説明

免震橋梁

【課題】各橋台のパラペットと橋桁の各端部との間の橋軸方向における隙間を狭くできて、しかも、橋桁の両端部において橋桁及び橋台のパラペットに橋軸方向の大きな力が付加されることを防止できる免震橋梁を提供すること。
【解決手段】免震橋梁1は、地盤2に杭3を介して固定された橋台4及び5と、橋台4及び5間に配されていると共に地盤2に杭6を介して固定された橋脚7と、橋台4及び5の夫々の凹所底面8に設置された免震支持装置9及び10と、橋桁17の橋脚7に対する移動で、両端部13及び15間の橋桁17をB方向に撓ませるようになっている減衰機構19と、橋脚7からの橋桁17の落橋を防止する落橋防止手段20とを具備している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、橋桁を免震装置を介して橋脚上に免震支持した免震橋梁に関する。
【背景技術】
【0002】
橋桁の両端部を下部構造物である一対の橋台で支持すると共に橋台間の橋桁を複数個の橋脚で支持し、橋桁と橋脚との間に免震装置と減衰装置とを配し、橋脚の振動の橋桁への伝達を免震装置により低減すると共に橋桁の振動を減衰装置により可及的速やかに減衰するようにした免震橋梁は知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−150517号公報
【特許文献2】特開平8−333717号公報
【特許文献3】特開平9−49209号公報
【特許文献4】特開平10−246281号公報
【特許文献5】特開2002−180418号公報
【特許文献6】特開2003−221943号公報
【特許文献7】特開2004−19319号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、斯かる免震橋梁において、橋桁の両端部は、一対の橋台に橋軸方向に可動に支持されるのであるが、自動車等の通過のためには橋軸方向における各橋台の移動禁止壁(パラペット)との間には僅かな隙間しか設けることができなく、この僅かな隙間において橋桁は免震装置を介して橋脚に対して橋軸方向に可動となっている結果、免震装置を介しても僅かな隙間以上の大きな橋軸方向の振動が橋桁に生じる場合には、両端部の橋桁及び橋台に大きな力が付加されることになり、斯かる大きな力に耐え得る強靭であって設置費用の掛かる橋桁及び橋台とする必要がある。
【0005】
上記の問題は、橋台と橋桁の端部との間に限って生じるものではなく、橋軸方向において互いに隣接して対峙すると共に他の下部構造物である橋脚で支持される一対の橋桁の端部間でも生じ得るのである。
【0006】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、各橋台のパラペットと橋桁の各端部との間の橋軸方向における隙間又は橋軸方向において互いに隣接して対峙する一対の橋桁の端部間の隙間を狭くできて、しかも、橋桁の両端部において橋桁及び橋台のパラペットに橋軸方向の大きな力が付加されること又は橋軸方向において互いに隣接する一対の橋桁の端部に橋軸方向の大きな力が付加されることを防止でき、費用削減を図り得ると共に、橋桁に対する効果的な免震及び減衰を行うことができ得る免震橋梁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明による免震橋梁は、一対の下部構造物と、この一対の下部構造物間に配された少なくとも一つの橋脚と、この橋脚の上面に設置された免震支持装置と、一対の下部構造物間では免震支持装置を介して橋脚に橋軸方向及び橋幅方向に可動に、各端部では橋軸方向には一定以上の移動を禁止されて可動に支持されていると共に橋幅方向には固定されて対応の下部構造物に支持された橋桁と、橋桁の橋脚に対する橋軸方向の振動を減衰すると共に橋桁の橋脚に対する橋軸方向の一定以上の移動で両端部間の橋桁を橋軸方向に直交する橋幅方向に撓ませるようになっている減衰機構とを具備している。
【0008】
本免震橋梁によれば、免震支持装置と減衰機構とにより橋台又は橋脚等の下部構造物の橋軸方向の振動に起因する橋桁の振動を好ましく低減できると共に斯かる振動を可及的速やかに減衰することができる上に、下部構造物の橋軸方向の振動に起因する橋桁に対する下部構造物の一定以上の橋軸方向の振動の振幅(大きさ)では、下部構造物間の橋桁の橋幅方向の撓みで斯かる振動による橋桁の橋軸方向の各端部の橋軸方向の移動を低減でき、而して、各橋台のパラペットと橋桁の各端部との間の橋軸方向における隙間又は橋軸方向において互いに隣接して対峙する一対の橋桁の端部間の隙間を狭くできて、しかも、橋桁の両端部において橋桁及び橋台のパラペットに橋軸方向の大きな力が付加されること又は橋軸方向において互いに隣接する一対の橋桁の端部に橋軸方向の大きな力が付加されることを防止でき、費用削減を図り得る。
【0009】
