JPH11286908A

JPH11286908A - 浮体式橋梁及び浮体式橋梁の橋脚支持方法

Info

Publication number: JPH11286908A
Application number: JP9187498A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hori; 雅之堀
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】潮流や潮力の影響を受けず、しかも位置決め
や高さ調整を実施できる浮体式橋梁の提供を課題とす
る。【解決手段】橋桁１０の下部に設けたフロート１１
と、液体を内部に注入及び排出するための注排水ポンプ
１４を備えた水密可能なケーソン１３とを具備し、フロ
ート１１をケーソン１３内に注入した液体に浮かべて位
置を設定し、かつ、注排水ポンプ１４によりケーソン１
３内の液体のレベルを調整して高さを設定するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浮体式橋梁及び浮
体式橋梁の橋脚支持方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の浮体式橋梁を図４ないし図８に示
して説明する。図４は第１の従来例として米国の第３ワ
シントン湖橋を示したもので、（ａ）は第３ワシントン
湖橋の断面図、（ｂ）は第３ワシントン湖橋の平面図、
（ｃ）は第３ワシントン湖橋の正面図を示す。この橋
は、水深が最深部で６０ｍ程度の水域に設置されたもの
であり、複数のポンツーン０１が連続して並べられ、そ
の上面を道路０２として使用した構造である。また、ポ
ンツーン０１の固定は、水底ＷＢに設置したアンカー０
３及びアンカーケーブル０４によりなされている。な
お、図中のＷＬは水面を示している。

【０００３】図５は第２の従来例としてノルウェーのフ
ィヨルドに架かるベルクスイソン橋を示したもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。この橋は、分
離して配置した複数のフロート０５の上に橋体０６を載
せ、橋体０６自体に全体的な大きなＲ（本橋ではＲ＝
１，３００ｍ）をつけたものであり、このようなＲによ
って特別な係留装置なしで位置の固定を行っている。

【０００４】図６ないし図８は、第３の従来例として現
在建設中の夢州−舞州連絡橋（大阪市）の概要を示した
ものである。この橋は、アーチ式の浮体式橋梁でかつ可
動橋という構造のものであり、橋体０９の両端のうち片
方を回転可能なピン機構０７としてあり、これによって
橋体０９の旋回を可能としている（図７参照）。また、
この橋の場合、橋体０９の位置を固定する機構として両
端部に回転開閉式の反力壁０８を設けてあり、フェンダ
ー０１０を介して橋体０９をはさみつけることによって
橋体０９の位置を固定する方法が採用されている。な
お、図中の符号０１１は橋体０９のフロート（浮体）、
０１２はＲＣ橋脚を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図４
の第３ワシントン湖橋及び図５のベルクスイソン橋は、
水深６０ｍとかフィヨルドの大水深地域に設置されたも
のであり、大水深故に通常の橋脚をたてることなく係留
又は非係留で浮体橋の位置の固定を行ったものである。
また、図６ないし図８に示した大阪の夢州−舞州連絡橋
では、若令埋立地における地盤沈下の問題から浮体橋と
し、さらに航路確保の観点から両岸部で反力壁を用いた
橋体の位置固定をする構造としたものである。

【０００６】しかしながら、これらに代表される従来の
浮体式橋梁とその係留方式においては、以下のような問
題点がある。（１）潮流の大きい場所では係留力が大きくなりすぎ、
浮体式橋梁として成り立たない場合がある。図５に示し
たベルクスイソン橋梁のような構造の場合は、大きな潮
流を受けるような場所では両岸の固定力が過大となるた
め、成り立たない可能性がある。（２）潮位変化の大きい場合は、角折れ制限のために緩
衝桁（陸地と浮体式橋梁とを結ぶ連絡橋）が長大化する
弊害を伴う。（３）大形台風来襲地域では、係留力の観点から浮体式
橋梁の形式や規模が制限される。（４）水深が浅く、かつ潮位変化の大きい箇所では、フ
ロートが着底し、作動上の問題が発生する可能性があ
る。

【０００７】さらに、図４及び図５に示した構造では、
橋体と水面との間隙が極めて小さいため、船が橋下を通
過できないという問題がある。したがって、橋が長い場
合など、水面交通路を確保する都合上、橋路の一部に橋
と水面との間を高くした橋（水底に橋脚が立設された一
般的な構造の橋）を設ける必要があり、建設費がアップ
するという問題が生じてくる。

【０００８】そこで本発明は、潮流や潮力の影響を受け
ず、しかも位置決めや高さ調整を実施できる浮体式橋梁
及び浮体式橋梁の橋脚支持方法の提供を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。請求項１に
記載の浮体式橋梁は、橋桁の下部に設けたフロートと、
液体を内部に注入及び排出するための注入排出手段を備
えた水密可能なケーソンとを具備し、前記フロートを前
記ケーソン内に注入した液体に浮かべて位置を設定し、
かつ、前記注入排出手段により前記ケーソン内の液体の
レベルを調整して高さを設定するように構成したことを
特徴としている。

