(57)【要約】【課題】津波等による水流が橋梁の高さを超えて襲った際に、下向きの大きな揚力によって上部構造が押し潰されるように損壊する被害を軽減する。【解決手段】橋梁の上部構造１に、上部構造１を上下に貫通する鋼製筒材１０を配置することで複数の流体流通孔９を形成し、津波等の水流が橋梁の上部構造１を超える高さで襲った際に、上部構造１の上にかかる水圧が流体流通孔９を通して下側へ抜けるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の上部構造に、該上部構造を上下に貫通する筒材を配置して複数の流体流通孔を形成し、
前記橋梁下の水面が上昇して前記上部構造を押し上げる際には、前記上部構造の下部の空気を前記流体流通孔から逃がして前記上部構造の浮力が減少するよう構成されたことを特徴とする橋梁。
【請求項２】
前記上部構造は、鋼製の主桁と、鉄筋コンクリート層による床版とを備え、前記鉄筋コンクリート層による床版を上下に貫通する鋼製筒材を配置して前記流体流通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の橋梁。
【請求項３】
前記上部構造は、主桁と床版が一体に形成されたコンクリート製であり、鉄筋コンクリート層による床版を上下に貫通する鋼製筒材を配置して前記流体流通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の橋梁。
【請求項４】
前記鋼製筒材は、主桁の相互間の床版に一列以上で配置され、且つ、床版の断面欠損を補うだけの強度を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の橋梁。
【請求項５】
前記鋼製筒材は、床版における車両の走行性を阻害しないように、車輪の軌跡の外部に配置することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項６】
前記床版は、鉄筋コンクリート層の上部に排水性舗装を設けた構成を有し、前記鋼製筒材は前記排水性舗装と前記鉄筋コンクリート層とを貫通して配置され、且つ、前記鋼製筒材は前記鉄筋コンクリート層に対して気密に固定されたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項７】
前記鋼製筒材は、前記床版を構成する鉄筋コンクリート層の鉄筋に固定されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項８】
前記鋼製筒材は、前記床版を構成する鉄筋コンクリート層の上面に密着する鍔を有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項９】
前記上部構造を構成する主桁に、水平方向に開口する補助流通孔を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項１０】
前記筒材は、前記上部構造から下方へ突出することなく、配置されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の橋梁。
【請求項１１】
津波、洪水による水面の上昇に対応するように構成されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、津波や洪水等による水流が橋梁の高さを超えるような高さで襲った際に、橋梁の上部構造が下向きの揚力によって損壊する問題、及び、上向きの揚力によって上部構造が浮き上がって流出する問題を低減できるようにした橋梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁には、コンクリート製或いは鋼製の橋脚（下部構造）の上部に、橋軸方向に延びる主桁と幅方向に延びる横桁とを有する鋼製の橋桁と、該橋桁上に形成した床版とからなる上部構造を備えた鋼橋と称されるものがある（特許文献１参照）。一方、コンクリート製の橋脚（下部構造）の上部に、コンクリート製の上部構造を備えたコンクリート橋と称されるものがある。前記鋼橋は、コンクリート橋に比して重量を軽減することができ、且つ、現地での工事作業を減少して工期を短縮できる利点がある。
