新北九州空港連絡橋の建設事業について
一連絡橋における大ブロック架設一
一連絡橋における大ブロック架設一
福岡県新北九州空港連絡道路建設事務所
橋梁建設課長
橋梁建設課長
藤 原 常 男
1 はじめに
新北九州空港は,北九州・京築圏域200万人の航空利便性の確保と北九州地域の活性化を図るため、新門司沖合約2kmの周防灘の海上に約370haの埋立てにより建設される海上空港である。この空港は,平成17年度開港を目指して建設が進められている。
新北九州空港連絡道路は,この空港への唯一の連絡施設となり,橋長2,100mの海上連絡橋を含む総延長約8kmを県道新北九州空港線として整備し,一般国道10号および福岡県北東部の高速交通ネットワークの一環として整備されている東九州自動車道苅田IC(仮称)に接続する計画である。(図ー1)
この連絡道路は,空港・港湾・陸上交通を連結し,北部九州の産業発信基地の根幹をなすものであり,地域活性化へ寄与するものと期待されており,また,福岡県の重要プロジェクトに位置付けられている。
2 新空港の概要
現在の北九州空港は,三方を山に囲まれており,空港周辺まで市街化が進んでいるため,大型ジェット機に対応する滑走路拡張が困難な状況にある。これに代わる新北九州空港は,大型ジェット機が就航可能な2,500mの滑走路であり,空港圏域200万人の航空利便性は一挙に向上すると期待されている。
また,新北九州空港は,沖合約2kmの海上に立地することから航空機騒音の影響が少ないと考えられ,周辺住民の住環境に配慮した空港となる。
〔新空港計画概要)
① 設置管理者 国土交通大臣
② 種 別 第二種空港
③ 所 在 地 福岡県北九州市地先水面
④ 標点位置 北緯33°50’44” 東経131°02’06”
⑤ 管理面積 約160ha
⑥ 滑 走 路 長さ2,500m,幅60m
⑦ エプロン 大型ジェット機用2バース
中型ジェット機用2バース
小型ジェット機用4バース
⑧ 予想年間旅客数 328万人(平成24年度)
3 連絡橋の概要および現況
新北九州空港連絡橋は,新北九州空港が位置する空港島と九州本土側の新松山埋立地(福岡県京都郡苅田町松山地先)を結ぶ,県道新北九州空港線の海上部であり,中央部に橋長400mの鋼モノコード式バランスドアーチ橋を有し,側径間として920mおよび780mの連続鋼床版鋼箱桁で構成された全長2,100mの海上橋である。下部工は,コンクリート橋脚および橋台25基からなり,そのうち22基が海中基礎である。
なお,図ー2に連絡橋の橋梁一般図,図ー3に幅員構成を示す。
〔新北九州空港連絡橋の概要〕
① 路線名 一般県道新北九州空港線
② 道路規格 第3種第1級(片側自歩道付)
③ 設計速度 V=80km/h
④ 空域制限 TP+51.100m
⑤ 航路制限 幅130m,高さDL+24.0m
⑥ 橋梁延長 2,100m
⑦ 形 式
下部工 海上部 RC橋脚22基
陸上部 RC橋脚2基
RC橋台1基
基礎工 海上部 鋼管矢板井筒基礎
陸上部 鋼管杭基礎
上部工 中央部 鋼モノコード式バランスドアーチ橋(L=400m)
新松山側 10径間連続鋼床版箱桁橋(L=780m)
下部工 海上部 RC橋脚22基
陸上部 RC橋脚2基
RC橋台1基
基礎工 海上部 鋼管矢板井筒基礎
陸上部 鋼管杭基礎
上部工 中央部 鋼モノコード式バランスドアーチ橋(L=400m)
新松山側 10径間連続鋼床版箱桁橋(L=780m)
連絡橋の建設工事の現況は,平成15年4月末現在で,下部工については全25基のうち,海上部の22基の施工を完了しており,残る陸上部の3基を施工中である。これらも今年度末には完成する予定である。
上部工については,中央部を平成11年10月に大型起重機船による大ブロック架設を完了している。側径間は,今回本報文で報告する2Pから11P間の架設を平成14年6月に完了した。また,14Pから2A間は,平成15年5月から,1Pから2P間は10月に架設する予定であり,これで連絡橋の主橋部は,平成15年度中に上・下部工が完成する。
4 桁架設
今回報告する九州本土側の側径間2Pから11P間の架設は,平成14年5月下旬から6月中旬にかけて大ブロック架設工法により施工した。
今回,架設した橋桁は,桁架設が完了している中央部(橋長400m)から新松山側の10径間連続鋼床版箱桁橋のうちおよそ9径間分で,モーメント連結工法により中央部から新松山側に向け,桁長約710mを5ブロックに分割して,シリーズで施工した。今回架設した橋桁の橋梁概要を表ー1示す。
(1)浜出し・輸送
①概要
各工場で地組立した橋桁大ブロックを架設現場に台船で輸送するため,大型起重機船と大型台船の組合せにて浜出し(地切り,台船搭載)を行い,架設工程に合わせて輸送した。
②浜出し
浜出し前に,輸送および架設に必要な下記の作業を行った。
a 台船補強および輸送架台の取付け
b セッテングビームの設置(Aブロックを除く)
c 桁引寄せ金具の取付け
a 台船補強および輸送架台の取付け
b セッテングビームの設置(Aブロックを除く)
c 桁引寄せ金具の取付け
なお,今回使用したセッティングビームは,平成15年度の中央部から空港島側の側径間架設時に転用する。写真ー1に浜出し状況を,また,図ー4に浜出し作業フローを示す。
③輸送
