ラーメン高架橋における構造物音の低減構造
【課題】 ラーメン高架橋から発生する構造物音を低減する。
【解決手段】本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の下面に補剛材９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の下面に補剛材１０，１０をそれぞれ固着してある。補剛材９は、その各端を縦梁３，３の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材１０は、その一端を縦梁３の外側側面に固着してある。補剛材９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材１０，１０も補剛材９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【解決手段】本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の下面に補剛材９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の下面に補剛材１０，１０をそれぞれ固着してある。補剛材９は、その各端を縦梁３，３の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材１０は、その一端を縦梁３の外側側面に固着してある。補剛材９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材１０，１０も補剛材９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として鉄道用のラーメン高架橋に適用される構造物音の低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線等の鉄道車両が高架橋を通過する際、列車周辺の空気の乱れによる空力音、列車の駆動音、軌道の振動による転動音といった様々な音が発生するが、かかる音は、近隣に伝播して騒音被害を招く原因となる。
【０００３】
これらのうち、高架橋を構成する構造部材に伝達した振動に起因する音は構造物音と呼ばれており、鋼製の鉄道高架橋については従来からさまざまな騒音対策がとられてきた。
【０００４】
かかる状況下、昨今の新幹線の速度向上に伴い、鋼製の高架橋よりも構造物音が小さいとされてきた鉄筋コンクリート製（以下、ＲＣ）の高架橋についても、騒音被害の拡大が懸念されるようになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０３２１６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６０５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人の研究により、ＲＣラーメン高架橋においては、中間スラブや張出スラブが構造物音の主たる発生源であり、かかる構造部材の板振動が騒音の原因となることがわかってきた。
【０００７】
しかしながら、どのような対策を施せばよいのか、有効かつ合理的な対策が未だ提案されていないのが現状であり、周辺への騒音低減を含めた環境対策として、ＲＣ高架橋の構造物音対策が急務となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ＲＣ高架橋から発生する構造物音を低減可能なラーメン高架橋における構造物音の低減構造を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は請求項１に記載したように、橋軸方向に沿って２列状に配置された柱の頂部に架け渡された縦梁と、前記柱のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱の頂部に架け渡された横梁と、前記縦梁及び前記横梁で支持されたスラブとを備えたＲＣラーメン高架橋の構造物音を低減する構造であって、
前記スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着したものである。
【００１０】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ固着したものである。
【００１１】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に固着したものである。
【００１２】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブと該中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、前記中間スラブの下面と前記張出スラブの下面に材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように前記補剛材をそれぞれ固着し、前記中間スラブ下方の補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、前記張出スラブ下方の補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に当接し、前記縦梁が挟み込まれる形で前記中間スラブ下方の補剛材と前記張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結したものである。
【００１３】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着したものである。
【００１４】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの外側に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの外側側面とダクトの側面にそれぞれ固着したものである。
【００１５】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記横梁の配置スパン長をＬとしたとき、前記横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に前記補剛材を橋軸直交方向に沿って配置したものである。
【００１６】
背景技術でも述べた通り、昨今は新幹線の速度向上に伴い、ＲＣラーメン高架橋からの構造物音に起因する騒音の低減が急務となっていたが、構造物音について本出願人が調査研究を行ったところ、高架橋の上部工を構成するスラブが列車走行時に板振動し、その板振動が構造物音となって騒音を招くことが判明した。
【００１７】
本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造においては、スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着する。
【００１８】
このようにすると、車両通過時に起こるスラブの板振動が抑制され、該スラブからの構造物音を低減することができる。
【００１９】
本発明でいうラーメン高架橋とは、柱によって上部工が地盤面よりも高い位置に設置される橋を意味するものとする。また、狭義には地上に架けられた橋のみを高架橋と呼ぶ場合もあるが、本発明においては、地上（陸上）のみならず、河川や湾を横断する橋も含むものとする。
【００２０】
また、本発明の高架橋は、主として列車、特に新幹線等の高速列車が走行する高架橋を想定しており、鉄道用ＲＣラーメン高架橋への適用が最適であるが、大型トラック等の自動車が走行する道路用のＲＣラーメン高架橋にも適用が可能である。
【００２１】
スラブは、列車や自動車といった車両走行に伴って板振動を起こすものであれば、全て本発明の対象となるが、ラーメン高架橋の場合、上部工のスラブは、橋軸方向に沿って２列に架け渡された縦梁と該縦梁に直交する方向、すなわち橋軸直交方向に沿ってスパン長Ｌごとに架け渡される横梁とに支持されており、かかる縦梁と横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置するスラブを中間スラブと呼び、該中間スラブからその側方に延設され縦梁の外側に片持ち状に跳ね出されているスラブがある場合は、これを張出スラブと呼ぶこととする。
【００２２】
補剛材は、スラブの面外曲げ剛性を高めることができるのであれば、その材質や形状は任意であって、例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、鋼板等を用いることが可能であり、スラブの下面に固着するのか上面に固着するのかも適宜選択することができる。
【００２３】
