JP2003055913A - 橋梁免震装置 - Google Patents
橋梁免震装置Info
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Abstract
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 1つの橋脚1上で橋軸方向に向かい合う
起点方と終点方の2つの桁2,3に固定されて橋軸方向
に並ぶ2つの非免震支承4,5の下面と橋脚1の上面の
間に、非免震支承4,5の下面を上面に固定し、かつ、
座屈することなく水平方向に動くことのできる1枚の鋼
板6、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあって両者間
を結合する橋軸方向に並ぶ2つの免震支承7,8、鋼板
6の下面と橋脚1の上面の間にあって地震時以外は鋼板
6と橋脚1の間に水平方向相対変位が発生しないように
両者をつなぎ止める効果を発揮するが、地震時で両者間
に所定の大きさ以上の水平方向せん断力が作用したとき
には両者をつなぎ止める効果が消失する両者間を結合す
る半固定手段9で構成される橋梁免震装置である。
Description
は既設橋梁の改造を問わず、橋梁の免震・制震技術に関
する。
橋梁の改造を例にとると、桁と橋脚の間にある既設の非
免震支承を免震支承に置き換えるもの、桁と橋脚の間に
ある既設の非免震支承をそのままにしておいて、あるい
は非免震支承を水平方向に変形し易い構造の支承に置き
換えて、桁と橋脚の間に発生する水平方向相対変位の変
位量や速度に略比例した運動エネルギーを消費して両者
の間に力を伝達する装置を新たに付加するもの、1つの
橋脚上で橋軸方向に向かい合う起点方と終点方の2つの
桁を桁間連結して一体化した上で、橋脚上に新たに設け
られる支承を水平方向に変形し易い構造の支承にするも
のなどが主流となっている。これら従来の技術は、地震
時だけでなく地震時以外の常時も免震状態にすることに
よって、橋梁の固有周期を長周期化することを主眼とし
たものである。橋梁の固有周期を長周期化することで、
比較的短周期の地震動の主要動による共振の発生を避け
ることができる。
技術においては、以下のような問題点がある。 地震時だけでなく地震時以外の常時も免震状態にする
ことによって、地震時以外の常時の橋梁の固有周期が長
周期化する。その結果、地震時以外の常時に橋梁上を通
過する移動体の振動特性に及ぼす橋梁振動の影響が非免
震時と全く異なったものになる可能性が高くなる。
震状態にすることによって、地震時以外の常時に橋梁に
作用する外力による支承の水平変形量が非免震時にくら
べて大きくなる。その結果、地震時以外の常時に橋梁上
を通過する移動体の荷重に伴って発生する桁変位量や桁
間相対変位量が非免震時にくらべて増大する可能性が高
くなる。
点方と終点方の2つの桁の振動特性、例えば桁の固有周
期や桁の振動増幅特性が異なっている場合には、地震時
には桁衝突が発生する可能性が非免震時より高くなると
ともに、桁間目違い量が非免震時より大きくなる可能性
が高くなる。
よって免震化した橋梁を、例えば鉄道車両のように、脱
線防止や乗り心地の観点から軌道変形や軌道振動に対し
て細心の配慮が欠かせない車両が地震時以外の常時に通
過する場合に適用することは、非免震時より大きくなる
可能性の高い軌道変形や軌道振動を考えると、不向きと
なる可能性が高くなる。
ることができる橋梁免震装置を提供することを目的とす
る。
決するために、以下に掲げる構成とした。請求項1記載
の発明の要旨は、1つの橋脚上で橋軸方向に向かい合う
起点方と終点方の2つの桁の橋軸方向に並ぶ2つの非免
震支承が固定される鋼板と、該鋼板と前記橋脚上面とを
結合する免震手段と、前記鋼板と前記橋脚上面とを固定
するが、所定の大きさ以上の力が作用したときに前記固
定を解除する半固定手段とを備えたことを特徴とする橋
梁免震装置に存する。請求項2記載の発明の要旨は、前
記鋼板と前記橋脚上面との水平方向相対変位量に略比例
した運動エネルギーを消費する制震装置を設置したこと
を特徴とする、請求項1記載の橋梁免震装置に存する。
請求項3記載の発明の要旨は、前記鋼板と前記橋脚上面
との水平方向相対速度に略比例した運動エネルギーを消
費する制震装置を設置したことを特徴とする、請求項1
又は2に記載の橋梁免震装置に存する。請求項4記載の
発明の要旨は、請求項1乃至3記載の橋梁免震装置を備
えた橋梁に存する。請求項5記載の発明の要旨は、1つ
の橋脚上で橋軸方向に向かい合う起点方と終点方の2つ
の桁の橋軸方向に並ぶ2つの非免震支承を1組として、
該1組の非免震支承を固定し、固定した1組の非免震支
承と前記橋脚上面とを免震可能に結合し、前記1組の非
免震支承と前記橋脚上面とを固定し、所定の大きさ以上
の力が作用したとき前記固定を解除することを特徴とす
る橋梁免震方法に存する。
に基づいて詳細に説明する。
項1記載の発明に係る橋梁免震装置の一実施の形態にお
ける構成を示す橋軸縦断視の断面図および橋軸横断視の
断面図である。
点方と終点方の2つの桁2,3に固定されて橋軸方向に
並ぶ2つの非免震支承4,5の下面と橋脚1の上面の間
に、非免震支承4,5の下面を上面に固定し、かつ、座
屈することなく水平方向に動くことのできる1枚の鋼板
6、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあって両者間を
結合する橋軸方向に並ぶ2つの免震支承7,8、鋼板6
の下面と橋脚1の上面の間にあって地震時以外は鋼板6
と橋脚1の間に水平方向相対変位が発生しないように両
