JP2012117364A - Vibration control bridge pier structure - Google Patents

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Shinichi Yamanobe
慎一 山野辺
Naoki Sogabe
直樹 曽我部
Hiroyuki Nagumo
広幸 南雲
Satoshi Matsuki
聡 松木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration control bridge pier structure capable of improving a restoration property, reducing earthquake responses, reducing residual deformations and improving workability or the like by basically evading formation of a plastic hinge at column upper and lower end parts and capable of efficiently absorbing energy by the entire frame by disposing a brace to the column upper and lower end parts as well, in a vibration control bridge pier of an RC rigid frame structure.SOLUTION: Strength is increased by using a precast form of UFC (Ultra-strength Fiber-reinforced Concrete) or the like at the upper and lower end parts of a column 3 of an RC frame 5 to prevent the formation of plastic hinges H at the total of four parts at the column upper and lower end parts by an earthquake motion (level 2 earthquake motion) at or higher than an assumed level. A brace 6 having a damper function for connecting a pair of left and right columns 3 is disposed at the column upper and lower end parts as well, one end of the braces 6 at the upper and lower end parts of the column 3 is respectively joined to haunches respectively formed at the upper and lower ends of the column 3 or joined to a lower surface of a beam 4 and an upper surface of a footing 2.

Description

本発明は、制震橋脚構造に関するものであり、RCラーメン構造の橋脚などのRC部材からなるフレーム構造にダンパーなどのエネルギー吸収デバイスを設置することにより、柱の断面を縮小させ、地震時の水平方向振動の固有周期を延ばしながら減衰性能を向上させることを意図した制震橋脚に適用される。   The present invention relates to a seismic control pier structure, and by installing an energy absorbing device such as a damper in a frame structure composed of RC members such as a pier with an RC rigid frame structure, the cross-section of the column is reduced, and the horizontal at the time of an earthquake It is applied to seismic control piers intended to improve damping performance while extending the natural period of directional vibration.

橋脚において固有周期の増加は、地震時に橋脚に作用する慣性力の低減に有効であるが、応答変位の増加に繋がる。一方、減衰性能の向上は、地震時における慣性力を増加させること無く、応答変位を低減するのに有効である。制震橋脚は、長周期化により地震時に作用するせん断力を低減し、減衰性能の向上により応答変位の低減を図ることができる。また、従来のRC橋脚では、断面を大きくすることにより、規模の大きなレベル2地震に対応する設計がなされてきたため、橋脚全体の構造重量が大きくなる傾向があった。これに対し、制震橋脚は、規模が小さく、フレキシブルなRC部材とダンパーからなるため、橋脚全体の構造重量が小さい。そのため、地震時に基礎へ作用する慣性力が小さくなり、基礎の規模も縮小することができる。基礎の小規模化は、基礎も含めた橋脚全体の施工時コストの低減に有効である。   An increase in natural period at the pier is effective in reducing the inertial force acting on the pier during an earthquake, but it leads to an increase in response displacement. On the other hand, the improvement of the damping performance is effective in reducing the response displacement without increasing the inertial force during an earthquake. The seismic control pier can reduce the shearing force that acts during an earthquake by increasing the period and reduce the response displacement by improving the damping performance. In addition, conventional RC piers have been designed to cope with large-scale Level 2 earthquakes by enlarging the cross section, so that the structural weight of the entire pier tends to increase. On the other hand, the seismic control pier is small in scale and composed of a flexible RC member and a damper, so that the structural weight of the entire pier is small. Therefore, the inertial force acting on the foundation during an earthquake is reduced, and the scale of the foundation can be reduced. Downsizing the foundation is effective in reducing the construction cost of the entire pier including the foundation.

制震橋脚は、都市内高架橋等の一般的な橋梁においても適用可能であるが、特に、橋脚高さが高い高橋脚(例えば30m程度以上)や吊り橋のRC主塔等において、構造重量の低減や耐震性能の向上効果が大きくなるため好適である。   Seismic control piers can be applied to general bridges such as urban viaducts, but especially for high piers with high pier height (for example, about 30m or more) and RC main towers of suspension bridges, etc. This is preferable because the effect of improving earthquake resistance is increased.

RC高架橋やフレーム構造のRC橋脚などにおいてダンパーにより地震応答を低減する従来の構造としては、例えば特許文献1に記載されているように、柱上下端に塑性ヒンジを形成させるものである。これは、所定の間隔をおいて立設された一対の柱と該柱の頂部に架け渡された梁とからなるRCラーメン架構と、該ラーメン架構の構面内に配置されたダンパーブレース機構とからなる耐震架構構造において、該ダンパーブレース機構を鉛直変位ダンパーと該鉛直変位ダンパーを挟むようにしてその両側方に頂点にてそれぞれ接合された一対の横V字状ブレースとから構成し、各横V字状ブレースの2つの他端を各柱の中間位置近傍において互いに上下に離間した位置にそれぞれ接合し、RCラーメン架構の縦横比B/H(B:梁の長さ、H:柱の高さ)を1未満としたものである。以下のような作用・効果がある。   As a conventional structure for reducing an earthquake response by a damper in an RC viaduct or an RC pier with a frame structure, for example, as described in Patent Document 1, a plastic hinge is formed at the upper and lower ends of a column. This includes an RC rigid frame structure composed of a pair of columns erected at a predetermined interval and a beam spanned on the top of the column, and a damper brace mechanism disposed in the structural surface of the rigid frame structure. The damper brace mechanism is composed of a vertical displacement damper and a pair of horizontal V-shaped braces joined at the apexes on both sides of the vertical displacement damper so as to sandwich the vertical displacement damper. The two other ends of the braces are joined at positions spaced apart from each other in the vicinity of the middle position of each column, and the aspect ratio B / H of the RC frame frame (B: length of the beam, H: height of the column) Is less than 1. There are the following actions and effects.

(a)架構全体の剛性が低下し、変位を大きく取ることが可能になる。その結果、塑性ヒンジ形成前よりも固有周期が増大し、地震応答の低減に効果がある。
(b)架構内の上下方向に複数のXブレース・ダンパーを配置した場合、各ダンパーで略一様の相対変位を生じさせることが可能である。その結果、同一ダンパーを配置すればよく、設計・製作が簡便であった。
(c)柱上下端の塑性ヒンジ位置近傍には、ブレースを取り付けないですむ。
(A) The rigidity of the whole frame is lowered, and a large displacement can be obtained. As a result, the natural period increases compared to before the plastic hinge is formed, which is effective in reducing the seismic response.
(B) When a plurality of X brace dampers are arranged in the vertical direction in the frame, it is possible to cause a substantially uniform relative displacement in each damper. As a result, the same damper may be disposed, and the design and production are simple.
(C) It is not necessary to install braces near the plastic hinges at the upper and lower ends of the column.

なお、本出願人は制震橋脚を出願している(特許文献2)。この制震橋脚は、一例として、複数の柱をトラスで連結してトラス構造の組柱を構成し、前記トラスを柱間の中央のトラス格点位置で左右に分離し、トラス格点に相対変位でエネルギー吸収を行うハニカムダンパー等の制震装置をその相対変位が上下方向となるように配置し、地震時の組柱の水平方向のずれをトラス格点位置の上下方向のずれに変換し、制震装置の上下方向の相対変位により地震エネルギーを吸収し、比較的簡易な橋脚構造で確実に地震力の低減を図るものである。   The applicant has applied for a seismic pier (Patent Document 2). As an example, this seismic pier is composed of a truss structure by connecting multiple columns with trusses, separating the trusses to the left and right at the central truss rating point between the columns, and relative to the truss rating A damping device such as a honeycomb damper that absorbs energy by displacement is arranged so that the relative displacement is in the vertical direction, and the horizontal displacement of the column during the earthquake is converted into the vertical displacement of the truss rating point position. The seismic energy is absorbed by the relative displacement of the vibration control device in the vertical direction, and the seismic force is reliably reduced with a relatively simple pier structure.

特許第3712178号公報Japanese Patent No. 3712178 特開2005−207111号公報JP-A-2005-207111

前述した従来の柱上下端に塑性ヒンジを形成する耐震架構構造の場合、以下のような課題があった。   In the case of the conventional earthquake-resistant frame structure in which the plastic hinges are formed at the upper and lower ends of the conventional columns, there are the following problems.

(1) 前記の(a)に対して、重要構造物では、塑性化を許容すること自体が許容されない場合がある。塑性ヒンジが1フレーム内に4箇所形成されると、耐荷機構が不安定になり、特に橋脚高さが高い橋脚においてP-Δ効果が無視できなくなり、変形が1方向に累積して増加する傾向が現れ、非常に危険である。また、大きく塑性化を許容する構造とする場合、地震後の残留変形が大きくなることも問題となる。橋脚の柱下端は地中部にあることが殆どであり、点検に掘削を伴うなど、地震損傷を確認する作業に時間と労力を要するため、地震直後の供用開始が困難となる。柱上端についても、高所作業になるため、点検作業は容易ではない。  (1) In contrast to the above (a), in some important structures, it may not be allowed to allow plasticization. If four plastic hinges are formed in one frame, the load-bearing mechanism becomes unstable, and the P-Δ effect cannot be ignored especially on piers with high pier heights, and the deformation tends to increase in one direction. Appears and is very dangerous. In addition, in the case of a structure that greatly allows plasticization, there is a problem that residual deformation after an earthquake becomes large. The bottom of the pier column is mostly in the ground, and it takes time and labor to check for earthquake damage, such as excavation for inspection, making it difficult to start operation immediately after the earthquake. Inspection work is not easy because the top of the column is also work at high places.

(2) 前述の(b)に対して、実用上大きな問題はないが、塑性ヒンジが形成されないと、ダンパーの変位は一様ではないので、常時の風振動やレベル1地震動のように、小さな変位領域においては、減衰性能が必ずしも理想的ではない。  (2) There is no practical problem with respect to (b) above, but if the plastic hinge is not formed, the damper displacement will not be uniform, so it will be as small as normal wind vibration or level 1 earthquake motion. In the displacement region, the damping performance is not necessarily ideal.

