石造アーチ橋は、一般的に石造橋、石橋、あるいはヴォールト橋とも呼ばれ、特定の建設技術を代表するものです。しかし、古代から20世紀初頭まで用いられた、橋梁の主要なカテゴリーの一つとして認識されています。
石造橋はアーチ橋の中でも独特なカテゴリーに属し、橋台への支持反力によって橋台が押し広げられる傾向があるという特徴があります。アーチに使用される材料は切石で、高い圧縮抵抗を示す一方で、曲げに対する柔軟性は限られています。一方、他の種類のアーチ橋に使用される材料、例えば木材、コンクリート、鉄筋コンクリート、プレストレストコンクリート、金属、複合材料などは、ある程度の弾性を示し、曲げに対する柔軟性も備えているため、より長いスパンの橋梁を建設することができます。
歴史
古代
水平の石造りのアーチ
初期のアーチは、水平方向に石を重ねて配置する「コーベル」という技法で構築されました。紀元前2500年頃の統治下にあったアビドスのオジマンディアスの宮殿内で、このタイプのヴォールトが発見されました。[ D 1 ]同様の構造はテーベのアメン・ラー神殿内でも見ることができます。 [D 2]しかし、このタイプの最も有名な古代のヴォールトは、おそらくアトレウスの宝物庫でしょう。[ D 3]これはギリシャのミケーネにある堂々たるトロス型の墓で、紀元前1250年頃に建設されました。この構造は円形の平面と尖塔断面の屋根を持つ半地下の部屋です。内部の高さは13.5メートル、直径は14.5メートルで[1] 、バイアのメルクリウス浴場とローマのパンテオンが建設されるまで、1000年以上にわたって世界最大かつ最も広いドームでした。[D 2]
ミケーネ時代の橋
ペロポネソス半島のアルゴリスには、ミケーネ時代のカザルマ橋を含む3つの橋が現存しています。この橋は、石を粗く積み上げるコーベル工法を用いて建設されました。 [2]
これらの橋は、ミケーネ時代（青銅器時代）、特にヘラディックIIIb期（紀元前1340年/1200年頃）の紀元前1300年頃に建設されたと考えられています。ミケーネ、アルゴス、ティリンスといったミケーネの主要な集落とパレア・エピダウロス港を 結ぶ交通路の交通を円滑にするために建設されました。
収束する関節弓
収束節理アーチ（内周面に対して垂直な節理）の使用は、石積み橋の特徴である。これらのアーチは、古代エジプトの様々な遺跡で既に確認されている。ヌビアでは、メロエのピラミッドの一つに、規則的に並んだ石積みで作られた真の半円形アーチがある。[D 4]ゲベル・バルカルでは、ピラミッドに通じる二つのポルティコが、一つは尖頭アーチ、もう一つは半円形アーチで覆われている。どちらも収束節理を特徴とする石積みで造られている。さらに、レンガ造りの楕円形の樽型ヴォールトが、アメンホテプ1世の墓で見られる。この建築的特徴は紀元前1800年頃まで遡る。[D 4]
より最近では、紀元前3世紀または2世紀に遡る ヴォルテッラ市のエトルリア人の城壁にアーチのこの建築構造原理が採用されているのが見られます。
ローマ時代
アーチ橋の建設技術を復活させ、完成させ、ヨーロッパ全土に普及させたのはローマ人でした。ローマ帝国の広大な領土は、年間を通して通行可能な信頼性の高い道路の建設を必要としており、単純な木造橋よりも頑丈な材料を用いて建設されました。[3]
イタリアでは
最も古いローマ時代のアーチ型建造物は、紀元前600年頃タルクィニウス・プリスクスの統治下で建設された下水道、クロアカ・マキシマであることが広く認められています。 [D 5]
ローマ橋は、その頑丈な構造と半円形アーチの使用を特徴としています。半円形アーチとは、アーチの幅の約半分の幅を持つ太い橋脚の上に載った円弧状のアーチです。[4]
アエミリウス橋（現在はポンテ・ロットと称される）は、ローマに現存する最古の石橋である。[5]この橋は紀元前179年にマルクス・アエミリウス・レピドゥスによって建設され、幾度もの修復が行われた。最近の修復は1575年にグレゴリウス13世によって行われた。[6]半円形のアーチが特徴で、開口部は24.40メートル、突出したアーチ型アーチが幅8メートルの太い橋脚に支えられている。これらの橋脚の間には、ティンパヌムまでニッチが伸びており、両側には柱頭を持つ円柱が並んでいる。[D 6]現在、無傷で残っているのはアーチが1つだけである。