ここで、中間スラブや張出スラブの下面に補剛材を固着するとともに、該補剛材の両端あるいは一端を縦梁の側面に固着するようにしたならば、上面での交通を何ら制限することなく、防音工事を行うことができるとともに、補剛材の端部を縦梁の側面に固定した状態で中間スラブの板振動を抑えることができるので、板振動に起因する構造物音をより効果的に低減することが可能となる。
【００２４】
また、かかる場合において、補剛材を、材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように、中間スラブの下面と張出スラブの下面にそれぞれ固着し、中間スラブ下方の補剛材の各端を縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、張出スラブ下方の補剛材の一端を縦梁の外側側面に当接し、縦梁が挟み込まれる形で中間スラブ下方の補剛材と張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結するようにしたならば、中間スラブ下方の補剛材と張出スラブ下方の補剛材が縦梁と一体化することにより、中間スラブ及び張出スラブの板振動の抑制作用が格段に向上するとともに、補剛材の落下防止事故を未然に防止することも可能となる。
【００２５】
一方、交通への制限が許容され、あるいは防音工事を夜間に行うことで実質的に交通を制限する必要がないのであれば、中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿ってスラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着した構成としたり、張出スラブの上面のうち、一対の路盤コンクリートの外側に補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を路盤コンクリートの外側側面とダクト側面にそれぞれ固着した構成とすることが可能である。
【００２６】
補剛材は、上述したように材質や形状のほか、配置形態も任意であって、例えば、橋軸方向に沿った方向あるいは橋軸直交方向に沿った方向に配置する構成が考えられるが、スラブは、中間スラブや張出スラブも含めて、橋軸方向が長手方向になる平面矩形状をなす場合が多い。
【００２７】
そのため、補剛材をその材軸が橋軸直交方向になるように橋軸方向に沿って適宜間隔で配置する構成が効果的であるが、かかる場合、横梁の配置スパン長をＬとしたとき、横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に補剛材を配置するようにすれば、スラブの板振動が取り得る振動モードのうち、比較的低次モードで腹となる箇所を重点的に抑えることができるので、より合理的な防音対策となる可能性が高い。
【００２８】
なお、スラブの板振動は、低次モードでの振動が構造物音の原因になるとは限らず、実際には高次モードでの振動が原因になることが少なくないことが本出願人の研究で判明している。
【００２９】
その場合には、補剛材を設置する位置、いわば対策位置を別途定めるようにしてもよいが、いずれにしろ、本発明において対策位置をどのように定めるかは任意事項である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図。
【図２】本実施形態に係る構造物音の低減構造１が適用されるラーメン高架橋を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。
【図３】補剛材を示した図であり、(a)は補剛材９の全体斜視図、(b)は補剛材１０の全体斜視図。
【図４】変形例に係る構造物音の低減構造を示した橋軸方向断面図。
【図５】本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。
【図６】補剛材を示した図であり、(a)は補剛材５９の全体斜視図、(b)は補剛材６０の全体斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の下面に補剛材９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の下面に補剛材１０，１０をそれぞれ固着してあり、補剛材９は中間スラブ７の面外曲げ剛性を、補剛材１０は張出スラブ８の面外曲げ剛性をそれぞれ高めることができるようになっている。
【００３３】
ＲＣラーメン高架橋６は図２に示すように、橋軸方向に沿って２列状に配置された柱２の頂部に架け渡された縦梁３と、柱２のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱２，２の頂部に架け渡された横梁４とを備えており、これら縦梁３及び横梁４はスラブ５を支持するとともに、該スラブとともにＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成する。
【００３４】
ここで、補剛材９は図１でわかるように、その各端を縦梁３，３の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材１０は、その一端を縦梁３の外側側面に固着してある。
【００３５】
横梁４は、その材軸が縦梁３に直交する方向（橋軸直交方向）になるように、橋軸方向に沿ってスパン長Ｌごとに架け渡してあり、中間スラブ７は、スラブ５のうち、縦梁３，３と横梁４，４に囲まれた平面矩形領域の上方に位置するスラブであり、張出スラブ８は、中間スラブ７からその側方に延設され、縦梁３の外側に片持ち状に跳ね出されたスラブである。
【００３６】
補剛材９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材１０，１０も補剛材９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【００３７】
図３(a)は、補剛材９を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材９は、エンドプレート２２，２２をＨ形鋼２１の各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ２３をウェブ両側に溶着してあり、エンドプレート２２は、縦梁３と中間スラブ７との取合い箇所に形成されているハンチとその隣接部位にぴったりと当接されるよう、折曲げ形成してある。
【００３８】
ここで、スチフナ２３は、Ｈ形鋼２１のウェブの板振動を抑えることで、補剛材９自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００３９】
Ｈ形鋼２１のフランジ上面には、防音工事の際に中間スラブ７の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、中間スラブ７との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ上面に目荒らし処理を施してある。
【００４０】
同様に、エンドプレート２２の折曲げ状側面には、防音工事の際に縦梁３の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、縦梁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００４１】
図３(b)は、補剛材１０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材１０は、直角三角形をなすウェブ２８の周縁のうち、直角を挟む一辺に上フランジ２５を、他辺にエンドプレート２７を、斜辺に傾斜フランジ２６をそれぞれ溶着するとともに、ウェブ２８の両側にスチフナ３０を溶着してある。
【００４２】
ここで、スチフナ３０は、ウェブ２８の板振動を抑えることで、補剛材１０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００４３】
上フランジ２５の上面には、防音工事の際に張出スラブ８の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２９を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該上面に目荒らし処理を施してある。
【００４４】
同様に、エンドプレート２７の側面には、防音工事の際に縦梁３の外側側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２７を突設してあるとともに、縦梁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００４５】
なお、図３(b)に示した補剛材１０は、図１で言えば右側に配置される状態で示したものであるが、左側に配置される状態については、図３(b)と左右対称に現れるため、図面及びその説明を省略する。
【００４６】
