橋の種類 - Historic Bridge Foundation

はじめに

橋はさまざまに構成されていますが、その材料とそれを使ったデザインで識別されることが多いです。

A Note On Bridge Forms

工学設計の最も単純なレベルでは、橋はビーム、アーチ、サスペンションの3つの基本的な形式があります。この3つの橋の基本形から、以下に述べるようなさまざまな橋の種類が生まれます。橋の種類によっては、さらに様々な構成や上部構造の配置に細分化されるものもある。多くの種類の橋は、船の通行のために移動できるように、機械的な要素を設計に加えることができる。可動橋は、その動きを可能にする機械的な設計によって分類され、いくつかの可動橋のタイプはまた、様々な構成で提供されます。

橋梁の基礎

橋梁部品

スパンの種類

単純スパンでは構造上独立して上部構造が各スパンを形成していることが特徴である。

連続スパンは、単一スパンの上部構造の外観を持ちながら、1箇所以上の橋脚で支持されていることが特徴です。

片持ち式スパンは、下部構造要素から外側に伸び、下部構造要素で支持されていない場所で終わるスパンがあります。これらの外側に伸びる片持梁アームは、橋脚の反対方向に伸びるスパンシステムの残りの半分によってバランスされ、アンカーアームを形成する。

多くの片持ち梁スパンは、反対側の片持ち梁アームに会うためにずっと伸びるのではなく、吊り下げられたスパンを固定するために中央で短く止まる片持ち梁アームを有する。

Superstructure Arrangements

橋の配置とは橋の上部構造に対するデッキ（道路）の位置について言及するものである。
すべての橋梁タイプでこの命名法を使用しているわけではありません。

通過橋は上部構造が車道の横にある。

ポニー橋では、上部構造は車道の上と下にあるが、頭上の支柱はない。ポニーという言葉は、通常トラス橋を説明するときにのみ使われるが、ガーダー橋やアーチ橋にもこの形式の橋があることがわかる。ポニーガーダー」「ポニーアーチ」と思われるものは、通常「スルーガーダー」「スルーアーチ」と表現する。

デッキ橋では上部構造、ブレースが車道より下にある。

梁橋と桁橋

ムーティビーム橋は一般にストリンガー橋と呼ばれ、デッキの上に2本以上（多くは6本以上）の平行な梁が乗っていることが特徴である。

デッキガーダー橋は多桁橋と比較して、ビームが大きく少なく、車道は桁の間にある横床柱の上に乗っている。

通し桁橋は、桁が車道より上にある以外は、デッキガーダーと同様の設計である。横方向の床板はデッキの下に残っている。

コンクリートTビームは、梁がデッキと一体に打設され、横から見て「T」の字を繰り返している、一般的なタイプのコンクリートビーム橋である。

スラブでは、橋は障害物の上で単一の固体ビームとして機能する上部構造によって支持されます。

トラス橋

トラス橋は梁橋の一種で、部材と弦で三角形の枠組みを形成し、大きな梁として機能する構造である。トラス橋は、トラスの配置によって、デッキトラス（車道より下）、ポニートラス（車道より上、頭上ブレースなし）、スルートラス（車道より上、頭上ブレースあり）に分類される。

トラス橋の部品

上の図は Milo S. Ketchum による 1908 年出版の The Design of Highway Bridges and the Calculation of Stresses in Bridge Trusses に掲載された図から引用したものである。現代の使用法を反映させるために、いくつかの用語を修正・追加しました。

金属トラス橋の構成

金属トラス橋には、以下に示すようなさまざまな配置や構成がある。 8401>

Pratt: Pratt trussは最も一般的なトラス構成の1つである。

Pratt Half-Hip: いくつかのプラット・ポニー・トラス橋は腰の垂直部材がなく、ハーフヒップ・プラット・トラス橋として知られている。

Whipple (Double Intersection Pratt):

Howe.D（ダブル・インターセクション・プラット）：19世紀の長いスパンでは、このプラットのバリエーションが一般的だった。対角線はプラットと逆の方向に従っています。

