JP2007332665A - 変位調整機能付き落橋防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】落橋防止装置と変位制限装置とを一つの装置にコンパクトとに組み込んだ変位調整機能付き落橋防止装置を提供すること。
【解決手段】上部ストッパ部材３と下部ストッパ部材１のいずれか一方に係止用突起２を設け、他方に係止用凹部４を設け、係止用突起２が係止用凹部４内に配置され、上部ストッパ部材３および下部ストッパ部材１を上部構造物２２および下部構造物２３にそれぞれ取付けるようにした落橋防止装置において、下部ストッパ部材１の下面または上部ストッパ部材３の上面のいずれか一方に、橋軸方向のせん断変形により抵抗する弾性層５を一体に固着する。また、弾性層５の下面にベースプレート６が固着され、下部ストッパ部材１のボルト挿通孔と、下部ストッパ部材１を下部構造物２３に取付けるアンカーボルト８との間に、弾性層５をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、上部構造物の荷重支承用弾性支承装置等の荷重支承装置と共に使用され、橋梁その他の構造物が、水平地震力により変位して橋台等の下部構造物から落下するのを防止するための落橋防止装置と変位調整（変位制限用）機能を有する変位調整機能付き落橋防止装置に関し、特に上部構造物の温度変化による伸縮も許容する変位調整機能付き落橋防止装置に関するものである。

従来、ゴム支承により支承されている橋梁等の構造物が強大な水平地震力により橋台または橋脚等の下部構造物から落下するのを防止するための落橋防止用ストッパ装置として、図１０に示すように、下部構造物２３の上部に固定される下部ストッパ部材３３の上面の中央に上向きの係止用突起３４を一体に設け、かつ上部構造物２２の下部に固定される上部ストッパ部材３５の下面の中央に下向き開口の係止用凹部３６を設け、その下向き開口凹部３６内に前記上向き突起３４を配置し、その上向き突起３４と下向き開口凹部３６との間に上部構造物２２の伸縮を許容する橋軸方向の間隙Ｌを設けた構造で、上部構造物２２の移動を制限する変位制限用ストッパ装置３７が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また従来、前記の変位制限用ストッパ装置３７とは独立して別個に、落橋防止装置を上部構造物２２と下部構造物２３との間に設けることも知られている（例えば、非特許文献１参照）。

また、従来、落橋防止装置などを橋脚に新たに組み込む場合には、橋脚を耐震補強する必要がある場合がほとんどで、橋脚の耐震補強を行う場合に河川内の橋脚では、川と橋脚の仕切る間仕切り壁を設置し、橋脚の外側に補強用鋼板等を捲き立てて、橋脚を補強するようになると、間仕切り壁の施工に費用がかかり、装置の設置および橋脚の補強等、施工コストが格段に高くなるという問題がある。

また、落橋防止構造としては、上部構造物あるいは下部構造物の外観上において大きく目立つ位置に配置されているケーブルや鋼棒などのＰＣ鋼材を、上下の構造物間に介在させたり、鋼製ブラケットを上部構造物に間隔をおいて対向するように下部構造物に設けたりしているため、景観を悪くする等、景観上問題があった。
実公平０２−４８４９４ 道路橋示方書・同解説 V耐震設計編 平成８年１２月 社団法人日本道路協会 P215-219

