ゴーダーバリ・アーチ橋
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Godavari Arch Bridge - Wikipedia
ゴーダーバリ・アーチ橋： Google map、 フォト・スフィア
ゴーダーバリ・アーチ橋は弓ヅル・ガーダー橋 (bowstring-girder bridge) で、インドのラージャムンドリ (Rajamundry) でゴーダーバリ川にかかっている。 この橋はラージャムンドリでゴーダーバリ川にかかっていた 3 つの橋の中で最も最近のものである。 最も早いハヴェロック橋 (Havelock Bridge) は 1897 年に建設され、 その任務をまっとうして、1997 年に退役した。 第 2 の橋はゴーダーバリ橋と呼ばれ、トラス橋でアジアで 2 番目に長い鉄道橋である。
(第 3 の) この橋はアジアで最も長いスパンを持ち、 プリストレスト・コンクリート・アーチ橋の 1 つである。 この橋を建設したインド鉄道 (Indian Railway) は 「コンクリートを使用した弓ヅル・ガーダー橋が 97.55 m もの長いスパンを持って建設されたのは恐らく世界中で初めてのことであろう、 しかも鉄道に限っても同様であろう」 と述べている。 これは芸術、メディア、文明においてもラージャムンドリを代表するものとして広く使用されてきた。 これはラージャムンドリの認められた象徴の 1 つである。
橋はゴーダーバリ川を横断して建設され、この川は長さが 1000 km (620 マイル) で、南インドで最長である。 橋は川がデルタに進入する場所に建設され、川は 60 km (37 マイル) 下流で海に注いでいる。 橋の場所で、ゴーダーバリ川はおよそ 3 km (1.9 マイル) の幅で流れ、 島の理由から 2 つの水路に分かれている。 川で観測された最大の流量はおよそ 300 万M3/s と報告され、 最大の流速は毎秒 5 m (16 フィート) である。 橋はサイクロン地帯にあり、風速は時速 200 km (120 マイル) に達する。
橋は 2 つの水路 -- コバー水路 (Kovvur channel) とラージャムンドリ水路 (Rajahmundry channel) -- に位置し、そのためコバー・ラージャムンドリ橋とも呼ばれている。 ラージャムンドリ水路は深く岩がちの川床で、しかも水深は 18 - 20 メートル (59 - 66 フィート) である。 これと比較するとコバー水路の深さは浅く、およそ 8 - 10 メートル (26 - 33 フィート) で、 川床は泥の堆積物で構成されている。
この橋はラージャムンドリでゴーダーバリにかかった一連の橋の 3 番目である。 最初の橋はハヴェロック橋で、1897 年にフレデリック・トーマス・グランヴィル・ウォールトン (Frederick Thomas Granville Walton) により建設された。 これは 2950 メートル (9,680 フィート) の長さで、石造の橋脚と鋼のガーダー (桁) で建設されていた。 この橋は 1997 年に任務をまっとうして退役した。 ゴーダーバリ・アーチ橋は実際はハヴェロック橋を置き換えるために建設された。 その上に、ゴーダーバリ・アーチ橋は、オールド・ゴーダーバリ橋 (= ハヴェロック橋) に並行して配置され、 およそ 200 m の短い距離で離れていた。
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左の橋はオールド・ゴーダーバリ橋
あるいはハヴェロック橋 (退役) (右がゴーダーバリ・アーチ橋) |
二番目のゴーダーバリ橋
トラス橋、アジアで 2 番目に長い 道路兼鉄道橋 |
二番目の橋は鉄道橋 -- ゴーダーバリ橋 -- で、1960 年代に チェンナイ (Chennai) - ハウラ (Howrah) 間の鉄道軌道の複線化の一環として建設された。 これはトラス橋で、上部構造が鋼でできている。 これは現役で、下層は単線の鉄道を通し、上層は両面交通道路と歩行者用道路を通している。 ゴーダーバリ・アーチ橋建設の最初の計画はゴーダーバリ橋のような鋼の上部構造から構成されていた。 しかし後にプレストレスト・コンクリート・ガーダーの発想が考えられ、 その結果コンクリート・ガーダーでのデザインが継続した。
