技術論文: ローストフトのガルウィング橋におけるポリマー支持流体を使用した杭建設

Jun 01, 2023

Alex Wallis-Evans と Duncan Nicholson 著、Arup。 ヘンリー・スピンクス＝エッサム、KBインターナショナル、 スティーブン・ヒーニー、クイン・パイリング

ガルウィングは、ローストフトのロシング湖にある全長 350 メートルの新しい横断橋で、目玉となる長さ 39.5 メートルのローリング跳開橋があり、油圧シリンダーを使用して開閉します (図 1 を参照)。 橋床の幅は最大 22 メートルで、両側に歩行者用道路と自転車用道路が組み合わされた 1 つの車道をサポートします。 橋の横断と両側のアプローチ堤防は既存の道路網とつながり、船舶の通行を可能にする既存の橋の短い開通期間に伴う町の交通渋滞を緩和します。

ローリングバスキュールは、油圧シリンダーによって操作されるこの種の可動橋としては世界最大となる。 このプロジェクトのクライアントはサフォーク郡議会で、元請け業者はファランス建設です。 アラップがリードデザイナーです。

ガルウィング構造は、南アプローチ高架橋、北アプローチ高架橋、ローリングバスキュール橋で構成されています (Kanaris、2022)。 橋脚のうち 2 つの橋脚、ピア 4 (P4) とピア 5 (P5) は水上に位置し、直径 1.08 メートルの鉄筋コンクリート回転ボーリング杭で支えられています。 Quinn Piling は杭打ちの専門請負業者であり、このプロジェクトに革新的な合成ポリマー スラリー技術を提供するために KB International を指名しました。

ピア4仮締切の配置図を図2に示します。仮締切は外径1,220mmの鋼管を用いて形成されており、穴あけ杭工事と矢板の仮ケーシングを兼ねています。 コンビウォールチューブは所定の位置に残り、常設の橋脚の一部を形成し、フェンダー保護をサポートします。

ピア 4 の場所の地盤状況は、2019 年の現地調査で得られたボーリング孔の情報から解釈されました。 ボーリング孔 BH02A はピア 4 の位置に完成し、回転ボーリング杭打ち設計のための地盤条件を確立するために使用されました。 図 3 は、BH02A から解釈された層序を示しています。

図 3 には、BH02A の標準侵入テスト (SPT) プロファイルも示しています。 BH02A における低い SPT 結果の一部は、ボーリング孔の掘削中に遭遇した「吹き出す砂」に関連している可能性があります。 その後、地下水の圧力のバランスをとり、ボーリング孔を安定させるために支持流体が使用されました。

設計に採用された土壌特性を表 1 にまとめます。

表 1: 土壌のプロファイルと特性

図 4 は、クラッグ グループのグレーディング曲線を示しており、通常 15% 未満のシルトと粘土、および 5% 未満の砂利を含む均一にグレーディングされた中程度の砂を示しています。 比較のために、ロンドンのクロスレールプロジェクトの一環としてサネットサンドで実施されたテストの公表されたグレーディングもプロットされています（Menkiti 他、2015）。 Lam、Troughton、Jefries、Suckling が 2010 年に報告したように、杭は以前に KB ポリマー支持液を使用してサネットサンドに建設され、荷重試験が実施されました。

ロシング湖はローストフト港の内側にあります。 水位は潮の影響を受け、通常の変動は2m程度です。 岩山グループは海水面と水力的につながっていると考えられています。

大潮や高潮現象（洪水）時には、潮汐範囲が大幅に大きくなることがあります。 ローストフトでは、天文満潮 (HAT) レベルは +1.48mOD と記録されていますが、平均高水湧水 (MHWS) は +1.08mOD です (国立海洋センター (NOC)、2022)。 高潮によって水位が上昇することもあります。 これらの影響を考慮して、杭内の流体レベルを評価するために HAT レベルが使用されています。

踏切の橋脚 4 を支える杭は、ローリングバスキュールが「閉じた」位置にあるときに大きな静的荷重を受け、船舶の通過を可能にするために橋の床版が前後に回転するときに大きな周期的荷重を受けます。 この橋は、120 年の設計寿命を通じて 1 日あたり平均 10 回開口するように設計されています。 したがって、橋脚 4 の杭の設計では、静的荷重条件と周期的荷重条件の両方に対する軸耐力が考慮されています。