長大斜張橋（女神大橋）の斜ベント撤去工法と制振装置の効果に関する研究

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Title

長大斜張橋（女神大橋）の斜ベント撤去工法と制振装置の効果に関

_する研究

Author(s)

北原, 雄一

Citation

(2009-03-19)

Issue Date

2009-03-19

URL

http://hdl.handle.net/10069/21503

Right

長大斜張橋（女神大橋）の斜ベント撤去工法と

制振装置の効果に関する研究

北原 雄一

2008 年 12 月

目 次 第１章 序論 ... 1 １.１ 研究の背景 ... 1 １.２ 研究の目的と内容 ... 3 １.２.１ 斜ベントのスイング撤去工法の検証... 3 １.２.２ 台風による動的挙動と架設時のＴＭＤ効果の検証... 4 １.２.３ 人力加振試験による動的特性の評価... 4 １.２.４ 常時微動計測による動的特性の評価... 4 １.３ 文の構成と概要 ... 5 第２章 女神大橋の設計と架設の概要 ... 9 ２.１ はじめに ... 9 ２.１.１ 橋梁諸元 ... 9 ２.１.２ 本橋の特徴 ... 9 ２.２ 設計 ... 11 ２.２.１ 耐風設計 ... 11 ２.２.２ 制振装置（ＴＭＤ）の検討... 14 ２.３ 架設 ... 16 ２.３.１ 概要 ... 16 ２.３.２ 大ブロック架設... 17 ２.３.３ 主桁バランシング架設... 18 ２.３.４ 主桁閉合 ... 19 ２.４ 形状管理 ... 20 ２.４.１ 計測項目および方法... 20 ２.４.２ 架設精度管理基準と結果... 21 第３章 斜ベントのスイング撤去工法の検証 ... 25 ３.１ はじめに ... 25 ３.２ 斜ベント撤去工法の検討 ... 26 ３.２.１ 斜ベントの基本諸元... 26 ３.２.２ 撤去工法の検討... 27 ３.３ ワイヤクランプジャッキを用いた斜ベントの横移動撤去 ... 30

３.４ ＭＣナイロン製ワイヤガイドの耐久試験 ... 33 ３.４.１ 試験要領 ... 33 ３.４.２ 冷却無し試験 ... 35 ３.４.３ 冷却有り試験 ... 35 ３.４.４ 試験結果 ... 37 ３.５ ワイヤ角度転向設備 ... 37 ３.６ ワイヤクランプジャッキを用いた実工事 ... 39 ３.６.１ ワイヤクランプジャッキ設備の概要... 39 ３.６.２ 施工および安全管理... 39 ３.６.３ 斜ベント撤去作業実施結果... 40 ３.７ まとめ ... 41 第４章 架設時の 0306 号台風による動的挙動の評価 ... 42 ４.１ はじめに ... 42 ４.２ 0306 号台風来襲時の女神大橋の概要 ... 42 ４.２.１ 架設状況 ... 42 ４.２.２ 女神大橋の制振諸元... 43 ４.３ 制振装置の設計 ... 44 ４.３.１ 諸元の決定 ... 44 ４.３.２ ＴＭＤの配置 ... 45 ４.４ 主塔動態観測の方法 ... 46 ４.５ 0306 号台風来襲時の主塔の動的挙動 ... 46 ４.５.１ 台風の経路 ... 46 ４.５.２ 主塔の風向・風速分布... 48 ４.５.３ 主塔橋軸方向の振動計測結果... 49 ４.６ 制振装置効果の確認 ... 50 ４.６.１ 制振装置のチューニング確認... 50 ４.６.２ 制振装置の最大応答倍率... 51 ４.６.３ ２Ｐ主塔の対数減衰率の算出... 53 ４.７ 制振装置非作動時応答の解析 ... 54 ４.８ まとめ ... 57

５.１ はじめに ... 59 ５.２ 試験概要 ... 59 ５.２.１ ＴＭＤの検討 ... 59 ５.２.２ ＴＭＤの諸元 ... 60 ５.２.３ 計測点と計測機器... 63 ５.２.４ 試験要領 ... 64 ５.３ 人力加振実験による主塔固有振動特性の推定 ... 67 ５.４ ＴＭＤを考慮した動的解析 ... 69 ５.４.１ 解析モデル ... 69 ５.４.２ ＴＭＤのモデル化... 69 ５.４.３ 人力加振力のモデル化... 70 ５.４.４ 解析手法 ... 71 ５.４.５ 固有振動特性 ... 72 ５.４.６ 主塔の動的応答特性... 72 ５.５ まとめ ... 75 第６章 完成時の常時微動計測による動的挙動の評価 ... 77 ６.１ はじめに ... 77 ６.２ 計測概要 ... 78 ６.３ 解析モデル ... 79 ６.３.１ 解析モデル ... 79 ６.４ 解析モデルの妥当性の評価 ... 81 ６.４.１ 分割トラス要素によるケーブルの剛性行列... 81 ６.４.２ 固有振動解析 ... 82 ６.４.３ 女神大橋完成系の振動特性... 86 ６.５ 斜張橋の応答特性に及ぼす支持ケーブルの局部振動の影響 ... 94 ６.５.１ 数値積分法 ... 95 ６.５.２ 鉛直正弦波加振による応答... 96 ６.５.３ ねじれ正弦波加振による応答... 97 ６.６ まとめ ... 99 第７章 結論 ... 102 謝辞 ... 104

第 １ 章 序 論

１ . １ 研 究 の 背 景 現 在 ，日 本 国 内 に は 3 1 4 橋 の 斜 張 橋 が 存 在 し ，う ち 1 5 4 橋 が 橋 長 1 0 0 m 超 の 長 大 橋 で あ る 1 )_{． 今 ま で 国 家 プ ロ ジ ェ ク ト 規 模 で 多 く の 長 大 橋 が 架 設 さ} れ ，本 四 連 絡 橋 の 完 成 を 得 て 一 段 落 の 感 が あ る ．し か し な が ら 2 0 0 8 年 7 月 に 閣 議 決 定 さ れ た 国 土 形 成 計 画 法 に 基 づ く 最 初 の 国 土 形 成 計 画 全 国 計 画 2 ) で は ， 東 京 湾 口 道 路 ， 伊 勢 湾 口 道 路 ， 紀 淡 連 絡 道 路 ， 関 門 海 峡 道 路 ， 豊 予 海 峡 道 路 ， 島 原 ・ 天 草 ・ 長 島 架 橋 道 路 の 海 峡 横 断 プ ロ ジ ェ ク ト の 技 術 的 調 査 を 今 後 も 継 続 す る 方 針 が 示 さ れ た 3 )_． 長 大 斜 張 橋 の 計 画 に お い て 架 設 工 法 の 決 定 は 事 業 費 用 の 大 き な ウ ェ ー ト を 占 め る た め 詳 細 な 検 討 が 必 要 で あ る ． 架 設 工 法 は 大 き く 分 け て ス テ ー ジ ン グ 工 法 ， 押 し 出 し 工 法 お よ び 片 持 式 工 法 の ３ 方 法 が 一 般 的 で あ る が ， 架 設 地 点 の 地 域 状 況 ， 気 象 等 お よ び 使 用 可 能 な 架 設 技 術 を 基 に そ の 方 法 は 多 岐 に 渡 る 4 )_{． 過 去 の 長 大 橋 架 設 に 関 す る 研 究 は 本 州 四 国 連 絡 橋 の 多 々 羅 大} 橋 5 )_{， 生 口 橋} 6 )_{な ど で 多 く の 実 績 が あ る ． と も に 海 上 橋 で あ る こ と か ら ，} 大 型 起 重 機 船 に よ る ブ ロ ッ ク 架 設 と 主 桁 バ ラ ン シ ン グ 架 設 が 採 用 さ れ て い る ． 長 崎 県 に 計 画 さ れ た 女 神 大 橋 は 日 本 国 内 第 ６ 位 の 中 央 径 間 長 4 8 0 m を 有 す る 長 大 斜 張 橋 で あ る 7 )_{． 平 成 ４ 年 か ら 平 成 1 2 年 ま で の 間 「 女 神 大 橋 橋 梁} 技 術 検 討 委 員 会 」 を 設 置 し ， 橋 種 ， 構 造 形 式 の 選 定 ， 設 計 基 準 等 の 設 定 お よ び 風 洞 実 験 8 )_{に 基 づ く 耐 風 安 定 性 の 確 認} 9 ) 1 0 )_{等 の 技 術 決 定 を 行 っ て き た ．} 本 橋 の 架 設 地 点 を 図 - 1 . 1 に 示 し ，完 成 後 の 状 況 を 写 真 - 1 . 1 に 示 す ．架 設 地 点 の 特 徴 は ， 重 要 港 湾 長 崎 港 へ 往 来 す る 航 行 船 舶 の 多 い 法 定 航 路 が 位 置 し て い る こ と か ら 充 分 な 中 央 径 間 長 を 確 保 す る 必 要 が 求 め ら れ ， 側 径 間 は 陸 上 部 に 架 か る こ と と な っ た ． こ の こ と で ， 側 径 部 に お い て 従 来 採 用 さ れ て い た 大 型 起 重 機 船 で の 架 設 工 法 が 困 難 と な り ， 大 き な 課 題 と な っ た ． 特 に 主 桁 架 設 の た め に 設 置 が 必 要 で あ っ た 斜 ベ ン ト の 撤 去 工 法 に つ い て は ， 側 径 間 直 下 に 国 道 が 位 置 し て お り ， 交 通 管 理 者 と 工 事 の 進 捗 に 合 わ せ た 具 体 的 な 協 議 が 必 要 で あ っ た た め ， 未 確 定 と な っ て お り 早 急 な 決 定 が 必 要 で あ っ た ． ま た ，架 設 地 点 は 長 崎 湾 両 岸 の 地 形 起 状 が 最 も 近 接 し た 箇 所 で あ る た め ， 地 形 の 影 響 を 大 き く 受 け た 風 が 橋 体 へ 作 用 す る こ と が 予 想 さ れ た ． こ の た め ，架 設 地 点 の 直 径 1 2 ㎞ 範 囲 の 地 形 を 模 型 で 再 現 後 ，風 洞 試 験 を 実 施 し た 結 果 ， 風 の 乱 れ が 大 き く ， 風 速 分 布 が 橋 軸 方 向 で 一 定 で な い こ と な ど が 判 明 し た ． こ の 対 策 と し て ， ① 主 桁 に フ ァ リ ン グ を 設 置 ， ② 主 塔 に 整 流 板 を 設 置 ， ③ 側 径 間 架 設 時 に 直 ベ ン ト を 設 置 ， ④ 架 設 時 ， 完 成 時 で 主 塔 に 制 振 装 置 （ Ｔ Ｍ Ｄ ） の 設 置 等 が 決 定 さ れ た ．（ 表 - 1 . 1 ）

こ の よ う に 架 設 地 点 の 状 況 に 応 じ た 多 く の 検 討 す べ き 事 項 が 架 設 工 法 に 影 響 を 与 え る た め ，過 去 の 長 大 斜 張 橋 に 関 す る 技 術 情 報 で は 不 十 分 で あ り ， 架 設 地 点 の 状 況 に 応 じ た 検 証 が 必 要 と な る ． 架橋位置 造船所 造船所 グラバー園 大浦天主堂 長崎公園 稲佐山 長崎駅 長崎県庁 な_が さ き_出 島 道_路 長崎水辺の森公園 大久保山 長崎湾 R202 R34 R324 R499 法定航路 0 1km 図 - 1 . 1 架 橋 位 置

