(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を構成する構成部材に、収納用部材を取付けて収納空間を形成し、
この収納空間内に粒子を収納し、少なくとも収納空間に臨む前記構成部材の表面に粒子が接触し、
構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２〜３倍に選ばれることを特徴とする構造物の防音構造。
【請求項２】
床版または軌道を支持する主構および床組の少なくとも一部を構成する構成部材に、収納用部材を取付けて収納空間を形成し、
この収納空間内に粒子を収納し、少なくとも収納空間に臨む前記構成部材の表面に粒子が接触し、
構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２〜３倍に選ばれることを特徴とする橋梁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両や自動車などの橋梁、モノレール車両などの軌道桁、自動車道路などの防音壁、土砂運搬船の船殻、建築物などの構造物の防音構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な先行技術は、特公昭６０−２５５８３に開示される。この先行技術は、コンクリートなどによって形成される橋梁などの構成部材の閉じた空間部に、瀝青物または瀝青混合物を充填し、これらを一体に固着した構成を有しており、これによって制振防音を行っている。つまり瀝青物または瀝青混合物は、前記構成部材に固着され、固化しており剛である。
【０００３】
この先行技術では、コンクリートから成る橋梁などの構成部材に瀝青物または瀝青混合物が固着して剛性が高まって、前記構成部材の制振作用は達成されるけれども、瀝青物または瀝青混合物を固着した制振防音構造を施さない場合に比べて、コインシデンス周波数ｆｃが低い。そのため低域の可聴周波数帯域、特に５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における音響放射効率σが増大する。したがって構成部材の振動速度振幅が低下するにもかかわらず、放射音パワーの低下がわずかであり、充分な防音作用が達成されないという問題がある。この問題に関して次の式１および式２を用いて説明すると、次のとおりとなる。
【０００４】
放射音パワーＰは、構成部材の振動速度振幅をｖとし、空気密度をρとし、音速をＣとし、放射面積Ｓとするとき、
Ｐ＝σ・ｖ２・ρ・Ｃ・Ｓ                                  …（１）
で表される。
【０００５】
コインシデンス周波数ｆｃは、構成部材の面密度をｍとし、曲げ剛性をＢとするとき、
【０００６】
【数１】
0003579657.tif 000002
で表される。
【０００７】
先行技術では、コンクリートから成る橋梁などの構成部材に瀝青物または瀝青混合物を固着する構成によって、振動速度振幅ｖを小さくすることができるけれども、構成部材の剛性Ｂが高くなるので、コインシデンス周波数ｆｃは前述のように低くなる。このようにコインシデンス周波数ｆｃが低くなると、音響放射効率σの高い領域が低い周波数帯域にシフトする。したがって低周波数帯域での音響放射効率σが高くなる。その結果、式１に示すように放射音パワーは音響放射効率に比例するので、前記構成部材の振動を抑えることができても、５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における放射音パワーＰをそれほど抑えることができない。こうしてコンクリートから成る構成部材に前述の瀝青物または瀝青混合物を固着した先行技術の構成では、構造部材の剛性が増大することによって、制振することができるけれども、それほど消音することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、防音性能を向上することができる構造物の防音構造、橋梁および軌道を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、構造物を構成する構成部材に、収納用部材を取付けて収納空間を形成し、
この収納空間内に粒子を収納し、少なくとも収納空間に臨む前記構成部材の表面に粒子が接触し、
構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２〜３倍に選ばれることを特徴とする構造物の防音構造である。
【００１１】