前記従来の場合には、落橋防止装置と変位制限装置とが、それぞれ独立して別個に設置されていたので、下部構造物にそれぞれの反力を支承する補強された取付部を設ける必要があり、施工コストが非常に高くなるという問題がある。
また、前記従来の場合には、外観上において大きく目立つ、ケーブルや鋼棒などのＰＣ鋼材を上下の構造物間に介在させたり、鋼製ブラケットを上部構造物に間隔をおいて対向するように下部構造物に設けたりしているため、景観上問題があった。
また、従来の橋梁では、地震時において上部構造物（桁）が、橋台上部のパラペット部に衝突して、パラペットを損傷する場合が多く、その修復作業に工期が長くかかると共に修復費用が多大になるという問題があり、上部構造物がパラペットに衝突しない構造の落橋防止装置が望まれる。
本発明は、落橋防止装置と変位制限装置とを一つの装置にコンパクトとに組み込んだ変位調整機能付き落橋防止装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために第１発明の変位調整機能付き落橋防止装置においては、上部ストッパ部材と下部ストッパ部材のいずれか一方に係止用突起を設け、他方に係止用凹部を設け、前記係止用突起を係止用凹部内に配置し、上部ストッパ部材および下部ストッパ部材をそれぞれ上部構造物および下部構造物に取付けるようにした落橋防止装置において、前記下部ストッパ部材の下面または上部ストッパ部材の上面のいずれか一方に、橋軸方向のせん断変形により抵抗する弾性層を一体に固着したことを特徴とする。
また、第２発明の変位調整機能付き落橋防止装置においては、上部ストッパ部材と下部ストッパ部材のいずれか一方に係止用突起を設け、他方に係止用凹部を設け、前記係止用突起を係止用凹部内に配置し、上部ストッパ部材および下部ストッパ部材を上部構造物および下部構造物にそれぞれ取付けるようにした落橋防止装置において、下部ストッパ部材の下面に弾性層が固着され、その弾性層の下面にベースプレートが固着され、下部ストッパ部材のボルト挿通孔と、そのボルト挿通孔に挿通され下部ストッパ部材を下部構造物に取付けるためのアンカーボルト等のボルト軸部との間に、地震時における上部構造物の橋軸方向の変位により前記弾性層をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙が設けられていることを特徴とする。
また、第３発明では、第２発明の変位調整機能付き落橋防止装置において、前記弾性層をせん断変形させた状態で、橋軸方向に上部ストッパ部材と下部ストッパ部材とアンカーボルト等のボルト軸部を接触させて、上部構造物の橋軸方向の移動に対して抵抗させるようにしたことを特徴とする。
また、第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの変位調整機能付き落橋防止装置において、前記弾性層の橋軸方向のせん断変形抵抗による変位制限機能と、前記係止用突起が係止用凹部内面に係合して橋軸方向に全体が一体となって抵抗する落橋防止機能の両方の機能を備えていることを特徴とする。
また、第５発明では、第４発明の変位調整機能付き落橋防止装置において、変位制限機能による変位完了後に落橋防止機能が機能する２段式とされていることを特徴とする。
また、第６発明では、第１〜第５発明のいずれかの変位調整機能付き落橋防止装置において、前記係止用突起と係止用凹部との間の第１の間隙寸法と、前記下部ストッパ部材を下部構造物に固定するボルト軸部との間の第２の間隙寸法との和は、上部構造物と下部構造物としての橋台のパラペットとの間または橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物間の第３の間隙寸法よりも小さくされていることを特徴とする。
また、第７発明では、第２発明〜第６発明のいずれかの変位調整機能付き落橋防止装置において、前記下部ストッパ部材とベースプレートに渡って下部構造物側に固定されるアンカーボルト等のボルトが挿通され、前記下部ストッパ部材のボルト挿通孔は、橋軸方向の変位調整間隙が設けられている長孔とされ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されていることを特徴とする。
また、第８発明では、第２発明〜第７発明のいずれかの変位調整機能付き落橋防止装置において、前記下部ストッパ部材のボルト挿通孔とこれに挿通されるボルト軸部との間隙は、前記係止用突起が係止用凹部の内面に係合した状態において、上部構造物と橋台側のパラペットとの間または橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物間の橋軸方向の間隙以下の寸法とされていることを特徴とする。

