JP2006307444A - 既設橋における耐震補強構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、既存の橋脚の耐震構造を活用し、既存橋脚の耐力以上の水平モーメントが発生した場合の水平力を軽減することができる耐震補強構造を提供することを目的とするものである。
【解決手段】 本発明は、橋台2間に立設される下部構造である橋脚3と、該橋脚3上に支承される上部構造である橋桁4とから構成される既設の橋梁1であって、橋台2と橋脚3との間、隣り合う橋脚3との間を連結材8によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える構成とするものである。
【選択図】 図1

Description

本発明は、既設橋における耐震補強構造に関する。詳しくは、既に施工された一般道路、又は高速道路における橋梁の橋脚自体の補強をせずに、耐震基準値に対応することを可能とした既設橋における耐震補強構造に係るものである。
既に施工された一般道路や高速道路などの橋梁では、耐震基準の見直しにより、橋脚の補強が求められているのが現状であり、地震による変形量が可及的に小さくすることが主眼とされ、必然的に橋脚を高剛性とする必要があり、地震時においても変形し難いものとした耐力構造とするような補強が行われている。
そこで地震時の水平力による橋脚の基部にかかる応答曲げモーメントに耐える構造とするために、橋脚基部を掘り下げて、基礎杭の増強をすると共に、橋脚自体を高耐震構造とするための増厚工事等が行われている。
しかしこのような補強構造では長期間にわたり交通規制を行いながらの工事となるために、非常に手間と時間を費やし、非常にコスト高となる問題があった。
そこで本件出願人はこのような問題点を解消するために図11に示すような発明をした。この発明は、橋台101、101間に立設される下部構造である橋脚102と、該橋脚102上に支承される上部構造である橋桁103とから構成される既設の橋梁であって、各橋台101、101と橋脚102の上部を連結材104によってそれぞれ張着することにより、地震時における水平モーメントを連結材104によって軽減させる補強構造である(特許文献1参照)。
特開2004−019327号公報(要約書、第1図)
前述の耐震構造にあっては、橋脚の上部が橋台間で同等の力で張着することにより、常時にあっては橋脚頂部にかかる水平モーメントは零の状態で維持されることになり、地震時における水平力が発生した場合には、連結材による張力により橋脚頂部の変形を最小限に制御することができるものである。
しかしながら図12に示すように連結材104を緊張した状態で装着すると、橋梁全体の剛性が大きくなることから、既設の橋脚の耐震基準値以上の地震時における応答加速度の増加により、むしろ装着前より水平力が増大することになり、橋脚の補強効果が期待できないことが多い。
また、既存の橋脚の既存橋脚の耐力以上の震度に耐える補強工事を行うには橋脚基部を掘り下げて、基礎杭の増強をすると共に、橋脚自体を高耐震構造とするための増厚工事が必要となり、非常にコスト高となる問題がある。
本発明は、以上に点に鑑みて創案されたものであって、既存の橋脚の耐震構造を活用し、連結材を弛めた状態で装着することにより、既存橋脚の耐力以上の水平モーメントが発生した場合の水平力を軽減することができる耐震補強構造を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、橋台と橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える。
ここで、各橋脚の上部にPC鋼線などの引張力・耐久性に優れた連結材が挿通できる挿通穴を貫設し、この挿通穴に連結材の先端を挿通させて定着装置によって橋台と橋脚間を弛ませた状態で連結させることによって各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する水平モーメントを規制する構成とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える。
ここで、橋台と橋脚間、隣り合う橋脚間を弛ませた状態で連結させることによって各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する水平モーメントを規制する構成とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、前記橋台と橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える。
ここで、橋台と橋脚の上部両側端をPC鋼線などの連結材によって撓めた状態で連結することにより各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する全方位方向への水平モーメントを規制する構成とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、前記橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える。
ここで、橋台と橋脚、隣り合う橋脚の上部両側端をPC鋼線などの連結材によって撓めた状態で連結することにより各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する全方位方向への水平モーメントを規制する構成とする。
