川を渡る橋、海を渡る橋、山岳地帯の高速道路橋などの大規模な橋梁建設プロジェクトは、複雑な地質条件、厳しい建設スケジュール、重機や資材の輸送に対する高い需要が特徴です。このようなプロジェクトでは、一時的なアクセス構造は、現場作業の継続性と効率性を確保する上で重要な役割を果たします。これらの仮設構造物の中で、鋼製スタック橋 (「鋼製トレッスル橋」と呼ばれることが多い) は、モジュール式設計、迅速な組み立て、過酷な環境への適応性により、好ましいソリューションとして浮上しています。ただし、大規模プロジェクトにおける鋼積み重ね橋の安全性、耐久性、性能は、業界固有の設計基準への準拠に大きく依存します。
オーストラリアおよびオーストラリアのエンジニアリング慣行の影響を受けた多くの国際プロジェクトでは、AS 5100 橋梁設計標準が、仮設鋼製架台構造を含むあらゆる種類の橋梁を設計するためのベンチマークとして機能します。この規格は、材料の選択、荷重計算、構造解析、耐久性設計、建設モニタリングに関する包括的なガイドラインを提供します。これらはすべて、大規模な橋梁プロジェクトのリスクを軽減するために不可欠です。この記事は、鋼積層橋の定義、構造特性、および用途を調査し、AS 5100 規格の中核的な内容と利点を詳しく説明し、大規模橋梁建設における AS 5100 フレームワークに基づく鋼積層橋の応用価値、利点、および将来の傾向を分析することを目的としています。
あ鋼積み重ね橋主に鋼製コンポーネントで構成される一時的または半永久的な耐荷重構造物で、川、谷、軟弱な土壌の基礎、既存のインフラストラクチャーなどの障害物を越えて建設車両、機器、人員がアクセスできるように設計されています。恒久的な橋（鋼桁橋やコンクリート箱桁橋など）とは異なり、鋼製積み重ね橋は分解して再利用できるように設計されており、短期から中期の建設ニーズに対して費用対効果が高くなります。鋼製煙突橋は耐荷重通路であり、煙突は排気または換気用です。
鋼積み重ね橋は、大規模な橋梁建設に適した独特の構造的特徴を示します。これらの機能は、以下に概要を示すように、迅速な導入、高負荷容量、および適応性を実現するために最適化されています。
2.2.1 モジュール式コンポーネントの設計
鋼製積層橋の主要コンポーネントはすべて工場で事前に製造されており、精度と一貫性が保証されています。主なモジュール要素には次のものがあります。
基礎システム：一般的には鋼管杭（例：直径Φ600～Φ800mm、肉厚10～16mm）またはH杭で構成されます。これらの杭は、振動ハンマーを使用して地面または海底に打ち込まれ、摩擦基礎または端部耐力基礎を形成します。横方向のブレース (例: 斜めの鋼棒やチャンネル鋼) が杭の間に追加され、横方向の荷重 (例: 風や水流) に対する安定性が向上します。
主梁: 垂直荷重をデッキから基礎に伝達する役割を果たします。一般的な設計には、ベイリー ビーム (例: 90 タイプの単層ベイリー トラス)、二重接合 H ビーム (例: H300 × 300 × 10 × 15)、またはより重い荷重用の箱桁が含まれます。ベイリー ビームは、軽量、高い強度対重量比、および標準工具を使用した組み立ての容易さにより、特に人気があります。
配電ビーム: デッキの荷重を均等に分散するために、メインビームの上に横方向に配置されます。これらは通常、予想される荷重強度に応じて 300 ～ 600 mm の間隔で配置された熱間圧延 I ビーム (I16 ～ I25 など) です。
デッキプレート: 通常、厚さ 8 ～ 12 mm の縞模様の鋼板で、車両や人員に滑り止めの表面を提供します。湿った環境または腐食性の環境（海岸地域など）でのプロジェクトの場合、プレートは耐用年数を延ばすために防錆塗料でコーティングされるか亜鉛メッキされます。
付属品: ガードレール (高さ 1.2 ～ 1.5 m、Φ48 mm 鋼管および 10 # チャンネル鋼ポスト製)、キック プレート (工具の落下を防ぐための高さ 150 ～ 200 mm)、排水穴 (デッキ上に水が溜まるのを防ぐため) が含まれます。
2.2.2 高い耐荷重能力
鋼製スタック橋は、クローラー クレーン (200 ～ 500 トン)、コンクリート ミキサー車 (30 ～ 40 トン)、杭打ち機などの建設用重機を収容できるように設計されています。耐荷重は、鋼材の強度（Q355B または ASTM A572 Grade 50 など）と構造の最適化（たとえば、剛性を維持しながら自重を軽減するためにトラス型メインビームを使用するなど）によって決まります。 AS 5100 規格では、負荷計算には静的負荷 (機器の重量など) だけでなく、動的負荷 (車両の加速/減速など) および環境負荷 (風、雪、温度変化など) も含まれます。
2.2.3 迅速な組み立てと分解
鋼製積み重ね橋の最も重要な利点の 1 つは、迅速な設置です。工場で組み立てられたコンポーネントは現場に輸送され、クレーン (50 トン移動式クレーンなど) とボルト接続を使用して組み立てられます。ほとんどのモジュールでは現場での溶接は必要ありません。たとえば、長さ 100 メートル、スパン 9 メートルの鋼製トレッスル橋は、6 人のチームが 3 ～ 5 日で組み立てることができます。主橋工事完了後、架台は逆の手順で解体でき、材料回収率は95％以上（ボルトなどの摩耗部品を除く）です。
大規模な橋梁建設では、鋼製積み重ね橋がさまざまなシナリオに適用され、重要な物流上の課題に対処します。主なアプリケーション ドメインは次のとおりです。
2.3.1 水域を越える建設アクセス
川を渡る橋や海を渡る橋（シドニーハーバーブリッジのメンテナンスプロジェクトやブリスベン川を渡る橋など）の場合、鋼製積み重ね橋は機器や資材の安定したアクセスルートを提供します。トレッスル橋は仮設の浮橋とは異なり、海底や川底に固定されているため、潮や流れによる漂流を回避できます。たとえば、メルボルンのウエスト ゲート トンネル プロジェクトの建設では、トンネル掘削機 (TBM) とコンクリート セグメントを輸送するために長さ 1.2 キロメートルの鋼製トレッスル橋がヤラ川に建設され、バージへの依存が減り、建設時間が 40% 短縮されました。
2.3.2 山岳地帯および急峻な地形へのアクセス
山岳道路の橋 (オーストラリア アルプスやブルー マウンテンなど) は、急な斜面や不安定な土壌などの課題に直面することがよくあります。鋼製積み重ね橋は、最大 30 度の傾斜に適応するように、傾斜杭または片持ち支持体を使用して設計できます。スノーウィー マウンテンズ ハイウェイ アップグレードの建設では、スパン 25 メートルの鋼製積み上げ橋が深い谷を渡るために使用され、大規模な土工工事の必要性がなくなり、環境へのダメージが最小限に抑えられました。
2.3.3 緊急および一時的な交通の迂回
既存の大きな橋（ブリスベンのストーリーブリッジなど）の再建またはメンテナンス中に、鋼製積み重ね橋は車両や歩行者の一時的な交通通路として機能できます。これらの架台は、標準的な道路車両 (50 トン トラックなど) に匹敵する積載量を備え、短期的な公共交通需要を満たすように設計されています。 2022 年にタスマニア州のバーニー橋のデッキ交換が行われたとき、既存の構造物に沿って長さ 300 メートルの鋼製トレッスル橋が建設され、8 か月間途切れのない交通の流れが確保されました。
2.3.4 重機の配備
大規模な橋の建設には、橋桁発射装置 (1000 トン以上) や杭打機などの超重量機器の移動が必要です。鋼製積層橋は、主梁と基礎が強化されており、このような極度の荷重に耐えられるように設計されています。たとえば、ビクトリア州のノース イースト リンク プロジェクトの建設では、2 層ベイリー ビームを備えた鋼製スタック橋が 1,200 トンの桁ランチャーの輸送に使用され、鉄道線路上に長さ 50 メートルのプレキャスト コンクリート桁を設置することが可能になりました。
