JP7745975B2 - Ground vibration reduction method using ground vibration reduction slab for viaduct - Google Patents
Ground vibration reduction method using ground vibration reduction slab for viaductInfo
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Description
本開示は、高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法に関するものである。 The present disclosure relates to a method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for a viaduct.
従来、鉄道や道路の高架橋の沿線においては、列車や自動車のような車両が走行することによって生じる地盤振動が沿線周囲に伝播し、環境問題を引き起こすことがある。そこで、地盤振動の対策として、垂直に延びる防振壁を地中に設けることが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。 Conventionally, along railway and road viaducts, ground vibrations caused by the movement of vehicles such as trains and automobiles can propagate to the surrounding area, causing environmental problems. Therefore, as a countermeasure against ground vibrations, it has been proposed to install vertically extending vibration isolation walls underground (see, for example, Non-Patent Document 1).
図1は従来の防振壁の防振作用を説明した模式図である。 Figure 1 is a schematic diagram explaining the vibration-damping effect of a conventional vibration-damping wall.
一般的に、鉄道や道路の沿線地盤の振動は、レイリー(Rayleigh)波と呼ばれる表面波と考えられている。図1は、このような表面波を遮断するために地中に埋め込まれた垂直に延びる平板である防振壁を表面波が透過及び回折する様子を模式的に示している。x=0の位置に深さHの防振壁(地中壁)が埋め込まれ、震動源からは地中振幅分布がa0 (z)の入射波が入射されるものとする。そして、防振壁を透過直後の地中振幅分布はa(z)となっている。また、深さがHより浅い箇所では、入射波の振幅に防振壁の振動透過率β(β<1)が乗じられた振幅となる。 Generally, ground vibrations along railways and roads are considered to be surface waves known as Rayleigh waves. Figure 1 shows a schematic diagram of the transmission and diffraction of surface waves through a vibration-isolating wall, which is a vertically extending flat plate buried underground to block such surface waves. A vibration-isolating wall (underground wall) with a depth of H is buried at the position x = 0, and an incident wave with an underground amplitude distribution of a0 (z) is assumed to be incident from the seismic source. The underground amplitude distribution immediately after passing through the vibration-isolating wall is a(z). Furthermore, at locations shallower than H, the amplitude is the amplitude of the incident wave multiplied by the vibration transmittance β (β < 1) of the vibration-isolating wall.
しかしながら、垂直に延びる防振壁は、振動源から離して設置することによって十分な振動低減効果が得られるものであるので、一般的な鉄道や道路のように沿線に広い敷地が得られない場合には、実施が困難である。そこで、水平に延びる平板ブロックを鉄道や道路の高架橋のような構造物の周囲の地下に埋設することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 However, because vertically extending vibration-damping walls can only achieve sufficient vibration reduction effects when installed away from the vibration source, they are difficult to implement in areas where large plots of land are not available along railway lines, as is the case with typical railways and roads. Therefore, it has been proposed to bury horizontally extending flat blocks underground around structures such as railway and road viaducts (see, for example, Patent Document 1).
図2は従来の水平に延びる平板ブロックを構造物の周囲の地下に埋設した状態を示す断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view showing conventional horizontally extending flat blocks buried underground around a structure.
図2において、101は鉄道の高架橋の橋脚のような振動を発する構造物である。また、102は構造物101を支えるケーソン基礎であり、その幅はBである。さらに、103は、厚さがt、幅がWの平板ブロックであって、周辺の地盤より剛性の高いものである。この平板ブロック103は、内周面がケーソン基礎102に接触しない程度に離して円盤状に配設され、地表からの深さHの地中に埋設されている。これにより、垂直に延びる防振壁よりも、高い振動低減効果を得ることができる。 In Figure 2, 101 is a structure that emits vibrations, such as a railway viaduct pier. 102 is a caisson foundation that supports structure 101, and its width is B. 103 is a flat block with a thickness of t and a width of W, which is more rigid than the surrounding ground. This flat block 103 is arranged in a disk shape with its inner periphery separated from caisson foundation 102 so that it does not come into contact with the caisson foundation, and is buried underground at a depth H from the ground surface. This provides a greater vibration reduction effect than a vertically extending vibration isolation wall.
しかしながら、従来の技術は、防振壁や平板ブロックを地中に埋設する必要があるので、長い作業時間と高いコストがかかってしまう。列車や自動車のような車両が走行することによって生じる地盤振動等の環境振動の主要な波動は表面波であり、例えば、図1に示されるような防振壁の場合、地表を伝播する表面波の波長に対応する幅及び深さまで施工する必要があるので、一般的には、幅10~100〔m〕、深さ2~10〔m〕、厚さ0.3~1〔m〕程度の大規模な工事が必要となってしまう。さらに、このような防振壁は、振動源から離して設置することによって十分な振動低減効果が得られるものであるので、鉄道や道路の高架橋の周辺に広い用地を確保する必要がある。 However, conventional technologies require burying vibration-isolating walls or flat blocks underground, resulting in long construction times and high costs. The main waves in environmental vibrations, such as ground vibrations caused by the movement of vehicles like trains and automobiles, are surface waves. For example, a vibration-isolating wall like the one shown in Figure 1 must be constructed to a width and depth corresponding to the wavelength of the surface waves propagating through the ground, which generally necessitates large-scale construction work with a width of 10-100 m, a depth of 2-10 m, and a thickness of 0.3-1 m. Furthermore, because such vibration-isolating walls can only achieve sufficient vibration reduction when installed away from the vibration source, large areas of land must be secured around railway and road viaducts.
また、図2に示されるような平板ブロック103の場合、その技術の発明者は、平板ブロック103の幅Wをケーソン基礎102の幅Bと同程度以上とし、平板ブロック103の厚さtを幅Wの1/5程度以上とし、平板ブロック103の剛性を剪断波速度で周辺地盤の3~5倍以上とし、α・Vs/4fの深さに設置すると、制振に有効である、と報告している。なお、α=0.5~0.8、Vsは地盤の剪断波速度、fは振動数である。この技術も振動のパスに着目し、平板ブロック103を高架橋の橋脚のような構造物101の周囲の地下に埋設し、埋設した平板ブロック103が表面波の地中振幅分布を乱すことによって、遠方への振動の伝播を抑制するものである。しかし、図1に示される技術よりも規模が小さいとはいえ、平板ブロック103を地中に埋設するので、やはり大規模な工事が必要であり、さらに、ケーソン基礎102の幅以上の幅を有する平板ブロック103をケーソン基礎102の周囲に設置するのであるから、図1に示される技術ほどでなくても、構造物101の周辺に広い用地を確保する必要がある。 Furthermore, in the case of flat blocks 103 as shown in Figure 2, the inventor of this technology has reported that it is effective for vibration control if the width W of the flat block 103 is approximately equal to or greater than the width B of the caisson foundation 102, the thickness t of the flat block 103 is approximately 1/5 or greater than the width W, the rigidity of the flat block 103 is 3 to 5 times greater than the surrounding ground in terms of shear wave velocity, and it is installed at a depth of α·Vs/4f. Note that α = 0.5 to 0.8, Vs is the shear wave velocity of the ground, and f is the frequency. This technology also focuses on the vibration path, burying flat blocks 103 underground around a structure 101 such as a viaduct pier. The buried flat blocks 103 disrupt the underground amplitude distribution of surface waves, thereby suppressing the propagation of vibrations to distant locations. However, although the scale is smaller than the technology shown in Figure 1, since the flat blocks 103 are buried underground, large-scale construction is still required, and furthermore, since the flat blocks 103, which are wider than the caisson foundation 102, are installed around the caisson foundation 102, a large area of land must be secured around the structure 101, even if it is not as large as the technology shown in Figure 1.
ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、高架橋の直下において、高架橋の橋脚のフーチング上面の上方にスラブを設置することによって、新たな用地を必要とせず、施工性が高く、低コストで短期間に施工することができ、効果的に沿線の地盤振動を抑制することができる高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法を提供することを目的とする。 The purpose of this study is to solve the problems of the conventional technology and provide a method for reducing ground vibration using a ground vibration reducing slab for viaducts, which does not require new land, is easy to construct, can be constructed at low cost in a short period of time, and can effectively suppress ground vibration along the railway line, by installing a slab directly below the viaduct above the top surface of the footing of the viaduct pier.
そのために、高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、高架橋の直下において、厚さが1〔m〕であるコンクリート製の厚板部材を、上面が地表面に露出し、下面の少なくとも一部が、前記高架橋の橋脚の側方に突出するフーチングであって地中に埋設されたフーチングの上面の上方において、該フーチングの上面に対向するように設置し、前記フーチングの上面から地盤に入射する波動を前記厚板部材で吸収して、地盤の表層を伝播する波動の振幅を小さくする。
他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記波動の振動数は、25~50〔Hz〕及び80~100〔Hz〕である。
To this end, in a method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for a viaduct, a thick concrete plate member 1 m thick is installed directly below the viaduct so as to face the upper surface of a footing that is buried underground and has its upper surface exposed to the ground surface and at least a portion of its lower surface protruding laterally from the pier of the viaduct, and the thick plate member absorbs waves that enter the ground from the upper surface of the footing, thereby reducing the amplitude of the waves propagating through the surface layer of the ground .
In another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for viaducts, the frequency of the wave motion is 25 to 50 Hz and 80 to 100 Hz.
他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材は、前記橋脚及びフーチングから離間して設置される。 In another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for a viaduct, the thick plate member is further installed at a distance from the pier and the footing.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材は、前記フーチングの上面の50〔%〕以上を覆うように設置される。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, the thick plate member is installed so as to cover 50% or more of the upper surface of the footing.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材は、前記高架橋の橋桁の全幅を超えない範囲に設置される。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for a viaduct, the thick plate members are installed within a range not exceeding the overall width of the viaduct girder.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材は、前記橋脚から前記高架橋の橋桁の幅方向外側端に対応する位置までの範囲に設置される外側スラブを含む。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, the thick plate member further includes an outer slab installed in the range from the pier to a position corresponding to the outer widthwise end of the viaduct's bridge girder.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記橋脚が前記高架橋の橋桁の幅方向に複数ある場合、前記厚板部材は、橋桁の幅方向に関して前記橋脚同士の間の範囲に設置される内側スラブを含む。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, when there are multiple piers in the width direction of the viaduct's girder, the thick plate member includes an inner slab installed in the area between the piers in the width direction of the bridge girder.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記外側スラブは、該外側スラブにおける橋桁の幅方向外側端に設けられ、地中に埋設された地中壁を有する。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, the outer slab further has an underground wall provided at the outer end of the bridge girder in the width direction of the outer slab and buried in the ground.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材には、前記高架橋の橋桁の長手方向に複数並んで配設され、地中に埋設されたスラブ付属杭が取り付けられる。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, the thick plate member is further fitted with slab attachment piles that are buried in the ground and arranged in a row in the longitudinal direction of the viaduct's bridge girder.
更に他の高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法においては、さらに、前記厚板部材には、前記高架橋の橋桁の長手方向に延在し、地中に埋設されたスラブ付属板が取り付けられる。 In yet another method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for an elevated bridge, a slab accessory plate is further attached to the thick plate member, extending in the longitudinal direction of the viaduct's bridge girder and buried in the ground.
本開示によれば、新たな用地を必要とせず、施工性が高く、低コストで短期間に施工することができ、効果的に沿線の地盤振動を抑制することができる。 This disclosure does not require new land, is highly constructable, can be constructed at low cost in a short period of time, and can effectively suppress ground vibrations along the railway line.
以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 This embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.
図3は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの施工例を示す模式図、図4は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工しない場合の振動の伝播状態を示す模式図、図5は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工した場合の振動の伝播状態を示す模式図、図6は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの効果を確認するためのシミュレーションモデルを示す図、図7は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工しない場合のシミュレーションによる振動の伝播状態解析結果を示す図、図8は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工した場合のシミュレーションによる振動の伝播状態解析結果を示す図、図9は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの効果を確認するためのシミュレーションモデルによるフーチングの出力点位置の振動を比較したグラフ、図10は第1の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの効果を確認するためのシミュレーションモデルによる構造物から離れた位置の振動を比較したグラフである。なお、図3において、(a)は横断面を示す図、(b)はスラブの上面を示す図である。 3 is a schematic diagram showing an example of construction of a viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment, FIG. 4 is a schematic diagram showing the state of vibration propagation when a viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment is not constructed, FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of vibration propagation when a viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment is constructed, FIG. 6 is a diagram showing a simulation model for confirming the effect of the viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment, FIG. 7 is a diagram showing the results of a vibration propagation analysis by simulation when a viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment is not constructed, FIG. 8 is a diagram showing the results of a vibration propagation analysis by simulation when a viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment is constructed, FIG. 9 is a graph comparing vibrations at the output point position of the footing using a simulation model for confirming the effect of the viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment, and FIG. 10 is a graph comparing vibrations at a position away from the structure using a simulation model for confirming the effect of the viaduct ground vibration reduction slab in the first embodiment. In Figure 3, (a) shows the cross section, and (b) shows the top surface of the slab.
図において、20は、本実施の形態における高架橋であって、鉄道用のものであってもよいし、道路用のものであってもよいし、いかなる用途のものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道用のものであるとして説明する。また、前記高架橋20は、ラーメン高架橋又は桁式高架橋のいずれであってもよく、21は橋桁であるが、高架橋20がラーメン高架橋である場合には高架スラブと呼ばれる。 In the figure, 20 denotes a viaduct in this embodiment, which may be for a railway, a road, or any other purpose, but for the sake of convenience, it will be described as being for a railway. Furthermore, the viaduct 20 may be either a rigid-frame viaduct or a girder-type viaduct, and 21 is a bridge girder, but when the viaduct 20 is a rigid-frame viaduct, it is called an elevated slab.
