JP2011001727A - 壁用構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】遮音性の向上、軽量化、現場での取り付け作業の簡素化、低コスト化が図られた壁用構造体を提供する。
【解決手段】音源側を正面側とし、前後方向に離間して対面配置された一対のＦＲＰ製スキン面板３ａ，３ｂ間に薄型空間を形成する箱形構造体を備え、下端部に固定部１１が設けられ、立てて設置されるＦＲＰ製の壁用構造体であって、当該箱形構造体に、前後方向ｙに貫通する開口が複数形成された開口板２ａ，２ｂを備える構成とする。このように開口板２ａ，２ｂを備える箱形構造体とすることで、背丈を長くして、遮音性の向上を図る。また、薄型空間を有する箱形構造体とすることで、軽量化を図り、取り付け作業の簡素化を実現する。取付部が下端に設けられ、立てて設置する壁用構造体であるため、簡素な構成とし、低コスト化を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道・道路などで用いる防風柵であって、構造体に作用する風圧を減らして取付部への作用力を軽減するとともに、車両などからの騒音を遮る構造体に関するものである。

従来、防音、防風などを目的とする技術として、下記の特許文献１〜５に記載の技術がある。例えば、特許文献１に記載の防護柵は、所定の間隔で立設される支柱間に、防護パネル及び透明パネルを備えている。特許文献１の防護柵では、通行車両の窓の高さ又は歩行者の目線高さに、遮音と可視性を加味した透明パネルが配置され、この透明パネルの上部及び下部に、防護パネルが配置されている。特許文献１では、透明パネルの上部に配置される防護（防雪）パネルとして、波板状に形成された金属製パネルである有孔折板が採用されている。

特許文献２には、有孔折板として、板材に多数の孔を設けて成る防風板が開示されている。この防風板では、板材に形成される多数の孔の形状を三角形や四角形などの多角形にすることで、風のせん断効果を生ずる孔の周長を長くし、孔を吹き抜けた風に生ずる乱流の量が増加して、従来の防風板と比較して防風効果が増大することが開示されている。また、特許文献２には、孔の開口率が３０〜５０％であることが開示されている。

特許文献３には、鉄道などの高架橋または擁壁などの上部に立設するプレキャストコンクリート製防音壁が開示されている。特許文献３の防音壁は、コンクリート構造物の上面に固定される固定部とコンクリート構造物に対して起立するパネル部とを備えている。

特許文献４には、より軽量な素材として、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などを用いた自立型防音壁が開示されている。特許文献４には、芯材と、この芯材の両面側に位置するＦＲＰ製スキン材とで構成される遮音パネル部と、一体化された取付部と有する構成が開示されている。

特許文献５には、例えば空調機械室のファンやモーターの騒音など、特定周波数域の対象音を遮音するための有孔遮音構造が開示されている。この有孔遮音構造では、有孔遮音材のコインシデンス限界周波数域を、遮音対象音の特定周波数域と一致させることで、高い遮音性能の確保を狙っている。

特許文献６には、音源が移動するときに発生する風圧を低減するために、複数の貫通孔が所定の開口率で形成されている防音体が開示されている。この防音体では、開口率を例えば０．１％〜４０．０％とすることで、所定の防音効果を保持しつつ風圧の影響を低減することを狙っている。

実願２００７−８０７３号公報 実開昭６１−４５４１３号公報 特開２００１−４０６２０号公報 特開２００７−２３９３１９号公報 特開２００７−１７５５３号公報 特開２００２−６９９４２号公報

ここで、近年にあっては、更なる防風性能の付加、遮音性の向上、軽量化、現場での取り付け作業の簡素化、低コスト化などが求められている。

特許文献１の防風柵では、所定の間隔で立設されている支柱に、パネルを取り付ける構成であるため、パネルを支柱に固定する締結部品が多くなり、取付費用が多くなるという問題があった。また、支柱を架設する費用も低コスト化の阻害要因となっていた。

また、特許文献１に記載のパネルでは、良好な遮音性能を得ることが難しいという問題があった。一般に、遮音効果を得るには、騒音の伝達される経路の音響透過損失（ＴＬ）が必要であり、音響透過損失は、構造体の単位体積あたりの質量（面密度）と音の周波数の積の対数に比例することが知られており、このことは質量則と言われている。

しかしながら、質量則によれば、１枚の板材を採用した場合、その板材の厚さを２倍にしてもＴＬは約６ｄＢしか大きくならない。それに対し、２枚の板材を独立させて、所望の遮音性能を得るには、２枚の板材を例えば１ｍ程度離間して配置すると、全体としての音響透過損失係数（ＴＬ）はそれぞれの透過損失の値の和に近くなるが、実用的な壁として利用できないという問題がある。

そこで両者の中間的なものとして、２重壁構造体の採用が考えられる。この場合、２枚の板材の間隔は、数ｃｍから数十ｃｍとすることが挙げられる。このような２重壁構造体を適切に設計することで比較的軽量で優れた遮音性を得ることが可能であるかもしれない。例えば約５０Ｈｚ以下の周波数範囲では、２枚の板を合わせた単板と上記の２重壁構造体とはほぼ同様な音響透過損失特性（ＴＬ）を示す。ところが、５０〜２００Ｈｚの領域（一般に低音域）ではＴＬが大きく低下するという問題がある。

この現象は、２枚の板（２つの質量）が中間の空気層（バネ）によって連結されているために生じる共振によるもので、低域共振透過とよばれている。低域共振透過は、２重壁構造体では避けられない現象であり、２重壁構造体を設計する場合には、低域共振透過が十分低い周波数となるように考慮することが大切である。

一方、その低域共振透過を過ぎると音響透過損失は急激に上昇し、２枚の板をあわせた単板の音響透過損失を大きく上回るようになる。これが２重壁構造の大きな特長であり、この特長を生かした各種の構造が工夫されている。

しかし、高音域になると、表裏の板をそれぞれのコインシデンス効果や空気層の内部に生じる定在波の影響によって、ＴＬ値に限界が生じる。特に表裏の板材料を全く同じにすると、コインシデンス効果が同じ周波数が生じ、ＴＬの谷が深くなるという問題があった。

特許文献４の構造体では、２重壁構造の空気層に多孔質吸音材料を挿入すると、全周波数にわたりＴＬが大きくなるが、発泡材などの弾性材料を充填したり、ハニカムコアなどの剛性材で表裏の板を連結してしまうと、低域共振透過やコインシデンス効果が中音域に生じ、ＴＬを劣化させるという問題があった。これは、芯材のヤング係数が、中空体の密閉空気のもつ相当ヤング係数に比べて非常に大きいので、中音域で共振透過（上述したコインシデンス効果と同じ）現象が生じ、遮音上の著しい欠陥を起こすことになる。