AS 5100 橋梁設計基準は、恒久的な橋 (高速道路、鉄道、歩行者橋) や鋼製積み重ね橋などの仮設構造物を含む、あらゆるタイプの橋の設計、建設、メンテナンスを規制するために、オーストラリア標準規格 (SA) とオーストラリア道路研究委員会 (ARRB) によって開発された一連のオーストラリア基準です。この規格は 1998 年に初めて発行されて以来、複数の改訂を経て、最新バージョン (AS 5100:2024) には、気候変動の影響、新しい材料、インテリジェントなモニタリング技術に対処するための更新が組み込まれています。
AS 5100 は単一の文書ではなく、橋梁エンジニアリングの特定の側面に焦点を当てた 6 つの部分からなるスイートです。
AS 5100.1: 一般原則と要件
AS 5100.2: 負荷と負荷分散
AS 5100.3: コンクリート橋
AS 5100.4: 鋼橋
AS 5100.5: 複合橋 (鋼-コンクリート)
AS 5100.6: 保守と評価
鋼製積み重ね橋の場合、最も関連する部品は AS 5100.1 (一般原則)、AS 5100.2 (荷重)、および AS 5100.4 (鋼橋) です。これらの部品は、大規模プロジェクトにおける仮設鋼構造が安全性、耐久性、性能要件を確実に満たすための詳細なガイドラインを提供します。
AS 5100 規格は、材料の選択、荷重計算、構造解析、耐久性設計をカバーする鋼製積層橋に関する厳しい要件を定めています。主要な内容を以下に要約します。
3.2.1 材料要件
AS 5100.4 は、トレッスル橋に使用される鋼の最低性能基準を指定しています。標準では次のことが義務付けられています。
構造用鋼: AS/NZS 3679.1 (熱間圧延構造用鋼) または AS/NZS 3678 (冷間成形構造用鋼) に準拠する必要があります。一般的なグレードには Q355B (AS/NZS 3679.1 グレード 350 に相当) および ASTM A572 グレード 50 が含まれ、高い降伏強度 (≧350 MPa) と延性 (伸び ≧ 20%) を提供します。
ファスナー: ボルト、ナット、およびワッシャーは AS/NZS 1252 (高強度構造用ボルト) または AS/NZS 4417 (構造用ボルト、ナット、およびワッシャー) に適合する必要があります。振動や疲労に対する耐性を確保するために、重要な接続部 (主梁と杭の接合部など) には、高強度フリクション グリップ (HSFG) ボルト (グレード 8.8 または 10.9 など) が必要です。
防食材料: 腐食環境 (海岸地域や工業地帯など) のトレッスル橋の場合、AS 5100.4 では溶融亜鉛めっき (最小厚さ 85 μm) またはエポキシ塗料 (2 回塗り、合計厚さ ≥120 μm) などの保護コーティングが必要です。陰極防食システム（犠牲陽極など）も海底杭に指定することができます。
3.2.2 荷重の計算と組み合わせ
AS 5100.2 は、鋼製スタック橋が耐えなければならない荷重を決定するために重要です。この規格では、負荷を次の 3 つのカテゴリに分類しています。
永久荷重(G): 鋼製コンポーネント (主梁、デッキプレート、杭)、固定設備 (ガードレールなど)、および恒久的な付属品 (照明など) の自重を含みます。これらの荷重は、材料密度 (鋼鉄の場合は 78.5 kN/m3 など) とコンポーネントの寸法に基づいて計算されます。
変動荷重(Q): 建設負荷 (例: 機器重量、資材備蓄)、交通負荷 (例: 車両重量、歩行者負荷)、および環境負荷 (例: 風、雪、温度の影響) を含みます。建設中の鋼製積み重ね橋の場合、規格では最小設計車両荷重 50 トン (標準的なコンクリートミキサー車に相当) と動荷重係数 1.3 (車両の加速度を考慮) が指定されています。
偶発的な荷重 (A): 車両衝突、瓦礫の落下、地震荷重など、まれではあるが衝撃の大きい荷重。 AS 5100.2 は、地震帯（西オーストラリア州または南オーストラリア州の一部など）のトレッスル橋が、地域の地震危険レベル（中程度の地震帯の最大地盤加速度 0.15g など）に基づいて地震荷重に耐えるように設計することを要求しています。
この規格では、現実世界のシナリオをシミュレートするための荷重の組み合わせも指定されています。たとえば、建設用トレッスル橋の究極限界状態 (ULS) の組み合わせは次のとおりです。ULS 荷重 = 1.2G + 1.5Q + 0.5A。この組み合わせにより、トレッスルは構造上の破損なしに最も厳しい荷重条件に耐えることができます。
3.2.3 構造解析と安全率
AS 5100.1 では、鋼製積み重ね橋が有限要素解析 (FEA) や手動計算 (単純な構造の場合) などの方法を使用して厳密な構造解析を受けることを要求しています。主要な分析要件には次のものが含まれます。
強度チェック: 鋼製コンポーネントの最大応力は、材料の設計強度を超えてはなりません。たとえば、ULS における Q355B 鋼の許容応力は 310 MPa です (安全率 1.13 に基づく)。
安定性チェック: 架台に座屈 (軸方向の荷重による杭の座屈など) や横方向の不安定性 (風による転倒など) が発生していないことを確認します。 AS 5100.4 では、座屈に対する最小安全係数 2.0 を指定しています。
たわみチェック: 使用荷重下でのメインビームの最大たわみは、L/360 (L はスパン長) を超えてはなりません。たとえば、9 メートルのスパンのビームは、車両の交通や機器の動作への影響を避けるために、最大 25 mm 偏向できます。
3.2.4 耐久性とメンテナンス
AS 5100 は、仮設構造物であっても鋼製スタック橋の耐用年数を延ばすための耐久性設計を重視しています (通常は 1 ～ 5 年)。この規格では次のことが要求されます。
腐食防止: 前述したように、保護コーティングまたは陰極防食システムは環境に基づいて指定する必要があります。たとえば、沿岸地域の架台には、塩水腐食に耐えるために亜鉛メッキとエポキシ塗料が必要です。
疲労設計: 繰り返し荷重 (頻繁な車両の横断など) にさらされる鋼製コンポーネントは、疲労破壊に耐えるように設計する必要があります。 AS 5100.4 は、さまざまな鋼種および接続の詳細 (溶接継手とボルト継手など) の疲労強度曲線を提供します。
メンテナンス計画: この規格は、定期検査（例：腐食やボルトの緩みの毎月の目視検査）と修理（例：腐食した部分の再塗装）を含む鋼製積層橋のメンテナンススケジュールを作成することを義務付けています。
3.3 鋼トレッスル橋設計における AS 5100 の利点
AS 5100 規格は、大規模な橋梁建設プロジェクトにおける鋼製積層橋の設計にいくつかの重要な利点を提供します。
3.3.1 オーストラリアの環境および地理的条件に合わせた
オーストラリアの多様な気候（クイーンズランド州の熱帯低気圧からアルプスの雪まで）と地質条件（マレー・ダーリング盆地の柔らかい土壌から西オーストラリアの硬い岩盤まで）には、適応性の高い橋の設計が必要です。 AS 5100 は、地域固有の荷重パラメーターを指定することでこれらの条件に対処します。たとえば、サイクロンが発生しやすい地域ではより高い風荷重 (最大 100 km/h)、高山地域では積雪荷重 (最大 0.5 kN/m²) を指定します。これにより、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋が地域の環境課題に耐えられることが保証されます。
