吊橋の補剛桁または補剛トラスは、完成時に曲げ応力が0になるように設計され、またそのように架設工法が計画されます。これに対して、アーチリブは、死荷重応力をどのように計画するかを、架設工法を含めて設計します。その確認は、間接的ですが、完成前の無応力状態の幾何学的な寸法と、完成後の形状を測定することで行うしか方法がありません。この不確かさは、アーチが不静定構造であることに原因があります。アーチリブの中央にヒンジを設けた３ヒンジアーチは、原理的には合掌構造であって、この不確かさを避けた一種の静定トラス構造です。通常のアーチ系の橋梁は、支間中央（アーチクラウン）でアーチリブを閉合させる寸前では、この個所の軸力も曲げモーメントも0になっています。架設時の足場や吊材を撤去したとき、アーチリブに設計上の軸力と曲げモーメントが発生し、かつ、正しい幾何学的な形状に構成するために、応力調整が必要です。足場工を使ってアーチリブを架設するとき、完成後に足場を外すと、そこで初めて自重が作用して撓みます。下支えの足場が使えない、張り出し工法が採用される場合には、斜めにケーブルなどでリブを引き、アーチクラウンを強制的に開くようにするか、ジャッキを介して軸力を作用させ、最後の部材を落とし込んで閉合します。構造計算をして、無応力状態のアーチ形状に死荷重が作用するとしてアーチリブの応力を求めると、アーチリブは正の曲げモーメントが発生します。したがって、余分の水平反力を作用させるような応力調整を計画して、この正の曲げモーメントを打ち消すようにします。再現設計の計算書では、処女状態の構造系に死荷重と活荷重とを個別に作用させています。これによる最大応力度を単純加算すると、許容応力を超えてしまうことが分かります。
2010.11 橋梁＆都市PROJECT |