JP2000027119A - 回転式防風柵及び橋梁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、走行安全性を確保しつつも、強風
時の耐風安定性をも確保でき、且つ経済的な回転式防風
柵及び橋梁を提供する。 【解決手段】 防風板３は、各柵子２間に長手軸周り
に回動可能に３段に架設されている。各防風板３の間に
は僅かに間隔があいている。柵子２の両端には、静止状
態（非回動状態）における上縁に支軸３ａが設けられて
いる。この支軸３ａを柵子２に枢着することにより架設
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に耐風性および
走行安全性に優れた回転式防風柵及び橋梁に関する。

【０００２】

【従来の技術】海岸部、海峡横断部や高い位置など強風
地域に架かる橋梁においては、車両の走行安定性、トラ
ックの転倒防止を目的とした防風対策が必要となる。す
なわち、一般の道路では、風速２５ｍ／ｓ程度で通行止
めにする場合が多いが、強風地域では周辺の道路が通行
止めにならない状況でも通行止めにしなければならない
ため、強風地域に架かる橋梁では周辺の道路と同じ風速
まで通行可能とするための対策を講じる必要が生じる。

【０００３】通常は、高さ３ｍ程度の防風柵を設けて路
面近傍の風速を減じることにより対処している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、防風柵
が高さ３ｍ程度の防風柵を設置した場合には、風に起因
する振動が問題となっていた。つまり、防風柵により橋
桁周りの風の流れが大きく乱されることにより振動が生
じ、発生する振動、振幅によっては、橋梁の耐風安定性
が確保できないことも考えられる。特に、長大橋では固
有振動数が小さく風の影響を受けやすく、防風柵を設置
しない場合でも暴風時の耐風安定性が問題となって風洞
試験が行われているため、防風柵を設置した場合の耐風
安定性の確保はますます難しくなる。

【０００５】また、耐風安定性を確保するための対策と
しては、防風柵を設けても耐風安定性の確保できる桁断
面形状の工夫、制振装置の導入などの措置が必要となる
が、膨大な労力と時間が必要となる。さらに、防風柵の
設置により橋桁の抗力が増加するため、静的風荷重の増
加による桁断面の補強、下部工の補強等をしなければな
らない。その為、不経済になるという問題点があった。

【０００６】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、走行安全性を確保
しつつも、強風時の耐風安定性をも確保でき、且つ経済
的な回転式防風柵及び橋梁を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の要
旨は、橋桁に設けられる回転式防風柵であって、橋軸方
向に所定間隔を介して設けられる柵子と、該柵子間に、
自身の長手軸周りに回動可能に設けられた防風板とを備
えたことを特徴とする回転式防風柵及び橋梁に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、前記防風板は、前記柵子
に回動可能に支持される支軸を有し、該支軸は静止した
状態における上側に偏在して設けられていることを特徴
とする請求項１記載の回転式防風柵に存する。請求項３
記載の発明の要旨は、前記防風板の回動に抵抗する抵抗
部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の回
転式防風柵に存する。請求項４記載の発明の要旨は、前
記防風板を所定角度で固定する固定手段を備えたことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転式防
風柵に存する。請求項５記載の発明の要旨は、請求項１
乃至４のいずれかに記載の回転式防風柵が設けられたこ
とを特徴とする橋梁に存する。請求項６記載の発明の要
旨は、請求項４に記載の回転式防風柵と少なくとも風速
計を設けたセンサーを備え、ある風速以上になるとセン
サーが作動して防風板を所定角度で固定することを特徴
とする回転式防風柵の固定方法に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【０００９】（第１の実施の形態）図１に示すように、
第１の実施の形態に係る回転式防風柵Ａは、吊橋に設け
られており、当該橋桁１の上面の縁部に立設された柵子
２と、この柵子２に架設された防風板３とから概略構成
されている。

【００１０】柵子２は、図２及び図３に示すように橋軸
方向に所定間隔を介して橋桁１上面の両縁部に設けられ
ている。

【００１１】防風板３は、各柵子２間に長手軸周りに回
動可能に３段に架設されている。各防風板３の間には僅
かに間隔があいている。柵子２の両端には、静止状態
（非回動状態）における上縁に支軸３ａが設けられてい
る。この支軸３ａを柵子２に枢着することにより架設さ
れている。

【００１２】斯かる回転式防風柵Ａは、通常時（車両通
行時）には、図４に示すように、防風板３は当該橋梁に
生起する風により支軸３ａを回転軸にして回転する。さ
らに暴風時には図５に示すように、防風板３は回転角度
が大きくなる。

【００１３】ここで、防風板３の寸法、抗力係数に以下
の値を入れて概略計算を行う。

【００１４】

【数１】

【００１５】計算結果は以下の通り。

【００１６】

【表１】

【００１７】概略計算であり、回転角が大きくなる程抗
力係数、揚力係数の値が変化するため、回転角が大きい
場合は参考値を示しているにすぎないが、風速１０ｍ／
ｓ程度でも９deg.程度の回転角が生じることがわかる。

