エクストラドーズド橋

エクストラドーズド橋

エクストラドーズド橋の図
祖先	箱桁橋、斜張橋
関連している	低塔斜張橋
子孫	なし
運ぶ	歩行者、車両、ライトレール、ヘビーレール
スパン範囲	中くらい
材料	コンクリート
移動可能	いいえ
設計努力	高い
仮設工事が必要	いいえ

エクストラドーズド橋は、プレストレスト箱桁橋と斜張橋の両方の主な要素を組み合わせた構造を採用しています。^{[1] [2] : 85  [3]この名前は、アーチの外側または上部の曲線を意味する「}エクストラドス」という言葉に由来しており、エクストラドーズド橋の「斜張ケーブル」が設計ではそのようには考慮されず、代わりにデッキから上方に逸脱する外部のプレストレスト緊張材として扱われることを指します。この概念では、斜張ケーブルは主橋梁の上部構造の一部であり、その上限を定義します。^{[4] : 1}

同等のスパンの斜張橋や片持ち梁橋と比較すると、エクストラドーズド橋は斜張橋よりもはるかに短い支柱や支柱を使用し、桁橋で使用されるものよりもかなり浅いデッキ/桁構造を採用しています。^{[2] : 85–86}この配置により、低い浅い角度の斜張ケーブルの扇形の典型的なエクストラドーズド「外観」が得られ、通常、各塔の側面から顕著な「開いた窓」領域が伸びています。^[4]

エクストラドーズド橋は、主に100メートル（330フィート）から250メートル（820フィート）の中距離スパンに適しており、2012年時点で世界中で50を超えるエクストラドーズド橋が建設されている。^{[4] : 16–26}斜張橋や桁橋の建設コストの多くがかかるものの、エクストラドーズド橋は材料費を節約できるため、このペナルティの多くを相殺できる。^{[1] : 387–388}エクストラドーズド橋は、全体の高さ、航行クリアランス、または美観上の要件により斜張橋や桁橋の代替案が実現しにくい場合によく採用されている。^{[4] : 15, 135–136}

エクストラドーズド設計の特徴を一部取り入れた最古の橋として知られているのは、1980年にポーランドのレジャスク近郊のルズフフにある橋である。 ^[5]次はスイスのガンター橋で、チューリッヒのクリスチャン・メンが設計した。これは、エクストラドーズドの用語とその設計概念を発明したとされるジャック・マティヴァトが、1988年にこのような橋の設計哲学を発表する数年前のことである。^{[4] : 3–5}ガンター橋は、プレストレストコンクリートの片持ち梁式桁の設計を改良したもので、縦方向の「連続性」の緊張材が各主径間の端部でデッキの高さよりかなり上に持ち上げられ、短い塔で支えられている。これらの緊張材は、保護のため塔の両側でひれ状のブレード壁で覆われており、この設計配置は現在ではケーブルパネル橋と呼ばれることが多い。^{[4] : 2}

メンの設計の起源についてはほとんど知られていないが、マティヴァトは 1982 年から 1983 年にかけて、フランスのアレット ダールを横断するAutoroute A64高架橋の入札提案を準備する中で、このような概念の理論的基礎を開発した。マティヴァトの設計では、通常箱桁の上部にある内部の緊張材を、1 スパンのデッキ表面から浅い角度で短い塔を越えて次のスパンに戻る「外部」緊張材に置き換えた。これらは橋のスパン構造のエクストラドーズ (または上面) に接続されているため、彼はこれをエクストラドーズ緊張材と呼んだ。これらの緊張材の浅い角度により、大きな圧縮力成分が橋のデッキ構造に伝達され、従来の「曲げ」橋のプレストレスと同様の機能を果たすことができた。エクストラドーズ緊張材は塔を越えて連続しており、通常各パイロンの上部で終了するステー ケーブルとは異なり、デッキ レベルから応力がかかった。^{[4] : 5}

