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Burr Truss - Wikipedia

バー・トラスは木造トラスの代表的なものです。ハウ・トラスやプラット・トラスも木造トラスと 考えられますが、これらは伸張要素に金属を使用するため、完全に木造のトラスで、最も高性能なのはバー・トラスに なると思われます。

木造トラスは橋に限定せずに、木造建築に広げると欧米では随分古く、ローマ帝国までさかのぼります。 (木材フレームとキング・ポスト参照。) 又、木造トラス (木造建築) における木造アーチの使用も古くからあり、例えば クラック (Cruck) が屋根に使用されている (少なくとも 16 世紀)。 木造アーチは他にもハンマービーム屋根に使用され、 トラス構造に木造アーチを使用することは随分古くからされています。

木造建築のトラス構造と、覆い橋 (木造トラス橋) のトラス構造では 1 点異なる点があります。 それは、ピン留め (木釘) にあります。 木造建築のピン留めはほぞ穴とほぞの上から、 ピン留めをします (木材フレームを参照) が、覆い橋 (木造トラス橋) の場合にはほぞ穴とほぞによる 接続をせずに単独でピン留めをします。(格子トラス参照。) 従って覆い橋 (木造トラス橋) は後世の鉄・鋼のトラス橋と類似していることがわかります。

バー・アーチ・トラス (Burr Arch Truss) ―― あるいは単にバー・トラスとかバー・アーチと呼ぶ ―― はアーチと多重キング・ポスト (multiple kingpost) の組み合わせである。 これはセオドア・バー (Theodore Barr) により 1804 年に発明され、 1817 年 4 月 3 日に特許が取られ、 橋に使用され、通常は覆い橋に使用された。

バー・アーチと共にキング・ポスト
を利用した覆い橋の内部構造

1. 多重キングポスト (multiple kingpost) とは次のようなトラスです。 だから形はハウ・トラスと同じですが全て木造です。 日本語のページではこれを木造ハウ・トラスと呼んでいる。誤解だらけなので少し整理をします：
   • 元々のハウトラスは金属トラスではなく、多重キングポストの垂直要素 (伸長要素) を金属に変更したもので、 通常は木造トラスに分類される。
   • (木造の) 多重キングポストでは橋を長くできなかった。 しかし 19 世紀初頭にこの改良版としてバー・アーチが発明され、これにより橋を長くすることが可能となり、 米国で木造橋 (覆い橋、カバード・ブリッジ) の標準的なものになった。 バー・アーチの後にハウ・トラスが発明された。性能順 (長さの順) に並べると： 多重キングトラス ＜ バー・トラス (1817 年)＜ ハウ・トラス (1840 年) ハウ・トラスは多重キングトラスの直接の改良版でなく、 ロング・トラス (全て木造, 1830 年) の改良版と思える。
   • 木造アーチを追加する方法はバー・トラスに始まるわけでなく、 すでにザ・コロッサスで登場している。 (ウェーンヴァグ・トラス (Wernwag トラス))
   トラス橋の計算では スクワイヤ・ウィップルの本 (1847 年出版、ウィップル鋳鉄・錬鉄弓ヅルトラス橋の 歴史を参照) がおそらく一番早く、トラスに関しての独語で出版された本 (1865 年、フリードリッヒ・アウグスト・フォン・パウリの著書で レンティキュラー・トラスを扱ったもの、 トラス橋/レンズ型トラスの訳注参照) より先に出版されており、このことから考えても、トラスの関しての科学的考察は米国が最初であったと思われます。
2. 通常は 2 つのアーチが多重キング・ポスト・トラスをはさむ形をとるので、 二重バー・アーチ・トラス (double Burr arch truss) のような呼び方をする。 上の写真のバー・アーチ・トラスがこれに該当する。

バー・トラスの実例 -- 米国ペンシルバニア州
ランカスター・カウンティ の バウムガードナーの覆い橋

バー・アーチ・トラスの背景にあるデザイン原理ではアーチは橋の全荷重をになうことができ、 一方トラスは橋を堅く保持する。 これがなされたのは、キングポスト・トラス [訳注：多重キングポスト・トラスのこと] だけでも負荷を支えることができるが、 橋を横断する動的な負荷を 2 つの部分の間で動的にバランスをとることが不可能であったからである。 計算機に基づく逆の観点からも、 トラスは負荷の大半をにない、アーチは安定性を提供している。 いずれにせよ、アーチとトラスの組み合わせにより、もっと安定した橋となり、 アーチやトラス単独の橋よりも、もっと大きな重さを支えることができる。

インディアナ州にはバー・トラス橋の大きなコレクションがある。 現存する 92 基の橋の中で 53 基がバー・トラスで、この多くが パーク・カウンティ (Parke County) にある。

シム・スミス覆い橋、インディアナ州 パーク・カウンティ。アーチがトラスの下端から 飛び出していることに注意。	マンスフィールド覆い橋、インディアナ州 パーク・カウンティ。強い嵐のせいで屋根が なくなり内部のデザインが見やすくなった。

マンスフィールド覆い橋。スパンを付け 加えて、類似の橋よりも更に橋を延長できる。	メドラ覆い橋、 インディアナ州ジャクソン・ カウンティ、インディアナ州で最も長い覆い橋

ディア・ミルズ覆い橋
インディアナ州モンゴメリー郡

冒頭にも述べたように、「木造ハウ・トラス」 の呼称は間違いで、 「多重キングポスト・トラス」 と呼ぶ方が正解です。 多重キングポストとアーチの併用がバー・トラスの特許と思われるので、 多重キングポストはバー・トラス以前に知られている。

覆い橋 (カバード・ブリッジ) で 「多重キングポスト・トラス」 を単独で使用することもありますが、 これはキングポストの自然な延長とみなせるもので、 短い橋にしか有効でなく、長い覆い橋 (カバード・ブリッジ) にはアーチを併用した 「バー・トラス」 が使用されるのが普通と思われます。 このことから第二次世界大戦前の日本の木造トラスは米国の覆い橋 (カバード・ブリッジ) の強度に匹敵しないことは明白です。

もう少し、この点に関して別の角度から考えてみます。 鋼で作れる橋は鋳鉄でできるでしょうか ? 材質が違うのでこれは可能性がない。 これはわかりきったことですが、 しかしどういうわけだか、戦前の日本人は鋼のトラスを単に木造にしようとしたらしい。 しかし、この方向で考えると話がとても難しくなり、単に真似しかなくなり、 鋼のトラスも外国の単なる模倣以上の何物でもなかった可能性がある。 しかし、木造トラスから出発して、鉄が少し安くなった時点で、 木造トラスの伸張要素を鉄で置き換えるアイデア (ハウ・トラス、プラット・トラス) はある意味で必然的なもので、自然な考え方になる。 そのためこの方法を取れば、実りあるものとなることは言うまでもない。 逆から考えると、思考が袋小路に陥り、発展性がなくなるような気がする。