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JP4959359B2 - Bridge - Google Patents
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Description

本発明は、耐風安定性を目的とした橋梁に関するものである。   The present invention relates to a bridge for wind resistance stability.

橋梁が風を受けると、橋梁固有の特性によって、発散的なたわみ振動が発生することがある。この振動は、自らの変位によって振動エネルギーが供給される自励振動であるため、橋梁の崩壊につながる危険性がある。   When a bridge receives wind, divergent flexural vibration may occur due to the unique characteristics of the bridge. Since this vibration is self-excited vibration in which vibration energy is supplied by its own displacement, there is a risk of leading to collapse of the bridge.

この橋梁の振動の対策として、橋軸方向に断続して間隔が変化するような壁を橋桁上面に立設する方法(例えば特許文献1参照)、耐風付加部材の設置(例えば特許文献2、特許文献3参照)、チューンドマスダンパーの設置等が講じられる。
特開平9−21111号公報 特開平9−125312号公報 特開平11−269818号公報
As a countermeasure against vibration of the bridge, a method of standing a wall on the bridge girder upper surface that changes intermittently in the bridge axis direction (see, for example, Patent Document 1), installation of a wind-resistant addition member (for example, Patent Document 2, Patent) Reference 3), tuned mass dampers, etc. will be installed.
JP 9-21111 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-125312 JP-A-11-269818

しかし、昨今の橋梁は長支間化、狭幅員化される傾向があり、前記対策だけでは、橋梁の耐風性を確保することが困難な場合がある。
また、昨今の公共事業費の縮小傾向から、橋梁建設に係るコストの縮減は必須課題であり、新たに制振対策を講じるだけの予算確保が困難な傾向にある。
上記の理由から、既設の橋梁に対して新たに制振対策を講じる必要がないよう、当初の設計段階から耐風安定性を確保した橋梁設計が必要となる。
However, recent bridges tend to be longer spans and narrower, and it may be difficult to ensure the wind resistance of the bridges only with the above measures.
In addition, due to the recent trend of reducing public works costs, reduction of costs related to bridge construction is an essential issue, and it is difficult to secure a budget for taking new vibration control measures.
For the above reasons, it is necessary to design a bridge that ensures wind resistance stability from the initial design stage so that it is not necessary to take new vibration control measures for the existing bridge.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、コスト低減を達成しつつ、橋梁の耐風安定性を確保することのできる橋梁を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a bridge that can ensure wind resistance stability of the bridge while achieving cost reduction.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる多径間橋梁は、橋梁の橋軸方向に略直交する上部構造の横断面の外形状を包絡する包絡四角形の幅をB、高さをDとした場合に、橋軸方向に対して、前記包絡四角形の断面辺長比B/Dを変化させた上部構造を有し、前記上部構造は、前記断面辺長比B/Dを有する上部構造分割体が、橋軸方向に複数接続されて形成され、少なくとも1つの上部構造分割体は、他の上部構造分割体に対して異なる断面辺長比B/Dを有し、前記上部構造の揚力係数をC、前記上部構造に吹き付ける風の平均方向が水平方向となす角度をα(吹き上げ方向に正)、揚力係数勾配をdC/dαとし、前記上部構造の端部から第n番目の支間長をL、揚力係数勾配をS、支間における最大のたわみ振動モード次数をAとした場合に、(1)式の値が0以上とされていることを特徴とする。

Figure 0004959359
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
In other words, the multi-span bridge according to the present invention has a bridge axis when the width of the envelope rectangle enclosing the outer shape of the cross section of the upper structure substantially orthogonal to the bridge axis direction of the bridge is B and the height is D. A superstructure in which the cross-sectional side length ratio B / D of the envelope quadrangle is changed with respect to the direction, and the superstructure has an upper structure divided body having the cross-sectional side length ratio B / D. The at least one upper structure divided body has a cross-sectional side length ratio B / D different from that of the other upper structure divided body, the lift coefficient of the upper structure is C L , The angle between the average direction of the wind blown to the structure and the horizontal direction is α (positive in the blowing direction), the lift coefficient gradient is dC L / dα, the nth span length from the end of the superstructure is L n , lift the coefficient slope S n, the maximum flexural vibration mode order in span and a n In this case, the value of the expression (1) is 0 or more.
Figure 0004959359

橋軸方向に対して、前記包絡四角形の断面辺長比を変化させることにより、橋梁全体としての耐風安定性を向上させ、発散的なたわみ振動の発生を防止することができる。   By changing the cross-sectional side length ratio of the envelope rectangle with respect to the bridge axis direction, the wind resistance stability of the entire bridge can be improved, and the occurrence of divergent flexural vibration can be prevented.