マティヴァトの構想を用いて建設された橋の最初の例は、1993年にポルトガルのカマラ・デ・ロボスに架けられた主径間長106メートルのソコリドス橋^[6]であると思われる。その後すぐに、春日明夫の設計で1994年に完成した日本の西湘バイパスの小田原ブルーウェイ橋が続いた^{。  [4]}この橋は主径間が122メートル(400フィート)、路面幅が16.2メートルで、高さ10.7メートルのパイロン4基が、それぞれが扇形に配列された8本の露出したエクストラドーズド緊張材を2組支持している。^[7]これらの緊張材は各パイロン上部の鞍部を通過するが、設計者の文書では、滑りを抑制するために各鞍部の外側に固定されるとされているため、2つのスパンの間で連続した緊張材を形成するかどうかは不明である。^{[2] : 86}その後、日本では同様の設計の橋が数多く建設され、揖斐川と木曽川にそれぞれ架けられた全長271.5メートル（891フィート）と275メートル（902フィート）のツイン橋、幅33メートル（108フィート）の「トゥインクル」橋と木曽川「トゥインクル」橋は2001年に完成しました。トゥインクル橋は、2017年にインドの全長1,920メートル（6,300フィート）のアラ・チャプラ橋がこのタイプの橋として世界最長になるまで、世界最長のエクストラドーズド橋でした。^{[2] : 87  [8] [9] [10]}

1996年、フランスのサン・レミ・ド・モリエンヌでモリエンヌ川を横断するA43高速道路を通すために、54メートル（177フィート）の短いエクストラドーズド橋が建設されました。これに続いて1998年に、やはりクリスチャン・メンが設計した、低く外側に傾いた支柱を使用して周囲への視覚的影響を最小限に抑えた、スイスの湾曲した140メートル（460フィート）の多スパンのズンニベルク橋が建設されました。^{[4] : 10  [11]}

北米では、1993年にテキサス州オースティン近郊のバートンクリークに、民間開発事業のために全長104メートル（341フィート）のフィンバック式プレストレストコンクリート橋が架けられた。この橋は、オリジナルのガンター橋とコンセプトが似ているが、斜張ケーブルがデッキと塔をつなぐ三角形の羽根壁の中に収められている点が異なる。 ^{[4] : 5–6}大陸で最初の「真の」エクストラドーズド橋は、カナダのブリティッシュコロンビア州バンクーバーにあるノースアーム橋で、全長180メートル（590フィート）で2008年に完成した。^[12]

2000年代半ば以降、エクストラドーズド橋の人気は著しく高まり、2012年時点で50以上のエクストラドーズド橋が記録されている。エクストラドーズド橋は多くの国で建設されているが、その大部分は日本と韓国にある。最も長いスパンを持つ橋は、2001年に建設された木曽川橋で、長さは275メートル（902フィート）である。^{[4] : 16–22}

視覚的には、エクストラドーズド橋は、通常、非常に短い塔（パイロン）と、浅い角度の斜張橋（デッキの全長に沿って伸びない場合があります）と、（多くの場合）より頑丈なデッキ上部構造を備えた斜張橋の外観をしています。古典的な斜張橋と片持ち梁橋のタイプのハイブリッド構造として開発されたエクストラドーズド橋は、100メートル（330フィート）から250メートル（820フィート）のスパン範囲の中距離橋梁のコスト削減と美観の向上を実現します。^{[4] : 1、26}

ハイブリッド構造は、橋梁の荷重に対する応答が以下の相互作用によって決まるため、設計に大幅な複雑性をもたらす可能性がある。^{[4] : 46–50}

• デッキ/桁上部構造の曲げ剛性。
• ケーブルステーの軸方向の剛性。
• 塔/パイロンの高さと縦方向の剛性。
• 隣接スパンとバックスパンの長さ。
• 上部構造、塔、下部構造間の固定度合い。
• 主支持柱の曲げ剛性。

