ゲルバー橋とは？意味・メリット・ヒンジとモーメントの関係

この記事の要点

ゲルバー橋とは、橋脚と橋脚の間にヒンジを設けた橋で、ゲルバー梁をモデルとします。

ヒンジが支点の役割を果たし、曲げモーメントとたわみを小さくします。ヒンジ位置では曲げモーメントが0になります。

この記事では、ゲルバー橋とは何か、ヒンジとモーメントはどう関係するのか、メリットと仕組みを整理します。

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ゲルバー橋とは、橋脚と橋脚の間にヒンジを設けた橋です。

似た用語に、「ゲルバー梁」があります。

ゲルバー橋をモデル化すると、ゲルバー梁になります。

今回はゲルバー橋の意味、メリット、ヒンジ、モーメントの関係について説明します。

ゲルバー梁の意味は、下記が参考になります。

ゲルバー橋とは？

ゲルバー橋とは、橋脚と橋脚の間にヒンジを設けた橋です。下図をみてください。これがゲルバー橋です。

ゲルバー橋

また、ゲルバー橋をモデル化すると、ゲルバー梁になります。下図にゲルバー梁を示します。ゲルバー梁は、一見、連続梁に見えますがヒンジがあるため、静定構造です。

ゲルバー梁

ゲルバー梁は、応力やたわみを小さくできるメリットがあります。これはゲルバー橋にも同じことがいえます。下図をみてください。ヒンジが無い梁は、スパンが大きい分、曲げモーメントとたわみが大きいですね。

一方、ゲルバー梁はヒンジが支点の役割を果たし、曲げモーメントとたわみを小さくします。ゲルバー梁の詳細は、下記が参考になります。

ゲルバー梁と普通の梁の違い

ゲルバー橋のメリットは、前述するゲルバー梁のメリットと同じです。スパンが長い場合、ヒンジを設けることで、曲げモーメントとたわみを減らすことが可能です。ゲルバー梁のメリットは、下記の記事も参考になります。

ゲルバー橋はヒンジの位置で、曲げモーメントが「0（ゼロ）」になります。

下図をみてください。

ゲルバー橋の曲げモーメント図を描きました。

ヒンジ部で曲げモーメントが0になり、中間の支点が負曲げとなります。

負曲げとなる分、ヒンジとヒンジの間の正曲げが少なくなります。

ゲルバー橋とヒンジ、モーメントの関係

上図に示す曲げモーメント図の求め方は、下記が参考になります。

正曲げ、負曲げの意味は下記が参考になります。

混同しやすい用語

ゲルバー橋とゲルバー梁の違い

ゲルバー橋：橋脚間にヒンジを設けた実際の橋の構造形式です。

ゲルバー梁：ゲルバー橋を力学的にモデル化した梁です。一見、連続梁に見えますが、ヒンジがあるため静定構造として解くことができます。

ゲルバー橋を整理した表を示します。