JP2008115580A

JP2008115580A - 制振機能付橋梁

Info

Publication number: JP2008115580A
Application number: JP2006298686A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sato; 貴浩佐藤
Original assignee: Cemedine Co Ltd
Current assignee: Cemedine Co Ltd
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-22

Abstract

【課題】
本発明は、拘束型制振材を用い簡便な施工で優れた制振機能を持たせることができるようにした制振機能付橋梁を提供する。
【解決手段】
互いに相対向して並立する少なくとも１対の鋼製の主桁単体及び前記主桁単体間を接合する横桁を有する主桁単位構造体を主桁遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなる主桁構造体と、前記主桁単位構造体に対応して形成され前記主桁単位構造体の上面に接合されるコンクリート床版単体を床版遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなるコンクリート床版構造体と、を含む橋梁であって、前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分の所定の面積が被覆されるように剛性部材を前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分に弾性接着剤によって貼り着けることによって制振機能を発揮させることができるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は道路橋や鉄道橋などの橋梁において車両が通過する際の振動や騒音を低減することができるようにした制振機能付橋梁に関する。

従来から、制振材や遮音部材は、住宅；自動車、飛行機、船舶等の乗り物；ＯＡ製品筐体、家電製品等の筐体；配管等の輸送設備など、様々な分野において発生する振動、騒音を遮断、吸収させるために使用されている。特に道路橋や鉄道橋などの橋梁構造物においては、車両が通過する際に振動や騒音がそのまま十分に遮断されずに、場合によっては会話もできなくなるなどの問題があった。特に、住宅街などでは大きな問題であり、緊急性を要する問題となっている。

このような、振動を吸収する制振材としては、振動源に積層するだけの非拘束制振材と、振動源に積層し、さらに振動源と接していない面に、変形しにくい拘束層を積層した拘束型制振材とがある。

上記非拘束型制振材の制振性能は以下の式に示される。
η＝１４η₂・（Ｅ₂／Ｅ₁）・（ｈ₂／ｈ₁）²
η、η₂ ：複合板（基板＋制振材）、制振材の損失係数
Ｅ₁、Ｅ₂：基板、制振材のヤング率
ｈ₁、ｈ₂：基板、制振材の厚さ
この式により、非拘束型制振材の制振性能は、基板の厚さが厚いほど低下することが示される。しかし、橋梁構造物に用いられる部材（主桁、横桁など）は厚さ１０ｍｍを超える鉄板を数多く使用されており、このため非拘束型制振材により得られる制振性には限界がある。その為、非拘束型制振材での橋梁構造物に十分な制振性能を確保することは困難である。

一方、拘束型制振材においては、一般的に樹脂層と拘束層からなり、その得られる制振性能は非常に高いものの、その施工方法がたいへん煩雑であり、またコストも高い。また、その制振性能は樹脂層の粘弾性に大きく依存する為、一般的に熱可塑性樹脂が用いられ、接着耐久性が得られないことから、取り付け金具等を併用せざるを得ない（特許文献１）。
特開２００１−３２２１０号公報

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、拘束型制振材を用い簡便な施工で優れた制振機能を持たせることができるようにした制振機能付橋梁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の制振機能付橋梁は、互いに相対向して並立する少なくとも１対の鋼製の主桁単体及び前記主桁単体間を接合する横桁を有する主桁単位構造体を主桁遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなる主桁構造体と、前記主桁単位構造体に対応して形成され前記主桁単位構造体の上面に接合されるコンクリート床版単体を床版遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなるコンクリート床版構造体と、を含む橋梁であって、前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分の所定の面積が被覆されるように剛性部材を前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分に弾性接着剤によって貼り着けることによって制振機能を発揮させることができるようにしたことを特徴とする。

前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分が前記剛性部材によって被覆される面積が前記主桁遊間部から前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分の長手方向に長さが少なくとも４ｍで幅が前記主桁単体の側面部分の高さの少なくとも６０％であるようにするのが好適である。

