応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置
【課題】 載荷直角方向（奥行き方向）の変位を許す３次元的載荷実験を行うことができる応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置を提供する。
【解決手段】 応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、橋脚４の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚４の３次元的な運動を可能にする。
【解決手段】 応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、橋脚４の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚４の３次元的な運動を可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行性を配慮した免震基礎に係り、特に応答変位方向の転換による偏心構造物に対する載荷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の免震基礎では、構造物への地震動の作用を低減するために、杭頭とフーチングの間を柔軟性構造で接合するように構成しているが、これは、変位の方向性を考慮していない。そのため、列車と直交する線路直角方向に地震エネルギーが働き、列車軌道が線路直角方向へ変位すると、列車はその変位により、最悪の場合転覆脱線するという恐れがある。
【０００３】
図３は上記した免震基礎に対応させた従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の模式図、図４はその群杭基礎に設置された載荷実験装置の橋脚部分を示す図である。
【０００４】
これらの図において、１０１は群杭、１０２は群杭１０１上の長方体のフーチング、１０３は直方体のフーチング１０２上の直方体の橋脚、１０４は水平ジャッキ、１０５は土槽内の模型地盤表面、１０６は手前側の土槽側壁、１０７は後方側の土槽側壁、１０８は水平変位計、１０９は水平ジャッキ１０４による載荷を示している。
【０００５】
ここでは、水平ジャッキ１０４と直方体の橋脚１０３の連結は、固定の点接触である。
【０００６】
このように、従来の群杭基礎の載荷実験は、載荷方向の加重−変位関係を計測するため、土槽側壁１０６と１０７により橋脚１０３の奥行き（載荷直角方向）変位を拘束するようにして行われていた。
【０００７】
つまり、従来の構造物の応答方向は載荷方向が一致したため、鉛直面内の２次元実験が満足されるにすぎなかった。
【０００８】
一方、本願発明者らは、列車走行に大きな影響を与える線路直角方向の振動変位を低減して、地震時においても、良好な免震効果と列車走行安全性の双方を実現できる杭頭免震装置を提案した（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−０５１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した特許文献１に開示される応答変位方向の転換による偏心構造物に対しては、奥行き方向（載荷直角方向）の変位を許す３次元的載荷実験装置が必要となる。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、奥行き方向（載荷直角方向）の変位を許す３次元的載荷実験を行うことができる応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、橋脚の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にすることを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の側面にプレートを配置し、このプレートに水平および鉛直スライダーを設置し、このスライダーに水平ジャッキを連結させてなることを特徴とする。
【００１３】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の内に傾斜計と、前記橋脚の水平ジャッキ側とは反対側の側面に載荷方向水平変位計と、前記橋脚の上面に載荷直角方向水平変位計と、前記橋脚の上面に鉛直変位計とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１５】
（１）応答変位方向の転換による偏心構造物に対する載荷実験ができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に寄与することができる。
【００１６】
（２）橋脚の奥行き方向の変位を許すようにすることができる。
【００１７】
（３）載荷位置を線接触となるようにしたので、奥行き変位に伴う捩れ現象を防ぐことができる。
【００１８】
（４）水平スライダーと鉛直スライダーを設置することによって、橋脚の３次元的な運動ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置は、橋脚の載荷位置を線接触にすることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にする。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の模式図、図２はその要部の構成図である。
【００２２】
これらの図において、１は群杭、２は群杭１上の免震デバイス、３は立方形のフーチング、４は立方形のフーチング３上の立方形の橋脚、５は立方形のフーチング３上で、かつ立方形の橋脚４内に配置される傾斜計、６は水平ジャッキ、７は立方形の橋脚４の側面に配置される載荷方向水平変位計、８は立方形の橋脚５の上面に配置される載荷直角方向水平変位計、９，１０は立方形の橋脚４の上面に配置される鉛直変位計、１１は土槽内の模型地盤表面、１２は手前側の土槽側壁、１３は後方側の土槽側壁、１４は水平ジャッキ６による載荷を示している。
【００２３】
