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工学の部がないので、こちらでお尋ねします。
 ここでいう橋とは吊り橋でなく、また単に車道と歩道が並行しているだけでなしに構造上、両者が一体となっていて手摺と段差によって歩道が確保されている形態のものを指します。

何百メートルもある長大な橋の中央に佇つと、トラック等の重量のある大型車両の通過時には上下に揺れるのが判ります。トトンという小刻みな揺れでなく、ゆったりとした周期の長い如何にも酔いそうな揺れです。一輌の通過によって何度も上下するのではなく、ただ一度だけゆっくり上下するのを感じます。気のせいばかりでなく実際に揺れているのだと思います。普通車程度の通過では感じません。
 これは、力を分散させたり吸収したりするなどのために意識して揺れるように設計してあるのですか、それとも建設費の節約などの理由から、揺らしたくはないけど実用上差し支えないので揺れるのを許容しているのですか。
専門家志向でなく素人の思いつきみたいな質問ですから詳しい解説は勿体ないです。ざっと教えて下されば十分です。よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

実際に揺れています。



物理では「固有振動」と呼んでいます。

長い棒を立てて先におもりをつけ、少し水平方向に引っ張って手を放すと、左右に振動します。

あるいは 歩道橋の上で体を上下に振動させると、歩道橋がゆれます。そのとき、ゆれの周期にあわせて体をさらに上下に振動させると、ゆれが大きくなってきます。

ブランコに子供が乗っているとき、後ろから押してやっていますね、そのときも タイミング良く押すと、どんどん振動が大きくなりますね。子供が一番上に来て前に行こうとするときに、軽く前に押してやる、つまり振動が大きくなるのを助けるように押してやるのです。

こういうときに、橋やブランコの大きさ長さによって振動周期が決まっています。楽器の弦の長さで音の高さ(振動数)が決まるのと同じです。この振動数を「固有振動数」といいます。

ですから、風の強弱や、トラックの動きなどのタイミングが運悪く橋の固有振動数と一致してしまうと、振動がだんだん大きくなって、最後は橋が崩壊してしまうということもあり得ます。

実際、以前 アメリカのタコマ橋という大きな橋が、完成した直後に崩壊したことがあります。

現在は、こういったことが起きないように、橋の構造を工夫して、特定の振動数では壊れないように設計されていると聞いています。

最近、地震対策で、高層ビルで、柔構造といって、むしろゆれをうまく利用して耐震性を増しているということも聞きますね。ですから、橋などでも、絶対ゆれないようにがちがち(膨大な鉄骨を使う)な構造ではなく、ゆれを利用(たとえばゆれを相殺させるような構造)した構造が工夫されているような気がします。

専門家でもありませんし、実際の事も知りません、推測で、的はずれならばご容赦下さい。

参考URL:http://okumedia.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/~masako/ex …
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この回答へのお礼

ANo.3、ANo.4も拝見しました。吊り橋であってもなくても原理は変わらないのでしょうから参考になります。
斜張橋で支間を200mにしたとき、2秒周期で強い力が加わると共振してしまうということでしょうか。理論の裏づけは分かりませんが、振動は干渉させて共振を起こさないように設計するのが肝要なのだと理解しました。
どうやら設計者としては揺らしたくないが、揺れてしまうのを一定の範囲で許容しているというところでしょうか。
タコマ橋の事故は凄まじいですね。素人の杞憂でしょうが瀬戸内の長大橋や高層ビルは心配です。
何度も答えを寄せて下さって有り難うございました。またの機会にもよろしくお願いします。

お礼日時:2007/06/09 23:46

たびたびすみません。



吊り橋のことを念頭に置いて書いてしまいましたが、

そうでない橋についても、共振・固有振動などの現象は生じます。

下のサイトの論文は見るだけで目がくらみそうでしたが、最後のグラフを見ますと、

橋桁の支柱間隔が200mぐらいですと2秒ぐらいの周期ですね。

参考URL:http://thesis.ceri.go.jp/center/doc/geppou/ceri/ …
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A2です



youtube のこの映像の方がリアルですね。

詳しくは

タコマ橋 固有振動 共振 などで検索してみてください。

参考URL:http://www.syu-ta.com/blog/2006/10/13/020244.shtml
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私も専門家では有りませんが…


大きなトラックなどが通れば道路でさえ揺れるのはご存知ですよね。

大きな橋は固定出来ないので、揺れます。
どんな物も、温度変化で膨張収縮をしますよね。
それが大きくなればなるほど、膨張による変化の値は大きくなりますよね。
膨張したとき、収縮したときそれを逃がさなければ破壊されてしまいます。 
だから大きな橋の両側は固定して無いのが普通です。

建設費の節約は関係ないと思います。

揺らすのではなく揺れるのだと思います。
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この回答へのお礼

確かに長大な橋はピン状というか爪状というか、橋桁の所々で鉤によって結合し伸縮を吸収しているのは視認できます。
実は上下に揺れると確信する一方、揺れると感じるのは水面が遥かに下で高所にいる恐怖感からくる錯覚ではないのかとの疑いをもっていました。ご回答により錯覚ではなくタワミからくる上下動があるのが分かりました。
有り難うございました。またの機会にもよろしくお願いします。

お礼日時:2007/06/09 22:53

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Q歩道橋、揺れていいのですか?

