高架橋裏面耐火吸音構造体
【課題】高架橋下方の道路からの交通騒音を吸音して減らす騒音低減機能とともに、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には火災熱から高架橋を防護する耐火機能をも有する高架橋裏面耐火吸音構造体を提供すること。
【解決手段】上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体２と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体２とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部３ａを有する上側枠体３と、下側枠体２内に配置され、平板状をなす吸音材４と、上側枠体３内に前記断熱材支持部３ａで支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材５と、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材６と、を備えた高架橋裏面耐火吸音構造体である。
【解決手段】上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体２と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体２とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部３ａを有する上側枠体３と、下側枠体２内に配置され、平板状をなす吸音材４と、上側枠体３内に前記断熱材支持部３ａで支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材５と、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材６と、を備えた高架橋裏面耐火吸音構造体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方（下層）に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、高架橋自体からの構造物音や前記道路からの交通騒音を吸音して減らす騒音低減機能とともに、前記道路で例えば車両火災が発生した場合に火災熱から高架橋を防護する耐火機能をも有する高架橋裏面耐火吸音構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方に道路が併設された高架橋では、下方の道路を走行する自動車による騒音が高架橋の裏面で反射し、道路周辺の騒音を増大させることがある。
【０００３】
このため、下方に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、高架橋自体からの構造物音や下方の道路からの交通騒音を吸音するようにした吸音構造体が提案されている（特許文献１：特許第３６０１５７５号公報）。この従来の吸音構造体を図６によって説明する。図６は従来の吸音構造体の断面図である。
【０００４】
この従来の吸音構造体は、高架橋の桁下に下向きに吊り下げられかつ複数個互いに連結して取り付けられるものであり、枠体５１と多孔板５２から構成される中空枠体と、その内部に２層に積層されて配置され、合計厚みが５０〜１１０ｍｍとされた繊維質吸音材５３，５４とからなっている。枠体５１は、アルミ押出形材等からなり繊維質吸音材５３，５４の背面と側面を被い、両側縁部にこの吸音構造体同士を連結するための連結部５５，５６が設けられている。多孔板５２は、適宜の開口率をもつエキスパンドメタル又はパンチングメタル等からなるもので、枠体５１に直に接続され、かつ繊維質吸音材５３，５４の前面及び側面を被っている。
【０００５】
前記の繊維質吸音材５３，５４は、例えばグラスウール、ロックウール、不織布等の繊維質吸音材の層であり、例えばポリフッ化ビニル等のフィルムで被覆され、積層されている。また、５８は吸音材５３,５４を保護するため多孔板５２の内面に沿って適宜設けられるグラスクロス等の保護材、５９は表面空気層、６０は背後空気層を構成する隙間である。そして、枠体５１の中央部には吊り下げ用の凹溝５７が長手方向に形成されており、ここに図示しない吊りボルトのヘッドが嵌入し、高架橋の幅方向及び長手方向にそれぞれ複数個互いに連結された状態で各吸音構造体を、高架橋の鋼製の橋桁（主桁）の下方に吊り下げるようにしている。
【０００６】
このように、従来、下方に道路が併設された高架橋の裏面に、中空枠体内に繊維質吸音材を配置した吸音構造体を設置して、高架橋自体からの構造物音や下方の道路からの交通騒音を吸音して騒音低減を図るようにしている。
【０００７】
ところで、近年、一般橋梁や高架橋が橋下における車両事故あるいは不審火などによる火災を受ける事故が数多く発生している。このような事故が起きると、最悪の場合、高架橋の崩落も考えられ、崩落に至らない場合でも、その調査・復旧のため、長期間の交通規制が行われ、社会生活・経済活動に多大な影響を及ぼすことになる。
【０００８】