第１発明または第２発明によると、下部ストッパ部材の下面または上部ストッパ部材の上面のいずれか一方に弾性層を一体に組み込んだ変位調整機能付き落橋防止装置であるか、あるいは下部ストッパ部材の下側に弾性層またはこれにベースプレートを一体に組み込んだ変位調整機能付き落橋防止装置であるので、従来のように、落橋防止装置と変位制限装置をそれぞれ独立して設ける場合に比べて、装置をコンパクトにすることができ、変位調整機能付き落橋防止装置の施工コストを格段に低減することができ、また、一つの装置を設置すればよいので、変位調整機能付き落橋防止装置の施工が容易になると共に安価に施工することができる。
また、下部ストッパ部材の下面または上部ストッパ部材の上面にせん断変形が可能な弾性層を一体に設けているので、変位制限が必要な震度法レベルの地震力には、繰り返し機能が担保できる弾性層のせん断変形で対応することができ、前記弾性層のせん断変形による変位制限機能を超える地震力に対しては、下部ストッパ部材（または上部ストッパ部材）における係止突起を上部ストッパ部材（下部ストッパ部材）に係合させて、上部構造物の落橋を防止することができる。
また、下部ストッパ部材の下側または上部ストッパ部材の上側に弾性層とベースプレートを配置する構造であるので、従来のように、景観を大きく阻害することがない等の効果が得られる。
第３発明によると、弾性層をせん断変形させた状態で、橋軸方向に上部ストッパ部材と下部ストッパ部材とアンカーボルト等のボルト軸部を接触させて、上部構造物の橋軸方向の移動に対して抵抗させるようにしたので、弾性層のせん断変形抵抗による上部構造物の変位制限をする変位調整機能と、上部ストッパ部材と下部ストッパ部材とアンカーボルト等のボルトの直接接触により、強固に上部構造物の橋軸方向の移動に抵抗できる構造になり、上部構造物が下部構造物から落橋するのを確実に防止することができる。
第４発明によると、弾性層の橋軸方向のせん断変形抵抗による変位制限機能と、前記係止用突起が係止用凹部内面に係合して橋軸方向に全体が一体となって抵抗する落橋防止機能の両方の機能を備えているので、一つの装置に、弾性層のせん断変形抵抗による変位制限機能と、落橋防止機能との２つの機能を備えた装置とすることができると共に、独立してそれぞれの装置を設置する場合に比べて安価な装置になると共に設置場所も小スペースですむ。
第５発明によると、変位制限機能による変位完了後に落橋防止機能が機能する２段式とされているので、弾性層のせん断変形抵抗による変位制限機能により確実に上部構造物を緩衝支承した後に、落橋防止装置を機能させるので、変位調整機能付き落橋防止装置に上部構造物あるいは下部構造物に入力される橋軸方向の水平力を低減させることができる。
第６発明によると、前記係止用突起と係止用凹部との間の第１の間隙寸法と、前記下部ストッパ部材を下部構造物に固定するボルト軸部との間の第２の間隙寸法との和は、上部構造物と下部構造物としての橋台のパラペットとの間または橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物間の第３の間隙寸法よりも小さくされているので、上部構造物が直接パラペットに衝突したり、上部構造物相互が衝突することはなく、下部構造物としての橋台または橋脚から地盤にあるいは下部構造物としての橋台におけるパラペット部からその背面土に水平力を伝達することができ、地盤による緩衝支承作用を期待することができる。
第７発明によると、下部ストッパ部材のボルト挿通孔は、橋軸方向の変位調整用間隙が設けられている長孔とされ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されているので、下部ストッパ部材に長孔を設けるだけで、容易に変位調整用間隙を形成することができる。
第８発明によると、下部構造物のパラペットに、桁等の上部構造物が衝突する前または上部構造物相互が衝突する前に、落橋防止機能が作用するので、桁等の上部構造物が、橋台におけるパラペットに衝突して、パラペットを損傷する恐れを排除することができ、また、上部構造物相互が衝突して構造物相互が衝突して、上部構造物が損傷する恐れを排除することができる。そのため、パラペットの修復作業あるいは上部構造物の修復作業がなくなるので、橋梁の復旧作業が容易になる。

次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１ないし図８は、本発明の一実施形態の変位調整機能付き落橋防止装置７を示すものであって、この形態の変位調整機能付き落橋防止装置７は、上部構造物の常時の温度変化により伸縮を許容すると共に落橋防止機能を有する落橋防止装置３０の部分と、その下部に配置され、前記落橋防止装置３０の機能の一部と共同して変位調整（変位制限）機能を有する変位調整装置９の部分とが一体化された構成とされている。

前記の落橋防止装置３０は、下部構造物２３に弾性層５とベースプレート６とを介して取付けられる鋼製の下部ストッパ部材１と、上部構造物２２に固定される鋼製の上部ストッパ部材３とにより構成される。

図示の形態では、鋼製の下部ストッパ部材１の下面に、ゴムのような弾性層５が焼き付け等により一体に固着されて設けられていると共に、その弾性層５の下面に矩形状鋼板からなるベースプレート６が焼き付け等により一体に設けられている。前記下部ストッパ部材１と弾性層５とベースプレート６の４隅部には、図１、図５に示すように、橋軸方向に延長するように同じ位置において孔または長孔１３が設けられている。
前記下部ストッパ部材１と弾性層５の４隅部には、橋軸方向に延長するように同じ位置において長孔１３が設けられ、その各長孔１３には、下部構造物２３側に固定されるボルトまたはアンカーボルト（図示の場合）８の上部軸部が挿通配置されている。
また、ベースプレート６の４隅部の孔は円形孔とされ、下部構造物２３側に固定されるボルトまたはアンカーボルト（図示の場合）８の上部軸部が近接して挿通配置されている。

