JP2004169348A

JP2004169348A - Movement limiter for bridge having trigger function and bridge system base isolation system having movement limiter

Info

Publication number: JP2004169348A
Application number: JP2002334642A
Authority: JP
Inventors: Fumiaki Johan; 文昭上半; Kenji Tomita; 健司富田; Takahito Nakamura; 崇仁仲村
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movement limiter, which permits the temperature expansion-contraction displacement of a bridge girder but prevents a displacement by a small-scale earthquake and displays base-isolation working in a large-scale earthquake and applies a dispersion base-isolation mechanism, in which a base-isolation supporter is used, to a railway bridge. <P>SOLUTION: A constricted section 10 is formed to a restraint pin 1 disposed in the bridge-axis rectangular direction at an interval, the restraint pin is held in a restraint by a lower clamp plate 5 interlocked with a lower structure B and the restraint pin 1 is held in the presence of a horizontal moving region by an upper clamp plate 6 interlocked with an upper structure G. The upper clamp plate 6 is abutted and contacted between the constricted section 10 of the restraint pin 1 by the excess movement of the bridge girder by the earthquake, and the restraint pin is broken in the constricted section by pure shear force. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋桁などの上部構造の荷重を橋脚・橋台などの下部構造に伝達する支承を備えてなる橋梁構造物系において、上部構造と下部構造との間に介装され、過大な変位荷重が作用したとき上部構造の移動を制限するいわゆる橋梁構造物用移動制限装置に関し、更に詳しくは、トリガー機能が付加されてなる橋梁構造物用移動制限装置に関する。
本発明は特には、免震支持機能を有する支承装置と併設され鉄道橋に適用されて好適な移動制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁系において、地震動による橋桁の異常変位並びにその落橋を阻止するため、当該橋梁系に用いられる移動制限機構としては、
▲１▼支承とは別に設けられるアンカーバーによるもの、また、
▲２▼支承における上沓又は上鋼板の側面に切欠き凹部を形成し、この切欠き凹部内に下部構造に固定されるサイドブロックを所定間隔を存して配し、この切欠き凹部とサイドブロックとを衝突させるもの、
が存する。
しかし、これらの移動制限機構は、地震力により当該部分すなわちアンカーバーあるいは上沓・上鋼板の切欠き凹部が大きく破損し、変形を受けることになる。この破損・変形のため、アンカーバーと他の橋梁部位とが、あるいは上沓・上鋼板の側面とサイドブロックの側面とが相互に干渉し、上部構造物が元の位置に復帰しない事態に立ち到ることにもなる。
更には、破損の生じたアンカーバーあるいは上沓・上鋼板及びサイドブロックの取替えのため、橋桁をジャッキアップする等大掛かりな作業を必要とし、工期の長期化とともに工費の高騰化の要因となるばかりでなく、その取替え作業の遅れにより再度生じる地震に対処できない。
【０００３】
一方、近年、橋桁の支持体として、鉛プラグ入り積層ゴム支承のいわゆる免震支持装置が採用され、これにより橋梁系の分散免震が図られ、新たな橋梁系の免震機構として普及しつつある。当該免震支持装置によれば、小規模地震から大規模地震に至るまで良好な減衰作用を発揮し、この特性を活用することから特には移動制限機構が設けられることはない。
しかしながら、この分散免震機構の鉄道橋への適用に当っては、多発する小規模地震にも作動する免震支持装置の性質から、橋桁相互間において生ずるずれ変位により、橋桁の継目部でレールの齟齬（角折れ、目違い）が惹起され、脱線につながる危険性があり、その適用の隘路となっている。更に、上記の橋桁相互間のずれ変位は、積層ゴム体のせん断変形に伴う鉛直変位も鉄道橋においては無視できないものがあり、その適用に付き一層の慎重さが要請されるものとなっている。
【０００４】
なお、建造物用の移動制限装置において、移動を拘束する部材の破断をもってトリガー機能を発揮するものがある（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この公知技術においては、その拘束部材は破断部位が１箇所となっており、曲げ作用が加わり、良好なせん断力が得られない欠点がある。また、建造物においては全方向の拘束となり、橋梁への適用には不都合がある。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭６３−３４２７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、免震支持装置が使用される分散免震機構の鉄道橋への適用をなし得る移動制限装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、移動制限装置を有する橋梁系の免震システムを提供することも他の目的とする。
本発明は更に、鉄道橋に限定されない移動制限装置も提供することを目的とする。
本発明はこのため、上部構造の温度伸縮変位を許容するが、小規模地震による変位を阻止し、大規模地震に免震を発揮させるとの着想のもとにその実現を図ったものである。
本発明は更に、純せん断破断によるトリガー作用の発揮によりこの目的を達成したものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１はトリガー機能を有する橋梁用移動制限装置であって、次の構成を採る。
すなわち、橋桁などの上部構造の荷重を橋脚などの下部構造に伝達する弾性支承を備えてなる橋梁構造系において、上部構造と下部構造との間に介装され、前記上部構造の移動を制限する移動制限装置であって、
前記上部構造の移動の卓越する方向に直交して水平を保持して配される拘束ピン；該拘束ピンを拘束的に抱持する下クランプ板を有し、下部構造に連動する下部クランプ部；該拘束ピンを水平の移動域を存して抱持する上クランプ板を有し、上部構造に連動する上部クランプ部；を備え、
前記拘束ピンには間隔を隔ててくびれ部が形成され、
前記上部構造の過大な移動において前記上クランプ板が前記拘束ピンのくびれ部間に衝接し、該拘束ピンは前記くびれ部をもって破断される、
ことを特徴とする。
上記構成において、「移動の卓越する方向」は通常には橋軸方向を云うが、それに限定されない。また、「くびれ部」は以下の実施形態で示される切欠き溝あるいは断面欠損部と同意義である。
本発明において、
▲１▼この第１発明に付加され、上クランプ板は、拘束ピンに対し、支承の弾性沈下（クリープ変形量及び荷重変動分を含む）による上部構造の沈み込み量を許容するすき間を保持すること、▲２▼弾性支承に限定されることのない構成、
は更に別の発明を構成する。
更に、上記構成において、
▲１▼下クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による下方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲２▼上クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による上方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲３▼拘束ピンは円形断面、四角形断面、多角形断面のいずれの態様を採りうること、
▲４▼上クランプ板の抱持部に２条の作用点となる突条を形成すること、
▲５▼拘束ピンに２条の作用点となる突条を形成すること、
は適宜採択される事項である。
【０００８】
本発明の第２はトリガー機能を有する橋梁用移動制限装置を備えてなる構造物系の免震システムであって、次の構成を採る。
すなわち、橋桁などの上部構造と橋脚などの下部構造との間に介装され、少なくとも、前記上部構造の荷重を支持する機構と、該上部構造の移動を吸収するダンパー機構と、該上部構造の移動を制限する移動制限機構とを備えてなる構造物系の免震システムにおいて、
前記移動制限機構は、前記上部構造の移動の卓越する方向に直交して水平を保持して配される拘束ピン；該拘束ピンを拘束的に抱持する下クランプ板を有し、下部構造に連動する下部クランプ部；該拘束ピンを水平の移動域を存して抱持する上クランプ板を有し、上部構造に連動する上部クランプ部；を備え、
前記拘束ピンには間隔を隔ててくびれ部が形成され、
前記上部構造の過大な移動において前記上クランプ板が前記拘束ピンのくびれ部間に衝接し、該拘束ピンは前記くびれ部をもって破断される、
ことを特徴とする。
上記構成において、「移動の卓越する方向」は通常には橋軸方向を云うが、それに限定されない。また、「くびれ部」は以下の実施形態で示される切欠き溝あるいは断面欠損部と同意義である。
本発明において、
▲１▼この第２発明に付加され、上クランプ板は、拘束ピンに対し、支承の弾性沈下（クリープ変形量及び荷重変動分を含む）による上部構造の沈み込み量を許容するすき間を保持すること、は更に別の発明を構成する。
更に、上記構成において、
▲１▼下クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による下方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲２▼上クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による上方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲３▼拘束ピンは円形断面、四角形断面、多角形断面のいずれの態様を採りうること、
▲４▼上クランプ板の抱持部に２条の作用点となる突条を形成すること、