好ましい例では、下部構造物は、橋台からなっており、橋台は、橋桁の橋軸方向の各端部の端面に橋軸方向において一定の隙間をもって対面していると共に橋桁の橋軸方向の一定以上の移動において橋桁の橋軸方向の各端部の端面に接触して橋桁の橋軸方向の各端部の一定以上の橋軸方向の移動を禁止する移動禁止壁(パラペット)を有しており、免震支持装置は、橋桁に対する橋脚の橋軸方向及び橋幅方向の振動において橋桁の免震を行うように、下端部では橋脚の上面に連結されていると共に上端部では橋桁に連結された免震装置を具備しており、減衰機構は、圧縮性の液体を内部に収容していると共に一端部で橋桁及び橋脚のうちの一方に少なくとも水平面内で揺動自在に連結された収容体と、この収容体の内部に一端部側で進退自在であると共に他端部で橋桁及び橋脚のうちの他方に少なくとも水平面内で揺動自在に連結されたロッドとを具備しており、橋桁の橋脚に対する振動に基づいて生じるロッドの一端部側の収容体の内部に対する進退で、収容体の内部に収容された圧縮性の液体を介して橋桁の橋脚に対する振動を減衰するようになっており、ロッドの一端部側の一定以上の収容体の内部への進入において収容体の内部の圧縮性の液体の圧力上昇に基づく反力を橋桁に付与して下部構造物間の橋桁を橋軸方向に直交する橋幅方向に撓ませるようになっている。
【0010】
免震装置は、好ましい例では、橋脚の上面と橋桁の下面との間に介在された積層ゴム支承及び滑り支承のうちの少なくとも一方を有しているが、斯かる積層ゴム支承及び滑り支承に代えて又はこれらと共に例えば転がり支承、鉛入り積層ゴム支承等を有していてもよい。
【0011】
好ましい例では、減衰機構は、橋脚に対して橋桁に振動が生じない際に、橋桁及び橋脚のうちの一方に対する収容体の揺動中心と橋桁及び橋脚のうちの他方に対するロッドの揺動中心とを結ぶ線が橋軸方向に対して90°よりも小さい角度をもって交差するように、配置されており、また、ロッドの進退自在な方向が橋軸方向に対して90°よりも小さい角度をもって交差するように、配置されているが、地震等の橋軸方向以外の振動成分を含んでいる振動に対して両端部間の橋桁を橋軸方向に直交する橋幅方向に撓ませる場合には、減衰機構は、橋脚に対して橋桁に振動が生じない際に、橋桁及び橋脚のうちの一方に対する収容体の揺動中心と橋桁及び橋脚のうちの他方に対するロッドの揺動中心とを結ぶ線が橋軸方向と平行となるように、配置されていてもよく、また、ロッドの進退自在な方向が橋軸方向と平行となるように、配置されていてもよい。
【0012】
収容体は、その一端部で橋桁及び橋脚のうちの一方に球面継手を介して連結されているとよく、ロッドもまた、その他端部で橋桁及び橋脚のうちの他方に他の球面継手を介して連結されているとよいが、斯かる球面継手に代えて、他の自在継手であってもよい。
【0013】
橋脚は、一対の下部構造物間に少なくとも一つ配されていればよいが、これに代えて、一対の下部構造物間に橋軸方向に配列された複数個からなっていてもよく、この場合には、免震支持装置は、各橋脚の上面に設置されており、減衰機構は、一対の下部構造物間における少なくとも中央部又は中央部近傍の橋脚の上面に設置されていればよいが、これに代えて、各橋脚の上面に設置されていてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、各橋台のパラペットと橋桁の各端部との間の橋軸方向における隙間又は橋軸方向において互いに隣接して対峙する一対の橋桁の端部間の隙間を狭くできて、しかも、橋桁の両端部において橋桁及び橋台のパラペットに橋軸方向の大きな力が付加されること又は橋軸方向において互いに隣接する一対の橋桁の端部に橋軸方向の大きな力が付加されることを防止でき、費用削減を図り得ると共に、橋桁に対する効果的な免震及び減衰を行うことができ得る免震橋梁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図4に示す本発明の好ましい例の一部の図2のI−I線矢視断面説明図である。
【図2】図1に示す例の図1のII−II線矢視断面説明図である。
【図3】図1に示す例の図1のIII−III線矢視断面説明図である。
【図4】本発明の好ましい例の側面説明図であって、(a)は全体説明図であり、(b)は、(a)の一部拡大説明図である。
【図5】図4に示す例の平面説明図である。
【図6】図1に示す例の動作説明図である。
【図7】図1に示す例の動作説明図である。
【図8】図4に示す例の動作説明図である。
【図9】図1に示す例の動作説明図である。
【図10】図4に示す例の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【0017】