ローマの道路構造物の中でも最も古いものの一つがミルウィウス橋[7]で、紀元前115年に執政官マルクス・アエミリウス・スカウルスによってテヴェレ川に架けられました。ローマから約3キロメートル、フラミニア街道とカッシア街道が合流して川を横断する地点に位置するミルウィウス橋は、北から到着する人々にとって必須の玄関口でした。その有利な立地から、ミルウィウス橋は数々の紛争の焦点となりました。西暦312年、コンスタンティヌス帝はここで、有名なミルウィウス橋の戦いでライバルのマクセンティウスに勝利しました[8]。
イタリア各州には、それぞれ独特の特徴を持つ数多くの橋が建設されました。中でも、紀元前70年から40年にかけて、ヴァッレ・ダオスタの入り口に位置するリス川に架けられたポン・サン・マルタン橋は、その一つです。この橋は単アーチで、スパン31.4メートル、高さ11.42メートルと、当時としては異例の平坦さを誇りました。この橋の構造は、2つの異なる石積み技術を用いています。下部は片麻岩のブロックを乾式で積み上げ、上部は片麻岩の薄片と石灰を層状に重ね、その間に石の帯を挟んで積み上げています。[9] [P2 1]
ファブリキウス橋は、紀元前62年に道路使節ルキウス・ファブリキウスによって建設され、ローマに現存する唯一の古代ローマ橋で、当時の姿を留めています。テヴェレ川に架かり、テヴェレ島とカンプス・マルティウスの岸を結んでいます。カンプス・マルティウスの岸は、マルケッルス劇場とフォルム・ボアリウムの近くにあります。[10] [P2 2]
古代ローマ時代の橋としては、サンタンジェロ橋が挙げられます。この橋は、サンタンジェロ城の向かい側にあるテヴェレ川の両岸を結んでいます。この橋の建設は、ハドリアヌス帝の治世下、西暦134年に開始され、後にアエリウス橋（Pons Aelius）と名付けられました。[11] [12] [P2 3]
イタリア以外の西部では
スペインとポルトガルには印象的なローマ橋がいくつか残っており、そのほとんどはアウグストゥス帝時代に建設されたものである。[P2 4]エストレマドゥーラ州メリダのローマ橋は、グアディアナ川にかかる60のアーチで構成され、長さは792メートルである。[P2 5]アルカンタラ橋[13]は、西暦103年から104年の間にテージョ川に建設され、[14]開口部が30.8メートルから43.6メートルの6つの半円形アーチを備えている。これらのアーチは、厚さ約9メートルの橋脚で支えられている。橋脚の一部は川の中にあり、基礎から約40メートルの高さまで伸びている。この橋の美的魅力は、その堂々とした大きさ、構造形式の単純さ、そして堅牢な外観から生まれている。[P2 6]
この時代の注目すべき水道橋は、トラヤヌス帝の指揮の下、西暦98年から117年にかけて建設されたセゴビア水道橋と、タラゴナ水道橋の2つです。セゴビア水道橋は全長813メートルで、128のアーチを備えています。[P2 7]一方、タラゴナ水道橋はフランコリ渓谷に架かり、全長217メートルです。[P2 7]
3世紀には、円弧アーチ橋、あるいは平アーチ橋が登場しました。この形式の橋の最も初期の例の一つは、現在のトルコ、リミラ近郊に位置するリミラ橋[ 15]です。全長360メートルで、26基の円弧アーチと2基の半円アーチで構成されています[16] 。
フランスのポン・デュ・ガールは、3層構造のローマ水道橋で、最高地点の高さは47.40メートルです。ガール県のヴェール＝ポン＝デュ＝ガール市にあります。1世紀前半に建設されたと考えられており、ユゼスからニームまで50キロメートルにわたって水を輸送していたローマ水道橋の存続を維持するために使用されました。[P2 8]
東では