【０００３】
現在使用されているこれらの橋梁は、地震等が発生した場合に上部構造が橋脚（下部構造）に対して位置ずれして落橋することがないように、上部構造を橋脚に拘束する拘束手段を備えたものが多数提案され、実施されている。
【０００４】
橋梁における地震に耐える上部構造の設計強度及び上部構造の位置ずれ防止対策等については種々検討されてきたが、津波や洪水等による水流が橋梁の高さを超えるような高さで襲った場合における橋梁の強度については今まで検討されていない。そのために、先の東北地方太平洋沖地震により発生した津波に襲われた橋梁では、設置場所、構造等の条件により程度は異なるけれども、多くの橋梁の上部構造が損壊、流出といった甚大な被害を受けた。このように橋梁が大きな被害を受けたことによって、交通が遮断され、そのために被災地の復旧作業が大幅に遅れるという重大な問題が発生した。
【０００５】
特許文献１は鋼製の橋桁を有する上部構造の一例を示している。特許文献１に示す鋼製の橋桁を有する上部構造、或いは、他のコンクリート製の上部構造を備えた多くの橋梁において、津波により上部構造が損壊、流出した被害は、津波の水流が橋梁の高さを超えて襲ったことにより、水平方向の抗力以外に、上向き又は下向きの大きな揚力が上部構造に作用したことが原因と考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記したような津波等による橋梁の被害を防止するためには、橋梁を津波が及ばない高台に建設することが考えられるが、このような方法は道路建設計画を大幅に見直す必要があることから、現実的ではなく採用することは困難である。
【０００８】
一方、津波等による被害を防止できる橋梁の設計については種々検討されているが、解決策を見出すには至っていないのが現状である。このため、新設の橋梁及び現在使用されている橋梁において、津波等に襲われた場合の被害をできるだけ小さく抑えられる技術を開発することが急務となっている。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなしたもので、津波等による水流が橋梁の高さを超えて襲った際に、下向きの大きな揚力によって上部構造が押し潰されるように損壊する問題、及び、上向きの揚力によって上部構造が浮き上がって流出する問題を軽減できるようにした橋梁を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、橋梁の上部構造に、該上部構造を上下に貫通する筒材を配置して複数の流体流通孔を形成し、
前記橋梁下の水面が上昇して前記上部構造を押し上げる際には、前記上部構造の下部の空気を前記流体流通孔から逃がして前記上部構造の浮力が減少するよう構成されたことを特徴とする橋梁、に係るものである。
【００１１】
上記橋梁において、前記上部構造は、鋼製の主桁と、鉄筋コンクリート層による床版とを備え、前記鉄筋コンクリート層による床版を上下に貫通する鋼製筒材を配置して前記流体流通孔を形成することができる。
【００１２】
又、上記橋梁において、前記上部構造は、主桁と床版が一体に形成されたコンクリート製であり、鉄筋コンクリート層による床版を上下に貫通する鋼製筒材を配置して前記流体流通孔を形成することができる。
【００１３】
又、上記橋梁において、前記鋼製筒材は、主桁の相互間の床版に一列以上で配置され、且つ、床版の断面欠損を補うだけの強度を有することが好ましい。
【００１４】
又、上記橋梁において、前記鋼製筒材は、床版における歩行者の通行性や車両等の走行性を阻害しないように、歩道脇や車輪の軌跡の外部等に配置することが好ましい。