(1)式の値が0以上とされていることにより、n径間橋梁全体としての揚力係数勾配dC/dαは0以上となり、橋梁全体として発散的なたわみ振動の発生を防止することができる。
このように、橋梁の支間長または上部構造の断面形状を変化させることによって耐風安定性を確保することにより、耐風付加部材の設置等の新たな制振対策をすることを必要とせず、コストの縮減を図ることが可能である。
By setting the value of equation (1) to 0 or more, the lift coefficient gradient dC L / dα of the entire n-span bridge becomes 0 or more, and the occurrence of divergent flexural vibration can be prevented as a whole bridge. it can.
In this way, by ensuring the wind resistance stability by changing the span length of the bridge or the cross-sectional shape of the superstructure, it is not necessary to take new vibration control measures such as the installation of wind resistant additional members. Reduction can be achieved.

さらに、本発明にかかる多径間橋梁は、鋼箱桁断面の橋桁を有することを特徴とする。 Furthermore, the multi-span bridge according to the present invention has a bridge girder having a cross section of a steel box girder.

鋼箱桁断面を有する橋桁を採用することにより、さらにコストの縮減を図ることができる。   By adopting a bridge girder having a steel box girder cross section, the cost can be further reduced.

橋梁の支間長または断面形状を変化させることにより、耐風付加部材の設置等の新たな制振対策をすることを必要とせず、耐風安定性を確保しコストの縮減を図ることが可能である。   By changing the span length or cross-sectional shape of the bridge, it is not necessary to take new vibration control measures such as the installation of a wind-resistant additional member, and it is possible to ensure wind-resistant stability and reduce costs.

[第1の実施形態]
以下に、本発明に係る橋梁の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示した側面図である。
同図に示す橋梁1は、床版2と橋桁3から構成される上部構造を有しており、この上部構造は、第1上部構造分割体4と、第2上部構造分割体5と、第3上部構造分割体6とが橋軸方向に接続されて形成されている。
図2には、第2上部構造分割体5について、橋梁の橋軸方向に略直交する横断面の形状が表されている。
同図に示す第2上部構造分割体5は、橋軸方向(紙面垂直方向)に延在する床版2と橋桁3aを備えている。また、同図に示す横断面の外形状を包絡する包絡四角形の幅をB、高さをDとした場合に、この包絡四角形の断面辺長比はB/Dとして表される。
図3には、第1上部構造分割体4および第3上部構造分割体6について、橋梁の橋軸方向に略直交する横断面の形状が表されている。
同図に示す第1上部構造分割体4および第3上部構造分割体6は、橋軸方向(紙面垂直方向)に延在する床版2と橋桁3bを備えている。また、同図に示す横断面の外形状を包絡する包絡四角形の幅をB、高さをDとした場合に、この包絡四角形の断面辺長比はB/Dとして表される。
したがって、図1に示す橋梁1の上部構造は、断面辺長比がB/Dである第1上部構造分割体4と、断面辺長比がB/Dである第2上部構造分割体5と、断面辺長比がB/Dである第3上部構造分割体6とが橋軸方向に接続されて形成されていることとなる。
ここで、第2上部構造分割体5の断面辺長比B/Dは、第1上部構造分割体4および第3上部構造分割体6の断面辺長比B/Dより小さく設定されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of a bridge according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a bridge according to the present embodiment.
The bridge 1 shown in the figure has an upper structure composed of a floor slab 2 and a bridge girder 3, and this upper structure includes a first upper structure divided body 4, a second upper structure divided body 5, 3 upper structure division bodies 6 are formed to be connected in the bridge axis direction.
FIG. 2 shows the cross-sectional shape of the second upper structural division body 5 that is substantially orthogonal to the bridge axis direction of the bridge.
The second upper structural division 5 shown in the figure includes a floor slab 2 and a bridge girder 3a extending in the bridge axis direction (the direction perpendicular to the paper surface). Further, when the width of the envelope rectangle enveloping the outer shape of the transverse cross section shown in the figure is B 1 and the height is D 1 , the section side length ratio of the envelope rectangle is expressed as B 1 / D 1. .
FIG. 3 shows the cross-sectional shape of the first upper structural division body 4 and the third upper structural division body 6 that are substantially orthogonal to the bridge axis direction of the bridge.
The first upper structure divided body 4 and the third upper structure divided body 6 shown in the figure include a floor slab 2 and a bridge girder 3b extending in the bridge axis direction (direction perpendicular to the paper surface). Further, when the width of the envelope rectangle enveloping the outer shape of the cross section shown in the figure is B 2 and the height is D 2 , the section side length ratio of the envelope rectangle is expressed as B 2 / D 2. .
Therefore, the upper structure of the bridge 1 shown in FIG. 1 includes a first upper structure divided body 4 having a cross-sectional side length ratio of B 2 / D 2 and a second upper structure having a cross-sectional side length ratio of B 1 / D 1. The divided body 5 and the third upper structure divided body 6 having a cross-sectional side length ratio of B 2 / D 2 are connected and formed in the bridge axis direction.
Here, the cross-sectional side length ratio B 1 / D 1 of the second upper structural division body 5 is set smaller than the cross-sectional side length ratio B 2 / D 2 of the first upper structural division body 4 and the third upper structural division body 6. Has been.