3.3.2 包括的かつ統合されたガイドライン
設計のみに焦点を当てた一部の国際規格とは異なり、AS 5100 は、設計、建設から保守、廃止まで、橋のライフサイクル全体をカバーしています。鋼製積み重ね橋の場合、この統合は非常に重要です。規格の荷重計算 (AS 5100.2) は材料要件 (AS 5100.4) と一致しており、メンテナンス ガイドライン (AS 5100.6) により、耐用年数を通じて架台の安全性が確保されています。これにより、大規模プロジェクトでよく見られる、設計と建設の不一致のリスクが軽減されます。
3.3.3 安全性と信頼性の重視
AS 5100 は限界状態設計 (LSD) アプローチを使用しており、極限状態 (究極限界状態) での構造破損の防止と、通常状態 (保守限界状態) での機能性能の確保に重点を置いています。鋼製積層橋の場合、これは、コンポーネントに予期せぬ荷重（設計よりも重いクレーンなど）がかかっても、構造物は崩壊せず、せいぜい一時的なたわみが生じる程度であることを意味します。この規格はまた、安全性をさらに強化するため、大きなトレッスル橋 (例: 長さ > 500 メートル) に対して独立した構造監査を義務付けています。
3.3.4 国際規格との互換性
AS 5100 はオーストラリアの規格ですが、ユーロコード 3 (鋼構造物) や AASHTO LRFD 橋設計仕様書 (米国) などの国際規格に準拠しています。この互換性は、国際的なチームやサプライヤーとの大規模な橋梁プロジェクトに有益です。たとえば、AS 5100 に基づいて設計された鋼製トレッスル橋は、規格が材料特性の換算係数を提供しているため、ヨーロッパ (ユーロコード 3 に準拠) または米国 (AASHTO に準拠) から調達された鋼材を使用できます。
鋼スタック橋が AS 5100 規格に従って設計および建設されると、大規模な橋梁プロジェクト特有の課題に対処する独自の利点が得られます。これらの利点は、以下に概説するように、安全性、耐久性、適応性に対する規格の焦点と密接に関係しています。
大規模な橋梁建設プロジェクトには、構造物の倒壊、設備事故、環境破壊などの重大なリスクが伴います。 AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋は、以下によってこれらのリスクを軽減します。
堅牢な負荷設計: この規格の包括的な荷重計算により、トレスルが予想される荷重 (例: 200 トン クレーン) だけでなく、予期しない荷重 (例: 突風や瓦礫の衝撃) にも耐えられることが保証されます。たとえば、メルボルン地下鉄トンネル プロジェクトの建設では、AS 5100 に基づいて設計された鋼製積層橋は、嵐の際の 90 km/h の突風にも構造的損傷を与えることなく耐えることができました。
耐疲労性: AS 5100.4 の疲労設計ガイドラインは、繰り返し荷重を受ける鋼製コンポーネントの早期破損を防止します。シドニー ゲートウェイ プロジェクトでは、毎日のコンクリート輸送 (1 日あたり 100 回以上のトラック横断) に使用されている鋼製トレッスル橋は、3 年間の使用後も疲労の兆候は見られず、設計耐用年数 5 年の範囲内でした。
耐震安全性: 地震地帯 (パース都市圏など) のプロジェクトの場合、AS 5100.2 の地震荷重要件により、鋼製積み重ね橋が地震誘発力に耐えられることが保証されます。この規格では、地震エネルギーを吸収して倒壊のリスクを軽減するために、コンポーネント間の柔軟な接続 (主梁間のヒンジ接合など) を規定しています。
大規模な橋梁プロジェクトは、多くの場合、厳しいスケジュールと予算の制約の下にあります。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、いくつかの方法で効率とコストの削減に貢献します。
迅速な展開: この規格のモジュラー設計ガイドライン (AS 5100.4) により、架台コンポーネントに互換性があり、組み立てが簡単であることが保証されています。たとえば、AS 5100 に基づく長さ 300 メートルの鋼製トレッスル橋の建設には、わずか 10 日しかかかりませんでした。これは、非モジュール式のコンクリート仮設橋に必要な時間の半分です。この迅速な展開により、機器や資材をより早く現場に輸送できるため、主要な橋の建設が加速します。
材料の再利用性: AS 5100.6 のメンテナンス ガイドラインでは、鋼製トレッスル コンポーネントがサービス中に確実に保存され、将来のプロジェクトでの再利用が可能になります。クイーンズランド ゲートウェイ高速道路のアップグレードでは、200 メートルのトレッスル橋の鋼杭とベイリー ビームがその後の 3 つのプロジェクトで再利用され、材料コストが 60% 削減されました。
環境負荷の低減: この規格は耐久性と腐食防止に重点を置いているため、頻繁なコンポーネント交換の必要性が最小限に抑えられ、無駄が削減されます。さらに、鋼製積層橋のモジュール設計により、仮設土塁に比べて現場での土工工事が少なくて済みます。ホバート橋再開発プロジェクトでは、AS 5100 準拠の鋼製トレッスル橋を使用することで土壌掘削が 8,000 m3 削減され、環境破壊が軽減されました。
大規模な橋梁プロジェクトは、深海、急峻な地形、既存のインフラへの近接性など、特有の課題に直面することがよくあります。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、規格の柔軟な設計ガイドラインのおかげで、高い適応性を備えています。
深海用途: AS 5100.4 は、腐食防止 (陰極防食システム) や杭打ち技術 (深海用の「漁法」など) を含む、海底鋼杭の設計に関するガイドラインを提供します。ニューカッスル ポート橋の建設では、長さ 20 メートルの海底杭を備えた AS 5100 準拠の鋼製トレッスル橋が水深 15 メートルに建設され、橋の主橋脚へのアクセスが可能になりました。
既存のインフラへの近接性: AS 5100.2 は、運用中の道路、鉄道、または空港近くのプロジェクトの場合、既存のサービスの中断を避けるために低振動建設方法 (例: インパクトハンマーの代わりに油圧式パイルドライバー) を指定しています。ブリスベン空港リンク プロジェクトでは、AS 5100 に基づいて設計された鋼製トレッスル橋が、使用中の滑走路から 10 メートル以内に建設され、振動レベルは 65 dB 未満に抑えられ、空港の騒音要件を満たしました。
変動負荷の要件: 大規模プロジェクトでは、変化する荷重 (例: コンクリートの輸送から桁の設置まで) に対応するためにスタック橋が必要になることがよくあります。 AS 5100 の荷重組み合わせルールにより、トレッスルの耐荷重を簡単に変更できます。たとえば、メイン ビームを追加して耐荷重を 50 トンから 200 トンに増やすことができます。この柔軟性により、プロジェクトのさまざまな段階で複数のトレッスル橋を建設する必要がなくなります。
オーストラリアの大規模橋梁プロジェクトは、政府機関 (ニューサウスウェールズ州交通局、ビックロードなど) による厳格な規制監督の対象となり、利害関係者 (地元コミュニティ、環境団体など) からの承認が必要です。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、以下によってコンプライアンスを簡素化します。