【００１５】
又、上記橋梁において、前記床版は、鉄筋コンクリート層の上部に排水性舗装を設けた構成を有し、前記鋼製筒材は前記排水性舗装と前記鉄筋コンクリート層とを貫通して配置され、且つ、前記鋼製筒材は前記鉄筋コンクリート層に対して気密に固定されることが好ましい。
【００１６】
又、上記橋梁において、前記鋼製筒材は、前記床版を構成する鉄筋コンクリート層の鉄筋に固定されることが好ましい。
【００１７】
又、上記橋梁において、前記鋼製筒材は、前記床版を構成する鉄筋コンクリート層の上面に密着する鍔を有することが好ましい。
【００１８】
又、上記橋梁において、前記上部構造を構成する主桁に、水平方向に開口する補助流通孔を設けることができる。
【００１９】
又、上記橋梁において、前記筒材は、前記上部構造から下方へ突出することなく、配置されることができる。更に、上記橋梁において、津波、洪水による水面の上昇に対応するように構成されることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、津波等の水流が橋梁の上部構造を超えるような高さで襲った際に、上部構造の上にかかる水圧が流体流通孔を通して下側へ抜けることにより、上部構造にかかる水圧が低減されて上部構造が押し潰されるように損壊する問題は低減される。又、津波により水面が上昇して上部構造が水没する際には、上部構造の下側空間に空気が閉じ込められることにより、上部構造が浮き上がって流出する可能性があるが、前記流体流通孔を通して空気が上側へ抜けるので上部構造の浮力が減少し、よって、上部構造が流出する問題は低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の車両通行用の鋼橋である橋梁を構成する鋼製の上部構造の一実施例を示すもので、橋梁を上方から見た上側斜視図、（ｂ）は（ａ）の橋梁を下方から見た下側斜視図である。
【図２】図１（ａ）の一部を拡大して示した上側斜視図である。
【図３】本発明の流体流通孔を形成するための鋼製筒材の一例を示す上側斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明の橋梁を構成する鋼製の上部構造の他の実施例を示す上側斜視図、（ｂ）は（ａ）の実施例に備えられる鋼製筒材の例を示す上側斜視図である。
【図５】本発明の橋梁を構成する上部構造がコンクリート製の場合の実施例を示す上側斜視図である。
【図６】（ａ）は鋼製筒材を配置して新たな床版を構成する状態を示す断面図、（ｂ）は既存の橋梁の床版に鋼製筒材を設置する状態を示す断面図である。
【図７】（ａ）は縮尺モデルを用いて上部構造に津波が作用した場合を想定して解析を行った状態を示す説明図、（ｂ）は既存の上部構造のモデルと、本発明の流体流通孔を備えた上部構造のモデルにおける揚力を比較して示した線図である。
【図８】上部構造の床版に設ける流体流通孔の開口率と下向き揚力の関係を調査した結果を示す線図である。ここで，開口率100％の場合は床版が無い（荷重が作用しない）ことを示している。
【図９】上部構造の床版に流体流通孔を設けた場合と設けない場合の、上向き揚力の関係を調査した結果を示す線図である。
【図１０】上部構造を構成する主桁に補助流通孔を設けた実施例を示す下側斜視図である。
【図１１】上部構造を構成する主桁の端部に設けられた閉塞端横桁に補助流通孔を設けた実施例を示す上側斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２３】
図１、図２は、本発明の車両通行用の鋼橋である橋梁を構成する鋼製の上部構造の一実施例を示すもので、上部構造１は、橋軸方向であるａ方向に伸びるＩ型鋼からなる鋼製の主桁２を有しており、該主桁２は橋の幅方向であるｂ方向に複数配置されている。図示例では４本の主桁２が平行に設けられた場合を示している。更に、前記主桁２の相互間には、橋の幅方向であるｂ方向に延びる鋼製の横桁３が、橋軸方向であるａ方向に所要の間隔を有して多数固定されており、上記主桁２と横桁３とにより鋼製の橋桁４が形成されている。