本発明の既存の橋脚の耐震構造によれば、橋台と橋脚、隣り合う橋脚を連結材によって弛めた状態で連結することにより、既設橋脚に備わった既存橋脚の耐力以上の地震が発生したときに、連結材が緊張して橋脚上端に発生する水平モーメントを規制することが可能となる。
また、T型橋脚のように周方向に発生する水平モーメントに対しては、橋台と橋脚、隣り合う橋脚の上部両側端をPC鋼線などの連結材によって弛ませた状態で連結することにより、既設の橋梁に対して橋脚自体の補強工事を行わずに既設橋脚に備わった既存橋脚の耐力以上の地震が発生したときに、連結材が緊張して橋脚上端に発生する水平モーメントを規制することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図1は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例を示す側面説明図、図2は、図1における平面説明図である。
ここで示す既設橋1は、橋台2、2間に中央位置に下部構造である橋脚3と、この橋脚3上端と、橋台2上端との間に上部構造体である橋桁4、4が架設された構成とされるものである。
そこで橋台2、2の上部にそれぞれPC鋼線などからなる連結材8の基端を連結する連結基台5、5を設置する。更にこの連結基台5、5に対向する橋脚3の上部に、連結材8が挿通可能な孔径を有する挿通穴6、6を貫設するものである。
この場合対向する橋台2、2に設置される連結基台5、5は、互いに位置が水平方向にズレした状態で設置することにより、これらの連結基台5、5に対向する挿通穴6、6も橋脚3に水平方向へズレした状態で貫設されることとなる。
次に連結基台5に連結材8の基端を連結固着し、この連結材8の先端を前記連結基台5に対向する挿通穴6に挿通し、橋脚3の挿通穴6の装着される定着装置7にその先端を連結固着する。
そこで定着装置7によって連結材8を既存の橋脚3の持つ既存橋脚の耐力の範囲内で橋脚3の上部が水平移動できるように弛ませた状態で橋台2と橋脚3とを連結材8によって連結するものである。
また、図3は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造において橋脚が複数ある場合の一例を示す側面説明図、図4は、図3における平面説明図である。
ここで示す既設橋1は、橋台2、2間に複数の下部構造である橋脚3、3、・・と、この橋脚3、3、・・上端と、橋台2上端との間に上部構造体である橋桁4、4、・・が架設された構成とされるものである。
そこで橋台2、2間に立設される複数の橋脚3、3、・・の上部に対して、互いに対向する位置にそれぞれ連結材8が挿通可能な孔径を有する挿通穴6、6を貫設するものである。
そして互いに対向する橋脚3、3間にその両端に挿通穴6、6に挿通し、橋脚3の挿通穴6の装着される定着装置7にその先端を連結固着する。
また、橋台2、2の上部にそれぞれ連結材8の基端を連結する連結基台5、5を設置し、この連結基台5、5に対向する橋脚3の上部に、連結材8が挿通可能な孔径を有する挿通穴6、6を貫設するものである。
そして連結基台5に連結材8の基端を連結固着し、この連結材8の先端を前記連結基台5に対向する挿通穴6に挿通し、橋脚3の挿通穴6の装着される定着装置7にその先端を連結固着する。
そこで定着装置7によって橋台2と橋脚3、隣り合う橋脚3間を連結材8によって既存の橋脚3の持つ既存橋脚の耐力の範囲内で橋脚3の上部が水平移動できるように弛ませた状態で連結するものである。
ここで、図5に示すように、既存に橋脚3に対して既存橋脚の耐力内の地震による水平力が生じた場合には、連結材8を弛ませた状態で連結しているために橋脚3はA矢印方向へ振れることになる。
したがって、既存の橋脚3の耐震構造による既存橋脚の耐力以内の地震では連結材8によって橋脚3の振れを拘束することがないために橋脚3に過度の負荷をかけることがない。
そこで、既存橋脚の耐力以上の地震による水平力が生じた場合には、橋脚2の上部がB矢印方向へ、更に移動しようとすることにより連結材8が緊張して橋脚2の振れを拘束することで橋脚3の崩壊を防ぐことが可能となる。
次に、図6は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例を示す平面説明図、図7は、図6における側面説明図、図8は、図6における正面断面説明図を示す。
ここで示す既設橋は、橋台2、2間に配置される複数の下部構造であるT型橋脚3、3、・・と、この複数のT型橋脚3、3、・・上端と、橋台2上端との間に上部構造体である橋桁4が架設された構成とされるものである。
前記T型橋脚3は、円柱形状の橋軸9上に橋桁4を支持する張出10が設けられた構造とされ、橋台2の上部両端には連結基台5およびT型橋脚3の張出10両端にそれぞれ定着装置7が装着される。
そこでPC鋼線などからなる連結材8の基端を橋台2上部の連結基台5に連結固着し、その先端を橋台2と対角線上に対向するT型橋脚3の張出10両端の定着装置7に連結し、更に隣り合うT型橋脚3の対角線上に対向する定着装置7間に連結材8を連結する。
ここで、前記連結材8はT型橋脚3の既存橋脚の耐力内での全方向への水平モーメントに対してのT型橋脚3の上部の振れを拘束しないように、弛ませた状態で連結するものである。
また、図9に定着装置の取り付けの一例を示すものであり、T型橋脚3の張り出し10両端面にアンカー削孔を行い、アンカーボルト11をエポキシ樹脂によって設置する。そしてこのアンカーボルト12によって溶融亜鉛メッキが施された鋼製の定着用ブラケット11が装着される。