▲５▼拘束ピンに２条の作用点となる突条を形成すること、
は適宜採択される事項である。
【０００９】
（作用）
（１）常時
常時すなわち地震動あるいは強風等の作用しないとき、温度変化などにより上部構造が長手（橋軸）方向に伸縮するとき、拘束ピンは下クランプ板を介して不動に保持され、上クランプ板は拘束ピンに対し所定の間隔で保持されており、この変位を許容する。
そして、支承の変位機能を拘束することはない。
（２）地震時
地震による振動性の強制外力あるいは強風、鉄道車輌の制動等の一時的な衝撃による強制外力が作用すると、下部構造と上部構造との間で相対変位が生じ、上部構造は固有周期で水平方向へ振動変位する。
しかして、当該強制外力が設計許容値に至るまでは、拘束ピンは上クランプ板の許容間隔内で変位する。当該強制外力が許容値に達するものであるとき、上クランプ板は拘束ピンに衝接し、変位は阻止される。
当該強制外力が更に増大し、設計値を超えて過大なものとなるとき、拘束ピンのくびれ部の許容耐力値を超え、くびれ部で破断する。
すなわち、上クランプ板は一定幅をもって拘束ピンに衝接するが、上クランプ板の両端は拘束ピンのくびれ部に近接したものとなっており、拘束ピンに曲げモーメントを生じることなく、純せん断力をもってくびれ部の細径断面を破断する。すなわち、くびれ部は２箇所において２面せん断により破断される。
これにより、トリガー解放時の特性の安定化が図られ、引き続き支承の機能が持続し、かつ、復帰作用も図られる。
【００１０】
本発明の第３はトリガー機能を有する移動制限装置を備えた橋梁系の免震集合支承であって、次の構成を採る。
橋桁などの上部構造と橋脚などの下部構造との間に介装され、中間の受台を介して上部の常支承系と下部の免震支承系とから構成される集合支承であって、
前記常支承系は、上部構造を支持する固定支承及び可動支承のいずれか、あるいは両支承が選ばれ、
前記免震支承系は、移動制限装置を挟んで、荷重支持機能を有するとともに水平せん断変形を受けて減衰機能を発揮する免震支持装置が上部構造の移動の卓越する方向に相並んで配され、
前記移動制限装置は、前記上部構造の移動の卓越する方向に直交して水平を保持して配される拘束ピン；該拘束ピンを拘束的に抱持する下クランプ板を有し、下部構造に連動する下部クランプ部；該拘束ピンを鉛直方向の移動域を存して抱持する上クランプ板を有し、受台に固設される上部クランプ部；を備え、
前記拘束ピンには間隔を隔ててくびれ部が形成され、
前記上部構造の過大な移動において前記上クランプ板が前記拘束ピンのくびれ部間に衝接し、該拘束ピンは前記くびれ部をもって破断される、
ことを特徴とする。
上記構成において、「移動の卓越する方向」は通常には橋軸方向を云うが、それに限定されない。また、「くびれ部」は以下の実施形態で示される切欠き溝あるいは断面欠損部と同意義である。
本発明において、
▲１▼この第３発明に付加され、上クランプ板は、拘束ピンに対し、支承の弾性沈下（クリープ変形量及び荷重変動分を含む）による上部構造の沈み込み量を許容するすき間を保持すること、▲２▼弾性支承に限定されることのない構成、
は更に別の発明を構成する。
更に、上記構成において、
▲１▼下クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による下方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲２▼上クランプ板の拘束ピンに対する抱持は溝による上方からの抱持の態様、あるいは孔による抱持の態様、
▲３▼拘束ピンは円形断面、四角形断面、多角形断面のいずれの態様を採りうること、
▲４▼上クランプ板の抱持部に２条の作用点となる突条を形成すること、
▲５▼拘束ピンに２条の作用点となる突条を形成すること、
は適宜採択される事項である。
【００１１】
本橋梁系の免震集合支承は常時並びに地震時において次のように作用する。
（１）常時
常時すなわち地震動の作用しないとき、上部構造は上載荷重を受けて曲げ変形を受け、また、温度変化などにより上部構造が橋軸方向に伸縮するとき、上部の常支承系においては、固定支承部で曲げ変形による回転変位を吸収し、可動支承部で曲げ変形による回転変位並びに伸縮変位を吸収する。この結果、当該常時における上部構造に生じる変位は下部の免震支承系に伝達されない。
このとき、免震支承系においては、移動制限装置の上クランプ板は拘束ピンに対し橋軸水平方向には当接し、鉛直方向には所定の間隔を保持し、応力は生じない。免震支持装置は縦剛性により固定支承部及び可動支承部から伝達される上部構造の荷重を支持し、下部構造に伝達する。
（２）小・中規模地震時
地震による振動性の強制外力あるいは一時的な衝撃（強風、鉄道車輌による制動）による強制外力が作用すると、下部構造と上部構造との間で相対変位が生じ、上部構造は固有周期をもって水平方向へ振動変位する。この変位は橋軸方向が卓越する。
しかして、当該強制外力が設計許容値に至るまでは、本集合支承の常支承系においては、固定支承部及び可動支承部で振動変位を拘束する。すなわち，固定支承部はその構造自体によって、また、可動支承部はサイドブロック等の移動制限構造によって移動が制限される。
一方、免震支承系においては、移動制限装置の拘束ピンは上クランプ板に拘束され、拘束ピンはこの衝撃を伴う強制外力に抵抗し、上クランプ板ひいては該上クランプ板と一体となっている受台・常支承系を介して上部構造の変位を阻止する。免震支持装置は引き続き縦剛性により固定支承部及び可動支承部から伝達される上部構造の荷重を支持し下部構造に伝達する。
これにより、上部構造、すなわち橋桁相互の変位が阻止される。
なお又、地震に伴う縦振動に付いては、免震支承系において、移動制限装置の上クランプ板は拘束ピンに対して所定の間隙を有し、該縦変位を許容する。
（３）大規模地震時
上記強制外力が設計値を超えて過大なものとなるとき、換言すれば大規模地震に対するとき、本集合支承においてはその常支承系はロック機能を持続するとともに、免震支承系はその移動制限装置の切欠き溝の許容耐力値を超え、切欠き溝で破断する。
すなわち、移動制限装置において、上クランプ板は凹溝の幅をもって拘束ピンに衝接するが、上クランプ板の両端は拘束ピンの切欠き溝に近接したものとなっており、拘束ピンに曲げモーメントを生じることなく、純せん断力をもって切欠き溝の細径断面すなわち断面欠損部を破断する。すなわち、切欠き溝は２箇所において２面せん断により破断される。これにより、トリガー解放時の特性の安定化が図られる。
次いで、拘束ピンの破断により、免震支持装置は変位が開放され、その免震機能を発揮し、振動エネルギーを吸収し、速やかに減衰させる。
しかして、この切欠き溝における破断は他に波及せず、該切欠き溝のみの破断であるので、当該破断部分での干渉もなく、変形も他に波及しない。
そして、免震支持装置の復帰機能により上部構造は元位置へ復帰がなされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のトリガー機能を有する橋梁用移動制限装置及び移動制限装置を有する橋梁系の免震システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図７はトリガー機能を有する橋梁用移動制限装置の一実施形態（第１実施形態）を示す。
すなわち、図１〜図４は本装置の全体構成を示し、図５〜図６はその部分構成を示す。
図において、Ｇは橋梁における橋桁等の上部構造であり、Ｂは橋脚・橋台等の下部構造である。また、Ｘは橋軸方向を示し、Ｙは橋軸直角方向を示す。
【００１３】
図１〜図４は、本トリガー機能を有する橋梁用移動制限装置（以下「トリガー装置」という）Ｔの全体構成を示す。なお言えば、図１は本トリガー装置ＴのＹ方向（橋軸直角方向）に沿う側面構成及び縦断面構成を示し、図２は水平断面構成を示し、図３及び図４はＸ方向（橋軸方向）に沿う側面構成及び横断面構成を示す。
本トリガー装置Ｔは上部構造Ｇの支持作用はなく、支持装置すなわち支承（本実施形態では免震支持装置）に併置されて使用される。
【００１４】
これらの図に示されるように、本トリガー装置Ｔは、中心に水平を維持して配される拘束ピン１と、該拘束ピン１を下方から抱持し下部構造に連動する下部クランプ部２と、該拘束ピン１を上方から抱持し上部構造に連動する上部クランプ部３と、からなり、更には、下部クランプ部２における鍔付きブッシュ４を含む。なお、拘束ピン１はそのピン軸をＹ方向（橋軸直角方向）に沿って配され、下部クランプ部２の主体をなし左右に相離れて配される下クランプ板５と上部クランプ部３の主体をなす上クランプ板６とは所定間隔を保つ。
また、本装置Ｔを構成する部材は特に断らない限り鉄製よりなるものである。
【００１５】
以下、各部の構成に付き、更に図５〜図７を参照しつつ詳細に説明する。
拘束ピン１（図１〜図５参照）
拘束ピン１は、鉄製をもって直円柱状に形成され、その中央の対称軸をもって対称形を保つ。中心位置より同一距離をもってそれぞれ切欠き溝１０が円周状に凹設され、これらの切欠き溝１０の間隔はＬをなす。切欠き溝１０はすなわち断面欠損部であり、外力に対し該部より破断する。
拘束ピン１はその素材を鉄製とし、好ましくは鋳鉄が選ばれるが、鋼を除外するものではない。更には、その素材をアルミニウムなどの他の金属、更には硬質の合成樹脂素材に替えることもできる。
図５はその拘束ピン１を取り出して示したものである。切欠き溝１０は本実施形態では平行溝の底部がＶカットされてなるが、その他、Ｖ溝、Ｕ溝などを除外するものではない。また、該拘束ピン１は必ずしも一定径の直円柱状に形成される必要はなく、大径部分及び小径部分を含んでもよく、要は中心位置より対称形を保つことが必要である。すなわち、端部が小径部とされ、該部に後記する鍔付きブッシュ４が嵌装され、鍔付きブッシュにより径の調整が図られる。
【００１６】
下部クランプ部２（図１〜図４、図６参照）
下部クランプ部２は、下部構造Ｂに直接固設される下部取付け鋼板１２上に２つの下クランプ板５が所定の間隔をもって相隔てて立設されてなる。図例では下クランプ板５は下部取付け鋼板１２に、例えば溶接をもって固設された別体を採るが、他の取付け手段、例えば取付けボルトによることを除外するものではなく、更には、下クランプ板５と下部取付け鋼板１２とは一体成形されることが好ましい。
下クランプ板５は、一定厚の剛性の板状体をなし、上方に向けて開く凹溝１３を有する。凹溝１３の底部１３ａは一定半径の円弧状をなし、該底部１３ａより上方部１３ｂは上方へ向けて若干の開き角度をもって形成される。しかし、該上方部１３ｂは垂直を保ってもよい。
そして、この該凹溝１３の底部１３ａに鍔付きブッシュ４が密着状に嵌装着される。
鍔付きブッシュ４は、図６に示すように、円筒部４ａと鍔部４ｂとからなる。円筒部４ａの内孔には拘束ピン１が強嵌挿される。また、鍔部４ｂは下クランプ板５の外壁面に当接する。該鍔付きブッシュ４は、拘束ピン１の下クランプ板５への取付けを強固にするものである。このため、該鍔付きブッシュ４の鍔部４ｂを介して下クランプ板５へ固定手段をもって固定する態様を採るものとする。そして又、拘束ピン１のピン軸方向への移動を阻止する。
【００１７】
上部クランプ部３（図１、図２、図４参照）
上部クランプ部３は、上部構造Ｇに直接固設される上部取付け鋼板１５の下面に上クランプ板６が垂設されて固設されてなる。図例では上クランプ板６は上部取付け鋼板１５に、例えば溶接をもって固設された別体を採るが、他の取付け手段、例えば取付けボルトによることを除外するものではなく、更には、上クランプ板６と上部取付け鋼板１５とは一体成形されることが好ましい。