【００１８】この例では防風板３の形状は充実部材とな
っているが、金網等でも良く、金網の場合は充実率によ
り抗力係数を変化させることができる。

【００１９】また、防風板３の回転中心を中心付近に移
動させれば、両側の風荷重の差で回転を生じるため、回
転中心を端部付近に設けるよりも回転角を小さくするこ
とが可能となる。

【００２０】また暴風時には回転角が90°以上回転し
て、構造によっては他の部材と接触するような場合も起
こりうるが、そのような場合には事前にストッパーを取
り付けることにより対処できる。

【００２１】次に、風速と回転変位の関係を、以下図８
乃至図１０を用いて説明する。

【００２２】今、図８及び図９に示すような回転式防風
柵Ａがあるとする。防風板３は上端部で柵子２（支柱）
と接続されており、回転方向の運動には自由となってい
る。防風板３は、回転方向には風により作用する抗力、
揚力と自重により釣り合っている。釣り合い式は以下の
通りである。

【００２３】

【数２】

【００２４】したがって、

【００２５】

【数３】

【００２６】ただし、

【００２７】

【数４】

【００２８】DとLが防風板３の回転角θの関数となって
いるため、若干の収束計算が必要となる。また、風荷重
は風速の２乗に比例するため、風速の増加とともに防風
板３の回転変位は益々大きくなることがわかる。

【００２９】防風板３の寸法、部材の選定により自重は
調整できること、防風板３の形状（充実率の変更）によ
り抗力係数、揚力係数は変化することから、風速と回転
角の関係は変更することが可能であるため、用途に応じ
た設計が可能となる。

【００３０】万一寸法等の変更によっても風速と回転角
の関係が目標値にならない場合、すなわち車両走行時に
おいても防風板３の回転変形が大きい場合には、防風板
３の回転変形を拘束する部材を設ければ良い。ここで、
ねじれ変形に抵抗する部材の強度は、車、歩行者が通行
する風速範囲では、防風効果が失われない様に防風板３
の回転変位を許容以下に抑える程度の剛度がなければな
らない。

【００３１】このように防風板３の回転方向に自由度を
持たせることにより、車両通行時には防風柵Ａとして走
行安全性を確保し、暴風時には防風板３が回転して風の
流れを整流させ良好な耐風安定性を確保した桁構造とす
ることができる。

【００３２】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
係る回転式防風柵Ｂは、第１の実施の形態に係るものと
は、第２の防風板１３の支軸１３ａが上縁ではなく、僅
かに下に偏在している点、及び柵子１２に枢支される支
軸１３ａにはその回動に抵抗するねじれバネ１６（抵抗
部材）が設けられている点で異なる。

【００３３】風が生起すると、防風板１３に風力が加わ
り、回転変形が生じる。回転角を小さくするためには、
板厚を厚くする若しくは比重の大きい材質を使用するな
ど自重を大きくする方法、防風板１３を金網にして抗力
係数を減じる方法等もあるが、第２の実施の形態の様に
ねじれバネ１６により回転変形を拘束する部材を付加す
る方法でも良い。

【００３４】回転中心部分にねじれバネ１６を設ける以
外にもたわみバネ１６を回転中心からある程度離れた場
所に設置する方法でも回転変形が拘束される。

【００３５】第２の実施の形態に係る回転式防風柵Ｂで
は、自動車走行時には防風板１３の変形を許容回転角以
内に抑え、自動車を通行止めにする風速以上では充分に
回転変形をして風の流れを整流すれば良いため、定荷重
バネ１６（一定の荷重までは変位を許さず、ある荷重以
上になると変位を許すバネ１６）が望ましい。

【００３６】以上の如く両実施の形態では、回転式防風
柵Ｂの防風板１３を回動自由にすることにより、暴風時
には風荷重により防風板１３が回転変形する。防風板１
３の回転変形により風の通り道が生じるため、回転式防
風柵Ｂの防風効果は小さくなる。すなわち、風が防風板
１３の間を抜けるようになるため、橋桁１周り流れの乱
れが改善され、良好な耐風安定性が確保できる。

【００３７】すなわち、車両走行時には回転式防風柵Ｂ
によって橋桁１周りの風の流れが乱されていたのに対
し、車両が通行止めとなる暴風時には、防風板１３の回
転変形により防風効果が小さくなる代わりに風の流れが
整流される。

【００３８】すなわち、従来においては図１１に示すよ
うに、従来の防風柵Ｂでは暴風時にも風の流れが乱れて
いたのに対し、本実施の形態では図１２に示すように
（図１２には第２の実施の形態に係る回転式防風柵Ｂを
示す）、車両走行時には防風効果を保ちつつ、暴風時に
は風荷重による変形を利用して防風効果を小さくし、風
の流れを整流させる構造となるため、良好な耐風安定性
が確保できる。

