JP2014129719A - 横変位拘束装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スラブ桁に設置するのに適した横変位拘束装置を提供する。
【解決手段】横変位拘束装置５は、パラペット３３に固定されたストッパー棒６と、閉鎖壁１６に埋め込まれたストッパー箱７で構成されている。ストッパー箱７は橋軸直角方向の断面が矩形の中空筒状で、鋼材で成形され、橋軸直角方向の断面が矩形のストッパー孔７１を有し、ストッパー孔７１は、スラブ桁１１の端面１５側に開口部を有し、橋軸方向に平行で水平に形成されている。ストッパー棒６、６は橋軸直角方向の断面が矩形で、鋼材で成形され、水平方向に長い棒状である。
【選択図】図２

Description

本発明は、橋桁の横変位拘束装置に関する。さらに詳しくは、地震時に支承部が破壊されたときに、スラブ桁が橋軸直角方向に変位することを拘束する横変位拘束装置に関する。

近年、道路橋示方書が改定され、地震時に支承部が破壊されたときに、上部構造が橋軸直角方向に変位することを拘束する機能として、横変位拘束構造が規定された。また、橋桁の材料として、鉄筋コンクリートに比べて大きな荷重に抵抗することができ、工場で予め製造するため品質管理が容易で、工期の短縮が容易なプレキャストプレストレスコンクリート製の桁（以下ＰＣ桁という）が採用されている。ＰＣ桁にはスラブ橋げた、けた橋げた、軽荷重スラブ橋げたがある。

スラブ橋げた及び軽荷重スラブ橋げた（以下、スラブ桁という。）は、橋軸直角方向に所要間隔を空けて複数本並設して橋台に架設される。アンカーバーを有するアンカー装置の上部は、スラブ桁の桁間の間隙に間詰めコンクリートを打設して設置される。また、アンカーバーの下部は、下部工にモルタルで固定される（特許文献１参照）。

しかし、斜橋で橋長が長く、幅員が狭い橋では、橋軸直角方向への橋桁の移動で落橋する可能性があるため、アンカーバーとは別に横変位拘束装置を設置する必要がある。しかし、桁本数が少ないスラブ桁では、桁間にアンカーバーと横変位拘束装置を同時に配置することが構造上困難であるため、桁間以外の箇所に横変位拘束装置を設置する必要があった。

特開平９−４１３２２号公報

本発明の目的は、スラブ桁に設置するのに適した横変位拘束装置を提供することにある。

前記課題は以下の手段によって解決される。
すなわち、本発明１の横変位拘束装置は、橋桁と、前記橋桁を支持する下部構造と、前記橋桁の端部又は前記下部構造のパラペットのいずれか一方に埋め込まれて固定されたストッパー箱と、前記ストッパー箱に形成され、橋軸方向に平行で水平なストッパー孔と、前記橋桁の端部又は前記下部構造のパラペットのいずれか他方に一端が固定され、他端が前記ストッパー孔の開口部から前記ストッパー孔に挿入された水平なストッパー棒と、前記ストッパー孔の内周面とストッパー棒の外周面との間に挿入され、前記橋桁が橋軸直角方向に変位して、前記ストッパー箱が前記ストッパー棒に衝突した時の衝撃エネルギーを吸収する緩衝部材とを備えたものであることを特徴とする。

本発明２の横変位拘束装置は、本発明１において、前記橋桁がスラブ桁であることを特徴とする。

本発明３の横変位拘束装置は、本発明２において、前記ストッパー棒の外周面は、前記橋桁と下部構造との桁遊間の近傍が緩衝ゴムで被覆されていることを特徴とする。

本発明４の横変位拘束装置は、本発明３において、前記橋桁と前記下部構造は、斜角が直角でない斜橋を構成していることを特徴とする。

本発明５の横変位拘束装置は、本発明４において、前記ストッパー箱及びストッパー棒の橋軸直角方向の断面形状が矩形であることを特徴とする。

本発明６の横変位拘束装置は、鋼桁と、前記鋼桁を支持する下部構造と、前記下部構造のパラペットに一端が固定され、他端が前記鋼桁の端部から橋軸方向に延びて形成された水平なストッパー棒と、前記ストッパー棒の外周面に被覆され、前記鋼桁が橋軸直角方向に変位して、前記鋼桁が前記ストッパー棒に衝突した時の衝撃エネルギーを吸収する緩衝部材とを備えたものであることを特徴とする。

