JP2001020223A - 既設橋桁支承部の改修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上部構造がタイプＡ、もしくはそれに相当す
るゴムその他の既設支承で下部構造に支持されている既
設橋桁において、既設支承の交換を要せずに、支承部を
単独で慣性力に抵抗できるように変更する。 【解決手段】 上部構造１と下部構造２の少なくともい
ずれか一方に、他方との間に橋軸方向に距離を隔てて対
向する突起３を突設し、突起３と上部構造１、もしくは
下部構造２との間にゴム41（42）を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は単独では上部構造
の慣性力に抵抗できない既設支承で上部構造が下部構造
に支持されている既設橋桁において、上部構造の橋軸方
向の慣性力に抵抗できるように支承部を改修する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地震時
に上部構造に働く慣性力は支承部が滑り支承でない限
り、支承部を介して下部構造に伝達されるため、支承部
は慣性力を下部構造に確実に伝達できる構造とされてい
る必要がある。

【０００３】道路橋示方書によれば、大地震時にも支承
部に損傷を起こすことなく上部構造と下部構造を健全に
保つために、支承部単独で慣性力に抵抗する支承（タイ
プＢ）と、落橋防止システムと補完し合って慣性力に抵
抗する支承（タイプＡ）のいずれかを採用しなければな
らないとされているが、後者の支承の使用は桁長が50ｍ
以下で、地震による振動の生じにくい場合等に限られる
ため、それ以外の場合には前者のタイプＢの支承を用い
る必要がある。

【０００４】従って桁長が50ｍ以上で、支承部がタイプ
Ａの支承で構築されている既設橋桁を改修するには既設
の支承をタイプＢの支承に変更することが必要になる
が、支承が例えばゴムの場合、タイプＡとタイプＢとで
は示方書で規定するゴム厚が相違し、タイプＢのゴム厚
が大きいため、タイプＡのゴム支承をタイプＢのゴム支
承に変更するには上部構造と下部構造の少なくともいず
れか一方を斫る、または上部構造をジャッキアップする
必要が生じ、いずれの場合も上部構造を仮の支承で支持
することになるため、上部構造を使用状態に置いたまま
支承を変更することは不可能であり、ゴム支承の交換に
は多大な困難を伴う。

【０００５】この発明は上記背景より、タイプＡ、もし
くはそれに相当するゴムその他の既設支承の交換を要せ
ずに、単独で慣性力に抵抗できる支承に変更する方法を
提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では上部構造と下
部構造の少なくともいずれか一方に、他方との間に橋軸
方向に距離を隔てて対向する突起を突設し、突起と上部
構造、もしくは下部構造との間に、上部構造と下部構造
間の相対変位時の両者の衝突を回避するゴムを介在させ
ることにより、既設支承の交換を要することなく、上部
構造の橋軸方向の慣性力に支承部単独で抵抗できるよう
に支承部を改修する。

【０００７】下部構造が橋脚である場合のように下部構
造の橋軸方向両側に上部構造が張り出し、上部構造が下
部構造上で連続的に架設されている部分では、突起は例
えば上部構造と下部構造のいずれか一方に、他方を橋軸
方向に挟み込むように突設され、各突起と上部構造、も
しくは下部構造との間にゴムが介在させられる。

【０００８】この場合、ゴムは上部構造と下部構造のい
ずれか一方の両側に位置することから、地震時に上部構
造と下部構造間に橋軸方向のいずれの向きの相対変位時
にも、上部構造の慣性力を圧縮力として負担しながら下
部構造に伝達する。

【０００９】下部構造が橋台である場合のように下部構
造の橋軸方向片側にのみ上部構造が張り出し、下部構造
が上部構造の端部を支持する部分では、突起は例えば上
部構造と下部構造のいずれか一方に、他方と橋軸方向に
対向するように突設され、突起の橋軸方向両側にゴムが
介在させられる。