浜出し場所から架設現場までの輸送は,地組立の場所,架設地点までの距離などを考慮し,台船による輸送とした。なお,来島海峡航路,関門海峡航路などの国際航路通過時は,海上交通安全法により警戒船を配備して輸送した。
表ー2に浜出し,輸送に使用した主要船舶,図ー5に輸送時の船団構成例を示す。
(2)架設
① 概要
地組立ヤードにて組み立てられた橋桁ブロックを台船に積込み,架設地点まで海上輸送して,起重機船により架設した。
架設工法は,以下の諸条件を考慮し,大型起重機船を使用した大ブロック一括架設工法を採用した。
a 地理的条件(架設位置が海上部)
b 経済性(工期短縮,機材の縮小化)
c 施工性(確実な施工,品質確保)
d 安全性(現場継手部の省略化,安全設備の縮小化)
a 地理的条件(架設位置が海上部)
b 経済性(工期短縮,機材の縮小化)
c 施工性(確実な施工,品質確保)
d 安全性(現場継手部の省略化,安全設備の縮小化)
ブロックの分割は,ブロック重量,寸法,起重機船の揚程,アウトリーチなどの関係と,施工性などを比較検討した結果,表ー3のとおりとした。
ブロック間の連結方法は,モーメント連結工法を採用し,現場継手は,鋼床版を溶接接合,腹板と下フランジを高力ボルト摩擦接合とする混合継手とした。
② 架設準備工
各ブロックの架設工事を,安全かつ円滑に行うために,各橋脚に脚廻り足場,昇降設備,ジョイント部にジョイント足場,桁引寄せ設備などを旋回式起重機船で設置した。準備工における作業内容を以下に示す。
a 橋脚昇降設備の設置
b 脚廻り足場およびジョイント足場の設置
c 支承アンカーボルト,ベースプレートおよび位置調整装置の据付
d 沓座の無収縮モルタルの打設
e 桁引寄せ設備の設置
a 橋脚昇降設備の設置
b 脚廻り足場およびジョイント足場の設置
c 支承アンカーボルト,ベースプレートおよび位置調整装置の据付
d 沓座の無収縮モルタルの打設
e 桁引寄せ設備の設置
③ 架設
架設は,表ー4の実施工程表のとおり,平成14年5月下旬から6月中旬にかけ,桁架設が完了している中央部側から新松山側に向けて5ブロックに分割して施工した。架設順序は,AブロックからB,C,D,Eブロックの順に行った。
今回の架設で使用した起重機船は,すべて3,700t吊級の大型起重機船を使用した。
なお,図ー6に架設作業ステップ,写真ー2に架設状況を示す。
B,C,Dブロックの2径間分の橋桁ブロックについては,大型起重機船で吊上げた橋桁ブロックが変形(たわみ)した状態で現場継手部の仕口合わせを行うため,既架設桁の仕口側支点を上げ越して傾斜連結により施工した。これにより,吊上げブロックは橋脚への干渉は防げるが,橋脚上への荷重載荷時に継手部のモーメント治具の強度が不足するため,吊上げブロック側の中間支点部も上げ越しして応力を低減する方法を採った。
現場継手部は,モーメン連結工法で設計しているため,架設ブロックを起重機船で吊り保持した状態で添接作業を行った。本橋梁での添接は,モーメント連結治具,下フランジおよび下フランジ縦リブはすべて高力ボルトで本締めし,腹板は下から2/3のみ本締めを行った。
支承はすべてゴム支承あり,ベースプレートに現場溶接で固定する構造を採用している。したがって,支承の据付はアンカーボルト,ベースプレートおよび位置調整装置(ベースプレートに溶接)を事前に据付けし,無収縮モルタルで固定した。支承本体は,地組立場にて橋桁ブロックに取付けて現場に輸送し,桁架設により据付けた。
本橋梁は,10径間(L=780m)と長いため温度変化の影響が大きく,ゴム支承の特性を考慮し,各架設のステップ毎に位置調整装置により調整(強制変位)を行い,仮固定した。架設完了後に全体を調整し,現場溶接にて固定した。なお,現場溶接部およびその周囲には,「鋼橋の常温金属溶射設計・施エマニュアル(案)」(2001年4月土木構造物常温溶射研究会)に従い亜鉛・アルミニウム擬合金常温溶射による防錆処理を行った。
また,11p上には伸縮装置があり,伸縮量が±750mmと大きいため,ローリングリーフ式伸縮装置とし,今回の工事で据付けを行った。
5 おわりに
架設作業は,5月下旬から6月中旬にかけ,5回のシリーズ施工として行ったが,予定工程に比べると強風により作業が1日延期になったが,それ以外は順調に事故等もなく無事作業が完了した。
その後,高力ボルトの本締め,鋼床版の溶接,支承の溶接,セッティングビーム・モーメント治具および吊金具などの撤去,継手部現場塗装,高欄・地覆の取付けなどの本体を完了させ,仮設備である脚廻り足場,昇降設備,ジョイント足場などを撤去して,平成15年2月に完成した。
今後は,残る新北九州空港島側の14Pから24Pの側径間を,平成15年5月末から7月初旬に,また,1P,2P間を平成15年10月に,今回と同様に大型起重機船による大ブロック架設を行う予定である。なお,24P,2A間は,空港島内の陸上部ということからベント支保工による架設を行う。
新北九州空港連絡橋は,平成16年度末完成目標で事業を進めており,これに向けて,下部工を早期に完成させ,上部工は,今回本報文で報告した2Pから11Pは架設が完了し,14Pから2Aの工事は,架設に先立つ架設準備工を行っており,その他の橋桁は,工場製作が急ピッチで行われている状況である。
平成9年3月の工事着手以来,予定工程どおりに進捗しており,今後,無事故無災害で完成に向けて取り組んでいきたい。