(57)【要約】【課題】簡単な構成にて、風向きが変化した際にも効果的な振動抑制を達成できるようにした橋梁の耐風構造を提供する。【解決手段】床板２の下部に２枚の主板桁３を有する橋梁１の耐風構造であって、幅方向外側から橋梁１に向かう空気流を主板桁３の下部を通し床板２下部内側に向かわせて剥離渦の発生を抑制するよう主板桁３の下部に間隔６を隔てて設けた導流板７と、幅方向外側から橋梁１に向かう空気流を主板桁３に向かわせるよう床板２の幅方向端部から外側に突設したフェアリング８とを備える。【選択図】図１−ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床板の下部に２枚の主板桁を有する橋梁の耐風構造であって、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁の下部を通し床板下部内側に向かわせて剥離渦の発生を抑制するよう主板桁の下部に間隔を隔てて設けた導流板と、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁に向かわせるよう床板の幅方向端部から外側に突設したフェアリングとを有することを特徴とする橋梁の耐風構造。
【請求項２】
前記導流板は、主板桁の外側から主板桁の下方に向けて下り勾配に形成した傾斜部と、該傾斜部の下端から前記主板桁の下面に沿って内側に延びる内側延設部とを有することを特徴とする請求項１に記載の橋梁の耐風構造。
【請求項３】
前記フェアリングは、前記床板の上面と平行に形成された上側面と、突出端から床板の内側下方に向けて下り勾配に傾斜した傾斜面とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁の耐風構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、橋梁、特に２主板桁形式の橋梁における風による振動を抑制するようした橋梁の耐風構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁の長大化が進められており、橋梁が長大化すると固有振動数が低くなることにより、剥離渦による渦励振やフラッターと呼ばれる激しい発散振動が発現する風速が低くなる傾向にあり、このような風による橋梁の振動を抑制するために従来より種々の空力部材を備えることが試みられている。例えば、特許文献１では、橋桁の幅方向端部にフェアリングを設け、該フェアリングの先端に可動部材を軸支し、橋桁に対する風の迎角が最小となるように前記可動部材を制御するようにしている。特許文献１に示す装置においては、制御が必要であるために、装置が複雑になるという問題がある。
【０００３】
又、本発明が対象としている２主板桁形式の橋梁においても、風による振動が設計上の問題となっており、２主板桁形式の橋梁の振動を抑制するために、特許文献２では、橋桁の幅方向端部に、風向きに応じて自由に回動するフェアリング部材を設けるようにしており、又、引用文献３では、主板桁の下部に、橋軸方向に所定の間隔を空けて複数の遮風板を設置しており、又、特許文献４では、主板桁のウェブにおける高さ方向中間部の外側面に制御板を突設し、該制御板の下面とウェブの外側面とに囲まれた空間に、主板桁の下部周辺を流れる空気流により負圧を形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４０５２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２９９４１４号公報
【特許文献３】特開２００２−１３８４１４号公報
【特許文献４】特開２００６−０５７４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献２の装置では、風の上下方向の向き、即ち、風の迎角が変化しても振動を抑制できる可能性を有しているが、フェアリング部材が風の迎角に応じて回動するための装置構成が複雑になるという問題がある。
【０００６】
又、特許文献３のように、主板桁の下部に、橋軸方向に所定の間隔を空けて複数の遮風板を設置した構成、及び、特許文献４のように、主板桁のウェブにおける高さ方向中間部の外側面に制御板を突設した構成においては、その構成による振動抑制の効果については検討されていない。前記２主板桁形式の橋梁に対しては、水平方向から吹き付ける風と、下向きに吹き付ける風と上向きに吹き付ける風が作用することが考えられるが、このように風の迎角が変化した際の振動抑制については何ら記載されていない。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡単な構成にて、風の迎角が変化した際にも効果的な振動抑制を達成できるようにした橋梁の耐風構造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】