中国人がギリシャ人より前か後かに独自にアーチを発明し、おそらくローマ人よりも前にアーチ型の橋を建設していたことはほぼ確実である。[P3 1]中国の考古学者によると、最古の橋は洛陽（河南省）の古代宮殿の近くに紀元前282年頃に建設された呂仁橋である。[17]
趙州橋[ 18]は、19世紀の西洋の橋に類似しており、西暦605年頃に建設されました。[18]これは世界最古の開放型スパンドレルを持つセグメントアーチ橋であり[19] 、中国で現在も使用されている最古の橋でもあります。河北省石家荘市趙区に位置しており[20]、アーチスパンは37.4メートルです。[17] [21]
もう一つ注目すべき古代橋は、唐代（618～907年）に蘇州太守であった汪忠舒によって蘇州の大運河に架けられた宝帯橋です。全長317メートル、53のアーチで構成され、中国で最も多くのアーチを持つ橋となっています。[21]
中世
西洋では
ローマ帝国の衰退後、約5世紀、つまり千年紀の半分は中世の支配によって特徴づけられました。教会の台頭と封建制の発展が見られたこの時代には、重要な芸術作品や建築作品はほとんど残っていませんでした。[22]特に橋の建設は、主に木造建築に限られていました。
11世紀以降、様々な形状の橋が数多く建設されました。これらの構造は、しばしば様々な程度の凹凸を持つアーチで構成され、やや平坦な曲線を描くヴォールト、半円アーチ、あるいは尖頭アーチが用いられました。尖頭アーチは構造への圧力を軽減しました。橋脚は、少なくとも上流側では、先端が突き出た太い橋脚によって支えられていました。壁の間隔は狭く、通路は急勾配の傾斜路で区切られていました。[4]
フランスには、ローヌ川沿いのアヴィニョンのサンベネゼ橋[23]（1177-1187年）[23] 、オード川沿いのカルカソンヌの歴史的な橋[24] （1180年） [24]など、注目すべき中世の橋がいくつかあります。さらに、セーヌ川沿いのパリのプチポン[25]（1186年）[25] 、ロット県カオールのヴァラントレ橋[ 26]（1231年）、ヴィエンヌ県リモージュのサンマルティアル橋[27]（1215年）[27]も注目すべき例です。[4]
中世には数多くの木造橋が建設され、その多くには上部に商店として利用される構造物が設けられ、いわゆる居住橋が作られました。最も有名な例の一つは、イタリア、フィレンツェのアルノ川にかかるヴェッキオ橋です。当初は木造でしたが、1345年にタッデオ・ガッディまたはネリ・ディ・フィオラヴァンテによって石造で再建されました（出典は不明）。しかし、商店の上に架けられた有名なギャラリーが建設されたのは16世紀になってからでした。[P2 9]
東では
盧溝橋は、13世紀にヴェネツィアの旅行家マルコ・ポーロが中国を旅した際に記録したように、西洋で知られる最も古い中国の橋であると考えられます。北京から15km離れた場所に位置し、1192年に建設されました。幅8メートル、長さ205メートルのこの橋は、大小さまざまな11のアーチで構成されており、最大のアーチはスパンが21.60メートルです。[P3 2]
中国のアーチ橋は福建省で最盛期を迎え、極薄アーチが採用されました。1470年に建造された小橋は、自由高7.2メートル、アーチ厚はわずか20センチメートルで、一般的なアーチの半分の厚さです。[28]現在も使用され、当時の交通を支えています。この時代の注目すべき橋として、永定にある高坡橋（1477年建造）があります。支間20メートル、アーチ厚はわずか60センチメートルで、接合モルタルは一切使用されていませんでした。[28]
カンボジアのプラ・プットソス橋は、12世紀末、ジャヤヴァルマン7世の治世中に建設されました。20基以上の細長いアーチを特徴とし、全長75メートルで、世界最長の石造コーベルアーチ橋となっています。[19]
ルネサンスから17世紀末まで
西洋では
西洋では、15世紀から16世紀にかけて、フィレンツェ、ヴェネツィア、その他のイタリア諸都市の著名な橋の建築家たちは、過去の規則的な形態からインスピレーションを得ていました。しかし、彼らは自らを建設者というよりもむしろ芸術家と認識していたため、上部構造や装飾を過度に取り入れる傾向がありました。その最も顕著な例として、フィレンツェのヴェッキオ橋[29]とヴェネツィアの大運河にかかるリアルト橋[30]が挙げられます[31]。