【００１０】この場合、突起の橋軸方向両側に位置する
ゴムの内、上部構造と下部構造のいずれか一方と突起間
に介在するゴムが上部構造と下部構造のいずれか一方と
突起が接近する向きの相対変位時に上部構造の慣性力を
圧縮力として負担しながら下部構造に伝達し、突起の開
放した側に介在するゴムが上部構造と下部構造のいずれ
か一方と突起が遠ざかる向きの相対変位時に上部構造の
慣性力を圧縮力として負担しながら下部構造に伝達す
る。

【００１１】いずれの場合も上部構造と下部構造のいず
れか一方と突起間に介在するゴムが圧縮力を負担しなが
ら、上部構造の慣性力を突起を通じて下部構造に伝達す
ることで、既設支承をタイプＢのゴム支承に変更するこ
となく、支承部が単独で上部構造の橋軸方向の慣性力に
抵抗することが可能になる。

【００１２】また突起が上部構造、もしくは下部構造と
の間に橋軸方向に距離を隔てて対向し、両者間にゴムが
介在した形で支承部が形成されることで、タイプＢのゴ
ム支承に変更する場合のように上部構造と下部構造間に
鉛直方向に間隔を隔てる空間を形成する必要がなく、そ
のための斫りの必要と上部構造をジャッキアップする必
要も生じない。

【００１３】上部構造のジャッキアップを伴わず、突起
が上部構造、もしくは下部構造に対して付加されること
で、上部構造を使用状態に置いたまま支承部の改修を遂
行することが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明は上部構造１が既設支承
５で下部構造２に支持されている既設橋桁において、上
部構造１と下部構造２の少なくともいずれか一方に突起
３を突設し、突起３と上部構造１や下部構造２間に圧縮
変形可能な圧縮ゴム41、または硬質ゴム42のいずれかの
ゴムを介在させることで、地震時の上部構造１の橋軸方
向の慣性力に抵抗可能に支承部を改修する方法である。

【００１５】突起３は図１に示すように上部構造１と下
部構造２の少なくともいずれか一方に、他方との間に橋
軸方向に距離を隔てて対向するように突設される。突起
３は下部構造２が橋脚の場合は図１に示すように上部構
造１、もしくは下部構造２を挟み込むように突設され、
橋台の場合は図３に示すように上部構造１、もしくは下
部構造２の橋軸方向の片側に突設される。

【００１６】突起３は鉄筋コンクリート造で構築される
ことにより、もしくはプレキャストコンクリート製のブ
ロックを上部構造１や下部構造２にＰＣ鋼材やアンカー
等を用いて固定することにより、またはブロック状に組
み立てられた鋼材を上部構造１や下部構造２にアンカー
等により定着させることにより突設される。

【００１７】突起３が上部構造１や下部構造２を挟み込
むように突設される場合は、上部構造１の両側と突起３
間、もしくは下部構造２の両側と突起３間にゴムが配置
され、上部構造１や下部構造２の片側に突設される場合
は、突起３と上部構造１間、もしくは下部構造２間に、
または突起３の両側にゴムが配置される。ゴムは突起３
と上部構造１、もしくは下部構造２との間にその間隔を
埋めるように介在することで、上部構造１と下部構造２
間の相対変位時に両者の衝突を回避し、衝突による衝撃
力の作用を回避する。

【００１８】突起３の両側にゴムが配置される場合、上
部構造１と下部構造２のいずれか一方と突起３が遠ざか
る向きの相対変位時に上部構造１の慣性力を圧縮力とし
て負担しながら下部構造１に伝達できるよう、突起３の
開放側の端面に位置するゴムは後述のように突起３を挿
通する引張材７が定着されるプレート９と突起３との間
に挟み込まれる。

【００１９】図１，図２は上部構造１が単純Ｔ桁の場合
で、下部構造２が橋脚である部位の改修例を示す。この
場合は既設支承５により各上部構造１の端部が独立して
下部構造２に支持されているため、過大な慣性力による
上部構造１，１同士の衝突と分離を回避するために両上
部構造１，１はコンクリート６やモルタルとＰＣ鋼材等
の引張材７によって接合され、一体化される。