また、図２には、水平ジャッキ６の駆動機構が示されている。つまり、水平ジャッキ６は、プレート１５に保持され、このプレート１５に水平スライダー１６と鉛直スライダー１７とが設置されており、線接触による載荷が可能になっている。
【００２４】
変位方向転換型の免震基礎では、載荷直角方向（奥行き方向）の変位が発生するため、載荷実験を行う際、このような３次元的載荷装置を用いる。載荷直角方向（奥行き方向）の変位を許すため、土槽側壁１２，１３では橋脚５の拘束は行わないようにしている。
【００２５】
この載荷直角方向（奥行き方向）の変位に伴う捩れ現象を防ぐため、本発明の３次元的載荷装置では、載荷位置を線接触させるようにした。
【００２６】
従来の載荷実験装置では、水平ジャッキと直方体の橋脚の連結は固定の点接触（図４参照）であったが、本発明の載荷装置では、橋脚４の載荷直角方向（奥行き方向）の変位を許すようにするため、水平スライダー１６と鉛直スライダー１７を設置することによって、橋脚４の３次元的な運動ができるようにした。
【００２７】
以上のように構成したので、応答変位方向の転換による偏心構造物に対して載荷実験を行うことができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に寄与することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置は、変位方向転換型の免震基礎を有する構造物に対する載荷実験ができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の要部の構成図である。
【図３】従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の模式図である。
【図４】従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の橋脚部分を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 群杭
２ 免震デバイス
３ 立方形のフーチング
４ 立方形の橋脚
５ 傾斜計
６ 水平ジャッキ
７ 載荷方向水平変位計
８ 載荷直角方向水平変位計
９，１０ 鉛直変位計
１１ 土槽内の模型地盤表面
１２ 手前側の土槽側壁
１３ 後方側の土槽側壁
１４ 水平ジャッキによる載荷
１５ プレート
１６ 水平スライダー
１７ 鉛直スライダー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行性を配慮した免震基礎に係り、特に応答変位方向の転換による偏心構造物に対する載荷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の免震基礎では、構造物への地震動の作用を低減するために、杭頭とフーチングの間を柔軟性構造で接合するように構成しているが、これは、変位の方向性を考慮していない。そのため、列車と直交する線路直角方向に地震エネルギーが働き、列車軌道が線路直角方向へ変位すると、列車はその変位により、最悪の場合転覆脱線するという恐れがある。
【０００３】
図３は上記した免震基礎に対応させた従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の模式図、図４はその群杭基礎に設置された載荷実験装置の橋脚部分を示す図である。
【０００４】
これらの図において、１０１は群杭、１０２は群杭１０１上の長方体のフーチング、１０３は直方体のフーチング１０２上の直方体の橋脚、１０４は水平ジャッキ、１０５は土槽内の模型地盤表面、１０６は手前側の土槽側壁、１０７は後方側の土槽側壁、１０８は水平変位計、１０９は水平ジャッキ１０４による載荷を示している。
【０００５】
ここでは、水平ジャッキ１０４と直方体の橋脚１０３の連結は、固定の点接触である。
【０００６】
このように、従来の群杭基礎の載荷実験は、載荷方向の加重−変位関係を計測するため、土槽側壁１０６と１０７により橋脚１０３の奥行き（載荷直角方向）変位を拘束するようにして行われていた。
【０００７】
つまり、従来の構造物の応答方向は載荷方向が一致したため、鉛直面内の２次元実験が満足されるにすぎなかった。
【０００８】
一方、本願発明者らは、列車走行に大きな影響を与える線路直角方向の振動変位を低減して、地震時においても、良好な免震効果と列車走行安全性の双方を実現できる杭頭免震装置を提案した（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−０５１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した特許文献１に開示される応答変位方向の転換による偏心構造物に対しては、奥行き方向（載荷直角方向）の変位を許す３次元的載荷実験装置が必要となる。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、奥行き方向（載荷直角方向）の変位を許す３次元的載荷実験を行うことができる応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、橋脚の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にすることを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の側面にプレートを配置し、このプレートに水平および鉛直スライダーを設置し、このスライダーに水平ジャッキを連結させてなることを特徴とする。
【００１３】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の内に傾斜計と、前記橋脚の水平ジャッキ側とは反対側の側面に載荷方向水平変位計と、前記橋脚の上面に載荷直角方向水平変位計と、前記橋脚の上面に鉛直変位計とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１５】
（１）応答変位方向の転換による偏心構造物に対する載荷実験ができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に寄与することができる。
【００１６】
（２）橋脚の奥行き方向の変位を許すようにすることができる。
【００１７】
