JP2009144485A - 遮音壁および同遮音壁に用いる遮音パネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定間隔で立てられた水平断面がH形の支柱1の隣り合う支柱1、1間に遮音パネル2を建て込んで構築された遮音壁10において、前記遮音パネル2は、金属製の薄肉角パイプ2aを中空構造のまま上下に複数積み重ねて構築されている。
【選択図】図1
Description
前記遮音壁は、主として所定間隔で立てられた支柱と、隣り合う支柱間に建て込む遮音パネルとで構成され、前記遮音パネルには従来から所謂コンクリート遮音パネル(プレキャストコンクリート)が好適に採用されている(例えば、特許文献1〜3の[従来の技術]を参照)。
前記遮音パネルは、その使用目的、設置場所等に応じて多様化し、現在ではコンクリート製のほか、金属製、プラスチック製(特許文献2の[従来の技術]を参照)、木製(特許文献2を参照)、合成樹脂製(特許文献4を参照)など種々の材質より成る遮音パネルが開示され、実施に供されている。この中で、遮音性能は遮音パネルの重量が大きければ大きいほど効果が大きいという音響学の重量則、及び経済性を考慮し、現在でもコンクリート製の遮音パネルが好適に用いられていることは経験的事実の示すところである。
1)コンクリート遮音パネルは、部材単価は比較的安価であるものの重量が非常に大きいので、必然的に搬出時の運搬費が嵩む上に現場での取り扱いや施工に手間が掛かるという問題があった。ちなみに、一例として幅が90mm、高さが500mm、長さが3960mmの大きさのコンクリート遮音パネルは、約400kgにも及ぶ。
また、近年、都市の過密化により、高速道路、一般道路等の沿線の建物や住宅等も高層化し遮音壁の高さもより高くする必要に迫られているが、大重量のコンクリート遮音パネルの設置作業(積み重ね作業)は高所作業になればなるほど困難で危険を伴う作業となるという問題もあった。
2)コンクリート遮音パネルは、経年劣化やアルカリ脆化により亀裂が進展してコンクリート片が剥落するという問題があった。この問題は、地震が発生した場合には特に顕著となり、二次災害も懸念された。
また、近年、都市の過密化により、高架道路の下やその近辺に道路や住宅がある場合が珍しくなく、コンクリート片の剥落は、人命に関わる事故を発生させる虞があった。
この特許文献4に係る遮音壁は、合成樹脂製の中空パイプ1を遮音素材A(遮音パネル)に用いているので、非常に軽量で部材単価も比較的安価である。また、コンクリート片が剥落するというコンクリート遮音パネル特有の問題もない。よって、上記1)、2)の問題は生じない。
よって、遮音パネルを構成する部材点数が多く、製造作業が非常に面倒な上にコストが嵩むという問題があった。この問題は、高速道路、一般道路等に沿って膨大な数量の遮音パネルを使用する遮音壁には特に甚大である。
また、前記中空パイプ1の両端にキャップ3で被せて実施しているので、当該中空パイプ1を上下に複数積み重ねて遮音パネルを構成すると、上下の中空パイプ1、1間のキャップ3を除く部位はキャップ3の肉厚分だけ隙間を生じるので、遮音壁として遮音効果を発揮するには明らかに不合理な構造であった。
本発明の次の目的は、コンクリート遮音パネルを建て込んだ既存の遮音壁について、コンクリート遮音パネルが経年劣化等して取り替えを必要とするような場合に、支柱をそのまま残して容易にコンクリート遮音パネルと代替することが可能な遮音パネルを提供することにある。
1)汎用されているコンクリート遮音パネルと比して、非常に軽量なので、必然的に搬出時の運搬費を大幅に削減でき、現場での取り扱いや施工をスムーズに行うことができる。これに伴い、近年需要が大きい高層の遮音壁にも労せず対応することができる。また、非常に軽量であるが故に、下部の遮音パネルを車両事故等の理由により交換する場合にも、コンクリート遮音パネルと比してスムーズ、且つ経済的に取り替え作業を行い得る。