前記アンカーボルト８が挿通されている長孔１３付近の下部ストッパ部材１の上部は、平坦な上面を有する平面矩形状の突出部１７とされ、前記突出部１７の上面には、前記アンカーボルト８に挿通される四フッ化エチレン板からなる滑り支承板２０が介在され、その滑り支承板２０の上面には、前記アンカーボルト８に挿通される押さえ用のスライド座金１５が配置され、前記スライド座金１５の両側端部の下向き係止突部２４は、前記突出部１７における橋軸直角方向の側面に係合され、前記押さえ用のスライド座金１５の上面には、ナット１６が前記アンカーボルト８にねじ込まれて、下部ストッパ部材１と弾性層５とベースプレート６とは、下部構造物２３に取付けられている。
前記のスライド座金１５は、鋼材との摩擦係数が小さい四フッ化エチレン板からなる滑り支承板２０が介在されているので、下部ストッパ部材１はアンカーボルト８に対して、相対的に橋軸方向に移動可能にされている。

前記アンカーボルト８と、前記下部ストッパ部材１と弾性層５の長孔１３との間の橋軸方向の間隙Ｇには、橋台２３ａにおけるパラペット２５と上部構造物２２の端面との間の間隙寸法Ｇ１よりも小さい寸法の間隙とされている。
したがって、地震時において橋軸方向の水平力が作用して、上部構造物２２と下部構造物２３が相対的に橋軸方向に変位した場合には、上部構造物（桁）２２が橋台上部のパラペット２５に衝突する前に、アンカーボルト８に下部ストッパ部材１における長孔１３の内面が接触して、弾性層５のせん断変形を起こし、弾性層５のせん断変形により緩衝支承するようにされている。

下部ストッパ部材１の上面１０の中央には、断面円形の上向きの係止用突起２が一体に設けられ、上向きの係止用突起２と上部ストッパ部材３の下向き開口凹部４との橋軸方向の両側に間隙Ｇ２が設けられて、上部構造物２２の常時の温度変化による伸縮を可能にしている。

なお、図示を省略するが、前記下部ストッパ部材１の上面１０には、その上向き突起２の周囲において複数（例えば４つ）のゴム製位置決め片が、突起周囲方向に間隔をおいて設けられ、中空円筒状等のゴム製位置決め片の下部は、下部ストッパ部材１に固定される。前記のゴム製位置決め片により、下部ストッパ部材１の上面１０と上部ストッパ部材３の下面１９との間に間隙が設けられている（前記のゴム製位置決め片があっても上部構造物の鉛直荷重は負担しない）。

鋼製上部ストッパ部材３の上部の天板１１に雌ねじ孔１２が設けられ、その雌ねじ孔１２には上端にフランジを有する鋼棒からなる上部アンカー部材１８の下端の雄ねじ部が螺合され、かつその上部アンカー部材１８は、天板１１に対し溶接により固着され、さらに上部ストッパ部材３の下面１９の中央には、橋軸方向に延長する長円形の下向き開口の係止用凹部４が設けられている。

さらに、前記下向き開口の係止用凹部４内に、上向き突起２の上部が配置され、橋軸方向における下向き開口の係止用凹部４の内面と、上向きの係止用突起２の外面との間には、上部構造物２２の温度変化による伸縮量を許容する間隙Ｇ２が設けられているため（図２参照）、上部構造物２２が温度変化により、伸張または短縮した場合、係止用突起２は、下向き開口の係止用凹部４の橋軸方向の間隙内で移動可能である。
また、地震時等において、上部構造物２２または下部構造物２３が橋軸方向に相対的に移動した場合には、係止用突起２と係止用凹部４の橋軸方向の内面とが接触し、一体に移動するようになると、ベースプレート６はアンカーボルト８に係止されて下部構造物２３側に固定状態であるので、弾性層５を橋軸方向にせん断変形させるようになる。さらに、上部構造物２２または下部構造物２３が橋軸方向に相対的に移動した場合には、アンカーボルト８が、下部ストッパ部材１の長孔１３の内面に係合して、上部構造物２３の橋軸方向への移動を拘束するようになる（詳細は後記する。）

なお、図示を省略するが、本発明の変位調整機能付き落橋防止装置７は、例えば、図示省略の上部構造物の鉛直荷重を負担する弾性支承装置等の支承装置と共に使用され、前記支承装置により上部構造物２２の鉛直荷重が支承される。

次に、前記本発明の第１実施形態の変位調整機能付き落橋防止装置７の作用について説明する。

図示省略の滑り式弾性支承装置により鉛直荷重が支承されている上部構造物２２の常時の温度変化による橋軸方向の伸縮が生じた場合には、上向きの係止用突起２と上部ストッパ部材３の下向き開口凹部４との橋軸方向の両側の間隙Ｇ２内において、上部構造物２２の橋軸方向の伸縮を許容している。

