寺口建設のよもやま話～基礎工・橋台・橋脚～

皆さんこんにちは！
株式会社寺口建設、更新担当の中西です。

 

～基礎工・橋台・橋脚～

 

 

橋を見たとき、多くの人が最初に目を向けるのは、道路や鉄道が通る橋桁の部分ではないでしょうか。しかし、その橋桁を支えているのが、橋台、橋脚、基礎と呼ばれる構造です。

橋台は橋の両端に設置され、橋桁を支えるとともに、背面にある道路の盛土を受け止めます。橋脚は橋の途中に設置され、長い橋桁を複数の区間に分けて支えます。そして基礎は、橋台や橋脚から伝わる大きな荷重を地盤へ安全に伝える役割を担います。

今回は、完成後には見えにくくなるものの、橋梁の安全性を根本から支える基礎工・橋台・橋脚の施工技術について解説します😊

橋の重量を地盤へ伝える基礎工事🔩

橋梁の基礎には、直接基礎、杭基礎、ケーソン基礎など、さまざまな形式があります。

地表付近に十分な強度を持つ地盤がある場合には、広い基礎を設けて荷重を地盤へ伝える直接基礎が採用されることがあります。一方、地表付近が軟弱な場合には、地中深くにある強固な支持層まで杭を施工する杭基礎が用いられます。

杭基礎には、既製杭を地中へ打ち込む方法や、地面を掘削して鉄筋かごを建て込み、コンクリートを打設する場所打ち杭などがあります。

場所打ち杭では、設計された直径と深さを確保しながら地中を掘削します。掘削した穴が崩れないように、ケーシングや安定液などを使用する場合もあります。その後、鉄筋かごを慎重に挿入し、底部にたまった土砂を処理してからコンクリートを打設します。

地中の作業は目視確認が難しいため、掘削深さ、孔径、支持層、鉄筋位置、コンクリート量などを記録しながら施工します。地上からは見えない部分だからこそ、施工記録と検査が重要です📋

河川内の工事では水との戦いになる🌊

橋脚を河川内につくる場合、作業場所へ水が流れ込まないようにする必要があります。

その方法の一つが仮締切です。鋼矢板などを橋脚予定地の周囲に打ち込み、水の侵入を抑えたうえで内部を排水し、掘削や基礎工事を行います。

ただし、河川には水圧がかかっているため、仮締切の構造が弱いと変形や漏水が発生する可能性があります。また、川底を掘り下げると、地下から水や土砂が入り込むこともあります。

そのため、水位、流速、地盤条件、施工時期などを考慮し、仮締切の深さや補強方法を計画します。大雨が予想される場合には、増水前に重機や資材を安全な場所へ移動できる体制も必要です。

河川内の橋梁工事は、構造物をつくる技術だけでなく、自然条件の変化を読み、安全に作業環境を確保する技術が求められます☔

鉄筋の配置がコンクリート構造物の強さを生み出す💪

橋台や橋脚の多くは、鉄筋コンクリートでつくられます。

コンクリートは圧縮される力に強い一方、引っ張られる力には比較的弱い性質があります。その弱点を補うのが鉄筋です。鉄筋を適切な位置に配置することで、コンクリートと鉄筋が一体となり、大きな荷重や地震の揺れに耐える構造になります。

鉄筋工事では、設計図に基づいて鉄筋の直径、本数、間隔、継手位置などを確認します。鉄筋同士が近すぎるとコンクリートが十分に回り込まないことがあり、反対に位置がずれると設計どおりの性能を発揮できません。

特に重要なのが「かぶり厚さ」です。これは鉄筋表面からコンクリート表面までの距離で、鉄筋を雨水や塩分から守る役割があります。かぶりが不足すると、内部の鉄筋が錆びやすくなり、将来的なひび割れやコンクリートの剥離につながる可能性があります。

スペーサーなどを使用して鉄筋の位置を保持し、コンクリート打設前に配筋検査を行うことが、耐久性の高い橋をつくるうえで欠かせません🔍

型枠は橋脚の形状と表面品質を決める🧱

鉄筋を組み立てた後は、コンクリートを流し込むための型枠を設置します。

型枠には、打設時のコンクリート圧力に耐える強度が必要です。特に高さのある橋脚では、下部ほど大きな圧力がかかるため、セパレーターや支保材などを適切に配置します。

型枠の位置や傾きに誤差があると、完成した橋脚の寸法や垂直性に影響します。そのため、測量機器を使って位置と高さを確認しながら組み立てます。

また、型枠の継ぎ目に隙間があると、セメント分を含んだ水分が漏れ、表面に欠損が発生する場合があります。型枠の清掃や剥離剤の塗布、継ぎ目の処理も、コンクリートの仕上がりを左右する重要な作業です。

完成後に見える橋脚の美しい表面は、型枠工事の丁寧さによってつくられています✨

コンクリート打設では品質を均一にする技術が必要🚚

コンクリートは、型枠の中へ流し込むだけでは十分ではありません。打設時には、材料分離や空洞の発生を防ぎながら、隅々まで充填する必要があります。

高い場所からコンクリートを落としすぎると、骨材とモルタルが分離することがあります。そのため、ポンプ車や配管、ホースなどを使用し、適切な高さから打設します。

打設後は、内部振動機などで振動を与え、鉄筋の周囲や型枠の隅までコンクリートを行き渡らせます。ただし、振動をかけすぎても材料分離につながるため、適切な時間と間隔で作業する技術が求められます。

さらに、コンクリートは打設後の養生が重要です。表面が急激に乾燥すると、ひび割れが発生しやすくなります。シートで覆ったり、散水したりして適切な水分と温度を保ち、必要な強度が発現するまで保護します🌡️

暑い時期、寒い時期、雨天時では注意点が異なるため、天候や気温を見ながら施工方法を調整します。

支承を正確に設置する技術も重要⚙️

橋台や橋脚の上部には、橋桁を支える「支承」が設置されます。

橋は気温の変化によって伸び縮みします。また、自動車が通過したときや地震が発生したときには、わずかに動いたり回転したりします。支承は、橋桁からの荷重を橋脚へ伝えながら、この動きを適切に受け止める装置です。

支承の位置や高さに誤差があると、橋桁が正しく設置できないだけでなく、特定の部分へ荷重が集中する可能性があります。そのため、アンカーボルトの位置、支承の中心、高さ、水平度などを細かく確認します。

数ミリ単位の調整が必要になることもあり、測量技術と施工経験の両方が求められる工程です。

見えない部分にこそ橋梁工事の技術が詰まっている🌉

橋台、橋脚、基礎は、完成後には一部しか見えません。しかし、橋の安全性や耐久性を根本から支えている重要な構造です。

地盤に適した基礎を選び、鉄筋を正確に組み、型枠を堅固に設置し、良質なコンクリートを丁寧に打設する。その一つひとつの工程が、橋全体の品質につながります。

橋梁工事は、巨大な構造物を大胆につくる仕事に見えますが、実際には細かな確認と精密な施工の積み重ねです。地中やコンクリート内部など、完成後には見えなくなる部分にこそ、職人や技術者の知識と技術が凝縮されているのです🏗️✨