JP2521488B2 - 道路用透光型遮音壁のアルミ・鋼材複合枠部材 - Google Patents

道路用透光型遮音壁のアルミ・鋼材複合枠部材

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JP2521488B2
JP2521488B2 JP62195041A JP19504187A JP2521488B2 JP 2521488 B2 JP2521488 B2 JP 2521488B2 JP 62195041 A JP62195041 A JP 62195041A JP 19504187 A JP19504187 A JP 19504187A JP 2521488 B2 JP2521488 B2 JP 2521488B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は道路用遮音壁のうち、樹脂板を用いた透明
型及び半透明型遮音壁の複合枠部材に関するものであ
る。
従来の技術 この種の道路用遮音壁の枠部材は、L形鋼を用い、樹
脂板をボルト止めしていた。
発明が解決しようとする問題点 鉄と樹脂は熱膨張係数が大巾に異なり、樹脂板の変形
を吸収するため、樹脂板のボルト穴は、ばか穴とし、ス
プリングワッシャーを用い、さらに強くしめすぎないよ
う手かげんする必要があり、ボルト穴明け及びボルト締
めに非常に手間がかかり、コストアップの原因となって
いる。また、ボルトの締具合は作業人の感にたよるため
品質管理が難しく、夏は熱のため樹脂板が湾曲すること
も多い。
L形鋼の防食処理は亜鉛メッキで、止めボルトをまる
出しにしているため、外観が非常に悪い。
このような問題点にかんがみ本出願人は先に特許出願
昭62−049353号及び特許出願昭62−154183号を出願し
た。
本出願人が先に出願した特許出願昭62−049353で、美
観にすぐれるアルミを外装材として使用しかつ、アルミ
の加工性を利用し、透光板(2)の取付部をサッシ構造
とすることを創案した。また、同出願では主要外力は軽
量形鋼が受け持つ枠部材構成となっており、本発明のア
ルミ・鋼材複合枠部材の着想の原点は同出願に端を発し
ている。
次に出願した特許出願昭62−154183は、特許出願昭62
−049353の基本思想をもとに、アルミサッシ枠の実現化
をはかったもので、枠部材の一部にボックス構造を取り
入れ、ねじりに強い構造とし特許出願昭62−049353の問
題点を補完したものである。
道路用遮音壁は、一定間隔に支柱(11)を立てその間
に遮音パネル(10)を取付ける形をとるがこの支柱間隔
は2mになったり、3m、4mとなるなど、必ずしも一定せ
ず、遮音壁全体の高さ、設計荷重などで異なる。
特許出願昭62−154183は支柱間隔が2m程度のものを対
象としたもので、この場合はアルミ単一部材で充分所要
強度を有し、色々の部材を用いると、素材費が多少安く
なっても、取扱い加工費が増え、アルミ・鋼材複合形式
をとるほどメリットはなく、アルミ単一部材形式をとっ
ている。
アルミはヤング率が鉄の1/3で剛性が小さい。枠材の
剛性はヤング率と断面2次モーメントの積で表わされ、
後者を大きくして剛性を上げる方法もあるが、支柱巾に
より枠断面の巾が制限され、枠材の断面積を大きくする
と、採光面積が減り、コストアップをまねく。
構造物は許容応力度とたわみの許容値を満足させるよ
う設計する。支柱間隔2m程度の場合は、許容応力度の方
で断面が決まり、たわみは特に問題にならない。風荷重
により生ずる応力度は、剛性とは無関係で、アルミでも
メタルでも断面形状が同じならば生じる応力も同じであ
るが、たわみは剛性がダイレクトに影響し、同じ断面形
状ならば、アルミはメタルの3倍のたわみ量となる。
枠の長さ(透光板パネルの長辺、一般に横さん3a)が
2mから4mになると、応力度は4倍、たわみは16倍にな
り、枠の長さが4m前後になると、たわみの許容値の方で
枠材の断面が決まる。したがって、枠の長さが長くなる
ほど、ヤング率の小さいアルミは不利になり、スパンが
10mともなると、アルミ単独では全く使用に耐えない。
本発明は、支柱間隔2m以上の場合についても枠材
(3)の剛性を保持しつつ、コスト面で鋼製枠に対抗で
き、かつ、アルミ素材の美しさを透光型遮音壁の枠材に
生かし、もって、都市景観の向上に寄与することを目的
に創案されたものである。
問題点を解決するための手段 前記問題点を解決する手段を実施例に対応する第1図
〜第3図を用いて説明する。