斜張橋とは多くの点で区別されているが、エクストラドーズド橋の主要かつ決定的な特徴は、主塔または主塔高が低いことであり、これは主径間長に対する比率として表される。^{[4] : 1}従来の斜張橋の設計では、塔高と主径間長の比率は約 1:5 (または 0.20) である。^{[13] : 61}これに対し、エクストラドーズド橋の塔高と主径間長の比率は 1:8 から 1:15 (0.125 から 0.067) で、約 1:10 (0.10) が最も一般的である。^{[1] : 393}この塔高が低いため、ケーブル角度ははるかに平坦になり、通常は水平に対して約 17° になり、各斜張橋内の水平力成分が大きくなるため、橋の上部構造内の軸方向の圧縮力はそれに応じてはるかに高くなります。 ^{[4] : 1}

構造的観点から見ると、エクストラドーズド橋の 2 つ目の特徴は、ケーブルが支える上部構造の活荷重の割合が減少することです。斜張橋では、通常、ステーが橋の上部構造にかかる車両交通の荷重の少なくとも 80% を支えるのに対し、エクストラドーズド橋では、ステーケーブルが支える荷重は通常、この荷重の 20% ～ 60% にすぎません。どちらの場合も、残りの荷重は、主橋脚間の架け橋となる縦桁要素によって支えられます。 ^{[2] : 92–93}この特徴は、ケーブルステーと桁要素の相対的な剛性に由来します。ケーブルステーの設計では、通常、剛性のある桁要素を使用せずに柔軟なデッキ構造が採用されており、このようなシステムでは、適用されるデッキ荷重の大部分が最も近いステーケーブルに直接伝達されます。これに比べて、エクストラドーズド設計では、かなり剛性の高いデッキ/桁構造を採用しており、桁がデッキ荷重のかなりの割合を支えることができ、残りの荷重を多数の個々のステー要素に分散させることができます。^{[1] : 388}

3 つ目は、外部ケーブルが受ける疲労荷重の大きさと、設計基準によるその後の取り扱いです。橋のほぼ一定の固定荷重とは異なり、その活荷重は時間と位置の両方で大きく変化する可能性があり、その結果、活荷重が変化すると橋の構造要素が受ける応力レベルが変動します。エクストラドーズドケーブルが支える活荷重の割合が低いため、ケーブル内の応力変動の大きさが小さくなり、斜張橋では通常 100 メガパスカル (15,000 psi) 以上ですが、エクストラドーズド設計では約 50 メガパスカル (7,300 psi) にまで下がります。^{[4] : 13}これは、斜張ケーブルとその端部アンカーが受ける疲労の悪影響を軽減するという直接的な利点があり、橋梁設計基準では、エクストラドーズド斜張ケーブルを設計応力レベルを大幅に高く設定し、結果として材料効率レベルも大幅に高く設定できます。 ^{[1] : 394  [2] : 85}

これらの特性の結果として、エクストラドーズド橋の「ステーケーブル」は設計コードではそのようには扱われず、代わりに、主支柱に対する上部構造の荷重容量を増やすためにデッキから塔に向かって上方に逸らされた外部ポストテンション^{張力材と見なされます。 [2] : 1}エクストラドーズド橋では、サドルサポートを介して塔の上にエクストラドーズド張力を連続させ、デッキ接続部のみにアンカーを使用することで、張力調整操作を大幅に簡素化することで、このアプローチを拡張することがよくあります。^{[4] : 33、61}

トリプレットは、ボリビア初の3本のエクストラドーズドコンクリート橋である。ラパス市の交通渋滞緩和を可能にする環状道路の建設は2010年に完了した。新しい高架道路は、特徴的な橋で3つの平行な谷を横切っている。これら3つの連続する橋は同様の特徴を持っているため、トリプレットと呼ばれている。3径間構造はすべてコンクリート製で、最大径間は113メートルで、エクストラドーズドプレストレストコンクリートを特徴としている。^[14]構造は、バランスのとれたカンチレバーセグメント構造を使用して構築されています。橋の高さは谷底から40〜60メートルの高さに達するため、デッキから25メートルを超える高さのパイロンを備えた斜張橋のオプションは現場に適していませんでした。そのため、パイロンの高さを低くし、より透明な視界を確保するためにステーを1面とするエクストラドーズド橋のタイプが提案されました。橋はPEDELTAによって設計されました。

