首都高速道路の大規模更新の現状

(1)

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）

(2)

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

(3)

○ 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

■昭和３０年代の都心部交差点 ■首都高速

4

号線

⾸都

⾸都⾼の⾼の⽣⽴⽣⽴

(4)

常磐道東北道

埼玉県

東京

都 ^京葉道

千葉県

■進行する高齢化

○ 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

32 8km 27.4km

10.6%

11 4%

8.8%

50年以上

⾸都⾼の構造物の⾼齢化

中央道

東名高速

第三京浜

神奈川県

東関道

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

総延長

310.7km

32.8km

75km

65.4km 74.6km

35.5km

24.1%

21.0%

24.0%

11.4%

40～49年 30～39年 20～29年 10～19年 9年以下

(5)

○ 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

75%

100%

土工

5%

12%

6%

95%

74%

⾸都⾼道路構造

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

0%

25%

50%

首都高速都道高速国道(NEXCO)

半地下トンネル高架橋

77%

95%

2% 3% 15%

11%

(6)

○ 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

17,975

14,000 16,000 18,000 20,000

交通量（台／日）

約５倍

⾸都⾼⾃動⾞交通量

3,854

9,730

0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000

(7)

○ 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

約130万台

1 000 000 1,200,000 1,400,000

軸重違反⾞両台数 軸重違反⾞両台数

約52万台約50万台

約35万台

約18万台 0

200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000

1993年 1998年 2003年 2008年 2013年

軸重測定装置料金所ブース

※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

(8)

【巡回点検】

[パトロールカーによる車上からの目視点検]

日常点検

【工事用仮設吊足場内での接近点検】

定期点検

構造物の点検 構造物の点検

【機械足場（高所作業車）を用いた接近点検】

（２～３回／週実施）

【徒歩点検】

[高架下からの目視点検]

（工事用吊足場設置時に実施）

(9)

主桁と横桁の交差部のき裂

主桁上フランジ

横桁上フランジ

横桁ウェブ

横桁下フランジ主桁下フランジ

主桁ウェブ

き裂主桁横桁

重⼤損傷（鋼橋疲労裂）

き裂発生箇所

隅角部のき裂

(10)

鋼床版のき裂

重⼤損傷（鋼床版疲労裂）

車輪の直下で発生

SFRC

アスファルト舗装

（鋼繊維補強ｺﾝｸﾘｰﾄ）

(11)

梁のコンクリート剥離

（海上部）

重⼤な損傷（鉄筋コンクリート）

亀甲状ひび割れ

漏水・遊離石灰の発生 1方向ひび割れの発生２方向ひび割れの発生

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」

コンクリート床版の損傷

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路線対象箇所延長供用

年度事業年度

大規模更新

1号羽田線

東品川桟橋・

鮫洲埋立部

1.9

Km S38 H26～38

高速大師橋 0.3

Km S43 H27～35 3号

渋谷線

池尻・三軒茶屋出入口付近

1.5

Km S46 H27～39

⾸都⾼速道路更新計画

※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。

都心環状線

竹橋・江戸橋JCT付近

（日本橋区間）

2.9

Km S39 H27～40

銀座・京橋出入口付近

（築地川区間）

1.5

Km S37 H27～40

大規模修繕 55

Km － H26～36

合計 63

km －

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○ 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

更新基本的考⽅ 更新基本的考⽅

○ 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

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至芝浦至

勝島

東品川２丁目東大井１丁目

更新延長:約1.9km

大井水管橋国道357号

（八潮橋）

東京都立産業技術高等専門学校鮫洲運転免許試験場

品川区東海中学校品川シーサイド駅

天王洲アイル駅海岸通り

都道316号

（大井北埠頭橋）

高速１号羽田線高速湾岸線

大井ジャンクション

１号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）

１号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）更新区間更新区間

(15)

■東品川桟橋

PC杭

セルラー（円形鋼矢板）

■鮫洲埋立部

【構造概要】

供用年：昭和38年（1963年）

【供用後約53年】

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

（注）RC：鉄筋コンクリート PC：プレストレストコンクリート

■全景

１号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）建設状況 １号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）建設状況

■鮫洲埋立部

【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

幅員構成：17.0m（3.25m×4車線）

建設時の鮫洲埋立部タイロッド

鋼矢板

埋立石積路面

海水面既設タイロッド

鋼矢板

※ H19～21年に補強を実施。

(16)

東品川桟橋部の施⼯状況（建設当時）

②東品川桟橋ＰＣ杭・セルラー施工状況東品川

桟橋部

①全景

(17)

②埋立状況

鮫洲埋⽴部施⼯状況（建設当時）

③タイロッド（ＰＣ鋼棒）取付状況

②埋立状況

①全景

鮫洲埋立部

(18)