次に、橋梁の上部構造が、断面辺長比の異なる上部構造分割体を橋軸方向に接続して形成されることの作用効果を説明する。
まず、本実施形態に係る上記橋梁の比較例として、断面辺長比が橋軸方向に対して一定である上部構造を有する単径間橋梁を考える。
図14に示す橋梁7は、図2に示す横断面形状の上部構造を有する単径間橋梁であり、その上部構造の断面辺長比はB/Dである。この橋梁7について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係が、図5に表されている。図5によると、ある一定以上の風速に達すると、振動の振幅が急激に増加する発散的なたわみ振動が発生している。
図15に示す橋梁8は、図3に示す横断面形状の上部構造を有する単径間橋梁であり、その上部構造の断面辺長比はB/Dである。この橋梁8について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係が、図6に表されている。図6によると、風速が増加しても、振動の振幅が急激に増加する発散的なたわみ振動は発生していない。
Next, the effect of the superstructure of the bridge formed by connecting the superstructure divided bodies having different cross-sectional side length ratios in the bridge axis direction will be described.
First, as a comparative example of the bridge according to the present embodiment, a single-span bridge having an upper structure whose cross-sectional side length ratio is constant with respect to the bridge axis direction is considered.
A bridge 7 shown in FIG. 14 is a single-diameter bridge having an upper structure with a cross-sectional shape shown in FIG. 2, and the cross-sectional side length ratio of the upper structure is B 1 / D 1 . FIG. 5 shows the relationship between the speed of the wind blown on the bridge and the amplitude of vibration generated in the bridge by the wind. According to FIG. 5, when the wind speed reaches a certain level or more, divergent flexural vibration in which the amplitude of the vibration increases rapidly is generated.
A bridge 8 shown in FIG. 15 is a single span bridge having an upper structure having a cross-sectional shape shown in FIG. 3, and the cross-sectional side length ratio of the upper structure is B 2 / D 2 . FIG. 6 shows the relationship between the speed of the wind blown on the bridge and the amplitude of vibration generated in the bridge by the wind. According to FIG. 6, even if the wind speed increases, no divergent flexural vibration in which the amplitude of the vibration increases rapidly is generated.