このような状況下において、騒音低減目的で用いられる従来の吸音構造体は、これまでに都心部の高架橋で採用されているが、高架橋下における火災に対する耐火性能（耐火機能）を有してはいない。一方、高架橋などの土木構造物を火災から防護するための手段としては、実例はないが高架橋の橋桁表面や床版裏面に断熱材を直貼りすることが考えられるが、これでは騒音低減効果が小さいと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６０１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の課題は、高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、通常時には高架橋自体からの構造物音や前記道路からの交通騒音を吸音して減らす騒音低減機能を有する一方、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には火災熱から高架橋を防護する耐火機能をも有する高架橋裏面耐火吸音構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
請求項１の発明は、高架橋の橋桁の下方に複数個連結されて吊り下げられ、高架橋の裏面全体を取り囲むように設置される高架橋裏面耐火吸音構造体であって、上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部を有する上側枠体と、前記下側枠体内に配置され、平板状をなす吸音材と、前記上側枠体内に前記断熱材支持部で支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材と、を備えたことを特徴とする高架橋裏面耐火吸音構造体である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の高架橋裏面耐火吸音構造体において、前記上側枠体保護用断熱材が、平板状をなし、前記断熱材支持部を含めて前記上側枠体の下側全体を覆うように前記下側枠体内に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の高架橋裏面耐火吸音構造体において、前記断熱材と前記上側枠体保護用断熱材とが、セラミックファイバーブランケットからなるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体は、下側枠体内に配置された吸音材を備えているので、通常時には、高架橋自体からの構造物音や高架橋下方の道路からの交通騒音を吸音して騒音低減を図ることができる。また、本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体は、前記下側枠体の上側の上側枠体内に配置された１１００℃以上の耐熱性を有する断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材とを備えているので、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には、火災熱から高架橋を防護して、床版の強度低下、鋼製の橋桁（主桁）の強度低下や変形などの高架橋の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体の高架橋への取付けを説明するための説明図である。
【図２】本発明の一実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体を示す断面図である。
【図３】比較例（タイプＡ）の試験体を示す断面図である。
【図４】別の比較例（タイプＣ）の試験体を示す断面図である。
【図５】耐火実験において大型水平加熱炉に６種類の試験体が配置された様子を示す平面図である。
【図６】従来の吸音構造体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体の高架橋への取付けを説明するための説明図である。
【００１９】
図１において、１０は高架道路や高架鉄道などの高架橋であり、図の奥行き方向に延びる高架橋１０の下方には図示しない道路が併設されている。１１は床版、１２は鋼製の橋桁（主桁）であり、高架橋１０の上部構造は、床版１１と複数の橋桁１２とで構成されている。これらの橋桁１２は、高架橋１０の長手方向（図の奥行き方向）に延びており、隣り合う橋桁１２同士は、長手方向において所定の間隔ピッチで、トラス形状の対傾構１３で連結されている。
【００２０】
また、後述する複数個の高架橋裏面耐火吸音構造体１を取り付けるため、各橋桁１２の下端部には、橋桁１２の長手方向において所定間隔ピッチで、鋼製の水平部材１４を介して鋼製の吊り部材１５が取り付けられている。これらの吊り部材１５によって高架橋１０の幅方向（床版１１の幅方向）に延びるＨ形鋼からなる横梁１６が支持されている。横梁１６は、高架橋の長手方向（橋桁１２の長手方向）において所定間隔ピッチで配置されている。
【００２１】
そして、これらの横梁１６に、高架橋裏面耐火吸音構造体１が複数個パネル状に連結されて取り付けられており、これにより、高架橋１０の裏面全体を高架橋１０の長手方向に沿って取り囲むように、高架橋裏面耐火吸音構造体１が設置されている。１２ａは橋桁１２の下フランジであり、橋桁１２の下フランジ１２ａの下面から高架橋裏面耐火吸音構造体１の上面までの距離は、例えば６００ｍｍ程度に設定されている。
【００２２】