○ 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

（補修後）

（補修前）

【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）】

１号⽻⽥線（東品川桟橋）

１号⽻⽥線（東品川桟橋）維持管理困難維持管理困難な構造な構造

コンクリートの剥離、鉄筋腐食が発生

海水面満潮中間梁

※1日のうち2～3時間しか点検・補修ができない

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＞

(19)

鋼矢板タイロッド

（建設中の鮫洲埋立部）

仮設で用いられる構造で50年が経過海水により、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 ②鋼矢板のはらみ出し

路面

海水面

１号

１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）耐久性の低い仮設構造耐久性の低い仮設構造

鋼矢板

タイロッド

（PC鋼棒）

①既設タイロッドの破断

埋立

石積

(20)

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）

○ 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

１号

１号⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）⽻⽥線（鮫洲埋⽴部）損傷状況損傷状況

舗装下の空洞長さ 250cm

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

(21)

現況大規模更新後（イメージ）

○ 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

１

１号号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）更新更新

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

(22)

水面

更新範囲

現在の高速１号羽田線大井北埠頭橋

八潮橋更新後の高速1号羽田線

大井水管橋

-10.00 10.00 20.00 30.00

TP+0.00

大井JCT 東行き→ 上り

1

1号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）更新縦断計画更新縦断計画

上り線下り線

公私境界

約25m

東品川桟橋部東品川桟橋部

上り線下り線

公私境界 5～20m

東京モノレール

鮫更新線

鮫洲埋立洲埋立部部

(23)

現況現況

現況の高速1号羽田線

現況の大井水管橋

京浜運河

東品川側八潮側

１号

１号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）⼤井⽔管橋架替⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）⼤井⽔管橋架替

完了時完了時

京浜運河

完了時完了時

更新後の高速1号羽田線

架替後の大井水管橋

東品川側八潮側

東品川側

(24)

天王洲アイル駅

海岸通り

品川区東海中学校

京浜運河

【凡例】

更新範囲

【資料提供：㈱大林組】

上り線・下り線完成時

⼤井⽔管橋

⼤井⽔管橋完成イメージ完成イメージ

東海中学校

品川シーサイド駅

東京都立産業技術高等専門学校

鮫洲運転試験場

都道316号

高速湾岸線大井ジャンクション

(25)

１号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）作業進⼊路 １号⽻⽥線（東品川桟橋鮫洲埋⽴部）作業進⼊路

(26)

STEP① 工事用道路・迂回路工

施⼯ステップ（１）

STEP② 更新上り線工

(27)

STEP③ 更新下り線工東京五輪時形態

施⼯ステップ（２）

STEP④ 迂回路撤去工等

(28)

①恒久足場

①鋼鈑桁

②プレキャストPC床版

①恒久足場

[

上部構造

]

②プレキャストPC床版

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

1,200m

東品川桟橋の構造概要 東品川桟橋の構造概要

③鋼製橋脚

▽H.W.L

[

基礎構造

]

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。

② 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

・現場工程を短縮するため、工場製作の鋼製橋脚を採用

④鋼管矢板基礎

(29)

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

路面嵩上げ構造：延長約

460m

鮫洲埋⽴部構造概要 鮫洲埋⽴部構造概要

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

①プレキャストU型ボックス

(30)

一般部大井北埠頭橋交差部

パイルベント橋脚鋼鈑桁連続鈑桁橋：延長約

1,830m

大井北埠頭橋（都道316号）

PC

梁スラブ構造：延長約

170m

【資料提供：㈱大林組】【資料提供：㈱大林組】

迂回路構造概要 迂回路構造概要

パイルベント橋脚

（鋼管杭＋ピアキャップ） PC梁スラブ構造嵩上げ壁高欄

桟橋構造パイルベント構造鋼鈑桁＋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

(31)

完成イメージ 完成イメージ

大井北埠頭橋からの眺望大井水管橋付近の眺望

(32)

総幅員16.5m

橋脚

⾼速⼤師橋

⾼速⼤師橋更新区間更新区間

３径間連続鋼床版箱桁橋全長292m

80m 132m 80m

1968(S43)年11月供用【供用後約48年】 RC橋脚

(33)

現在

高速大師橋

昭和44年頃

多摩川

⾼速⼤師

⾼速⼤師橋更新区間橋更新区間

桁架設状況

(34)

約５ｍ約５ｍ

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

横リブ

⾼速⼤師橋

⾼速⼤師橋の損傷の損傷

橋体軽、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）

(35)

○ 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

⾼速⼤師橋の損傷

①縦リブ部にき裂発生

縦リブ鋼床版

縦リブき裂

ストップホール

溶接補修再発き裂

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

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き裂発生

鋼床版

溶接線溶接線

(36)

