JP2009091781A - 桁構造および歩行者用通路 - Google Patents

Abstract

【課題】 採光性にすぐれていて開放感があり、設備コストの面でも、また建物に対して接続しやすい点でも有利な歩行者用通路、およびそのような通路を構成するのに適した桁構造を提供する。
【解決手段】 桁構造１は、鋼製の上下各フランジ２・３とガラス製の腹板４とを結合させたハイブリッド構造のものである。腹板４の一方の側面には、上下方向に延びたガラス製の補剛材７を取り付けている。こうした桁構造１を主桁として２組平行に架け渡し、各桁構造１における上フランジ２間に屋根を取り付けるとともに、各桁構造における下フランジ３間に歩行者用の床を取り付けることにより、ペデストリアンデッキ等の歩行者用通路を構成する。
【選択図】 図１

Description

請求項に係る発明は、歩道橋（車道をまたぐように架けられた歩行者用の橋）やペデストリアンデッキ（主として建物同士を連結する歩行者用のデッキ）等の歩行者用通路に適した桁構造と、それを使用して構成される歩行者用通路に関するものである。

歩道橋やペデストリアンデッキ等であって屋根を有する架橋型歩行者用通路は、多くの場合、鉄鋼製の箱桁で構成されていて、その箱桁の中を歩行者が通るようになっている。側部に設ける腹板は不透明であり、箱桁に窓を設けることも難しいため、上記形式の歩行者用通路は採光性が悪く、また歩行者が開放感をもちにくいものであった。

上記のような歩行者用通路に屋根とともに大きな窓を設けるためには、その主構造をフィーレンディール構造にするか、または主桁を別に設け、屋根や壁・窓等を有する通路部分をその主桁の上に設けるかする必要があった。フィーレンディール構造は、斜材を使用せずに縦材と横材とを溶接で剛接合したハシゴ状のフレーム構造であり、たとえば下記の文献１に記載がある。
一方、主桁を別に設けて通路部分をその上に設ける歩行者用通路は、図４に例示される構造のものである。図４の歩行者用通路１０’において符号１０ａ’は通路部分、符号１０ｂ’は主桁であり、通路部分１０ａ’には屋根とともに側壁と窓が設けられている。なお、図示の歩行者用通路１０’は、隣接する二つの建物２１・２２をつなぐペデストリアンデッキであり、その下には道路２５などが設けられていて人や車両が通行する。
「浜松町こ線人道橋けた架設工事」：土木学会誌第６９巻、第１１号、第７３頁（１９８４．１１）

側部に窓を設けない従来の一般的な歩行者用通路は、上記のとおり歩行者にとって開放感がないうえ、採光性が乏しくて暗く（したがって照明を必要とし）、また視認性・景観性についても好ましいものではなかった。

とはいえ、フィーレンディール構造を採用して屋根や壁・窓等を有する歩行者用通路を構成するとすれば、設備上かなりのコストが必要になる。斜材を使用しないで形を保つ必要があることに基づき、強度確保等に必要な材料費や溶接費等が増すからである。

また、図４のように主桁の上に通路部分を設ける場合には、車両交通による建築限界をクリアするとともに建物の２階の床面に対し段差なしに通路部分を接続することが難しいという課題がともなう。すなわち、主桁の下に車両が接触せずに通行できる高さＨａを確保すると、その上の通路の床は主桁の厚みを加えて高さＨｂと高くなり、建物における通常の２階の床面高さとの間にかなりの差が生じてしまうのである。

請求項に係る発明は、採光性にすぐれていて開放感があり、設備コストの面でも、また建物に対して接続しやすい点でも有利な歩行者用通路、およびそのような通路を構成するのに適した桁構造を提供するものである。

請求項の発明に係る桁構造は、金属製またはＦＲＰ製の上下各フランジとガラス（透明または半透明のもの）製の腹板とを結合させたことを特徴とする。図１はこうした桁構造を例示するものである。腹板のガラスとしては、物理強化または化学強化された強化ガラスや、複数枚のガラスと中間膜とを重ね合わせて接着した複層ガラス、硬質合成樹脂材料等からなる有機ガラスなどを使用するとよい。上下の各フランジには、炭素鋼やステンレス鋼、アルミ合金、またはＦＲＰ（繊維強化プラスチックス）などを使用する。
腹板をガラス製とするこのような桁構造は、それを主桁として２組以上平行に架け渡すことにより、明るくて開放感のある架橋型の歩行者用通路を構成することができる。ガラスを含む桁構造を主桁とすることができるのは、近年の技術開発によってガラスの機械的強度が向上したことと、ガラス製の腹板を金属等でできた上下の各フランジと結合させることにより、腹板および各フランジが一体となって荷重を支え得ることによる。また、明るくて開放感のある歩行者用通路を構成できるのは、主桁とする桁構造のうちガラス製の腹板自体が光を透過させるので、その腹板を通路の側壁にすると、フィーレンディール構造を採用したり他の主桁を下部に配置したりすることなく、腹板そのものを通して採光し外を眺めることが可能だからである。