以上のような構造を備えた本発明の横変位拘束装置は、桁間のアンカーバーと横変位拘束装置を同時に配置することが可能となるため、スラブ桁の横変位拘束装置として最適なものである。

図１は、本発明の横変位拘束装置が適用される橋梁を示す全体図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態の横変位拘束装置を示し、図１のＰ部の拡大図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、図２の平面図である。 図５は、図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。 図６は、図５のＣ−Ｃ拡大断面図である。 図７は、図５のＤ−Ｄ断面図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態のストッパー箱とストッパー棒の斜視図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図である。 図１０は、本発明の第３の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図である。 図１１は、本発明の第４の実施の形態の横変位拘束装置を示す断面図であり、第１の実施の形態の図３に相当する図である。 図１２（ａ）は、本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。

以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の横変位拘束装置が適用される橋梁を示す全体図である。図１で見て左右方向が橋軸方向である。図１の橋梁は連結梁であり、スラブ桁や床版等を有する上部構造１と、橋台３Ａ、３Ｃ、橋脚３Ｂ等の３個の下部構造とからなる例である。この橋梁は、この下部構造の上に、上部構造１と橋台３Ａ、３Ｃ、橋脚３Ｂとの間に、それぞれ介在する支承装置２からなり、上部構造１が、橋軸方向で見て４箇所の支承装置２で支えられている。支承装置２は、帯状ゴム、又はパッド型ゴムで形成され、鉛直方向の荷重を支持すると同時に、上部構造１の水平移動（常時の温度変化や地震時の水平移動）に対し、せん断変形により追従する機能を持っている公知の構造のものである。

図２は本発明の第１の実施の形態の横変位拘束装置を示し、図１のＰ部の拡大図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２の平面図である。図５は図３のＢ−Ｂ拡大断面図である。図６は図５のＣ−Ｃ拡大断面図、図７は図５のＤ−Ｄ断面図である。図８は本発明の第１の実施の形態のストッパー箱とストッパー棒の斜視図である。

図２から図８に示すように、橋台３Ａ上面の橋座３１上に固定された支承装置２に、断面が矩形のスラブ桁１１、１１が二本支えられている。図４に示すように、スラブ桁１１、１１は、本例では斜角（鋭角）α（橋軸と支承線とが成す角度、又は橋軸とスラブ桁１１の端面１５とが成す角度）が直角でない斜橋を構成している。ただし、斜角αが９０度であっても良い。スラブ桁１１、１１は、橋軸直角方向に間隔を空けて二本並設されている。橋台３Ａに形成された下孔３２に、アンカーバー４１の下端を挿入してモルタルで固定する。また、スラブ桁１１、１１の間隙１２に、間詰めコンクリート１３を打設してアンカーバー４１の上端とアンカーキャップ４２を固定する。これによって、アンカーバー４１でスラブ桁１１、１１を橋台３Ａに固定する。

スラブ桁１１には本例では中空部１４が形成されている。中空部１４は、スラブ桁１１の端面１５側が閉鎖されて、中空部１４と端面１５との間に閉鎖壁１６が形成されている。橋台３Ａ上に一体的に立設されたパラペット３３と閉鎖壁１６との間には、本発明の実施の形態である横変位拘束装置５（図８参照）が取り付けられている。横変位拘束装置５は、パラペット３３に固定されたストッパー棒６と、閉鎖壁１６に埋め込まれたストッパー箱７で構成されている。

ストッパー箱７は橋軸直角方向の断面が矩形の中空筒状で、鋼材で成形され、橋軸直角方向の断面が矩形のストッパー孔７１を有し、ストッパー孔７１は、スラブ桁１１の端面１５側に開口部を有し、中空部１４側が閉鎖されて、橋軸方向に平行で水平に形成されている。またストッパー箱７には、スラブ桁１１の端面１５側に額縁状のフランジ部７２が形成され、フランジ部７２には、円形の二つのボルト孔７３、７３が形成されている。ボルト孔７３、７３にボルト（図示せず）を差し込み、スラブ桁１１の型枠にボルトでストッパー箱７を固定すれば、スラブ桁１１を製作する時に、正確な設計位置にストッパー箱７を埋め込むことができるため、好ましい。

