JP2006070679A

JP2006070679A - 下端に制動支持装置を有する三角形の構造体相互をけたで連結した連続けた橋

Info

Publication number: JP2006070679A
Application number: JP2004288631A
Authority: JP
Inventors: Yoshisuke Kamiya; 義介上谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】連続した橋けたが両端部の支持に加え中間部でも支持されることで成り立っている連続けた橋の、支持する位置と支持される部分の構造及び支持する部分の構造に関したものである。
【解決手段】一連の橋けたを、下端に制動支持装置が設置され逆三角形をした複合構造材で構成する三角形の構造体とこれ等を相互にけたで連結して構成する上部構造部分及び、支持装置を設置する橋座体とこれと結合した基礎で構成する下部構造部分からなる、地震の制動効果に優れた特徴を持った連続けた橋とする。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

この発明は、連続した橋けたが両端部の支持に加え中間部でも支持されることで成り立っている連続けた橋の、支持する位置と支持される部分の構造及び支持する部分の構造に関するものである。

従来の連続けた橋は、図３に示す構造物設置規制区域１を回避して端支間３及び中間支間４を確定し、地盤面２に構造物中心位置を決定した後、端支間３の始端位置地盤に端橋脚柱１８、端フーチング１９及び端基礎２１で構成された端橋脚を、また中間支間４の両端に端橋脚と同様の構成からなる中間橋脚柱２５、中間フーチング２６及び中間基礎２７で構成された中間橋脚を立設し、端橋脚柱天端に端支承１６を中間橋脚柱天端に中間支承２４を設置して、これらの支承で支持される連続した橋けた２３で構成されている。
端橋脚は、端橋脚柱１８と、所要杭数を配置するに必要な大きさの端フーチング１９とが一体となって複数本の杭からなる端基礎２１で支持される構造で、中間橋脚も同様に、中間橋脚柱２５と中間フーチング２６とが一体となって中間基礎２７で支持される構造で構成されている。また基礎を必要としない良好地盤ではフーチングそのものが、直接地盤に接して総ての外力に耐え得る大きさと耐力を備えた設計となっている。

発明が解決しようとする課題

従来の技術で施工された連続けた橋には、次のような欠点がある。
（イ）連続した橋けたは、図３に示す地盤面２内の構造物設置規制区域１を回避して立設された端橋脚柱天端及び中間橋脚柱天端に設置した支承の間隔からなる、端支間３及び中間支間４で支持される連続した橋けた２３としての断面力に耐え得る耐力が必要になっている。この構造構成が橋けたに過分な耐力を要求する欠点となっている。
（ロ）図３に示す端橋脚柱１８、端フーチング１９、端基礎２１の各要素に要求される耐力は、地震動によって連続けた橋の端橋脚柱上部に作用する水平慣性力を、要素耐力の照査位置から端反力作用高８だけ上方の端支承１６を通じて受け、これによる断面力に耐え得るだけ要求されている。また中間橋脚においても同様に、中間橋脚柱上部に作用する水平慣性力を中間反力作用高２２だけ上方の中間支承２４を通じて受けることになる。この構造構成が橋脚それぞれの要素に過分な耐力を要求する欠点となっていることに加え、要素の規模が大型化し基礎及びフーチング施工時の地盤面掘削範囲が拡大し交通阻害や工事の長期化を招く欠点となっている。
本発明は、これらの欠点を解決するためになされたものである。

課題を解決するための手段

図１に示す中間支間４の端部を包含した三角体けた１０と三角体斜柱１１で形成する三角形の構造体、三角形の構造体下端に設ける三角体支承１５、三角形の構造体相互を連結する中間けた１４、端けた１３、端支承１６で構成される上部部分。
三角体橋座１７、三角体基礎２０で構成される下部部分。
本発明は、以上の構成からなる下端に制動支持装置を有する三角形の構造体相互をけたで連結した連続けた橋である。

以下に、本発明の実施の形態について図１を基に説明する。
（イ）中間支間４の端部を包含した三角体径間６を合理的な長さ選定し、端径間５、三角体径間６及び中間径間７を決定する。径間の決定によって、この間で支持される端けた１３、三角体けた１０及び中間けた１４を相互に連結することで連続した橋けたが形成される。この内三角体けた１０の両端は、２本の斜柱からなるＶ型の三角体斜柱１１と上部で結合して、逆三角形をした複合構造材で構成された三角形の構造体を形成する。
（ロ）連続けた橋の幅員構成に必要な数の三角体斜柱１１の下側には、三角体斜柱相互を橋の横断方向に連結する三角体横繋１２を設ける。
（ハ）三角体橋座１７の天端に、三角体支承１５を設置する。地盤内に発生した地震動は三角体基礎２０及び三角体橋座１７を伝わって支承１５に伝達される。
変動外力に対し制動支持する機能を備えた三角体支承１５に伝わった地震動は、支承が備えた機能によって減衰され三角形の構造体下端に伝達される。また連続した橋けたの温度変化により水平方向に変動して作用する外力及び橋の機能を維持する総ての鉛直力に対してもこの三角体支承１５が対応する。
（ニ）端けた１３の始端である端橋脚柱の天端には、水平方向に変動して作用する外力に対して無抵抗で鉛直反力だけ支持する機能の端支承１６を設置する。
（ホ）総ての三角体支承を設置するに十分な幅と長さを備え、地盤面２から所要高さだけ上方が天端となり、三角体基礎２０との結合に十分で、地盤面２の予期せぬ変動に対応可能な深さに定着する厚さ持った三角体橋座１７を設ける。
（ヘ）三角体橋座１７に頭部を結合して、結合頭部から作用する総ての外力に耐えるに十分な地中の支持地盤に先端を定着し、考えられる作用外力以上の耐力を備えた三角体基礎２０を設ける。
（ト）端橋脚柱１８、端フーチング１９及び端基礎２１からなる端橋脚は、脚柱天端に端支承を設置する従来の技術による構造物として立設する。
本発明は、上述（イ）、（ロ）によって構成された上部部分を（ホ）、（ヘ）、（ト）によって構成された下部部分の天端に設置した（ハ）、（ニ）の支承上に据え付けて使用する構造で、高レベル地震動の作用を経済的、効率的に制動し橋の損傷を防止することの出来るシステムの連続けた橋である。