【００２０】接合は上部構造１，１の横桁1a，1a間にコ
ンクリート６やモルタルを充填すると共に、両横桁1a，
1aを橋軸方向に貫通する孔を穿設し、その貫通孔に引張
材７を挿通し、緊張して両端を定着することにより行わ
れる。

【００２１】図１，図２では各上部構造１が横桁1a部分
で下部構造２に支持されていることから、接合された上
部構造１，１の横桁1a，1aを挟み込むようにその両側位
置の下部構造２に突起３，３を突設しているが、上部構
造１がウェブ1b部分で支持されている場合は下部構造２
を挟み込むようにその両側位置の上部構造１に突起３，
３を突設することもある。

【００２２】図１に示すように突起３を横桁1aとの間に
橋軸方向に距離を隔てて下部構造２に突設した場合、各
突起３と横桁1a間にゴムが介在させられる。圧縮ゴム41
と硬質ゴム42は既設支承５が可動支承であるか固定支承
であるかによって、または既設支承５を可動支承に改修
するか固定支承に改修するかによって使い分けられる。

【００２３】例えば可動支承の既設支承５を可動支承の
まま使用する場合と、固定支承の既設支承５を可動支承
に変更する場合は圧縮ゴム41が使用され、固定支承の既
設支承５を固定支承のまま使用する場合と、可動支承の
既設支承５を固定支承に変更する場合は硬質ゴム42が使
用される。

【００２４】圧縮ゴム41の素材や性能は問われないが、
圧縮ゴム41のゴム単体4aは圧縮力の作用方向に圧縮変形
できるよう、図17に示すように断面上、内部に空洞4bを
有する形をし、圧縮ゴム41はこのゴム単体4aのまま、ま
たはそれを圧縮力作用方向に鋼板4cを挟んで複数個配列
させた形で使用される。

【００２５】圧縮ゴム41は上部構造１の慣性力を圧縮力
として負担しながら、圧縮変形可能な範囲で上部構造１
と下部構造２間の相対変位を許容する機能を持ち、上部
構造１と下部構造２間の全支承部分に使用されること
で、全圧縮ゴム41に慣性力を分散させて作用させ、特定
の圧縮ゴム41に過大な圧縮力を集中させない働きをす
る。この場合のゴム単体4aの素材として合成ゴムにカー
ボンを混入した高減衰ゴムを使用すれば、下部構造２に
対する上部構造１の振動を早期に減衰させる機能も持
つ。

【００２６】既設支承５が固定支承の場合に圧縮ゴム41
を使用する場合は、既設支承５はそれを定着しているア
ンカーバーを切断する等により上部構造１、もしくは下
部構造２との縁が切られ、可動支承に変更される。

【００２７】特に既設支承５の固定支承が積層ゴムの場
合に、可動支承に変更する場合は図18に示すように積層
ゴムの上面と上部構造１間、もしくは積層ゴムの下面と
下部構造２間の縁が切られ、上部構造１が下部構造２に
対して橋軸方向に自由に相対移動できるよう、絶縁部分
に低摩擦材5aが差し込まれる。

【００２８】固定支承が鋼製支承の場合、鋼製支承は図
19に示すように上部構造１に固定される上部支承5bと下
部構造２に固定される下部支承5cから構成され、上部支
承5bと下部支承5cは橋軸方向に一定距離をおいて互いに
係止する形をしていることから、この係止部分であるス
トッパ、図19の場合は上部支承5bのストッパを破線で示
すように切断することにより上部支承5bと下部支承5cが
橋軸方向に自由に相対移動できる可動支承に変更され
る。

【００２９】上部構造１を橋軸直角方向に下部構造２に
固定する場合には図２に示すように上部構造１と下部構
造２が橋軸直角方向に突起３において互いに係合し得る
よう、上部構造１が単純Ｔ桁の場合は隣接するウェブ1
b，1b間に突起３が突設され、橋軸直角方向に突起３と
上部構造１、もしくは下部構造２との間に硬質ゴム42が
配置される。

