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10. 小径間吊橋の計算

10.3 引張軸力を受ける梁としての補剛桁の計算


10.3.4 等分布荷重が作用する場合の一般解

 吊橋の全径間に等分布荷重が作用する場合の解も、式(10.5)の@とAとの計算をしますが、どちらも同じ力学系を解くことになります。一般的に応用するとして、式(10.5)の@、p(x)に代えて、等分布荷重qが作用するときの微分方程式の解が必要です。この解を扱うときは、式(10.1)を二回積分した曲げモーメントの関係式を扱うと便利です。

 記号M(x)は補剛桁の曲げモーメント、Mq(x)、等分布荷重qを受ける単純梁の曲げモーメントの意味です。ここで、座標原点(x=0)を支間中央に考えます。変形は(x=0)に対して左右対称です。左右支点で、変位w=0、曲げモーメントの計算に使う二回微分w"=0の条件で、一般解の式(10.6)の係数が決定できます。なお、歩道専用吊橋はEJ→0の仮定ですので、別に扱います。

 双曲線関数による式は、直感的な理解を妨げます。上の式で、Hd→0、つまりα→0とすれば、単純桁に等分布荷重qが作用する場合の式になります。これは、αが微小であるとして、双曲線関数のテイラー展開式を求め、α→0とすれば得られます。参考のために、単純桁の場合の式を下に示します。式の形が全く異なりますので、計算数値の傾向を判定するときに参考式として使います。ただし、座標原点x=0は、支間中央にしてあります。なお、U(x)、V(x)は、角括弧の中を略記し、ディメンションを持たない関数記号として使います。歩道専用の吊橋では、EJ→0ですが、このときのwの式(10.12.1)は、Hd=EJα2で書き換えます。また、曲げモーメントの式(10.13.1)は使いません。

2010.1 橋梁&都市PROJECT

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