勿論、従来技術に記載のコンクリート板、透明パネル、無孔折板、サンドイッチ構造体などを複数重ねて相対するスキン面板からなる２重構造とし、遮音機能を確保することは可能であるが、材料費及び製造費が増大すると共に、重量が増加するという問題があった。特に鉄道などの高架橋への架設では、重量が増えることによって躯体への負担が大きくなり実用的ではないという問題があった。

特許文献５の技術では、特定の周波数に対してのみ有効な手段であるが、車両などから発生する音は、様々周波数の音波を含み、様々な方向へ伝播するので、道路や鉄道などの遮音壁として十分な機能を発揮するものではないという問題があった。

また、特許文献５に記載されているコインシデンス限界周波数（効果）は、構造体の剛性と慣性の働きで、特定の周波数（限界周波数）以上の領域で、質量則よりも遮音性能が低下し、固体に入射する音波とその固体上を伝わる曲げ波が、特定の周波数で一種の共鳴を起こし、その周波数の音は遮られることなく伝わってしまう現象とされることから、遮音機能を有するとは考えにくい。

特許文献６では、音源からの行路差が音の半波長の奇数倍であるとき、隣接する孔を通過する音波がお互いに、干渉して弱まることが開示されている。また、風についても僅かであるが低減効果があることが示されている。しかしながら、有孔板状体の組立費用の他、支柱の設置などの架設費用も必要となり、設置費用が高くつくという問題を有している。

また、特許文献３、４のような自立型の構造体では、取付部を複数箇所設けて、架設費用の低減と、風荷重による支持反力の分散を図り、反力の一点集中を回避する構造体として提案されている。近年、高層住宅などの建設に伴い、車両が発生する騒音に対する対策が様々な方法でなされており、より遮音性能を得るための手段として、背丈の高い構造体が求められることが多くなっている。しかしながら、高さが増せば面積に比例して受ける風圧も大きくなり、前記同様に、取付部や躯体の強度も増す必要がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、更なる遮音性の向上、軽量化、現場での取り付け作業の簡素化、低コスト化が図られた壁用構造体を提供することを目的とする。

本発明による壁用構造体は、板厚方向を前後方向とし、前後方向に離間して対面配置された一対のＦＲＰ製スキン面板間に薄型空間を形成する箱形構造体を備え、下端部に固定部が設けられ、立てて設置されるＦＲＰ製の壁用構造体であって、箱形構造体は、前後方向に貫通する開口が複数形成された開口板を備えることを特徴としている。

このような壁用構造体によれば、例えば、音源側を正面側とし、前後方向に離間して対面配置された一対のＦＲＰ製スキン面板間に薄型空間を形成する箱形構造体を備える構成であるため、軽量化を図りつつ所望の遮音性能を得ることができる。また、下端部に固定部が設けられ、立てて設置される構成であるため、現場での取り付け作業の簡素化を図ることができる。また、支柱間にパネルを取り付ける構成を採用する必要がないため、簡素な構成とし、取り付け作業の簡素化を図ることができる。また、箱形構造体は、前後方向に貫通する開口が複数形成された開口板を備える構成であるため、風が開口を通り抜けることが可能であるため、箱形構造体に作用する風圧を低減すると共に、取付部に作用する荷重を低減することが可能となる。そのため、従前と比較して背丈の長い箱形構造体を採用することができ、遮音性能の向上を図ることが可能となる。また、音が開口を通過する際に、伝達される音を減少させることができるため、遮音効果を確保することができる。また、風が開口を通過する際に、圧力損失が発生するため、風下側の風圧力を軽減することができる。

また、箱形構造体をＦＲＰ製のスキン面板で形成することにより、耐候性、耐食性に優れる壁用構造体を実現することができる。また、ＦＲＰ製スキン面板間に薄型空間を形成する箱形構造体を備える構成であるため、中空形状で軽量化が図られた箱形構造体を実現することができる。また、壁用構造体を架設、固定する際に、特別な重機を必要としないので、取り付け作業に必要な作業コストを低減することができる。

また、箱形構造体の材料としてＦＲＰを採用することで、自由な造形性を活用し、取り付ける躯体の形状や状況に応じて、取付部の形状を容易に変更することができる。また、既存の壁体の強度および損傷度に応じて、取付部の形状を容易に変更することができるため、状況に応じた架設および固定方法を選択することができる。

また、開口板は、当該開口板の面積Ｓ_ａに対する複数の前記開口の面積Ｓ_ｂの比率（Ｓ_ｂ／Ｓ_ａ）である開口率が２０〜５０％であり、開口として直径２０ｍｍ〜３５ｍｍの開口孔が複数形成されていることが好ましい。

このような開口率とすることで、箱形構造体に作用する風荷重を低下させると共に、風下側への風圧力を減少させることができる。また、壁用構造体の上部に、開口率を２０〜５０％とする直径２０ｍｍ〜３５ｍｍの開口孔を格子状に配置した孔あき部を設けることによって、壁用構造体の高さを大きくした場合でも、風が孔あき部を通ることで壁用構造体に作用する風荷重を好適に低減することができる。さらに、風が開口を通る際に、縮小および拡大による圧力損失が生じ、下流側への風圧力を減少させることができる。

また、開口板において、所定の径の孔を格子状（または千鳥状）に配置することによって、後方の景観が視認できる利点があり、高さの増大による閉塞感を緩和することができる。

また、箱形構造体は、一対のスキン面板を連結すると共に、横方向に延在し上下を仕切る横方向リブと、横方向リブより上に配置された開口板を備える孔あき部と、横方向リブより下に配置された遮音部と、を備え、遮音部は、一対のスキン面板を連結すると共に、縦方向に延在する縦方向リブを有し、遮音部内には、一対のスキン面板、横方向リブ、及び縦方向リブによって構成された密閉空間が形成されていることが好ましい。

このように孔あき部と遮音部とを一つの構造体で形成することが可能であるため、製造コストを低く抑えることができる。

また、スキン面板は、所定の音響透過損失を有する面密度を持ち、且つ、単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）との比（Ｄ／ｈ）が６０００〜３５０００（Ｎ・ｍ）であることが好ましい。これにより、好適な遮音性能を得ることができる。

また、壁用構造体の下部部分を、相対するスキン面板からなる２重壁構造の中空密閉形とし、相対するスキン面板に、適正な面密度を持たせることにより、必要な質量則による音響透過損失（遮音効果）が得られる。また、スキン面板に、必要な厚みと曲げ剛性を設定することにより、コインシデンス限界周波数を高く設定でき、中音域での音響透過損失の低下を回避できる遮音部が実現可能である。

また、開口板が、箱形構造体の全面に形成されていてもよい。例えば、騒音源が無い場合、または、橋梁等で防音性能が低くてもよい場合においては、遮音部は必ずしも必要としない。このように、遮音部を必要としない場合には、遮音部を備えていない構成とし、箱形構造体の全面に開口板が設けられていてもよい。