図1から図5において、本例の免震橋梁1は、地盤2に杭3を介して固定された一対の下部構造体としての橋台4及び5と、一対の橋台4及び5間に配されていると共に地盤2に杭6を介して固定された少なくとも一つ、本例では橋軸方向であるA方向に配列された複数個の橋脚7と、橋台4及び5の夫々の凹所底面8に設置された免震支持装置9及び10と、各橋脚7の上面11に設置された免震支持装置12と、A方向の一方の端部13では橋台4の凹所底面8に、A方向については免震支持装置9を介して可動に、A方向に直交する橋幅方向であるB方向については橋台4の両側壁14をもって移動しないように固定的に夫々支持されていると共にA方向の他方の端部15では橋台5の凹所底面8に、A方向については免震支持装置10を介して可動に、B方向については橋台5の両側壁16をもって移動しないように固定的に夫々支持されている一方、一対の橋台4及び5間では免震支持装置12の夫々を介してA方向及びB方向に可動に各橋脚7に支持されている橋桁17と、橋桁17の橋脚7に対するA方向の振動を減衰すると共に一対の橋台4及び5間における少なくとも中央部又は中央部近傍の橋脚7、本例では複数個の橋脚7のうちの中央部の橋脚18の上面11に設置されており、橋桁17の橋脚7に対するA方向の一定以上の移動で、両端部13及び15間の橋桁17をB方向に撓ませるようになっている減衰機構19と、橋脚18の上面11に設置されていると共に橋脚18を含む橋脚7からの橋桁17の落下、所謂、落橋を防止する落橋防止手段20とを具備している。
【0018】
橋台4は、凹所底面8及び両側壁14に加えて、橋桁17のA方向の一方の端部13の端面24にA方向において一定の隙間25をもって対面していると共に橋桁17のA方向の一定以上の移動において橋桁17のA方向の一方の端部13の端面24に接触して橋桁17のA方向の一方の端部13の一定以上のA方向におけるA1方向の移動を禁止する移動禁止壁(パラペット)26を有している。
【0019】
橋台5は、橋台4と同様に、凹所底面8及び両側壁16に加えて、橋桁17のA方向の他方の端部15の端面27にA方向において一定の隙間28をもって対面していると共に橋桁17のA方向の一定以上の移動において橋桁17のA方向の他方の端部15の端面27に接触して橋桁17のA方向の他方の端部15の一定以上のA方向におけるA1方向と逆のA2方向の移動を禁止する移動禁止壁(パラペット)29を有している。
【0020】
免震支持装置9は、凹所底面8、両側壁14及び移動禁止壁26によって規定された凹所35に配されていると共に下端面で凹所底面8に、上端面で端部13の下面に夫々固着された積層ゴム支承又は滑り支承を具備しており、斯かる積層ゴム支承又は滑り支承のA方向の剪断弾性変形又は滑りにより免震支持装置9は、橋桁17の端部13を凹所底面8上でA方向に移動自在に支持している。
【0021】
免震支持装置10は、免震支持装置9と同様に、凹所底面8、両側壁16及び移動禁止壁29によって規定された凹所36に配されていると共に下端面で凹所底面8に、上端面で端部15の下面に夫々固着された積層ゴム支承又は滑り支承を具備しており、斯かる積層ゴム支承又は滑り支承のA方向の剪断弾性変形又は滑りにより免震支持装置10は、橋桁17の端部15を凹所底面8上でA方向に移動自在に支持している。
【0022】
免震支持装置12は、橋桁17に対する橋脚18を含む橋脚7のA方向及びB方向の振動において橋桁17の免震を行うように、下端部41では橋脚18の上面11に固着されて連結されている免震装置42と、下端部43で免震装置42の上端部44に固着されていると共に上端部45で橋桁17の下面46に固着された支柱部材47とを具備しており、斯かる支柱部材47を介して免震装置42は、上端部44では橋桁17に連結されている。
【0023】
免震装置42は、橋脚18の上面11と橋桁17の下面46、具体的には支柱部材47の下端部43との間に介在された積層ゴム支承52及び一対の滑り支承53及び54を有している。
【0024】
支柱部材47は、下端部43で一方の滑り支承53の上端部44に固着されていると共に上端部45で橋桁17の下面46に固着された鉄筋入りコンクリート製の一方の支柱55と、下端部43で他方の滑り支承54の上端部44に固着されていると共にB方向において支柱55に対向して配されて上端部45で橋桁17の下面46に固着された鉄筋入りコンクリート製の他方の支柱56と、B方向において支柱55及び56を橋絡してこれらを互いに連結して補強すると共に下端部43の中央部で積層ゴム支承52の上端部44に固着されたH形鋼からなる連結補強部材57と、上端部及び下端部で連結補強部材57のフランジ部58及び59のB方向の中央部に固着されて連結補強部材57のウェブ部60のA方向の一方の面61に固着されていると共に連結補強部材57を補強する断面U字状のチャネル鋼部材62と、上端部及び下端部で連結補強部材57のフランジ部58及び59のB方向の中央部に固着されて連結補強部材57のウェブ部60のA方向の他方の面63に固着されていると共に連結補強部材57を補強する断面U字状のチャネル鋼部材64とを具備している。
【0025】