さらに、22は、橋桁21を下方から支持する橋脚であり、鉄筋コンクリート製の長尺部材である。ここで、前記橋脚22は、橋桁21の長手方向に延在する柱列を左右2本形成するように、並んで配設されているものとして説明する。そして、各橋脚22の下端部には側方に突出するフーチング23が形成され、また、該フーチング23の下面には鉄筋コンクリート製の長尺部材である地中杭24の上端が接続されている。なお、フーチング23及び地中杭24は、その全体が地中32内に埋設されている。 Furthermore, reference numeral 22 denotes a pier that supports the bridge girder 21 from below and is a long member made of reinforced concrete. Here, the piers 22 are described as being arranged side by side to form two columns on the left and right sides extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21. A footing 23 that protrudes laterally is formed at the lower end of each pier 22, and the upper ends of underground piles 24, which are long members made of reinforced concrete, are connected to the underside of the footings 23. The footings 23 and underground piles 24 are entirely buried underground 32.
本実施の形態においては、前記高架橋20の直下であって、前記フーチング23の上面23aの上方に、高架橋用地盤振動低減スラブとしてのスラブ11が設置されている。該スラブ11は、コンクリート製の厚板部材であり、その厚さtは、好ましくは、0.5~2〔m〕程度に設定されている。また、前記スラブ11は、上面11dが地表面31に露出するように、かつ、下面11eの少なくとも一部がフーチング23の上面23aに対向するように、かつ、前記橋脚22及びフーチング23から離間して設置されている。なお、前記上面11dは、好ましくは、地表面31とフラット、すなわち、地表面31とほぼ面一である。 In this embodiment, a slab 11 serving as a viaduct ground vibration reduction slab is installed directly below the viaduct 20, above the upper surface 23a of the footing 23. The slab 11 is a thick concrete plate member, and its thickness t is preferably set to approximately 0.5 to 2 m. The slab 11 is installed so that its upper surface 11d is exposed to the ground surface 31, and so that at least a portion of its lower surface 11e faces the upper surface 23a of the footing 23, and is spaced apart from the pier 22 and footing 23. The upper surface 11d is preferably flat with the ground surface 31, i.e., approximately flush with the ground surface 31.
そして、前記スラブ11は、フーチング23の上面23aの少なくとも一部を覆うように設置される。好ましくは、橋脚22を除くフーチング23の上面23aの範囲の50〔%〕以上を覆うように設置される。また、前記スラブ11は、図3(a)に示されるように、橋桁21の全幅Aを超えない範囲に設置される。すなわち、鉄道用地(道路用地)内に設置された高架橋20の橋桁21の直下の範囲内に設置される。 The slab 11 is installed so as to cover at least a portion of the upper surface 23a of the footing 23. Preferably, it is installed so as to cover 50% or more of the area of the upper surface 23a of the footing 23, excluding the piers 22. Furthermore, as shown in Figure 3(a), the slab 11 is installed within an area that does not exceed the overall width A of the bridge girder 21. In other words, it is installed within the area directly below the bridge girder 21 of the viaduct 20 installed within railway land (road land).
前記スラブ11は、いかなる形状及び寸法の部材であってもよいが、図3に示される例においては、平面形状が概略長方形の外側スラブ11A及び内側スラブ11Bを含んでいる。なお、外側スラブ11Aと内側スラブ11Bとを統合的に説明する場合には、スラブ11として説明する。 The slab 11 may be a member of any shape and size, but in the example shown in Figure 3, it includes an outer slab 11A and an inner slab 11B, each of which has a roughly rectangular planar shape. When describing the outer slab 11A and the inner slab 11B collectively, they will be referred to as slab 11.
前記外側スラブ11Aは、橋脚22の2本の列の外側に配設されるスラブ11であり、図3(b)に示されるように、平面視において、橋桁21の長手方向に延在する一対の長辺部11aと、橋桁21の幅方向に延在する一対の短辺部11bとを有する長方形であるが、橋桁21の幅方向中央寄りの長辺部11aには橋脚22との接触を避けるための凹入部11cが形成されている。なお、長辺部11aは、橋桁21の長手方向に延在する橋脚22の列のうちの互いに隣接する2本の周囲を囲む程度の長さであって、橋桁21の長手方向に互いに隣接する外側スラブ11A同士の間に間隙が生じる程度の長さに設定されている。さらに、短辺部11bは、橋脚22の中心から橋桁21の幅方向外側端に対応する位置までの長さである。 The outer slab 11A is a slab 11 arranged outside the two rows of piers 22. As shown in Figure 3(b), in plan view, it is rectangular with a pair of long sides 11a extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21 and a pair of short sides 11b extending in the width direction of the bridge girder 21. The long side 11a near the center of the width of the bridge girder 21 has a recess 11c formed to avoid contact with the piers 22. The long side 11a is long enough to surround two adjacent rows of piers 22 extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21, and is long enough to create a gap between adjacent outer slabs 11A in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Furthermore, the short side 11b is long enough to extend from the center of the pier 22 to a position corresponding to the outer edge of the width direction of the bridge girder 21.
また、前記内側スラブ11Bは、橋脚22の2本の列の間に配設されるスラブ11であり、図3(b)に示されるように、平面視において、橋桁21の長手方向に延在する一対の長辺部11aと、橋桁21の幅方向に延在する一対の短辺部11bとを有する長方形であるが、両方の長辺部11aには橋脚22との接触を避けるための凹入部11cが形成されている。なお、長辺部11aは、橋桁21の長手方向に延在する橋脚22の列のうちの互いに隣接する2本の周囲を囲む程度の長さであって、橋桁21の長手方向に互いに隣接する内側スラブ11B同士の間に間隙が生じる程度の長さに設定されている。さらに、短辺部11bは、2本の列における一方の橋脚22の中心から一方の橋脚22の中心までの長さである。なお、内側スラブ11Bの短辺部11bの長さは、前記外側スラブ11Aの短辺部11bの長さと同様に、橋桁21の幅方向に隣接する外側スラブ11Aと内側スラブ11Bとの間に間隙が生じる程度の長さに設定されている。 The inner slab 11B is a slab 11 disposed between two rows of piers 22. As shown in Figure 3(b), in plan view, it is rectangular with a pair of long sides 11a extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21 and a pair of short sides 11b extending in the width direction of the bridge girder 21. Both long sides 11a have recesses 11c formed to avoid contact with the piers 22. The long sides 11a are long enough to surround two adjacent rows of piers 22 extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21, and are long enough to create a gap between the inner slabs 11B adjacent to each other in the longitudinal direction of the bridge girder 21. The short sides 11b are the length from the center of one pier 22 in the two rows to the center of the other pier 22. The length of the short side 11b of the inner slab 11B, like the length of the short side 11b of the outer slab 11A, is set to a length that leaves a gap between the outer slab 11A and the inner slab 11B, which are adjacent in the width direction of the bridge girder 21.
図3(b)において、各橋脚22の周囲を取り囲む点線は、地中32に埋設されたフーチング23の外周縁を示している。このことから、図3(b)に示される例においては、スラブ11が、橋脚22を除くフーチング23の上面23aの範囲の50〔%〕以上を覆うように設置されていることが分かる。 In Figure 3(b), the dotted lines surrounding each pier 22 indicate the outer periphery of the footing 23 buried in the ground 32. From this, it can be seen that in the example shown in Figure 3(b), the slab 11 is installed so as to cover more than 50% of the area of the upper surface 23a of the footing 23, excluding the piers 22.