規制基準への適合: オーストラリアの政府機関は、AS 5100 を橋の安全性のベンチマークとして認めています。標準に基づいて設計されたスタック ブリッジは、規制当局の承認を迅速に取得できる可能性が高く、プロジェクトの遅延が軽減されます。
環境問題への取り組み: AS 5100.6 のメンテナンス ガイドラインには、環境への影響を最小限に抑えるための対策が含まれています。たとえば、油圧システムからの油漏れの防止や、トレッスル デッキからの破片の収集などです。これは、水路を汚染したり生態系にダメージを与える危険がある仮設構造物に反対することが多い環境団体の懸念に応えるものである。
公共の安全の確保: 公共交通に使用される煙突橋 (橋のメンテナンス中など) の場合、AS 5100 の安全要件 (ガードレールの高さ、滑り止めデッキなど) は地域社会の期待を満たします。これにより、費用のかかる遅延を引き起こす可能性があるプロジェクトに対する国民の反対が軽減されます。
大規模な橋梁建設プロジェクトがより複雑になり（例えば、より長いスパン、より過酷な環境）、持続可能性とインテリジェンスがより重視されるにつれ、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋はいくつかの重要な方向に進化すると予想されます。今後の動向と展望は以下の通りです。
AS 5100 (2024) の最新バージョンには、仮設鋼製架台構造を含む橋梁に構造健全性モニタリング (SHM) システムを統合するための規定が含まれています。 SHM システムは、センサー (ひずみゲージ、加速度計、腐食センサーなど) を使用してトレッスルの性能に関するリアルタイム データを収集し、予防的なメンテナンスと欠陥の早期検出を可能にします。
AS 5100 に基づく将来の鋼スタック橋には、この機能が搭載される可能性があります。:
無線センサー ネットワーク: 主要な梁と杭に取り付けられた小型のバッテリー駆動のセンサーが中央プラットフォームにデータを送信し、(建設環境では損傷を受けやすい) 有線接続の必要性を排除します。
AIを活用したデータ分析: 機械学習アルゴリズムは SHM データを分析して、構造上の問題を示すパターンを特定します。たとえば、メインビームの異常なひずみはボルトの緩みを示す可能性があります。これにより、時間がかかり、人的ミスが発生しやすい手動検査への依存が軽減されます。
リアルタイムアラート: 負荷が設計制限を超えた場合、またはコンポーネントに損傷の兆候が見られた場合、SHM システムはプロジェクト マネージャーにアラートを送信します。たとえば、200 トンを超えるクレーンが架台を横切ると、システムが警報を発し、チームは作業を一時停止して構造物を検査できるようになります。
この統合により、特にダウンタイムに費用がかかる大規模プロジェクトにおいて、鋼スタック橋の安全性と信頼性が向上します。また、SHM データを使用してメンテナンス スケジュールを最適化し、トレッスルの耐用年数を延長できるため、AS 5100 のライフサイクル管理への焦点とも一致します。
持続可能性は、政府の規制（例えば、オーストラリアの 2050 年までの純排出量ゼロ目標）や利害関係者の要求により、大規模橋梁建設における優先事項としてますます高まっています。 AS 5100 に基づいて設計される将来の鋼スタック橋には、性能を維持しながら環境への影響を軽減する新しい材料が使用されます。
高強度合金鋼: Q690 (降伏強度 ≥690 MPa) などの高度な鋼種が、従来の Q355B 鋼に取って代わります。これらの合金はより強力で軽量であるため、架台に必要な鋼の量が (最大 30% 削減) 削減され、鉄鋼生産からの炭素排出量が削減されます。 AS 5100.4 は、将来の改訂でこれらの高強度合金を含むように材料仕様を更新する予定です。
リサイクルスチール：（廃止された橋や産業廃棄物などから）リサイクルされた鋼材の使用が増加します。リサイクル鋼は未使用鋼よりも二酸化炭素排出量が 75% 低く、AS 5100.4 では規格の強度と延性の要件を満たしていればすでにその使用が許可されています。
バイオベースのコーティング: 従来の防食コーティング (エポキシ塗料など) は化石燃料に由来しています。将来のトレッスル橋では、生分解性で VOC (揮発性有機化合物) の排出量が少ないバイオベースのコーティング (大豆や亜麻仁油などから作られたもの) が使用される可能性があります。これらのコーティングがより広く利用可能になるにつれて、AS 5100.4 にはこれらのコーティングに関するガイドラインが含まれる可能性があります。
これらの材料は鋼積み重ね橋の環境への影響を軽減するだけでなく、耐久性も向上します。たとえば、高張力鋼合金は疲労に対する耐性が高く、架台の耐用年数が長くなります。また、生物由来のコーティングは毒性が低いため、建設作業員の健康リスクが軽減されます。
大規模な橋梁プロジェクトがより困難な環境（例えば、より深い海、より広い谷）に移行するにつれて、大径間鋼スタック橋の需要が増加します。 AS 5100 に基づく将来の設計では、架台スパンの長さと適応性の限界が押し広げられます。
より長いスパン: トラス型の主梁 (三角トラスやワーレン トラスなど) と斜張支持体を使用することで、鋼製積層橋は最大 50 メートルのスパンを実現できます。これは、現在の標準的なスパンである 25 メートルの 2 倍です。 AS 5100.2 の負荷計算ガイドラインは、これらの長スパン構造の固有の負荷分散に対処するために更新する必要があります。
適応基盤: 動的な環境（川底や海底の変化など）でのプロジェクトの場合、積み上げ橋は地盤レベルの変化に合わせて調整できる伸縮式鋼杭などの適応基礎を使用します。 AS 5100.4 には、これらの基礎の設計基準が含まれる可能性があり、規格の安定性要件を確実に満たすようになります。
モジュール拡張: 将来の煙突橋は、より多くの交通量に対応するために車線を追加したり、新しい建設エリアをカバーするために長さを延長したりするなど、拡張が容易になるように設計されます。このモジュール性は AS 5100 の柔軟性への重点と一致しており、プロジェクト拡張のために新しいトレッスル ブリッジを構築する必要性が軽減されます。
これらの開発により、洋上風力発電所のアクセス橋や海を横断するトンネル建設など、鋼製積層橋のより幅広い大規模プロジェクトでの使用が可能になります。
大規模な橋梁建設がよりグローバル化するにつれ、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋は、国際的な持続可能性と安全性の基準に適合する必要があります。将来のトレンドには次のようなものがあります。
ISO14001（環境マネジメント）への準拠: AS 5100 は、ISO 14001 ガイドラインをメンテナンスおよび廃止措置の要件に統合し、鋼製スタック橋がライフサイクル全体を通じて環境への影響を最小限に抑えるように設計されるようにします。たとえば、規格では、コンポーネントのリサイクルまたは廃棄方法を指定した、架台の分解に関する廃棄物管理計画が必要な場合があります。
ユーロコード 3 および AASHTO との調和: 国際協力を促進するために、AS 5100 は荷重計算と材料要件をユーロコード 3 および AASHTO と引き続き調整していきます。これにより、オーストラリアで設計された鋼製積層橋を海外のプロジェクトで使用したり、その逆を行うことが可能になり、国際チームの設計コストが削減されます。
循環経済原則の組み込み: 材料の再利用、修理、リサイクルに重点を置いた循環経済は、AS 5100 の重要な部分になります。将来の鋼製煙突橋は、複数のプロジェ