【０００８】
本発明は、床板の下部に２枚の主板桁を有する橋梁の耐風構造であって、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁の下部を通し床板下部内側に向かわせて剥離渦の発生を抑制するよう主板桁の下部に間隔を隔てて設けた導流板と、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁に向かわせるよう床板の幅方向端部から外側に突設したフェアリングとを有することを特徴とする橋梁の耐風構造、に係るものである。
【０００９】
上記橋梁の耐風構造において、前記導流板が、主板桁の外側から主板桁の下方に向けて下り勾配に形成した傾斜部と、該傾斜部の下端から前記主板桁の下面に沿って内側に延びる内側延設部とを有することは好ましい。
【００１０】
又、上記橋梁の耐風構造において、前記フェアリングが、前記床板の上面と平行に形成された上側面と、突出端から床板の内側下方に向けて下り勾配に傾斜した傾斜面とを有することは好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の橋梁の耐風構造によれば、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁の下部を通し床板下部内側に向かわせて剥離渦の発生を抑制するよう主板桁の下部に間隔を隔てて設けた導流板と、幅方向外側から橋梁に向かう空気流を主板桁に向かわせるよう床板の幅方向端部から外側に突設したフェアリングとを備えたので、導流板による下向きの空気流に対する振動抑制効果と、フェアリングによる上向きの空気流に対する振動抑制効果を同時に発揮して、橋梁の振動を効果的に抑制できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−ａ】本発明における橋梁の耐風構造の一実施例を示す切断正面図である。
【図１−ｂ】図１−ａの側面図である。
【図１−ｃ】図１−ａの耐風構造を備えた橋梁における振動計測試験の結果を示すグラフである。
【図２−ａ】空力部材を何ら備えない橋梁の切断正面図である。
【図２−ｂ】図２−ａの橋梁における振動計測試験の結果を示すグラフである。
【図３−ａ】本発明における耐風構造の導流板のみを備えた橋梁の切断正面図である。
【図３−ｂ】図３−ａの橋梁における振動計測試験の結果を示すグラフである。
【図４−ａ】本発明における耐風構造のフェアリングのみを備えた橋梁の切断正面図である。
【図４−ｂ】図４−ａの橋梁における振動計測試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１４】
図１−ａは本発明における橋梁の耐風構造の一実施例を示す切断正面図、図１−ｂは図１−ａの側面図であり、図示した橋梁１は、床板２の左右幅端部の夫々の下側に主板桁３を設けた２主板桁形式の橋梁を示している。図中４は床板２の左右幅端部上側に設けられる高欄、５は横桁である。
【００１５】
上記２主板桁形式の橋梁１において、橋梁１に対して幅方向外側から向かう空気流Ｗを主板桁３の下部を通し床板２の下部内側に向かわせて剥離渦の発生を抑制するよう主板桁３の下部に間隔６を隔てて設けた導流板７と、前記橋梁１に対して幅方向外側から向かう空気流Ｗを主板桁３に向かわせるよう床板２の幅方向端部から外側に突設したフェアリング８（水平フェアリング）とを設ける。
【００１６】
前記導流板７は、前記主板桁３の下部に固定部材９を介して間隔６を形成するように固定されており、更に、前記導流板７は、主板桁３の外側から主板桁３の下方に向けて下り勾配に形成した傾斜部７ａと、該傾斜部７ａの下端から前記主板桁３の下面に沿って内側に延びる内側延設部７ｂとを有している。図示の導流板７に備える傾斜部７ａは、水平面に対して約３０゜の傾斜角βを備えた場合を示している。
【００１７】
又、前記フェアリング８は、床板２の幅寸法の約１／１０程度の長さＬを有して床板２の幅方向端部から外側に突出している。例えば、床板２の全幅が２０メートルの橋梁１におけるフェアリング８の突出幅は２メートル前後とすることができる。更に、前記フェアリング８は、前記床板２の上面と平行に形成された上側面８ａと、突出端から床板２の内側下方に向けて下り勾配に傾斜した傾斜面８ｂを形成している。
