２主桁橋の橋梁振動に伴う低周波騒音の放射特性

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(1)I-A169. ２主桁橋の橋梁振動に伴う低周波騒音の放射特性 ○日本大学工学部学生員五郎丸 (株)サクラダ. 正会員小森. 太玄武. 日本大学工学部学生員石丸. 裕康. 日本大学工学部正会員五郎丸. 英博. 1. はじめに近年，製作・架設の合理化と省力化のために少主桁の橋梁が採用されるようになってきた．この少主桁の振動に伴う放射音特性は今までに把握されておらずその性状をとらえておくことが必要と考えられる．また，低周波騒音の予測や対策を考えることは環境面の観点からも重要なことである．本報告は，２主桁橋における音響放射特性を把握するため，FEM による振動解析と BEM による音響解析を実施し，その特性を明らかにした．同時に従来の多主桁橋と比較するため同規模の 5 主桁橋の解析も実施した．. 2. 数値解析の概要解析対象橋梁は，スパン長 49.2m，幅員 12ｍ，床版厚 320mm，桁高 3ｍの鋼単純非合成２主桁橋とスパン長 50ｍ，幅員 12ｍ，床版厚 200mm，桁高 2.5ｍの鋼単純非合成５主桁橋である．両橋梁とも床版と桁をシェル要素で３次元モデル化した． FEM による振動解析は，固有値解析，周波数応答解析による床版中央部の応答変位を求めた．BEM による音響解析では，加振時の放射音を床版下 1ｍの点で求め，橋軸方向床版下 6m と支間中央断面床版下 6m の範囲の音圧分布状況を計算した．. ３．解析結果 Fig.1 に両橋梁のモデル化図と固有値解析による曲げ１次固有振動数とモード図を示す．２主桁橋で 2.3Hz，５主桁橋で 2.4Hz でほぼ同じ固有振動数を有した橋梁であることが分かる． Fig.2 に，床版中央 1000kgf の加振力で加振した時の床版中央の周波数応答変位と床版中央部 1ｍ下の音圧レベルを示した．応答変位を比較すると２主桁橋の方が約 1mm 小さく，これに伴って放射される音圧レベルも 4dB ほど低くなっていた．Table.1 に両橋梁の床版厚，主桁と横桁の曲げ剛性とその高さを示す．両橋梁の床版厚比（２主桁橋/５主桁橋）は 1.6 で２主桁橋の方が厚い．また，主桁の曲げ剛性比は 1.01 とほぼ等しいが横桁では，3.19 と２主桁橋の方が大幅に大きくなっている． Fig.3 には床版中央 1000kgf 加振時の床版下音圧カラーコンター図を示す．両橋梁とも床版中央部から低周波騒音が放射されるものの，２主桁橋の方が５主桁橋より橋軸及び橋軸直角方向で全体的にレベルが低いことが分かる．これは横桁や床版厚を含めた橋梁全体の剛性が２主桁橋の方が高いためと考えられる．. ４．まとめ２主桁橋の低周波騒音は，同規模の多主桁橋と比較して放射音圧レベルが全体的に低いことが数値解析から判明した． Table.1 両橋梁の床版厚，主桁と横桁の曲げ剛性 EI と桁高. 2 主桁 5 主桁 2主桁/ 5主桁 Keyword 連絡先. 橋梁振動. 床版厚 (mm) 320mm 200mm 1.6. 2 曲げ剛性EI(kgf・ m ) 主桁横桁 1.01E+10 1.67E+09 9.91E+09 5.25E+08 1.01 3 .19. 主桁 3m 2.5m 1.2. 桁高(m) 横桁(端横桁数，中間横桁数）横桁 2.2m (端×２)， 0.84m (中間×5) 1.95m (中間×2). 低周波騒音. 〒963-8642 福島県郡山市田村町徳定字中河原 1 番地. 日本大学工学部. -338-. ℡024-956-8714. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

(2) I-A169. 2 主桁橋. 5 主桁橋. 曲げ１次固有振動数. 曲げ１次固有振動数. 2.3Hz. 2.4Hz. Fig.2 橋梁モデル化図と曲げ 1 次振動モード図 5. 変位(mm). 5. 2 主桁橋. 4. 3.5 mm. 3. 3. 2. 2. 1. 1. 0 2.05. 2.25. 2.35. 2.45. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.5. 2.6. (Hz). (a) 周波数応答変位. 112. 音圧レベル(dB). (Hz). 0 2.15. (Hz). 107. 4.6 mm. 5 主桁橋. 4. 112. 2 主桁橋. 107. 106 dB. 102. 102. 97. 97. 92 2.05. 110 dB. 5 主桁橋. 92 2.15. 2.25. (Hz). 2.35. 2.45. 2.2. (b) 音圧レベル. 2.3. 2.4. (Hz). Fig.3 床版中央 1000kgf 加振時の床版中央応答変位と床版直下 1ｍの音圧レベル音圧(dB). 109.9. 2主桁橋. 101.4. 5主桁橋. 92.84. 84.31. 床版中央1m 下. 橋軸方向音圧分布. 支間中央断面の音圧分布. 75.78. Fig.4 床版中央1000kgf 加振時の床版下音圧カラーコンター図. -339-. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

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