１ . ２ 研 究 の 目 的 と 内 容 本 研 究 は ， 長 崎 県 の 長 崎 湾 に 架 設 さ れ た 女 神 大 橋 を 研 究 対 象 と す る こ と で ， 架 設 地 点 に 応 じ た 特 殊 工 法 の 検 証 と 架 設 系 ， 完 成 系 で の 動 的 特 性 の 評 価 を 目 的 と す る ． 具 体 的 に は 前 述 し た 課 題 の 対 策 の う ち ， 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 工 法 ， 主 塔 に 設 置 し た 制 振 装 置 （ Ｔ Ｍ Ｄ ） の 効 果 を 検 証 す る と と も に ， 実 橋 試 験 と 解 析 に よ る 動 的 特 性 の 評 価 を 行 う ． こ れ ら の 成 果 は ， 今 後 の 長 大 斜 張 橋 の 架 設 工 法 の 選 定 と 架 設 モ ニ タ リ ン グ の 研 究 に 新 た な 進 展 を も た ら す も の で あ る ． 以 下 に 本 研 究 で 実 施 し た 事 項 の 概 要 を 述 べ る ． １ . ２ . １ 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 工 法 の 検 証 斜 ベ ン ト の 設 置 は ，国 内 最 大 級 4 0 , 1 8 0 k N 吊 の 大 型 起 重 機 船 を 用 い て 上 空 か ら 吊 り 込 ん で 一 括 設 置 が で き た が ， 撤 去 の 場 合 は 主 桁 閉 合 後 の 作 業 と な る こ と か ら ， 主 桁 裏 面 に 位 置 す る 斜 ベ ン ト を 吊 り 上 げ て 撤 去 す る こ と は 不 可 能 で あ っ た ． こ の た め 従 来 工 法 は ， 多 々 羅 大 橋 1 1 )_{， 名 港 中 央 大 橋} 1 1 )_{等 で} 実 施 さ れ た よ う な 大 型 起 重 機 船 ２ 基 の 相 吊 に よ る 倒 し 込 み 撤 去 で あ っ た ． 本 橋 の 場 合 ， 側 径 間 が 陸 上 部 に あ る た め 側 径 間 斜 ベ ン ト の 倒 し 込 み を 行 う に は ， 海 上 部 か ら 国 内 最 大 級 の 起 重 船 を 用 い て も 作 業 半 径 不 足 と な り 起 重 機 製 の 使 用 は 不 可 能 で あ っ た ． ま た ， 陸 上 ク レ ー ン で の 撤 去 も 検 討 し た が ， 側 径 間 に 斜 面 お よ び 日 交 通 量 約 ３ 万 台 を 有 す る 国 道 が 位 置 し て お り ， 撤 去 材 で あ る 側 径 間 斜 ベ ン ト の 直 下 に 作 業 ヤ ー ド が 確 保 で き な い こ と か ら 困 難 で あ っ た ． 表 - 1 . 1 女 神 大 橋 架 設 に 伴 う 課 題 と 対 策 架 設 地 点 の 状 況 課 題 対 策 長 崎 湾 中 央 部 に 航 行 船 舶 の 多 い 法 定 航 路 が 位 置 中 央 径 間 長 を 確 保 す る こ と で 側 径 間 が 陸 上 部 と な り 側 径 間 に お け る 海 上 作 業 は 困 難 で 大 型 起 重 機 船 が 利 用 不 可 ① 主 桁 側 径 間 の 3 分 割 架 設 ② 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 長 崎 湾 両 岸 の 地 形 起 伏 が 最 接 近 し た 地 点 で の 架 設 の た め ，地 形 影 響 を 大 き く 受 け た 風 が 橋 体 に 作 用 ． 直 径 約 1 2 k m 範 囲 を 地 形 模 型 で 再 現 し 風 洞 試 験 実 施 し た 結 果 ， 風 の 乱 れ が 大 き く ， 風 速 分 布 が 橋 軸 方 向 で 一 定 で な い こ と 等 が 判 明 ① 主 桁 に フ ェ ア リ ン グ 設 置 ② 主 塔 に 整 流 板 設 置 ③ 側 径 間 に 直 ベ ン ト 設 置 ④ 架 設 時 ， 完 成 時 で 主 塔 に 制 振 装 置 （ Ｔ Ｍ Ｄ ） を 設 置

こ の た め ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ に よ る ス イ ン グ 撤 去 工 法 が 必 要 と な っ た ． ス イ ン グ 工 法 は ， 過 去 に リ フ テ ィ ン グ ビ ー ム と 仮 ハ ン ガ ー ロ ー プ を 用 い て 白 鳥 大 橋 1 2 )_{，イ ル テ ィ ッ シ ュ 河 橋 梁} 1 3 )_{で 実 績 が あ っ た が ，ワ イ ヤ ク} ラ ン プ ジ ャ ッ キ に よ る ス イ ン グ 工 法 は 国 内 初 で あ っ た ． 撤 去 材 の ス イ ン グ に は ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ の ワ イ ヤ を 途 中 で 転 向 さ せ る 必 要 が あ っ た た め ， モ ノ マ ー キ ャ ス ト （ Ｍ Ｃ ） ナ イ ロ ン 1 4 )_{製 の ワ イ} ヤ ガ イ ド を 作 成 後 ， 耐 久 性 試 験 を 実 施 し ， ワ イ ヤ 転 向 箇 所 の 緩 衝 材 と し て 利 用 可 能 で あ る こ と を 確 認 し ， 実 工 事 へ の 適 用 を 検 証 す る 1 5 )_． １ . ２ . ２ 台 風 に よ る 動 的 挙 動 と 架 設 時 の Ｔ Ｍ Ｄ 効 果 の 検 証 架 設 途 中 は 完 成 時 と 比 べ 不 安 定 な 形 状 も 存 在 す る た め ， 品 質 ， 工 程 お よ び 作 業 効 率 等 の 施 工 管 理 を 行 う 上 で ，架 設 時 の 制 振 効 果 を 確 認 す る こ と は ， 非 常 に 重 要 な こ と で あ る ． し か し な が ら ， 制 振 す べ き 形 状 は 架 設 の 進 行 に よ っ て 刻 々 と 変 化 す る ． 制 振 効 果 を 確 認 す る た め ， そ の つ ど ， 架 設 作 業 を 中 断 し て 大 型 起 振 機 等 に よ る 振 動 実 験 を 実 施 す る こ と は で き な い ． こ の た め ， 短 時 間 で 低 風 域 か ら 高 風 域 が 発 生 す る 大 型 台 風 来 襲 時 の 橋 体 の 動 的 挙 動 か ら ， 架 設 時 制 振 装 置 の 効 果 検 証 を 行 う こ と は 有 効 で あ る ． 架 設 途 中 の 大 型 台 風 来 襲 時 の 動 態 観 測 の 記 録 は ， 東 神 戸 大 橋 1 6 )_{， 明 石 海 峡 大 橋} 1 7 )_{， 名} 港 東 大 橋 1 8 )_{で あ る が ， こ の 時 ， 動 態 観 測 を 基 に し て 架 設 時 の 制 振 装 置 の 効} 果 検 証 ま で は 至 っ て い な い ． 本 研 究 で は ， 架 設 地 点 を 直 撃 し た 0 3 0 6 号 台 風 1 9 )_{の 観 測 資 料 と 架 設 途 中} に あ っ た 本 橋 ２ Ｐ 主 塔 と Ｔ Ｍ Ｄ の 動 態 観 測 結 果 を と り ま と め Ｒ Ｄ 法 2 0 )_{に よ} っ て 減 衰 波 形 を 求 め ， こ の 減 衰 波 形 か ら 対 数 減 衰 率 を 求 め る ． さ ら に ， 主 塔 を １ 自 由 度 系 モ デ ル に 置 き 換 え 制 振 装 置 が 作 動 し て い る 主 塔 応 答 の 実 測 結 果 か ら ， モ ー ダ ル 風 外 力 を 推 定 し ， こ の モ ー ダ ル 風 外 力 を 用 い て 制 振 装 置 非 作 動 時 の 主 塔 応 答 の 推 定 を 行 い ， 制 振 装 置 作 動 時 の 主 塔 応 答 と 比 較 す る こ と で ，架 設 用 に 設 置 し た Ｔ Ｍ Ｄ の 制 振 効 果 を 検 証 す る 2 1 )_． １ . ２ . ３ 人 力 加 振 試 験 に よ る 動 的 特 性 の 評 価 本 橋 を 対 象 と し て 実 施 し た 人 力 加 振 試 験 の 結 果 よ り 制 振 対 象 と し た 完 成 系 主 塔 の 卓 越 振 動 モ ー ド の 固 有 振 動 数 ， 減 衰 定 数 を 推 定 し ， 制 振 装 置 作 動 時 の 減 衰 か ら 設 計 減 衰 値 を 満 足 し て い る こ と を 確 認 す る ． 次 に Ｆ Ｅ Ｍ モ デ ル で 得 ら れ た 主 塔 の 固 有 振 動 数 と 振 動 モ ー ド の 計 測 結 果 と 比 較 す る こ と で ， 解 析 モ デ ル の 妥 当 性 を 検 証 す る 2 5 )_． １ . ２ . ４ 常 時 微 動 計 測 に よ る 動 的 特 性 の 評 価 本 橋 を 対 象 と し て 実 施 し た 常 時 微 動 計 測 の 結 果 よ り 多 出 力 S u b s p a c e 同 定 法 2 2 ) 2 3 ) 2 4 )_{を 用 い て 橋 梁 全 体 の 固 有 振 動 数 ， 固 有 振 動 モ ー ド ， 減 衰 定 数 を} 推 定 し 全 体 系 Ｆ Ｅ Ｍ モ デ ル の 妥 当 性 を 確 認 し た ． さ ら に ， サ グ の 影 響 を 考 慮 し た 分 割 ト ラ ス 要 素 を 用 い た Ｆ Ｅ Ｍ モ デ ル で ケ ー ブ ル の 局 部 振 動 と 橋 梁 全 体 へ 与 え る 影 響 を 評 価 し た 結 果 ， ね じ れ 振 動 に よ る サ グ の 影 響 を 無 視 で き な い 場 合 は 支 持 ケ ー ブ ル の 局 振 動 を 分 離 し て

