(57)【要約】【課題】構造物直下の居住空間について、住環境を良好に維持しつつ空調コストを削減するとともに、処分対象土を低コストで処分できる構造物を提供すること。【解決手段】高架構造物１は、支持地盤２上に形成される。この高架構造物１は、支持地盤２から上方に延びる支柱１０および壁１１と、この支柱１０に支持された床版２０と、支持地盤２上に所定の高さまで盛土された床版２０の下面近傍まで至る造成地盤３０と、を備える。造成地盤３０の内部には、居住空間４０を形成する建物５０が構築される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持地盤上に形成される高架構造物であって、
当該支持地盤から上方に延びる支持部材と、
当該支持部材に支持された床版と、
前記支持地盤上に所定の高さまで盛土して形成された造成地盤と、を備え、
当該造成地盤の内部には、建物が構築されることを特徴とする高架構造物。
【請求項２】
前記床版と前記造成地盤の間には、当該床版の下面と当該造成地盤の上面との間で外乱荷重を緩衝する緩衝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高架構造物。
【請求項３】
前記支持地盤から所定の高さまで上方に延びる擁壁を備え、
前記造成地盤は、当該擁壁の内側に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の高架構造物。
【請求項４】
前記造成地盤の外部に面する法面を保護する法面保護手段をさらに備え、
前記造成地盤の法面の下端は、前記床版の両端縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高架構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高架構造物に関する。詳しくは、支持地盤上に形成される高架構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄道や高速道路などの高架橋の直下に、店舗や事務所などの建物を構築することが提案されている。
例えば、高架橋の直下に建物を構築するとともに、高架橋のうち建物の前後に位置する部分を補強することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２７２５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような高架橋では、高架上を走行する鉄道車両や自動車による振動や騒音が発生し、この振動や騒音が建物に伝わって、居住者の住環境に大きく影響する、という問題があった。
また、このような建物は、室温や湿度を一定に保つため、空調機で冷暖房や除加湿を行う必要があり、空調コストの削減が要請されている。
【０００５】
ところで、建物の建設工事や土地の造成工事により、現場から大量の土砂が発生する場合がある。また、浄水場では、取水した原水から水道水を生成する過程で除去された河川中の土砂や、浄水処理に用いられた薬品類などの沈殿物などの浄水発生土が大量に発生する。
このような建設発生土や浄水発生土は、処分対象土として、都市の郊外まで運搬して埋立て処分されることが多く、かなりの処分費用がかかっている。さらに、近年では、処分対象土の受け入れ場所が少なくなってきている。したがって、このような処分対象土の処分方法が課題となっている。
【０００６】
本発明は、構造物直下の居住空間について、住環境を良好にしつつ空調コストを削減するとともに、処分対象土を低コストで処分できる高架構造物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】
請求項１に記載の高架構造物（例えば、後述の高架構造物１、１Ａ、１Ｂ）は、支持地盤（例えば、後述の支持地盤２）上に形成される構造物であって、当該支持地盤から上方に延びる支持部材（例えば、後述の支柱１０）と、当該支持部材に支持された床版（例えば、後述の床版２０）と、前記支持地盤上に所定の高さまで盛土して形成された当該床版の下面近傍まで至る造成地盤（例えば、後述の造成地盤３０）と、を備え、当該造成地盤の内部には、建物（例えば、後述の建物５０、５０Ａ）が構築されることを特徴とする。
【０００８】
ここで、所定の高さとは、例えば、造成地盤の上面と床版の下面がほぼ接する程度の高さ、あるいは、造成地盤内に設ける建物を上から土で覆う程度の高さである。
【０００９】