上クランプ板６は、一定厚の剛性の板状体をなし、下方に向けて開く凹溝１６を有し、該凹溝１６内に拘束ピン１が所定の間隙を存して抱持される。
すなわち、該上クランプ板６の厚さは下クランプ板５よりも厚いものであるが、その厚さＭは所定の中立位置で拘束ピン１の切欠き溝１０へ可及的接近する寸法を採る。更には、該上クランプ板６が拘束ピン１と衝接した際にも破損しない厚さとされる。
また、凹溝１６（頂部１６ａ、側部１６ｂ）と拘束ピン１との距離関係に付いては、凹溝１６の側部１６ｂと拘束ピン１とは片側に間隔α（両側では２α）を保持し、橋軸への水平移動域を許容し、凹溝１６の頂部１６ａと拘束ピン１とは間隔βを保持し、上下への変位域を許容する。
【００１８】
（アンカーボルト１８，１９）
下部クランプ部２及び上部クランプ部３は、それぞれ、取付け鋼板１２，１５を介して下部構造Ｂ、上部構造Ｇに定着される。
すなわち、取付け鋼板１２，１５にはボルト挿通孔が穿設され、下部構造Ｂ、上部構造Ｇに埋設したアンカーボルト１８，１９が該ボルト挿通孔に挿通され、ナット２０，２１を締め込んで定着をなす。
【００１９】
（寸法関係）
本トリガー装置Ｔにおける各部材相互の寸法関係は以下のとおりである。
先ず、拘束ピン１の切欠き溝１０間の距離Ｌ内に上クランプ板６の厚さＭが入り、その差分距離２Ｎは可及的小さくされる。すなわち、上クランプ板６の端部を可及的切欠き溝１０に近づけることにより、純せん断力を得ることができる。また、上クランプ板６の凹溝１６と拘束ピン１とは一定の間隔を保持し、中立状態で水平方向の橋軸方向（Ｘ）には片側に間隔α（両側では２α）、上方には間隔βを保つ。そして、αは常時すなわち地震の作用しない状態での上部構造Ｇの温度伸縮に伴う橋軸方向移動を許容する間隔に保持される。また、βは同じく常時での上部構造Ｇの橋軸方向移動に伴う沈み込み量を許容する間隔に保持される。
図７はこの寸法関係を保ってなされる本トリガー装置Ｔの変位状態を示す。
図において、下部クランプ部２は下部構造Ｂに連動し、上部クランプ部３は上部構造Ｇに連動する。今、上部構造Ｇがイ方向に移動したとき、その移動はαで拘束ピン１に当接し、それ以上の移動は阻止される。この移動は逆方向にも起りうることは勿論である。
【００２０】
配置関係（図８〜図１０参照）
図８に、本トリガー装置Ｔの橋梁系での配設の一例を示す。
図において、Ｂ１，Ｂ２は下部構造としての橋台及び橋脚、Ｇは上部構造としての橋桁である。
更に、Ｓは支承であって、橋桁Ｇの荷重を支持し、橋台・橋脚Ｂ１，Ｂ２に伝達するとともに、橋桁Ｇの回転並びに伸縮変位を吸収する。
図示されるように、支承Ｓは橋桁Ｇを安定的に支持すべく橋台・橋脚Ｂ１，Ｂ２において対称を保って複数配され、本トリガー装置Ｔは各橋台・橋脚Ｂ１，Ｂ２の中央に単数配される。勿論、本トリガー装置Ｔを各支承Ｓに対となって配し、各橋台・橋脚Ｂ１，Ｂ２に複数配することを妨げるものではない。
更に、支承Ｓは橋台Ｂ１、橋脚Ｂ２に３個もしくはそれ以上に配されてもよく、それに応じて本トリガー装置Ｔも３以上に配される態様を採りうる。留意すべくは、これらの支承Ｓ、トリガー装置Ｔは均衡を保って配されることである。
【００２１】
図９・図１０には支承Ｓの構成の一例を示す。
本支承Ｓはいわゆる免震支持装置であって、ゴム及び薄鋼板の積層ゴム体に鉛プラグの埋め込まれたいわゆる鉛プラグ入り積層ゴム体を主体となし、鋼板よりなる上沓と下沓とが一体に固設されるとともに、該上沓及び下沓を介して上部構造Ｇ及び下部構造Ｂに取り付けられる。
もっと詳しくは、本支承Ｓは、薄鋼板２３とゴム層２４とを多層に積層して加硫成形により一体成形されたいわゆる積層ゴム体２５を主体とし、上部及び下部には厚鋼板の上面板２６及び下面板２７が一体に配され、更には、該積層ゴム体２５中に複数（図例では４）の鉛プラグ２８が対称を保って埋め込まれている。本支承Ｓはこの構成により、縦剛性が大きく高い耐荷重性を示すとともに、ゴム層により横（水平）剛性が小さく容易に水平変位を許容するとともに変形に対する復帰作用を発揮する。そして又、鉛プラグ２８により減衰作用すなわちダンパー作用を発揮する。
上沓３０の上面にはアンカー鋼材（図示せず）が固設され、上沓３０はこのアンカー鋼材により上部構造Ｇに固定され、一体性を保持する。
下沓３１の下面にはアンカー鋼材（図示せず）が固設され、下沓３１はこのアンカー鋼材により下部構造Ｂに固定され、一体性を保持する。
以上のとおり、本支承Ｓは弾性復帰機能を持つ外、ダンパー機能を有し、いわゆる免震支承を構成する。
【００２２】
（実施形態の作用）
本実施形態のトリガー装置Ｔは、本トリガー装置Ｔと併設される免震支持装置Ｓとともに以下の作用を発揮する。
すなわち、本免震支持装置Ｓは上部構造Ｇの荷重の支持機能、上部構造Ｇの変位吸収機能、ダンパー機能、更には初期位置への復帰機能を有するものであり、本トリガー装置Ｔはその余の機能を荷う。
【００２３】
（１）常時
常時すなわち地震動の作用しないとき、上部構造Ｇは上載荷重を受けて曲げ変形を受けるが、免震支持装置Ｓにより該上部構造Ｇの曲げを許容するとともにその大きな縦剛性により上部構造Ｇの荷重を支持し、下部構造Ｂに伝達する。このとき、本トリガー装置Ｔは定位置（中立）状態をとり、上クランプ板６は拘束ピン１に対し所定の間隔α，βを保持する。
また、常時における温度変化などにより上部構造Ｇが橋軸方向（Ｘ方向）に伸縮するとき、免震支持装置Ｓはゴム層２４による横変位特性によりこの伸縮変位に追従する。このとき、この変位は所定の許容間隔内でなされる。本トリガー装置Ｔにおいては、拘束ピン１は下クランプ板５を介して不動に保持される一方、上クランプ板６は凹溝１６内で拘束ピン１に対し橋軸方向のどの方向に対しても移動可能に所定の間隔で保持されており、拘束ピン１は拘束されることはなく、この変位を許容する。
これにより、上部構造Ｇは抵抗応力を受けることなく自由に変位する。
上部構造Ｇの橋軸方向への変位において、免震支持装置Ｓの積層ゴム体はせん断変形を受け、鉛直方向の沈み込みをなすが、本トリガー装置Ｔの上クランプ板５においては、拘束ピン１と上下方向にβだけ余裕をもって遊隙を存するので、本トリガー装置Ｔはこの変位を拘束することはない。
【００２４】
（２）小規模地震時
地震による振動性の強制外力あるいは一時的な衝撃（強風、鉄道車輌による制動）による強制外力が作用すると、下部構造Ｂと上部構造Ｇとの間で相対変位が生じ、上部構造Ｇは固有周期をもって水平方向へ振動変位する。この変位は橋軸方向（Ｘ）が卓越する。
しかして、当該強制外力が設計許容値に至るまでは、拘束ピン１は上クランプ板６の許容間隔α内で変位する。また、免震支持装置Ｓにおけるゴム層２４及び鉛プラグ２８はこの振動エネルギーを吸収し、速やかに減衰させる。
【００２５】
（２ａ）
地震力が更に増大し、強制外力が許容値に達するとき、換言すれば、中規模地震に対するとき、上クランプ板６は拘束ピン１に衝接する状態となる。拘束ピン１はこの衝撃力に抵抗し、上クランプ板６ひいては該上クランプ板６と一体となっている上部構造Ｇの変位は阻止される。上部構造Ｇの水平振動変位の間、免震支持装置Ｓのゴム層２４及び鉛プラグ２８による減衰作用は持続し、該振動は速やかに減衰する。
【００２６】
（３）大規模地震時
上記強制外力が設計値を超えて過大なものとなるとき、換言すれば大規模地震に対するとき、拘束ピン１の切欠き溝１０の許容耐力値を超え、切欠き溝１０で破断する。
（破断のメカニズム）
上クランプ板６は凹溝１６の幅Ｍをもって拘束ピン１に衝接するが、上クランプ板６の両端は拘束ピン１の切欠き溝１０に近接したものとなっており、拘束ピン１に曲げモーメントを生じることなく、純せん断力をもって切欠き溝１０の細径断面すなわち断面欠損部を破断する。すなわち、切欠き溝１０は２箇所において２面せん断により破断される。
これにより、トリガー解放時の特性の安定化が図られる。
破断を通じて、また破断後、免震支持装置Ｓは機能を続ける。
すなわち、免震支持装置Ｓにおけるゴム層２４及び鉛プラグ２８はこの振動エネルギーを吸収し、速やかに減衰させる。
しかして、この切欠き溝１０における破断は他に波及せず、該切欠き溝１０のみの破断であるので、当該破断部分での干渉もなく、変形も他に波及しない。そして、支承Ｓの機能により上部構造Ｇは元位置へ復帰がなされる。
なお、拘束ピン１の円周面上に形成された突条（後記する３３）によっては、上クランプ板６との衝接位置が特定され、従って作用点が一定となり、同一の破断力が切欠き溝１０に作用することになる。
【００２７】
（４）破断後の処置
その後、破断された拘束ピン１の残部は取り外され、新たな拘束ピン１を取替え、次の地震動に備える。
【００２８】
（実施形態の効果）
本実施形態のトリガー装置Ｔによれば、小規模地震、その他の鉄道車輌の制動力、風荷重などの強制外力による橋桁の変位を制限し、大規模地震においては拘束を解き、引き続き本装置以外の免震支持装置Ｓその他の装置の機能を持続させるので、橋桁相互間に生じる齟齬を極力阻止でき、免震支持装置による鉄道橋への免震システム化が可能となる。
また、本トリガー装置Ｔにおける拘束ピン１の切欠き溝１０の破断メカニズムは、曲げモーメントを極力抑え、純せん断によるので、変形を他の部位に波及させず、当該部位を速やかに破断させ、これによりトリガー解放時の特性が安定化することとなる。
なお更に、拘束ピン１と上クランプ板６との間隔を適宜に採ることができ、対応する地震動に対し設計上において自在に対処することができる。
また、本トリガー装置Ｔの拘束ピン１によれば、その径・長さ・切欠き溝１０の深さ等を適宜に決めることにより、対応する地震動に対し設計上において自在に対処することができる。
そして、対処する地震に対して拘束ピン１のみが破壊され、破壊箇所が特定され、その余の部位は破損されず、支承のみならず橋梁全体の保全が長期にわたって持続される。また、拘束ピン１の取替え作業は容易かつ迅速になされ、製作費のみならず取替え工事費用の低減に寄与するばかりでなく、次の地震動に迅速に備えることができ、安全性が保証される。
【００２９】
（他の態様）
▲１▼ 叙上の態様においては拘束ピン１は上クランプ板６の幅面に衝接して破断される態様を採ったが、図１１の（ａ）図に示すように拘束ピン１に突条３３を円周方向に設け、該突条３３に上クランプ板６を衝接させる態様、また、その（ｂ）図に示すように、上クランプ板６に突条３４を設け、該突条３４をもって拘束ピン１に衝接させる態様を採ってもよい。
そして、これらの態様によれば、拘束ピン１への作用点が特定化され、かつ、切欠き溝１０へ純せん力が作用する。
▲２▼ 叙上の態様では、拘束ピン１は、下クランプ板５及び上クランプ板６に凹溝をもって抱持される態様を採ったが、下クランプ板５に形成された孔に抱持されることもできる。
図１２・図１３はその一態様を示し、下クランプ板５に円孔３５が開設され、該孔３５にクランプロックＬが外方から装着される。該クランプロックＬは、内輪３６、外輪３７及び締付けボルト３８よりなり、内輪３６と外輪３７とは所定のテーパ勾配（通常４°）で接する。内輪３６はテーパ部において複数のスリット３６ａが縦設され、縮径可能とされ、また外輪３７は一つ割のリングをなし、拡径可能となっている。内輪３６の鍔と外輪３７とは対応する位相でボルト挿通孔３６ｂ，ねじ孔３７ａが螺設され、両孔３６ｂ，３７ａにわたって締付けボルト３８が装着される。
