(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって、
前記桁部の鉛直方向下側の端部と連結し、橋軸方向に延び、鉛直方向下方に延在する板部を有することを特徴とする波力低減機構。
【請求項２】
前記板部は、鉛直方向下側に向かうにしたがって、海側に近づく向きに傾斜した傾斜板部を含むことを特徴とする請求項１に記載の波力低減機構。
【請求項３】
前記板部は、鉛直方向下側に延在する桁下側板部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の波力低減機構。
【請求項４】
桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって、
前記床版の幅方向の海側端部に固定され、水平方向及び橋軸方向に延びた水平板部を有することを特徴とする波力低減機構。
【請求項５】
前記水平板部は、水平方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の波力低減機構。
【請求項６】
前記水平板部は、橋軸方向に直交する面の断面形状が湾曲していることを特徴とする請求項５に記載の波力低減機構。
【請求項７】
前記床版に鉛直方向下側の面の、前記桁部よりも海側の部分に固定され、鉛直方向下側及び橋軸方向に延びた鉛直板部を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項８】
前記橋桁よりも海側の前記橋桁と離れた位置に配置され、鉛直方向及び橋軸方向に延びたシールド板部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項９】
前記床版の幅方向の海側の端部に配置され、一方の端部が前記端部に固定され、他方の端部が互いに連結した２枚の平板を有し、前記２枚の平板が前記海側に凸となる突起部を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項１０】
前記桁部よりも海側とは反対側の部分に、前記桁部よりも海側の構造物と対象の形状の構造物を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項１１】
前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向下側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、かつ前記橋軸方向に延在する第１板部と、前記橋桁幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向上側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、前記橋軸方向に延在し、鉛直方向上側の端部が第１板部と連結した第２板部を有し、前記第１板部と前記第２板部の連結部から前記橋桁の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をｈとし、前記床版の鉛直方向上側の端部から前記橋桁の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をＤとした場合、０≦ｈ／Ｄ≦０．５０であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項１２】
前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向下側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、かつ前記橋軸方向に延在する第１板部と、前記橋桁幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向上側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、前記橋軸方向に延在し、鉛直方向上側の端部が第１板部と連結した第２板部を有し、前記第１板部及び前記第２板部は、第１の方向が長手方向となる複数のスリットが第１の方向に直交する第２の方向に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項１３】
前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、前記橋軸方向に延び、前記橋軸方向に直交する面の断面形状が前記海側に凸の半円の板部を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の波力低減機構。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の波力低減機構を有することを特徴とする橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、津波の力を低減する波力低減デバイス及びこれを有する橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁は、例えば、桁部及び桁部の上面に連結され桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁と、橋軸方向に所定の間隔で配置され、橋桁の桁部を支持する橋脚部を有する。また、橋桁は、床版の幅方向の端部に鉛直方向上側に延びた高欄を設けるものもある。このような、橋梁は、河川や海岸線に設けられることがある。海に近い位置、また海に繋がった河川に設けられた橋梁は、津波等の大きな波が発生し衝突すると、大きな力を受けてしまう。
