斜張橋

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斜張橋
原型: 吊り橋
関連: なし
橋渡対象: 歩行者自動車トラックライトレール
支間長: 50-150m
材質: 鉄索プレストレスト・コンクリート製箱桁、製もしくはコンクリート製支柱
可動: 不可
高さ:
仮構: 基本的に不要
多々羅大橋

斜張橋(しゃちょうきょう/Cable-stayed bridge)は、の形式の1つで、塔から斜めに張ったケーブルを橋桁に直接つなぎ支える構造のものである。ケーブルを利用し吊って支えることから、広義には吊り橋の一種と言える。しかし狭義には、すなわち土木工学分野、橋梁工学分野では吊り橋とは区別される。斜張橋はこの狭義の吊り橋(以降、単に「吊り橋」と記す)に次ぐ支間長(スパン、塔と塔の間隔)を得られる。

歴史[編集]

サンダイアル歩道橋、カリフォルニア州レディングサンティアゴ・カラトラヴァの設計による

近代的な斜張橋は戦後、ドイツでライン川に架けられたものとされる。少ない材料で建造するのに適していたが、ケーブルにかかる負荷の計算など構造解析が難しく、永らく小規模なものに止まっていた。しかし、20世紀末期からコンピュータによる構造解析やシミュレーション技術などの進歩により、長大な橋が幾つも建設されている。

本四連絡橋の1つの多々羅大橋は、当初は吊り橋で計画されていたが、途中で斜張橋に変更された。同じ本四架橋で初期に建設された吊り橋の大鳴門橋の中央径間 (876m) を超える890mを実現し、世界最長の斜張橋だった。2012年4月13日、ロシア極東ウラジオストクムラヴィヨフ・アムールスキー半島ルースキー島の間の東ボスポラス海峡(en)を跨ぐルースキー島連絡橋が完成し、2本の橋脚の間が1104 mで世界最長記録を塗り替えた[1]。 またケーブルの張り方が均等でない、塔が斜めであるなどの特殊な形状のものも可能となってきている。例えば、アメリカ合衆国のサンダイアル(日時計)橋は、斜めに傾斜した塔の片側だけにケーブルが張られており、その名の通り傾いた塔が日時計となっている。また東京のかつしかハープ橋は、川を斜めに渡るため、橋桁すなわち路面がS字型という特殊な形状をしている。

形式[編集]

吊り橋との相違[編集]

両者の形状比較

吊り橋と斜張橋は、いずれもケーブルの張力を利用した吊り構造という点では同じである。大きく異なるのは、斜張橋が塔と桁をケーブルで直結しているのに対し、吊り橋は塔の間にまず渡したメインケーブルがありそこから垂らしたハンガーロープで桁を吊っていることである。このため、桁に掛かる力は、吊り橋では垂直方向の張力だけであるが、斜張橋では垂直方向の張力に加えて橋軸方向の圧縮力が作用する。吊り橋では両端にアンカーブロック、またはアンカレイジというメインケーブルを繋ぎとめる重しがいるが、斜張橋では桁に作用する圧縮力とケーブルに作用する引張力を塔の左右で釣り合わせるために不要である。

また同じスパンの場合、塔の高さは斜張橋の方がやや高くする必要がある。

斜版橋[編集]

斜張橋の特殊な形式の1つに「斜版橋」がある。通常の斜張橋では桁を支える斜めのケーブルが露出しているが、斜版橋ではケーブルの周囲をコンクリート版で被覆することでPC部材[2]としたものであり、これにより橋全体の剛性が向上する[3][4]

構造[編集]

ケーブルの張り方
手前、新尾道大橋(ハープ型)
後方、尾道大橋(放射型)

主塔[編集]

ここから張られたケーブルで桁をささえる。塔は2本であることが多いが1本の場合、3本以上の場合もある。塔の形状はさまざまで一本の柱状、吊り橋と同様の2本組、塔の上部をすぼめた逆Y字形やA字型など各種存在する。塔には圧縮力のみが作用する。材料は鉄筋コンクリート (RC) が用いられることが多い。

ケーブル[編集]

斜材ともいう。主塔と桁を繋ぎ桁を支える。構造上、塔から左右に張られたケーブルと桁でバランスをとるため吊り橋のような両端のアンカレイジは不要である。

ケーブルの張り方にはいくつか種類がある。

側面形では、塔の先端で全てのケーブルをまとめた放射型、少しずつずらしたファン型、さらにずらしケーブル同士が平行に張られたハープ型などがある。放射型はケーブルの塔頂でのとりまとめ構造が複雑になるのでケーブル本数の少ない小型の橋にしか用いられない。主観の問題ではあるが美しさではハープ型が最良とされている。

各形式の例

平面形では、桁中央のケーブルのみで支持する1面吊り、桁両側面のケーブルで支持する2面吊りがある。

ケーブルの本数も設計上の自由度がある。本数を少なくしたほうが構造計算が容易になる。本数を多くしたほうがケーブル1本あたりに作用する力は小さくなる。

[編集]

橋桁あるいは主桁ともいい、人や車が通行する部分である。形状はトラスや箱形があるが近年のものは箱形が多い。塔の左右でバランスをとるため、一般的には、主塔2本の場合側径間と中央径間の長さの比を1:2、主塔1本の場合は1:1とする。ただし生口橋などは側径間をコンクリート構造、中央径間を構造とすることで主径間の比を大きくしている(鋼よりコンクリートのほうが比重が大きいため)。

世界の斜張橋[編集]