締付けボルト３８の回動締め込みにより、内輪３６が外輪３７内にテーパ（くさび）作用をもって入り込み、内輪３６が縮径するとともに外輪３７が拡径し、拘束ピン１を強固に把持する。
【００３０】
叙上の実施形態においては、鉄道橋への適用を述べたが、他の用途、例えば道路橋への適用はこれに準じる。
【００３１】
（第２実施形態）
図１４に、更に別な、鉄道橋に適用されて好適な免震システムの実施の形態（第２実施形態）を示す。
この免震システムにおいては、支承部において集合支承構造Ｈを採り、中間の受台４０を介して、上部の常支承系Ｉと下部の免震支承系（トリガー装置付き免震支承系）Ｊとからなる。
受台４０は桁部材をなし、常支承系Ｉと免震支承系Ｊとが取り付けられて固定されるとともに、その大きな補剛性をもって変形を受けることなく、構造物系の荷重を伝達する。
【００３２】
常支承系Ｉ
常支承系Ｉは、一方の橋桁Ｇ１の回転変位を吸収する固定支承部４１と、他方の橋桁Ｇ２の回転変位並びに橋軸伸縮変位を吸収する可動支承部４２とからなり、これらの支承部４１，４２は受台４０に相並んで配される。
もっと詳しくは、固定支承部４１は、ピン４４を介して上沓４５と下沓４６とが回転自在とされ、上沓４５は橋桁Ｇ１に固定され、下沓４６は受台４０に固定される。可動支承部４２は、ピン４８を介して上沓４９と中間沓５０とが回転自在とされ、かつ、中間沓５０は２又はそれ以上のローラ５１を介して下沓５２に橋軸方向に移動可能とされる。しかして、上沓４９は橋桁Ｇ２に固定され、下沓５２は受台４０に固定される。該可動支承部４２においては、移動制限構造、例えばサイドブロックを備えることは言うまでもない。
これらの固定支承部４１と可動支承部４２とは常時の橋桁における変位並びに荷重変動に対しては所望の機能を発揮し、地震時の変位に対しては固定される。すなわち、地震時においては、固定支承部４１はその構造自体によって、また、可動支承部４２はサイドブロック等の移動制限構造によって移動が制限される。
【００３３】
免震支承系（トリガー装置付き免震支承系）Ｊ
免震支承系（トリガー装置付き免震支承系）Ｊは、叙上の第１実施形態でのトリガー装置Ｔ及び免震支持装置Ｓが適用され、トリガー装置Ｔを中央に挟んで免震支持装置Ｓが橋軸方向Ｘに相並んで配される。
すなわち、トリガー装置Ｔの上部取付け鋼板１５は受台４０に固定され、下部取付け鋼板１２は橋脚Ｂに固定される。また、免震支持装置Ｓにおいては、その上沓３０は受台４０に固定され、その下沓３１は橋脚Ｂに固定される。
なお、トリガー装置Ｔにおける凹溝１６の間隔αは０もしくは微小間隔とされる。
【００３４】
本装置Ｈの配設関係
本集合支承装置Ｈは鉄道橋において各橋脚に配される。
すなわち、本集合支承装置Ｈは各橋脚において橋軸直角（Ｙ）方向に対称を保って２又はそれ以上に配される。
図例は、単純桁橋の橋桁の両端部支点の態様、あるいは単純桁の端部支点と連続桁橋の端部支点の態様例である。
連続桁橋の中間支点においては、固定支承部４１あるいは可動支承部４２のいずれかの支持態様を採るが、上部の常支承系Ｉには１つの支承（４１又は４２）が配され、下部の免震支承系Ｊは叙上の構成に準じる。この場合、常支承系Ｉの支承４１（又は４２）と免震支承系Ｊのトリガー装置Ｔとは同一鉛直線上に配される。
【００３５】
本装置Ｈの作用
本集合支承装置Ｈは常時並びに地震時において次のように作用する。
（１）常時
常時すなわち地震動の作用しないとき、上部構造Ｇすなわち橋桁Ｇ１，Ｇ２は上載荷重を受けて曲げ変形を受け、また、温度変化などにより上部構造Ｇが橋軸方向（Ｘ方向）に伸縮するとき、本集合支承装置Ｈの常支承系Ｉにおいては、固定支承部４１で曲げ変形による回転変位を吸収し、可動支承部４２で曲げ変形による回転変位並びに伸縮変位を吸収する。この結果、当該常時における上部構造Ｇに生じる変位は免震支承系Ｊに伝達されない。
このとき、免震支承系Ｊにおいては、トリガー装置Ｔの上クランプ板６は拘束ピン１に対し橋軸水平方向（Ｘ）には当接し、鉛直方向には所定の間隔βを保持し、応力は生じない。免震支持装置Ｓはその積層ゴム体２５の大きな縦剛性により固定支承部４１及び可動支承部４２から伝達される上部構造Ｇの荷重を支持し、下部構造Ｂに伝達する。
【００３６】
（２）小・中規模地震時
地震による振動性の強制外力あるいは一時的な衝撃（強風、鉄道車輌による制動）による強制外力が作用すると、下部構造Ｂと上部構造Ｇとの間で相対変位が生じ、上部構造Ｇは固有周期をもって水平方向へ振動変位する。この変位は橋軸方向（Ｘ）が卓越する。
しかして、当該強制外力が設計許容値に至るまでは、本集合支承装置Ｈの常支承系Ｉにおいては、固定支承部４１及び可動支承部４２で振動変位を拘束する。すなわち，固定支承部４１はその構造自体によって、また、可動支承部４２はサイドブロック等の移動制限構造によって移動が制限される。
一方、免震支承系Ｊにおいては、トリガー装置Ｔの拘束ピン１は上クランプ板６に拘束され、拘束ピン１はこの衝撃を伴う強制外力に抵抗し、上クランプ板６ひいては該上クランプ板６と一体となっている受台４０・常支承系Ｉを介して上部構造Ｇの変位を阻止する。免震支持装置Ｓは引き続きその積層ゴム体２５の大きな縦剛性により固定支承部４１及び可動支承部４２から伝達される上部構造Ｇの荷重を支持し下部構造Ｂに伝達する。
これにより、上部構造Ｇ、すなわち橋桁相互の変位が阻止される。
なお又、地震に伴う縦振動に付いては、免震支承系Ｊにおいて、トリガー装置Ｔの上クランプ板６は拘束ピン１に対して所定の間隙βを有し、該縦変位を許容し、また、免震支持装置Ｓのゴム層２４はこの縦変位を吸収する機能を果たす。
【００３７】
（３）大規模地震時
上記強制外力が設計値を超えて過大なものとなるとき、換言すれば大規模地震に対するとき、本集合支承装置Ｈにおいてはその常支承系Ｉはロック機能を持続するとともに、免震支承系Ｊはそのトリガー装置Ｔの切欠き溝１０の許容耐力値を超え、切欠き溝１０で破断する。
破断のメカニズムは既述に準じる。
すなわち、トリガー装置Ｔにおいて、上クランプ板６は凹溝１６の幅Ｍをもって拘束ピン１に衝接するが、上クランプ板６の両端は拘束ピン１の切欠き溝１０に近接したものとなっており、拘束ピン１に曲げモーメントを生じることなく、純せん断力をもって切欠き溝１０の細径断面すなわち断面欠損部を破断する。すなわち、切欠き溝１０は２箇所において２面せん断により破断される。これにより、トリガー解放時の特性の安定化が図られる。
次いで、拘束ピン１の破断により、免震支持装置Ｓは変位が開放され、その免震機能を発揮する。すなわち、免震支持装置Ｓのゴム層２４及び鉛プラグ２８は上下部構造Ｇ，Ｂ間に生じる振動変位に付き、その振動エネルギーを吸収し、速やかに減衰させる。
しかして、この切欠き溝１０における破断は他に波及せず、該切欠き溝１０のみの破断であるので、当該破断部分での干渉もなく、変形も他に波及しない。
そして、免震支持装置Ｓのゴム層２４の復帰機能により上部構造Ｇは元位置へ復帰がなされる。
【００３８】
（４）破断後の処置
その後、破断された拘束ピン１の残部は取り外され、新たな拘束ピン１を取替え、次の地震動に備える。
【００３９】
（実施形態の効果）
本実施形態の集合支承構造Ｈによれば、常時には上載荷重変動並びに伸縮変位に対して障害にならず、その免震支承系Ｊのトリガー装置Ｔにより、小中規模地震、その他の鉄道車輌の制動力、風荷重などの強制外力による橋桁の変位を拘束し、大規模地震においては拘束を解き、引き続き免震支持装置Ｓの機能を持続させるので、橋桁相互間に生じる齟齬を極力阻止でき、免震支持装置による鉄道橋への分散免震システム化が可能となる。
【００４０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含されるものである。
▲１▼叙上の実施形態において、上部構造Ｇ、下部構造Ｂはともにコンクリ−ト製であるが、これらはいずれも、あるいはどちらかが鋼製であってもよい。この場合、アンカ−ボルト１８，１９は省略され、取付け鋼板１２，１５を構造物Ｇ，Ｂに直接溶接により固定される。あるいは、別途用意されるボルトによりねじ込み作用をもって構造物に螺合固定される。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以下の諸効果を有する。
小規模地震、その他の鉄道車輌の制動力、風荷重などの強制外力による橋桁の変位を拘束し、大規模地震においては拘束を解き、引き続き本装置以外の免震支持装置その他の装置の機能を持続させるので、橋桁相互間に生じる齟齬を極力阻止でき、免震支持装置による鉄道橋への免震システム化が可能となる。
また、本装置における拘束ピンの切欠き溝の破断メカニズムは、曲げモーメントを極力抑え、純せん断によるので、変形を他の部位に波及させず、当該部位を速やかに破断させ、これによりトリガー解放時の特性が安定化することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトリガー機能を有する橋梁用移動制限装置の一実施形態（第１実施形態）の全体構成を示す側面構成図（図２の１−１線断面図）。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】図２の３−３線断面図（横断面図）。
【図４】図２の４−４線断面図（横断面図）。
【図５】本装置の構成部材の拘束ピンの拡大図。
【図６】本装置の構成部材のブッシュの拡大図。
【図７】本装置の移動状態図。
【図８】本装置の橋梁系における配置図。
【図９】免震支持装置の一構成例図（図１０の９−９線断面図）。
【図１０】免震装置の水平断面図。
【図１１】本発明の他の態様を示す図。
【図１２】本発明の更に他の態様を示す図。
【図１３】図１２の１３線矢視図。
【図１４】本発明の鉄道橋における免震システムに適用される支承構造の他の実施形態（第２実施形態）を示す側面構成図。
【符号の説明】
Ｔ…トリガー機能を有する橋梁用移動制限装置（トリガー装置）、Ｈ…免震集合支承系、Ｊ…免震支承系、Ｓ…免震支持装置、Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、１…拘束ピン、２…下部クランプ部、３…上部クランプ部、４…ブッシュ、５…下クランプ板、６…上クランプ板、１０…切欠き溝（くびれ部）、１３…凹溝（下クランプ板）、１６…凹溝（上クランプ板）、４０…受台[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bridge structure system provided with a bearing for transmitting a load of an upper structure such as a bridge girder to a lower structure such as a pier or an abutment, and is interposed between the upper structure and the lower structure, so that an excessive displacement load is More particularly, the present invention relates to a movement limiting device for a bridge structure to which a trigger function is added, which restricts movement of a superstructure when the action is performed.