【０００３】
ここで、特許文献１には、床版の上面と高欄の下面との間には上下方向に相互に嵌合することにより水平方向の力を受けるシェアピン構造を設け、シェアピン構造よりも幅方向内側位置において高欄の内部と床版の内部との間を上下に延びて配置した縦鉄筋を備えることで、幅方向外側から高欄に波力が作用した際に該高欄と床版の境界部近傍で高欄が縦鉄筋を支点として屈曲する折れ曲がり支点を有する構造とする橋梁が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、構造物に対して波が到来する方向側に構造物に対向して設けられていて到来する波を複数方向に分散させて構造物を防護する分散壁を備えた波力防護構造体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４９６１７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０８２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構造では、波力を十分に低減できない場合がある。また、高欄が破損する場合もあり、床版の端面が壊れることになる。また、橋梁は、水平方向に延在する構造が多いため、波を水平方向の他の方向にずらして、分散壁の波が到来する方向側の下流側の構造物を保護する特許文献２に記載の装置を用いることは困難である。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、橋梁に津波等の波が到達した場合でも、到達した津波の波力を低減することができる波力低減機構及びこれ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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明は、桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって前記床版に鉛直方向下側の面の、前記桁部よりも海側の部分に固定され、鉛直方向及び橋軸方向に延びた鉛直板部を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記桁部の鉛直方向下側の端部と連結し、橋軸方向に延び、鉛直方向下側に向かうにしたがって、海側に近づく向きに傾斜した傾斜板部を有することが好ましい。
【００１０】
また、前記床版の幅方向の海側端部に固定され、水平方向及び橋軸方向に延びた水平板部を有することが好ましい。
【００１１】
また、前記水平板部は、水平方向に対して傾斜していることが好ましい。
【００１２】
また、前記水平板部は、前記橋軸方向に直交する面の断面形状が湾曲していることが好ましい。
【００１３】
また、前記橋桁よりも海側の前記橋桁と離れた位置に配置され、前記鉛直方向下側及びは橋軸方向に延びたシールド板部を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記桁部の鉛直方向下側の端部と連結し、橋軸方向に延び、鉛直方向下側に延在する桁下側板部を有することが好ましい。
【００１５】
また、前記床版の幅方向の海側の端部に配置され、一方の端部が前記端部に固定され、他方の端部が互いに連結した２枚の平板を有し、前記２枚の平板が前記海側に凸となる突起部を有することが好ましい。突起部は、橋軸方向の位置によって形状が変化してもよい。
【００１６】
また、前記桁部よりも海側とは反対側の部分に、前記桁部よりも海側の構造物と対象の形状の構造物を有することが好ましい。
【００１７】
上述の目的を達成するために、本発明は、桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって、前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向下側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、かつ前記橋軸方向に延在する第１板部と、前記橋桁幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向上側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、前記橋軸方向に延在し、鉛直方向上側の端部が第１板部と連結した第２板部を有し、前記第１板部と前記第２板部の連結部から前記橋桁の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をｈとし、前記床版の鉛直方向上側の端部から前記橋桁の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をＤとした場合、０≦ｈ／Ｄ≦０．５０であることを特徴とする。
【００１８】
