JP2003082618A - 橋梁耐震補強方法 - Google Patents
橋梁耐震補強方法Info
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Abstract
補強できるようにし、下部工に対する補強を実質的に無
くす。 【解決手段】橋桁4,5と下部工1〜3とからなる橋梁
構造において、前記橋桁4,5の好ましくは慣性力作用
位置に、橋桁方向に沿って橋桁4,5に連結された振動
制御用ケーブル7を配設する。前記振動制御用ケーブル
7は、前記橋桁4.5区間において実質的に連続し両側
端部がそれぞれ地盤に定着されている。また、橋桁4,
5の支承をすべて可動支承に変更する。
Description
対する補強を実質的に無くしながら、構造系全体の耐震
性向上を図り得る橋梁耐震補強方法に関する。
策が必要に応じて行われている。現在では、前記耐震補
強対策として種々の方法が提案されかつ実用化されてい
るが、一般的に行われている耐震補強対策としては、例
えば鉄筋コンクリート巻立て工法、曲げ耐力制御式鋼板
巻立て工法、炭素繊維巻立て工法およびポリマーセメン
トモルタル巻立て工法などを挙げることができる。
橋脚の周囲に鉄筋コンクリートを巻立てる工法であり、
地震時保有水平耐力を大きく向上させる必要がある場合
に適するものである。次いで、前記曲げ耐力制御式鋼板
巻立て工法は、橋脚躯体を鋼板で巻き、鋼板と躯体コン
クリートを無収縮モルタルまたはエポキシ樹脂等により
一体化させると共に、橋脚基部では鋼板とフーチングと
の間に5〜10cmの間隙を設け、アンカー筋で鋼板をフ
ーチングに定着するものである。また前記炭素繊維巻立
て工法は既設橋脚の周囲に炭素繊維を巻立てる工法であ
り、ポリマーセメントモルタル巻立て工法は既設橋脚の
周囲に高強度のポリマーセメントモルタルを巻立てる工
法である。
の対策を施して地震時耐力を増加させるという工法は未
だ存在せず、橋桁に地震時水平力が作用することを前提
としながら、万が一橋桁が過大に変位した場合でも、橋
台または橋脚上から橋桁が落下しないよう支承縁端と下
部工上面縁端までの距離(支承縁端距離)の増大を図る
ため鉄筋コンクリートまたは鋼材成形体によって橋台ま
たは橋脚上面の拡幅を行ったり、連続桁では橋桁端部が
落下しないように、橋桁端部同士をPCケーブル等で連
結することなどが一般に行われている。
筋コンクリート巻立て工法は、維持管理性に優れるとと
もに、相対的に施工費が安価である点で最も多用されて
いる工法であるけれども、巻立て厚さが大きくなり、鉄
道や河川等の建築限界の制約があるところでは適用でき
ない場合がある。また、場所打ち施工のため、鉄道等の
施工上の制約が大きい場所では採用し得ないことがあ
る。
記鉄筋コンクリート巻立て工法よりも巻立て厚さがかな
り小さくできるため、建築限界の制約を受けることがな
くなるなどの利点を有する。しかし、鋼板を吊り上げ所
定の橋脚面に据え付けるためにクレーン等の重機設備を
必要とするため、鉄道に近接するなど施工上の制約が受
ける場合には採用し得ない。また、工場地帯や海岸地帯
などの腐食環境下では鋼材の腐食が進行し易いなど維持
管理面で問題がある。
が良好であるとともに、せん断耐力の乏しい橋脚に大き
な効果が望めるなどの利点を有するけれども、曲げ耐力
の向上には寄与し得ない。前記ポリマーセメントモルタ
ル巻立て工法は非常に小さい巻立て厚さで耐力の向上が
望めるけれども、材料単価が高く工事費が嵩むなどの問
題がある。
対して直接、補強対策を施すものであるため、例えば鉄
道に近接する下部工の場合には、鉄道建築限界を侵すた
め足場を常設することができない、或いは河川内の下部
工を補強する場合などは、締め切り工によって下部工を
露出させなければならず、工事が大掛かりとなるなどの
問題がある。
する補強対策のみで橋梁全体を耐震補強できるように
し、下部工に対する補強対策を実質的に不要とした橋梁
耐震補強方法を提供することにある。
に請求項1に係る本発明として、上部構造体と下部構造
体とからなる橋梁構造において、前記上部構造体に沿っ
て、該上部構造体に連結された振動制御用ケーブルを配
設するとともに、前記振動制御用ケーブルの少なくとも
外側他端を地盤若しくは橋梁構造系外の不動体に定着す
