JP2005139670A

JP2005139670A - アーチ橋

Info

Publication number: JP2005139670A
Application number: JP2003375839A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2003-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2005-06-02

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

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。
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。
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。
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。