(3) 前述の(c)に対して、図15に示すように、Xブレースを複数設置する場合、上下からの2本のブレース6を1点で接合して柱3に定着すると、ブレース6の圧縮力と引張力が柱3の軸方向のずれ力となって柱3に作用するので(図15(b)参照)、これを定着することは、柱3の一般部においては、比較的容易であった。しかし、最上段・最下段のブレース6を柱3に斜めに定着するには、柱3にせん断力が作用する(図15(c)参照)。制震橋脚においては、橋脚の剛性をできるだけ小さくするために断面寸法を小さくすることが有利でありながら、こうした集中荷重は構造上の大きな問題であった。例えば、降伏荷重の大きなダンパーを柱中間部にのみに設置すると、ダンパーの降伏荷重に相当するブレース6の軸方向力が発生し、こうした比較的大きな軸力に対処するためにブレース6と柱3の接合部の構造が複雑になり、コスト・施工性が劣っていた。柱3自身についても、中間部に横方向力(即ち、部材軸に直交する方向の力で、柱にせん断力が発生する)が作用するため、柱3の接合部近傍の補強が必要となる。  (3) In contrast to the above (c), as shown in FIG. 15, when a plurality of X braces are installed, if two braces 6 from above and below are joined at one point and fixed to the pillar 3, the braces 6 Since the compressive force and tensile force of the cylinder 3 act on the column 3 as a displacement force in the axial direction of the column 3 (see FIG. 15 (b)), fixing this is relatively difficult in the general part of the column 3. It was easy. However, in order to fix the uppermost and lowermost braces 6 to the pillars 3 obliquely, a shearing force acts on the pillars 3 (see FIG. 15C). In seismic control piers, it is advantageous to reduce the cross-sectional dimensions in order to make the pier rigidity as small as possible, but such concentrated loads are a major structural problem. For example, if a damper having a large yield load is installed only in the middle part of the column, an axial force of the brace 6 corresponding to the yield load of the damper is generated, and the brace 6 and the column 3 are used to cope with such a relatively large axial force. The structure of the joint part of this was complicated, and the cost and workability were inferior. As for the column 3 itself, a lateral force (that is, a force in a direction orthogonal to the member axis generates a shearing force on the column) acts on the intermediate portion, so that reinforcement in the vicinity of the joint portion of the column 3 is necessary. .

(4) 一方、塑性ヒンジが形成される柱上下端は、柱頭部の梁・フーチングに接合される位置でもあるので、柱頭部の梁下面・フーチングの上面にブレースの反力を取らせることは比較的容易であるから、むしろそこに積極的にブレースを取り付ける方が有利である。但し、塑性ヒンジという大きな塑性化(即ち損傷)が生じる位置やそのかなりの近傍において、ブレースの反力を確実に定着する必要がある。  (4) On the other hand, the upper and lower ends of the columns where the plastic hinges are formed are also positions where they are joined to the beams and footings of the column heads. Since it is relatively easy, it is rather advantageous to attach braces positively there. However, it is necessary to securely fix the reaction force of the brace at a position where a large plasticization (that is, damage) such as a plastic hinge occurs or in the vicinity thereof.

(5) 高橋脚やRC主塔のようにフレーム構造の支間に対し、高さが大きい形状の場合、高さ方向に多数のブレース・ダンパーを配置することが望ましい。  (5) It is desirable to arrange a large number of braces and dampers in the height direction when the height is large with respect to the span of the frame structure such as a high pier or RC main tower.

本発明は、RCラーメン構造の制震橋脚において従来の柱上下端部に積極的に塑性ヒンジを形成する場合の課題を解決すべくなされたもので、基本的に柱上下端部の塑性ヒンジの形成を回避することで、復旧性の向上、地震応答の低減、残留変形の減少、施工性の向上等を図ることができ、また柱上下端部にもブレースを配設することで、フレーム架構全体で効率的なエネルギー吸収が可能となる制震橋脚構造を提供するものである。   The present invention has been made to solve the problem in the case of positively forming a plastic hinge at the upper and lower ends of a conventional column in an RC rigid frame structure damping pier. By avoiding the formation, it is possible to improve the recoverability, reduce the seismic response, reduce the residual deformation, improve the workability, etc. It provides a seismic control pier structure that enables efficient energy absorption as a whole.

本発明の請求項1は、基礎(フーチング)上に間隔をおいて立設された2本以上のRC部材の柱とこの柱の頂部に掛け渡されたRC部材の梁とからなるRCフレーム架構と、このRCフレーム架構の構面内に配置された制震機能を備えたブレース架構とから構成される制震橋脚構造であって、想定以上の地震動により塑性ヒンジが形成される前記RCフレーム架構の柱の上下端部にも、左右一対の柱を連結するブレースが配置され、この柱の上下端部のブレースの一端がそれぞれ、柱の上下端にそれぞれ形成したハンチに接合され、あるいは梁の下面と基礎の上面に接合されており、設計上は柱上下端部に塑性ヒンジを形成させないようにしたことを特徴とする制震橋脚構造である。本発明は、柱が2本あるいは3本以上の平面架構(図13参照)、柱が橋軸方向と橋軸方向に2本以上の立体架構に適用できる。   Claim 1 of the present invention is an RC frame structure comprising two or more RC member columns standing on a foundation (footing) at intervals and a RC member beam spanned on the top of the columns. And a brace frame having a vibration control function arranged in the surface of the RC frame frame, wherein the RC frame frame has a plastic hinge formed by a greater than expected earthquake motion. Braces that connect a pair of left and right columns are also arranged at the upper and lower ends of each column, and one end of each brace at the upper and lower ends of this column is joined to a haunch formed on the upper and lower ends of each column, or It is a seismic control pier structure that is joined to the lower surface and the upper surface of the foundation, and designed so that no plastic hinge is formed at the upper and lower ends of the column. The present invention can be applied to a planar frame having two or three columns (see FIG. 13) and a column having two or more columns in the bridge axis direction and the bridge axis direction.

本発明においては、設計上は柱上下端部に塑性ヒンジが形成されることを許容しないものであるが、塑性ヒンジが形成されない場合と塑性ヒンジが形成される場合の両方を含む。重要構造物などでレベル2地震時に柱上下端部に塑性ヒンジが形成されるのを回避するためには、後述するような高強度繊維補強コンクリート又はモルタルからなるプレキャスト型枠(図2、図3等)を用いるなどして柱の高じん性化を図る。   In the present invention, the design does not allow the plastic hinge to be formed at the upper and lower ends of the column, but includes both the case where the plastic hinge is not formed and the case where the plastic hinge is formed. In order to avoid the formation of plastic hinges at the upper and lower ends of pillars during level 2 earthquakes in important structures, etc., a precast formwork made of high-strength fiber reinforced concrete or mortar as will be described later (FIGS. 2 and 3). Etc.) to increase the toughness of the pillar.

また、本発明では、柱上下端部における塑性ヒンジ区間にも積極的にブレースを配置する。従来の柱上下端に塑性ヒンジを形成する耐震架構構造においては柱途中に一本のブレースが接合され、柱にせん断力が発生するため(図15参照)、柱に補強が必要となるが、本発明の柱上下端部に配置したブレースは柱上部の梁や柱下部の基礎に反力を取らせることができる。柱上下端部は、塑性ヒンジという大きな塑性化(損傷)が生じる位置であり、ブレースの反力を確実に定着する。この最上下部ブレースの定着方法には、例えば次のいずれかの方法を用いることができる。   Moreover, in this invention, a brace is actively arrange | positioned also in the plastic hinge area in a column upper-lower end part. In the conventional seismic frame structure in which plastic hinges are formed at the upper and lower ends of a column, a single brace is joined in the middle of the column and shear force is generated in the column (see FIG. 15). The braces arranged at the upper and lower ends of the column of the present invention can cause a reaction force to be applied to the beam at the top of the column and the foundation at the bottom of the column. The upper and lower ends of the column are positions where large plasticization (damage) called a plastic hinge occurs, and the reaction force of the brace is reliably fixed. As the fixing method of the uppermost lower brace, for example, any of the following methods can be used.

(1)例えば、図2、図3に示すように、柱の上下端位置にハンチを設け、このハンチにブレースの端部を接合する。ブレースの端部に取り付けた定着金物を、PC鋼棒とアンカープレート、孔開き鋼板ジベル、スタッドジベル等で定着させる。引張力はハンチを貫通するPC鋼材の引張力で伝達し、基礎内や梁内のアンカープレートに負担させ、あるいはジベル等で負担させる。圧縮力はハンチに直接取らせるか、および/または、ハンチを貫通するPC鋼材の圧縮力で伝達し、アンカープレートに負担させる。これらの定着方法は、柱途中に設けられたハンチにも適用できる。  (1) For example, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a haunch is provided at the upper and lower end positions of the column, and the end of the brace is joined to the haunch. The fixing hardware attached to the end of the brace is fixed with a PC steel rod and an anchor plate, a perforated steel plate gibber, a stud gibber or the like. The tensile force is transmitted by the tensile force of the PC steel material penetrating the haunch, and is borne on the anchor plate in the foundation or the beam, or is borne by a diver or the like. The compressive force is directly taken by the haunch and / or transmitted by the compressive force of the PC steel material penetrating the haunch and is borne by the anchor plate. These fixing methods can also be applied to a haunch provided in the middle of a pillar.

あるいは、図4に示すように、略ピン接合となるように、板材や1本の丸鋼からなるアンカーを埋め込んで定着し、柱の外周を取り囲む鋼管を設置し、鉛直方向の定着は基礎や梁へ埋め込んだアンカーによって負担する。これは柱上下端部のプレキャスト型枠の範囲にブレースを取り付ける場合であり、上下に分割した複数ブロックからなるプレキャスト型枠を用いる方法の効果を阻害しないようにする定着方法である。   Alternatively, as shown in FIG. 4, an anchor made of a plate material or a single round steel is embedded and fixed so as to be substantially pin-joined, and a steel pipe surrounding the outer periphery of the column is installed. It is borne by the anchor embedded in the beam. This is a case in which braces are attached to the range of the precast formwork at the upper and lower ends of the column, and is a fixing method that does not hinder the effect of the method using the precast formwork composed of a plurality of blocks divided vertically.

(2)例えば、図5、図6に示すように、基礎上面あるいは梁下面における柱近傍に斜めに定着する。近傍とは、上下2本のブレースと柱とにより略三角形を形成し、柱の変形によりダンパーに相対変形が生じる程度を意味する。図5では、孔開き鋼板ジベルやスタッドジベルなどを有する定着金物を柱のプレキャスト型枠の内側に隣接して配置している。図6のように、柱を挟んで橋軸方向の前後の2箇所に分けて設置してもよい。  (2) For example, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, it is fixed obliquely in the vicinity of the column on the upper surface of the foundation or the lower surface of the beam. The vicinity means a degree in which a relative triangle is formed by the deformation of the pillar by forming a substantially triangular shape by the two upper and lower braces and the pillar. In FIG. 5, a fixing hardware having a perforated steel plate gibber, a stud gibber, or the like is disposed adjacent to the inside of the column precast formwork. As shown in FIG. 6, it may be installed in two places before and after the pillar in the direction of the bridge axis.

(3)例えば、図7に示すように、柱上下端部を跨いでブレースを設置し、基礎上面または梁下面に定着する。左右のブレースを別々に取り付ける方法、または左右のブレース先端を結合し、これに上下方向の変位を拘束する機構を付与した上で水平方向の相対変位が生じるように基礎上面または梁下面に定着する方法などがある。  (3) For example, as shown in FIG. 7, a brace is installed across the upper and lower ends of the column, and is fixed to the upper surface of the foundation or the lower surface of the beam. Attaching the left and right braces separately, or combining the left and right brace tips and adding a mechanism to restrain the displacement in the vertical direction, and then fixing to the upper surface of the foundation or beam so that horizontal relative displacement occurs. There are methods.