A方向及びB方向に剪断弾性変形可能となるように交互に積層した鋼板と弾性板とを具備した積層ゴム支承52は、下端部41で橋脚18の上面11に固着されていると共に上端部44で連結補強部材57のウェブ部60の部位において支柱部材47の下端部43に固着されており、A方向及びB方向に相対的に滑り移動自在に互いに接触した一対の滑り板を具備した滑り支承53は、下端部41で橋脚18の上面11に固着されていると共に上端部44で支柱55の部位において支柱部材47の下端部43に固着されており、滑り支承53と同様にA方向及びB方向に相対的に滑り移動自在に互いに接触した一対の滑り板を具備した滑り支承54は、下端部41で橋脚18の上面11に固着されていると共に上端部44で支柱56の部位において支柱部材47の下端部43に固着されている。
【0026】
減衰機構19は、A方向において連結補強部材57のウェブ部60を間にして互いにA方向において対向して橋脚18の上面11に配された一対の減衰装置71及び72と、減衰装置71の一方の端部を橋脚18の上面11に連結する連結機構73と、減衰装置71の他方の端部をチャネル鋼部材62、連結補強部材57並びに支柱55及び56を介して橋桁17に連結する球面継手74と、減衰装置72の一方の端部を橋脚18の上面11に連結する連結機構75と、減衰装置72の他方の端部をチャネル鋼部材64、連結補強部材57並びに支柱55及び56を介して橋桁17に連結する球面継手76とを具備している。
【0027】
減衰装置71は、圧縮性の液体81を内部に収容していると共に一端部82で橋桁17及び橋脚18のうちの一方に少なくとも水平面内で、本例では橋脚18の上面11に連結機構73を介して水平及び垂直面内で揺動自在に連結された収容体としてのシリンダ83と、シリンダ83の内部に一端部84側で進退自在であると共に他端部85で橋桁17及び橋脚18のうちの他方に少なくとも水平面内で、本例では支柱部材47のチャネル鋼部材62に球面継手74を介して水平及び垂直面内で揺動自在に連結されて、而して、斯かる支柱部材47及び球面継手74を介して橋桁17に水平及び垂直面内で揺動自在に連結されたロッドとしてのピストンロッド86と、ピストンロッド86の一端部84に固着されていると共に貫通孔87を有したピストン88とを具備している。
【0028】
減衰装置72は、減衰装置71と同様に、圧縮性の液体91を内部に収容していると共に一端部92で橋桁17及び橋脚18のうちの一方に少なくとも水平面内で、本例では橋脚18の上面11に連結機構75を介して水平及び垂直面内で揺動自在に連結された収容体としてのシリンダ93と、シリンダ93の内部に一端部94側で進退自在であると共に他端部95で支柱部材47及び橋脚18のうちの他方に少なくとも水平面内で、本例では支柱部材47のチャネル鋼部材64に球面継手76を介して水平及び垂直面内で揺動自在に連結されて、而して、斯かる支柱部材47及び球面継手76を介して橋桁17に水平及び垂直面内で揺動自在に連結されたロッドとしてのピストンロッド96と、ピストンロッド96の一端部94に固着されていると共に貫通孔97を有したピストン98とを具備している。
【0029】
減衰装置71は、ピストンロッド86の一端部84側でのシリンダ83の内部に対する進退に伴うシリンダ83に対するピストン88の移動による貫通孔87を介する液体81の流動で当該ピストンロッド86の一端部84側のシリンダ83の内部に対する進退に減衰を生じさせると共に斯かる液体81の流動抵抗力とシリンダ83の内部に進入するピストンロッド86の体積増加に対応して増大する液体81の圧力とに基づくピストンロッド86のシリンダ83の内部への進入に抗する反力F(図9参照)を発生するようになっている。
【0030】
減衰装置71と同様に減衰装置72も、ピストンロッド96の一端部94側でのシリンダ93の内部に対する進退に伴うシリンダ93に対するピストン98の移動による貫通孔97を介する液体91の流動で当該ピストンロッド96の一端部94側のシリンダ93の内部に対する進退に減衰を生じさせると共に斯かる液体91の流動抵抗力とシリンダ93の内部に進入するピストンロッド96の体積増加に対応して増大する液体91の圧力とに基づくピストンロッド96のシリンダ93の内部への進入に抗する反力を発生するようになっている。
【0031】
連結機構73は、橋脚18の上面11に固着されていると共にA方向に伸びた両側壁面101及び102、B方向に伸びた阻止壁面103及びA方向及びB方向に伸びた底壁面104によって規定され凹所105を上面106に有した支持部材107と、支持部材107の凹所105において両側壁面101及び102並びに底壁面104に対してA方向に滑り移動自在に配された滑り部材108と、シリンダ83の一端部82に固着されている球体部及びこの球体部を滑り回転自在に受容すると共に滑り部材108に固着された球体受部を有した球面継手109とを具備しており、A方向に滑り移動自在に底壁面104に載置された滑り部材108は、両側壁面101及び102によってA方向に滑り移動自在に案内されるようになっていると共にA方向において阻止壁面103に向かうA1方向の滑り移動において阻止壁面103に接触することによりそれ以上のA1方向の滑り移動を禁止されるようになっており、而して、シリンダ83は、一端部82で橋脚18の上面11に支持部材107、滑り部材108及び球面継手109を介して球面継手109の球体部の球心O1を中心として揺動自在に連結されている。