上述の目的を達成するために、本発明は、桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって、前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向下側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、かつ前記橋軸方向に延在する第１板部と、前記橋桁幅方向の海側の端部に固定され、鉛直方向上側に向かうにしたがって、前記海側に近づき、前記橋軸方向に延在し、鉛直方向上側の端部が第１板部と連結した第２板部を有し、前記第１板部及び前記第２板部は、第１の方向が長手方向となる複数のスリットが第１の方向に直交する第２の方向に隣接して形成されていることを特徴とする。
【００１９】
上述の目的を達成するために、本発明は、桁部及び前記桁部の上面に連結され前記桁部よりも幅方向外側に突出した床版を備える橋桁を有する橋梁の波力低減機構であって、前記床版の幅方向の海側の端部に固定され、前記橋軸方向に延び、前記橋軸方向に直交する面の断面形状が前記海側に凸の半円の板部を有することを特徴とする。
【００２０】
上述の目的を達成するために、本発明の橋梁は、上記のいずれかに記載の波力低減機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、橋梁に津波等の波が到達した場合でも、到達した津波の波力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示す上面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、橋桁と波力低減機構を拡大して示す拡大斜視図である。
【図６】図６は、橋桁と波力低減機構を模式的に示す模式図である。
【図７】図７は、波力低減機構に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。
【図８】図８は、橋桁の他の構造の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す波力低減機構の変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、波力低減機構に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、他の例の波力低減機構の概略構成を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、他の例の波力低減機構の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２Ａに示す波力低減機構の変形例を示す模式図である。
【図１４】図１４は、波力低減機構に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。
【図１５】図１５は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、波力低減機構に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。
【図１７】図１７は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図１８】図１８は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図１９】図１９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２０】図２０は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２１】図２１は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２２】図２２は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２３】図２３は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２４】図２４は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２５】図２５は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２６】図２６は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【図２７】図２７は、図２６に示す波力低減機構の変形例を示す断面図である。
【図２８】図２８は、図２６に示す波力低減機構の変形例を示す断面図である。
【図２９】図２９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の実施形態では、橋梁が箱桁橋、鈑桁橋である場合について説明するが対象の橋梁はこれに限定されない。アーチ橋、トラス橋等種々の構造の橋梁に用いることができる。また、下記実施形態の橋梁は、橋桁と、橋軸方向に所定の間隔で配置され、橋桁の桁部を支持する橋脚部と、を有する構造としたが、橋脚部を備えない単純橋桁構造としてもよい。また、橋梁は、特に限定されず、鋼橋でもＰＣ橋（プレストレスト・コンクリート橋）等種々の材料で形成すればよい。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示す上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、橋桁と波力低減機構を拡大して示す拡大斜視図である。図６は、橋桁と波力低減機構を模式的に示す模式図である。
【００２５】