図２に示した既設のＲＣラーメン高架橋６に対して本実施形態に係る構造物音の低減構造１を適用するには、補剛材９，１０を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、補剛材９のアンカー２４が挿入される穴を中間スラブ７の下面及び縦梁３，３の対向側面に穿孔するとともに、補剛材１０のアンカー２９が挿入される穴を張出スラブ８，８の下面及び縦梁３，３の外側側面に穿孔する。
【００４７】
次に、補剛材９のアンカー２４を中間スラブ７の下面及び縦梁３，３の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材９と中間スラブ７及び縦梁３，３との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー２４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００４８】
同様に、補剛材１０のアンカー２９を張出スラブ８，８の下面及び縦梁３，３の外側側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材１０と張出スラブ８，８及び縦梁３，３との隙間に上述した固化材を充填する。アンカー２９のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００４９】
充填された固化材が強度を発現するまでは、必要に応じて適宜支保工を用いればよい。
【００５０】
このように補剛材９，１０を設置すると、補剛材９が中間スラブ７の面外曲げ剛性を高めるとともに、補剛材１０が張出スラブ８の面外曲げ剛性を高めるため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９を中間スラブ７の下面に固着するとともに、補剛材１０を張出スラブ８，８の下面に固着するようにしたので、中間スラブ７や張出スラブ８，８の面外曲げ剛性が高くなる。
【００５２】
そのため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制され、かくして中間スラブ７や張出スラブ８，８からの構造物音を低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９の各端を縦梁３，３の対向側面に固着し、あるいは補剛材１０の一端を縦梁３の外側側面に固着した状態でそれらの上面を中間スラブ７や張出スラブ８の下面に固着するようにしたので、補剛材９，１０による曲げ剛性の増大作用が高くなり、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動をより確実に抑えることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９，１０を中間スラブ７や張出スラブ８の下面に固着するようにしたので、交通制限することなく、防音工事を行うことが可能となる。
【００５５】
本実施形態では、補剛材９を中間スラブ７に、補剛材１０を張出スラブ８，８にそれぞれ設置するようにしたが、必ずしも中間スラブ７及び張出スラブ８，８の両方に設置する必要はなく、板振動の状況によっては、それらのうち、いずれかのみに設置するようにしてもかまわない。
【００５６】
また、本実施形態では、補剛材９や補剛材１０の設置位置を横梁４からＬ／２の位置としたが、これに代えて、横梁４からＬ／４又はＬ／６の位置に設置するようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、補剛材９と補剛材１０の設置位置をＬ／２に揃えるようにしたが、両者異なる場所に設置するようにしてもよいし、そもそもスパン長Ｌを基本モジュールとした位置に設置場所が限定されるものではなく、要は騒音の原因となる板振動を効率的に抑えることができる場所に補剛材を設置すればよい。
【００５８】
また、本実施形態では、補剛材９の各端を縦梁３，３の対向側面に固着し、補剛材１０の一端を縦梁３の外側側面に固着するようにしたが、縦梁３に固着せずとも、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動を抑えることができるのであれば、縦梁３への固着を省略してもかまわない。
【００５９】
また、本実施形態では、補剛材９及び補剛材１０をいずれも横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置する、言い換えれば補剛材９及び補剛材１０をそれらの材軸が同軸となるように配置したが、かかる構成に加えて図４に示すように、貫通ボルト４２を、同図で言えば右側の補剛材１０のエンドプレート２７に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通してから右側の縦梁３に通し、さらに補剛材９のエンドプレート２２，２２及びスチフナ２３に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通した後、左側の縦梁３及び補剛材１０に同様に挿通し、しかる後、挿通前に予め螺合されたナット４３を締め付けることで右側の縦梁３が挟み込まれる形で補剛材９及び補剛材１０を貫通ボルト４２を介して相互に連結するとともに、予め螺合されたナット４３及び貫通ボルト挿通後に螺合されたナット４３を締め付けることにより、左側の縦梁３が挟み込まれる形で補剛材９及び補剛材１０を貫通ボルト４２を介して相互に連結するようにしてもよい。
【００６０】
かかる変形例によれば、補剛材９及び補剛材１０，１０が縦梁３，３と一体化するため、中間スラブ７と張出スラブ８，８の板振動の抑制作用が格段に向上するとともに、補剛材９及び補剛材１０の落下防止事故を未然に防止することも可能となる。
【００６１】
なお、貫通ボルト４２を２本にし、補剛材９を右側と左側で別々に補剛材１０，１０に連結するようにしてもかまわない。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図５は、第２実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の上面に補剛材５９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の上面に補剛材６０，６０をそれぞれ固着してあり、補剛材５９は、中間スラブ７の面外曲げ剛性を、補剛材６０は、張出スラブ８の面外曲げ剛性をそれぞれ高めることができるようになっている。
【００６４】
スラブ５の上面には、一対の路盤コンクリート５２，５２が橋軸方向に沿って並設してあり、補剛材５９は、それら路盤コンクリート５２，５２の間に、補剛材６０は、路盤コンクリート５２と高欄下のダクト５３との間にそれぞれ配置してある。
【００６５】
ここで、補剛材５９は、その各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材６０は、その各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３にそれぞれ固着してある。
【００６６】
補剛材５９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材６０，６０も補剛材５９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【００６７】
図６(a)は、補剛材５９を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材５９は、エンドプレート７２，７２をＨ形鋼７１の各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ７３をウェブ両側に溶着してあり、Ｈ形鋼７１は、曲げ剛性を大きくするために十分な高さを確保するとともに、エンドプレート７２は、列車設計側から要求される建築限界に支障がないよう、折曲げ形成してある。
【００６８】
ここで、スチフナ７３は、Ｈ形鋼７１のウェブの板振動を抑えることで、補剛材５９自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００６９】
Ｈ形鋼７１のフランジ下面には、防音工事の際に中間スラブ７の上面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、中間スラブ７との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。
【００７０】
同様に、エンドプレート７２の折曲げ状側面には、防音工事の際に路盤コンクリート５２の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該折曲げ状側面に目荒らし処理を施してある。
【００７１】
