名港西大橋

概要

橋長758 m、中央径間405 mの鋼斜張橋である。構造が他の2大橋と異なって上下線に分離しており、上り線は有料道路名港西大橋として1985年（昭和60年）3月20日に暫定2車線対面通行で供用された。一方、下り線は1993年7月に事業化され、1998年3月30日から供用された 。
日本道路公団（現・NEXCO中日本）の資料では、上り線を一期線、下り線を二期線と呼称していることから、以下の解説もそれに倣う。なお、一期線は二期線および他2橋と比べ路肩が狭くなっているが、これは当路線が新東名・新名神と一体運用の東西幹線とされる以前の、道路規格第2種第1級（名二環と同規格）として計画されていた時代に設計施工されたためである。
斜張橋は斜めに張ったケーブルで橋桁を吊る橋の一形式である。このため、桁橋に比べて支間長が長く設定できるメリットがある。技術の進歩によって支間長は長大化の傾向にあり、長らく支間長200 m以下クラスの橋が主流の中で、1975年以降は400 mクラスとなり、西大橋建設過程時もこの流れの中にあった。西大橋一期線は支間長405 mで、竣工当時は世界最長の斜張橋であった。西大橋以後、鋼斜張橋は急速に長大化してきている。なお、支間長 405 mに決定した理由として、船舶の航行条件として概ね340 mの長さを必要としたこと、これに必要な防護施設の幅をプラスしたためである。
本橋は3径間連続斜張橋であり、A形の2本の主塔とその両端の橋脚により構成される。本項では日本道路公団（現・NEXCO中日本）の呼称に従い、木場金岡ふ頭側の橋脚をP-1、同主塔をP-2、金城ふ頭側主塔をP-3、同橋脚をP-4として記述する。

下部工

地質調査の結果、支持層として適格な東海層は、東大橋ではT.P-30 m付近だが、西大橋ではT.P-150 mでも確認できなかった。よって、それよりも浅い層を支持層として求め、砂層ではあるが強度的に安定している熱田層下部砂層（洪積層）をP-2およびP-3、P-4の支持層とした。その深度はT.P-45 m付近である。なお、一期線施工後に地層区分および記号が変更され、西大橋の支持層は従来の熱田層から海部・弥富累層となった。
基礎形式は海中部橋脚のP-2、P-3がニューマチックケーソン、陸上部橋脚のP-1、P-4が現場打コンクリート杭である。P-2、P-3では、ニューマチックケーソン基礎の他に鋼管矢板基礎も検討されたが、工事費用が割安であるメリットがあるにせよ、大型の鋼管矢板基礎の設計手法が確立されていないこと、および施工上の問題点が払拭されていないことからケーソン方式が採用された。
P1、P4はふ頭に建設されることから資材搬入路の心配はないが、問題は海中のP-2、P-3である。このため、P-2は西二区（現・木場金岡ふ頭）から、P-3は金城ふ頭から桟橋を設け、これを搬入路とした。一方、作業足場はジャケットと呼称する鋼製の足場を工場で組み立てたのち、フローティングクレーンで設置する方法によった。これにより海上作業期間の大幅短縮が可能となったほか、ジャケット上でクレーンおよびトラックを活用できることから作業効率の向上が図られている。
ニューマチックケーソンのため人がケーソン底部に入って掘削作業を行うが、そのためには作業室内から水を排除するために高圧の空気を送り込むことになる。しかしながら、掘削して深度が深まるにつれて多大な水圧を受けることから、それに対抗するためにより高圧の空気を送り込む必要があり、その結果、潜函病を発症するリスクが高まる。しかし施工の容易さ（地質、地層の変化に対応でき、支持地盤を直接確認できる）やコストの点から施行例が多く、西大橋もその例に漏れない。しかし、以上に見た悪影響（潜函病）を回避するためのさまざまな手段が講じられ、ケーソン周辺に大深度の井戸を掘って地下水を揚水することで、送り込む空気の圧力を低減して作業員の安全に配慮すると共に作業効率の向上を図った（ディープウェル工法）。
一期線計画時点で将来二期線が近接施工されることは織り込み済みであったが、当初は主桁の2倍の間隔をあけるとの前提から、ケーソン基礎の間隔は10 mで計画された。しかし、後年の道路規格変更で二期線が拡幅された関係でケーソン基礎間隔も13 mに拡大され、ケーソン基礎も一期線比で5 m拡大された。基礎間隔が約3 m拡大されたとはいえ、13 mしか離れていないところへケーソン基礎を埋めることで一期線への影響が懸念された。特にディープウェル工法によって地下水をくみ上げた際に地盤が変位して一期線の基礎が傾斜する懸念があった。潜函病対策として是非とも必要な工法であるが、以上のリスクを鑑み当工法を断念する代わりにヘリウム混合ガスを作業員に呼吸させることで問題の解決を図った。これによって海面下40 m以下の高い気圧の中での作業を可能とした。ただし、地面の掘削は世界初の無人掘削システムによる通常気圧下で作業員が遠隔操作でパワーショベルを操作し、ヘリウム混合ガスの吸引は機器のメンテナンスや点検時に限って使用した。
基礎と主塔を連結するためのアンカーブロックを設置してからコンクリートを打設するが、大重量で高さ120 mを越える主塔をコンクリート上で安定的に支え密着するには高精度の平坦性が要求される。このため、研磨機を使ってアンカーボルト周辺部のコンクリートを研磨した。

