(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数径間のラーメン構造で、端部に片持梁を有する独立した単位高架橋を、所定の間隔を保ちながら隣接させて連続的に構成する高架橋であって、
隣接する単位高架橋の相互間に保持柱を設けるとともに、それぞれの単位高架橋の片持梁の端部を増厚して構成し、隣接する単位高架橋のそれぞれの梁端部と前記保持柱との間に、ウエブが水平方向に並行となり、かつフランジが単位高架橋の隣接方向と平行な方向となるように、Ｉ形状の鋼材で構成した支承体を配置することを特徴とする高架橋の防振構造。
【請求項２】
複数径間のラーメン構造で、端部に片持梁を有する独立した単位高架橋を、所定の間隔を保ちながら隣接させて連続的に構成する高架橋であって、
隣接する単位高架橋の相互間に保持柱を設けるとともに、それぞれの単位高架橋の片持梁の端部を増厚して構成し、隣接する単位高架橋のそれぞれの梁端部と前記保持柱との間に、ウエブが水平方向に直交し、かつフランジが単位高架橋の隣接方向と平行な水平方向となるようにＨ形状の鋼材で構成した支承体を配置することを特徴とする高架橋の防振構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高架橋の防振構造に関し、特に隣接する単位高架橋の梁端に発生する振動を抑制しながら温度応力の発生を回避した高架橋の防振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高架橋は、図６の斜視図で鉄道を例にして示すように、単位高架橋５０を連続的に隣接させて構築されている。単位高架橋は、支柱５１（Ａ〜Ｄ）、梁５２及びスラブ５３から構成されるラーメン構造で構築されている。
【０００３】
各単位高架橋５０の片持ち状態にある端部５４上のスラブ５３は、温度による走行方向の伸縮によって発生する応力を緩和するために、狭い間隔５７を保つように構成されている。但し、道路の場合には、レールは当然に設置されていない。
【０００４】
従来の高架橋は、以上のように構成されているので、通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移りすることによって単位高架橋５０の端部５４に発生する衝撃力と、隣接する高架橋間の片持梁部５８の固有振動数によって励起される共振によって、多くの振動が発生している。
【０００５】
これらの振動に関しては、これまで緊密な解析が成されていない状況にあったが、本件発明者等が解析を試みることによって、振動を構成している周波数分布の実態とその強度が初めて明らかになっている。
【０００６】
以上の解析結果による振動の発生状態は、列車が高速で走行する場合を例にして、そのパワースペクトルを図７に示している。
【０００７】
図示のように支柱Ａ〜Ｄには、７〜１５Ｈｚ、１７〜２２Ｈｚ、３０Ｈｚ付近の各振動数域において振動の発生があることを示しており、特に、単位高架橋の端部に配置されている支柱Ａと支柱Ｄには、列車進入による衝撃載荷によると推定される１５Ｈｚ以上の高振動数成分と、片持梁部５８の固有振動数に起因する共振による７〜１５Ｈｚの中振動数成分が大きく現れていることが明らかになっている。
【０００８】
これらの振動は、高架橋の各支柱を通じて地盤に伝達されることから、列車走行に伴って周辺の地盤が振動して環境問題に発展する場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みてその解決策を提案するものであり、解析に基づいて要因になる振動数を特定して、その振動数を低減させるのに適切な解決策を講じると共に、温度応力を回避した高架橋の防振構造を提供している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による高架橋の防振構造は、基本的に、複数径間のラーメン構造で、端部に片持梁を有する独立した単位高架橋を、所定の間隔を保ちながら隣接させて連続的に構成する高架橋であって、片持梁の端部を増厚して構成し、梁端部と保持柱との間に隣接方向の移動を可能にした支承体を配置しており、支承体の具体的な構成としては、支承体を隣接方向と交差する垂直方向に配置されたＩ型鋼等のＩ形状の鋼材で構成したり、隣接方向と交差する水平方向に直立させて配置されたＨ型鋼等のＨ形状の鋼材で構成することも可能である。
【００１１】
これによって、通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移ることによって単位高架橋の端部に発生する衝撃力と、隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される共振によって発生する振動を低減させると共に、隣接高架橋間の間隙を維持することで、単位高架橋に発生する温度応力を回避している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による高架橋の防振構造は、通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移ることから発生する衝撃力と、隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される共振で発生する振動を低減するために、片持梁の端部を増厚して構成すると共に、梁端部と共通の保持柱との間に隣接高架橋間の間隙を維持しながら隣接方向の移動を可能にした支承体を配置して、単位高架橋に発生する温度応力を回避している。