ブレース(鋼製やRC製など)の形態は、正面視でX形ブレースのダブルワーレントラスが好ましい。ワーレントラスはフレームの構造特性が左右非対称になるが本発明に含まれる。ダンパーは、鋼製ハニカムダンパーを一例として挙げることができるが、相対せん断変位に対して作用するものであればよく、高減衰ゴム、鉛プラグ入り積層ゴム(LRB)、摩擦型、粘性体サンドイッチ型などを用いることができる。また、ブレース自身に、ブレース軸方向の伸縮変位に応じてエネルギーを吸収できるダンパーブレース、例えば座屈拘束ブレースや伸縮ダンパーなどを用いることができる。   The form of the brace (made of steel, RC, etc.) is preferably an X-shaped brace double warren truss in front view. The Warren truss is included in the present invention although the structural characteristics of the frame are asymmetrical. As the damper, a steel honeycomb damper can be cited as an example. However, any damper may be used as long as it acts on relative shear displacement. High damping rubber, laminated rubber with lead plug (LRB), friction type, viscous sandwich type Etc. can be used. Further, a damper brace capable of absorbing energy in accordance with expansion / contraction displacement in the direction of the brace axis, such as a buckling restraint brace or an expansion / contraction damper, can be used for the brace itself.

請求項1に記載の制震橋脚構造において、柱の上下端部の塑性ヒンジ区間が、高強度繊維補強コンクリート又はモルタルからなるプレキャスト型枠と当該プレキャスト型枠内に打設されたコンクリートから構成され、前記プレキャスト型枠には、ひび割れ誘発目地が上下方向に間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする制震橋脚構造である。例えば、プレキャスト型枠を上下方向に複数のブロックに分割し、各ブロックの接合部に引張強度の低いひび割れ誘発目地を形成し、ひび割れを分散させて誘導発生させるようにしてもよい。   The seismic pier structure according to claim 1, wherein the plastic hinge sections at the upper and lower ends of the column are composed of a precast form made of high-strength fiber reinforced concrete or mortar and concrete cast in the precast form. The precast formwork has a vibration-damping pier structure in which a plurality of crack-inducing joints are formed at intervals in the vertical direction. For example, the precast formwork may be divided into a plurality of blocks in the vertical direction, a crack-inducing joint having a low tensile strength may be formed at the joint of each block, and the cracks may be dispersed and induced.

レベル2地震時に柱上下端部に塑性ヒンジが形成されるのを回避するために、高強度繊維補強コンクリート等からなるプレキャストFRC型枠を用いる場合であり、断面を絞った柱断面でも柱上下端部のコンクリートの圧縮損傷を防止する。高強度繊維補強コンクリート等は、圧縮強度が高いコンクリート等内に鋼繊維、炭素繊維あるいはガラス繊維などが混入された材料であり、圧縮強度が100〜250N/mm、曲げ引張強度が10〜40 N/mm、ひび割れ発生時引張強度が5〜15 N/mmの超高強度繊維補強コンクリート(UFC)が好ましい。塑性ヒンジ区間のプレキャスト型枠に高い圧縮強度と引張強度を有する材料を用い、その内部を拘束することにより、コアコンクリートの圧壊と主鉄筋の座屈を抑制し、高い変形性能を実現することができる。必要に応じて、軸方向鋼材を高強度の鉄筋とする。UFC型枠の適用範囲は、最小でも1D以上、望ましくは2D以上で、柱のモーメント勾配とUFC型枠以外のコンクリート強度に応じてコンクリートの圧縮損傷を防止する範囲とする。 This is a case where a precast FRC formwork made of high-strength fiber reinforced concrete or the like is used in order to avoid the formation of plastic hinges at the upper and lower ends of the column during a level 2 earthquake. Prevent compression damage of concrete in the part. High-strength fiber reinforced concrete or the like is a material in which steel fiber, carbon fiber, glass fiber, or the like is mixed in concrete or the like having high compressive strength. The compressive strength is 100 to 250 N / mm 2 and the bending tensile strength is 10 to 40. N / mm 2, ultra high strength fiber reinforced concrete tensile strength cracking is 5~15 N / mm 2 (UFC) is preferred. By using a material with high compressive strength and tensile strength for the precast formwork in the plastic hinge section and constraining the inside, it is possible to suppress the collapse of the core concrete and the buckling of the main rebar and achieve high deformation performance it can. If necessary, the high-strength reinforcing bar is used as the axial steel material. The application range of the UFC formwork is at least 1D or more, preferably 2D or more, and is a range that prevents compressive damage of concrete according to the moment gradient of the column and the concrete strength other than the UFC formwork.

プレキャスト型枠は、プレキャスト型枠の製造用型枠内に高強度繊維補強コンクリート又はモルタルを多層に分割して打設することにより、打継ぎ面において繊維が上下に連続しない目地が形成され、プレキャスト型枠に前記目地によるひび割れ誘発目地が一体的に形成されるようにしてもよい。   Precast formwork is divided into multiple layers of high-strength fiber reinforced concrete or mortar in the production form of precast formwork to form joints where fibers do not continue vertically on the joint surface. You may make it form the crack induction joint by the said joint integrally in a mold.

プレキャスト型枠の製造時に高強度繊維補強コンクリート等を製造用型枠の周方向に連続して投入し、多層に分割して打設することにより、周方向には繊維が連続して配置されるが、各層の打継ぎ面において繊維が連続しないひび割れ誘発目地が形成され、一つのプレキャスト型枠にひび割れ誘発目地が上下方向に間隔をおいて複数形成されるようにした場合である。このひび割れ誘発目地により容易にひび割れが発生する。地震時など橋脚等に曲げが発生しない状態では、ひび割れは発生せず、中小規模の地震後にひび割れが閉じるので、従来のような目地処理が不要でありながら、長期耐久性が確保できる。   High-strength fiber reinforced concrete or the like is continuously introduced in the circumferential direction of the manufacturing formwork during the production of the precast formwork, and the fibers are continuously arranged in the circumferential direction by being divided and placed in multiple layers. However, a crack-inducing joint in which fibers are not continuous is formed on the joining surface of each layer, and a plurality of crack-inducing joints are formed in one precast mold form at intervals in the vertical direction. Cracks are easily generated by this crack-induced joint. In the state where the bridge pier is not bent during an earthquake or the like, cracks do not occur and the cracks close after a small and medium-scale earthquake, so that long-term durability can be ensured while no joint treatment is required.

プレキャスト型枠によるFRC型枠構造部と柱中間部のRC構造部との境界部において、それぞれの端部にハンチが形成され、このハンチにブレースが接合されるようにしてもよい。   A haunch may be formed at each end portion at the boundary between the FRC formwork structure portion by the precast formwork and the RC structure portion at the middle of the column, and the brace may be joined to the haunch.

例えば図8に示すように、FRC(UFC)型枠構造部とRC構造部の境界部は、弾性係数の相違によるRC構造部側の応力集中を緩和するためにハンチ等を形成するのが望ましい。   For example, as shown in FIG. 8, it is desirable to form a haunch or the like at the boundary between the FRC (UFC) formwork structure and the RC structure in order to alleviate the stress concentration on the RC structure due to the difference in elastic modulus. .

柱途中、特にFRC(UFC)型枠構造部とRC構造部の境界部におけるブレースの定着方法は、例えば図9に示すように、前述した最上下ブレースの定着方法と同様に、定着金物に、スタッドジベル、孔開き鋼板ジベル、PC鋼棒・アンカープレート等を設けた定着方法を用いることができる。また、PC鋼棒とアンカープレートによる定着方法では、図10(c)に示すように、FRC(UFC)型枠構造部とRC構造部の境界部が一対の定着板の鋼板とその拘束力により補強されるため、前述のハンチを不要とすることもできる。   The brace fixing method in the middle of the pillar, particularly at the boundary between the FRC (UFC) formwork structure part and the RC structure part, as shown in FIG. 9, for example, is similar to the fixing method of the lowermost brace described above. A fixing method provided with a stud gibber, a perforated steel plate gibble, a PC steel bar, an anchor plate, or the like can be used. Further, in the fixing method using the PC steel rod and the anchor plate, as shown in FIG. 10C, the boundary between the FRC (UFC) formwork structure portion and the RC structure portion is formed by a pair of fixing plate steel plates and their restraining force. Because it is reinforced, the aforementioned haunch can be eliminated.

本発明の請求項2は、請求項1に記載の制震橋脚構造において、柱の上下端部を除く中間部のブレースは、上下2本のブレースの端部を一箇所に集合させて柱に定着されていることを特徴とする制震橋脚構造である。   Claim 2 of the present invention is the seismic control pier structure according to claim 1, wherein the braces in the middle part excluding the upper and lower ends of the column are assembled into a column by gathering the ends of the two upper and lower braces in one place. It is a seismic control pier structure characterized by being established.

例えば図10に示すように、柱途中におけるブレースは1本を柱に定着することをせず、圧縮と引張の生じる上下2本のブレースを1組として柱に取り付けることで、柱軸方向のへのずれ力だけが作用するようにし(図14、図15参照)、取り付け部の構造を簡単にする。即ち、スタッドジベルや孔開き鋼板ジベル等の簡単で容易な定着方法が可能となる。   For example, as shown in FIG. 10, a brace in the middle of a pillar is not fixed to the pillar, but two upper and lower braces that cause compression and tension are attached to the pillar as a pair, so that Only the displacement force is applied (see FIGS. 14 and 15), and the structure of the mounting portion is simplified. In other words, a simple and easy fixing method such as a stud diver or a perforated steel plate diver is possible.

本発明の請求項3は、請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、左右一対の柱間に正面視でX形のブレースが配置され、このX形ブレースの交点で左右に分割され、この交点に上下方向の相対変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーが配置されていることを特徴とする制震橋脚構造である。   According to a third aspect of the present invention, in the vibration control pier structure according to the first or second aspect, an X-shaped brace is disposed between the pair of left and right columns in a front view, and is divided into left and right at the intersection of the X-shaped brace. The damping pier structure is characterized in that a damper that absorbs energy in accordance with the relative displacement in the vertical direction is disposed at the intersection.