この発明によれば、高架構造物の床版の直下に、全周を造成地盤で覆われた建物を構築する。このとき、建設発生土や浄水発生土などの処分対象土を用いて造成地盤を形成することで、処分対象土を低コストで処分できる。
また、建物の周囲を土で覆うことにより、昼間は、太陽光の日射などにより建物内の居住空間の室温が上昇するのを防止しつつ、夜間は、居住空間の室温が低下するのを防止できる。よって、建物内の居住空間では、環境条件などによる影響を受けることは少なく、温湿度をほぼ一定に維持できるので、空調コストを削減できる。
【００１０】
また、土を構成する粒子間に隙間があるうえに、粒径にばらつきがあるので、造成地盤は、床版の振動エネルギを土の粒子間の摩擦熱エネルギに変えて、床版から居住空間に伝わる振動を減衰させる。よって、床版上を鉄道車両や自動車が走行して振動が発生しても、居住空間に伝わる振動を低減できる。
【００１１】
また、造成地盤の内部に構築された建物は、土で覆われているので、土が防音壁あるいは防音天井となるから、床版上を鉄道車両や自動車が走行して騒音が発生しても、居住空間に伝わる騒音を低減できる。
このように、造成地盤の内部に構築された建物を造成地盤で覆うことで、居住空間に伝わる振動や騒音を低減して、優れた断熱性能および遮音性能を発揮することが可能となるから、居住空間の住環境を良好にできる。
【００１２】
また、造成地盤を、支持地盤上に所定高さまで盛土することで、床版上の鉄道車両や自動車等の積載荷重、あるいは、地震荷重時に作用する水平荷重を造成地盤と支持部材とで負担できる。このように、造成地盤が、床版上の積載荷重や地震時の水平荷重の一部を負担するので、支持部材の水平断面積を小さくしたり、支持部材を長スパン化したりすることができ、施工コストを低減できる。
【００１３】
以上より、限られた高架構造物下の空間を利用して、処分対象土を有効活用するとともに、低コストで良好な住環境の居住空間を提供できる。
【００１４】
請求項２に記載の高架構造物は、前記床版と前記造成地盤の間には、当該床版の下面と当該造成地盤の上面との間で外乱荷重を緩衝する緩衝部（例えば、後述の緩衝部６０）が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
ここで、外乱荷重とは、例えば、床版上の鉄道車両や自動車、地震、風などによる作用荷重である。
この発明によれば、床版と造成地盤の間に緩衝部を設けたので、外乱荷重による振動や騒音を減衰させて、優れた耐震性能と居住環境を実現できる。
【００１６】
請求項３に記載の高架構造物は、前記支持地盤から所定の高さまで上方に延びる擁壁（例えば、後述の擁壁７０）を備え、前記造成地盤は、当該擁壁の内側に形成されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、擁壁を設けて、この擁壁の内側に造成地盤を形成したので、造成地盤の法面の角度を緩くでき、法面が崩壊するのをより確実に防止できる。
【００１８】
請求項４に記載の高架構造物は、前記造成地盤の外部に面する法面（例えば、後述の法面３０Ａ）を保護する法面保護手段（例えば、後述の法面保護手段３１）をさらに備え、前記造成地盤の法面の下端は、前記床版の両端縁よりも内側に位置していることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、法面保護手段により、造成地盤の外部に面する法面を保護したので、法面が急勾配であっても、この法面が崩壊するのを確実に防止できる。
また、高架構造物の両脇には道路が設けられることが多いが、本発明によれば、造成地盤の法面の下端を床版の両端縁よりも内側に位置させたので、造成地盤が高架構造物の両脇の道路に干渉するのを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高架構造物の床版の直下に、全周を造成地盤で覆われた建物を構築する。このとき、建設発生土や浄水発生土などの処分対象土を用いて造成地盤を形成することで、処分対象土を低コストで処分できる。また、建物の周囲を土で覆うことにより、昼間は、太陽光の日射などにより建物内の居住空間の室温が上昇するのを防止しつつ、夜間は、居住空間の室温が低下するのを防止できる。よって、建物内の居住空間では、環境条件などによる影響を受けることは少なく、温湿度をほぼ一定に維持できるので、空調コストを削減できる。また、土を構成する粒子間に隙間があるうえに、粒径にばらつきがあるので、造成地盤は、床版の振動エネルギを土の粒子間の摩擦熱エネルギに変えて、床版から居住空間に伝わる振動を減衰させる。