図２は本発明の一実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すように、この実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体１は、下側枠体２と、上側枠体３と、下側枠体２内に配置された吸音材４と、上側枠体３内に配置された断熱材５と、上側枠体保護用断熱材６とを備えている。以下、これらの各構成要素について説明する。
【００２４】
下側枠体２は、上側に開口した断面コ字形のチャンネル状をなし、高耐食溶融めっき鋼板などの鋼板からなっている。下側枠体２の下面には、直径５〜１０ｍｍ程度の多数の孔が形成されるとともに、吸音材保護材（表面保護材）として図示しないグラスクロス（ガラスクロス）が内貼りされている。
【００２５】
この下側枠体２内の前記グラスクロスが内貼りされた前記下面上に、ロックウール、グラスウール等からなる所定の厚みの吸音材４が平板状をなす層を形成して配置されている。この吸音材４は、防水及び耐候性の向上のためポリふっ化ビニル（図示せず）で包まれた状態で配置されている。
【００２６】
また、下側枠体２内の前記吸音材４上には、上側枠体保護用断熱材６が平板状をなす層を形成して載置されている。この上側枠体保護用断熱材６は、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３を高架橋下における火災による火災熱から防護するためのものであり、所定の厚みのセラミックファイバーブランケットからなっている。セラミックファイバーブランケットは、例えばアルミナ・シリケート繊維などからなるフェルト状の断熱材である。
【００２７】
次に、上側枠体３は、下側に開口した断面コ字形のチャンネル状をなし、高耐食溶融めっき鋼板などの鋼板からなっており、前記下側枠体２とで所定長さを有して延びる枠体（外枠体）を形成している。この上側枠体３は、平板状の上面部と、その上面における幅方向の両端から垂直に立ち下がる両側の側面部と、これら各側面部の下端から内側方向へ水平に延びる断熱材支持部３ａとからなるチャンネル状をなしている。
【００２８】
この上側枠体３内には、断熱材５が前記断熱材支持部３ａで支持され、平板状をなす層を形成して配置されている。この断熱材５は、１１００℃以上の耐熱性を有し、高架橋１０下における火災による火災熱から高架橋１０を防護するためのものであり、所定の厚みのセラミックファイバーブランケットからなっている。
【００２９】
なお、高架橋下での火災に対する安全性の点から、１１００℃×９０分の火災熱に対して、高温下における鋼材の強度低下を考慮して、前記の橋桁１２の下フランジ１２ａ位置の温度が３５０℃以下になるようにすることが目標とされており、この点から、断熱材５及び上側枠体保護用断熱材６は、１１００℃以上の耐熱性を有するものとしている。
【００３０】
そして、吸音材４及び上側枠体保護用断熱材６が配置された下側枠体２の側面部と、断熱材５が配置された上側枠体３の側面部とが、１１００℃以上の耐熱性を有し、両枠体２，３の長手方向に沿って延びる帯状のセラミックシート７を介して、所定の間隔ピッチにてボルト８によるボルト締めによって接続されている。
【００３１】
これにより、この実施形態では、下側枠体内に配置されている上側枠体保護用断熱材６によって、断熱材支持部３ａを含めて上側枠体３の下側全体を覆うようになされている。
【００３２】
なお、図２において、符号Ｗは高架橋裏面耐火吸音構造体１の幅を示し、符号ｈは高架橋裏面耐火吸音構造体１の高さを示し、符号ｈ１は上側枠体３の高さを示している（後述する実施例参照）。
【００３３】
このように、この実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体１は、下側枠体２内に配置された吸音材４を備えているので、通常時には、高架橋自体からの構造物音を吸音するとともに、高架橋下方の道路からの交通騒音を吸音して該道路周辺への反射を防止して道路騒音低減を図ることができる。
【００３４】
また、この高架橋裏面耐火吸音構造体１は、上側枠体３内に配置された１１００℃以上の耐熱性を有する断熱材５と、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３の前記断熱材支持部３ａの火災熱による温度上昇を防いで、上側枠体３の火災熱による熱変形を十分抑えて断熱材５が収容された上側枠体３の断面形状を保持するようにした上側枠体保護用断熱材６とを備えている。これにより、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には、従来とは違って、火災熱から高架橋１０を防護して、床版１１の強度低下、橋桁１２の強度低下や変形などの高架橋の損傷を防止することができる。
【実施例】
【００３５】