【００３０】上部構造１のウェブ1b部分に、下部構造２
に橋軸方向に係合し得る突起３を突設する場合に、上部
構造１を橋軸直角方向に下部構造２に固定する場合は図
13に示すように突起３とは別の突起10が上部構造１と下
部構造２のいずれか一方のいずれかの部分に、他方に橋
軸直角方向に係合し得るように突設される。

【００３１】上部構造１を橋軸直角方向に下部構造２に
固定する場合に、橋軸方向に対向する突起３と上部構造
１、もしくは下部構造２間に圧縮ゴム41が使用された場
合、橋軸方向の慣性力の作用時に上部構造１と下部構造
２間に相対変位が生ずることから、橋軸直角方向に対向
する突起３と上部構造１、もしくは下部構造２間に配置
される硬質ゴム42のいずれか一方の接触面には上部構造
１と下部構造２間の橋軸方向の相対変位を許容するため
の低摩擦材が介在させられる。

【００３２】図３〜図11は上部構造１が連続桁の場合の
支承部の改修例を示す。図３〜図５、図６〜図８は下部
構造２が橋台である部位を、図９〜図11は下部構造２が
橋脚である部位を示す。

【００３３】下部構造２が橋台である場合に、下部構造
２に突起３を突設する場合、上部構造１の横桁1aの橋軸
方向両側に突起３を突設することはできないことから、
突起３は橋台の、橋脚寄りの一箇所に突設される。上部
構造１に突起３を突設する場合も下部構造２に対向する
位置である橋台の、橋脚寄りの位置に突設される。

【００３４】突起３を下部構造２に突設した図３の場
合、横桁1aを貫通させて引張材７を挿通できないため、
横桁1aと突起３を接合する引張材７を挿通するために横
桁1aには突起３の突設前にケミカルアンカー等のアンカ
ー８が打ち込まれ、アンカー８に対して引張材７が連結
される。引張材７の端部は突起３の開放側の端面に突出
し、その端面に定着される。突起３の開放側の端面には
前記したようにゴムを挟み込むためのプレート９が配置
され、引張材７の端部はこのプレート９に定着される。

【００３５】図３の場合、ゴムは横桁1aと突起３の対向
する面との間と、突起３の開放した端面とプレート９と
の間に挟み込まれるが、圧縮ゴム41を使用するか硬質ゴ
ム42を使用するかは上記の通り、既設支承５が可動であ
るか固定であるか等によって決まり、既設支承５が固定
支承の場合は図３〜図５に示すように硬質ゴム42が使用
される。

【００３６】ゴムが硬質ゴム42の場合は横桁1aと突起３
が一体となって挙動するため、引張材７が突起３から縁
を切られている必要はないが、図６〜図８に示すように
圧縮ゴム41が使用される場合は、圧縮ゴム41の変形可能
な範囲で横桁1aと突起３が橋軸方向に相対変位できるよ
う、突起３がコンクリートの場合はその内部にシースを
埋設する、またはアンボンド処理する等により引張材７
は突起３に付着しない状態で挿通する。

【００３７】図示するように下部構造２に突起３を突設
する場合、ゴムは横桁1aと突起３間、及び横桁1aと下部
構造２の立上り部2a間に介在させられる場合もある。そ
の場合、ゴムは上部構造１と下部構造２の開放側の端面
に位置しないため、引張材７とプレート９を配置する必
要はない。

【００３８】図９〜図11に示すように下部構造２が橋脚
である場合は図１，図２の場合と同様に突起３が突設さ
れ、上部構造１、もしくは下部構造２と突起３，３間に
ゴムが介在させられる。ここでは図１，図２と同様に上
部構造１の横桁1aを挟み込むようにその両側位置の下部
構造２に突起３，３を突設しているが、下部構造２を挟
み込むようにその両側位置の上部構造１に突起３，３を
突設することもある。図９〜図11の場合、上部構造１は
連続桁であるため、単純桁の場合の上部構造１，１を接
合する作業は必要ない。