よって、床版上を鉄道車両や自動車が走行して振動が発生しても、居住空間に伝わる振動を低減できる。また、造成地盤の内部に構築された建物は、土で覆われているので、土が防音壁あるいは防音天井となるから、床版上を鉄道車両や自動車が走行して騒音が発生しても、居住空間に伝わる騒音を低減できる。このように、造成地盤の内部に構築された建物を造成地盤で覆うことで、居住空間に伝わる振動や騒音を低減して、優れた断熱性能および遮音性能を発揮することが可能となるから、居住空間の住環境を良好にできる。また、造成地盤を、支持地盤上に所定高さまで盛土することで、床版上の鉄道車両や自動車等の積載荷重、あるいは、地震荷重時に作用する水平荷重を造成地盤と支持部材とで負担できる。このように、造成地盤が、床版上の積載荷重や地震時の水平荷重の一部を負担するので、支持部材の水平断面積を小さくしたり、支持部材を長スパン化したりすることができ、施工コストを低減できる。以上より、限られた高架構造物下の空間を利用して、処分対象土を有効活用するとともに、低コストで良好な住環境の居住空間を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高架構造物の縦断面図である。
【図２】前記実施形態に係る高架構造物を既存の高架橋を利用して構築する手順のフローチャートである。
【図３】前記実施形態に係る既存の高架橋の縦断面図（その１）である。
【図４】前記実施形態に係る高架構造物を構築する手順を説明するための断面図（その１）である。
【図５】前記実施形態に係る高架構造物を構築する手順を説明するための断面図（その２）である。
【図６】前記実施形態に係る高架構造物を新設する手順のフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る高架構造物の縦断面図である。
【図８】本発明の変形例に係る高架構造物の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る高架構造物１の縦断面図である。
高架構造物１は、支持地盤２上に形成される。この高架構造物１は、支持地盤２から上方に延びる支持部材としての支柱１０および壁１１（図３参照）と、この支柱１０に支持された平板状の床版２０と、支持地盤２上に所定高さまで盛土して支柱１０および壁１１に接するように形成された造成地盤３０と、造成地盤３０の内部に構築されて居住空間４０を形成する建物５０と、を備える。
【００２３】
支柱１０、壁１１、および床版２０は、鉄筋コンクリート造である。
支柱１０は、床版２０の幅方向両端側に設けられ、長さ方向に沿って所定間隔おきに設けられている。また、壁１１は、支柱１０同士の間に設けられている。これら支柱１０および壁１１は、基礎１２の上に構築されている。
また、床版２０上には、鉄道車両２１が走行する軌道２２が２列設けられている。
【００２４】
造成地盤３０は、建設発生土や浄水発生土を盛土して、この盛土全体を固化させたものである。盛土を固化させる方法としては、薬液を地中に注入することで、地盤の透水性を減少させる薬液注入工法、固化材を機械で撹拌する機械撹拌工法、固化材を高圧で噴射しながら機械で撹拌する高圧噴射撹拌などがある。
【００２５】
具体的には、造成地盤３０は、例えば砂質土と粘性土を混合したものに、１００ｋｇ/ｍ３程度の固化材を加えて、その後、バックホーなどの建設機械により攪拌したものである。これにより、一軸圧縮強度を１０〜２０ｋｇ/ｃｍ２程度まで確保できるので、法面３０Ａの最低限の安定性を確保できる。
【００２６】
造成地盤３０の外部に面する一対の法面３０Ａは、全面に亘って、法面保護手段３１により保護されている。
法面保護手段３１としては、法面３０Ａの表面に紐状の高強度ポリエステル繊維樹脂をグリッド状に配置したもの、法面３０Ａの表面を覆う溶接金網、コンクリート版、不織布などの面状の補強材、または、法面３０Ａの表面の植栽などがある。
【００２７】
建物５０は、鉄筋コンクリート造であり、壁５１、天井５２、および床５３を備える箱状である。この建物５０には、造成地盤３０の外部に通じる出入口５４が設けられる。
居住空間４０は、壁５１、天井５２、および床５３で囲まれた、人が居住する空間であり、
この壁５１および天井５２の土のかぶり厚さは、１ｍ以上となっている。具体的には、居住空間４０のうち土のかぶり厚さが最も小さい箇所（図１中寸法Ａで示す）であっても、土のかぶり厚さが１ｍ以上となっている。
【００２８】
造成地盤３０の法面３０Ａの下端は、床版２０の両端縁（図１中破線で示す）よりも内側に位置している。