１ . ３ 文 の 構 成 と 概 要 本 研 究 で は ， 女 神 大 橋 を 研 究 対 象 と し て ， 架 設 工 法 と 動 的 特 性 の ２ つ を 主 題 に 構 成 す る ． 〔 １ 〕 斜 ベ ン ト 撤 去 工 法 に 伴 う 課 題 と 対 策 へ の 考 察 〔 ２ 〕架 設 系 ，完 成 系 に Ｔ Ｍ Ｄ の 効 果 検 証 と 動 的 特 性 お よ び 分 割 ト ラ ス 要 素 に よ る 動 的 応 答 解 析 論 文 の 構 成 図 を 図 - 1 . 2 に 示 す ． 第 １ 章 は 序 論 と し て ， 本 研 究 の 背 景 ， 目 的 と 論 文 構 成 を 述 べ る ． 第 ２ 章 で は ，研 究 対 象 で あ る 女 神 大 橋 の 設 計 お よ び 架 設 の 概 要 を 紹 介 し ， 計 画 時 の 課 題 と そ の 対 策 等 を 述 べ る ． 第 ３ 章 で は 斜 ベ ン ト の 撤 去 に お い て ， 現 地 状 況 か ら 発 生 し た 課 題 を 解 消 す る た め 新 工 法 を 検 証 後 ， 実 工 事 に 適 用 し 実 証 す る ． ま ず , モ ノ マ ー キ ャ ス ト （ Ｍ Ｃ ） ナ イ ロ ン 製 の ワ イ ヤ ガ イ ド を 作 成 後 ， 実 工 事 を 想 定 し た 耐 久 試 験 を 実 施 し ， そ の ワ イ ヤ ガ イ ド の 性 能 を 検 証 す る ． 次 に こ の ワ イ ヤ ガ イ ド を 用 い た ス イ ン グ 撤 去 工 法 を 検 証 す る ． 第 ４ 章 で は ， 架 設 系 に お け る 主 塔 の 動 的 挙 動 の 把 握 と Ｔ Ｍ Ｄ の 効 果 を 検 証 す る た め , 架 設 途 中 に 来 襲 し た 大 型 台 風 の 観 測 資 料 と 動 態 観 測 記 録 を 基 に ， 主 塔 の 対 数 減 衰 率 を 求 め る ． さ ら に Ｔ Ｍ Ｄ 非 作 動 時 の 主 塔 応 答 を 推 定 し , Ｔ Ｍ Ｄ 作 動 時 の 主 塔 応 答 と 比 較 す る ． 第 ５ 章 で は ， 実 橋 で の 人 力 加 振 試 験 を 実 施 し 減 衰 定 数 を 推 定 し ， 主 塔 に 設 置 さ れ た Ｔ Ｍ Ｄ の 効 果 を 検 証 す る ． さ ら に ， Ｔ Ｍ Ｄ と 人 力 加 振 を 一 体 的 に モ デ ル 化 し ， 動 的 応 答 解 析 を 行 い 振 動 試 験 結 果 と 比 較 し ， モ デ ル 化 の 妥 当 性 を 確 認 す る ． 第 ６ 章 で は ，実 況 で の 常 時 微 動 計 測 を 実 施 し 全 橋 の 動 態 特 性 を 把 握 す る ． さ ら に 支 持 ケ ー ブ ル の 局 部 振 動 を 含 め た 全 体 振 動 の 解 析 を 行 え る よ う に す る た め ， 支 持 ケ ー ブ ル の サ グ の 影 響 に 注 目 し 支 持 ケ － ブ ル を 分 割 す る こ と で 支 持 ケ － ブ ル の サ グ を 考 慮 す る モ デ ル と 支 持 ケ － ブ ル を 分 割 せ ず に 1 本 の ト ラ ス 要 素 と し て モ デ ル 化 し た ２ つ の 解 析 モ デ ル を 用 い ， 支 持 ケ － ブ ル の サ グ を 考 慮 し た こ と に よ る 張 力 変 動 の 影 響 が 支 持 ケ － ブ ル の 局 部 振 動 お よ び 橋 梁 全 体 に 与 え る 影 響 を 評 価 す る ． 第 ７ 章 は 結 論 と し て ， 本 研 究 に よ っ て 得 ら れ た 知 見 を 総 括 し て 述 べ る ．

架 設 工 法 制 振 装 置 の 効 果 と 動 的 特 性 第 １ 章 序 論 第 ２ 章 女 神 大 橋 の 架 設 の 概 要 第 ３ 章 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 工 法 の 考 察 第 ７ 章 結 論 第 ４ 章 架 設 時 の 0 3 0 6 号 台 風 に よ る 主 塔 の 動 的 挙 動 評 価 と 架 設 系 制 振 装 置 の 効 果 検 証 第 ５ 章 完 成 時 の 人 力 加 振 試 験 に よ る 動 的 特 性 評 価 と 完 成 系 制 振 装 置 の 効 果 検 証 第 ６ 章 完 成 時 の 常 時 微 動 計 測 に よ る 動 的 特 性 評 価 架 設 系 完 成 系 図 - 1 . 2 論 文 の 構 成

参 考 文 献 1 ) 国 土 交 通 省 道 路 局 ： 道 路 統 計 年 報 ( 平 成 1 8 年 度 版 ) , 2 0 0 8 . 2 ) 国 土 交 通 省 ホ ー ム ペ ー ジ ： h t t p : / / w w w . m l i t . g o . j p / r e p o r t / p r e s s / k o k u d o 0 3 _ h h _ 0 0 0 0 0 6 . h t m l 3 ) 国 土 交 通 省 ホ ー ム ペ ー ジ ： h t t p : / / w w w . m l i t . g o . j p / k a i k e n / k a i k e n 0 8 / 0 8 0 3 2 8 . h t m l 4 ) W . P o d o l n y , J . S c a l z i , 九 州 橋 梁 ・ 構 造 工 学 研 究 会 訳 : 斜 張 橋 の 設 計 と 施 工 , 1 9 8 6 . 5 ) 佐 藤 佳 裄 , 朝 野 叡 嶽 : 「 多 々 羅 大 橋 」 の 架 設 , 石 川 島 播 磨 技 報 ( 橋 梁 特 集 号 ) , p p 1 1 0 - 1 2 7 , 2 0 0 1 . 6 ) 藤 原 亨 , 猪 原 茂 , 森 田 雄 三 : 生 口 橋 の 架 設 精 度 管 理 , 土 木 学 会 大 4 7 回 年 次 学 術 講 演 概 要 集 , Ⅵ - 6 3 , p p . 1 4 8 - 1 4 9 , 1 9 9 4 . 7 ) 中 瀬 和 敏 , 有 吉 正 敏 ， 北 原 雄 一 ， 甲 斐 富 岳 , 今 金 真 一 , 上 田 浩 之 , 針 谷 清 久 ; 女 神 大 橋 上 部 工 の 施 工 , 橋 梁 と 基 礎 , V o l . 3 9 , N o . 1 2 , p p . 5 - 7 , 2 0 0 5 . 8 ) 古 川 和 義 , 本 田 明 弘 , 今 金 真 一 ： 女 神 大 橋 架 橋 地 点 の 風 環 境 に 関 す る 地 形 模 型 風 洞 実 験 , 土 木 学 会 第 4 8 回 年 次 学 術 講 演 会 講 演 概 要 集 , I - 3 6 5 , p p . 8 7 8 - 8 7 9 , 1 9 9 3 . 9 ) 岩 永 克 巳 , 本 田 明 弘 , 今 金 真 一：女 神 大 橋 主 桁 断 面 の 耐 風 性 に つ い て , 土 木 学 会 第 5 0 回 年 次 学 術 講 演 概 要 集 Ⅰ - 7 0 5 , p p . 1 4 1 0 - 1 4 1 1 , 1 9 9 5 . 1 0 ) H o n d a , S . F u k a h o r i , S . I m a g a n e a n d F . I s h i o k a : A e r o d y n a m i c d e s i g n o f c a b l e - s t a y e d b r i d g e s u r r o u n d e d b y u n d u l a t e d , P r o c e e d i n g s o f t h e 1 0t h I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n W i n d E n g i n e e r i n g , C o p e n h a g e n / D e n m a r k , p p ． 9 1 3 - 9 1 8 , 1 9 9 9 . 1 1 ) I H I ホ ー ム ペ ー ジ : h t t p : / / w w w . i h i . c o . j p / b r i d g e / i n d e x . h t m l 1 2 ) 石 川 孝 ： 白 鳥 大 橋 補 剛 桁 の 架 設 （ ス イ ン グ 工 法 架 設 ） , 技 報 ま つ お , N o . 3 2 , p p . 8 9 - 1 0 0 , 1 9 9 6 . 1 3 ) 宮 田 明 , 船 木 正 志 , 山 本 裕 一 , 工 藤 光 弘 , 加 藤 千 明：カ ザ フ タ ン 共 和 国「 イ ル テ ィ ッ シ ュ 河 橋 梁 」 建 設 工 事 , 石 川 島 播 磨 技 報 ( 橋 梁 特 集 号 ) , p p . 1 4 8 - 1 5 7 , 2 0 0 1 . 1 4 ) 日 本 ポ リ ペ ン コ ( 株 ) 製 品 カ タ ロ グ : h t t p : / / w w w . p o l y p e n c o . c o . j p / p r o d u c t s / m c _ n y / p r o d u c t 0 0 _ c h a . h t m l 1 5 ) 北 原 雄 一 , 三 好 哲 典 , 高 橋 昌 義 , 高 橋 和 雄 : 女 神 大 橋 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 工 法 に 関 す る 考 察 , 土 木 学 会 論 文 集 Ｆ （ 登 載 決 定 ） 1 6 ) 上 田 芳 夫 ，北 沢 正 彦 ，正 田 正 一 ，金 治 英 貞 ： 東 神 戸 大 橋 主 塔 の 対 風 挙 動 と 振 動 実 験 ， 阪 神 高 速 道 路 公 団 技 報 ， 第 1 1 号 ， p p . 6 1 - 7 4 ， 1 9 9 1 . 1 7 ) 金 崎 智 樹 ，奏 健 作 ，佐 々 木 伸 幸 ，下 土 居 秀 樹 ： 明 石 海 峡 大 橋 主 塔 独 立 時 の 耐 風 特 性 ，土 木 学 会 第 4 9 回 年 次 学 術 講 演 会 講 演 概 要 集 ，I - 4 9 0 ，p p . 9 7 8 - 9 7 9 ， 1 9 9 4 . 1 8 ) 和 田 博 久 ， 本 荘 清 司 ， 武 田 勝 昭 ， 石 井 孝 ： 名 港 東 大 橋 台 風 9 4 2 6 号 来 襲 時 の 主 塔 動 態 観 測 ， 土 木 学 会 第 5 0 回 年 次 学 術 講 演 会 講 演 概 要 集 ， I - 7 0 6 , p p . 1 4 1 2 - 1 4 1 3 ， 1 9 9 5 . 1 9 ) 気 象 庁 ホ ー ム ー ペ ー ジ ： h t t p : / / w w w . d a t a . k i s h o u . g o . j p / y o h o u / t y p h o o n / r o u t e _ m a p / b s t v 2 0 0 3 . h t m l 2 0 ) 田 村 幸 雄 ，佐 々 木 淳 ，塚 越 治 夫 ： Ｒ Ｄ 法 に よ る 構 造 物 の ラ ン ダ ム 振 動 時 の 減 衰 評 価 ， 日 本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 集 ， 第 4 5 4 号 , p . 2 9 - 3 8 , 1 9 9 3 . 1 2 .