また、上部構造物２２と下部構造物２３が橋軸方向に相対的に移動する震度法レベルの地震動に対しては、図６に示すように、上部ストッパ部材３の下向き開口凹部４内面に、下部ストッパ部材１における上向きの係止用突起２が係合した状態で、さらに橋軸方向に変位すると、弾性層５のせん断変形を生じ、その弾性層５のせん断変形抵抗による変位制限装置として機能させることができる。

また、さらに大きな水平力（図６に矢印で示す）が作用するような地震動においては、図６に示す状態、すなわち、弾性層５がせん断変形した状態で、かつ下部ストッパ部材１とアンカーボルト８とが接触し、さらに下部ストッパ部材１における上向きの係止用突起２と上部ストッパ部材３が接触した状態では、上部構造物２２と下部構造物２３間は、アンカーボルト８と下部ストッパ部材１と上部ストッパ部材３が、すべて鋼材により接触した状態であるので、全体が一体となって、上部構造物２２が鉛直荷重を支承する弾性支承装置から外れて、下部構造物から落下（落橋）するのを防止する落橋防止装置として作用させることができる。しかも、前記下部ストッパ部材１のボルト挿通用の長孔１３とこれに挿通されるアンカーボルト８のボルト軸部との間隙Ｇは、前記係止用突起２が係止用凹部４の内面に係合した状態において、上部構造物２２と橋台２３ａ側のパラペットとの間の橋軸方向の間隙Ｇ１以下の寸法とされているので、上部構造物２２が橋台２３ａにおけるパラペット２５に衝突することを防止することができる。

また、本発明の形態においては、弾性層５をせん断力変形させることにより、地震時に構造物に入力される水平力を低減した後の状態で、落橋防止装置が機能するようになるので、上部ストッパ部材３と下部ストッパ部材１側の負担が小さくすることができる利点がある。反面、図１０に示す従来の装置の場合では、初期の変位制限機能の段階で、ストッパとして機能してしまうため、係止用突起３４の負担が大きく、その分、上部構造物２２および下部構造物２３の強固に補強するようにしなければならない。

また、前記の場合における上部構造物２２等から橋台２３ａに作用する水平力Ｐは、図８に矢印Ｑで示すように、橋台２３ａの背面に設けられた背面土２７に支承されるように構成されている。すなわち、パラペット２５の背面に背面土２７を充填した橋台２３ａでは、地震時に上部構造物２２から変位調整機能付き落橋防止装置７に伝達される水平力を、パラペット２５の背面を含む橋台２３ａの全背面から地盤に効率よく伝達でき、背面土２７を有効に利用することができる。

前記実施形態のように、橋台２３ａ上においてのみ、変位調整機能付き落橋防止装置７を据付ける施工をすればよく、また、橋台２３ａ間の中間橋脚２３ｂの負担がかからないので、橋台２３ａの耐震補強あるいは橋脚２３ｂ自体が連続桁からなる上部構造物２２の端部を支承するような場合に、これらの耐震補強を省略することができる利点がある。

前記実施形態によると、弾性層５をせん断変形させた状態で、橋軸方向に上部ストッパ部材３と下部ストッパ部材１とアンカーボルト８等のボルト軸部を接触させて、上部構造物２２の橋軸方向の移動に対して抵抗させるようにしているので、弾性層５のせん断変形抵抗による上部構造物２２の変位制限をする変位調整機能と、上部ストッパ部材３と下部ストッパ部材１とアンカーボルト８等のボルトの直接接触により、強固に上部構造物２２の橋軸方向の移動に抵抗できる構造になり、上部構造物２２が下部構造物２３から落橋するのを確実に防止することができる。

前記実施形態によると、弾性層５の橋軸方向のせん断変形抵抗による変位制限機能と、前記係止用突起２が係止用凹部４内面に係合して橋軸方向に全体が一体となって抵抗する落橋防止機能の両方の機能を備えているので、一つの装置に、弾性層５のせん断変形抵抗による変位制限機能と、落橋防止機能との２つの機能を備えた装置とすることができると共に、独立してそれぞれの装置を設置する場合に比べて安価な装置になり、設置場所も小スペースですむ。

前記実施形態によると、弾性層５のせん断変形が完了するまで変位制限機能を確保することができ、変位制限機能による変位完了後に落橋防止機能が機能する２段式とされているので、弾性層のせん断変形抵抗による変位制限機能により確実に上部構造物を緩衝支承した後に、落橋防止装置を機能させるので、変位調整機能付き落橋防止装置に上部構造物２２あるいは下部構造物２３に入力される橋軸方向の水平力を低減させることができる。