上下各フランジと腹板とは、各フランジに取り付けられた継ぎ板（腹板と結合させるため、腹板と平行な面を有するよう各フランジに溶接等で固定された板）に対し、高摩擦部材（ゴムシートなど）をはさみボルトによって腹板を圧着し（たとえば図１（ｄ）もしくは図２のようにし）、または接着剤によって継ぎ板に腹板を接着することにより結合するのがよい。
そのようにすれば、高摩擦部材または接着剤の作用により上下各フランジと腹板とは相対変位をすることがなくなり、したがって上下各フランジと腹板とは一体となって高い荷重を支えることができるからである。

上記腹板の少なくとも一方の側面には、上下方向に延びたガラス製または透明（半透明のものを含む）なＧＦＲＰ製の補剛材を取り付けるのが好ましい。図１に例示する桁構造においても補剛材７を腹板４の側面に接着している。
軽量化等の目的で薄目の腹板を使用する場合には、上記のように補剛材を取り付けることにより耐風対策を強化することができる。しかも、補剛材としてガラス製または透明なＧＦＲＰ製のものを使用するため、補剛材のために外が見にくくなる恐れがない。

請求項に係る歩行者用通路は、上記いずれかの桁構造を主桁として２組以上平行に架け渡し、各桁構造における上フランジ間に屋根を取り付けるとともに、各桁構造における下フランジ間に歩行者用の床を取り付けたことを特徴とする。
このような歩行者用通路は、上記桁構造の腹板を側壁としながらその上部・下部に屋根および床を有する箱形のものとなり、ガラス製の腹板を通して採光できるうえ視認性が高く、したがって歩行者は、外を眺めながら開放感をもって通行することができる。フィーレンディールのようにハシゴ状にフレームを接合する必要がなく主桁の構造がシンプルであるため、設備コストの点でも有利である。また、通路部分を別の主桁と組み合わせる必要がないので、上下寸法の小さいコンパクトな通路を構成できるうえ、景観性の点でもすぐれている。

上記した歩行者用通路では、上記の屋根を各桁構造の上フランジを兼ねたもの（つまり上フランジと一体不可分のもの）とし、上記の床を各桁構造の下フランジを兼ねたもの（つまり上フランジと一体不可分のもの）とするのが、とくに好ましい。歩行者用通路の横断面構造をたとえば図３（ｂ）のようにするわけである。
そのようにすると、それぞれの桁構造と屋根および床との一体性がとくに強まるため、歩行者用通路の剛性・機械的強度に関して有利である。また、全体の構成がさらにシンプルになり、外観のよい通路をより低コストで構成できることとなる。なお、図３（ｂ）の例では、ガラス製の腹板（を含む桁構造）を２組、左右両側（側壁部分）にのみ設けているが、中央部分（仕切りとなる位置）にも同様の腹板（を含む桁構造）を配置するなど、腹板（を含む桁構造）を平行に３組以上架け渡すのもよい。桁構造の数が増えるほど通路の剛性が増すため、スパンを長くとることが可能になる。

発明の歩行者用通路は、上記桁構造以外の主桁を使用することなく建物の２階に接続するのがとくに好ましい。たとえば、図３（ａ）のように建物の２階同士をペデストリアンデッキとして連結するのである。
このようにして建物の２階に接続すると、車両交通による建築限界をクリアするとともに建物の２階床面に対して段差のないように通路部分の床面を接続することが無理なく行える。上記桁構造以外の主桁を使用しない(使用する必要がない)この歩行者用通路では、構造上の最下部の高さと歩行者が通る床の高さとの間の差がきわめて小さいからである。つまり、車両が接触せずに通行できる最下部に高さＨａを十分に確保しながらも通路の床面の高さＨｂを低めに抑えることにより、その床面の高さＨｂを建物の２階の床面高さに一致させることが容易なわけである。したがって、この発明によると、２階床面を特別な高さに設定することなくその建物の２階にペデストリアンデッキを接続し、もって他の建物等との間の歩行者の通行を円滑化することができる。