ノースアーム橋は、バンクーバーとリッチモンド郊外をフレーザー川を渡って結ぶスカイトレイン カナダラインの歩行者専用橋です。この橋は、カナダラインの開通に合わせて2009年8月17日に運用を開始しました。^[15]

ゴールデンイヤーズ橋は、ピットメドウズ/メープルリッジとラングレーの町の間のフレーザー川に架かっています。北米最長のエクストラドーズド橋です。^[16]この橋は2009年6月16日に開通しました。

中国ではエクストラドーズド橋は珍しく、^{[17] [18]}最初のエクストラドーズド橋は2000年に完成した蕪湖長江大橋であるが、 ^[18]一部の情報源では斜張橋であると説明されている。^[19] 1本の主径間は312メートル（1,024フィート）である。最近開通した主径間265メートル（869フィート）の紅渓橋など、いくつかの橋がこれに続いた。^{[20] [21]}

2006年、デリーメトロのブルーラインはバラカンバ通りからインドラプラスタまで延長されました。この区間には、最高裁判所とインドラプラスタ駅の間にエクストラドーズド橋がありました。

インド初の道路交通用エクストラドーズド橋であるニヴェディタ・セトゥは、ラーセン・アンド・トゥブロ社がコルカタのフーグリー川に架かる第2ヴィヴェーカーナンダ橋有料公社のために2007年に完成しました。この橋は長さが880メートル（2,890フィート）、スパンが110メートル（360フィート）です。

カナダのバンクーバーにあるゴールデンイヤーズ橋に似た第3ナルマダ橋は、2017年3月にグジャラート州バルーチのナルマダ川に完成した。グジャラート州で建設された最初のエクストラドーズド橋であり、スパン144メートル（472フィート）はインドで最長である。^[22]

数か月後の2017年6月、ガンジス川に架かるアラ・チャプラ橋が開通し、ビハール州ボジプール県とサラン県のアラとチャプラを結んだ。この橋は世界最長の多径間エクストラドーズド橋で、主橋長は1,920メートル（6,300フィート）である。^[10]

アイルランド初のエクストラドーズド橋であるローズ・フィッツジェラルド・ケネディ橋は、BAMとドラガドス社によって建設され、2020年1月に開通した。長さは894メートル、平均幅は21.9メートルである。この橋はニューロスの南でバロー川に架かっており、国道N25号線の一部となっている。230メートル（750フィート）の主径間は、2020年時点でコンクリートのみのエクストラドーズド箱桁橋としては世界最長であった。この径間は、ウォーターフォードにあるN25シュア橋の主径間と同じ長さで、北アイルランドのフォイル橋の主径間より4メートル短く、フォイル橋の全長は21メートル短い。この橋の特徴は、塔の高さが異なることです。側塔は高さ16.2mでケーブルが8本通っており、中央橋脚は高さ27.0mでケーブルが18本通っています。

ラトビアのリガにあるダウガヴァ川に架かる南橋は、2010年現在、ラトビアとその首都リガで最大の建設プロジェクトです。作業量で比較できるのは、1970年代に建設されたアイランド橋だけです。南橋プロジェクトの開発作業は、リガ市議会の都市開発局が、ダウガヴァ川の左岸にあるヴィエニバス通りと右岸にあるスラヴ・ラウンドアバウトを結ぶ橋のルートの設計タスクを作成した2002年に始まりました。南橋は、6車線を備えた49.5 + 77 + 5 × 110 + 77 + 49.5メートルのマルチスパンエクストラドーズド構造です。橋の全長は803メートルです。幅は34.28メートルです。道路の舗装からそれぞれ13.33メートルの高さに6つのパイロンがあります。各鉄塔には8対のケーブルがある。^[23]

スカンジナビア初のエクストラドーズド橋は、高速道路E6号線の一部でノルウェーのグドブランスダルスラーゲン川に架かるハルペ橋である。この橋は2016年12月17日に開通した。長さは324メートルで、4車線ある。^[24]