本発明に従えば、橋梁、軌道桁および建築物などの構造物を構成する構成部材に、収納用部材を取付けて形成した収納空間内に、または構成部材が有する収納空間内に粒子を収納する。この粒子は、前記構成部材の収納空間に臨む表面に接触する。これらの粒子は、前記収納空間の下部だけに収納され、その収納された粒子の上方に収納空間の一部が残っていてもよいが、収納空間にほとんど隙間なく一杯に充填されるのが望ましい。
【００１２】
これらの粒子は、その自重で積重ねられており、上方からの圧力で押圧されることはないので、粒子相互間にはわずかな隙間が存在する。この粒子は、前記構成部材の表面に接触しているだけで、固着されていない。またこれらの粒子は、構成部材の表面に点接触するか、あるいはわずかな接触面積で接触しているだけであって、その粒子が構成部材の表面への投影面積全体にわたって面接触していない。
【００１３】
したがって前記構成部材の剛性Ｂが、収納空間内の粒子によって高まることはなく、本発明を実施せずに構成部材だけから成る構成に比べて、そのコインシデンス周波数ｆｃおよび音響放射効率σをそれぞれ同程度に維持するとともに、構成部材の振動速度振幅ｖのみを小さくすることができる。したがって、周波数帯域５００Ｈｚ〜１ｋＨｚにおける放射音パワーＰが小さくなり、優れた消音作用が達成される。
【００１４】
すなわち本発明に従えば、粒子を充填したとしてもコインシデンス周波数ｆｃが低下しないので、粒子を充填しない場合に比較して、音響放射効率σが相対的に高くなることはない。したがって振動速度振幅ｖのみを低下させるので、放射音パワーＰを小さくして、消音することができる。
【００１５】
上記消音作用について説明すると、前記構成部材の収納空間に臨む表面に、粒子を接触させることによって、構成部材で発生した振動エネルギが、粒子同士の衝突および摩擦によって熱エネルギに変換されるので構成部材が制振され、振動速度振幅が小さくなる。また構成部材の剛性が高くならないので、前述の先行技術に比べて制振量に対応した減音量を得ることができ、効果的に音を小さくすることができる。
【００１６】
上記粒子の材料は、任意の材料を選ぶことができるけれども、無機材料であって多孔質のものが好ましく、たとえば石炭灰などを挙げることができる。特に石炭灰は、産業廃棄物として知られており、このような石炭灰をリサイクル材として用いることによって、資源の有効利用を図ることができる。
【００１７】
また粒子が多孔質であることによって、粒子自体に吸音性能を持たせることができ、こうして制振および吸音の２つの効果を発揮させることができる。さらに粒子に任意の内径を有する窪みまたは透孔を形成することによって、吸音する周波数を制御することができる。
【００１８】
前記収納空間内において、構成部材と収納用部材との間の距離は、粒子の外径Ｄ１の２倍〜３倍に選ばれ、好ましくは２倍に選ばれる。したがって構成部材と収納部材との間には、２層または３層の粒子が介在されることになる。これによって構成部材の振動速度振幅を、たとえば約１０ｄＢ程度、低下して減衰することができるようになる。この構成部材および収納用部材の制振効果は、粒子が１層では不充分であり、上述のように２層または３層、特に好ましくは２層で充分な制振効果が得られ、４層以上としても制振効果の大幅な向上がみられないことが、本件発明者によって確認されている。つまり粒子を２または３層を充填することによって、収納空間内では、構成部材と収納用部材との間で隣接して接触する粒子が相対的に動くことができ、これによって構成部材の制振効果が充分に達成され、振動速度振幅ｖが低下されることになる。したがって放射音パワーＰが低下される。
また前記粒子は、無機材料から成り、ランダムな形状を有し、外径５〜１５ｍｍφであってもよい。
【００１９】
また前記粒子は、多孔質であってもよい。
また前記粒子は、比重が１．３〜１．４であり、嵩比重が０．８〜０．９であってもよい。
【００２０】
前記無機材料としては、たとえば石炭灰などから成り、たとえば破砕されるなどしてランダムな形状を有しており、その外径としては５〜１５ｍｍφが好ましい。なお粒子の外径Ｄ１とは、その粒子の外周部に内面が接触する仮想上の内接球の最小直径と定義する。
【００２１】
粒子として、石炭灰などの多孔質で軽量なものを使用することによって、収納空間内に粒子が収納された構成部材の重量を軽減できる。また粒子は構成部材および収納用部材の表面に接触しており、これらは一体に固着していないので、構成部材の剛性Ｂが上昇することはない。これによってコインシデンス周波数ｆｃの低下を防止できる。したがって５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における音響放射効率σが高くなることを防止できる。また前述したように、構成部材の振動速度振幅ｖのみが低下するので、音響放射パワーを効果的に低減することが可能になる。