橋は、広範囲にわたる都市計画の取り組みを実施する上で極めて重要な要素となった。フランスでは、最初の有名な建築家が登場し、その中にはパリのポン・ヌフ[32]を設計したアンドレ・デュ・セルソーもいた。1578年に着工されたにもかかわらず、主に宗教戦争の紛争が続いていたため、プロジェクトは1604年まで完了しなかった。[33]この橋は、ルーブル宮殿とサン・ジェルマン・デ・プレ修道院の間の移動を容易にした。サン・ジェルマン・デ・プレ修道院は、シテ島の下流端にあるアンリ4世を称えて建てられた記念碑の隣に位置していた。これは、現在もパリで使用されている最古の橋である。この時期に、 3つ以上の中心を持つ曲線であるバスケットハンドルアーチが導入されたが、半円曲線が完全に置き換えられることはなかった。
中央ヨーロッパでは、モスタルのスタリ・モスト橋が1565年にオスマン帝国の建築家シナンの弟子であるミマール・ハイルディンによって建設されました。[34]この橋はネレトヴァ川に架かり、モスタルの2つの地域を結んでいます。スパン27メートル、幅4メートル、長さ30メートルの単一のせむしアーチで構成されています。この橋は高度な建築技術と資材を用いて建設され、最近の紛争を除き、何世紀にもわたる紛争に耐えてきました。[35]
東では
イランのエスファハーンにあるカジュー橋は、1667年頃に建設され、18基の尖頭アーチからなる注目すべき建造物です。幅26メートルの道路と日陰のある回廊を支え、両側にはパビリオンと監視塔が設けられています。この橋は、建築デザインと工学原理の調和のとれた融合を体現し、機能的な優雅さを際立たせています。また、ダムとしても機能していました。[19]
18世紀
石造ヴォールトの安定性の問題
17世紀まで、橋は理論的なアプローチに基づかない確立された技術を用いて建設されていました。一般的な公式は観察と実践から導き出され、橋のスパンに基づいて、天端、ハンチ、橋脚、橋台などの特定の箇所の厚さが決定されていました。
1695年[M 1]と1712年[M 1] [36]に、 フィリップ・ド・ラ・イルはヴォールトの最初の理論計算を実施しようと試みました。彼の方法論は、設計されたヴォールトの安定性と、荷重下における材料の復元力を事後的に検証することを伴っていました。[37]具体的な実用的成果は得られませんでしたが、彼は1世紀後に重要な役割を果たすことになる2つの概念を明らかにしました。[P1 1] [M 1]
- 圧力の曲線: これは、ボールトのジョイントに作用する合力のエンベロープです。
- ブロックによる破壊：アーチは3つの独立したブロックに分裂し、摩擦は無視できる程度と仮定して、滑動によって分離すると想定されている。これらの仮説は誤りではあったものの、橋台計算の近似値を得ることができた。
1777年、国立橋梁道路学校の初代校長であり、著名な建築家でもあったジャン＝ロドルフ・ペロネ[38]は、ヴォールトと橋脚の厚さを計算するための最初のガイドラインを確立しました。カプレは圧力中心線の概念とブロックの回転破壊の考え方を導入しました。 1773年に発表されたクーロンの著作は、接合部に沿った滑り破壊メカニズムを導入し、43年後にはブロックの回転メカニズムを再考しました[39] [40] 。しかし、これらの理論が具体的な応用例が見つかるのは19世紀になってからでした。
西部の発展
中世の橋はかつては十分な機能を果たしていましたが、狭く、頻繁に修繕が必要な構造と狭い道路では、増大する商業取引の需要を満たすことができなくなりました。その結果、18世紀のヨーロッパ、特にフランスでは橋の建設が急増しました。[41]
この時期、橋の設計には顕著な進化が見られました。17世紀前半の橋は、ブロワのジャック・ガブリエル橋に見られるように、中央から岸に向かってアーチが徐々に小さくなる急勾配のアーチ構造が特徴でした。1750年以降は、トゥールのウィルソン橋に見られるように、勾配が緩やかになり、アーチの長さが均等になる傾向が見られました。