そして定着用ブラケット11にPC鋼線からなる連結材8が係止されるものであり、この連結材8の両端には定着装置7が取り付けられる。この定着装置7は定着用ブラケット11に開口された係止用穴13にトランペットシース14が挿入された状態で定着用ブラケット11面をボルト・ナットなどの締結部材15によって固定する固定用フランジ16と、このトランペットシース14内に挿通されるPC鋼線の基端に固着される定着ブロック17と、この定着ブロック17を支持する支圧リング18と、定着ブロック17を押圧するコイルバネ19と、コイルバネ19が収納されるキャップ20から構成されるものである。また、PC鋼線よりなる連結材8にはシール材21が覆着され、雨水などによる錆の発生を防ぐ構成とするものである。
ここで、PC鋼線よりなる連結材8を定着装置7によって連結し、数種の厚さの支圧リング18を備えることで連結材8の弛み具合を調整することが可能となる。
なお、定着装置の取り付け機構については図6に示す既設橋における耐震補強構造において詳述するものであるが、図1および図4において示す既設橋における耐震補強構造に対しても適用することができるものとする。
ここで、図10に示すように、既存のT型橋脚3に対して既存橋脚の耐力内の地震によるA矢印方向への水平力が生じた場合には、各T型橋脚3は連結材8を弛ませた状態で連結しているためにT型橋脚3の既存橋脚の耐力内でA矢印方向へ振れることになる。
したがって、既存のT型橋脚3の耐震構造による既存橋脚の耐力以内の地震では弛ませた連結材8によってT型橋脚3の振れを拘束することがないためにT型橋脚3に過度の負荷をかけることがない。
そこで、既存橋脚の耐力以上の地震による水平力が生じた場合には、T型橋脚2の上部が更にB矢印方向へ移動しようとすることにより連結材8が対角線上に緊張して橋脚2の振れを拘束することで橋脚3の崩壊を防ぐことが可能となる。
このように、橋台2と橋脚3、隣り合う橋脚3間を連結材8によって対角線上に連結することにより、地震時においてT型橋脚3に作用する全方向への水平モーメントは、連結材8を介して橋台2に伝達されることとなり、地震時の橋脚上部の変形を制御することができる。
本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例を示す側面説明図である。 図1における平面説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造において橋脚が複数ある場合の一例を示す側面説明図である。 図3における平面説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例の作用説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例を示す平面説明図である。 図6における側面説明図である。 図6における正面断面説明図である。 本発明の既設橋における耐震補強構造における定着用ブラケットおよびこの定着用ブラケットに取り付けられる定着装置の一例を示す説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例の作用説明図である。 従来の既設橋における耐震補強構造の一例を示す説明図である。 図11における作用説明図である。
符号の説明
1 既設橋
2 橋台
3 橋脚
4 橋桁
5 連結基台
6 挿通孔
7 定着装置
8 連結材
9 橋軸
10 張出
11 定着用ブラケット
12 アンカーボルト
13 係止用穴
14 トランペットシース
15 締結部材
16 固定用フランジ
17 定着ブロック
18 支圧リング
19 コイルバネ
20 キャップ
21 シール材

Claims (6)

  1. 橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
    橋台と橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える
    既設橋における耐震補強構造。
  2. 橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
    橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える
    既設橋における耐震補強構造。
  3. 上記それぞれの橋脚に連結材を遊貫状に挿通して係着する
    請求項1または2記載の既設橋における耐震補強構造。
  4. 橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
    前記橋台と橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える
    既設橋における耐震補強構造。
  5. 橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
    前記橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える
    既設橋における耐震補強構造。
  6. 前記連結手段は、橋台とT型橋脚の上部両側端に装着される定着用ブラケットと、
    前記定着用ブラケット間に連結されるPC鋼線からなる連結材と、
    前記連結材の両端に装着され、前記定着用ブラケットに係止されることで橋脚の耐震値に応じて弛ませる状態を自在に調整可能とする定着装置を備える
    請求項1、2、3、4または5記載の既設橋における耐震補強構造。
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