本実施形態に係る橋梁１０は、例えば、図１および図２に示すように、河川２を横断して配置されている。具体的には、橋梁１０は、河川２の一方の橋台４から他方の橋台４まで配置されている。橋梁１０は、河川２の両側に形成された道路８を繋げている。また、河川２は、海１と繋がっている。なお、橋梁１０を設ける位置は、河川２を横断する位置に限定されず種々の位置に設けることができる。なお、本実施形態の橋梁１０は、海岸線や、河川２の海１に近い位置等、津波等の大きな波が発生した場合に、波が届く位置に設けられている。
【００２６】
橋梁１０は、上述したように河川２を横断しており、河川２の水の流れ方向９に交差する方向が橋軸方向となる。橋梁１０は、一方の側面が海１側となり、他方の側面が山側（陸側）となる。
【００２７】
橋梁１０は、図１から図６に示すように、橋脚１２と、橋桁１４と、波力低減機構１６を有する。橋脚１２は、橋軸方向（橋梁１０の延在方向）に所定の間隔で配置されている。橋脚１２は、地面、川底また地面や川底に設けられた基礎の上に設置されている。橋脚１２は、鋼材、鉄筋コンクリート、鋼コンクリート複合材などにより構成される。橋脚１２は、橋桁１４を支持する。
【００２８】
橋桁１４は、床版２０と、桁部２１と、支承２３と、を有する。床版２０は、道路８が形成されている面（床）であり、橋軸方向に延在している。床版２０は、橋軸方向に直交する方向が幅方向となる。床版２０は、幅方向の両端に、鉛直方向上側に突出した高欄２４が設けられている。高欄２４は、床版２０の道路８が形成されている面よりも鉛直方向上側に突出している。
【００２９】
桁部２１は、橋脚１２と床版２０との間に配置されている。桁部２１は、橋軸方向に延在している。桁部２１は、幅方向（床版２０の幅方向と同じ方向）の幅が、床版２０よりも短い。桁部２１は、所定以上の剛性を有し、床版２０を鉛直方向下側から支持する。
【００３０】
桁部２１は、主桁２２を有する。主桁２２は、橋軸方向が長手方向となる梁であり、床版２０の幅方向に複数隣接して配置されている。主桁２２は、例えば上フランジとウェブと下フランジを有するＩ型である。なお、桁部２１は、主桁２２を連結する横桁を設けてもよい。
【００３１】
支承２３は、橋脚１２と桁部２１との間に配置され、桁部２１を橋脚１４に固定している。支承２３は、橋桁１４を橋脚１２に対して支持する支点となる。
【００３２】
波力低減機構１６は、橋梁１０に波が到達した場合に橋梁１０の橋桁１４に作用する波の力（波力）を低減する。波力低減機構１６は、２つの鉛直板部３０を有する。１つの鉛直板部３０は、床版２０に鉛直方向下側の面であり、かつ桁部２１よりも海側の部分に固定されている。もう１つの鉛直板部３０は、床版２０に鉛直方向下側の面であり、かつ桁部２１よりも山側（海側とは反対側）の部分に固定されている。鉛直板部３０は、鉛直方向下側及び橋軸方向に延びている。つまり、鉛直板部３０は、板上の部材であり、図５に示すように、橋軸方向に連続して配置されている。鉛直板部３０は、橋軸方向に複数に分割された板であってもよい。また、鉛直板部３０は、橋軸方向に連続して配置され、隙間がないことが好ましいが、板と板の間に隙間があってもよい。
【００３３】
橋梁１０は、波力低減機構１６を設けることで、海１側で発生した津波等の波が橋梁１０に到達した場合でも、到達した波が橋梁１０に作用する力を波力低減機構１６で低減することができる。これにより、橋梁１０の波に対する強度を高くすることができる。
【００３４】
以下、鉛直板部３０を設けた場合の計測例について説明する。ここで、計測対象の橋梁は、波力低減機構１６以外は、橋軸方向に直交する方向の断面の形状が対称形状であり、床版２０の幅Ｗ１を１１．６４ｍとし、桁部２１の幅方向の端部から床版２０の幅方向の端部までの幅方向の距離Ｗ２を２．６２ｍとし、橋桁１４の高さ、つまり桁部２１の鉛直方向下側の端面から床版２０の鉛直方向上側の端部（高欄２４の鉛直方向上側の端部）までの鉛直方向距離ｈ１を３．１８ｍとし、床版２０の幅方向の端部の高さ、つまり高欄２４の高さｈ２を１．２８ｍする。
【００３５】
本計測では、床版２０の底面（鉛直方向下側の端部）から桁部２１の鉛直方向下側の端部までの距離をｄとし、波力低減機構１６の鉛直板部３０の鉛直方向の長さをＬｖとし、ｄに対するＬｖを変更した複数の鉛直板部３０を作成し、それぞれの鉛直板部３０について波力の低減効果について計測した。本計測では、Ｌｖを０．５６ｄ、１．０ｄ、１．４ｄとした場合の計測を行った。ここで、上記橋梁１０の形状により、距離ｄは、１８００ｍｍとなる。したがって、Ｌｖ＝０．５６ｄ＝１０００ｍｍ、Ｌｖ＝１．０ｄ＝１８００ｍｍ、Ｌｖ＝１．４ｄ＝２５００ｍｍとなる。
【００３６】
本計測では、波として、長周期波、砕波なし段波、砕波段波が到達した場合について、波が到達した場合に橋桁１４に生じる水平方向の力、鉛直方向の力、モーメントを計測し、計測された値から、支点の反力を計算した。なお、計測では、１００分の１のモデルを作成して計測を行った。波によって生じる上向きの支点反力が大きくなると、橋梁１０を浮かび上がらせる力が大きくなる。つまり、支点反力を小さくできると波力が低減できると判定できる。
【００３７】
計測結果を図７に示す。図７は、橋桁１４の支点部、つまり支承２３との接続部に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。また、基準断面は、波力低減機構を設けていない場合の計測結果である。図７に示すように、波力低減機構１６を設けることで、長周期波の波力および支点反力の増加を抑制しつつ、砕波なし段波、砕波段波の波力および支点反力を低減することができる。