【００３９】図３〜図11の場合も、突起３が上部構造
１、もしくは下部構造２に橋軸方向に対向しながら、上
部構造１を橋軸直角方向に下部構造２に固定する場合は
図４，図５、図７，図８、図10，図11に示すように上部
構造１と下部構造２が橋軸直角方向に突起３において互
いに係合し得るように隣接するウェブ1b，1b間に突起３
が突設される。

【００４０】図４，図７，図10では平面上、横桁1aがウ
ェブ1bに対して傾斜していることに対応し、突起３のウ
ェブ1b，1b間に位置する部分をＺ字形に形成している
が、平面上の横桁1aとウェブ1bの角度に関係なく、ゴム
が横桁1aと突起３間、及び突起３とプレート９間で橋軸
方向の慣性力を伝達できるように介在していればよいた
め、必ずしも突起３のウェブ1b，1b間の部分をＺ字形に
形成する必要はない。

【００４１】図12〜図16は上部構造１が連続箱桁である
場合の支承部の改修例を示す。図12〜図14は下部構造２
が橋脚である部位を、図15，図16は下部構造２が橋台で
ある部位を示す。

【００４２】連続箱桁の場合、上部構造１の底面が平坦
であることから、図12に示すように下部構造２の頂部に
は既設支承５を挟んで橋軸方向両側に突起31，31が突設
され、上部構造１の底面には各下部構造２の突起31に橋
軸方向に対向して突起32，32が突設される。ここでは下
部構造２の突起31を鉄筋コンクリート造で構築し、上部
構造１の突起32に鋼材を用いた場合を示している。

【００４３】各突起31と突起32間には既設支承５の種類
等に応じて圧縮ゴム41、または硬質ゴム42が介在させら
れる。図14は圧縮ゴム41を配置した場合の下部構造２の
平面を示す。

【００４４】上部構造１を橋軸直角方向に下部構造２に
固定する場合は図13に示すように上部構造１の幅方向両
側位置の、上部構造１と下部構造２のいずれか一方に他
方に係合し得る突起10が突設され、突起10と上部構造
１、もしくは下部構造２との間に硬質ゴム42が介在させ
られる。

【００４５】連続箱桁の場合、上部構造１には横桁1aが
ないことから、図15，図16では下部構造２上の、上部構
造１の側面位置に鉄筋コンクリート造の突起31を突設
し、上部構造１の側面の、突起31に立上り部2a側で対向
する位置に鋼材の突起32を突設すると共に、上部構造１
の底面の、下部構造２に対向する位置に突起32を突設
し、各突起32と突起31間に圧縮ゴム41を介在させてい
る。上部構造１の底面に突設されている突起32は上部構
造１の側面の、下部構造２の突起31に橋脚側で対向する
位置に突設される場合もある。

【００４６】図15，図16における下部構造２の突起31は
上部構造１の側面位置に突設されることで、橋軸直角方
向に上部構造１と下部構造２を係合させ得る突起10の機
能も併せ持つ。図16は下部構造２の突起31と上部構造１
の側面間に硬質ゴム42を使用した場合を示す。

【００４７】上部構造１が連続箱桁の場合で、下部構造
２が橋台である場合はこの他、突起31，32を一切突設せ
ず、上部構造１の端面と下部構造２の立上り部2aとの間
に硬質ゴム42を介在させることもできる。

【００４８】突起31，32を一切突設しない場合、橋軸直
角方向には図16に示すように上部構造１の幅方向両側位
置の、上部構造１と下部構造２のいずれか一方に、他方
に係合し得る突起10が突設され、突起10と上部構造１、
もしくは下部構造２との間に硬質ゴム42が介在させられ
る。

【００４９】

【発明の効果】上部構造と下部構造の少なくともいずれ
か一方に、他方との間に橋軸方向に距離を隔てて対向す
る突起を突設し、突起と上部構造、もしくは下部構造と
の間にゴムを介在させることで、ゴムに圧縮力を負担さ
せながら、上部構造の慣性力を突起を通じて下部構造に
伝達させるため、既設支承をタイプＢのゴム支承に変更
することなく、支承部が単独で上部構造の橋軸方向の慣
性力に抵抗できるように支承部を改修することができ
る。