次に、断面辺長比の異なる上部構造分割体を橋軸方向に接続して形成される上部構造を有する多径間橋梁について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係を考える。ここでは、図1に示す橋梁1を例として考える。
図7は、図1に示す橋梁1について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係を表している。図7によると、風速が増加しても、振動の振幅が急激に増加する発散的なたわみ振動は発生していない。つまり、発散的なたわみ振動に不安定であった単径間の橋梁7と、耐風安定性を有する単径間の橋梁8とを橋軸方向に接続することによって、橋梁全体としての耐風安定性を向上させることができることが示されている。
以上より、橋梁の上部構造の断面形状を変化させることによって耐風安定性を確保することにより、耐風付加部材の設置等の新たな制振対策をすることを必要とせず、コストの縮減を図ることが可能であることがわかる。
Next, for multi-span bridges with superstructures formed by connecting superstructure divisions with different cross-section side length ratios in the direction of the bridge axis, the wind speed of the wind blown on the bridge and the vibration generated in the bridge by the wind Consider the relationship with amplitude. Here, the bridge 1 shown in FIG. 1 is considered as an example.
FIG. 7 shows the relationship between the wind speed of the wind blown on the bridge and the amplitude of vibration generated in the bridge by the wind for the bridge 1 shown in FIG. According to FIG. 7, even if the wind speed increases, no divergent flexural vibration in which the amplitude of the vibration increases rapidly is generated. In other words, by connecting the bridge 7 between single diameters that was unstable to divergent flexural vibration and the bridge 8 between single diameters having wind resistance stability in the direction of the bridge axis, the wind resistance stability of the bridge as a whole. It has been shown that can be improved.
From the above, by ensuring the wind-resistant stability by changing the cross-sectional shape of the superstructure of the bridge, it is not necessary to take new vibration control measures such as the installation of wind-resistant additional members, and reduce costs. It is understood that is possible.

なお、上記実施形態において、第1上部構造分割体4および第3上部構造分割体6の橋軸方向に略直交する横断面の形状として、図3に示す横断面形状を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図4に示す横断面形状としても、同様の作用効果を奏することができる。
また、上記実施形態において、第1上部構造分割体4と、第3上部構造分割体6の橋軸方向に略直交する横断面の形状を同一であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、異なる横断面形状であっても、同様の作用効果を奏することができる。
In the above embodiment, the cross-sectional shape shown in FIG. 3 has been described as an example of the cross-sectional shape substantially orthogonal to the bridge axis direction of the first upper structural division body 4 and the third upper structural division body 6. This invention is not limited to this, For example, the same effect can be show | played also as cross-sectional shape shown in FIG.
Moreover, in the said embodiment, although the shape of the cross section substantially orthogonal to the bridge-axis direction of the 1st upper structure division body 4 and the 3rd upper structure division body 6 was demonstrated as the same, this invention is limited to this. However, similar effects can be obtained even with different cross-sectional shapes.

以下に、本発明に係る橋梁の一実施形態として、3径間橋梁についての安定条件を、図面を参照して説明する。
図8は、本実施形態に係る橋梁の概略構成を示した概略図である。
図8に示す橋梁10は、3径間橋梁であり、断面Aの上部構造分割体と、断面Bの上部構造分割体とが、橋軸方向に接続されて形成される上部構造を有している。
橋梁の橋軸方向に略直交する上部構造の横断面の外形状を包絡する包絡四角形の幅をB、高さをDとした場合に、この包絡四角形の断面辺長比はB/Dとして表される。また、橋梁の揚力係数をC、橋梁に吹き付ける風が水平方向となす角度をαとすると、橋梁の揚力係数勾配ScはdC/dαとして導かれ、発散的なたわみ振動を防止するためには、揚力係数勾配Scの値が0以上となる必要がある。
ここで、断面Aの上部構造分割体の支間長をL、断面辺長比を(B/D)、揚力係数勾配をSAと表す。また、断面Bの上部構造分割体の支間長をL、断面辺長比を(B/D)、揚力係数勾配をSBと表す。
断面Aの上部構造分割体の支間長Lを橋梁10の最大支間長とし、各径間での振動モード関数がy=sin(π/L)xと表され、上部構造の単位長さ当たりの質量が一定であり、各径間での橋軸方向に対する断面形状が一定であると仮定すると、橋梁10全体として発散的なたわみ振動を防止するための条件は、以下の(2)式により表される。
Below, as one embodiment of the bridge according to the present invention, stability conditions for a three-span bridge will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a bridge according to the present embodiment.
The bridge 10 shown in FIG. 8 is a three-span bridge, and has an upper structure formed by connecting the upper structure divided body of the section A and the upper structure divided body of the section B in the bridge axis direction. Yes.
When the width of the envelope rectangle enveloping the outer shape of the cross section of the superstructure substantially orthogonal to the bridge axis direction of the bridge is B and the height is D, the section side length ratio of the envelope rectangle is expressed as B / D. Is done. In addition, when the lift coefficient of the bridge is C L and the angle between the wind blown to the bridge and the horizontal direction is α, the bridge lift coefficient gradient S c is derived as dC L / dα to prevent divergent flexural vibration. For this, the value of the lift coefficient gradient S c needs to be 0 or more.
Here, the span length of the upper structural division body of the cross section A is represented as L 1 , the cross section side length ratio is represented as (B / D) 1 , and the lift coefficient gradient is represented as S A. Further, the inter-span length of the upper structural division of the cross section B is represented as L 2 , the cross section side length ratio is represented as (B / D) 2 , and the lift coefficient gradient is represented as S B.
The span length L 1 of the superstructure divided body of the cross section A and the maximum span length of the bridge 10, vibration mode function for each span is expressed as y = sin (π / L) x, per unit length of the superstructure Assuming that the cross-sectional shape in the bridge axis direction between each diameter is constant, the condition for preventing divergent flexural vibration as a whole of the bridge 10 is as follows: expressed.