【００２２】
上記石炭灰粒子は、石炭灰に少量の微粉炭を混入し、水を添加して任意の粒径の生ペレットを作り、この生ペレットを、連続焼成炉で自然焼結させた造粒型の人工軽量粗骨材が挙げられる。このような石炭灰粒子は、絶乾比重が１．３０〜１．３８であり、嵩比重（ジッキング）は、０．８０〜０．８５ｋｇ／Ｌである。なおＬは、リットルを表す。本件発明者の実験によって、上記特性を有する石炭灰粒子を用いることによって、明らかな制振効果が得られ、しかも極端な重量増加はないことが確認されている。
【００２３】
なお嵩比重ρ１は、粒子の質量Ｍ１、粒子の占める体積Ｖ１とするとき、
ρ１＝Ｍ１／Ｖ１                                        …（３）
で表される。収納空間に粒子が収納されることによって粒子間に空隙が生じ、この嵩比重ρ１は、前述のように本発明では０．８〜０．９であり、好ましくは約０．８である。
【００２４】
また前記収納用部材には、粒子の外径Ｄ１よりも小さい多数の透孔が形成されてもよい。
【００２５】
収納用部材には、多数の透孔が形成され、この透孔は粒子の粒径よりも小さい内径を有する。したがって収納空間に収納された粒子が、前記透孔から外部に出てしまうことはなく、しかも収納空間内でこもる音を、粒子間の空隙で吸音することができる。
【００２６】
また収納用部材は、合成樹脂から成ってもよい。
収納用部材は、たとえばＡＢＳ樹脂などの合成樹脂製からなるので、鉄などの材料から成る構成部材に比べて比重が小さく、軽量である。このような軽量な構成によっても、粒子を構成部材との間に形成される収納空間内に収納して保持するとともに、その収納用部材の形状を維持することができる。なお、本件発明者によってこのような合成樹脂製の収納用部材を用いても、防音性能が低下することはないことが確認されている。また収納用部材としては、厚さが約２ｍｍの板状のものが好ましい。
【００２７】
構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２〜３倍に選ばれてもよい。
【００２８】
また構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２倍に選ばれてもよい。
【００３０】
また本発明は、床版または軌道を支持する主構および床組の少なくとも一部を構成する構成部材に、収納用部材を取付けて収納空間を形成し、
この収納空間内に粒子を収納し、少なくとも収納空間に臨む前記構成部材の表面に粒子が接触し、
構成部材と収納用部材との間の収納空間内の距離は、粒子の外径Ｄ１の２〜３倍に選ばれることを特徴とする橋梁である。
【００３１】
また床版または軌道を支持する主構および床組の少なくとも一部を構成する構成部材が有する収納空間内に、粒子を収納し、少なくとも収納空間に臨む前記構成部材の表面に粒子が接触することを特徴とする橋梁であってもよい。
【００３２】
前記構成部材は、橋桁を構成する部材であってもよい。
【００３３】
前記橋桁は、箱桁であってもよい。
前記構成部材は、トラス橋のトラスを構成する部材であってもよい。
【００３４】
前記構成部材は、アーチ橋の弦材またはランガー橋の主桁を構成する部材であってもよい。
【００３５】
本発明は、橋梁に関連して実施され、鉄道車両、自動車などの走行時に橋梁の振動による騒音を、有効に抑制し、消音作用を上首尾に達成することができる。
【００３６】
橋梁は、箱桁橋、トラス橋、アーチ橋だけでなく、そのほかの構造を有する橋梁に関連してもまた、本発明を実施することができる。
【００３７】
また、（ａ）複数の支持部材であって、
移動体の移動方向に沿って細長く延び、上下方向の高さを有する板状に形成され、
移動方向に垂直な横方向に相互に間隔をあけて配置される支持部材と、
（ｂ）軌道部であって、支持部材の下端部に固定され、支持部材の両外側方に張出して移動方向に沿って細長く延びる板状に形成され、
移動体を支持する軌道部と、
（ｃ）支持部材相互間の収納空間に収納され、この収納空間に臨む支持部材の表面に接触する多数の粒子とを含むことを特徴とする防音軌道であってもよい。
【００３８】
