(57)【要約】【課題】並列橋における風荷重を抑制する。【解決手段】並列して架設される複数の橋梁を備える並列橋において、複数の橋梁の間における風の流れを床版に近い高さで妨げる第１閉塞部材と、複数の橋梁の間における風の流れを第１閉塞部材よりも桁の下端に近い高さで妨げる第２閉塞部材とを設ける。並列橋の周囲の風の流れが、並列橋の幅を有する単一橋の風の流れに近づくため、風荷重を低減することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列して架設される複数の橋梁を備える並列橋であって、
前記複数の橋梁の間における風の流れを床版に近い高さで妨げる第１閉塞部材と、
前記複数の橋梁の間における風の流れを前記第１閉塞部材よりも桁の下端に近い高さで妨げる第２閉塞部材
とを具備する並列橋。
【請求項２】
前記第１閉塞部材と前記第２閉塞部材の少なくとも一方は、隣接する橋梁にそれぞれ取り付けられた第１端と第２端とを備える板状の部材である
請求項１に記載の並列橋。
【請求項３】
前記第１閉塞部材と前記第２閉塞部材の少なくとも一方は、第一橋梁に取り付けられた板状の第１部材と、前記第二橋梁に取り付けられた板状の第２部材とを備える
請求項１に記載の並列橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の橋梁が並列して架設された並列橋に関する。本発明は特に、並列橋の風荷重対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
２本の橋が並列して架設された並列橋が知られている。図１は、並列橋の一例を示す。第一橋１０１と第二橋１０２が並列して架設されている。風方向１０４は、第一橋１０１が風上、第二橋１０２が風下であるとする。風は第一橋梁１０１に当たり、その風下側の隙間１０３に渦１０３などの風荷重の原因となる流れを発生する。このような空気の流れにより、風上側の第一橋梁１０１、および風下側の第二橋梁１０２の設計において、単独橋とは異なる風荷重の考慮が必要となる。
【０００３】
しかしながら、橋梁設計において、並列橋における風荷重の扱い方に関する知見は少ない。現状では、非特許文献１の「並列する橋の風荷重」の項の記載が用いられる。その記載によれば、例えば下部工の設計において、単独橋に対して、風上側橋梁には１．３倍、風下側橋梁には間隔比に応じて０．３〜１．３倍の補正係数を風荷重に掛ける。
【０００４】
特許文献１には、風による振動を抑制することを目的として、並列橋梁間に平板状の整流手段を設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３２１８４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】日本道路協会（編集）、『道路橋耐風設計便覧  Ｈ19年改訂版』
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
並列橋においては、最大で２．６倍（風上側１．３倍、風下側１．３倍の補正係数を掛けた場合）の風荷重が作用する。そのため、上部工において、橋体の板厚を増加する必要が生じ、コストが増加する。
【０００８】
更に、並列橋の設計においては、風荷重の増大によって、橋脚に作用させる水平荷重が増加する。その結果、下部工の規模が大きくなり、コストが増加する。
【０００９】
更に、単独橋の横にもう一橋追設して並列橋にした場合、既設の橋梁の風荷重を１．３倍にする必要がある。既設橋梁の強度によっては、既設橋梁を再設計して補強する必要が発生する。
【００１０】
並列橋における風荷重を抑制する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面における並列橋は、並列して架設される複数の橋梁を備える並列橋であって、複数の橋梁の間における風の流れを床版に近い高さで妨げる第１閉塞部材と、複数の橋梁の間における風の流れを第１閉塞部材よりも桁の下端に近い高さで妨げる第２閉塞部材とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、並列橋における風荷重を抑制する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、参考技術における並列橋の一例を示す。
【図２】図２は、並列橋の側面図である。
