(57)【要約】【課題】  縦横比の小さい箱形横断面を有する橋梁に対しても有効に作用して、ギャロッピングによる振動を制振することができる橋梁およびその制振装置を提供する。【解決手段】  両側面が下側部１よりも外側に張り出した床版２を備えた箱形横断面を有する橋梁Ｂｒであって、橋軸方向に沿うとともに、前記床版２の各側面から水平方向外側に延びる上部プレート４と、橋軸方向に沿うとともに、前記下側部１の下端部両側面から水平方向外側に延びる下部プレート５とを具備してな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】
両側面が下側部よりも外側に張り出した床版を備えた箱形横断面を有する橋梁であって、
橋軸方向に沿うとともに、前記床版の各側面から水平方向外側に延びる上部プレートと、
橋軸方向に沿うとともに、前記下側部の下端部両側面から水平方向外側に延びる下部プレートとを具備してなることを特徴とする橋梁。
【請求項２】
前記上部プレートおよび／または前記下部プレートが、前記橋軸方向において、不連続部を有するように設けられていることを特徴とする橋梁。
【請求項３】
両側面が下側部よりも外側に張り出した床版を備えた箱形横断面を有する橋梁の制振装置であって、
橋軸方向に沿うとともに、前記床版の各側面から水平方向外側に延びる上部プレートと、
橋軸方向に沿うとともに、前記下側部の下端部両側面から水平方向外側に延びる下部プレートとを具備してなることを特徴とする橋梁の制振装置。
【請求項４】
前記上部プレートおよび／または前記下部プレートが、前記橋軸方向において、不連続部を有するように設けられていることを特徴とする橋梁の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁、特に両側面が下側部よりも外側に張り出した床版を備えた箱形横断面を有する橋梁およびその制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
箱形横断面を有する橋梁では、ギャロッピング（Galloping）と呼ばれる発散振動が発生することがある。この振動は、一度発生すると構造物（橋梁）を破壊に至らしめる振幅まで振動が発達するおそれがあるため、このような振動を照査風速内において発生させない対策が必要である。
ギャロッピングを照査風速内において発生させないようにしたものとしては、橋梁の下端部両側面に、水平方向に延びる平板（以下、「下部プレート」という）を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５９−４４４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献に開示されている下部プレートは、箱形横断面の縦横比（Ｂ／Ｄ比：幅員／桁高）が約１．７に設定された通常の箱形横断面を有する橋梁においては非常に有効に作用し、ギャロッピングによる振動が制振されることがわかっている。
しかしながら、この下部プレートは、図９に示すような、箱形横断面の縦横比が小さい（例えば、１．５に設定された）橋梁Ｂｒに対してはあまり効果的ではないことが、スケール1/110の模型を使って行った風洞試験によりわかった。図１０および図１１はこの風洞試験の結果を示すものであり、下部プレートＰのみでは、上部床版２から上方に大きく剥がれる流れが生じてしまい（図１０参照）、これによりギャロッピングが生じていることがわかる（図１１参照）。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、縦横比の小さい箱形横断面を有する橋梁に対しても有効に作用して、ギャロッピングによる振動を制振することができる橋梁およびその制振装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による橋梁は、両側面が下側部よりも外側に張り出した床版を備えた箱形横断面を有する橋梁であって、橋軸方向に沿うとともに、前記床版の各側面から水平方向外側に延びる上部プレートと、橋軸方向に沿うとともに、前記下側部の下端部両側面から水平方向外側に延びる下部プレートとを具備してなることを特徴とする。
このような橋梁によれば、上部プレートにより床版から上方に剥がれる流れが小さくなり、下部プレートにより下側部から下方に剥がれる流れが小さくなって、ギャロッピングによる振動を制振することができる。
【０００６】
また、本発明による橋梁は、前記上部プレートおよび／または前記下部プレートが、前記橋軸方向において、不連続部を有するように設けられている。
このような橋梁によれば、上部プレートおよび下部プレートの双方が設けられている断面においては、低い（小さい）風速で過励振が生じ、高い（大きい）風速で渦励振が抑えられることになり、上部プレートのみまたは下部プレートのみが設けられている断面においては、高い（大きい）風速で過励振が生じ、低い（小さい）風速で渦励振が抑えられることになる。すなわち、橋軸方向において、その性質が相反する渦を発生させることにより渦励振による振動を制振することができる。