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、理解を容易にするために、従来と同様の部分については同一の符号で表現している。
【００１４】
図１は、本発明による高架橋の防振構造を示す実施の形態の側面図である。
本発明による高架橋の防振構造は、図示のように、各単位高架橋の片持梁１、１の端部２、２を端部の方向に沿って増厚しており、この増厚した端部２、２を共通の保持柱３によって支承している。
【００１５】
増厚した端部２、２の支承は、保持柱３の上端面に配置された支承体４によって確保されており、端部２、２の上下方向の移動を制限しながら単位高架橋５０の隣接方向には移動ができるように構成されている。
【００１６】
従って、支承体としては一般のピン支承でも対応可能であるが、この場合には上述のように、温度変化に伴うスラブの伸縮によって発生する温度応力を緩和するために、単位高架橋５０の隣接方向と梁の幅方向の膨張に対して自由であるように考慮する必要がある。
【００１７】
本実施の形態では、以上のように構成することによって、片持梁の端部における断面積を大きくすることでその剛性を大にすると共に、増幅端部をピン支承することによって、通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移ることから発生する衝撃力と隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される共振によって発生する振動を低減させている。
【００１８】
同時に、ピン支承は、単位高架橋の温度上昇による隣接方向への膨張を許容しているものであるから、単位高架橋の温度応力を回避しており、高架橋の振動を防止しながら構造面の安全性を確保している。
【００１９】
図２〜５は、高架橋の防振構造における支承体を示す他の実施形態の側面図である。
【００２０】
図２における実施の形態では、支承体５をＩ型鋼で構成している。各支承体５は、所定の長さに切断したＩ型鋼を単位高架橋の隣接方向と交差する水平方向に対して垂直の方向に配置しており、図示されていないウエブは水平方向に並行であり、フランジ６は単位高架橋の隣接方向と平行な方向に配置されている。
【００２１】
各支承体５は、底部を共通の取付板７に溶接付けで一体に設置しながら、その上端８を隣接する梁の増幅端部２、２に結合している。
尚、支承体５は、Ｉ型鋼に限定されるものでなく、Ｉ形の形状を形成した鋼材で同様の機能を発揮するものであれば、当然に採用可能である。
【００２２】
従って、本実施の形態での支承体５は、単位高架橋の上下方向に対しては、ウエブ、フランジの全段面積が有効であるので、剛体に近い効果がある。これに対し、隣接方向に対しては、フランジで対処することから、曲げ剛性が小さく形成されることになって単位高架橋の膨張に対して柔軟に対応することになり、上記実施の形態と同様の機能を発揮している。
【００２３】
図３に示すＨ型鋼で構成した支承体は、単位高架橋の隣接方向に対して曲げ剛性をさらに小さく形成される。
【００２４】
本実施の形態における支承体１０は、所定の長さに切断したＨ型鋼を単位高架橋の隣接方向と交差する水平方向と同じ方向に直立させて配置しており、ウエブ１１は水平方向に直交しており、フランジ１２は単位高架橋の隣接方向と平行な水平方向に配置されている。
尚、支承体１０は、Ｈ型鋼に限定されるものでなく、Ｈ形の形状を形成した鋼材で同様の機能を発揮するものであれば、当然に採用可能である。
【００２５】
従って、本実施の形態での支承体１０は、単位高架橋の隣接方向とはウエブの厚さで対処することから、曲げ剛性が小さく形成されることになって単位高架橋の膨張に対して極めて柔軟に対応することになり、フランジも剛性を全く構成していないことから、列車や車両の通過で発生する衝撃力や隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される振動を低減すると同時に、単位高架橋の膨張をさらに許容して単位高架橋の温度応力を回避している。
【００２６】
図４における実施の形態では、支承体を併置した２枚の平板で構成している。
支承体１５は、単位高架橋の隣接方向と交差する水平方向に、普通鋼から成る平板１６を平行に配置して、平板１６、１６の間に隣接方向に厚さを持ち垂直方向に平板１６の幅と同等の長さを持った極軟鋼から成る鋼板１７を上下間に配備することで構成されている。
【００２７】
これによって、支承体１５は、列車や車両の通過で発生する衝撃力や振動で発生する増幅端部２の線路水平方向の振動エネルギーと単位高架橋の膨張による温度応力を吸収して、上記実施の形態と同様の機能を発揮している。
【００２８】
図５に示す実施の形態は、支承体を併置した２枚の平板で構成する構造は上記実施の形態と同様であるが、平板の間に配置する補強材を異にしている。