ることを特徴とする橋梁耐震補強方法が提供される。
御用ケーブルを上部構造体の慣性力作用位置に沿って配
置する請求項1記載の橋梁耐震補強方法が提供される。
御用ケーブルは、前記上部構造区間において実質的に連
続し、両側端部がそれぞれ地盤若しくは橋梁構造系外の
不動体に定着されている請求項1、2いずれかに記載の
橋梁耐震補強方法が提供される。
御用ケーブルは、前記上部構造区間において不連続と
し、不連続端部を下部構造体に定着している請求項1、
2いずれかに記載の橋梁耐震補強方法が提供される。
の支承をすべて可動支承に変更する請求項1〜4いずれ
かに記載の橋梁耐震補強方法が提供される。
て図面を参照しながら詳述する。
って補強を行った橋梁の縦断面図であり、図2は橋桁の
拡大側面図、図3は中間定着部の要部拡大図である。
構造の板桁であり、図面左側に配置された一方側橋台1
と、図面右側に配置された他方側橋台2と、これら両橋
台1,2間に配置された橋脚3とからなる下部構造体
と、前記一方側橋台1と橋脚3との間に架け渡された橋
桁4と、他方側橋台2と橋脚3との間に架け渡された橋
桁5からなる上部構造体とから構成されている。
他方側橋台2と橋脚3との間にはそれぞれ鉄道建築限界
6、6…によって示されるように鉄道が敷設されてい
る。
計画する場合、従来の下部工の周面に対する巻き立て工
法では、鉄道建築限界を侵すため足場を設置することが
できない。或いは、機電停止時間に限って作業を行う場
合には、その都度、架設足場を撤去しなければならない
などの問題が発生することになる。
を行うのでは無く、上部工に対して振動を制御する別の
不静定部材を追加することにより、構造系の振動特性を
大きく変化させ、地震時の挙動を最小限にすることを試
みた。
しくは橋桁4,5の慣性力作用位置に沿って、該橋桁
4,5に連結された振動制御用ケーブル7を配設すると
ともに、前記振動制御用ケーブル7の外側他端を地盤に
定着するようにする。このような耐震補強を行うことに
より、橋桁4,5の地震時慣性力が振動制御用ケーブル
7に伝達され地盤に逃がすことができるようになるとと
もに、振動制御用ケーブル7の伸び弾性により橋桁4,
5の変位が抑制されるようになるため下部工に対する外
力が大幅に低減されるようになり、結果的に下部工の補
強を成した場合と同様の効果を得ることができるように
なる。また、同時に前記振動制御用ケーブル7によって
桁の連続性が確保されるようになるため落橋防止も不要
となる。
よる耐震補強構造について詳述すると、図2に示される
ように、前記振動制御用ケーブル7が橋桁4,5の側面
に対して少なくとも1箇所以上、図示例では橋桁方向に
適宜の間隔をおいた複数点で連結され、橋桁4,5に作
用する地震時慣性力を振動制御用ケーブル7に伝達可能
とする。
を連結するには、中間連結金物8、8…を使用して行
う。この中間連結金物8は詳細には図3に示されるよう
に、補強板10と、定着金物11とからなるもので、橋
桁4,5のウエブ4a、5a側面に対して高力ボルト等
によって取付け、前記定着金物11の定着板11aに前
記振動制御用ケーブル7を定着させるようにする。な
お、前記補強板10は前記ウエブ4a、5aの局部座屈
を防止するための補強部材である。
1,2の背面側において、所定の曲率半径で地盤深部側
方向に湾曲し、そのまま直線的に延在され、固結体12
によって地盤に定着される。前記曲率部では、橋台1,
2の背面側にケーブルサドル9,9を固定し、振動制御
用ケーブル7を湾曲線に沿って支持するようにしてい
る。
桁方向に1本としたが、橋梁規模に応じて、または振動
特性を任意的に制御するため、複数本のケーブルを配設
するようにしてもよい。また、地震時に僅かな変位があ
った場合でも迅速に橋桁4,5の慣性力を振動制御用ケ
ーブル7に伝達可能とするため、ケーブル7には僅かで
も初期導入張力を与えるようにするのが望ましい。
ル7が橋桁4,5の水平方向の弾性支承として機能する
ようになるため、橋桁4,5を支持するすべての支承を
滑り支承とすることが可能となり、かつこのような支承
構造を採用することにより下部工へ伝達される水平力を
大幅に低減できるようになる。具体的には図4に示され
るように、橋台1,2または橋脚3上の桁支持部におい
て、ベースプレート13の上面側に鉛直支持用ゴム沓を
積層するとともに、その上面側に四フッ化エチレン樹脂