【０００７】
本発明による橋梁の制振装置は、両側面が下側部よりも外側に張り出した床版を備えた箱形横断面を有する橋梁の制振装置であって、橋軸方向に沿うとともに、前記床版の各側面から水平方向外側に延びる上部プレートと、橋軸方向に沿うとともに、前記下側部の下端部両側面から水平方向外側に延びる下部プレートとを具備してなることを特徴とする。
このような橋梁の制振装置によれば、上部プレートにより床版から上方に剥がれる流れが小さくなり、下部プレートにより下側部から下方に剥がれる流れが小さくなって、ギャロッピングによる振動を制振することができる。
【０００８】
また、本発明による橋梁の制振装置は、前記上部プレートおよび／または前記下部プレートが、前記橋軸方向において、不連続部を有するように設けられている。
このような橋梁の制振装置によれば、上部プレートおよび下部プレートの双方が設けられている断面においては、低い（小さい）風速で過励振が生じ、高い（大きい）風速で渦励振が抑えられることになり、上部プレートのみまたは下部プレートのみが設けられている断面においては、高い（大きい）風速で過励振が生じ、低い（小さい）風速で渦励振が抑えられることになる。すなわち、橋軸方向において、その性質が相反する渦を発生させることにより渦励振による振動を制振することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、縦横比の小さい箱形横断面を有する橋梁に対しても有効に作用して、ギャロッピングによる振動を制振することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による橋梁の第１実施形態を、箱形横断面を有する、例えば三径間の（箱桁形）橋梁に適用した一具体例について図面を参照しながら説明する。
図１および図２において、符号Ｂｒは縦横比の小さい（例えば、１．５に設定された）箱形横断面を有する橋梁、符号１は橋梁Ｂｒの下側部、符号２は下側部１の上部に配置され、かつその両側面が下側部１の両側面よりも外側（図において左側および右側）に張り出すように構成された上部床版、符号３は制振装置であり、制振装置３は、上部プレート４と、下部プレート５とを主たる要素として構成されたものである。また、図２における符号６は橋脚である。
【００１１】
図１に示すように、上部プレート４は、上部床版２の各側面（「耳縦桁」ともいう）から水平方向外側（図１において左側および右側）に延びる板状の部材（平板）であり、図２に示すように、上部床版２の橋軸方向（図１において左右方向）すべてにわたって連続して設けられている。
上部プレート４の幅（上部床版２の側面から外側（図１において左側あるいは右側）に突出する長さ）Ｌ１は、上部床版２の側面における厚さＨ１の０．７５倍に設定されている。
また、図１に示すように、上部プレート４の先端（外側端）と上部床版２の側面上端とを結んだ線と、上部プレート４の上面あるいは下面（すなわち水平面）とのなす角度が、４５度となるように設定されている。
【００１２】
一方、下部プレート５は、下側部１の下端部両側面から水平方向外側（図１において左側および右側）に延びる板状の部材（平板）であり、その幅（下側部１の側面から外側（図１において左側あるいは右側）に突出する長さ）Ｌ２は、桁高（下側部１の高さ）Ｈ２の０．１９倍に設定されている。
また、この下部プレート５は、図２に示すように、下側部１の下端から上方にＨ３（下側部１の高さＨ２の０．１５倍）だけ離間した位置に、下側部１の橋軸方向（図１において左右方向）すべてにわたって連続して設けられている。
【００１３】
図３および図４は、本実施形態による橋梁Ｂｒの模型（スケール1/110）を使って行った風洞試験の結果である。
図３と図１０とを比較してみるとわかるように、本実施形態のものでは、上部プレート４を設けたことにより上部床版２から上方に剥がれる流れが小さくなり、渦が小さくなっていることがわかる。すなわち、本実施形態による橋梁Ｂｒでは、上部プレート４を設けたことにより上部床版２から上方に剥がれる流れを小さくすることができるとともに、下部プレート５を設けたことにより下側部１から下方に剥がれる流れを小さくすることができて、図４に示すように、ギャロッピングによる振動を制振することができる。
【００１４】
本発明による橋梁の第２実施形態を、図５ないし図７を用いて説明する。
本実施形態における制振装置３ａは、下部プレート５の一部が省略されているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００１５】
本実施形態における制振装置３ａの下部プレート５は、図５に示すように、下側部１の両端部（陸側の端部）にのみ設けられており、下側部１の橋軸方向における中央部には設けられていない。すなわち、下部プレート５は、下側部１の橋軸方向における中央部において不連続部７を有するように構成されている。言い換えれば、隣り合う下部プレート５と下部プレート５とが、下側部１の橋軸方向に所定距離離間するように構成されている。
【００１６】
