JP2001131922A - 橋梁の補強方法及びその構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単に補修をすることができ、また損傷を効
果的に防止し得る橋梁の補強方法及びその構造を提供す
る。 【解決手段】 橋脚２、３に対して桁１を可動に形成す
るとともに、これら橋脚２、３の間に設けた橋脚４に桁
を固定し、さらにこの橋脚４はその一部をくり抜き、こ
のくり抜き部分に周囲よりも相対的に強度が弱い軟鋼の
パネル５ａ乃至５ｄをはめ込み、これを溶接して一体化
することにより、地震等により桁１に作用する過大な水
平荷重に基づく損傷エネルギーをパネル５ａ乃至５ｄ部
分に集中させて吸収するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は橋梁の補強方法及び
その構造に関し、特に橋、高速道路等の構造物に適用し
て有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】図３は従来技術に係る橋梁を概念的に示
す説明図である。同図に示すように、この橋梁は、水平
に配置される桁１と、この桁１をその両端部で支持する
柱となる橋脚２、３とで構成してある。このとき、桁１
は、通常その一端のみが橋脚３に固定されており、他の
一端は可動となっている。 【０００３】この種の橋梁を補強する場合、従来技術に
おいては、その部材の剛性を高めたり、座屈を防止する
構造を採用することで実施していた。すなわち、部材そ
のものの構造変更を伴っていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述の如く橋梁の部材
そのものの構造変更によりその補強を行う場合には、例
えば連続桁等を見た場合、全体系で考えれば全ての橋脚
２、３を補強する必要があり、この結果補修費用がかさ
む等の問題があった。 【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
簡単に補修をすることができ、また損傷を効果的に防止
し得る橋梁の補強方法及びその構造を提供することを目
的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【０００７】１） 桁の両端部を橋脚で支持する構造と
なっている橋梁における両端部の橋脚に対して桁を可動
に形成するとともに、両端部の橋脚の間にこれらの橋脚
よりも強度的に弱い補強用の橋脚を設け、この補強用の
橋脚に桁を固定すること。本発明によれば、既存の両端
部の橋脚に補強用の橋脚を追加するだけで、所望の補強
をすることができる。 【０００８】２） 上記１）に記載する橋梁の補強方法
において、補強用の橋脚はその一部をくり抜き、このく
り抜き部分に周囲よりも相対的に強度が弱い軟鋼のパネ
ルをはめ込み、これを溶接あるいはボルト接合にて形成
すること。本発明によれば、既存の両端部の橋脚に補強
用の橋脚を追加するだけで、所望の補強をすることがで
きる。また、地震等により桁に過大な水平荷重が作用し
た場合、この桁は両端部の橋脚に対しては滑るので、当
該水平荷重は補強用の橋脚のみに作用する。この結果、
この場合の損傷エネルギーをパネル部分に集中させるこ
とができる。 【０００９】３） 桁の重量を支持する両端部の橋脚
と、これら両端部の橋脚に対して可動に載置される桁
と、前記両端部の橋脚の間でその上端部を桁の下面に固
定するとともに、前記両端部の橋脚よりも強度的に弱い
構造とした補強用の橋脚とを有すること。本発明によれ
ば、地震等により桁に過大な水平荷重が作用した場合
に、この桁は両端部の橋脚に対しては滑るので、当該水
平荷重は補強用の橋脚のみに作用する。この結果、この
場合の損傷エネルギーを補強用の橋脚に集中させること
ができる。 【００１０】４） 上記３）に記載する橋梁の構造にお
いて、補強用の橋脚はその一部をくり抜き、このくり抜
き部分に周囲よりも相対的に強度が弱い軟鋼のパネルを
はめ込んで一体化したものであること。本発明によれ
ば、地震等により桁に過大な水平荷重が作用した場合
に、これによる損傷エネルギーをパネル部分に集中させ
ることができる。 【００１１】５） 上記４）に記載する橋梁の構造にお
いて、パネルは水平方向で相対向する橋脚の面に設けた
こと。本発明によれば、最も効果的にパネルに損傷エネ
ルギーを吸収させることができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１３】図１は本発明の実施の形態に係る橋梁を概