例えば図1に示すように、ブレース形態がダブルワーレントラス構造の場合である。図1(a)の塑性ヒンジを形成させ、平行四辺形で変形させる場合に比べ、図1(b)の塑性ヒンジを形成させない本発明では、フレーム架構高さ方向の中央でのダンパーの相対変位がフレーム架構上下端付近のダンパーに比べ大きいが、こうした構造内の各取り付け位置におけるダンパーの比率は、地震応答の過程において、即ちフレームの変形の大小に関わらず、ほぼ一定である。従って、ハニカムダンパー等のダンパーの容量を配置位置によって変化させることにより、フレーム架構全体でエネルギー吸収を生じさせることが可能である。   For example, as shown in FIG. 1, the brace form is a double warren truss structure. Compared with the case where the plastic hinge of FIG. 1A is formed and deformed in a parallelogram, in the present invention in which the plastic hinge of FIG. 1B is not formed, the relative displacement of the damper at the center in the frame frame height direction However, the ratio of the dampers at each mounting position in such a structure is substantially constant during the earthquake response process, that is, regardless of the magnitude of deformation of the frame. Therefore, it is possible to cause energy absorption in the entire frame structure by changing the capacity of a damper such as a honeycomb damper depending on the arrangement position.

本発明の請求項4は、請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、柱とブレースとの間に上下方向の相対変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーが配置されていることを特徴とする制震橋脚構造である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration-damping pier structure according to the first or second aspect, a damper that absorbs energy according to a relative displacement in the vertical direction is disposed between the column and the brace. It is a seismic control pier structure.

例えば図11に示すように、ダブルワーレントラス構造に適用した場合である。柱とブレースとの接合部にハニカムダンパー等のダンパーを設置する。例えばダンパーは一つ置きに配置されており、柱の上下端部には塑性ヒンジが形成されず、多数のダンパーの上下方向の相対変位で地震エネルギーが吸収される。   For example, as shown in FIG. 11, this is applied to a double warren truss structure. A damper such as a honeycomb damper is installed at the junction between the pillar and the brace. For example, every other damper is arranged, and plastic hinges are not formed at the upper and lower ends of the column, and seismic energy is absorbed by the relative displacement in the vertical direction of many dampers.

本発明の請求項5は、請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、ブレースが軸方向の伸縮変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーブレースであることを特徴とする制震橋脚構造である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vibration control pier structure according to the first or second aspect, wherein the brace is a damper brace that absorbs energy in accordance with an axial expansion / contraction displacement. is there.

例えば図12に示すように、ダブルワーレントラス構造においてブレース自身をダンパーブレース(伸縮ダンパーや座屈拘束ブレース等)とした場合である。全てのダンパーブレースはその両端を柱に接合し、柱の上下端部には塑性ヒンジが形成されず、多数のダンパーブレース自身の伸縮で地震エネルギーが吸収される。   For example, as shown in FIG. 12, the brace itself is a damper brace (such as an expansion / contraction damper or a buckling restrained brace) in a double warren truss structure. All the damper braces are joined to the pillars at both ends, and plastic hinges are not formed at the upper and lower ends of the pillars. Seismic energy is absorbed by the expansion and contraction of a large number of damper braces themselves.

以上のような本発明においては、(1)柱の上下端部の曲げモーメントが大きくなる部分に例えばUFC等のプレキャスト型枠を適用することにより、同箇所のかぶり部分を高強度化することができ、柱部材のコンクリートの圧壊を遅延化することができる。本発明で実現しようとする制震橋脚では、断面を可能な限り小規模化し、固有周期を長くすることにより、地震時における慣性力を低減する。また、前述したような理由(発明が解決しようとする課題の欄の (1)参照)によりレベル2地震時でも柱部材が塑性化しないことを想定する。そのため、従来の制震橋脚では、高い軸圧縮力を受けるような小さな断面の中に多くの鉄筋が配置されることになり、曲げ変形時におけるコンクリートの圧縮力が大きくなることから、鉄筋が降伏する前にコンクリートが圧壊することにより塑性化してしまう可能性が考えられる。一般にコンクリートの圧壊が先行する破壊モードは、脆性的であるため、RC部材の設計において避けるべきである。このような場合でも、例えばUFC等のプレキャスト型枠を用いた技術を適用することにより、コンクリートの圧壊を主筋の降伏以後とすることができる。   In the present invention as described above, (1) by applying a precast formwork such as UFC to a portion where the bending moment of the upper and lower ends of the column is increased, the strength of the cover portion at the same location can be increased. It is possible to delay the collapse of the concrete of the column member. In the seismic control pier to be realized by the present invention, the inertial force during an earthquake is reduced by reducing the cross section as much as possible and lengthening the natural period. Also, it is assumed that the column member does not become plastic even during a level 2 earthquake due to the reasons described above (see (1) in the column of the problem to be solved by the invention). For this reason, in conventional seismic control piers, many reinforcing bars are placed in a small cross section that receives a high axial compressive force, and the compressive force of the concrete during bending deformation increases. There is a possibility that the concrete will be plasticized by crushing before it is done. In general, failure modes preceded by concrete crushing are brittle and should be avoided in the design of RC members. Even in such a case, for example, by applying a technique using a precast formwork such as UFC, the concrete can be crushed after the main bar yields.

(2)フレーム架構の変形形状は、柱部材の剛性に依存するので、塑性ヒンジを形成させる場合(図1(a)参照)は、形成前後で大きく異なり、形成前後を通して最適なダンパーの配置とすることは不可能であった。本発明のように塑性変形を許容しない構造であれば、柱の剛性の変化は、コンクリートのひび割れの有無によるものだけである。ひび割れ発生範囲は変形とともに変化し、柱上下端から柱中間部に向かってひび割れ領域は進展するが、制震橋脚においては通常の橋脚に比べ鉄筋比が大きく、ひび割れ前後の断面剛性の差は、さほど大きくはなく、フレーム架構の変形形状は、柱の全長にひび割れ剛性(いわゆるRC剛性)を仮定した変形と概ね等しい。このため、フレーム架構の変形の増大によって、複数配置したダンパーの変位の比率を一定にすることが可能であるから、フレーム架構全体でエネルギー吸収を生じさせることが可能となる。  (2) Since the deformed shape of the frame frame depends on the rigidity of the column member, when forming a plastic hinge (see Fig. 1 (a)), it differs greatly before and after the formation, and the optimal damper arrangement throughout the formation It was impossible to do. If the structure does not allow plastic deformation as in the present invention, the change in the stiffness of the column is only due to the presence or absence of cracks in the concrete. The crack generation range changes with deformation, and the crack region progresses from the upper and lower ends of the column toward the middle of the column, but the seismic control pier has a larger reinforcing bar ratio than the normal pier, and the difference in cross-sectional rigidity before and after the crack is The deformation shape of the frame frame is not so large, and is almost equal to the deformation assuming crack rigidity (so-called RC rigidity) in the entire length of the column. For this reason, since the ratio of displacement of the plurality of dampers arranged can be made constant by increasing the deformation of the frame structure, it is possible to cause energy absorption in the entire frame structure.

なお、ダンパーの容量を配置位置に応じて変化させることは、例えばハニカムダンパーを利用すれば、その枚数、くし歯の本数・寸法を適宜組み合わせることで容易である。特に制震橋脚では、必要とされるダンパーの反力が大きいので、元々複数枚のハニカムダンパーが必要であるから、実用上何ら問題はない。   For example, if a honeycomb damper is used, it is easy to change the capacity of the damper according to the arrangement position by appropriately combining the number of sheets and the number and size of comb teeth. Particularly, in the case of a vibration control pier, the required reaction force of the damper is large, so that a plurality of honeycomb dampers are originally required, so there is no problem in practical use.

(3)複数のダンパーを設置することにより、RCフレーム架構の上下方向の全体に亘って分散したエネルギー吸収が発生するので、柱中間部のみにブレースを配置し、大型のダンパーに集中してエネルギーを吸収する場合に比べ、柱の寸法は変わらず、ブレースの軸力が小さくなり、1箇所当たりのブレース−柱の接合構造が簡単になる。これにより、施工性も向上する。  (3) By installing multiple dampers, energy absorption distributed throughout the vertical direction of the RC frame frame occurs, so braces are placed only in the middle part of the column, and energy is concentrated on the large damper. As compared with the case of absorbing the column, the dimensions of the column are not changed, the axial force of the brace is reduced, and the brace-column bonding structure per place is simplified. Thereby, workability is also improved.

(4)本発明による制震橋脚では、ダンパー機能を有するブレースを複数設置することを想定することから、柱の途中にブレースの定着部を設ける必要がある。定着方法として提案するスタッドジベル、孔開き鋼板ジベルを用いた方法では、柱の打設時に定着部を設置する必要があるが、複合構造物等において実績のある方法であり、負担すべき定着力も小さいので、定着構造における確実性・簡易性に優れている。一方、柱内を貫通するPC鋼棒により緊張する方法では、摩擦係数の設定により定着力の評価が変化するものの、UFC等のプレキャスト型枠とRC構造部との境界部での定着においては、柱表面に設置される定着板とPC鋼棒による拘束力が境界部に作用することにより、同部分が補強されるため、応力集中の緩和を目的として設置されることが望ましいハンチなどが不要となる。また、予め柱内にシース管などによりPC鋼棒の貫通孔を設けることにより、柱部材の打設・脱型後に定着部を含めたダンパーの取り付け作業を行うことができるため、施工性も向上する。  (4) In the seismic control pier according to the present invention, since it is assumed that a plurality of braces having a damper function are installed, it is necessary to provide a brace fixing portion in the middle of the column. In the method using the stud gibber and perforated steel plate gibber proposed as the fixing method, it is necessary to install the fixing part at the time of placing the pillar, but this is a method that has a proven record in composite structures, etc. Since it is small, it has excellent reliability and simplicity in the fixing structure. On the other hand, in the method of tensioning with a PC steel bar penetrating the inside of the column, although the evaluation of the fixing force varies depending on the setting of the friction coefficient, in fixing at the boundary between the precast formwork such as UFC and the RC structure, Since the restraint force by the fixing plate and PC steel bar installed on the column surface acts on the boundary part, the same part is reinforced, so there is no need for a haunch that should be installed for the purpose of reducing stress concentration. Become. In addition, by providing a PC steel rod through-hole in the column in advance with a sheath tube, etc., it is possible to perform the installation work of the damper including the fixing part after placing / demolding the column member, improving workability To do.

(5)最上部・最下部、UFC等のプレキャスト型枠とRC構造部の境界などのハンチ部にダンパーを取り付ける場合には、ハンチ部に定着部を設けるような定着方法が適用できる。前述したように、ハンチ部にはスタッドジベルや孔開き鋼板ジベル、PC鋼棒などによりブレースの定着金物を設置することができる。これらの方法は、特に、UFC等のプレキャスト型枠のハンチ部に有効であり、この場合、プレキャスト型枠に予め定着部を設置・埋設しておくことにより、橋脚の建設時における施工性を向上させることができる。  (5) When a damper is attached to the uppermost / lowermost part or a hunch part such as a boundary between a precast formwork such as UFC and an RC structure part, a fixing method in which a fixing part is provided in the hunch part can be applied. As described above, the brace fixing hardware can be installed in the haunch portion by a stud diver, a perforated steel plate gibel, a PC steel bar or the like. These methods are particularly effective for the haunch part of precast formwork such as UFC. In this case, by installing and embedding the fixing part in the precast formwork in advance, the workability during construction of the pier is improved. Can be made.