（３）載荷位置を線接触となるようにしたので、奥行き変位に伴う捩れ現象を防ぐことができる。
【００１８】
（４）水平スライダーと鉛直スライダーを設置することによって、橋脚の３次元的な運動ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置は、橋脚の載荷位置を線接触にすることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にする。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の模式図、図２はその要部の構成図である。
【００２２】
これらの図において、１は群杭、２は群杭１上の免震デバイス、３は立方形のフーチング、４は立方形のフーチング３上の立方形の橋脚、５は立方形のフーチング３上で、かつ立方形の橋脚４内に配置される傾斜計、６は水平ジャッキ、７は立方形の橋脚４の側面に配置される載荷方向水平変位計、８は立方形の橋脚５の上面に配置される載荷直角方向水平変位計、９，１０は立方形の橋脚４の上面に配置される鉛直変位計、１１は土槽内の模型地盤表面、１２は手前側の土槽側壁、１３は後方側の土槽側壁、１４は水平ジャッキ６による載荷を示している。
【００２３】
また、図２には、水平ジャッキ６の駆動機構が示されている。つまり、水平ジャッキ６は、プレート１５に保持され、このプレート１５に水平スライダー１６と鉛直スライダー１７とが設置されており、線接触による載荷が可能になっている。
【００２４】
変位方向転換型の免震基礎では、載荷直角方向（奥行き方向）の変位が発生するため、載荷実験を行う際、このような３次元的載荷装置を用いる。載荷直角方向（奥行き方向）の変位を許すため、土槽側壁１２，１３では橋脚５の拘束は行わないようにしている。
【００２５】
この載荷直角方向（奥行き方向）の変位に伴う捩れ現象を防ぐため、本発明の３次元的載荷装置では、載荷位置を線接触させるようにした。
【００２６】
従来の載荷実験装置では、水平ジャッキと直方体の橋脚の連結は固定の点接触（図４参照）であったが、本発明の載荷装置では、橋脚４の載荷直角方向（奥行き方向）の変位を許すようにするため、水平スライダー１６と鉛直スライダー１７を設置することによって、橋脚４の３次元的な運動ができるようにした。
【００２７】
以上のように構成したので、応答変位方向の転換による偏心構造物に対して載荷実験を行うことができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に寄与することができる。
【００２８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置は、変位方向転換型の免震基礎を有する構造物に対する載荷実験ができ、地震時列車走行性を配慮した免震基礎の開発に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置の要部の構成図である。
【図３】従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の模式図である。
【図４】従来の群杭基礎に設置された載荷実験装置の橋脚部分を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 群杭
２ 免震デバイス
３ 立方形のフーチング
４ 立方形の橋脚
５ 傾斜計
６ 水平ジャッキ
７ 載荷方向水平変位計
８ 載荷直角方向水平変位計
９，１０ 鉛直変位計
１１ 土槽内の模型地盤表面
１２ 手前側の土槽側壁
１３ 後方側の土槽側壁
１４ 水平ジャッキによる載荷
１５ プレート
１６ 水平スライダー
１７ 鉛直スライダー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋脚の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にしたことを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【請求項２】
請求項１記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の側面にプレートを配置し、該プレートに水平および鉛直スライダーを設置し、該スライダーに水平ジャッキを連結させてなることを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の内に傾斜計と、前記橋脚の水平ジャッキ側とは反対側の側面に載荷方向水平変位計と、前記橋脚の上面に載荷直角方向水平変位計と、前記橋脚の上面に鉛直変位計とを備えることを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【請求項１】
橋脚の載荷位置を線接触させることにより、前記橋脚の３次元的な運動を可能にしたことを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【請求項２】
請求項１記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の側面にプレートを配置し、該プレートに水平および鉛直スライダーを設置し、該スライダーに水平ジャッキを連結させてなることを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置において、前記橋脚の内に傾斜計と、前記橋脚の水平ジャッキ側とは反対側の側面に載荷方向水平変位計と、前記橋脚の上面に載荷直角方向水平変位計と、前記橋脚の上面に鉛直変位計とを備えることを特徴とする応答変位方向の転換による偏心構造物に対する３次元的載荷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２８０９７７（Ｐ２００９−２８０９７７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１４３３（Ｐ２００８−１３１４３３）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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