また、前後方向に離間して配置されたスキン面板が、開口板を兼ねる構成としてもよい。また、前後方向において、開口板が１枚のみ形成されている構成としてもよい。

また、一対のスキン面板の上端部を連結する天板が、側方から見て、水平方向に対して１０〜４０°の角度で傾斜していることが好適である。これにより、天板が傾斜して形成されているため、天板上に水、雪、塵、埃などの堆積を防止して、箱形構造体の汚れの付着を抑えることができ、景観を損なうおそれがない。また、塵、埃などは、雨、雪により自然に洗い流されるため、景観を損なう汚れの付着を回避することができる。

また、箱形構造体は、固定部として、正面側から背面側へ凹む凹形状の取付部を備え、凹形状の取付部は、躯体表面に当接可能とされ、アンカーボルトを挿通させるボルト穴が形成された底板と、横方向に離間して配置され、下端部が底板に連結され縦方向に延在する一対の縦方向リブと、正面側に配置されたスキン面板の下端側が後方へ傾斜した部分である傾斜板とを備え、ボルト穴が正面側に開放されていることが好ましい。これにより、正面側からの取り付け作業が容易となる。

また、固定部は、既設の壁体の上端部を前後方向から挟む一対の固定板を備え、固定板は、スキン面板の下端に一体として形成され、既設の壁体及び固定板には、締結ボルトを挿通させるボルト穴が前後方向に開口され、締結ボルトによって、既設の壁体に固定可能である。

以上説明したように、本発明の壁用構造体によれば、構造的に堅固であり、優れた防風性能、遮音性能を有すると共に、使用上、水、雪、塵、埃が溜まりにくく、長く美観を保つことが可能となる。また、最適な軽量化を行うことによって、架設費用を低減することができる。また、孔あき部および遮音部を一体化した構造を採用することにより、製造費用を安価とすることができる。また、孔あき部を設けることで、高さが増大しても風が通り抜けることによって、壁用構造体に作用する風荷重を低減でき、後方の景観が視認できるので、高さの増大による閉塞感を緩和することができる。

本発明によれば、防風性能の付加、遮音性の向上、軽量化、現場での取り付け作業の簡素化、低コスト化が図られた壁用構造体を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るＦＲＰ製防風柵を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るＦＲＰ製防風柵を示す斜視図である。 孔あき部における多孔スキン面板の補強構造を示す部分断面斜視図である。 （ａ）取付部を示す断面図、（ｂ）取付部を示す背面図である。 多孔単板構造のＦＲＰ製防風柵における全圧力損失圧（ΔＰ）と風上の圧力（Ｐ）の比（ΔＰ／Ｐ）と、開口率βの関係を示す線図である。 開口率βをパラメータとした孔あき部の音響透過損失を示す線図であり、（ａ）多孔スキン面板構造における音響透過損失、（ｂ）多孔単板構造における音響透過損失を示す線図である。 （ａ）本発明のＦＲＰ製防風柵の遮音部における音響透過損失の関係を示す線図、（ｂ）〜（ｄ）遮音部の構造体を示す断面図である。 （ａ）ＦＲＰ製防風柵の曲げ剛性を示すモデル、（ｂ）ＦＲＰ製防風柵の遮音部におけるコインシデンス限界周波数ｆｃ（Ｈｚ）と単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）の比（Ｄ／ｈ）の関係を示す線図である。 本発明の第２実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の取り付け形態を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の取り付け形態を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の第１実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の一例を示す斜視図であり、内部の構造が判るように一部を切り取って図示している。図２は、本発明の第２実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の一例を示す斜視図であり、図１同様に、内部構造が判るように一部を切り取って図示している。図１０は、本発明の第３実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の一例を示す斜視図である。

なお、遮音対象である音源側を正面側として説明する。遮音対象の音源としては、鉄道が走行する線路、車両が走行する道路が挙げられる。また、各図に示すように、ｘ方向が左右方向（幅方向、横方向）、ｙ方向が前後方向（奥行き方向）、ｚ方向が上下方向（高さ方向、縦方向）として説明する。

図１、図２及び図１０に示すように、本発明のＦＲＰ製防風柵１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、前後方向ｙに離間して対面配置された一対のＦＲＰ製スキン面板３ａ，３ｂ間に薄型空間を形成する箱形構造体を備え、下端部に取付部（固定部）１１，２１が設けられ、立てて設置される壁用構造体である。なお、ＦＲＰ製防風柵１Ａ，１Ｂ，１Ｃを区別する必要がないときは、ＦＲＰ製防風柵１と記す。

ＦＲＰ製防風柵１の箱形構造体は、スキン面板（２ａ〜２ｃ，３ａ，３ｂ）、天板（上部板）４、側板５，５、底板６を備えている。また、箱形構造体の内部には、横方向ｘに延在して一対のスキン面板３ａ，３ｂを連結する横インナーリブ（横方向リブ）７、縦方向ｚに延在して一対のスキン面板３ａ，３ｂを連結する縦インナーリブ（縦方向リブ）８ａ，８ｂが形成されている。

横インナーリブ７は、横方向ｘに延在し、箱形構造体を上下に仕切っている。また、箱形構造体の幅方向ｘの両端に配置された縦インナーリブ８ｂは、上端が天板４に連結され、下端が底板６に連結されている。また、横インナーリブ７は、ｘ方向の端部が縦インナーリブ８ｂ，８ｂに連結されている。

ここで、本発明の箱形構造体は、前後方向ｙに貫通する複数の開口孔９ａ，９ｂ，９ｃが形成された開口板２ａ，２ｂ，２ｃを備えている。ＦＲＰ製防風柵１の箱形構造体では、横インナーリブ７より上側に、開口孔９ａ，９ｂ，９ｃが形成された部分である孔あき部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを備え、横インナーリブ７より下側に、開口孔が形成されていない部分である遮音部５２Ａ，５２Ｂを備えている。

以下、図１に示すように、相対するスキン面板に形成された孔あき部５１Ａの開口板を、「多孔スキン面板２ａ，２ｂ」と称する。また、図２に示すように、単板構造である孔あき部５２Ａの開口板を、「多孔単板２ｃ」と称する。また、開口孔が無い部分である遮音部５２Ａ，５２Ｂのスキン面板は、「無孔スキン面板３ａ，３ｂ」と表記して、それぞれ区別する。

図１に示す孔あき部５１Ａの構造では、前記横インナーリブ７より前面側の多孔スキン面板２ａおよび後面側の多孔スキン面板２ｂに、開口率βを２０〜５０％とする直径２０ｍｍ〜３５ｍｍの開口孔９ａ、９ｂが設けられている。なお、開口孔９ａ，９ｂ，９ｃを区別する必要がない場合、開口孔９と記す。これらの開口孔９は、所定のピッチで格子状（千鳥状であっても良い。）に形成されている。