フランス中部地域（セーヌ川とロワール川流域）は特に恵まれた地域であった。この地方には、 パリのロワイヤル橋（1685年から1687年にかけてジュール・アルドゥアン＝マンサールによって建設されたものの、その構造を通して、後の世紀の偉大な橋の先駆けとなった）をはじめ、1716年から1724年にかけてジャック・ガブリエルとロベール・ピトルー橋、1751年から1760年にかけてジャン・ユポーとロベール・ソワイエ建設されたオルレアン橋、1756年から1770年にかけてルイ・ド・レジェモルトによって建設されたムーラン橋、1756年から1768年にかけてジャン＝バティスト・ド・ヴォーリエによって建設されたソーミュール橋など、数多くの橋建設された。1766年から1769年にかけてのヌイイ橋、そして1787年から1791年にかけてのパリのコンコルド橋は、ペロネの傑作です。
スペインでは、 1720年から1732年にかけて建設されたトレド橋も、数多くのバロック彫刻で飾られた記念碑的な建造物であり、著名な建築ランドマークとしての地位を築いています。[P2 10]
東では
18世紀に東洋で建設された橋に関する現存する文献は、ごくわずかな例外を除いてほとんど存在しない。この時代で最も有名な橋は、疑いなく北京の頤和園にある橋である。1155年に建立されたこの宮殿は、240ヘクタールの湖、昆明湖に点在する多様な建造物で構成されており、数多くの石造りの橋でアクセスできる。その中でも特に注目すべきものが2つある。[P3 3]
玉帯橋は、昆明湖の西岸に位置する6つの橋の中で最も有名です。乾隆帝の治世下、1751年から1764年にかけて建設され、東洋独特の様式で建てられました。この様式は、日本の月橋の建設にも見られます。[P3 4]
乾隆帝の治世に建造された十七アーチ橋は、南湖島と湖の東岸を結んでいます。長さ150メートル、幅8メートルで、頤和園内で最長の橋です。
19世紀
理論的知識の向上
19世紀初頭、建築家や技術者は石橋や木橋の建設において相当な実践経験を積んでいました。1810年、ルイ＝シャルル・ボワスタールは一連の実験を経て、ヴォールトの崩壊は4つのブロックの回転によって引き起こされることを実証しました。[42]ナビエは橋梁道路学校での講義（1825年）で、材料弾性の概念を導入し、「中心三分の一則」を定義しました。これは、ヴォールトの圧力中心線が一定の範囲内に収まらなければならない限界を定めたものです。[40]
これらの結果により、エドゥアール・メリは1840年に[43]、19世紀を通じて使用され、現在でも時折使用されているヴォールト検証法を発表した。[44] [M 2]「メリの図」は、「内圧と外圧は圧力曲線が決して超えてはならない二つの限界を形成し、超えてしまうと平衡は不可能になる」という原理に基づいている。この方法は、1885年にフィリップ・クロワゼット＝デノワイエが行った「橋梁建設」の講義[45]や、石造橋梁建設の終焉を告げる最高傑作であるポール・セジュルネの1913年出版の『グラン・ヴォート』にも記載されている。
1867年にデュラン＝クレーはこの方法を改良したが、彼の提案は面倒な計算を必要としたためあまり成功しなかった。[44] [M 3]
材料と技術の進歩
材料の分野では、穢れ石を密閉するモルタルの製造のための結合剤の進歩がありました。1817年、フランス人のルイ・ヴィカは粘土の割合と焼成温度に関連する石灰の水硬性の原理を発見し、特許なしで研究を発表しました。[46] 1824年、イギリス人のジョセフ・アスプディンは速硬化性水硬性石灰の特許を取得し、商業的にはポートランドセメントと呼びました。しかし、画期的な進歩は1840年にルイ・ヴィカが遅硬化性セメント（現在はポートランドセメントとして知られています）の水硬性の原理を発見したことでした。その結果、穢れ石を密閉するモルタルの強度が大幅に向上しました。