(1) 枠部材の外郭と透光板(2)のさし込み部
(9)は美観と加工性に優れたアルミの押出材で作る。
アルミ押出材の中に所要の空間を設け、この中に、平鋼
(4)、形鋼(5)、鋼管(6)等の鋼材を入れる。
(2) 防錆対策として、アルミはアルマイト加工と
し、鋼材は亜鉛メッキ処理または枠の両端を密閉し、空
気の流通をなくす。
(3) 外力に対しては、アルミ押出形材(1)と鋼材
(4,5,6)は重ね梁で抵抗するものとし、両者をたし算
する形で、所要の断面性能(断面積,断面係数,曲げ及
びねじれ剛性等)を満すよう設計する。
という技術を講じている。
作 用 第4図は、支柱間隔が比較的長い場合に用いる透光板
パネル(10)で、このパネルの大きさを巾1m(たてさん
(3b))、長さ4m(横さん(3a))として、アルミ・鋼
材複合枠部材の力学特性を説明する。
透光板パネル(10)に風荷重(200Kg/m2)が作用する
と、透光板(2)にかかる風荷重の大半は横さん(3a)
に伝達され、この横さん(3a)を通じて最終的には支柱
(11)に伝わる。横さん(3a)にかかる風荷重を1本当
り100Kg/mとし、横さん(3a)中央のたわみを試算する
と(第3表参照)、アルミ形材単一部材(1)の場合は
5.2cmとなり、許容値3cmを越える。このアルミ形材
(1)の断面積は8.6cm2で、アルミ形材単一部材(1)
でたわみを3cmにするためには、8.6×5.2/3=15cm2程度
の断面積が必要となる。枠材(3)の巾を大きくすると
曲げ剛性が効率的に増加するが、枠材(3)の巾は支柱
(11)の巾に制限を受け、枠材(3)の高さを大きくし
て対処しなければならず、この場合、枠材(3)の剛性
は枠材(3)の高さに比例するより若干大き目の増加し
か期待できず非常に効率が悪い。
枠材(3)をアルミ・鋼材複合部材にすると、たわみ
は2.7cmとなり、許容値3cmを下まわる。このときの鋼材
断面積は6cm2で、アルミ部分(1)を加えた複合部材全
体の材料断面積は6+8.6=14.6cmとなり、アルミ形材
単一部材(1)の必要断面積15cm2とほぼ等しく、単価
的にみて、複合部材の方がはるかに経済的である。
第4表で、横さん(3a)中央の曲げ応力度を試算して
いるが、これによると、アルミ形材単一部材(1)で
も、曲げ応力度は若干許容値を越える程度で、その断面
積を若干増やせば対応でき、せん断応力度についてはア
ルミ形材単独でも充分許容値を下まわる。
枠材(3)に作用するねじりモーメントと枠材(3)
の所要ねじり剛性については、特許出願昭62−154183で
詳述しているが、アルミ形材(1)をボックス形状とす
れば、これだけで充分ねじり剛性が得られ、鋼材部分を
鋼管形状にする必要はないが、アルミ形材(1)にボッ
クス部分がない場合、すなわち全て開断面構造の場合
は、鋼材部分にねじり剛性を持たせる必要があり、鋼管
の類または板厚の大きい平鋼を用いる必要がある。
アルミと鉄とは温度による伸び率が異なり、アルミ・
鋼材複合部材(3)は、特に結合せず、互にスライドで
きる構造とする。すなわち、構造系は重ね梁で、これに
作用する曲げモーメントMは、複合部材全体の曲げ剛性
EI(=EI(アルミ)+EI(鋼材))に対するアルミ形材
(1)または鋼材(4,5,6)単独の曲げ剛性の比(EI
(アルミ)/EIまたはEI(鋼材)/EI)でアルミ形材
(1)と鋼材(4,5,6)が負担する。ねじりモーメント
についても同様、上記の曲げ剛性がねじり剛性に変わる
だけである。
実施例 以下に、この発明の2〜3の実施例を図面に基づいて
説明する。
第1図〜第3図は透光板パネル(10)の横さん(3a)
の枠部材(3)で、いずれも鋼材がアルミ形材(1)の
中に入っている。たてさん(3b)は長さが1m程度で、横
さん(3a)に比べると非常に小さく、風荷重によって生
じる断面力も小さいので、鋼材で補強する必要はなく、
アルミ形材(1)だけで充分である。
第1図は、補強材に平鋼(4)を用いた例、第2図は
Cチャンネル(5)を用いた例で、これを軽量形鋼や山
形鋼あるいは鋼板折曲材に変えてもよい。第3図は補強
材に角形鋼管(6)を用いた例であるが、これを円管に
変えてもよい。
透光板パネル(10)の大きさ、特に、長さによって横
さん(3a)にかかる断面力が異なる。アルミ形材(1)
の中に入れる鋼材の断面形状は、この断面力の大きさに
応じて、経済性やアルミ形材(1)の鋼材が入る空間の
大きさより選定される。
アルミ形材(1)は、アルミ押出成形法で製作する。