また、この場合の多孔スキン面板２ａ、２ｂでは、図３に示すように、箱形構造体の内側において、開口孔９ｂがない部分に、実質的に一体に形成された補強用のスチフナ１０が形成されている。スチフナ１０は、開口孔ｂを囲繞するように、縦方向ｚ及び横方向ｘに沿って延在している。このような補強用のスチフナ１０を設けることで、多孔スキン面板２ｂの面強度・剛性の低下を防止することができる。また、線路側と反対側に配置される多孔スキン面板２ｂにスチフナ１０を設けることが、特に有効であり、これにより風に対する剛性を得ることができる。また、線路（前面）側の多孔スキン面板２ａにも同様のスチフナ１０が設けられている。

ここで、開口率βとは、開口孔９の見付面積Ｓ_ｂに対する開口孔９を含む孔あき部とする部分の投影面積Ｓ_ａの比（Ｓ_ｂ／Ｓ_ａ）であって、直径ｄの開口孔９の孔ピッチlである場合の開口率βは、格子状配置の場合、

千鳥状配置の場合、

である。

遮音部５２Ａ，５２Ｂは、中空密閉構造であって、横インナーリブ７より下部に配置されている。この遮音部５２Ａ，５２Ｂは、内部に複数の縦インナーリブ８ａを有している。この縦インナーリブ８ａは、所定の間隔で、相対する無孔スキン面板３ａ，３ｂおよび底板６、横インナーリブ７とを連結している。

ＦＲＰ製防風柵１Ａ，２Ｂの下端には、固定部として凹形状の取付部１１が形成されている。凹形状の取付部１１は、図４に示すように、２対の縦インナーリブ８ａ間で、下部の前面側の無孔スキン面板３ａが、後方側に凹んで、裏面の無孔スキン面板３ｂと一体化し、下面部の前記底板６に重なり、取付板１２を形成する。この取付板１２には、所定の大きさで穿孔された取付板１３を有し、この取付孔１３を介して、例えばアンカーボルト１４にて躯体１９に架設、固定する。

図２のＦＲＰ製防風柵１Ｂの孔あき部５１Ｂの構成は、図１のＦＲＰ製防風柵１Ｂの横インナーリブ７より上部のスキン面板を、図２のように、両端の縦インナーリブ８ｂの部分および上部より所定の巾を残して、スキン面板の一方または両方向から、箱形構造体の内側に凹ませ合わせて、１枚の単板とし、その単板に開口孔９ｃを設けて、多孔単板２ｃとしてものである。なお、横インナーリブ７より下部の遮音部５２Ｂは、図１の構造と同じである。なお、多孔単板２ｃが、材料力学でいう周辺固定支持板となり、強度・剛性の面から有利である。

また、図１および図２のＦＲＰ製防風柵１では、天板４が、側板５方向から見て、水平面に対して、１０°〜４０°の角度（θ）で、正面側が下方へ傾斜している。好ましくはθ＝２０°〜４０°である。なお、傾斜は本図と逆の方向側にまたは両側に傾斜した山形であってもよい。

角度（θ）が０°の場合、雪や塵や埃が溜まり易く、特に堆積した塵や埃が、融雪はア雨によって流れ出し、筋状の汚れとなって残り、景観が損なわれ好ましくない。したがって、ＦＲＰ製防風柵の上部に傾斜を設けることが好ましい。乾燥した砂などが堆積するとき、自発的に崩れることなく安定を保つときの角度を安息角と称するが、本発明における傾斜角θは、乾燥砂（粒度によって異なる）で３５°〜４０°位である。水で飽和された砂であると２０°〜２５°位とされることから、本実施形態では、天板４の傾斜角１０〜４０°の範囲とした。

上記の角度を設けることにより、自然に洗浄されて、雪や塵や埃が溜まりにくく、元の美観を継続することが可能となるためであり、特に外表面をゲルコートなどの摩擦係数が小さな樹脂層を設けることにより、摩擦係数がさらに小さくなり、より砂塵などが堆積しにくくなる利点がある。

ここで、ＦＲＰ製防風柵１の箱形構造体におけるＦＲＰ材の強化繊維基材の種類としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などを単独または組み合わせて用いても良い。炭素繊維が含まれることによって、比強度・比剛性を向上することができこれにより、成形体の軽量化が一層図れる利点がある。なお、強化繊維の形態としては、例えば、繊維長が１〜３ｍｍである短繊維やマット、連続繊維からなるクロス、ストランドなどを適宜組み合わせた基材であっても良い。

また、ＦＲＰとするためのマトリックス樹脂としては特に限定しないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エーテル・ケトン）、ポリイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、ＦＲＰ製防風柵１を形成する成形方法としては、マトリックス樹脂によってあるいは強化繊維の形態によって、真空、ブロー、スタンピング、ＢＭＣ（バルク・モールディング・コンパウンド）、ＳＭＣ（シート・モールディング・コンパウンド）、トランスファー成形、ＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）、ハンドレイアップ成形などの様々な方法を用いて容易に形成することが可能である。

さらに、上記充填材に、粘性を増すための粉体（例えば、炭酸カルシウムや砂等）の他、層状化合物（例えば、マイカ、二硫化モリブデン、窒化硼素など）、針状化合物（例えば、ゾノトライト、チタン酸カリ、炭素繊維など）、粒状、又はシート状化合物（例えば、フェライト、タルク、クレーなど）を添加することによって、無機物結晶同士又は無機物とマトリックスとの相互運動による摩擦熱への変換がなされ、上記充填材（フィラー）を充填することによって弾性率と密度が増大し、振動に対する抵抗が増し、制振特性が向上するため、そのような壁用構造体は、列車運航時の高架橋や道路橋桁上として用いれば振動を低減することができる。また、上記充填材に、例えば、水酸化アルミニウム、臭素、無機質粉などを添加すると難燃性を向上させることができるので、そのような壁用構造体は、その鉄道難燃性により鉄道高欄用などを構築するのに好適である。

（孔あき部）
さて、図１、図２及び図１０に示すように、ＦＲＰ製防風柵１に開口率βの開口孔９を有する孔あき部５１Ａ，５１Ｂ，５１Cを設けることによって、風が通り抜け、ＦＲＰ製防風柵１に作用する風圧力を軽減し、取付部１１，２１に作用する応力を軽減することが可能となる。そのため、例えば特許文献３，４のような孔あき部のない防風柵の背丈を、より高くすることが可能となる。

そして、ＦＲＰ製防風柵１の孔あき部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃでは、前述したように、両端の縦インナーリブ８ｂが天板４から底板６にかけて連続して形成されている。これにより、ＦＲＰ製防風柵１の幅方向の両端は、ボックス構造となり十分な曲げ剛性を確保することができる。その結果、堅固な箱形構造体を実現することが可能となる。

