群杭基礎用免震装置
【課題】 免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震装置を提供する。
【解決手段】 群杭基礎用免震装置において、群杭２の杭頭に剛接合される下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３と、上方の橋脚６を支える上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング５と、前記下部構造体３と上部構造体５との間に配置される前記群杭２の数より少ない前記上部構造体５の地震による変位方向を制御できる滑り装置４を具備する。
【解決手段】 群杭基礎用免震装置において、群杭２の杭頭に剛接合される下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３と、上方の橋脚６を支える上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング５と、前記下部構造体３と上部構造体５との間に配置される前記群杭２の数より少ない前記上部構造体５の地震による変位方向を制御できる滑り装置４を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時の橋脚の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置に係り、特に、群杭基礎用免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震機能を有すると共に、建物周辺の鉄道や道路から伝搬してくる微振動や固体伝搬音を遮断する機能を併せ持つ免震・防振構法建物についての提案が、下記非特許文献１、２としてなされている。
【０００３】
一方、鉄道構造物（列車軌道など）の耐震性を高めることは、地震時の列車走行安全性を確保するために、非常に重要な問題である。
【０００４】
多数の実地震被害調査によれば、地震により固定度の高い杭頭（剛接合杭頭）に大きな曲げモーメントが発生する。このことが主な杭基礎の破壊要因であることが判明している。
【０００５】
鉄道構造物の耐震性を経済的に高める方法として、免震基礎の採用が考えられる。しかしながら、免震基礎によって、構造物への地震動の作用低減は可能となるが、エネルギー吸収による変位が大きくなるため、列車の走行安全性に支障をきたす場合があり、鉄道分野への適用は困難であると言われている。
【０００６】
すなわち、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が、変位の方向性を考慮していない。そのため、列車軌道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、脱線転覆するという恐れがある。
【０００７】
そこで、本願発明者らは、以下に示す変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置を提案した。
【０００８】
図２はかかる従来の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置の設置状態を示す図である（下記特許文献１参照）。
【０００９】
この図において、１０１は地盤、１０２は地盤１０１に設けられる杭、１０３は杭頭天端部の下方受台、１０３Ａはその下方受台１０３の湾曲支持面、１０４は列車軌道側のフーチングの上方受台、１０４Ａはその上方受台１０４の中央の下方に延びる突起部、１０５はフーチング、１０６は上記した下方受台１０３の湾曲支持面１０３Ａと上方受台１０４の突起部１０４Ａの間に配置される鋼鉄製滑り球、１０７は、地震動の方向Ａを軌道の方向Ｂへと変位方向を制御できる滑り機構、１０８はフーチング１０５に固定される橋脚、１０９は橋脚１０８上に構築される軌道である。
【特許文献１】特開２００７−０５１４３８号公報
【非特許文献１】安藤：「建物の免震防振構法の研究開発（その１０）」鹿島技術研究所年報、第３９号、第１４１〜１４７頁、１９９１年１０月３１日発行
【非特許文献２】中村他：「厚肉積層ゴムを用いた免震・除振システムの開発（その１）」、大林組技術研究所報 Ｎｏ．４２、第１５〜２２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したような、従来の滑り方式杭頭免震装置は、一柱一杭のラーメン構造物に適用しやすい。
【００１１】
しかしながら、本数の多い群杭基礎に対しては、杭頭を一体で固定する装置がないため、それぞれの杭毎に滑り機構を設けなければならず、群杭全体の剛性や経済性に不利な影響を与える可能性があるので、改良が必要である。
【００１２】
本発明は、上記状況に鑑みて、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震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】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕群杭基礎用免震装置において、群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、上方の構築体を支える上部構造体と、前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備することを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記上方の構築体が橋脚であることを特徴とする。
【００１５】
〔３〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に軌道が配置されることを特徴とする。
【００１６】
〔４〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に道路が配置されることを特徴とする。
【００１７】
〔５〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記下部構造体及び前記上部構造体がＰＣ板又はフーチングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、杭頭横方向の拘束を強め、群杭２の全体剛性を確保することができる。
【００１９】
そして、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震装置を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の群杭基礎用免震装置は、群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、上方の構築体を支える上部構造体と、前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備する。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施例を示す群杭基礎用免震装置の模式図である。
【００２３】
この図において、１は地盤、２は群杭（４本以上）、３は群杭２上に配置される下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング、４は変位方向を制御できる滑り装置であり、ＰＣ板又はフーチング３に配置される下方受台４Ａと上方受台４Ｂとこれらの間に介在する剛体としての滑り球４Ｃとを備えている。５は上方受台４Ｂが固定される上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング、６はＰＣ板又はフーチング５の上に配置される橋脚、７は橋脚６の上に設置される軌道である。