Figure 0004959359
Figure 0004959359

以上より、(2)式を満足する設計条件とすることにより、橋梁10全体として発散的なたわみ振動を防止することができる。
したがって、発散的なたわみ振動に対して安定性を有する3径間橋梁を設計する場合には、図9のフローチャートに示すように、まず上部構造の断面の仮決定を行い(図9中ステップS1)、この上部構造について2SB(L/L+SAの値が0以上となるか否かの判断を行う(図9中ステップS2)。このとき、2SB(L/L+SAの値が0未満の場合には、上部構造の断面形状または支間長の変更をすることにより(図9中ステップS3)、橋梁全体としての安定性を確保することとなる。
As described above, divergent flexural vibration can be prevented as a whole of the bridge 10 by setting the design condition to satisfy the expression (2).
Therefore, when designing a three-span bridge having stability against divergent flexural vibration, a temporary determination of the cross section of the superstructure is first performed as shown in the flowchart of FIG. 9 (step S1 in FIG. 9). ), this superstructure 2S B (L 2 / L 1 ) 3 + S value of a makes a determination whether a 0 or more (in FIG. 9 step S2). At this time, when the value of 2S B (L 2 / L 1 ) 3 + S A is less than zero, by the change of the cross-sectional shape or span length of the superstructure (in FIG. 9 step S3), and the whole bridge This will ensure the stability.

以下に、上述の3径間橋梁の安定条件を具体的に適用した実施例を説明する。
図10に示す橋梁15は、3径間橋梁であり、断面Aの上部構造分割体と、断面Bの上部構造分割体が橋軸方向に接続されて形成される上部構造を有している。ここで、断面Aの上部構造分割体の支間長はL、断面辺長比は1.5と仮決定されている。また、断面Bの上部構造分割体の支間長Lは0.8L、断面辺長比は2.0と仮決定されている。
上述の断面の場合,上部構造の断面辺長比B/Dと、橋梁の揚力係数勾配dC/dαとの関係について、風洞試験から得られた試験結果をプロットした図11より、断面Aの上部構造分割体の揚力係数勾配SAは−4.5、断面Bの上部構造分割体の揚力係数勾配SBは−3.1と求められる。これらのL、L、SA、SBの数値を(2)式に代入すると、(2)式の左辺の値は−7.7となり、発散的なたわみ振動に対して不安定であることがわかる。
そこで図9のフローチャートに従い、上部構造の断面形状、支間長の再決定を実施し、発散的なたわみ振動に対する安定性を確保する。ここでは、支間長と断面Aの形状を固定し、以下の(3)式に示すとおり、断面Bの上部構造分割体の揚力係数勾配SBが4.4以上となるよう、断面形状の再設計を行う。
Below, the Example which applied the stability condition of the above-mentioned 3 span bridge concretely is described.
The bridge 15 shown in FIG. 10 is a three-span bridge, and has an upper structure formed by connecting an upper structure division body having a cross section A and an upper structure division body having a cross section B in the bridge axis direction. Here, the span length of the upper structural division body of the section A is provisionally determined to be L 1 and the section side length ratio is 1.5. Further, the span length L 2 of the upper structural division body of the section B is temporarily determined to be 0.8L 1 and the section side length ratio is 2.0.
In the case of the above-mentioned cross section, from FIG. 11 where the test results obtained from the wind tunnel test are plotted, the cross section side length ratio B / D of the superstructure and the lift coefficient gradient dC L / dα of the bridge are plotted. lift coefficient slope S a superstructure split body -4.5, lift coefficient slope S B of the superstructure division of section B is determined to be -3.1. Substituting these numerical values of L 1 , L 2 , S A and S B into the equation (2), the value on the left side of the equation (2) becomes −7.7, which is unstable with respect to the divergent flexural vibration. I know that there is.
Therefore, according to the flowchart of FIG. 9, the cross-sectional shape of the superstructure and the span length are redetermined to ensure stability against divergent flexural vibration. Here, the span length and the shape of the cross-section A are fixed, and the cross-sectional shape is restored so that the lift coefficient gradient S B of the upper structural division of the cross-section B is 4.4 or more as shown in the following equation (3). Do the design.