を塗工した鋼板を配設し、橋桁4,5を支持するように
する。この可動支承化は、特に橋脚高さが高い場合には
特に有効な補強対策となる。
ブル7を橋桁4,5に沿って連続させるようにしたが、
図5に示されるように、前記橋桁区間において不連続と
し、不連続端部を下部構造体、例えば橋脚3に定着する
こともできる。この場合も、曲率部にはケーブルサドル
16,16を橋桁側面に固定し、ケーブル7を支持する
ようにする。
定着については、地盤以外に、例えば図6に示されるよ
うに、地盤内に設けたコンクリートアンカー体等の不動
体17に定着するようにしてもよい。
方法による耐震補強効果の確認を行った。図7に示され
るように、A1橋台の死荷重;1000kN、P1橋脚
の死荷重;2000kN、A2橋台の死荷重;1000
kNとし、桁支持条件はA1橋台およびA2橋台を固定
支承、P1橋脚を可動支承の条件とした。その照査結果
を表1に示す。
きな効果があることが確認された。
工に対する補強対策のみで橋梁全体を耐震補強できるよ
うになり、下部工に対する補強を実質的に無くすことが
可能となる。したがって、鉄道近接橋梁または河川内橋
梁など施工条件が著しく厳しい場合であっても容易に補
強対策が行えるようになる。
行った橋梁の縦断面図である。
る場合の構造例図である。
る場合の構造例図である。
る。
限界、7…振動制御用ケーブル、8…中間連結金物、9
・16…ケーブルサドル、17…不動体
Claims (5)
- 【請求項1】上部構造体と下部構造体とからなる橋梁構
造において、前記上部構造体に沿って、該上部構造体に
連結された振動制御用ケーブルを配設するとともに、前
記振動制御用ケーブルの少なくとも外側他端を地盤若し
くは橋梁構造系外の不動体に定着することを特徴とする
橋梁耐震補強方法。 - 【請求項2】前記振動制御用ケーブルを上部構造体の慣
性力作用位置に沿って配置する請求項1記載の橋梁耐震
補強方法。 - 【請求項3】前記振動制御用ケーブルは、前記上部構造
区間において実質的に連続し、両側端部がそれぞれ地盤
若しくは橋梁構造系外の不動体に定着されている請求項
1、2いずれかに記載の橋梁耐震補強方法。 - 【請求項4】前記振動制御用ケーブルは、前記上部構造
区間において不連続とし、不連続端部を下部構造体に定
着している請求項1、2いずれかに記載の橋梁耐震補強
方法。 - 【請求項5】上部構造体の支承をすべて可動支承に変更
する請求項1〜4いずれかに記載の橋梁耐震補強方法。
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JP2015055082A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 土圧低減による橋台の耐震補強方法 |
JP2015055085A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 落橋を防止するための斜橋の耐震補強方法 |
JP2015055083A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 土圧低減による斜角橋台の耐震補強方法 |
JP2015055084A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 落橋を防止するための橋の耐震補強方法 |
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CN109235237A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-18 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种高烈度地震区高墩桥梁抗震系统 |
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-
2001
- 2001-09-11 JP JP2001275628A patent/JP3748525B2/ja not_active Expired - Fee Related
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