本発明に従えば、たとえばモノレール車両などの車両の車輪が支持部材の両外側方に張出した軌道部上で支持されて回転し、車両が走行することができ、この支持部材の相互間に形成される収納空間に、粒子が収納される。したがってモノレール車両などの移動体の走行時における騒音を効果的に抑制することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の防音構造の一例を示す図である。Ｉ形鋼またはＨ形鋼などから成る構成部材１は、後述の図２および図３に示される箱桁橋の一部を構成する。この構成部材１は、長尺のウェブ２と、そのウェブ２の上下に連なるフランジ３，４とを含む。ウェブ２には、板状の収納用部材５が、Ｌ字状の取付け片６，７によって、フランジ３，４に固定される。収納用部材５は、ウェブ２の長手方向（図１の紙面に垂直方向）に平行に延びる。ウェブ２と収納用部材５とは、長手方向（図１の紙面に垂直方向）に対して垂直な幅方向（図１の左右方向）に間隔をあけて配置され、ウェブ２と収納用部材５との間に収納空間８が形成される。この収納空間８内に、多数の粒子９が投入されて充填される。
【００４０】
収納用部材５は、構成部材１と同様に鉄、鋼などの金属材料から成ってもよいけれども、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂材料から成ってもよい。この収納用部材５の厚みは、収納空間８内で粒子９を収納して保持する機械的強度を有する厚みが好ましく、たとえば２ｍｍである。
【００４１】
図２は図１に示す防音構造を適用した箱桁橋１１の上部構造１２を示す断面図であり、図３は図２に示される箱桁橋１１の一部の拡大断面図である。箱桁橋１１の上部構造１２は基本的に、鉄道車両１３が移動するレールなどの軌道１４が固定される床版１５と、この床版１５を支持する箱桁１６とを有する。
【００４２】
床版１５の下部を構成する鋼床版１８（構成部材であり、図１のフランジ３に対応する）の下面には、箱桁を構成する幅方向（図２および図３の左右方向）に一対の側板２１（図１のウェブ２に対応する）の上端部２２が溶接されて固定され、側板２１の下端部２３には、底板２４（図１のフランジ４に対応する）が溶接されて固定され、こうして全体の形状がほぼＵ字状に形成される。底板２４には、縦リブ２５が幅方向に間隔をあけて、箱桁１６の内部空間２６内で固定される。縦リブ２５は、箱桁１６の延びる方向（図３の紙面に垂直方向）に沿って延びる。側板２１には、箱桁１６の幅方向（図３の左右方向）に間隔をあけて板状の収納用部材２８が、取付け片２９によって鋼床版１８の下面に固定されるとともに、取付け片３１によって底板２４の上面に固定される。さらに底板２４から上方に間隔をあけて、板状の収納用部材３２が、取付け片３３によって収納用部材２８に固定されるとともに、取付け片３４によって縦リブ２５に固定される。縦リブ２５相互間においてもまた、板状の収納用部材３６が、前述の収納用部材３２と同様に、取付け片３７，３８によって底板２４の上方に間隔をあけて固定される。
【００４３】
側板２１と収納用部材２８との間の収納空間３９、および底板２４と収納用部材３２，３６との間の収納空間４１，４２には、粒子９が収納される。前述の図１に示される構成部材１は、たとえば図３の切断面線Ｉ−Ｉから見た断面図であって、底板２４上に固定された箱桁橋１１の幅方向（図３の左右方向）に延びる横リブである。底板２４上に、図１のフランジ４の下面が配置され、この図１の構成部材１は、図３の左右方向に延びる。
【００４４】
粒子９は、無機材料から成り、たとえば石炭灰などの多孔質で、かつランダムな形状を有するものであって、外径５〜１５ｍｍφを有する。なお粒子９の外径Ｄ１とは、図１の構成部材１を拡大して示す図面において、ひとつの粒子９に内接する最小の仮想上の球４４の直径を指す。粒子９が、収納空間８，３９，４１，４２に収納され、ウェブ２、側板２１および底板２４の収納空間８，３９，４１，４２に臨む表面に接触することによって、ウェブ２、側板２１および底板２４で発生した振動エネルギが、多数の粒子９同士の衝突および摩擦によって熱エネルギに変換されるので、収納用部材５，２８，３２，３６、ウェブ２、側板２１および底板２４が制振される。
【００４５】
ウェブ２および収納用部材５の間の収納空間８、側板２１および収納用部材２８の間の収納空間３９、並びに底板２４および収納用部材３２，３６の間の収納空間４１，４２の距離Ｗ１は、粒子９の外径Ｄ１の２倍〜３倍に選ばれ、特に好ましくは２倍に選ばれる。つまり各収納空間８，３９，４１，４２には２層〜３層、好ましくは２層の粒子が介在されることになる。なお、１層では制振効果は不充分であり、２層または３層で充分な効果が得られ、４層以上では制振効果の大きな向上はない。こうして収納空間８、３９，４１，４２内で隣接する粒子９が相互に動くことができ、これによって収納用部材５，２８，３２，３６の制振効果が充分に達成される。
【００４６】