孔あき部５１Ａ〜５１Ｃは、開口率βで計算される受圧面積の減少による、単なる風圧力の低減による取付部１１，２１への作用力緩和の他に、開口孔９を風が通り抜ける際に、圧力損失が生じて風下の風圧力が減少する事象、開口孔９を音が通り抜ける際に、透過損失が生じて下流の音が消音される事象がある。

まず、風圧力減少機能について、説明する。図１に示す多孔スキン面板２ａ，２ｂ構成の場合と、図２の多孔単板２ｃの、孔あき部５１Ａ，５１Ｂの開口孔９ｃを風が通り抜けるときの状況において、流れに置かれた抵抗体（本発明の場合は多孔板）の抵抗係数Ｋは次のように定義される。

ただし、ΔＰは抵抗体の上流側と下流側の圧力差、ρは空気の密度、Ｕは平均流速である。一般に抵抗体の抵抗係数Ｋは抵抗体の開口率βとレイノルズ数Ｒｅの関数である。

この抵抗係数Ｋは、実験によって求められる値であって、各々の損失が関係している。図１に示すＦＲＰ製防風柵１Ａの孔あき部５１Ａによる損失は、開口孔９ａでの急縮小による損失、開口孔９ａ後方（箱形構造内）への急拡大による損失、開口孔９ｂでの急縮小による損失、開口孔９ｂ後方への急拡大による損失の和と考えることができる。

図２に示すＦＲＰ製防風柵１Ｂの孔あき部５１Ｂによる損失は、開口孔９ｃでの急縮小による損失、開口孔９ｃ後方への急拡大による損失の和と考えることができる。これにより、開口孔９ａ，９ｂ，９ｃを通り抜けた風による風圧力が弱まる。多孔単板構造より多孔スキン面板構造の方がより効果を発揮する。抵抗係数Ｋに関する検討は日本機械学会誌でも報告されている。その文献によれば、開口孔９が形成された多孔スキン面板２の板厚ｔと開口孔９の直径ｄとの比が、ｔ／ｄ＜１の場合には、下記の式が使えるとしている。

ここで、Ｃｖは速度係数、Ｃｃは収縮係数である。収縮係数Ｃｃは、Benedict氏らの実験式があり、次式で表される。

図５は、図２の多孔単板構造（１Ｂ）について、風が孔あき部５１Ｂを通り抜ける際の全圧力損失圧（ΔＰ）と風上の圧力（Ｐ）の比（ΔＰ／Ｐ）を縦軸に、開口率βを横軸としてその関係の一例を示したものである。ここで、速度係数Ｃｖ＝０．９８、平均風速Ｕ＝３０ｍ／ｓ、空気密度ρ＝１．１８５ｋｇ／ｍ^３である。開口率βを小さくすれば圧力損失は大きくなり、風下側の風圧力を弱める効果は大きくなるが、反対に高欄にかかる風荷重は大きくなるので注意を要する。また、ΔＰ／Ｐ＝１となる開口率β以下では、圧力損失と風上の圧力が等しくなり、減圧効果は生じなくなる。

なお、相対する多孔スキン面板構造のＦＲＰ製防風柵１Ａの場合は、２ヶ所の開口孔９ａ、９ｂで急縮小、急膨張を繰り返すためさらに圧力損失が生じ、風が弱まることによる。勿論、上流側および下流側の開口孔９ａ，９ｂのサイズを変えることによって、損失は変化し、また、開口孔９ａ，９ｂの上流側および下流側の位相をずらすことにより、風の流れ経路が変わり、新たな曲がりによる損失が生まれ、より風の圧力を弱めることができることは容易に推察できる。

次に、開口孔９を音が通り抜ける際、透過損失が生じて下流の音が消音される事象について説明する。本発明のＦＲＰ製防風柵１の孔あき部は、音波の反射、干渉を利用したリアクティブ形の消音器の中の拡張型で最も単純な形式の消音器を構成する。図１の相対する多孔スキン面板構造および図２の多孔単板構造における透過損失（ＴＬ）は、次式で表される。

ここで、
ＴＬ１：相対する多孔スキン面板における透過損失（ｄＢ）
ＴＬ２：多孔単板における透過損失（ｄＢ）
φ＝（Ｌ）^２／（πｄ^２／４）、Ｌ＝孔ピッチ、ｄ：開口孔径（格子状の場合）
Ｓ＝（Ｌ）^２
κ＝２πｆｃ、ｃ：音速（ｍ／ｓ）、ｆ：周波数（Ｈｚ）
l：多孔スキン面板の間隔
である。

開口率βをパラメータとし、図６（ａ）に、本発明における相対する多孔スキン面板における音響透過損失の一例を示している。図６（ｂ）は、本発明における多孔単板における音響透過損失の一例を示している。図６では、開口率βが１０％の場合をグラフＧ１，Ｇ１１で示し、開口率βが２０％の場合をグラフＧ２，Ｇ１２で示し、開口率βが３０％の場合をグラフＧ３，Ｇ１３で示し、開口率βが４０％の場合をグラフＧ４，Ｇ１４で示している。

図６（ａ）の相対する多孔スキン面板の場合は、特定の周波数（κl＝ｎπ）の時消音の効果がないが、箱形構造体内部に向かってノズル形状の開口孔とすることによって、消音効果を向上させることができる。これらの図６から、本発明のＦＲＰ製防風柵１の孔あき部５１Ａ〜５１Ｃは消音効果を有することが明らかである。以上説明したように、開口率βは、風圧の軽減および消音効果に影響を与えることになるので、地球環境状態（騒音対策度、山嵐などの突風など）を考慮して、適正な開口率βを選択することが好ましい。

（遮音部）
遮音性能は、騒音の伝達される経路の音響透過損失の値で評価される。音響透過損失の値が大きいほど遮音性能が優れていることを表している。したがって、走行車両などによって発生する騒音を遮断する遮音性能は、本発明のＦＲＰ製防風柵１の遮音部５２Ａ，５２Ｂの最も重要な要件である。この遮音性能と同時に、風荷重に対する必要な曲げ特性（強度および剛性）も求められる。

図７（ａ）は、本発明のＦＲＰ製防風柵１Ａ，１Ｂと、その他の構造における周波数と音響透過損失の関係を示す。横軸に周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸に音響透過損失（ｄＢ）を示している。

図７（ａ）におけるグラフＧ２１は、図７（ｂ）に示す単板状構造体３１における音響透過損失である。このグラフＧ２１は、音響透過損失（ＴＬ）が単位体積あたりの質量（面密度）と音の周波数の積の対数に比例することを意味している。このことを質量則といい、均質材料からなる単板状構造体（例えば、コンクリート製遮音壁やポリカーボネート製遮音板等々）の音響透過損失を表す指針とされ、下記式（８），（９）を用いて算出することが可能である。