者をつなぎ止める効果を発揮するが、地震時で両者間に
所定の大きさ以上の水平方向せん断力が作用したときに
は両者をつなぎ止める効果が消失する両者間を結合する
半固定手段9で構成される橋梁免震装置である。本実施
の形態において起点方、終点方の表記があるが、これ
は、橋軸縦断視の断面図において紙面に対しての左側、
右側と表記する代わりに、当該橋梁上を通る通路の起
点、終点の存在する方向(本実施の形態においては、起
点方は橋軸縦断視の断面図の紙面に対して左側、終点方
は右側とした)を利用して表記したものであり、本発明
を限定するものではなく、技術的意味を拘束するもので
はない。
状、要求される機能等に適した材質、形状の非免震支承
であって、地震時以外の常時の桁2,3の温度伸縮や橋
梁上を通過する移動体の影響による桁の変形・移動は非
免震支承4,5が受け持つ。なお、本実施の形態におい
ては非免震支承4は可動支承であり、非免震支承5は固
定支承である。
向に作用する力を座屈することなく伝達するのに十分な
諸元を有するものである。
非免震状態と同等の状態を保つ必要があることから、鉛
直下方向に作用する力による鉛直下方向の変形が極力小
さいものでなければならない。一方で水平方向には十分
な免震効果と制震効果を発揮するものでなければならな
い。
鋼板6の間に所定の大きさ以上の水平方向せん断力が作
用したときには両者をつなぎ止める効果が消失するもの
で、地震後も両者をつなぎ止める効果が消失したままで
当該効果を回復するためには取り替えを要するもの(非
復元型半固定手段・破断型半固定手段)、地震後は両者
をつなぎ止める効果が自然に回復するもの(復元型半固
定手段)などが考えられる。本実施の形態においては、
脆性の高い金属性部材で、高さ方向中央が縮径された柱
状部材であり、所定の大きさ以上の水平方向せん断力が
作用したときに、中央部で破断する構造のものである。
項2記載の発明に係る橋梁免震装置の一実施の形態にお
ける構成を示す橋軸縦断視の断面図および橋軸横断視の
断面図である。
点方と終点方の2つの桁2,3に固定されて橋軸方向に
並ぶ2つの非免震支承4,5の下面と橋脚1の上面の間
に、非免震支承4,5の下面を上面に固定し、かつ、座
屈することなく水平方向に動くことのできる1枚の鋼板
6、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあって両者間を
結合する橋軸方向に並ぶ2つの免震支承7,8、鋼板6
の下面と橋脚1の上面の間にあって地震時以外は鋼板6
と橋脚1の間に水平方向相対変位が発生しないように両
者をつなぎ止める効果を発揮するが、地震時で両者間に
所定の大きさ以上の水平方向せん断力が作用したときに
は両者をつなぎ止める効果が消失する両者間を結合する
半固定手段9、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあっ
て両者間の水平方向相対変位量に略比例した運動エネル
ギーを消費しながら両者間に水平方向の力を伝達する変
位依存型制震装置10で構成される橋梁免震装置であ
る。
8、半固定手段9に要求される性能については、前記図
1および図2の説明と共通である。
8の免震効果と制震効果に加えて、さらに鋼板6と橋脚
1の上面の間に発生する水平方向相対変位量に略比例し
た運動エネルギーを消費しながら両者間に力を伝達でき
るもので、例えば、摩擦ダンパなどが考えられる。図5
に、摩擦ダンパの正弦波状に変化する相対変位量と発生
する抵抗力の関係の一例をグラフ化したものを示す。
項3記載の発明に係る橋梁免震装置の一実施の形態にお
ける構成を示す橋軸縦断視の断面図および橋軸横断視の
断面図である。
点方と終点方の2つの桁2,3に固定されて橋軸方向に
並ぶ2つの非免震支承4,5の下面と橋脚1の上面の間
に、非免震支承4,5の下面を上面に固定し、かつ、座
屈することなく水平方向に動くことのできる1枚の鋼板
6、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあって両者間を
結合する橋軸方向に並ぶ2つの免震支承7,8、鋼板6
の下面と橋脚1の上面の間にあって地震時以外は鋼板6
と橋脚1の間に水平方向相対変位が発生しないように両
者をつなぎ止める効果を発揮するが、地震時で両者間に
所定の大きさ以上の水平方向せん断力が作用したときに
は両者をつなぎ止める効果が消失する両者間を結合する
半固定手段9、鋼板6の下面と橋脚1の上面の間にあっ
て両者間の水平方向相対速度に略比例した運動エネルギ
ーを消費しながら両者間に水平方向の力を伝達する速度
依存型制震装置11で構成される橋梁免震装置である。
8、半固定手段9に要求される性能については、前記図
1および図2の説明と共通である。
8の免震効果と制震効果に加えて、さらに鋼板6と橋脚
1の上面の間に発生する水平方向相対速度に略比例した
運動エネルギーを消費しながら両者間に力を伝達できる
もので、例えば、粘性ダンパなどが考えられる。図8
に、粘性ダンパの正弦波状に変化する相対変位量と発生
する抵抗力の関係の一例をグラフ化したものを示す。
梁免震装置を図9を用いて説明する。
向剪断力が所定未満の場合には、半固定手段9は破断す
ることはない。橋脚1と鋼板6との相対変位を許容する
ことなく繋ぎ止め、共に振動することとなる。
に加わると、図9に示すように、高さ方向中央にて破断
し、橋脚1と鋼板6との間に水平方向の相対変位を生じ
ることとなる。その後は、免震支承7,8により、桁
2,3は免震され、振動振幅が低減する。
よれば、地震時以外の常時には非免震状態と同等の振る
舞いをし、地震時に所定の大きさ以上の地震動が発生し
