橋及び橋の免震方法
【課題】大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁の上に安定して留まり易くなる。
【解決手段】地盤Ｇに固定されたフーチング３０上に設けられ、橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材４０と、前記橋脚２０に設けられ、橋桁１０を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材６０と、を備えた橋１である。所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材６０は、前記橋脚２０に対する前記橋桁１０の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材４０は、前記フーチング３０に対する前記橋脚２０の相対移動を規制する。前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材６０は、前記橋脚２０に対する前記橋桁１０の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材４０は、前記フーチング３０に対する前記橋脚２０の相対移動を許容する。
【解決手段】地盤Ｇに固定されたフーチング３０上に設けられ、橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材４０と、前記橋脚２０に設けられ、橋桁１０を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材６０と、を備えた橋１である。所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材６０は、前記橋脚２０に対する前記橋桁１０の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材４０は、前記フーチング３０に対する前記橋脚２０の相対移動を規制する。前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材６０は、前記橋脚２０に対する前記橋桁１０の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材４０は、前記フーチング３０に対する前記橋脚２０の相対移動を許容する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋及び橋の免震方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震からビルや一般家屋を保護する免震装置が普及している。最近では橋への適用も検討されており、例えば、特許文献１には、地盤に固定されたフーチングと、橋脚との間に免震装置を介装して、フーチングと橋脚との水平方向の相対移動を可能にした橋が開示されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９３１５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、これ以外に、橋桁と橋脚との間に免震装置を介装して、橋桁と橋脚との水平方向の相対移動を可能にした橋も検討されている。
【０００４】
しかし、前者の特許文献１の橋では、橋桁と橋脚との間には免震装置が介装されていないことから、これら橋桁と橋脚とは略一体化している。よって、平時に橋桁に当たる風だけでなく橋脚の方に当たる風によっても、実質的に橋桁は水平振動してしまい、つまり、平時における橋桁の水平振動の発生頻度が増えてしまう。
【０００５】
また、後者の橋にあっては、橋桁は免震されているが橋脚は免震されていないので、大地震の発生時に橋脚を破損する虞がある。
【０００６】
そこで、これら２種類の免震装置を両方とも設け、つまり、図１の橋１ａの側面図に示すように、フーチング３０と橋脚２０との間、及び、橋脚２０と橋桁１０との間の両方に免震装置４０ａ，６０ａを設けることが考えられ、そうすれば、上述の橋桁１０の水平振動の発生頻度増加の問題や、大地震時の橋脚２０の破損の問題を回避可能と考えられる。
【０００７】
しかしながら、当該２種類の免震装置４０ａ，６０ａを併設した構成の場合には、橋桁１０及び橋脚２０の何れもが、それぞれに免震装置４０ａ及び免震装置６０ａによって水平振動するために、橋桁１０には、橋桁１０の橋脚２０に対する相対振動に加えて、橋脚２０のフーチング３０に対する相対振動も重畳される。つまり、橋桁１０の実質的な最大振幅は、橋桁１０の橋脚２０に対する最大振幅と、橋脚２０のフーチング３０に対する最大振幅とを加算したものとなる。よって、平時においても風等により橋桁１０は大きな振幅で振動する可能性があって、人や車輌は橋桁１０上を通行するどころか、そこに留まることすら困難になる虞がある。
【０００８】
他方、大地震の発生時において地震動が橋１ａに入力された際には、橋１ａは、橋桁１０単位で振動してしまい、つまり、振動の質点が橋桁１０のみでその慣性質量は小さいために、橋桁１０は短周期で振動してしまい、また、最悪の場合には、橋脚から橋桁が脱落する虞もあり、その結果として、当該橋桁１０上で大地震に遭遇した人や車輌は、橋桁１０上に安定して留まり難くなる。
【０００９】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁上に安定して留まり易い橋及び橋の免震方法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】
【００１０】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする。
【００１１】
上記請求項１に示す発明によれば、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁上に安定して留まり易くなる。
【００１２】
詳しくは以下のとおりである。所定レベル以上の地震動を受けるまでは、橋桁は橋脚に対して相対移動するが、橋脚はフーチングに対して相対移動しない。よって、平時においては、橋脚は振動せずに橋桁のみが振動する。すなわち、橋脚が振動しない分だけ、当該橋脚に支持された橋桁の振動の最大振幅も小さくなり、その結果、平時においては橋桁の振動が抑制され、橋桁上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００１３】
他方、所定レベル以上の地震動を受けて以降は、橋脚はフーチングに対して相対移動するが、橋桁は橋脚に対して相対移動しない。よって、大地震の発生時及びそれ以降については、橋桁と橋脚とが連結一体化してあたかも一つの大きな質点のように振る舞って振動するため、橋桁の振動の長周期化を図ることができ、また、橋脚からの橋桁の脱落も有効に防止される。その結果、橋桁上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００１４】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の橋であって、
前記橋脚は、前記橋桁の桁長方向に沿って複数配置されているとともに、前記桁長方向に隣り合う一対の前記橋脚には、順次、対応する前記橋桁が掛け渡されて支持されており、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動が、全ての橋桁について規制されることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項２に示す発明によれば、前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、橋の全ての橋桁が橋脚との相対移動を規制され、つまり、全ての橋桁は橋脚に固定されるとともに、各橋桁を介して全ての橋脚も連結一体化される。よって、これら全ての橋桁及び橋脚が、連結一体化した一つの質点のように振る舞って橋は振動するようになり、その結果、橋桁の振動の長周期化を最大限まで図ることができる。
【００１６】
請求項３に示す発明は、
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋の免震方法であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋の免震方法。
【００１７】
