(57)【要約】【課題】  耐風性能有するとともに、床板上を走行する車両に対する横風の影響を可及的に排除した二主桁断面を有する橋梁を提供する。【解決手段】  二主桁断面を有する橋梁は、車両２０が走行する床板１２と、床板１２の両側方に設けられて床板１２の上面よりも上方に立設された２つの主桁１０と、耐風性を向上させるためのセンターバリア１８とを備えていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する床版と、
該床板の両側方に設けられて該床板の上面よりも上方に立設された２つの主桁と、
耐風性を向上させるための耐風付加部材と、
を備えていることを特徴とする二主桁断面を有する橋梁。
【請求項２】
前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する下部の略中央部から下方に突出する中央壁体とされ、
該中央壁体の高さは、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、１０００〜２０００ｍｍとされていることを特徴する請求項１記載の二主桁断面を有する橋梁。
【請求項３】
前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下部から側方に突出する三角形断面のフェアリングとされ、
該フェアリングは、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の側部に沿って配置される前記三角形断面の底辺が約５００ｍｍ〜１０００ｍｍ、該三角形断面の高さが５００〜１０００ｍｍとされていることを特徴する請求項１記載の二主桁断面を有する橋梁。
【請求項４】
前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下端から斜め上方に突出する板状のスカート体とされ、
該スカート体は、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の下端から側方に５００〜１０００ｍｍ、上方に約５００〜１０００ｍｍ突出していることを特徴する請求項１記載の二主桁断面を有する橋梁。
【請求項５】
前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下部から側方に水平に突出する水平プレート体とされ、
該水平プレート体は、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の側部から５００〜１５００ｍｍ突出していることを特徴する請求項１記載の二主桁断面を有する橋梁。
【請求項６】
前記主桁の上方には、遮風壁が立設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の二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、２本の主桁を備えた二主桁断面を有する橋梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁の低コスト化に対する社会的ニーズの高さから、２本の主桁を備えた二主桁断面を有する二主桁断面橋梁が改めて注目されている。しかし、二主桁断面橋梁は、断面のねじれ剛性が低く空力特性が悪いため、比較的低い風速で発散振動であるフラッターが発生するおそれがある。
【０００３】
フラッター防止技術としては、種々提案されている。
例えば、図１１に示したように、２本の主桁１０１によって下方から支持される床板１０２の側部に、三角形断面を有するフェアリング１０４を設けたものが知られている。また、フェアリングの他には、床板の中央部に上方に立設されたセンターバリア（図示せず）が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開昭５２−９３２３８号公報
【特許文献２】特開閉１１−２８００２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図１１に示したような二主桁橋に対して強い横風が吹くと、床板１０２上を走行する車両に大きな影響を与える。例えば、本州四国連絡橋の基準では、風速１５ｍ／ｓ以上で通行規制が生じ、風速２５ｍ／ｓ以上で通行止めとなる。これでは、経済や流通に悪影響を与えてしまう。
また、突風時には、車両の走行安定性が悪くなるので、いかに車両を横転させずに交通を確保するかということも重要となる。
このような強風および突風対策として、図１２に示すように、床板１０２の両側部に対して、上方に立設する遮風壁１０８を設けることが考えられる。すなわち、車両１０６よりも高い遮風壁１０８を床板１０２の両側部に設け、横風Ｗを遮ることにより、車両１０６への横風Ｗの影響を減じるという考え方である。しかし、図１２に示した横断面を有する橋梁では、遮風壁１０８を設置することにより、横断面形状が大きく変化することになり、横断面周りの流れが変化してしまう。これでは、フラッター防止のために設置したフェアリング１０４等の耐風付加部材の効果が無くなり、フラッターに対する安定性が失われてしまう。