In particular, the present invention relates to a movement restricting device which is provided in conjunction with a bearing device having a seismic isolation support function and which is preferably applied to a railway bridge.
[0002]
[Prior art]
In the bridge system, in order to prevent abnormal displacement of the bridge girder due to seismic motion and its falling bridge, the movement restriction mechanism used in the bridge system includes:
(1) An anchor bar provided separately from the bearing,
{Circle around (2)} A notch recess is formed in the side surface of the upper shoe or the upper steel plate in the bearing, and a side block fixed to the lower structure is arranged in the notch recess at a predetermined interval. Those that collide with blocks,
Exists.
However, in these movement limiting mechanisms, the corresponding portion, that is, the notch concave portion of the anchor bar or the upper shoe and the upper steel plate is greatly damaged by the seismic force and is deformed. Due to this breakage or deformation, the anchor bar and other bridge parts, or the side surfaces of the upper shoe and upper steel plate and the side block, interfere with each other, and the upper structure does not return to its original position. It will come.
Furthermore, replacing the damaged anchor bar or upper shoe, upper steel plate, and side block requires a large-scale work such as jacking up the bridge girder, which not only increases the construction period but also increases the construction cost. In addition, it cannot deal with the earthquake that occurs again due to the delay of the replacement work.
[0003]
On the other hand, in recent years, a so-called seismic isolation support device of a laminated rubber bearing containing lead plugs has been adopted as a support for the bridge girder, thereby achieving distributed seismic isolation of the bridge system and spreading as a new bridge system seismic isolation mechanism. is there. According to the seismic isolation support device, a good damping action is exhibited from a small-scale earthquake to a large-scale earthquake, and a movement restriction mechanism is not particularly provided because this characteristic is utilized.
However, when applying this distributed seismic isolation system to railway bridges, due to the nature of the seismic isolation support device that operates even in the event of a small number of small earthquakes, due to the displacement that occurs between the bridge girders, the rail at the joint of the bridge girder There is a risk of inconsistencies (breaks and misalignments), which may lead to derailment, which is a bottleneck in its application. In addition, the above-mentioned displacement between bridge girders may not be negligible in a railway bridge, and vertical displacement due to shear deformation of a laminated rubber body may not be neglected, and further caution is required for its application. .
[0004]
In addition, in a movement restriction device for a building, there is a movement restriction device that exhibits a trigger function when a member that restricts movement is broken (for example, see Patent Document 1).
However, in this known technique, the restraining member has only one broken portion, and has a disadvantage that a bending action is applied and a good shearing force cannot be obtained. In addition, the structure is restricted in all directions, which is inconvenient for application to bridges.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-B-63-34276
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a movement limiting device that can be applied to a railway bridge of a distributed seismic isolation mechanism using a seismic isolation support device.
Another object of the present invention is to provide a bridge-based seismic isolation system having a movement restriction device.
Another object of the present invention is to provide a movement restriction device which is not limited to a railway bridge.
For this reason, the present invention allows thermal expansion and contraction displacement of the superstructure, but aims at realizing it based on the idea of preventing displacement due to small-scale earthquakes and exerting seismic isolation in large-scale earthquakes. .
The present invention further achieves this object by exerting a trigger action by pure shear fracture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is a bridge movement limiting device having a trigger function, and has the following configuration.
That is, in a bridge structure system having an elastic bearing that transmits a load of an upper structure such as a bridge girder to a lower structure such as a pier, the bridge structure is interposed between the upper structure and the lower structure to limit movement of the upper structure. A movement restriction device,
A constraining pin which is arranged to be horizontal and perpendicular to a direction in which the upper structure moves, a lower clamp portion having a lower clamp plate for constrainingly holding the constraining pin and interlocking with the lower structure; An upper clamp plate for holding the restraining pin with a horizontal movement area, and an upper clamp portion interlocking with an upper structure;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
It is characterized.
In the above configuration, the “predominant direction of movement” usually refers to the bridge axis direction, but is not limited thereto. In addition, the “constricted portion” has the same meaning as a notched groove or a cross-section defective portion described in the following embodiments.
In the present invention,
{Circle around (1)} In addition to the first invention, the upper clamp plate holds a gap with respect to the restraining pin, which allows the amount of subsidence of the upper structure due to the elastic subsidence of the bearing (including the amount of creep deformation and load fluctuation). (2) Configuration not limited to elastic bearings,
Constitutes yet another invention.
Further, in the above configuration,
(1) The holding of the lower clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from below by a groove or by a hole.
(2) The holding of the upper clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from above by a groove, or by a hole;
(3) The restraining pin can take any of a circular cross section, a square cross section, and a polygonal cross section.
(4) Forming a ridge on the holding portion of the upper clamp plate, which serves as two action points,
(5) Forming a ridge on the restraining pin as two points of action;
Is a matter adopted as appropriate.
[0008]
A second aspect of the present invention is a structure-based seismic isolation system including a bridge movement limiting device having a trigger function, and has the following configuration.
That is, a mechanism interposed between an upper structure such as a bridge girder and a lower structure such as a pier, and at least a mechanism for supporting a load of the upper structure, a damper mechanism for absorbing movement of the upper structure, In a structural seismic isolation system including a movement restriction mechanism for restricting movement,
The movement restricting mechanism has a restraining pin which is disposed so as to be horizontal and perpendicular to a direction in which the upper structure is predominantly moved; a lower clamp plate which restrains and holds the restraining pin; An interlocking lower clamp portion; an upper clamp portion having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a horizontal movement area, and interlocking with an upper structure;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
It is characterized.
In the above configuration, the “predominant direction of movement” usually refers to the bridge axis direction, but is not limited thereto. In addition, the “constricted portion” has the same meaning as a notched groove or a cross-section defective portion described in the following embodiments.
In the present invention,
{Circle around (1)} In addition to the second aspect of the present invention, the upper clamp plate holds a gap with respect to the restraining pin, which allows a subsidence amount of the upper structure due to elastic settlement of the bearing (including a creep deformation and a load variation). This constitutes another invention.
Further, in the above configuration,
(1) The holding of the lower clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from below by a groove or by a hole.
(2) The holding of the upper clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from above by a groove, or by a hole;
(3) The restraining pin can take any of a circular cross section, a square cross section, and a polygonal cross section.
(4) Forming a ridge on the holding portion of the upper clamp plate, which serves as two action points,
(5) Forming a ridge on the restraining pin as two points of action;
Is a matter adopted as appropriate.
[0009]
(Action)
(1) Always
When the upper structure expands and contracts in the longitudinal (bridge axis) direction due to temperature changes, etc., always when there is no action such as seismic motion or strong wind, the restraining pin is held immovably through the lower clamp plate, and the upper clamp plate On the other hand, it is held at a predetermined interval, and this displacement is allowed.
And it does not restrict the displacement function of the bearing.
(2) During an earthquake
When a forced external force such as a vibratory forced external force or strong wind due to an earthquake or a temporary impact such as braking of a railway vehicle acts, a relative displacement occurs between the lower structure and the upper structure, and the upper structure moves in a horizontal direction at a natural period. Vibrates and displaces.
Thus, the restraining pin is displaced within the allowable interval of the upper clamp plate until the forced external force reaches the design allowable value. When the forced external force reaches an allowable value, the upper clamp plate abuts on the restraining pin, and the displacement is prevented.
When the forcible external force further increases and exceeds the design value and becomes excessive, the allowable strength value of the constricted portion of the restraining pin is exceeded, and the constriction pin breaks at the constricted portion.
In other words, the upper clamp plate abuts against the restraining pin with a certain width, but both ends of the upper clamp plate are close to the constricted portion of the restraining pin. The narrow section of the constriction is broken. That is, the constricted portion is broken at two places by two-plane shearing.
As a result, the characteristics at the time of releasing the trigger are stabilized, the function of the bearing is continuously maintained, and the returning action is also achieved.
[0010]
A third aspect of the present invention is a bridge-based seismic isolation collective bearing provided with a movement limiting device having a trigger function, and has the following configuration.
A collective bearing that is interposed between an upper structure such as a bridge girder and a lower structure such as a pier, and includes an upper permanent bearing system and a lower seismic isolation bearing system via an intermediate cradle,
The normal bearing system is one of a fixed bearing and a movable bearing that supports the upper structure, or both bearings are selected,
In the seismic isolation bearing system, the seismic isolation support devices having a load support function and exhibiting a damping function due to horizontal shear deformation are arranged side by side in the direction in which the movement of the superstructure is excellent, with the movement restriction device interposed therebetween. ,
The movement restricting device has a restraining pin arranged to be horizontally held in a direction perpendicular to the direction of movement of the upper structure; a lower clamp plate for restraining and holding the restraining pin; An interlocking lower clamp portion; an upper clamp portion having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a vertical movement area, and being fixed to a receiving table;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
It is characterized.
In the above configuration, the “predominant direction of movement” usually refers to the bridge axis direction, but is not limited thereto. In addition, the “constricted portion” has the same meaning as a notched groove or a cross-section defective portion described in the following embodiments.
In the present invention,
{Circle around (1)} In addition to the third aspect of the invention, the upper clamp plate holds a gap with respect to the restraining pin, which allows a subsidence amount of the upper structure due to elastic subsidence of the bearing (including a creep deformation and a load variation). (2) Configuration not limited to elastic bearings,
Constitutes yet another invention.
Further, in the above configuration,
(1) The holding of the lower clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from below by a groove or by a hole.
(2) The holding of the upper clamp plate with respect to the restraining pin is carried out from above by a groove, or by a hole;
(3) The restraining pin can take any of a circular cross section, a square cross section, and a polygonal cross section.
(4) Forming a ridge on the holding portion of the upper clamp plate, which serves as two action points,
(5) Forming a ridge on the restraining pin as two points of action;
Is a matter adopted as appropriate.
[0011]
The seismic isolation bearing of this bridge system works as follows at all times and during an earthquake.
(1) Always
At all times, that is, when seismic motion does not act, the upper structure is subjected to bending deformation due to the overload, and when the upper structure expands and contracts in the bridge axis direction due to temperature change, etc. Rotational displacement due to bending deformation is absorbed, and rotational displacement and expansion / contraction displacement due to bending deformation are absorbed by the movable bearing. As a result, the displacement generated in the upper structure at all times is not transmitted to the lower seismic isolation bearing system.
At this time, in the seismic isolation bearing system, the upper clamp plate of the movement restricting device abuts on the restraining pin in the horizontal direction of the bridge shaft and maintains a predetermined interval in the vertical direction, so that no stress is generated. The seismic isolation support device supports the load of the upper structure transmitted from the fixed bearing and the movable bearing due to the longitudinal rigidity, and transmits the load to the lower structure.
(2) In case of small / medium scale earthquake
When a forced external force due to an oscillating vibration or a temporary impact (strong wind, braking by a railway vehicle) acts on the lower structure and the upper structure, a relative displacement occurs between the lower structure and the upper structure. Vibrates and displaces. This displacement is predominant in the bridge axis direction.