請求項に係る桁構造は、それを主桁として、明るくて開放感のある架橋型の歩行者用通路を構成することを可能にする。各フランジに継ぎ板を設け、その継ぎ板に対し、高摩擦部材をはさみボルトによって腹板を圧着し、または接着剤によって腹板を接着することとすれば、桁構造に高い荷重を担わせるうえでとくに有利である。上記腹板の少なくとも一方の側面に上下方向に延びたガラス製または透明なＧＦＲＰ製の補剛材を取り付けると、耐風対策を強化でき、しかも歩行者の視界が遮られない点でさらに好ましい。

請求項に係る歩行者用通路によれば、ガラス製の腹板を通して採光でき、また歩行者が外を眺めながら開放感をもって通行できるうえ、設備コストや景観性の点でも好ましい。屋根に各桁構造の上フランジを兼ねさせるとともに床に各桁構造の下フランジを兼ねさせる場合には、通路の剛性・強度に関して有利であるほか、外観やコストの点でも有利である。上記桁構造以外の主桁を使用することなく建物の２階に接続するなら、車両交通による建築限界をクリアするとともに建物の２階床面に対して段差のないように通路部分の床面を接続することが容易である。

発明の実施に関する形態を図１〜図３に示す。図１はペデストリアンデッキ等に使用する桁構造１を示すもので、図１（ａ）は側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、同（ｄ）は同（ｂ）におけるｄ部詳細図、同（ｃ）は同（ｄ）の左側面図である。図２は、図１の桁構造１について一部（図１（ｄ）に示す部分）の構造を変更した例を示す部分詳細図である。また図３は、図１等の桁構造１を用いて構成した歩行者用通路１０を示す図で、図３（ａ）は全体側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。

図１に示す桁構造１は、炭素鋼製の上下各フランジ２・３とガラス製の腹板４とを結合したハイブリッド構造のものである。腹板４のガラスは、物理強化または化学強化によって耐圧縮応力を２００Ｎ／ｍｍ^２程度にした強化ガラスで、厚さが２０ｍｍ程度以上の透明のものを使用している。

上下の各フランジ２・３と腹板４との結合は、上フランジ２の下面および下フランジ３の上面に取り付けた鋼板製の継ぎ板２ａ・３ａと、結合用ボルト（およびナット）５とにより、つぎのように行っている。まず、継ぎ板２ａおよび３ａは、図１（ａ）・（ｂ）のように、上フランジ２の下面および下フランジ３の上面であって各フランジ２・３の幅の中央に沿う位置に各２枚を溶接によって固定しておく。それら継ぎ板２ａ・３ａには、各２枚を一直線に貫通するボルト穴２ｂ・３ｂを、フランジ２・３の長さ方向に一定間隔をおいて複数形成し、各２枚の継ぎ板２ａ・３ａにおける対向面の間には、腹板４の厚みを数ｍｍ程度上回る間隔をとっておく。そのように取り付けた継ぎ板２ａ・３ａの各２枚の間に、図１（ｄ）のようにガラス製の腹板４とその表裏各面に重ねたゴムシート（高摩擦部材）６とを挿入し、それらにボルト５を通したうえ締め込んで連結する。なお、腹板４とゴムシート６にも、継ぎ板２ａ・３ａにおけるのと同様のボルト穴を設けておき、ボルト５はその穴に通す。

図１（ａ）・（ｂ）に示すように、腹板４の一方の側面における複数箇所には、横風等に対する腹板４の剛性を補うべく、上下方向に延びた補剛材７を取り付けている。補剛材７は、上下に沿った端面７ａ（図１（ｄ）参照）を接着剤によって腹板４に接着固定し、上下の端部を、２枚の支持板２ｃ（図１（ｃ）・（ｄ）参照）の間に挿入して支持させている。支持板２ｃは、上下各フランジ２・３と腹板４とに対して直角な面を有する鋼製の板で、上フランジ２と継ぎ板２ａとの間、および下フランジ３と継ぎ板３ａとの間に、間隔をおいて２枚ずつ平行に溶接で取り付けたものである。なお、補剛材７と腹板４との間は、上記のように接着剤で接合してもよいが、図１（ｃ）・（ｄ）に仮想線で示すように透明の接着テープを用いて固定するのもよい。

桁構造１における上下各フランジ２・３と腹板４との結合は、図１（ｄ）に示した態様に代えて図２のように行うのもよい。すなわち、継ぎ板２ｐとして、図示のように鉛直面と水平面とを含むＬ字状の横断面を有する１片を溶接等によって各フランジ２・３に取り付け、ボルト（およびナット）５の力でその鉛直面に腹板４を圧着して固定する。このとき、継ぎ板２ｐの鉛直面と腹板４の間にゴムシート（高摩擦部材）６をはさみ、腹板４の反対側の面にはゴムシート６を重ねたうえで鋼板製の当て板２ｑを当て、継ぎ板２ｐから当て板２ｑまでの部材間をボルト５にて挟み付ける。その状態で、図示のように腹板４の上下の端面４ａおよび当て板２ｑの上下の端面が継ぎ板２ｐの水平面に接触するようにすれば、腹板４は継ぎ板２ｐに対して摩擦力とともにその接触の力によっても拘束されるため、上下各フランジ２・３と腹板４との結合はとくに強固なものとなる。