またウェブ２、側板２１および底板２４の剛性が上昇しないので、制振量に対応した減音量を得ることができ、前述の先行技術に比べ効果的に騒音を小さくすることができる。また収納空間８，３９，４１，４２の形状がさまざまな形状であっても、多数の粒子９を収納し、消音作用を達成することができる。こうして車両１３の走行時に床版１５から発生し、収納用部材２８，３２，３６に伝達される振動を、粒子９によって制振させることができ、騒音を低減することができる。
【００４７】
さらに前述のように、粒子９は多孔質石炭灰であるので、その粒子９自体が吸音性能を有し、制振および吸音の２つの効果を発揮させることができる。また粒子９を石炭灰とすることによって、産業廃棄物として知られる石灰灰をリサイクル材として資源の有効利用を図ることができるという効果もある。
【００４８】
また石炭灰粒子はコンクリートに使用される軽量粗骨材であり、その特性は、絶乾比重１．３０〜１．３８を有し、嵩比重（ジッキング）０．８０〜０．８５ｋｇ／Ｌであり、その化学成分は、  ＳｉＯ２  ６５％、Ａｌ２Ｏ３  １８％、Ｆｅ２Ｏ３  ６．４％、Ｎａ２Ｏ  ３．１％、Ｋ２Ｏ  ３．０％、ＣａＯ  ２．１％、ＭｇＯ  １．０％である。なお粒子９は、上記石炭灰以外の材料からなってもよいが、要求される条件としては橋桁などの構造物への付与物として、制振効果がある程度大きく、かつ軽量なものが望ましい。また粒子９として比重が３．６のアルミナ球を用いる構成も考えられるが、このアルミナ球では制振効果は大きいが、重量が増大すると言う欠点もある。また粒子９として比重が０．３の中空プラスチック球を用いる構成も考えられるが、この中空プラスチック球では重量増加は極めて少なくて済むが、大きな制振効果を達成することができないと言う欠点もある。しかしながら、アルミナ球や中空プラスチック球であっても前述の先行技術（特公昭６０−２５５８３）に比べれば、消音作用が優れている。
【００４９】
図４は、本件発明者の実験結果を示す図である。図２および図３に示される箱桁橋１１においては、収納空間３９，４１，４２に粒子９を収納することによって、ライン４６に示される音響放射効率σを得ることができる。この図４のライン４６の音響放射効率σは、本発明の収納空間３９，４１，４２が設けられず、粒子９を備えていない構成における音響放射効率の特性とほぼ同一であり、コインシデンス周波数ｆｃ１は比較的高い周波数帯域に存在する。つまり５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における音響放射効率σは比較的小さい値となる。したがって側板２１、底板２４および収納用部材２８，３２，３６の制振効果による振動速度振幅ｖを抑制することができ、これによって、放射音パワーを低減することができる。
【００５０】
これに対して、先行技術である構成部材に瀝青物または瀝青混合物を一体に固着した構成では、ライン４７の特性が得られ、コインシデンス周波数ｆｃ２が本発明に比べて低い周波数範囲に存在する。したがって５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における音響放射効率σが本発明よりも大きいので、構成部材の振動速度振幅ｖが本発明と同様に抑制されるにもかかわらず、放射音パワーが小さくならない（式１参照）。その結果、先行技術では消音効果がそれ程達成されない。これによってライン４６で示される本発明の構成が優れていることが確認される。
【００５１】
図５は、本発明の防音構造を備えたトラス橋５１を構成するトラスである主構５２の斜材６５（図６参照）を示す断面図である。この主構５２の斜材６５は、軸直角断面矩形、たとえば正方形である。斜材６５の収納空間５５内に、粒子５６が収納される。粒子５６としては、前述の実施の形態の粒子９と同様に石炭灰粒子が好ましい。
【００５２】
図６は図５の主構５２を含むトラス橋５１の一部の斜視図であり、図７は図５および図６に示されるトラス橋５１の全体を示す斜視図である。左右一対の主構５２が平行に並べられ、そのたとえば下部に鉄道車両の軌道などの床版を支持するための縦桁５８、横桁５９、横桁６１および下横構６２などが取付けられる。主構５２は、上弦材６３と下弦材６４と斜材６５とによって構成される。下弦材６４上には、斜材６５が格点６６で連結されて固定される。下弦材６４の長手方向の端部では、支承６７を介して、橋脚などを含む下部構造に支持される。主構５２の上弦材５７間には支材６８が連結され、また上横構６９が固定される。主構５２の長手方向端部には、端柱７１が、下弦材６４の端部に連結されて固定され、隅角部７２が形成される。
【００５３】
