JP2006077492A - 耐震橋脚 - Google Patents

Abstract

【課題】 不確定な地震の揺れの方向によらず橋脚の倒壊を防ぎ、製造コストが低い耐震橋脚を提供する。
【解決手段】 基礎である鋼管杭Ｋは、地面に対して多角形を形成する各頂点上に配置されており、柱材２０は、鋼管杭Ｋの上端部に接合されている。隣り合う柱材２０，２０を連結するつなぎ部材３０は、柱材２０に接合される両端部の取付用鋼材３１と、その間に設けられ、取付用鋼材３１の降伏点よりも低い降伏点を有する鋼材からなる低降伏点鋼材３２とが溶接により接合されている。そして、このように、地面Ｇに対して正四角形の各頂点に配置したそれぞれの柱材２０，２０・・・に、正四角形の４辺を形成するようにつなぎ部材３０を隣り合う柱材２０，２０に接合して、４本の柱材２０，２０・・・を束ねることにより、１基の耐震橋脚１０を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地震の揺れに耐える耐震橋脚に関する。

一般に、構造物には、地震発生時における地震の振動に対応するために耐震構造や免震構造、制震構造等が採用されている。
例えば、図１３（ａ）に示すような鋼製橋脚３００の場合は、コンクリートにより製作されたフーチング３３０上に鋼板により箱状または円筒状に製作された柱部分３２０が設けられ、この柱部分３２０の下端部にベースプレート３４０が設けられ、アンカーフレーム３７０がフーチング３３０に埋設され、これらのベースプレート３４０とアンカーフレーム３７０とがアンカーボルト３５０及びナット３６０，３６０により締め付けられて、柱部分３２０とフーチング３３０とが連結されている。このように構成される鋼製橋脚３００は、柱部分３２０が降伏、損傷するまでの間、地震力に耐えられるようになっている。したがって、柱部分３２０が降伏、損傷してしまうと、橋脚のみならず高架橋全体の大規模な改修等が必要となるため、橋脚の構造を頑丈なものとする必要があった。
そこで、橋脚の柱部分３２０が降伏、損傷しないように、例えば、特許文献１及び特許文献２に示すような耐震構造を有する耐震橋脚が提案されている。

特許文献１に示されている耐震橋脚３００ａは、図１３（ｂ）に示すように、上部ブラケット３８０ａが柱部分３２０の上部に取り付けられ、下部ブラケット３８０ｂが柱部分３２０下部側のベースプレート３４０に取り付けられており、この上部ブラケット３８０ａと下部ブラケット３８０ｂとの間には、両端に制震部材３９０，３９０を備えた棒部材３１０が配置され、各端部の制震部材３９０，３９０が上部ブラケット３８０ａ又は下部ブラケット３８０ｂと接合されている。ここで、制震部材３９０は、柱部分３２０よりも降伏点が低い鋼材で形成されている。これにより、地震によって耐震橋脚３００ａが振動した場合、柱部分３２０よりも先に制震部材３９０が降伏するので、柱部分３２０が降伏、損傷することがなく、耐震橋脚３００ａを地震の振動から守ることができる。
しかしながら、このような、耐震橋脚３００ａでは、棒部材３１０が地震の振動によって大きく揺れてしまった場合は、この棒部材３１０の振動が地震の振動に付加された状態で制震部材３９０に作用する恐れがあり、地震発生後、地震力の小さい早い時期に制震部材３９０が降伏する危険性がある。この場合、早い時期に制震部材が降伏すると、地震の振動が耐震橋脚３００ａの柱部分３２０に負荷をかけて、柱部分３２０を降伏、損傷させる危険性がある。また、下部の制震部材３９０が降伏した場合、棒部材３１０が揺れて柱部分３２０に損傷を与える恐れがあり、上部の制震部材３９０が降伏した場合、棒部材３１０の重みで下部の制震部材３９０が降伏して、道路周辺に棒部材３１０が倒壊する恐れもある。
さらに、フーチング３３０に埋設されるアンカーフレーム３７０は高価であって、耐震橋脚３００ａのコスト増加の原因の一つにあげられる。このような高価な耐震橋脚３００ａは、公共事業削減の中、道路建設の予算削減に対応しにくいため、従来の耐震性を確保しつつ安価な耐震構造の耐震橋脚が望まれている。