前記横桁の片側面部分又は両側面部分の６０％以上が被覆されるように剛性部材を貼り着けるのがさらに好ましい。

前記弾性接着剤として、引張りせん断接着強さが１０Ｎ／ｍｍ²以上、かつＴ形はく離接着強さ３Ｎ／ｍｍ以上であり、また硬化皮膜のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以下、かつ硬さ（ショアＡ）で３０〜９０、ヤング率が５００〜０．１×１０⁶（Ｎ／ｍ²）である弾性接着剤を用いるのが好適である。

前記弾性接着剤としては、変成シリコーン樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系、ポリサルファイド樹脂系、及びＳＢＲ系なる群から選ばれた少なくとも１種の弾性接着剤をあげることができるが、プライマーを使用する必要がなく、無溶解型で耐久性、接着性に優れる、変成シリコーン樹脂系弾性接着剤が好ましい。

変成シリコーン樹脂系接着剤とは、変成シリコーン樹脂を組成中に必須成分として含有する接着剤である。変成シリコーン樹脂とは、分子中に１個以上の反応ケイ素基を有する高分子化合物、たとえば、特開昭５０−１５６５９９号公報、特開昭５２−７３９９８号公報、特開昭５８−１０４１８号公報、特開昭６２−２３０８２２号公報等で提案されたような化合物、特開昭６３−１２６７７号公報で示されたような加水分解可能な基が結合した珪素原子を分子中に少なくとも２個以上有する有機シリコーン系化合物、及びＷＯ９８／５８００７、特開平１１−１００４２７号、特開２０００−１４３７５７号、特許第３０３００２０号、特開２０００−１６９５４５号の各公報等に記載の公知の樹脂である。

その他、特開昭６０−３１５５６号公報、特開昭６０−２２８５１６号公報、特開昭６３−１１２６４２、特開平１−１３１２７１号公報で提案された珪素基を有するオキシアルキレン重合体と珪素基を有する（メタ）アクリレート（共）重合体よりなる組成物のようなものを挙げることもできる。

以上述べた如く、本発明の制振機能付橋梁は、橋梁構造体の騒音対策に優れ、施工を簡便化でき、躯体に対する重量付加の削減、および部品点数の削減による工期短縮、コスト低減をはかることができるという大きな利点を有するものである。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明するが、図示例は本発明の好ましい実施の形態を示すもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り、種々の変形が可能であることはいうまでもない。

図１は本発明の制振機能付橋梁を示す一部断面斜視説明図である。図２は図１の部分側面図である。図３は主桁の側面部分に剛性部材を貼り着けた状態を示す摘示断面説明図である。図４は横桁の側面部分に剛性部材を貼り着けた状態を示す摘示断面説明図である。

図１において、１０は本発明に係る制振機能付橋梁で、複数個の橋脚１２を有している。前記橋脚１２の上面には主桁構造体１４が設置されている。前記主桁構造体１４は、主桁単位構造体１６を主桁遊間部１８を介して長手方向に連続的に配置して構成されている。前記主桁単位構造体１６は互いに相対向して並立する少なくとも１対の鋼製の主桁単体２０及び前記主桁単体２０間を接合する横桁２２を有している。

２４はコンクリート床版単体で、前記主桁単位構造体１６に対応して形成され前記主桁単位構造体１６の上面に接合されている。２６はコンクリート床版構造体で、前記コンクリート床版単体２４を床版遊間部２８を介して長手方向に連続的に配置して構成されている。

３０は剛性部材で、前記主桁単体２０の側面部分２０ａの一方又は双方に貼り着けられ拘束層として作用する。前記剛性部材３０は前記主桁遊間部１８から前記主桁単体２０の片側面部分又は両側面部分の長手方向に長さが少なくとも４ｍで幅が前記主桁単体２０の側面部分２０ａの高さの少なくとも６０％の面積が被覆されるように弾性接着剤によって貼り付けられる（図３）。また、前記剛性部材３０を前記横桁２２の側面部分２２ａの一方又は双方にさらに貼り着け、拘束層として作用させるのが好ましい（図４）。