図８は、図５〜図７に示されるトラス橋５１の一部の分解斜視図である。図９はトラス橋５１の格点６６付近の一部を切欠いて示す斜視図であり、図１０は格点６６付近の縦断面図である。一対の縦桁５８間に枕木７３が固定され、この枕木７３に、レールなどの軌道７４が固定される。この軌道７４に沿って鉄道車両７５が走行移動する。
【００５４】
斜材６５の下端部７６は、下弦材６４の上板７７によって閉塞されて、格点６６のガセット７８によって固定される。斜材６５および下弦材６４は、それらの軸線に直角な断面が矩形、たとえば正方形の筒体から成る。この斜材６５の下端部７６付近に粒子７９が投入され、これらの粒子７９は自重で堆積した状態となっている。粒子７９は、前述の粒子９と同様に石炭灰粒子が好ましい。この斜材６５は、下弦材６４の上部で底が閉じられた軸線方向に延びる収納空間８１を有する。
【００５５】
図１１は、本発明の実施の他の形態の防音構造を示す図である。図１１の実施の形態では、斜材６５内に、軸線方向内方に間隔をあけて筒状の収納用部材５４が設けられて、この収納用部材５４は、斜材６５に同軸に上弦材６３および下弦材６４に固定される。斜材６５の内表面と収納用部材５４との間には、収納空間５５が形成され、この収納空間５５内に粒子５６が収納される。粒子５６は、前述の粒子９と同様に石炭灰粒子が好ましい。このような構成によって、防音作用が前述と同様に達成される。この図１１の実施の形態では、空間５５の容積が、前述の図５の構成に比べて小さく、したがって同じ消音効果を達成するのに必要な粒子５６の重量を減少することができる。
【００５６】
図１２は、図１１に示される実施の形態の斜材６５の一部を切欠いて示す斜視図である。図１３は、図１２に示される斜材６５の正面図である。斜材６５の端部には、斜材６５とその内部に同軸に設けられる収納用筒体５４との端部を閉塞する端板８４が固定される。これによって収納空間５５が閉じられ、粒子５６が外部に飛び出すおそれはない。端板８４は、フランジ継手を構成し、上弦材６３または下弦材６４に固定される。
【００５７】
図１４は、本発明の防音構造を備えた軌道８６の断面図である。モノレール車両などの移動体８７の移動方向（図１４の紙面に垂直方向）に沿って、複数、たとえばこの実施の形態では一対の支持部材８８，８９が、細長く延びる。これらの支持部材８８，８９は、上下方向の高さＨ１を有する板状に形成され、移動方向に垂直な横方向（図１４の左右方向）に相互に間隔Ｌ１をあけて配置される。
【００５８】
軌道部９１は、支持部材８８，８９の下端部に固定され、支持部材８８，８９相互間の収納空間９２を塞いで底９４を形成するとともに、支持部材８８，８９の両外側方（図１４の左右方向）に張出す。軌道部９１は、移動方向（図１４の紙面に垂直方向）に沿って細長く延びる板状に形成される。これらの支持部材８８，８９相互間の収納空間９２には、粒子９３が収納される。粒子９３は、前述の粒子９と同様に石炭灰粒子が好ましい。粒子９３は、収納空間９２に臨む支持部材８８，８９の表面に接触する。軌道部９１は、収納空間９２の底９４に連なる。移動体８７に取付けられるローラ９５は、軌道部９１上を回転して走行し、このローラ９５に吊下げ部９６によってモノレール車両などの移動体８７が吊下げられる。
【００５９】
次に本件発明者による実験結果を述べる。図１５は、本発明の防音構造の防音効果の検証を行うために用いられた構造物９７の斜視図である。この図１５に示されるように、ウェブ１０１の上下に間隔Ｈ２でフランジ１０２，１０３が固定される。
【００６０】
図１６（１）は、本発明の防音構造１０４を備える構造物９７の断面図である。ウェブ１０１に、その長手方向沿って板状の収納用部材１０５が設けられ、この収納用部材１０５の両側部は、一対の端板１０６によって閉じられ、こうして収納空間１０７が形成される。収納空間１０７に、粒子１０８が収納される。粒子１０８は、外径５〜１５ｍｍφの前述の石炭灰から成る軽量粗骨材である。
【００６１】
ウェブ１０１の高さＨ２（図１５参照）は４８０ｍｍで、ウェブ１０１の長さ方向（図１５の左右方向、図１６（１）の紙面に垂直方向）の長さＬ２は６００ｍｍで、ウェブ１０１、フランジ１０２，１０３の厚みは１０ｍｍである。収納空間１０７は、ウェブ１０１の一方表面から、フランジ１０２，１０３の端部付近まで延び、図１６（１）の左右方向の収納空間１０７の厚みＷ２は２０ｍｍであり、その面密度１６．７ｋｇｆ／ｍ２である。
【００６２】
図１６（２）は、比較例の構造物９７ａを示す図である。比較例の構造物９７ａでは、収納用部材１０５と粒子１０８とを用いる代りに、図１６（１）に示す収納空間１０７と同一体積を有するモルタル１１０を、ウェブ１０１に固定した構造を有している。図１６（２）におけるモルタル１１０を用いたときにおける面密度は５２．４ｋｇｆ／ｍ２である。