念的に示す説明図、図２は図１の補強用の橋脚を抽出・
拡大して示す斜視図である。両図に示すように、本形態
に係る橋梁は、桁１をその両端部で支持する２本の橋脚
２、３の他に、橋脚２、３の間に配設された補強用の橋
脚４を有している。橋脚２、３は桁１の死荷重及び活荷
重等を支持するもので、何れも桁１を拘束しない状態で
支持している。すなわち、桁１は橋脚２、３に対し可動
となっている。橋脚４はその上端部を桁１の下面に固定
してある。また、橋脚４は、本形態の場合、中空の四角
柱として形成してあるが、その各側面には周囲の部材よ
りも強度が弱い低降伏点鋼である軟鋼のパネル５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄをはめ込んである。これらの各パネル５
ａ乃至５ｄは、橋脚４の一部をくり抜き、このくり抜き
部分にはめ込んで溶接することにより一体化したもの
で、相対向する橋脚４の側面に相対向してそれぞれ設け
てある。ここで橋脚４自体（パネル５ａ乃至５ｄ部分を
除く部分）は橋脚２、３と同材質の鋼を用いている。換
言すれば、橋脚２、３の一部をくり抜き、このくり抜き
部分にパネル５ａ乃至５ｄをはめ込んで一体化したもの
が橋脚４であるといい得る。この結果、橋脚４の側面は
ラーメン＋ブレース系の構造に置換可能な構造となる。 【００１４】上述の如き橋梁は、勿論新設することもで
きるが、既存の橋梁の補強という形でも作ることができ
る。すなわち、橋脚２、３と同様の部材で形成した橋脚
の一部をくり抜き、このくり抜き部分にパネル５ａ乃至
５ｄをはめ込んで溶接あるいはボルト接合することによ
り一体化する。この結果、図２に示す橋脚４を得る。一
方、図３に示す従来技術に係る橋梁において、橋脚３と
桁１との固定状態を解除するとともに、橋脚４を橋脚
２、３の間で桁１に固定する。 【００１５】上述の如き橋梁において、桁１に地震等に
より大きな水平荷重が作用した場合、この桁１は両端部
の橋脚２、３に対しては滑る。桁１は橋脚２、３に拘束
されておらず可動となっているからである。一方、桁１
は橋脚４には固定されているので、前記水平荷重は補強
用の橋脚４のみに作用する。この結果、橋脚４は水平方
向に変形するが、この変形に伴いパネル５ａ乃至５ｄが
剪断変形を生じ、この変形により大きなエネルギーを吸
収する。すなわち、全体系で見た場合、通常の死荷重及
び活荷重等は両端の橋脚２、３で支持し、橋脚４では分
担しないが、例えば地震等による水平方向の荷重に対し
ては橋脚４のみが分担して、特にそのパネル５ａ乃至５
ｄでそのエネルギーを吸収する。すなわち、損傷エネル
ギーをパネル５ａ乃至５ｄの変形で吸収することにより
他の部分の損傷を防止する。 【００１６】なお、パネルは、必ずしも上記実施の形態
の如く、四角柱の各側面に相対向させて設ける必要はな
い。その枚数及び位置は、原則として任意である。た
だ、上記実施の形態のようにパネル５ａ乃至５ｄを各側
面に、相対向させて設けた場合が最も良好に損傷エネル
ギーを吸収することができる。さらに、橋脚２、３、４
の横断面形状は円形でも良い。すなわち、この横断面形
状に特別な制限はない。 【００１７】 【発明の効果】以上、実施の形態とともに詳細に説明し
た通り、〔請求項１〕に記載する発明は、桁の両端部を
橋脚で支持する構造となっている橋梁における両端部の
橋脚に対して桁を可動に形成するとともに、両端部の橋
脚の間にこれらの橋脚よりも強度的に弱い補強用の橋脚
を設け、この補強用の橋脚に桁を固定するようにしたの
で、既存の両端部の橋脚に補強用の橋脚を追加するだけ
で、所望の補強をすることができる。この結果、既存の
橋脚に対しては支持部分の拘束条件を変更し、別途作製
した補強用の橋脚を追加するだけで、所望の補強を行う
ことができる。このとき、地震等に起因する過大な水平
荷重が当該桁に作用しても、これに基づく損傷エネルギ
ーは補強用の橋脚に集中してこの橋脚が変形することに
より吸収される。 【００１８】〔請求項２〕に記載する発明は、〔請求項
１〕に記載する橋梁の補強方法において、補強用の橋脚
はその一部をくり抜き、このくり抜き部分に周囲よりも
相対的に強度が弱い軟鋼のパネルをはめ込み、これを溶
接あるいはボルト接合にて形成するようにしたので、既
存の両端部の橋脚に補強用の橋脚を追加するだけで、所
望の補強をすることができる。また、地震等により桁に
過大な水平荷重が作用した場合、この桁は両端部の橋脚
に対しては滑るので、当該水平荷重は補強用の橋脚のみ
に作用する。この結果、この場合の損傷エネルギーをパ
ネル部分に集中させることができる。この結果、既存の