また、いずれのスラブ11も、凹入部11cが形成されていることによって、橋脚22と接続乃至接触されていない、すなわち、橋脚22との縁が切られていることが分かる。これにより、構造設計が不要となる。また、振動が橋脚22からスラブ11に直接的に伝播されることが防止される。なお、必要に応じて、スラブ11と橋脚22との間の間隙を弾性材料等で埋め合わせることもできる。 It can also be seen that, due to the formation of the recessed portions 11c, each of the slabs 11 is not connected or in contact with the piers 22, i.e., the edges are cut off from the piers 22. This eliminates the need for structural design. It also prevents vibrations from being transmitted directly from the piers 22 to the slabs 11. If necessary, the gap between the slabs 11 and the piers 22 can be filled with an elastic material, etc.
なお、橋桁21の長手方向に延在する橋脚22の柱列が1本のみである場合、すなわち、橋桁21の幅方向に関して橋脚22が1本しかない場合には、スラブ11は外側スラブ11Aのみであって、内側スラブ11Bは存在しない。一方、橋桁21の長手方向に延在する橋脚22の柱列が3本以上である場合、すなわち、橋桁21の幅方向に関して橋脚22が3本以上ある場合には、内側スラブ11Bが、橋桁21の幅方向に2つ以上並んで設置される。 Note that if there is only one row of piers 22 extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21, i.e., if there is only one pier 22 in the width direction of the bridge girder 21, then the slab 11 will only consist of the outer slab 11A, and there will be no inner slab 11B. On the other hand, if there are three or more rows of piers 22 extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21, i.e., if there are three or more piers 22 in the width direction of the bridge girder 21, then two or more inner slabs 11B will be installed side by side in the width direction of the bridge girder 21.
図4に示されるように、スラブ11の施工がなされていない、すなわち、スラブ11が設置されていない場合、フーチング23の上面23aから地表面31に入射した矢印41で示される波動の一部は、矢印43で示されるように、反射して地中32に伝播していく。また、残りの波動は、矢印42で示されるように、レイリー(Rayleigh)波として地盤の表層を伝播する。なお、構造物としての橋脚22及びフーチング23から地盤に入射する波動は、主として、フーチング23から入射すると考えられ、地盤の表層を伝播する波動の大部分はフーチング23の上面23aからの入射と考えられる。 As shown in Figure 4, when the slab 11 has not been constructed, i.e., when the slab 11 is not installed, a portion of the waves indicated by arrow 41 that are incident on the ground surface 31 from the upper surface 23a of the footing 23 are reflected and propagate into the ground 32, as indicated by arrow 43. The remaining waves propagate through the surface layer of the ground as Rayleigh waves, as indicated by arrow 42. Note that waves that are incident on the ground from the pier 22 and footing 23 structures are considered to mainly enter from the footing 23, and the majority of the waves propagating through the surface layer of the ground are considered to enter from the upper surface 23a of the footing 23.
一方、図5に示されるように、スラブ11の施工がなされ、フーチング23の上面23aの上方にスラブ11が設置されている場合、コンクリートの反射率が大きいので、フーチング23の上面23aから地盤に入射した矢印41で示される波動の大部分は、コンクリート製のスラブ11の下面11eによって反射され、矢印43で示されるように、地中32に伝播していく。また、残りの波動は、矢印44で示されるように、スラブ11の下面11eを透過してスラブ11内を伝播し、さらに、その一部は、矢印45で示されるように、スラブ11の下面11eを再度透過して、地中32に伝播していく。これにより、高い振動低減効果を得ることができる。 On the other hand, as shown in Figure 5, when a slab 11 is constructed and placed above the upper surface 23a of the footing 23, due to the high reflectivity of concrete, most of the waves indicated by arrow 41 that enter the ground from the upper surface 23a of the footing 23 are reflected by the lower surface 11e of the concrete slab 11 and propagate into the ground 32 as indicated by arrow 43. The remaining waves pass through the lower surface 11e of the slab 11 and propagate within the slab 11 as indicated by arrow 44, and some of these waves pass through the lower surface 11e of the slab 11 again as indicated by arrow 45 and propagate into the ground 32. This achieves a high vibration reduction effect.
このような振動低減効果は、図6に示されるようなシミュレーションモデルを使用してシミュレーション解析を行うことによって、確認することができる。なお、図6において、23cは、フーチング23における出力点位置を示している。 This vibration reduction effect can be confirmed by performing a simulation analysis using a simulation model such as that shown in Figure 6. In Figure 6, 23c indicates the output point position on the footing 23.
図7及び8は、それぞれ、スラブ11の施工がなされていない場合のシミュレーション解析結果、及び、スラブ11の施工がなされている場合のシミュレーション解析結果を示している。なお、図7及び8において、矢印51は、シミュレーションにおける加振点の位置を示しており、ここでは、橋桁21上に敷設された図示されない軌道の中心位置に垂直方向の加振がなされたものとしてシミュレーション解析が行われた。また、図7及び8は、振幅分布を示しており、振幅分布の節の部分に曲線53が引かれており、矢印52と併せて、地盤内の波動の伝播方向を示している。 Figures 7 and 8 show the results of a simulation analysis when the slab 11 is not installed and when it is installed, respectively. In Figures 7 and 8, arrow 51 indicates the position of the excitation point in the simulation. In this case, the simulation analysis was performed assuming that vertical excitation was applied to the center of a track (not shown) laid on the bridge girder 21. Figures 7 and 8 also show the amplitude distribution, with curves 53 drawn at the nodes of the amplitude distribution, which, together with arrow 52, indicate the propagation direction of the wave within the ground.
図7に示されるように、スラブ11の施工がなされていない、すなわち、スラブ11が設置されていない場合、地中32では振幅分布の節が同心円状に広がっている。また、地表面31においては、振幅の山の高さが、点線で示される地表面31の高さよりもかなり上方に位置し、地盤の表層を伝播する波動の振幅が大きいことが分かる。 As shown in Figure 7, when the slab 11 has not been constructed, i.e., when the slab 11 is not installed, the nodes of the amplitude distribution are spread out concentrically underground 32. Furthermore, at the ground surface 31, the height of the amplitude peak is located significantly higher than the height of the ground surface 31 indicated by the dotted line, indicating that the amplitude of the waves propagating through the surface layer of the ground is large.
一方、図8に示されるように、スラブ11の施工がなされ、フーチング23の上面23aの上方にスラブ11が設置されている場合、地中32では振幅分布の節が水平方向に長い楕円形状に広がっている。これは、図5に示されるように、フーチング23の上面23aから地盤に入射した矢印41で示される波動の大部分が、スラブ11の下面11eによって反射されたためと考えられる。また、地表面31においては、点線で示される地表面31より上に出ている振幅の山の高さが小さく、地盤の表層を伝播する波動の振幅が小さくなっていることが分かる。 On the other hand, as shown in Figure 8, when the slab 11 is constructed and placed above the upper surface 23a of the footing 23, the nodes of the amplitude distribution underground 32 spread out in the shape of a horizontally long ellipse. This is thought to be because, as shown in Figure 5, most of the waves indicated by arrows 41 that enter the ground from the upper surface 23a of the footing 23 are reflected by the lower surface 11e of the slab 11. Furthermore, at the ground surface 31, the height of the amplitude peaks that protrude above the ground surface 31 indicated by the dotted lines is small, indicating that the amplitude of the waves propagating through the surface layer of the ground is small.