【００２４】
前記橋桁４の上部には鉄筋コンクリート層による床版５が設けてあり、該床版５の幅方向であるｂ方向の両端部上側には高欄６が設けられている。
【００２５】
又、前記床版５は、図２に示すように、鉄筋コンクリート層７と、該鉄筋コンクリート層７の上部に備えられる排水性舗装８とを有する場合を示している。
【００２６】
そして、前記上部構造１は、主桁２を介して図示しないコンクリート製又は鋼製の橋脚（下部構造）上に設置され、橋脚に備えた拘束手段によって上部構造１を拘束することにより、上部構造１が位置ずれして橋脚から落橋することがないように支持している。
【００２７】
前記鋼製の上部構造１における鉄筋コンクリート層７の床版５には、該床版５を上下に貫通するように形成した複数の流体流通孔９を設ける。この流体流通孔９は、床版５を上下に貫通する鋼製筒材１０によって形成する。前記流体流通孔９は、主桁２の相互間に位置して橋軸方向であるａ方向に一列になるように複数設けることができる。図２では、主桁２の各相互間に一列の流体流通孔９を形成した場合（計３列）を示しているが、主桁２の各相互間に２列以上で流体流通孔９を設けてもよい。前記流体流通孔９は、床版５に対する開口率が所定の値になるように複数形成する。前記流体流通孔９を形成するための筒材には種々の材料を用いることができるが、流体流通孔９を設けることによる床版５の断面欠損による強度の低下を補うだけの設計計算上の強度を保持するためには鋼製筒材１０を用いることが好ましい。又、前記鋼製筒材１０は、床版５における車両の走行性を阻害しないように、車輪の軌跡の外部に配置することが好ましい。
【００２８】
図１、図２の床版５に形成した流体流通孔９は、橋の幅方向であるｂ方向の幅は狭く、橋軸方向であるａ方向へは長い細長の矩形形状を有している。
【００２９】
図３は、図１、図２に備えた細長の流体流通孔９を形成するための鋼製筒材１０を示したものであり、この鋼製筒材１０は、橋の幅方向であるｂ方向に狭い幅で且つ橋軸方向であるａ方向には幅に対して長い矩形の流体流通孔９を有する扁平な筒形を有している。又、鋼製筒材１０における流体流通孔９内の長手方向所要位置には、上下方向に延びる所要数（図３では２つ）の補強板１１を固定することにより、鋼製筒材１０を補強している。補強板１１は流体流通孔９の長手方向に所要の間隔を有して任意の数を設けることができる。前記鋼製筒材１０には、図６に示す床版５の鉄筋コンクリート層７を形成するために橋の幅方向であるｂ方向に延びて橋軸方向であるａ方向に所要の間隔で多数配設される鉄筋１５と干渉しないで配置できるように、下端から所要高さ位置までを切り欠いた複数の切欠部２０を設けている。
【００３０】
図３に示す鋼製筒材１０の上端から所要距離を隔てた位置の外面（外周面）には、所要の幅で外方へ突出する鍔１２を設けている。前記鋼製筒材１０における鍔１２の下面１２ａから下端までの長さは、図６（ａ）に示す如く、前記床版５の鉄筋コンクリート層７の厚さに一致しており、又、前記鋼製筒材１０における鍔１２の下面１２ａから上端までの長さは、前記排水性舗装８の厚さに一致している。
【００３１】
図４（ａ）は、本発明の橋梁を構成する鋼製の上部構造１の他の実施例を示すもので、この実施例では、図２の流体流通孔９が細長の矩形形状を有しているのに対して、円筒形の流体流通孔１３を配置した場合を示している。
【００３２】
上記円筒形の流体流通孔１３を床版５に形成する場合には、図４（ｂ）に示す円筒形の鋼製筒材１４を図６（ａ）に示す鉄筋１５の相互間（隙間）に挿入して配置する。前記円筒状の鋼製筒材１４には、図３の鋼製筒材１０と同様の鍔１２が設けられている。図４の鋼製筒材１４を配置する際にも、主桁２の各相互間に一列以上で配置することができ、更に、鋼製筒材１４は、床版５における車両の走行性を阻害しないように車輪の軌跡の外部に配置する。
