JP4235133B2 - 防音壁の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道や道路に沿って併設される防音壁の取付構造に関し、とくに繊維強化プラスチック製防音壁の建築物躯体への取付構造に関する。

従来、例えば鉄道の高架部分には、周知のように沿線地域住民への騒音を緩和する目的で、主として架道の側縁部にコンクリート壁が立設されたり、予め工場で生産されたプレキャストコンクリート製や鉄系金属製の防音壁が立設されたりしており、これら防音壁は、例えばＨ型断面の柱間に設置されたり、自立形状にて連設されている。かかる防音壁にあっては、上記のような材質のものは比較的重量物であることから、大質量による遮音の原理上、鉄道車両等から発生する騒音の遮音や騒音の拡散には所定の効果が得られるものであったが、それに対して最近では、より軽量な素材、例えば繊維強化プラスチックなどを用いた防音壁が採用される例が増えてきた。材料として繊維強化プラスチックなどを用いた防音壁は、軽量性故の取付工事の容易さや、近年問題になっているコンクリートの経年劣化、また鉄系金属の錆びによる劣化の問題がなく、保守の簡素化が図れるという利点もあり（例えば、特許文献１）、今後も採用例が増加するものと思われる。

繊維強化プラスチックを防音壁の材料に用いる場合は、その取り扱い性や素材の管理の観点から、また工事現場での作業時間を削減する観点から、工場で成形した成形品をそのまま工事現場に搬入して施工するのが一般的である。
特開２００２−８８７２１号公報

しかしながら、一体成形された繊維強化プラスチック製の成形品（二次成形品）は、その軽量性を活かすためにも、また、他の材料と比較して割高な材料費を少しでも削減するためも、強度上無駄のないモノコック構造として設計されるのが普通であるので、部分的な切断や穿孔加工が施されると、著しく強度が低下する恐れがある。このため、工事現場でのいわゆる現場合わせによる加工は難しく、事前の詳細な現地調査や測量、または施工図面の検討により、施工時には現地での加工を必要としない形状に、あらかじめ工場で成形して搬入する必要がある。特に、既存の防音壁を繊維強化プラスチック製防音壁に交換するような場合、全て現地の状況に合わせた（つまり、交換前の現状に合わせた）形状の成形品を用いる必要があるため、多種多様な形状の成形品を少量ずつ必要とすることが多く、成形品の生産にかかるコストの上昇要因の一つともなっている。

鉄道や道路の高架橋の場合、こういった二次成形品の多品種化を招く最大の原因は、コンクリートの温度による寸法変化などを吸収するために設けられる、建築物躯体の目地（エキスパンション）を有する構造である。このエキスパンションは、温度によってその間隔が変化するので、防音壁の設置においても、同じ位置に防音壁の目地を設ける必要が生じるためである。

そこで本発明の課題は、上記のような問題に鑑み、二次成形品の防音壁を用いる場合に、事前の現地調査や測量を簡素化し、かつ二次成形品の品種数を少なく抑えるために、エキスパンションの位置に関係無く一定形状の防音壁（防音壁用パネル）を建築物に取り付けることを可能とする取付構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る防音壁の取付構造は、少なくとも繊維強化プラスチックを用いてなる防音壁を、建築物躯体に取り付ける構造であって、防音壁と建築物躯体の間に、防音壁の水平方向のほぼ全幅に亘って延び上下方向に離間させて設けられた２つの取付部材を介して、防音壁を建築物躯体に取り付けるとともに、建築物躯体に取り付けられる２つの取付部材が、建築物躯体の不連続部である目地部を跨いで建築物躯体に取り付けられる場合に、取付部材と建築物躯体との接合点を、前記２つの取付部材ともに前記目地部に対していずれか一方側に位置する建築物躯体部分に対してのみ設けることを特徴とする構造からなる。

この防音壁の取付構造においては、建築物躯体に取り付けられる取付部材が、建築物躯体の不連続部である目地部（つまり、エキスパンションの部分）を跨いで建築物躯体に取り付けられる場合、取付部材と建築物躯体との接合点を、後述の実施態様にも示すように、前記２つの取付部材ともに前記目地部に対していずれか一方側に位置する建築物躯体部分に対してのみ設ける。

また、取付部材と建築物躯体との接合点が、防音壁の水平方向全幅の中心に対していずれか片側にのみ存在するようにすることもできる。この構造においても、上記目地部に対していずれか一方側に位置する建築物躯体部分に対してのみ、取付部材と建築物躯体との接合点を設ける形態とすることができる。