2)汎用されているコンクリート遮音パネルと比して、経年劣化やアルカリ脆化により亀裂が生じて破片が落下する虞もなく、地震が発生した場合等に生じる二次災害も極力防止することができるので、安全性の点においても非常に優れている。また、車両衝突時に、コンクリート遮音パネルはコンクリートの破片が飛散することがあるが、金属製の薄肉角パイプは破片が飛散することがない。
3)上記特許文献4に係る遮音壁と比して、シンプルな構成で、製造作業も容易で、経済的である。また、扁平な薄肉角パイプを上下に隙間なく積み重ねて遮音パネルを構築することができるので、遮音壁としての遮音効果を十分に発揮することができる。
特に、請求項3に記載した遮音壁によれば、角形鋼管等の固定部材をH形の支柱のウエブに当接するように立てて実施するので、仮に、H形の支柱のフランジと遮音パネルとに僅かな隙間が生じて音漏れが発生したとしても、前記角形鋼管等の固定部材が前記H形の支柱のウエブにぴったり当接して音漏れを逃さないので遮音効果をさらに高めることができる。
4)また、金属製の薄肉角パイプを中空構造のまま遮音パネルに用いても十分に遮音性能を発揮できるので、シンプルな構成で効率よく遮音性能を発揮できると云える。
5)このように、軽量で使い勝手がよく、それでいて遮音性能に優れた薄肉角パイプは、標準仕様のH形鋼等を用いたH形の支柱に簡易に取り付けることができるので、例えば、既存の遮音壁に用いられているコンクリート遮音パネルが経年劣化等して取り替えを必要とするような場合に、H形の支柱をそのまま残して容易にコンクリート遮音パネルと代替することもできる。
6)その他、コンクリート遮音パネルと比して非常に軽量であるが故に、従来、搬出等の煩わしさを考慮して敬遠されていた6〜8m程度の長尺の遮音パネルを現場で容易に実現することができるので、例えば4m間隔で実施する場合と比してその分、支柱の本数等を削減することができ、経済的である。
この遮音壁10は、所定間隔(図示例では4m間隔)で立てられた水平断面がH形の支柱1…の隣り合う支柱1、1の間に遮音パネル2を建て込んで構築され、前記遮音パネル2は、金属製の薄肉角パイプ2aを中空構造のまま上下に複数(図示例では12段)積み重ねて構築されている(請求項1、4記載の発明)。
また、本実施例では、図4と図6が分かり易いように、前記遮音パネル2とH形の支柱1のフランジとの間に、固定部材(具体的には、角形鋼管3及び板ばね5)を介在させて前記支柱1に固定している(請求項2記載の発明)。
前記H形の支柱1は、標準仕様のH形鋼が好適に使用される。ちなみに、図示例に係るH形の支柱1は、フランジ長が150mm、ウエブ長が150mmで、軸方向長さが3400mmのサイズのH形鋼が使用され、その下端部は400mm程度地中に埋設して立てられている。前記鋼管11の軸方向長さは、前記H形の支柱1と同程度の長さが使用されているが、使用する支柱1の長さ、埋設する地盤の性状等に応じて適宜設計変更される。 なお、前記H形の支柱1は勿論このサイズに限定されるものではなく、風圧や地震などに対し構造的安定性を損なわないよう、設置場所等に応じて適宜設計変更される。また、前記H形の支柱1は、図示例では4m間隔で立てられているが勿論これに限定されず、通常、4m〜8m程度の間隔で実施される。
この薄肉角パイプ2aは、一般に薄肉鋼板をプレス加工、或いはカシメ加工により中空構造の角形に成形されたものが好適に用いられる(図5参照)。
前記薄肉角パイプ2aは、肉厚が0.8mm〜1.6mmの鋼板で実施することが好ましい(請求項6記載の発明)。肉厚が0.8mm以下では剛性が不足するし、1.6mm以上ではコストが高くなり、また、重量も大きくなり実用的ではないからである。
