JP2004353304A - 落橋防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】橋桁の変位を制限し、かつ地震時におけるエネルギーを吸収する機能を備えた落橋防止装置を提供する。
【解決手段】橋桁の橋軸方向端部に、一方の端部が取り付けられた連結ケーブル４により橋桁が橋脚、橋台等の下部構造から落下するのを防止するための落橋防止装置１であって、橋桁の端部に設けられ、連結ケーブル４が挿通される挿通孔７を有するブラケット５と、このブラケット５から突出する連結ケーブル４の端部に固定されたストッパ９とを備え、ブラケット５とストッパ９との間の連結ケーブル４の外周に、互いに隣接するものどうしが逆向きとなるように多数の皿ばね状部材１６を嵌合配置した。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大地震時に橋桁が橋脚や橋台等の下部構造から落下するのを防止する落橋防止装置に関し、さらに詳細には通常の地震時においては橋桁の変位を制限し、大地震時にはエネルギーを吸収する機能を備えた落橋防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大地震により橋脚や橋台に水平力が作用すると、橋脚や橋台の損壊のみならす、それらが振動して橋桁が落下すなわち落橋するという被害をもたらす。このような橋桁の落下を防止するための落橋防止として、橋脚上の桁間や橋台と桁とをＰＣケーブルにより連結するもの、あるいはリンクにより連結するものが知られている。
【０００３】
しかし、これら従来の落橋防止装置は、大地震時においてそのエネルギーを吸収する機構を備えておらず、荷重が急激に作用する構造となっている。また、既設橋梁の耐震補強の際には、変位制限装置（地震時のエネルギー吸収装置）と落橋防止装置とを設置することが多いが、これら２つを個別に設置するのは困難が多い。
【０００４】
このような背景のもと、落橋防止装置にエネルギー吸収機能を持たせたものが提案されている（特許文献１参照）。この文献に記載された落橋防止装置は、連結ケーブルに金属製筒体を遊嵌するとともに、ウェッジプレートを設け、橋桁の変位によりウェッジプレートが筒体の径を拡径させることにより、地震時のエネルギーを吸収するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−６４９１４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、橋桁の変位を制限し、かつ地震時におけるエネルギーを吸収する機能を備えた落橋防止装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、橋桁（３）の橋軸方向端部に、一方の端部が取り付けられた連結ケーブル（４）により前記橋桁（３）が橋脚、橋台等の下部構造から落下するのを防止するための落橋防止装置（１）であって、
前記橋桁（３）の端部に設けられ、前記連結ケーブル（４）が挿通される挿通孔（７）を有するブラケット（５）と、このブラケット（５）から突出する連結ケーブル（４）の端部に固定されたストッパ（９）とを備え、
前記ブラケット（５）と前記ストッパ（９）との間の連結ケーブル（４）の外周に、互いに隣接するものどうしが逆向きとなるように多数の皿ばね状部材（１６）を嵌合配置したことを特徴とする落橋防止装置にある。
【０００８】
前記各皿ばね状部材（１６）は、互いに隣接するものどうしが当接する外周縁が平坦面（１７）に形成されていることが好ましい。
【０００９】
より具体的には、前記ストッパ（９）側の前記ブラケット（５）の面に配置され、前記連結ケーブル（４）が貫通する緩衝具（１０）と、この緩衝具（１０）と前記ストッパ（９）との間に配置され、前記連結ケーブル（４）の外周に軸方向に移動自在に嵌合される押圧板（１３）と、この押圧板（１３）と前記ストッパ（９）との間に配置され、前記連結ケーブル（４）を取り囲むコイルスプリング（１５）とを備え、前記多数の皿ばね状部材（１６）は、前記押圧板（１３）と前記緩衝具（１０）との間に配置されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１及び図２は、この発明の実施形態を示し、図１は橋軸直角方向に沿って見た全体正面図、図２は断面図である。この実施形態は、橋脚２の上部において橋軸方向端部が対向して設置される橋桁３，３間に、この発明による落橋防止装置を取り付けた例である。
【００１１】
落橋防止装置１は橋桁３の各端部に取り付けられ、これらの桁端部を連結する部材である連結ケーブル４を有している。また、落橋防止装置１は、橋桁３に取り付けるためのブラケット５を有し、このブラケット５はソールプレート６を介して橋桁３に固定されている。図２に示すように、ブラケット５には連結ケーブル４が挿通される挿通孔７が設けられている。ブラケット５から突出する連結ケーブル４の端部には雄ねじ部８が形成され、この雄ねじ部８にストッパを構成するナット９が螺着されている。
【００１２】
ブラケット５のストッパ９側の面には緩衝具１０が設けられている。緩衝具１０はゴム体１１と支圧板１２とからなり、この緩衝具１０を連結ケーブル４が貫通している。ストッパ９と支圧板１２との間に押圧板１３が配置されている。この押圧板１３は連結ケーブル４に軸方向に移動自在に嵌合している。雄ねじ部８には係止筒体１４が螺着され、この係止筒体１４の先端フランジ１４ａと押圧板１３との間に連結ケーブル４を取り囲むコイルスプリング１５が配置されている。係止筒体１４の取り付け位置を適宜変えることにより、コイルスプリング１５の伸縮ストロークを変えることができる。
【００１３】
支圧板１２と押圧板１３との間には、多数の皿ばね状部材１６が連結ケーブル４に嵌合されて配置されている。皿ばね状部材１６は外形形状は周知の皿ばねと同様であり、中央に穴を有する截頭円錐形の部材である。そして、荷重を加えた場合、降伏点に達するまでは弾性を示す。しかし、通常の皿ばねと異なり、この発明では降伏後の塑性変形によるエネルギー吸収も期待しているので皿ばね状部材と称している。
【００１４】
皿ばね状部材１６は互いに隣接するものどうしが、逆向きとなるように配置されている。この結果、連結ケーブル４が図２において左方に変位すると、皿ばね状部材１６は押圧板１３によって押圧され、弾性変形さらには塑性変形する。この皿ばね状部材１６としては、降伏後の延びが大きいＳＳ４００ などの低降伏点鋼が用いられる。
【００１５】
皿ばね状部材１６は、互いに隣接するものの外周縁が当接して軸方向に押圧しあうことにより変形する。この変形を確実にするために、図３に示すように、各皿ばね状部材１６の外周縁は平坦面１７に形成されている。
【００１６】
再び図２を参照し、緩衝具１０から突出している連結ケーブル４は、筒状のカバー１８によって覆われている。このカバー１８はボルト１９によって支圧板１２に固定されている。ブラケット５を挟んだストッパ９の反対側には、従来と同様に偏向ブロック２０が配置されている。この偏向ブロック２０はブラケット５に固定された１対の取付けプレート２１に、ボルト２２によって固定されている。偏向ブロック２０には入口側に向かって拡がる挿通孔２２が形成され、この孔２２に連結ケーブル４が挿通されている。なお、連結ケーブル４はＰＣ鋼より線２３ａと、ＰＣ鋼より線２３ａが挿入固定される鋼製のマンション２３ｂと、ＰＣ鋼より線２３ａを被覆する合成樹脂製の被覆材２３ｃとからなっている。
【００１７】
上記落橋防止装置において、橋桁３の変位が小さい通常の地震時にはコイルスプリング１５が圧縮変形し、橋桁３の変位に対応する。他方、大地震により橋桁３に大変位が生じると、コイルスプリング１５が圧縮限度に達して押圧板１３が皿ばね状部材１６群を押圧する。これにより、皿ばね状部材１６は弾性変形し、さらに降伏点に達した後は塑性変形して地震のエネルギーを吸収する。皿ばね状部材１６が塑性変形した後は、緩衝ゴム体１１が変形してエネルギーを吸収し、それ以上の過大な変位に対しては落橋防止機能が働く。なお、橋桁の大変位によって塑性変形した皿ばね状部材１６は、取り替えることができ、繰り返しエネルギー吸収機能と変位制限機能との２つの機能を満足することができる。
【００１８】
図４（イ）（ロ）は、それぞれ従来及びこの発明による落橋防止装置における荷重と変位との関係を示す特性線図である。（ロ）に示される、この発明による装置の特性線図において、変位域ａ，ｂ，ｃはそれぞれスプリング作用範囲、皿ばね作用範囲及び緩衝ゴム体作用範囲であり、従来のものに比べてエネルギー吸収量を増大させることができた。
【００１９】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採ることができる。例えば、上記実施形態では橋脚上の桁間を連結する構造を示したが、橋台と橋桁とを連結する場合にも、この発明を適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、橋桁の変位を制限し、かつ地震時におけるエネルギーを吸収する機能を備えた落橋防止装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示し、橋軸直角方向に沿った方向視による正面図である。
【図２】同実施形態の断面図である。
【図３】皿ばね状部材を拡大して示す断面図である。
【図４】（イ）（ロ）は、それぞれ従来及びこの発明による落橋防止装置における荷重と変位との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１：落橋防止装置
２：橋脚
３：橋桁
４：連結ケーブル
５：ブラケット
７：挿通孔
９：ナット（ストッパ）
１０：緩衝具
１１：緩衝ゴム体
１２：支圧板
１３：押圧板
１５：コイルスプリング
１６：皿ばね状部材
１７：平坦面

