スパンされている障害物から離れて傾斜したパイロンを構築する理由

美的に興味深いだけでなく、これは構造的にも効率的です。 。個人的には、このコンセプトを使用した Calatravaの多くの橋、特に Puente del Alamilloが大好きです。パイロンは実際には死荷重の下で完全に圧縮されています。ケーブルの応力とパイロンの自重は、パイロンの軸を直接下る力に分解されます。

傾斜したパイロンを構築する理由 障害物にまたがっていますか？

残念ながら、主な答えは美学です。 「アート」は場所に誇りを持ち、コストを増加させます。ここでは、パイロンの自重とケーブル応力が一緒に作用し、両方がパイロンを同じ方向に曲げているためです。これに対抗するために、通常は多くのプレストレスを使用します。

わかりました。サイトの制約のために不足している場合は、エンジニアリング的に意味があることがわかります。 メインスパンと長いバックスパン。その場合、バックスパンケーブルの力（パイロンの自重に対して作用する）がメインスパンのケーブル力よりも大きくなる可能性があるためです。しかし、それは非常に珍しいことであり、あなたが提供した写真には当てはまりません。

傾斜したパイロンの建設に関するメモ

あなたの「通常の戦略」は、実際、より大きな斜張橋では一般的ではありません。はるかに一般的なのは、パイロンのセクションとデッキのセクションを構築し、それらをケーブルで結合してから繰り返すことです。この方法に従うと、傾斜したパイロンにかかる自重の不均衡な負荷が大幅に軽減されます。

AndyTが言うように、ほとんどの場合、それは美学のようです。

上記の答えを考えると、以下は本質的にコメントですが、デザインに何が入り、「部外者」には明らかではない問題がどのようにあるかについて多くの詳細を提供するため、投稿する価値があるように見えました。しかし、これは重要な場合があります。たとえば、この例では、スパンが非常にわずかに湾曲しているため、車道に66 mmのたわみが生じます（3インチ未満）が、さらに困難が生じました。そして、この橋を建設するために必要な労力と厳しい公差は、検査からはまったく明らかではありません。

元の質問は角度の付いた塔だけについて尋ねていますが、これは他の目に見えない要因がいくつ影響する可能性があるかを示しているため、これは価値があるように見えましたデザイン。

ORMISTONROAD斜張橋
このペーパーでは、OrmistonRoad斜張橋の建設中に遭遇した選択された建設上の課題の概要を説明します。オークランドのマヌカウシティにあるサーバリーカーティスパークに建設された象徴的な斜張橋。

説明を正しく理解していれば、一方の塔はかなり圧縮されており、もう一方の塔は緊張しています。これは小さな道路橋ですが、さまざまな制約により、いくつかのはるかに大きな橋よりも技術的な問題が大きくなっています。

いくつかの重要なコメント-論文全体を読む価値があります。

• 斜張橋の構造は、非対称の形状と非常に厳しい公差のため、技術的に非常に複雑でした。指定されました。橋の甲板は半径約37kmにあり、非常に平坦に聞こえますが、橋の長さに沿って66mmの曲率があるため、レベルにばらつきがあります。 45.5mのパイロンは、基部の直径1.8mから上部の直径1.3mまで先細になっている鉄筋コンクリートの28mのセクションで構成され、5.5mの高さの構造用鋼製ボックスが斜張橋を固定し、12mの格子尖塔が上にあります。ステンレス鋼製で ガラス。さらに複雑なことに、両方のパイロンは縦方向に15度傾斜し、5度で角度が付けられており、自立していませんでした。

• 斜張橋が正しく位置合わせされていることを確認する許容範囲はほとんどありませんでした。パイロンとデッキアンカーの間。斜張橋に一般的に指定されている0.25度の角度回転公差は、斜張橋の位置公差が3mm以内である必要がありました。このレベルの精度では、建設作業とリスク軽減の多くが調査の完全性と建設公差。

• コンクリートの鉄塔は2方向に角度が付けられており、橋に動的な要素を提供します。また、東側よりも西側の橋台の近くに配置されているため、後側のスパンは前側のスパンよりもかなり短くなっています。 この非対称性により、深部の杭で抵抗される西側の橋台にかなりの隆起が生じます。