ちなみに、図示例に係る前記薄肉角パイプ2aは、肉厚が0.8mm、高さ(H)が250mm、幅(B)が50mm、軸方向長さ(L)が3960mm、重量(質量)16.3kgのサイズが用いられている。なお、前記薄肉角パイプ2aのサイズは勿論これに限定されるものではなく、風荷重に対する耐力強度、要求される遮音性能、製造コスト、及び隣接する支柱1、1の間隔等に応じて適宜設計変更される。
但し、前記薄肉角パイプ2aの軸方向長さは、H形の支柱1、1間の溝内の一方へ片寄せした場合にも支柱1の溝内から抜け出ない設計寸法で実施することが施工上、及び安全上好ましい。また、前記薄肉角パイプ12の使用数量(段数)は、図示例では12段で実施しているが勿論これに限定されず、要求される遮音壁10の高さなどに応じて適宜設計変更される。
本実施例では、図6〜図8に示したように、前記遮音パネル2と前記H形の支柱1のフランジとの間に、角形鋼管3及び板ばね5を介在させて固定しているが、固定手段はこれに限定されず、図12〜図14に示したように、角形鋼管3のみで固定して実施することもできる。
また、図示は省略するが、前記遮音パネル2(金属製の薄肉角パイプ2a)をH形の支柱1のフランジ間の溝内にぴったり納まる幅寸、すなわち前記ウエブ長に相当する長さ(本実施例では、150mm)で実施することはできる(必要に応じて薄型の板ばね使用可)。ただし、本実施例のように、金属製の薄肉角パイプ2aの幅寸を50mm程度で実施するのは、50mm程度を超える幅寸(例えば、150mm)では、剛性が不足する虞があり、また、コストが嵩み、重量も大きくなり実用的ではないからである。
本実施例に係る固定部材として使用する角形鋼管3は、遮音パネル2と同等高さで実施され、前記遮音パネル2(薄肉角パイプ2a)の両端部の裏側に沿い、且つ、その一側面が前記H形の支柱1のウエブへ当接するように立てられている。仮に、H形の支柱1の道路側のフランジと遮音パネル2とに僅かな隙間が生じて音漏れが発生したとしても、前記角形鋼管3が前記H形の支柱1のウエブにぴったり当接して音漏れを逃さないので遮音効果をさらに高めることができるからである(請求項3記載の発明)。
なお、前記固定部材は角形鋼管3に限定されるものではなく、前記遮音パネル2をH形の支柱1の溝内に鉛直方向に面一状態で位置決め可能な部材であれば、その材質、形態等は問わない。一例として、図示例に係る固定部材3は、前記H形の支柱1の溝内にほぼ納まる平断面形状で、地面上に露出するH形の支柱1と同程度の高さを有する角パイプが用いられている。また、前記板ばね5は格別新規ではなく、固定部材(角形鋼管)3、ひいては遮音パネル2のガタつきを確実に防止することを条件に、形成される隙間に応じて様々な形態の板ばね5が適宜選択して使用される。
図9と図10は、以下に示した種々の薄肉角パイプ2aについて、1/3オクターブバンド中心周波数(以下、単に周波数という)に対する音響透過損失をプロットしたグラフを示している。
図9中のラインKは、遮音壁要求性能に係る設置基準を示している。具体的に前記ラインKは、周波数が400Hzのときに音響透過損失が25dB以上で、周波数が1000Hzのときに音響透過損失が30dB以上が要求されることを示している。
図9中のラインXは、カシメ加工により成形した、肉厚1.0mm、高さ235mm、幅50mmで、長さ3960mmの薄肉角パイプ2aの内部に発泡ウレタンを密実に充填した供試材に係るグラフを示している。
図9中のラインAは、カシメ加工により成形した、肉厚1.0mm、高さ235mm、幅50mmで、長さ3960mm、即ち前記ラインXで用いた薄肉角パイプ2aと同形同大の薄肉角パイプ2aを中空構造のまま実施した供試材に係るグラフを示している。