2 1 ) 北 原 雄 一 , 上 田 浩 之 , 渡 部 剛 賢 , 高 橋 和 雄 : 女 神 大 橋 架 設 時 の 0 3 0 6 号 台 風 に よ る 主 塔 の 動 的 挙 動 に つ い て , 土 木 学 会 論 文 集 Ｆ , V o l . 1 6 3 , N o 3 , p p . 4 1 7 - 4 2 5 , 2 0 0 7 . 2 2 ) J u a n g J . N .： A p p l i e d s y s t e m i d e n t i f i c a t i o n ，P r e n t i c e - H a l l I n c . ，1 9 9 4 . 2 3 ) V a n O v e r s c h e e P . a n d D e M o o r B . ： S u b s p a c e i d e n t i f i c a t i o n f o r l i n e a r s y s t e m s : T h e o r y , i m p l e m e n t a t i o n a n d a p p l i c a t i o n s ， K l u w e r A c a d e m i c P u b l i s h e r s , 1 9 9 6 . 2 4 ) 片 山 徹 ： シ ス テ ム 同 定 - 部 分 空 間 法 か ら の ア プ ロ ー チ , 朝 倉 書 店 , 2 0 0 4 . 2 5 ) Q i n g x i o n g W u , Y u i c h i K i t a h a r a , K a z u o T a k a h a s i a n d B a o c h u n C h e n : D y n a m i c C h a r a c t e r i s t i c s o f M e g a m i C a b l e - s t a y e d B r i d g e － A c o m p a r i s o n o f e x p e r i m e n t a l a n d a n a l y t i c a l r e s u l t s － , S t e e l S t r u c t u r e s , 8 , p p . 1 - 8 , 2 0 0 8 . 2 6 ) 有 馬 義 人 , 北 原 雄 一 , 高 橋 和 雄 , 中 村 聖 三 : 主 塔 に 設 置 さ れ た Ｔ Ｍ Ｄ を 考 慮 し た 女 神 大 橋 の 動 的 応 答 解 析 , 鋼 構 造 年 次 論 文 報 告 集 , 1 5 , p p . 2 4 5 - 2 5 2 , 2 0 0 7 . 2 7 ) 日 野 幹 雄 ： ス ペ ク ト ル 解 析 , 朝 倉 書 店 , 1 9 7 7 . 2 8 ) Q . W u , K . T a k a h a s h i , T . O k a b a y a s h i a n d S . N a k a m u r a ： R e s p o n s e C h a r a c t e r i s t i c s o f L o c a l V i b r a t i o n s i n S t a y C a b l e o n a n E x i s t i n g C a b l e - s t a y e d B r i d g e , J o u r n a l o f S o u n d a n d V i b r a t i o n , N o . 2 6 1 , p p . 4 0 3 - 4 2 0 , 2 0 0 3 . 2 9 ) 呉 慶 雄 , 高 橋 和 雄 , 岡 林 隆 敏 , 中 村 聖 三：天 建 寺 P C 斜 張 橋 の ケ ー ブ ル の 局 部 振 動 解 析 , 長 崎 大 学 工 学 部 研 究 報 告 , V o l . 3 1 , N o . 5 6 , p p . 8 7 - 9 3 , 2 0 0 1 . 3 0 ) 呉 慶 雄 , 高 橋 和 雄 , 岡 林 隆 敏 , 中 村 聖 三：ガ ス ト 応 答 に よ る 斜 張 橋 の 支 持 ケ ー ブ ル の 局 部 振 動 , 構 造 工 学 論 文 集 , V o l . 4 8 A , p p . 3 4 9 - 3 5 8 , 2 0 0 2 . 3 1 ) 北 原 雄 一 , 呉 慶 雄 , 木 村 剛 , 高 橋 和 雄 , 中 村 聖 三 : 分 割 ト ラ ス 要 素 を 用 い た 女 神 大 橋 の 動 的 応 答 解 析 , 土 木 構 造 ・ 材 料 論 文 集 , 2 3 ， C D - R O M , 2 0 0 7 .

第 ２ 章 女 神 大 橋 の 設 計 と 架 設 の 概 要

２ . １ は じ め に こ の 章 で は ， 本 論 文 の 研 究 対 象 で あ る ， 女 神 大 橋 の 特 徴 と 設 計 ， 架 設 に 関 す る 概 要 1 )_{を 述 べ る ．} 女 神 大 橋 は 長 崎 県 の 長 崎 港 口 に 建 設 さ れ た ３ 径 間 連 続 鋼 斜 張 橋 で ， 平 成 1 7 年 1 2 月 に 供 用 開 始 さ れ た ． 架 設 の 目 的 は ， 地 形 的 要 因 か ら 放 射 型 道 路 網 と な っ て い る こ と で 発 生 し て い る 長 崎 市 内 中 心 部 の 慢 性 的 な 交 通 渋 滞 を 解 消 す る た め 環 状 型 道 路 網 を 形 成 す る も の で あ る ． さ ら に ， 長 崎 港 の 両 岸 に 分 散 し て い る 港 湾 施 設 を 結 び ， 将 来 は 長 崎 自 動 車 道 と 直 結 す る こ と で 長 崎 港 の 港 湾 機 能 を 強 化 し 物 流 の 効 率 化 を 図 る も の で あ る ． こ の た め ， 環 状 道 路 （ 主 要 地 方 道 ） と 臨 港 道 路 と い っ た ２ つ の 機 能 を も ち ， 国 が 国 土 交 通 省 運 輸 局 の 直 轄 事 業 と し て 下 部 工 を 施 工 し ， 長 崎 県 が 国 土 交 通 省 道 路 局 の 補 助 事 業 と し て 上 部 工 を 施 工 し た ． ２ . １ . １ 橋 梁 諸 元 本 橋 の 主 要 諸 元 は 以 下 の と お り で あ る ． 路 線 名 ： 主 要 地 方 道 長 崎 南 環 状 線 ， 臨 港 道 路 女 神 大 橋 線 道 路 規 格 ： 第 ３ 種 第 ２ 級 （ 設 計 速 度 6 0 K m / h ） 活 荷 重 ： Ｂ 活 荷 重 基 本 風 速 ： Ｖ1 0＝ 4 9 ｍ / s 橋 長 ： 1 , 2 8 9 ｍ （ 主 橋 梁 ： 8 8 0 ｍ ） 有 効 幅 員 ： ( 歩 道 ) 3 ｍ ＋ ( 車 道 ) 2 @ 8 ｍ ＋ ( 歩 道 ) 3 ｍ 橋 梁 形 式 ： ３ 径 間 連 続 鋼 斜 張 橋 （ 主 橋 梁 ） 主 桁 形 式 ： 扁 平 ６ 角 形 鋼 床 版 箱 桁 主 塔 形 式 ： Ｈ 型 鋼 製 主 塔 ｹ ｰ ﾌ ﾞ ﾙ 形 式 : マ ル チ フ ァ ン 形 式 ２ 面 吊 り ( 1 3 段 ) 図 - 2 . 1 に 橋 梁 側 面 図 ， 図 - 2 . 2 に 主 塔 正 面 図 ， 図 - 2 . 3 に 主 桁 断 面 図 を 示 す ． ２ . １ . ２ 本 橋 の 特 徴 本 橋 は ， 国 内 ６ 番 目 の 支 間 長 と な る 長 大 斜 張 橋 で あ る ． 架 設 地 点 は 長 崎 港 の 入 り 口 に 位 置 し ， 国 際 観 光 船 を 始 め と し た 大 型 船 舶 が 航 行 す る こ と か ら ， 桁 下 航 路 高 を 国 内 斜 張 橋 と し て は 最 も 高 い 6 5 ｍ に 設 定 し て い る ． 主 桁 の 架 設 は ， 側 径 間 の 桁 下 が 国 道 や 急 斜 面 の た め 大 ブ ロ ッ ク 架 設 が 採 用 で き ず ， バ ラ ン シ ン グ 架 設 工 法 を 採 用 し た た め ， 特 に 架 設 時 に お い て 耐 風 安 定 性 の 検 討 は 重 要 な 項 目 で あ っ た ．

ま た 中 央 径 間 の 桁 下 は 離 島 航 路 を 始 め と し た 多 く の 船 舶 の 往 来 が あ り ， フ ロ ー テ ィ ン グ ク レ ー ン （ Ｆ Ｃ ） を 用 い た 主 塔 や 主 桁 の 大 ブ ロ ッ ク 架 設 ， お よ び 台 船 を 用 い た 中 央 径 間 側 主 桁 の 直 下 吊 り 架 設 等 に お い て 航 行 船 舶 と の 調 整 が 重 要 で あ っ た ． こ の よ う な 背 景 の 下 ， 現 地 風 観 測 ， 風 洞 試 験 に よ る 耐 風 性 の 検 討 を 進 め る と と も に ， 学 識 経 験 者 ， 海 事 関 係 者 お よ び 関 係 官 公 庁 で 構 成 さ れ る 調 査 専 門 委 員 会 を 開 催 し 安 全 性 の 検 証 を 行 っ た ． 図 - 2 . 1 橋 梁 側 面 図 図 - 2 . 2 主 塔 正 面 図 図 - 2 . 3 主 桁 断 面 図

２ . ２ 設 計 ２ . ２ . １ 耐 風 設 計 本 橋 の よ う に 可 撓 性 に 富 む 長 大 斜 張 橋 は ， 耐 風 安 定 性 は 重 要 な 課 題 2 ) 3 ) で あ る ． 本 橋 に お い て は ， 周 辺 地 域 の 影 響 か ら 架 設 地 点 周 囲 の 地 形 の 影 響 を 受 け る こ と が 懸 念 さ れ た ． こ の た め ， 地 形 模 型 試 験 に よ る 風 環 境 の 把 握 を 行 な う （ 写 真 - 2 . 1 ） と と も に ， 完 成 系 お よ び 架 設 系 の 橋 梁 本 体 の 振 動 特 性 を 把 握 し た 上 で ， 耐 風 安 定 性 の 検 討 を 行 っ た ． ( i ) 設 計 基 本 風 速 基 本 風 速（ Ｖ1 0）は ，長 期 デ ー タ の あ る 長 崎 海 洋 気 象 台 と 現 地 観 測 デ ー タ の 1 6 方 位 別 風 速 相 関 よ り ， 架 設 地 点 に お け る 1 0 0 年 再 現 期 待 値 を 算 定 し ， 地 形 模 型 風 洞 試 験 結 果 を 用 い る こ と に よ り 設 定 し た ． ま た 静 的 な 設 計 風 荷 重 と し て は ， 従 来 の 斜 張 橋 の 設 計 に お い て は 抗 力 成 分 の み を 考 慮 し ， 風 洞 試 験 に よ り バ フ ェ ッ テ ィ ン グ 振 動 が 確 認 さ れ た 場 合 は ， そ の 鉛 直 振 動 を 考 慮 し た 照 査 を 行 っ て い た ． し か し な が ら ， 本 橋 の 架 設 地 点 は 後 述 す る 地 形 模 型 風 洞 試 験 結 果 に よ り ， ・ 風 の 乱 れ が 大 き い ・ 風 速 分 布 も 橋 軸 方 向 に 一 定 で な い こ と が 明 ら か に な っ た こ と ， お よ び 主 桁 が 充 腹 断 面 構 造 で あ り ， ト ラ ス 構 造 に 比 べ 作 用 抗 力 が 比 較 的 小 さ く ， 揚 力 お よ び 空 力 モ ー メ ン ト の 影 響 が 大 き い こ と を 考 慮 し ， ３ 成 分 の 空 気 力 に 対 す る ガ ス ト 応 答 解 析 4 )_{に よ り 設} 計 を 行 っ た ． な お 解 析 に あ た っ て は ， 図 - 2 . 4 に 示 す 風 洞 試 験 で 得 ら れ た 風 速 分 布 お よ び 乱 れ 強 さ 分 布 を 用 い た ． ( i i ) 完 成 系 風 洞 試 験 主 桁 に 関 し て は 基 本 断 面 に 対 し 部 分 模 型 試 験 を 行 っ た 結 果 5 )_{， 風 速 1 0 0} 写 真 - 2 . 1 地 形 模 型 試 験