【0032】
球面継手74は、ピストンロッド86の他端部85に固着された球体部及びこの球体部を滑り回転自在に受容すると共にチャネル鋼部材62に固着された球体受部とを有しておており、ピストンロッド86は、その他端部85で支柱部材47に球面継手74を介して当該球面継手74の球体部の球心O2を中心として揺動自在に連結されている。
【0033】
一方では、連結機構73を介して橋脚18の上面11に、他方では、球面継手74を介して支柱部材47に、延いては橋桁17に連結された減衰装置71は、橋脚18に対して橋桁17にA方向及びB方向の振動が生じないでピストン88がA方向においてシリンダ83のほぼ中心位置に位置して液体81に内圧が生じない際には、滑り部材108が阻止壁面103に接触して、しかも、橋脚18に対するシリンダ83の揺動中心である球心O1と橋桁17に対するピストンロッド86の揺動中心である球心O2とを結ぶ線110が、言い換えると、ピストンロッド86の進退自在な方向がA方向に対して90°よりも小さい角度α1、本例では例えば2°程度の十分に小さい角度α1をもって交差するような初期位置をもって配置されている。
【0034】
減衰装置71は、橋桁17の橋脚18に対するA方向の振動に基づいて生じるピストンロッド86の一端部84側のシリンダ83の内部に対する進退で、シリンダ83の内部に収容された圧縮性の液体81の流動を介して橋桁17の橋脚18を含む橋脚7に対するA方向の振動を減衰するようになっており、ピストンロッド86の一端部84側の一定以上のシリンダ83の内部への進入においてシリンダ83の内部の圧縮性の液体81の圧力上昇に基づく反力Fを支柱部材47を介して橋桁17に付与して橋台4及び5間、即ち両端部13及び15間の橋桁17をB方向に撓ませるようになっている(図10参照)。
【0035】
連結機構75は、連結機構73と同様に、橋脚18の上面11に固着されていると共にA方向に伸びた両側壁面111及び112、B方向に伸びた阻止壁面113並びにA方向及びB方向に伸びた底壁面114によって規定された凹所115を上面116に有した支持部材117と、支持部材117の凹所115において両側壁面111及び112並びに底壁面114に対してA方向に滑り移動自在に配された滑り部材118と、シリンダ93の一端部92に固着されている球体部及びこの球体部を滑り回転自在に受容すると共に滑り部材118に固着された球体受部を有した球面継手119とを具備しており、A方向に滑り移動自在に底壁面114に載置された滑り部材118は、両側壁面111及び112によってA方向に滑り移動自在に案内されるようになっていると共にA方向において阻止壁面113に向かうA2方向の滑り移動において阻止壁面113に接触することによりそれ以上のA2方向の滑り移動を禁止されるようになっており、而して、シリンダ93は、一端部92で橋脚18の上面11に支持部材117、滑り部材118及び球面継手119を介して球面継手119の球体部の球心O3を中心として揺動自在に連結されている。
【0036】
球面継手76は、ピストンロッド96の他端部95に固着された球体部及びこの球体部を滑り回転自在に受容すると共にチャネル鋼部材64に固着された球体受部とを有しておており、而して、ピストンロッド96は、その他端部95で支柱部材47に球面継手76を介して当該球面継手76の球体部の球心O4を中心として揺動自在に連結されている。
【0037】
一方では、連結機構75を介して橋脚18の上面11に、他方では、球面継手76を介して支柱部材47に、延いては橋桁17に連結された減衰装置72は、橋脚18に対して橋桁17にA方向及びB方向の振動が生じないでピストン98がA方向においてシリンダ93のほぼ中心位置に位置して液体91に内圧が生じない際には、滑り部材118が阻止壁面113に接触して、しかも、橋脚18に対するシリンダ93の揺動中心である球心O3と橋桁17に対するピストンロッド96の揺動中心である球心O4とを結ぶ線120が、換言すれば、ピストンロッド96の進退自在な方向がA方向に対して90°よりも小さく、しかも、角度α1に対して逆方向の角度α2、本例では例えば2°程度の十分に小さい角度α2をもって交差するような初期位置をもって配置されている。
【0038】
