(57)【要約】      （修正有）【課題】耐風安定性を備えた２主桁断面を有する橋梁を提供することを目的とする。【解決手段】橋軸方向に略平行に延在する２本の主桁５と、これら主桁５によって支持される床版３と、橋軸方向に延在して床版３上の中央に立設されたセンターバリア７とを備え、各主桁５は、床版３の側部よりも内側に配置された２主桁断面を有する橋梁１において、主桁５の高さＨに床版３の高さｈｈを加えた寸法Ｄに対するセンターバリア７の高さｈの比が、０．２３以上、より好ましくは０．３１以上とされていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋軸方向に略平行に延在する２本の主桁と、これら主桁によって支持される床版と、前記橋軸方向に延在して前記床版上の中央に立設された中央壁体とを備え、前記各主桁は、前記床版の側部よりも内側に配置された２主桁断面を有する橋梁において、
前記主桁の高さに前記床版の高さを加えた寸法に対する前記中央壁体の高さの比が、０．２３以上、より好ましくは０．３１以上とされていることを特徴とする２主桁断面を有する橋梁。
【請求項２】
前記主桁と前記床版との間には、部分的に空間が形成されたスリットが設けられていることを特徴とする請求項１記載の２主桁断面を有する橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床版を下方から支持する２本の主桁を備えた２主桁断面を有する橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁建設では、経済性の向上、耐久性の向上、施工の省力化、工期の短縮等の要請を受け、いわゆる少主桁橋として主桁を２本とした２主桁断面を有する橋梁が用いられている。２主桁断面を有する橋梁は、橋軸方向に延在する２本の主桁と、これら主桁によって支持される床版とを備えた構造となっている。
【０００３】
非特許文献１では、２主桁断面を有する橋梁の耐風性能について検討されている。同文献では、斜張橋に用いる場合、ケーブル定着構造の設計的・構造的な合理性を考慮して、２本の主桁を床版の両側部に沿って設置した２主桁断面について検討されている。
【０００４】
【非特許文献１】「長大斜張橋端２主桁断面の異なる振動モード間の空力振動干渉および動的耐風性向上に関する研究」，第１７回  風工学シンポジウム（２００２），Fig.1（e）及びFig.5（b）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１では、床版の中央部に、橋軸方向に沿ってセンターバリア（中央壁体）を立設することにより、耐風安定性が向上することが報告されている。また、センターバリアの構成とは無関係に、一般的に、主桁を内側に配置することにより耐風安定性が向上することも示されている。したがって、主桁が床版の両側部よりも内側に設けられた橋梁に対してセンターバリアを適用すれば、さらに耐風安定性が向上することが予想される。
しかし、本発明者等が鋭意検討したところ、主桁が床版の両側部から内側に設けられた橋梁に対してセンターバリアを適用したとしても、必ずしも耐風安定性が向上しないことが見出された。これは、主桁の位置を床版の両側部から内側に変更することにより、風況が変化したことに起因するものと考えられる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、耐風安定性を備えた２主桁断面を有する橋梁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の橋梁は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる橋梁は、橋軸方向に略平行に延在する２本の主桁と、これら主桁によって支持される床版と、前記橋軸方向に延在して前記床版上の中央に立設された中央壁体とを備え、前記各主桁は、前記床版の側部よりも内側に配置された２主桁断面を有する橋梁において、前記主桁の高さに前記床版の高さを加えた寸法に対する前記中央壁体の高さの比が、０．２３以上、より好ましくは０．３１以上とされていることを特徴とする。
【０００８】
発明者等の検討により、中央壁体の高さが一定値以下の場合にはねじれフラッターの発現風速が低下されず、中央壁体の効果が発揮されないことを見出した。