• 調査の結果、通常のドロスバッハダクトを腱被覆として使用できませんでした。 Drossbachは、コンクリートの約12mの頭で崩壊する可能性があります。代替案として100NB鋼管を使用しました。これは、高湿度に対応できます。

• 補強ケージがすでに取り付けられている杭を持ち上げて内部に配置する前に、テンドンを地面に組み立てました。 。 6本のスナッチブロックと掘削機を使用した3クレーンの同期作業により、45 mの長さの柔軟な腱を、腱をねじることなく水平から垂直に持ち上げることができ、パイルケーシングに降ろすことができました。

• パイルテンドンは西側の橋台を通過し、デッキで終わります。これは、約9か月後、デッキが注がれるまで腱にストレスをかけたりグラウトを塗ったりすることができなかったことを意味します。 ストランドの腐食を防ぐための一時的な対策として、**水酸化ナトリウム溶液を杭の腱に導入して、 保護アルカリ環境。定期的なpHテストを使用して、アルカリ度を監視および維持しました。

• 橋のスパンは70mと短いものの、斜張橋の有効支流荷重領域はデッキ幅が広いため、はるかに大きな斜張橋と同様の大きさで、同じサイズの斜張橋になりました。

歩道橋ニュージーランドのブラウンフクロウ（フー？）に「ピサの斜塔」があります。

Googleマップ上の場所

まだ誰も指摘していない賢明な工学的理由があると思います。元の質問の写真では、中央のスパンは、ケーブルでサポートされている各外側のスパンの2倍の長さよりもわずかに長いように見えます。これは、ケーブルでサポートされている外側の各スパンよりも、中央のスパンの各半分からの負荷が大きいことを意味します。さらに、厳密に垂直なタワーからのケーブルは、中央スパンの中心までの距離が長くなるように浅くする必要があり、同じ部分的な垂直荷重をサポートするために必要な張力がさらに増加し​​ます。

その結果、垂直タワーに不均衡な張力がかかり、タワーを内側に引っ張って橋を歪める傾向があります。タワーを外側に傾ける（および/または地面サポートへの追加の張力によって外側に引っ張る）ことは、不均衡に対応する1つの方法かもしれません（@RussellMcMahonによる回答の非対称の例など）が、それはそれかもしれません必要な張力のレベルは、必要な荷重とスパン距離に対して実用的ではなくなり、問題の橋の河床の支持構造が与えられます。いずれにせよ、長い中央スパンの中心へのさらに到達をサポートするために、タワーをさらに大きな張力に逆らって外側に傾けるには、より多くの構造的サポートが必要であり、したがって費用がかかるように思われます。 （これが、この場合に当てはまる場合、従来の通念が実行可能で手頃なデザインを思い付くのに苦労していた理由かもしれません。）

代わりに、タワーを内側に傾けることで、ケーブルのバランスをとるためだけに設計に追加されるストレスを減らして、よりバランスの取れたプロファイルを維持できるようです。タワーの上部は、中央スパンの中心と各外側ケーブル支持スパンの外側リーチの間の各中間点の近くにあるため、最大の張力下にある（そして最大の水平成分を持つ）ケーブルは最も対称的です...次に、各タワーの横方向の力のバランスを保ちます。これは、上部を固定したまま、垂直タワーのベースを単純に遠くにスライドさせたようなものです。つまり、構造と費用は、長いスパン距離の費用を加速するのではなく、垂直タワーからの対称ケーブルを使用した短い中央スパンの場合と同じです。従来の設計では。

スパン上のケーブルマウント間の正確な距離は、中央のスパンと外側のスパンで完全に同じではない場合があり、各スパン全体でわずかに異なる場合があり、タワーの取り付けポイントは、一対の部分荷重の間の中心から遠くなります。次に、タワーでの横方向の張力のバランスを取り、圧縮強度の軸に沿ってタワーにかかる負荷を維持するように、ケーブルの各段階的に近いペアを配置できます。最適な配置を見つけるための工学数学は私を超えています。結局のところ、ケーブルの負荷間隔が均一である可能性があります。必ずしもこのアプローチである必要はありません。