床版２０と造成地盤３０との間には、床版２０の下面と造成地盤３０の上面との間で外乱荷重を緩衝する緩衝部６０が形成されている。
この緩衝部６０の弾性係数は、造成地盤３０に比べて低くなっている。緩衝部６０は、具体的には、造成地盤３０と床版２０との隙間、造成地盤３０と床版２０との間に設けられたポリウレタンなどの成形品、あるいは、造成地盤３０と床版２０との隙間に注入されて現場発泡した発泡体である。
【００２９】
次に、既存の高架橋３を利用して高架橋構造１を構築する手順について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
ここで、既存の高架橋３は、図３に示すように、支柱１０、壁１１、基礎１２、床版２０、および軌道２２を含んで構成される。
【００３０】
ステップＳ１では、図４に示すように、既存の高架橋３の床版２０の直下に、居住空間４０を形成する建物５０を構築する。
【００３１】
ステップＳ２では、図５に示すように、床版２０の下面近傍まで、土を盛土および充填して、造成地盤３０を形成する。
ステップＳ３では、図１に示すように、床版２０と造成地盤３０との間に緩衝部６０を形成する。
【００３２】
次に、高架橋構造１を新設する手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１１では、支柱１０、壁１１、および基礎１２を、支持地盤２上に構築する。
ステップＳ１２では、支柱１０の上に床版２０を構築し、支柱１０と一体化させる。
【００３３】
ステップＳ１３では、ステップＳ１と同様に、床版２０の直下に、居住空間４０を形成する建物５０を構築する。
【００３４】
ステップＳ１４では、ステップＳ２と同様に、床版２０の下面近傍まで、土を盛土および充填して、造成地盤３０を形成する。
ステップＳ１５では、ステップＳ３と同様に、床版２０と造成地盤３０との間に緩衝部６０を形成する。
【００３５】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）高架構造物１の床版２０の直下に、全周を造成地盤３０で覆われた建物５０を構築する。このとき、建設発生土や浄水発生土を用いて造成地盤３０を形成することで、建設発生土や浄水発生土を低コストで処分できる。
また、建物５０の周囲を土で覆うことにより、昼間は、太陽光の日射などにより居住空間４０の室温が上昇するのを防止しつつ、夜間は、居住空間４０の室温が低下するのを防止できる。よって、建物５０内の居住空間４０では、環境条件などによる影響を受けることは少なく、温湿度をほぼ一定に維持できるので、空調コストを削減できる。
【００３６】
また、土を構成する粒子間に隙間があるうえに、粒径にばらつきがあるので、造成地盤３０は、床版２０の振動エネルギを土の粒子間の摩擦熱エネルギに変えて、床版２０から居住空間４０に伝わる振動を減衰させる。よって、床版２０上を鉄道車両２１が走行して振動が発生しても、居住空間４０に伝わる振動を低減できる。
【００３７】
また、造成地盤３０の内部に構築された建物５０は、土で覆われているので、土が防音壁あるいは防音天井となるから、床版２０上を鉄道車両２１が走行して騒音が発生しても、居住空間に伝わる騒音を低減できる。
このように、造成地盤３０の内部に構築された建物５０を造成地盤３０で覆うことで、居住空間４０に伝わる振動や騒音を低減して、優れた断熱性能および遮音性能を発揮することが可能となるから、居住空間４０の住環境を良好にできる。
【００３８】
また、造成地盤３０を、支持地盤２上に所定高さまで盛土することで、床版２０上の鉄道車両や自動車等の積載荷重、あるいは、地震荷重時に作用する水平荷重を造成地盤３０と支柱１０および壁１１とで負担できる。このように、造成地盤３０が、床版２０上の積載荷重や地震時の水平荷重の一部を負担するので、支柱１０や壁１１の水平断面積を小さくしたり、支柱１０を長スパン化したりすることができ、施工コストを低減できる。
【００３９】
以上より、限られた高架構造物１の下の空間を利用して、処分対象土を有効活用するとともに、低コストで良好な住環境の居住空間４０を提供できる。
【００４０】
（２）床版２０と造成地盤３０の間に緩衝部６０を設けたので、外乱荷重による振動や騒音を減衰させて、優れた耐震性能と居住環境を実現できる。
【００４１】
（３）法面保護手段３１により、造成地盤３０の外部に面する法面３０Ａを保護したので、法面３０Ａが崩壊するのを確実に防止できる。