橋脚に対しては支持部分の拘束条件を変更し、別途作製
した補強用の橋脚を追加するだけで、所望の補強を行う
ことができる。さらに、地震等に起因する過大な水平荷
重が当該桁に作用しても、両端部の橋脚にはこの場合の
損傷エネルギーを作用させることなく保護することがで
きる。 【００１９】〔請求項３〕に記載する発明は、桁の重量
を支持する両端部の橋脚と、これら両端部の橋脚に対し
て可動に載置される桁と、前記両端部の橋脚の間でその
上端部を桁の下面に固定するとともに、前記両端部の橋
脚よりも強度的に弱い構造とした補強用の橋脚とを有す
るので、地震等により桁に過大な水平荷重が作用した場
合に、この桁は両端部の橋脚に対しては滑る。この結
果、当該水平荷重は補強用の橋脚のみに作用する。かく
して、この場合の損傷エネルギーを補強用の橋脚に集中
させることができる。この結果、桁の死荷重及び活荷重
等を支持する両端部の橋脚への損傷エネルギーの悪影響
を除去することができ、このことにより当該橋梁全体の
補強を図ることができる。 【００２０】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
３〕に記載する橋梁の構造において、補強用の橋脚はそ
の一部をくり抜き、このくり抜き部分に周囲よりも相対
的に強度が弱い軟鋼のパネルをはめ込んで一体化したも
のであるので、地震等により桁に過大な水平荷重が作用
した場合に、これによる損傷エネルギーをパネル部分に
集中させることができる。この結果、桁の死荷重及び活
荷重等を支持する両端部の橋脚への損傷エネルギーの悪
影響を除去することができ、このことにより当該橋梁全
体の補強を図ることができる。特に、本発明によれば、
パネル部分に損傷エネルギーが集中するので、例えこの
パネルが損傷してもこの部分に限定され、パネルの取り
替えにより簡単に当該橋梁が元の所定の強度を取り戻す
ようにすることができる。 【００２１】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
４〕に記載する橋梁の構造において、パネルは水平方向
で相対向する橋脚の面に設けたこので、最も効果的にパ
ネルに損傷エネルギーを吸収させることができる。した
がって、最も効果的な橋梁の補強を行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係る橋梁を概念的に示す
説明図である。 【図２】図１の補強用の橋脚を抽出・拡大して示す斜視
図である。 【図３】従来技術に係る橋梁を概念的に示す説明図であ
る。 【符号の説明】 １ 桁 ２、３、４ 橋脚 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 伊知郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 上平 悟 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 Ｆターム(参考） 2D059 AA03 AA05 GG40

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 桁の両端部を橋脚で支持する構造となっ
   ている橋梁における両端部の橋脚に対して桁を可動に形
   成するとともに、両端部の橋脚の間にこれらの橋脚より
   も強度的に弱い補強用の橋脚を設け、この補強用の橋脚
   に桁を固定することを特徴とする橋梁の補強方法。 【請求項２】 〔請求項１〕に記載する橋梁の補強方法
   において、補強用の橋脚はその一部をくり抜き、このく
   り抜き部分に周囲よりも相対的に強度が弱い軟鋼のパネ
   ルをはめ込み、これを溶接あるいはボルト接合にて形成
   することを特徴とする橋梁の補強方法。 【請求項３】 桁の重量を支持する両端部の橋脚と、 これら両端部の橋脚に対して可動に載置される桁と、 前記両端部の橋脚の間でその上端部を桁の下面に固定す
   るとともに、前記両端部の橋脚よりも強度的に弱い構造
   とした補強用の橋脚とを有することを特徴とする橋梁の
   構造。 【請求項４】 〔請求項３〕に記載する橋梁の構造にお
   いて、 補強用の橋脚はその一部をくり抜き、このくり抜き部分
   に周囲よりも相対的に強度が弱い軟鋼のパネルをはめ込
   んで一体化したものであることを特徴とする橋梁の構
   造。 【請求項５】 〔請求項４〕に記載する橋梁の構造にお
   いて、 パネルは水平方向で相対向する橋脚の面に設けたことを
   特徴とする橋梁の構造。