JP2014114549A - 落橋防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えて施工現場での作業を容易にする落橋防止装置を提供すること。
【解決手段】ウェブ１１と上下のフランジ１２，１３とを備えた断面Ｉ形形状の鋼材からなる橋桁１Ａ，１Ｂ同士または橋桁と橋台を橋軸方向に連結するものであり、橋桁１の橋軸方向端部には、上下方向に沿って配置された鋼板からなる支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７と、橋軸方向に沿って配置され支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７に対して突き当てられて一体になった鋼板からなる水平補剛材１８，１９とが、ウェブ１１に直交して接合された荷重受構造３０を有し、荷重受構造３０は、前記支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７には貫通孔２２が形成され、隣り合う橋桁１Ａ，１Ｂ同士の荷重受構造３０が、貫通孔２２を通して固定されたケーブル２１によって連結された落橋防止装置３。
【選択図】 図１

Description

本発明は、橋台や橋脚の上に設置された橋桁が落下しないようにした落橋防止装置に関する。

巨大地震が発生した場合に橋梁に大きな揺れが生じると、橋脚や橋台の上に設置された橋桁の落下が懸念される。そのため、橋梁には落橋防止装置が使用され、橋桁と橋台、あるいは橋桁同士が連結され、橋桁の落下防止が行われている。図５は、従来の落橋防止装置を示した橋桁端部の側面図である。この橋梁は鋼橋であり、鋼板によって形成された橋桁１０１が支承１０２によって支持され、橋脚や橋台の間で掛け渡されている。こうした橋桁１０１は、支承１０２が破壊されたときにでも橋台や橋脚から落下しないようにするため、橋軸方向（図面左右方向）の隣り合うもの同士が落橋防止装置１１０によって連結されている。

ここで、図６は、橋桁１０１の一部を図５のV−V矢視で示した図であり、図７は、橋桁１０１の全体を図５のVI−VI矢視で示した断面図である。橋桁１０１は、上フランジ１０３と下フランジ１０４との間にウェブ１０５が接合され、橋軸方向端部には、支点上補剛材１０６がウェブ１０５に直交して接合されている。橋桁１０１には更に、支点上補剛材１０６を挟むようにして補強リブ１０７が接合されている。落橋防止装置１１０は、橋桁１０１の端部において、ウェブ１０５の面に起立するように鋼製ブラケット１１１が固定され、橋軸方向に隣り合う橋桁１０１の鋼製ブラケット１１１同士がケーブル１１２によって連結されている。

特開２００６−２２６００９号公報 特開２００９−２２８２９６号公報 実用新案登録第３１４１００２号公報

従来の落橋防止装置１１０は、前述したように鋼製ブラケット１１１を介して橋桁１０１同士がケーブル１１２によって連結されている。その際、ケーブル１１２が支点上補剛材１０６と干渉しないようにする必要があるため、鋼製ブラケット１１１に連結されたケーブル１１２の位置は、ウェブ１０５を基準にして支点上補剛材１０６の幅を超える長さが必要であり、ここではウェブ１０５から距離Ｈ０の位置にある。よって、ケーブル１１２に引張り力が作用すると、従来の落橋防止装置１１０は距離Ｈ０が大きいため、鋼製ブラケット１１１にかかる曲げモーメントが大きくなってしまっていた。

鋼製ブラケット１１１は、ウェブ１０５に対しボルト締めによって固定され、その橋梁１０１に対する取り付けは施工現場において行われる。従って、曲げモーメントが大きくなれば、鋼製ブラケット１１１のみならず、その固定箇所の強度も確保しなければならずコストアップになってしまう。また、鋼製ブラケット１１１が例えば２００ｋｇもの重さがあるため、施工現場での落橋防止装置１１０の設置作業が非常に手間のかかるものであった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、コストを抑え、施工現場での作業を容易にする落橋防止装置を提供することを目的とする。