(6)基礎や梁の柱上下端部におけるブレースの定着では、柱部材に比べて剛な基礎や梁に定着点を設けることができる。この場合も、スタッドジベルや孔開き鋼板ジベルなどの定着方法を用いることができるが、設置箇所の断面が大きいため、設置方法に自由度を持たせることができ、施工性などにおいて有利となる。  (6) In fixing braces at the upper and lower ends of foundation and beam columns, anchor points can be provided on rigid foundations and beams compared to column members. In this case as well, a fixing method such as a stud diver or a perforated steel plate can be used. However, since the cross section of the installation location is large, the installation method can be given flexibility, which is advantageous in terms of workability.

以上のような本発明に係る制震橋脚は、都市内高架橋等の一般的な橋梁においても適用可能であるが、特に、橋脚高さが高い高橋脚(例えば30m程度以上)や吊り橋のRC主塔等において、構造重量の低減や耐震性能の向上効果が大きくなるため好適である。   The seismic control piers according to the present invention as described above can be applied to general bridges such as urban viaducts, but in particular, high piers with high pier heights (for example, about 30 m or more) and RC mains of suspension bridges. It is suitable for towers and the like because the effect of reducing the structural weight and improving the seismic performance is increased.

本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。   Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

(1)柱上下端部におけるUFC等のプレキャスト型枠の適用などにより、柱上下端の格点部の塑性化を許容しないことで、地震後の柱上下端部の点検(高所作業・地中部作業)が不要となり、復旧性すなわち地震後の供用性が向上する。  (1) Inspection of the upper and lower ends of the column after an earthquake (work at high places and ground) is not permitted by applying precast formwork such as UFC at the upper and lower ends of the column. Central work) is no longer necessary, and recoverability, that is, serviceability after an earthquake is improved.

また、降伏を許容し、変形で長周期化させる場合に比べ、固有周期が安定していて、地震応答が予測しやすい。近年、地震動の評価技術が向上し、断層震源情報・地殻構造・架橋地点の地盤の特性等から決まる地震動の卓越周期帯域を予測することが可能になりつつあるが、こうした地震動の卓越周期帯域と構造物の振動周期を確実に分離し、できるだけ共振を抑え、地震応答をより小さくすることが可能となる。   In addition, the natural period is stable and the seismic response can be predicted more easily than when yielding is allowed and the period is increased by deformation. In recent years, the evaluation technology of seismic motion has improved, and it has become possible to predict the dominant period band of seismic motion determined from fault source information, crustal structure, characteristics of the ground at the bridge point, etc. It is possible to reliably separate the vibration period of the structure, suppress the resonance as much as possible, and further reduce the seismic response.

また、柱に塑性変形が生じないので、残留変形が著しく小さい。また、塑性ヒンジの形成を許容する場合、一般に格点部付近には帯鉄筋を密に配置する必要があるが、軸方向鋼材の降伏を許容しないことで、必要な帯鉄筋の量を減じることができ、施工性が向上する。   In addition, since the plastic deformation does not occur in the column, the residual deformation is extremely small. In addition, when the formation of plastic hinges is allowed, it is generally necessary to closely arrange the strip reinforcing bars near the rating points, but by reducing the yield of the axial steel material, the required amount of strip reinforcing bars can be reduced. And workability is improved.

(2)塑性ヒンジを形成させ、平行四辺形で変形させる場合に比べ、橋脚高さ方向の中央でのダンパーの相対変位が、フレーム架構の上下端付近のダンパーに比べ大きいが、こうした構造内の各取り付け位置におけるダンパーの変形の比率は、地震応答の過程において(即ちフレーム架構の変形の大小に関わらず)ほぼ一定である。このため、地震時の応答の終始において、効率的なダンパーの配置が可能となる。  (2) The relative displacement of the damper at the center of the pier height direction is larger than that of the damper near the upper and lower ends of the frame structure, compared with the case where plastic hinges are formed and deformed in parallelograms. The ratio of the deformation of the damper at each mounting position is substantially constant during the earthquake response process (that is, regardless of the magnitude of the deformation of the frame frame). For this reason, it is possible to efficiently arrange the dampers throughout the response at the time of the earthquake.

(3)UFC等のプレキャスト型枠にハンチを設けてそのハンチにブレースを取り付けることで、柱上下端へのブレース取り付けが可能になり、フレーム架構全体に亘ってダンパーを作用させることが可能となる。  (3) By installing a haunch on a precast formwork such as UFC and attaching the brace to the haunch, it becomes possible to attach the brace to the upper and lower ends of the pillar, and to operate the damper over the entire frame structure. .

(4)柱上下端部のブレースを、塑性ヒンジを跨いで取り付けることで、損傷の大きい部位への取り付けが無くなる。  (4) By attaching the braces at the upper and lower ends of the pillar across the plastic hinge, it is not necessary to attach to the damaged part.

また、ブレースは1本を柱に定着させることをせず、すべて、柱への取り付けにおいて、圧縮と引張の生じる2本のブレースを1組として取り付けることで、フレーム架構には部材軸方向へのずれ力だけが作用し、取り付け部の構造を簡単にすることができる。例えば、PC鋼棒で圧縮力を入れ、摩擦で固定するなど、引き抜きに比べ、構造が簡単になる。   In addition, one brace is not fixed to the pillar, and all the braces that cause compression and tension are attached to the pillar as a set, so that the frame frame is attached in the direction of the member axis. Only the displacement force acts, and the structure of the mounting portion can be simplified. For example, the structure is simplified compared to pulling, such as applying a compression force with a PC steel rod and fixing it with friction.

また、ダンパーの容量をフレーム架構の変形に応じて変え、2つのダンパーから伝わってくる圧縮と引張の大きさを略等しくすることで、ずれ力だけを作用させることが可能となるので、スタッドジベルや孔開き鋼板ジベルなど容易な定着方法が適用可能となる。   Also, by changing the capacity of the damper according to the deformation of the frame structure and making the compression and tension transmitted from the two dampers approximately equal, it is possible to apply only the displacement force, so the stud gibber An easy fixing method such as a perforated steel plate gibber can be applied.

なお、2本のブレースを1組としない場合には、基礎上面や梁下面にブレース1本を単独で定着するが、このような部位では、マッシブなコンクリートに定着するので、構造上の問題がない。   If two braces are not used as one set, one brace is fixed to the upper surface of the foundation or the lower surface of the beam alone. However, in such a part, it is fixed to massive concrete. Absent.

制震橋脚において従来と本発明でフレーム架構の変形状態を比較した概略図である。It is the schematic which compared the deformation | transformation state of the frame frame by the conventional and this invention in the damping bridge pier. 本発明の柱下端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の一例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view which shows an example of the joining structure of the brace in the UFC formwork of the column lower end part of this invention. 本発明の柱上端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の一例を示したものであり、(a)は鉛直断面図、(b)は分解斜視図である。FIG. 1 shows an example of a brace joining structure in a UFC formwork at the upper end of a column according to the present invention, where (a) is a vertical sectional view and (b) is an exploded perspective view. 本発明の柱下端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の他の例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view showing another example of the joining structure of braces in the UFC formwork at the lower end of the column of the present invention. 本発明の柱下端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の他の例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view showing another example of the joining structure of braces in the UFC formwork at the lower end of the column of the present invention. 本発明の柱下端部におけるブレースの接合構造の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the joining structure of the brace in the pillar lower end part of this invention. 本発明の柱上下端部におけるブレースの接合構造の他の例であり、(a)は正面図、(b)と(c)は鉛直断面図である。It is another example of the joining structure of the brace in the column upper-lower end part of this invention, (a) is a front view, (b) And (c) is a vertical sectional view. 本発明の柱のUFC型枠とRC構造部との境界部におけるブレースの接合状態の例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of the joining state of the brace in the boundary part of the UFC formwork and RC structure part of the pillar of this invention. 本発明のUFC型枠とRC構造部との境界部などにおけるブレースの定着構造の例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view showing an example of a brace fixing structure in a boundary portion between the UFC formwork and the RC structure portion of the present invention. 本発明のUFC型枠とRC構造部との境界部および柱の途中におけるブレースの定着構造の例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view showing an example of a fixing structure of a brace in the middle of a boundary part and a column between a UFC formwork and an RC structure part of the present invention. 本発明のダブルワーレントラス構造のRCラーメン構造の橋脚に適用した例であり、変形前後の概略図である。It is the example applied to the bridge pier of RC frame structure of the double warren truss structure of this invention, and is the schematic before and behind a deformation | transformation. 図11のダブルワーレントラス構造においてブレース自身をダンパーブレースとした例であり、変形後の概略図である。It is the example which made the brace itself the damper brace in the double warren truss structure of FIG. 11, and is the schematic after deformation | transformation. 従来構造の橋脚と本発明が適用されるRCラーメン構造の橋脚の例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of the pier of the conventional structure and the pier of the RC rigid frame structure to which this invention is applied. 図13における本発明の橋脚においてブレースから柱に作用する力を示す正面図である。It is a front view which shows the force which acts on a pillar from a brace in the pier of this invention in FIG. 従来の柱上下端部に塑性ヒンジが形成されるフレーム架構の一例であり、(a)は全体図、(b)と(c)は部分図である。It is an example of the frame frame in which a plastic hinge is formed in the conventional column upper-lower end part, (a) is a general view, (b) and (c) are partial views.

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、RCラーメン構造の橋脚に適用した例である。図1は、従来と本発明でフレーム架構の変形状態を比較した概略図である。この図1において、RCラーメン構造の橋脚1は、基礎(フーチング)2上に間隔をおいて立設された一対のRC部材の柱3と、この柱3の頂部に掛け渡されたRC部材の梁あるいは主桁の柱頭部横桁4とからなるRCフレーム架構5と、このRCフレーム架構5の構面内に配置されたブレース6に制震装置(ダンパーやダンパーブレース等)を備えたブレース架構7とから構成されている。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. This embodiment is an example applied to a pier having an RC rigid frame structure. FIG. 1 is a schematic diagram comparing the deformation state of a frame frame according to the prior art and the present invention. In FIG. 1, a bridge pier 1 having an RC rigid frame structure is composed of a pair of RC members 3 standing on a foundation (footing) 2 at intervals, and an RC member suspended over the top of the columns 3. A braced frame including a RC frame frame 5 composed of a beam or a main beam column girder 4 and a brace 6 arranged in the surface of the RC frame frame 5 with a vibration control device (damper, damper brace, etc.). 7.