建築技術に関しては、ポール・セジュルネは、ローマ時代や中世に用いられていたものの、その後廃れていた連続ロールによるヴォールト建築を復活させ、さらに放射センタリングと鋼製ケーブルタイによる逆センタリングも採用しました。これにより、木材使用量を20～70%削減し、建設期間も短縮しました。[47]さらに、過去の事例に着想を得て、アーキボルトを体系的に用いることでヴォールトを強調し、そのフォルムの優雅さを高めました。[48]
1870年、ジュール・デュプイは初めてヴォールトの連結を提案し、これにより力の理解が深まり、材料の性能が向上することを可能にした。[49]
巨大な鉄道高架橋
19世紀の鉄道の発達は、大規模な石積み高架橋の出現につながりました。当初は1メートルあたり10mm未満という低い勾配しか許容されず、車両の安定性を確保するために大きな曲線半径が要求されたため、鉄道の路線は地形に沿って敷設することができませんでした。勾配の急さは、機関車の粘着力、低い出力、そして不十分なブレーキシステムによって制限されていました。[P1 2]
フランスで最初の大規模高架橋の一つは、 1840年にパリ・ヴェルサイユ線に建設されたヴァル＝フルーリ高架橋であった。[P1 2]その後も数多くの高架橋が建設され、ニーム高架橋[P1 3]（全長1,569メートル、[P1 3]フランス最長の高架橋の一つ）、セーヌ＝マリティーム県のバランタン高架橋（1844年）[P1 4]、ブーシュ＝デュ＝ローヌ県のサン＝シャマ高架橋（1848年）[P1 5]は半円アーチが組み合わさった興味深い構造である。[P1 5]
ヨーロッパでも同様の傾向が見られたが、フランスほど頻繁ではなかった。[P1 6]西ドイツでは、1851年から1853年にかけてブルッフザール＝ウルム線に建設されたビーティッヒハイム高架橋は、全長262メートル、アーチ18基、スパン13.18メートルの高架橋であった。[P1 6]東ドイツでは、レーゲンスブルク＝ライプツィヒ線でゲルツ川に架かるゲルツシュタール高架橋が、史上最大の石積み橋である。1846年から1851年にかけて建設され、全長579.26メートル、最高部の高さ85メートル、4層のヴォールト構造となっている。[P1 7]
斜めのアーチ型天井を持つ石造橋
鉄道の敷設に際しては、通過すべき障害物を考慮した上で、技術者たちは直線状の橋ではなく、橋軸が橋台に対して傾斜した斜橋を建設するようになりました。最初の斜橋はパリ＝サン＝ジェルマン＝アン＝レー鉄道に建設されました。
20世紀
西洋では
大きな革新が、ヴォールトの設計にもたらされました。現代のモルタルのおかげで圧力が高まり、厚さが減ったため、より大きなスパンをとることが限界に達していました。そこでポール・セジュルネは、2つの平行アーチでヴォールトを二重にするというアイデアを思いつきました。この二重アーチの原理は、ポン・デュ・ガールやサン・ベネゼ橋などの小規模なヴォールトでは過去にも使用されていましたが、材料効率と費用対効果の点でその重要性を完全に理解していたのはポール・セジュルネでした。彼は、20世紀で最も壮大な作品の1つであるルクセンブルクのアドルフ橋（1899-1903）で、この原理を鉄筋コンクリートの床板と組み合わせた初めての人物でした。この構造物の84メートルのスパンは、開通当時の最大スパンを17メートル上回りました。[50]この原則は、アメリカやフランスなどさまざまな国で何度も繰り返され、特にトゥールーズの繊細なカタラン橋 （1904-1907）で顕著でした。[51]
1905年、プラウエンのヴァイス川に架けられた90メートルのポン・ド・ラ・ペ[fr]が、この橋の記録を破りました。[ 52 この橋は、西洋で最後に建設された大規模な石造橋でした。ポール・セジュルネはアーチの大きさを倍にすることで、大型鉄筋コンクリートアーチ橋の建設への道を開きました。吊橋、プレストレストコンクリート橋、斜張橋といった鋼鉄を用いた新しい建設技術の登場は、西洋における石造橋建設の終焉を突然告げました。
東では