【００３３】
図５は、本発明の橋梁を構成する上部構造がコンクリート製の上部構造１'の場合の実施例を示すもので、この上部構造１'は、コンクリート層による主桁２'と床版５'が一体に形成されており、更に、該床版５'の上部には排水性舗装８が設けられている。そして、コンクリート製の上部構造１'においては、図４と同様に、主桁２'の各相互間の床版５'に、円筒形の鋼製筒材１４を用いて流体流通孔１３を形成した場合を示している。又、図５の床版５'において、図３に示した矩形の鋼製筒材１０を用いて矩形の流体流通孔９を形成してもよい。
【００３４】
前記鋼製筒材１０，１４を用いて床版５，５'に形成する前記流体流通孔９，１３は、前記床版５，５'に対する開口率が所定の値になるように複数形成する。又、前記流体流通孔９，１３を形成する鋼製筒材１０，１４は、流体流通孔９，１３による床版５，床版５'の断面欠損を補うだけの設計計算上の強度を有するものとする。
【００３５】
次に、上記実施例の作動を説明する。
【００３６】
図１、図２、図４（ａ）及び図５に示すように、鋼製の上部構造１の床版５及びコンクリート製の上部構造１'の床版５'に、該床版５，５'を上下に貫通する鋼製筒材１０，１４を設けることにより複数の流体流通孔９，１３を形成する。このとき、流体流通孔９，１３を形成する鋼製筒材１４は主桁２の各相互間に一列以上で設けることができ、更に、鋼製筒材１４は、床版５における車両の走行性を阻害しないように車輪の軌跡の外部に配置する。鋼製筒材１０，１４は、所定の強度を有しているため、床版５，５'の設計計算上の強度が低下することはなく、且つ、鋼製筒材１０，１４は車輪の軌跡の近くには配置されないため、車両の走行に支障を生じることもない。
【００３７】
次に、図６（ａ）を用いて、流体流通孔９，１３を備えた新たな床版５，５'を構成する場合について説明する。
【００３８】
図６（ａ）において、先ず、図３の鋼製筒材１０を用いて、図２、図５の床版５，５'に流体流通孔９を設ける場合について説明する。この場合は、鉄筋コンクリート層７による床版５，５'を形成するために、橋の幅方向であるｂ方向に延びて橋軸方向であるａ方向に所要の間隔で配設した鉄筋１５に、図３に示す鋼製筒材１０の切欠部２０が嵌合するように鋼製筒材１０を上部から挿入して配置する。その際、流体流通孔９の内部を縦に貫通して、コンクリート１６に覆われない鉄筋が存在する場合には、当該鉄筋に樹脂塗料を塗布するなどにより耐腐食性を高めた鉄筋とすることが好ましい。
【００３９】
前記鋼製筒材１０は、鉄筋コンクリート層７を形成するために配設される前記鉄筋１５に対して溶接等によって固定することが好ましい。
【００４０】
図４（ｂ）の鋼製筒材１４を用いて、図６（ａ）に示す床版５，５'に流体流通孔１３を設ける場合には、前記鋼製筒材１４は、鉄筋１５の相互間の隙間に差し込むようにして配置する。
【００４１】
前記鋼製筒材１４は、鉄筋コンクリート層７を形成するために配設される鉄筋１５に対して溶接等にて固定することが好ましい。
【００４２】
前記鋼製筒材１０，１４が配置された後は、図６（ａ）における前記鋼製筒材１０，１４の鍔１２の下面よりも下方にコンクリート１６を打設することにより鉄筋コンクリート層７を形成する。これにより、前記鋼製筒材１０，１４は鉄筋コンクリート層７に一体に固定され、且つ、前記鋼製筒材１０，１４とコンクリート１６との間の気密が保持される。
【００４３】
次に、前記鉄筋コンクリート層７の上面と、前記鋼製筒材１０，１４の上端との間に排水性舗装８を施工する。これにより流体流通孔９，１３を備えた床版５，５'が構成される。
【００４４】
図６（ｂ）は、既存の橋梁の床版５，５'に図４（ｂ）の鋼製筒材１４を設置することにより流体流通孔１３を形成する状態を示す。