Until the forced external force reaches the design allowable value, in the normal bearing system of the present collective bearing, the vibration displacement is restrained by the fixed bearing portion and the movable bearing portion. That is, the movement of the fixed bearing is limited by its structure itself, and the movement of the movable bearing is limited by a movement restricting structure such as a side block.
On the other hand, in the seismic isolation bearing system, the restraining pin of the movement restricting device is restrained by the upper clamp plate, the restraining pin resists the forced external force accompanying this impact, and is integrated with the upper clamp plate. Prevents displacement of the superstructure through the cradle / support system. The seismic isolation support device continues to support the load of the upper structure transmitted from the fixed bearing and the movable bearing due to the vertical rigidity, and transmits the load to the lower structure.
This prevents displacement of the superstructure, ie, the bridge girders.
In addition, with respect to the longitudinal vibration caused by the earthquake, in the seismic isolation bearing system, the upper clamp plate of the movement restricting device has a predetermined gap with respect to the restraining pin, and allows the longitudinal displacement.
(3) At the time of large-scale earthquake
When the above-mentioned forced external force exceeds the design value and becomes excessive, in other words, in the case of a large-scale earthquake, in this collective bearing, the permanent bearing system maintains the lock function, and the seismic isolation bearing system restricts its movement. Exceeds the permissible proof stress value of the notch groove of the device and breaks at the notch groove.
That is, in the movement restricting device, the upper clamp plate abuts on the restraining pin with the width of the concave groove, but both ends of the upper clamp plate are close to the notch groove of the restraining pin, and the bending moment is applied to the restraining pin. Without being generated, the small-diameter cross section of the notch groove, that is, the cross-section defect portion is broken by pure shearing force. That is, the notch groove is broken at two places by two-plane shearing. This stabilizes the characteristics when the trigger is released.
Next, the rupture of the restraining pin releases the displacement of the seismic isolation support device, exerts its seismic isolation function, absorbs vibration energy, and rapidly attenuates it.
Since the break in the notch groove does not spread to other parts, and is a break in only the notch groove, there is no interference at the broken part and the deformation does not spread to other parts.
Then, the upper structure is returned to the original position by the return function of the seismic isolation support device.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a bridge movement limiting device having a trigger function and a bridge seismic isolation system having the movement limiting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
1 to 7 show one embodiment (first embodiment) of a bridge movement restriction device having a trigger function.
That is, FIGS. 1 to 4 show the entire configuration of the present apparatus, and FIGS. 5 to 6 show the partial configuration thereof.
In the figure, G is an upper structure such as a bridge girder of a bridge, and B is a lower structure such as a pier / abutment. X indicates a bridge axis direction, and Y indicates a direction perpendicular to the bridge axis.
[0013]
1 to 4 show the overall configuration of a bridge movement restriction device (hereinafter, referred to as a "trigger device") T having the trigger function. 1 shows a side configuration and a vertical cross-sectional configuration along the Y direction (a direction perpendicular to the bridge axis) of the trigger device T, FIG. 2 shows a horizontal cross-sectional configuration, and FIGS. 2 shows a side configuration and a cross-sectional configuration along (axial direction).
The trigger device T has no supporting function of the upper structure G, and is used by being juxtaposed with a support device, that is, a bearing (seismic isolation support device in the present embodiment).
[0014]
As shown in these figures, the trigger device T includes a restraining pin 1 which is arranged horizontally at the center and a lower clamp portion 2 which embraces the restraining pin 1 from below and interlocks with the lower structure. And an upper clamp portion 3 for holding the restraining pin 1 from above and interlocking with the upper structure. The upper clamp portion 3 further includes a flanged bush 4 in the lower clamp portion 2. Note that the restraining pin 1 has its pin axis arranged in the Y direction (perpendicular to the bridge axis), forms the main body of the lower clamp portion 2, and has a lower clamp plate 5 and an upper clamp portion 3 which are arranged apart from each other on the left and right sides. A predetermined interval is maintained with the upper clamp plate 6 which forms the main body.
The members constituting the present apparatus T are made of iron unless otherwise specified.
[0015]
Hereinafter, the configuration of each part will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.
Restraint pin 1(See FIGS. 1 to 5)
The restraining pin 1 is made of iron and is formed in a right cylindrical shape, and keeps a symmetrical shape with a central axis of symmetry. Notch grooves 10 are respectively provided circumferentially at the same distance from the center position, and the interval between these notch grooves 10 is L. The notch groove 10 is, in other words, a cross-section deficient portion, and breaks from the portion due to an external force.
The restraining pin 1 is made of iron, preferably cast iron, but does not exclude steel. Further, the material can be replaced with another metal such as aluminum, or even a hard synthetic resin material.
FIG. 5 shows the restraint pin 1 taken out. In this embodiment, the notch groove 10 is formed by V-cutting the bottom of the parallel groove, but does not exclude the V groove, the U groove, and the like. Further, the restraining pin 1 does not necessarily need to be formed in a right cylindrical shape having a constant diameter, but may include a large diameter portion and a small diameter portion. In short, it is necessary to maintain a symmetric shape from the center position. That is, the end portion has a small diameter portion, and a flanged bush 4 described later is fitted to the portion, and the diameter is adjusted by the flanged bush.
[0016]
Lower clamp part 2(See FIGS. 1 to 4 and 6)
The lower clamp portion 2 includes two lower clamp plates 5 erected at predetermined intervals on a lower mounting steel plate 12 fixed directly to the lower structure B. In the illustrated example, the lower clamp plate 5 takes a separate body fixed to the lower mounting steel plate 12 by, for example, welding. However, this does not exclude other mounting means, for example, mounting bolts. 5 and the lower mounting steel plate 12 are preferably integrally formed.
The lower clamp plate 5 is a rigid plate having a certain thickness, and has a concave groove 13 that opens upward. The bottom 13a of the concave groove 13 has an arc shape with a constant radius, and a portion 13b above the bottom 13a is formed with a slight opening angle upward. However, the upper part 13b may be kept vertical.
Then, the flanged bush 4 is fitted and attached to the bottom portion 13a of the concave groove 13 in close contact.
As shown in FIG. 6, the flanged bush 4 includes a cylindrical portion 4a and a flange portion 4b. The restraining pin 1 is firmly inserted into the inner hole of the cylindrical portion 4a. The flange 4b abuts on the outer wall surface of the lower clamp plate 5. The flanged bush 4 strengthens the attachment of the restraining pin 1 to the lower clamp plate 5. For this reason, an aspect is adopted in which the fixing means is fixed to the lower clamp plate 5 via the flange portion 4b of the flanged bush 4. Further, the movement of the restraining pin 1 in the pin axis direction is prevented.
[0017]
Upper clamp part 3(See FIGS. 1, 2 and 4)
The upper clamp portion 3 is formed by vertically suspending an upper clamp plate 6 on a lower surface of an upper mounting steel plate 15 fixed directly to the upper structure G. In the illustrated example, the upper clamp plate 6 takes a separate body fixed to the upper mounting steel plate 15 by, for example, welding. However, this does not exclude other mounting means, for example, mounting bolts. 6 and the upper mounting steel plate 15 are preferably formed integrally.
The upper clamp plate 6 is a rigid plate having a certain thickness and has a concave groove 16 that opens downward, and the restraining pin 1 is held in the concave groove 16 with a predetermined gap. .
That is, the thickness of the upper clamp plate 6 is thicker than that of the lower clamp plate 5, but the thickness M of the upper clamp plate 6 takes a dimension as close as possible to the notch groove 10 of the restraining pin 1 at a predetermined neutral position. . Further, the upper clamp plate 6 has such a thickness that the upper clamp plate 6 is not damaged even when the upper clamp plate 6 comes into contact with the restraining pin 1.
Regarding the distance relationship between the groove 16 (top 16a, side 16b) and the restraining pin 1, the side 16b of the groove 16 and the restraining pin 1 maintain an interval α on one side (2α on both sides). Then, the horizontal movement area to the bridge axis is allowed, the gap 16 between the top 16a of the concave groove 16 and the restraining pin 1 is maintained, and the vertical movement area is allowed.
[0018]
(Anchor bolts 18, 19)
The lower clamp part 2 and the upper clamp part 3 are fixed to the lower structure B and the upper structure G via the mounting steel plates 12 and 15, respectively.
That is, bolt insertion holes are drilled in the mounting steel plates 12 and 15, and anchor bolts 18 and 19 embedded in the lower structure B and the upper structure G are inserted into the bolt insertion holes, and the nuts 20 and 21 are tightened to fix. Make
[0019]
(Dimensions)
The dimensional relationship among the members of the trigger device T is as follows.
First, the thickness M of the upper clamp plate 6 enters the distance L between the notch grooves 10 of the restraining pin 1, and the difference distance 2N is made as small as possible. That is, by bringing the end of the upper clamp plate 6 as close to the notch groove 10 as possible, a pure shearing force can be obtained. Further, the groove 16 of the upper clamp plate 6 and the restraining pin 1 are kept at a fixed distance, and in the neutral state, the gap α is on one side in the horizontal bridge axis direction (X) (2α on both sides), and Maintain the interval β. Α is kept at an interval that always allows the bridge structure to move in the bridge axis direction due to the temperature expansion and contraction of the upper structure G in a state where no earthquake is applied. Further, β is also kept at an interval allowing a subsidence amount accompanying the movement of the superstructure G in the bridge axis direction at all times.
FIG. 7 shows a displacement state of the trigger device T which is performed while maintaining the dimensional relationship.
In the figure, the lower clamp 2 is linked to the lower structure B, and the upper clamp 3 is linked to the upper structure G. Now, when the upper structure G moves in the direction a, the movement contacts the restraining pin 1 at α, and further movement is prevented. This movement can of course also occur in the opposite direction.
[0020]
Arrangement(See FIGS. 8 to 10)
FIG. 8 shows an example of the arrangement of the trigger device T in a bridge system.
In the figure, B1 and B2 are abutments and piers as lower structures, and G is a bridge girder as upper structures.
Further, S is a bearing that supports the load of the bridge girder G, transmits the load to the abutment / piers B1, B2, and absorbs the rotation and expansion and contraction displacement of the bridge girder G.
As shown in the figure, a plurality of bearings S are arranged symmetrically on the abutments / piers B1, B2 to stably support the bridge girder G, and the trigger device T is singularly disposed at the center of each abutment / piers B1, B2. Is done. Of course, this does not prevent the trigger device T from being arranged in pairs on each bearing S and being arranged on each abutment / pier B1, B2.
Further, three or more bearings S may be disposed on the abutment B1 and the pier B2, and the trigger device T may be disposed in three or more accordingly. It should be noted that these bearings S, triggering devices T are distributed in a balanced manner.
[0021]
9 and 10 show an example of the structure of the bearing S. FIG.
The bearing S is a so-called seismic isolation support device, which is mainly composed of a so-called lead plug-containing laminated rubber body in which a lead plug is embedded in a laminated rubber body of rubber and a thin steel plate. It is integrally fixed and attached to the upper structure G and the lower structure B via the upper and lower shoe.