ｍ / s 以 下 で フ ラ ッ タ ー は 発 生 せ ず ， 若 干 の 渦 励 振 が 発 生 す る の み で あ っ た た め ， フ ェ ア リ ン グ 形 状 変 化 お よ び 主 桁 下 面 の 検 査 車 レ ー ル 間 隔 の 調 整 に よ り 空 力 的 な 対 策 を 行 っ た ． 主 塔 に 対 し て は ， 三 次 元 弾 性 体 模 型 試 験 を 行 っ た 結 果 6 )_{， 図 - 2 . 5 に 示 す} よ う に ，面 内 ，面 外 と も に 風 速 3 0 ｍ / s 付 近 よ り ギ ャ ロ ッ ピ ン グ 振 動 が 発 生 す る こ と が 明 ら か と な っ た ． こ の た め ， 空 力 対 策 と し て 整 流 板 を 設 置 し た 結 果 ， 基 本 断 面 で 生 じ た ギ ャ ロ ッ ピ ン グ は 発 生 せ ず ， 図 - 2 . 6 に 示 す よ う に ， 上 段 水 平 梁 上 部 の み の 振 動 で あ る 面 内 ２ 次 の 渦 励 振 の み が 残 る 結 果 と な っ た た め ， こ の 振 動 に 対 し て は Ｔ Ｍ Ｄ に よ る 減 衰 付 加 に よ り 制 振 す る こ と と し た ． ( i i i ) 架 設 系 風 洞 試 験 架 設 系 の 風 洞 試 験 は ， 主 塔 完 成 時 か ら 主 桁 閉 合 直 前 ま で の 各 ス テ ッ プ を 抽 出 し 検 討 を 行 っ た ． こ の う ち 架 設 時 に お い て 最 も 不 安 定 で あ る 主 桁 最 大 バ ラ ン シ ン グ 時 に お い て は ， 一 様 流 中 で は 風 速 1 5 ｍ / s で 片 振 幅 約 4 0 c m の 渦 励 振 お よ び 風 速 2 0 ｍ / s で 片 振 幅 約 2 0 c m の 渦 励 振 が 発 生 す る の み で あ っ た ．

し か し ，現 地 地 形 を 模 型 化 し た 地 形 模 型 乱 流 試 験（ 縮 尺 1 / 2 0 0 ）（ 写 真 - 2 . 2 ） で は ， 照 査 風 速 （ 4 5 . 8 ｍ / s ） に お い て 木 鉢 側 （ ２ Ｐ 側 ） で 3 9 7 c m ， 女 神 側 （ ３ Ｐ 側 ） で 6 1 3 c m と 非 常 に 大 き な 振 幅 が 生 じ る ． 特 に 女 神 側 に お い て は ， 地 形 模 型 試 験 で も 現 地 地 形 の 影 響 に よ り 風 の 乱 れ が 大 き く な る こ と が 確 認 さ れ て お り ， こ れ に よ り バ フ ェ ッ テ ィ ン グ 振 幅 が 増 大 し た も の と 考 え ら れ た ． 制 振 に あ た っ て は ， 側 径 間 に 直 ベ ン ト を 設 置 す る こ と に よ り ， 主 桁 の バ ラ ン シ ン グ 状 態 を 短 く し ， 構 造 的 な 安 定 を 図 る こ と と し た ． な お 直 ベ ン ト は ， 現 地 地 形 条 件 お よ び 固 有 値 解 析 に よ る 定 量 的 な 把 握 を 行 っ た 上 で 設 置 位 置 を 決 定 し ， 風 洞 試 験 に よ る 効 果 の 確 認 を 行 っ た ． 試 験 結 果 を 表 - 2 . 1 に 示 す ．直 ベ ン ト 設 置 に よ り C A S E １ ～ ３ の い ず れ に お い て も 主 桁 の 鉛 直 変 位 は 最 大 約 1 3 0 c m と 大 幅 に 低 減 す る 結 果 と な っ た ． ま た そ の 他 の 架 設 時 の 振 動 に 関 し て は ， 発 散 振 動 は 全 て 空 力 的 に 制 振 し て い る が ， 渦 励 振 は Ｔ Ｍ Ｄ に よ る 機 械 的 制 振 を 行 っ た ． ( a ) 面 外 曲 げ １ 次 振 動 ( b ) 面 内 曲 げ 1 次 振 動 図 - 2 . 5 完 成 時 主 塔 試 験 結 果 （ 基 本 断 面 ） 図 - 2 . 6 完 成 時 主 塔 試 験 結 果 （ 対 策 断 面 ）

２ . ２ . ２ 制 振 装 置 （ Ｔ Ｍ Ｄ ） の 検 討 制 振 装 置 の 検 討 に 当 た っ て は ，ま ず 完 成 系 ・ 架 設 系 と も 母 材 強 度 ・ 疲 労 ・ 作 業 時 の 加 速 度 の 各 項 目 に つ い て 許 容 振 幅 を 計 算 し ， そ の 最 小 値 を 対 象 モ ー ド の 許 容 振 幅 と し た ． 次 に 風 洞 試 験 に よ り ， 渦 励 振 に よ る 最 大 振 幅 が 許 容 振 幅 以 下 に な る 必 要 減 衰 を 求 め ， Ｔ Ｍ Ｄ の 設 計 に 必 要 と な る 設 計 減 衰 δ d e s を 以 下 の 式 よ り 算 出 し た ． δ d e s = α × δ r e q － δ s ( 1 ) こ こ に α ： 振 動 解 析 や 風 洞 試 験 の 精 度 を 考 慮 し た 安 全 率 （ ＝ 1 . 2 ） δ r e q ： 風 洞 試 験 結 果 の 必 要 減 衰 δ s ： 0 . 0 1 （ 橋 体 の 構 造 減 衰 ） ま た ， 制 振 方 式 は Ｔ Ｍ Ｄ の 振 動 数 f d に よ り ， 次 の よ う に 決 定 し た ． 主 に 高 風 速 域 で 発 生 す る 振 動 を 対 象（ f d ≧ 0 . 5 H z ）の 場 合 は 単 振 子 パ ッ シ ブ 方 式 と し ，主 に 作 業 時 の 低 風 速 域 で 発 生 す る 振 動 を 対 象（ f d ≦ 0 . 5 H z の 場 合 ） は 多 段 振 子 パ ッ シ ブ 方 式 と し た ． 制 振 装 置 の 設 置 位 置 は 対 象 モ ー ド の 最 大 変 位 が 発 生 す る 位 置 と し た ． 主 桁 最 大 張 り 出 し 時 に お け る 設 置 状 況 写 真 を 写 真 - 2 . 3 に 示 す ． 写 真 - 2 . 2 地 形 模 型 乱 流 試 験

バランシング ＣＡＳＥ １ （中央径間閉合前） ＣＡＳＥ ２ （側径間端部閉合前） ＣＡＳＥ ３ （最大バランシング） 女 神 側 木 鉢 側 注） １．　　　　内の数値は照査風速以下での応答振幅の最大値を示す ２．η:実橋片振幅，Vp：実橋換算風速(m/s) 桁 中 央 径 間 端 部 変 位 架設系 照査風速 45.8m/s 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 20 40 60 80 100 Vp(m/s) η(m) 6.13 m 0.56 m 3.97 m 0.59 m 1.27 m 0.55 m 1.37 m 0.39 m 1.34 m 0.36 m 0.97 m 0.28 m 1.25 m 0.13 m 1.00 m 0.15 m 表 - 2 . 1 架 設 時 地 形 乱 流 試 験 結 果 写 真 - 2 . 3 制 振 装 置 の 設 置 T M D E 3 T M D E 1

２ . ３ 架 設 ２ . ３ . １ 概 要 架 設 は 斜 張 橋 の 特 性 を 生 か し た 実 績 の 多 い 工 法 で 施 工 し た ． 以 下 に 主 塔 と 主 桁 の ブ ロ ッ ク 分 割 を 図 - 2 . 7 と 図 - 2 . 8 に 示 す ． 塔 下 部 と 塔 付 近 の 主 桁 を Ｆ Ｃ に よ る 大 ブ ロ ッ ク 一 括 で 架 設 し た 後 ， 桁 上 に ク ラ イ ミ ン グ ク レ ー ン（ 以 下 Ｊ Ｃ Ｃ ）を 設 置 し て 塔 上 部 を 小 ブ ロ ッ ク で ， 主 桁 は 中 央 径 間 ， 側 径 間 を 交 互 に ケ ー ブ ル を 張 り 渡 し な が ら 架 設 す る バ ラ ン シ ン グ 工 法 で 行 っ た ． 架 設 順 序 を 図 - 2 . 9 に 示 し ， 主 桁 の バ ラ ン シ ン グ 架 設 状 況 を 写 真 - 2 . 4 に 示 す ． 架 橋 地 点 は ， 定 期 旅 客 船 や 大 型 船 な ど 船 舶 の 航 行 の 多 い 狭 隘 な 長 崎 港 口 図 - 2 . 7 主 塔 ブ ロ ッ ク 分 割 図 大 ブ ロ ッ ク 架 設 単 ブ ロ ッ ク 架 設 1 1 × 3 = 3 3 ブ ロ ッ ク 大 ブ ロ ッ ク 1 1 × 3 = 3 3 ブ ロ ッ ク 2 5 ブ ロ ッ ク 大 ブ ロ ッ ク

に 位 置 し て い る 7 )_{． そ の よ う な 厳 し い} 条 件 下 で ，大 型 Ｆ Ｃ 作 業 な ら び に 航 路 上 に 台 船 を 定 点 保 持 し た 主 桁 の 直 下 吊 上 げ 架 設 を 行 う た め ，工 事 情 報 の 一 元 化 と 第 三 者 へ の 周 知 徹 底 お よ び 広 報 の た め ， 海 上 工 事 期 間 中 は 「 情 報 安 全 管 理 室 」 を 設 置 し て 対 応 し た ． ２ . ３ . ２ 大 ブ ロ ッ ク 架 設 塔 下 部 大 ブ ロ ッ ク ， 斜 ベ ン ト ， 主 桁 大 ブ ロ ッ ク ，Ｊ Ｃ Ｃ は 製 作 工 場 な ど 別 の 場 所 で 一 体 に 組 立 て て 4 0 , 1 8 0 k N ( 4 , 1 0 0 t ) 吊 大 型 Ｆ Ｃ 「 海 翔 」 で 架 設 し た ．架 設 状 況 を 写 真 - 2 . 5 に 示 す ． 架 設 地 点 に お け る Ｆ Ｃ の 係 留 は 日 の 出 か ら 日 没 ま で に 制 限 さ れ た た め ， 各 々 の 架 設 作 業 は 昼 間 1 日 で 終 了 さ せ な け れ ば な ら な か っ た ．そ こ で 大 ブ ロ ッ ク は ，架 設 前 日 に 港 内 の 工 場 ド ッ ク か ら 直 接 あ る い は 港 内 の 埠 頭 岸 壁 で 台 船 か ら Ｆ Ｃ に よ り 水 切 り ，架 設 時 の 姿 勢 に し た 後 ，吊 上 げ た 状 態 の ま ま 港 内 錨 地 へ 移 動 ， 仮 泊 し た 後 ， 翌 朝 現 地 ま で 吊 曳 航 し て 架 設 し た ．Ｆ Ｃ の 現 地 海 域 へ の 入 出 や 係 留 作 業 は 定 期 船 な ど が 航 行 し な い 時 間 帯 に 行 っ た ． 本 橋 は ， 桁 下 の 航 路 制 限 高 さ を 6 5 ｍ と 国 際 航 路 基 準 を 確 保 し て い る た め ，Ｆ Ｃ の 吊 上 げ 高 さ も 相 当 に 必 要 で ， 一 括 架 設 作 業 の 全 て が 可 能 な Ｆ Ｃ は 「 海 翔 」 の み で あ っ た ． Ｊ Ｃ Ｃ の 設 置 ・ 撤 去 作 業 は ジ ブ 高 さ 最 大 の 「 海 翔 」 を も っ て し て も 吊 上 げ 高 さ が 限 界 で ，Ｊ Ｃ Ｃ の 一 体 組 み 高 さ を 極 力 低 く 抑 え る と と も に 玉 掛 け 方 法 も 工 夫 し ，さ ら に 大 潮 の 満 潮 時 に 行 っ た ． 架 設 状 況 を 写 真 - 2 . 6 に 示 す ． 図 - 2 . 9 架 設 順 序