また、特許文献２に示されている耐震橋脚４００は、図１４に示すように、ラーメン橋脚における一対の立設する脚部４１０，４１０の間に設けた耐震梁４２０に降伏点の低い極軟鋼材４２１が備えられた構造となっており、地震が発生した場合に極軟鋼材４２１が最初に降伏し、又は降伏点を超えて変形することで、耐震橋脚４００（ラーメン橋脚）を保護することができるようになっている。
しかしながら、このような耐震橋脚４００は、地震による揺れがどの方向に作用するか不確定であるため、一方向にしか設けられていない耐震梁４２０では不確定な方向に揺れる地震の揺れに対応できない恐れがあった。
また、この耐震橋脚４００（ラーメン橋脚）の場合、脚部４１０と脚部４１０との間隔が広いため、この間隔に耐震梁４２０を設けると、耐震梁４２０の大型化、高性能化が要求され、耐震梁４２０の製造コストが増大するという問題もある。
また、このような耐震梁４２０は、ラーメン橋脚形式にしか適応することができないため、汎用性が低いという問題もあった。
特開平１０−１３１１２０号公報（段落００２０〜００２９、図３） 特開２００１−６４９１３号公報（段落００２０〜００２９、図１）

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、不確定な地震の揺れの方向によらず橋脚の倒壊を防ぎ、また、建設コストが低い耐震橋脚を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、基礎に立設される複数の柱材と、隣り合う前記柱材同士を連結するつなぎ部材と、を備え、前記各柱材が鋼管材であり、前記各柱材が揺れた場合に前記つなぎ部材が変形することを特徴とする耐震橋脚である。

このように、つなぎ部材が隣り合う柱材に接続しており、各柱材が揺れた場合につなぎ部材が変形するので、各柱材の揺れによる倒壊を防ぐことができるようになっている。
また、柱材に既製の鋼管材を用いたことにより製作コストを、柱材（鋼管材）の架設期間が短縮されることにより耐震橋脚の架設コストを低くすることができる。
なお、建設コストとは、製作コストと架設コストとを合計させたコストをいう。

また、本発明は、請求項１に記載の発明であって、前記複数の柱材が、多角形を形成する頂点上に各々配置されていることを特徴とする耐震橋脚である。

「多角形を形成する頂点上に各々配置」とは、地面に対して多角形を描くように、その多角形の頂点位置に、複数の柱材を各々配置するということである。

このように、複数の柱材が、多角形を形成する頂点上に各々配置されているので、これら複数の柱材につなぎ部材を連結することにより、不確定な地震の揺れの方向によらず、柱材を保護することができるようになっている。

また、本発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明であって、前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられる低降伏点鋼材とを備え、前記低降伏点鋼材の降伏点が前記取付用鋼材及び前記柱材の降伏点よりも低く設定されて構成されていることを特徴とする耐震橋脚である。

このように、つなぎ部材が、柱材に取り付けられる取付用鋼材と、この取付用鋼材よりも降伏点の低い低降伏点鋼材から構成されており、低降伏点鋼材の両端部に取付用鋼材を備えて、隣り合う柱材の間に配置させて、取付用鋼材を柱材に取り付ける。
これにより、地震力により各柱材が揺れた場合、つなぎ部材を取り付けた位置において、各柱材の相対変位によりつなぎ部材にせん断力が作用し、つなぎ部材の低降伏点鋼材が、取付用鋼材及び柱材よりも先に降伏する。
このように、つなぎ部材が低降伏点鋼材を備えることにより、柱材が降伏する前に低降伏点鋼材が先に降伏し、地震エネルギを吸収するので、柱材を降伏または損傷させずに地震力から保護することができるようになっている。

また、本発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明であって、前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられるゴムダンパー部材とを備え、前記ゴムダンパー部材がせん断変形することを特徴とする耐震橋脚である。