この場合、断面形状選択の自由度が高い、すなわち、加
工性に優れるこのアルミ成形法のメリットを充分生か
し、透光板(2)のアタッチメントはもちろんのこと、
補強鋼材(4,5,6)の保持取付部分もアルミ形材(1)
の成形段階に同時に作ってしまう。
本出願人が先に出願した、特許出願昭62−154183は透
光板パネル(10)の横さん(3a)の長さが2m程度のアル
ミサッシを対象としたものであるが、本発明はアルミサ
ッシを鋼材で補強し、この長さを拡大し、道路用透光型
遮音壁に使えるアルミサッシの用途範囲を広げるもので
ある。
ビル、家庭用アルミサッシは、一般にたてに長く、そ
の高さは、高くて180cmから240cm程度である。道路用ア
ルミサッシについても、この程度までの長さが、かかる
荷重も少なく、アルミの加工性に優れた面が卓越し、単
価の点でも、アルミサッシのメリットがよく現われる。
透光板パネルの横さん(3a)の長さが2mを越えると耐荷
力のウエイトが高くなり、曲げ剛性の小さいアルミは劣
勢の度合を強め、逆に鋼材の優位性が高まる。横さん
(3a)の長さが4m前後では、鋼とアルミが同程度の荷重
を負担することができるが、この長さが8m、10mとなる
と大半の荷重を鋼に持たざるを得ず、アルミ部分(1)
は外装材の役目あるいは荷重受渡し材の役目程度しかは
たし得ないことになる。
発明の効果 本発明は、横さん(3a)の長さが6m程度までの透光板
パネルを対象にし、その枠材(3)について、剛性の大
きい鋼で補強し、かつ、アルミ形材(1)にも荷重の相
当部分を負担させることにより、枠部材(3)のコスト
を下げ、美観に優れたアルミサッシの使用範囲を広げる
ものである。
道路高架部の風荷重は昭和62年まで300Kg/m2で考えら
れていたが、現在、200Kg/m2に変わりつつある。遮音壁
の支柱間隔は長くするほど、全体工費が安くなるケース
が多く、従来、高架部の支柱間隔は2mであったが、3m、
4mあるいは6m間隔が検討され、一部計画が実施されてい
る。本発明はこれに対応したもので、透光型遮音壁は都
市部でより多く設置されるが、支柱間隔が2mより長くな
った場合にも、特に、工費を高くすることなく、都市景
観の改善に大きな役割をはたす。
現在、透光型遮音壁の枠は、L形鋼や亜鉛メッキ鋼板
の折曲げ材で造られている。亜鉛メッキは当初銀色に近
い色を有するが、すぐ黒くなるなど街が美しくなった現
代において、透光型も含め道路の遮音壁だけが非常に見
苦しいのが実情である。鋼製枠については、都市美観改
善の点から塗装を追加する方向にあるが、塗装も非常に
高くつき、5〜6年もするとぬりかえが必要となる。
ガラス等の透明体は軽快なイメージのもので、これに
ソフトタッチのアルミ枠が適しており、素材そのものが
美しいため劣化の心配はない。また、サッシ構造を採用
しているためボルトが見えず、非常にすっきりした感じ
を与える。
以上、本発明は、今後遮音壁の支柱間隔が長くなるこ
とにも対応できる透光型遮音壁のアルミサッシ枠を世に
提供し、先に出願した特許出願昭62−154183の枠部材と
合せもって、都市景観の点から1つだけ取残された道路
遮音壁の非近代性の回復を計り、もって、美しい街づく
りに寄与しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明のアルミ・鋼材複合枠部材の断
面図、第4図は透光板パネル正面図、第5図はパネルを
支柱に取付ける平面図である。 1……アルミ形材、2……透光板、3……枠部材全体、
3a……横さん枠、3b……たてさん枠、4……平鋼、5…
…軽量形鋼、6……角形鋼管、7……透光板固定部品、
8……透光抜け止リベット、9……透光板はめ込み空
間、10……透光板パネル全体、11……支柱(平鋼)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミ押出形材(1)で、枠部材(3)の
    外郭をつくりその内部に平鋼(4)、形鋼(5)、鋼管
    または角形鋼管(6)等の鋼材を入れ、この鋼材で枠部
    材全体(3)の強度を補強した道路用透光型遮音壁の枠
    部材
JP62195041A 1987-08-04 1987-08-04 道路用透光型遮音壁のアルミ・鋼材複合枠部材 Expired - Lifetime JP2521488B2 (ja)

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