２ . ３ . ３ 主 桁 バ ラ ン シ ン グ 架 設 中 央 径 間 は ，全 断 面 ブ ロ ッ ク を １ 点 係 留 で 海 上 に 定 点 保 持 し た 台 船 か ら ， 桁 上 の 二 双 式 ク レ ー ン で 吊 上 げ 架 設 し た ． 側 径 間 は ， 断 面 を ３ 分 割 （ 端 部 は ５ 分 割 ） し た ブ ロ ッ ク を 塔 付 ジ ブ ク レ ー ン で 桁 上 に 荷 揚 げ し ， 架 設 場 所 ま で ト ラ ン ス ポ ー タ で 運 搬 ， 全 旋 回 式 ト ラ ベ ラ ク レ ー ン で セ ン タ ー ブ ロ ッ ク → サ イ ド ブ ロ ッ ク の 順 に 架 設 し た ． 側 径 間 の 既 設 桁 は 両 端 を ケ ー ブ ル で 支 持 さ れ た 格 子 桁 に ， ト ラ ベ ラ ク レ ー ン 反 力 ， 架 設 桁 質 量 が 載 荷 さ れ て お り そ れ に 既 設 桁 自 重 が 加 わ り 断 面 横 断 方 向 に た わ み が 生 じ て い る ． こ の 既 設 桁 に 無 応 力 状 態 の 架 設 桁 を 継 ぎ 合 せ る こ と は ， 断 面 同 士 の 形 状 が 異 な り 難 し い ． そ こ で 図 - 2 . 1 0 に 示 す よ う に ， サ イ ド ブ ロ ッ ク の ウ ェ ブ ３ つ の う ち 外 側 ２ つ は 自 由 の 状 態 で 架 設 し ， 架 設 桁 の ３ ブ ロ ッ ク を 全 断 面 状 態 に 一 体 化 し 写 真 - 2 . 6 ク ラ イ ン ミ ン グ ク レ ー ン 設 置 写 真 - 2 . 5 主 塔 下 部 大 ブ ロ ッ ク 架 設 写 真 - 2 . 4 主 桁 バ ラ ン シ ン グ 架 設

ケ ー ブ ル は ア ン リ ー ラ ー を 使 用 し て リ ー ル か ら 繰 り 出 し ， 桁 上 に 展 開 し な が ら 塔 頂 ク レ ー ン で ソ ケ ッ ト 部 を 吊 上 げ ， 塔 内 サ ド ル に 定 着 後 ， 桁 側 の 引 込 み に 移 っ た ． 桁 側 引 込 み 定 着 作 業 は ， ウ ィ ン チ で ケ ー ブ ル 張 力 1 9 6 k N ( 2 0 ｔ ) 程 度 ま で （ １ 次 引 込 み ）． ソ ケ ッ ト 先 端 に 取 り 付 け た 5 6 m m の 太 径 ワ イ ヤ ー を 9 8 0 k N （ 1 0 0 ｔ ）ク ラ ン プ ＋ 7 , 8 4 0 k N ( 8 0 0 ｔ ) セ ン タ ー ホ ー ル ジ ャ ッ キ で 7 8 4 k N ( 8 0 ｔ ) 程 度 ま で （ ２ 次 引 込 み ）． さ ら に 太 径 ワ イ ヤ ー を ロ ッ ド に 盛 替 え て ， 概 ね 所 定 の 張 力 ま で 引 込 む ． こ の 作 業 を 左 右 ケ ー ブ ル の 片 側 ず つ 行 い ， 最 後 に 左 右 ケ ー ブ ル を 同 時 に 引 込 み 定 着 し た ． こ の よ う に し て 主 桁 ・ ケ ー ブ ル 架 設 は 側 径 間 桁 → 中 央 径 間 桁 → 側 径 間 ケ ー ブ ル → 中 央 径 間 ケ ー ブ ル の 一 連 の 作 業 を サ イ ク ル と し て 繰 り 返 し ， 中 央 径 間 と 側 径 間 を バ ラ ン ス さ せ な が ら 進 め て 行 っ た ． ２ . ３ . ４ 主 桁 閉 合 閉 合 ブ ロ ッ ク 架 設 に 際 し て ， ２ Ｐ 側 の 既 設 桁 を 3 0 0 m m 側 径 間 側 へ セ ッ ト バ ッ ク し て ク リ ア ラ ン ス を 確 保 し た ． 閉 合 ブ ロ ッ ク は 写 真 - 2 . 7 に 示 す よ う に ， 中 央 径 間 桁 架 設 と 同 様 に ２ Ｐ 側 の 二 双 式 ク レ ー ン で 吊 上 げ ， ２ Ｐ 側 の 既 設 桁 に 連 結 し た ． こ の 状 態 で は ， 閉 合 ブ ロ ッ ク の も う 一 方 の 継 手 （ 閉 合 継 手 ） で 7 0 0 ｍ ｍ 程 度 の 段 差 が 生 じ て い た ． こ の 段 差 を 桁 上 の 架 設 機 材 の 移 動 で 2 0 0 ｍ ｍ 程 度 ま で 改 善 し た 後 ， セ ッ テ ィ ン グ ビ ー ム の ジ ャ ッ キ で 調 整 し た ． 次 に 橋 軸 通 り の 修 正 （ 約 5 0 ｍ ｍ ） を デ ッ キ 上 面 に 取 り 付 け た 冶 具 で 行 っ た ． そ の 他 に 継 手 断 面 の 上 下 ・ 左 右 の 隙 間 の 不 均 等 発 生 時 に 備 え ， 面 内 引 込 み 設 備 を デ ッ キ 上 面 お よ び 下 フ ラ ン ジ 上 面 に 各 々 ４ 箇 所 設 置 し た ． こ の 面 内 引 込 み 設 備 は ， 桁 セ ッ ト フ ォ ア ー 時 の 継 手 間 隔 調 整 に 有 効 で あ っ た ． 図 - 2 . 1 0 側 径 間 架 設 時 の 仕 口 合 せ

２ . ４ 形 状 管 理 ２ . ４ . １ 計 測 項 目 お よ び 方 法 図 - 2 . 1 1 に 本 橋 で 行 っ た 形 状 管 理 の た め の 計 測 機 器 位 置 を 示 す ． ( i ) 主 塔 倒 れ 計 測 主 塔 倒 れ 計 測 は ， 自 動 追 尾 型 ト ー タ ル ス テ ー シ ョ ン に よ る も の と し た ． 本 方 式 は ， 塔 頂 と 塔 基 部 に プ リ ズ ム を 据 付 け ， 既 知 点 に 設 置 し た ト ー タ ル ス テ ー シ ョ ン に て 計 測 し た 各 々 の 座 標 を 倒 れ に 換 算 す る も の で あ る ． ( i i ) 主 桁 キ ャ ン バ ー 計 測 主 桁 張 り 出 し 架 設 時 の 精 度 管 理 は ， 工 場 製 作 時 の 製 作 誤 差 な ど を ケ ー ブ ル の シ ム 厚 に よ っ て 調 整 し 計 画 通 り に 軌 道 修 正 し な が ら 施 工 し て い く 方 法 で あ る ． シ ム 調 整 で は 主 桁 の 局 所 的 な 変 形 が 修 正 不 可 能 で あ る た め 形 状 管 理 時 に お い て は 桁 の 全 体 傾 向 を 掴 む こ と に 主 眼 を 置 い た ． 写 真 - 2 . 7 閉 合 ブ ロ ッ ク 架 設

な お キ ャ ン バ ー は ， 主 桁 内 部 に 連 通 管 を 通 し プ ロ ー ブ の 水 位 か ら 自 動 的 に 計 測 し た ． ( i i i ) ケ ー ブ ル 張 力 計 測 ケ ー ブ ル 張 力 は ， 振 動 法 に よ り 計 測 を 行 っ た ． ケ ー ブ ル に サ ー ボ 型 加 速 度 計 を 取 付 け ， ア ン プ ・ フ ィ ル タ ー ・ Ａ ／ Ｄ 変 換 の 後 ， フ ー リ エ 級 数 変 換 か ら 固 有 振 動 数 を 求 め て 張 力 に 換 算 す る ． 過 去 の 実 績 よ り シ ム 調 整 に よ り ケ ー ブ ル 張 力 が 影 響 を 受 け る の は お よ そ ３ 段 程 度 で あ る た め ， 主 桁 サ イ ク ル 架 設 時 の ケ ー ブ ル 張 力 計 測 は ， 上 段 ３ 段 の み と し た ． ( i v ) 温 度 計 測 温 度 計 測 は ， 設 計 基 準 温 度 （ 2 0 ℃ ） に 温 度 補 正 す る 際 の 重 要 な デ ー タ で あ る ． 本 橋 で は 主 塔 ・ 主 桁 ・ ケ ー ブ ル の 各 温 度 を 自 動 計 測 し た ． ( v ) 架 設 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 各 架 設 段 階 の 設 計 値 （ 形 状 ・ ケ ー ブ ル 張 力 ） は ， 有 限 変 形 理 論 に 基 づ い た 解 体 計 算 に よ り 行 っ た ． 各 架 設 計 測 時 に は ， 随 時 変 化 す る 架 設 機 材 の 重 量 ・ 配 置 を つ ど 確 認 計 測 し 計 算 に 折 込 み ， 必 要 に 応 じ て シ ム 調 整 感 度 ， 温 度 感 度 を 計 算 し 補 正 必 要 時 の 基 礎 デ ー タ と し た ． ま た ， シ ム 調 整 が 必 要 と な っ た 場 合 は ， 管 理 値 と 計 測 値 を 比 較 し 最 適 シ ム 調 整 厚 を 算 出 し ， 短 時 間 に 調 整 厚 を 求 め ら れ る よ う に し た ． ２ . ４ . ２ 架 設 精 度 管 理 基 準 と 結 果 ( i ) 管 理 項 目 と 許 容 値 管 理 許 容 値 は ， 実 績 橋 梁 を 元 に 橋 梁 規 模 ・ 構 造 形 式 ・ 設 計 計 算 書 に よ り 表 - 2 . 2 の よ う に 設 定 し た ． 図 - 2 . 1 1 形 状 管 理 計 測 位 置 ベント反力用 歪ゲージ 主桁温度計測用熱電対 主塔倒れ計測用 プリズム ケーブル振動数 計測用加速度計 主桁ｷｬﾝﾊﾞｰ計測用 連通管 ダミーケーブル断面 ケーブル温度 計測用熱電対 主桁温度計測用熱電対 主桁ｷｬﾝﾊﾞｰ計測用 連通管 主塔温度計測用熱電対 ケーブル温度計測用 ダミーケーブル 2P主塔計測用トータル ステーション 3P主塔計測用トータル ステーション 3P計測小屋 無線LAN+PC+静ひずみ計 主塔倒れ計測用 プリズム 基準点プリズム 2P計測小屋 無線LAN+PC+静ひずみ計 計測データの受け渡し （無線LAN） トータル ステーション PC 各計測センサー よりのデータ （有線）　 　　　 （無線LAN) 現地計測 ハウス PC （無線LAN）現地事務所 PC 女神側 木鉢側