ゴーダーバリ・アーチ橋は任務をまっとうしたハヴェロック橋を交換するために建設された。 橋の最初の計画では鋼の上部構造が考えられた。 しかし、建設資材にコンクリートを使用することは 1930 年代の導入以来人気が高く、 上部構造の型式の問題はインド鉄道により再考された。 97.55 メートル (320.0 フィート) のスパンを持つプリストレスト・コンクリートを発展させる可能性を調べることが決定された。 提案の提出に望ましいオプション -- 鋼のガーダーあるいはコンクリート・ガーダー -- を持つ目的のために企業があらかじめ選考された。 提案の提出に選抜された (shortlisted) 3 つの企業の中で、 2 つの企業はコンクリート橋を選び、1 つの企業は鋼橋を選んだ。 これらの提案を基礎にして、インド鉄道当局はデザイン基準を定めた 「照合条項」 (terms of reference) を用意した。 これに従い、選抜 3 企業、「デザイン・標準化組織」 (Research Design and Standard Organization、インドの鉄道省の組織)、 と 「鉄道委員会」 の考えを組み入れるために、 「照合条項」 における彼らの観点や批判が示された。 そして、その結果、橋のデザイン基準が最終化した。
3 つの企業から受け取った提案は 「検証コンサルタント」 (Proof Consultants) により審査され、 「ヒンダスタン建設会社」 (Hindustan Construction Company) が提案したデザインを受け取ることが勧告された。 このデザインは 92.552 m (302.65 フィート) のスパンを持つ弓ヅル・ガーダー型式のコンクリート・アーチで プリストレスト・コンクリート・ボックス・ガーダーが結合要素として振舞うものであった。 この勧告に従い 「ヒンダスタン建設会社」 の提案が受理され、 技術的実現可能性と資金的実行可能性も考慮に入れられた。 「ヒンダスタン建設会社」 は橋の計画・デザイン・建設の注文を勝ち得た。
「ヒンダスタン建設会社」 によりインド鉄道のために建設された橋はスイスの BBR 建設 (Bureau BBR) によりデザインされ、ドイツのレオンハルト・アンドレ＆パートナーズ (Leonhardt Andrä and Partners) がチェックした。 建設は 1991 年に開始し、1997 年まで継続した。 1997 年 3 月に乗客輸送に就任し、2003 年からはインド鉄道による列車を走らせて完全操業している。
2 つのアーチ、ボックス・ガーダー、支柱はすべてプリストレスト・コンクリートでできている。
2 重アーチの幅は一定の 0.8 m (2 フィート 7 インチ) で、 深さは迫元の 1.7 m (5 フィート 7 インチ) から頂上の 1.1 m (3 フィート 7 インチ) まで変化する。 アーチは横方向の支柱 ( フィーレンディール・トラスと呼ぶ) とボックス・ガーダーで接続されている。
28 基の同一な 2 重アーチがあり、これらは放物型で、5.6 メートル (18 フィート) の間隔を置き、 橋脚の中心間の距離は 97 m で、全部で 2.7 km (1.7 マイル) の長さがある。
ベアリング装置の中心から中心までの有効スパンは 94 m (308 フィート) である。
各ガーダーは 95.552 メートル (313.49 フィート) の長さである。
ボックス・ガーダーの最終的な大きさは 95.462 メートル (313.20 フィート)×5,200 ミリ (200 インチ) (底部)、 及び上板の厚さ 296 ミリ (11.7 インチ、中間の厚さ 300 ミリ (9.4 インチ)、下板の厚さは 240 ミリ (9.4 インチ) である。 隔壁がダイナ・ハンガー (Dina Hanger、吊り具) の位置でボックス・ガーダーを強化している。
橋の下部構造は 28 基の橋脚から構成されている。
橋の上部構造は弓ヅル・ガーダー型式である。 デザイン時には計画された列車速度は時速 160 km と受け止められていた。 サイクロンの状態を考慮に入れて、 移動荷重がない時には、考察された風速は時速 200 km (120 マイル) で、 固定荷重の場合には、考察された風速は時速 158 km (98 マイル) であった。 橋の場所は地震地帯 I に属していたため、地震の負荷はデザインに組み込まれなかった。
橋は時速 160 マイル (260 km) で列車を走らせるようにデザインされ、 ラージャムンドリの近辺で予期される サイクロンの最中には 200 マイル (320 km) の風速に耐えるようにデザインされていた。
