支間割りがアンバランスな橋梁に対して、軽い鋼と剛性の高いコンクリートという特性を活かした全国でも珍しい上部工形式である混合桁橋を採用し、構造の合理化によるコスト縮減を実現しました。

はじめに

　一連の橋梁の中で鋼とコンクリートを組み合わせた混合橋は、橋梁の力学特性に応じた合理化やコスト縮減に寄与する第三の橋梁形式として開発や建設が進められている。
　これまでに国内で建設された混合橋は15 橋であるが、ほとんどが旧公団実績であり国土交通省での実績は1橋にとどまっている。
　国土交通省発注の本橋は、土石流通水幅と導流堤の制約から支間割がアンバランスとなり、構造性、経済性等の総合評価により３径間連続鋼・コンクリート混合桁を採用した橋梁であり、学識経験者の指導を頂き設計を行なったものである。

橋梁概要

・道路規格 ： 第3種5級（V＝20km/h）
・幅員構成 ： 0.50+4.00+0.50＝5.00ｍ（有効幅員）
・橋長 ： 204.0ｍ
・支間割 ： 64.50ｍ＋100.00ｍ＋37.50ｍ
・活荷重 ： A活荷重
・上部工形式： 3径間連続鋼・コンクリート混合桁橋
・下部工形式： 逆T式橋台、柱式橋脚
・基礎工形式： 直接基礎

橋梁形式の選定

　一般的な形式における連続桁の合理的な支間バランスは，中央径間と側径間の比率が 1:0.7 程度とされている。本橋の比率は 1:0.36 であり，支間割バランスが非常に悪いため，以下の問題が生じた。

(1)中間橋脚部のモーメントが左右アンバランスになること
(2)A2橋台部に負反力が生じること

　これらの問題を解消でき、さらに他の橋梁形式と比べコスト縮減となる「鋼・コンクリート混合桁橋」を選定した。

図-1 : 側面図

接合部構造の検討及び設計手法

　鋼桁とコンクリート桁の境界部に位置する接合部は、鋼桁とコンクリート桁間のスムーズな応力の伝達が要求される重要な部位である（図-2）。
　そのため、接合部形式を決定しその安全性を検証するにあたり、下記の解析を実施した。

(1)鋼殻セル内のPBLと後面支圧板の荷重分担率の検証を目的とした「鋼殻セル部立体FEM解析」（図-3）
(2)接合部における応力集中と応力伝達の検証を目的とした「接合部立体FEM解析」（図-4）

図-2 : 接合部構造

図-3 : (1)鋼殻セル部立体FEM解析

図-4 : (2)接合部立体FEM解析