川を渡る橋、海を渡る橋、山岳地帯の高速道路橋などの大規模な橋梁建設プロジェクトは、複雑な地質条件、厳しい建設スケジュール、重機や資材の輸送に対する高い需要が特徴です。このようなプロジェクトでは、一時的なアクセス構造は、現場作業の継続性と効率性を確保する上で重要な役割を果たします。これらの仮設構造物の中で、鋼製スタック橋 (「鋼製トレッスル橋」と呼ばれることが多い) は、モジュール式設計、迅速な組み立て、過酷な環境への適応性により、好ましいソリューションとして浮上しています。ただし、大規模プロジェクトにおける鋼積み重ね橋の安全性、耐久性、性能は、業界固有の設計基準への準拠に大きく依存します。
オーストラリアおよびオーストラリアのエンジニアリング慣行の影響を受けた多くの国際プロジェクトでは、AS 5100 橋梁設計標準が、仮設鋼製架台構造を含むあらゆる種類の橋梁を設計するためのベンチマークとして機能します。この規格は、材料の選択、荷重計算、構造解析、耐久性設計、建設モニタリングに関する包括的なガイドラインを提供します。これらはすべて、大規模な橋梁プロジェクトのリスクを軽減するために不可欠です。この記事は、鋼積層橋の定義、構造特性、および用途を調査し、AS 5100 規格の中核的な内容と利点を詳しく説明し、大規模橋梁建設における AS 5100 フレームワークに基づく鋼積層橋の応用価値、利点、および将来の傾向を分析することを目的としています。
あ鋼積み重ね橋主に鋼製コンポーネントで構成される一時的または半永久的な耐荷重構造物で、川、谷、軟弱な土壌の基礎、既存のインフラストラクチャーなどの障害物を越えて建設車両、機器、人員がアクセスできるように設計されています。恒久的な橋（鋼桁橋やコンクリート箱桁橋など）とは異なり、鋼製積み重ね橋は分解して再利用できるように設計されており、短期から中期の建設ニーズに対して費用対効果が高くなります。鋼製煙突橋は耐荷重通路であり、煙突は排気または換気用です。
鋼積み重ね橋は、大規模な橋梁建設に適した独特の構造的特徴を示します。これらの機能は、以下に概要を示すように、迅速な導入、高負荷容量、および適応性を実現するために最適化されています。
2.2.1 モジュール式コンポーネントの設計
鋼製積層橋の主要コンポーネントはすべて工場で事前に製造されており、精度と一貫性が保証されています。主なモジュール要素には次のものがあります。
基礎システム：一般的には鋼管杭（例：直径Φ600～Φ800mm、肉厚10～16mm）またはH杭で構成されます。これらの杭は、振動ハンマーを使用して地面または海底に打ち込まれ、摩擦基礎または端部耐力基礎を形成します。横方向のブレース (例: 斜めの鋼棒やチャンネル鋼) が杭の間に追加され、横方向の荷重 (例: 風や水流) に対する安定性が向上します。
主梁: 垂直荷重をデッキから基礎に伝達する役割を果たします。一般的な設計には、ベイリー ビーム (例: 90 タイプの単層ベイリー トラス)、二重接合 H ビーム (例: H300 × 300 × 10 × 15)、またはより重い荷重用の箱桁が含まれます。ベイリー ビームは、軽量、高い強度対重量比、および標準工具を使用した組み立ての容易さにより、特に人気があります。
配電ビーム: デッキの荷重を均等に分散するために、メインビームの上に横方向に配置されます。これらは通常、予想される荷重強度に応じて 300 ～ 600 mm の間隔で配置された熱間圧延 I ビーム (I16 ～ I25 など) です。
デッキプレート: 通常、厚さ 8 ～ 12 mm の縞模様の鋼板で、車両や人員に滑り止めの表面を提供します。湿った環境または腐食性の環境（海岸地域など）でのプロジェクトの場合、プレートは耐用年数を延ばすために防錆塗料でコーティングされるか亜鉛メッキされます。
付属品: ガードレール (高さ 1.2 ～ 1.5 m、Φ48 mm 鋼管および 10 # チャンネル鋼ポスト製)、キック プレート (工具の落下を防ぐための高さ 150 ～ 200 mm)、排水穴 (デッキ上に水が溜まるのを防ぐため) が含まれます。
2.2.2 高い耐荷重能力
鋼製スタック橋は、クローラー クレーン (200 ～ 500 トン)、コンクリート ミキサー車 (30 ～ 40 トン)、杭打ち機などの建設用重機を収容できるように設計されています。耐荷重は、鋼材の強度（Q355B または ASTM A572 Grade 50 など）と構造の最適化（たとえば、剛性を維持しながら自重を軽減するためにトラス型メインビームを使用するなど）によって決まります。 AS 5100 規格では、負荷計算には静的負荷 (機器の重量など) だけでなく、動的負荷 (車両の加速/減速など) および環境負荷 (風、雪、温度変化など) も含まれます。
2.2.3 迅速な組み立てと分解
鋼製積み重ね橋の最も重要な利点の 1 つは、迅速な設置です。工場で組み立てられたコンポーネントは現場に輸送され、クレーン (50 トン移動式クレーンなど) とボルト接続を使用して組み立てられます。ほとんどのモジュールでは現場での溶接は必要ありません。たとえば、長さ 100 メートル、スパン 9 メートルの鋼製トレッスル橋は、6 人のチームが 3 ～ 5 日で組み立てることができます。主橋工事完了後、架台は逆の手順で解体でき、材料回収率は95％以上（ボルトなどの摩耗部品を除く）です。
大規模な橋梁建設では、鋼製積み重ね橋がさまざまなシナリオに適用され、重要な物流上の課題に対処します。主なアプリケーション ドメインは次のとおりです。
2.3.1 水域を越える建設アクセス
川を渡る橋や海を渡る橋（シドニーハーバーブリッジのメンテナンスプロジェクトやブリスベン川を渡る橋など）の場合、鋼製積み重ね橋は機器や資材の安定したアクセスルートを提供します。トレッスル橋は仮設の浮橋とは異なり、海底や川底に固定されているため、潮や流れによる漂流を回避できます。たとえば、メルボルンのウエスト ゲート トンネル プロジェクトの建設では、トンネル掘削機 (TBM) とコンクリート セグメントを輸送するために長さ 1.2 キロメートルの鋼製トレッスル橋がヤラ川に建設され、バージへの依存が減り、建設時間が 40% 短縮されました。
2.3.2 山岳地帯および急峻な地形へのアクセス
山岳道路の橋 (オーストラリア アルプスやブルー マウンテンなど) は、急な斜面や不安定な土壌などの課題に直面することがよくあります。鋼製積み重ね橋は、最大 30 度の傾斜に適応するように、傾斜杭または片持ち支持体を使用して設計できます。スノーウィー マウンテンズ ハイウェイ アップグレードの建設では、スパン 25 メートルの鋼製積み上げ橋が深い谷を渡るために使用され、大規模な土工工事の必要性がなくなり、環境へのダメージが最小限に抑えられました。
2.3.3 緊急および一時的な交通の迂回
既存の大きな橋（ブリスベンのストーリーブリッジなど）の再建またはメンテナンス中に、鋼製積み重ね橋は車両や歩行者の一時的な交通通路として機能できます。これらの架台は、標準的な道路車両 (50 トン トラックなど) に匹敵する積載量を備え、短期的な公共交通需要を満たすように設計されています。 2022 年にタスマニア州のバーニー橋のデッキ交換が行われたとき、既存の構造物に沿って長さ 300 メートルの鋼製トレッスル橋が建設され、8 か月間途切れのない交通の流れが確保されました。
2.3.4 重機の配備
大規模な橋の建設には、橋桁発射装置 (1000 トン以上) や杭打機などの超重量機器の移動が必要です。鋼製積層橋は、主梁と基礎が強化されており、このような極度の荷重に耐えられるように設計されています。たとえば、ビクトリア州のノース イースト リンク プロジェクトの建設では、2 層ベイリー ビームを備えた鋼製スタック橋が 1,200 トンの桁ランチャーの輸送に使用され、鉄道線路上に長さ 50 メートルのプレキャスト コンクリート桁を設置することが可能になりました。