図9及び10は、それぞれ、シミュレーション解析結果によるフーチング23の出力点位置23cおける振動の大きさ、及び、シミュレーション解析結果による構造物としての橋脚22及びフーチング23の中心から橋桁21の幅方向に15〔m〕離れた位置における振動の大きさを示すグラフである。なお、図9及び10において、横軸は1/3オクターブバンド中心周波数〔Hz〕を示し、縦軸は振動加速度レベル〔dB〕を示している。また、図9及び10において、□はスラブ11が設置されていない場合の振動を示し、○はフーチング23の上面23aの上方に厚さtが0.2〔m〕のスラブ11が設置されている場合の振動を示し、△はフーチング23の上面23aの上方に厚さtが1〔m〕のスラブ11が設置されている場合の振動を示している。 Figures 9 and 10 are graphs showing the magnitude of vibration at the output point position 23c of the footing 23 based on the results of simulation analysis, and the magnitude of vibration at a position 15 m across the width of the girder 21 from the center of the pier 22 and footing 23 as structures based on the results of simulation analysis. In Figures 9 and 10, the horizontal axis represents the 1/3 octave band center frequency (Hz), and the vertical axis represents the vibration acceleration level (dB). Also in Figures 9 and 10, squares indicate vibrations when no slab 11 is installed, circles indicate vibrations when a slab 11 with a thickness t of 0.2 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23, and triangles indicate vibrations when a slab 11 with a thickness t of 1 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23.
図9に示されるように、フーチング23の出力点位置23cにおいては、フーチング23の上面23aの上方に厚さtが1〔m〕のスラブ11が設置されている場合、25~50〔Hz〕帯域及び80~100〔Hz〕帯域の振動が小さくなっている。これは、厚さtが1〔m〕のスラブ11がフーチング23の上面23aの上方に設置されていることによって、フーチング23が拘束され、その結果、特定の周波数の振動が小さくなっていると考えられる。また、フーチング23の上面23aの上方に厚さtが0.2〔m〕のスラブ11が設置されている場合、80~100〔Hz〕帯域の振動が小さくなっているが、この帯域は25~50〔Hz〕帯域と比較すると、距離減衰量が大きいので、構造物としての橋脚22及びフーチング23から橋桁21の幅方向に離れた位置では目立たなくなる。したがって、厚さtが0.2〔m〕のスラブ11は、厚さtが1〔m〕のスラブ11よりも、地盤の振動低減効果が小さいと考えられる。 As shown in Figure 9, at the output point position 23c of the footing 23, when a slab 11 with a thickness t of 1 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23, vibrations in the 25-50 Hz and 80-100 Hz bands are reduced. This is thought to be because the installation of a slab 11 with a thickness t of 1 m above the upper surface 23a of the footing 23 restrains the footing 23, resulting in reduced vibrations at specific frequencies. Furthermore, when a slab 11 with a thickness t of 0.2 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23, vibrations in the 80-100 Hz band are reduced. However, because this band has a greater attenuation over distance than the 25-50 Hz band, it is less noticeable at positions further away from the pier 22 and footing 23 as structures in the width direction of the bridge girder 21. Therefore, it is believed that a slab 11 with a thickness t of 0.2 m has a smaller effect on reducing ground vibrations than a slab 11 with a thickness t of 1 m.
また、図10に示されるように、構造物としての橋脚22及びフーチング23の中心から橋桁21の幅方向に15〔m〕離れた位置においては、フーチング23の上面23aの上方に厚さtが0.2〔m〕のスラブ11が設置されている場合、多くの周波数帯において、スラブ11が設置されていない場合と比較して、振動に大きな変化がない。一方、フーチング23の上面23aの上方に厚さtが1〔m〕のスラブ11が設置されている場合、25~40〔Hz〕帯域及び63~100〔Hz〕帯域の振動が大きく減少している。したがって、厚さtが厚い(tの数値が大きい)スラブ11を使用すると、大きな地盤の振動低減効果を得ることができると考えられる。 Furthermore, as shown in Figure 10, at a position 15 m across the width of the bridge girder 21 from the center of the pier 22 and footing 23 structures, when a slab 11 with a thickness t of 0.2 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23, there is no significant change in vibration across most frequency bands compared to when no slab 11 is installed. On the other hand, when a slab 11 with a thickness t of 1 m is installed above the upper surface 23a of the footing 23, vibrations in the 25-40 Hz and 63-100 Hz bands are significantly reduced. Therefore, it is believed that using a slab 11 with a thicker thickness t (a larger numerical value for t) can achieve a significant effect in reducing ground vibration.
なお、鉄道の駅の周辺や街中であれば、道路や駐車場等の舗装がなされている場合が多いが、一般的な舗装におけるアスファルト部分の厚さは、車道であれば0.2〔m〕未満、歩道であれば0.05〔m〕未満であるから、上述の厚さtが0.2〔m〕のスラブ11よりも薄いので、地盤の振動の低減効果を実質的に得ることができないと考えられる。 Incidentally, roads and parking lots are often paved around train stations and in urban areas, but the thickness of the asphalt portion of a typical pavement is less than 0.2 m for roadways and less than 0.05 m for sidewalks. Since this is thinner than the slab 11, which has a thickness t of 0.2 m as mentioned above, it is believed that the effect of reducing ground vibrations cannot be substantially achieved.
このように、本実施の形態におけるスラブ11は、高架橋20の直下に設置されるコンクリート製の厚板部材であり、上面11dが地表面31に露出し、下面11eの少なくとも一部が、高架橋20の橋脚22の側方に突出するフーチング23であって地中32に埋設されたフーチング23の上面23aの上方において、フーチング23の上面23aに対向するように設置される。 In this way, the slab 11 in this embodiment is a thick concrete plate member installed directly below the viaduct 20, with its upper surface 11d exposed to the ground surface 31 and at least a portion of its lower surface 11e installed above and facing the upper surface 23a of the footing 23 that protrudes laterally from the pier 22 of the viaduct 20 and is buried underground 32.
また、本実施の形態におけるスラブ11を用いた地盤振動低減方法においては、高架橋20の直下において、コンクリート製の厚板部材を、上面11dが地表面31に露出し、下面11eの少なくとも一部が、高架橋20の橋脚22の側方に突出するフーチング23であって地中32に埋設されたフーチング23の上面23aの上方において、フーチング23の上面23aに対向するように設置する。 Furthermore, in the ground vibration reduction method using the slab 11 of this embodiment, a thick concrete plate member is installed directly below the viaduct 20 so that its upper surface 11d is exposed to the ground surface 31 and at least a portion of its lower surface 11e faces the upper surface 23a of the footing 23, which is buried underground 32 and protrudes laterally from the pier 22 of the viaduct 20.
これにより、新たな用地を必要とせず、施工性が高く、低コストで短期間に施工することができ、効果的に高架橋20の沿線の地盤振動を抑制することができる。 This means that no new land is required, construction is easy, can be done at low cost and in a short period of time, and ground vibrations along the viaduct 20 can be effectively suppressed.