本発明においては、想定以上の地震動(レベル2地震動)により塑性ヒンジHが形成されるRCフレーム架構5の柱3の上下端部にも、左右一対の柱3を連結するブレース6を配置し、この柱3の上下端部のブレース6の一端をそれぞれ、後述するように、柱3の上下端にそれぞれ形成したハンチに接合し、あるいは梁4の下面とフーチング2の上面に接合し、さらに、柱3の上下端部に後述するプレキャスト型枠を用いるなどして高強度化を図り、柱3の上下端部における合計4箇所に塑性ヒンジHが形成されないようにする。   In the present invention, the braces 6 that connect the pair of left and right columns 3 are also arranged at the upper and lower ends of the columns 3 of the RC frame 5 where the plastic hinges H are formed by an earthquake motion (level 2 earthquake motion) more than expected, As will be described later, one end of each brace 6 at the upper and lower ends of the pillar 3 is joined to a haunch formed on the upper and lower ends of the pillar 3, or joined to the lower surface of the beam 4 and the upper surface of the footing 2, The strength is increased by using a precast formwork, which will be described later, at the upper and lower ends of the column 3 so that the plastic hinges H are not formed at a total of four locations at the upper and lower ends of the column 3.

図1(a)の従来構造では、柱の上下端部に塑性ヒンジHが形成され、フレーム架構5が平行四辺形となって変形し、柱間中央のトラス格点に設置されたダンパーの相対変位は等しい。これに対して、図1(b)の本発明構造では、柱3は上下固定梁として変形し、ダンパーの相対変位は柱上部・下部で小さく、中間部で大きい。   In the conventional structure of FIG. 1 (a), plastic hinges H are formed at the upper and lower ends of the columns, the frame frame 5 is deformed into a parallelogram, and the relative positions of the dampers installed at the truss rating points in the center between the columns The displacement is equal. On the other hand, in the structure of the present invention shown in FIG. 1B, the column 3 is deformed as an upper and lower fixed beam, and the relative displacement of the damper is small at the upper and lower portions of the column and large at the middle portion.

図2〜図5に示すように、本発明においては、レベル2地震時における塑性ヒンジHの形成を回避するために、柱3の上下端部の4つの塑性ヒンジ区間Lに超高強度繊維補強コンクリート又はモルタルからなるプレキャスト型枠(以下、UFC型枠と記載)10を使用し、断面を絞った柱上下端部のコンクリートの圧縮損傷を防止する。軸方向鋼材11(図3参照)を高強度の鉄筋とする。UFC型枠10の適用範囲は、最小でも1D以上、望ましくは2D以上で、柱3のモーメント勾配とUFC型枠以外のコンクリート強度に応じてコンクリートの圧縮損傷を防止する範囲とする。   As shown in FIGS. 2-5, in this invention, in order to avoid formation of the plastic hinge H at the time of a level 2 earthquake, super high strength fiber reinforcement is carried out in the four plastic hinge area L of the upper and lower ends of the pillar 3. As shown in FIG. Precast formwork (hereinafter referred to as UFC formwork) 10 made of concrete or mortar is used to prevent compressive damage of concrete at the upper and lower ends of the column with a narrowed cross section. The axial steel material 11 (see FIG. 3) is a high-strength reinforcing bar. The application range of the UFC formwork 10 is at least 1D or more, preferably 2D or more, and is a range that prevents compressive damage of concrete according to the moment gradient of the column 3 and the concrete strength other than the UFC formwork.

なお、超高強度繊維補強コンクリート又はモルタルは、圧縮強度が高いコンクリート又はモルタル内に鋼繊維、炭素繊維あるいはガラス繊維などが混入された材料であり、圧縮強度が100〜250N/mm、曲げ引張強度が10〜40 N/mm、ひび割れ発生時引張強度が5〜15 N/mmのものをいう。 In addition, ultra high strength fiber reinforced concrete or mortar is a material in which steel fiber, carbon fiber or glass fiber is mixed in concrete or mortar with high compressive strength, compressive strength is 100 to 250 N / mm 2 , bending tensile It has a strength of 10-40 N / mm 2 and a tensile strength of 5-15 N / mm 2 when cracking occurs.

UFC型枠10のひび割れ誘発構造は、特願2006−200272に記載の構造を用いることができる。例えば、プレキャスト型枠の製造時に高強度繊維補強コンクリート又はモルタルを製造用型枠の周方向に連続して投入し、多層に分割して打設することにより、周方向には繊維が連続して配置されるが、各層の打継ぎ面において繊維が連続しないひび割れ誘発目地が形成され、一つのプレキャスト型枠にひび割れ誘発目地が上下方向に間隔をおいて複数形成されるようにしたものを使用する。このひび割れ誘発目地により容易にひび割れが発生する。地震時など橋脚等に曲げが発生しない状態では、ひび割れは発生せず、中小規模の地震後にひび割れが閉じるので、従来のような目地処理が不要でありながら、長期耐久性が確保できる。また、これに限らず、複数の各プレキャスト型枠ブロックの接合部に引張強度の低いひび割れ誘発目地としたものなどでもよい。   As the crack inducing structure of the UFC mold 10, the structure described in Japanese Patent Application No. 2006-200272 can be used. For example, high-strength fiber reinforced concrete or mortar is continuously introduced in the circumferential direction of the production formwork during the production of the precast formwork, and the fibers are continuously provided in the circumferential direction by placing in multiple layers. A crack-inducing joint in which fibers are not continuous is formed on the joining surface of each layer, but a plurality of crack-inducing joints are formed in one precast formwork at intervals in the vertical direction. . Cracks are easily generated by this crack-induced joint. In the state where the bridge pier is not bent during an earthquake or the like, cracks do not occur and the cracks close after a small and medium-scale earthquake, so that long-term durability can be ensured while no joint treatment is required. Further, the present invention is not limited to this, and a crack-inducing joint having a low tensile strength may be used at a joint portion between a plurality of precast formwork blocks.

柱3の上下端部の曲げモーメントが大きくなる部分にUFC型枠10を適用することにより、同箇所のかぶり部分を高強度化することができ、柱3のコンクリートの圧壊を遅延化することができる。レベル2地震時でも柱3が塑性化せず、コンクリートの圧壊を主筋の降伏以後とすることができる。なお、UFC型枠以外の柱3には、普通コンクリートによるプレキャスト型枠が用いられ、あるいは、従来のRC部材の施工法と同様に場所打ちコンクリートが用いられる。   By applying the UFC formwork 10 to the part where the bending moment of the upper and lower ends of the column 3 is increased, it is possible to increase the strength of the cover part of the same part and delay the collapse of the concrete of the column 3. it can. Even in a level 2 earthquake, the column 3 does not become plastic, and the concrete can be collapsed after the main bar yields. For the pillars 3 other than the UFC formwork, a precast formwork made of ordinary concrete is used, or cast-in-place concrete is used in the same manner as a conventional RC member construction method.

本発明では、塑性ヒンジ区間の柱上下端部にもブレース6が取り付けられており、後述するように、降伏荷重のなるべく小さなダンパーの付いたブレースをラーメン高さの全域に均等に振り分けるのが望ましい。   In the present invention, the braces 6 are also attached to the upper and lower ends of the columns in the plastic hinge section, and as described later, it is desirable to distribute the braces with a damper with as small a yield load as possible over the entire range of the ramen height. .

図1(a)の塑性ヒンジを形成させ、平行四辺形で変形させる場合に比べ、図1(b)の塑性ヒンジを形成させない本発明では、フレーム架構5の高さ方向中央でのダンパーの相対変位がフレーム架構5の上下端付近のダンパーに比べ大きいが、各取り付け位置におけるダンパーの比率は、地震応答の過程において(即ちフレームの変形の大小に関わらず)、ほぼ一定である。従って、ハニカムダンパー等のダンパーの容量を配置位置によって変化させることにより、フレーム架構5全体でエネルギー吸収を生じさせることが可能となる。最上部・最下部のブレース6の定着方法には、以下に示す方法のいずれかを用いることができる。   Compared with the case where the plastic hinge of FIG. 1A is formed and deformed in a parallelogram, in the present invention in which the plastic hinge of FIG. 1B is not formed, the relative position of the damper at the center in the height direction of the frame 5 Although the displacement is larger than the dampers near the upper and lower ends of the frame 5, the ratio of the dampers at each mounting position is substantially constant during the earthquake response process (that is, regardless of the magnitude of deformation of the frame). Therefore, it is possible to cause energy absorption in the entire frame structure 5 by changing the capacity of a damper such as a honeycomb damper depending on the arrangement position. Any of the following methods can be used as a fixing method for the uppermost and lowermost braces 6.

(1) 図2、図3は、柱上下端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の一例を示したものである。UFC型枠10の下部または上部の隅角部にハンチ12を設け、このハンチ12にブレース6の端部を接合する。  (1) FIG. 2 and FIG. 3 show an example of a brace joining structure in a UFC formwork at the lower end of a column. A haunch 12 is provided at the lower or upper corner of the UFC formwork 10, and the end of the brace 6 is joined to the haunch 12.

図2の実施形態では、柱3の下端の定着部にハンチ12を設け、ブレース6の端部に取り付けた定着金物20をPC鋼棒21とアンカープレート22で定着する。引張力はハンチ12を貫通するPC鋼棒21で伝達し、フーチング2内のアンカープレート22に負担させる。圧縮力は定着金物20を介してハンチ12に直接取らせる。   In the embodiment of FIG. 2, a haunch 12 is provided at the fixing portion at the lower end of the pillar 3, and the fixing hardware 20 attached to the end of the brace 6 is fixed by the PC steel rod 21 and the anchor plate 22. The tensile force is transmitted by the PC steel rod 21 penetrating the haunch 12 and is borne by the anchor plate 22 in the footing 2. The compressive force is directly applied to the haunch 12 via the fixing hardware 20.

図3の実施形態では、柱3の上端の定着部にハンチ12を設け、ブレース6の端部に孔開き鋼板ジベル23を取り付け、上下に分割したUFC型枠10の継ぎ目に斜めのスリット24を設け、このスリット24から孔開き鋼板ジベル23を柱3内に定着し、圧縮力・引張力とも孔開き鋼板ジベル23で負担する。孔開き鋼板ジベル23には、軸方向鉄筋11が通る孔25が形成されている。その他、スタッドジベル等を設けた定着板などを用いることができる(図9参照)。   In the embodiment of FIG. 3, a haunch 12 is provided at the fixing portion at the upper end of the column 3, a perforated steel plate gibbel 23 is attached to the end of the brace 6, and an oblique slit 24 is formed at the joint of the UFC formwork 10 divided vertically. The perforated steel plate diver 23 is fixed in the column 3 from the slit 24, and both the compressive force and the tensile force are borne by the perforated steel plate divel 23. A hole 25 through which the axial rebar 11 passes is formed in the perforated steel plate gibber 23. In addition, a fixing plate provided with a stud gibber or the like can be used (see FIG. 9).