減衰装置72は、橋桁17の橋脚18に対するA方向の振動に基づいて生じるピストンロッド96の一端部94側のシリンダ93の内部に対する進退で、シリンダ93の内部に収容された圧縮性の液体91の流動を介して橋桁17の橋脚18を含む橋脚7に対するA方向の振動を減衰するようになっており、ピストンロッド96の一端部94側の一定以上のシリンダ93の内部への進入においてシリンダ93の内部の圧縮性の液体91の圧力上昇に基づく反力を支柱部材47を介して橋桁17に付与して橋台4及び5間、即ち両端部13及び15間の橋桁17を減衰装置71による撓みとは逆のB方向に撓ませるようになっている。
【0039】
落橋防止手段20は、B方向において支柱部材47を間にして互いに対向して橋脚18の上面11に固着されている一対の阻止部材121及び122を有しており、免震支持装置12を介する支柱部材47の橋脚18に対するB方向の意図しない大きな移動を各阻止部材121及び122への支柱部材47の接触で禁止して橋脚18を含む橋脚7からの橋桁17の落下を防止するようになっている。
【0040】
以上の免震橋梁1において、例えば地震等により地盤2に振動が生じると、免震支持装置9及び10並びに免震支持装置12を介して橋桁17が橋脚18に対してA方向に相対的に移動する結果、地盤2のA方向の振動に対して橋桁17は免震される。
【0041】
斯かるA方向の振動において、図1から図5に示す橋桁17が橋脚18に対してA方向に移動されていない初期位置にあって滑り部材108が阻止壁面103に接触すると共に滑り部材118が阻止壁面113に接触している状態から、図6、図7及び図8に示すように、免震支持装置9及び10のA方向の剪断変形並びに免震支持装置12のA方向の剪断変形及び滑りを介して橋桁17が橋脚18に対してA方向において橋台4に向かうA1方向に移動される場合には、滑り部材108が阻止壁面103に接触してA1方向の移動が阻止されて、ピストンロッド86の一端部84側がシリンダ83の内部により多く進入されて、シリンダ83に対してピストン88がA1方向に移動され、ピストン88のA1方向の移動でシリンダ83内の液体81が貫通孔87を通って流動し、液体81のこの流動でピストン88のA1方向の移動、延いては橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動が減衰される一方、斯かる橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動においては、球面継手76を介して支柱部材47に連結された減衰装置72は、滑り部材118が阻止壁面113から離反して両側壁面111及び112に案内されてA1方向に移動される結果、同じくA1方向に移動されて、橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動に対して減衰作用を行わないようになっており、橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動が最大となって、次に、図6、図7及び図8に示す状態から免震支持装置9及び10の剪断変形並びに免震支持装置12の剪断変形及び滑りを介して橋桁17が橋脚18に対してA方向において橋台5に向かうA2方向に移動されて図1から図5に示す初期位置に橋脚18に対して橋桁17が戻される場合には、ピストンロッド86の一端部84側のシリンダ83の内部からの退出と共にシリンダ83に対してピストン88がA2方向に移動され、ピストン88のA2方向の移動でシリンダ83内の液体81が貫通孔87を通って流動し、液体81のこの流動でピストン88のA2方向の移動、延いては橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動が減衰される一方、滑り部材118が阻止壁面113に向かって移動される結果、減衰装置72でのシリンダ93に対するピストン98の移動が生じなく、減衰装置72による橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動の減衰が行われないようになっている。
【0042】
これに対して、A方向の振動において、図1から図5に示す橋桁17が橋脚18に対してA方向に移動されていない初期位置にあって滑り部材108が阻止壁面103に接触すると共に滑り部材118が阻止壁面113に接触している状態から免震支持装置9及び10の剪断変形並びに免震支持装置12の剪断変形及び滑りを介して橋桁17が橋脚18に対してA2方向に移動される場合には、前記とは逆に、滑り部材118が阻止壁面113に接触してA2方向の移動が阻止され、ピストンロッド96の一端部94側がシリンダ93の内部により多く進入されて、シリンダ93に対してピストン98がA2方向に移動され、ピストン98のA2方向の移動でシリンダ93内の液体91が貫通孔97を通って流動し、液体91のこの流動でピストン98のA2方向の移動、延いては橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動