AS 5100 橋梁設計基準は、恒久的な橋 (高速道路、鉄道、歩行者橋) や鋼製積み重ね橋などの仮設構造物を含む、あらゆるタイプの橋の設計、建設、メンテナンスを規制するために、オーストラリア標準規格 (SA) とオーストラリア道路研究委員会 (ARRB) によって開発された一連のオーストラリア基準です。この規格は 1998 年に初めて発行されて以来、複数の改訂を経て、最新バージョン (AS 5100:2024) には、気候変動の影響、新しい材料、インテリジェントなモニタリング技術に対処するための更新が組み込まれています。
AS 5100 は単一の文書ではなく、橋梁エンジニアリングの特定の側面に焦点を当てた 6 つの部分からなるスイートです。
AS 5100.1: 一般原則と要件
AS 5100.2: 負荷と負荷分散
AS 5100.3: コンクリート橋
AS 5100.4: 鋼橋
AS 5100.5: 複合橋 (鋼-コンクリート)
AS 5100.6: 保守と評価
鋼製積み重ね橋の場合、最も関連する部品は AS 5100.1 (一般原則)、AS 5100.2 (荷重)、および AS 5100.4 (鋼橋) です。これらの部品は、大規模プロジェクトにおける仮設鋼構造が安全性、耐久性、性能要件を確実に満たすための詳細なガイドラインを提供します。
AS 5100 規格は、材料の選択、荷重計算、構造解析、耐久性設計をカバーする鋼製積層橋に関する厳しい要件を定めています。主要な内容を以下に要約します。
3.2.1 材料要件
AS 5100.4 は、トレッスル橋に使用される鋼の最低性能基準を指定しています。標準では次のことが義務付けられています。
構造用鋼: AS/NZS 3679.1 (熱間圧延構造用鋼) または AS/NZS 3678 (冷間成形構造用鋼) に準拠する必要があります。一般的なグレードには Q355B (AS/NZS 3679.1 グレード 350 に相当) および ASTM A572 グレード 50 が含まれ、高い降伏強度 (≧350 MPa) と延性 (伸び ≧ 20%) を提供します。
ファスナー: ボルト、ナット、およびワッシャーは AS/NZS 1252 (高強度構造用ボルト) または AS/NZS 4417 (構造用ボルト、ナット、およびワッシャー) に適合する必要があります。振動や疲労に対する耐性を確保するために、重要な接続部 (主梁と杭の接合部など) には、高強度フリクション グリップ (HSFG) ボルト (グレード 8.8 または 10.9 など) が必要です。
防食材料: 腐食環境 (海岸地域や工業地帯など) のトレッスル橋の場合、AS 5100.4 では溶融亜鉛めっき (最小厚さ 85 μm) またはエポキシ塗料 (2 回塗り、合計厚さ ≥120 μm) などの保護コーティングが必要です。陰極防食システム（犠牲陽極など）も海底杭に指定することができます。
3.2.2 荷重の計算と組み合わせ
AS 5100.2 は、鋼製スタック橋が耐えなければならない荷重を決定するために重要です。この規格では、負荷を次の 3 つのカテゴリに分類しています。
永久荷重(G): 鋼製コンポーネント (主梁、デッキプレート、杭)、固定設備 (ガードレールなど)、および恒久的な付属品 (照明など) の自重を含みます。これらの荷重は、材料密度 (鋼鉄の場合は 78.5 kN/m3 など) とコンポーネントの寸法に基づいて計算されます。
変動荷重(Q): 建設負荷 (例: 機器重量、資材備蓄)、交通負荷 (例: 車両重量、歩行者負荷)、および環境負荷 (例: 風、雪、温度の影響) を含みます。建設中の鋼製積み重ね橋の場合、規格では最小設計車両荷重 50 トン (標準的なコンクリートミキサー車に相当) と動荷重係数 1.3 (車両の加速度を考慮) が指定されています。
偶発的な荷重 (A): 車両衝突、瓦礫の落下、地震荷重など、まれではあるが衝撃の大きい荷重。 AS 5100.2 は、地震帯（西オーストラリア州または南オーストラリア州の一部など）のトレッスル橋が、地域の地震危険レベル（中程度の地震帯の最大地盤加速度 0.15g など）に基づいて地震荷重に耐えるように設計することを要求しています。
この規格では、現実世界のシナリオをシミュレートするための荷重の組み合わせも指定されています。たとえば、建設用トレッスル橋の究極限界状態 (ULS) の組み合わせは次のとおりです。ULS 荷重 = 1.2G + 1.5Q + 0.5A。この組み合わせにより、トレッスルは構造上の破損なしに最も厳しい荷重条件に耐えることができます。
3.2.3 構造解析と安全率
AS 5100.1 では、鋼製積み重ね橋が有限要素解析 (FEA) や手動計算 (単純な構造の場合) などの方法を使用して厳密な構造解析を受けることを要求しています。主要な分析要件には次のものが含まれます。
強度チェック: 鋼製コンポーネントの最大応力は、材料の設計強度を超えてはなりません。たとえば、ULS における Q355B 鋼の許容応力は 310 MPa です (安全率 1.13 に基づく)。
安定性チェック: 架台に座屈 (軸方向の荷重による杭の座屈など) や横方向の不安定性 (風による転倒など) が発生していないことを確認します。 AS 5100.4 では、座屈に対する最小安全係数 2.0 を指定しています。
たわみチェック: 使用荷重下でのメインビームの最大たわみは、L/360 (L はスパン長) を超えてはなりません。たとえば、9 メートルのスパンのビームは、車両の交通や機器の動作への影響を避けるために、最大 25 mm 偏向できます。
3.2.4 耐久性とメンテナンス
AS 5100 は、仮設構造物であっても鋼製スタック橋の耐用年数を延ばすための耐久性設計を重視しています (通常は 1 ～ 5 年)。この規格では次のことが要求されます。
腐食防止: 前述したように、保護コーティングまたは陰極防食システムは環境に基づいて指定する必要があります。たとえば、沿岸地域の架台には、塩水腐食に耐えるために亜鉛メッキとエポキシ塗料が必要です。
疲労設計: 繰り返し荷重 (頻繁な車両の横断など) にさらされる鋼製コンポーネントは、疲労破壊に耐えるように設計する必要があります。 AS 5100.4 は、さまざまな鋼種および接続の詳細 (溶接継手とボルト継手など) の疲労強度曲線を提供します。
メンテナンス計画: この規格は、定期検査（例：腐食やボルトの緩みの毎月の目視検査）と修理（例：腐食した部分の再塗装）を含む鋼製積層橋のメンテナンススケジュールを作成することを義務付けています。
3.3 鋼トレッスル橋設計における AS 5100 の利点
AS 5100 規格は、大規模な橋梁建設プロジェクトにおける鋼製積層橋の設計にいくつかの重要な利点を提供します。
3.3.1 オーストラリアの環境および地理的条件に合わせた
オーストラリアの多様な気候（クイーンズランド州の熱帯低気圧からアルプスの雪まで）と地質条件（マレー・ダーリング盆地の柔らかい土壌から西オーストラリアの硬い岩盤まで）には、適応性の高い橋の設計が必要です。 AS 5100 は、地域固有の荷重パラメーターを指定することでこれらの条件に対処します。たとえば、サイクロンが発生しやすい地域ではより高い風荷重 (最大 100 km/h)、高山地域では積雪荷重 (最大 0.5 kN/m²) を指定します。これにより、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋が地域の環境課題に耐えられることが保証されます。