【００３８】
より具体的には、図７に示すように、垂直板部３０の形状を０．１≦Ｌｖ／ｄ≦１．５とすることで、砕波段波の波力および支点反力を大きく低減することができる。また、垂直板部３０の形状を１．０≦Ｌｖ／ｄ≦１．５とすることで、長周期波、砕波なし段波の波力および支点反力を大きく低減することができる。また、垂直板部３０の形状を１．０≦Ｌｖ／ｄ≦１．４とすることで、いずれの波に対しても波力および支点反力を大きく低減することができる。
【００３９】
なお、波力低減機構１６は、本実施形態のように橋桁１４の２つの端面の両方、つまり、海側の端面と山側の端面の両方に設けることが好ましい。これにより、海１側から波が来た場合も、また、橋梁１０を通過した波が海１側に戻る引き波の場合も橋桁１４に作用する波力を低減することができる。また、波力低減機構１６は、橋桁１４の２つの端面のうち一方の端面のみに設けてもよい。また、波力低減機構１６は、橋桁１４の２つの端面のうち一方の端面のみに設ける場合、海１側の端面に設けることが好ましい。また、本実施形態の床版２０は、高欄２４を設けたが高欄２４はなくてもよい。この点は以降の例も同様である。
【００４０】
図８は、橋桁の他の構造の一例を示す断面図である。上記実施形態では、橋桁１４の桁部２１を鈑桁としたが、これに限定されない。図８に示す橋梁１４ａは、桁部２１ａが箱形状である。このように桁部２１ａを箱形状としてもよい。桁部２１ａの形状を変更した場合も各種寸法の基準は同様となる。
【００４１】
次に、図９から図２９を用いて、波力低減機構の他の例について説明する。波力低減機構は、構造に矛盾が生じない限り、上記実施形態と他の例を組み合わせることができる。また、他の例同士の構造も組み合わせることができる。また、以降の例では、波力低減機構を海側のみに設けた場合として説明するが、海側、山側の両方に設けてもよいし、山側のみに設けてもよい。また、海側と山側で異なる構造の波力低減機構を設けてもよい。
【００４２】
図９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図９に示す波力低減機構１６ａは、フェアリング部４０を有する。フェアリング部４０は、第１板部４２と、第２板部４４を有する。第１板部４２は、床版２０の高欄２４の幅方向の海側の端部に固定され、橋軸方向に延在する板形状である。第１板部４２は、橋軸方向に直交する断面において、鉛直方向下側に向かうにしたがって、海側に近づく方向に傾斜している。第２板部４４は、橋桁１４の主桁２２の幅方向の海側の端部でかつ鉛直方向下側の端部に固定され、鉛直方向上側の端部が第１板部４２と連結している。第２板部４４は、橋軸方向に直交する断面において、鉛直方向上側に向かうにしたがって、海側に近づく方向に傾斜している。つまり、フェアリング部４０は、２枚の板が海側に凸の形状となる向きで組み合わされた形状である。
【００４３】
フェアリング部４０は、第１板部４２と第２板部４４の連結部から橋桁１４の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をｈとし、床版２０の鉛直方向上側の端部（高欄２４の鉛直方向上側の端部）から橋桁１４の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をＤとした場合、０≦ｈ／Ｄ≦０．５０とすることが好ましく、０≦ｈ／Ｄ≦０．２５とすることがより好ましい。
【００４４】
以下、フェアリング部４０を設けた場合の計測例について説明する。ここで、計測対象の橋梁は、鉛直板部３０を設けた場合と同様である。
【００４５】
本計測では、図９に示す距離Ｄと距離ｈの関係を変更した複数のフェアリング部４０を作成し、それぞれのフェアリング部４０について波力の低減効果について計測した。本計測では、ｈ／Ｄ＝０、０．２５、０．５０、０．７５、１の５つの形状で計測した。図１０は、図９に示す波力低減機構の変形例を示す断面図である。図１０に示すフェアリング部４０ａは、ｈ／Ｄ＝１となり、フェアリング部４０は、ｈ／Ｄ＝０．７５となり、フェアリング部４０ｂは、ｈ／Ｄ＝５０となり、フェアリング部４０ｃは、ｈ／Ｄ＝０．２５となり、フェアリング部４０ｄは、ｈ／Ｄ＝０となる。
【００４６】
本計測では、波として、砕波段波が到達した場合について、波が到達した場合に橋桁１４に生じる水平方向の力、鉛直方向の力、モーメントを計測し、計測された値から、支点の反力を計算した。なお、計測では、１００分の１のモデルを作成して計測を行った。波によって生じる上向きの支点反力が大きくなると、橋梁１０を浮かび上がらせる力が大きくなる。つまり、支点反力を小さくできると波力が低減できると判定できる。
【００４７】
計測結果を図１１に示す。図１１は、橋桁１４の支点部に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。また、基準断面は、波力低減機構を設けていない場合の計測結果である。図１１に示すように、波力低減機構１６ａのフェリング部４０を０≦ｈ／Ｄ≦０．５０とすることで、砕波段波による支点反力を低減することができることがわかる。
【００４８】
フェアリング部４０は、第１板部４２を床版２０の鉛直方向上側の端部と接続することが好ましい。これにより、波力低減効果を大きくすることができる。第１板部４２は、床版２０の鉛直方向上側の端部と接続することが好ましいが、床版２０の幅方向の端部と接続していればよい。また、第２板部４４は、桁部２１の鉛直方向下側の端部と接続することが好ましい。これにより、波力低減効果を大きくすることができる。第２板部４４は、桁部２１の鉛直方向下側の端部と接続することが好ましいが、桁部２１の幅方向の端部と接続していればよく、鉛直方向下側の端部よりも上側と接続していてもよい。