More specifically, this bearing S is mainly composed of a so-called laminated rubber body 25 formed by laminating a thin steel plate 23 and a rubber layer 24 in a multilayer and integrally forming by vulcanization molding. 26 and a lower plate 27 are integrally arranged, and a plurality of (four in the illustrated example) lead plugs 28 are embedded in the laminated rubber body 25 while maintaining symmetry. With this configuration, the bearing S has a large vertical rigidity and high load resistance, and has a small horizontal (horizontal) rigidity due to the rubber layer, and easily allows horizontal displacement and exhibits a return action against deformation. Further, the lead plug 28 exhibits a damping action, that is, a damper action.
An anchor steel material (not shown) is fixed on the upper surface of the upper shoe 30, and the upper shoe 30 is fixed to the upper structure G by the anchor steel material, thereby maintaining the integrity.
An anchor steel material (not shown) is fixed to the lower surface of the lower shoe 31, and the lower shoe 31 is fixed to the lower structure B by the anchor steel material, and maintains the integrity.
As described above, this bearing S has not only an elastic return function but also a damper function, and constitutes a so-called seismic isolation bearing.
[0022]
(Operation of the embodiment)
The trigger device T of the present embodiment exerts the following operation together with the seismic isolation support device S provided in parallel with the trigger device T.
In other words, the seismic isolation support device S has a function of supporting the load of the superstructure G, a function of absorbing the displacement of the superstructure G, a damper function, and a function of returning to the initial position. Load function.
[0023]
(1) Always
At all times, that is, when no seismic motion is applied, the upper structure G is subjected to bending deformation due to the overload, but the seismic isolation support device S allows the upper structure G to bend and the large vertical rigidity allows the load of the upper structure G to be reduced. Support and transmit to lower structure B. At this time, the trigger device T is in a fixed position (neutral) state, and the upper clamp plate 6 holds predetermined intervals α and β with respect to the constraint pin 1.
When the upper structure G expands and contracts in the bridge axis direction (X direction) due to a temperature change at all times, the seismic isolation support device S follows the expansion and contraction displacement due to the lateral displacement characteristics of the rubber layer 24. At this time, this displacement is made within a predetermined allowable interval. In this trigger device T, the restraining pin 1 is held immovably via the lower clamp plate 5, while the upper clamp plate 6 is in the concave groove 16 with respect to the restraining pin 1 in any direction in the bridge axis direction. It is movably held at a predetermined interval, and the restraint pin 1 is not restrained and allows this displacement.
Thereby, the upper structure G is freely displaced without receiving a resistive stress.
When the upper structure G is displaced in the bridge axis direction, the laminated rubber body of the seismic isolation support device S is subjected to shear deformation and sinks in the vertical direction. Since there is a play space with a margin of β in the vertical direction with respect to 1, the trigger device T does not restrain this displacement.
[0024]
(2) During a small earthquake
When a forcible external force due to an earthquake or a forcible external force due to a temporary impact (strong wind, braking by a railway vehicle) acts, a relative displacement occurs between the lower structure B and the upper structure G, and the upper structure G has a natural period. Vibrationally displaces in the horizontal direction. This displacement is dominant in the bridge axis direction (X).
Thus, the restraining pin 1 is displaced within the allowable interval α of the upper clamp plate 6 until the forced external force reaches the design allowable value. Further, the rubber layer 24 and the lead plug 28 in the seismic isolation support device S absorb this vibration energy and rapidly attenuate it.
[0025]
(2a)
When the seismic force further increases and the forced external force reaches an allowable value, in other words, for a medium-scale earthquake, the upper clamp plate 6 comes into contact with the restraining pin 1. The restraining pin 1 resists the impact force, and the displacement of the upper clamp plate 6 and the upper structure G integrated with the upper clamp plate 6 is prevented. During the horizontal vibration displacement of the upper structure G, the damping action by the rubber layer 24 and the lead plug 28 of the seismic isolation support device S continues, and the vibration is rapidly damped.
[0026]
(3) At the time of large-scale earthquake
When the forcible external force exceeds a design value and becomes excessive, in other words, in the case of a large-scale earthquake, the force exceeds the allowable strength value of the notch groove 10 of the restraining pin 1 and breaks at the notch groove 10.
(Fracture mechanism)
The upper clamp plate 6 abuts on the restraining pin 1 with the width M of the concave groove 16. Both ends of the upper clamp plate 6 are close to the notch grooves 10 of the restraining pin 1, and the bending moment is applied to the restraining pin 1. The small-diameter cross section of the notch groove 10, that is, the cross-section defect portion is broken by a pure shearing force without generating the shearing force. That is, the notch groove 10 is broken at two places by two-plane shearing.
This stabilizes the characteristics when the trigger is released.
Through and after the break, the base isolation device S continues to function.
That is, the rubber layer 24 and the lead plug 28 in the seismic isolation support device S absorb this vibration energy and rapidly attenuate it.
Since the break in the cutout groove 10 does not spread to other parts, and only the cutout groove 10 breaks, there is no interference at the broken part, and the deformation does not spread to other places. Then, the upper structure G is returned to the original position by the function of the support S.
The position of contact with the upper clamp plate 6 is specified by a ridge (described later) 33 formed on the circumferential surface of the restraining pin 1, so that the point of action becomes constant and the same breaking force is cut. It will act on the notch 10.
[0027]
(4) Treatment after fracture
Thereafter, the remaining portion of the broken restraint pin 1 is removed, and a new restraint pin 1 is replaced to prepare for the next earthquake motion.
[0028]
(Effects of the embodiment)
According to the trigger device T of the present embodiment, the displacement of the bridge girder due to a small earthquake, the braking force of other railway vehicles, the forced external force such as wind load, etc. is restricted, and in the case of a large-scale earthquake, the restraint is released. Since the function of the seismic isolation support device S and other devices is maintained, the inconsistency generated between the bridge girders can be prevented as much as possible, and a seismic isolation system for a railway bridge using the seismic isolation support device can be realized.
In addition, the breaking mechanism of the notch groove 10 of the restraining pin 1 in the trigger device T suppresses the bending moment as much as possible and uses pure shear, so that the deformation is not spread to other parts, and the relevant part is rapidly broken. As a result, the characteristics when the trigger is released are stabilized.
Further, the distance between the restraining pin 1 and the upper clamp plate 6 can be appropriately set, and the corresponding earthquake motion can be freely dealt with in the design.
Further, according to the restraint pin 1 of the trigger device T, it is possible to freely deal with a corresponding earthquake motion in design by appropriately determining the diameter, length, depth of the notch groove 10 and the like. .
Then, only the restraint pin 1 is destroyed in response to the earthquake to be dealt with, the failure point is specified, the remaining part is not damaged, and the maintenance of not only the bearing but also the entire bridge is maintained for a long time. In addition, the work of replacing the restraining pin 1 is performed easily and quickly, which not only contributes to a reduction in the manufacturing cost but also the cost of the replacement work, and also allows for prompt preparation for the next earthquake motion, thereby ensuring safety.
[0029]
(Other aspects)
{Circle around (1)} In the above embodiment, the restraining pin 1 is broken by abutting against the width surface of the upper clamp plate 6, but as shown in FIG. Are provided in the circumferential direction, and the upper clamp plate 6 is brought into contact with the ridges 33. Also, as shown in FIG. A mode of contacting the restraining pin 1 may be adopted.
According to these aspects, the point of action on the restraining pin 1 is specified, and a pure spiral force acts on the notch groove 10.
{Circle around (2)} In the above-described embodiment, the restraining pin 1 is held by the lower clamp plate 5 and the upper clamp plate 6 with concave grooves, but is held by the hole formed in the lower clamp plate 5. You can also.
FIGS. 12 and 13 show one embodiment of the present invention, in which a circular hole 35 is formed in the lower clamp plate 5 and a clamp lock L is mounted in the hole 35 from outside. The clamp lock L includes an inner ring 36, an outer ring 37, and a tightening bolt 38, and the inner ring 36 and the outer ring 37 are in contact with a predetermined taper gradient (normally 4 °). The inner ring 36 is provided with a plurality of slits 36a in the tapered portion and can be reduced in diameter, and the outer ring 37 forms a ring and can be increased in diameter. A bolt insertion hole 36b and a screw hole 37a are screwed into the flange of the inner ring 36 and the outer ring 37 in corresponding phases, and a tightening bolt 38 is mounted over both holes 36b and 37a.
By rotating and tightening the tightening bolt 38, the inner ring 36 enters the outer ring 37 with a taper (wedge) action, the inner ring 36 is reduced in diameter and the outer ring 37 is expanded, and the restraining pin 1 is firmly gripped.
[0030]
In the above embodiments, application to railway bridges has been described, but other applications, such as application to road bridges, conform to this.
[0031]
(2nd Embodiment)
FIG. 14 shows another embodiment (second embodiment) of a seismic isolation system suitable for a railway bridge.
In this seismic isolation system, the bearing portion adopts a collective bearing structure H, and through an intermediate cradle 40, an upper normal bearing system I and a lower seismic isolation bearing system (seismic isolation bearing system with a trigger device) J. Consists of
The pedestal 40 forms a girder member, and is fixed with the normal bearing system I and the seismic isolation bearing system J attached thereto, and transmits the load of the structural system without being deformed with its large rigidity.
[0032]
Adjunct I
The normal bearing system I is composed of a fixed bearing 41 for absorbing the rotational displacement of one bridge girder G1, and a movable bearing 42 for absorbing the rotational displacement and bridge shaft expansion / contraction displacement of the other bridge girder G2. , 42 are arranged side by side on the cradle 40.
More specifically, in the fixed support portion 41, the upper shoe 45 and the lower shoe 46 are rotatable via pins 44, the upper shoe 45 is fixed to the bridge girder G1, and the lower shoe 46 is fixed to the cradle 40. . In the movable bearing portion 42, the upper shoe 49 and the intermediate shoe 50 are rotatable via pins 48, and the intermediate shoe 50 moves in the bridge axis direction to the lower shoe 52 via two or more rollers 51. It is possible. Thus, the upper shoe 49 is fixed to the bridge girder G2, and the lower shoe 52 is fixed to the cradle 40. Needless to say, the movable bearing portion 42 includes a movement restricting structure, for example, a side block.
The fixed bearing portion 41 and the movable bearing portion 42 exhibit a desired function against displacement and load fluctuation in the bridge girder at all times, and are fixed against displacement during an earthquake. That is, in the event of an earthquake, the movement of the fixed bearing 41 is limited by the structure itself, and the movement of the movable bearing 42 is limited by a movement limiting structure such as a side block.
[0033]
Seismic isolation bearing system (seismic isolation bearing system with trigger device) J
As the seismic isolation bearing system (seismic isolation bearing system with trigger device) J, the trigger device T and the seismic isolation support device S in the first embodiment described above are applied, and the seismic isolation support device is sandwiched by the trigger device T at the center. S are arranged side by side in the bridge axis direction X.
That is, the upper mounting steel plate 15 of the trigger device T is fixed to the pedestal 40, and the lower mounting steel plate 12 is fixed to the pier B. In the seismic isolation support device S, the upper shoe 30 is fixed to the cradle 40 and the lower shoe 31 is fixed to the pier B.
The interval α between the concave grooves 16 in the trigger device T is 0 or a minute interval.
[0034]
Arrangement relation of this device H
The collective bearing device H is disposed on each pier in a railway bridge.