取付部材自体の構造としては特に限定しないが、水平方向において強度の高い部材からなることが好ましい。また、取付部材としては、建築物躯体との接合の容易性等から、金属製であることが好ましい。取付部材自体の断面形状も特に限定されず、取付けの容易性が確保されるものであればどのような断面形状の採用も可能である。取付けの容易性の面からは、とくにＬ型断面等を有する部材からなることが好ましい。

建築物躯体と取付部材との接合についても特に限定されず、例えば、建築物躯体と取付部材とが後施工アンカーにより接合される構造を採用できる。

また、防音壁と取付部材とは、防音壁の成形時に一体化された締結手段（例えば、ボルト）を介して接合される構造とすることも可能である。

本発明によれば、防音壁と建築物躯体との間に、防音壁の水平方向のほぼ全幅に亘る取付部材を介することにより、防音壁（防音壁用パネル）を設置する位置に建築物躯体のエキスパンションが存在する場合にあっても、取付部材をいずれか片方の躯体と結合し、かつ他方の躯体側に張り出して設置することが可能となる。エキスパンションに隣接する両躯体は、温度上昇による膨張などにより異なった挙動を示すので、一つの防音壁をこれらの両躯体に跨がって取り付けることは、長期的な強度保持の観点から避けるべきであるが、本発明に係る取付構造によると、取付部材をいずれか片方の躯体と接合し、かつ他方の躯体側に対しては張り出して設置することにより、防音壁用パネルに対して他方の躯体の挙動は影響せず、長期的な強度保持の上からも問題ない取付を実現することができる。したがって、本発明によれば、エキスパンションの位置に関係無く一定形状の防音壁用パネルを建築物躯体に取り付けることが可能となり、二次成形品としての防音壁を用いることが可能となって、事前の現地調査や測量を簡素化でき、かつ二次成形品の品種を少なく抑えることができる。そして、後述の実施態様にも示すように、２つの取付部材は、上下方向に離間させて設けられるので、設置後の防音壁に作用する風圧などの外力によるモーメントに対して、十分な取付強度を有することができる。

以下に、本発明の望ましい形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る防音壁の取付構造における、繊維強化プラスチック製防音壁用パネルの設置例を示す斜視図である。実際の設置に際しては、図１に示すように、防音壁用パネル１を複数体水平方向に併設して連接することにより、所望の防音壁を構成する。図２〜図５に、本実施態様における防音壁用パネルの設置方法の例を示す。

防音壁用パネル１は、騒音の拡散防止と保線作業員の転落防止とを達成するため、通常、平面形状に形成されており、かつ、複数の防音壁用パネル１を連接できるよう、矩形状に形成されている。断面構造は、図６に示すように、２枚のスキン板６ａ、６ｂが平行に配置され、これらのスキン板６ａ、６ｂの間に、スキン板６ａ、６ｂを互いに連結して鉛直方向にのみ延びるリブ７が、水平方向に一定間隔で配置されている。

スキン材６ａ、６ｂは、本発明に係る防音壁用パネルの外表面を構成するもので、本実施態様では繊維強化プラスチックで構成されている。強化繊維としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が挙げられ、その繊度は１００〜２０００ｄｔｅｘの範囲内のものが好ましい。また、マトリックス樹脂としては、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等が挙げられる。強化繊維の体積含有率Ｖｆとしては、３０〜５０％が好ましい。また、防音壁用パネル１の全厚さＴと、各スキン材６ａ、６ｂの厚さｔとの比Ｔ：ｔとしては、５：１〜５０：１の範囲内にあることが好ましい。この範囲を超えてスキン材６ａ、６ｂの厚さｔが厚くなると、本発明の防音壁用パネルの特徴である軽量性が損なわれる。また、この範囲を超えてスキン材６ａ、６ｂの厚さｔが薄くなると、軽量にはなるものの、所定の強度等を確保するのが難しくなる。

リブ７は、スキン板６ａおよび６ｂを、一定の間隔をあけた状態で一体化して、パネル全体としての曲げ強度と剛性を向上するための構造部材である。その材質は特に限定されるものではないが、その役割上、構造部材としての機能を充分に発揮するために、高い面内せん断強度と剛性を有すると同時に、スキン板６ａ、６ｂと完全に一体化されていることが重要である。本実施態様においては、スキン板６ａ、６ｂ、およびリブ７は、同じマトリックス樹脂を用いた繊維強化プラスチック製としており、これらを一体的に成形することにより、構造的に完全に一体化されたものとされている。