3.3.2 包括的かつ統合されたガイドライン
設計のみに焦点を当てた一部の国際規格とは異なり、AS 5100 は、設計、建設から保守、廃止まで、橋のライフサイクル全体をカバーしています。鋼製積み重ね橋の場合、この統合は非常に重要です。規格の荷重計算 (AS 5100.2) は材料要件 (AS 5100.4) と一致しており、メンテナンス ガイドライン (AS 5100.6) により、耐用年数を通じて架台の安全性が確保されています。これにより、大規模プロジェクトでよく見られる、設計と建設の不一致のリスクが軽減されます。
3.3.3 安全性と信頼性の重視
AS 5100 は限界状態設計 (LSD) アプローチを使用しており、極限状態 (究極限界状態) での構造破損の防止と、通常状態 (保守限界状態) での機能性能の確保に重点を置いています。鋼製積層橋の場合、これは、コンポーネントに予期せぬ荷重（設計よりも重いクレーンなど）がかかっても、構造物は崩壊せず、せいぜい一時的なたわみが生じる程度であることを意味します。この規格はまた、安全性をさらに強化するため、大きなトレッスル橋 (例: 長さ > 500 メートル) に対して独立した構造監査を義務付けています。
3.3.4 国際規格との互換性
AS 5100 はオーストラリアの規格ですが、ユーロコード 3 (鋼構造物) や AASHTO LRFD 橋設計仕様書 (米国) などの国際規格に準拠しています。この互換性は、国際的なチームやサプライヤーとの大規模な橋梁プロジェクトに有益です。たとえば、AS 5100 に基づいて設計された鋼製トレッスル橋は、規格が材料特性の換算係数を提供しているため、ヨーロッパ (ユーロコード 3 に準拠) または米国 (AASHTO に準拠) から調達された鋼材を使用できます。
鋼スタック橋が AS 5100 規格に従って設計および建設されると、大規模な橋梁プロジェクト特有の課題に対処する独自の利点が得られます。これらの利点は、以下に概説するように、安全性、耐久性、適応性に対する規格の焦点と密接に関係しています。
大規模な橋梁建設プロジェクトには、構造物の倒壊、設備事故、環境破壊などの重大なリスクが伴います。 AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋は、以下によってこれらのリスクを軽減します。
堅牢な負荷設計: この規格の包括的な荷重計算により、トレスルが予想される荷重 (例: 200 トン クレーン) だけでなく、予期しない荷重 (例: 突風や瓦礫の衝撃) にも耐えられることが保証されます。たとえば、メルボルン地下鉄トンネル プロジェクトの建設では、AS 5100 に基づいて設計された鋼製積層橋は、嵐の際の 90 km/h の突風にも構造的損傷を与えることなく耐えることができました。
耐疲労性: AS 5100.4 の疲労設計ガイドラインは、繰り返し荷重を受ける鋼製コンポーネントの早期破損を防止します。シドニー ゲートウェイ プロジェクトでは、毎日のコンクリート輸送 (1 日あたり 100 回以上のトラック横断) に使用されている鋼製トレッスル橋は、3 年間の使用後も疲労の兆候は見られず、設計耐用年数 5 年の範囲内でした。
耐震安全性: 地震地帯 (パース都市圏など) のプロジェクトの場合、AS 5100.2 の地震荷重要件により、鋼製積み重ね橋が地震誘発力に耐えられることが保証されます。この規格では、地震エネルギーを吸収して倒壊のリスクを軽減するために、コンポーネント間の柔軟な接続 (主梁間のヒンジ接合など) を規定しています。
大規模な橋梁プロジェクトは、多くの場合、厳しいスケジュールと予算の制約の下にあります。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、いくつかの方法で効率とコストの削減に貢献します。
迅速な展開: この規格のモジュラー設計ガイドライン (AS 5100.4) により、架台コンポーネントに互換性があり、組み立てが簡単であることが保証されています。たとえば、AS 5100 に基づく長さ 300 メートルの鋼製トレッスル橋の建設には、わずか 10 日しかかかりませんでした。これは、非モジュール式のコンクリート仮設橋に必要な時間の半分です。この迅速な展開により、機器や資材をより早く現場に輸送できるため、主要な橋の建設が加速します。
材料の再利用性: AS 5100.6 のメンテナンス ガイドラインでは、鋼製トレッスル コンポーネントがサービス中に確実に保存され、将来のプロジェクトでの再利用が可能になります。クイーンズランド ゲートウェイ高速道路のアップグレードでは、200 メートルのトレッスル橋の鋼杭とベイリー ビームがその後の 3 つのプロジェクトで再利用され、材料コストが 60% 削減されました。
環境負荷の低減: この規格は耐久性と腐食防止に重点を置いているため、頻繁なコンポーネント交換の必要性が最小限に抑えられ、無駄が削減されます。さらに、鋼製積層橋のモジュール設計により、仮設土塁に比べて現場での土工工事が少なくて済みます。ホバート橋再開発プロジェクトでは、AS 5100 準拠の鋼製トレッスル橋を使用することで土壌掘削が 8,000 m3 削減され、環境破壊が軽減されました。
大規模な橋梁プロジェクトは、深海、急峻な地形、既存のインフラへの近接性など、特有の課題に直面することがよくあります。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、規格の柔軟な設計ガイドラインのおかげで、高い適応性を備えています。
深海用途: AS 5100.4 は、腐食防止 (陰極防食システム) や杭打ち技術 (深海用の「漁法」など) を含む、海底鋼杭の設計に関するガイドラインを提供します。ニューカッスル ポート橋の建設では、長さ 20 メートルの海底杭を備えた AS 5100 準拠の鋼製トレッスル橋が水深 15 メートルに建設され、橋の主橋脚へのアクセスが可能になりました。
既存のインフラへの近接性: AS 5100.2 は、運用中の道路、鉄道、または空港近くのプロジェクトの場合、既存のサービスの中断を避けるために低振動建設方法 (例: インパクトハンマーの代わりに油圧式パイルドライバー) を指定しています。ブリスベン空港リンク プロジェクトでは、AS 5100 に基づいて設計された鋼製トレッスル橋が、使用中の滑走路から 10 メートル以内に建設され、振動レベルは 65 dB 未満に抑えられ、空港の騒音要件を満たしました。
変動負荷の要件: 大規模プロジェクトでは、変化する荷重 (例: コンクリートの輸送から桁の設置まで) に対応するためにスタック橋が必要になることがよくあります。 AS 5100 の荷重組み合わせルールにより、トレッスルの耐荷重を簡単に変更できます。たとえば、メイン ビームを追加して耐荷重を 50 トンから 200 トンに増やすことができます。この柔軟性により、プロジェクトのさまざまな段階で複数のトレッスル橋を建設する必要がなくなります。
オーストラリアの大規模橋梁プロジェクトは、政府機関 (ニューサウスウェールズ州交通局、ビックロードなど) による厳格な規制監督の対象となり、利害関係者 (地元コミュニティ、環境団体など) からの承認が必要です。 AS 5100 に基づいて設計された鋼スタック橋は、以下によってコンプライアンスを簡素化します。
規制基準への適合: オーストラリアの政府機関は、AS 5100 を橋の安全性のベンチマークとして認めています。標準に基づいて設計されたスタック ブリッジは、規制当局の承認を迅速に取得できる可能性が高く、プロジェクトの遅延が軽減されます。