図６(b)は、補剛材６０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材６０は、Ｈ形鋼７５の各端部にエンドプレート７７，７７をそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置でスチフナ８０をウェブ両側に溶着してある。
【００７２】
ここで、スチフナ８０は、Ｈ形鋼７５のウェブの板振動を抑えることで、補剛材６０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００７３】
Ｈ形鋼７５のフランジ下面には、防音工事の際に張出スラブ８の上面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。
【００７４】
同様に、エンドプレート７７の側面には、防音工事の際に路盤コンクリート５２の外側側面やダクト５３の側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２やダクト５３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００７５】
図２に示した既設のＲＣラーメン高架橋６に対して本実施形態に係る構造物音の低減構造５１を適用するには、補剛材５９，６０を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、補剛材５９のアンカー７４が挿入される穴を中間スラブ７の上面及び路盤コンクリート５２，５２の対向側面に穿孔するとともに、補剛材６０のアンカー７９が挿入される穴を張出スラブ８，８の上面、路盤５２，５２の外側側面及びダクト５３の側面に穿孔する。
【００７６】
次に、補剛材５９のアンカー７４を中間スラブ７の上面及び路盤コンクリート５２，５２の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材５９と中間スラブ７及び路盤コンクリート５２，５２との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー７４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００７７】
同様に、補剛材６０のアンカー７９を張出スラブ８の上面、路盤コンクリート５２の外側側面及びダクト５３の側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材６０と張出スラブ８、路盤コンクリート５２及びダクト５３との隙間に上述した固化材を充填する。アンカー７９のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００７８】
このように補剛材５９，６０を設置すると、補剛材５９が路盤コンクリート５２と相俟って、中間スラブ７の面外曲げ剛性を高めるとともに、補剛材６０が張出スラブ８の面外曲げ剛性を高めるため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制される。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、補剛材５９を中間スラブ７の上面に固着するとともに、補剛材６０を張出スラブ８，８の上面に固着するようにしたので、中間スラブ７や張出スラブ８，８の面外曲げ剛性が高くなる。
【００８０】
そのため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制され、かくして中間スラブ７や張出スラブ８，８からの構造物音を低減することができる。
【００８１】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、補剛材５９の各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面に固着し、あるいは補剛材６０の各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３の側面に固着した状態でそれらの下面を中間スラブ７や張出スラブ８の上面に固着するようにしたので、補剛材５９，６０による曲げ剛性の増大作用が高くなり、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動をより確実に抑えることが可能となる。
【００８２】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、現場での作業が少ないため、必要に応じて夜間作業を行うことにより、実質的に交通制限することなく、防音工事を行うことが可能となる。
【００８３】
本実施形態では、補剛材５９を中間スラブ７に、補剛材６０を張出スラブ８，８にそれぞれ設置するようにしたが、必ずしも中間スラブ７及び張出スラブ８，８の両方に設置する必要はなく、板振動の状況によっては、それらのうち、いずれかのみに設置するようにしてもかまわない。
【００８４】
また、本実施形態では、補剛材５９や補剛材６０の設置位置を横梁４からＬ／２の位置としたが、これに代えて、横梁４からＬ／４又はＬ／６の位置に設置するようにしてもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、補剛材５９と補剛材６０の設置位置をＬ／２に揃えるようにしたが、両者異なる場所に設置するようにしてもよいし、そもそもスパン長Ｌを基本モジュールとした位置に設置場所が限定されるものではなく、要は騒音の原因となる板振動を効率的に抑えることができる場所に補剛材を設置すればよい。
【００８６】
また、本実施形態では、補剛材５９の各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面に固着し、補剛材６０の各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３の側面に固着するようにしたが、路盤コンクリート５２やダクト５３に固着せずとも、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動を抑えることができるのであれば、それらへの固着を省略してもかまわない。
【符号の説明】
【００８７】
１，５１ ラーメン高架橋における構造物音の低減構造
２ 柱
３ 縦梁
４ 横梁
５ スラブ
６ ＲＣラーメン高架橋
７ 中間スラブ
８ 張出スラブ
９ 補剛材
１０ 補剛材
４２ 貫通ボルト
５２ 路盤コンクリート
５３ ダクト
５９ 補剛材
６０ 補剛材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として鉄道用のラーメン高架橋に適用される構造物音の低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線等の鉄道車両が高架橋を通過する際、列車周辺の空気の乱れによる空力音、列車の駆動音、軌道の振動による転動音といった様々な音が発生するが、かかる音は、近隣に伝播して騒音被害を招く原因となる。
【０００３】
これらのうち、高架橋を構成する構造部材に伝達した振動に起因する音は構造物音と呼ばれており、鋼製の鉄道高架橋については従来からさまざまな騒音対策がとられてきた。
【０００４】
かかる状況下、昨今の新幹線の速度向上に伴い、鋼製の高架橋よりも構造物音が小さいとされてきた鉄筋コンクリート製（以下、ＲＣ）の高架橋についても、騒音被害の拡大が懸念されるようになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０３２１６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６０５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願人の研究により、ＲＣラーメン高架橋においては、中間スラブや張出スラブが構造物音の主たる発生源であり、かかる構造部材の板振動が騒音の原因となることがわかってきた。
【０００７】
しかしながら、どのような対策を施せばよいのか、有効かつ合理的な対策が未だ提案されていないのが現状であり、周辺への騒音低減を含めた環境対策として、ＲＣ高架橋の構造物音対策が急務となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ＲＣ高架橋から発生する構造物音を低減可能なラーメン高架橋における構造物音の低減構造を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は請求項１に記載したように、橋軸方向に沿って２列状に配置された柱の頂部に架け渡された縦梁と、前記柱のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱の頂部に架け渡された横梁と、前記縦梁及び前記横梁で支持されたスラブとを備えたＲＣラーメン高架橋の構造物音を低減する構造であって、