本実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体の耐火性能を確認するための耐火実験を行った。試験体として、表１に示すように、比較例のタイプＡ１，Ａ２、実施例のタイプＢ１，Ｂ２、比較例のタイプＣ１，Ｃ２の６種類の試験体を製作した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体の構成は、前記の図２に示す通りである。このうち、タイプＢ１の各構成要素の仕様は、次の通りである。下側枠体２は、厚み０．８ｍｍの高耐食溶融めっき鋼板（下面はパンチング加工）からなり、上側枠体３は、厚み１．６ｍｍの高耐食溶融めっき鋼板からなっている。寸法Ｗ：４９０ｍｍ、寸法ｈ：１０５ｍｍ、寸法ｈ１：６０ｍｍ、寸法ｈ２：５５ｍｍ、長さは２０００ｍｍである。なお、下側枠体２及び上側枠体３の仕様は、他の試験体も同一である。吸音材４は、厚み５０ｍｍで、ロックウールからなっている。上側枠体保護用断熱材６は、厚み１２．５ｍｍで、１３００℃の耐熱性を有するセラミックファイバーブランケットからなっている。断熱材５は、厚み２５ｍｍで、１３００℃の耐熱性を有するセラミックファイバーブランケットからなっている。タイプＢ２は、断熱材５の厚みが５０ｍｍ（２５ｍｍ×２層）である点以外は、タイプＢ１と同一仕様である。
【００３８】
次に、比較例であるタイプＡ１，Ａ２の試験体の構成は、図３に示す通りである。このタイプＡ１，Ａ２の試験体と実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体との相違点は、タイプＡ１，Ａ２の試験体が、断熱材５及び上側枠体保護用断熱材６を備えていない点にある。タイプＡ１とＡ２との相違点は、吸音材保護材の種類が異なる点にある（表１参照）。
【００３９】
また、他の比較例であるタイプＣ１，Ｃ２の試験体の構成は、図４に示す通りである。このタイプＣ１，Ｃ２の試験体と実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体との相違点は、タイプＣ１，Ｃ２の試験体が上側枠体保護用断熱材６を備えていない点にある。また、タイプＣ１とＣ２との相違点は、断熱材５の厚みが異なる点にある（Ｃ１：２５ｍｍ、Ｃ２：５０ｍｍ（２５ｍｍ×２層））。
【００４０】
図５は耐火実験において大型水平加熱炉に６種類の試験体が配置された様子を示す平面図である。耐火実験は、上面が開放可能な大型水平加熱炉を用いて行った。図５に示すように、前記６種類の試験体を密着させて１枚の平板パネル状に並べ、平行な２本の横梁１６’（実際の高架橋へ設置する際に使用するものと同仕様のＨ形鋼）に固定して吊り下げて、大型水平加熱炉の上面に蓋状に設置するとともに、その両側も耐火蓋を設置して炉上面を覆うようにした。
【００４１】
この耐火実験では、油火災を想定した温度−時間関係である公知の炭化水素曲線にて温度１１００℃で９０分間の加熱を前記６種類の試験体に施した。そして、６種類の試験体が固定された横梁１６’の温度、実際の高架橋における橋桁１２の下フランジ１２ａ位置を想定しての、各試験体の６００ｍｍ上方の雰囲気温度、及び各試験体の上側枠体３の上面温度を、熱電対を用いてそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
耐火実験の結果から、次の（１）〜（４）のことがわかった。
（１）６種類全ての試験体において熱変形が認められたが（表２の「試験体変形量」参照）、構造体としての断面形状は保持することができた。
【００４４】
（２）断熱材５の厚みが厚い（量が多いほど）ほど、試験体上面（上側枠体３の上面）の温度上昇は抑えられ、試験体上面の温度は、厚み２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット１層以上で３５０℃程度に抑えることができた。
【００４５】
（３）試験体を支持する前記横梁１６’の温度は、表２に示すように、１２０℃程度であり、また、保全対象の高架橋における橋桁１２の下フランジ１２ａ位置を想定しての、試験体６００ｍｍ上方の雰囲気温度は、６種類の試験体において６０℃〜８０℃程度にとどまり、高架橋の上部構造を構成する鋼材（橋桁）の強度低下に至らない温度領域に抑えることができた。
【００４６】
（４）表２に示すように、断熱材５を備えない比較例のタイプＡ１，Ａ２の試験体の変形量が最も小さいが、その受熱温度（上側枠体上面の温度）が約５００℃程度となるため、上側枠体３の強度低下が懸念される。一方、断熱材５を備えた実施例のタイプＢ１,Ｂ２の試験体、及び比較例のタイプＣ１，Ｃ２の試験体では、断熱材５の厚みが厚いほど変形量が大きくなった。これは、該断熱材５により、上側枠体３の上下面の温度差が大きくなったことが原因と考えられる。このことから、上側枠体３の下部に断熱材５を配置したタイプＢ１の実施例がより好ましいと考えられる。
【符号の説明】
【００４７】
１…高架橋裏面耐火吸音構造体
２…下側枠体
３…上側枠体 ３ａ…断熱材支持部
４…吸音材
５…断熱材
６…上側枠体保護用断熱材
７…セラミックシート
８…ボルト
１０…高架橋
１１…床版
１２…橋桁（主桁） １２ａ…橋桁の下フランジ
１３…対傾構
１４…水平部材
１５…吊り部材
１６，１６’…横梁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方（下層）に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、高架橋自体からの構造物音や前記道路からの交通騒音を吸音して減らす騒音低減機能とともに、前記道路で例えば車両火災が発生した場合に火災熱から高架橋を防護する耐火機能をも有する高架橋裏面耐火吸音構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方に道路が併設された高架橋では、下方の道路を走行する自動車による騒音が高架橋の裏面で反射し、道路周辺の騒音を増大させることがある。