Figure 0004959359
Figure 0004959359

図11は、上部構造の断面辺長比B/Dと、橋梁の揚力係数勾配dC/dαとの関係について、風洞試験から得られた試験結果をプロットした図である。
同図を用いて、所定の揚力係数勾配を得るために、必要となる断面辺長比を簡易的に求めることが可能である。
本実施例にかかる橋梁において、断面Bの上部構造分割体の揚力係数勾配が4.4以上となるためには、断面辺長比を3.0以上とすれば良いことが、図11より読み取ることができる。つまり、断面Bの上部構造分割体の断面形状を変更することにより、橋梁15全体として、耐風安定性の確保が可能である。
FIG. 11 is a graph plotting the test results obtained from the wind tunnel test with respect to the relationship between the cross-sectional side length ratio B / D of the superstructure and the lift coefficient gradient dC L / dα of the bridge.
Using the figure, it is possible to simply obtain the required cross-sectional side length ratio in order to obtain a predetermined lift coefficient gradient.
In the bridge according to the present embodiment, it is read from FIG. 11 that the cross-section side length ratio should be 3.0 or more in order that the lift coefficient gradient of the superstructure divided body of the cross section B is 4.4 or more. be able to. That is, by changing the cross-sectional shape of the upper structural division body of the cross section B, it is possible to ensure wind resistance stability as the entire bridge 15.

以上の通り、本実施形態によれば、3径間橋梁について、一部の上部構造分割体の断面形状を変更することにより、橋梁全体として発散的なたわみ振動の発生を防止することができる。
したがって、橋梁の設計によって耐風安定性を確保することにより、耐風付加部材の設置等の新たな制振対策をすることを必要とせず、コストの縮減を図ることが可能である。
なお、上記実施形態において、断面Bの形状変更によって安定性を確保する設計方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、支間長や断面Aの形状を変更することによっても、同様の作用効果を奏することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of divergent flexural vibration as a whole of the bridge by changing the cross-sectional shape of some of the upper structural division bodies in the three-span bridge.
Therefore, by ensuring wind resistance stability by designing the bridge, it is possible to reduce costs without requiring new vibration control measures such as installation of wind resistant additional members.
In addition, in the said embodiment, although the design method which ensures stability by the shape change of the cross section B was demonstrated, this invention is not limited to this, Also by changing the length of a span or the cross section A, Similar effects can be obtained.