上記請求項３に示す発明によれば、上述の請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の橋及び橋の免震方法によれば、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁の上に安定して留まり易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＝＝＝本実施形態に係る橋１及び橋１の免震方法＝＝＝
＜＜＜橋１の全体構成＞＞＞
図２は、本実施形態に係る橋１の側面図である。この橋１は連続高架橋である。つまり、橋桁１０の桁長方向に沿って複数の橋脚２０が並んで配置されているとともに、桁長方向に隣り合う橋脚２０，２０同士には、対応する橋桁１０が掛け渡されて前記橋桁１０を両端支持しており、これにより、桁長方向に複数の橋桁１０が連なった一つの高架橋１をなしている。
【００２０】
各橋脚２０は、橋脚用水平免震装置４０を介して、地中Ｇのフーチング３０に支持されている。各フーチング３０の下部には杭３２が一体に設けられており、これらフーチング３０及び杭３２は、橋１の基礎として機能する。なお、橋脚２０及びフーチング３０は、それぞれ、ＲＣ（鉄筋コンクリート）造やＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）造等のコンクリート製であり、杭３２は、プレストレスコンクリート製や鋼製である。橋脚用水平免震装置４０は、フーチング３０に対して橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持するための支持部材であり、これにより橋脚２０は水平免震されている。この橋脚用水平免震装置４０については後述する。
【００２１】
各橋桁１０は、桁長方向に互いに隣り合う橋脚２０，２０同士の上面に、橋桁用水平免震装置６０を介して両端支持されている。橋桁１０も、ＲＣ造やＳＲＣ造等のコンクリート製である。橋桁用水平免震装置６０は、橋脚２０に対して橋桁１０の対応する端部１０ａ，１０ｂを水平方向に相対移動可能に支持する支持部材であり、橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂ毎に設けられ、これにより、各橋桁１０は水平免震されている。この橋桁用水平免震装置６０についても後述する。
【００２２】
＜＜＜橋脚用水平免震装置４０＞＞＞
図３Ａ乃至図３Ｃは、橋脚用水平免震装置４０の説明図である。図３Ａは、橋脚２０の横断面図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれに図３Ａ中のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
【００２３】
橋脚用水平免震装置４０は、フーチング３０上に設けられ、橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持する滑り支承部材４２を本体とし、この本体４２に、復位用バネ４６と、第１ストッパー５０とが追設されてなる。
【００２４】
滑り支承部材４２は、フーチング３０の上面に固定されたテフロン板からなる下側滑り板４３と、橋脚２０の下面に固定されたステンレス板からなる上側滑り板４４とを備えている。そして、上側滑り板４４と下側滑り板４３とが互いの滑り面を当接させつつ水平方向に滑ることにより、橋脚２０は、フーチング３０に対して水平方向の相対移動可能に支持されている。
【００２５】
復位用バネ４６は、フーチング３０に対して水平方向に相対移動した橋脚２０を復位させるためのものである。復位用バネ６０は、例えば、積層ゴムであり、橋脚２０の側方において、橋脚２０とフーチング３０とに跨って設けられ、これらを連結している。
【００２６】
第１ストッパー５０は、レベル２以上の地震動を受けるまでは、上記の滑り支承部材４２を機能させないようにするものである。つまり、レベル２以上の地震動を受けるまでは、橋脚２０とフーチング３０との相対移動を規制するとともに、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を許容する。ちなみに、ここで、レベル２の地震動とは、例えば「道路橋示方書（Ｖ耐震設計編）・同解説」（社団法人 日本道路協会編）等に示されている「レベル２地震動」のことである。
【００２７】
このような機能の第１ストッパー５０は、図３Ｃに示すように、橋脚２０の側方に固定されたブラケット５１と、このブラケット５１に対応させてフーチング３０の側方に固定されたブラケット５２とを備えている。そして、これらブラケット５１，５２の互いに対向する水平なフランジ部５１ａ，５２ａには、シャーピン５３を上下方向に通すための貫通孔が各々形成されており、シャーピン５３の上下端には、これら貫通孔からシャーピン５３が抜け落ちないようにするためのナット等の抜け止め部材５４，５４が設けられている。
【００２８】
そして、このような第１ストッパー５０を少なくとも２カ所に設置すれば、橋脚２０とフーチング３０とは、並進移動だけでなく回転移動も不可能な概ね完全に相対移動不能状態に拘束されるようになる。このため、この例では、第１ストッパー５０は、図３Ａに示すように、橋脚２０及びフーチング３０の周囲の４カ所に設けられている。
【００２９】
ここで、シャーピン５３の剪断強度は、レベル２未満の地震動では破断しないが、レベル２の地震動を受けた際には、４カ所の全てのシャーピン５３が破断するような強度に設定されている。
【００３０】
よって、レベル２以上の地震動を受けるまでは、シャーピン５３は破断されず、橋脚２０とフーチング３０との相対移動は規制される。他方、レベル２以上の地震動を受けて以降は、シャーピン５３が破断されて第１ストッパー５０は機能しなくなり、それに伴って滑り支承部材４２が機能するようになって、橋脚２０とフーチング３０との相対移動が許容されるようになる。つまり、レベル２以上の地震動を受けた時点及びその後においては、橋脚２０は、フーチング３０側の地盤Ｇから相対移動可能に縁切りされ、これにより、レベル２以上の地震動の橋脚２０への入力は抑制されて、橋脚２０の破損や倒壊は有効に防止される。
【００３１】
＜＜＜橋桁用水平免震装置６０＞＞＞
図４Ａ乃至図４Ｃは、橋桁用水平免震装置６０の説明図である。図４Ａは橋脚２０及び橋桁１０の平面図であり、図４Ｂは同側面図であり、図４Ｃは、図４Ａ中のＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
橋桁用水平免震装置６０は、橋脚２０上に設けられて、橋桁１０の桁長方向の各端部１０ａ，１０ｂを水平方向に相対移動可能に支持する滑り支承部材６２を本体とし、当該本体６２に、復位用バネ６６と、第２ストッパー７０とが追設されてなる。
【００３３】
滑り支承部材６２は、橋脚２０の上面２０ａに固定されたテフロン板からなる下側滑り板６３と、橋桁１０の桁長方向の各端部１０ａ，１０ｂの下面に各々固定されたステンレス板からなる上側滑り板６４とを備えている。そして、上側滑り板６４と下側滑り板６３とが互いの滑り面を当接させつつ水平方向に滑ることにより、橋桁１０の各端部１０ａ，１０ｂは、橋脚２０に対して水平方向の相対移動可能に支持されている。
【００３４】
復位用バネ６６は、橋脚２０に対して水平方向に相対移動した橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂを復位させるためのものである。復位用バネ６６は、例えば積層ゴムであり、橋桁１０の側方において橋桁１０と橋脚２０とに跨って設けられ、これらを連結している。
【００３５】
第２ストッパー７０は、レベル２以上の地震動を受けて以降に、上記の滑り支承部材６２を機能させないようにする装置である。すなわち、レベル２以上の地震動を受けるまでは、橋桁１０の各端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０との相対移動を許容するが、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を規制する。
【００３６】
このような機能の第２ストッパー７０は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、地震動を検知する３次元変位計等の地震動センサー（不図示）と、この地震動センサーの検知信号に基づいて、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動を制御する相対移動制御機構７２とを備えている。
【００３７】
相対移動制御機構７２は、例えばクラッチ機構であり、図４Ｂに示すように、互いに対向する一対の摩擦板７３ａ，７３ｂを有している。そして、一方の摩擦板７３ａは橋脚２０側に設けられ、他方の摩擦板７３ｂは橋桁１０側に設けられており、更には、これら摩擦板７３ａ，７３ｂのうちの一方の摩擦板７３ｂは、油圧シリンダー等のアクチュエータ７４によって、もう一方の摩擦板７３ａに対して接離自在に設けられている。