本発明に用いられる剛性部材は少なくとも弾性接着剤より引張り弾性率が大きなものであれば特に限定されるものではないが、引張り弾性率が小さすぎると弾性接着剤の振動吸収性能が低下するので、１．０×１０⁸ （Ｎ／ｍ²）以上であることが好ましい。この様な剛性部材に使用される材料としては、鉛、鋼材（ステンレス鋼を含む）、銅、アルミニウム等の金属材料；コンクリート、石膏ボード、大理石、スレート、砂、ガラス等の無機材料；ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂、ポリサルホン系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート等）、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等）等の熱可塑性樹脂；木材などがあげられる。これらは単独で使用されても良いし、複数の剛性部材が結合されたものでも良い。

前記主桁単体２０、横桁２２に対する剛性部材３０の貼り付け方法としては、主桁単体２０の側面部分２０ａ及び横桁２２の側面部分２２ａに弾性接着剤を、スプレーや、クシ目ごて、ハケ、ヘラによる全面塗布、またビード塗布、点状塗布（ダンゴ貼り）などの塗布方法によって塗布し、この弾性接着剤を介して剛性部材３０を貼り付ければよい。塗布方法としては特別の限定はないが、剛性部材３０の制振性能を確保するためには、圧締した際に側面部分２０ａ，２２ａの全面に塗り広がることが望ましい。剛性部材３０の貼り付け位置は主桁単体２０、横桁２２の側面部分２０ａ，２２ａの全面が望ましいが、道路の継ぎ手（ジョイント）付近、即ちコンクリート床版構造体２６の床版遊間部２８の近傍に位置する主桁単体２０、横桁２２の側面部分２０ａ，２２ａにのみ剛性部材３０を貼り付けるだけでも効果が得られる。また、剛性部材３０は一体化していることが望ましいが、ある程度分割されていても効果が得られる。

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。

下記の実施例及び比較例における各性能値の測定方法は次の通りである。
（１）引張りせん断接着強さ：ＪＩＳＫ６８５０に準拠
軟鋼板；１．６×２５×１００ｍｍ
接着面積；２５×２５ｍｍ（ＥＰ００１、スーパーＸＮｏ．８００８）
１２．５×２５ｍｍ（１５００、Ｙ−６１０）
引張り速度；５０ｍｍ／分（ＥＰ００１、スーパーＸＮｏ.８００８）
５ｍｍ／分（１５００、Ｙ−６１０）

（２）Ｔ形はく離接着強さ：ＪＩＳＫ６８５４−３に準拠
軟鋼板；０．５×２５×２００
引張り速度；２００ｍｍ／分（ＥＰ００１、スーパーＸＮｏ．８００８）
５０ｍｍ／分（１５００、Ｙ−６１０）
（３）ガラス転移温度：ＴＭＡ（ＴｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ）法
（４）硬さ（ショアＡ）：ＪＩＳＫ６２５３に準拠
（５）ヤング率：ＪＩＳＫ７１１３に準拠

（実施例１）
２液型変成シリコーン系弾性接着剤としてＥＰ００１〔セメダイン（株）製〕を使用した。予め１６ｍｍ厚の鋼板を３００ｍｍ×３００ｍｍに切断し、同じく３００×３００×０．８ｍｍ厚の鉄板をＥＰ−００１を用いて貼り合わせ試験片とした。養生期間は２３℃５５％ＲＨで２週間とした。得られた試験片について各種の性能を測定しその結果を次に示す。
引張りせん断接着強さ：１１．３Ｎ／ｍｍ²
Ｔ形はく離接着強さ：５．５２Ｎ／ｍｍ
ガラス転移温度（Ｔｇ）：−６０℃
硬さ（ショアＡ）：７８
ヤング率：２４×１０⁶（Ｎ／ｍ²）

（実施例２）
１液型変成シリコーン系弾性接着剤としてスーパーＸＮｏ．８００８〔セメダイン（株）製〕を使用した。試験片は実施例１と同様に作成した。得られた試験片について各種の性能を測定しその結果を次に示す。
引張りせん断接着強さ：３．７Ｎ／ｍｍ²
Ｔ形はく離接着強さ：２．５Ｎ／ｍｍ
ガラス転移温度（Ｔｇ）：−６３℃
硬さ（ショアＡ）：４２
ヤング率：１．８×１０⁶（Ｎ／ｍ²）

