特開 2023-169468 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023169468

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20231122BHJP

   E02D 31/08 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 Z

E02D31/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080579

(22)【出願日】2022-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】野寄 真徳

【テーマコード（参考）】

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D059AA01

2D059AA03

2D059GG12

(57)【要約】

【課題】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、効果的に沿線の地盤振動を抑制することができるようにする。
【解決手段】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、前記高架橋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、該フーチング２３の上面２３ａに対向するように設置される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高架橋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されることを特徴とする高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項2】

前記橋脚及びフーチングから離間して設置される請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項3】

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請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項4】

前記高架橋の橋桁の全幅を超えない範囲に設置される請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項5】

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請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項6】

前記橋脚が前記高架橋の橋桁の幅方向に複数ある場合、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請求項５に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項7】

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請求項５に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項8】

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請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項9】

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請求項１に記載の高架橋用地盤振動低減スラブ。

【請求項10】

高架橋の直下において、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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関するものである。

【背景技術】

【0002】

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。）。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

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。）。

【0006】

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。

【0007】

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。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0008】

【非特許文献1】芦谷公稔、「振動遮断工の防振効果の評価手法」、物理探査、第５８巻第４号、第３５１－３６２頁、２００５年８月１日

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平７－３８２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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及びそれ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。

【課題を解決するための手段】

【0013】

そのために、高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、高架橋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される。

【0014】

他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、前記橋脚及びフーチングから離間して設置される。

【0015】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、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。

【0016】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、前記高架橋の橋桁の全幅を超えない範囲に設置される。

【0017】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、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。

【0018】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、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、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。

【0019】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、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。

【0020】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、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。

【0021】

更に他の高架橋用地盤振動低減スラブにおいては、さらに、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。

【0022】

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、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する。

【発明の効果】

【0023】

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。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】従来の防振壁の防振作用を説明した模式図である。

【図2】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。

【図3】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である。

【図4】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である。

【図5】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である。

【図6】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である。

【図7】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である。

【図8】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である。

【図9】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である。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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である。

【図13】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。

【図14】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である。

【図15】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の模式図である。

【図16】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。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

なお、内側スラブ１１Ｂは、地中壁１２を有していない。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【産業上の利用可能性】

【0087】

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。

【符号の説明】

【0088】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】