橋梁の基礎知識 その2-橋梁の構造形式の表現について

 「橋梁の基礎知識 その1」では、橋梁の構造と各部の名称、橋梁の種類についてご説明いたしました。ここでは、橋の構造形式の表現について、お伝えしたいと思います。

造形式ってなに?

みなさんがお住まいになっている地域で、橋の説明が書かれたパネル等を見かけたことはありませんか?
下の写真は、富山県射水市にある
日本海側最大級の斜張橋「新湊大橋」と、説明パネルの一部です


2017年9月撮影

 ここに「構造形式」という記載があります。この「構造形式」には、その橋の全体の構造、材料、工法等、橋の設計に関する基本的な情報が含まれているのです。

の構造形式を分解する

橋の構造形式を現わす際、色々な表現の仕方がありますが、一般的には以下の項目を組み合わせて表現します。

力学的な全体構造(単純、連続、アーチ、斜張、吊り)
材料(鋼、コンクリート)
断面形状(I形、T形、Box形)
桁の側面形状(トラス、ランガー、ローゼ)
架設工法(コンクリートの場合)

そして・・・
 
当然の事項は省略、特殊な事項は追加して記載します。

 

■例題1■
3径間連続ワーレントラス
   全体構造 + 桁側面
トラス橋の場合、「鋼製」で「下路式」が一般的です(下図)。

図 例題1


したがって、この場合は、
・構造:3径間連続
・材料:鋼(※省略)
・桁の側面形状:下路(※省略)ワーレントラス   と、理解できます。

■例題2■
3径間連続プレストレストコンクリート上路ワーレントラス
   全体構造 + 材料 + 通行位置 + 桁側面

例題1の構造に追加されている部分「プレストレストコンクリート上路」が、特殊事項に該当します。
イメージとしては、下図のような橋になります。

図 例題1-1

なんとなく、ご理解いただけましたでしょうか?
それでは、これから「梓川」に架かる橋を例に解説します。

1.あずみの橋(自転車道)

あずみの橋構造桁断面
4径間
連続
桁橋 × 2連
鈑桁鋼板や型鋼を組み合わせて断面が「I 形」なるように組み立てた桁。プレートガーダー[plate girder]ともいいます。

 

 


●側面図

あずみの橋 側面図

●断面図
あずみの橋 断面図

2. アルプス大橋(国道147号)

アルプス大橋構造材料桁断面
5径間
連続変断面細幅箱桁橋

断面図

 

この橋の桁には、耐候性鋼材(Ni、Cr、Cuが少し入っている)が使用されています。


箱桁鋼板、またはコンクリートにより箱状にした桁。鋼板による場合はボックスガーダー[box girder]とも呼ぶ。
図 鋼箱桁図 コンクリート箱桁

 

※耐候性鋼材:大気中での適度な乾湿の繰り返しにより表面に緻密なさびを形成する鋼材です。緻密なさびが鋼材表面を保護し、さびの進展が時間の経過とともに次第に抑制されます。耐候性鋼は、適切な管理をすれば無塗装で使用できるので、メンテナンス費や塗装費を低減できます。

3.梓川橋(長野自動車道)

梓川橋構造桁断面
単純
3径間連続×2連単純

 

 

 

 

●側面図
梓川橋 側面図

 

4.梓橋(県道48号)

梓橋この橋は、複数の橋から構成されているため、少し複雑です。

・本橋:ゲルバー(Gerber)鈑桁橋 11径間  
・拡幅部:4径間連続桁橋 × 2連
・歩道橋:単純桁橋 × 11連

梓橋 側面図

ゲルバー構造を、別名「カンチレバー構造」ともいいます。詳しくは「橋梁の基礎知識 その1」をごらんください。

5.梓川橋(鉄道橋)

梓川橋(鉄道橋)

特殊事項構造桁断面
下路
単純桁橋
× 9連

 

 

梓川橋(鉄道橋)断面写真 梓川橋(鉄道橋)断面図【下路式 断面図】
6.中央橋(県道320号)

中央橋

材料構造桁断面
ポストテンション方式
プレストレストコンクリート
単純T桁橋 × 5連

中央橋 断面図

プレストレストコンクリート [Prestressed Concrete]
略してPCとも呼びます。Pre(プレ)前もって、stress(負荷)をかけるという意味から、直訳すると「あらかじめ応力を与えられたコンクリート」となります。PCの技術を用いることによって、コンクリートの最大の弱点(圧縮には強いが引張には弱い)を克服することができます。コンクリートに「プレストレス」をかけるには、「PC鋼材」と呼ばれる高強度の材料を使います。プレストレストコンクリートをつくるためには、PC鋼材を引っ張って(この作業を「緊張」といいます)、張力を与えた後にコンクリートと固定します。プレストレスの与え方には、プレテンション方式とポストテンション方式の2つがあります。
※ポストテンション方式
コンクリート部材が硬化した後に、その内部に設けられたPC鋼材を緊張する方式です。
※プレテンション方式
PC鋼材をあらかじめ所定の力・位置に緊張しておき、これにコンクリートを打込み、硬化した後に緊張力を解放してプレストレスを与える方式です。

7.梓川橋(県道25号)

梓川橋工法構造桁断面
活荷重合成
単純桁橋 × 6連

 

 

 

※合成桁
鉄筋コンクリート床版と鋼桁を、ずれ止め(スタッドジベル、またはスタッドともいう)により接合し、一体として外力に抵抗するよにした桁をいいます。施工法から、「活荷重合成桁橋」と「死荷重合成桁橋」に分けられます。
※活荷重:車道上の自動車荷重、歩道上の群衆の荷重等、移動する荷重
※死荷重:構造物自体の重さや付属設備による荷重

梓川橋 断面図 図 スタッドジベル

スタッドジベル = Stud(英語)+ Dubel(ドイツ語)

8.八景山橋 – やけやまばし(市道)

八景山橋材料構造
鉄筋
コンクリート
単純床版(スラブ)橋×4連

注)梓川が増水すると水没するため、通行止めになります。

 

 

 

※鉄筋コンクリート[Reinforced Concreat]
略してRCとも呼びます。鉄筋で補強(Reinforced)した、コンクリートと鉄筋の複合材料です。コンクリートの中に鉄筋を埋め込んで、一体になって働くようにしたものです。鉄筋のかわりにPC鋼材を用いて、それを引張ることによってあらかじめコンクリートに圧縮力を与えたものが、前述したPC(プレストレストコンクリート)です。

9.新淵橋(国道158号)

新淵橋

構造桁断面
2径間連続
桁橋

この橋の桁には、耐候性鋼材が使用されています。

 

 

10.竜安橋

竜安橋桁側面構造
ランガー
桁橋

 

 

 

11.雑炊橋

雑炊橋材料構造
PC
斜張橋

 

 

 

12.稲核橋

稲核橋

●写真上(新橋)
材料特殊事項構造

 上路2ヒンジ・ソリッドリブアーチ
●写真下(旧橋)
 上路スパンドレルブレーストアーチ橋

13.前川渡大橋

特殊事項桁側面構造
中路
ローゼ

 

 

 

14.穂高橋(上高地)

穂高橋(上高地)

材料構造
プレストレスト
床版橋
穂高橋床版

 

 

 

 

 

 

 

15.明神橋(上高地)

明神橋(上高地)単径間無補剛吊橋

 

 

 

 

 

以上、橋梁の構造形式の表し方についてのご説明でした。