ＴＬｏ：垂直入射透過損失（ｄＢ）
ｆ ：周波数（Ｈｚ）
ｍ ：面密度（ｋｇ／ｍ^３）
ＴＬ ：ランダム入射透過損失（ｄＢ）

面密度が大きいほど、遮音性に優れていることを意味する。また、図７（ａ）中のｆｒは、低音域で透過損失の減少が起こる低域共振周波数をいう。この低域共振周波数ｆｒは、下記式（１０）によって算出することができる。

ｃ ：音速（ｍ／ｓ）
ｍ１、ｍ２：各々２枚のスキン面板の面密度（ｋｇ／ｍ^２）
ρ ：空気密度（ｋｇ／ｍ^３）
ｄ ：空気層の厚さ（ｍ）

また、図７（ａ）中のｆｃは、高音域で透過損失の減少が起こるコインシデンス限界周波数である。このコインシデンス限界周波数ｆｃは、下記式（１１）〜式（１４）によって算出することができる。

ｃ ：音速（ｍ／ｓ）
ｍ ：面密度（ｋｇ／ｍ^３）
ｈ ：スキン面板の厚さ（ｍ）
ρｍ ：スキン面板の密度（ｋｇ／ｍ^３）
Ｅｚ ：スキン面板の高さ方向ｚのヤング率（Ｎ／ｍｍ^２）
ｖｚ、ｖｘ：スキン面板の高さ方向ｚ及び幅方向ｘのポアソン比
Ｂ ：単位幅当りの曲げ剛性（Ｎ・ｍ^２）

鉄道用の遮音壁の場合、１７ｋｇ／ｍ^２以上の面密度で、４００Ｈｚで２５ｄＢ以上、１ｋＨｚで３０ｄＢ以上の、目標とする音響透過損失を得ることができ、コンクリートでは１ｃｍの厚さで必要な音響透過損失を得ることができる。

しかしながら、鉄道構造物等設計標準・同解説では、遮音壁の設計条件として、風荷重：３ｋＮ／ｍ^２（風速５２ｍ／ｓに相当）に耐えうる構造体とすることと明記されており、このことから従来のコンクリート製遮音壁の厚さは数ｃｍ〜数十ｃｍのものとなり、必要以上の面密度を有しているばかりか、百数十ｋｇの重さとなり、重機を必要とした架設や高架躯体への負荷も大きい。

近年では、軽量構造のコンクリート製遮音壁や、特許文献３，４のような剛性強度アップのためのスチフナを単板面状体と一体化するＦＲＰ製高欄が提案され、実用化されている。芯材を発砲体としたサンドイッチパネルの場合（特許文献３）では、風圧力に対する全体曲げ剛性の点では優位であるが、芯材のヤング係数Ｅ（Ｎ／ｍ^２）が式（４）の密閉空気のもつρｃ^２で表される相当ヤング係数に比して、相当に大きい（約３０倍以上の開きがある）ため、中音域での共振透過現象が生じ、著しい欠陥を示すことが多い。因みに芯材を発砲ウレタンフォームとした場合では、中音域の８８０Ｈｚ近辺で共振が起こり、透過損失が著しく低下する。

また、特許文献４のように、木質コアを芯材としたサンドイッチパネル３２（図７（ｂ））の場合は、実際に単板上構造体（特許文献４の木質コアを芯材としたサンドイッチパネル）＝線図Ｇ２２の音響透過損失を測定してみると、ある周波数で音響透過損失の値が質量則からはずれて急速に低下する現象（コインシデンス効果）がみられる。

この現象は、剛性と慣性の働きで、特定の周波数以上の領域で、質量則よりも遮音性能が低下し、固定に入射する音波とその固体上を伝わる曲げ波が、特定の周波数で一種の共鳴を起こし、それによって反対側へも音が強く放射され、その周波数の音は遮られることなく伝わってしまう現象である。

この現象が生じる周波数（コインシデンス周波数）は材料の密度、ヤング率、厚さ、音の入射角度によって決まり、板の密度が大きく、柔らかく（ヤング率が小）、薄いほどコインシデンスが生じる周波数は高くなる。サンドイッチ全厚みに対する芯材（木質コア）の厚みの割合が大きく、発砲体より比重量が大きいため、中音域での損失は生じないが、コインシデンス効果により２ｋＨｚ近辺で音響透過損失の低下が生じている。

質量則によれば、１枚の板材を採用した場合、その板材の厚さを２倍にしてもＴＬは約６ｄＢしか大きくならない。それに対し、２枚の板材を独立させて、所望の遮音性能を得るには、２枚の板材を例えば１ｍ程度離間して配置すると、全体としての音響透過損失係数（ＴＬ）はそれぞれの透過損失の値の和に近くなるが、実用的な壁として利用できないという問題がある。

そこで両者の中間的なものとして、２重壁構造体の採用が考えられる。この場合、２枚の板材の間隔は、数ｃｍから数十ｃｍとすることが挙げられる。このような２重壁構造体を適切に設計することで比較的軽量で優れた遮音性を得ることが可能であるが、以下のような点に注意する必要がある。

図７（ａ）のグラフＧ２３は、本発明の中空２重壁構造体（図７（ｄ））の遮音特性（音響透過損失）を表したものである。まず、周波数範囲（Ｉ）では、２枚の板を合わせた単板とほぼ同様な音響透過損失を示す。ところが（ＩＩ）の領域（一般に低音域）では音響透過損失が大きく低下する。

この現象は、２枚の板（２つの質量）が中間の空気層（バネ）によって連結されているために生じる共振によるもので、低域共振透過とよばれている。低域共振透過は、２重壁構造体では避けられない現象であり、２重壁構造体を設計する場合には、低域共振透過が十分低い周波数となるように考慮することが大切である。

一方、その低域共振透過を過ぎると音響透過損失は急激に上昇し、低音域の共振周波数ｆｒ（本発明の場合１２０Ｈｚ近傍）によって音響透過損失が低下する。しかし、√２・ｆｒ以上の音域（III）において、２枚の板をあわせた単板の音響透過損失を大きく上回るようになる。これが２重壁構造の大きな特長である。

２枚のＦＲＰ製スキン面板２ａ，２ｂに密封された空気層を持ち、相対するスキン面板からなる２重壁構造体とすることにより、透過損失を超えて大きくできる利点がある。本発明のＦＲＰ製防風柵の構造を密閉形中空ボックス構造とした理由のひとつである。

しかし、図７（ａ）に示すように、高音域（IV）になると、表裏の板をそれぞれのコインシデンス効果や空気層の内部に生じる定在波の影響によって、ＴＬ値に限界が生じる。特に表裏の板材料を全く同じにすると、コインシデンス効果が同じ周波数が生じ、ＴＬの谷が深くなる。これを避けるには、２枚の板材料の厚さや材質を変えるとよい。なお、２重壁の空気層に多孔質吸音材料を挿入すると、全周波数にわたって音響透過損失が大きくなる。前述したように発砲材など弾性材料を充填したり、ハニカムコアなどの剛性材で表裏の板を連結してしまうと、単板状の構造体となり、低域共振透過やコインシデンス効果が中音域に生じ、音響透過損失を劣化させることは、図７（ａ）のグラフＧ２１より明らかである。