つまり、各主桁が床版の側部よりも内側に配置された２主桁断面を有する橋梁については、主桁の高さに床版の高さを加えた寸法に対する中央壁体の高さの比を０．２３以上、より好ましくは０．３１以上とすることにより、ねじれフラッターの発現風速を抑え、耐風安定性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、本発明の２主桁断面を有する橋梁は、前記主桁と前記床版との間に、部分的に空間が形成されたスリットが設けられていることを特徴とする。
主桁と床版との間にスリットを形成することにより、耐風安定性をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
主桁の高さに床版の高さを加えた寸法に対する中央壁体の高さの比を０．２３以上、より好ましくは０．３１以上として、有効な中央壁体の高さを見出した。これにより、ねじれフラッターの発現風速を抑え、耐風安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図１〜５を参照して説明する。
図１には、本実施形態にかかる２主桁断面を有する橋梁１の横断面が示されている。
橋梁１は、床版３と、床版３の下方に設けられた２本の主桁５とを主として備えている。
床版３は、橋軸方向に延在し、幅はＢ、高さはｈｈとされている。床版３は、主桁５によって下方から支持されている。
床版３の上面の中央部には、橋軸方向に延在するセンターバリア（中央壁体）７が設けられている。センターバリア７の高さはｈとされている。センターバリア７は、金網等の充実率を低くしたものでも良いが、コンクリート壁等の充実率１００％としたものが好ましい。
各主桁５は、橋軸方向に延在し、高さはＨとされている。各主桁５は、床版３の側部３ａよりも内側にオフセット幅Ｓだけ離れて配置されている。
【００１２】
図２及び図３には、上記構成の２主桁断面を有する橋梁の模型を用いた風洞試験結果が示されている。
風洞試験では、以下の実寸法とされた２主桁断面を有する橋梁を対象とした。また、模型は、橋梁の実寸法に対して８０分の１とした。
床版３の幅Ｂは９０００ｍｍ、床版３の高さｈｈは８５０ｍｍ、主桁５の高さＨは３０００ｍｍ、主桁５の幅ＢＢは８００ｍｍ、床版３の側部３ａからのオフセット幅Ｓは１６００ｍｍとした。センターバリア７の高さｈについては、試験ごとに変化させた。具体的には、センターバリア７の高さｈを、それぞれ、１０００ｍｍ、１２００ｍｍ、１５００ｍｍ、１７００ｍｍ、及び２０００ｍｍとした。
【００１３】
図２及び図３には、最も左側の列から順に、試験番号、断面形状、備考、各迎角における風洞試験結果が示されている。
風向は、図において左方から右方へと流れるものとし、迎角０°が水平方向、迎角−３°が水平方向に対して下方に３°の角度を有して向かう方向、迎角３°が水平方向に対して上方に３°の角度を有して向かう方向を意味する。
各試験結果のグラフにおいて、横軸は無次元風速、縦軸は最大片振幅を示す。無次元風速は、風速Ｕを橋梁の固有振動数ｆ及び床版の幅Ｂで除する（Ｕ／ｆＢ）ことによって無次元化した。
備考には「充実遮風壁」と記載されており、これは、充実率１００％の風を透過しない壁体を意味する。
【００１４】
図２及び図３の最上段には、比較例として、センターバリアが設けられていない基本断面が示されている。これらの図からわかるように、基本断面では、いずれの迎角においても５．５程度の無次元風速でねじれフラッターが生じている。
【００１５】
試験番号１では、センターバリア高さｈが１０００ｍｍとなっており、床版３の高さｈｈに主桁５の高さＨを加えた桁高寸法Ｄ（図１参照）に対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄは、０．３１とされている。
この試験では、迎角０°において、６程度の無次元風速でねじれフラッターが生じている。また、基本断面では３程度の無次元風速で発生していた渦励振が消えている。なお、迎角−３°及び３°においては試験を行っていない。
【００１６】
試験番号２すなわちセンターバリア高さｈが１２００ｍｍとなっており、桁高寸法Ｄに対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄは、０．３１２とされている。
この試験では、ねじれフラッターが発生する無次元風速が試験番号１に比べて若干大きくなっている。迎角−３°の場合には、５程度の無次元風速でねじれフラッターが発生していた基本断面に比べて大きく改善されており、８程度の無次元風速でねじれフラッターがわずかに確認される程度である。迎角３°の場合には、５よりも小さい無次元風速域ではほとんど振動が見られず、基本断面に対して耐風性が向上していることが分かる。