○ さまざまな当座の補強を実施

⾼速⼤師橋の損傷

鋼床版の補強桁内対傾構の増設

(37)

池尻出口三軒茶屋入口三軒茶屋出口

至）東名

３号渋⾕線（池尻

３号渋⾕線（池尻三軒茶屋出⼊⼝三軒茶屋出⼊⼝付近）更新区間付近）更新区間

3号下

り

3号上

り

池尻入口

至）都環

位置図

３号渋谷線池尻～三軒茶屋

1971(S46)年12月供用【供用後約46年】

(38)

○ 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）

作業帯通行帯

コンクリート床版撤去鋼床版新

仮防護柵通行帯作業帯

１車線分のコンクリート床版を撤去鋼床版を新設

３号渋⾕線（池尻

３号渋⾕線（池尻三軒茶屋出⼊⼝三軒茶屋出⼊⼝付近）更新付近）更新イメージイメージ

コンクリト床版撤去設

コンクリート床版撤去

鋼床版新設仮防護柵

(39)

渋滞対策事業を併せて実施 渋滞対策事業を併せて実施

三軒茶屋⼊⼝ 池尻出⼝

三軒茶屋出⼝ 池尻⼊⼝ ^⼤橋^JCT^へ

（現況）

⾄東⾄都環

池尻出⼝

イメージ

上り線

下り線

○ 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

３号渋⾕線（池尻三軒茶屋付近）改良 ３号渋⾕線（池尻三軒茶屋付近）改良

上り坂（最⼤

3%

）【渋滞要因】 _⼤橋_JCT_から

東名

三軒茶屋⼊⼝ 池尻出⼝

三軒茶屋出⼝ ⼤橋JCTへ

⼤橋JCTから

（更新及び渋滞対策後）

⾄東名⾄都環

池尻出⼊⼝を移設 更新範囲約1.5km

付加⾞線を設置 床版取替

池尻⼊⼝

上り線

下り線

(40)

渋滞対策事業を併せて実施 渋滞対策事業を併せて実施

渋滞対策イメージ 渋滞対策イメージ

３号渋⾕線（池尻三軒茶屋付近）改良 ３号渋⾕線（池尻三軒茶屋付近）改良

(41)

1964(S39)年供用【供用後約53年】

上部工鋼桁、下部工 RC杭＋鋼橋脚延長：約2,900m、幅員構成：3.25m×4車線

位置図

竹橋・江戸橋 JCT付近

都⼼環状線（⽵橋

都⼼環状線（⽵橋江⼾橋江⼾橋JCTJCT付近）更新区間付近）更新区間

※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

(42)

○ 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

都⼼環状線（⽵橋

都⼼環状線（⽵橋江⼾橋江⼾橋JCTJCT付近）の損傷付近）の損傷

ｺﾝｸﾘｰﾄ床版に亀甲状のひび割れ

(43)

都⼼環状線（銀座

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝・京橋出⼊⼝付近）更新区間付近）更新区間

弾正橋

新富橋

亀井橋三吉橋新金橋

だんじょうばし

しんかねばし

しんとみばし

みよしばし

かめいばし

祝橋

采女橋万年橋

千代橋

いわいばし

まんねんばし

うねめばし

せんだいばし

1962(S37)年供用【供用後約55年】

構造形式：半地下構造（逆T型擁壁等）

延長：約1,500m 幅員構成：3.25m×4車線

(44)

○ 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

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝・京橋出⼊⼝付近）更新区間付近）更新区間

現在

万年橋付近建設状況（昭和36年頃）

(45)

（補修前）（補修後）

○ 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

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝・京橋出⼊⼝付近）の損傷付近）の損傷

コンクリート剥離・鉄筋腐食コンクリートのひび割れ

（補修前）

断面図

擁壁背面

鉄筋 RC断面

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

43mm

拡大図

(46)

○ 橋脚が車道を分断

弾正橋

新金橋新富橋三吉橋

新富橋付近

だんじょうばし

しんかねばし

しんとみばし

みよしばし

しんとみばし

都⼼環状線（銀座・京橋出⼊⼝・京橋出⼊⼝付近）の状況付近）の状況

亀井橋

祝橋

万年橋

采女橋

かめいばし

いわいばし

まんねんばし

うねめばし

(47)

都心環状線の周辺

※土地の所有権を有している掘割区間日本橋区間

○ 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）

【築地川区間における上部空間の活用イメージ】

都市再⽣（まちづくり）との連携 都市再⽣（まちづくり）との連携

（上部空間の活用イメージ）

※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

新金橋付近

築地川区間

未活用の状態にある首都高速の上部空間

(48)

首都高速道路の大規模更新の現状