【０００３】
このため、下方に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、高架橋自体からの構造物音や下方の道路からの交通騒音を吸音するようにした吸音構造体が提案されている（特許文献１：特許第３６０１５７５号公報）。この従来の吸音構造体を図６によって説明する。図６は従来の吸音構造体の断面図である。
【０００４】
この従来の吸音構造体は、高架橋の桁下に下向きに吊り下げられかつ複数個互いに連結して取り付けられるものであり、枠体５１と多孔板５２から構成される中空枠体と、その内部に２層に積層されて配置され、合計厚みが５０〜１１０ｍｍとされた繊維質吸音材５３，５４とからなっている。枠体５１は、アルミ押出形材等からなり繊維質吸音材５３，５４の背面と側面を被い、両側縁部にこの吸音構造体同士を連結するための連結部５５，５６が設けられている。多孔板５２は、適宜の開口率をもつエキスパンドメタル又はパンチングメタル等からなるもので、枠体５１に直に接続され、かつ繊維質吸音材５３，５４の前面及び側面を被っている。
【０００５】
前記の繊維質吸音材５３，５４は、例えばグラスウール、ロックウール、不織布等の繊維質吸音材の層であり、例えばポリフッ化ビニル等のフィルムで被覆され、積層されている。また、５８は吸音材５３,５４を保護するため多孔板５２の内面に沿って適宜設けられるグラスクロス等の保護材、５９は表面空気層、６０は背後空気層を構成する隙間である。そして、枠体５１の中央部には吊り下げ用の凹溝５７が長手方向に形成されており、ここに図示しない吊りボルトのヘッドが嵌入し、高架橋の幅方向及び長手方向にそれぞれ複数個互いに連結された状態で各吸音構造体を、高架橋の鋼製の橋桁（主桁）の下方に吊り下げるようにしている。
【０００６】
このように、従来、下方に道路が併設された高架橋の裏面に、中空枠体内に繊維質吸音材を配置した吸音構造体を設置して、高架橋自体からの構造物音や下方の道路からの交通騒音を吸音して騒音低減を図るようにしている。
【０００７】
ところで、近年、一般橋梁や高架橋が橋下における車両事故あるいは不審火などによる火災を受ける事故が数多く発生している。このような事故が起きると、最悪の場合、高架橋の崩落も考えられ、崩落に至らない場合でも、その調査・復旧のため、長期間の交通規制が行われ、社会生活・経済活動に多大な影響を及ぼすことになる。
【０００８】
このような状況下において、騒音低減目的で用いられる従来の吸音構造体は、これまでに都心部の高架橋で採用されているが、高架橋下における火災に対する耐火性能（耐火機能）を有してはいない。一方、高架橋などの土木構造物を火災から防護するための手段としては、実例はないが高架橋の橋桁表面や床版裏面に断熱材を直貼りすることが考えられるが、これでは騒音低減効果が小さいと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６０１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の課題は、高架道路や高架鉄道などの高架橋のうちその下方に道路が併設された高架橋の裏面に設置され、通常時には高架橋自体からの構造物音や前記道路からの交通騒音を吸音して減らす騒音低減機能を有する一方、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には火災熱から高架橋を防護する耐火機能をも有する高架橋裏面耐火吸音構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
請求項１の発明は、高架橋の橋桁の下方に複数個連結されて吊り下げられ、高架橋の裏面全体を取り囲むように設置される高架橋裏面耐火吸音構造体であって、上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部を有する上側枠体と、前記下側枠体内に配置され、平板状をなす吸音材と、前記上側枠体内に前記断熱材支持部で支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材と、を備えたことを特徴とする高架橋裏面耐火吸音構造体である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の高架橋裏面耐火吸音構造体において、前記上側枠体保護用断熱材が、平板状をなし、前記断熱材支持部を含めて前記上側枠体の下側全体を覆うように前記下側枠体内に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の高架橋裏面耐火吸音構造体において、前記断熱材と前記上側枠体保護用断熱材とが、セラミックファイバーブランケットからなるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体は、下側枠体内に配置された吸音材を備えているので、通常時には、高架橋自体からの構造物音や高架橋下方の道路からの交通騒音を吸音して騒音低減を図ることができる。また、本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体は、前記下側枠体の上側の上側枠体内に配置された１１００℃以上の耐熱性を有する断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材とを備えているので、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には、火災熱から高架橋を防護して、床版の強度低下、鋼製の橋桁（主桁）の強度低下や変形などの高架橋の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体の高架橋への取付けを説明するための説明図である。