前記スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着したものである。
【００１０】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ固着したものである。
【００１１】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に固着したものである。
【００１２】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブと該中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、前記中間スラブの下面と前記張出スラブの下面に材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように前記補剛材をそれぞれ固着し、前記中間スラブ下方の補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、前記張出スラブ下方の補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に当接し、前記縦梁が挟み込まれる形で前記中間スラブ下方の補剛材と前記張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結したものである。
【００１３】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着したものである。
【００１４】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの外側に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの外側側面とダクトの側面にそれぞれ固着したものである。
【００１５】
また、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造は、前記横梁の配置スパン長をＬとしたとき、前記横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に前記補剛材を橋軸直交方向に沿って配置したものである。
【００１６】
背景技術でも述べた通り、昨今は新幹線の速度向上に伴い、ＲＣラーメン高架橋からの構造物音に起因する騒音の低減が急務となっていたが、構造物音について本出願人が調査研究を行ったところ、高架橋の上部工を構成するスラブが列車走行時に板振動し、その板振動が構造物音となって騒音を招くことが判明した。
【００１７】
本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造においては、スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着する。
【００１８】
このようにすると、車両通過時に起こるスラブの板振動が抑制され、該スラブからの構造物音を低減することができる。
【００１９】
本発明でいうラーメン高架橋とは、柱によって上部工が地盤面よりも高い位置に設置される橋を意味するものとする。また、狭義には地上に架けられた橋のみを高架橋と呼ぶ場合もあるが、本発明においては、地上（陸上）のみならず、河川や湾を横断する橋も含むものとする。
【００２０】
また、本発明の高架橋は、主として列車、特に新幹線等の高速列車が走行する高架橋を想定しており、鉄道用ＲＣラーメン高架橋への適用が最適であるが、大型トラック等の自動車が走行する道路用のＲＣラーメン高架橋にも適用が可能である。
【００２１】
スラブは、列車や自動車といった車両走行に伴って板振動を起こすものであれば、全て本発明の対象となるが、ラーメン高架橋の場合、上部工のスラブは、橋軸方向に沿って２列に架け渡された縦梁と該縦梁に直交する方向、すなわち橋軸直交方向に沿ってスパン長Ｌごとに架け渡される横梁とに支持されており、かかる縦梁と横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置するスラブを中間スラブと呼び、該中間スラブからその側方に延設され縦梁の外側に片持ち状に跳ね出されているスラブがある場合は、これを張出スラブと呼ぶこととする。
【００２２】
補剛材は、スラブの面外曲げ剛性を高めることができるのであれば、その材質や形状は任意であって、例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、鋼板等を用いることが可能であり、スラブの下面に固着するのか上面に固着するのかも適宜選択することができる。
【００２３】
ここで、中間スラブや張出スラブの下面に補剛材を固着するとともに、該補剛材の両端あるいは一端を縦梁の側面に固着するようにしたならば、上面での交通を何ら制限することなく、防音工事を行うことができるとともに、補剛材の端部を縦梁の側面に固定した状態で中間スラブの板振動を抑えることができるので、板振動に起因する構造物音をより効果的に低減することが可能となる。
【００２４】
また、かかる場合において、補剛材を、材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように、中間スラブの下面と張出スラブの下面にそれぞれ固着し、中間スラブ下方の補剛材の各端を縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、張出スラブ下方の補剛材の一端を縦梁の外側側面に当接し、縦梁が挟み込まれる形で中間スラブ下方の補剛材と張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結するようにしたならば、中間スラブ下方の補剛材と張出スラブ下方の補剛材が縦梁と一体化することにより、中間スラブ及び張出スラブの板振動の抑制作用が格段に向上するとともに、補剛材の落下防止事故を未然に防止することも可能となる。
【００２５】
一方、交通への制限が許容され、あるいは防音工事を夜間に行うことで実質的に交通を制限する必要がないのであれば、中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿ってスラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着した構成としたり、張出スラブの上面のうち、一対の路盤コンクリートの外側に補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を路盤コンクリートの外側側面とダクト側面にそれぞれ固着した構成とすることが可能である。
【００２６】
補剛材は、上述したように材質や形状のほか、配置形態も任意であって、例えば、橋軸方向に沿った方向あるいは橋軸直交方向に沿った方向に配置する構成が考えられるが、スラブは、中間スラブや張出スラブも含めて、橋軸方向が長手方向になる平面矩形状をなす場合が多い。
【００２７】
そのため、補剛材をその材軸が橋軸直交方向になるように橋軸方向に沿って適宜間隔で配置する構成が効果的であるが、かかる場合、横梁の配置スパン長をＬとしたとき、横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に補剛材を配置するようにすれば、スラブの板振動が取り得る振動モードのうち、比較的低次モードで腹となる箇所を重点的に抑えることができるので、より合理的な防音対策となる可能性が高い。
【００２８】
なお、スラブの板振動は、低次モードでの振動が構造物音の原因になるとは限らず、実際には高次モードでの振動が原因になることが少なくないことが本出願人の研究で判明している。
【００２９】
その場合には、補剛材を設置する位置、いわば対策位置を別途定めるようにしてもよいが、いずれにしろ、本発明において対策位置をどのように定めるかは任意事項である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図。
【図２】本実施形態に係る構造物音の低減構造１が適用されるラーメン高架橋を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。
【図３】補剛材を示した図であり、(a)は補剛材９の全体斜視図、(b)は補剛材１０の全体斜視図。
【図４】変形例に係る構造物音の低減構造を示した橋軸方向断面図。
【図５】本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。
【図６】補剛材を示した図であり、(a)は補剛材５９の全体斜視図、(b)は補剛材６０の全体斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の下面に補剛材９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の下面に補剛材１０，１０をそれぞれ固着してあり、補剛材９は中間スラブ７の面外曲げ剛性を、補剛材１０は張出スラブ８の面外曲げ剛性をそれぞれ高めることができるようになっている。