このように、つなぎ部材が、柱材に取り付けられる取付用鋼材と、せん断変形するゴムダンパー部材とから構成されており、ゴムダンパー部材の両端部に取付用鋼材を備えて、隣り合う柱材の間に配置させて、取付用鋼材を柱材に取り付ける。
これにより、地震力により各柱材が揺れた場合、つなぎ部材を取り付けた位置において、各柱材の相対変位によりつなぎ部材にせん断力が作用しても、つなぎ部材のゴムダンパー部材がせん断変形して地震エネルギを吸収することができるようになっている。
このように、つなぎ部材がゴムダンパー部材を備えていることにより、柱材を降伏または損傷させずに地震力から保護することができるようになっている。

また、本発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発明であって、前記つなぎ部材が交換可能に設けられていることを特徴とする耐震橋脚である。

このように、つなぎ部材を交換可能にすることで、例えば、地震や経年変化によりつなぎ部材が損傷した場合であっても、新たなつなぎ部材に交換することができるので、引き続き耐震橋脚の耐震構造の性能を保持することができる。

このような耐震橋脚によれば、不確定な地震の揺れの方向によらず橋脚の倒壊を防ぎ、建設コストを低くすることができる。

本発明を実施するための最良の一形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、説明において、同一要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は、つなぎ部材の一例を示す斜視図である。図４は、本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。

本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚１０は、図１に示すように、複数の柱材２０と、隣り合う柱材２０，２０を連結するつなぎ部材３０とから構成されており、各柱材２０，２０・・・は、基礎に立設している。この耐震橋脚１０は、直上からの荷重を受ける耐震橋脚であって、１本の柱材２０だけでは耐震橋脚１０としての役割を果たさないが、複数の柱材２０，２０・・・を用いて、つなぎ部材３０，３０・・・により隣り合う柱材２０を連結することで耐震橋脚１０としての役割を果たす。
なお、本実施形態において、耐震橋脚１０を構成する柱材２０を４本用いた単橋脚形式の場合について説明する。

耐震橋脚１０の柱材２０が立設される基礎には鋼管杭Ｋが用いられ、鋼管杭Ｋは、地面に対して正四角形を形成する各頂点上（図４参照）に配置されている。また、各鋼管杭Ｋ，Ｋ・・・は、その上端部を地表に残して地中に設けられている（図１参照）。
したがって、各鋼管杭Ｋ，Ｋ・・・の上端部に立設される柱材２０，２０・・・も、地面に対して正四角形を形成する各頂点上に位置することとなる。

柱材２０は、図２に示すように、中空であって、長尺の鋼管材を用いており、例えば、杭として用いられている鋼製管材を用いることができる。この柱材２０は、その下端部を基礎である鋼管杭Ｋの上端部と接合することにより立設する。
ここで、鋼管杭Ｋと接合している柱材２０の下端部（基部）には、コンクリートを充填（合成構造）してもよい（図示せず）。これにより、各柱材２０の耐震性を向上させることができる。

また、柱材２０は、所定の長さの鋼管杭を軸方向に連設して用いることもできる。したがって、橋脚として必要となる高さに対応して、本発明の耐震橋脚１０の高さを適宜変更することができるようになっている。
なお、図１に示すように、この各柱材２０の上部には梁材Ｈが設けられ、その梁材Ｈに橋桁材（図示せず）を架設することができるようになっている。

つなぎ部材３０は、図３に示すように、柱材２０（図１，図２参照）に取り付けられる取付用鋼材３１，３１と取付用鋼材３１の間に設けられ低降伏点鋼材３２とから構成されており、取付用鋼材３１には剛性の高い板状の鋼材が用いられ、また、低降伏点鋼材３２には各柱材２０及び取付用鋼材３１の降伏点よりも低い降伏点を有する板状の鋼材が用いられている。この低降伏点鋼材３２は溶接又はボルト・ナット（図示せず）により取付用鋼材３１に接合される。

低降伏点鋼材３２の両端部に接合された取付用鋼材３１と低降伏点鋼材３２とは、Ｉ型鋼材のウェブとして用いられる。これにより、耐震橋脚１０が受けるせん断力は、ウェブとなる両端部の取付用鋼材３１と低降伏点鋼材３２とが受け持つこととなる。また、ウェブとなる両端部の取付用鋼材３１と低降伏点鋼材３２との上部及び下部には低降伏点鋼材３２よりも降伏点が高い鋼製のフランジＦ，Ｆが設けられる。