【００２４】
ここで、群杭２は４本以上の杭からなり、また、群杭２の杭頭は、下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３と剛接合されている。
【００２５】
図１に示すように、地震時群杭の杭頭安定性を保つために、ＰＣ板または現場で打設するフーチング３を群杭２上に設置することで、杭頭横方向の拘束を強め、群杭２の全体剛性を確保することができる。さらに、この下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３の中に、必要最少数の変位方向を制御できる滑り装置４を設ける。
【００２６】
このようにフーチングに滑り装置を配置することにより、各杭頭毎（４本なら４本の杭全てに）滑り装置を設ける必要がなくなったので、建設費の削減を図ることができる。
【００２７】
なお、上記実施例では、橋脚６の上に軌道７が構築される例を示したが、これに代えて橋脚６の上に道路を構築するようにしてもよい。また、軌道に並行して道路を構築した橋脚６であってもよい。
【００２８】
このように構成したので、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、群杭のそれぞれの杭に滑り装置を配置する必要がないので、建設費を削減することができる。
【００２９】
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】
【００３０】
本発明の群杭基礎用免震装置は、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示す群杭基礎用免震装置の模式図である。
【図２】従来の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置の設置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 地盤
２ 群杭
３ 下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング
４ 変位方向を制御できる滑り装置
４Ａ 下方受台
４Ｂ 上方受台
４Ｃ 滑り球
５ 上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング
６ 橋脚
７ 軌道
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時の橋脚の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置に係り、特に、群杭基礎用免震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震機能を有すると共に、建物周辺の鉄道や道路から伝搬してくる微振動や固体伝搬音を遮断する機能を併せ持つ免震・防振構法建物についての提案が、下記非特許文献１、２としてなされている。
【０００３】
一方、鉄道構造物（列車軌道など）の耐震性を高めることは、地震時の列車走行安全性を確保するために、非常に重要な問題である。
【０００４】
多数の実地震被害調査によれば、地震により固定度の高い杭頭（剛接合杭頭）に大きな曲げモーメントが発生する。このことが主な杭基礎の破壊要因であることが判明している。
【０００５】
鉄道構造物の耐震性を経済的に高める方法として、免震基礎の採用が考えられる。しかしながら、免震基礎によって、構造物への地震動の作用低減は可能となるが、エネルギー吸収による変位が大きくなるため、列車の走行安全性に支障をきたす場合があり、鉄道分野への適用は困難であると言われている。
【０００６】
すなわち、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が、変位の方向性を考慮していない。そのため、列車軌道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、脱線転覆するという恐れがある。
【０００７】
そこで、本願発明者らは、以下に示す変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置を提案した。
【０００８】
図２はかかる従来の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置の設置状態を示す図である（下記特許文献１参照）。
【０００９】
この図において、１０１は地盤、１０２は地盤１０１に設けられる杭、１０３は杭頭天端部の下方受台、１０３Ａはその下方受台１０３の湾曲支持面、１０４は列車軌道側のフーチングの上方受台、１０４Ａはその上方受台１０４の中央の下方に延びる突起部、１０５はフーチング、１０６は上記した下方受台１０３の湾曲支持面１０３Ａと上方受台１０４の突起部１０４Ａの間に配置される鋼鉄製滑り球、１０７は、地震動の方向Ａを軌道の方向Ｂへと変位方向を制御できる滑り機構、１０８はフーチング１０５に固定される橋脚、１０９は橋脚１０８上に構築される軌道である。
【特許文献１】特開２００７−０５１４３８号公報
【非特許文献１】安藤：「建物の免震防振構法の研究開発（その１０）」鹿島技術研究所年報、第３９号、第１４１〜１４７頁、１９９１年１０月３１日発行
【非特許文献２】中村他：「厚肉積層ゴムを用いた免震・除振システムの開発（その１）」、大林組技術研究所報 Ｎｏ．４２、第１５〜２２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したような、従来の滑り方式杭頭免震装置は、一柱一杭のラーメン構造物に適用しやすい。
【００１１】
しかしながら、本数の多い群杭基礎に対しては、杭頭を一体で固定する装置がないため、それぞれの杭毎に滑り機構を設けなければならず、群杭全体の剛性や経済性に不利な影響を与える可能性があるので、改良が必要である。
【００１２】
本発明は、上記状況に鑑みて、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震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】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕群杭基礎用免震装置において、群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、上方の構築体を支える上部構造体と、前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備することを特徴とする。
【００１４】
〔２〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記上方の構築体が橋脚であることを特徴とする。
【００１５】
〔３〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に軌道が配置されることを特徴とする。
【００１６】
〔４〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に道路が配置されることを特徴とする。
【００１７】
〔５〕上記〔１〕記載の群杭基礎用免震装置において、前記下部構造体及び前記上部構造体がＰＣ板又はフーチングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、杭頭横方向の拘束を強め、群杭２の全体剛性を確保することができる。