【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、耐風性能を有するとともに、床板上を走行する車両に対する横風の影響を可及的に排除した二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、本発明の二主桁断面を有する橋梁は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる第１の態様の二主桁断面を有する橋梁は、車両が走行する床板と、該床板の両側方に設けられて該床板の上面よりも上方に立設された２つの主桁と、耐風性を向上させるための耐風付加部材と、備えていることを特徴とする。
【０００８】
２つの主桁を有する二主桁断面橋梁とされ、低コストとされた橋梁に対するものである。
２つの主桁は、車両が走行する床板の両側部に設けられる。さらに、各主桁は、床板の上面よりも上方に立設するように設けられるので、側方からの横風を遮ることになる。つまり、各主桁は、床板上を走行する車両に対して横風が直接当たることを防止する遮風壁の役割を果たすことになる。
このように、各主桁に遮風壁の役割を担わせることとしたので、別途遮風壁を設ける必要がない。したがって、遮風壁の追加設置によって、二主桁断面の形状が変更されることがない。しかも、床板を下方から２つの主桁で支持する２主桁断面に対して、上下を反転させた横断面形状となるので、横風に対する断面周り流れの変化は殆どない。したがって、耐風性を向上させるための耐風付加部材による耐風効果が損なわれることがない。
【０００９】
さらに、上記第１の態様の二主桁断面を有する橋梁は、前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する下部の略中央部から下方に突出する中央壁体とされ、該中央壁体の高さは、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、１０００〜２０００ｍｍとされている。
【００１０】
さらに、上記第１の態様の二主桁断面を有する橋梁は、前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下部から側方に突出する三角形断面のフェアリングとされ、該フェアリングは、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の側部に沿って配置される前記三角形断面の底辺が約５００〜１０００ｍｍ、該三角形断面の高さが５００〜１０００ｍｍとされている。
【００１１】
さらに、上記第１の態様の二主桁断面を有する橋梁は、前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下端から斜め上方に突出する板状のスカート体とされ、該スカート体は、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の下端から側方に５００〜１０００ｍｍ、上方に約５００〜１０００ｍｍ突出している。
【００１２】
さらに、上記第１の態様の二主桁断面を有する橋梁は、前記耐風付加部材は、全体の横断面外形を構成する両側部の下部から側方に水平に突出する水平プレート体とされ、該水平プレート体は、全幅が８０００ｍｍ〜１２０００ｍｍ、高さが３０００ｍｍ〜５０００ｍｍとされた前記全体の横断面外形に対して、該全体の横断面外形の側部から５００〜１５００ｍｍ突出していることを特徴する。
【００１３】
また、上記の各二主桁断面を有する橋梁に対して、前記主桁の上方に、遮風壁を立設してもよい。
【００１４】
主桁の上方に、遮風壁を立設することにより、横風を遮ることができる。これにより、主桁の高さが十分に得られない場合でも遮風性能を確保できる。
遮風壁は、主桁の上方に立設されるので、二主桁断面の形状を大きく変更することがない。したがって、横断面周りの流れが変化することが無く、耐風付加部材の耐風性能が損なわれることがない。
【発明の効果】
【００１５】
２つの主桁を有する二主桁断面を有する橋梁を低コストで実現できるだけでなく、耐風性に加えて、車両に対する横風の影響を可及的に排除した橋梁を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態にかかる橋梁１の側面図である。
橋梁１は、橋脚３と、橋脚３によって支持される橋桁５とを備えている。
橋脚３は、下方から上方に向かって立設されており、橋桁５の両端を支持している。なお、橋脚３の数については、同図のように２つに限らず、適宜設定されるものである。橋脚３と橋桁５との間には、支承７が介在されている。