【００４９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、他の例の波力低減機構の概略構成を示す斜視図である。図１３は、図１２Ａに示す波力低減機構の変形例を示す模式図である。図１２Ａに示す波力低減機構１６ｂは、フェアリング部５０ａを有する。フェアリング部５０ａは、フェアリング部４０と同様に、第１板部５２と第２板部５４を有する。第１板部５２と第２板部５４は、第１板部４２、第２板部４４と同様の配置であり、床版２０と桁部２１にそれぞれ固定され、互いに連結し、海側に凸となる。
【００５０】
フェアリング部５０ａの第１板部５２及び第２板部５４は、複数のスリット５６が形成されている。スリット５６は、第１板部５２及び第２板部５４の両方に繋がって形成されており、鉛直方向が長手方向なる。複数のスリット５６は、橋軸方向に隣接して配置されている。波力低減機構１６ｂは、フェアリング部５０ａにスリット５６を設けることで、波力低減効果を向上させることができる。
【００５１】
また、フェアリング部５０ａのスリットは、鉛直方向が長手方向となり、橋軸方向に隣接して配置したがこれに限定されない。図１２Ｂに示すフェアリング部５０ｂのスリット５８は、橋軸方向が長手方向となり、鉛直方向に隣接して配置している。このように、配列方向と、スリットの長手方向を逆にしてもよい。また、スリットは、第１の方向が長手方向となり、第１の方向に直交する第２の方向に隣接して形成されていればよく、垂直方向、橋軸方向に対して傾斜していてもよい。また、図１３に示すフェアリング部５０ｃは、第１板部５２にスリット５９ａを形成し、第２板部５４にスリット５９ｂを形成している。スリット５９ａとスリット５９ｂは分離している。このように、スリットの長手方向に複数のスリットを設けてもよい。
【００５２】
以下、フェアリング部にスリットを設けた場合の計測例について説明する。ここで、計測対象の橋梁１０は、鉛直板部３０を設けた場合と同様である。
【００５３】
本計測では、距離Ｄと距離ｈの関係をｈ／Ｄ＝０．２５とし、図１２Ａのように鉛直方向が長手方向となるスリット（縦スリット）をフェアリング部５０ａの面積の４０％設けた場合と、６０％設けた場合、図１２Ｂのように橋軸方向が長手方向となるスリット（横スリット）をフェアリング部５０ｂの面積の４０％設けた場合と、６０％設けた場合の波力低減機構を作成し、計測した。
【００５４】
本計測では、波として、長周期波が到達した場合について、波が到達した場合に橋梁１０に生じる水平方向の力、鉛直方向の力、モーメントを計測し、計測された値から、支点の反力を計算した。なお、計測では、１００分の１のモデルを作成して計測を行った。波によって生じる上向きの支点反力が大きくなると、橋梁１０を浮かび上がらせる力が大きくなる。つまり、支点反力を小さくできると波力が低減できると判定できる。
【００５５】
計測結果を図１４に示す。図１４は、橋桁１４の支点部に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。また、基準断面は、波力低減機構を設けていない場合の計測結果である。図１４に示すように、フェリング部にスリットを設けることで、スリットを設けない場合またフェアリング部を設けない場合よりも、砕波段波による支点反力を低減することができることがわかる。
【００５６】
図１５は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図１５に示す波力低減機構１６ｃは、シールド板部６０と、シールド板部６０を支持する支持部６２を有する。シールド板部６０は、橋桁１４及び床版２０よりも海側であり、かつ橋桁１４と離れた位置に配置されている。また、シールド板部６０は、鉛直方向下側及び橋軸方向に延びた板である。支持部６２は、シールド板部６０を橋脚１２、橋桁１４に対して固定している。支持部６２は、地面や橋脚１２に固定されている。波力低減機構１６ｃに示すようにシールド板部６０を設けることでも波力を低減することができる。ここで、シールド板部６０は、床版２０の鉛直方向上側の端部（高欄２４の鉛直方向上側の端部）から橋桁１４の鉛直方向下側の端部までの間に配置されていることが好ましい。また、シールド板部６０は、実施形態のように橋桁１４よりも海側に配置することが好ましい。これにより、波力をより低減することができる。
【００５７】
以下、シールド板部６０を設けた場合の計測例について説明する。ここで、計測対象の橋梁は、鉛直板部３０を設けた場合と同様である。
【００５８】
本計測では、床版２０の鉛直方向上側の端部（高欄２４の鉛直方向上側の端部）から橋桁１４の鉛直方向下側の端部までの鉛直方向の距離をＤ、シールド板部の鉛直方向の長さをｌｓとし、シールド板部と橋桁１４との水平方向の距離をｈｓとし、ｈｓ＝１５００ｍｍ、ｌｓ＝３１００ｍｍとした場合、ｈｓ＝１０００ｍｍとし、ｌｓ＝３１００、２４８０ｍｍ、１５５０ｍｍとした場合の４つのシールド板部６０について波力の低減効果について計測した。
【００５９】