前記実施形態によると、前記係止用突起２と係止用凹部４との間の第１の間隙Ｇ２の寸法と、前記下部ストッパ部材１を下部構造物２３に固定するボルト軸部との間の第２の間隙寸法との和は、上部構造物２２と下部構造物２３としての橋台のパラペット２５との間の第３の間隙Ｇ１の寸法よりも小さくされているので、上部構造物２２が直接パラペット２５に衝突することはなく、下部構造物２２としての橋台から背面土（地盤）２７に、あるいは下部構造物２３としての橋台におけるパラペット部２５からその背面土に水平力を伝達することができ、地盤による緩衝支承作用を発揮させることができる。
なお、図９に示す桁の掛け違い部においては、橋軸方向に直列に２つの上部構造物２２が設置されるため、各上部構造物２２と一つの下部構造物２３との間に２つの変位調整機能付き落橋防止装置７が設置されることになり、この場合には、前記係止用突起２と係止用凹部４との間の第１の間隙寸法Ｇ２と、前記下部ストッパ部材１を下部構造物２３に固定するボルト軸部との間の第２の間隙寸法Ｇとの和は、橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物２２間の第３の間隙寸法Ｇ１よりも小さく、より好ましくは、各上部構造物２２に取付けられる各変位調整機能付き落橋防止装置７における前記係止用突起２と係止用凹部４との間の各第１の間隙Ｇ２の寸法と、前記下部ストッパ部材１を下部構造物２３に固定するボルト軸部との間の各第２の間隙寸法Ｇとの和を、橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物２２間の第３の間隙Ｇ１の寸法よりも小さくすることで、上部構造物２２相互が直接衝突する恐れを排除し、下部構造物２２から地盤２７に水平力を伝達することができ、地盤２７による緩衝支承作用を発揮させることができる。

前記のように、落橋防止装置３０における下向き開口凹部４の両端部と上向き突起２との間に、構造物伸縮許容間隙Ｇが設けられている形態では、上部構造物２２は温度変化による伸縮が生じた場合に自由に伸縮することができる。

前記のような変位調整機能付き落橋防止装置７を据付ける場合は、まず変位調整機能付き落橋防止装置７における下向き開口凹部４を築造すべきコンクリート橋桁等の上部構造物２２の長手方向に延長するように配置した状態で、ベースプレート６および弾性層５ならびに下部ストッパ部材１の長孔１３に、下部構造物２３上に突出しているアンカーボルト８を挿通するようにして設置し、前記アンカーボルト８に滑り支承部材２０とスライド座金１５を装着し、ナット１６をアンカーボルト８にねじ込む。次に前記上部構造物２２を築造するための溝形の型枠（図示を省略した。）を組立てると共に、その型枠の底板に設けた開口部に上部ストッパ部材３を嵌設したのち、前記型枠内に構造物用コンクリートを打設して上部構造物２２を築造する。

なお、橋台２３ａ上においても、落橋防止装置３０の側方において、図示を省略するが、下部構造物２３と構造物２２との間に、上部構造物２２の鉛直荷重を負担する滑り式の弾性支承装置が設置される。

なお、図示を省略するが、前記各実施形態の変形形態として、係止用突起２と係止用凹部４との間の橋軸方向の間隙Ｇ２の大きさと、アンカーボルト８等のボルト軸部と下部ストッパ部材１および弾性層５の長孔１３の間隙Ｇの橋軸方向の大きさとを、下記（１）から（２）のようにそれぞれ設定することにより、各種変形形態の変位調整機能付き落橋防止装置７を構成することができる。
（１）間隙Ｇ２を、上部構造物２２の温度変化時における伸縮量を見込んだ間隙寸法Ｇ２とし、間隙Ｇを、弾性層５のせん断力変形抵抗を伴う変位制限用の間隙とし、地震時にせん断変形による弾性抵抗機能を最大に発揮した状態では、アンカーボルト８と下部ストッパ部材１と上部ストッパ部材３とは鋼材相互の接触状態となり、その後、橋軸方向の動きに対しては、全体を一体化して落橋防止装置として作用させるようにする形態の変位調整機能付き落橋防止装置。
（２）間隙Ｇ２を、上部構造物２２の温度変化時における伸縮量および地震時の上部構造物２２の橋軸方向の変位の一部を見込んだ間隙寸法Ｇ２とし（この場合には、変位調整機能付き落橋防止装置７と共に使用され上部構造物２２の鉛直荷重を負担している弾性支承装置の弾性層のせん断変形等により上部構造物２２の橋軸方向の水平変位に抵抗している。）、間隙Ｇを、弾性層５のせん断力変形抵抗を伴う地震時の変位制限用あるいは落橋防止用の間隙とし、地震時にせん断変形による弾性抵抗機能を最大に発揮した状態では、アンカーボルト８と下部ストッパ部材１と上部ストッパ部材３とは鋼材相互の接触状態となり、その後、橋軸方向の動きに対しては、全体を一体化して落橋防止装置として作用させるようにする形態の変位調整機能付き落橋防止装置。