【図３】図３は、並列橋の上面図である。
【図４】図４は、並列橋の断面図である。
【図５】図５は、並列橋の断面図である。
【図６】図６は、並列橋の断面図である。
【図７】図７は、閉塞板による抵抗係数の変化を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、閉塞板の一例を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、閉塞板の一例を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、連結部の断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、連結部の上面図である。
【図１０】図１０は、連結部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態を説明する。図２、図３は、本発明の一実施形態に係る並列橋３の側面図と上面図である。並列橋３は、橋幅方向（ｘ軸方向）に互いに平行に架設された第一橋１と第二橋２とからなる。この例では、並列橋３は３径間の単純桁橋である。第一橋１は、一方の橋台４と橋脚１−６との間に設けられた第一径間１−１と、橋脚１−６と橋脚１−７との間に設けられた第二径間１−２と、橋脚１−７と橋台５との間に設けられた第三径間１−３とを備える。第二橋２は、一方の橋台４と橋脚２−６の間に設けられた第一径間２−１と、橋脚２−６と橋脚２−７との間に設けられた第二径間２−２と、橋脚２−７と橋台５との間に設けられた第三径間２−３とを備える。
【００１５】
第一橋１の第一径間１−１と第二橋２の第一径間２−１との間に、閉塞板３０−１が設けられる。第一橋１の第二径間１−２と第二橋２の第二径間２−２との間に、閉塞板３０−２が設けられる。第一橋１の第三径間１−３と第二橋２の第三径間２−３との間に、閉塞板３０−３が設けられる。複数の閉塞板を複数の径間にそれぞれ配置することにより、各径間を独立した構造としながら、第一橋１と第二橋２の隙間を閉塞することができる。図２、図３は単純桁の場合だが、連続桁の場合は橋軸方向（ｙ軸方向）に橋長のほぼ全体に渡って連続した板状部材を閉塞板として設けてもよい。
【００１６】
図４は、橋軸方向（ｙ軸方向）から見た並列橋３の断面図（図２のＡ−Ａ´断面）である。第一橋１の橋脚１−６の上に、支承９を介して橋桁１０−１が載せられる。橋桁１０−１の上に床版１２が設けられる。床版１２の橋幅方向の両端に高欄１１が設けられる。第二橋２の橋脚２−６の上に、支承９を介して橋桁１０−２が載せられる。橋桁１０−２の上に床版２２が設けられる。床版２２の橋幅方向の両端に高欄１１が設けられる。
【００１７】
第一橋１と第二橋２との間の隙間１００は、橋桁１０−１、１０−２の上端（上フランジ）付近において、閉塞板３０によって塞がれる。閉塞板３０は、図３に示された閉塞板３０−１、３０−２、３０−３を代表して示されている。閉塞板３０は、取付構造１３によって第一橋１の床版１２と第二橋２の床版２２の間に取り付けられる。
【００１８】
隙間１００は更に、橋桁１０−１、１０−２の下端（下フランジ）付近において、閉塞板５０によって塞がれる。すなわち、閉塞板３０と閉塞板５０とは、橋桁１０−１、１０−２の高さと同程度に互いに高さ方向に離間して配置される。閉塞板５０は、鉛直方向に見て、閉塞板３０とほぼ同じ平面形状を有する。閉塞板５０も、閉塞板３０と同様に各径間に設けられる。閉塞板５０は、取付構造１４によって第一橋１の橋桁１０−１と第二橋２の橋桁１０−２の間に取り付けられる。
【００１９】
第一橋１の床版１２と、閉塞板３０と、第二橋２の床版２２とは、概ね平坦な上面を形成する。第一橋１の橋桁１０−１の下側面（下フランジ）と、閉塞板５０と、第二橋２の橋桁１０−２の下側面（下フランジ）とは、概ね平坦な下面を形成する。
【００２０】
閉塞板３０、５０を設けたことによって、並列橋３の周りの風の流れは、第一橋１、閉塞板３０、５０、及び第二橋２によって形成される幅方向に長い断面形状を有する単独橋と同様になる。その結果、図１に示したように隙間１０３に渦１０５、１０６の発生を防ぐことができる。並列橋において風荷重が大きくなる主な原因は、風上側の橋桁の前縁で剥離した風の両桁間の隙間１０３への巻き込みである。本実施形態では、そのような巻き込みが防がれるため、並列橋特有の風荷重を避けることができる。また隙間１００への風の回り込みの影響が抑えられるため、風荷重に関する設計の複雑さを回避することができる。