西洋では最終的にこの技術は放棄され、小径間用には標準的な鉄筋コンクリート橋、大径間用には他の種類の橋が採用されましたが、中国では20世紀、特に1960年代と1970年代には、依然として多くの石造橋が建設されました。例えば、福建省ではこの20年間に1,152の石造橋が建設され、この期間に建設された橋梁全体の60%を占めました。[53]
同時に、長スパン記録も次々と更新されていった。1965年には広西チワン族自治区の紅都橋が100メートルの壁を破った[54] 。1972年には四川省の鳳都九錫溝橋が116メートルのスパンを達成した[55] 。 1990年には、扶南省の鳳凰橋が120メートルのスパンを達成した[56] 。そして、2000年7月には中国山西省の金交高速道路にある丹河橋[57] [58] 。
石積み橋の構造
石材は引張力に対して弱い材料であるため、石積み橋は常にヴォールト形式をとります。これは、この条件を満たす唯一の形式です。橋は、アーチの機械的作用（せん断）に大きな変位を与えることなく抵抗できる支持台の上に載る1つまたは複数のアーチで構成されます。これらの支持台は、一般的に、橋台と呼ばれる端部の厚い石積み壁と、川底に設置された橋脚で構成されます。
金庫
ヴォールトは常に横対称の垂直面を持ち、ほぼ常に縦対称の垂直面も持ちます。その厚さは、キーストーンと呼ばれる中央からスプリンガーと呼ばれる両端にかけて均一に増加します。
幾何学的特徴
ヴォールトは二つの曲面に囲まれています。一つは外面（エクストラドス）と呼ばれ、もう一つは内面（イントラドスまたはライニング）と呼ばれます。ヴォールトを垂直面に投影すると、二つの線、すなわち外面線と内面線で囲まれます。内面線は通常、円弧や放物線などの幾何学的な曲線です。
曲線は橋台を定める垂直線から始まります。内接線がこれらの垂直線と交差する点は、スプリングと呼ばれます。橋台間の距離はスパンと呼ばれます。スプリングを結ぶ線はスプリングラインまたは弦と呼ばれます。これはほとんどの場合水平です。内接線とスプリングラインを隔てる垂直距離は、その中間点で測定され、ライズと呼ばれます。
アーチ形状
| 構造の種類 | 図 | 写真 | 解説 |
|---|---|---|---|
| 半円アーチ |  |
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半円アーチは完全な半円で構成され、最も一般的なアーチ形式です。フランスの鉄道網における石造鉄道橋の約67%を占めています。これらのアーチは、（古いジアン橋のように）高くしたり、半円をわずかに超えて延長したり、あるいは縮小したりすることができます。ローマ人はほぼ例外なく半円アーチを使用していました。[59] |
| 尖頭アーチ |  |
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尖頭アーチは、破断アーチとも呼ばれ、2つの円弧がキーストーンで交わる構造です。この形状は古代から存在していましたが、水平方向の力を軽減し、多径間橋の建設を容易にするため、中世にも広く用いられました。 [60] |
| 分節弓 |  |
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これらのヴォールトは、半円よりも小さい円弧を用いて設計されています。ヴォールトの高さを下げることは16世紀から始まりましたが、18世紀にはジャン＝ロドルフ・ペロネの影響を受けて、石造橋のヴォールトはより平坦になり、橋脚は水の流れを良くするために細くなりました。[61] |
| バスケットハンドルアーチ |  |
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楕円形に非常に近いバスケットハンドル型ヴォールトは、キーストーン付近に半径の異なる奇数個の円弧が連続して配置されています。楕円形よりも設計が容易だったため、設計者はこの型のヴォールトを好んで使用しました。また、より多くの水を通過させることができるという利点もありました。[62] |
