波形鋼板のボルト接合を伴う．このため，主桁の製作においてはマッチキャスト方式を採用し，主桁製作時と現場接合時とが可能な限り同条件となるよう配慮した．鋼板メーカーで別途製作された波形鋼板ウェブを使用して主桁を製作するため，現場において主桁を接合する際には，波形鋼板の製作精度が施工性に大きな影響を及ぼすと考えられた．そこで，波形鋼板ウェブをボル

写真-2 主桁架設状況

ト接合した状態で上下フランジを打設することで波形鋼板ウェブの製作精度の影響を小さくした．その結果，現場においてボルト接合に関する不具合は発生せず，問題なく施工することができた．また，コルティー工法においては，一般にプレストレス導入直後に下フランジに高い圧縮応力が作用するため，マッチキャストによる主桁の製作はセグメント継目の角欠けやひび割れ防止の面でも効果的であった．
4.2 緊張コルティー工法においては，主ケーブルの配置部位が下フランジに限定され，断面中心位置の波形鋼板ウェブをはさんで左右対称のケーブル配置となる．波形鋼板ウェブは横方向
図-4 架設要領図の剛性が小さいため，プレストレスを導入する際には左右のPC 鋼材を同時に緊張し，偏心力が生じないよう配慮した．の移動台車と架設桁の接合部はピン構造とした．主桁の架設

4.3 ボルト接合

状況を写真-2 に，主桁架設要領図を図-4 に示す．主桁の架設

セグメントを接合する際のボルト接合は，全 6 本の主ケー作業は，セグメントの搬入，配置，接合および緊張で主桁 1ブルの内，最初の 2 本を緊張した後に行った．これは，3，4本当たり 1 日，横移動架設で 1 日，主桁 5 本の架設で 10 日間本目の緊張時に主桁にキャンバーが生じることが想定されたの架設期間となった．

ためである．キャンバーが生じる前にボルトで接合することにより，主桁自重等によるせん断力を波形鋼板が負担するという設計上の仮定を満足させた．
4.4 主桁架設
架橋位置は左岸側が首都高速道路，右岸側が住宅地であるため，上部工の架設は河川内に設置した仮桟橋上での施工に限定された．そのため，仮桟橋上で主桁を接合し一体化した主桁を架設桁で吊り上げ，架橋位置まで横移動する架設方法を採用した．主桁の架設にあたっては，主桁の横方向剛性が５．おわりに我が国初のポステン方式の波形鋼板ウェブＰＣＴ桁橋を，種々の検討を行うことで無事竣工できたことは大変意義深いものと考える．本報告が今後のコルティー工法の採用拡大の一助となれば幸いである．

Key Words：波形鋼板ウェブＰＣＴ桁橋，コルティー工法，桁高制限，プレキャストセグメント，横取り架設

小さいこと，および主桁が変断面で支間中央部で重心が高くなることから横座屈の発生が懸念された．そこで，主桁を吊り上げる際にはワイヤーを大回しにして横座屈しないよう配慮した．横移動時は，架設桁両端部の台車の移動距離を計測して差が出ないように管理するとともに，移動距離に差が生じた場合でも架設桁に過大な応力が発生しないように，片側

臼田 清

武村浩志

石崎克匡

中井聖棋