【００１７】
試験番号３すなわちセンターバリア高さｈが１５００ｍｍとなっており、桁高寸法Ｄに対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄは、０．３９０とされている。
この試験では、仰角０°において、８程度の無次元風速まで振動は検出されなかった。迎角−３°の場合も同様に、無次元風速が８を超えても振動は検出されなかった。迎角３°の場合にのみねじれフラッターが６程度の無次元風速において発生している。しかし、基本断面に比べれば、６程度の無次元風速までほとんど振動が発生しておらず、耐風安定性が向上していることが分かる。
【００１８】
試験番号４すなわちセンターバリア高さｈが１７００ｍｍとなっており、桁高寸法Ｄに対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄは、０．４４２とされている。
この試験では、迎角０°及び−３°において振動の発生は検出されなかった。迎角３°の場合にのみねじれフラッターが６程度の無次元風速を超えて発生しているが、センターバリア高さｈが１５００とされた試験番号３に比べれば、無次元風速が６を超えても８までは緩やかな振動発生となっている。
【００１９】
試験番号５すなわちセンターバリア高さｈが２０００ｍｍとなっており、桁高寸法Ｄに対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄは、０．５１９とされている。
この試験では、迎角０°及び３°においてもねじれフラッターは検出されなかった。なお、迎角−３°では試験を行っていない。
【００２０】
図４には、図２及び図３に示された各試験について、ねじれフラッター発生風速を迎角に対してまとめたものである。同図から、センターバリアの高さｈを大きくするほど、耐風安定性が向上していることが分かる。
【００２１】
図５には、床版３の高さｈｈに主桁５の高さＨを加えた桁高寸法Ｄ（図１参照）に対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄに対して、迎角＋３°におけるねじれフラッターの発現風速（無次元）をプロットしたものである。同図において、無次元風速が４．５で一定とされた横線が示されているが、これは基本断面の迎角＋３°におけるねじれフラッター発現風速を示す。
各試験の値を直線近似すると、同図に示したようになる。このように、ねじれフラッターの発現風速は、ｈ／Ｄに対して直線で良く近似できることがわかる。同図からわかるように、ｈ／Ｄが０．２３を下回ると、基本断面よりもねじれフラッターの発現風速が下回ることが予想される。つまり、センターバリア高さｈが低い場合には、耐風安定性が向上するどころか、低下するのである。
したがって、本実施形態のように、床版３の側部から内側に入った位置に主桁を設けた２主桁断面を有する橋梁の場合には、単にセンターバリアを設けるだけでは耐風安定性の向上は実現できず、所定高さ以上のセンターバリア高さｈとする必要がある。具体的には、ｈ／Ｄを０．２３以上、より好ましくは０．３１よりも大きくするようにセンターバリア高さｈを決定することが望ましい。
【００２２】
なお、主桁５と床版３との間に、部分的に空間が形成してスリットを設けることとしてもよい。これにより、耐風安定性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の２主桁断面を有する橋梁を示した横断面図である。
【図２】図１の橋梁の模型を用いた風洞試験結果を示した図である。
【図３】図１の橋梁の模型を用いた風洞試験結果を示した図である。
【図４】各風洞試験結果について、ねじれフラッターの発現風速（無次元）を、迎各に対してプロットした図である。
【図５】迎各０°におけるねじれフラッター発現風速（無次元）を、床版高さｈｈに主桁５高さＨを加えた寸法Ｄに対するセンターバリア高さｈの比であるｈ／Ｄに対してプロットした図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  橋梁
３  床版
５  主桁
７  センターバリア（中央壁体）
【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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