( i i ) 主 塔 倒 れ 計 測 結 果 塔 倒 れ に つ い て は ， 主 塔 ブ ロ ッ ク 継 手 部 に メ タ ル タ ッ チ 部 を 設 け て 工 場 仮 組 を 現 場 で 再 現 す る こ と で 架 設 誤 差 を 極 力 小 さ く す る 対 策 を 図 っ た 結 果 ， 表 - 2 . 3 に 示 す よ う に 許 容 値 を 大 き く 下 回 る 良 好 な 結 果 と な っ た ． ( i i i ) 主 桁 キ ャ ン バ ー 計 測 結 果 表 - 2 . 4 ， 図 - 2 . 1 2 に 主 桁 閉 合 後 の 計 測 結 果 を 示 す ． ベ ン ト の 連 結 時 ， 開 放 時 お よ び 側 径 間 ， 中 央 径 間 の 閉 合 時 に は ， 大 き な 実 測 値 の 変 動 が 見 ら れ た が ， 架 設 中 の 桁 ブ ロ ッ ク の 角 折 れ ・ 架 設 資 機 材 の 計 測 誤 差 ・ ケ ー ブ ル の 実 ・ 仮 剛 性 差 な ど 当 初 懸 念 し て い た 問 題 も 少 な く ， 架 設 中 ・ 閉 合 後 と も に 精 度 管 理 目 標 値 を 超 過 す る こ と な く 精 度 管 理 を 行 う こ と が 出 来 た ． Ｎ柱 Ｓ柱 1/32075 1/23944 (5.3mm) (7.1mm) 1/212500 1/27419 (0.8mm) (-6.2mm) 3P 桁閉合後 (舗装前) 2005.7.3 状態 塔 計測結果(誤差) 2P 　　　4P側(女神)側に倒れる方を｢＋｣とする。　 表 - 2 . 3 主 塔 倒 れ 計 測 結 果 （ 面 外 ） 管理項目 許容値 δa=±（L／2,000）:名港西大橋･大島大橋実績より ・中央径間（支間長L=480m） 　δc=±（480,000／2,000）=±240mm ・側径間　（支間長L=200m） 　δc=±（200,000／2,000）=±100mm δa=±（Ｈ／2,000） 　 =±（170,000／2,000）=±85mm≒±100mm ケーブル張力 完 成 時 の 張 力 が 設 計 許 容 張 力 を 超 え な い も の と す る。 主 桁 キャンバー 塔の倒れ 表 - 2 . 2 管 理 項 目 と 許 容 値

( i v ) ケ ー ブ ル 張 力 計 測 結 果 架 設 中 の シ ム 厚 調 整 を 想 定 し ， 調 整 プ ロ グ ラ ム を 用 意 し て い た が 結 局 ， 架 設 途 中 の 現 地 シ ム 調 整 は 実 施 し な か っ た ． 完 成 時 の 形 状 ・ 張 力 を 満 足 す る こ と が 目 的 で あ り ， 架 設 中 の 誤 差 要 因 に つ い て 完 成 時 に 残 値 す る も の か 否 か を 適 宜 判 断 し た 結 果 で あ る ． 閉 合 後 ( 舗 装 前 ) の 最 終 計 測 状 態 で の ケ ー ブ ル 張 力 誤 差 は ， い ず れ の ケ ー ブ ル も ， 完 成 状 態 で 設 計 張 力 を 超 過 す る こ と な く 精 度 管 理 目 標 値 を 満 足 す る 結 果 と な っ た ． 最大 最小 桁閉合後 2P側径間 ＋54.8mm －6.2mm (舗装前) 中央径間 ＋49.4mm －46.0mm 2005.7.3 3P側径間 ＋9.3mm －57.6mm 　　　　　　　　鉛直上方を｢＋｣とする。 状態 塔 計測結果(誤差) 表 - 2 . 4 主 桁 キ ャ ン バ ー 計 測 結 果 図 - 2 . 1 2 主 桁 キ ャ ン バ ー 計 測 図

参 考 文 献 1 ) 中 瀬 和 敏 , 有 吉 正 敏 , 北 原 雄 一 , 甲 斐 富 岳 , 今 金 真 一 , 上 田 浩 之：女 神 大 橋 上 部 工 の 施 工 , 橋 梁 と 基 礎 , V o l . 3 8 , N o . 1 2 , p p . 2 - 1 4 , 2 0 0 5 . 2 ) 本 州 四 国 連 絡 橋 公 団 ： 本 州 四 国 連 絡 橋 耐 風 設 計 基 準 ・ 同 解 説 , 1 9 7 6 . 3 ) 本 州 四 国 連 絡 橋 公 団 ： 明 石 海 峡 大 橋 耐 風 設 計 要 領 ・ 同 解 説 , 1 9 9 0 . 4 ) 本 田 明 弘 , 深 堀 清 二 , 今 金 真 一 ： 地 形 乱 流 中 に お け る 斜 張 橋 の ガ ス ト 応 答 に 関 す る 研 究 , 第 1 5 回 風 工 学 ｼ ﾝ ﾎ ﾟ ｼ ﾞ ｭ ｳ ﾑ , p p . 4 7 9 - 4 8 4 , 1 9 9 8 . 5 ) 岩 永 克 己 , 本 田 明 弘 , 今 金 真 一 ： 女 神 大 橋 主 桁 断 面 の 耐 風 性 に つ い て , 第 5 0 回 土 木 学 会 全 国 大 会 講 演 概 要 集 第 Ⅰ - 7 0 5 , p p . 1 4 1 0 - 1 4 1 1 , 1 9 9 5 . 6 ) 今 金 真 一 , 藤 田 武 彦 , 本 田 明 弘 , ： 女 神 大 橋 完 成 系 主 塔 の 耐 風 性 に つ い て , 第 5 1 回 土 木 学 会 全 国 大 会 講 演 概 要 集 第 Ⅰ - A 2 4 9 , p p 4 9 8 - 4 9 9 , 1 9 9 6 . 7 ) （ 社 ）西 部 海 難 防 止 協 会 ： 女 神 大 橋 建 設 工 事 に 伴 う 船 舶 航 行 安 全 対 策 調 査 専 門 委 員 会 報 告 書 , 2 0 0 1 . 1 2 .

第 ３ 章 斜 ベ ン ト の ス イ ン グ 撤 去 工 法 の 検 証

３ . １ は じ め に 第 ２ 章 で 示 し た と お り ， 本 橋 の 主 桁 架 設 に お い て 航 行 船 舶 へ の 影 響 を 考 慮 す る 必 要 か ら ， 大 型 起 重 機 船 を 停 泊 さ せ た 連 続 の 架 設 作 業 が 実 施 で き な か っ た ． こ の た め ， 塔 付 主 桁 に 配 置 し た ト ラ ベ ラ ー ク レ ー ン を 用 い て ， え い 航 さ れ た 台 船 上 の 主 桁 単 ブ ロ ッ ク を 吊 り 上 げ 架 設 し ， 左 右 に 張 り 出 す バ ラ ン シ ン グ 架 設 工 法 が 採 用 さ れ た ． こ の 工 法 の 場 合 ， 通 常 ト ラ ベ ラ ー ク レ ー ン の 作 業 ス ペ ー ス と な る 搭 付 の 主 桁 を 支 え る ベ ン ト が 必 要 と な る ． 直 ベ ン ト 形 式 で は ， 設 置 位 置 が 航 路 内 と な り 航 行 船 舶 へ の 影 響 が 大 き い た め ， 本 橋 で は ， 主 塔 基 部 か ら 張 り 出 す 斜 ベ ン ト 形 式 と し た ． 斜 ベ ン ト の 設 置 は ，国 内 最 大 級 4 0 , 1 8 0 k N 吊 の 大 型 起 重 機 船 を 用 い て 上 空 か ら 吊 り 込 ん で 一 括 設 置 が で き た が ， 撤 去 の 場 合 は 主 桁 閉 合 後 の 作 業 と な る こ と か ら ， 主 桁 裏 面 に 位 置 す る 斜 ベ ン ト を 吊 り 上 げ て 撤 去 す る こ と は 不 可 能 で あ っ た ． こ の た め 従 来 工 法 は ， 多 々 羅 大 橋１ )_{， 名 港 中 央 大 橋}１ )_{等 で} 実 施 さ れ た よ う な 大 型 起 重 機 船 ２ 基 の 相 吊 に よ る 倒 し 込 み 撤 去 で あ っ た ． 本 橋 の 場 合 ， 側 径 間 側 が 陸 上 部 に あ る た め ， 斜 ベ ン ト の 倒 し 込 み を 行 う に は ， 海 上 部 か ら 国 内 最 大 級 の 起 重 船 を 用 い て も 作 業 半 径 不 足 と な り 使 用 不 可 能 で あ っ た ． 陸 上 ク レ ー ン で の 撤 去 も 検 討 し た が ， 側 径 間 に 斜 面 お よ び 日 交 通 量 約 ３ 万 台 を 有 す る 国 道 が 位 置 し て お り ， 撤 去 材 で あ る 斜 ベ ン ト の 直 下 に 作 業 ヤ ー ド が 確 保 で き な い こ と か ら 困 難 で あ っ た ． こ の よ う な こ と か ら ， 既 設 桁 を 利 用 し た 撤 去 工 法 と し て ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ に よ る 吊 り 下 げ 撤 去 工 法 を 採 用 し た ． し か し な が ら 側 径 間 直 下 の 規 制 条 件 か ら ど う し て も 吊 り 降 ろ し な が ら 横 移 動 （ ス イ ン グ ） の 必 要 が あ っ た ． イ ル テ ィ ッ シ ュ 河 橋 梁２ )_{， 白 鳥 大 橋}３ )_{等 の 吊 橋 で は ， リ フ テ ィ グ ビ} ー ム と 仮 ハ ン ガ ー ロ ー プ 等 を 用 い た ス イ ン グ 工 法 の 実 績 が あ る が ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ に よ る ス イ ン グ 工 法 は ， 本 工 事 が 初 め て で あ っ た ． 本 章 で は ， こ の 女 神 大 橋 斜 ベ ン ト の 撤 去 作 業 を 対 象 と し て ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ に よ る ス イ ン グ 撤 去 工 法 の 考 察 4 )_{を 行 っ た ．} ま ず ， 撤 去 材 の ス イ ン グ に は ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ の ワ イ ヤ を 途 中 で 転 向 さ せ る 必 要 が あ っ た た め ， モ ノ マ ー キ ャ ス ト （ Ｍ Ｃ ） ナ イ ロ ン 製 の ワ イ ヤ ガ イ ド を 作 成 後 ， 耐 久 性 試 験 を 実 施 し ， ワ イ ヤ 転 向 箇 所 の 緩 衝 材 と し て 利 用 可 能 で あ る こ と を 確 認 し た ． 次 に 実 工 事 に お い て ， こ の ワ イ ヤ ガ イ ド を 使 用 し た ワ イ ヤ 転 向 設 備 を 桁 内 に 配 置 し ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 用 い た ス イ ン グ 撤 去 工 法 の 有 効 性 を 実 証 し た ．

３ . ２ 斜 ベ ン ト 撤 去 工 法 の 検 討 図 - 3 . 1 に 橋 梁 側 面 図 を 示 す ． 主 橋 梁 部 は 全 長 8 8 0 ｍ で 国 内 ６ 番 目 の 支 間 長 と な る 4 8 0 ｍ を 有 す る 5 )_{．ま た ，中 央 径 間 海 上 部 や や ３ Ｐ 側 に 法 定 航 路 が} 位 置 し 側 径 間 は 陸 上 部 で あ る ． ま た ， 港 内 に 大 型 Ｌ Ｎ Ｇ 船 な ど を 建 造 す る 造 船 所 お よ び 大 型 観 光 船 が 停 泊 す る 岸 壁 が あ り ， こ れ ら 大 型 船 舶 の 航 行 を 考 慮 し 6 5 ｍ の 桁 下 空 間 を 確 保 し て い る ． ３ . ２ . １ 斜 ベ ン ト の 基 本 諸 元 斜 ベ ン ト の 設 置 は ， 主 塔 下 部 大 ブ ロ ッ ク 架 設 後 ， 4 0 , 1 8 0 k N 吊 級 の 大 型 起 重 機 船 を 使 用 し て ， 側 径 間 側 ， 中 央 径 間 側 と 順 次 行 っ た ． 設 置 状 況 を 写 真 - 3 . 1 に 示 し ， 斜 ベ ン ト の 一 般 図 を 図 - 3 . 2 に 示 す ． 前 述 の よ う に 本 橋 は 大 型 船 舶 の 航 行 を 考 慮 し て 桁 下 高 さ を 6 5 m 確 保 し て い る こ と か ら ， 斜 ベ ン ト も 主 斜 材 長 が 7 0 m を 超 え る 大 型 の も の と な っ た ． 斜 ベ ン ト 本 体 重 量 は 7 , 7 3 9 k N で 本 体 他 の 撤 去 部 材 は 水 平 沓 1 5 7 k N , 鉛 直 沓 3 2 2 k N ， 上 部 ペ ン デ ル 沓 4 3 k N ， 上 部 水 平 沓 6 7 k N で あ っ た ． 単 位 : m m 国 道 4 9 9 号 図 - 3 . 1 女 神 大 橋 の 側 面 図