なお、本発明を実施形態する場合、下部構造物２３および上部構造物２２は鋼製の構造物でもよく、この場合には、図示を省略するが、アンカーボルト８に代えて、ボルトにより、下部ストッパ部材１あるいは上部ストッパ部材３を、それぞれの構造物に取り付けるようにすればよい。

なお、前記のゴム製位置決め片は、下部ストッパ部材１と上部ストッパ部材３との上下方向の位置決めを行い、これらの間に所定の上下方向の間隙Ｇを設けるためだけに必要なものであり、前記のゴム製位置決め片は、上部構造物２２が設置され、また、前記構造物２２の鉛直荷重を負担しない下部ストッパ部材１が設置された後では、なくてもよいものである。

本発明を実施する場合、弾性層５の下端部に鋼板を埋め込み、その鋼板を下部構造物２３に固定する場合には、あるいは弾性層５の下部を硬質ゴムなどにより形成し、弾性層５の下部支柱を下部構造物２３に設ける凹部内に配置する形態では、ベースプレート６を省略することも可能である。

本発明を実施する場合、上部構造物２２が鋼製構造物である場合には、上部ストッパ部材３を溶接あるいはボルトもしくはボルト・ナットにより、上部構造物２２に固定するようにしてもよい。前記の場合に、上部ストッパ部材３に横方向に張り出すフランジを一体に設けて、フランジの周縁部を溶接により固定したり、フランジにボルト挿通孔を設けてボルト等により、上部構造物２２に固定するようにしてもよい。

また、本発明を実施する場合、係止用突起２の先端部（図示の場合は上端部）に橋軸直角方向の横方向に張り出す外向きフランジを一体に設け、上部ストッパ部材３の下端周縁部に内向きに張り出す内向きフランジを一体に前記外向きフランジより僅かに下位レベルに設け、常時および地震時における上部ストッパ部材の橋軸方向の移動時に、外向きフランジを内向きフランジに係合させるようにしてもよい。

なお、本発明を実施する場合、弾性層５としては、ゴムあるいは合成樹脂等の弾性材料を使用することができ、係止用突起２を有する下部ストッパ部材１、上部ストッパ部材３、アンカーボルト８としては鋼材が使用される。

（その他の変形形態）
本発明を実施する場合、図示を省略するが、前記各実施形態におけるベースプレート６と弾性層５と下部ストッパ部材１側と、上部ストッパ部材３側とを上下反転配置して、上側となった下部ストッパ部材１すなわち上部ストッパ部材３の上面に弾性層５を、その弾性層５の上面にベースプレート６を一体に有する部材をアンカーボルト等のボルトにより上部構造物に取付け、下側となった上部ストッパ部材３を下部構造物に固定するようにしてもよい。
また、図示形態において、上部ストッパ部材３の上端部に、橋軸方向に張り出すフランジを一体に設け、上部ストッパ部材３と前記張り出しフランジの上面に弾性層５を固着し、その弾性層５に、前記ベースプレート６と同様な鋼板を固着し、前記弾性層５がせん断変形可能になるように上部構造物に取付け、下部ストッパ部材１の下面の弾性層５およびベースプレート６を省略して、下部ストッパ部材１を直接下部構造物２３に固定するようにしてもよい。
すなわち、本発明では、上部ストッパ部材３と下部ストッパ部材１のいずれか一方に係止用突起２を設け、他方に係止用凹部４を設け、前記係止用突起２を係止用凹部４内に配置し、上部ストッパ部材３および下部ストッパ部材１をそれぞれ上部構造物２２および下部構造物２３に取付けるようにした落橋防止装置において、前記下部ストッパ部材１の下面または上部ストッパ部材３の上面のいずれか一方に、橋軸方向のせん断変形により抵抗する弾性層５を一体に固着するような変形形態の変位調整機能付き落橋防止装置でもよい。