【００２１】
渦の発生による風荷重の変動は、橋梁の断面辺長比に依存する。図６を参照して、第一橋１と第二橋２の断面辺長比Ｂ／Ｄに比べて、閉塞板３０、５０を備えた並列橋３の断面辺長比Ｂ´／Ｄは小さくなる。そのため並列橋３における渦の影響を第一橋１、第二橋２に比べて小さく抑えることができる。
【００２２】
各閉塞板３０、５０は、橋梁１、２の橋軸方向に長尺な平板状に形成される。閉塞板３０、５０の材質としては、例えば、鋼、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ゴム、木材、その他合成樹脂材料が用いられる。
【００２３】
図４の例では第一橋１の橋桁１０−１と第二橋２の橋桁１０−２は箱桁であるが、プレートガーダーなどの他の形式の橋桁であっても、両橋間の隙間を閉塞板３０、５０で塞ぐことにより、同様の効果が得られる。また第一橋１と第二橋２の高さが異なる場合にも、互いの橋桁の上端同士を閉塞板３０で連結し、下端同士を閉塞板５０で連結することにより、風の流れを単一橋における流れに近づけ、風荷重を低減することができる。
【００２４】
図７は、閉塞板３０、５０によって得られる抗力係数の低減効果を示す計算例である。「隙間塞ぎ」欄が「無」の行が閉塞板３０、５０の無い並列橋を示し、「有」の行が閉塞板３０、５０を設けた並列橋３を示す。第一橋１のみ（または第二橋２のみ）の場合の抗力係数を１．８とする。隙間１００を塞ぐ閉塞板３０、５０が無い場合、風上側の第一橋１の抗力係数は２．３程度となり、風下側の第二橋２の抗力係数は例えば２．３程度となる。並列橋３の全体の抗力係数は、それらの合計で４．６程度となる。
【００２５】
一方、隙間１００を塞ぐ閉塞板３０、５０を設けた場合には、第一橋１、第二橋２、及び閉塞板３０、５０を合わせたプロファイルを持つ単一橋として計算すると、断面辺長比Ｂ／Ｄが大きくなった効果により、並列橋３全体の抗力係数は例えば１．５となる。第一橋１、第二橋２の抵抗係数はそれぞれ０．７５となる。このように、閉塞板３０、５０を設けることにより、並列橋３の風荷重を抑制することができる。
【００２６】
閉塞板３０、５０は、例えば図３に示されるように各支間に設けられ、橋台４から橋台５までの橋軸方向のほぼ全体に渡って、風の流れを幅広の単一橋と同じように整流する。又は、風荷重は支間長が大きい箇所で重要となるため、支間長の短い箇所（図２、図３の例では第一径間１−１、２−１、第三径間１−３、２−３）には設けず、支間長の長い箇所（第二径間）のみに閉塞板３０、５０を設けた場合にも、風荷重を低減する効果が得られる。
【００２７】
並列橋３の下部工としては、図４に示すように独立した２列の橋脚１−６、２−６が設けられている場合にも、図５に示すように一つの橋脚６の上に橋桁１０−１、１０−２の両方が設けられている場合にも同様に、本実施形態における閉塞板３０、５０によって風荷重の低減効果が得られる。
【００２８】
図８Ａに、本実施形態の変形例における閉塞板３０Ｂを示す。閉塞板３０Ｂは、上流側の橋梁１の床版１２に連結された板状部材３２と、下流側の橋梁２の床版２２に連結された板状部材３３とを備える。板状部材３２の幅方向（ｘ軸方向）の一端側は橋梁１の床版１２に連結され、他端側は隙間１００に張り出した自由端で形成されている。一方、板状部材３３の幅方向の一端側は橋梁２の床版２２に連結され、他端側は隙間１００に張り出した自由端で形成されている。板状部材３２の自由端と、板状部材３３の自由端とは、間隙３５を介して対向する。
【００２９】
このように、閉塞板３０が、上流側の橋梁１の床版１２と下流側の橋梁２の床版２２とにそれぞれ連結された２つの板状部材３２、３３を含むことにより、隣り合う橋梁１、２を相互に独立させた構造としながら床版１２、２２間の隙間１００を塞ぐことができる。
【００３０】
また、板状部材３２、３３間に間隙３５が存在していることにより、橋梁１、２の振動や熱伸縮等により２つの橋梁１、２の床版１２、２２間の隙間１００の距離が変化した場合においても、間隙３５によりこの変化を吸収でき、床版１２、２２と板状部材３２、３３との連結部に課題な応力が発生することを防止できる。
【００３１】