が減衰される一方、斯かる橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動においては、球面継手74を介して支柱部材47に連結された減衰装置71は、滑り部材108が阻止壁面103から離反して両側壁面101及び102に案内されてA2方向に移動される結果、同じくA2方向に移動されて、橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動に対して減衰作用を行わないようになっており、橋桁17の橋脚18に対するA2方向の移動が最大となって、次に、免震支持装置9及び10の剪断変形並びに免震支持装置12の剪断変形及び滑りを介して橋桁17が橋脚18に対してA1方向に移動されて図1から図5に示す初期位置に橋脚18に対して橋桁17が戻される場合には、ピストンロッド96の一端部94側のシリンダ93の内部からの退出と共にシリンダ93に対してピストン98がA1方向に移動され、ピストン98のA1方向の移動でシリンダ93内の液体91が貫通孔97を通って流動し、液体91のこの流動でピストン98のA1方向の移動、延いては橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動が減衰される一方、滑り部材108が阻止壁面103に向かって移動される結果、減衰装置71でのシリンダ83に対するピストン88の移動が生じなく、減衰装置71による橋桁17の橋脚18に対するA1方向の移動の減衰が行われない。
【0043】
以上の減衰装置71及び72の交互の減衰動作により、橋桁17の橋脚18に対するA方向の振動が可及的速やかに減衰される。
【0044】
そして、A方向の振動において、例えば隙間25がなくなる程度に橋桁17が橋脚18に対してA1方向に大きく移動されようとすると、シリンダ83に対するピストン88のA1方向の移動による貫通孔87を介する液体81の流動抵抗力とシリンダ83の内部により多く進入するピストンロッド86の体積増加に対応して増大する液体81の圧力とに基づくピストンロッド86のシリンダ83の内部への進入に抗する反力Fが急激に大きくなって、図9に示すように、反力Fの分力F1でもって支柱部材47が免震支持装置12の剪断変形及び滑りを介してB方向において阻止部材121に向かって移動される結果、橋桁17は、図10に示すように、B方向において阻止部材121に向かって撓んで、隙間25の消失における橋桁17の端部13の移動禁止壁26への激突が回避されるようになっている。
【0045】
A方向の振動における隙間28がなくなる程度の橋桁17の橋脚18に対するA2方向の大きな移動でも同様であって、シリンダ93に対するピストン98のA2方向の移動による貫通孔97を介する液体91の流動抵抗力とシリンダ93の内部に多く進入するピストンロッド96の体積増加に対応して増大する液体91の圧力とに基づくピストンロッド96のシリンダ93の内部への進入に抗する反力が急激に大きくなって、斯かる反力の分力でもって支柱部材47が免震支持装置12の剪断変形及び滑りを介してB方向において阻止部材122に向かって移動される結果、橋桁17は、B方向において阻止部材122に向かって撓んで、隙間28の消失における橋桁17の端部15の移動禁止壁29への激突が回避されるようになっている。
【0046】
このようして、減衰機構19は、橋桁17の橋脚7に対するA方向の振動に基づいて生じるピストンロッド86及び96の一端部84及び94側のシリンダ83及び93の内部に対する進退で、シリンダ83及び93の内部に収容された圧縮性の液体81及び91を介して橋桁17の橋脚7に対するA方向の振動を減衰するようになっており、ピストンロッド86及び96の一端部84及び94側の一定以上のシリンダ83及び93の内部への進入においてシリンダ83及び93の内部の圧縮性の液体81及び91の圧力上昇に基づく反力Fを橋桁17に付与して両端部13及び15間の橋桁17をB方向に撓ませるようになっている。
【0047】
而して、免震橋梁1によれば、橋桁17に対する橋脚7のA方向の振動において橋桁17の免震を行う免震装置42と橋桁17の橋脚7に対する振動を減衰する減衰機構19とを有しているために、橋脚7のA方向の振動に起因する橋桁17の振動を好ましく低減できると共に斯かる振動を可及的速やかに減衰することができる一方、ピストンロッド86及び96の一端部84及び94側の一定以上のシリンダ83及び93の内部への進入においてシリンダ83及び93の内部の圧縮性の液体81及び91の圧力上昇に基づく反力を橋桁17に付与して両端部13及び15間の橋桁17をB方向に撓ませるようになっているために、橋脚7のA方向の振動に起因する橋桁17の橋脚7に対する一定以上のA方向の振動の振幅(大きさ)では、両端部13及び15間の橋桁17のB方向の撓みで斯かる振動による橋桁17のA方向の端部13及び15の夫々のA方向の移動を低減でき、而して、橋台4及び5の夫々の移動禁止壁26及び29と橋桁17の端部13及び15の夫々の端面24及び27との間のA方向における隙間25及び28を狭くしても、橋桁17のA方向の端部13及び15の夫々の端面24及び27の移動禁止壁26及び29への衝突を避けることができて、橋桁17の両端部13及び15において橋桁17及び橋台4及び5にA方向の大きな力が付加されることを防止でき、強靭な橋台4及び5を製作するに掛かる費用をなくし得ると共に、橋桁17に対する効果的な免震及び減衰を行うことができる。