以上のことを考慮し、本発明のＦＲＰ製防風柵１の好ましい構成を精査したところ、図８に示す結果が得られた。図８では、横軸にコインシデンス限界周波数ｆｃ（Ｈｚ）を示し、縦軸にスキン面板２の単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）の比（Ｄ／ｈ）を示している。図８から明らかなように、曲げ剛性Ｄが小さいほど、コインシデンス限界周波数を高く設定できる。

しかしながら、風圧力に耐えうる構造体としてのスキン面板２のヤング係数Ｅと、厚みｈから求められる曲げ剛性Ｄには、自ずと限界があり、曲げ剛性を小さくすると、列車走行寺の風荷重：１．５ｋＮ／ｍ^２におけるたわみが、構造体の高さＨの１／１００以下とする条件を超えて大きくなり構造体として成立しない。

その比（Ｄ／ｈ）の最小値は、６０００（Ｎ・ｍ）である。また、コインシデンス限界周波数を４ｋＨｚ以上とするためには、３５００（Ｎ・ｍ）であれば目標を達成する。ただし、曲げ剛性Ｄを増やすことは、材料費用の増加につながり、重くなるとともに、製品価格も上昇することになる。したがって、単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）の比（Ｄ／ｈ）を６０００〜３５０００（Ｎ・ｍ）の範囲とするのが好ましい。より好ましくは、７０００〜１２０００（Ｎ・ｍ）とするのが、経済的に最も有利である。すなわち、適正な厚みとヤング係数をもった強化繊維基材を選択すれば、材料コストを最小とすることができる利点がある。

前述したように、高音域での音響透過損失の谷が深くなる現象を避けるには、相対するそれぞれの面板の材料の厚さや材質を変えて、曲げ剛性に違いを持たせれば良く、ＦＲＰでは容易に対応することができる。また、剛性に変化を持たす手段としては、面板の片面に縦横にリブを立てても良く、実質的に一体成形も可能で、使用材料を大幅に増やす必要もなく目的を達成することができる。この点はＦＲＰの造形性の高さ故であり、最も得意とするところである。

なお、前述した層状化合物や針状化合物（粒状およびシート状化合物など）のフィラーを、マトリックス樹脂に添加することは、材料のダンピングを大きくすることができ、コインシデンス効果を減ずることができ好ましい。

図９は、本発明の第２実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の取り付け形態を示す斜視図である。図１０は、本発明の第３実施形態に係るＦＲＰ製防風柵の取り付け形態を示す斜視図である。

図９は、ＦＲＰ製防風柵１Ｂの下部に、実質的に一体化された凹形状の取付部１１の取付孔１３を介して、アンカーボルト１４で躯体１９に直接架設、固定した場合を示している。

図１０は、ＦＲＰ製防風柵１Ｃの相対する無孔スキン面板３ａ，３ｂを下方に延在させて、下方に開放する逆Ｕ字形状（∩形状）の取付部１５ａ，１５ｂを一体的に形成する。この取付部の固定板１５ａ，１５ｂに取付孔１３を設けて、コンクリート等からなる既設壁１６を挟むようにして、架設および固定する構造を示している。なお、これらの取り付け構造は、一例であって、これらの構造に限定されない。

以上、本発明をその実施に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、本発明の壁用構造体を防風柵に適用しているが、本発明の壁用構造体を防音壁に適用してもよい。

また、上記第１及び第２実施形態に係る壁用構造体１Ａ，１Ｂは、横方向リブ７より上側に形成された孔あき部５１Ａ，５１Ｂと、横方向リブ７より下側に形成された遮音部５２Ａ，５２Ｂとを備える構成としているが、遮音部を備えていない壁用構造体としてもよい。例えば、横方向リブ７の下側に、孔あき部が形成され、箱形構造体の全面に、孔あき部が形成された壁用構造体でもよい。

また、上記実施形態の開口孔９の形状は、円形でもよく、例えば、長穴形状、三角形、四角形など、その他の形状でもよい。

以下、本発明のＦＲＰ製防風柵１の実施例について詳述する。ＦＲＰ製防風柵１は以下の方法で製作した。

手順（１）では、軌道側のフラットなスキン面板及び凹形状の取付部１１を形成するための凸型を有する成形型Ｍ１に、約５００〜８００ｇ／ｍ^２のゲルコートを塗布し、ストランドマットおよび０／９０°ステッチングガラス織物（ガラスマット付き）基材を積層しつつ、水酸化アルミニウムを２０加えた不飽和ポリエステル樹脂を含浸しながら、スキン面板を形成するとともにスキン層を立ち上げて、天板４、側板５，５、底板６を形成する。なお、遮音部５２Ａ，５２Ｂとなる部分のスキン面板は、単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）の比（Ｄ／ｈ）が６０００〜３５０００（Ｎ・ｍ）の範囲になるように、積層枚数及び基材を選択している。

手順（２）では、ウレタン発砲体の芯材に、前記同様の樹脂を含浸しながら０／±４５°ステッチングガラス織物（ガラスマット付き）を巻き付けた矩形体を、左右の側板５と密着する位置に配置し、ボックスフレームを形成する。

手順（３）では、中子をおいて、中子に０／±４５°ステッチングガラス織物を含浸しながら、天頂部から所定の位置に中子を置きＣ形の横インナーリブ７を成形するとともに、所定の本数のＺ形状の縦インナーリブ８ｂを成形する。この縦インナーリブ８ｂは、凹形状の取付部１１の側面部の一部となる。

手順（４）では、並行して、別の成形型Ｍ２で民地側（軌道側と反対側）のスキン面板を成形し、反転して、半硬化状態の前記軌道側の成形体と合わせて、一体化し、完全硬化後、成形型より脱型する。

手順（５）では、横インナーリブ７を、より上部の軌道側および民地側となるスキン面板の両面に、ホールソーで、開口率βが４０％となるに必要な個数のφ２５ｍｍの開口孔９ａ，９ｂを３５ｍｍピッチで格子状に開口して、孔あき部５１Ａ，５１Ｂを形成した。

なお、孔あき部５１Ｂが単板構造のＦＲＰ製防風柵１Ｂは、前記左右のウレタン発砲体を芯材としたボックスフレーム構造体と同じ構成のボックスフレームを、天板４に密着させると共に、孔あき部５１Ｂが凹んだ形態とするため、その部分を凸とした民地側および軌道側の成形型を用いて成形した。その後、両面のスキン板が合わさり単板となった部分に、前記同様にして、開口孔９ｃを格子状に開口して形成する。