橋桁５は、図２に示すように、橋軸方向（紙面垂直方向）に延在する２つの主桁１０を備えた二主桁断面を有している。両主桁１０の下端部の間に挟まれるように、床板１２が水平に設けられている。すなわち、床板１２の両側部に主桁１０が設けられ、両主桁１０は、床板１２の上面よりも上方に立設された状態となっている。
【００１７】
床板１２の下方には、橋軸方向に延在する縦桁１４が複数設けられている。縦桁１４の下方には、縦桁１４に直交する方向すなわち橋梁１の幅方向に延在する横桁１６が複数設けられている。
【００１８】
両主桁１０および横桁１６によって、橋梁１の全体の横断面外形が形成されている。すなわち、全体の横断面外形の側部は両主桁１０によって構成され、全体の横断面外形の下部は横桁１６によって構成されている。この全体の横断面外形の幅は約９０００ｍｍとされ、高さは約３８５０ｍｍとされている。また、主桁１０の幅（橋梁１の幅方向の寸法）は、約８００ｍｍとされている。
【００１９】
このように全体の横断面外形の底辺を形成する横桁１６の中央部には、センターバリア（耐風付加部材：中央壁体）１８が設けられている。センターバリア１８は、横桁１６から下方に延在しており、その突出長さは、１０００〜２０００ｍｍとされている。この寸法については、フラッターを効果的に低減する寸法が、例えば風洞実験によって選定される。センターバリア１８としては、金網等の充填率を低くしたものでも良いが、コンクリート壁等の充填率を１００％としたものが好ましい。
【００２０】
このように構成された橋梁１の床板１２上を、車両２０が走行する。車両２０の側方は主桁１０によって囲まれているので、橋梁１に対して側方から横風が吹いても、車両２０に直接当たることがない。
また、橋梁１は、センターバリア１８を備えているので、横風に対して発生するフラッターを可及的に低減することができる。
【００２１】
上述した本実施形態にかかる橋梁１によれば、以下の作用効果を奏する。
２つの主桁１０は、車両２０が走行する床板１２の両側部に設けられるとともに、床板１２の上方に立設するように設けられるので、側方からの横風を遮ることになる。つまり、各主桁１０は、床板１２上を走行する車両２０に対して横風が直接当たることを防止する遮風壁の役割を果たすことになる。したがって、強風や突風が吹いた場合であっても、車両を走行させることができる。
また、各主桁１０に遮風壁の役割を担わせることとしたので、別途遮風壁を設ける必要がない。したがって、遮風壁の追加設置によって、二主桁断面の形状が変更されることがない。しかも、床板１２を下方から２つの主桁１０で支持する２主桁断面（図１１参照）に対して、上下を反転させた横断面形状となるので、横風に対する横断面周り流れの変化は殆どない。したがって、耐風性を向上させるための耐風付加部材としてのセンターバリア１８による耐風効果が損なわれることがない。
このように、本実施形態によれば、２つの主桁を有する二主桁断面を有する橋梁を低コストで実現できるだけでなく、耐風性に加えて、車両に対する横風の影響を可及的に排除した橋梁を実現することができる。
【００２２】
また、図３に示すように、耐風付加部材として設けられたセンターバリア１８（図２参照）に代えて、フェアリング２２を設けてもよい。
フェアリング２２は、三角形上の横断面を有しており、橋軸方向に延在している。フェアリング２２の三角形断面の底辺は、両主桁１０の下端外側部に沿って配置され、約５００〜１０００ｍｍ、好ましくは約８５０ｍｍとされる。また、フェアリング２２の三角形断面の高さは、５００〜１０００ｍｍとされる。ただし、この寸法については、フラッターを効果的に低減する寸法が、例えば風洞実験によって選定される。
【００２３】
また、図４に示すように、耐風付加部材として設けられたセンターバリア１８（図２参照）に代えて、スカート体２４を設けてもよい。
スカート体２４は、板状体とされており、橋軸方向に延在している。スカート体２４は、主桁１０の下端角部に固定されており、この下端角部から斜め上方に突出するように設けられている。スカート体２４は、主桁１０の下端角部から側方に５００〜１０００ｍｍ、上方に約５００〜１０００ｍｍ、好ましくは約８５０ｍｍ突出している。ただし、この寸法については、フラッターを効果的に低減する寸法が、例えば風洞実験によって選定される。
【００２４】
また、図５に示すように、耐風付加部材として設けられたセンターバリア１８（図２参照）に代えて、水平プレート体２６を設けてもよい。
水平プレート体２６は、主桁１０の下端から側方に水平に、５００〜１５００ｍｍだけ突出している。ただし、この寸法については、フラッターを効果的に低減する寸法が、例えば風洞実験によって選定される。
【００２５】
図１０には、本実施形態の橋梁についての風洞試験結果が示されている。
同図の右列に示されたグラフ（Ｖ−Ａ図）は、横軸が無次元風速を示し、縦軸が最大片振幅を示す。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で除した(U／fB)無次元数である。