また、高架構造物１の両脇には道路が設けられることが多いが、造成地盤３０の法面３０Ａの下端を床版２０の両端縁よりも内側に位置させたので、造成地盤３０が高架構造物１の両脇の道路に干渉するのを防止できる。
【００４２】
（４）床版２０を鉄筋コンクリート造としたので、この床版２０が蓄熱槽としての役割を果たすから、居住空間４０をより暖まりにくく、かつ、冷めにくくして、居住空間４０の空調コストを大きく削減できる。
【００４３】
（５）土の断熱性は、グラスウールやウレタンフォームといった断熱材の１／２０から１／１０程度であるが、居住空間４０の壁５１および天井５２の土のかぶり厚さを１ｍ以上とすることにより、断熱性能や騒音防止性能をある程度確保して、住環境をより良好にしつつ、空調コストをさらに削減できる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る高架構造物１Ａの断面図である。
本実施形態では、造成地盤３０の法面３０Ａに擁壁７０を設けた点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、擁壁７０は、断面略Ｌ字形状の鉄筋コンクリート造であり、略水平に設置された平板状の基部７１と、この基部７１に立設された平板状の壁部７２と、を備える。
壁部７２の外面は、床版２０の両端縁（図７中破線で示す）に位置しており、造成地盤３０は、この壁部７２の内側に形成されている。
【００４５】
本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）に加えて、以下のような効果がある。
（６）擁壁７０を設けて、この擁壁７０の内側に造成地盤３０を形成したので、造成地盤３０の法面３０Ａの角度を緩くでき、法面３０Ａが崩壊するのをより確実に防止できる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、緩衝部６０を形成したが、これに限らない。すなわち、緩衝部６０は、盛土して床版２０の下面まで造成地盤３０を到達させる際に、造成地盤３０の上面付近を十分に締め固めることができない場合に形成されるものであり、床版２０と造成地盤３０との間に土を充填できる場合には、緩衝部６０を必ずしも設ける必要はない。
【００４７】
また、上述の各実施形態では、造成地盤３０を全体に亘って固化させたが、これに限らず、造成地盤３０の表層部分のみを固化させてもよい。
また、上述の各実施形態では、造成地盤３０の法面３０Ａの全面を、法面保護手段３１により保護したが、これに限らず、造成地盤３０の法面３０Ａの一部のみを、法面保護手段３１により保護してもよい。
【００４８】
また、上述の各実施形態では、建物５０や擁壁７０を鉄筋コンクリート造としたが、これに限らず、建物を、土ブロックや保水性ブロックで構成してもよい。
具体的には、土ブロックは、真砂土を混和剤（無機固化安定剤ＦＣ剤）、硬化剤、水等を混合してブロック状に加工したものである。土ブロックに無機固化安定剤を使用することで、自然素材を利用した法面の安定性を実現できる。
【００４９】
また、土系ブロックやコンクリートブロックなどの保水性ブロックを造成地盤３０の法面３０Ａに設けてもよい。このようにすれば、ブロックが保水している状態では、「打ち水効果」により、夏季における表面温度が、アスファルト舗装と比べて、土系ブロックでは最大１９℃程度、コンクリートブロックで９℃程度低下する。よって、ヒートアイランド現象の緩和に貢献できる。
【００５０】
また、上述の各実施形態では、建物５０を箱状としたが、これに限らず、図８に示すように、建物５０Ａを断面アーチ状とし、盛土して造成地盤３０を形成した後に、この建物５０Ａを構築してもよい。
【００５１】
また、上述の各実施形態では、建物５０を造成地盤３０の内部に構築し、この建物５０の出入口５４のみを外部に面して設けたが、これに限らず、建物５０自体の一部を外部に面して構築してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１、１Ａ、１Ｂ…高架構造物
２…支持地盤
３…高架橋
１０…支柱（支持部材）
１１…壁（支持部材）
１２…基礎
２０…床版
２１…鉄道車両
２２…軌道
３０…造成地盤
３０Ａ…法面
３１…法面保護手段
４０…居住空間
５０、５０Ａ…建物
５１…壁
５２…天井
５３…床
５４…出入口
６０…緩衝部
７０…擁壁
７１…基部
７２…壁部
【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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