【図２】本発明の一実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体を示す断面図である。
【図３】比較例（タイプＡ）の試験体を示す断面図である。
【図４】別の比較例（タイプＣ）の試験体を示す断面図である。
【図５】耐火実験において大型水平加熱炉に６種類の試験体が配置された様子を示す平面図である。
【図６】従来の吸音構造体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明による高架橋裏面耐火吸音構造体の高架橋への取付けを説明するための説明図である。
【００１９】
図１において、１０は高架道路や高架鉄道などの高架橋であり、図の奥行き方向に延びる高架橋１０の下方には図示しない道路が併設されている。１１は床版、１２は鋼製の橋桁（主桁）であり、高架橋１０の上部構造は、床版１１と複数の橋桁１２とで構成されている。これらの橋桁１２は、高架橋１０の長手方向（図の奥行き方向）に延びており、隣り合う橋桁１２同士は、長手方向において所定の間隔ピッチで、トラス形状の対傾構１３で連結されている。
【００２０】
また、後述する複数個の高架橋裏面耐火吸音構造体１を取り付けるため、各橋桁１２の下端部には、橋桁１２の長手方向において所定間隔ピッチで、鋼製の水平部材１４を介して鋼製の吊り部材１５が取り付けられている。これらの吊り部材１５によって高架橋１０の幅方向（床版１１の幅方向）に延びるＨ形鋼からなる横梁１６が支持されている。横梁１６は、高架橋の長手方向（橋桁１２の長手方向）において所定間隔ピッチで配置されている。
【００２１】
そして、これらの横梁１６に、高架橋裏面耐火吸音構造体１が複数個パネル状に連結されて取り付けられており、これにより、高架橋１０の裏面全体を高架橋１０の長手方向に沿って取り囲むように、高架橋裏面耐火吸音構造体１が設置されている。１２ａは橋桁１２の下フランジであり、橋桁１２の下フランジ１２ａの下面から高架橋裏面耐火吸音構造体１の上面までの距離は、例えば６００ｍｍ程度に設定されている。
【００２２】
図２は本発明の一実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すように、この実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体１は、下側枠体２と、上側枠体３と、下側枠体２内に配置された吸音材４と、上側枠体３内に配置された断熱材５と、上側枠体保護用断熱材６とを備えている。以下、これらの各構成要素について説明する。
【００２４】
下側枠体２は、上側に開口した断面コ字形のチャンネル状をなし、高耐食溶融めっき鋼板などの鋼板からなっている。下側枠体２の下面には、直径５〜１０ｍｍ程度の多数の孔が形成されるとともに、吸音材保護材（表面保護材）として図示しないグラスクロス（ガラスクロス）が内貼りされている。
【００２５】
この下側枠体２内の前記グラスクロスが内貼りされた前記下面上に、ロックウール、グラスウール等からなる所定の厚みの吸音材４が平板状をなす層を形成して配置されている。この吸音材４は、防水及び耐候性の向上のためポリふっ化ビニル（図示せず）で包まれた状態で配置されている。
【００２６】
また、下側枠体２内の前記吸音材４上には、上側枠体保護用断熱材６が平板状をなす層を形成して載置されている。この上側枠体保護用断熱材６は、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３を高架橋下における火災による火災熱から防護するためのものであり、所定の厚みのセラミックファイバーブランケットからなっている。セラミックファイバーブランケットは、例えばアルミナ・シリケート繊維などからなるフェルト状の断熱材である。
【００２７】
次に、上側枠体３は、下側に開口した断面コ字形のチャンネル状をなし、高耐食溶融めっき鋼板などの鋼板からなっており、前記下側枠体２とで所定長さを有して延びる枠体（外枠体）を形成している。この上側枠体３は、平板状の上面部と、その上面における幅方向の両端から垂直に立ち下がる両側の側面部と、これら各側面部の下端から内側方向へ水平に延びる断熱材支持部３ａとからなるチャンネル状をなしている。
【００２８】
この上側枠体３内には、断熱材５が前記断熱材支持部３ａで支持され、平板状をなす層を形成して配置されている。この断熱材５は、１１００℃以上の耐熱性を有し、高架橋１０下における火災による火災熱から高架橋１０を防護するためのものであり、所定の厚みのセラミックファイバーブランケットからなっている。