【００３３】
ＲＣラーメン高架橋６は図２に示すように、橋軸方向に沿って２列状に配置された柱２の頂部に架け渡された縦梁３と、柱２のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱２，２の頂部に架け渡された横梁４とを備えており、これら縦梁３及び横梁４はスラブ５を支持するとともに、該スラブとともにＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成する。
【００３４】
ここで、補剛材９は図１でわかるように、その各端を縦梁３，３の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材１０は、その一端を縦梁３の外側側面に固着してある。
【００３５】
横梁４は、その材軸が縦梁３に直交する方向（橋軸直交方向）になるように、橋軸方向に沿ってスパン長Ｌごとに架け渡してあり、中間スラブ７は、スラブ５のうち、縦梁３，３と横梁４，４に囲まれた平面矩形領域の上方に位置するスラブであり、張出スラブ８は、中間スラブ７からその側方に延設され、縦梁３の外側に片持ち状に跳ね出されたスラブである。
【００３６】
補剛材９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材１０，１０も補剛材９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【００３７】
図３(a)は、補剛材９を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材９は、エンドプレート２２，２２をＨ形鋼２１の各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ２３をウェブ両側に溶着してあり、エンドプレート２２は、縦梁３と中間スラブ７との取合い箇所に形成されているハンチとその隣接部位にぴったりと当接されるよう、折曲げ形成してある。
【００３８】
ここで、スチフナ２３は、Ｈ形鋼２１のウェブの板振動を抑えることで、補剛材９自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００３９】
Ｈ形鋼２１のフランジ上面には、防音工事の際に中間スラブ７の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、中間スラブ７との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ上面に目荒らし処理を施してある。
【００４０】
同様に、エンドプレート２２の折曲げ状側面には、防音工事の際に縦梁３の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、縦梁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００４１】
図３(b)は、補剛材１０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材１０は、直角三角形をなすウェブ２８の周縁のうち、直角を挟む一辺に上フランジ２５を、他辺にエンドプレート２７を、斜辺に傾斜フランジ２６をそれぞれ溶着するとともに、ウェブ２８の両側にスチフナ３０を溶着してある。
【００４２】
ここで、スチフナ３０は、ウェブ２８の板振動を抑えることで、補剛材１０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００４３】
上フランジ２５の上面には、防音工事の際に張出スラブ８の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２９を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該上面に目荒らし処理を施してある。
【００４４】
同様に、エンドプレート２７の側面には、防音工事の際に縦梁３の外側側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２７を突設してあるとともに、縦梁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００４５】
なお、図３(b)に示した補剛材１０は、図１で言えば右側に配置される状態で示したものであるが、左側に配置される状態については、図３(b)と左右対称に現れるため、図面及びその説明を省略する。
【００４６】
図２に示した既設のＲＣラーメン高架橋６に対して本実施形態に係る構造物音の低減構造１を適用するには、補剛材９，１０を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、補剛材９のアンカー２４が挿入される穴を中間スラブ７の下面及び縦梁３，３の対向側面に穿孔するとともに、補剛材１０のアンカー２９が挿入される穴を張出スラブ８，８の下面及び縦梁３，３の外側側面に穿孔する。
【００４７】
次に、補剛材９のアンカー２４を中間スラブ７の下面及び縦梁３，３の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材９と中間スラブ７及び縦梁３，３との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー２４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００４８】
同様に、補剛材１０のアンカー２９を張出スラブ８，８の下面及び縦梁３，３の外側側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材１０と張出スラブ８，８及び縦梁３，３との隙間に上述した固化材を充填する。アンカー２９のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００４９】
充填された固化材が強度を発現するまでは、必要に応じて適宜支保工を用いればよい。
【００５０】
このように補剛材９，１０を設置すると、補剛材９が中間スラブ７の面外曲げ剛性を高めるとともに、補剛材１０が張出スラブ８の面外曲げ剛性を高めるため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９を中間スラブ７の下面に固着するとともに、補剛材１０を張出スラブ８，８の下面に固着するようにしたので、中間スラブ７や張出スラブ８，８の面外曲げ剛性が高くなる。
【００５２】
そのため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制され、かくして中間スラブ７や張出スラブ８，８からの構造物音を低減することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９の各端を縦梁３，３の対向側面に固着し、あるいは補剛材１０の一端を縦梁３の外側側面に固着した状態でそれらの上面を中間スラブ７や張出スラブ８の下面に固着するようにしたので、補剛材９，１０による曲げ剛性の増大作用が高くなり、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動をより確実に抑えることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造１によれば、補剛材９，１０を中間スラブ７や張出スラブ８の下面に固着するようにしたので、交通制限することなく、防音工事を行うことが可能となる。
【００５５】
本実施形態では、補剛材９を中間スラブ７に、補剛材１０を張出スラブ８，８にそれぞれ設置するようにしたが、必ずしも中間スラブ７及び張出スラブ８，８の両方に設置する必要はなく、板振動の状況によっては、それらのうち、いずれかのみに設置するようにしてもかまわない。
【００５６】
また、本実施形態では、補剛材９や補剛材１０の設置位置を横梁４からＬ／２の位置としたが、これに代えて、横梁４からＬ／４又はＬ／６の位置に設置するようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、補剛材９と補剛材１０の設置位置をＬ／２に揃えるようにしたが、両者異なる場所に設置するようにしてもよいし、そもそもスパン長Ｌを基本モジュールとした位置に設置場所が限定されるものではなく、要は騒音の原因となる板振動を効率的に抑えることができる場所に補剛材を設置すればよい。
【００５８】