３ . ２ . ２ 撤 去 工 法 の 検 討 斜 ベ ン ト の 撤 去 は 従 来 ， 写 真 - 3 . 2 に 示 す よ う に 大 型 起 重 機 船 を 用 い た 海 上 作 業 が 多 い 1 )_{． 本 橋 の 場 合 ， 中 央 径 間 側 で は 2 1 , 5 6 0 k N 吊 級 の 大 型 機 重 機} 船 を 使 用 す れ ば 航 行 船 舶 へ の 影 響 は あ る も の の 海 上 作 業 に よ る 斜 ベ ン ト 解 体 は 可 能 で あ っ た . し か し ，側 径 間 側 の 陸 上 部 は ２ Ｐ 側 直 下 が 山 地 斜 面 ，３ Ｐ 側 直 下 に は 国 道 が 通 っ て い た め ， 海 上 か ら の 作 業 は 国 内 最 大 級 の 大 型 起 重 機 船 を 要 し て も 作 業 半 径 不 足 と な り 利 用 不 可 能 で あ っ た ． 陸 上 ク レ ー ン に し て も 撤 去 材 の 直 下 に 作 業 ヤ ー ド が 確 保 で き な い た め 利 用 で き な か っ た ． こ の た め ， 既 設 の 主 桁 を 利 用 し た 撤 去 工 法 と し て ， 既 に 他 橋 で 多 く の 施 工 実 績 が あ る ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 桁 上 に 配 置 し た 撤 去 工 法 が 有 効 と 判 断 し ， 検 討 を 行 っ た ． ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ の 一 般 図 を 図 - 3 . 3 に 示 し ， そ の 特 徴 を 以 下 に 示 す ． 単 位 ： m m 図 - 3 . 2 斜 ベ ン ト の 一 般 図

60

97

3

72

01

₄

45000 7000 45000

19

900

a ) 吊 材 に 鋼 棒 で は な く ワ イ ヤ ロ ー プ を 使 用 す る こ と で ， 吊 点 位 置 が 多 少 異 な っ て も 柔 軟 な 対 応 が 可 能 ． 写 真 - 3 . 2 名 港 中 央 大 橋 の 大 型 起 重 機 船 に よ る 斜 ベ ン ト 撤 去 の 事 例 上クランプ 下クランプ ワイヤ 上下クラン プが伸縮 図 - 3 . 3 ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ 一 般 図

次 に ， ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 使 用 し た 主 要 な 橋 梁 の 工 事 実 績 を 表 - 3 . 1 に 示 す ． こ の 中 で ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ の 作 業 は 直 線 方 向 の み で あ っ た ． 本 橋 側 径 間 に お い て は ， 架 橋 地 点 の 地 形 的 要 因 か ら 斜 ベ ン ト を 直 下 の 斜 面 や 道 路 を 避 け て 横 移 動 を し な が ら 橋 脚 上 へ 吊 り 降 ろ す 必 要 が あ っ た ． そ こ で ， ま ず 下 部 斜 材 を 先 行 し て 撤 去 し た 後 ， 上 部 の 三 角 形 部 分 を 吊 り 降 ろ し な が ら 橋 軸 方 向 へ の 横 移 動 を 伴 う ， 段 階 的 な 撤 去 工 法 を 検 討 し た ． 表 - 3 . 1 ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ 工 事 実 績 年 . 月 橋 梁 名 工 事 概 要 使 用 台 数 S 6 2 . 7 横 浜 ベ イ ブ リ ッ ジ 斜 張 橋 ケ ー ブ ル 引 込 み 2 連 型 × 4 基 H 2 . 7 生 口 橋 斜 張 橋 ケ ー ブ ル 引 込 み 4 台 H 4 . 1 0 東 神 戸 大 橋 斜 張 橋 ケ ー ブ ル 引 込 み 4 台 H 4 . 1 0 東 神 戸 大 橋 塔 頂 ク レ ー ン ジ ャ ッ キ ダ ウ ン 4 台 H 4 . 1 0 芝 航 路 橋 斜 張 橋 ケ ー ブ ル 引 込 み 4 台 H 6 . 5 白 鳥 大 橋 移 動 防 護 工 吊 上 げ 2 台 H 6 . 6 明 石 海 峡 大 橋 ハ ン ガ ー 引 込 み 1 2 台 H 8 . 1 0 多 々 羅 大 橋 斜 張 橋 ケ ー ブ ル 引 込 み 装 置 4 台 H 8 . 6 来 島 第 一 大 橋 サ ド ル 上 ス ト ラ ン ド フ リ ー ハ ン グ 引 寄 せ 4 台 （ × 2 ） H 8 . 6 来 島 第 二 ・ 三 大 橋 キ ャ ッ ト ウ ォ ー ク ワ イ ヤ 引 込 み 1 台 ( × 1 6 ） H 8 . 6 来 島 第 二 ・ 三 大 橋 サ ド ル 上 ス ト ラ ン ド フ リ ー ハ ン グ 引 寄 せ 4 台 （ × 6 ） H 9 . 6 来 島 大 橋 補 剛 桁 リ フ テ ィ ン グ ビ ー ム 走 行 装 置 引 上 げ 2 台 （ × 2 ） H 1 0 . 2 那 珂 川 橋 桁 吊 り 上 げ 4 台 H 1 3 . 9 藁 科 川 橋 移 動 型 枠 ジ ャ ッ キ ダ ウ ン 4 台 H 1 4 . 8 玉 光 橋 桁 ジ ャ ッ キ ダ ウ ン 6 台 H 1 6 . 1 内 牧 高 架 橋 移 動 型 枠 ジ ャ ッ キ ア ッ プ ， ダ ウ ン 4 台

表 - 3 . 2 ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ 配 置 数 量 側 径 間 中 央 径 間 合 計 ２ Ｐ 4 基 × 4 箇 所 = 1 6 基 4 基 × 4 箇 所 = 1 6 基 3 2 基 ３ Ｐ 4 基 × 4 箇 所 = 1 6 基 4 基 × 4 箇 所 = 1 6 基 3 2 基 ３ . ３ ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 用 い た 斜 ベ ン ト の 横 移 動 撤 去 中 央 径 間 と 側 径 間 の 斜 ベ ン ト 撤 去 の た め 表 - 3 . 2 に 示 す よ う に ２ Ｐ 側 と ３ Ｐ 側 に そ れ ぞ れ 3 2 基 の ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 配 置 し た ．次 に 側 径 間 斜 ベ ン ト の 撤 去 ス テ ッ プ を 図 - 3 . 4 を 示 す ． 側 径 間 斜 ベ ン ト 撤 去 の 際 は Ａ , Ｂ , Ｄ に 配 置 し た ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 使 用 し た ． ま ず ， 斜 ベ ン ト と 桁 の 連 結 を 解 除 後 ， メ ッ セ ン ジ ャ ー ワ イ ヤ と Ｄ 位 置 の ワ イ ヤ を 連 結 し ， 先 行 し て 斜 ベ ン ト 下 部 を 切 離 し 吊 り 降 ろ す ． 次 に ， 斜 ベ ン ト 本 体 を Ａ ， Ｂ 位 置 の ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ を 用 い て 鉛 直 降 下 さ せ ，そ の 後 Ｄ 位 置 の ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ で 回 転 横 移 動 さ せ る ． 最 後 に Ａ ， Ｄ 位 置 の ワ イ ヤ ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ で 水 平 位 置 を 調 整 後 ， 地 上 の 仮 受 け 架 台 に 降 ろ す ． 途 中 ， 斜 ベ ン ト 本 体 の 回 転 横 移 動 の 際 に Ｂ か ら Ｄ の ワ イ ヤ ヘ 張 力 移 動 が 必 要 と な り ，桁 下 フ ラ ン ジ 部 で ワ イ ヤ が 最 大 4 5 ° 転 向 す る こ と が わ か っ た ． こ の 時 ， ク ラ ン プ ジ ャ ッ キ 設 備 か ら 繰 り 出 さ れ る ワ イ ヤ ロ ー プ は 水 平 力 が 作 用 し た 状 態 で 送 り 出 さ れ る た め ， 下 フ ラ ン ジ に ワ イ ヤ 転 向 設 備 が 必 要 と な っ た ．

大 型 起 重 機 船 お よ び 陸 上 ク レ ー ン の 移 動 式 重 機 の 場 合 は ， 自 ら の 移 動 に よ っ て 吊 点 に 対 し て ワ イ ヤ が 鉛 直 に な る よ う ， 追 従 が 可 能 で あ る が ， 本 件 で は 前 述 の 地 形 的 条 件 か ら 使 用 不 可 能 で あ っ た ． 転 向 設 備 と し て は 従 来 ， 滑 車 な ど が 使 用 さ れ る 事 例 が 多 い ． し か し 本 件 の 場 合 は 既 設 桁 内 の 狭 隘 な ス ペ ー ス で の 作 業 と な る こ と か ら 可 能 な 限 り コ ン パ ク ト に す る 必 要 が あ り ， 使 用 回 数 も １ 回 限 り で あ っ た こ と か ら ， 滑 車 な ど に よ る 機 械 設 備 は 不 向 き で あ っ た ． そ こ で ワ イ ヤ 転 向 部 の 摺 動 箇 所 に 緩 衝 材 と し て ワ イ ヤ ガ イ ド を 設 置 す る た め ， 写 真 - 3 . 3 に 示 す よ う な Ｍ Ｃ ナ イ ロ ン 製 の ワ イ ヤ ガ イ ド を 作 成 し た ． 写 真 - 3 . 3 は 実 工 事 で 使 用 さ れ た も の で ， ガ イ ド 中 央 部 に ワ イ ヤ 摺 動 跡 が 見 え る ． Ｍ Ｃ ナ イ ロ ン は ， ナ イ ロ ン 特 性 を 向 上 さ せ ， 優 れ た 機 械 的 強 度 と 耐 摩 耗 性 ， 耐 熱 性 ， 自 己 潤 滑 性 に 優 れ た 素 材 で あ り ， 車 輪 や 歯 車 な ど で の 多 く 使 用 さ れ て い る ． 当 工 事 に お い て 作 成 し た ワ イ ヤ ガ イ ド は ， 恒 常 的 な 使 用 で は な く 今 回 限 り の 使 用 で あ っ た こ と か ら ， Ｍ Ｃ ナ イ ロ ン の 中 で 最 も 基 本 的 な 素 材 で 汎 用 性 が あ り 廉 価 で あ っ た 表 - 3 . 3 に 示 す 物 性 6 )_{の 素 材 を 採 用 し た ．} 写 真 - 3 . 3 Ｍ Ｃ ナ イ ロ ン 製 の ワ イ ヤ ガ イ ド ワ イ ヤ 摺 動 跡 ワ イ ヤ ガ イ ド