【００６３】
図１７は、図１５および図１６に示される構造物９７，９７ａのウェブ１０１の振動状態を検出する装置の簡略化した系統図である。加振器１１３によって発生された振動が連結棒１１４を経て構造物９７に伝達されてウェブ１０１が振動される。このウェブ１０１の表面の振動状態が、レーザ走査手段１１５によって計測され、この計測結果に基づいて音響放射効率σと放射音パワーとが計算される。また、比較例である構造物９７ａに関しても同様な実験が行われる。
【００６４】
図１８は、本件発明者による実験結果を示す図である。図１６（１）に示される構造物９７の実験結果から得られた音響放射効率σと１／３オクターブ中心周波数との関係が、ライン１１７に示される。このライン１１７の特性は、粒子１０８および収納用部材１０５またはモルタル１１０を備えないウェブ１０１に対して、同じ実験を行ったときに得られるライン１１８で示される特性と、ほぼ同様の特性である。すなわち図１６（１）の本発明の構成における音響放射効率σと、ウェブ１０１のみから成る音響放射効率σとは、ほぼ同様の挙動を示している。これに対して図１６（２）に示される比較例に対して同一の実験を行ったときには、図１８のライン１１９で示される特性が得られる。この実験結果から、ライン１１９で示される比較例の特性では、音響放射効率σがライン１１７，１１８で示される特性よりも、５００Ｈｚ〜１ｋＨｚ未満の低い周波数帯域で、音響放射効率σが大きいことがわかる。
【００６５】
図１９は、上記実験結果から得られる放射音パワーと、１／３オクターブ中心周波数との関係を示す図である。図１９のライン１２７は、図１６（１）に示される本発明の実施例の特性を示し、ライン１２９は図１６（２）に示される比較例の特性を示し、ライン１２８はウェブ１０１のみから成る比較例の特性を示す。図１９に示すように、ライン１２７に示す本発明の実施例の特性では、ライン１２８，１２９に比較して、放射音パワーが低下することが確認された。
【００６６】
図１６（１）に示される実施例および図１６（２）に示される比較例のいずれにおいても、ウェブ１０１の振動速度振幅は、本件発明者の実験によれば１０ｄＢ程度小さくなるけれども（実験結果は図示せず）、図１８に示すように図１６（１）の実施例の音響放射効率σは、図１６（２）の比較例の音響放射効率σよりも低いので、ライン１２７で示されるように放射音パワーが小さくなり、消音効果が達成される。こうして本発明によれば、放射音パワーが低減されて消音され、防音効果が充分に達成されることが確認された。
【００６７】
収納用部材は、上述の実施の形態では平板状であるけれども、本発明の実施の他の形態では、そのほかの形状を有していてもよい。収納用部材は、鋼板などの材料から成ってもよいけれども、そのほかの材料、たとえば前述のように合成樹脂などの材料から成ってもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、構造物の部材に接触するように粒子を収納空間に収納することによって、構成部材の振動速度振幅ｖを低減できるとともに、部材の剛性Ｂを高めることがない。したがってコインシデンス周波数ｆｃを、構成部材のみから成る場合に比べてほぼ同一値に維持することができ、低い周波数帯域にシフトすることがない。したがって音響放射効率σもまた、構成部材のみから成るときに比べてほぼ同一値に維持でき、音響放射効率σが高くなることはなく、放射音パワーを低減できる。さらに構成部材の振動エネルギを、粒子同士の衝突および摩擦によって熱エネルギに変換することができるので、構成部材を制振することができ、その制振量に対応した減音量を得ることができる。こうして５００Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の周波数帯域における放射音パワーを小さくし、効果的に音を小さくすることができるようになる。さらに粒子を収納する収納空間の形状は限定されないので、本発明による防音構造を、鉄道車両や自動車などの橋梁、自動車道路などの防音壁、土砂運搬船の船殻や建築物などと言った様々な構造物に適用することができる。
【００６９】
本発明によれば、構成部材の剛性は、本発明の防音構造を備えない構成部材の剛性とほとんど変わらないので、振動速度振幅のみを低減することができ、
制振量に対応した減音効果を得ることができる。したがって収納用部材と粒子とを含む付与物の総重量を、コンクリートからなる構成部材に瀝青物を固着した先行技術に比べて軽量とすることができる。
【００７０】