本実施態様では、リブ７は図６（Ａ）に示すように防音壁用パネル１の内側に配置されており、水平方向に一定間隔で配置されている。前述したように、本実施態様の防音壁用パネル１は、リブ７がスキン板６ａ、６ｂを一体的に接合していることにより、防音壁として必要な曲げ強度と剛性を確保している。ここで、リブ７は鉛直方向にのみ連続して延びる構造であるため、防音壁用パネル１全体としては、主として鉛直方向に曲げ強度と剛性が高められている。このため、本実施態様の防音壁用パネル１は、柱などの部材を用いることなく、パネルのみで風圧などの外力に十分堪えることができるものである。

本実施態様では、防音壁用パネル１に、図６（Ａ）に示すように、取付部材２との締結のための取付ボルト３が一体的に成形されている。取付ボルト３は、上下方向に延びる防音壁用パネル１の防音部９を示した図６（Ｂ）に示すように、防音壁用パネル１の下部に位置する上下の取付部８に設けられ、両取付部８において水平方向に合計２列配置されている。また、取付ボルト３は、本実施態様では、締め付け時の空転を防ぐために、スチフナー５に溶接で一体化された上で、オーバーレイ工法により防音壁用パネル１に一体的に成形されている（図６（Ａ））。

本発明では、防音壁用パネル１は、図１、図３、図４に示すように、防音壁の水平方向のほぼ全幅に亘って延びる取付部材２を介して、建築物躯体４（例えば、高架橋）に設置される。本実施態様では、図３〜図５に示すように、一つの防音壁用パネル１に対して、取付部材２を２体用いており、取付部材２と建築物躯体４との接合点は、２つの取付部材２ともに目地部１０に対していずれか一方側に位置する建築物躯体部分に対してのみ設けられている。それぞれの取付部材２は、防音壁用パネル１の上下方向に離れて取り付けられており、そのため、設置後の防音壁に作用する風圧などの外力によるモーメントに対して、十分な取付強度を有することができる。

取付部材２は、防音壁用パネル１のほぼ全幅に亘る形状を持っているため、防音壁用パネル１と取付部材２は、防音壁用パネル１の幅方向のほぼどの位置でも締結することができる。このため、防音壁用パネル１単体で水平方向に高い曲げ強度・剛性を有する必要がなく、防音壁用パネル１の低コスト化や軽量化を図ることができる。

本実施態様では、取付部材２は、後施工アンカーを用いて建築物躯体４に設置されている。取付部材２と建築物躯体４の締結位置は、防音壁の回転を防ぐため、ひとつの取付部材２に対して少なくとも水平方向に離れた２箇所必要であるが、取付部材２の水平方向曲げ強度が十分に高い場合は、２箇所で十分な強度を得ることができる。また、２箇所の締結位置は水平方向に大きく離れている方が望ましいが、取付部材２の水平方向曲げ強度が十分に高い場合は、例えば防音壁用パネル１の全幅の半分以下までの範囲内で、２箇所の締結位置を接近させることも可能である。

図１〜図４に示すように、防音壁用パネル１の取付位置の建築物躯体４にエキスパンション１０（目地部）が存在する場合、前述のように、一つの取付部材２をエキスパンション１０を跨いで両側に位置する建築物躯体４に締結することは、長期的な強度保持の観点から避けるべきである。本発明によれば、このような場合に対して、取付部材２の水平方向における曲げ強度を十分に高めておくことにより、取付部材２の建築物躯体４との締結位置を、エキスパンション１０で区切られたいずれか片方の建築物躯体４のみとし、それによって、防音壁用パネル１に対して他方の躯体の挙動が影響せず、長期的な強度保持の上からも問題ない取付を実現することができる。

本実施態様では、取付部材２にＬ型アングル鋼材を用いたが、上記取付部材２は水平方向において高い曲げ強度を有する部材であればよく、その材質、断面形状は特に限定されない。