[第2の実施形態]
以下に、本発明に係る橋梁の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態にかかる橋梁が、第1の実施形態と異なる点は、n径間橋梁について、発散的なたわみ振動に対する安定条件を示している点である。
図12に示す橋梁20は、n体の上部構造分割体が接続されて形成される上部構造を有するn径間橋梁である。ここで、この上部構造の端部から第n番目の上部構造分割体の断面形状は断面n、支間長はL、揚力係数勾配はS、区間最大モードはAと表される。
この場合に、各径間での振動モード関数はy=sin(π/L)xと表され、上部構造の単位長さ当たりの質量が一定であり、各径間での橋軸方向に対する断面形状が一定であると仮定すると、橋梁20全体として発散的なたわみ振動を防止するための条件は、以下の(4)式により表される。
[Second Embodiment]
Below, 2nd Embodiment of the bridge concerning this invention is described with reference to drawings.
The bridge according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the n-diameter bridge shows a stable condition against divergent flexural vibration.
A bridge 20 shown in FIG. 12 is an n-span bridge having an upper structure formed by connecting n upper structure division bodies. Here, the sectional shape of the n-th upper structure divided body from an end of the superstructure sectional n, span length L n, lift coefficient gradient is represented as S n, interval maximum mode A n.
In this case, the vibration mode function between the diameters is expressed as y = sin (π / L) x, the mass per unit length of the superstructure is constant, and the cross-section with respect to the bridge axis direction between the diameters. Assuming that the shape is constant, the condition for preventing divergent flexural vibration as a whole of the bridge 20 is expressed by the following equation (4).

Figure 0004959359
Figure 0004959359

以上より、(4)式を満足する設計条件とすることにより、橋梁20全体として発散的なたわみ振動の発生を防止することができる。
したがって、発散的なたわみ振動に対して安定性を有するn径間橋梁を設計する場合には、図13のフローチャートに示すように、まず上部構造の断面の仮決定を行い(図13中ステップS11)、この上部構造について(4)式を満足するか否かの判断を行う(図13中ステップS12)。このとき、(4)式を満足しない場合には、上部構造の断面形状または支間長の変更をすることにより(図13中ステップS13)、橋梁全体としての安定性を確保することとなる。
As described above, by setting the design condition to satisfy the expression (4), it is possible to prevent the divergent bending vibration from occurring as the bridge 20 as a whole.
Therefore, when designing an n-span bridge having stability against divergent flexural vibration, a temporary determination of the cross section of the superstructure is first performed as shown in the flowchart of FIG. 13 (step S11 in FIG. 13). ), Whether or not the upper structure satisfies the expression (4) is determined (step S12 in FIG. 13). At this time, if the expression (4) is not satisfied, the stability of the entire bridge is ensured by changing the cross-sectional shape of the upper structure or the span length (step S13 in FIG. 13).

以上の通り、本実施形態によれば、n径間橋梁についても、橋梁の設計によって耐風安定性を確保することにより、耐風付加部材の設置等の新たな制振対策をすることを必要とせず、コストの縮減を図ることが可能である。   As described above, according to the present embodiment, it is not necessary to take new vibration control measures such as installation of wind resistant additional members by securing wind resistant stability by designing bridges for n-span bridges. It is possible to reduce the cost.