図３、図６および図４は、本実施形態による橋梁Ｂｒの模型（スケール1/110）を使って行った風洞試験の結果である。
図３に示すように、上部プレート４と下部プレート５の双方が設けられている断面においては、上部プレート４を設けたことにより上部床版２から上方に剥がれる流れが小さくなり、かつ下部プレート５を設けたことにより下側部１から下方に剥がれる流れが小さくなり、全体的な渦が小さくなっていることがわかる。すなわち、上部プレート４と下部プレート５の双方が設けられている断面においては、低い（小さい）風速で過励振が生じ、高い（大きい）風速で渦励振が抑えられることになる。
また、図６に示すように、上部プレート４のみが設けられている断面においては、下側部１から下方に剥がれる流れが大きくなり、渦が大きくなっていることがわかる。すなわち、上部プレート４のみが設けられている断面においては、高い（大きい）風速で過励振が生じ、低い（小さい）風速で渦励振が抑えられることになる。
このように、本実施形態による橋梁Ｂｒでは、橋軸方向（下側部１および上部床版２の橋軸方向）において断面周りの流れが変化させられ、その性質が相反する渦を発生させることにより渦励振による振動をさらに制振することができるようになっている。
【００１７】
本発明による橋梁の第３実施形態を、図８を用いて説明する。
本実施形態における制振装置３ｂは、上部プレート４の一部が省略されているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００１８】
本実施形態における制振装置３ｂの上部プレート４は、図８に示すように、上部床版２の両端部（陸側の端部）にのみ設けられており、上部床版２の橋軸方向における中央部には設けられていない。すなわち、上部プレート４は、上部床版２の橋軸方向における中央部において不連続部７を有するように構成されている。言い換えれば、隣り合う上部プレート４と上部プレート４とが、上部床版２の橋軸方向に所定距離離間するように構成されている。
【００１９】
本実施形態による作用効果は、前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
上記表１は、上部プレート４の長さ（無次元長さ）と、上部床版２の上端からの剥離の大きさとの関係を示すものであり、この表１は、上述したように、上部プレート４の幅（上部床版２の側面から外側（図１において左側あるいは右側）に突出する長さ）Ｌ１が、上部床版２の側面における厚さＨ１の０．７５倍に設定されているときに上部床版２の上端からの剥離が最も小さくなることを示している。
【００２２】
なお、上述した実施形態では、橋梁Ｂｒの中央部において上部プレート４あるいは下部プレート５が撤去され、両端部において上部プレート４および下部プレート５が設置されたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、断面形状に応じて、例えば、両端部（あるいは一端部）において上部プレート４あるいは下部プレート５が撤去され、中央部において上部プレート４および下部プレート５が設置されたようなものとすることもできる。すなわち、橋梁Ｂｒの橋軸方向における断面形状に応じて、これらプレート４，５を撤去したり設置したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による橋梁の第１実施形態を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す橋梁の側面図である。
【図３】図１および図２に示す橋梁の模型（スケール1/110）を使って行った二次元部分模型風洞試験時の写真である。
【図４】図３に示す風洞試験時に計測した計測結果を示すグラフである。
【図５】本発明による橋梁の第２実施形態を示す側面図である。
【図６】図５に示す橋梁の模型（スケール1/110）を使って行った二次元部分模型風洞試験時の写真である。
【図７】三次元弾性体模型風洞試験時に計測した計測結果を示すグラフである。
【図８】本発明による橋梁の第３実施形態を示す側面図である。
【図９】従来の橋梁の要部断面図である。
【図１０】図９に示す橋梁の模型（スケール1/110）を使って行った二次元部分模型風洞試験時の写真である。
【図１１】図１０に示す風洞試験時に計測した計測結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１    下側部
２    上部床版
３    制振装置
４    上部プレート
５    下部プレート
７    不連続部
Ｂｒ  橋梁
【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】
2006241677.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2006241677.tif 000013
【図１１】
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