JPH0765292B2 - 箱桁橋梁の空力振動防止構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、風による振動を防止する箱桁橋梁の空力振動
防止構造に関する。

［従来の技術］ 橋梁の内で特に風による振動が問題となるような長径間
の橋梁の桁には、通常トラス桁か箱桁が用いられる。ト
ラス桁では側面より強風を受けたときフラッタを起しや
すく、又箱桁では渦励振かフラッタが発生することがあ
るため、一般に次のような防振構造が施されている。

（１）トラス桁 １）第７図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、床版
11の各所にグレーチング12を設けて上下方向の風の流れ
を自由にし、床版11に作用する風圧力を緩和する。

２）第８図に示すように床版11の中央部に閉鎖板13を設
けるか、又は中央高欄14を閉鎖型として床版11に沿う風
の流れを剥離し、そのパターンを変えることにより橋の
振動を防止する。

（２）箱桁 １）第９図（ａ），（ｂ）に示すように床版11の両側上
に抑流板15を設置し、風の流れを抑えて床版11の両側端
部の剥離を防止する。この場合高欄14は開放型である。

２）第10図（ａ），（ｂ）に示すように箱桁の断面をほ
ぼ流線形に近づけ、風の流れに渦をつくらないようにす
ることにより、橋梁が渦励振やフラッタを起こさないよ
うにする。この場合当然ながら、高欄14は開放型で、風
の流れを妨げないようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ （１）トラス桁 従来技術によってフラッタの抑制は可能であるが、元来
トラス桁は断面形式が捩れ等に十分な強度を保ち難いば
かりでなく、保全上においても問題点が多い。

（２）箱桁 １）箱桁では長径間橋梁の場合、剛性を維持するために
はあまり扁平にはできないので、一定量の桁高が必要と
なるため渦励振が発生する。この渦励振を防止するため
に抑流板15を設けるが、これによって通行者の視界を妨
げ、景観を害するという問題がある。

２）流線形箱桁とする場合、桁高を小さくして扁平の流
線形にすると、剛性が小さくなるためフラッタが発生す
る。このため剛性を保つのに必要な桁高を確保すると同
時に第10図に示すように桁の両側に張出し部16を設けて
空力を整流するとよいが、製造コストが大きくなる。又
このようにしてもフラッタ防止が完全なものではない。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、特に箱桁橋梁において、強い水平横風を受けた場合
においても渦励振やフラッタを確実に防止することが出
来る箱桁橋梁の空力振動防止構造を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る箱桁橋梁の空力振動防止構造は、主桁の両
側縁部に横風を該主桁に沿う方向に案内する傾斜部を設
けると共に、前記主桁の両側面に該両側面の一方から他
方へ風が通り抜ける複数の吹き抜けを設けたものであ
る。

［作用］ 上記のように構成された箱桁橋梁の空力振動防止構造に
おいては、主桁の一方の側から横風を受けると、この横
風が傾斜部に沿って流線形状に流れるので後流の幅が小
さくなり、後流の渦発生力が小さくなる。また、横風の
一部が吹き抜けを通り抜け、この風が後流の内に吹き出
して後流に渦が形成されるのを防止する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。図にお
いて、１は両側部に傾斜面を設けて流線形に近い断面を
形成した箱桁、２は箱桁１の両側面部の開口部、３は開
口部２に設られたラチス構造、４は高欄で開放型となっ
ており、５は箱桁１の上部で床版となる所である。

次にこの作用を説明する。第４図（ａ），（ｂ）は本発
明の作用を説明する原理図で、（ａ）は本発明に係る箱
桁、（ｂ）は従来の箱桁に対する風の流れを模式的に示
したものである。第４図（ｂ）に示す従来の箱桁６の場
合は、側面から風の流れ10を受けると箱桁６の後角部6a
から風の流れ10が剥離して後流に渦10aが形成され、箱
桁６に渦励振が発生する。これに対して第４図（ａ）に
示す本発明に係る箱桁１の場合は、風の流れ10には、上
流から下流に向い箱桁１の外面に沿って流れる風と同時
に、箱桁１の上流側面開口部２より箱桁１内に入り箱桁
内を通り抜けて下流側面開口部２よりジェット状に吹き
出す風の流れ10bが発生する。これにより風の後流に渦1
0aが発生することを防止することが出来る。すなわち、
本発明に係る箱桁１は、箱桁の両側に傾斜部を設け、こ
れによって後流の死水域の幅を小さくして渦発生力を小
さくすると共に、この後流に箱桁１内を通過した風を吹
き出させることによって、渦の発生を確実に防止するも
のである。

第２図は本発明に係る他の実施例を示す斜視図で、一体
に形成された箱桁１の両側部に開口部2aを一定間隔で配
設したものであり、その他の符号は第１図と同一のもの
を示す。本実施例による作用は前記と全く同一である。

第３図は更に他の実施例を示す斜視図で、床版５の下部
に箱状の桁1aを設け、その両側部に開口部2aを設けたも
のであり、その他の符号は第１図と同一のものを示す。
本実施例による作用も前記と全く同一である。

次に第５図は本発明の風洞実験結果を示す線図、第６図
（ａ），（ｂ）は夫々実験に用いられた模型の断面図で
ある。第５図において、縦軸は捩れ振幅、横軸は実橋換
算風速（m/s）、白丸Ａは第６図（ａ）に示した従来の
箱桁の模型6pを風洞実験した時の結果を示すプロット
点、黒丸Ｂは第６図（ｂ）に示した本発明に係る箱桁の
模型1pを風洞実験した時の結果を示すプロット点であ
る。第５図から明らかなように、本発明に係る箱桁模型
1pは従来の箱桁模型6pに比べて、実橋換算風速０〜50m/
sを受けても、殆ど捩れを生ずることがなく、防振効果
が極めて大きいことが分る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、横風を傾斜部
に沿って流線形状に流すことによって後流の渦発生力を
小さくすると共に、吹き抜けを通過した風を後流内に吹
き出させて渦の発生を防止するようにしたので、後流に
よる渦励振を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を模式的に示す斜視図、第２
図、第３図は他の実施例の斜視図、第４図は原理を示す
説明図で、（ａ）は本発明、（ｂ）は従来例の場合を示
す。第５図は風洞実験結果の線図、第６図は風洞実験に
用いた模型断面図で、（ａ）は従来の箱桁の模型、
（ｂ）は本発明の箱桁の模型、第７図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は従来例のトラス桁橋梁の断面図、第８図はトラ
ス桁橋梁の中央部の断面の一部詳細図、第９図（ａ），
（ｂ）は従来例の箱桁橋梁の断面図、第10図（ａ），
（ｂ）は従来例の流線形箱桁橋梁の断面図である。 1:箱桁、2:開口部、3:ラチス構造、4:高欄、5:床版、6:
従来型箱桁、6a:後角部、10:風の流れ、10a:渦。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 直寛 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−225406（ＪＰ，Ａ) 特公 昭32−2336（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭33−680（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主桁の両側縁部に横風を該主桁に沿う方向
   に案内する傾斜部を設けると共に、前記主桁の両側面に
   該両側面の一方から他方へ風が通り抜ける複数の吹き抜
   けを設けたことを特徴とする箱桁橋梁の空力振動防止構
   造。