【００１０】このような浮体式橋梁によれば、橋桁の下
部に設けたフロートをケーソンで拘束することによって
前後左右方向が位置決めされ、ケーソン内の液体のレベ
ルを調整することでフロート及び橋桁の高さが決められ
る。

【００１１】請求項２に記載の浮体式橋梁の橋脚支持方
法は、橋脚の下部にフロートを設け、該フロートを液体
を充填して地盤上に設置したケーソン内に格納し、前記
フロートが受ける浮力により前記橋脚を支持させること
を特徴としている。

【００１２】このような浮体式橋梁の橋脚支持方法によ
れば、地盤上に設置されたケーソンをフロート格納容器
として利用し、ケーソン内の液体から受ける浮力により
橋脚を支持することが可能になるので、ケーソンを軟弱
地盤帯などにおける橋脚の固定支持（係留）機構として
機能させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形
態に係る浮体式橋梁の係留機構である。図１において、
符号の１０は浮体式橋梁の橋桁、１１はこの橋桁１０を
支えるための浮力を発生させるフロート（浮体）、１２
はフロート１１上にあって橋桁１０を支持する橋脚、１
３は水底ＷＢの地盤面上に設置されたケーソンであり、
ケーソン内部にはフロート１１を浮かべて浮力を与える
液体としてたとえば海水などの水が一定のレベルまで充
填されている。橋脚１２は、橋桁１０に適当な間隔をも
って複数設けられており、各橋桁１０は、ケーソン１３
内に一定のレベルまで充填された水から浮力を受けて支
持される。また、ケーソン１３内の水と、ケーソン１３
の外側の水（以下外水と称する）とは、完全に遮断され
た水密構造としてある。さらに、ケーソン１３はフロー
ト１１の数と同数が水底ＷＢに設置され、各ケーソン１
３内の水位は橋桁１０と外水の水面ＷＬとの間隔が一定
になるよう調整される。すなわち、図１に示した浮体式
橋梁及び浮体式橋梁の橋脚支持方法では、橋桁１０の下
部に設けたフロート１１を別途地盤上に設置した水密可
能なケーソン１３の中に浮かべると共に、該ケーソン１
３内の水を注入または排水するための注入排出手段によ
って、潮力や潮位の影響を除外して、フロート１１の位
置と高さとを設定できる橋脚の係留機構が構成されてい
る。また、通常は内部にコンクリートを充填する等の使
い方をするケーソン１３が橋脚１２に設けたフロート１
３を格納する容器として利用され、このケーソン１３を
軟弱地盤地帯に設置すれば、軟弱地盤帯における橋脚的
役割を備えた橋梁支持（係留）機構として利用できる。

【００１４】図１に示す支持（係留）機構は、１）軟弱地盤で固定式の支持構造物を設置できない場
合、２）比較的水深が浅い水域である場合、３）潮流の速度が速く、係留力が大きくなる場合、４）潮位の変動（干満の差）が大きいために橋梁として
の上下方向の変位が問題となる場合、などのいづれか、あるいはこれらが複合した状況で使用
する。

【００１５】ケーソン１３を形成する囲壁は、中実また
は中空、あるいはその組み合せとすることができ、これ
によってその重量をフロート１１の浮力で調整し、地盤
強度に合わせた重量を持たせることが可能である。な
お、ケーソン１３の材質は、鋼製、コンクリート製、Ｓ
Ｃハイブリッド（鋼・コンクリート複合構造）等の種類
から個々の要件に最適なものを選択する。また、ケーソ
ン１３は、フロート１１を前後左右方向に拘束するため
同形状のものが好ましく、その形状は矩形や円形など何
れでもよい。しかし、適当な移動制限用の部材を設けた
場合は、両者は必ずしも同一の形状とする必要はない。
そして、ケーソン１３への液体の注入排出は、注入排出
手段としてケーソン１３へ配設した注排水ポンプ１４と
これに接続された配管類により行う。

【００１６】従来の浮体橋では、フロート１１が直接水
面（海面）に浮かぶ方式となっていたため、潮力の影響
で橋体が移動／変形したり、潮位変動で橋体位置が上下
に変動するのに対して、上述した第１の実施の形態のも
のでは、橋桁１０の据付高さはケーソン１３内部のフロ
ート１１の位置、すなわちケーソン１３内部の水位で調
整するため、潮位に関係なく任意の高さに設定できる。
そして、ケーソン１３で外部と遮断されているため、潮
力や波浪の影響を受けにくく、橋桁１０の変動量は小さ
い（主として風によるものに限定される）という利点が
ある。さらに、現地工事は、１）ケーソン１３の定点への沈設（現地迄は浮上曳航も
可能）、２）フロート１１、橋脚１２、橋桁１０の現地架設、であり、現地の自然環境の保護と、現地工事の工期短縮
が期待できる。実際に現地施工するとしても、ケーソン
１３を設置するためのマウンドの造成、整地等、最小限
の工事とすることができる。なお、図１ではケーソン１
３、フロート１１の形状は矩形としたが、この形状は円
形など任意に選択できる。