【００３８】
よって、図５Ａに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士が離間した状態では、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動が許容されて橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが橋脚２０から縁切りされて、その結果、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が許容されるが、他方、図５Ｂに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士が接触すると、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動が規制されて橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが橋脚２０に連結され、その結果、橋脚２０に対するこれら端部１０ａ，１０ｂの相対移動が規制される。
【００３９】
ところで、前記地震動センサーにおける地震動の感知部はフーチング３０又はフーチング３０近傍の地盤Ｇに固定されており、また、当該感知部から出力される地震動の検知信号は、信号線を介してコンピュータ（不図示）に入力される。そして、コンピュータは、この検知信号に基づいて上記のアクチュエータ７４の動作を制御する。
【００４０】
すなわち、感知部からレベル２以上の地震動の検知信号がコンピュータに入力されるまでは、図５Ａに示すように、前記一対の摩擦板７３ａ，７３ｂ同士は互いに離間した状態を維持するように前記アクチュエータ７４は制御され、これにより、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が許容される。しかし、レベル２以上の地震動の検知信号が入力されたら、コンピュータは前記アクチュエータ７４を制御して、図５Ｂに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士を当接させて一体に連結し、これにより、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が規制される。ちなみに、前記コンピュータはＣＰＵやメモリ等を有しており、メモリに格納された制御用プログラムを読み出したＣＰＵが前記制御用プログラムに基づいて前記アクチュエータ７４の駆動源たるモータ等を制御することにより、上記動作が実行される。
【００４１】
＜＜＜橋脚用水平免震装置４０及び橋桁用水平免震装置６０の作用効果について＞＞＞
このような橋脚用水平免震装置４０と橋桁用水平免震装置６０とを備えていれば、大地震（ここでは、レベル２以上の地震動を生じるものとしている）の発生時及び前記大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁１０上に安定して留まり易くなる。詳しくは以下のとおりである。
【００４２】
先ず、レベル２以上の地震動を受けるまでは、図６Ａに示すように、橋桁用水平免震装置６０の方では、橋桁１０と橋脚２０との水平方向の相対移動を許容するが、橋脚用水平免震装置４０の方では、橋脚２０とフーチング３０との水平方向の相対移動を規制する。つまり、橋桁１０は橋脚２０に対して水平方向に相対移動するが、橋脚２０はフーチング３０に対して水平方向に相対移動しない。
【００４３】
よって、レベル２以上の地震動の無い平時においては、橋脚２０は水平振動せずに橋桁１０のみが水平振動することにより、橋桁１０は水平免震される。このため、この水平免震時においては、橋脚２０が水平振動しない分だけ当該橋脚２０に支持された橋桁１０の水平振動の最大振幅も小さくなり、その結果、平時においては橋桁１０の水平振動が抑制され、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００４４】
他方、レベル２以上の地震動を受けて以降は、上述とは逆の状態に切り替えられる。つまり、図６Ｂに示すように、橋脚用水平免震装置４０の方では、橋脚２０と橋桁１０との水平方向の相対移動を許容するが、橋桁用水平免震装置６０の方では、橋桁１０と橋脚２０との水平方向の相対移動を規制する。更に換言すると、橋脚２０はフーチング３０に対して水平方向に相対移動するが、橋桁１０は橋脚２０に対して水平方向に相対移動しない。
【００４５】
よって、大地震の発生時及びそれ以降については、全ての橋桁１０と橋脚２０とが連結一体化してあたかも一つの大きな質点のように振る舞ってフーチング３０上にて振動するので、実質的に橋桁１０の振動の長周期化を図ることができ、その結果、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。また、橋脚２０からの橋桁１０の脱落も有効に防止されるので、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００４６】
ところで、この第２ストッパー７０を備えた橋桁用水平免震装置６０によれば、レベル２以上の地震動を受けた後において、橋桁１０が通行し易くなるという作用効果も奏する。
【００４７】
すなわち、高架橋１にレベル２の大きな地震動が入力されると、通常は、橋脚２０に対して橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが桁長方向に大きく移動する。すると、当該橋桁１０の端部１０ａと、当該端部１０ａが橋脚２０において桁長方向に隣り合う橋桁１０の端部１０ｂとの間に大きな隙間Ｓが形成されて、結果、当該高架橋１は通行し難くなる。
【００４８】
この点につき、この第２ストッパー７０を備えていれば、レベル２以上の地震動を受けて以降には、図６Ｂに示すように、第２ストッパー７０が橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０との相対移動を規制するので、桁長方向に隣り合う端部１０ａと端部１０ｂとの隙間Ｓの拡大は抑制され、その結果、当該高架橋１は、レベル２以上の地震動を受けた後でも通行し易いものとなる。
【００４９】
＝＝＝変形例＝＝＝
図７乃至図８Ｂは、上述の実施形態の第１変形例の説明図である。図７には、第１変形例に係る橋１’の側面図を示しており、図８Ａ及び図８Ｂには、それぞれに、橋脚２０の上部の拡大図を示している。
【００５０】
この第１変形例は、特に橋桁用水平免震装置６０に関して、以下の２つの点で上述の実施形態と相違する。
【００５１】
先ず、第１の相違点としては、上述の実施形態では、橋桁１０の桁長方向の両端部１０ａ，１０ｂは、水平方向における任意方向に対して相対移動可能に橋脚２０に支持されていたが、この第１変形例にあっては、図７に示すように、橋桁１０の桁長方向の前端部１０ａは、所謂回転支持部材８０（モーメントの伝達はせずに相対移動を規制する支持部材）によって橋脚２０に相対移動不能に支持されている一方、後端部１０ｂは、所謂移動支持部材９０（モーメントの伝達はせずに所定方向の相対移動は許容する支持部材）によって桁長方向にのみ相対移動可能に橋脚２０に支持されている。
【００５２】
また、第２の相違点としては、上述の実施形態の第２ストッパー７０では、地震動センサーに基づいてクラッチ機構７２を作動することにより、橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０とを縁切り状態から連結状態へと切り替えていたが、この第１変形例の第２ストッパー９５では、地震動センサーやクラッチ機構７２を用いずに、橋桁１０の後端部１０ｂと橋脚２０とを縁切り状態から連結状態へと切り替えるようにしている（図８Ａ及び図８Ｂを参照）。
【００５３】
なお、これら２つの相違点以外については、上記の実施形態と同様であるので、同じ構成については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５４】
図８Ａに示すように、橋桁１０の前端部１０ａを支持する回転支持部材８０は、例えば、前記前端部１０ａに固定されたブラケット８１と、橋脚２０に固定されたブラケット８２とを有している。そして、これらブラケット８１，８２には、それぞれに桁幅方向に沿った貫通孔が形成されており、これらの貫通孔に連結ピン８３が挿通されることによって、前記端部１０ａは橋脚２０に相対移動不能に連結されている。
【００５５】
