

タイドアーチ橋(スタッボゲン橋とも呼ばれる)は、アーチから外向きに働く水平方向の力が、地面や橋脚ではなく、アーチの両端を結ぶ弦材によって張力として支えられるアーチ橋である。この強化された弦材は、橋桁構造そのものである場合もあれば、独立した複数のタイロッドで構成される場合もある。

タイドアーチ橋の橋桁にかかる下向きの推力は、橋桁とアーチの間の垂直タイによって張力に変換され、他のアーチ橋と同様に、橋桁を平らにし、それによって橋脚の先端を橋台に向かって外側に押し出す傾向があります。しかし、タイドアーチ橋または弓弦橋では、これらの動きは橋台ではなく、これらの先端を結び付けて推力を張力として受け止める強化された弦によって抑制されます。これは、平らにされる弓の弦に似ています。そのため、この設計は弓弦アーチ橋または弓弦桁橋とも呼ばれます。[ 1 ] [ 2 ]
橋台での水平方向の力が排除されるため、タイドアーチ橋はより脆弱な基礎で建設することができ、そのため高架橋脚の上や不安定な地盤の地域に設置することができます。[ 3 ] さらに、タイドアーチ橋は構造的完全性を維持するために水平圧縮力に依存しないため、現場外でプレハブ化し、その後、浮上、運搬、または吊り上げによって設置することができます。このタイプの著名な橋としては、オレゴン州ポートランドのフレモント橋や、このタイプの最初の「コンピュータ設計」橋であるペンシルベニア州ピッツバーグのフォートピット橋などがあります。[ 4 ]
タイドアーチ橋と自定式吊橋はどちらも、アンカー部に垂直荷重のみがかかるため、大きな水平荷重を固定するのが難しい場所に適している。
この設計はドイツ発祥で、ドイツ語でタイドアーチを意味する「シュタッボゲン」として知られており、その美観と潜在的な軽量化の利点から人気を博した。デッキ部分は、プレート、ラチス、またはフィーレンデール桁で構築できる。[ 5 ]


タイドアーチ橋の中には、主アーチの一部分だけを直接タイドし、補強された弦材を延長して補助(半)アーチの上端にタイドするものがある。後者は通常、下から橋桁を支え、その底部を主アーチの底部と接合する。主アーチと補助アーチの端部からの外向きの水平方向の力が釣り合うため、この部分の支持橋脚は細長くなることがある。構造全体が自己固定式である。単純な構造と同様に、すべての地上支持部材には垂直荷重のみがかかる。
例えば、オレゴン州ポートランドのフレモント橋は、世界で2番目に長いタイドアーチ橋であり、貫通アーチ橋にも分類されます。重慶の朝天門橋は、タイドアーチ、貫通アーチ、トラスアーチの3つの要素を兼ね備えた橋です。
それに対し、ハート橋は片持ちトラスアーチ構造を採用しており、自己固定式ではあるものの、アーチは非連結構造となっている。具体的には、橋桁は吊り下げられているが、アーチの両端は連結されていない。


タイドアーチ橋は、単一のスパンでは不十分な場所で、複数のタイドアーチを連続して配置することで構成されることがある。その一例として、インドのラジャムンドリーにあるゴダヴァリ・アーチ橋が挙げられる。この橋は各橋脚に4つの独立した支柱を持ち、インド南中央鉄道線が通っている。 時速250kmの鉄道運行を想定して設計された。


多径間連続桁橋と同様に、連結弦はすべての橋脚を連続的に跨いでいます。アーチの脚部は橋脚で合流(融合)します。橋脚の支持部が共通していることが、その合流を示す良い視覚的指標となります。動荷重は各径間に分散されます。
このタイプは、前述の肩付きタイドアーチ設計と組み合わせることができます。その例として、中国南京市の大勝関大橋が挙げられます。この橋の2つの主アーチは、短い補助アーチによって肩付きされています。これは、(剛性)タイドアーチと片持ちトラスアーチの両方の設計です。交通が構造外皮を通過するため、貫通アーチ橋でもあります。台湾新北市の関渡大橋は、トラス構造ではない例で、3つの主アーチに橋の入口に2つの補助アーチセグメントが追加されています。
インフィニティ・ブリッジは、高さとスパンの長さが異なる2つのアーチを使用しており、どちらも頂点の手前で分岐しています。中央にずれた単一の河岸橋脚の上には、アーチの間に橋桁が配置されています。一方、河岸の各橋台は、橋桁の中央で片側のアーチ端のみを支えています。連結弦は複合橋桁構造で構成されています。歩行用橋桁の両側に2本ずつ、計4本のポストテンション・コイル鋼ケーブルが、7.5メートルごとに直交する鋼梁によって固定されています。ハンガーは、各ケーブルペア間のこれらの梁にそれぞれ接続されています。梁はポストテンション・コンクリート橋桁の幅全体に広がっているため、張力ケーブルペアは露出したままです。
河岸橋脚のクローズアップ写真を見ると、構造物の自重はスパンごとに固定されていることがわかります。大きなアーチスパンではより太い張力ケーブルが使用され、反射セグメントは鋼梁から吊り下げられるのではなく、鋼梁によって支えられており、河岸橋脚のアーチを実質的に完成させています。ただし、動的で不均一な荷重の場合、視覚的に特徴づけられるアーチの延長部分を無視することはできません。[ 6 ]

通常、単一スパンの場合、2 つのタイドアーチがデッキの横に平行に配置され、デッキはアーチの間に位置します。軸方向タイドアーチ橋または単一タイドアーチ橋は、通常、橋のデッキの中央に中心が置かれた、スパンごとに最大 1 つのタイドアーチを持ちます。[ 7 ]マーストリヒトのホーゲ橋はその一例です。ヒンジ付きハンガーを備えているため、 1926 年以降ヒンジ付きハンガー付きタイドアーチ橋の特許を保有していたニールセン橋に分類される可能性もあります。
設計によっては、橋桁に沿って走る軸に対して、アーチを外側または内側に傾けているものもある。
双橋になぞらえて、交通容量を増やすために並べて建設された、構造的に独立した2つのタイドアーチ橋は、タイドアーチ双橋と呼ばれることがある。それぞれの橋は、単径間または多径間、独立したまたは連続したタイドアーチ構造を採用することができる。
弓弦トラス橋は、外観上はタイドアーチ橋に似ていますが、弓弦トラスはアーチではなくトラスとして機能します。視覚的な違いとしては、タイドアーチ橋では垂直部材の間に大きな斜め部材がない点が挙げられます。

1978年に連邦道路局(FHWA)が発行した勧告では、タイドアーチ橋は、アーチリブとタイガーダーの接合部、およびアーチと垂直タイの接合部における溶接不良による問題が発生しやすいと指摘されている。さらに、エレクトロスラグ溶接の問題はタイドアーチ橋に限ったことではないが、費用がかかり、時間も手間もかかる不便な修理につながる。構造全体としては冗長性がないと説明されており、2本のタイガーダーのいずれかが破損すると、構造全体が破損することになる。[ 8 ]
垂直方向の自重と均等な積載荷重の下では、アーチはデッキエッジケーブルが水平タイとして作用し、純粋な軸圧縮荷重を支えます。