ストッパー孔７１の内周面には、材質がＣＲスポンジ（クロロプレンスポンジ）の間隔部材７４が密に嵌合している。間隔部材７４は、橋軸直角方向の断面が矩形の中空筒状に形成されている。パラペット３３には、パラペット３３を貫通して、橋軸直角方向の断面が円形の箱抜き部３４、３４が形成されている。箱抜き部３４、３４は、橋軸方向に平行で水平に形成され、ストッパー箱７、７に対向した位置に形成されている。橋台３Ａ上面の橋座３１上の支承装置２上にスラブ桁１１、１１を載置した後、箱抜き部３４、３４を通してストッパー棒６、６の他端（図５の右端）をストッパー孔７１に挿入する。その後、箱抜き部３４、３４にコンクリート、又はモルタルを打設し、ストッパー棒６、６の一端（図５の左端）をパラペット３３に固定する。

ストッパー棒６、６は断面形状が矩形で、鋼材で成形され、水平方向に長い棒状である。ストッパー棒６、６の外周面は、ストッパー棒６、６の右端から、スラブ桁１１、１１とパラペット３３との桁遊間の近傍に渡って、緩衝ゴム（緩衝部材）６１、６１で被覆されている。緩衝ゴム６１、６１の外周面には間隔部材７４、７４の内周面が接着して固定されている。

地震時に支承装置２が破壊し、スラブ桁１１、１１が橋軸直角方向に変位すると、緩衝ゴム６１が間隔部材７４、及びストッパー箱７に衝突する。緩衝ゴム６１は、スラブ桁１１、１１が橋軸直角方向に変位するのを拘束し、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。ストッパー棒６、６の外周面に被覆された緩衝ゴム６１、６１は、衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、ストッパー棒６、６を長期間に渡って腐食から守る効果もある。

また、緩衝ゴム６１、６１及び間隔部材７４は形状が変形するため、間隔部材７４の弾性変形の範囲内でスラブ桁１１、１１を垂直方向上方にジャッキアップすることができるため、支承装置２の交換作業を行うことが可能となる。本発明の第１の実施の形態の横変位拘束装置は、スラブ桁の端部とパラペットとの間にストッパー箱とストッパー棒を取り付ける構造である。

従って、桁間のアンカーバーと横変位拘束装置を同時に配置することが可能となるため、桁本数が少ないスラブ桁の横変位拘束装置に適している。また、ストッパー箱がスラブ桁の端面から突出しないため、スラブ桁を施工する時の邪魔にならない。従って、スラブ桁の施工が容易で、スラブ桁と横変位拘束装置との接触による破損を回避することが容易となる。

また、本発明の第１の実施の形態の横変位拘束装置のストッパー棒は、橋桁を施工した後、パラペットの箱抜き部を通してストッパー箱のストッパー孔に挿入して固定することができる。従って、ストッパー棒の取り付け高さや位置の微調整が可能となるため、ストッパー棒の施工精度を向上させることが容易となる。

地震時にスラブ桁１１に作用する上揚力（地震、又は津波等による上向力）に抵抗するために、アンカーバー４１の頭部にねじを切り、このねじに円形状のヘッドプレートを取り付けたヘッド付きアンカーを採用する場合がある。しかし、スラブ桁１１は、スラブ桁１１、１１の間隙（桁間）１２が狭いため、直径の大きなヘッド付きアンカーを設置することが困難な場合がある。その場合に、本発明の実施の形態の横変位拘束装置５を設置すれば、地震時に上揚力抵抗装置としての効果も発揮することができるため、好ましい。

〔横変位拘束装置の第２の実施の形態〕
図９は本発明の第２の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図である。第２の実施の形態の横変位拘束装置は、スラブ桁を先に橋台に載置し、その後、パラペットを橋台に施工した例である。図９に示すように、本発明の第２の実施の形態の横変位拘束装置５では、橋台３Ａ上面の橋座３１上に固定された支承装置２に、第１の実施の形態と同一形状のスラブ桁１１を載置し、アンカーバー４１で橋台３Ａに固定する。

スラブ桁１１の閉鎖壁１６には、第１の実施の形態と同一形状のストッパー箱７が埋め込まれている。続いて、第１の実施の形態と同一形状のストッパー棒６の右端をストッパー箱７のストッパー孔に挿入する。その後、橋台３Ａ上面の橋座３１上にコンクリートを打設して、パラペット３３１を施工する。鉄筋３５をパラペット３３１と橋台３Ａとの間に挿入して、橋台３Ａとパラペット３３１との間の結合強度を大きくしている。