That is, the present collective bearing device H is arranged two or more at each pier while maintaining symmetry in the direction perpendicular to the bridge axis (Y).
The example of the figure is an example of a mode of both ends of a bridge girder of a simple girder bridge, or an example of a mode of an end fulcrum of a simple girder and an end fulcrum of a continuous girder bridge.
At the middle fulcrum of the continuous girder bridge, either the fixed support 41 or the movable support 42 is used, but one support (41 or 42) is arranged in the upper normal support system I, and the lower support Seismic isolation bearing system J conforms to the structure described above. In this case, the bearing 41 (or 42) of the normal bearing system I and the trigger device T of the seismic isolation bearing system J are arranged on the same vertical line.
[0035]
Function of this device H
The collective bearing device H operates as follows at all times and during an earthquake.
(1) Always
When the upper structure G, that is, the bridge girders G1 and G2 are subjected to bending deformation due to the overload, and when the upper structure G expands and contracts in the bridge axis direction (X direction) due to temperature change, etc. In the normal bearing system I of the collective bearing device H, the fixed bearing 41 absorbs the rotational displacement caused by the bending deformation, and the movable bearing 42 absorbs the rotational displacement and the telescopic displacement caused by the bending deformation. As a result, the displacement that occurs in the superstructure G at all times is not transmitted to the seismic isolation bearing system J.
At this time, in the seismic isolation bearing system J, the upper clamp plate 6 of the trigger device T abuts on the restraining pin 1 in the horizontal direction (X) of the bridge shaft, maintains a predetermined interval β in the vertical direction, and Does not occur. The seismic isolation support device S supports the load of the upper structure G transmitted from the fixed support portion 41 and the movable support portion 42 by the large vertical rigidity of the laminated rubber body 25 and transmits the load to the lower structure B.
[0036]
(2) In case of small / medium scale earthquake
When a forcible external force due to an earthquake or a forcible external force due to a temporary impact (strong wind, braking by a railway vehicle) acts, a relative displacement occurs between the lower structure B and the upper structure G, and the upper structure G has a natural period. Vibrationally displaces in the horizontal direction. This displacement is dominant in the bridge axis direction (X).
Until the forcible external force reaches the design allowable value, in the normal support system I of the collective support device H, the fixed support portion 41 and the movable support portion 42 restrain the vibration displacement. That is, the movement of the fixed bearing 41 is restricted by its structure itself, and the movement of the movable bearing 42 is restricted by a movement restricting structure such as a side block.
On the other hand, in the seismic isolation bearing system J, the restraining pin 1 of the trigger device T is restrained by the upper clamp plate 6, and the restraining pin 1 resists the forced external force accompanying this impact. The displacement of the upper structure G is prevented through the receiving base 40 and the normal supporting system I which are integrated with the upper surface G. The seismic isolation support device S continues to support the load of the upper structure G transmitted from the fixed support portion 41 and the movable support portion 42 due to the large vertical rigidity of the laminated rubber body 25 and transmits the load to the lower structure B.
Thereby, displacement of the upper structure G, that is, the bridge girder, is prevented.
In addition, regarding the longitudinal vibration accompanying the earthquake, in the seismic isolation bearing system J, the upper clamp plate 6 of the trigger device T has a predetermined gap β with respect to the restraining pin 1 to allow the longitudinal displacement, The rubber layer 24 of the seismic isolation support device S has a function of absorbing the longitudinal displacement.
[0037]
(3) At the time of large-scale earthquake
When the forcible external force exceeds a design value and becomes excessive, in other words, in the case of a large-scale earthquake, in the collective bearing device H, the normal bearing system I maintains the locking function and the seismic isolation bearing system J Exceeds the permissible proof stress of the notch groove 10 of the trigger device T, and breaks at the notch groove 10.
The breaking mechanism is as described above.
That is, in the trigger device T, the upper clamp plate 6 abuts on the constraint pin 1 with the width M of the concave groove 16, but both ends of the upper clamp plate 6 are close to the notch groove 10 of the constraint pin 1. The thin cross section of the notch groove 10, that is, the cutout portion of the cutout groove 10 is broken by a pure shearing force without generating a bending moment in the restraining pin 1. That is, the notch groove 10 is broken at two places by two-plane shearing. This stabilizes the characteristics when the trigger is released.
Next, by the breakage of the restraint pin 1, the displacement of the seismic isolation support device S is released, and the seismic isolation support device S exhibits its seismic isolation function. That is, the rubber layer 24 and the lead plug 28 of the seismic isolation support device S absorb the vibration energy generated by the vibration displacement generated between the upper and lower structures G and B, and rapidly attenuate the vibration energy.
Since the break in the cutout groove 10 does not spread to other parts, and only the cutout groove 10 breaks, there is no interference at the broken part, and the deformation does not spread to other places.
Then, the upper structure G is returned to the original position by the return function of the rubber layer 24 of the seismic isolation support device S.
[0038]
(4) Treatment after fracture
Thereafter, the remaining portion of the broken restraint pin 1 is removed, and a new restraint pin 1 is replaced to prepare for the next earthquake motion.
[0039]
(Effects of the embodiment)
According to the collective bearing structure H of the present embodiment, the triggering device T of the seismic isolation bearing system J does not always impede the variation of the overload and the expansion and contraction displacement. The displacement of the bridge girder due to the forced external force such as braking force and wind load is restrained, and in the case of a large-scale earthquake, the restraint is released and the function of the seismic isolation support device S is continuously maintained. A distributed seismic isolation system for railway bridges using seismic isolation support devices will be possible.
[0040]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made within the scope of the basic technical concept of the present invention. That is, the following embodiments are included in the technical scope of the present invention.
{Circle around (1)} In the embodiment described above, both the upper structure G and the lower structure B are made of concrete, but any of them or one of them may be made of steel. In this case, the anchor bolts 18 and 19 are omitted, and the mounting steel plates 12 and 15 are directly fixed to the structures G and B by welding. Alternatively, it is screwed and fixed to the structure with a screwing action by a separately prepared bolt.
[0041]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
Restrain the displacement of the bridge girder due to forced external forces such as braking force of railway vehicles, wind loads and other small earthquakes. Since it is maintained, the inconsistency between the bridge girders can be prevented as much as possible, and a seismic isolation system for railway bridges using seismic isolation support devices becomes possible.
In addition, the breaking mechanism of the notch groove of the restraining pin in the present device suppresses the bending moment as much as possible and uses pure shearing, so that the deformation does not spread to other parts, the relevant part is quickly broken, thereby releasing the trigger. Is stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side configuration diagram (a cross-sectional view taken along line 1-1 in FIG. 2) illustrating an entire configuration of an embodiment (first embodiment) of a bridge movement restriction device having a trigger function according to the present invention;
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2 (transverse sectional view).
FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 2 (transverse sectional view).
FIG. 5 is an enlarged view of a restraining pin of a component of the apparatus.
FIG. 6 is an enlarged view of a bush of a component of the present apparatus.
FIG. 7 is a moving state diagram of the apparatus.
FIG. 8 is a layout diagram of the present apparatus in a bridge system.
FIG. 9 is a structural example view of a seismic isolation support device (a cross-sectional view along line 9-9 in FIG. 10).
FIG. 10 is a horizontal sectional view of the seismic isolation device.
FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a view taken along line 13 of FIG. 12;
FIG. 14 is a side view showing another embodiment (second embodiment) of the bearing structure applied to the seismic isolation system in the railway bridge of the present invention.
[Explanation of symbols]
T: movement limiting device (trigger device) for bridges having a trigger function; H: seismic isolation bearing system; J: seismic isolation bearing system; S: seismic isolation support device; G: upper structure; B: lower structure; Restriction pin, 2 ... lower clamp part, 3 ... upper clamp part, 4 ... bush, 5 ... lower clamp plate, 6 ... upper clamp plate, 10 ... notch groove (constriction), 13 ... concave groove (lower clamp plate) , 16 ... groove (upper clamp plate), 40 ... cradle

Claims

In a bridge structure system having an elastic bearing for transmitting a load of an upper structure such as a bridge girder to a lower structure such as a pier, a movement restriction interposed between the upper structure and the lower structure to limit movement of the upper structure A device,
A constraining pin which is arranged to be horizontal and perpendicular to a direction in which the upper structure is predominantly moved; a lower clamp portion having a lower clamp plate for constrainingly holding the constraining pin and interlocking with the lower structure; Having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a horizontal movement area, and an upper clamp portion interlocking with an upper structure;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
A bridge movement restricting device having a trigger function.

The upper clamp plate holds a gap with respect to the restraining pin, which allows the amount of sinking of the upper structure due to elastic settlement of the bearing,
The movement limiting device for a bridge having a trigger function according to claim 1, wherein:

A movement limiting device that is interposed between an upper structure such as a bridge girder and a lower structure such as a pier, and restricts movement of the upper structure,
A constraining pin which is arranged to be horizontal and perpendicular to a direction in which the upper structure moves, a lower clamp portion having a lower clamp plate for constrainingly holding the constraining pin and interlocking with the lower structure; Having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a horizontal and / or vertical movement area, and an upper clamp portion interlocking with an upper structure;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
A bridge movement restricting device having a trigger function.

A mechanism interposed between an upper structure such as a bridge girder and a lower structure such as a pier and supporting at least a load of the upper structure, a damper mechanism for absorbing movement of the upper structure, and a mechanism for moving the upper structure. In a structural seismic isolation system comprising a movement restriction mechanism for restricting,
The movement restricting mechanism includes: a restraining pin arranged to be horizontally held in a direction perpendicular to a direction in which the upper structure is predominantly moved; a lower clamp plate for restraining and holding the restraining pin; An interlocking lower clamp portion; an upper clamp portion having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a horizontal movement area and interlocking with an upper structure;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
A bridge seismic isolation system characterized by the following:

The upper clamp plate holds a gap with respect to the restraining pin, which allows the amount of sinking of the upper structure due to elastic settlement of the bearing,
The bridge-based seismic isolation system according to claim 4, characterized in that:

A collective bearing that is interposed between an upper structure such as a bridge girder and a lower structure such as a pier, and includes an upper permanent bearing system and a lower seismic isolation bearing system via an intermediate cradle,
The normal bearing system is one of a fixed bearing and a movable bearing that supports the upper structure, or both bearings are selected,
In the seismic isolation bearing system, the seismic isolation support devices having a load support function and exhibiting a damping function due to horizontal shear deformation are arranged side by side in the direction in which the movement of the superstructure is excellent, with the movement restriction device interposed therebetween. ,
The movement restricting device has a restraining pin arranged to be horizontally held in a direction perpendicular to the direction of movement of the upper structure; a lower clamp plate for restraining and holding the restraining pin; An interlocking lower clamp portion; an upper clamp portion having an upper clamp plate for holding the restraining pin with a vertical movement area, and being fixed to a receiving table;
A constricted portion is formed at an interval on the restraining pin,
In an excessive movement of the upper structure, the upper clamp plate abuts between the constrictions of the restraining pin, and the restraining pin is broken by the constriction.
This is a bridge-type seismic isolation bearing for bridges.