本発明に係る落橋防止装置は、ウェブと上下のフランジとを備えた断面Ｉ形形状の鋼材からなる橋桁同士または橋桁と橋台を橋軸方向に連結するものであり、前記橋桁の橋軸方向端部には、上下方向に沿って配置された鋼板からなる支点上補剛材及び補強リブと、橋軸方向に沿って配置され前記支点上補剛材及び補強リブに対して突き当てられて一体になった鋼板からなる水平補剛材とが、前記ウェブに直交して接合された荷重受構造を有し、前記荷重受構造は、前記支点上補剛材及び補強リブには貫通孔が形成され、隣り合う橋桁同士の前記荷重受構造が、前記貫通孔を通して固定されたケーブルによって連結され、または、前記橋台に隣り合う前記橋桁の荷重受構造が、前記貫通孔を通して固定されたケーブルによって前記橋台と連結されたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る落橋防止装置は、前記支点上補剛材が前記橋桁を搭載する支承上に位置し、前記補強リブは橋軸方向に前記支点上補剛材を挟むように配置され、前記水平補剛材は、上下方向に前記ケーブルを挟んで配置されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る落橋防止装置は、前記水平補剛材が、前記支点上補剛材及び補強リブの間に挟み込まれた内側水平補剛材と、前記橋桁の端部から見て遠い位置にある補強リブを挟んで前記内側水平補剛材とは反対側に設けられた外側水平補剛材とを有するのであることが好ましい。
また、本発明に係る落橋防止装置は、前記支点上補剛材が、貫通孔の外周を囲むように補強リングが接合されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る落橋防止装置は、前記補強リブが、前記支点上補剛材と同様に、上フランジと下フランジとに接合したものであることが好ましい。

本発明によれば、従来使用していた鋼製ブラケットの代わりに、荷重受構造を橋桁に形成することとしたため、部材費用や製造コストを抑えることで安価な落橋防止装置を提供することができる。また、本発明の落橋防止装置は、荷重受構造を工場で形成することができるため、施工現場でボルト締めして取り付ける従来の鋼製ブラケットを使用した落橋防止装置に比べ、格段に設置作業が容易になる。

落橋防止装置の第１実施形態を示した橋桁端部の側面図である。 落橋防止装置を示した図１のI−I矢視図である。 落橋防止装置を示した図１のII−II断面矢視図である。 落橋防止装置の第２実施形態を示した橋桁端部の側面図である。 従来の落橋防止装置を示した橋桁端部の側面図である。 橋桁の一部を図５のV−V矢視で示した図である。 橋桁の全体を図５のVI−VI矢視で示した断面図である。

次に、本発明に係る落橋防止装置の一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、落橋防止装置の第１実施形態を示した橋桁端部の側面図である。本実施形態の落橋防止装置は鋼橋に構成されるものであり、鋼材でつくられた橋桁１Ａ，１Ｂ（以下、両者を区別しない場合は、まとめて「橋桁１」とする）が橋脚の上に支承２を介して設置されている。橋桁１は、橋軸方向（図面左右方向）に連続して配置され、また幅方向にも複数本が設置され、そうした橋桁１上に不図示の床版が敷設されるなどして鋼橋が構成されている。

橋軸方向に並んだ橋桁１同士は、多少の隙間を空けて配置され、互いが落橋防止装置３によって連結されている。ここで、図２は、落橋防止装置を示した図１のI−I矢視図であり、図３は、同じく落橋防止装置を示した図１のII−II断面矢視図である。本実施形態の落橋防止装置３は、以下に示すように、橋桁１に対して一体的に形成されている。

橋桁１は、断面がＩ字形状のものであり、ウェブ１１と上フランジ１２及び下フランジ１３によって形成されている。橋桁１の橋軸方向端部には、支点上補剛材１５が支承２の位置に合わせて接合され、そうした支点上補剛材１５の両側には補強リブ１６，１７が接合されている。支点上補剛材１５は、矩形形状をした鋼板であり、ウェブ１１や上下フランジ１２，１３に直交して接合され、ウェブ１１からの高さは距離Ｈ１である。

ところで、本実施形態の落橋防止装置３は、図５乃至図７に示す従来例のものと比較した場合、鋼製ブラケット１１１が省略され、従来例にも存在する、支点上補剛材１５や補強リブ１６，１７がその代わりを果たすものとして構成されている。そのため、従来例では図５及び図６に示すように、補強リブ１０７が下フランジ１０４側の一部に設けられているだけであったが、本実施形態では補強リブ１６，１７を大きくしている。これにより、補強リブ１６，１７は、補強部材としての機能を強化させるとともに、落橋防止装置３を構成する部材として機能している。

落橋防止装置３は、支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７の間に内側水平補剛材１８が配置され、橋軸方向に沿って支点上補剛材１５や補強リブ１６，１７に突き当てられた状態で接合されている。また、一対の荷重受構造３０の左右外側に位置する補強リブ１７には、その外側面に対して外側水平補剛材１９が橋軸方向に突き当てられた状態で接合されている。落橋防止装置３は、こうした支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７並びに内側及び外側水平補剛材１８，１９が橋桁１に溶接接合され、従来の鋼製ブラケット１１１に代わる荷重受構造３０として構成される。

従って、従来の鋼製ブラケット１１１は施工現場において橋桁に取り付けられていたが、この荷重受構造３０は、工場において予め橋桁１の一部として形成される。そして、落橋防止装置３は、橋桁１同士を橋軸方向に連結するため、橋桁１の橋軸方向端部に形成されるものであるが、その橋軸方向端部は、図２及び図３に示すように、荷重受構造３０がウェブ１１の両面において対称的に形成される。