〔横変位拘束装置の第３の実施の形態〕
図１０は本発明の第３の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図である。第３の実施の形態の横変位拘束装置は、スラブ桁を先に橋台に載置し、その後、パラペットを橋台に施工した例であり、第２の実施の形態の横変位拘束装置の変形例である。図１０に示すように、本発明の第３の実施の形態の横変位拘束装置５では、橋台３Ａ上面の橋座３１上に固定された支承装置２に、第１の実施の形態と同一形状のスラブ桁１１を載置し、アンカーバー４１で橋台３Ａに固定する。

スラブ桁１１の閉鎖壁１６には、第１の実施の形態と同一形状のストッパー箱７が埋め込まれている。続いて、第１の実施の形態と同一形状のストッパー棒６の右端をストッパー箱７のストッパー孔に挿入する。その後、橋台３Ａ上面のパラペット用座３１１（橋座３１よりも高い位置に形成）上にコンクリートを打設し、パラペット３３２を施工する。鉄筋３６をパラペット３３２と橋台３Ａとの間に挿入して、橋台３Ａとパラペット３３２との間の結合強度を大きくしている。

〔横変位拘束装置の第４の実施の形態〕
図１１は本発明の第４の実施の形態の横変位拘束装置を示す断面図であり、第１の実施の形態の図３に相当する図である。第４の実施の形態の横変位拘束装置は、スラブ桁の地覆部とパラペットとの間に横変位拘束装置を取り付けた例である。

図１１に示すように、本発明の第４の実施の形態では、橋台３Ａ上面の橋座３１上に固定された支承装置２に、断面が矩形のスラブ桁１１、１１が二本支えられている。図１１の右側のスラブ桁１１には、地覆部１７が一体的に形成されている。地覆部１７は、道路橋の路肩部分に車両の道路外への逸脱を防ぐために設けた路面より高くなった部分である。

橋台３Ａ上に一体的に立設されたパラペット（図示せず）と地覆部１７との間には、本発明の横変位拘束装置５が取り付けられている。横変位拘束装置５は、第１の実施の形態と同一形状で、パラペットに固定されたストッパー棒６と、地覆部１７に埋め込まれたストッパー箱７で構成されている。

〔横変位拘束装置の第５の実施の形態〕
図１２（ａ）は本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置を示す拡大図であり、第１の実施の形態の図２に相当する図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。第５の実施の形態の横変位拘束装置は、鋼桁に適用した例である。図１２に示すように、本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置５では、橋台３Ａ上面の橋座３１上に固定された支承装置２に、断面がＩ形の鋼桁８が複数本並べて配置され支えられている。なお、本例では、断面形状がＩ形の鋼桁８を用いたが、断面形状が矩形の箱形形状であっても良い。

橋台３Ａ上に一体的に立設されたパラペット３３と鋼桁８との間には、本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置５が取り付けられている。横変位拘束装置５は、パラペット３３に固定されたストッパー棒６だけで構成され、上記した実施の形態のストッパー箱７は使用していない。パラペット３３には、パラペット３３を貫通して、橋軸直角方向の断面形状が円形の箱抜き部３４が形成されている。箱抜き部３４は、橋軸方向に平行で水平に形成され、鋼桁８に対向した位置に形成されている。

橋台３Ａ上面の橋座３１上の支承装置２上に鋼桁８を載置した後、箱抜き部３４を通してストッパー棒６の他端（図１２（ａ）の右端）を鋼桁８の端面８１を超えて橋軸方向に延長し、鋼桁８の縦板８２に沿って平行に設置する。鋼桁８の縦板８２には、支承装置２の近傍の縦板８２の両側面に、垂直補強板８７、８８が溶接されている。ストッパー棒６は縦板８２に平行なストッパー板８６との間に若干の隙間を有して設置する。その後、箱抜き部３４にコンクリート、又はモルタルを打設し、ストッパー棒６の一端（図１２（ａ）の左端）をパラペット３３に固定する。