本計測では、波として、長周期波、砕波なし段波、砕波段波が到達した場合について、波が到達した場合に橋桁１４に生じる水平方向の力、鉛直方向の力、モーメントを計測し、計測された値から、支点の反力を計算した。なお、計測では、１００分の１のモデルを作成して計測を行った。波によって生じる上向きの支点反力が大きくなると、橋梁１０を浮かび上がらせる力が大きくなる。つまり、支点反力を小さくできると波力が低減できると判定できる。
【００６０】
計測結果を図１６に示す。図１６は、橋桁１４の支点部に生じる支点反力の計測結果を示す説明図である。図１６に示すようにシールド板部６０を設けることで、長周期波、砕波なし段波、砕波段波のいずれの場合でも支点反力を低減できていることがわかる。
【００６１】
図１７は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図１７に示す波力低減機構１６ｄは、半円形のフェアリング部であり、板部６４と、支持部６６を有する。板部６４は、床版２０の幅方向の海側の端部に固定されている。板部６４は、橋軸方向に延びる板であり、橋軸方向に直交する面の断面形状が海側に凸の半円となる。板部６４は、鉛直方向側の端部が、床版２０の鉛直方向上側の端部と接続され、鉛直方向下側の端部が、橋桁１４と対面する。支持部６６は、板部６４の鉛直方向の両端と連結し、床版２０に固定されている。支持部６２は、両端を支持することで、板部６４のたわみを抑制する。波力低減機構１６ｄは、フェアリング部を曲面とし、半円形とすることでも波力や支点反力を低減することができる。
【００６２】
図１８は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図１８に示す波力低減機構１６ｅは、フェアリング部７０を有する。フェアリング部７０は、第１板部７２と第２板部７４を有する。フェアリング部７０は、第１板部７２と第２板部７４とが床版２０に接続されている。また、第１板部７２と第２板部７４とで海側の凸の突起を形成する。また第２板部７４は、水平方向に延在する。
【００６３】
図１９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図１９に示す波力低減機構１６ｆは、フェアリング部７０ａを有する。フェアリング部７０ａは、第１板部７２ａと第２板部７４ａを有する。フェアリング部７０ａは、第１板部７２ａと第２板部７４ａとが床版２０に接続されている。また、第１板部７２ａと第２板部７４ａとで海側の凸の突起を形成する。また第２板部７４ａは、水平方向に対して傾斜している。このように、波力低減機構１６ｅ、１６ｆは、床版２０の側面のみにフェアリング部７０、７０ａを設けることで、波力や支点反力を低減することができる。また、波力低減機構は、フェアリング部の形状が、橋軸方向の位置によって形状が変化してもよい。具体的には、突起部形状が橋軸方向の位置によって変化してもよい。例えば、突起部の頂点の位置が橋軸方向に沿って高さ方向に変化し、フェアリング部７０からフェアリング部７０ａの形状に変化してもよい。
【００６４】
図２０は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２０に示す波力低減機構１６ｇは、板部７９を有する。板部７９は、床版２０の幅方向の海側端部に固定されている。板部７９は、水平方向及び橋軸方向に延びている。板部７９は、床版２０の端面の鉛直方向上側の端部に固定されている。なお、板部７９は、水平方向に対して平行な板であることが好ましいが、水平方向に延びていればよく、水平方向に対して、９０°未満で傾斜していてもよい。波力低減機構１６ｇは、板部７９を設けることで、波力や支点反力を低減することができる。
【００６５】
図２１は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２１に示す波力低減機構１６ｈは、板部８０を有する。板部８０は、床版２０の幅方向の海側端部に固定されている。板部８０は、水平方向及び橋軸方向に延びている。板部８０は、床版２０の端面の鉛直方向下側の端部に固定されている。なお、板部８０は、水平方向に対して平行な板であることが好ましいが、水平方向に延びていればよく、水平方向に対して、９０°未満で傾斜していてもよい。例えば、板部８０ａのように、水平方向に対して角度θ、床版２０から離れるにしたがって鉛直方向下側に向かう方向に傾斜してもよい。波力低減機構１６ｈは、板部８０を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００６６】
図２２は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２２に示す波力低減機構１６ｉは、板部８２を有する。板部８０は、床版２０の幅方向の海側端部に固定されている。板部８２は、水平方向及び橋軸方向に延びている。板部８２は、橋軸方向に直交する面の断面形状が湾曲している。具体的には、鉛直方向上側が凸となる向きで湾曲している。板部８２は、床版２０の端面の鉛直方向下側の端部に固定されている。波力低減機構１６ｉは、板部８２を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００６７】
図２３は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２３に示す波力低減機構１６ｊは、板部８４を有する。板部８４は、桁部２１ａの幅方向の海側端部に固定されている。板部８４は、水平方向及び橋軸方向に延びている。なお、板部８４は、水平方向に対して平行な板であることが好ましいが、水平方向に延びていればよく、水平方向に対して、９０°未満で傾斜していてもよい。波力低減機構１６ｊは、板部８４を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００６８】