一方、橋桁１０の後端部１０ｂを支持する移動支持部材９０は、図８Ａに示すように、上述と同構成の回転支持部材８０を備えているとともに、これに加えてその下部には、滑り支承部材６２及びガイド部材（不図示）を備えている。滑り支承部材６２は、前述したものと同構成であり、つまり、橋脚２０の上面２０ａに固定されたテフロン板からなる下側滑り板６３と、回転支持部材８０の下面に固定されたステンレス板からなる上側滑り板６４とを有している。他方、ガイド部材は、橋脚２０の上面２０ａにおける滑り支承部材６２の桁幅方向の両脇の部分に、桁長方向に沿って直線状に配された一対の形鋼部材等であり、これにより、滑り支承部材６２の上側滑り板６４は、桁幅方向の相対移動不能に規制されている。よって、上側滑り板６４と下側滑り板６３とが互いの滑り面を当接させつつ桁長方向に滑ることにより、橋桁１０の後端部１０ｂは、橋脚２０に対して桁長方向の相対移動のみが許容されている。なお、図８Ａ及び図８Ｂには図示していないが、上述の実施形態と同様に、橋桁１０の後端部１０ｂには復位用バネ６６が設けられている。
【００５６】
ここで橋脚２０に対して相対移動可能なのは、橋桁１０の後端部１０ｂのみであることから、当然ながら、第２ストッパー９５は、橋脚２０に固定された前記前端部１０ａに対しては設けられず、橋脚２０に対する相対移動が許容された前記後端部１０ｂに対してのみ設けられる。そして、この第２ストッパー９５は、レベル２以上の地震動を受けるまでは、前記後端部１０ｂと橋脚２０との桁長方向の相対移動を許容するが、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を規制する。
【００５７】
この第２ストッパー９５の具体的構成としては、例えば、図８Ａに示すように、橋桁１０の後端部１０ｂに固定されたブラケット９６と、ブラケット９６を上下に貫通する貫通孔に挿抜自在に差し込まれ、下端部を橋脚２０の上面２０ａに当接支持されたピン部材９７と、橋脚２０の上面２０ａにおいて、橋桁１０の後端部１０ｂの相対移動の許容限度に相当する位置に形成された落とし穴９８とを備えた構成を例示できる。なお、上記の相対移動の許容限度というのは、レベル２の地震動を受けた際に生じ得る橋脚２０と橋桁１０との間の想定変位量であり、適宜な計算手法により算出される。
【００５８】
そして、このような構成によれば、橋脚２０に対して橋桁１０の後端部１０ｂが相対移動すると、許容限度の相対移動量に達するまでは、図８Ａに示すように前記ピン部材９７は橋脚２０の上面２０ａに下端部を摺動しつつ支持されて橋桁１０の後端部１０ｂとともに橋脚２０に対して相対移動するが、前記許容限度の相対移動量に達すると、図８Ｂに示すように、その位置に形成された落とし穴９８に前記ピン部材９７が落下して、落とし穴９８にピン部材９７の下部が引っかかり、その際には、ピン部材９７の上部はブラケット９６の貫通孔に差し込まれている。よって、ピン部材９７は、ブラケット９６及び落とし穴９８の両者と係合することになり、これをもって橋桁１０の後端部１０ｂはそれ以上の相対移動を規制されることとなる。
【００５９】
図９Ａ及び図９Ｂは、上述の第２ストッパー９５の変形例の側面図である。上述の第２ストッパー９５では、図８Ｂに示すように、ピン部材９７が橋桁１０の後端部１０ｂ及び橋脚２０の両者に直接係合することにより、前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動を規制していたが、図９Ａ及び図９Ｂの変形例の第２ストッパー１００では、橋桁１０の後端部１０ｂと、この後端部１０ｂの後方に隣り合う橋桁１０の前端部１０ａとの両者に第２ストッパー１００が係合し、前記後端部１０ｂと前記前端部１０ａとを連結してこれらの離間を阻止するとともに、この離間の阻止に加えて更に、前記前端部１０ａが前記回転支持部材８０により橋脚２０に対して相対移動不能であることを利用して、間接的に前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動が規制されるようになっている。
【００６０】
詳しくは、図９Ａに示すように、後端部１０ｂの相対移動量が許容限度内の場合には、橋桁１０の後端部１０ｂと、その後方に隣り合う橋桁１０の前端部１０ａとに跨って、第２ストッパー１００の両端部１００ａ，１００ｂは掛け渡されて支持された状態を維持する。すなわち、この第２ストッパー１００の桁長方向の両端部１００ａ，１００ｂは、それぞれに、橋桁１０の後端部１０ｂの受け台１０２及び橋桁１０の前端部１０ａの受け台１０２に載置支持されている。また、橋桁１０の後端部１０ｂ及び橋桁１０の前端部１０ａにおいて第２ストッパー１００の下方に位置する部分には、それぞれに、上方を向いた凹部１０４，１０４が形成されているとともに、第２ストッパー１００の下面には、これら一対の凹部１０４，１０４に対応させて一対の凸部１０６，１０６が形成されている。
【００６１】
よって、後端部１０ｂが相対移動して前記許容限度の相対移動量に達すると、第２ストッパー１００の後端部１００ｂ及び前端部１００ａが前記受け台１０２，１０２から外れて下方へと落下する。そして、地震動などによって前記後端部１０ｂが桁長方向に振動する過程において、後端部１０ｂの相対移動量が元の零近傍に戻った際には、図９Ｂに示すように、第２ストッパー１００の凸部１０６，１０６が、前記後端部１０ｂ及び前記前端部１０ａの凹部１０４，１０４にそれぞれ嵌合し、これにより、橋桁１０の後端部１０ｂと橋桁１０の前端部１０ａとが連結されて、これ以上の離間を規制するが、ここで、前記前端部１０ａは回転支持部材８０により桁長方向の相対移動不能に規制されていることから、当該回転支持部材８０を通じて、前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動が間接的に規制されることとなる。
【００６２】
ちなみに、前記凹部１０４及び前記凸部１０６の形状としては、頂部が下方を向いた円錐形状や三角柱形状等を例示することができる。
【００６３】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
【００６４】
（ａ）上述の実施形態では、橋脚用水平免震装置４０及び橋桁用水平免震装置６０の本体として滑り支承部材４２，６２を用いていたが、何等これに限るものではなく、所謂転がり支承部材（プレート部材と、このプレート部材の水平面に当接して転動する球体や円柱体等のコロ部材等のコロ部材とを備えたもの）を用いても良い。
【００６５】
（ｂ）上述の実施形態では、橋の一例として連続高架橋１を例示したが、何等これに限るものではない。すなわち、複数の橋桁１０が連続するものではなくて一つの橋桁１０でも良いし、道路や線路でなく河川に渡された普通の橋でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】２種類の免震装置４０ａ，６０ａが併設された橋１ａの側面図である。
【図２】本実施形態に係る橋１の側面図である。
【図３】図３Ａ乃至図３Ｃは、橋脚用水平免震装置４０の説明図である。
【図４】図４Ａ乃至図４Ｃは、橋桁用水平免震装置６０の説明図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、第２ストッパー７０の説明図である。
【図６】図６Ａは、レベル２以上の地震動の無い平時における橋１の状態を示す図であり、図６Ｂは、レベル２以上の地震動を受けて以降の橋１の状態を示す図である。
【図７】第１変形例の橋１’説明図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、第１変形例の橋１’の橋脚２０の上部の側面図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、上述の第１変形例に係る第２ストッパーの更なる変形例の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 橋、１０ 橋桁、１０ａ 端部、１０ｂ 端部、２０ 橋脚、２０ａ 上面、
３０ フーチング、３２ 杭、４０ 橋脚用水平免震装置（橋脚支承部材）、
４２ 滑り支承部材、４３ 下側滑り板、４４ 上側滑り板、４６ 復位用バネ、
５０ 第１ストッパー、５１ ブラケット、５１ａ フランジ部、
５２ ブラケット、５２ａ フランジ部、５３ シャーピン、５４ 抜け止め部材、
６０ 橋桁用水平免震装置（橋桁支承部材）、６２ 滑り支承部材、
６３ 下側滑り板、６４ 上側滑り板、６６ 復位用バネ、７０ 第２ストッパー、
７２ 相対移動制御機構、７３ａ 摩擦板、７３ｂ 摩擦板、
７４ アクチュエータ、８０ 回転支持部材、８１ ブラケット、
８２ ブラケット、８３ 連結ピン、９０ 移動支持部材、９５ 第２ストッパー、