また、本実施形態では、補剛材９の各端を縦梁３，３の対向側面に固着し、補剛材１０の一端を縦梁３の外側側面に固着するようにしたが、縦梁３に固着せずとも、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動を抑えることができるのであれば、縦梁３への固着を省略してもかまわない。
【００５９】
また、本実施形態では、補剛材９及び補剛材１０をいずれも横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置する、言い換えれば補剛材９及び補剛材１０をそれらの材軸が同軸となるように配置したが、かかる構成に加えて図４に示すように、貫通ボルト４２を、同図で言えば右側の補剛材１０のエンドプレート２７に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通してから右側の縦梁３に通し、さらに補剛材９のエンドプレート２２，２２及びスチフナ２３に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通した後、左側の縦梁３及び補剛材１０に同様に挿通し、しかる後、挿通前に予め螺合されたナット４３を締め付けることで右側の縦梁３が挟み込まれる形で補剛材９及び補剛材１０を貫通ボルト４２を介して相互に連結するとともに、予め螺合されたナット４３及び貫通ボルト挿通後に螺合されたナット４３を締め付けることにより、左側の縦梁３が挟み込まれる形で補剛材９及び補剛材１０を貫通ボルト４２を介して相互に連結するようにしてもよい。
【００６０】
かかる変形例によれば、補剛材９及び補剛材１０，１０が縦梁３，３と一体化するため、中間スラブ７と張出スラブ８，８の板振動の抑制作用が格段に向上するとともに、補剛材９及び補剛材１０の落下防止事故を未然に防止することも可能となる。
【００６１】
なお、貫通ボルト４２を２本にし、補剛材９を右側と左側で別々に補剛材１０，１０に連結するようにしてもかまわない。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図５は、第２実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１は、ＲＣラーメン高架橋６の上部工を構成するスラブ５のうち、中間スラブ７の上面に補剛材５９を固着するとともに、同じくスラブ５を構成する張出スラブ８，８の上面に補剛材６０，６０をそれぞれ固着してあり、補剛材５９は、中間スラブ７の面外曲げ剛性を、補剛材６０は、張出スラブ８の面外曲げ剛性をそれぞれ高めることができるようになっている。
【００６４】
スラブ５の上面には、一対の路盤コンクリート５２，５２が橋軸方向に沿って並設してあり、補剛材５９は、それら路盤コンクリート５２，５２の間に、補剛材６０は、路盤コンクリート５２と高欄下のダクト５３との間にそれぞれ配置してある。
【００６５】
ここで、補剛材５９は、その各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面にそれぞれ固着してあるとともに、補剛材６０は、その各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３にそれぞれ固着してある。
【００６６】
補剛材５９は、橋軸方向に沿った横梁４，４の中心位置、すなわち横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してあり、補剛材６０，６０も補剛材５９と同様、横梁４の材軸からＬ／２の位置に配置してある。
【００６７】
図６(a)は、補剛材５９を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材５９は、エンドプレート７２，７２をＨ形鋼７１の各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ７３をウェブ両側に溶着してあり、Ｈ形鋼７１は、曲げ剛性を大きくするために十分な高さを確保するとともに、エンドプレート７２は、列車設計側から要求される建築限界に支障がないよう、折曲げ形成してある。
【００６８】
ここで、スチフナ７３は、Ｈ形鋼７１のウェブの板振動を抑えることで、補剛材５９自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００６９】
Ｈ形鋼７１のフランジ下面には、防音工事の際に中間スラブ７の上面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、中間スラブ７との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。
【００７０】
同様に、エンドプレート７２の折曲げ状側面には、防音工事の際に路盤コンクリート５２の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該折曲げ状側面に目荒らし処理を施してある。
【００７１】
図６(b)は、補剛材６０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材６０は、Ｈ形鋼７５の各端部にエンドプレート７７，７７をそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置でスチフナ８０をウェブ両側に溶着してある。
【００７２】
ここで、スチフナ８０は、Ｈ形鋼７５のウェブの板振動を抑えることで、補剛材６０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。
【００７３】
Ｈ形鋼７５のフランジ下面には、防音工事の際に張出スラブ８の上面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。
【００７４】
同様に、エンドプレート７７の側面には、防音工事の際に路盤コンクリート５２の外側側面やダクト５３の側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２やダクト５３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。
【００７５】
図２に示した既設のＲＣラーメン高架橋６に対して本実施形態に係る構造物音の低減構造５１を適用するには、補剛材５９，６０を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、補剛材５９のアンカー７４が挿入される穴を中間スラブ７の上面及び路盤コンクリート５２，５２の対向側面に穿孔するとともに、補剛材６０のアンカー７９が挿入される穴を張出スラブ８，８の上面、路盤５２，５２の外側側面及びダクト５３の側面に穿孔する。
【００７６】
次に、補剛材５９のアンカー７４を中間スラブ７の上面及び路盤コンクリート５２，５２の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材５９と中間スラブ７及び路盤コンクリート５２，５２との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー７４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００７７】
同様に、補剛材６０のアンカー７９を張出スラブ８の上面、路盤コンクリート５２の外側側面及びダクト５３の側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材６０と張出スラブ８、路盤コンクリート５２及びダクト５３との隙間に上述した固化材を充填する。アンカー７９のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。
【００７８】
このように補剛材５９，６０を設置すると、補剛材５９が路盤コンクリート５２と相俟って、中間スラブ７の面外曲げ剛性を高めるとともに、補剛材６０が張出スラブ８の面外曲げ剛性を高めるため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制される。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、補剛材５９を中間スラブ７の上面に固着するとともに、補剛材６０を張出スラブ８，８の上面に固着するようにしたので、中間スラブ７や張出スラブ８，８の面外曲げ剛性が高くなる。
【００８０】
そのため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８，８の板振動が抑制され、かくして中間スラブ７や張出スラブ８，８からの構造物音を低減することができる。