名称 所在地 中央径間長 供用開始時期
ルースキー島連絡橋 ロシア 1,104m 2012年
蘇通大橋 中国 1,088m 2008年
昂船洲大橋 香港 1,018m 2009年
多々羅大橋 日本 890m 1999年
ノルマンディー橋 フランス 856m 1993年
閔(ミン)浦大橋 中国 708m 2009年
南京長江三橋 中国 648m 2005年
南京長江二橋 中国 628m 2001年
武漢白沙長江大橋 中国 618m 2000年
青州閩江大橋 中国 605m 1996年
楊浦大橋 中国 602m 1993年
リガ斜張橋 ラトビア 595m 1981年
リオン・アンティリオン橋 ギリシャ 560m 2003年
カントー橋 ベトナム 550m 2010年
高屏溪斜張橋 台湾 330m 1999年

中国では1,000m超の橋が他にも計画されている。

日本の斜張橋[編集]

名称 道路 所在地 支間長 供用開始時期
多々羅大橋 瀬戸内しまなみ海道 広島県愛媛県 890m 1999年
名港中央大橋 伊勢湾岸自動車道 愛知県 590m 1998年
鶴見つばさ橋 首都高速湾岸線 神奈川県 510m 1995年
生口橋 瀬戸内しまなみ海道 広島県 490m 1991年
東神戸大橋 阪神高速5号湾岸線 兵庫県 485m 1994年
女神大橋 ながさき女神大橋道路 長崎県 480m 2005年
横浜ベイブリッジ 首都高速湾岸線・国道357号 神奈川県 460m 1991年
櫃石島橋 瀬戸中央自動車道JR瀬戸大橋線 香川県 420m 1988年
岩黒島橋 瀬戸中央自動車道・JR瀬戸大橋線 香川県 420m 1988年
名港東大橋 伊勢湾岸自動車道 愛知県 410m 1998年
名港西大橋 伊勢湾岸自動車道 愛知県 405m 1986年
新猪名川大橋 阪神高速11号池田線 兵庫県大阪府 400m(全長) 1998年
鷹島肥前大橋 長崎県道・佐賀県道109号鷹島肥前線 佐賀県長崎県 400m 2009年
ときめき橋 北陸自動車道 新潟県 372m(全長) 1994年
新湊大橋 港臨道路富山新港東西線 富山県 360m 2012年
大和川橋梁 阪神高速4号湾岸線 大阪府 355m 1983年
天保山大橋 阪神高速5号湾岸線 大阪府 350m 1986年
大島大橋 大島大橋有料道路 長崎県 350m 2001年
舞鶴クレインブリッジ 京都府 350m 2000年
美原大橋 国道337号美原バイパス 北海道 340m 2005年
たっぷ大橋 北海道道81号岩見沢石狩線 北海道 281m 2004年
小鳴門大橋 徳島県道11号鳴門公園線 徳島県 280m 1997年
矢部川大橋 有明海沿岸道路 福岡県 261m 2009年
府中四谷橋 都道20号 東京都 260m 1998年
神納橋 北海道道57号旭川深川線 北海道 250.8m(全長) 1963年
呼子大橋   佐賀県 250m 1989年
十勝中央大橋   北海道 250m 1988年
末広大橋 徳島県道29号徳島環状線
旧徳島県道211号津田安宅線
徳島県 250m 1976年
青森ベイブリッジ 青森港臨港道路2号線 青森県 240m[5] 1992年
豊田アローズブリッジ 伊勢湾岸自動車道 愛知県 235m[6] 2005年
清砂大橋 放射16号 東京都 230m 2004年
かつしかハープ橋[7] 首都高速中央環状線 東京都 220m 1987年
天建寺橋 佐賀県道・福岡県道138号西島筑邦線 福岡県佐賀県 219m 1999年
尾道大橋 国道317号 広島県 215m 1968年
新尾道大橋 瀬戸内しまなみ海道 広島県 215m 1999年
中央大橋 東京都道463号上野月島線 東京都 210.7m(全長) 1993年
坂東大橋 国道462号 群馬県埼玉県 200m 2004年
鮎の瀬大橋[8] 熊本県山都町 200m[9] 1999年
栄川運河橋[10] 宇部湾岸道路 山口県 190m[11] 2011年
東名足柄橋 東名高速道路 静岡県 185m 1991年
荒津大橋 福岡高速1号線 福岡県 184.2m 1988年
石狩河口橋 国道231号 北海道 160m 1976年
ツインハープ橋 北海道道90号旭川環状線 北海道 140m 1991年
勝瀬橋[12] 神奈川県 128m 1959年
鵜飼い大橋[13] 岐阜県道77号岐阜環状線 岐阜県 469m 2003年

参考資料[編集]

  • 藤川寛之 『本州四国連絡橋のはなし-長大橋を架ける-』 財団法人交通研究協会発行、成山堂書店、2002年8月ISBN 978-4425761111

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ ロシア:世界最長の斜張橋が完成 毎日新聞2012年04月14日
  2. ^ PCとは"Prestressed Concrete"のことであり、内部のケーブルが締め上げられ緊張状態のままコンクリートが打設されることで、完成後もコンクリートに圧縮力が掛かり強度が高くなる。
  3. ^ 斜版橋の例として、九州新幹線の川内川橋梁がある。
  4. ^ 藤野陽三著、『橋の構造と建設がわかる本』、ナツメ社、2012年3月26日発行、ISBN 9784816352027、160-161頁
  5. ^ 中央支間長。桁長は498m。
  6. ^ 全長820m。
  7. ^ 世界初の曲線斜張橋。
  8. ^ Y字橋脚と斜張橋との複合型。
  9. ^ 全長390m。
  10. ^ 複合構造のS字型曲線斜張橋としては日本国内初。
  11. ^ 全長290m。
  12. ^ 日本初の斜張橋。
  13. ^ 長良川の「鵜飼い」にちなみ、主塔を鵜匠に、ケーブルを手綱に、橋桁を鵜船に見立てた独特の造りになっている。

外部リンク[編集]