さらに、スラブ11は、橋脚22及びフーチング23から離間して設置される。これにより、振動が橋脚22からスラブ11に直接的に伝播されることが防止される。 Furthermore, the slab 11 is installed at a distance from the piers 22 and footings 23. This prevents vibrations from being transmitted directly from the piers 22 to the slab 11.
さらに、スラブ11は、フーチング23の上面23aの50〔%〕以上を覆うように設置される。これにより、フーチング23の上面23aから地盤に入射した波動の大部分は、スラブ11の下面11eによって反射され、地中32に伝播していくので、高い振動低減効果を得ることができる。 Furthermore, the slab 11 is installed so as to cover 50% or more of the upper surface 23a of the footing 23. As a result, most of the waves incident on the ground from the upper surface 23a of the footing 23 are reflected by the lower surface 11e of the slab 11 and propagate into the ground 32, thereby achieving a high vibration reduction effect.
さらに、スラブ11は、高架橋20の橋桁21の全幅Aを超えない範囲に設置される。したがって、高架橋20を設置するために取得された敷地の外側にスラブ11を設置するための用地を確保する必要がない。 Furthermore, the slab 11 is installed within an area that does not exceed the overall width A of the bridge girder 21 of the viaduct 20. Therefore, there is no need to secure land for installing the slab 11 outside the site acquired for installing the viaduct 20.
さらに、スラブ11は、橋脚22から高架橋20の橋桁21の幅方向外側端に対応する位置までの範囲に設置される外側スラブ11Aを含んでいる。 Furthermore, the slab 11 includes an outer slab 11A that is installed in the range from the pier 22 to a position corresponding to the outer widthwise end of the bridge girder 21 of the viaduct 20.
さらに、スラブ11は、橋脚22が高架橋20の橋桁21の幅方向に複数ある場合、橋桁21の幅方向に関して橋脚22同士の間の範囲に設置される内側スラブ11Bを含んでいる。 Furthermore, when there are multiple piers 22 in the width direction of the bridge girder 21 of the viaduct 20, the slab 11 includes an inner slab 11B that is installed in the area between the piers 22 in the width direction of the bridge girder 21.
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, we will explain the second embodiment. Note that components with the same structure as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and their explanations will be omitted. Furthermore, explanations of the same operations and effects as those in the first embodiment will also be omitted.
図11は第2の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの施工例を示す模式図である。なお、図において、(a)は横断面を示す図、(b)はスラブの上面を示す図である。 Figure 11 is a schematic diagram showing an example of construction of a ground vibration reduction slab for viaducts in the second embodiment. In the figure, (a) shows a cross section, and (b) shows the top surface of the slab.
本実施の形態においては、スラブ11にスラブ付属杭としての拘束用地中杭15が取り付けられている。該拘束用地中杭15は、地中32内を上下方向に延在するコンクリート製の棒状部材であり、その長さは、好ましくは、2~20〔m〕程度に設定されている。また、前記拘束用地中杭15は、上端が、地表面31に露出することなく、スラブ11に埋め込まれた状態となっている。なお、前記拘束用地中杭15は、スラブ11と一体化して製作されたものであってもよいが、図に示される例においては、スラブ11と別個に製作され、その上端がスラブ11に埋め込まれて取り付けられている。 In this embodiment, restraining underground piles 15 are attached to the slab 11 as slab-attached piles. The restraining underground piles 15 are rod-shaped concrete members that extend vertically underground 32, and their length is preferably set to approximately 2 to 20 m. The upper ends of the restraining underground piles 15 are embedded in the slab 11 without being exposed above the ground surface 31. The restraining underground piles 15 may be manufactured integrally with the slab 11, but in the example shown in the figure, they are manufactured separately from the slab 11, and their upper ends are embedded and attached to the slab 11.
図に示されるように、外側スラブ11Aにおいて、前記拘束用地中杭15は、橋桁21の長手方向に延在する柱列を1本形成するように、並んで設置されている。具体的には、各外側スラブ11Aにおいて、フーチング23の上面23aよりも橋桁21の幅方向外側の位置に、3本の拘束用地中杭15が並んで取り付けられている。 As shown in the figure, in the outer slab 11A, the restraining underground piles 15 are installed in a row to form a single column row extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Specifically, in each outer slab 11A, three restraining underground piles 15 are installed in a row at a position further outward in the width direction of the bridge girder 21 than the upper surface 23a of the footing 23.
また、内側スラブ11Bにおいて、前記拘束用地中杭15は、橋桁21の長手方向に延在する柱列を左右2本形成するように、並んで設置されている。具体的には、各内側スラブ11Bにおいて、フーチング23の上面23aよりも橋桁21の幅方向内側の位置に、各列3本の拘束用地中杭15が2本の列をなすように並んで取り付けられている。 In addition, in the inner slab 11B, the restraining underground piles 15 are installed side by side to form two columns on the left and right that extend in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Specifically, in each inner slab 11B, three restraining underground piles 15 are installed side by side in two rows at a position inside the bridge girder 21 in the width direction relative to the upper surface 23a of the footing 23.
このように、スラブ11に地中32内に埋設された拘束用地中杭15が取り付けられているので、スラブ11が地盤に強固に固定され、より高い振動低減効果を得ることができる。 In this way, the slab 11 is attached to restraining underground piles 15 buried in the ground 32, so the slab 11 is firmly fixed to the ground, achieving a greater vibration reduction effect.
なお、その他の点の構成、作用及び効果については、前記第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Note that the rest of the configuration, operation, and effects are the same as those of the first embodiment, so their explanation will be omitted.
このように、本実施の形態においては、スラブ11に、高架橋20の橋桁21の長手方向に複数並んで配設され、地中32に埋設された拘束用地中杭15が取り付けられる。 In this manner, in this embodiment, multiple restraining underground piles 15 are attached to the slab 11, arranged in a line along the longitudinal direction of the bridge girder 21 of the viaduct 20 and buried in the ground 32.
これにより、スラブ11が地盤に強固に固定され、より高い振動低減効果を得ることができる。 This firmly secures the slab 11 to the ground, achieving a greater vibration reduction effect.
次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1及び第2の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1及び第2の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, we will explain the third embodiment. Note that components with the same structure as those in the first and second embodiments will be assigned the same reference numerals and their explanations will be omitted. Furthermore, explanations of the same operations and effects as those in the first and second embodiments will also be omitted.
図12は第3の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの施工例を示す模式図、図13は第3の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工した場合の振動の伝播状態を示す模式図である。なお、図12において、(a)は横断面を示す図、(b)はスラブの上面を示す図である。 Figure 12 is a schematic diagram showing an example of construction of a ground vibration reduction slab for viaducts in the third embodiment, and Figure 13 is a schematic diagram showing the state of vibration propagation when a ground vibration reduction slab for viaducts in the third embodiment is constructed. In Figure 12, (a) shows a cross section, and (b) shows the top surface of the slab.