【００４５】
図６（ｂ）では、先ず、既存の床版５，５'に、鉄筋１５の位置を避けて前記鋼製筒材１４を挿入して配置できる孔１７をドリル等を用いて形成する。又、排水性舗装８には前記鋼製筒材１４の鍔１２が嵌合できる前記孔１７よりも断面形状が大きい開口１８を形成する。そして、前記鋼製筒材１４における鍔１２よりも下側の部分を前記鉄筋コンクリート層７の孔１７に挿入して鍔１２を前記鉄筋コンクリート層７の上面に載置する。このとき、鍔１２の下面１２ａと前記鉄筋コンクリート層７の上面との間及び鋼製筒材１４と前記鉄筋コンクリート層７との間にシール材１９を充填してシールを行う。シール材１９には樹脂系の接着剤を用いることができ、シール材１９により鋼製筒材１４は鉄筋コンクリート層７に強固に固定され、且つ、気密性が保持される。
【００４６】
次に、前記排水性舗装８に形成した開口１８に充填用の舗装８'を施工する。これにより既存の床版５，５'に流体流通孔１３を備えることができる。尚、開口１８に充填する舗装８'は排水性舗装と通常の舗装のいずれであってもよい。
【００４７】
図６に示した床版５，５'の構成では、該床版５，５'上に降った雨水は、その殆どが排水性舗装８に染み込んで鉄筋コンクリート層７の上面を上部構造１の幅方向端部へ流れ、上部構造１の幅方向端部に備えられる図示しない集水装置に集められる。従って、前記流体流通孔９，１３からは、該流体流通孔９，１３に直接降った雨水のみが下方へ落下することになるため、橋梁の下部に大量の水が落下するような問題は生じない。
【００４８】
本発明では、上部構造１の床版５，５'に、該床版５，５'を上下に貫通する複数の流体流通孔９，１３を形成したので、津波による水流が床版５，５'を超える高さで襲った際には、床版５，５'にかかる水圧が流体流通孔９，１３を通して下側へ抜けるので、床版５，５'に作用する下向きの揚力は大幅に低減される。
【００４９】
このとき、前記流体流通孔９，１３は、津波による水流が、橋梁の設置場所によって床版を超えて想定される高さとなったときに、床版５，５'にかかる水圧が前記流体流通孔９，１３を通して好適に下側へ抜けるように、床版５，５'の上面に対して所定の開口率となるように設けられる。
【００５０】
尚、鋼製筒材１０，１４は、床版５，５'の鉄筋コンクリート層７の断面欠損を補えるだけの強度を備えた構造としているので、床版５，５'は設計計算上の所定の強度を保つことができる。
【００５１】
本発明者は、図７（ａ）に示すように、縮尺モデルＭを用いて鋼製の上部構造に津波を作用させる解析を実施した。縮尺モデルＭには、１０ｔｏｎ／ｍの重量を有する実橋を想定して縮尺１／５０に製作したものを用い、沖合い水深１．０ｍ、幅１．０ｍの水槽を想定した解析を行った。水槽の入口境界に、波高２０ｃｍ、周期９０秒の正弦波を与えることで、波高１０ｍ、周期１０分程度の津波を想定した。図７（ａ）は、鋼製の上部構造に対して津波の作用が開始した状態を示しており、この後、水流が上部構造の床版を超えて所定の高さで流動した。
【００５２】
図７（ａ）の縮尺モデルＭを用いて、従来の流体流通孔を有しない鋼製の上部構造Ａと、本発明の流体流通孔を備えた鋼製の上部構造Ｂにおける下向きの揚力を解析し、その結果を図７（ｂ）に比較して示した。
【００５３】
図７（ａ）に示すように上部構造に対する津波作用開始時には、上向きの揚力が作用し、その後、水流が縮尺モデルＭの上部構造の床版を超えて流動した。このとき、従来の流体流通孔を有しない上部構造Ａでは、図７（ｂ）中に実線で示すように、大きな下向きの揚力が上部構造に作用することが判明した。このような大きな下向きの揚力が発生した原因は、前記床版の上部から水荷重が作用することと、橋桁の下部の水流が速いことによって床版の下側の圧力が低下したことによるものと考えられる。
【００５４】