【００２９】
なお、高架橋下での火災に対する安全性の点から、１１００℃×９０分の火災熱に対して、高温下における鋼材の強度低下を考慮して、前記の橋桁１２の下フランジ１２ａ位置の温度が３５０℃以下になるようにすることが目標とされており、この点から、断熱材５及び上側枠体保護用断熱材６は、１１００℃以上の耐熱性を有するものとしている。
【００３０】
そして、吸音材４及び上側枠体保護用断熱材６が配置された下側枠体２の側面部と、断熱材５が配置された上側枠体３の側面部とが、１１００℃以上の耐熱性を有し、両枠体２，３の長手方向に沿って延びる帯状のセラミックシート７を介して、所定の間隔ピッチにてボルト８によるボルト締めによって接続されている。
【００３１】
これにより、この実施形態では、下側枠体内に配置されている上側枠体保護用断熱材６によって、断熱材支持部３ａを含めて上側枠体３の下側全体を覆うようになされている。
【００３２】
なお、図２において、符号Ｗは高架橋裏面耐火吸音構造体１の幅を示し、符号ｈは高架橋裏面耐火吸音構造体１の高さを示し、符号ｈ１は上側枠体３の高さを示している（後述する実施例参照）。
【００３３】
このように、この実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体１は、下側枠体２内に配置された吸音材４を備えているので、通常時には、高架橋自体からの構造物音を吸音するとともに、高架橋下方の道路からの交通騒音を吸音して該道路周辺への反射を防止して道路騒音低減を図ることができる。
【００３４】
また、この高架橋裏面耐火吸音構造体１は、上側枠体３内に配置された１１００℃以上の耐熱性を有する断熱材５と、１１００℃以上の耐熱性を有し、上側枠体３の前記断熱材支持部３ａの火災熱による温度上昇を防いで、上側枠体３の火災熱による熱変形を十分抑えて断熱材５が収容された上側枠体３の断面形状を保持するようにした上側枠体保護用断熱材６とを備えている。これにより、高架橋下における車両火災などによる火災発生時には、従来とは違って、火災熱から高架橋１０を防護して、床版１１の強度低下、橋桁１２の強度低下や変形などの高架橋の損傷を防止することができる。
【実施例】
【００３５】
本実施形態による高架橋裏面耐火吸音構造体の耐火性能を確認するための耐火実験を行った。試験体として、表１に示すように、比較例のタイプＡ１，Ａ２、実施例のタイプＢ１，Ｂ２、比較例のタイプＣ１，Ｃ２の６種類の試験体を製作した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体の構成は、前記の図２に示す通りである。このうち、タイプＢ１の各構成要素の仕様は、次の通りである。下側枠体２は、厚み０．８ｍｍの高耐食溶融めっき鋼板（下面はパンチング加工）からなり、上側枠体３は、厚み１．６ｍｍの高耐食溶融めっき鋼板からなっている。寸法Ｗ：４９０ｍｍ、寸法ｈ：１０５ｍｍ、寸法ｈ１：６０ｍｍ、寸法ｈ２：５５ｍｍ、長さは２０００ｍｍである。なお、下側枠体２及び上側枠体３の仕様は、他の試験体も同一である。吸音材４は、厚み５０ｍｍで、ロックウールからなっている。上側枠体保護用断熱材６は、厚み１２．５ｍｍで、１３００℃の耐熱性を有するセラミックファイバーブランケットからなっている。断熱材５は、厚み２５ｍｍで、１３００℃の耐熱性を有するセラミックファイバーブランケットからなっている。タイプＢ２は、断熱材５の厚みが５０ｍｍ（２５ｍｍ×２層）である点以外は、タイプＢ１と同一仕様である。
【００３８】
次に、比較例であるタイプＡ１，Ａ２の試験体の構成は、図３に示す通りである。このタイプＡ１，Ａ２の試験体と実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体との相違点は、タイプＡ１，Ａ２の試験体が、断熱材５及び上側枠体保護用断熱材６を備えていない点にある。タイプＡ１とＡ２との相違点は、吸音材保護材の種類が異なる点にある（表１参照）。
【００３９】
また、他の比較例であるタイプＣ１，Ｃ２の試験体の構成は、図４に示す通りである。このタイプＣ１，Ｃ２の試験体と実施例であるタイプＢ１，Ｂ２の試験体との相違点は、タイプＣ１，Ｃ２の試験体が上側枠体保護用断熱材６を備えていない点にある。また、タイプＣ１とＣ２との相違点は、断熱材５の厚みが異なる点にある（Ｃ１：２５ｍｍ、Ｃ２：５０ｍｍ（２５ｍｍ×２層））。
【００４０】
図５は耐火実験において大型水平加熱炉に６種類の試験体が配置された様子を示す平面図である。耐火実験は、上面が開放可能な大型水平加熱炉を用いて行った。図５に示すように、前記６種類の試験体を密着させて１枚の平板パネル状に並べ、平行な２本の横梁１６’（実際の高架橋へ設置する際に使用するものと同仕様のＨ形鋼）に固定して吊り下げて、大型水平加熱炉の上面に蓋状に設置するとともに、その両側も耐火蓋を設置して炉上面を覆うようにした。
【００４１】
この耐火実験では、油火災を想定した温度−時間関係である公知の炭化水素曲線にて温度１１００℃で９０分間の加熱を前記６種類の試験体に施した。そして、６種類の試験体が固定された横梁１６’の温度、実際の高架橋における橋桁１２の下フランジ１２ａ位置を想定しての、各試験体の６００ｍｍ上方の雰囲気温度、及び各試験体の上側枠体３の上面温度を、熱電対を用いてそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