Parker（パーカー）：Pratt（プラット）とは対角線の向きが逆。多角形の上弦を持つプラットトラス。 8401>

Camelback: Pratt truss の上弦が多角形で、長スパンに使われる。トップコード（エンドポストを含む）にちょうど5つのスロープを持つパーカートラス。

Baltimore: パネルが細分化されたプラットトラス。

Pennsylvania (Petit) Truss: パネルが細分化されたパーカートラス。上図の2種類が一般的。今日、トップコードの傾斜が5本のペンシルバニアトラス橋は、通常単に “ペンシルバニア “トラスと呼ばれるが、”キャメルバック・ペンシルバニアトラス “と記すこともできる。ペンシルバニアトラスは長大なスパンに使用され、これまでに建設された最も長い単純スパンも含まれている。

Warren：Waddellの本は、トラスの「三角」と「ウォレン」タイプを区別したが、今日ではすべての種類がウォレントラス橋として知られている。ウォーレン・トラス橋の多くは垂直材を使用しているが、垂直材の頻度は様々である。

Double-Intersection Warren：この設計は、2つのウォーレントラスを重ね合わせ、互いの上にオフセットしたと考えることができます。

Lattice Truss: 三重交差、四重交差、五重交差のウォーレントラスは、一般に単に “ラティス・トラス “と呼ばれています。 Quadruple Intersection WarrenをQuadrangular Warrenと呼ぶこともある。

Kトラス。ケベック橋の建設中に考案されたK-Trussは、いくつかの異なる方法で配置することができ、上の2つの方向が示されています。トップコードは多角形である必要はありません。

Bollman:

Fink: 最初期の鉄橋に使われた珍しいトラス設計です。

Bowstring (Parabolic): 最初期の鉄橋に使われた珍しいトラス設計です。この形式のトラスは、一般に上弦が湾曲しており、「アーチトラス」とも呼ばれることがある。 1870年代に初期の金属トラス形式として最もよく使われました。

Kingpost:

Queenpost: 非常に短いスパンで使用する。非常に短いスパンで使用される。

Waddell “A” Truss: 8401>

Lenticular このトラスは、Aフレームトラスと呼ばれ、少量生産されていた。

Kellogg: アメリカにあるほとんどの例は、コネチカット州イーストベルリンのベルリン鉄橋会社による特許設計で作られました。古風で珍しいトラス形式。

Post（ポスト）。古風で珍しいトラス形式。

Pegram（ピグラム）。古風で珍しいトラス形式。

Thacher: 古風で珍しいトラス形式。

Stearnsの特許を取ったデザインに忠実なものは現存しません。

Metal Truss Connections

Metal Truss Bridges are further classified by the manner which the members are joined together. 接合方法は、ピン接合、リベット接合、ボルト接合、溶接接合などがあります。

1870年から1910年までよく見られたPinned Connectionは、現場で簡単に組み立てられ、すべての部材を通る大きなねじ付きピンから成り、両端はナットで固定される。

ピン接合は、より強固な接合であるリベット接合の台頭により、時代遅れになりました。リベット接合では、トラス部材をガセット・プレートにリベット接合して、部材同士をつなぐ。その後、リベットの代わりにボルトや溶接でガセットプレートに部材を固定するようになる。ボルトや溶接による接続の詳細は、上に示したリベットによる接続と同様である。

カバードブリッジのトラス構成

Wooden covered bridge is truss bridges built from timber and covered with the non-structural roof and wall system. 屋根と壁の下にはトラス部材がある。金属製のトラス橋と同じように、屋根付き橋もさまざまな構成がある。メタルとカバードのトラス構成は重複する部分もあるが、同名のトラス構成でもカバードとメタルでは細部が異なる場合があり、メタルトラス構造では採用されなかったカバードトラス構成も多く存在する。また、屋根付き橋の材料は木材が主流ですが、限られた部分で鉄が使われることもあり（引張部材は鉄の方が木材より性能が良い）、木材の部材の接続に鉄が使われることもあったことに注意してください。