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斜張橋は、 1本または複数の塔（または主塔）からケーブルで橋桁を支えるタイプの橋です。特徴的なのは、塔から橋桁まで直接伸びるケーブル（支線）の存在で、通常は扇形または平行線状のパターンを形成します。これは、橋桁を支えるケーブルが塔間を走る主ケーブルから垂直に吊り下げられ、橋の両端で固定されている現代の吊り橋とは対照的です。斜張橋は、片持ち梁橋よりも長く、吊り橋よりも短いスパンに最適です。この範囲では、片持ち梁橋は急速に重量が増加し、吊り橋のケーブルはより高価になります。
斜張橋は19世紀後半に広く普及しました。ブルックリン橋などの初期の例では、斜張橋と吊り橋の両方の特徴が組み合わされていました。20世紀初頭には、より大きな区間は純粋な吊り橋で、より短い区間は鉄筋コンクリート製のさまざまなシステムで橋が架けられるようになったため、斜張橋は人気を失いました。20世紀後半になると、新しい材料、大型建設機械、古い橋の架け替えの必要性などが相まって、これらの設計の相対的な価格が下がったため、斜張橋は再び注目を集めるようになりました。[ 1 ]
斜張橋の歴史は1595年に遡り、クロアチア系ヴェネツィア人の発明家ファウスト・ヴェランツィオの著書『マキナエ・ノヴァエ』にその設計図が見られる。初期の吊り橋の多くは、建設時に部分的に斜張構造を採用しており、1817年のドライバラ修道院橋、ジェームズ・ドレッジが特許を取得したバースのヴィクトリア橋（1836年）、そして後のアルバート橋（1872年）やブルックリン橋（1883年）などが挙げられる。設計者たちは、これらの技術を組み合わせることで橋の剛性が高まることを発見した。ジョン・A・ローブリングは、ナイアガラの滝吊り橋において、鉄道荷重による変形を抑制するために、特にこの技術を活用した。
米国で現存する最も古い真の斜張橋の例としては、テキサス州ブラフデールにあるEEラニヨンのほぼ完全な錬鉄製のブラフデール吊橋（木製の桁とデッキ付き、 1890年）や、その数週間前に建設されたものの崩壊したテキサス州ハッカベイとテキサス州ゴードン間のバートンクリーク橋（1889年または1890年）が挙げられる。[ 2 ] [ 3 ] 20世紀には、斜張橋の初期の例として、A.ジスクラールの珍しいカサーニュ橋（1899年）[ 4 ] （ケーブルの水平方向の力が別の水平タイケーブルでバランスが取られ、デッキの大きな圧縮を防いでいる）や、ブルターニュのレザルドリューにあるG.ライネクーゲル・ル・コックの橋[ 5 ]（1924年）などがある。エドゥアルド・トロハは1926年にテンプルに斜張水道橋を設計した[ 6 ]。[ 7 ]アルベール・カコが1952年にピエールラットのドンゼール・モンドラゴン運河に架けたコンクリートデッキの斜張橋[ 8 ]は、近代的なタイプの橋としては初期のものの1つだが、その後の発展にはほとんど影響を与えなかった[ 7 ] 。そのため、フランツ・ディシンガーが1955年に設計した鋼板デッキのストロムスンド橋が、最初の近代的な斜張橋としてより頻繁に挙げられる。
その他の主要な先駆者には、ファブリツィオ・デ・ミランダ、リッカルド・モランディ、フリッツ・レオンハルトなどが挙げられる。この時代の初期の橋梁は、テオドール・ホイス橋（1958年）やカナダのホークショー橋（1967年）のように、斜張ケーブルをほとんど使用していなかった。しかし、これには多額の建設費用がかかるため、より現代的な構造物では、経済性を高めるために多くのケーブルを使用する傾向がある。
斜張橋は吊り橋と似ているように見えるかもしれませんが、原理と構造は大きく異なります。吊り橋では、大きな主ケーブル（通常2本）が塔の間に吊り下げられ、両端が地面に固定されています。地盤の状態が悪い場合、この構造を実現するのは困難です。塔内の支承で自由に動く主ケーブルは、橋桁の荷重を支えます。橋桁が設置される前は、ケーブルは自重で張力がかかっています。主ケーブルに沿って、より小さなケーブルまたはロッドが橋桁に接続され、橋桁は部分的に持ち上げられます。この過程で、橋を渡る交通の活荷重と同様に、ケーブルの張力が増加します。主ケーブルの張力は、アンカー部で地面に伝達され、塔の下方への圧縮力によって伝達されます。