このつなぎ部材３０は、図２に示すように、隣り合う柱材２０，２０の間に配置され、つなぎ部材３０の取付用鋼材３１の柱材２０側端部を柱材２０に溶接又はボルト・ナット（図示せず）で取り付けられる。

ここで、つなぎ部材３０は、柱材２０の長さによって、地面Ｇ（図１参照）の位置に対して、高さ方向に所定の間隔で、適宜、配置することができる。

図１に示すように、つなぎ材３０が柱材２０に複数取り付けられている場合の各つなぎ材３０の取り付け間隔は、例えば、地面Ｇからの長さが３０ｍである柱材２０を用いた場合は、地面Ｇから高さ方向に１０ｍの位置に第１のつなぎ部材３０Ａを取り付け、第１のつなぎ部材３０Ａを取り付けた位置から高さ方向上方に６ｍずつ２箇所に第２，第３のつなぎ部材３０Ｂ，３０Ｃを取り付けることができる。

このように、地面Ｇに対して正四角形の各頂点に配置したそれぞれの柱材２０，２０・・・に、正四角形の４辺を形成するようにつなぎ部材３０を隣り合う柱材２０，２０に取り付けて、４本の柱材２０，２０・・・を束ねることにより、単橋脚形式（橋脚が１基である）の耐震橋脚１０を形成する。

この耐震橋脚１０において、地震が発生した場合のつなぎ部材３０，３０・・・の役割を説明する。図５は、図１のＢ矢視方向から耐震橋脚１０を見た場合の、耐震橋脚１０が地震により揺れた場合の柱材２０，２０の上端部の変位を示す平面図であり、（ａ）は、西側に柱材２０，２０・・・の上端部が変位した場合を示す平面図であり、（ｂ）は、北側に柱材２０，２０・・・の上端部が変位した場合を示す平面図である。図６は、耐震橋脚１０の柱材２０が曲がった状態の一例を示す側面図である。
なお、方向を示す東，西，南，北は、図５の紙面上において、上方向を北、下方向を南、左方向を西、右方向を東、とする。

この耐震橋脚１０は、図６に示すように、東西側に揺れる地震が発生すると、各柱材２０，２０・・・は、鋼管杭Ｋと接合した下端部から略Ｓ字形状に曲がる。このとき、各柱材２０，２０・・・が西側に曲げられた場合について説明すると、図５（ａ）に示すように、柱材２０，２０・・・が曲げられると、北側のつなぎ部材３０の北西側の柱材２０の取り付け位置と北東側の柱材２０の取り付け位置とに相対変位が生じ、北側のつなぎ部材３０がせん断力を受けることとなる。同様に、南側のつなぎ部材３０の南西側の柱材２０の取り付け位置と南東側の柱材２０の取り付け位置とに相対変位が生じ、南側のつなぎ部材３０がせん断力を受けることとなる。一方、西側のつなぎ部材３０と東側のつなぎ部材３０とには、せん断力の影響をほとんど受けることがない。

このように、地震が発生すると、柱材２０，２０は略Ｓ字形状に曲がり、北側のつなぎ部材３０と南側のつなぎ部材３０とがせん断力を受け、柱材２０，２０・・・が倒壊に至る前に、北側、南側それぞれのつなぎ部材３０，３０の取付用鋼材３１，３１及びフランジＦ，Ｆ、さらに柱材２０，２０・・・よりも早く低降伏点鋼材３２，３２が降伏して柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐ。

また、北側のつなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２と南側のつなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２とは、地震の規模により、北側、南側のつなぎ部材３０，３０の両方、又は、いずれか一方が降伏することにより柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐことができる。
したがって、つなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２が地震力（地震エネルギ）を吸収することにより、低降伏点鋼材３２が損傷することなく各柱材２０及び取付用鋼材３１よりも早く降伏し、各柱材２０の倒壊を防ぐことができる。つまり、つなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２が各柱材２０の身代わりとなって降伏することで、各柱材２０を保護することができる。
ここで、降伏とは、鋼材としての機能を有しつつ鋼材が塑性域に入った状態を示している。また、損傷とは、鋼材がその機能を果たせない状態となっていることを示している。