【００１７】次に、図２及び図３に示した第２の実施の
形態を説明する。この実施の形態では、上述した第１の
実施の形態の構成に加えて、さらに各ケーソン１３自体
に注排水機能（手段）を付加し、ケーソン１３内の水位
を調整することによって浮体式橋梁の昇降を可能とした
ものである。この注排水機能としては、たとえば図２に
示すような注水口１５にバルブ１６を取り付けたものが
ある。

【００１８】図３は、潮の干満を利用してケーソン１３
に注水／排水する状況を示す。図３（ａ）は先の図２の
満潮時にバルブ１６を開閉操作することで制御される注
水口１５を開とすると、水圧差でケーソン１３内に外部
からの水が注入され、ケーソン１３内の水位が上昇し、
これによってフロート１１が上昇する状況を示す。図３
（ｂ）でケーソン１３内水位が最高位に達した後、バル
ブ１６を閉じて注水口１５を閉とすれば、外部の潮位に
関係なくケーソン１３内の水位は高位に保たれる（図３
（ｃ））。これとは逆に、ケーソン１３内の水位が高い
状態で干潮時にバルブ１６を開いて注水口１５を開とす
ると、ケーソン１３内の水が外部へ流出してケーソン１
３内の水位が下がるので、フロート１１も沈下する（図
３（ｄ））。したがって、所望のレベルでバルブ１６を
閉じれば、やはり外部の潮位とは関係なく、潮位より高
い位置にケーソン１３内の水位を保つことができる（図
３（ｅ））。

【００１９】ここでは潮位を利用したフロート１１、す
なわち橋桁１０の昇降方法を示したが、第１の実施の形
態に示したように、ポンプを併用利用した強制的な注・
排水によっても同様な操作が可能である。このような操
作は、特に潮の満潮以上の昇降を要する場合等に有効で
ある。

【００２０】以上説明のフロート１１の昇降操作によっ
て、通常は水面ＷＬと橋桁１０との間隔が一定である浮
体橋においても、必要に応じて橋桁１０の下に空間の形
成が可能となり、緊急時におけるより大型の船舶の通
過、大型作業船による橋桁１０下面の維持・管理作業
（小型作業船では動揺等の理由で作業性に支障がある場
合）などが可能となる。また、この方式の可動橋では潮
の干満を利用し（一部でポンプを補助的に使用すること
があるが）フロートを上下させるため、大がかりな昇降
のための機械装置を必要とせず、機械類のメインテナン
スが不要という利点がある。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の浮体式橋梁によれば、
橋桁の据付高さは、ケーソン内部のフロート位置をケー
ソン内部の水位で調整するため、潮位に関係なく任意の
高さに設定できるという効果を奏する。そして、フロー
トはケーソンによって海水などの外部の水と遮断されて
いるので、潮力や波浪の影響を受けにくく、したがって
変動量が小さくなるという利点もある。さらに、現地工
事が少なくてすむので、自然環境の保護や現地工事工期
の短縮が期待できる。

【００２２】請求項２に記載の浮体式橋梁の橋脚支持方
法によれば、フロートの昇降操作によって、通常は水面
と橋桁との間隔が一定である浮体橋においても、必要に
応じて橋桁の下に通常より大きな空間を形成することが
可能となり、たとえば緊急時においてより大型の船舶の
通過を可能にしたり、あるいは大型作業船による橋桁下
面の維持・管理作業を可能にするといった効果を奏す
る。また、潮の干満を利用してフロートを上下させるた
め、大がかりな昇降のための機械装置を必要とせず、機
械類のメインテナンスが不要になるといった効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る浮体式橋梁を
示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図
である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る浮体式橋梁を
示す縦断面図である。

【図３】図２の浮体式橋梁の上下動操作を説明するため
の図である。

【図４】第１の従来例を示す図で、（ａ）は断面図、
（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。

【図５】第２の従来例を示す図で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は平面図である。

【図６】第３の従来例の概要を示す斜視図である。

【図７】図６の浮体橋を示す図で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は平面図である。

【図８】図６の浮体橋の橋体固定（係留）構造を示す図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面
図である。

【符号の説明】

１０橋桁１１フロート（浮体）１２橋脚１３ケーソン１４注排水ポンプ１５注入口１６バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】橋桁の下部に設けたフロートと、液体を
内部に注入及び排出するための注入排出手段を備えた水
密可能なケーソンとを具備し、前記フロートを前記ケー
ソン内に注入した液体に浮かべて位置を設定し、かつ、
前記注入排出手段により前記ケーソン内の液体のレベル
を調整して高さを設定するように構成したことを特徴と
する浮体式橋梁。
【請求項２】橋脚の下部にフロートを設け、該フロー
トを液体を充填して地盤上に設置したケーソン内に格納
し、前記フロートが受ける浮力により前記橋脚を支持さ
せることを特徴とする浮体式橋梁の橋脚支持方法。