９６ ブラケット、９７ ピン部材、９８ 落とし穴、１００ 第２ストッパー、
１００ａ 前端部、１００ｂ 後端部、１０２ 受け台、１０４ 凹部、
１０６ 凸部、Ｇ 地盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋及び橋の免震方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震からビルや一般家屋を保護する免震装置が普及している。最近では橋への適用も検討されており、例えば、特許文献１には、地盤に固定されたフーチングと、橋脚との間に免震装置を介装して、フーチングと橋脚との水平方向の相対移動を可能にした橋が開示されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９３１５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、これ以外に、橋桁と橋脚との間に免震装置を介装して、橋桁と橋脚との水平方向の相対移動を可能にした橋も検討されている。
【０００４】
しかし、前者の特許文献１の橋では、橋桁と橋脚との間には免震装置が介装されていないことから、これら橋桁と橋脚とは略一体化している。よって、平時に橋桁に当たる風だけでなく橋脚の方に当たる風によっても、実質的に橋桁は水平振動してしまい、つまり、平時における橋桁の水平振動の発生頻度が増えてしまう。
【０００５】
また、後者の橋にあっては、橋桁は免震されているが橋脚は免震されていないので、大地震の発生時に橋脚を破損する虞がある。
【０００６】
そこで、これら２種類の免震装置を両方とも設け、つまり、図１の橋１ａの側面図に示すように、フーチング３０と橋脚２０との間、及び、橋脚２０と橋桁１０との間の両方に免震装置４０ａ，６０ａを設けることが考えられ、そうすれば、上述の橋桁１０の水平振動の発生頻度増加の問題や、大地震時の橋脚２０の破損の問題を回避可能と考えられる。
【０００７】
しかしながら、当該２種類の免震装置４０ａ，６０ａを併設した構成の場合には、橋桁１０及び橋脚２０の何れもが、それぞれに免震装置４０ａ及び免震装置６０ａによって水平振動するために、橋桁１０には、橋桁１０の橋脚２０に対する相対振動に加えて、橋脚２０のフーチング３０に対する相対振動も重畳される。つまり、橋桁１０の実質的な最大振幅は、橋桁１０の橋脚２０に対する最大振幅と、橋脚２０のフーチング３０に対する最大振幅とを加算したものとなる。よって、平時においても風等により橋桁１０は大きな振幅で振動する可能性があって、人や車輌は橋桁１０上を通行するどころか、そこに留まることすら困難になる虞がある。
【０００８】
他方、大地震の発生時において地震動が橋１ａに入力された際には、橋１ａは、橋桁１０単位で振動してしまい、つまり、振動の質点が橋桁１０のみでその慣性質量は小さいために、橋桁１０は短周期で振動してしまい、また、最悪の場合には、橋脚から橋桁が脱落する虞もあり、その結果として、当該橋桁１０上で大地震に遭遇した人や車輌は、橋桁１０上に安定して留まり難くなる。
【０００９】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁上に安定して留まり易い橋及び橋の免震方法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】
【００１０】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする。
【００１１】
上記請求項１に示す発明によれば、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁上に安定して留まり易くなる。
【００１２】
詳しくは以下のとおりである。所定レベル以上の地震動を受けるまでは、橋桁は橋脚に対して相対移動するが、橋脚はフーチングに対して相対移動しない。よって、平時においては、橋脚は振動せずに橋桁のみが振動する。すなわち、橋脚が振動しない分だけ、当該橋脚に支持された橋桁の振動の最大振幅も小さくなり、その結果、平時においては橋桁の振動が抑制され、橋桁上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００１３】
他方、所定レベル以上の地震動を受けて以降は、橋脚はフーチングに対して相対移動するが、橋桁は橋脚に対して相対移動しない。よって、大地震の発生時及びそれ以降については、橋桁と橋脚とが連結一体化してあたかも一つの大きな質点のように振る舞って振動するため、橋桁の振動の長周期化を図ることができ、また、橋脚からの橋桁の脱落も有効に防止される。その結果、橋桁上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００１４】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の橋であって、
前記橋脚は、前記橋桁の桁長方向に沿って複数配置されているとともに、前記桁長方向に隣り合う一対の前記橋脚には、順次、対応する前記橋桁が掛け渡されて支持されており、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動が、全ての橋桁について規制されることを特徴とする。
【００１５】
上記請求項２に示す発明によれば、前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、橋の全ての橋桁が橋脚との相対移動を規制され、つまり、全ての橋桁は橋脚に固定されるとともに、各橋桁を介して全ての橋脚も連結一体化される。よって、これら全ての橋桁及び橋脚が、連結一体化した一つの質点のように振る舞って橋は振動するようになり、その結果、橋桁の振動の長周期化を最大限まで図ることができる。
【００１６】
請求項３に示す発明は、
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋の免震方法であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋の免震方法。
【００１７】
上記請求項３に示す発明によれば、上述の請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の橋及び橋の免震方法によれば、大地震の発生時及び大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁の上に安定して留まり易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＝＝＝本実施形態に係る橋１及び橋１の免震方法＝＝＝
＜＜＜橋１の全体構成＞＞＞
図２は、本実施形態に係る橋１の側面図である。この橋１は連続高架橋である。つまり、橋桁１０の桁長方向に沿って複数の橋脚２０が並んで配置されているとともに、桁長方向に隣り合う橋脚２０，２０同士には、対応する橋桁１０が掛け渡されて前記橋桁１０を両端支持しており、これにより、桁長方向に複数の橋桁１０が連なった一つの高架橋１をなしている。
【００２０】
各橋脚２０は、橋脚用水平免震装置４０を介して、地中Ｇのフーチング３０に支持されている。各フーチング３０の下部には杭３２が一体に設けられており、これらフーチング３０及び杭３２は、橋１の基礎として機能する。なお、橋脚２０及びフーチング３０は、それぞれ、ＲＣ（鉄筋コンクリート）造やＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）造等のコンクリート製であり、杭３２は、プレストレスコンクリート製や鋼製である。橋脚用水平免震装置４０は、フーチング３０に対して橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持するための支持部材であり、これにより橋脚２０は水平免震されている。この橋脚用水平免震装置４０については後述する。
【００２１】
各橋桁１０は、桁長方向に互いに隣り合う橋脚２０，２０同士の上面に、橋桁用水平免震装置６０を介して両端支持されている。橋桁１０も、ＲＣ造やＳＲＣ造等のコンクリート製である。橋桁用水平免震装置６０は、橋脚２０に対して橋桁１０の対応する端部１０ａ，１０ｂを水平方向に相対移動可能に支持する支持部材であり、橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂ毎に設けられ、これにより、各橋桁１０は水平免震されている。この橋桁用水平免震装置６０についても後述する。
【００２２】
＜＜＜橋脚用水平免震装置４０＞＞＞