また、耐震橋脚１０は、南北側に揺れる地震が発生すると、各柱材２０，２０・・・は、鋼管杭Ｋと取り付けた下端部から南北側に反復するように曲げられる。このとき、各柱材２０，２０・・・が北側に曲げられた場合について説明すると、図５（ｂ）に示すように、柱材２０，２０・・・が曲げられると、西側のつなぎ部材３０の北西側の柱材２０の取り付け位置と南西側の柱材２０の取り付け位置とに相対変位が生じ、西側のつなぎ部材３０がせん断力を受けることとなる。同様に、東側のつなぎ部材３０の北東側の柱材２０の取り付け位置と南東側の柱材２０の取り付け位置とに相対変位が生じ、東側のつなぎ部材３０がせん断力を受けることとなる。一方、北側のつなぎ部材３０と南側のつなぎ部材３０とには、せん断力の影響をほとんど受けることがない。

西側のつなぎ部材３０と東側のつなぎ部材３０がせん断力を受けると、柱材２０，２０・・・が倒壊に至る前に、西側、東側それぞれのつなぎ部材３０，３０の取付用鋼材３１，３１及びフランジＦ，Ｆ、さらに柱材２０，２０・・・よりも早く低降伏点鋼材３２，３２が降伏して、柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐ。

また、西側のつなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２と東側のつなぎ部材３０の低降伏点鋼材３２は、地震の規模により、西側、東側のつなぎ部材３０，３０の両方、又は、いずれか一方が降伏することにより柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐことができる。

また、耐震橋脚１０は、図示しないが、北西−南東側や北東−南西側に揺れる地震が発生すると、各柱材２０，２０・・・は、鋼管杭Ｋと接合した下端部から北西−南東側や北東−南西側に反復するように曲げられ、北側，南側，西側，東側の各つなぎ部材３０，３０・・・が水平面内でせん断力を受ける。
これらつなぎ部材３０，３０・・・は、水平面内のせん断力を受けると、降伏点を超えない範囲で弾性変形するが、降伏点を超える前に取付用鋼材３１及びフランジＦ，柱材２０よりも早く低降伏点鋼材３２，３２・・・が垂直面内のせん断力で降伏して、柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐ。

これにより、あらゆる方向で揺れる地震が発生しても、倒壊しない耐震橋脚１０とすることができる。

また、地震により降伏した低降伏点鋼材３２は、新たな低降伏点鋼材と取り替えることができる。地震により降伏した低降伏点鋼材３２については、目視で確認することができるため、容易に降伏した低降伏点鋼材３２を見つけることができる。降伏した低降伏点鋼材３２は、つなぎ部材３０の両端部の取付用鋼材３１から切断又はボルト・ナットを取ることで取り外される。そして、新たな低降伏点鋼材を降伏した低降伏点鋼材３２が取り外された位置に溶接によりつなぎ部材３０の両端部の取付用鋼材３１に接合される。

このように、耐震橋脚１０を構成したので、建設コストの低コスト化を実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも確実に対応することができる。

（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚１１は、つなぎ部材がゴムダンパー部材を備えている点で第一の実施形態と異なる。
図７は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す部分斜視図である。図８は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚のつなぎ部材の一例を示す斜視図である。図９は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。図１０は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚が地震により揺れた状態の一例を示す平面図である。図１１は、耐震橋脚１１の柱材２０が曲がった状態の一例を示す側面図である。

この本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚１１のつなぎ部材４０は、図７及び図９に示すように、取付用鋼材４１，４１とゴムダンパー部材４２とから構成されており、耐震橋脚１１の柱材が地震等により揺れると、隣り合う柱材２０同士の相対変位により受けるせん断力に耐えることで、各柱材２０，２０・・・の座屈または倒壊を防ぐ役割を果たす。
取付用鋼材４１は、図８に示すように、箱型となっており、一方の端部が柱材２０に取り付けられ、他方の端部が後述するゴムダンパー部材４２を取り付けられるようになっている。
ゴムダンパー部材４２は、一般的な橋梁の支承に使われる積層ゴムのゴム支承が用いられ、例えば地震時における各柱材２０の相対変位によってせん断変形してこの相対変位によって受けるせん断力に耐える役割を果たす。
このゴムダンパー部材４２に用いられる積層ゴムのゴム支承は、図８及び図９に示すように、その積層面が柱材２０の立設方向に対して並行になるように、取付用鋼材４１，４１に取り付けられる。