図4は、複数のブロックに分割したUFC型枠を用いる場合の効果を阻害することのないようにしたブレースの接合構造の例である。図4(a)では、略ピン接合となるように、ブレース6を構成する平面と直交する板材からなるアンカー26をフーチング2(または梁4)に埋め込み、あるいは一本の丸鋼からなるアンカー26を埋め込む。図4(b)では、柱3の外周を取り囲む鋼管27を設置し、鉛直方向の定着はフーチング2(または梁4)へ埋め込んだ孔開き鋼板ジベル27aのアンカーによって負担する。   FIG. 4 is an example of a brace joint structure that does not hinder the effect of using a UFC formwork divided into a plurality of blocks. In FIG. 4A, an anchor 26 made of a plate material orthogonal to the plane constituting the brace 6 is embedded in the footing 2 (or the beam 4), or an anchor 26 made of a single round steel so as to be substantially pin-joined. Embed. In FIG. 4 (b), a steel pipe 27 surrounding the outer periphery of the column 3 is installed, and fixing in the vertical direction is borne by an anchor of a perforated steel plate gibber 27a embedded in the footing 2 (or beam 4).

(2) 図5、図6は、柱上下端部のUFC型枠におけるブレースの接合構造の他の例であり、ブレース6をフーチング2の天端(または梁4の下面)における柱3の近傍に斜めに定着する場合である。いずれも、UFC型枠10に隣接してT字形の定着具30を配置し、その鋼板30aにブレース6を溶接等で接合する。ここで、柱3の近傍とは、上下2本のブレース6と柱3とにより略三角形を形成し、柱3の変形によりダンパーに相対変形が生じる程度を意味する。  (2) FIGS. 5 and 6 are other examples of the brace joint structure in the UFC formwork at the upper and lower ends of the pillar, and the brace 6 is in the vicinity of the pillar 3 at the top end of the footing 2 (or the lower surface of the beam 4). In this case, the image is fixed obliquely. In either case, a T-shaped fixing tool 30 is disposed adjacent to the UFC mold 10, and the brace 6 is joined to the steel plate 30a by welding or the like. Here, the vicinity of the pillar 3 means a degree in which a substantially triangular shape is formed by the two upper and lower braces 6 and the pillar 3, and relative deformation of the damper is caused by the deformation of the pillar 3.

図5(a)では、定着に孔開き鋼板ジベル30bを用いている。この孔にはフーチング2の鉄筋を挿通することが可能である。フーチングの鉄筋は多数あり、こうした孔開き鋼板ジベルの貫通鉄筋の治具としての使用も問題が少なく、ブレース6の引張力を負担するための孔開き鋼板ジベルの制約は少ない。   In FIG. 5 (a), a perforated steel plate dowel 30b is used for fixing. It is possible to insert the reinforcing bar of the footing 2 into this hole. There are many footing rebars, and the use of such a perforated steel bar gibber as a penetrating rebar is less problematic, and there are fewer restrictions on the perforated steel bar gibel for bearing the tensile force of the brace 6.

図5(b)は、頭付きスタッド30cを用いている。図5(c)は、シアキー30dと異形スタッド30eによりせん断力と引抜力を負担させている。   FIG. 5B uses a headed stud 30c. In FIG. 5C, a shearing force and a pulling force are applied by the shear key 30d and the deformed stud 30e.

図6は、ブレース6を柱3の前後(橋軸方向)の2箇所に分けて設置する方法である。この図6では、ブレース6を鋼管とする図を示したが、フレーム構面が面外にも変形する場合は、面外方向に曲げ剛性の小さい部材を設けることにより、鋭角をダンパー位置とする前後2本のブレース6が形成する三角形はフレーム構面の面外変形にも追随させることが可能である。また、柱3の下端近傍で前後2本のブレース6をコの字状の部材で一旦接合し、そこからダンパー位置までを一本のブレースで結合することもできる(図示省略)。   FIG. 6 shows a method in which the brace 6 is installed in two places before and after the pillar 3 (in the direction of the bridge axis). In FIG. 6, the brace 6 is shown as a steel pipe. However, when the frame construction surface is deformed out of the plane, an acute angle is set as the damper position by providing a member having low bending rigidity in the out-of-plane direction. The triangle formed by the two front and rear braces 6 can follow the out-of-plane deformation of the frame structure. In addition, the two front and rear braces 6 can be temporarily joined with a U-shaped member in the vicinity of the lower end of the column 3 and then connected to the damper position with a single brace (not shown).

(3) 図7は、柱上下端部におけるブレースの接合構造の他の例であり、左右一対のブレース6を柱3の上下端部を跨いで配置し、フーチング2の天端(または梁4の下面)の中央に定着する場合である。図7(a)に示すように、RCフレーム架構5の中間部に、3個の正面視でX形ブレース6を配置し、上部・下部に逆V字状・V字状のブレース6を配置し、X形ブレース6の交点にハニカムダンパー等のダンパー8を配置し、梁4の下面とフーチング1の上面にもダンパー8を配置している。  (3) FIG. 7 is another example of the brace joining structure at the upper and lower ends of the pillars, in which a pair of left and right braces 6 are arranged straddling the upper and lower ends of the pillars 3 and the top end of the footing 2 (or the beam 4). This is the case where the toner image is fixed at the center of the lower surface. As shown in FIG. 7 (a), three X-shaped braces 6 are arranged in the middle part of the RC frame 5 in front view, and inverted V-shaped and V-shaped braces 6 are arranged at the upper and lower parts. A damper 8 such as a honeycomb damper is disposed at the intersection of the X-shaped braces 6, and the damper 8 is also disposed on the lower surface of the beam 4 and the upper surface of the footing 1.

図7(b)、(c)は、フーチング2の天端にブレース6を定着する方法であり、図7(b)では左右のブレース6を別々に取り付ける方法である。フーチング2の中央の天端に凹部40を形成し、ハニカムダンパー8の上部をブレース6の端部に取り付け、下部を凹部40の傾斜面に取り付け、ブレース6の軸方向の斜めの相対変位を吸収できるようにしている。   7B and 7C show a method of fixing the brace 6 to the top end of the footing 2, and FIG. 7B shows a method of attaching the left and right braces 6 separately. A recess 40 is formed at the top of the center of the footing 2, the upper part of the honeycomb damper 8 is attached to the end of the brace 6, and the lower part is attached to the inclined surface of the recess 40 to absorb the oblique relative displacement of the brace 6 in the axial direction. I can do it.

図7(c)では、左右のブレース6の端部を鋼板梁41に結合し、この鋼板梁41の両端をそれぞれ鋼板柱42で支持し、鋼板梁41と鋼板柱42とは、上下方向の変位は拘束し、水平方向の移動は許容する機構、例えばピンと水平方向に長い長孔で接続し、ハニカムダンパー8の上部を鋼板梁41に取り付け、下部をフーチング2の天端にアンカーボルト43等で定着し、ハニカムダンパー8に水平方向の相対変位が生じるようにしている。鋼板柱42は孔開き鋼板ジベル42aとフーチング鉄筋44によりフーチング2に定着されている。   In FIG.7 (c), the edge part of the left and right braces 6 is connected to the steel plate beam 41, and both ends of the steel plate beam 41 are supported by the steel plate columns 42. The steel plate beam 41 and the steel plate column 42 are arranged in the vertical direction. A mechanism that restricts displacement and allows movement in the horizontal direction, for example, is connected to a pin with a long long hole in the horizontal direction, the upper part of the honeycomb damper 8 is attached to the steel plate beam 41, and the lower part is anchor bolt 43 at the top of the footing 2 So that relative displacement in the horizontal direction occurs in the honeycomb damper 8. The steel plate column 42 is fixed to the footing 2 by a perforated steel plate gibber 42 a and a footing rebar 44.

図8は、柱3のUFC型枠10とRC構造部13との境界部におけるブレース6の接合状態の例を示したものである。UFC型枠10とRC構造部13との境界部は、弾性係数の相違によるRC構造部側の応力集中を緩和するためにハンチ12などを設置することが望ましい。図8(a)は、境界部の鉛直面にブレース6を接合した場合、図8(b)は、ハンチ12の傾斜面に直接ブレース6を接合した場合である。   FIG. 8 shows an example of the joining state of the brace 6 at the boundary between the UFC mold 10 of the pillar 3 and the RC structure 13. It is desirable to install a haunch 12 or the like at the boundary between the UFC mold 10 and the RC structure 13 in order to relieve stress concentration on the RC structure due to a difference in elastic modulus. 8A shows the case where the brace 6 is joined to the vertical surface of the boundary portion, and FIG. 8B shows the case where the brace 6 is joined directly to the inclined surface of the haunch 12.

図9は、UFC型枠10とRC構造部13との境界部などにおけるブレース6の定着構造の例を示したものである。前述の通り、ハンチ12を設けるのが望ましいが、そのハンチ12にブレース6を取り付ける場合には、ハンチ12の傾斜面とブレース6とを略直交させることも可能であり、特にブレース6の圧縮力を柱3またはフーチング2や梁4に伝達することは容易であり、また引張力についても、ブレース6の軸方向延長に定着金物を埋設することが可能であり、柱の一般部に比べて、定着の深さ・定着金物の寸法の制限を受けにくいという利点がある。   FIG. 9 shows an example of the fixing structure of the brace 6 at the boundary portion between the UFC formwork 10 and the RC structure portion 13. As described above, it is desirable to provide the haunch 12, but when the brace 6 is attached to the haunch 12, the inclined surface of the haunch 12 and the brace 6 can be substantially orthogonal to each other. Can be easily transmitted to the pillar 3 or the footing 2 or the beam 4, and the fixing hardware can be embedded in the axial extension of the brace 6 with respect to the tensile force. There is an advantage that it is difficult to be restricted by the fixing depth and the size of the fixing hardware.

図9(a)は、定着金物20にスタッドジベル28を設けた場合である。図9(b)は、定着金物20に孔開き鋼板ジベル23を設けた場合である。図9(c)は、定着金物20をPC鋼棒21とアンカープレート22で定着する場合である。   FIG. 9A shows a case where the stud metal 28 is provided on the fixing hardware 20. FIG. 9B shows a case where a perforated steel plate gibbel 23 is provided in the fixing hardware 20. FIG. 9C shows a case where the fixing hardware 20 is fixed by the PC steel rod 21 and the anchor plate 22.

図10は、UFC型枠10とRC構造部13との境界部および柱3の途中におけるブレース6の定着構造の例を示したものである。Xブレースを複数設置する場合、上下からの2本のブレース6を1点で接合して柱3に定着すると、ブレース6の圧縮力と引張力が柱3の軸方向のずれ力となって柱3に作用する(図13(b)参照)。従って、負担すべき定着力は、柱軸方向へのずれ力のみでダンパーの降伏荷重であるため、その構造を比較的簡易なものとすることができる。   FIG. 10 shows an example of the fixing structure of the brace 6 in the middle of the boundary part between the UFC mold 10 and the RC structure part 13 and the column 3. When two or more X braces are installed, if the two braces 6 from above and below are joined at one point and fixed to the column 3, the compressive force and tensile force of the brace 6 become the axial displacement force of the column 3, and the column 3 (see FIG. 13B). Therefore, since the fixing force to be borne is the yield load of the damper only by the shifting force in the column axis direction, the structure can be made relatively simple.