本発明の一実施形態の変位調整機能付き落橋防止装置を据付けた状態を示す一部縦断側面図である。 図１に示す変位調整機能付き落橋防止装置の縦断側面図で、橋軸方向に上部構造物の移動を許容する形態の変位調整機能付き落橋防止装置の縦断側面図である。 図１に示す変位調整機能付き落橋防止装置の縦断正面図である。 図１に示す変位調整機能付き落橋防止装置の平面図である。 図１に示す変位調整機能付き落橋防止装置の一部を取り除いて示す一部切欠横断平面図である。 図１に示す変位調整機能付き落橋防止装置の縦断側面図である。 橋台に設置された変位調整機能付き落橋防止装置付近を示す一部縦断側面図である。 本発明の変位調整機能付き落橋防止装置を備えた橋梁全体を示す側面図である。 桁の掛け違い部に適用した形態を示す一部縦断側面図である。 従来のストッパ装置の一例を示す一部縦断正面図である。

符号の説明

１ 下部ストッパ部材
２ 上向きの係止用突起
３ 上部ストッパ部材
４ 下向き開口の係止用凹部
５ 弾性層
６ ベースプレート
７ 変位調整機能付き落橋防止装置
８ アンカーボルト
９ 変位調整装置
１０ 上面
１１ 天板
１２ 雌ねじ孔
１３ 長孔
１５ スライド座金
１６ ナット
１７ 突出部
１８ 上部アンカー部材
１９ 下面
２０ 滑り支承板
２２ 上部構造物
２３ 下部構造物
２３ａ 橋台
２３ｂ 中間橋脚
２４ 下向き係止突部
２５ パラペット
２６ 支承装置
２７ 背面土
３０ 落橋防止装置
３３ 下部ストッパ部材
３４ 上向きの係止用突起
３５ 上部ストッパ部材
３６ 係止用下向き凹部
３７ 変位制限用ストッパ装置

Claims (8)

1. 上部ストッパ部材と下部ストッパ部材のいずれか一方に係止用突起を設け、他方に係止用凹部を設け、前記係止用突起を係止用凹部内に配置し、上部ストッパ部材および下部ストッパ部材をそれぞれ上部構造物および下部構造物に取付けるようにした落橋防止装置において、前記下部ストッパ部材の下面または上部ストッパ部材の上面のいずれか一方に、橋軸方向のせん断変形により抵抗する弾性層を一体に固着したことを特徴とする変位調整機能付き落橋防止装置。
2. 上部ストッパ部材と下部ストッパ部材のいずれか一方に係止用突起を設け、他方に係止用凹部を設け、前記係止用突起を係止用凹部内に配置し、上部ストッパ部材および下部ストッパ部材をそれぞれ上部構造物および下部構造物に取付けるようにした落橋防止装置において、下部ストッパ部材の下面に弾性層が固着され、その弾性層の下面にベースプレートが固着され、下部ストッパ部材のボルト挿通孔と、そのボルト挿通孔に挿通され下部ストッパ部材を下部構造物に取付けるためのアンカーボルト等のボルト軸部との間に、地震時における上部構造物の橋軸方向の変位により前記弾性層をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙が設けられていることを特徴とする変位調整機能付き落橋防止装置。
3. 前記弾性層をせん断変形させた状態で、橋軸方向に上部ストッパ部材と下部ストッパ部材とアンカーボルト等のボルト軸部を接触させて上部構造物の橋軸方向の移動に対して抵抗させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の変位調整機能付き落橋防止装置。
4. 前記弾性層の橋軸方向のせん断変形抵抗による変位制限機能と、前記係止用突起が係止用凹部内面に係合して橋軸方向に全体が一体となって抵抗する落橋防止機能の両方の機能を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変位調整機能付き落橋防止装置。
5. 変位制限機能による変位完了後に落橋防止機能が機能する２段式とされていることを特徴とする請求項４に記載の変位調整機能付き落橋防止装置。
6. 前記係止用突起と係止用凹部との間の第１の間隙寸法と、前記下部ストッパ部材を下部構造物に固定するボルト軸部との間の第２の間隙寸法との和は、上部構造物と下部構造物としての橋台のパラペットとの間または橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物間の第３の間隙寸法よりも小さくされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変位調整機能付き落橋防止装置。
7. 前記下部ストッパ部材とベースプレートに渡って下部構造物側に固定されるアンカーボルト等のボルトが挿通され、前記下部ストッパ部材のボルト挿通孔は、橋軸方向の変位調整間隙が設けられている長孔とされ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の変位調整機能付き落橋防止装置。
8. 前記下部ストッパ部材のボルト挿通孔とこれに挿通されるボルト軸部との間の間隙は、前記係止用突起が係止用凹部の内面に係合した状態において、上部構造物と橋台側のパラペットとの間または橋軸方向に直列に隣り合う上部構造物間の橋軸方向の間隙寸法よりも小さい寸法とされていることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の変位調整機能付き落橋防止装置。

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