【００１９】
そして、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震装置を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の群杭基礎用免震装置は、群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、上方の構築体を支える上部構造体と、前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備する。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施例を示す群杭基礎用免震装置の模式図である。
【００２３】
この図において、１は地盤、２は群杭（４本以上）、３は群杭２上に配置される下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング、４は変位方向を制御できる滑り装置であり、ＰＣ板又はフーチング３に配置される下方受台４Ａと上方受台４Ｂとこれらの間に介在する剛体としての滑り球４Ｃとを備えている。５は上方受台４Ｂが固定される上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング、６はＰＣ板又はフーチング５の上に配置される橋脚、７は橋脚６の上に設置される軌道である。
【００２４】
ここで、群杭２は４本以上の杭からなり、また、群杭２の杭頭は、下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３と剛接合されている。
【００２５】
図１に示すように、地震時群杭の杭頭安定性を保つために、ＰＣ板または現場で打設するフーチング３を群杭２上に設置することで、杭頭横方向の拘束を強め、群杭２の全体剛性を確保することができる。さらに、この下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング３の中に、必要最少数の変位方向を制御できる滑り装置４を設ける。
【００２６】
このようにフーチングに滑り装置を配置することにより、各杭頭毎（４本なら４本の杭全てに）滑り装置を設ける必要がなくなったので、建設費の削減を図ることができる。
【００２７】
なお、上記実施例では、橋脚６の上に軌道７が構築される例を示したが、これに代えて橋脚６の上に道路を構築するようにしてもよい。また、軌道に並行して道路を構築した橋脚６であってもよい。
【００２８】
このように構成したので、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、群杭のそれぞれの杭に滑り装置を配置する必要がないので、建設費を削減することができる。
【００２９】
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】
【００３０】
本発明の群杭基礎用免震装置は、免震基礎の対象構造物の適用範囲を拡大し、建設費を削減可能な群杭基礎用免震装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示す群杭基礎用免震装置の模式図である。
【図２】従来の変位方向を制御できる滑り方式杭頭免震装置の設置状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 地盤
２ 群杭
３ 下部構造体としてのＰＣ板又はフーチング
４ 変位方向を制御できる滑り装置
４Ａ 下方受台
４Ｂ 上方受台
４Ｃ 滑り球
５ 上部構造体としてのＰＣ板又はフーチング
６ 橋脚
７ 軌道
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、
（ｂ）上方の構築体を支える上部構造体と、
（ｃ）前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備することを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項２】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記上方の構築体が橋脚であることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項３】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に軌道が配置されることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項４】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に道路が配置されることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項５】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記下部構造体及び前記上部構造体がＰＣ板又はフーチングであることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項１】
（ａ）群杭の杭頭に剛接合される下部構造体と、
（ｂ）上方の構築体を支える上部構造体と、
（ｃ）前記下部構造体と前記上部構造体との間に配置され、前記群杭の数より少ない前記上部構造体の地震による変位方向を制御できる滑り装置とを具備することを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項２】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記上方の構築体が橋脚であることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項３】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に軌道が配置されることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項４】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記橋脚上に道路が配置されることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【請求項５】
請求項１記載の群杭基礎用免震装置において、前記下部構造体及び前記上部構造体がＰＣ板又はフーチングであることを特徴とする群杭基礎用免震装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１６７６０９（Ｐ２００９−１６７６０９Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４０１１（Ｐ２００８−４０１１）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【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７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【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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