Claims (3)

1. 橋桁（３）の橋軸方向端部に、一方の端部が取り付けられた連結ケーブル（４）により前記橋桁（３）が橋脚、橋台等の下部構造から落下するのを防止するための落橋防止装置（１）であって、
   前記橋桁（３）の端部に設けられ、前記連結ケーブル（４）が挿通される挿通孔（７）を有するブラケット（５）と、このブラケット（５）から突出する連結ケーブル（４）の端部に固定されたストッパ（９）とを備え、
   前記ブラケット（５）と前記ストッパ（９）との間の連結ケーブル（４）の外周に、互いに隣接するものどうしが逆向きとなるように多数の皿ばね状部材（１６）を嵌合配置したことを特徴とする落橋防止装置。
2. 前記各皿ばね状部材（１６）は、互いに隣接するものどうしが当接する外周縁が平坦面（１７）に形成されていることを特徴とする請求項１記載の落橋防止装置。
3. 前記ストッパ（９）側の前記ブラケット（５）の面に配置され、前記連結ケーブル（４）が貫通する緩衝具（１０）と、
   この緩衝具（１０）と前記ストッパ（９）との間に配置され、前記連結ケーブル（４）の外周に軸方向に移動自在に嵌合される押圧板（１３）と、
   この押圧板（１３）と前記ストッパ（９）との間に配置され、前記連結ケーブル（４）を取り囲むコイルスプリング（１５）とを備え、
   前記多数の皿ばね状部材（１６）は、前記押圧板（１３）と前記緩衝具（１０）との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の落橋防止装置。

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