カンチレパートラス橋

先日の旅で、走行中のバスから熊野川を眺めていたら、気になる橋がありまして。それがこちらの写真です。

うーん、このタイプの橋の写真は見たことがあるんだけど、なんという種類の橋だったかなあ? 鋼材をトラス(三角形)の形に組んでいるタイプなので、「トラス橋」の一種なんだけど、少し吊り橋にも似てますね。

あ、ちなみに「一般的なトラス橋」ってこんなヤツ。これはよく見ますよね。

んで謎の橋なんですけど、まずはgoogle先生に訊いてみることにしました。

掛けられた位置からして、この橋は幹線道路から熊野川対岸にある水力発電所へ渡るために造られた橋だと思われます。水力発電所は「電源開発(現J-Power)」って書いてあったから、橋の施工者も電源開発でしょう。なので「熊野川 トラス橋 電源開発」で検索してみると・・・ありましたー。

敷屋大橋(和歌山県)

国道168号を十津川からさらに南下し、和歌山県に入る。国道の旧道部分に、このカンチレバートラスが架かっている。天気はよく、通るクルマなどない旧道。それでも、敷屋大橋は美しくそこにあった。
このすぐ下流に十津川第二発電所がある。電源開発所有・運営で、そのために架けられた橋ということだろう。

1960年4月電源開発株式会社建造

轍のあった道

「轍のあった道」さんのHPでした。このHPは廃道とか隧道マニアには有名です。

橋の名前は「しきやおおはし」。橋の形式は「カンチレバートラス」橋だと分かりました。 そういえば、橋のたもとに同名のバス停があったような気も、するなあ(笑)。

さて、橋の形式である「カンチレバートラス」ですけど、これはカンチレバー+トラスです。トラスは前に出てきたけど、 「カンチレバー(cantilever)」ってなんでしょう?

答え・・・「片持ち梁」(あるいは一端固定他端自由梁)

wikiによりますと、「水泳プールにある飛び込み板は、片持ち梁構造の代表的な形」だそうで、ん・・・「高飛び込み」する奴かな・・・。

だけどさあ、さっきの写真見ても、どこに片持ち梁(カンチレバー)が使われているのか、よく分からないんですけど・・・? 

wikiトラス橋によりますと「カンチレバー橋は、吊桁を、両側の橋脚から張り出した片持ち梁がヒンジを介して保持するものである。」だそうです。なるほど。wikiを参考に図化してみるとこうなります・・・

写真だとよくわからないのですが、川の中州に立つ二本の橋脚の間に「吊桁」があり、ヒンジを介してその荷重を両側の片持ち梁が支えているんだね。だから荷重が集中する片持ち梁をしっかり支えられるよう、橋脚あたりの鉄骨を吊り橋みたいな形に組むことで、しっかり荷重を支える構造になっているわけだ!

「ヒンジ」は「ちょうつがい」だと思ってください。上下左右には動かないけど、回転は自由な支え っていう意味。このヒンジを設けることが味噌なのです! 

ヒンジがあるかないかで、中央の吊桁に掛かる曲げモーメントが大きく変化するのです。

あ、曲げモーメントってのは、この場合「桁を曲げようとする力」です。桁が曲がったら使い物にならないから、構造物はなんでも、曲げモーメントに耐えられるように造らないといけないのです。しかも、部材の場所によって曲げモーメントの値は異なるので、曲げモーメントが大きい箇所は、他の所より頑丈な構造にする必要があるのです。→こういう学問を「構造力学」って言います。機械・建築・土木系の学科で勉強します←

閑話休題。「部材の場所によって曲げモーメントの値がどうなるか」を図に示したのが、曲げモーメント図です。 カンチレバートラス橋と普通のトラス橋の桁で、曲げモーメント図がどう違うかを示したのが下の図です。

無断借用しちゃいますが、上が カンチレバートラス橋 。下が普通のトラス橋の曲げモーメント図です。縦線が吊り橋みたいに見えてますが、縦線は曲げモーメントの数値を示していて、山の高いところ・谷の深いところは大きな曲げモーメントがかかっていることを示します。山と谷があるのは、モーメントの向きを上下で示しています。細かいことは「構造力学」でやってね(笑)。

カンチレバーとは?1分でわかる意味、構造、カンチレバー橋、片持ち梁
建築学生が学ぶ構造力学

ま、くらべてみると、上のカンチレバー橋で、ヒンジに囲まれた「吊桁」にかかる曲げモーメントが小さくて済んでいるのが分かりますよね。

下の普通のトラス橋の場合、中央部に大きな曲げモーメントが掛かるので、中央に橋脚を立てて桁を支えたいところです。が、上のカンチレバートラス橋では、中間の橋脚は不要そうだし、吊桁をもっと長くしても大丈夫かも・・・って思いますよね。

はい。それがこの橋梁形式のメリットです。これまでのトラス橋と比較して、中央部に橋脚を立てることなく、長い(吊)桁(=橋脚と橋脚の間が広い) の橋を架けることが可能になったのです。

吊桁は現地ではなくよそで造って、最後にクレーン船で「よっこらしょ」と吊って架設することも可能なので、大きい川、深い川に少ない橋脚本数で橋を架ける時、有利な橋型式になるわけです。

※カンチレバートラス橋は、ハインリッヒ・ゲルバー(ドイツ語版)が考案したため、日本ではゲルバー橋とも言われるそうです。

投稿者:

モト

元河川技術者、現在は里山保全の仕事をしているおっさんです。西尾市在住の本好き歴史オタク。

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