JP2005139670A - アーチ橋 - Google Patents

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Tadayoshi Ishibashi
忠良 石橋
Takeshi Tsuyoshi
毅 津吉
Yoshinori Taniguchi
善則 谷口
Mitsuaki Ooba
光商 大庭
Ikuo Kusaka
郁夫 日下
Masaki Meji
政紀 目時
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Abstract

【課題】アーチ橋の補剛桁にかかる引張力を減らすことで補剛桁を軽量化し、また橋脚にかかる水平力を減らして強度の弱い地盤でも施工できるアーチ橋を提供する。
【解決手段】橋台11及び橋脚12の径間に架設される橋桁24と、橋桁24の荷重を支持するアーチ部材25とを備えるアーチ橋10である。橋台11及び橋脚12には、橋桁24を支持する桁支承21と、アーチ部材25を支持するアーチ支承22とが独立して設けられているので、アーチ支承22がアーチ部材25から受ける水平力が橋桁24に伝達することがない。また橋脚12に設けられたアーチ支承22では、2つのアーチ部材25から反対方向の水平力を受けるため、両者を相殺することができ、橋桁24や橋脚12にかかる水平力を低減することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、多径間のアーチ橋に関する。
橋梁の構造形式としてアーチ橋(下路アーチ橋)がある。単桁のアーチ橋では、アーチ部材により補剛桁を支持し、アーチ部材を橋台または橋脚により支持するため、径間が比較的長い場合に適用することができる。
アーチ橋は単桁構造が一般的であるが、多径間となる場合には、単桁を径間に連続して架設することにより、1つの橋梁を構成することができる(例えば、特許文献1参照)。
多径間のアーチ橋30は、例えば図3及び図4に示すように、地盤1に設けられた橋台31及び橋脚32と、その径間に縦列に並べて架設されたアーチ桁33(ランガー桁)とから構成される。橋台31及び橋脚32には支承37が設けられており、その上にアーチ桁33が載置されている。
アーチ桁33は補剛桁34と、アーチ部材35と、吊材36とから構成される。補剛桁34とアーチ部材35とは両端部で接合されており、両者の間に吊材36が張られている。アーチ部材35には吊材36を介して補剛桁34の荷重が下向きにかかるため、アーチ部材35の両端部にはアーチ部材35を広げる方向へ水平力が働く。補剛桁34の張力がアーチ部材35に働く水平反力となり、アーチ部材35の両端部の広がりを防ぐことができる。
特許第3059654号公報
補剛桁34にはアーチ部材35との接続部から水平力を受けて引張力が働くため、それに抵抗しうるように補剛桁34を強化する必要がある。しかし補剛桁34を強化するために桁高を大きくしたり鋼材を多く用いたりすると、補剛桁34の重量が大きくなる。このためアーチ桁33を支持する支承37の数や、橋台31や橋脚32に用いる杭基礎の数などを増やす必要があり、コストが上がるという問題があった。
本発明の課題は、アーチ橋の補剛桁にかかる引張力を減らすことで補剛桁を軽量化し、また橋脚にかかる水平力を減らして強度の弱い地盤でも施工できるアーチ橋を提供することである。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、橋台11及び橋脚12の径間に架設される橋桁24と、橋桁24の荷重を支持するアーチ部材25とを備えるアーチ橋10であって、前記橋台11及び前記橋脚12には、前記橋桁24を支持する桁支承21と、前記アーチ部材25を支持するアーチ支承22とが独立して設けられていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、橋台11及び橋脚12には、橋桁24を支持する桁支承21と、アーチ部材25を支持するアーチ支承22とが独立して設けられているので、アーチ支承22がアーチ部材25から受ける水平力が橋桁24に伝達することがない。また橋脚12に設けられたアーチ支承22では、2つのアーチ部材25から反対方向の水平力を受けるため、両者を相殺することができ、橋桁24や橋脚12にかかる水平力を低減させることができる。
請求項2に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、請求項1に記載のアーチ橋10であって、前記橋桁24が連続桁であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、橋桁24を連続桁とすることで、たわみや振動を少なくし、また単桁よりも断面力を小さくすることができるので、桁高を低くして軽量化し、橋脚12に設けられる桁支承21の数を減らすことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のアーチ橋10であって、前記アーチ支承22は前記橋台11または前記橋脚12と一体に形成されることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、アーチ支承22が橋台11または橋脚12と一体に形成されるので、アーチ部材25からアーチ支承22が受ける水平力に橋台11または橋脚12により抵抗することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のアーチ橋10であって、前記橋台11及び前記橋脚12は前記アーチ部材25から受ける水平力に抵抗するケーブル(図示せず)により連結されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、橋台11及び橋脚12を連結するケーブルの張力がアーチ部材25から受ける水平力に抵抗する水平反力となり、橋台11及び橋脚12に作用する水平力をキャンセルし、水平変位を抑えることができる。