アーチはハンガー (吊り具) から手渡される固定荷重と移動荷重の 80% を分担するようにデザインされ、 ガーダーに対する曲げ応力 (flexural stress) と剪断応力 (shear stress) を軽減する決定的な役割を演じる。 12 個の沈み支持 (sinking support) がハンガーがガーダーと接続する場所に提供されている。
橋の各スパンには 24 個のハンガーがあり、これらは長さにより 6 個の型式に分割される。 各ダイナ・ハンガーは各々直径 7 ミリ (0.28 インチ) の 49 本の高張力鋼線 (high tensile steel wire) から構成されている。 これらの鋼線は互いに平行に走り、高張力ポリエチレンに包まれ、セメント詰めされている。
ボックス・ガーダーは M42 級コンクリート (M42 grade concrete) で製造されている。 各ガーダーには 16本 の縦ケーブルがプリストレスされ、各々 2950 kN の力でプリストレスされている。
ボックス・ガーダーは橋の路面として機能し、移動荷重を支え、 端に隔壁 (1000 m) (39 インチ) の厚さ) があり、 点検窓がついている。
ガーダーのデザインは全スパン列車荷重、半スパン列車荷重、1/3 スパン列車などを計算して組み込み、 ±10 °C (50 °F) の温度変動を組み込んでいる。 ガーダー成型の各段階 (各ガーダーにはガーダー・ストレスから型枠の除去まで 7 段階ある) で、 アーチ・セクションに加えられた応力が調べられ、記録される。 ガーダー成型ではどの段階でも確実にアーチにひびわれが生じないようにされる。
橋には 1050 トンの容量のポット・ベアリング (pot bearing) が提供されている。 各橋脚ではガーダーは 3 型式 -- PNa, PNe, PN -- の 4 個のポット・ベアリングで支えられている。
PNa 型式のベアリング (双方向のフリー・スライド) を 1 つの橋脚に設置し、 PNe 型式のベアリング (片方向にスライド) を続く橋脚に設置する。 PN 型式は固定型式である。
PNa と PNe 型式のベアリングは縦方向に 60 ミリ (2.4 インチ)、横方向に 10 ミリ (0.39 インチ) の動きにプリセットされ、 トップ・プレートの中心がボトム・プレートの中心から 60 ミリ/10 ミリで相対的に固定された。 ボトム・プレートはクリープ (creep)、収縮、弾性変形 (elastic deformation) による動きを許容した。 これを設置することにより、確実に縦方向の動きが許容されて、 横方向の動きが許容されなくなる。
3 セットのベアリングはスイスから輸入されたが、 バランス・ベアリングはインドのブレイスウェイト・バーン・ジェソップ建設会社 (Braithwaite, Burn & Jessop Construction Company) で製造された。
橋が建設されてから、 鉄道当局は橋脚が設立されている基礎の状態の観点から、 全 28 基の橋脚の沈下調査を実施した。 計測の結果、 唯一つの橋脚 -- コバー水路の橋脚 27 -- の沈下が 211 ミリ (8.3 インチ) のオーダーであることがわかり、これは修正処置が必要で、 これ以外のすべての橋脚の沈下は 75 ミリ (3.0 インチ) 以内で、 橋脚の沈下が落ち着いたことを示していた。 垂直面での回転が不当沈下の規定値を越えていたため、 ヒンダスタン建設会社 (HCC) のコンサルタントである BBR はベアリングのトップ・プレートが 「ボトム・プレートに接触し、ベアリングを損傷する」 と予想した。 この問題を改善するためにコンサルタントは HCC に橋脚 26, 27, 28 の間で 200 ミリ (7.9 インチ) の一様な傾きを維持することを忠告した。 ベアリングを 200 ミリ (7.9 インチ) 持ち上げることは 2003 年 5 月に実施された。 もっとも問題となる橋脚の沈下は 2002 年 5 月以後は重大ではなかった。 これを実施するために、 インドの M/s. FOSROC 社が製造しているセメント接着剤 Conbextra HES を使用した。 (これは自由に流れて、すぐに高い強度・速い硬化を達成する。) ベアリング台座の上部と下部の間の 200 ミリのすき間はこの資材で埋められた。 これは列車の操業を停止 (短期間に 2 回の停止) する注意深い計画によって実施され、 調整期間中に 8 台の 400 トンの容量を持つ油圧ジャックで橋が支えられ、 ロック・ナット (lock nut) とシム・プレート (sim plate) が使用された。