バンドの種類
バンドはヴォールトの横方向の端を画定する。このバンドはティンパヌム壁を支え、構造の充填を支える。2つのバンドの間の部分はヴォールトの内壁を形成し、ライニングと呼ばれる。バンドの種類は主に建築上の選択である。砕石、切石、レンガなどで作られ、外面は概ね平坦であるが、特定の装飾が求められる構造物では、モールディングが施されることもある。バンドの種類によっては、他の種類よりも優れた点がある。例えば、コーベルバンドは外壁に突起を設けることでティンパヌムの建設を容易にし、各ティンパヌム要素を面取りする必要がなくなる。また、排水性を向上させることを主な目的とする牛の角で作られたバンドもある。バンドは、特定の時代特有の特徴を持つ。[63]
| エクストラドーズロール | ダブルロール | ブロックされました | 非エクストラドーズダブルロール | コーベルスタイル |
|---|---|---|---|---|
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| 1世紀～19世紀 | 2世紀～19世紀 | 6世紀～18世紀 | 11世紀～17世紀 | 17世紀～18世紀 |
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基礎質量
橋台と戻り壁または翼壁（バットレス、クォーターコーン）は、構造物にかかる荷重を支持または分散するのに役立つ基礎質量の上に置かれます。
パラペット
パラペットは3 つの部分から構成されます。
- 基礎：欄干の支え
- シャフト：欄干の本体
- 台座：基礎スラブ
桟橋
橋が複数の径間を持つ場合、隣接するアーチは橋脚と呼ばれる共通の支柱の上に設置されます。橋台と同様に、橋脚も基礎の上に設置されます。
分類
ヴォールト橋は、ヴォールトの形状構造の種類、そして切水または放水路の種類といういくつかの基準によって区別されます。したがって、ヴォールトは半円（完全な半円）、扇形（円弧）、尖頭、籠形、楕円形のいずれかになります。[P0 1]ヴォールト帯は、放射状の石材でエクストラドーズされた構造、二重ロール、ブロック、非エクストラドーズ二重ロール、コーベル構造、コーベルスラブ付きのいずれかになります。[P0 1]スターリングは、三角形、アーモンド形、長方形、円形のいずれかになります。[P0 2]
著名な石積み橋
アメリカ合衆国最大の石造橋は、ミシシッピ川に架かるジェームズ・J・ヒル橋です。鉄道王ジェームズ・J・ヒルは、自らの栄誉を称える建造物を建設することで、同胞に強い印象を与えたいと考え、1883年に建設されました。全長752.5メートル、23基の石灰岩アーチを備え、アーチスパンは23.49メートルです。ミシシッピ川に架かる唯一の石造橋です。[P3 5]
参照
- 橋
- 橋の破損
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参考文献
石積み橋を題材とした書籍は、全文または一部を問わず、数多く出版されています。以下に、出版年順に、最も重要な書籍と本記事の出典となった書籍を列挙します。
歴史
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外部リンク
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- 「Structurae」. 2024年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。（工学構造物の国際データベースとギャラリー）
- 「レ・ポン・アン・マコヌリ」。Service d'études sur les Transports、les Routes et leurs aménagements (フランス語)。 2021年11月4日のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。