本発明によれば、橋桁にかかる軸引張力をなくすことができるので、橋桁の桁高を減らすことができ、軽量化するとともに製造コストを低減することができる。また、橋脚にかかる水平荷重を低減するとともに、橋桁を軽量化することにより橋脚にかかる鉛直荷重を低減することができ、橋脚の構造を簡略化することができ、アーチ橋全体の施工コストを低減することができる。
また地震時には、橋桁に働く水平力を良好な地盤のところに設けた橋台または橋脚12により支持させることで、軟弱な地盤に設けた橋脚への影響を小さくすることができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明のアーチ橋10は、例えばおぼれ谷など、高台の間に低地がある場所や、堤防の間などに設けられる。アーチ橋10は、図1、図2に示すように、地盤1に設けられた橋台11及び橋脚12と、その径間に架設された橋桁24及びアーチ部材25と、橋桁24とアーチ部材25との間に張られた吊材26とから構成される。
橋台11及び橋脚12は、躯体13、フーチング14、杭基礎15などから構成される。橋台11は高台や堤防などに設けられ、橋脚12は低地や堤防の間などに設けられる。
橋台11及び橋脚12の躯体13上部には橋座16があり、橋桁24を支持する桁支承21と、アーチ部材25を支持するアーチ支承22とが設けられている。桁支承21はシューやストッパーなどから構成され、橋桁24の荷重を橋台11または橋脚12に伝達する。また桁支承21は地震時などに橋桁24の振動を吸収する。
橋台11に設けられたアーチ支承22は、アーチ部材25から受ける水平荷重及び鉛直荷重を橋台11に伝達する。また橋脚12に設けられたアーチ支承22は、図2(a)に示すように、等脚台形の断面形状をしており、2つのアーチ部材25から正反対の方向の水平力を受けて相殺するとともに、鉛直荷重を橋脚12に伝達する。アーチ支承22は橋台11または橋脚12に剛結合されて一体化される。
橋桁24は連続桁として形成され、桁支承21を介して橋台11及び橋脚12に支持される。橋桁24は、例えば場所打ちコンクリートにより設けることができる。橋桁24を連続桁とすることで、たわみや振動を小さくすることができる。また連続桁は単桁よりも断面力が小さくなるので、桁高を低くすることができ、橋桁24の重量を減らすとともに桁支承21の数を減らすことができる。
アーチ部材25は橋桁24の左右側方に設けられる。アーチ部材25は橋台11または橋脚12のアーチ支承22により支持され、吊材26を介して橋桁24の荷重を支持する。吊材26はアーチ部材25と橋桁24の間に設けられ、橋桁24の荷重をアーチ部材25に伝達する。
このようなアーチ橋10の構造では、橋桁24とアーチ部材25とを独立した部材とするとともに、橋桁24を支持する桁支承21とは独立したアーチ支承22でアーチ部材25を支持することにより、アーチ部材25から橋桁24にかかる引張力がなくなるため、橋桁24に用いるPC鋼材の量を減らすとともに、橋桁24の桁高を小さくしてコストを下げることができる。
また、橋脚12に設けられたアーチ支承22では、2つのアーチ部材25から正反対の水平力を受けて相殺するので、橋脚12が受ける水平力を軽減することができ、橋桁24の重量が減ることと合わせて橋脚12の基礎を簡略化して施工コストを下げることができる。
通常、おぼれ谷などでは高台の地盤1は強固である一方、その間の低地は軟弱な地盤1であることが多く、従来のアーチ橋10では橋脚12により強固な基礎を設けなければならないが、本発明のアーチ橋10では両端の高台の地盤1で水平荷重を両端の橋台11で受けるため、低地に設ける橋脚12の構造を簡略化することができる。
なお、本発明のアーチ橋10を軟弱な地盤に建設する場合には、各径間に橋台11と橋脚12、及び橋脚12同士を連結するケーブル(図示せず)を設けることが好ましい。ケーブルの張力がアーチ部材25から受ける水平力に抵抗する水平反力となり、橋台11及び橋脚12に作用する水平力をキャンセルし、水平変位を抑えることができる。
なお以上の実施の形態では、図2(b)に示すように、アーチ部材25を橋桁24側に傾けて配置したが、傾けずに配置してもよい。また、アーチ支承22は橋台11または橋脚12とあらかじめ一体に形成してもよい。また橋台11や橋脚12の形状等も任意であり、桁支承21やアーチ支承22、その他具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
本発明のアーチ橋を示す立面図である。 (a)は図1の要部拡大図であり、(b)は(a)の断面図である。 従来のアーチ橋を示す立面図である。 (a)は図3の要部拡大図であり、(b)は(a)の断面図である。
符号の説明
10 アーチ橋
11 橋台
12 橋脚
21 桁支承
22 アーチ支承
24 橋桁
25 アーチ部材

Claims (4)

  1. 橋台及び橋脚の径間に架設される橋桁と、橋桁の荷重を支持するアーチ部材とを備えるアーチ橋であって、前記橋台及び前記橋脚には、前記橋桁を支持する桁支承と、前記アーチ部材を支持するアーチ支承とが独立して設けられていることを特徴とするアーチ橋。
  2. 前記橋桁が連続桁であることを特徴とする請求項1に記載のアーチ橋。
  3. 前記アーチ支承は前記橋台または前記橋脚と一体に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のアーチ橋。
  4. 前記橋台及び前記橋脚は前記アーチ部材から受ける水平力に抵抗するケーブルにより連結されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のアーチ橋。
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