【００３９】さらに、防風板１３が可動になることによ
り、暴風時に回転式防風柵Ｂに作用する風荷重も小さく
することができる。再度無風時になった場合には、防風
板１３の自重により防風板１３は通常の位置まで戻る。

【００４０】（第３の実施の形態）図１３に第３実施の
形態に係る回転式防風柵を示す。柵子の中には、図１４
に示すようにラックが取り付けられており、回転式防風
柵の下部に設置されたモータにより上下運動する構造と
なっている。防風板の支軸にはピニオンが設けられてお
り、ラックに噛合している。したがって、ラックの上下
運動によるピニオンの回転により防風板が回転する構造
になっている。図１４に示すように、低風速時（車両通
行時）には、防風柵の機能を果たすため、ラックは作動
させない。したがって、防風柵には風荷重による回転変
形は生じない。一方、暴風時（車両通行止時）には、図
１５に示すようにモーターによりラックを下に可動させ
ることにより、防風板を回転させて、所定角度で固定さ
せる。

【００４１】なお、上記実施の形態においては吊橋に適
用したが、本発明はそれに限定されず、本発明を適用す
る上で好適な橋梁に適用することができる。

【００４２】また、図１における路肩防護柵４、中央防
護柵５も回転式防風柵にすることができる。

【００４３】また、防風板を所定若しくは任意の角度で
固定する固定手段を備えることもできる。なお、固定手
段としてはラッチ、固定ピン等、本発明を実施する上で
好適なものを用いれば良い。

【００４４】また、駆動源と、ウォームギヤ等とを組み
合わせて回動自在にすることもできる。

【００４５】また、車両通行又は通行停止は人為的に取
り決めることができ、防風板の回転角度と車両通行又は
通行停止との間に相関を持たせても良いし、持たせなく
とも良い。

【００４６】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。

【００４７】なお、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。回転式防風柵の防風板
を回転方向に自由にすることにより、暴風時には風荷重
により防風板が回転変形する。防風板の回転変形により
風の通り道が生じるため、回転式防風柵の防風効果は小
さくなる。すなわち、風が防風板の間を抜けるようにな
るため、橋桁周り流れの乱れが改善され、良好な耐風安
定性が確保できる。さらに、暴風時の風荷重の低減も可
能となる。それ故に、制振装置の導入などの措置、桁断
面の補強、下部工の補強等が不要となり経済的に設計す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転式防風柵
が設けられた橋桁の縦断面図である。

【図２】図１に示す回転式防風柵の正面図である。

【図３】図２のｘ−ｘ断面図である。

【図４】図１に示す回転式防風柵の、車両走行時の動作
を示す鉛直断面図である。

【図５】図１に示す回転式防風柵の、回転式防風柵の、
暴風時の動作を示す鉛直断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る回転式防風柵
の正面図である。

【図７】図６のｙ−ｙ断面図である。

【図８】図６に示す回転式防風柵の、無風時の動作を示
す鉛直断面図である。

【図９】図６に示す回転式防風柵の、有風時の動作を示
す鉛直断面図である。

【図１０】図６に示す回転式防風柵に作用する力を示す
概念図である。

【図１１】従来技術に係る防風柵が設けられた橋桁周り
の風の流れを示す概念図である。

【図１２】図６に示す回転式防風柵が設けられた橋桁周
りの風の流れを示す概念図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る回転式防風
柵の一部破断の正面図である。

【図１４】図１３に示す回転式防風柵の低風即時におけ
るＡ―Ａ断面図である。

【図１５】図１５に示す回転式防風柵の防風時における
Ａ―Ａ断面図である。

【符号の説明】

Ａ 第１の実施の形態に係る回転式防風柵 Ｂ 第２の実施の形態に係る回転式防風柵 Ｃ 第３の実施の形態に係る回転式防風柵 １ 橋桁 ２，１２，２２ 柵子 ３，１３，２３ 防風板 ３ａ，１３ａ，２３ａ 支軸 ４ 路肩防護柵 ５ 中央防護柵 １６ ねじれバネ ２４ ラック ２５ ピニオン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 橋桁に設けられる回転式防風柵であっ
   て、 橋軸方向に所定間隔を介して設けられる柵子と、 該柵子間に、自身の長手軸周りに回動可能に設けられた
   防風板とを備えたことを特徴とする回転式防風柵及び橋
   梁。
2. 【請求項２】 前記防風板は、前記柵子に回動可能に支
   持される支軸を有し、該支軸は静止した状態における上
   側に偏在して設けられていることを特徴とする請求項１
   記載の回転式防風柵。
3. 【請求項３】 前記防風板の回動に抵抗する抵抗部材を
   設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転式防
   風柵。
4. 【請求項４】 前記防風板を所定角度で固定する固定手
   段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   に記載の回転式防風柵。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の回転
   式防風柵が設けられたことを特徴とする橋梁。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の回転式防風柵と少なく
   とも風速計を設けたセンサーを備え、ある風速以上にな
   るとセンサーが作動して防風板を所定角度で固定するこ
   とを特徴とする回転式防風柵の固定方法。