なお、ＦＲＰ製防風柵１Ｂの孔あき部５１Ｂの単板部は、予め所定の個数の開口孔９ｃを形成するピンを埋め込だ成形型にて、別途多孔単板２ｃと成形板を、民地側および軌道側の成形体を一体化する際に挿入して形成しても良く、これらの成形手段に限定されない。

このようにして得られたＦＲＰ製防風柵１は、孔あき部５１Ａ，５１Ｂの高さが０．７ｍ、遮音部５２Ａ，５２Ｂの高さが２ｍである。ＦＲＰ製防風柵１は、全高２．７ｍ、幅１ｍ、奥行き１００ｍｍ、重量が約６０ｋｇのものである。なお、遮音部５２Ａ，５２Ｂ部分の単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）の比（Ｄ／ｈ）は、成形体から、試験片を切り出し、万能試験機で曲げ特性を測定した結果、７３００（Ｎ・ｍ）であった。

また、これらのＦＲＰ製防風柵１の遮音部５２Ａ，５２Ｂの音響特性を、１７ｍｍの木質芯材の上下両面に、３ｍｍのＦＲＰを積層したサンドイッチ板（面密度が１７ｋｇ／ｍ^２）と比較した。無反響室にこれらを持ち込み、一定強度のランダム波を照射し、透過後の音響透過損失を測定した。その結果、２００Ｈｚではサンドイッチ板と同等のＴＬを示し、１０００Ｈｚの中音域では、サンドイッチ板より約６ｄＢ高いＴＬ値を示した。なお、目的とする４００Ｈｚで２５ｄＢ以上、１ｋＨｚで３０ｄＢ以上のＴＬを有することを確認した。

また、上記の多孔スキン面型と多孔単板型のＦＲＰ製防風柵を、実験と同じ形状の躯体に取り付け、反力壁に取り付けられた油圧シリンダーで、ＦＲＰ製防風柵に高さの１／２の部分に線荷重を負荷し、シリンダーに取り付けたロードセルから荷重を、変位計から先端部のたわみを計測し、結果をプロットした。この荷重試験の結果から、設計風荷重３ｋＮ／ｍ^２に相当するモーメントと同じ荷重６．５ｋＮを負荷したが、異常はなく、材料破壊荷重である３の約２０ｋＮを負荷しても、破壊に至らず十分な強度を有していることが判った。列車走行時の風荷重１．５ｋＮ／ｍ^２相当の３．２５ｋＮにおける先端部のたわみは、１０ｍｍであり、ＦＲＰ製防風柵の高さＨ＝２．７ｍの１／１００の２７ｍｍの半分以下であり、たわみの要求仕様を満足することを確認した。

また、本発明のＦＲＰ製防風柵を風洞実験に供し、孔あき部の風上と風下に風速計を設置し前後の風速を比較したところ、風下の風速が約５〜１０％小さくなり、孔あき部での圧力損失によって弱まったことを確認した。

また、ＦＲＰ製防風柵を、実際に設置し、行路差を一定にして、列車走行時の騒音音量を騒音計で測定した。その結果、孔のない従来のコンクリート製の遮音壁と同等の騒音測定結果が得られた。

本発明は、鉄道用の高欄や道路等に設けられる防風柵などに適用できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ＦＲＰ製防風柵（壁用構造体）
２ａ，２ｂ…多孔スキン面板
２ｃ…多孔単板
３ａ，３ｂ…無孔スキン板
４…上部板
５…側板
６…底板
７…横インナーリブ
８ａ…縦インナーリブ
８ｂ…両端の縦インナーリブ
９ａ，９ｂ，９ｃ…開口孔
１０…スチフナ
１１…凹形状の取付部（固定部）
１２…取付板
１３…取付孔
１４…アンカーボルト
１５…逆Ｕ字形状の取付部
１６…既設壁
１７…貫通孔
１８…締結ボルト
１９…躯体
２１…取付部（固定部）
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ…孔あき部、
５２Ａ，５２Ｂ…遮音部

Claims (10)

1. 板厚方向を前後方向とし、当該前後方向に離間して対面配置された一対のＦＲＰ製スキン面板間に薄型空間を形成する箱形構造体を備え、下端部に固定部が設けられ、立てて設置されるＦＲＰ製の壁用構造体であって、
   前記箱形構造体は、前後方向に貫通する開口が複数形成された開口板を備えることを特徴とする壁用構造体。
2. 前記開口板は、当該開口板の面積Ｓ_ａに対する複数の前記開口の面積Ｓ_ｂの比率（Ｓ_ｂ／Ｓ_ａ）である開口率が２０〜５０％であり、前記開口として直径２０ｍｍ〜３５ｍｍの開口孔が複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の壁用構造体。
3. 前記箱形構造体は、
   前記一対のスキン面板を連結すると共に、横方向に延在し上下を仕切る横方向リブと、
   前記横方向リブより上に配置された前記開口板を備える孔あき部と、
   前記横方向リブより下に配置された遮音部と、を備え、
   前記遮音部は、前記一対のスキン面板を連結すると共に、縦方向に延在する縦方向リブを有し、
   前記遮音部内には、前記一対のスキン面板、前記横方向リブ、及び前記縦方向リブによって構成された密閉空間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の壁用構造体。
4. 前記スキン面板は、所定の音響透過損失を有する面密度を持ち、且つ、単位幅当りの曲げ剛性（Ｄ）と厚み（ｈ）との比（Ｄ／ｈ）が６０００〜３５０００（Ｎ・ｍ）であることを特徴とする請求項３記載の壁用構造体。
5. 前記開口板が、前記箱形構造体の全面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の壁用構造体。
6. 前後方向に離間して配置された前記スキン面板が、前記開口板を兼ねることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の壁用構造体。
7. 前後方向において、前記開口板が１枚のみ形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の壁用構造体。
8. 前記一対のスキン面板の上端部を連結する天板が、側方から見て、水平方向に対して１０〜４０°の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の壁用構造体。
9. 前記箱形構造体は、前記固定部として、正面側から背面側へ凹む凹形状の取付部を備え、
   凹形状の取付部は、躯体表面に当接可能とされ、アンカーボルトを挿通させるボルト穴が形成された底板と、
   横方向に離間して配置され、下端部が前記底板に連結され縦方向に延在する一対の縦方向リブと、
   正面側に配置された前記スキン面板の下端側が後方へ傾斜した部分である傾斜板とを備え、
   前記ボルト穴が正面側に開放されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の壁用構造体。
10. 前記固定部は、既設の壁体の上端部を前後方向から挟む一対の固定板を備え、
    前記固定板は、前記スキン面板の下端に一体として形成され、
    前記既設の壁体及び前記固定板には、締結ボルトを挿通させるボルト穴が前後方向に開口され、
    前記締結ボルトによって、前記既設の壁体に固定可能であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の壁用構造体。

Images