PC長大鉄道橋に最適な形式
エクストラドーズド橋
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PC長大鉄道橋に最適な形式
エクストラドーズド橋
2011年3月に全線開業したJR九州新幹線・鹿児島ルートで、JR熊本駅からJR新八代駅間にある大野川をわたる箇所に、ひときわ目を引く橋梁があります。
斜めのケーブルで吊られた構造で、そのケーブルの色は、熊本県の特産であるデコポンの色。その橋梁こそ、スパンが100mを超えるPC長大橋で多用される形式であるエクストラドーズド橋です。河川内の橋脚をよく見ると、斜めの柱に対し頭部をひねって橋桁と剛結された、ラーメン構造となっています。
デコポン色に塗られたケーブルと白い橋梁のコントラストが美しい
新幹線で初めてエクストラドーズド橋が適用されたのは、長野冬季オリンピックに合わせ1997年に開業したJR北陸新幹線(高崎・長野間)の、長野自動車道をまたぐ屋代南・北架道橋(スパン105m)です。その後、JR東北新幹線(八戸・新青森間)の三内丸山架道橋、JR北陸新幹線(長野・金沢間)の神通川橋梁、そしてJR北陸新幹線(金沢・敦賀間)の細坪架道橋と、スパン120m以上クラスの鉄道橋で採用される構造となりました。
吊り構造の橋梁には、エクストラドーズド橋以外に斜張橋もありますが、これは鉄道橋にはあまり適さないとされています。吊形式の斜張橋は一般に桁を薄くできますが、桁を薄くしすぎると列車の走行安全性や乗り心地に問題が生じるためです。
その点、エクストラドーズド橋は、主塔が低く、斜材の角度が水平に近いという特徴を持ち、変動荷重による斜材の応力振幅を抑えられることから、挙動は一般の桁橋に近くなります。そのため、長大スパンにおいて変動荷重が特に大きい列車荷重に対し、主桁の剛性を活かす本構造は、走行性や維持管理の面からも優れた対応力を有しています。
大野川橋梁は、スパン113mとエクストラドーズド橋としては比較的小さく、橋脚が河川方向に30度とかなり斜めに設置されています。その斜角のある橋脚に対して、新幹線の走行時に主桁がねじられないことが、鉄道橋では重要です。そこで、主桁と橋脚を剛結することで、主桁のねじりの影響を低減することを考えました。その際、橋脚の上方をひねって剛結することで、左右両側の主塔位置を主桁と並行にし、さらに斜材の張力バランスも良い構造としました。斜材の長さを同じにすることで、温度変化による伸縮に伴う桁の上下動も均一となり、走行性だけでなく軌道構造の維持管理にも配慮した、鉄道橋に適した構造となっています。
頭部をひねって橋桁と剛結されている(ラーメン構造)
プロジェクト詳細