両者を対比検討すると、薄肉角パイプ2aの内部に発泡ウレタンを密実に充填した供試材に係るラインXは、前記設置基準をクリアーしていないのに対し、薄肉角パイプ2aを中空構造のまま実施したラインAは、前記設置基準を大きくクリアーしているのが分かる。このように、薄肉角パイプ2aを遮音パネル2の構成部材として用いる場合、薄肉角パイプ2a内に充填材を詰めるよりはむしろ、中空構造のまま空気層を形成して実施する方が遮音性能が高いと推認される。
ちなみに、図10に係るラインBは、カシメ加工により成形した、肉厚1.2mm、高さ235mm、幅50mmで、長さ3960mmの薄肉角パイプ2aを中空構造のまま実施した供試材に係るグラフを示している。ラインCは、プレス加工により成形した、肉厚1.0mm、高さ250mm、幅50mmで、長さ3960mmの薄肉角パイプ2aを中空構造のまま実施した供試材に係るグラフを示している。ラインDは、プレス加工により成形した、肉厚0.8mm、高さ250mm、幅50mmで、長さ3960mmの薄肉角パイプ2aを中空構造のまま実施した供試材に係るグラフを示している。
これらのラインB、C、Dのいずれも、前記設置基準を大きくクリアーしていることから、前記薄肉角パイプ2aを中空構造のまま遮音壁に適用すると、その構造自体をシンプルな構成で実施できることはもとより、遮音性能も十分に発揮できることが分かる。
先ず、地面に所定の間隔(例えば、4m間隔)でH形の支柱1…を立て、隣り合う支柱1、1間の溝内のほぼ中央部に、前記金属製の薄肉角パイプ2aを中空構造のまま上方から順次落とし込み、所定の高さまで複数段(例えば、12段)積み重ねて遮音パネル2を構成する。
次に、前記遮音パネル2(薄肉角パイプ2a)の両端部の裏側に前記角形鋼管3を当てがうと共に、当該遮音パネル2と角形鋼管3とが形成する隙間に板ばね5を差し込み、当該遮音パネル2を位置決め固定する。前記板ばね5は、前記角形鋼管3の軸方向に、遮音パネル2のガタつきを確実に防止するのに必要な間隔(本実施例では47cm程度の間隔)で取り付ける。
なお、前記金属製の薄肉角パイプ2aの積み重ね作業に際し、図11に示したように、当該角パイプ2a同士の間に、音漏れ防止として、材質がゴムや有機樹脂等の音漏れ防止パッキング6を挟み込んで実施すると、遮音性能をより向上させた遮音壁を構築することができる。
1)汎用されているコンクリート遮音パネルと比して、非常に軽量(一例として、コンクリート遮音パネルは幅90mm×高さ500mm×長さ3960mmのサイズで414kgであるのに対し、薄肉角パイプ2aは幅50mm×高さ250mm×長さ3960mmのサイズで16.3kg)なので、必然的に搬出時の運搬費を大幅に削減でき、現場での取り扱いや施工をスムーズに行うことができる。これに伴い、近年需要が大きい高層の遮音壁にも労せず対応することができる。また、非常に軽量であるが故に、下部の遮音パネルを車両事故等の理由により交換する場合にも、コンクリート遮音パネルと比してスムーズ、且つ経済的に取り替え作業を行うことができる。
2)汎用されているコンクリート遮音パネルと比して、経年劣化やアルカリ脆化により亀裂が生じて破片が落下する虞もなく、地震が発生した場合等に生じる二次災害も極力防止することができるので、安全性の点においても非常に優れている。
3)上記特許文献4に係る遮音壁と比して、シンプルな構成で、製造作業も容易で、経済的である。また、扁平な薄肉角パイプ2aを上下に隙間なく積み重ねて遮音パネル2を構築することができるので、遮音壁としての遮音効果を十分に発揮することができる。
特に、角形鋼管3をH形の支柱1のウエブに当接するように立てて実施しているので、仮に、H形の支柱1のフランジと遮音パネル2とに僅かな隙間が生じて音漏れが発生したとしても、前記角形鋼管3が前記H形の支柱1のウエブにぴったり当接して音漏れを逃さないので遮音効果をさらに高めることができる。