図３Ａ乃至図３Ｃは、橋脚用水平免震装置４０の説明図である。図３Ａは、橋脚２０の横断面図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれに図３Ａ中のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
【００２３】
橋脚用水平免震装置４０は、フーチング３０上に設けられ、橋脚２０を水平方向に相対移動可能に支持する滑り支承部材４２を本体とし、この本体４２に、復位用バネ４６と、第１ストッパー５０とが追設されてなる。
【００２４】
滑り支承部材４２は、フーチング３０の上面に固定されたテフロン板からなる下側滑り板４３と、橋脚２０の下面に固定されたステンレス板からなる上側滑り板４４とを備えている。そして、上側滑り板４４と下側滑り板４３とが互いの滑り面を当接させつつ水平方向に滑ることにより、橋脚２０は、フーチング３０に対して水平方向の相対移動可能に支持されている。
【００２５】
復位用バネ４６は、フーチング３０に対して水平方向に相対移動した橋脚２０を復位させるためのものである。復位用バネ６０は、例えば、積層ゴムであり、橋脚２０の側方において、橋脚２０とフーチング３０とに跨って設けられ、これらを連結している。
【００２６】
第１ストッパー５０は、レベル２以上の地震動を受けるまでは、上記の滑り支承部材４２を機能させないようにするものである。つまり、レベル２以上の地震動を受けるまでは、橋脚２０とフーチング３０との相対移動を規制するとともに、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を許容する。ちなみに、ここで、レベル２の地震動とは、例えば「道路橋示方書（Ｖ耐震設計編）・同解説」（社団法人 日本道路協会編）等に示されている「レベル２地震動」のことである。
【００２７】
このような機能の第１ストッパー５０は、図３Ｃに示すように、橋脚２０の側方に固定されたブラケット５１と、このブラケット５１に対応させてフーチング３０の側方に固定されたブラケット５２とを備えている。そして、これらブラケット５１，５２の互いに対向する水平なフランジ部５１ａ，５２ａには、シャーピン５３を上下方向に通すための貫通孔が各々形成されており、シャーピン５３の上下端には、これら貫通孔からシャーピン５３が抜け落ちないようにするためのナット等の抜け止め部材５４，５４が設けられている。
【００２８】
そして、このような第１ストッパー５０を少なくとも２カ所に設置すれば、橋脚２０とフーチング３０とは、並進移動だけでなく回転移動も不可能な概ね完全に相対移動不能状態に拘束されるようになる。このため、この例では、第１ストッパー５０は、図３Ａに示すように、橋脚２０及びフーチング３０の周囲の４カ所に設けられている。
【００２９】
ここで、シャーピン５３の剪断強度は、レベル２未満の地震動では破断しないが、レベル２の地震動を受けた際には、４カ所の全てのシャーピン５３が破断するような強度に設定されている。
【００３０】
よって、レベル２以上の地震動を受けるまでは、シャーピン５３は破断されず、橋脚２０とフーチング３０との相対移動は規制される。他方、レベル２以上の地震動を受けて以降は、シャーピン５３が破断されて第１ストッパー５０は機能しなくなり、それに伴って滑り支承部材４２が機能するようになって、橋脚２０とフーチング３０との相対移動が許容されるようになる。つまり、レベル２以上の地震動を受けた時点及びその後においては、橋脚２０は、フーチング３０側の地盤Ｇから相対移動可能に縁切りされ、これにより、レベル２以上の地震動の橋脚２０への入力は抑制されて、橋脚２０の破損や倒壊は有効に防止される。
【００３１】
＜＜＜橋桁用水平免震装置６０＞＞＞
図４Ａ乃至図４Ｃは、橋桁用水平免震装置６０の説明図である。図４Ａは橋脚２０及び橋桁１０の平面図であり、図４Ｂは同側面図であり、図４Ｃは、図４Ａ中のＣ−Ｃ断面図である。
【００３２】
橋桁用水平免震装置６０は、橋脚２０上に設けられて、橋桁１０の桁長方向の各端部１０ａ，１０ｂを水平方向に相対移動可能に支持する滑り支承部材６２を本体とし、当該本体６２に、復位用バネ６６と、第２ストッパー７０とが追設されてなる。
【００３３】
滑り支承部材６２は、橋脚２０の上面２０ａに固定されたテフロン板からなる下側滑り板６３と、橋桁１０の桁長方向の各端部１０ａ，１０ｂの下面に各々固定されたステンレス板からなる上側滑り板６４とを備えている。そして、上側滑り板６４と下側滑り板６３とが互いの滑り面を当接させつつ水平方向に滑ることにより、橋桁１０の各端部１０ａ，１０ｂは、橋脚２０に対して水平方向の相対移動可能に支持されている。
【００３４】
復位用バネ６６は、橋脚２０に対して水平方向に相対移動した橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂを復位させるためのものである。復位用バネ６６は、例えば積層ゴムであり、橋桁１０の側方において橋桁１０と橋脚２０とに跨って設けられ、これらを連結している。
【００３５】
第２ストッパー７０は、レベル２以上の地震動を受けて以降に、上記の滑り支承部材６２を機能させないようにする装置である。すなわち、レベル２以上の地震動を受けるまでは、橋桁１０の各端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０との相対移動を許容するが、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を規制する。
【００３６】
このような機能の第２ストッパー７０は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、地震動を検知する３次元変位計等の地震動センサー（不図示）と、この地震動センサーの検知信号に基づいて、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動を制御する相対移動制御機構７２とを備えている。
【００３７】
相対移動制御機構７２は、例えばクラッチ機構であり、図４Ｂに示すように、互いに対向する一対の摩擦板７３ａ，７３ｂを有している。そして、一方の摩擦板７３ａは橋脚２０側に設けられ、他方の摩擦板７３ｂは橋桁１０側に設けられており、更には、これら摩擦板７３ａ，７３ｂのうちの一方の摩擦板７３ｂは、油圧シリンダー等のアクチュエータ７４によって、もう一方の摩擦板７３ａに対して接離自在に設けられている。
【００３８】
よって、図５Ａに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士が離間した状態では、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動が許容されて橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが橋脚２０から縁切りされて、その結果、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が許容されるが、他方、図５Ｂに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士が接触すると、上側滑り板６４と下側滑り板６３との相対移動が規制されて橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが橋脚２０に連結され、その結果、橋脚２０に対するこれら端部１０ａ，１０ｂの相対移動が規制される。
【００３９】
ところで、前記地震動センサーにおける地震動の感知部はフーチング３０又はフーチング３０近傍の地盤Ｇに固定されており、また、当該感知部から出力される地震動の検知信号は、信号線を介してコンピュータ（不図示）に入力される。そして、コンピュータは、この検知信号に基づいて上記のアクチュエータ７４の動作を制御する。
【００４０】
すなわち、感知部からレベル２以上の地震動の検知信号がコンピュータに入力されるまでは、図５Ａに示すように、前記一対の摩擦板７３ａ，７３ｂ同士は互いに離間した状態を維持するように前記アクチュエータ７４は制御され、これにより、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が許容される。しかし、レベル２以上の地震動の検知信号が入力されたら、コンピュータは前記アクチュエータ７４を制御して、図５Ｂに示すように摩擦板７３ａ，７３ｂ同士を当接させて一体に連結し、これにより、橋脚２０に対する橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂの相対移動が規制される。ちなみに、前記コンピュータはＣＰＵやメモリ等を有しており、メモリに格納された制御用プログラムを読み出したＣＰＵが前記制御用プログラムに基づいて前記アクチュエータ７４の駆動源たるモータ等を制御することにより、上記動作が実行される。