この耐震橋脚１１において、地震が発生した場合のつなぎ部材４０，４０・・・の役割を説明する。なお、方向を示す東，西，南，北は、図１０の紙面上において、上方向を北、下方向を南、左方向を西、右方向を東、とする。

耐震橋脚１１は、図１０に示すように、例えば、北東−南西側に揺れる地震が発生すると、各柱材２０，２０・・・は、鋼管杭Ｋと接合した下端部から北東−南西側に反復するように曲げられ、北側，南側，西側，東側の各つなぎ部材４０，４０・・・がせん断力を受ける。

このとき、平面視における耐震橋脚１１の揺れの状態を説明すると、図１０に示すように、北西側の柱材２０と南東側の柱材２０は、互いに遠ざかる方向に曲がり、北東側の柱材２０と南西側の柱材２０は、互いに近づく方向に曲がる。このため、北西側の柱材２０と北東側の柱材２０及び北西側の柱材２０と南西側の柱材２０は、それぞれ相対変位し、各柱材２０，２０・・・と連結するつなぎ部材４０がせん断力を受ける。同様に、南東側の柱材２０と北東側の柱材２０及び南東側の柱材２０と南西側の柱材２０は、それぞれ相対変位し、各柱材２０，２０・・・と連結するつなぎ部材４０がせん断力を受ける。すると、各つなぎ部材４０，４０・・・のゴムダンパー部材４２が弾性変形し、各つなぎ部材４０，４０・・・はせん断力に耐えることとなる。

また、側面視における耐震橋脚１１の揺れの状態を説明すると、図１１に示すように、地震の揺れにより柱材２０，２０は略Ｓ字形状になるように揺れる。このとき、隣り合う柱材２０，２０の間に設けられたつなぎ部材４０には、略Ｓ字形状に曲がる柱材２０，２０の相対変位によりせん断力が作用する。このとき、このせん断力は、ゴムダンパー部材４２に作用し、ゴムダンパー部材４２をせん断変形させる。
これらつなぎ部材４０，４０・・・は、自身がもつ弾性力により作用したせん断力に耐えるので、柱材２０，２０・・・の倒壊を防ぐことができる。

これにより、あらゆる方向で揺れる地震が発生しても、倒壊しない耐震橋脚１１とすることができる。
また、ゴムダンパー部材４２は、地震が発生した場合であっても繰り返し使用することができるが、ゴムダンパー部材４２が劣化した場合は、新たなゴムダンパー部材と取り替えることができる。
このように、耐震橋脚１１を構成したので、建設コストの低コスト化を実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも確実に対応することができる。

したがって、第二の実施形態に係る耐震橋脚１１のつなぎ部材４０の構成要素であるゴムダンパー部材４２は、第一の実施形態に係る耐震橋脚１０のつなぎ部材３０の構成要素である低降伏点鋼材３２よりも高価ではあるものの、当該低降伏点鋼材３２は降伏するたびに交換が必要であるのに対しゴムダンパー部材４２は繰り返しの使用に耐えることができるため、第二の実施形態に係る耐震橋脚１１のトータル的な建設コストを小さくすることができる。
これにより、第一の実施系地に係る耐震橋脚１０及び第二の実施形態に係る耐震橋脚１１は、従来の橋脚より安価に設けることができる。

（第三の実施形態）
次に、第一の実施形態に係る耐震橋脚１０をラーメン構造の橋脚の脚部として用いた場合について説明する。図１２は、ラーメン構造の耐震橋脚の一例を示す斜視図である。

本発明の第三の実施形態に係る耐震橋脚１２は、図１２に示すように、第一の実施形態に係る耐震橋脚１０を２基並べ、各柱材２０，２０・・・・に掛かるように梁材Ｈが横架され固定されたラーメン構造となっている。

このように構成されたラーメン構造の耐震橋脚１２は、不確定な方向に揺れる地震が発生したとしても、前記のとおり、各耐震橋脚１０，１０が地震の揺れに対抗するので、隣り合う柱材２０，２０を連結するつなぎ部材３０が、柱材２０が倒壊する前に地震力（地震エネルギ）を吸収することにより降伏して、各耐震橋脚１０，１０の柱材２０，２０・・・を保護することができる。

