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Through arch bridge - Wikipedia

通り抜けアーチ橋はアーチ橋の一例です。 「通り抜けアーチ」 は through arch bridge の直訳です。

通り抜けアーチ橋 (Through arch bridge)

通り抜けアーチ橋 (through arch bridge) は 半通り抜けアーチ橋 (half-through arch bridge) とも 通り抜け型式アーチ橋 (through-type arch bridge) とも呼ばれ、 鋼や強化コンクリートで製造され、アーチの基底部が路面より低く、 アーチの頂上が路面より高いものである。 ケーブルや梁が路面の中央部をアーチから張力で支える。


シドニー・ハーバー・ブリッジはこの形式の橋である。
  1. 機能
  2. 著名な実例
  3. アーチ・リブの配置
  4. 結合アーチ橋
  5. 建設の流れ
機能

特別な建設方式では、とりわけ石のアーチの場合には、 大きさがどうであれ、アーチの比率は類似している: アーチを高くするには幅を広くする必要がある。 半円アーチの場合には高さは幅の半分である。 深くて狭い峡谷を横断するために、 アーチを平坦な路面の完全に下に設置することができる。 しかし、より平坦な地方では橋は進入路よりも上になってしまう。 幅の広い橋は非常に高いアーチが必要とされ、著しい障害物となり、 道路に坂道が必要となる。 小さな橋も「こぶ」ができ (hump-backed, 太鼓橋のようになり)、 ポンティプリッドのオールド・ブリッジ のような橋では非常に急になるので階段が必要となり、車両の交通が困難となる。 鉄道でもアーチ橋は困難となる。 というのは鉄道では更に坂道があって欲しくないからである。 平坦な地形で鉄道にアーチ橋を使用すれば、長い進入用の盛土が必要とされ、 建設が大変なことになる。 更に問題となるのが橋の基礎である。 アーチ橋は足元で大きな横向きの押し出す力を生成し、 厚い岩盤の基礎が必要である。 「こぶ」の問題を避けるためにアーチの形を平坦にすれば -- 例えば ブルネルメイデンヘッド橋では -- この横方向に押し出す力を増大する。 時々、十分に平坦なアーチ橋を建設することが不可能である。 これは単に基盤の限界によっており、とりわけ平坦な地方ではこのようになる。 歴史的には、このような橋は、しばしば複数の小さなアーチから構成される高架橋になった。

建築資材として鉄やコンクリートが利用可能になると、 「通り抜けアーチ橋」を建設することが可能となった: 「通り抜けアーチ橋」では路面がアーチの頂上の上を通る必要がなくなった。 これで必要になる構造は: アーチから吊り下げられた棒、チェーンあるいはケーブルが張力で路面を支え、 更にアーチに路面が通り抜けるためのすき間が必要である。 これらの最初のものはとりわけ石造建築では達成できず、錬鉄や鋼が必要である。 通り抜けアーチの使用により、 アーチの比率や大きさが変化するわけではない。大きなスパンにはまだ高いアーチが必要である。 しかし交通を妨げることなく、 アーチの路面上の高さをどのようにすることもできる。 アーチはその両端で下方に到達することもできる。 これにより強固な基礎に到達したり、 上方の台地から深い谷を張り渡すために路面を適当な高さにすることができる。 タイン橋はこのどちらの利点も実証している。

著名な実例

この形式の良く知られた 1 つの実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・ゲート橋 (Hell Gate Bridge) に基礎を置いている。 他の橋には次が含まれている: ニューキャッスル・アポン・タインの偶像的なタイン橋; ニューヨーク市とニュージャージー州を接続するベイヨン橋 (Bayonne Bridge)、 これはシドニー・ハーバー・ブリッジよりも長い; ボーン橋サガモア橋、 ケープ・コッド運河 (Cape Cod Canal) にかかる、より小さくて、ほぼ双子の橋; テキサス州オースティン (Austin) の ペニーバッカー橋 (Pennybacker bridge); 更にはテネシー州メンフィスのエルナンド・デ・ソト橋 (Hernando de Soto Bridge) がある。 ウィラム鉄道橋 (Wylam Railway Bridge) は通り抜けアーチ橋の初期の実例で、 タイン橋の上流にある。

ヘル・ゲート橋
ニューヨーク
完成後すぐ
ベイヨン橋、鋼の
アーチ橋で世界で
5 番目に長い。
タイン橋、ニュー・
キャッスル・アポン・タイン
1926 年開通
朝天門長江大橋
世界で最も長い
通り抜けアーチ橋
アーチ・リブの配置

通り抜けアーチ橋は通常は 2 つのリブ (骨組み、肋材、rib) から構成されている。 もっともハルム・アーチ橋のように 1 つのリブしかない通り抜けアーチ橋の実例もある。 2 つのアーチが平衡面に建設されていれば、 構造は平行リブ・アーチ橋 (parallel rib arch bridge) と呼ばれる。 2 つのアーチが互いにもたれかかって、 頂上の近くでアーチの距離が短くなっている時はバスケット・ハンドル・アーチ橋 (basket handle arch bridge) と呼ばれる。


ペンテレ橋はバスケット・ハンドル・アーチ橋
の 1 つの実例である。1 方の端から見ると
2 つのアーチはハンドルの形をしている。
結合アーチ橋
詳細は結合アーチ橋を参照。

多くの結合アーチ橋は通り抜けアーチ橋にもなっている。 張力を与える構造はアーチの横方向の負荷を結び付けることは元よりのこと、 適当な高さにして路面を構成する。 これに関しては通り抜けアーチ橋と同様である。

逆は事実でない: 通り抜けアーチ橋は必ずしも結合アーチ橋ではない。 但し、張力を与える構造があれば別であり、これが結合アーチ橋のキーである。 見かけは類似しているが、 結合アーチ橋とそれ以外の通り抜けアーチ橋は構造的には全く異なっている。 負荷を配分する方法には関連性がない。 とりわけ、スタンリー・フェリー水道橋のような鋳鉄製の橋は結合アーチ橋に 似ているが、鋳鉄製の橋は張力には弱く、構造的に結合アーチ橋ではない。

ブルネルの錬鉄製のウィンザー鉄道橋
は結合アーチ橋且つ通り抜けアーチ橋
スタンリー・フェリー水道橋 (ヨークシャー)
は 1839 年に開通、鋳鉄製、通り抜けアーチ橋
であるが結合アーチ橋でない。
建設の流れ

ある場所では建設中にアーチを下から支えることが現実的でないことがある。

現代の建設では一時的な複数の塔が設置され、 地面にアンカーで取り付けたケーブルで支えられる。 一時的なケーブルが各側から張られて、 建設中のアーチの円弧を支える。 アーチがほとんど完成すると、 ジャッキがすき間の上あるいは下に設置されて、 アーチを引き離し、ここで最後の区間がその場で建設されるか、 (製造済みのものが) 定位置に持ち上げられる。

ある場合にはこの型式のアーチは両側でカンチレバーを建設することにより建造され、 カンチレバーは (両端の) 重い橋脚にボルトでしっかりと固定される。 未完成の水路側の端が両端から建設され、中央部分が建設により充填されるか、 あるいは製造済みの中央区間を持ち上げる。 この形式の建設はシドニー・ハーバー・ブリッジで使用され、 アーチの高い部分に張った支持ケーブルは建設後取り外された。