主塔・橋脚

独立2橋並列で、両橋が近接することから、支間長(405 m)に比べて主塔の幅が狭いスレンダーな外観が特徴となっている。また、支持層が砂層で軟弱地盤であることから、瀬戸大橋のような門形によらず、重量軽減のためA形として下部工の負担を抑えた。西大橋は中央大橋と東大橋と比べると塔頂から下部工までがストレートで、その形はまさしくA形である。それでも、設計段階では主桁部以下の塔柱間隔を絞り込んで中央、東大橋のイメージで計画されたが、Aに比べて塔下部に架かる負担が大きく、塔自体の重量も重かった。そこに製作の容易さ、形式美も勘案して現行のA形が採用された。主塔形状の変更によって橋軸方向（車の進行方向）の負荷が減少したことに伴い、主塔断面形状も南北方向が狭められて東西方向が長めの長方形となった。主塔高さは122 m（T.P基準では127 m）で、3橋の中では最も低い。
架設は主塔の根元たる小ブロックをアンカーブロックに置いてボルトで接合した。当基部より上の部分（大ブロック）は製作工場でAの形に組み上げて3000 tフローティングクレーンで吊り上げ、そのまま名古屋港に運び入れて下部工と接合した。
西大橋は名古屋港の表玄関の飾りとの位置付けから、その塗装については愛知県と名古屋市、専門家が検討した結果、白色と決定した。ところが主塔が航空法に抵触する高さであることから高層建築物と見なされ、運輸省（現、国土交通省）は赤白縞にすることを求めてきた。つまり東京タワーに塗装されている黄赤と白の縞模様にすることを要請してきたのである。結果的に1980年に航空法施行規則の一部が改正されたことを受けて、昼間障害標識に高光度航空標識灯を設置する場合は黄赤と白の対象外となった。よって色選択の自由度が得られ、西大橋は誘目性、視認性、港のシンボル性を考慮して赤系濃彩色を採用した。塗料は最終の外面上塗りが主として塩化ゴム系とした（一期線）。これは海上施工となるため塩分付着対策、長期的な防錆効果を期待した結果である。工場で下塗り第4層まで塗装し、以降現場に運び入れてケーブル架設後最終塗装を実施した。工場で最終塗装しなかったのは、ケーブル架設も含めた工事における足場、エレベーター、架設梁の設置撤去によって塗膜に傷がついてタッチアップが多くなると判断されたためである。なお、二期線完成を機に一期線の再塗装が実施されている。
P-1、P-4橋脚は鉄筋コンクリート中空壁式である。その外観的特徴はV字形にあり、主塔のA形に比して逆対称を強調するデザインである。中空断面としたのは軟弱地盤上にあることから、重量軽減を図って地盤の負担軽減を狙ったためである。

付帯作業

下部工の施工に先立って架橋予定地の機雷の確認を行った。先の大戦の米軍における空襲で、名古屋港に大量の爆発物が投下されたための対応だが、結果的に爆発物の残存は皆無であった。
一期線工事によって航路が制約を受けるため、リーディングライト設置等の必要な対策を施したが、中でもカーフェリーの安全な通航を図るため、フェリーふ頭に近接する海底の浚渫を行い、船が回頭するためのターニングベースンを確保した。