本実施の形態においては、スラブ11にスラブ付属板としての拘束用鋼矢板16が取り付けられている。該拘束用鋼矢板16は、地中32内を上下方向及び橋桁21の長手方向に延在する鉄鋼製の板状部材であり、その上下方向の長さは、好ましくは、2~20〔m〕程度に設定され、その橋桁21の長手方向の寸法はスラブ11の長辺部11aの長さと同程度に設定されている。また、前記拘束用鋼矢板16は、上端が、地表面31に露出することなく、スラブ11に埋め込まれた状態となっている。 In this embodiment, restraining steel sheet piles 16 are attached to the slab 11 as slab attachment plates. The restraining steel sheet piles 16 are steel plate-shaped members that extend vertically underground 32 and in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Their vertical length is preferably set to approximately 2 to 20 m, and the longitudinal dimension of the bridge girder 21 is set to approximately the same as the length of the long side 11a of the slab 11. Furthermore, the upper ends of the restraining steel sheet piles 16 are embedded in the slab 11 without being exposed above the ground surface 31.
図12に示されるように、外側スラブ11Aにおいて、前記拘束用鋼矢板16は、橋桁21の長手方向に延在する列を一本形成するように設置されている。具体的には、各外側スラブ11Aにおいて、フーチング23の上面23aよりも橋桁21の幅方向外側の位置に拘束用鋼矢板16が取り付けられている。 As shown in Figure 12, in the outer slab 11A, the restraining steel sheet piles 16 are installed to form a row extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Specifically, in each outer slab 11A, the restraining steel sheet piles 16 are attached at a position further outward in the width direction of the bridge girder 21 than the upper surface 23a of the footing 23.
また、内側スラブ11Bにおいて、前記拘束用鋼矢板16は、橋桁21の長手方向に延在する列を左右2本形成するように、並んで設置されている。具体的には、各内側スラブ11Bにおいて、フーチング23の上面23aよりも橋桁21の幅方向内側の位置に、拘束用鋼矢板16が2本の列をなすように並んで取り付けられている。 In addition, in the inner slabs 11B, the restraining steel sheet piles 16 are installed side by side to form two rows, one on each side, extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21. Specifically, in each inner slab 11B, the restraining steel sheet piles 16 are installed side by side to form two rows at a position further inward in the width direction of the bridge girder 21 than the upper surface 23a of the footing 23.
図13に示されるように、拘束用鋼矢板16が取り付けられたスラブ11の施工がなされ、フーチング23の上面23aの上方に拘束用鋼矢板16が取り付けられたスラブ11が設置されている場合、フーチング23の側面23bから地盤に入射した矢印41で示される波動の大部分は、矢印45で示されるように、拘束用鋼矢板16を透過して、地中32に伝播していく。また、残りの波動は、拘束用鋼矢板16によって橋桁21の幅方向内側に向けて反射され、矢印43で示されるように、地中32に伝播していく。 As shown in Figure 13, when a slab 11 with attached restraint steel sheet piles 16 is constructed and placed above the upper surface 23a of a footing 23, most of the waves indicated by arrow 41 that enter the ground from the side surface 23b of the footing 23 pass through the restraint steel sheet piles 16 and propagate into the ground 32, as indicated by arrow 45. The remaining waves are reflected by the restraint steel sheet piles 16 toward the inside of the bridge girder 21 in the width direction, and propagate into the ground 32, as indicated by arrow 43.
なお、フーチング23の上面23aから地盤に入射した波動は、前記第1の実施の形態における説明と同様に、図5に示されるような挙動を示すものであるから、その説明を省略する。 Note that, as explained in the first embodiment, the waves incident on the ground from the upper surface 23a of the footing 23 behave as shown in Figure 5, and therefore further explanation is omitted.
このように、スラブ11に地中32内に埋設された拘束用鋼矢板16が取り付けられているので、スラブ11が地盤に強固に固定されることによる高い振動低減効果とともに、フーチング23の側面23bから地盤に入射した波動の拘束用鋼矢板16による振動低減効果をも得ることができる。 In this way, the restraining steel sheet piles 16 buried underground 32 are attached to the slab 11, which not only provides a high vibration reduction effect by firmly fixing the slab 11 to the ground, but also provides a vibration reduction effect by the restraining steel sheet piles 16 in response to waves entering the ground from the side surface 23b of the footing 23.
なお、その他の点の構成、作用及び効果については、前記第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Note that the rest of the configuration, operation, and effects are the same as those of the first embodiment, so their explanation will be omitted.
このように、本実施の形態においては、スラブ11に、高架橋20の橋桁21の長手方向に延在し、地中32に埋設された拘束用鋼矢板16が取り付けられる。 In this manner, in this embodiment, restraining steel sheet piles 16 extending in the longitudinal direction of the bridge girder 21 of the viaduct 20 and buried underground 32 are attached to the slab 11.
これにより、フーチング23の側面23bから地盤に入射した波動を拘束用鋼矢板16によって減衰させることができる。 This allows the restraining steel sheet piles 16 to attenuate waves that enter the ground from the side surface 23b of the footing 23.
次に、第4の実施の形態について説明する。なお、第1~第3の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第1~第3の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。 Next, we will explain the fourth embodiment. Note that components with the same structure as those in the first to third embodiments will be assigned the same reference numerals and their explanations will be omitted. Furthermore, explanations of the same operations and effects as those in the first to third embodiments will also be omitted.
図14は第4の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブの施工例を示す模式図、図15は第4の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工した場合の振動の伝播状態を示す第1の模式図、図16は第4の実施の形態における高架橋用地盤振動低減スラブを施工した場合の振動の伝播状態を示す第2の模式図である。なお、図14において、(a)は横断面を示す図、(b)はスラブの上面を示す図である。 Figure 14 is a schematic diagram showing an example of construction of a viaduct ground vibration reduction slab in the fourth embodiment, Figure 15 is a first schematic diagram showing the state of vibration propagation when a viaduct ground vibration reduction slab in the fourth embodiment is constructed, and Figure 16 is a second schematic diagram showing the state of vibration propagation when a viaduct ground vibration reduction slab in the fourth embodiment is constructed. In Figure 14, (a) is a diagram showing a cross section, and (b) is a diagram showing the top surface of the slab.
本実施の形態においては、スラブ11のうちの外側スラブ11Aは、地中壁12を有する。該地中壁12は、地中32内を上下方向及び橋桁21の長手方向に延在するコンクリート製の厚板部材であり、その厚さ、すなわち、橋桁21の幅方向の寸法は、好ましくは、0.3~2〔m〕程度に設定され、その上下方向の長さは、好ましくは、2~20〔m〕程度に設定され、その橋桁21の長手方向の寸法は外側スラブ11Aの長辺部11aの長さと同程度に設定されている。また、前記地中壁12は、好ましくは、外側スラブ11Aにおける橋桁21の幅方向外側の長辺部11aに沿うように設けられている。なお、前記地中壁12は、外側スラブ11Aと一体化して製作されたものであってもよいし、外側スラブ11Aと別個に製作され、その上端が外側スラブ11Aに組み合わされたものであってもよい。 In this embodiment, the outer slab 11A of the slab 11 has a diaphragm wall 12. The diaphragm wall 12 is a thick concrete plate member extending vertically and longitudinally of the bridge girder 21 within the ground 32. Its thickness, i.e., the width of the bridge girder 21, is preferably set to approximately 0.3 to 2 m, its vertical length is preferably set to approximately 2 to 20 m, and the longitudinal dimension of the bridge girder 21 is set to approximately the same as the length of the long side 11a of the outer slab 11A. The diaphragm wall 12 is preferably provided along the outer long side 11a of the bridge girder 21 in the width direction of the outer slab 11A. The diaphragm wall 12 may be manufactured integrally with the outer slab 11A, or may be manufactured separately from the outer slab 11A with its upper end attached to the outer slab 11A.