（比較例１）
２液型エポキシ樹脂系接着剤として１５００〔セメダイン（株）製〕を使用した。試験片は実施例１と同様に作成した。得られた試験片について各種の性能を測定しその結果を次に示す。
引張りせん断接着強さ：１５．７Ｎ／ｍｍ²
Ｔ形はく離接着強さ：０．４Ｎ／ｍｍ
ガラス転移温度（Ｔｇ）：５４℃
硬さ（ショアＡ）：９０以上（ショアＤ８２）
ヤング率：３１３８×１０⁶（Ｎ／ｍ²）

（比較例２）
２液型アクリル樹脂系接着剤としてＹ−６１０〔セメダイン（株）製〕を使用した。試験片は実施例１と同様に作成した。得られた試験片について各種の性能を測定しその結果を次に示す。
引張りせん断接着強さ：２６．０Ｎ／ｍｍ²
Ｔ形はく離接着強さ：３．６５Ｎ／ｍｍ
ガラス転移温度（Ｔｇ）：７２℃
硬さ（ショアＡ）：９０以上（ショアＤ７２）
ヤング率：９３５×１０⁶（Ｎ／ｍ²）

（比較例３）
１６ｍｍ厚の鋼板を３００ｍｍ×３００ｍｍに切断し、その鋼板単体を試験片とした。

実施例１，２、比較例１〜３で得られた試験片について制振性能の評価を行った。実施例１，２、比較例１〜３で得られた試験片を６ｃｍ厚のウレタンフォーム上に水平に設置する。その際１６ｍｍ厚の鋼板を上面とする。その試験片の中心をインパクトハンマーを用いて加振し、その振動を加速度ピックアップを用いて測定した。その結果をＦＦＴアナライザーを用いて共振周波数における損失係数を測定し、その結果を表１に示した。

本発明の制振機能付橋梁を示す一部断面斜視説明図である。図１の部分側面図である。主桁の側面部分に剛性部材を貼り着けた状態を示す摘示断面説明図である。横桁の側面部分に剛性部材を貼り着けた状態を示す摘示断面説明図である。

符号の説明

１２：橋脚、１４：主桁構造体、１６：主桁単位構造体、１８：主桁遊間部、２０：主桁単体、２０ａ，２２ａ：側面部分、２２：横桁、２４：コンクリート床版単体、２６：コンクリート床版構造体、２８：床版遊間部、３０：剛性部材。

Claims

互いに相対向して並立する少なくとも１対の鋼製の主桁単体及び前記主桁単体間を接合する横桁を有する主桁単位構造体を主桁遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなる主桁構造体と、前記主桁単位構造体に対応して形成され前記主桁単位構造体の上面に接合されるコンクリート床版単体を床版遊間部を介して長手方向に連続的に配置してなるコンクリート床版構造体と、を含む橋梁であって、前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分の所定の面積が被覆されるように剛性部材を前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分に弾性接着剤によって貼り着けることによって制振機能を発揮させることができるようにしたことを特徴とする制振機能付橋梁。
前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分が前記剛性部材によって被覆される面積が前記主桁遊間部から前記主桁単体の片側面部分又は両側面部分の長手方向に長さが少なくとも４ｍで幅が前記主桁単体の側面部分の高さの少なくとも６０％であるようにしたことを特徴とする請求項１記載の制振機能付橋梁。
前記横桁の片側面部分又は両側面部分の６０％以上が被覆されるように剛性部材を貼り着けることを特徴とする請求項１又は２記載の制振機能付橋梁。
前記弾性接着剤として、引張りせん断接着強さが１０Ｎ／ｍｍ²以上、かつＴ形はく離接着強さ３Ｎ／ｍｍ以上であり、また硬化皮膜のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃以下、かつ硬さ（ショアＡ）で３０〜９０、ヤング率が５００〜０．１×１０⁶（Ｎ／ｍ²）である弾性接着剤を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の制振機能付橋梁。
前記弾性接着剤が変成シリコーン樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系、ポリサルファイド樹脂系、及びＳＢＲ系からなる群から選ばれた少なくとも１種の弾性接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の弾性接着剤。