発明の効果

（イ）従来の技術で施工された橋けたは、図３に示す端支間３と中間支間４の支間長で支持された連続した橋けた２３として解析した断面力で設計されているのに対して、本発明の橋けたは、図１に示す端径間５、三角体径間６及び中間径間７の支間長で支持された連続けたとして解析した断面力で設計すればよい。
けたに発生する曲げモーメントはそれを支える支間長の二乗に比例する関係にあり、支間の中央に生じる曲げモーメントだけでなく従来技術の中間支点位置に発生する性質の異なる負の突出した曲げモーメントの低減効果が顕著で、本発明による連続けたの設計断面は従来技術で施工された設計断面に比べて８０パーセント程度まで低減した断面で施工でき、この経済的効果が大である。
（ロ）図１に示す三角体径間６の長さを、端支間長３及び中央径間長４の長さに対して合理的に選定することで、三角体けた断面の上縁部分に一部引張応力が発生する以外は、三角形の構造体を構成する総ての部材要素には圧縮応力しか発生しない。この事から、三角形の構造体を構成する部材要素には高価な鋼材を利用した特別な対応の必要性がなく、安価なコンクリートを主要材とし極めて限定的に引張抵抗材を配置した複合部材で構成でき、地震動の作用を受ける三角形の構造体部分に求められる高い剛性の確保が容易であるとともに、三角形の構造体部分のコストが従来の技術で施工された橋脚における脚柱部分と相殺可能な程度のコストで対応でき、この経済的効果が大である。
（ハ）従来の技術で施工された橋脚では、地盤内に発生した地震動は基礎、フーチング及び橋脚柱を伝わって天端に設置された支承に達し、その支承が保持した作用力の伝達機能を介して連続けた橋に伝達され、その反作用としての連続けた橋上部部分の水平慣性力が図３の反力作用高８及び２２で示す橋脚柱天端に作用する。したがって、橋脚柱下端、フーチング及び基礎の設計では、水平慣性力と反力作用高８及び２２を乗じた値としての曲げモーメントがその他の作用力であるせん断力や鉛直方向力に対する照査に対し支配的となる設計が行われている。
一方本発明による図１に示す地盤内に発生した地震動は三角体基礎２０及び三角体橋座１７を伝わり天端に設置された制動機能を備えた三角体支承１５に到達し、その地震動は支承の制動機能によって減衰されて三角形の構造体下端に伝達される。この反作用である連続けた橋上部部分の水平慣性力が三角体橋座天端に作用する。したがって、三角体橋座と基礎との結合の設計や基礎本体の設計は、水平慣性力と三角体反力作用高９を乗じた曲げモーメントでの照査が必要となるが、作用高９が極めて小さいため曲げモーメントが設計を支配せず、主にせん断力と鉛直方向の作用力による設計が行われ、従来型のように大きなフーチングや複数の基礎杭を必要とせず、小規模の単体基礎で対応可能である。
（ニ）単体基礎、小規模フーチング施工が可能である事から、図１及び図３に示す構造物設置規制区域１が同じの場合、本発明図１に示す中間支間４が従来技術図３に示す中間支間４に比べ小さくなり、支間縮小による経済効果が期待できる。
（ホ）本発明の三角体橋座１７及び三角体基礎２０は、従来型の複数の基礎杭とこれを配置するに必要な大きさを持った大型フーチングとする必要がない事から、構造規模の小型化による経済的効果だけでなく、これらの施工における地盤面掘削規模の縮小化、施工時間の短縮化に貢献し、特に市街地での路上工事縮減化と交通障害解消への寄与が顕著であ。
（ヘ）本発明では、三角体基礎２０及び橋座１７で構成された下部部分と三角形の構造体の上部部分とが構造的に分離している事から、三角形の構造体の施工と下部部分の施工とを場所を別にして同時着工し、両者完成後三角形の構造体を移動させて三角体橋座１７の天端に設置された三角体支承１５上に据え付ける工法が適用可能である。この上下部同時施工により、橋梁施工の現地工期短縮化と工事一元化の改善への貢献が可能である。

本発明の構造側面図本発明の主要部斜視図従来技術の構造側面図

符号の説明

１構造物設置規制区域
２地盤面
３端支間
４中間支間
５端径間
６三角体径間
７中間径間
８端反力作用高
９三角体反力作用高
１０三角体けた
１１三角体斜柱
１２三角体横繋
１３端けた
１４中間けた
１５三角体支承
１６端支承
１７三角体橋座
１８端橋脚柱
１９端フーチング
２０三角体基礎
２１端基礎
２２中間反力作用高
２３連続した橋けた
２４中間支承
２５中間橋脚柱
２６中間フーチング
２７中間基礎

Claims

中間支間４の端部を包含した三角体けた１０と三角体斜柱１１で形成する三角形の構造体、三角形の構造体下端に設ける三角体支承１５、三角形の構造体相互を連結する中間けた１４、端けた１３、端支承１６と、
三角体橋座１７、三角体基礎２０と、の構成からなる下端に制動支持装置を有する三角形の構造体相互をけたで連結した連続けた橋。