た場合には制震効果が十分ある免震状態となって橋梁の
振動減衰効果を高めるとともに固有周期を長周期化し、
比較的短周期の地震動の主要動による共振の発生を避け
るとともに、桁衝突を回避することができる橋梁免震装
置を提供することができる。
として免震支承を用いたが、免震手段が支承せずに他の
支承により鋼板を支承しても良い。
入り積層ゴム等、本発明を実施するに当たって好適なも
のを用いることができる。
さ等については、上記実施の形態に限定されるものでは
なく、本発明を実施するに当たって好適なものにするこ
とができる。
とを妨げるものではない。
点乃至を解決することができる。
実施の形態における構成を示す橋軸縦断視の断面図であ
る。
る構成を示す橋軸横断視の断面図である。
橋軸縦断視の断面図である。
視の断面図である。
震装置の一例としての摩擦ダンパの正弦波状に変化する
相対変位量と発生する抵抗力の関係を模式的にグラフ化
したものである。
態における構成を示す橋軸縦断視の断面図である。
る構成を示す橋軸横断視の断面図である。
震装置の一例としての粘性ダンパの正弦波状に変化する
相対変位量と発生する抵抗力の関係を模式的にグラフ化
したものである。
視の断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 1つの橋脚上で橋軸方向に向かい合う起
点方と終点方の2つの桁の橋軸方向に並ぶ2つの非免震
支承が固定される鋼板と、該鋼板と前記橋脚上面とを結
合する免震手段と、前記鋼板と前記橋脚上面とを固定す
るが、所定の大きさ以上の力が作用したときに前記固定
を解除する半固定手段とを備えたことを特徴とする橋梁
免震装置。 - 【請求項2】 前記鋼板と前記橋脚上面との水平方向相
対変位量に略比例した運動エネルギーを消費する制震装
置を設置したことを特徴とする、請求項1記載の橋梁免
震装置。 - 【請求項3】 前記鋼板と前記橋脚上面との水平方向相
対速度に略比例した運動エネルギーを消費する制震装置
を設置したことを特徴とする、請求項1又は2に記載の
橋梁免震装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3記載の橋梁免震装置を備
えた橋梁。 - 【請求項5】 1つの橋脚上で橋軸方向に向かい合う起
点方と終点方の2つの桁の橋軸方向に並ぶ2つの非免震
支承を1組として、該1組の非免震支承を固定し、固定
した1組の非免震支承と前記橋脚上面とを免震可能に結
合し、前記1組の非免震支承と前記橋脚上面とを固定
し、所定の大きさ以上の力が作用したとき前記固定を解
除することを特徴とする橋梁免震方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001247218A JP3854108B2 (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 橋梁免震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001247218A JP3854108B2 (ja) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | 橋梁免震装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003055913A true JP2003055913A (ja) | 2003-02-26 |
JP3854108B2 JP3854108B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008013924A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 桁橋の免震構造、架空構造物の免震構造 |
JP2016108932A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 脚柱構造体及び脚柱構造体の施工方法 |
JP2016108931A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 橋梁構造 |
JP2017096007A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 脚柱構造体 |
CN109750592A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-05-14 | 中铁十八局集团第二工程有限公司 | 桥梁伸缩缝处桥墩与桥梁的连接结构 |
CN111119040A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-05-08 | 郑州市公路工程公司 | 一种桥梁伸缩缝部位桥墩与桥梁的连接构件 |
CN113187116A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-30 | 重庆永昂实业有限公司 | 一种高架独柱车站的自动消能减震结构 |
-
2001
- 2001-08-16 JP JP2001247218A patent/JP3854108B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2017096007A (ja) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 脚柱構造体 |
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