【００５０】また突起は上部構造、もしくは下部構造と
の間に橋軸方向に距離を隔てて対向し、両者間にゴムが
介在した形で支承部が形成されるため、タイプＢのゴム
支承に変更する場合のように上部構造と下部構造間に鉛
直方向に間隔を隔てる空間を形成する必要がなく、その
ための斫りの必要と上部構造をジャッキアップする必要
も生じず、上部構造を使用状態に置いたまま改修するこ
とが可能になる。

【００５１】加えて上部構造と下部構造間の全支承部に
ゴムを使用することで、上部構造の慣性力を下部構造に
分散させて作用させることができるため、特定の支承部
に過大な圧縮力を集中させる事態を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】上部構造が単純Ｔ桁で、下部構造が橋脚の場合
の改修例であり、図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図２】図１の橋軸直角方向断面図であり、中心線の左
側は図１のＡ−Ａ線断面図、右側はＢ−Ｂ線断面図であ
る。

【図３】上部構造が連続桁で、下部構造が橋台の場合の
改修例であり、図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図３の水平断面図であり、中心線の上側は図３
のＢ−Ｂ線断面図、下側はＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図３の橋軸直角方向断面図であり、中心線の左
側は図３のＤ−Ｄ線断面図、右側はＥ−Ｅ線断面図であ
る。

【図６】上部構造が連続桁で、下部構造が橋台の場合の
他の改修例であり、図７のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】図６の水平断面図であり、中心線の上側は図６
のＢ−Ｂ線断面図、下側はＣ−Ｃ線断面図である。

【図８】図６の橋軸直角方向断面図であり、中心線の左
側は図６のＤ−Ｄ線断面図、右側はＥ−Ｅ線断面図であ
る。

【図９】上部構造が連続桁で、下部構造が橋脚の場合の
改修例であり、図10のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】図９の水平断面図であり、中心線の上側は図
９のＢ−Ｂ線断面図、下側はＣ−Ｃ線断面図である。

【図１１】図９の橋軸直角方向断面図であり、中心線の
左側は図９のＤ−Ｄ線断面図、右側はＥ−Ｅ線断面図で
ある。

【図１２】上部構造が連続箱桁で、下部構造が橋脚であ
る場合の改修例を示した立面図である。

【図１３】図12の橋軸直角方向断面図である。

【図１４】図12のＡ−Ａ線断面図である。

【図１５】上部構造が連続箱桁で、下部構造が橋台であ
る場合の改修例を示した立面図である。

【図１６】図15の橋軸直角方向断面図であり、中心線の
左側は図15のＡ−Ａ線断面図、右側はＢ−Ｂ線断面図で
ある。

【図１７】(a) はゴム単体を圧縮力作用方向に鋼板を挟
んで複数個配列させた圧縮ゴムを示した斜視図、(b) は
(a) の立面図である。

【図１８】積層ゴムの固定支承を可動支承に変更した様
子を示した縦断面図である。

【図１９】鋼製の固定支承を可動支承に変更した様子を
示した平面図である。

【符号の説明】

１……上部構造、1a……横桁、1b……ウェブ、２……下
部構造、2a……立上り部、３……突起、31，32……突
起、41……圧縮ゴム、4a……ゴム単体、4b……空洞、4c
……鋼板、42……硬質ゴム、５……既設支承、5a……低
摩擦材、5b……上部支承、5c……下部支承、６……コン
クリート、７……引張材、８……アンカー、９……プレ
ート、10……突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部構造が既設支承で下部構造に支持さ
   れている既設橋桁において、地震時の上部構造の橋軸方
   向の慣性力に抵抗可能に支承部を改修する方法であり、
   上部構造と下部構造の少なくともいずれか一方に、他方
   との間に橋軸方向に距離を隔てて対向する突起を突設
   し、突起と上部構造、もしくは下部構造との間にゴムを
   介在させる既設橋桁支承部の改修方法。