一方、本発明のように床版に流体流通孔を備えた上部構造Ｂでは、図７（ｂ）中に破線で示すように、下向きの揚力が大幅に低減した。このように下向きの揚力が低減した主な原因は、床版の上部の水圧が流体流通孔を通して下側へ抜けたことで、床版の下側の圧力が回復したことによるものと考えられる。
【００５５】
本発明者は、上部構造の床版に設ける流体流通孔の開口率と下向き揚力の関係を調査する試験を実施した。そして、下記表１及び図８に示す結果を得た。ただし、開口率100％の場合は床版が無い（荷重が作用しない）ことを示す理論値である。
【表１】
2018197495.tif 000003
【００５６】
表１及び図８に示すように、流体流通孔を備えない上部構造における実橋換算での下向き揚力は１２．９[tf/m]であったものが、開口率が１．１％の流体流通孔を設けた場合の下向き揚力は１１．５[tf/m]となって下向き揚力は１１％減少し、開口率が２．１％の流体流通孔を設けた場合の下向き揚力は９．５[tf/m]となって下向き揚力は２６％減少した。このように、上部構造に１．１％の以上の開口率の流体流通孔を備えると、開口率の大きさに対して１０倍以上の下向き揚力の低減効果を達成できることが知見された。
【００５７】
一方、津波の発生により水位が上昇して縮尺モデルＭの上部構造に作用する初期の段階においては、図７(ｂ)に示すように、上向きの揚力が上部構造に作用する。このような上向きの揚力が上部構造に作用すると、上部構造は浮き上がって流出する可能性がある。
【００５８】
本発明者は、上部構造の床版に設ける流体流通孔の有無と上向き揚力の関係を調査する試験を実施した。そして、図９に示す結果を得た。
【００５９】
図９によれば、流体流通孔を備えない場合の上向き揚力(浮力)は、上部構造の重量を超えて非常に大きな値で作用するため、上部構造は持ち上げられて流出する可能性がある。
【００６０】
これに対し、開口率１．１％の流体流通孔を備えた場合には、上部構造の重量に対して大幅に低い上向き揚力となることから、上部構造が持ち上げられて流出する問題は大幅に低減されるようになる。
【００６１】
ここで、前記したように上部構造の上部の水が流体流通孔を下方へ流通する場合と、上部構造の下部の空気が流体流通孔を上方へ流通する場合とを比較すると、空気の流通は容易であるため、流体流通孔を設けることにより上向き揚力の低減は容易に高められるようになる。
【００６２】
一方、前記上向き揚力を更に低減させるためには、図１、図２、図４(ａ)、図５に示すように、床版５，５'に流体流通孔９，１３を設けることに加えて、図１０、図１１に示すような構成を実施することができる。
【００６３】
図１０は、上部構造１を構成する主桁２に水平方向に開口する補助流通孔２１を設けた場合を示している。この補助流通孔２１は主桁２における床版５、５'に近い上部位置に設けることが好ましい。又、この補助流通孔２１は主桁２の強度低下の影響を抑えた大きさで設けることが好ましく、又、補助流通孔２１を形成した部分の周囲は、補強プレートによって補強することが好ましい。
【００６４】
図１１は、前記上部構造１を構成する主桁２の端部には、図示しない上側の床版との間を閉塞する閉塞端横桁２２が設けてあり、この閉塞端横桁２２に、水平方向に開口する補助流通孔２３を設けた場合を示している。ここで、閉塞端横桁２２に対して要求される構造上の強度は低い場合があるため、このような場合には閉塞端横桁２２に対して大きい開口面積の補助流通孔２３を設けることができる。
【００６５】
図１０に示す主桁２に設ける補助流通孔２１と、図１１に示す閉塞端横桁２２に設ける補助流通孔２３は、その両方を同時に備えてもよく、又、その一方のみを備えてもよい。更に、図１０に示す左右の幅方向端部の主桁２，２'には前記補助流通孔２３を設け、一方、補助流通孔２３を備えない主桁２，２'によって挟まれた空間の空気を排出するように、図１１に示す閉塞端横桁２２における前記挟まれた空間に対応した箇所に補助流通孔２３を設けてもよい。
【００６６】