図に示されるように、前記地中壁12は、より好ましくは、その外側面12aが外側スラブ11Aにおける橋桁21の幅方向外側の長辺部11aとフラット、すなわち、橋桁21の幅方向外側の長辺部11aとほぼ面一となっている。したがって、地中壁12を有する外側スラブ11Aの横断面は、好ましくは、ほぼL字状となっている。 As shown in the figure, the outer surface 12a of the underground wall 12 is preferably flat with the outer long side 11a of the bridge girder 21 in the outer slab 11A in the width direction, i.e., is approximately flush with the outer long side 11a of the bridge girder 21 in the width direction. Therefore, the cross section of the outer slab 11A having the underground wall 12 is preferably approximately L-shaped.
なお、内側スラブ11Bは、地中壁12を有していない。 Note that the inner slab 11B does not have an underground wall 12.
図15に示されるように、地中壁12を有する外側スラブ11Aの施工がなされ、フーチング23の上面23aの上方に外側スラブ11Aが設置されている場合、コンクリートの反射率が大きいので、フーチング23の上面23aから地盤に入射した矢印41で示される波動の大部分は、コンクリート製の外側スラブ11Aの下面11eによって反射され、さらに、コンクリート製の地中壁12の内側面12bによって反射され、矢印43で示されるように、地中32に伝播していく。また、残りの波動は、矢印44で示されるように、前記下面11e及び内側面12bを透過して外側スラブ11A内を伝播し、さらに、その一部は、矢印45で示されるように、地中壁12の外側面12aを再度透過して、地中32に伝播していく。これにより、高い振動低減効果を得ることができる。 As shown in Figure 15, when an outer slab 11A with a diaphragm wall 12 is constructed and the outer slab 11A is placed above the upper surface 23a of the footing 23, due to the high reflectivity of concrete, most of the waves indicated by arrow 41 that enter the ground from the upper surface 23a of the footing 23 are reflected by the lower surface 11e of the concrete outer slab 11A and then reflected by the inner surface 12b of the concrete diaphragm wall 12, propagating into the ground 32 as indicated by arrow 43. The remaining waves propagate through the lower surface 11e and inner surface 12b within the outer slab 11A as indicated by arrow 44, and some of them then propagate again through the outer surface 12a of the diaphragm wall 12 and into the ground 32 as indicated by arrow 45. This provides a high vibration reduction effect.
また、図16に示されるように、フーチング23の側面23bから地盤に入射した矢印41で示される波動の大部分は、矢印44で示されるように前記内側面12bを透過し、さらに、前記外側面12aを再度透過して、矢印45で示されるように地中32に伝播していく。また、残りの波動は、前記内側面12b及び外側面12aによって橋桁21の幅方向内側に向けて反射され、矢印43で示されるように、地中32に伝播していく。 Also, as shown in Figure 16, most of the waves indicated by arrow 41 that enter the ground from the side surface 23b of the footing 23 pass through the inner surface 12b as indicated by arrow 44, then pass through the outer surface 12a again, and propagate into the ground 32 as indicated by arrow 45. The remaining waves are reflected by the inner surface 12b and outer surface 12a toward the inside of the bridge girder 21 in the width direction, and propagate into the ground 32 as indicated by arrow 43.
このように、外側スラブ11Aが地中32内に埋設された地中壁12を有するので、スラブ11が地盤に強固に固定されることによる高い振動低減効果とともに、フーチング23の側面23bから地盤に入射した波動の地中壁12による振動低減効果をも得ることができる。 In this way, since the outer slab 11A has a diaphragm wall 12 buried in the ground 32, not only is there a high vibration reduction effect due to the slab 11 being firmly fixed to the ground, but there is also a vibration reduction effect due to the diaphragm wall 12 of waves entering the ground from the side surface 23b of the footing 23.
なお、その他の点の構成、作用及び効果については、前記第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Note that the rest of the configuration, operation, and effects are the same as those of the first embodiment, so their explanation will be omitted.
このように、本実施の形態においては、外側スラブ11Aは、外側スラブ11Aにおける橋桁21の幅方向外側端に設けられ、地中32に埋設された地中壁12を有する。 As such, in this embodiment, the outer slab 11A has an underground wall 12 that is provided at the outer end of the bridge girder 21 in the width direction of the outer slab 11A and buried in the ground 32.
これにより、スラブ11が地盤に強固に固定されるとともに、フーチング23の側面23bから地盤に入射した波動の振動が地中壁12によって低減されるので、より高い振動低減効果をも得ることができる。 This firmly fixes the slab 11 to the ground, and the underground wall 12 reduces the vibrations of waves that enter the ground from the side surface 23b of the footing 23, resulting in a greater vibration reduction effect.
なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。 The disclosure herein describes features related to preferred and exemplary embodiments. Various other embodiments, modifications, and variations within the scope and spirit of the appended claims will naturally occur to those skilled in the art upon reviewing the disclosure herein.
本開示は、高架橋用地盤振動低減スラブ及びそれを用いた地盤振動低減方法に適用することができる。 This disclosure can be applied to ground vibration reduction slabs for viaducts and methods for reducing ground vibration using them.
11 スラブ
11A 外側スラブ
11B 内側スラブ
11d、23a 上面
11e 下面
12 地中壁
15 拘束用地中杭
16 拘束用鋼矢板
20 高架橋
21 橋桁
22 橋脚
23 フーチング
31 地表面
32 地中
11 Slab 11A Outer slab 11B Inner slab 11d, 23a Upper surface 11e Lower surface 12 Diaphragm wall 15 Restraining underground pile 16 Restraining steel sheet pile 20 Viaduct 21 Bridge girder 22 Bridge pier 23 Footing 31 Ground surface 32 Underground
Claims (10)
厚さが1〔m〕であるコンクリート製の厚板部材を、
上面が地表面に露出し、
下面の少なくとも一部が、前記高架橋の橋脚の側方に突出するフーチングであって地中に埋設されたフーチングの上面の上方において、該フーチングの上面に対向するように設置し、
前記フーチングの上面から地盤に入射する波動を前記厚板部材で吸収して、地盤の表層を伝播する波動の振幅を小さくすることを特徴とする高架橋用地盤振動低減スラブを用いた地盤振動低減方法。 Directly under the viaduct,
A thick concrete plate member with a thickness of 1 m is
The top surface is exposed above ground,
At least a part of the lower surface is installed above the upper surface of a footing that protrudes laterally from the pier of the viaduct and is buried in the ground, so as to face the upper surface of the footing ,
A method for reducing ground vibration using a ground vibration reduction slab for viaducts, characterized in that the thick plate member absorbs waves incident on the ground from the top surface of the footing, thereby reducing the amplitude of waves propagating through the surface layer of the ground .
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