活荷重
一般に車両の荷重は、車輪・タイヤを介して構造物に作用する。この作用をミクロ的に捉える方法、もしくはマクロ的に考える方法があり、設計・検討を行う部位によって使い分けられる。これらをミクロ的な順に示すと以下のとおりとなる。
車輪の接地圧 - 車輪からの荷重を接地面積で割り、接地圧力とした荷重。活荷重をもっともミクロ的に捉えた荷重であり、舗装や路床への影響を考慮する場合に用いられる。
輪荷重 - 車輪の荷重が一点に集中的に作用するとした荷重。道路橋における床版の設計に用いられる。
軸重 - 左右二つの輪荷重を一組にまとめた荷重であり、主桁の設計に用いられる。また、鉄道では個々の輪荷重が枕木や道床(バラストなど)により分散されるため、輪荷重の代わりに床版や軌道構造への影響を考慮するためにも用いられる。
連行荷重 - 複数の軸重を所定の間隔(軸距)で配置した荷重。自動車や鉄道車両の車輪・輪軸は、一組ではなく複数の輪軸が連なっていることから、この状態をモデル化したものである。鉄道橋の設計には主として連行荷重が用いられる。
分布荷重 - 多数の車両による荷重をマクロ的に捉え、単位面積または単位長さあたりの荷重に換算したもの。道路橋における主桁の設計に用いられるほか、鉄道橋においても副次的な荷重は分布荷重として扱われる。
現行の活荷重は、道路の重要度や大型車の交通量に応じ「A活荷重」および「B活荷重」の二種類が使い分けられる。これらの活荷重は、1993年(平成5年)に車両制限令の改訂により、車両総重量が25tに引き上げられたことにともない規定されたものであり、総重量250kN (25t) の大型トラックを基本に定めている。
このうち、B活荷重は重要な路線、大型車交通量の多い路線を対象としており、同示方書では、
高速自動車国道・一般国道・都道府県道
上の道路と基幹的な道路を形成する幹線市町村道
をその対象として挙げている。さらに、その他の道路については、大型車の交通量に応じて、A活荷重とB活荷重を選定することとしている。A活荷重は大型車交通量の少ない道路を想定しており、B活荷重に比べ荷重条件が緩和されている。
日本の古い橋梁の設計者としても知られるセオドア・クーパーが制定したもので、元々はアメリカで用いられていた基準である。日本では鉄道国有化を契機として1909年(明治42年)6月17日付の「達第五二二号」でクーパー荷重のE33荷重を採用することとした。数字は最大軸重をポンドで表したときの一万の位と千の位であり、E33荷重は最大軸重33,000ポンド(約14,969キログラム)である。
1912年(明治45年)2月21日には新たに広軌用としてE45(最大軸重20,412キログラム)を採用した。その後、広軌化は中止となったが、E45に準拠した橋桁は実際にいくつか架設された。1921年(大正10年)10月14日には『国有鉄道建設規定』の改正により、主要幹線はE40に変更された。
1928年(昭和3年)8月10日にはメートル制移行に伴い、新たにKS荷重が制定された。