パキスタンは2014年8月21日、交通用として初のエクストラドーズド橋を開通させた。地震記念橋は、パキスタンのアザド・ジャンムー・カシミール州の州都ムザファラバードのジェルム川に4年かけて建設された。橋は川面から60メートルの高さにあり、長さは246メートルである。斜張式エクストラドーズド橋は、約15億ルピーの費用で、日本の国際協力機構によって設計および資金提供された。この橋はムザファラバードのナルチ地区とチャッター地区を結び、通勤時間を1時間短縮した。

ヨーロッパ最大^[25]、世界最大級^[要出典]のエクストラドーズド橋であるクフィジン橋 [pl]は、2013年7月26日にオパレニエから クフィジンまでのヴィスワ川に開通した。^[26]橋の全長は808.5メートル（2,653フィート）、主支間は204メートルである。この橋は、グダニスクのトランスプロジェクトが設計し、ブディメックスとフェロビアル・アグロマンが9千万ユーロの費用をかけて建設した。^[27]

世界で最も幅の広いエクストラドーズド橋は、ポーランドのA1アウトストラーダにあるMost autostradowy w Mszanie (MA 532)です。^[要出典]

スリランカ道路開発局は、既存の新ケラニ橋周辺の交通状況の改善を目的としたプロジェクトの一環として、ケラニ川にエクストラドーズド橋である新ケラニ川橋を建設した。 ^[28]このプロジェクトは2021年11月に完了した。^[29]

タンザナイト橋はタンザニア連合共和国初のエクストラドーズド橋である。全長6.23キロメートルのこの橋は、ダルエスサラームのココビーチとアガカン病院付近を海上の4車線橋（1キロメートル）で結ぶことで交通渋滞の緩和を図る。工事は今年後半に開始され、2021年に完成する予定である。全長6.23キロメートルのうち、新しい橋の長さは1.03キロメートルである。主橋自体は670メートルの長さで、最大スパン125メートルのエクストラドーズド橋として設計されている。道路は、2車線が4車線に拡張された4.52キロメートルの区間と、新しい0.68キロメートルの区間で構成されている。^[30]

マハチェサダボディンドラヌソーン橋はタイ初のエクストラドーズド橋である。全長4.3キロメートルのマハチェサダボディンドラヌソーン橋は、西側（バーンクラン地区とバーンシームアン地区）とノンタブリー県東部（スアンヤイ地区とタラートクワン地区）を結び、ラチャプルック通りにつながる新しい道路となっている。^[31]

アンタルヤ市中心部にあるチャリ橋は、トルコで設計・建設された最初のエクストラドーズド橋である。長さ180メートル（590フィート）のこの橋は、80メートル（260フィート）の主径間と50メートル（160フィート）の側径間を、2×4組の4本のエクストラドーズドケーブル（ハープ設計）で支えており、幅30メートル（98フィート）のデッキの上に、主径間から離れて傾斜した2つの7メートル（23フィート）のパイロンで支えられている。6車線のこの橋は、2016年の博覧会で開通した。^[32]

米国初のエクストラドーズド橋は、コネチカット州ニューヘイブンのクィニピアック川に架かる州間高速道路95号線（コネチカット・ターンパイク）を通すパールハーバー記念橋の北行き区間で、2012年6月22日に開通した。南行き区間は2015年8月19日に開通し、米国で4番目のエクストラドーズド橋となった^[33]。

米国で2番目と3番目のエクストラドーズド橋は、テキサス州ウェーコのブラゾス川に架かる州間高速道路35号線の 側道スパンである。建設は2012年7月に始まり、2014年7月に開通した。これらはテキサス州で建設される最初のエクストラドーズド橋である。^{[34] [35]}

米国で5番目のエクストラドーズド橋は、ミネソタ州オークパークハイツとウィスコンシン州セントジョセフの間のセントクロワ川に架かるセントクロワクロッシングです。橋の建設は2014年に始まり、2017年8月2日に開通しました。この橋は、機能的に時代遅れで老朽化していたミネソタ州スティルウォーターのダウンタウンにある古いスティルウォーター橋に代わるものです。