耐火実験の結果から、次の（１）〜（４）のことがわかった。
（１）６種類全ての試験体において熱変形が認められたが（表２の「試験体変形量」参照）、構造体としての断面形状は保持することができた。
【００４４】
（２）断熱材５の厚みが厚い（量が多いほど）ほど、試験体上面（上側枠体３の上面）の温度上昇は抑えられ、試験体上面の温度は、厚み２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット１層以上で３５０℃程度に抑えることができた。
【００４５】
（３）試験体を支持する前記横梁１６’の温度は、表２に示すように、１２０℃程度であり、また、保全対象の高架橋における橋桁１２の下フランジ１２ａ位置を想定しての、試験体６００ｍｍ上方の雰囲気温度は、６種類の試験体において６０℃〜８０℃程度にとどまり、高架橋の上部構造を構成する鋼材（橋桁）の強度低下に至らない温度領域に抑えることができた。
【００４６】
（４）表２に示すように、断熱材５を備えない比較例のタイプＡ１，Ａ２の試験体の変形量が最も小さいが、その受熱温度（上側枠体上面の温度）が約５００℃程度となるため、上側枠体３の強度低下が懸念される。一方、断熱材５を備えた実施例のタイプＢ１,Ｂ２の試験体、及び比較例のタイプＣ１，Ｃ２の試験体では、断熱材５の厚みが厚いほど変形量が大きくなった。これは、該断熱材５により、上側枠体３の上下面の温度差が大きくなったことが原因と考えられる。このことから、上側枠体３の下部に断熱材５を配置したタイプＢ１の実施例がより好ましいと考えられる。
【符号の説明】
【００４７】
１…高架橋裏面耐火吸音構造体
２…下側枠体
３…上側枠体 ３ａ…断熱材支持部
４…吸音材
５…断熱材
６…上側枠体保護用断熱材
７…セラミックシート
８…ボルト
１０…高架橋
１１…床版
１２…橋桁（主桁） １２ａ…橋桁の下フランジ
１３…対傾構
１４…水平部材
１５…吊り部材
１６，１６’…横梁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高架橋の橋桁の下方に複数個連結されて吊り下げられ、高架橋の裏面全体を取り囲むように設置される高架橋裏面耐火吸音構造体であって、上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部を有する上側枠体と、前記下側枠体内に配置され、平板状をなす吸音材と、前記上側枠体内に前記断熱材支持部で支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材と、を備えたことを特徴とする高架橋裏面耐火吸音構造体。
【請求項２】
前記上側枠体保護用断熱材が、平板状をなし、前記断熱材支持部を含めて前記上側枠体の下側全体を覆うように前記下側枠体内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の高架橋裏面耐火吸音構造体。
【請求項３】
前記断熱材と前記上側枠体保護用断熱材とが、セラミックファイバーブランケットからなるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の高架橋裏面耐火吸音構造体。
【請求項１】
高架橋の橋桁の下方に複数個連結されて吊り下げられ、高架橋の裏面全体を取り囲むように設置される高架橋裏面耐火吸音構造体であって、上側に開口したチャンネル状をなす下側枠体と、下側に開口したチャンネル状をなして前記下側枠体とで枠体を形成し、下部に内側方向へ延びる断熱材支持部を有する上側枠体と、前記下側枠体内に配置され、平板状をなす吸音材と、前記上側枠体内に前記断熱材支持部で支持されて配置され、１１００℃以上の耐熱性を有し、平板状をなし、高架橋下における火災による火災熱から高架橋を防護するための断熱材と、１１００℃以上の耐熱性を有し、前記上側枠体を火災熱から防護するための上側枠体保護用断熱材と、を備えたことを特徴とする高架橋裏面耐火吸音構造体。
【請求項２】
前記上側枠体保護用断熱材が、平板状をなし、前記断熱材支持部を含めて前記上側枠体の下側全体を覆うように前記下側枠体内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の高架橋裏面耐火吸音構造体。
【請求項３】
前記断熱材と前記上側枠体保護用断熱材とが、セラミックファイバーブランケットからなるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の高架橋裏面耐火吸音構造体。
【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２０１２−２６０８３（Ｐ２０１２−２６０８３Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２５１９（Ｐ２０１０−１６２５１９）
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２０日（２０１０．７．２０）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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