荷重受構造３０を構成する支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７は、橋軸方向に見て重なる位置に貫通孔２２が形成され、そこには橋桁１同士を連結させるためのＰＣ鋼材などからなるケーブル２１が通される。このケーブル２１は、橋軸方向に隣り合う橋桁１Ａ，１Ｂに形成された荷重受構造３０の貫通孔２２を通り、その両端部が、補強リブ１７の外側面に対し、図１に示すように支圧板等の固定用具２４によって固定される。

こうして本実施形態では、従来の鋼製ブラケットに換えて橋桁１に荷重受構造３０を形成し、橋桁１同士をケーブル２１で連結させることとした。ただし、本実施形態の構成では、支点上補剛材１５などに貫通孔２２を形成しているため、特に支点上補剛材１５は、そのことにより補強部材としての強度が低下してしまい本来の役割を十分に果たせなくなるおそれがある。そこで、支点上補剛材１５の強度を確保するため、必要に応じて貫通孔２２の外周を囲むように補強リング２３が接合される。

平常時の落橋防止装置３は、ケーブル２１に対して張力は作用していないが、地震発生時に橋桁１間にずれが生じ、両者の間隔が広がろうとする場合に、そのケーブル２１に張力が作用する。ケーブル２１に作用する張力は、補強リブ１７を介して荷重受構造３０によって受け止められる。例えば、橋桁１Ａについて見た場合、ケーブル２１に対し図１の矢印方向に張力Ｐが作用したとする。このとき、固定用具２４から補強リブ１７を介して受ける荷重は、主に、張力Ｐと平行に配置された内側水平補剛材１８によって支持されることとなる。

その際、ケーブル２１の位置は、ウェブ１１を基準にした場合にＨ２の距離にあり、荷重受構造３０に対して張力Ｐによる曲げモーメントが作用することになる。そのため、荷重受構造３０のうち橋桁１Ａ，１Ｂの各端部から見て最も遠い位置にある補強リブ１７には、曲げモーメントによって引張応力が作用する。そこで、補強リブ１７を支えるため、その補強リブ１７とウェブ１１とに対し外側水平補剛材１９が溶接接合されている。

このような構成の落橋防止装置３は、前述したように荷重受構造３０が工場内において予め橋桁１に形成される。すなわち、荷重受構造３０は、橋桁１の橋軸方向端部に対し、そのウェブ１１や上下フランジ１２，１３に対し、支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７、並びに内側及び外側水平補剛材１８，１９が溶接によって接合される。具体的には、支点上補剛材１５や補強リブ１６，１７は従来例にも存在し、工場で溶接されている部材であるが、本実施形態では、補強リブ１６，１７の形状を従来のものから変更し、更に内側及び外側水平補剛材１８，１９を新たに加えたものである。これらは施工現場におけるケーブル２１の連結を除いた構成、つまり荷重受構造３０を工場内で完成させてしまうことができる。そして、施工現場では、橋桁１Ａ，１Ｂを設置した後に両方の荷重受構造３０にケーブル２１を通し、それぞれにおいて固定用具２４で固定することで落橋防止装置３の設置を完了することができる。

こうした本実施形態の落橋防止装置３は、鋼製ブラケットを構成する代わりに荷重受構造３０を設けることにより、部材費用や製造コストを抑えることで安価なものにすることができた。特に、落橋防止装置３は、支点上補剛材１５や補強リブ１６，１７の位置でケーブル２１を通すので、ウェブ１１からの距離Ｈ２が、従来のように鋼製ブラケット１１１にケーブル１１２を連結する場合の距離Ｈ０に比べて短い。そのため、荷重受構造３０に作用する曲げモーメントが小さくなり、その分だけ荷重受構造３０の剛性を鋼製ブラケット１１１よりも小さくすることができ、その点で部材費用や製造コストを抑えることができる。

また、荷重受構造３０は工場で形成することができるため、施工現場でボルト締めして取り付ける鋼製ブラケットに比べ、格段に作業が容易になった。すなわち、落橋防止装置３は、施工現場でケーブル２１を橋桁１Ａ，１Ｂ間で連結すればよいだけなので、重い鋼製ブラケット１１１を重機を使用するなどして持ち上げる必要もなく、簡易な作業で済ませることができる。

続いて、図４は、落橋防止装置の第２実施形態を示した橋桁端部の側面図である。本実施形態の落橋防止装置７は、橋台５に設置した鋼橋に構成されるものであり、橋桁１Ｃと橋台５とを連結させるものである。なお、橋桁１Ｃは、前記橋桁１Ａと構成が同じであるため、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