図８Ｂは、本実施形態の他の変形例における閉塞板３０Ｃを示す。閉塞板３０Ｃは、上流側の橋梁１の床版１２に連結された板状部材３６と下流側の橋梁２の床版２２に連結された板状部材３７とを含む。さらにこの変形例では、板状部材３６、３７の自由端は該板状部材の幅寸法が異なるように段差状に形成され、板状部材３６の自由端と板状部材３７の自由端とが一定の間隙３８を介して付き合わされる。
【００３２】
このように、２つの板状部材３６、３７の自由端同士を段差状に形成し、その間に間隙３８を存在させることにより、橋梁１、２の水平変位による衝突を抑制、または衝突力を低減できる。さらに好適には、自由端同士の間隙３８にゴムシール等の弾性部材を充填することにより、橋梁１、２の水平変位による衝突力を吸収する。このとき、自由端の先端が段差状であることにより弾性部材の充填量を多くでき、衝突力を大幅に吸収することが可能である。
【００３３】
更に、橋桁１０−１、１０−２の下端付近に取り付けられる閉塞板５０についても、図８Ａ又は図８Ｂと同じ構成を採用することが可能である。
【００３４】
次に、図９Ａ、図９Ｂ、図１０を用いて、上記した構成を有する閉塞板と床版１２との連結部の具体的な構成例を説明する。なお、ここでは一例として上流側橋梁１の床版１２と板状部材３１との連結部を示しているが、この連結部の構成は全ての連結部に適用できるものである。
【００３５】
図９Ａ、図９Ｂは、ボルトを用いた連結部４１を示す側断面図と平面図である。この連結部４１の構成は、上記した図３、図８Ａ、図８Ｂのいずれにも適用できる。床版１２の側面にはＬ字型治具４０が溶接又はボルト締結等により接合されている。このＬ字型治具４０にはボルト孔が設けられており、これに対応した位置に、板状部材３１の端部にもボルト孔４４が設けられている。
【００３６】
そして、Ｌ字型治具４０と板状部材３１の端部とが、ボルト孔が一致するように重ね合わされ、ボルト４２とナット４３とにより締結固定される。このとき、Ｌ字型治具４０のボルト孔若しくは板状部材３１のボルト孔４４は、橋軸方向に長尺な長孔形状を有していることが好ましく、これにより板状部材３１設置時の橋軸方向のずれに対応可能となる。このように、床版１２と板状部材３１とをボルト締結することにより、流通性の高い部品を用いることができるためコストを安価にできる。また、板状部材３１の着脱が容易に行える。
【００３７】
図１０はヒンジを用いた連結部４５を示す側断面図である。この連結部４５の構成は、図３のように単一の板状部材によって第一橋１と第二橋２とを連結した構成例に好適に適用できる。
【００３８】
床版１２の側面にはＬ字型治具４０が溶接又はボルト締結等により接合されている。このＬ字型治具４０の端部には、ヒンジ４６を介して板状部材３１が回動自在に取り付けられている。ヒンジ４６の軸方向は橋軸方向に一致する。
【００３９】
このように、ヒンジ４６を介して床版１２に板状部材３１を取り付けることにより、上流側の橋梁１の床版１２端部と、下流側の橋梁２の床版２２端部とが高さ方向に位置ずれしても、ヒンジ４６を介して板状部材３１が傾斜することにより位置ずれを吸収し、連結部４５に過大な応力がかかることを防止できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  第一橋
１−１  第１径間
１−２  第２径間
１−３  第３径間
１−６、１−７  橋脚
２  第二橋
２−１  第１径間
２−２  第２径間
２−３  第３径間
２−６、２−７  橋脚
３  並列橋
４、５  橋台
９  支承
１０−１、１０−２  橋桁
１１  高欄
１２  床版
１３  取付構造
１４  取付構造
３０、３０−１、３０−２、３０−３  閉塞板
３１、３２、３３  板状部材
３５  間隙
３６、３７  板状部材
３８  間隙
５０  閉塞板
４０  Ｌ字型治具
４１  連結部
４２  ボルト
４３  ナット
４４  ボルト孔
４５  連結部
４６  ヒンジ
１００  隙間
１０１  第一橋
１０２  第二橋
１０３  隙間
１０４  風方向
１０５  渦
１０６  渦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014122490.tif 000009
【図８Ａ】
2014122490.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2014122490.tif 000013
【図１０】
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