本発明に係る橋梁の概略構成を示した側面図である。It is the side view which showed schematic structure of the bridge concerning this invention. 図1に示す橋梁のI−I断面における正面断面図である。It is front sectional drawing in the II cross section of the bridge shown in FIG. 図1に示す橋梁のII−II断面における正面断面図である。It is front sectional drawing in the II-II cross section of the bridge shown in FIG. 図1に示す橋梁のII−II断面における正面断面図である。It is front sectional drawing in the II-II cross section of the bridge shown in FIG. 図2に示す断面の上部構造を有する単径間橋梁について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between the wind speed of the wind which blows on a bridge about the single span bridge which has the upper structure of the cross section shown in FIG. 2, and the amplitude of the vibration which generate | occur | produces on a bridge by a wind. 図3に示す断面の上部構造を有する単径間橋梁について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係を表した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the wind speed of the wind blown on the bridge and the amplitude of vibration generated in the bridge by the wind for the single span bridge having the upper structure of the cross section shown in FIG. 3. 図2に示す断面の上部構造分割体と、図3に示す断面の上部構造分割体が、橋軸方向に接続されて形成された上部構造を有する多径間橋梁について、橋梁に吹き付ける風の風速と、風によって橋梁に発生する振動の振幅との関係を表した図である。2 for the multi-span bridge having an upper structure formed by connecting the upper structure divided body of the cross section shown in FIG. 2 and the upper structure divided body of the cross section shown in FIG. 3 in the bridge axis direction. It is a figure showing the relationship between the amplitude of vibration generated in the bridge by wind. 第1の実施形態に係る橋梁の概略構成を示した概略図である。It is the schematic which showed schematic structure of the bridge which concerns on 1st Embodiment. 図8に示す橋梁について、発散的たわみ振動を防止するための設計手順を表したフローチャートである。It is a flowchart showing the design procedure for preventing a divergent bending vibration about the bridge shown in FIG. 実施例に係る橋梁の概略構成を示した概略図である。It is the schematic which showed schematic structure of the bridge which concerns on an Example. 上部構造の断面辺長比と、橋梁の揚力係数勾配との関係について、風洞試験より得られた試験結果をプロットした図である。It is the figure which plotted the test result obtained from the wind tunnel test about the relationship between the cross-section side length ratio of a superstructure, and the lift coefficient gradient of a bridge. 第2の実施形態に係る橋梁の概略構成を示した概略図である。It is the schematic which showed schematic structure of the bridge concerning 2nd Embodiment. 図12に示す橋梁について、発散的たわみ振動を防止するための設計手順を表したフローチャートである。It is a flowchart showing the design procedure for preventing a divergent bending vibration about the bridge shown in FIG. 図2に示す断面の上部構造を有する単径間橋梁の概略構成を示した側面図である。It is the side view which showed schematic structure of the single span bridge which has the upper structure of the cross section shown in FIG. 図3に示す断面の上部構造を有する単径間橋梁の概略構成を示した側面図である。It is the side view which showed schematic structure of the single span bridge which has the upper structure of the cross section shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 橋梁
2 床版
3,3a,3b,3c 橋桁
4 第1上部構造分割体
5 第2上部構造分割体
6 第3上部構造分割体
7 橋梁
8 橋梁
10 橋梁
15 橋梁
20 橋梁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bridge 2 Floor slab 3, 3a, 3b, 3c Bridge girder 4 1st upper structure division 5 2nd upper structure division 6 3rd upper structure division 7 Bridge 8 Bridge 10 Bridge 15 Bridge 20 Bridge 20

Claims (2)

橋梁の橋軸方向に略直交する上部構造の横断面の外形状を包絡する包絡四角形の幅をB、高さをDとした場合に、
橋軸方向に対して、前記包絡四角形の断面辺長比B/Dを変化させた上部構造を有し、
前記上部構造は、前記断面辺長比B/Dを有する上部構造分割体が、橋軸方向に複数接続されて形成され、
少なくとも1つの上部構造分割体は、他の上部構造分割体に対して異なる断面辺長比B/Dを有し、
前記上部構造の揚力係数をC、前記上部構造に吹き付ける風の平均方向が水平方向となす角度をα(吹き上げ方向に正)、揚力係数勾配をdC/dαとし、
前記上部構造の端部から第n番目の支間長をL、揚力係数勾配をS、支間における最大のたわみ振動モード次数をAとした場合に、
(1)式の値が0以上とされている請求項1に記載の多径間橋梁。
Figure 0004959359
When the width of the envelope quadrangle enveloping the outer shape of the cross section of the superstructure substantially perpendicular to the bridge axis direction of the bridge is B and the height is D,
With respect to the bridge axis direction, it has an upper structure in which the cross-sectional side length ratio B / D of the envelope rectangle is changed,
The upper structure is formed by connecting a plurality of upper structure divided bodies having the cross-sectional side length ratio B / D in the bridge axis direction,
At least one superstructure segment has a different cross-sectional side length ratio B / D with respect to other superstructure segments;
The lift coefficient of the superstructure is C L , the angle between the average direction of the wind blown to the superstructure and the horizontal direction is α (positive in the blowing direction), and the lift coefficient gradient is dC L / dα,
Wherein said n-th span length L n from the end of the superstructure, the lift coefficient slope S n, the maximum flexural vibration mode order the when the A n in span,
The multi-span bridge according to claim 1, wherein the value of the formula (1) is 0 or more.
Figure 0004959359
前記上部構造は、鋼箱桁断面を有する請求項1に記載の多径間橋梁。 The multi-span bridge according to claim 1, wherein the upper structure has a steel box girder cross section.
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