【００１８】
本発明者らは、図１−ａ、図１−ｂに示した橋梁１に対して幅方向外側から空気流Ｗを向かわせることによる橋梁１の振動計測試験（風洞試験）を実施した。この振動計測試験では、床板２と平行な水平の空気流Ｗｆと、下向き角α＝−３゜の下向きの空気流Ｗｄと、上向き角α＝＋３゜の上向きの空気流Ｗｕについて、風速を変化させた時の橋梁１の振幅を計測した。
【００１９】
上記振動計測試験の結果、図１−ｃに示すように、この橋梁１の設計風速Ｆである３５．４ｍ／ｓ以下の風速において、水平の空気流Ｗｆ、下向きの空気流Ｗｄ、上向きの空気流Ｗｕのいずれの風向きに対しても振動を示す振幅は全く計測されず、許容限界値Ｄを超えるような振動の発生は完全に抑制されていることが分かる。
【００２０】
本発明者らは、上記本発明に対する対照例として、図２−ａに示すように、空力部材を何ら備えない橋梁１の場合における振動計測試験を実施し、その結果を図２−ｂに示した。
【００２１】
空力部材を何ら備えない図２−ａの橋梁１においては、図２−ｂに示すように、橋梁の設計風速Ｆ以下の風速において、水平の空気流Ｗｆ、下向きの空気流Ｗｄ、上向きの空気流Ｗｕのいずれについても、許容限界値Ｄを超える大きな振幅を示す振動が計測された。
【００２２】
一方、本発明者らは、図３−ａに示すように、前記本発明の耐風構造における導流板７のみを備えた橋梁１の場合における振動計測試験を実施し、その結果を図３−ｂに示した。
【００２３】
導流板７のみを備えた図３−ａの橋梁１においては、図３−ｂに示すように、橋梁１の設計風速Ｆ以下の風速において、水平の空気流Ｗｆ、下向きの空気流Ｗｄの風向きに対しては振動を示す振幅は全く計測されず、上向きの空気流Ｗｕについてのみ、許容限界値Ｄには届かないが小さい振動の発生が計測された。上記導流板７による振動の抑制効果は、導流板７が、空気流Ｗを主板桁３下部との間隔６を通して床板２の下部内側に向かわせることにより剥離渦の発生を抑制したことによるものと言える。また、上記試験結果は橋梁固有の結果であり、従って、前記橋梁の規模や形状等が違った場合には前記上向きの空気流Ｗｕによる振動が許容限界値Ｄに達するように発生する可能性は考えられる。
【００２４】
又、本発明者らは、図４−ａに示すように、前記本発明の耐風構造におけるフェアリング８のみを備えた橋梁１の場合における振動計測試験を実施し、その結果を図４−ｂに示した。
【００２５】
フェアリング８のみを備えた図４−ａの橋梁１においては、図４−ｂに示すように、橋梁１の設計風速Ｆ以下の風速において、下向きの空気流Ｗｄについては許容限界値Ｄを超える振動が計測され、又、水平の空気流Ｗｆについては許容限界値Ｄには届かないが小さい振動の発生が計測された。しかし、上向きの空気流Ｗｕについては、振動が全く計測されなかった。
【００２６】
従って、前記図３−ａに示す導流板７の構成と、図４−ａに示すフェアリング８の構成の両方を備えた図１−ａの本発明の橋梁１によれば、簡単な構成にて、前記導流板７の機能とフェアリング８の機能が有効に作用し合って、図１−ｃに示すように、水平の空気流Ｗｆ、下向きの空気流Ｗｄ、上向きの空気流Ｗｕのいずれの風向きに対しても振幅がなくなり、振動の発生を略完全に抑制することができた。
【００２７】
尚、本発明の橋梁の耐風構造は、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】
【００２８】
１  橋梁
２  床板
３  主板桁
６  間隔
７  導流板
７ａ        傾斜部
７ｂ        内側延設部
８  フェアリング
８ａ        上側面
８ｂ        傾斜面
【図１−ａ】
2012052336.tif 000003
【図１−ｂ】
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【図１−ｃ】
2012052336.tif 000005
【図２−ａ】
2012052336.tif 000006
【図２−ｂ】
2012052336.tif 000007
【図３−ａ】
2012052336.tif 000008
【図３−ｂ】
2012052336.tif 000009
【図４−ａ】
2012052336.tif 000010
【図４−ｂ】
2012052336.tif 000011