図２４は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２４に示す波力低減機構１６ｋは、板部８６を有する。板部（桁下側板部）８６は、桁部２１ａの鉛直方向下側の端部と連結している。なお、板部８６は、橋脚１２が配置されていない範囲に配置されている。板部８６は、鉛直方向及び橋軸方向に延びている。なお、板部８６は、鉛直方向に対して平行な板であることが好ましいが、鉛直方向に延びていればよく、鉛直方向に対して、９０°未満で傾斜していてもよい。波力低減機構１６ｋは、板部８６を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００６９】
図２５は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２５に示す波力低減機構１６ｌは、切り欠き９０を有する。切り欠き９０は、桁部２１ａの鉛直下側の端面と側面との角に形成されている。切り欠き９０を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００７０】
図２６は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２６に示す波力低減機構１６ｍは、板部９２を有する。板部９２は、床版２０の幅方向の海側の端面と桁部２１ａの海側の端面とに連結している。板部９２は、橋軸方向に延びている。板部９２は、平坦な板でも、湾曲している板でもよい。波力低減機構１６ｍは、板部９２を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【００７１】
図２７及び２８は、それぞれ図２６に示す波力低減機構の変形例を示す断面図である。ここで、波力低減機構１６ｍは、板部として、充実板を用いることが好ましい。また、波力低減機構１６ｍは、板部として、図２７に示すようにディンプル９４が形成された板部９２ａを用いることが好ましい。また、波力低減機構１６ｍは、板部として、図２８に示すようにグレーチング、つまり複数の梁９６が交差した形状が形成された板部９２ｂを用いることが好ましい。
【００７２】
図２９は、他の例の波力低減機構及び橋桁の概略構成を示す断面図である。図２９に示す波力低減機構１６ｎは、板部９８を有する。板部（傾斜板部）９８は、桁部２１ａの桁部の鉛直方向下側の端部の幅方向の端部に連結している。板部９８は、橋軸方向に延び、鉛直方向下側に向かうにしたがって、海側に近づく向きに傾斜している。波力低減機構１６ｎは、板部９８を設けることで、波力および支点反力を低減することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  海
２  河川
４  橋台
８  道路
９  流れ方向
１０  橋梁
１２  橋脚
１４、１４ａ  橋桁
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ、１６ｋ、１６ｌ、１６ｍ、１６ｎ  波力低減機構
２０  床版
２１、２１ａ  桁部
２２  主桁
２３  支承
２４  高欄
３０  鉛直板部
４０、５０ａ、５０ｂ  フェアリング部
４２、５２  第１板部
４４、５４  第２板部
６０  シールド板部
６２、６６  支持部
６４、８０、８２、８４、８６、９２、９８板部
９０  切り欠き
【図１】
0006406946.tif 000002
【図２】
0006406946.tif 000003
【図３】
0006406946.tif 000004
【図４】
0006406946.tif 000005
【図５】
0006406946.tif 000006
【図６】
0006406946.tif 000007
【図７】
0006406946.tif 000008
【図８】
0006406946.tif 000009
【図９】
0006406946.tif 000010
【図１０】
0006406946.tif 000011
【図１１】
0006406946.tif 000012
【図１２Ａ】
0006406946.tif 000013
【図１２Ｂ】
0006406946.tif 000014
【図１３】
0006406946.tif 000015
【図１４】
0006406946.tif 000016
【図１５】
0006406946.tif 000017
【図１６】
0006406946.tif 000018
【図１７】
0006406946.tif 000019
【図１８】
0006406946.tif 000020
【図１９】
0006406946.tif 000021
【図２０】
0006406946.tif 000022
【図２１】
0006406946.tif 000023
【図２２】
0006406946.tif 000024
【図２３】
0006406946.tif 000025
【図２４】
0006406946.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
0006406946.tif 000028
【図２７】
0006406946.tif 000029
【図２８】
0006406946.tif 000030
【図２９】
0006406946.tif 000031