【符号の説明】
【0048】
1 免震橋梁
2 地盤
3 杭
4、5 橋台
6 杭
7 橋脚
8 凹所底面
9、10 免震支持装置
11 上面
12 免震支持装置
13、15 端部
14 側壁
16 側壁
17 橋桁
18 橋脚
19 減衰機構
20 落橋防止手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対の下部構造物と、この一対の下部構造物間に配された少なくとも一つの橋脚と、この橋脚の上面に設置された免震支持装置と、一対の下部構造物間では免震支持装置を介して橋脚に橋軸方向及び橋幅方向に可動に、各端部では橋軸方向には一定以上の移動を禁止されて可動に支持されていると共に橋幅方向には固定されて対応の下部構造物に支持された橋桁と、橋桁の橋脚に対する橋軸方向の振動を減衰すると共に橋桁の橋脚に対する橋軸方向の一定以上の移動で両端部間の橋桁を橋軸方向に直交する橋幅方向に撓ませるようになっている減衰機構とを具備した免震橋梁。
【請求項2】
下部構造物は、橋台からなっており、橋台は、橋桁の橋軸方向の各端部の端面に橋軸方向において一定の隙間をもって対面していると共に橋桁の橋軸方向の一定以上の移動において橋桁の橋軸方向の各端部の端面に接触して橋桁の橋軸方向の各端部の一定以上の橋軸方向の移動を禁止する移動禁止壁を有している請求項1に記載の免震橋梁。
【請求項3】
免震支持装置は、橋桁に対する橋脚の橋軸方向及び橋幅方向の振動において橋桁の免震を行うように、下端部では橋脚の上面に連結されていると共に上端部では橋桁に連結された免震装置を具備しており、減衰機構は、圧縮性の液体を内部に収容していると共に一端部で橋桁及び橋脚のうちの一方に少なくとも水平面内で揺動自在に連結された収容体と、この収容体の内部に一端部側で進退自在であると共に他端部で橋桁及び橋脚のうちの他方に少なくとも水平面内で揺動自在に連結されたロッドとを具備しており、橋桁の橋脚に対する振動に基づいて生じるロッドの一端部側の収容体の内部に対する進退で、収容体の内部に収容された圧縮性の液体を介して橋桁の橋脚に対する振動を減衰するようになっており、ロッドの一端部側の一定以上の収容体の内部への進入において収容体の内部の圧縮性の液体の圧力上昇に基づく反力を橋桁に付与して下部構造物間の橋桁を橋軸方向に直交する橋幅方向に撓ませるようになっている請求項1又は2に記載の免震橋梁。
【請求項4】
免震装置は、橋脚の上面と橋桁下面との間に介在された積層ゴム支承及び滑り支承のうちの少なくとも一方を有している請求項3に記載の免震橋梁。
【請求項5】
減衰機構は、橋脚に対して橋桁に振動が生じない際に、橋桁及び橋脚のうちの一方に対する収容体の揺動中心と橋桁及び橋脚のうちの他方に対するロッドの揺動中心とを結ぶ線が橋軸方向に対して90°よりも小さい角度をもって交差するように、配置されている請求項3又は4に記載の免震橋梁。
【請求項6】
減衰機構は、ロッドの進退自在な方向が橋軸方向に対して90°よりも小さい角度をもって交差するように、配置されている請求項3から5のいずれか一項に記載の免震橋梁。
【請求項7】
収容体は、その一端部で橋桁及び橋脚のうちの一方に球面継手を介して連結されている請求項3から6のいずれか一項に記載の免震橋梁。
【請求項8】
ロッドは、その他端部で橋桁及び橋脚のうちの他方に他の球面継手を介して連結されている請求項3から7のいずれか一項に記載の免震橋梁。
【請求項9】
橋脚は、一対の下部構造物間に橋軸方向に配列された複数個からなり、免震支持装置は、各橋脚の上面に設置されており、減衰機構は、一対の下部構造物間における少なくとも中央部又は中央部近傍の橋脚の上面に設置されている請求項1から8のいずれか一項に記載の免震橋梁。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−179293(P2011−179293A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−47520(P2010−47520)
【出願日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【出願人】(505398963)西日本高速道路株式会社 (105)
【出願人】(000103644)オイレス工業株式会社 (384)
【Fターム(参考)】