【００８１】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、補剛材５９の各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面に固着し、あるいは補剛材６０の各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３の側面に固着した状態でそれらの下面を中間スラブ７や張出スラブ８の上面に固着するようにしたので、補剛材５９，６０による曲げ剛性の増大作用が高くなり、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動をより確実に抑えることが可能となる。
【００８２】
また、本実施形態に係るラーメン高架橋における構造物音の低減構造５１によれば、現場での作業が少ないため、必要に応じて夜間作業を行うことにより、実質的に交通制限することなく、防音工事を行うことが可能となる。
【００８３】
本実施形態では、補剛材５９を中間スラブ７に、補剛材６０を張出スラブ８，８にそれぞれ設置するようにしたが、必ずしも中間スラブ７及び張出スラブ８，８の両方に設置する必要はなく、板振動の状況によっては、それらのうち、いずれかのみに設置するようにしてもかまわない。
【００８４】
また、本実施形態では、補剛材５９や補剛材６０の設置位置を横梁４からＬ／２の位置としたが、これに代えて、横梁４からＬ／４又はＬ／６の位置に設置するようにしてもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、補剛材５９と補剛材６０の設置位置をＬ／２に揃えるようにしたが、両者異なる場所に設置するようにしてもよいし、そもそもスパン長Ｌを基本モジュールとした位置に設置場所が限定されるものではなく、要は騒音の原因となる板振動を効率的に抑えることができる場所に補剛材を設置すればよい。
【００８６】
また、本実施形態では、補剛材５９の各端を路盤コンクリート５２，５２の対向側面に固着し、補剛材６０の各端を路盤コンクリート５２の外側側面とダクト５３の側面に固着するようにしたが、路盤コンクリート５２やダクト５３に固着せずとも、中間スラブ７や張出スラブ８の板振動を抑えることができるのであれば、それらへの固着を省略してもかまわない。
【符号の説明】
【００８７】
１，５１ ラーメン高架橋における構造物音の低減構造
２ 柱
３ 縦梁
４ 横梁
５ スラブ
６ ＲＣラーメン高架橋
７ 中間スラブ
８ 張出スラブ
９ 補剛材
１０ 補剛材
４２ 貫通ボルト
５２ 路盤コンクリート
５３ ダクト
５９ 補剛材
６０ 補剛材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋軸方向に沿って２列状に配置された柱の頂部に架け渡された縦梁と、前記柱のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱の頂部に架け渡された横梁と、前記縦梁及び前記横梁で支持されたスラブとを備えたＲＣラーメン高架橋の構造物音を低減する構造であって、
前記スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着したことを特徴とするラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項２】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項３】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項４】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブと該中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、前記中間スラブの下面と前記張出スラブの下面に材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように前記補剛材をそれぞれ固着し、前記中間スラブ下方の補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、前記張出スラブ下方の補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に当接し、前記縦梁が挟み込まれる形で前記中間スラブ下方の補剛材と前記張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項５】
前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項６】
前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの外側に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの外側側面とダクトの側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項７】
前記横梁の配置スパン長をＬとしたとき、前記横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に前記補剛材を橋軸直交方向に沿って配置した請求項１乃至請求項６のいずれか一記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項１】
橋軸方向に沿って２列状に配置された柱の頂部に架け渡された縦梁と、前記柱のうち、橋軸直交方向に沿って互いに対向する柱の頂部に架け渡された横梁と、前記縦梁及び前記横梁で支持されたスラブとを備えたＲＣラーメン高架橋の構造物音を低減する構造であって、
前記スラブの面外曲げ剛性を高めることが可能な補剛材を該スラブの下面又は上面に固着したことを特徴とするラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項２】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項３】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの下面に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項４】
前記スラブが、前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブと該中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、前記中間スラブの下面と前記張出スラブの下面に材軸が橋軸直交方向に沿って同軸となるように前記補剛材をそれぞれ固着し、前記中間スラブ下方の補剛材の各端を前記縦梁の対向側面にそれぞれ当接するとともに、前記張出スラブ下方の補剛材の一端を前記縦梁の外側側面に当接し、前記縦梁が挟み込まれる形で前記中間スラブ下方の補剛材と前記張出スラブ下方の補剛材とを貫通ボルトで相互に連結した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項５】
前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブであって、該中間スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの間に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの対向側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項６】
前記ＲＣラーメン高架橋が鉄道用ＲＣラーメン高架橋、前記スラブが前記縦梁及び前記横梁に囲まれた平面矩形領域の上方に位置する中間スラブの側方に延設された張出スラブであって、該張出スラブの上面のうち、橋軸方向に沿って前記スラブ上に並設された一対の路盤コンクリートの外側に前記補剛材を固着するとともに、該補剛材の各端を前記路盤コンクリートの外側側面とダクトの側面にそれぞれ固着した請求項１記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【請求項７】
前記横梁の配置スパン長をＬとしたとき、前記横梁の中心からＬ／２、Ｌ／４又はＬ／６の位置に前記補剛材を橋軸直交方向に沿って配置した請求項１乃至請求項６のいずれか一記載のラーメン高架橋における構造物音の低減構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０６２４３（Ｐ２０１１−１０６２４３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６５７５７（Ｐ２００９−２６５７５７）
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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