粒子は、たとえば多孔質な石炭灰などの無機材料から成り、外径が５〜１５ｍｍφのランダムな形状を有しているので、これらの粒子相互間の隙間および粒子自体によって、吸音効果を達成することができる。また粒子は前述のようにランダムな形状を有するので、粒子相互間の隙間を、吸音作用が高められるように、適切な隙間を粒子相互間に形成することができる。粒子として、比重が１．３〜１．４であり、嵩比重が０．８〜０．９である軽量粗骨材などを用いることによって、本発明を軽量化して実施することができる。
【００７１】
また、収納用部材に多数の透孔が形成されるので、収納空間内に音がこもることがなく、効果的な吸音作用を達成することができる。
また本発明によれば、構成部材と収納用部材との間を、粒子の外径Ｄ１の２倍〜３倍、好ましくは２倍に選ぶことによって、粒子の充填量をできるだけ少なくして軽量化することができ、しかも吸音作用を充分に達成することができる。
【００７２】
また、収納用部材を合成樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。
【００７３】
また、構成部材と収納用部材との間を、粒子の外径Ｄ１の２倍〜３倍、好ましくは２倍に選ぶことによって、粒子の充填量をできるだけ少なくして軽量化することができ、しかも吸音作用を充分に達成することができる。
【００７４】
さらに本発明によれば、橋梁の主桁、主構、床組などにおける防音作用を効果的に行うことができる。なお本発明の防音構造を備えた橋梁は、箱桁橋、トラス橋、アーチ橋およびそのほかの種類の構造を有する橋梁であってもよい。
【００７５】
本発明によれば、モノレール車両などの移動体の車輪を支持する軌道部に取付けられる少なくとも一対の支持部材間の収納空間に粒子を収納することによって、移動体の走行時に発生する騒音を効果的に吸音することができる。
【００７６】
本発明によれば、自動車道路などの防音壁および土砂運搬船の船殻などの構造物に対しても、本発明の防音構造を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防音構造の一例を示す図である。
【図２】図１に示す防音構造を適用した箱桁橋１１の上部構造１２を示す断面図である。
【図３】図２に示される箱桁橋１１の一部の拡大断面図である。
【図４】本件発明者の実験結果を示す図である。
【図５】本発明の防音構造を備えたトラス橋５１を構成するトラスである主構５２の斜材６５の断面図である。
【図６】図５の主構５２を含むトラス橋５１の一部の斜視図である。
【図７】図５および図６に示されるトラス橋５１の全体を示す斜視図である。
【図８】図５〜図７に示されるトラス橋５１の一部の分解斜視図である。
【図９】トラス橋５１の格点６６付近の一部を切欠いて示す斜視図である。
【図１０】格点６６付近の縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の他の形態の防音構造を示す図である。
【図１２】図１１に示される実施の形態の斜材６５の一部を切欠いて示す斜視図である。
【図１３】図１２に示される斜材６５の正面図である。
【図１４】本発明の防音構造を備えた軌道８６の断面図である。
【図１５】本発明の防音構造の防音効果の検証を行うために用いられた構造物９７の斜視図である。
【図１６】図１６（１）は、本発明の防音構造１０４を備える構造物９７の断面図であり、図１６（２）は、比較例の構造物９７ａを示す図である。
【図１７】図１５および図１６に示される構造物９７，９７ａのウェブ１０１の振動状態を検出する装置の簡略化した系統図である。
【図１８】本件発明者による実験結果から得られた音響放射効率σと１／３オクターブ中心周波数との関係を示す図である。
【図１９】実験結果から得られる放射音パワーと、１／３オクターブ中心周波数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  構成部材
２  ウェブ
３，４  フランジ
５，２８，３２，３６  収納用部材
８，３９，４１，４２，５５，８１，９２  収納空間
９，５６，９３  粒子
１１  箱桁橋
１２  上部構造
１４  軌道
１５  床版
１６  箱桁
５１  トラス橋
５２  主構
７４  軌道
７５  鉄道車両
７９  粒子
８４  端板
８６  軌道
８７  移動体
９１  軌道部
９４  底
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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