また、本発明によれば、防音壁用パネル１を複数連設して所望の大きさの防音壁を形成する場合にも、各防音壁用パネル１自身を軽量に構成できるので、重機等を用いることなく人手で容易に所定位値に配置できる。そして建築物躯体４上の適当な位置で容易に取付けを行うことが可能になり、設置時間の短縮、作業効率の向上が可能となる。その取付けの際には、上述の如く、エキスパンション１０を跨ぐ場合にあっても、そのエキスパンション１０に対して片側に位置する建築物躯体４に対してのみ取付部材２を介して接合できるので、エキスパンション１０を設けた機能をそのまま保持することができる。

相対する２枚のスキン板を、強化繊維としてガラス繊維０°配向のステッチ織物を２プライとガラス繊維チョップドストランドマット２プライを、マトリックス樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を使用して、ハンドレイアップ法により成形し、主として鉛直方向に曲げ強度と剛性を高めるための鉛直方向に延びるリブ部材を、ガラス繊維０／９０°織物を用いて、スキン板と同じマトリックス樹脂を用いた繊維強化プラスチックで成形し、これらをマトリックス樹脂により完全に接着一体化して成形した。

上記成形による防音壁用パネルとして、図３に示したような防音部高さ１６００ｍｍ、取付部高さ５００ｍｍ、幅９９０ｍｍ、厚さ１００ｍｍの防音壁用パネルを得た。このとき、リブ部材の水平方向間隔は３３０ｍｍとし、同時に、取付部の締結ボルトとして、スチール製Ｍ１６ボルト６本を一体的に成形し、該ボルトをスキン層より外部に突出するように配置した。該防音壁用パネルの重量はおよそ３９ｋｇ／体であった。

建築物躯体にＭ１６後施工ケミカルアンカーを設置し、それを用いて、溶融亜鉛メッキＬ型アングル鋼材製取付部材を設置した上で、防音壁用パネルを設置、固定した。取付部材を、断面の両腕が１００×１００ｍｍ、厚さが９ｍｍのＬ型アングル鋼材とすることにより、ケミカルアンカーの位置を取付部材の中央と一端側の２箇所としても、十分な水平方向強度を確保することができ、その結果、建築物躯体のエキスパンションと防音壁用パネルの目地が一致しない箇所についても、特殊品を必要とせず設置が可能であった。

本発明に係る防音壁の取付構造は鉄道沿線に限らず、道路に併設される防音壁にも応用することができるが、その適用範囲は、これらに限られるものではない。

本発明の一実施態様に係る防音壁の取付構造を示す斜視図である。 図１の取付構造における横断面図である。 図１の取付構造における正面図である。 図１の取付構造における背面図である。 図１の取付構造における縦断面図である。 図１の取付構造における防音壁用パネルの拡大部分横断面図（Ａ）および側面図である。

符号の説明

１ 防音壁用パネル（繊維強化プラスチック製）
２ 取付部材
３ 取付ボルト
４ 建築物躯体（高架橋）
５ スチフナー
６ａ、６ｂ スキン板
７ リブ
８ 取付部
９ 防音部
１０ エキスパンション（目地部）

Claims (7)

1. 少なくとも繊維強化プラスチックを用いてなる防音壁を、建築物躯体に取り付ける構造であって、防音壁と建築物躯体の間に、防音壁の水平方向のほぼ全幅に亘って延び上下方向に離間させて設けられた２つの取付部材を介して、防音壁を建築物躯体に取り付けるとともに、建築物躯体に取り付けられる２つの取付部材が、建築物躯体の不連続部である目地部を跨いで建築物躯体に取り付けられる場合に、取付部材と建築物躯体との接合点を、前記２つの取付部材ともに前記目地部に対していずれか一方側に位置する建築物躯体部分に対してのみ設けることを特徴とする防音壁の取付構造。
2. 取付部材と建築物躯体との接合点が、防音壁の水平方向全幅の中心に対していずれか片側にのみ存在する、請求項１に記載の防音壁の取付構造。
3. 取付部材が水平方向において強度の高い部材からなる、請求項１または２に記載の防音壁の取付構造。
4. 取付部材が金属製である、請求項１〜３のいずれかに記載の防音壁の取付構造。
5. 取付部材がＬ型断面を有する部材からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の防音壁の取付構造。
6. 建築物躯体と取付部材とが後施工アンカーにより接合される、請求項１〜５のいずれかに記載の防音壁の取付構造。
7. 防音壁と取付部材とが、防音壁の成形時に一体化された締結手段を介して接合される、請求項１〜６のいずれかに記載の防音壁の取付構造。

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