橋台５は、支承２を介して橋桁１Ｃの端部が設置され、その橋桁１Ｃの端部形状に沿ってＬ字形に形成されている。落橋防止装置７は、そうした橋台５の起立部５ａと橋桁１Ｃの荷重受構造３０とがケーブル２１によって連結されている。荷重受構造３０では、支点上補剛材１５及び補強リブ１６，１７には橋軸方向に貫通孔２２（図２参照）が形成され、そこをケーブル２１が通っている。ケーブル２１は、その一端が支圧板等の固定用具２４によって固定され、反対側が橋台５の起立部５ａを貫通し、同じように支圧板等の固定用具２５によって固定される。

平常時の落橋防止装置７は、ケーブル２１に対して張力は作用していないが、地震発生時に橋桁１Ｃと橋台５との間にずれが生じ、両者の間隔が広がろうとする場合に張力が作用する。ケーブル２１に作用する張力は、橋桁１Ｃでは、補強リブ１７を介して荷重受構造３０によって受け止められ、補強リブ１７を介して受ける荷重は、主に張力Ｐと平行に配置された内側水平補剛材１８によって支持されることとなる。

こうした落橋防止装置７では、荷重受構造３０は工場内において予め橋桁１Ｃに形成するため、部材費用や製造コストを抑えることで安価なものにすることができる。また、落橋防止装置７は、荷重受構造３０に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、その分だけ荷重受構造３０の剛性が小さくすることにより部材費用や製造コストを抑えることができる。更に、落橋防止装置７は、施工現場でケーブル２１を橋桁１Ｃと橋台５との間で連結すればよいだけであるため、重い鋼製ブラケット１１１を重機を使用するなどして持ち上げる必要もなく、簡易な作業で連結できる。

以上、本発明に係る落橋防止装置の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、補強リブ１６，１７は上フランジ１２まで延ばして接合しているが、荷重受構造３０は、内側及び外側水平補剛材１８，１９によってケーブル２１にかかる荷重を支えているので、かならずしも上フランジ１２に接合する大きさのものである必要はない。
また、前記実施形態では橋桁同士の連結について記載したが、橋桁と橋台を連結するようにしてもよい。

１（１Ａ，１Ｂ） 橋桁
２ 支承
３ 落橋防止装置
１１ ウェブ
１２ 上フランジ
１３ 下フランジ
１５ 支点上補剛材
１６，１７ 補強リブ
１８ 内側水平補剛材
１９ 外側水平補剛材
２１ ケーブル
２２ 貫通孔
２３ 補強リング
２４ 固定用具
３０ 荷重受構造

Claims (5)

1. ウェブと上下のフランジとを備えた断面Ｉ形形状の鋼材からなる橋桁同士または橋桁と橋台を橋軸方向に連結する落橋防止装置において、
   前記橋桁の橋軸方向端部には、上下方向に沿って配置された鋼板からなる支点上補剛材及び補強リブと、橋軸方向に沿って配置され前記支点上補剛材及び補強リブに対して突き当てられて一体になった鋼板からなる水平補剛材とが、前記ウェブに直交して接合された荷重受構造を有し、
   前記荷重受構造は、前記支点上補剛材及び補強リブには貫通孔が形成され、
   隣り合う橋桁同士の前記荷重受構造が、前記貫通孔を通して固定されたケーブルによって連結され、または、前記橋台に隣り合う前記橋桁の荷重受構造が、前記貫通孔を通して固定されたケーブルによって前記橋台と連結されたものであることを特徴とする落橋防止装置。
2. 請求項１に記載する落橋防止装置において、
   前記荷重受構造は、前記支点上補剛材が前記橋桁を搭載する支承上に位置し、前記補強リブは橋軸方向に前記支点上補剛材を挟むように配置され、前記水平補剛材は、上下方向に前記ケーブルを挟んで配置されたものであることを特徴とする落橋防止装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載する落橋防止装置において、
   前記水平補剛材は、前記支点上補剛材及び補強リブの間に挟み込まれた内側水平補剛材と、前記橋桁の端部から見て遠い位置にある補強リブを挟んで前記内側水平補剛材とは反対側に設けられた外側水平補剛材とを有するのであることを特徴とする落橋防止装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する落橋防止装置において、
   前記支点上補剛材は、貫通孔の外周を囲むように補強リングが接合されたものであることを特徴とする落橋防止装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する落橋防止装置において、
   前記補強リブは、前記支点上補剛材と同様に、上フランジと下フランジとに接合したものであることを特徴とする落橋防止装置。

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