このように、ラーメン構造の耐震橋脚１２を構成したので、低コストを実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも対応することができる。

なお、低降伏点鋼材３２を用いたつなぎ部材３０に替えて、ゴムダンパー部材４２を用いたつなぎ部材４０を備えた耐震橋脚１１を２基並べた構造としても同様の効果を奏する。

以上、本発明について、好適な実施形態の例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。

例えば、基礎は、鋼管杭のほかに、地中に埋設されるフーチングを用いることもできる。このフーチングは、例えば、コンクリート構造物であって、その上面が矩形形状になっており、地中に設けられた複数の鋼管杭により支持されている。このように支持されたフーチングの上面に柱材を、フーチングの上部に対して多角形を形成するように、その多角形の頂点上にそれぞれ配置し固定することもできる。
したがって、柱材を支持する基礎の種類に制限されることなく、柱材を基礎に立設することができる。
なお、柱材２０，２０・・・は、その下端部をフーチング内に埋設させて立設してもよい。この場合、柱材２０の下端部には、外周面に沿ってスタッドを取り付けておく。これにより、スタッドが硬化したコンクリートに引っかかるので柱材２０がフーチングから抜け出るのを防止することができる。

また、柱材の配置位置は正四角形に限られず、地面に対して三角形、角形（長方形）、五角形、六角形等、多角形となる各頂点上にしても良い。

また、柱材の長さ（耐震橋脚の高さ）に応じて、つなぎ部材を高さ方向に２段、４段、等、複数段設けても良い。このようにすることにより、耐震橋脚が高架橋の橋脚として用いられる場合であっても、不確定な方向に発生する地震の揺れにも対応することができる。

また、地面は傾斜していても良い。したがって、傾斜している地面に耐震橋脚を設ける場合は、傾斜した地面に対して多角形を描くように、その多角形の各頂点上に基礎としての鋼管杭を設置し、その各鋼管杭の外部に露出する端部に柱材の下端部を接合して、柱材を多角形の各頂点上に配置することができる。
このようにして設ける耐震橋脚は、例えば、法面に脚部を設置する高速道路等に架けられるラーメン橋脚の脚部として用いることができる。

本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す斜視図である。 図１のＡ部拡大図である。 つなぎ部材の一例を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。 （ａ）は、一方向に柱材が変位した場合を示す平面図であり、（ｂ）は、他の方向に柱材が変位した場合を示す平面図である。 耐震橋脚の柱材が曲がった状態の一例を示す側面図である。 本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す部分斜視図である。 本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚のつなぎ部材の一例を示す斜視図である。 本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。 本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚が地震により揺れた状態の一例を示す平面図である。 耐震橋脚１１の柱材２０が曲がった状態の一例を示す側面図である。 ラーメン構造の耐震橋脚の一例を示す斜視図である。 （ａ）は、従来の耐震橋脚を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）を変形させた従来の耐震橋脚を示す側面図である。 他の従来の耐震橋脚を示す側面図である。

符号の説明

１０，１１，１２ 耐震橋脚
２０ 柱材
３０ つなぎ部材
３１ 取付用鋼材
３２ 低降伏点鋼材
４０ つなぎ部材
４１ 取付用鋼材
４２ ゴムダンパー部材
Ｆ フランジ
Ｇ 地面
Ｋ 鋼管杭（基礎）

Claims (5)

1. 基礎に立設される複数の柱材と、隣り合う前記柱材同士を連結するつなぎ部材と、を備え、
   前記各柱材が鋼管材であり、前記各柱材が揺れた場合に前記つなぎ部材が変形することを特徴とする耐震橋脚。
2. 前記複数の柱材が、多角形を形成する頂点上に各々配置されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震橋脚。
3. 前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられる低降伏点鋼材とを備え、
   前記低降伏点鋼材の降伏点が前記取付用鋼材及び前記柱材の降伏点よりも低く設定されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の耐震橋脚。
4. 前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられるゴムダンパー部材とを備え、
   前記ゴムダンパー部材がせん断変形することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の耐震橋脚。
5. 前記つなぎ部材が交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の耐震橋脚。

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