いつもお世話になります。

カテゴリーがわからずここで質問させていただきます。
先日の日曜日に大阪・天王寺に行きました。
駅前の交差点には阿倍野歩道橋という大きな四角形の歩道橋があります。
日曜・祝日は露店商やギターかかえて歌う人たち、そして通行人と
かなりの人でこの歩道橋は賑わいます。
私はこの歩道橋を渡っているときに立ち止まって露店を覗いていました。
するとすぐ下を行き来する車の影響でしょうか、足元が上下に揺れました。
表現が少しオーバーですが、トランポリンのようでした。
そのときは少しびっくりしただけですが、まさか倒壊なんてことに
なるんじゃないかと気になって仕方がありません。

歩道橋は下の道路の車の往来が激しいときは揺れるものなのですか?
もしかしたら安全のためにわざと揺れるように設計されているのでしょうか?
それと歩道橋の安全点検は定期的にしてくれているのでしょうか?
ご存知のかた、教えてくださいませ。

Aベストアンサー

歩道橋、橋、渡り廊下など基本的にみんな揺れます。
特に鉄骨造でスパンの長いものはその傾向が強いかと思います。
揺れを抑えたければ、ガチガチに固くすればいいわけですが
そうすると極端にごっつい見かけの橋になってしまいます。
もちろんコストも嵩みます。
逆にその歩道橋にしても、構造的にはもっとやわやわに作れるはずですが
そうすればたわみ過ぎて気持ちが悪いものになるでしょう。

構造強度、コスト、歩行感これらの三つの要素の間でバランスをとりながら
設計していると思います。

それからすべての物にはそれぞれ固有の振動数があって、その振動数にあった刺激をくり返すと"共振"します。
以前、イギリスの吊り橋だったと思うのですが、橋を渡る人達の歩く振動が
その橋の固有振動数とたまたま一致して共振してしまい、そうとう激しく揺れたため、一時通行止めなんてことがありました。
壊れることはないはずですが、利用者にとっては相当に不快なはず。

その揺れる歩道橋と言うのも、一定間隔でくり返される車の通過による振動か、上を歩く歩行者の歩く振動に共振しているのかもしれません。
ただ基本的には、揺れやたわみはできるだけ抑えるように設計します。
わざと揺れるように設計しているわけではなくて、がんばって揺れないように設計してるけど、これくらいなら許してくれる?というスタンスです^^

歩道橋、橋、渡り廊下など基本的にみんな揺れます。
特に鉄骨造でスパンの長いものはその傾向が強いかと思います。
揺れを抑えたければ、ガチガチに固くすればいいわけですが
そうすると極端にごっつい見かけの橋になってしまいます。
もちろんコストも嵩みます。
逆にその歩道橋にしても、構造的にはもっとやわやわに作れるはずですが
そうすればたわみ過ぎて気持ちが悪いものになるでしょう。

構造強度、コスト、歩行感これらの三つの要素の間でバランスをとりながら
設計していると思います。

そ...続きを読む

Q堆肥作り・・・ただ、畑に穴をほって、野菜くずや雑草を埋めるだけではできないですか?

来年から畑で野菜を作る事になりました。
堆肥や肥料など、結構お金がかかるようなので、堆肥を自分で作れないかと検索したんですが、自分で作るにも、発酵剤など使わないといけないようですね。
かき混ぜ作業も頻繁におこなわないといけないようですし、買った方が安く簡単にすむのでは?と思います。
畑に穴を掘って、野菜くずなどを埋めておくだけは堆肥にはなりませんか?

Aベストアンサー

畑の一角に、ちょっと(3cm程度)小高いところを用意して(90cm角程度の高畦の苗床を作って)、この上に野菜屑を放置してください。
一-2週間で腐ってきます。一年間放置して、冬場はなにも追加しないで置く(9, 11, 3月に表面をかき混ぜて4月に使用)と、春には適当に腐っています。
「小高いところ」が適当に肥料分を吸った土で、運が良ければ培養どになります。削って使ってください(雨によって肥料分が地下に浸透する。この部分をかき集めて使用する)。

穴を彫って、、、、は既にある通りけんき性になって、おかしな事になります。「かき混ぜる」はこうきせいにするための作業です。
「発酵剤」はせいぜい米糠(在庫があれば、なければ使わない)を使うぐらいで、薬品とか菌類などは不用です。

けんき性にして硝化を推進して、その後こうきせいにして使用する、場合も有ります。けんき性にすると、SS(固形分)の分解が早いので、体積を減らすことができます。しかし、酸性が強くなるので石灰で中和する必要が出てきます。つまり、中和の度合いが面倒くさい。
だから、最初からこうきせいにして、アンモニアなどは蒸発、ゆうきさん(BOD)等水溶性成分は雨で流して、底に置いた土に混ざるようにして、土を培養度として使用する、という方法を書きました。

ただし、地区によっては腐敗臭を嫌う(過去の回答参照、自宅わきで台所廃棄物を腐敗させている方の臭いを公害として対応方法の質問がありました)場合があるので、注意が必要です。

畑の一角に、ちょっと(3cm程度)小高いところを用意して(90cm角程度の高畦の苗床を作って)、この上に野菜屑を放置してください。
一-2週間で腐ってきます。一年間放置して、冬場はなにも追加しないで置く(9, 11, 3月に表面をかき混ぜて4月に使用)と、春には適当に腐っています。
「小高いところ」が適当に肥料分を吸った土で、運が良ければ培養どになります。削って使ってください(雨によって肥料分が地下に浸透する。この部分をかき集めて使用する)。

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