教えて!みっちゃん

橋脚の構造

   みっちゃん

あら、Qちゃん。また遊びに来てくれましたね。

 

Qちゃん今日は、橋脚ってどんなふうにできているのかを聞きに来ました。

教えて!みっちゃん

 

みっちゃん

O.K.ですよ。

前回コンクリート橋脚と鋼橋脚があるという話をしたけど覚えてますか?

 

Qちゃん

はい、もちろん覚えてます!!!

 

みっちゃん

ではまず、コンクリート橋脚からお話しましょう。

 

Qちゃん

はい!

『首都高』のコンクリート橋脚は約6,700基あるんですよね。

 

みっちゃん

そうです。しっかり覚えてましたね!

コンクリート橋脚はたくさんの鉄筋とコンクリートで出来ていて、柱の中にはこの2つの物がぎっしりと詰まっています。たいていの場合、最初から現場で作ります。 

なぜ2種類の材料を使うかというと、鉄とコンクリートにはそれぞれ得意分野があるからなんです。ひっぱられる力(引張力)には鉄筋が、押し付けられる力(圧縮力)にはコンクリートが主に対抗しています。

 

Qちゃん

へぇ~!中は複雑な仕組みに・・・。コンクリート橋脚は、鉄筋とコンクリートが協力し合って支えているんですね。

 

みっちゃん

そうそう、輪切りにするとコンクリートの塊の中に、縦にも横にも鉄筋が並んでいるのが見えますよ。

そして橋脚は、地震が来ても簡単には壊れないように、地下数十メートル(深いときは50メートル近いことも!)に達する基礎杭と、それらを束ねているフーチングで地中でしっかりと支えられています。

 基礎が橋脚を支えているんだよ

Qちゃん

そんな深いところまで掘っているの!?地中部分も重要なんですね。

では、もうひとつの鋼橋脚ってどんなものなんですか?

 

みっちゃん

鋼橋脚は、たくさんのパーツに分かれた鉄の板を、溶接したりボルトで締めたりしてつくっています。基本的な構造は4枚の長方形の板を組み合わせてつくった空洞の直方体です。

運べるくらいの大きさに工場でつくり、トレーラーや船で運び、現場でクレーンを使って組立てていきます。

 

Qちゃん

あれぇ、コンクリート橋脚は中にぎっしりコンクリートと鉄筋が詰まっているのに、鋼橋脚の中身は空洞でも大丈夫なんですか?

 

みっちゃん

鋼板は引張力にも圧縮力にも対抗できるのでコンクリート無しでも大丈夫なんです。それに、中には橋脚を補強する板(補剛材)が縦横にたくさん入っていて、主構造の4枚の鋼板をしっかりと支えているので、空洞でも十分丈夫!

 

鋼橋脚の断面

 

そして、鋼橋脚もコンクリート橋脚と同じで、地中深くに埋め込まれた基礎杭とフーチングでしっかりと支えられています。

 

Qちゃん

そっかー、頑丈にできているんですね。

ところで、"基礎杭を束ねているフーチング"ってどんなものなんですか?

 

みっちゃん

普段、Qちゃんたちが見ている橋脚は、地上に出ている橋げたをのせている部分(梁(はり))と柱の部分ですよね。この橋脚を地中で支えている部分が、基礎杭とフーチングです。

基礎杭は、鉄筋コンクリートや鋼管で出来ている円柱です。

普段はもちろんですが、地震がおきてもしも地面が液状化 (※1)しても橋脚が倒れないよう、地下深くの硬い礫(※2)や土丹(※3)からできている地層部分にしっかりと埋め込まれて橋脚を支えています。

そして基礎杭と橋脚をつないで両方の力を伝え、支える役目をしているのがフーチングです。

フーチングも、ぎっしり詰まったたくさんのコンクリートと鉄筋で出来ているので、上から押し付けられる力(押抜力)、ひっぱりあげられる力(引抜力)、ずれる力(せん断力)に対抗してどっしりと支えられるのです。

 

(※1)えきじょうか:主に細かい砂でできていて水分の多い地層が、地震などで長い時間大きく揺らされることにより砂分と水が分かれてしまう現象

(※2)れき:小さい石

(※3)どたん:堆積した砂質粘土が長い年月かかって硬く凝固したもの

 

Qちゃん

そっかぁ、見えるところでも見えないところでも適材適所で、それぞれがんばっているんですね。なんだか橋脚を見るのが楽しみになってきました。

 ところで、橋脚って全部が同じ形ってわけじゃないですよね?

 

みっちゃん

橋脚の形は道路の線形や建てる場所などの条件にいちばん合った形を選択するので、本当に様々です。周りの景色と合うかも考えるしね。

では、今度は橋脚の形の話をしましょうね。また聞きにおいでね。

 

Qちゃん

はい!また教えてください!!!

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