つづく図３（ａ）・（ｂ）には、上記した桁構造１を２組架け渡して構成した歩行者用通路１０を示す。この通路１０は、図３（ａ）のように二つのビル２１・２２の２階同士を連結するペデストリアンデッキである。図中の符号２３・２４は、各ビル２１・２２に付設された橋脚で、符号２５は、通路１０の下に設けられた車両用の道路である。

歩行者用通路１０は、図３（ｂ）のように桁構造１を左右の側壁部分に使用し、それらの間を屋根１２と床１３とでつなぐことにより構成している。ただし、屋根１２は桁構造１の上フランジを兼ねるものとし、床１３は桁構造１の下フランジを兼ねるものとしたので、各桁構造１の腹板４は、上下それぞれのボルト５および継ぎ板２ａ・３ａを介して屋根１２および床１３と結合した状態になっている。屋根１２および床１３には、上下方向の剛性を補うためにリブ１２ａおよび１３ａをそれぞれ付設し、また、床１３のリブ１３ａ上には、歩行者Ａが歩きやすい平坦な床版１４を敷いている。なお、腹板４の補剛材７は、左右いずれの桁構造１においても、腹板４のうち通路１０の内側の面に取り付けた。

以上のように構成した歩行者用通路１０は、屋根１２と床１３および腹板４とが一体となって必要な強度・剛性を発揮することから、ペデストリアンデッキとしての使用に供すことができる。フィーレンディール構造の通路とは違って構成がシンプルで、そのために設備コストも抑制できる。通路部分の下に別の主桁を設ける必要がないので上下寸法（とくに外側の最下部分と床版１４との間の高低差）が小さく、したがって、通路１０と道路２５との間に十分な高さＨａを確保しながら床面の高さＨｂを低めにすることができ、一般的なビルの２階への接続が容易になる。このことは、ビルの床面と通路との間を段差なく接続できて、歩行者、とくに障害者の移動の円滑化をはかれるという効果につながる。また、左右の壁面のほぼ全体がガラス製であるため視認性が高く、歩行者Ａが外部を眺めながら開放感をもって歩くことができるうえ、採光性にすぐれていて明るく、また景観性（外観）の点でも好ましい。腹板４がガラス製であるため、断熱性の点でも有利である。なお、ガラス製腹板４の表面に光触媒コーティングを施すなどすれば、ガラスの汚れが除去されやすくなる。

発明による桁構造１を示す図であって、図１（ａ）は側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図、同（ｄ）は同（ｂ）におけるｄ部詳細図、同（ｃ）は同（ｄ）の左側面図である。 図１の桁構造１に関し、一部構造を変更した例を示す部分詳細図である。 桁構造１を採用して構成した歩行者用通路１０を示す図で、図３（ａ）は全体の側面図、同（ｂ）は同（ａ）におけるｂ−ｂ断面図である。 従来の歩行者用通路を例示する全体側面図である。

符号の説明

１ 桁構造
２ 上フランジ
３ 下フランジ
４ 腹板
５ ボルト
６ ゴムシート（高摩擦部材）
７ 補剛材
１０ 歩行者用通路
１２ 屋根
１３ 床
２１・２２ ビル（建物）

Claims (6)

1. 金属製またはＦＲＰ製の上下各フランジとガラス製の腹板とが結合されていることを特徴とする桁構造。
2. 各フランジと腹板とは、各フランジに取り付けられた継ぎ板に対し、高摩擦部材をはさんでボルトによって腹板が圧着され、または接着剤によって腹板が接着されることにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の桁構造。
3. 上記腹板の少なくとも一方の側面には、上下方向に延びたガラス製または透明なＧＦＲＰ製の補剛材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の桁構造。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の桁構造が主桁として２組以上平行に架け渡され、各桁構造における上フランジ間に屋根が取り付けられるとともに、各桁構造における下フランジ間に歩行者用の床が取り付けられていることを特徴とする歩行者用通路。
5. 上記の屋根が各桁構造の上フランジを兼ねたものであり、上記の床が各桁構造の下フランジを兼ねたものであることを特徴とする請求項４に記載の歩行者用通路。
6. 上記桁構造以外の主桁を使用することなく建物の２階に接続されることを特徴とする請求項４または５に記載の歩行者用通路。

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