【００４１】
＜＜＜橋脚用水平免震装置４０及び橋桁用水平免震装置６０の作用効果について＞＞＞
このような橋脚用水平免震装置４０と橋桁用水平免震装置６０とを備えていれば、大地震（ここでは、レベル２以上の地震動を生じるものとしている）の発生時及び前記大地震の無い平時の何れにおいても、人や車輌等が橋桁１０上に安定して留まり易くなる。詳しくは以下のとおりである。
【００４２】
先ず、レベル２以上の地震動を受けるまでは、図６Ａに示すように、橋桁用水平免震装置６０の方では、橋桁１０と橋脚２０との水平方向の相対移動を許容するが、橋脚用水平免震装置４０の方では、橋脚２０とフーチング３０との水平方向の相対移動を規制する。つまり、橋桁１０は橋脚２０に対して水平方向に相対移動するが、橋脚２０はフーチング３０に対して水平方向に相対移動しない。
【００４３】
よって、レベル２以上の地震動の無い平時においては、橋脚２０は水平振動せずに橋桁１０のみが水平振動することにより、橋桁１０は水平免震される。このため、この水平免震時においては、橋脚２０が水平振動しない分だけ当該橋脚２０に支持された橋桁１０の水平振動の最大振幅も小さくなり、その結果、平時においては橋桁１０の水平振動が抑制され、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００４４】
他方、レベル２以上の地震動を受けて以降は、上述とは逆の状態に切り替えられる。つまり、図６Ｂに示すように、橋脚用水平免震装置４０の方では、橋脚２０と橋桁１０との水平方向の相対移動を許容するが、橋桁用水平免震装置６０の方では、橋桁１０と橋脚２０との水平方向の相対移動を規制する。更に換言すると、橋脚２０はフーチング３０に対して水平方向に相対移動するが、橋桁１０は橋脚２０に対して水平方向に相対移動しない。
【００４５】
よって、大地震の発生時及びそれ以降については、全ての橋桁１０と橋脚２０とが連結一体化してあたかも一つの大きな質点のように振る舞ってフーチング３０上にて振動するので、実質的に橋桁１０の振動の長周期化を図ることができ、その結果、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。また、橋脚２０からの橋桁１０の脱落も有効に防止されるので、橋桁１０上に人や車輌が安定して留まり易くなる。
【００４６】
ところで、この第２ストッパー７０を備えた橋桁用水平免震装置６０によれば、レベル２以上の地震動を受けた後において、橋桁１０が通行し易くなるという作用効果も奏する。
【００４７】
すなわち、高架橋１にレベル２の大きな地震動が入力されると、通常は、橋脚２０に対して橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂが桁長方向に大きく移動する。すると、当該橋桁１０の端部１０ａと、当該端部１０ａが橋脚２０において桁長方向に隣り合う橋桁１０の端部１０ｂとの間に大きな隙間Ｓが形成されて、結果、当該高架橋１は通行し難くなる。
【００４８】
この点につき、この第２ストッパー７０を備えていれば、レベル２以上の地震動を受けて以降には、図６Ｂに示すように、第２ストッパー７０が橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０との相対移動を規制するので、桁長方向に隣り合う端部１０ａと端部１０ｂとの隙間Ｓの拡大は抑制され、その結果、当該高架橋１は、レベル２以上の地震動を受けた後でも通行し易いものとなる。
【００４９】
＝＝＝変形例＝＝＝
図７乃至図８Ｂは、上述の実施形態の第１変形例の説明図である。図７には、第１変形例に係る橋１’の側面図を示しており、図８Ａ及び図８Ｂには、それぞれに、橋脚２０の上部の拡大図を示している。
【００５０】
この第１変形例は、特に橋桁用水平免震装置６０に関して、以下の２つの点で上述の実施形態と相違する。
【００５１】
先ず、第１の相違点としては、上述の実施形態では、橋桁１０の桁長方向の両端部１０ａ，１０ｂは、水平方向における任意方向に対して相対移動可能に橋脚２０に支持されていたが、この第１変形例にあっては、図７に示すように、橋桁１０の桁長方向の前端部１０ａは、所謂回転支持部材８０（モーメントの伝達はせずに相対移動を規制する支持部材）によって橋脚２０に相対移動不能に支持されている一方、後端部１０ｂは、所謂移動支持部材９０（モーメントの伝達はせずに所定方向の相対移動は許容する支持部材）によって桁長方向にのみ相対移動可能に橋脚２０に支持されている。
【００５２】
また、第２の相違点としては、上述の実施形態の第２ストッパー７０では、地震動センサーに基づいてクラッチ機構７２を作動することにより、橋桁１０の端部１０ａ，１０ｂと橋脚２０とを縁切り状態から連結状態へと切り替えていたが、この第１変形例の第２ストッパー９５では、地震動センサーやクラッチ機構７２を用いずに、橋桁１０の後端部１０ｂと橋脚２０とを縁切り状態から連結状態へと切り替えるようにしている（図８Ａ及び図８Ｂを参照）。
【００５３】
なお、これら２つの相違点以外については、上記の実施形態と同様であるので、同じ構成については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５４】
図８Ａに示すように、橋桁１０の前端部１０ａを支持する回転支持部材８０は、例えば、前記前端部１０ａに固定されたブラケット８１と、橋脚２０に固定されたブラケット８２とを有している。そして、これらブラケット８１，８２には、それぞれに桁幅方向に沿った貫通孔が形成されており、これらの貫通孔に連結ピン８３が挿通されることによって、前記端部１０ａは橋脚２０に相対移動不能に連結されている。
【００５５】
一方、橋桁１０の後端部１０ｂを支持する移動支持部材９０は、図８Ａに示すように、上述と同構成の回転支持部材８０を備えているとともに、これに加えてその下部には、滑り支承部材６２及びガイド部材（不図示）を備えている。滑り支承部材６２は、前述したものと同構成であり、つまり、橋脚２０の上面２０ａに固定されたテフロン板からなる下側滑り板６３と、回転支持部材８０の下面に固定されたステンレス板からなる上側滑り板６４とを有している。他方、ガイド部材は、橋脚２０の上面２０ａにおける滑り支承部材６２の桁幅方向の両脇の部分に、桁長方向に沿って直線状に配された一対の形鋼部材等であり、これにより、滑り支承部材６２の上側滑り板６４は、桁幅方向の相対移動不能に規制されている。よって、上側滑り板６４と下側滑り板６３とが互いの滑り面を当接させつつ桁長方向に滑ることにより、橋桁１０の後端部１０ｂは、橋脚２０に対して桁長方向の相対移動のみが許容されている。なお、図８Ａ及び図８Ｂには図示していないが、上述の実施形態と同様に、橋桁１０の後端部１０ｂには復位用バネ６６が設けられている。
【００５６】
ここで橋脚２０に対して相対移動可能なのは、橋桁１０の後端部１０ｂのみであることから、当然ながら、第２ストッパー９５は、橋脚２０に固定された前記前端部１０ａに対しては設けられず、橋脚２０に対する相対移動が許容された前記後端部１０ｂに対してのみ設けられる。そして、この第２ストッパー９５は、レベル２以上の地震動を受けるまでは、前記後端部１０ｂと橋脚２０との桁長方向の相対移動を許容するが、レベル２以上の地震動を受けて以降は、前記相対移動を規制する。
【００５７】
この第２ストッパー９５の具体的構成としては、例えば、図８Ａに示すように、橋桁１０の後端部１０ｂに固定されたブラケット９６と、ブラケット９６を上下に貫通する貫通孔に挿抜自在に差し込まれ、下端部を橋脚２０の上面２０ａに当接支持されたピン部材９７と、橋脚２０の上面２０ａにおいて、橋桁１０の後端部１０ｂの相対移動の許容限度に相当する位置に形成された落とし穴９８とを備えた構成を例示できる。なお、上記の相対移動の許容限度というのは、レベル２の地震動を受けた際に生じ得る橋脚２０と橋桁１０との間の想定変位量であり、適宜な計算手法により算出される。
【００５８】
そして、このような構成によれば、橋脚２０に対して橋桁１０の後端部１０ｂが相対移動すると、許容限度の相対移動量に達するまでは、図８Ａに示すように前記ピン部材９７は橋脚２０の上面２０ａに下端部を摺動しつつ支持されて橋桁１０の後端部１０ｂとともに橋脚２０に対して相対移動するが、前記許容限度の相対移動量に達すると、図８Ｂに示すように、その位置に形成された落とし穴９８に前記ピン部材９７が落下して、落とし穴９８にピン部材９７の下部が引っかかり、その際には、ピン部材９７の上部はブラケット９６の貫通孔に差し込まれている。よって、ピン部材９７は、ブラケット９６及び落とし穴９８の両者と係合することになり、これをもって橋桁１０の後端部１０ｂはそれ以上の相対移動を規制されることとなる。