前記したように、床版５，５'に流体流通孔９，１３を設けることに加えて、図１０、図１１に示す補助流通孔２１，２３を設ける構成を備えると、津波によって水面が上昇した際に、床版５，５'の下部の空気の流通が高められるので、上部構造１，１'に対する上向き揚力の作用を確実に低減することができる。
【００６７】
上記したように、橋梁の上部構造１，１'に、該上部構造１，１'を上下に貫通する複数の流体流通孔９，１３を形成したことにより、津波等の水流が上部構造１，１'を超える高さで襲った際に、上部構造１，１'上の水圧が流体流通孔９，１３を通して下側へ抜けることにより、上部構造１，１'にかかる水荷重が減少することができる。これによって、上部構造１，１'が押し潰されるように損壊する問題を低減することができる。
【００６８】
又、流体流通孔９，１３を設けたことにより、水面が上昇して上部構造１，１'を押し上げるように作用するときに、上部構造１，１'の下部の空気が前記流体流通孔９，１３を通して逃げることができるため、上向き揚力を効果的に低減することができ、よって、上部構造１，１'が持ち上げられて流出する問題を低減できる。
【００６９】
前記上部構造１が、鋼製の主桁２と、鉄筋コンクリート層７による床版５とを備えている場合は、前記鉄筋コンクリート層７による床版５を上下に貫通する鋼製筒材１０，１４を配置して前記流体流通孔９，１３を形成することができる。又、前記上部構造１が、主桁２'と床版５'を一体に形成したコンクリート製である場合は、鉄筋コンクリート層７による床版５を上下に貫通する鋼製筒材１０，１４を配置して前記流体流通孔９，１３を形成することができる。この時、前記鋼製筒材１０，１４は、主桁２，２'の相互間の床版５，５'に一列以上で配置され、且つ、床版５，５'の断面欠損を補うだけの強度を有しているので、上部構造１，１'の床版５，５'に流体流通孔９，１３を形成しても、上部構造１，１'は必要な強度を保持することができる。
【００７０】
又、前記鋼製筒材１０，１４は、車輪の軌跡の外部に配置するようにしたので、車両の走行に支障を生じることはない。
【００７１】
前記床版５，５'は鉄筋コンクリート層７の上部に排水性舗装８を有しており、前記鋼製筒材１０，１４は、前記排水性舗装８と前記鉄筋コンクリート層７を貫通して配置され、且つ、前記鉄筋コンクリート層７に対して気密に固定されているので、鋼製筒材１０，１４の外側を伝って水が落下する問題を生じることはない。
【００７２】
前記鋼製筒材１０，１４は前記鉄筋コンクリート層７の鉄筋１５に一体に固定しているので前記鋼製筒材１０，１４の固定強度は高く維持される。
【００７３】
前記鋼製筒材１０，１４は前記鉄筋コンクリート層７の上面に密着する鍔１２を有しているので、鋼製筒材１０，１４と鉄筋コンクリート層７との間のシール性を高めることができる。
【００７４】
更に、前記流体流通孔９，１３を設けることに加えて、図１０、図１１に示すように、主桁２，２'に補助流通孔２１を設ける、或いは、閉塞端横桁２２に補助流通孔２３を設けることを別個に、又は同時に行うことにより、上部構造１，１'に作用する上向き揚力を更に低減することができる。
【００７５】
尚、本発明の橋梁は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７６】
１  鋼製の上部構造
１'  コンクリート製の上部構造
２  主桁
２'  主桁
５  床版
５'  床版
７  鉄筋コンクリート層
８  排水性舗装
９  流体流通孔
１０  鋼製筒材
１２  鍔
１３  流体流通孔
１４  鋼製筒材
１５  鉄筋
２１  補助流通孔
２２  閉塞端横桁
２３  補助流通孔
【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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