図10(a)は、定着金物20にスタッドジベル28を設けた場合であり、柱コンクリートの打設時に埋設する。図10(b)は、定着金物20に孔開き鋼板ジベル23を設けた場合であり、柱コンクリートの打設時に埋設する。   FIG. 10A shows a case where the stud gibber 28 is provided in the fixing hardware 20 and is embedded when the column concrete is placed. FIG. 10B shows a case in which a perforated steel plate gibbel 23 is provided in the fixing hardware 20, which is embedded when placing column concrete.

図10(c)は、柱3内にPC鋼棒21を貫通させる孔を設け、定着金物20とアンカープレート22とでブレース定着部を挟み込むようにPC鋼棒21を緊張する。この場合、ブレース6の定着力は、PC鋼棒21により導入される緊張力に伴う摩擦力により確保される。また、この方法では、UFC型枠10とRC構造部13との境界部が定着板であると鋼板と拘束力により補強されるサンドイッチ構造であるため、前述した境界部におけるハンチ等を設ける必要が無くなる。   In FIG. 10C, a hole through which the PC steel bar 21 passes is provided in the column 3, and the PC steel bar 21 is tensioned so that the brace fixing portion is sandwiched between the fixing hardware 20 and the anchor plate 22. In this case, the fixing force of the brace 6 is ensured by the frictional force accompanying the tension force introduced by the PC steel rod 21. Further, in this method, since the boundary portion between the UFC mold 10 and the RC structure portion 13 is a fixing plate, it is a sandwich structure reinforced by a steel plate and restraining force, so it is necessary to provide a haunch or the like at the boundary portion described above. Disappear.

図11は、ダブルワーレントラス構造のRCラーメン構造の橋脚1に適用した例であり、柱3とブレース6との接合部にハニカムダンパー等のダンパー8を設置した場合の変形前後の状態を示す。ダンパー8は一つ置きに配置されており、柱3の上下端部には塑性ヒンジが形成されず、多数のダンパー8の上下方向の相対変位で地震エネルギーが吸収される。   FIG. 11 is an example applied to a bridge pier 1 having an RC rigid frame structure of a double warren truss structure, and shows a state before and after deformation when a damper 8 such as a honeycomb damper is installed at a joint portion between a column 3 and a brace 6. The dampers 8 are arranged every other one, and plastic hinges are not formed at the upper and lower ends of the columns 3, and the seismic energy is absorbed by the relative displacement in the vertical direction of the numerous dampers 8.

図12は、図11のダブルワーレントラス構造においてブレース自身をダンパーブレース6とした例である。ダンパーブレース6には伸縮ダンパーまたは座屈拘束ダンパー(塑性化させる芯材を拘束材で座屈補剛したもの)等を用いる。全てのダンパーブレース6はその両端を柱3に接合し、ダンパーブレース6自身が伸縮する。図12の状態においては、左下から右上に傾斜するダンパーブレース6aが伸張し、右下から左上に傾斜するダンパーブレース6bが圧縮される。   FIG. 12 shows an example in which the brace itself is a damper brace 6 in the double warren truss structure of FIG. As the damper brace 6, an expansion / contraction damper or a buckling restraint damper (a plastic core material buckled and stiffened with a restraining material) or the like is used. All the damper braces 6 are joined to the pillars 3 at both ends, and the damper braces 6 themselves expand and contract. In the state of FIG. 12, the damper brace 6a inclined from the lower left to the upper right is extended, and the damper brace 6b inclined from the lower right to the upper left is compressed.

図13、図14は、本発明の制震橋脚構造において柱を3本とした場合の例である。柱を一辺Dの正方形断面としたとき、断面積はD2に比例し、曲げ剛性はD4に比例する。従って、上部構造の重量を支持するために、同じ総断面積であるなら、2本の柱で支持するよりも3本以上の細い柱を多数配置した方が、曲げ剛性は小さくなり、制震橋脚には好適である。車線数が多い広幅員の上部構造を支持する橋脚では、橋脚の橋軸直角方向の幅を一般に上部構造(主桁)の幅程度にする必要があるから、柱3本による橋脚構造を用いることは合理的である。   FIG. 13 and FIG. 14 are examples when the number of columns is three in the vibration control pier structure of the present invention. When the column has a square cross section with one side D, the cross-sectional area is proportional to D2, and the bending rigidity is proportional to D4. Therefore, in order to support the weight of the superstructure, if the same total cross-sectional area is used, the bending rigidity will be smaller if three or more thin columns are arranged than if supported by two columns. Suitable for piers. For bridge piers that support wide superstructures with many lanes, it is necessary to make the width of the piers perpendicular to the bridge axis generally equal to the width of the superstructure (main girder). Is reasonable.

図13において、(a)の従来構造の壁式橋脚の場合、剛性が極めて大きい。(b)の2本柱の門形フレームによる制震橋脚の場合、剛性が低く長周期化が可能となる。(c)の3本柱の2径間フレームによる制震橋脚の場合、さらに剛性が低い。また、図14に示すように、3本柱の中柱では、左右・上下の4本のブレースからの力が打ち消し合うので、構造をより簡単なものにすることができる。   In FIG. 13, in the case of the wall type pier of the conventional structure of (a), rigidity is very large. In the case of a vibration control pier with a two-column portal frame of (b), the rigidity is low and a long period can be achieved. In the case of a vibration control pier with a three-column, two-span frame in (c), the rigidity is even lower. Further, as shown in FIG. 14, in the middle pillar of the three pillars, the forces from the four braces on the left, right, and top and bottom cancel each other, so that the structure can be further simplified.

また、図示しないが、柱が橋軸方向と橋軸方向に2本以上の立体ラーメン架構にも適用できる。   Although not shown, the present invention can also be applied to a three-dimensional frame structure having two or more columns in the bridge axis direction and the bridge axis direction.

なお、本発明は、以上のような図示例に限定されないことは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the illustrated examples.

1……橋脚
2……基礎(フーチング)
3……柱
4……梁あるいは主桁の柱頭部横桁
5……フレーム架構
6……ブレース
7……ブレース架構
8……ダンパー
10…超高強度繊維補強コンクリート等のプレキャスト型枠(UFC型枠)
11…軸方向鋼材
12…ハンチ
13…RC構造部
20…定着金物
21…PC鋼棒
22…アンカープレート
23…孔開き鋼板ジベル
24…スリット
25…軸方向鉄筋の挿通孔
26…板材や丸鋼のアンカー
27…鋼管
27a…孔開き鋼板ジベル
28…スタッドジベル
30…定着具
30a…鋼板
30b…孔開き鋼板ジベル
30c…頭付きスタッド
30d…シアキー
30e…異形スタッド
40…凹部
41…鋼板梁
42…鋼板柱
42a…孔開き鋼板ジベル
43…アンカーボルト
44…フーチング鉄筋
L……塑性ヒンジ区間
1 …… Bridge pier 2 …… Funding
3 ... Column 4 ... Beam or main girder column head girder 5 ... Frame frame 6 ... Brace 7 ... Brace frame 8 ... Damper 10 ... Precast formwork such as ultra high strength fiber reinforced concrete (UFC type) frame)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Axial steel material 12 ... Haunch 13 ... RC structure part 20 ... Fixing metal 21 ... PC steel rod 22 ... Anchor plate 23 ... Perforated steel plate gibber 24 ... Slit 25 ... Insertion hole of axial rebar 26 ... Plate material and round steel Anchor 27 ... Steel pipe 27a ... Perforated steel plate gibber 28 ... Stud gibber 30 ... Fixing tool 30a ... Steel plate 30b ... Perforated steel plate gibble 30c ... Sted stud 30d ... Shear key 30e ... Deformed stud 40 ... Recess 41 42a ... Perforated steel plate gibble 43 ... Anchor bolt 44 ... Footing rebar L ... Plastic hinge section

Claims (5)

基礎上に間隔をおいて立設された2本以上のRC部材の柱とこの柱の頂部に掛け渡されたRC部材の梁とからなるRCフレーム架構と、このRCフレーム架構の構面内に配置された制震機能を備えたブレース架構とから構成される制震橋脚構造であって、想定以上の地震動により塑性ヒンジが形成される前記RCフレーム架構の柱の上下端部にも、左右一対の柱を連結するブレースが配置され、この柱の上下端部のブレースの一端がそれぞれ、柱の上下端にそれぞれ形成したハンチに接合され、あるいは梁の下面と基礎の上面に接合されており、設計上は柱上下端部に塑性ヒンジを形成させないようにしたことを特徴とする制震橋脚構造。   An RC frame frame composed of two or more RC member columns erected at intervals on the foundation and an RC member beam spanned on the top of the column, and in the surface of the RC frame frame A seismic pier structure composed of a brace frame having a seismic control function, and a pair of left and right sides of the RC frame frame in which a plastic hinge is formed by an earthquake motion more than expected. Braces that connect the pillars of the pillars are arranged, and one end of the braces at the upper and lower ends of the pillars are joined to the hunches formed at the upper and lower ends of the pillars, respectively, or joined to the lower surface of the beam and the upper surface of the foundation, Seismic control pier structure designed to prevent plastic hinges from being formed at the lower end of the column. 請求項1に記載の制震橋脚構造において、柱の上下端部を除く中間部のブレースは、上下2本のブレースの端部を一箇所に集合させて柱に定着されていることを特徴とする制震橋脚構造。   The seismic pier structure according to claim 1, wherein the braces in the middle portion excluding the upper and lower ends of the column are fixed to the column by gathering the ends of the upper and lower braces in one place. Damping pier structure. 請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、左右一対の柱間に正面視でX形のブレースが配置され、このX形ブレースの交点で左右に分割され、この交点に上下方向の相対変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーが配置されていることを特徴とする制震橋脚構造。   3. The damping pier structure according to claim 1 or 2, wherein an X-shaped brace is arranged between the pair of left and right columns in front view, and is divided into left and right at the intersection of the X-shaped brace, and relative to the intersection in the vertical direction. Seismic control pier structure with dampers that absorb energy according to displacement. 請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、柱とブレースとの間に上下方向の相対変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーが配置されていることを特徴とする制震橋脚構造。   3. The damping pier structure according to claim 1, wherein a damper that absorbs energy in accordance with a relative displacement in the vertical direction is disposed between the column and the brace. 4. 請求項1または2に記載の制震橋脚構造において、ブレースが軸方向の伸縮変位に応じてエネルギーを吸収するダンパーブレースであることを特徴とする制震橋脚構造。   3. The damping pier structure according to claim 1, wherein the brace is a damper brace that absorbs energy in accordance with an axial expansion and contraction displacement. 4.
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