4)上記段落[0021]で説明したように、金属製の薄肉角パイプ2aを中空構造のまま遮音パネルに用いても十分に遮音性能を発揮できるので、シンプルな構成で効率よく遮音性能を発揮できると云える。
5)このように、軽量で使い勝手がよく、それでいて遮音性能に優れた薄肉角パイプ2aは、標準仕様のH形鋼等を用いたH形の支柱1に簡易に取り付けることができるので、例えば、既存の遮音壁に用いられているコンクリート遮音パネルが経年劣化等して取り替えを必要とするような場合に、H形の支柱1をそのまま残して容易にコンクリート遮音パネルと代替することもできる。
なお、前記凹部12b又は凸部12cの形状は図示例に限定されるものではなく、互いに嵌合可能な形状であればよい。また、図示例の構成とは逆に、その上面に凸部12cを形成し下面に当該凸部12cが嵌まり合う凹部12bを形成して実施することもできる。但し、最下段に設ける薄肉角パイプ12aの下面、及び最上段に設ける薄肉角パイプ12aの上面は、それぞれ扁平形状で実施することが好ましい。
したがって、この実施例2に係る遮音壁20は、上記実施例1に係る遮音壁10の作用効果(段落[0023]参照)に加えて、薄肉角パイプ12aの積み重ね作業を遂行するにあたり、薄肉角パイプ12aの凸部12cと凹部12bとを嵌め合わせることで簡易に位置決めできる施工上の利点があるほか、遮音壁20を正面方向から見て、僅かな隙間さえ生じさせない遮音パネル12を構築でき、前記図11に示したような音漏れ防止パッキング6を使用することもなく、遮音性能をより向上させた遮音壁を構築できる。
例えば、図17に示したように、遮音壁10(20)の設置部位に盛土等がある場合には、隣り合う支柱1、1間の溝内に、先ず、必要な高さの土留め板4を落とし込み、次いで薄肉角パイプ2a(12a)を順次に積み重ねる等の工夫は適宜行われる。
2 遮音パネル
2a 金属製の薄肉角パイプ
3 固定部材(押さえパイプ)
4 土留め板
5 板ばね
6 音漏れ防止パッキング
10 遮音壁
11 鋼管(コンクリート基礎ブロック)
12 遮音パネル
12a 金属製の薄肉角パイプ
20 遮音壁
Claims (6)
- 所定間隔で立てられた水平断面がH形の支柱の隣り合う支柱間に遮音パネルを建て込んで構築された遮音壁において、
前記遮音パネルは、金属製の薄肉角パイプを中空構造のまま上下に複数積み重ねて構築されていることを特徴とする、遮音壁。 - 前記遮音パネルは、H形の支柱のフランジとの間に、固定部材を介在させて前記支柱に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載した遮音壁。
- 前記固定部材は角形鋼管であり、前記角形鋼管は前記H形の支柱のウエブに当接して立てられており、前記H形の支柱および遮音パネルとこれらを固定する前記固定部材によって、遮音壁の下端から上端までの間に音の透過部を有しないことを特徴とする、請求項1又は2に記載した遮音壁。
- 請求項1〜3のいずれか一に記載した遮音壁に用いる遮音パネルは、金属製の薄肉角パイプを中空構造のまま支柱間の上下に複数積み重ねて構成されていることを特徴とする、遮音パネル。
- 前記金属製の薄肉角パイプは、その上面に軸方向に連続する凹部又は凸部が形成され、下面に前記凹部又は凸部が嵌り合う形状の凸部又は凹部が形成されていることを特徴とする、請求項4に記載した遮音パネル。
- 前記金属製の薄肉角パイプは、肉厚が0.8mm〜1.6mmの鋼板で成形されていることを特徴とする、請求項4又は5に記載した遮音パネル。
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- 2007-12-18 JP JP2007325499A patent/JP5001813B2/ja active Active
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