従来断面（備考の欄参照）は、比較例として従来の二主桁橋梁断面を示す。従来の断面は、５程度の無次元風速でフラッターが生じていることがわかる。
図２に対応するセンターバリア（備考の欄参照）を設けた試験結果では、８程度の無次元風速までフラッターが確認されず、従来断面と比較しても耐風性が向上していることが明らかとなっている。
図３に対応するフェアリング（備考の欄参照）を設けた試験結果では、センターバリアの場合と同様の試験結果が得られており、耐風性が向上していることが明らかとなっている。
図４に対応するスカート（備考の欄参照）を設けた試験結果では、センターバリア及びフェアリングと同様の試験結果が得られており、耐風性が向上していることが明らかとなっている。
図５に対応する水平プレート（備考の欄参照）を設けた試験結果では、センターバリア、フェアリング及びスカートと同様の試験結果が得られており、耐風性が向上していることが明らかとなっている。
【００２６】
［第２実施形態］
図６には、本発明の第２実施形態が示されている。本実施形態は、主桁１０に遮風壁３０を設けた点が第１実施形態と異なる。したがって、その他の構成については同様なので、その説明は省略する。
図６に示すように、両主桁１０の上端には、横風を遮るための遮風壁３０が設けられている。遮風壁３０は、主桁１０の上端から上方に向けて立設されている。主桁１０及び遮風壁３０によって、車両２０側へ横風が直接当たることを防止している。遮風壁３０としては、金網やコンクリート壁が用いられる。
同図には、図２に示したように、耐風付加部材としてセンターパリア１８が設けられている。
なお、主桁１０、遮風壁３０および横桁１６によって構成される橋梁１の全体の横断面外形の大きさは、図２に示した全体の横断面外形の大きさと同様である。すなわち、橋梁１の全体の横断面外形の幅は約９０００ｍｍとされ、高さは約３８５０ｍｍとされている。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、主桁１０の高さが車両２０の高さを覆う程度に十分に得られない場合でも、遮風壁３０を設けることによって遮風性能を確保できる。
遮風壁３０は、主桁１０の上方に立設されるので、二主桁断面の形状を大きく変更することがない。したがって、横断面周りの流れが変化することが無く、耐風付加部材であるセンターバリア１８の耐風性能が損なわれることがない。
【００２８】
また、本実施形態は、第１実施形態と同様に、耐風付加部材に変形を施すことができる。具体的には、図７に示すように、図６のセンターバリア１８に代えて、フェアリング２２を設けても良い。このフェアリング２２は、図３と同様のものを用いる。
また、図８に示すように、図６のセンターバリア１８に代えて、スカート体２４を設けても良い。このスカート体２４は、図４と同様のものを用いる。
また、図９に示すように、図６のセンターバリア１８に代えて、水平プレート体２６を設けても良い。この水平プレート体２６は、図５と同様のものを用いる。
【００２９】
なお、本実施形態については、図１０のような試験結果を示していないが、本実施形態についても図１０と同様の試験結果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の位置実施形態にかかる橋梁を示した側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる橋梁の横断面図である。
【図３】図３のセンターバリアに代えてフェアリングを設けた横断面図である。
【図４】図３のセンターバリアに代えてスカート体を設けた横断面図である。
【図５】図３のセンターバリアに代えて水平プレート体を設けた横断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる橋梁の横断面図である。
【図７】図６のセンターバリアに代えてフェアリングを設けた横断面図である。
【図８】図６のセンターバリアに代えてスカート体を設けた横断面図である。
【図９】図３のセンターバリアに代えて水平プレート体を設けた横断面図である。
【図１０】風洞試験結果を示したグラフである。
【図１１】従来の二主桁断面を有する橋梁を示した横断面図である。
【図１２】図１１の橋梁に対して遮風壁を設けた状態を示した横断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  橋梁
５  橋桁
１０  主桁
１２  床板
１８  センターバリア（耐風付加部材）
２０  車両
２２  フェアリング（耐風付加部材）
２４  スカート体（耐風付加部材）
２６  水平プレート体（耐風付加部材）
３０  遮風壁
【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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【図１２】
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