アーチ橋を通る

アーチ橋を通る

ベイヨン橋は、キル・ヴァン・カル川に架かる中間支承のアーチ橋で、ニュージャージー州ベイヨンとニューヨーク市スタテン島を結んでいます。
祖先	アーチ橋
運ぶ	歩行者、車両、電車
スパン範囲	長さ
材料	鋼鉄
移動可能	いいえ
設計努力	高い
仮設工事が必要	めったに

貫通アーチ橋は、貫通型アーチ橋とも呼ばれ、鋼鉄や鉄筋コンクリートなどの材料で作られ、アーチ構造の基部はデッキの下にありますが、上部はデッキより上に上がっている橋です。下部支承または中間支承のいずれかになります。つまり、デッキはアーチ内にあり、張力のかかったケーブルまたは梁がデッキの中央部分をアーチから吊り下げます。

特定の建設方法、特に石造アーチの場合、アーチの比率はサイズに関係なく同じままであるため、幅の広いアーチにはより高いアーチが必要になります。^[1]半円形のアーチの場合、高さはスパンの半分です。深く狭い峡谷に架かる橋では、アーチ全体を平坦な道路の下に配置できますが、より平坦な地域の橋は道路のアプローチよりも高くなっています。幅の広い橋では、道路にとって大きな障害物や傾斜になるほど高いアーチが必要になる場合があります。小さな橋はこぶのある橋にすることができますが、ポンティプリッドのオールドブリッジなどの大きな橋は、階段が必要になるほど急勾配になり、車輪付きの交通での使用が困難になる場合があります。鉄道でも、アーチ橋は傾斜にさらに耐えられないため、困難です。平坦な地形で鉄道に単純なアーチ橋を使用する場合、長いアプローチの盛土を建設するコストが相当になることがあります。

さらに問題となるのは橋の基礎である。アーチ橋は基礎に大きな横方向の圧力がかかることから、堅固な岩盤の基礎が必要となる。ブルネルのメイデンヘッド橋のようにアーチ形状を平らにすると、この横方向の圧力が増大する。基礎の制約により、十分に平らなアーチを実現することは不可能な場合が多い。特に平坦な土地ではそうである。^[1]歴史的には、このような橋は複数の小さなアーチからなる 高架橋になることが多かった。

鉄やコンクリートを構造材料として利用できるようになったことで、アーチ橋を建設することが可能になった。アーチ橋では、デッキをアーチの上部に運ぶ必要がない。^[1]これには、テンションロッド、チェーン、ケーブルによってアーチからデッキを支える構造と、アーチに隙間を設けてデッキを通過させる構造の両方が必要である。特に、この最初の条件は石造建築では実現できず、錬鉄または鋼鉄が必要である。

貫通アーチを使用しても、アーチの比率やサイズは変わりません。スパンが長いと、やはり高いアーチが必要になりますが、これで交通を妨げずにデッキ上のどの高さにも到達できます。アーチは側面が下方に伸びることもあります。これは、強固な基礎に到達したり、上部の台地から深い谷を渡るのに便利な高さに道路を配置するためです。タイン橋は、この両方の利点を示しています。

このタイプの有名な例はオーストラリアのシドニー・ハーバー・ブリッジで、ニューヨーク市のヘルゲート・ブリッジがモデルになっている。^[2]他の橋には、世界最長の路上アーチ橋である中国の朝天門橋、 ^[3]ニューカッスル・アポン・タインのタイン橋、シドニー・ハーバー・ブリッジよりも長いニューヨーク市とニュージャージー州を結ぶベイヨン橋、アフワズ・ホワイト橋、ケープコッド運河にかかるより小型でほぼ双子のような橋であるボーン橋とサガモア橋、テキサス州オースティンのペニーバッカー橋、テネシー州メンフィスのエルナンド・デ・ソト橋などがある。ワイラム鉄道橋はタイン橋の上流にある初期の路上アーチ橋である。^[4]

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  中国の朝天門橋は、世界で2番目に長い鋼製アーチ橋です。
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  完成直後のニューヨークのヘルゲート橋。
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  バイヨンヌ橋は、世界で6番目に長い鋼製アーチ橋です。
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  ニューカッスル・アポン・タインのタイン橋は1928年に開通しました。
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  1930年代に建設されたアフワズ・ホワイト・ブリッジ。
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  シドニー ハーバー ブリッジは、世界で 9 番目に長い貫通式アーチ橋です。
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  ワシントン D.C.のフレデリック・ダグラス記念橋

通り抜けアーチ橋は通常2本のリブで構成されているが^[5]、ハルム・アーチ橋のように1本のリブを持つ通り抜けアーチの例もある。2つのアーチが平行な平面に建設されている場合、その構造は平行リブアーチ橋である。2つのアーチリブが互いに傾き、上部近くのアーチ間の距離が短くなると、そのスパンはバスケットハンドルアーチ橋となる。^[6]

多くのタイドアーチ橋は、貫通アーチ橋でもあります。貫通アーチの場合と同様に、張力部材はアーチの側面荷重を結合するだけでなく、橋床版を形成するのに便利な高さにあります。

逆は当てはまりません。つまり、通り抜けアーチ橋は、タイドアーチの鍵となる意図的な張力部材も備えていない限り、タイドアーチ橋であるとは限りません。見た目は似ていますが、タイドアーチ橋とアンタイドアーチ橋は構造的に全く異なり、荷重を分散する方法にも関連性はありません。特に、スタンレーフェリー水道橋などの鋳鉄橋はタイドアーチ橋に似ていますが、鋳鉄は張力に弱いため、構造的にはタイドアーチではありません。

場所によっては、建設中にアーチを下から支えることが現実的ではありません。

現代の建築では、仮設の塔が建てられ、地面に固定されたケーブルで支えられます。仮設ケーブルは両側から飛び出し、アーチのセグメントを支えながら建設されます。アーチがほぼ完成すると、隙間の上または下にジャッキ ブリッジが設置され、アーチが押し広げられます。そこから最終セクションが所定の位置に建設されるか、所定の位置に持ち上げられます。

場合によっては、このタイプのアーチは、両側から片持ち梁を建設し、岸側の端を重い橋脚にしっかりとボルトで固定することによって作成されます。次に、未完成のチャネルの端を互いに向かい合わせて建設し、建設によって埋めるか、プレハブの中央部分を持ち上げて埋めます。このタイプの建設は、上に示したシドニー ハーバー ブリッジで使用され、完成後にアーチの高い側の支持ケーブルが取り外されました。

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• Tonias, Demetrios E.; Jim J. Zhao ( 2007 )。橋梁工学。McGraw Hill Professional。ISBN 978-0-07-145903-7。