【００２９】
本実施の形態での支承体２０は、単位高架橋の隣接方向と交差する水平方向に、普通鋼から成る平板２１を平行に配置して、平板２１、２１の間に隣接方向に厚さを持ち、垂直方向に所定の幅を持って構成した普通鋼の補強材２２を所定の間隔を隔てて配備して構成されている。補強材２２は、平板２１の座屈を防止するために設置するものである。
【００３０】
本実施の形態の場合は、支承体として上述した実施の形態と同様の機能を発揮している。
【００３１】
以上のように、本発明による高架橋の防振構造は、複数径間のラーメン構造で、端部に片持梁を有する独立した単位高架橋を、所定の間隔を保ちながら隣接させて連続的に構成する高架橋において、片持梁の端部を増厚して構成し、梁端部と共通の保持柱との間に隣接方向の移動を可能にした支承体を配置しているので、配置通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移ることから発生する衝撃力と隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される共振によって発生する振動を低減させると共に、温度応力を回避している。
【００３２】
以上、本発明による高架橋の防振構造を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、隣接させて連続的に隣接させる単位高架橋において、片持梁の端部を増厚して構成し、梁端部と共通の保持柱との間に隣接方向の移動を可能にした支承体を配置するという発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明である高架橋の防振構造は、複数径間のラーメン構造で、端部に片持梁を有する独立した単位高架橋を、所定の間隔を保ちながら隣接させて連続的に構成する高架橋において、片持梁の端部を増厚して構成し、梁端部と共通の保持柱との間に隣接方向の移動を可能にした支承体を配置しているので、通過する列車や車両の荷重が急激に乗り移ることによって単位高架橋の端部に発生する衝撃力と、隣接する高架橋間の片持梁部の固有振動数によって励起される共振によって発生する振動を低減させると共に、間隙を維持することで単位高架橋に発生する温度応力を回避する効果を発揮している。
【００３４】
本発明である高架橋の防振構造は、上述した高架橋の防振構造において、支承体を隣接方向と交差する垂直方向に配置されたＩ型鋼で構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、簡単な構成によって低コストで製作できる効果を発揮している。
【００３５】
本発明である高架橋の防振構造は、上述した高架橋の防振構造において、支承体を隣接方向と交差する水平方向に直立させて配置されたＨ型鋼で構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、簡単な構成によって低コストで製作できる効果を発揮している。
【００３６】
本発明である高架橋の防振構造は、上述した高架橋の防振構造において、支承体を隣接方向と交差する水平方向に並列に配置された平板と、平板の間に直交させて配置した極軟鋼板で構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、増幅端部の線路水平方向の振動を吸収する効果を発揮している。
【００３７】
本発明である高架橋の防振構造は、上述した高架橋の防振構造において、支承体を隣接方向と交差する水平方向に並列に配置された平板と、平板の間に直交させて配置した座屈阻止材で構成することを特徴としているので、上記効果に加えて、簡単な構成によって低コストで製作できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による高架橋の防振構造を示す実施形態の側面図
【  図２】本発明による高架橋の防振構造におけるＩ型鋼を用いた支承体の側面図
【  図３】Ｈ型鋼を用いた支承体の他の実施形態図
【  図４】本発明による高架橋の防振構造における併置した平板を用いた支承体の側面図
【  図５】併置した平板を用いた支承体の他の実施形態図
【  図６】従来の高架橋を示す側断面図
【  図７】従来の高架橋における振動数毎のパワースペクトル図
【符号の説明】
１  片持梁、  ２  端部、  ３  保持柱、  ４  支承体、  ５  支承体、
６  フランジ、  ７  取付板、  ８  支承体の上端、  １０  支承体、
１１  ウエブ、  １２  フランジ、  １５  支承体、  １６  平板、
１７  鋼板、  ２０  支承体、  ２１  平板、  ２２  補強材、
５０  単位高架橋、  ５１  支柱、  ５２  梁、  ５３  スラブ、
５４  単位高架橋の端部、  ５５  隣接梁間の間隔、  ５６  レール、
５７  隣接スラブ間の間隙、  ５８  片持梁部、
【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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