レンズ型の橋

技術的なことは門外漢だが、調べた限りでまとめてみようと思う。

トラス橋?

まず、レンズトラス橋(レンティキュラートラス橋)は、トラスと言っているが、力学的には普通のトラス橋と異なるふるまいをするらしい。普通のトラスが三角形の分力を利用して荷重を分散させることによって支えるのに対して、レンズトラス橋では上弦の鋼材には圧縮力が、下弦の鋼材には引っ張り力が働き、アーチ(上弦)と吊り橋(下弦)を組み合わせた構造になっている。
トラス構造とは、部材ごとに三角形の構造で荷重を分散させ、その部分を組み合わせることで全体を組み上げていくもので、大きな構造物を作ることが出来る(例:大阪万博のお祭り広場の屋根)。トラス構造の橋でも、上弦をアーチ状にした曲弦トラスや、やじろべえのように支点で支えながら全体のバランスを取るカンティレバー・トラスなど、全体としてひとつの力学構造を形成しているものもある。
トラス橋とは、部材が鋼鉄のトラス構造になっている橋の総称と言うことが出来る。

余談になるが、橋の本質とは
(1)桁を渡す
(2)必要に応じて支える
だという。
この考え方から言うと、桁自体を荷重に耐えうる構造にしたのがトラスで、それを支える方法として、アーチ、吊り支える、バランスを取る(カンティレバー)という方法が考えられてきたと、明瞭に区分することが出来る。
ところが土木用語は、ワーレン・トラスというトラスの組み方を指す用語と、カンティレバー・トラスという全体構造を指す用語が並列して用いられていたりして、まぎらわしい。


レンズ型の橋

アーチ(上弦)と吊り橋(下弦)を組み合わせるというレンズトラス橋(レンティキュラートラス橋)の発想を現在に甦らせた人がいる。川口衛はイナコスの橋(大分県別府市)の設計にあたり、「吊り橋式サスペンアーチ構造」のレンズ型の橋としたが、これは向山辰夫によると、上路式にすることで上弦アーチを床組として用い、レンズトラス橋のトラス構造とは別に床組を作らなければならないという不経済性を克服した構造であるという。[イナコス橋〜アーチ構造と不静定反力について〜]
また、圧縮力が作用する上弦は大理石で、引張力が作用する下弦は鋼材という、異なる素材を組み合わせてそれぞれの素材の特長を生かしている点も注目点のひとつである。
イナコスの橋は1994年度の土木学会田中賞(作品部門)を受賞している。

同じレンズ型の橋でも、潮騒橋(静岡県大東町)は吊床版橋という、橋台や橋脚の間に張り渡したケーブルを薄いコンクリートで包み込み、人や車が通る床版を形成した橋で、吊橋の一種である。[住友建設の説明]によると、ロープを両端で持つと自重で真ん中がだらりと垂れる。このロープに更に重しを付ける(荷重が加わると)垂れは大きくなる。これをピンと張るには両側から引っ張らなければならないが、そのためには下部構造をしっかりしたものにしなければならない。むしろ垂らしたままにすれば簡便で経済的な下部構造で済むという発想である。ただし、垂らしたままだと下がったり登ったりして交通に不便なので、吊床版の上に柱を立てて、その上に水平な上床版を並べることで、全体として凸レンズ型の構造になる。
上下弦がそれぞれ圧縮力と引張力を受けていた吊り橋式サスペンアーチ構造とは違い、吊床版橋の場合は力学的には下弦の吊床版の引張力だけで完成している。いわば、吊り橋を上下逆にした構造である。
潮騒橋は1995年度の土木学会田中賞(作品部門)を受賞している。

奥多摩橋(東京都奥多摩町)は中央径間はアーチだが、側径間はふつうの下路曲弦トラスをひっくり返した構造になっている。その形から魚腹橋と呼ばれる。これも吊床版橋と同じく下弦の引張力で吊り支えているものであると言える。

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