【００５９】
図９Ａ及び図９Ｂは、上述の第２ストッパー９５の変形例の側面図である。上述の第２ストッパー９５では、図８Ｂに示すように、ピン部材９７が橋桁１０の後端部１０ｂ及び橋脚２０の両者に直接係合することにより、前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動を規制していたが、図９Ａ及び図９Ｂの変形例の第２ストッパー１００では、橋桁１０の後端部１０ｂと、この後端部１０ｂの後方に隣り合う橋桁１０の前端部１０ａとの両者に第２ストッパー１００が係合し、前記後端部１０ｂと前記前端部１０ａとを連結してこれらの離間を阻止するとともに、この離間の阻止に加えて更に、前記前端部１０ａが前記回転支持部材８０により橋脚２０に対して相対移動不能であることを利用して、間接的に前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動が規制されるようになっている。
【００６０】
詳しくは、図９Ａに示すように、後端部１０ｂの相対移動量が許容限度内の場合には、橋桁１０の後端部１０ｂと、その後方に隣り合う橋桁１０の前端部１０ａとに跨って、第２ストッパー１００の両端部１００ａ，１００ｂは掛け渡されて支持された状態を維持する。すなわち、この第２ストッパー１００の桁長方向の両端部１００ａ，１００ｂは、それぞれに、橋桁１０の後端部１０ｂの受け台１０２及び橋桁１０の前端部１０ａの受け台１０２に載置支持されている。また、橋桁１０の後端部１０ｂ及び橋桁１０の前端部１０ａにおいて第２ストッパー１００の下方に位置する部分には、それぞれに、上方を向いた凹部１０４，１０４が形成されているとともに、第２ストッパー１００の下面には、これら一対の凹部１０４，１０４に対応させて一対の凸部１０６，１０６が形成されている。
【００６１】
よって、後端部１０ｂが相対移動して前記許容限度の相対移動量に達すると、第２ストッパー１００の後端部１００ｂ及び前端部１００ａが前記受け台１０２，１０２から外れて下方へと落下する。そして、地震動などによって前記後端部１０ｂが桁長方向に振動する過程において、後端部１０ｂの相対移動量が元の零近傍に戻った際には、図９Ｂに示すように、第２ストッパー１００の凸部１０６，１０６が、前記後端部１０ｂ及び前記前端部１０ａの凹部１０４，１０４にそれぞれ嵌合し、これにより、橋桁１０の後端部１０ｂと橋桁１０の前端部１０ａとが連結されて、これ以上の離間を規制するが、ここで、前記前端部１０ａは回転支持部材８０により桁長方向の相対移動不能に規制されていることから、当該回転支持部材８０を通じて、前記後端部１０ｂの橋脚２０に対する相対移動が間接的に規制されることとなる。
【００６２】
ちなみに、前記凹部１０４及び前記凸部１０６の形状としては、頂部が下方を向いた円錐形状や三角柱形状等を例示することができる。
【００６３】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
【００６４】
（ａ）上述の実施形態では、橋脚用水平免震装置４０及び橋桁用水平免震装置６０の本体として滑り支承部材４２，６２を用いていたが、何等これに限るものではなく、所謂転がり支承部材（プレート部材と、このプレート部材の水平面に当接して転動する球体や円柱体等のコロ部材等のコロ部材とを備えたもの）を用いても良い。
【００６５】
（ｂ）上述の実施形態では、橋の一例として連続高架橋１を例示したが、何等これに限るものではない。すなわち、複数の橋桁１０が連続するものではなくて一つの橋桁１０でも良いし、道路や線路でなく河川に渡された普通の橋でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】２種類の免震装置４０ａ，６０ａが併設された橋１ａの側面図である。
【図２】本実施形態に係る橋１の側面図である。
【図３】図３Ａ乃至図３Ｃは、橋脚用水平免震装置４０の説明図である。
【図４】図４Ａ乃至図４Ｃは、橋桁用水平免震装置６０の説明図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、第２ストッパー７０の説明図である。
【図６】図６Ａは、レベル２以上の地震動の無い平時における橋１の状態を示す図であり、図６Ｂは、レベル２以上の地震動を受けて以降の橋１の状態を示す図である。
【図７】第１変形例の橋１’説明図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、第１変形例の橋１’の橋脚２０の上部の側面図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、上述の第１変形例に係る第２ストッパーの更なる変形例の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 橋、１０ 橋桁、１０ａ 端部、１０ｂ 端部、２０ 橋脚、２０ａ 上面、
３０ フーチング、３２ 杭、４０ 橋脚用水平免震装置（橋脚支承部材）、
４２ 滑り支承部材、４３ 下側滑り板、４４ 上側滑り板、４６ 復位用バネ、
５０ 第１ストッパー、５１ ブラケット、５１ａ フランジ部、
５２ ブラケット、５２ａ フランジ部、５３ シャーピン、５４ 抜け止め部材、
６０ 橋桁用水平免震装置（橋桁支承部材）、６２ 滑り支承部材、
６３ 下側滑り板、６４ 上側滑り板、６６ 復位用バネ、７０ 第２ストッパー、
７２ 相対移動制御機構、７３ａ 摩擦板、７３ｂ 摩擦板、
７４ アクチュエータ、８０ 回転支持部材、８１ ブラケット、
８２ ブラケット、８３ 連結ピン、９０ 移動支持部材、９５ 第２ストッパー、
９６ ブラケット、９７ ピン部材、９８ 落とし穴、１００ 第２ストッパー、
１００ａ 前端部、１００ｂ 後端部、１０２ 受け台、１０４ 凹部、
１０６ 凸部、Ｇ 地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋。
【請求項２】
請求項１に記載の橋であって、
前記橋脚は、前記橋桁の桁長方向に沿って複数配置されているとともに、前記桁長方向に隣り合う一対の前記橋脚には、順次、対応する前記橋桁が掛け渡されて支持されており、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動が、全ての橋桁について規制されることを特徴とする橋。
【請求項３】
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋の免震方法であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋の免震方法。
【請求項１】
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋。
【請求項２】
請求項１に記載の橋であって、
前記橋脚は、前記橋桁の桁長方向に沿って複数配置されているとともに、前記桁長方向に隣り合う一対の前記橋脚には、順次、対応する前記橋桁が掛け渡されて支持されており、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動が、全ての橋桁について規制されることを特徴とする橋。
【請求項３】
地盤に固定されたフーチング上に設けられ、橋脚を水平方向に相対移動可能に支持する橋脚支承部材と、前記橋脚に設けられ、橋桁を水平方向に相対移動可能に支持する橋桁支承部材と、を備えた橋の免震方法であって、
所定レベル以上の地震動を受けるまでは、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を許容するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を規制し、
前記所定レベル以上の地震動を受けて以降は、前記橋桁支承部材は、前記橋脚に対する前記橋桁の相対移動を規制するとともに、前記橋脚支承部材は、前記フーチングに対する前記橋脚の相対移動を許容することを特徴とする橋の免震方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３０２４２（Ｐ２００９−３０２４２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９２３１６（Ｐ２００７−１９２３１６）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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