環境問題への取り組み: AS 5100.6 のメンテナンス ガイドラインには、環境への影響を最小限に抑えるための対策が含まれています。たとえば、油圧システムからの油漏れの防止や、トレッスル デッキからの破片の収集などです。これは、水路を汚染したり生態系にダメージを与える危険がある仮設構造物に反対することが多い環境団体の懸念に応えるものである。
公共の安全の確保: 公共交通に使用される煙突橋 (橋のメンテナンス中など) の場合、AS 5100 の安全要件 (ガードレールの高さ、滑り止めデッキなど) は地域社会の期待を満たします。これにより、費用のかかる遅延を引き起こす可能性があるプロジェクトに対する国民の反対が軽減されます。
大規模な橋梁建設プロジェクトがより複雑になり（例えば、より長いスパン、より過酷な環境）、持続可能性とインテリジェンスがより重視されるにつれ、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋はいくつかの重要な方向に進化すると予想されます。今後の動向と展望は以下の通りです。
AS 5100 (2024) の最新バージョンには、仮設鋼製架台構造を含む橋梁に構造健全性モニタリング (SHM) システムを統合するための規定が含まれています。 SHM システムは、センサー (ひずみゲージ、加速度計、腐食センサーなど) を使用してトレッスルの性能に関するリアルタイム データを収集し、予防的なメンテナンスと欠陥の早期検出を可能にします。
AS 5100 に基づく将来の鋼スタック橋には、この機能が搭載される可能性があります。:
無線センサー ネットワーク: 主要な梁と杭に取り付けられた小型のバッテリー駆動のセンサーが中央プラットフォームにデータを送信し、(建設環境では損傷を受けやすい) 有線接続の必要性を排除します。
AIを活用したデータ分析: 機械学習アルゴリズムは SHM データを分析して、構造上の問題を示すパターンを特定します。たとえば、メインビームの異常なひずみはボルトの緩みを示す可能性があります。これにより、時間がかかり、人的ミスが発生しやすい手動検査への依存が軽減されます。
リアルタイムアラート: 負荷が設計制限を超えた場合、またはコンポーネントに損傷の兆候が見られた場合、SHM システムはプロジェクト マネージャーにアラートを送信します。たとえば、200 トンを超えるクレーンが架台を横切ると、システムが警報を発し、チームは作業を一時停止して構造物を検査できるようになります。
この統合により、特にダウンタイムに費用がかかる大規模プロジェクトにおいて、鋼スタック橋の安全性と信頼性が向上します。また、SHM データを使用してメンテナンス スケジュールを最適化し、トレッスルの耐用年数を延長できるため、AS 5100 のライフサイクル管理への焦点とも一致します。
持続可能性は、政府の規制（例えば、オーストラリアの 2050 年までの純排出量ゼロ目標）や利害関係者の要求により、大規模橋梁建設における優先事項としてますます高まっています。 AS 5100 に基づいて設計される将来の鋼スタック橋には、性能を維持しながら環境への影響を軽減する新しい材料が使用されます。
高強度合金鋼: Q690 (降伏強度 ≥690 MPa) などの高度な鋼種が、従来の Q355B 鋼に取って代わります。これらの合金はより強力で軽量であるため、架台に必要な鋼の量が (最大 30% 削減) 削減され、鉄鋼生産からの炭素排出量が削減されます。 AS 5100.4 は、将来の改訂でこれらの高強度合金を含むように材料仕様を更新する予定です。
リサイクルスチール：（廃止された橋や産業廃棄物などから）リサイクルされた鋼材の使用が増加します。リサイクル鋼は未使用鋼よりも二酸化炭素排出量が 75% 低く、AS 5100.4 では規格の強度と延性の要件を満たしていればすでにその使用が許可されています。
バイオベースのコーティング: 従来の防食コーティング (エポキシ塗料など) は化石燃料に由来しています。将来のトレッスル橋では、生分解性で VOC (揮発性有機化合物) の排出量が少ないバイオベースのコーティング (大豆や亜麻仁油などから作られたもの) が使用される可能性があります。これらのコーティングがより広く利用可能になるにつれて、AS 5100.4 にはこれらのコーティングに関するガイドラインが含まれる可能性があります。
これらの材料は鋼積み重ね橋の環境への影響を軽減するだけでなく、耐久性も向上します。たとえば、高張力鋼合金は疲労に対する耐性が高く、架台の耐用年数が長くなります。また、生物由来のコーティングは毒性が低いため、建設作業員の健康リスクが軽減されます。
大規模な橋梁プロジェクトがより困難な環境（例えば、より深い海、より広い谷）に移行するにつれて、大径間鋼スタック橋の需要が増加します。 AS 5100 に基づく将来の設計では、架台スパンの長さと適応性の限界が押し広げられます。
より長いスパン: トラス型の主梁 (三角トラスやワーレン トラスなど) と斜張支持体を使用することで、鋼製積層橋は最大 50 メートルのスパンを実現できます。これは、現在の標準的なスパンである 25 メートルの 2 倍です。 AS 5100.2 の負荷計算ガイドラインは、これらの長スパン構造の固有の負荷分散に対処するために更新する必要があります。
適応基盤: 動的な環境（川底や海底の変化など）でのプロジェクトの場合、積み上げ橋は地盤レベルの変化に合わせて調整できる伸縮式鋼杭などの適応基礎を使用します。 AS 5100.4 には、これらの基礎の設計基準が含まれる可能性があり、規格の安定性要件を確実に満たすようになります。
モジュール拡張: 将来の煙突橋は、より多くの交通量に対応するために車線を追加したり、新しい建設エリアをカバーするために長さを延長したりするなど、拡張が容易になるように設計されます。このモジュール性は AS 5100 の柔軟性への重点と一致しており、プロジェクト拡張のために新しいトレッスル ブリッジを構築する必要性が軽減されます。
これらの開発により、洋上風力発電所のアクセス橋や海を横断するトンネル建設など、鋼製積層橋のより幅広い大規模プロジェクトでの使用が可能になります。
大規模な橋梁建設がよりグローバル化するにつれ、AS 5100 に基づいて設計された鋼積み重ね橋は、国際的な持続可能性と安全性の基準に適合する必要があります。将来のトレンドには次のようなものがあります。
ISO14001（環境マネジメント）への準拠: AS 5100 は、ISO 14001 ガイドラインをメンテナンスおよび廃止措置の要件に統合し、鋼製スタック橋がライフサイクル全体を通じて環境への影響を最小限に抑えるように設計されるようにします。たとえば、規格では、コンポーネントのリサイクルまたは廃棄方法を指定した、架台の分解に関する廃棄物管理計画が必要な場合があります。
ユーロコード 3 および AASHTO との調和: 国際協力を促進するために、AS 5100 は荷重計算と材料要件をユーロコード 3 および AASHTO と引き続き調整していきます。これにより、オーストラリアで設計された鋼製積層橋を海外のプロジェクトで使用したり、その逆を行うことが可能になり、国際チームの設計コストが削減されます。
循環経済原則の組み込み: 材料の再利用、修理、リサイクルに重点を置いた循環経済は、AS 5100 の重要な部分になります。将来の鋼製煙突橋は、複数のプロジェ
アドレス
10階,ビル1号, 188号 チャンギ道路,バオシャン地区,上海,中国
テレ
86-1771-7918-217