斜張橋では、橋脚が橋の荷重を地面に伝える主要な支持構造物です。橋脚付近の橋桁を支えるために片持ち梁方式がよく用いられますが、橋脚から離れた部分は、橋脚に直接伸びるケーブルで支えられます。この方式には、吊り橋とは異なり、ケーブルが真上ではなく横方向に引っ張られるという欠点があります。そのため、橋桁は結果として生じる水平方向の圧縮荷重に耐えるために、より強固な構造にする必要があります。しかし、吊り橋の主ケーブルの水平方向の引っ張りに耐えるための強固なアンカーを必要としないという利点があります。設計上、斜張橋のすべての静的な水平方向の力はバランスが取れているため、支持塔は傾いたり滑ったりする傾向がなく、活荷重による水平方向の力のみに耐えればよいのです。
ケーブル支持構造の主な利点は以下のとおりです。
斜張橋の索具には、モノ、ハープ、ファン、スターの4つの主要な種類があります。[ 9 ]
支柱の配置には、主に7種類あります。単柱、二重柱、ポータル型、A型、H型、逆Y型、M型です。最後の3つは、2つの配置を1つに組み合わせたハイブリッド配置です。[ 9 ]
デザインによっては、柱は垂直、垂直に対して傾斜、または曲線状になる場合がある。
側桁式斜張橋は、中央の塔が片側のみで支えられている構造です。この設計により、曲線橋の建設が可能になります。
構造的にさらに斬新なプエンテ・デル・アラミージョ橋（1992年）は、単一スパンの片側に1本の片持ち梁を使用し、片側のみのケーブルで橋桁を支えています。他の斜張橋とは異なり、この橋は基礎にかなりの転倒力を加えるため、ケーブルの力が反対側のケーブルでバランスが取れていないため、梁はケーブルによる曲げに耐えなければなりません。この橋の梁は、大きな庭園日時計の指針となっています。建築家サンティアゴ・カラトラバによる関連橋には、プエンテ・デ・ラ・ムヘール橋（2001年）、サンダイアル橋（2004年）、コーズ橋（2008年）、アスット・デ・ロル橋（2008年）などがあります。
3径間を超える斜張橋は、2径間または3径間の構造物に比べて、設計が著しく困難になる。
2径間または3径間の斜張橋では、通常、主径間からの荷重は、端部径間の支保によって端部橋台付近に固定されます。径間がそれ以上になると、この限りではなく、橋梁構造全体の剛性が低下します。これにより、橋桁と主塔の設計に困難が生じる可能性があります。このような状況が生じる多径間構造の例としては、主塔を安定させるために追加の「クロスブレース」支保が使用されている汀九橋、2本脚の塔が使用されているミヨー高架橋、非常に剛性の高い多脚フレーム塔が採用されているラファエル・ウルダネタ将軍橋などがあります。吊橋でも同様の状況が見られ、瀬戸大橋とサンフランシスコ・オークランド・ベイブリッジでは、3つの吊り径間ごとに追加のアンカー橋脚が必要となります。この解決策は斜張橋にも適用できます。[ 12 ]
エクストラドーズド橋とは、より頑丈な橋桁を持つ斜張橋のことで、橋桁の剛性と強度が増すため、主塔付近のケーブルを省略でき、主塔の高さを橋桁の長さに比べて低くすることが可能になります。最初のエクストラドーズド橋は、スイスのガンター橋とスニベルク橋でした。アメリカ合衆国で最初のエクストラドーズド橋であるパールハーバー記念橋は、コネチカット州ニューヘイブンのクィニピアック川を横断する州間高速道路95号線を通すために建設され、2012年6月に開通しました。
クレードルシステムは、橋桁から橋桁まで、連続した要素として支線内のストランドを支え、主塔のアンカーを不要にします。エポキシコーティングされた各鋼ストランドは、クレードル内の1インチ（2.54 cm）の鋼管に収められています。各ストランドは独立して機能するため、個々のストランドの取り外し、検査、交換が可能です。このような橋の最初の2つは、2006年に完成したペノブスコットナローズ橋と、2007年に完成したベテランズグラスシティスカイウェイです。 [ 13 ]
自定式吊橋は、橋桁の落下を防ぐ張力が、塔部では垂直方向、橋桁構造部では水平方向に圧縮力に変換されるという点で、斜張橋と原理的に類似している。また、主ケーブルと吊りケーブルが弧状になっている点でも吊橋と共通しているが、自定式は通常の吊橋のような重いケーブルアンカーを必要としない。斜張橋や吊橋とは異なり、自定式吊橋は建設中に仮設構造物で支える必要があるため、建設費用が高くなる。