ストッパー棒６は断面形状が矩形で、鋼材で成形され、水平方向に長い棒状である。ストッパー棒６の外周面は、ストッパー棒６の右端から、鋼桁８とパラペット３３との桁遊間の近傍に渡って、緩衝ゴム（緩衝部材）６１で被覆されている。緩衝ゴム６１の材質を、第１の実施の形態のＣＲスポンジに変更してもよい。鋼桁８の縦板８２には、ストッパー棒６側の面に、補強用の２本の縦リブ８５、８５が溶接され、この縦リブ８５、８５にストッパー板８６が溶接されている。ストッパー板８６は、垂直補強板８８よりもストッパー棒６側に若干突出している。また、ストッパー棒６の反対側の面に、補強用の２本の縦リブ８３、８３と１本の横リブ８４が溶接されている。横リブ８４は、ストッパー棒６と同一高さ位置で、ストッパー棒６が鋼桁８の端面８１を超えて延びる橋軸方向の位置と同一位置まで形成されている。縦リブ８３、８３、縦リブ８５、８５は、横リブ８４を挟んで上下方向に延びて形成されている。

地震時に鋼桁８が橋軸直角方向に変位すると、ストッパー棒６の緩衝ゴム６１が鋼桁８のストッパー板８６に衝突する。緩衝ゴム６１は、鋼桁８が橋軸直角方向に変位するのを拘束し、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。ストッパー棒６の外周面に被覆された緩衝ゴム６１は、衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、ストッパー棒６を長期間に渡って腐食から守る効果もある。本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置のストッパー棒は、鋼桁を施工した後、パラペットの箱抜き部を通して固定することができる。従って、ストッパー棒の取り付け高さや位置の微調整が可能となるため、ストッパー棒の施工精度を向上させることが容易となる。本発明の第５の実施の形態の横変位拘束装置は、新設の鋼桁だけに適用されるものではなく、既設の鋼桁にも容易に適用することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、前述した実施の形態では、ストッパー箱がスラブ桁に埋め込まれ、ストッパー棒がパラペットに固定されているが、ストッパー棒をスラブ桁に埋め込み、ストッパー箱をパラペットに固定してもよい。また、ストッパー箱及びストッパー棒は橋軸直角方向の断面が矩形に形成されているが、多角形、円形、楕円形等に形成してもよい。さらに、ストッパー箱及びストッパー棒は鋼材で成形されているが、外周に炭素繊維強化プラスチックを巻いたものであってもよい。

１…上部構造
２…支承装置
３Ａ、３Ｃ…橋台（下部構造）
３Ｂ…橋脚（下部構造）
５…横変位拘束装置
６…ストッパー棒
７…ストッパー箱
８…鋼桁
１１…スラブ桁
１２…間隙
１３…間詰めコンクリート
１４…中空部
１５…端面
１６…閉鎖壁
１７…地覆部
３１…橋座
３１１…パラペット用座
３２…下孔
３３…パラペット
３３１…パラペット
３３２…パラペット
３４…箱抜き部
３５…鉄筋
３６…鉄筋
４１…アンカーバー
４２…アンカーキャップ
６１…緩衝ゴム
７１…ストッパー孔
７２…フランジ部
７３…ボルト孔
７４…間隔部材
８１…端面
８２…縦板
８３…縦リブ
８４…横リブ
８５…縦リブ
８６…ストッパー板
８７、８８…垂直補強板

Claims (6)

1. 橋桁と、
   前記橋桁を支持する下部構造と、
   前記橋桁の端部又は前記下部構造のパラペットのいずれか一方に埋め込まれて固定されたストッパー箱と、
   前記ストッパー箱に形成され、橋軸方向に平行で水平なストッパー孔と、
   前記橋桁の端部又は前記下部構造のパラペットのいずれか他方に一端が固定され、他端が前記ストッパー孔の開口部から前記ストッパー孔に挿入された水平なストッパー棒と、
   前記ストッパー孔の内周面に固定され、前記橋桁が橋軸直角方向に変位して、前記ストッパー箱が前記ストッパー棒に衝突した時の衝撃エネルギーを吸収する緩衝部材と
   を備えたものであることを特徴とする横変位拘束装置。
2. 請求項１に記載の横変位拘束装置において、
   前記橋桁がスラブ桁である
   ことを特徴とする横変位拘束装置。
3. 請求項２に記載の横変位拘束装置において、
   前記ストッパー棒の外周面は、前記橋桁と下部構造との桁遊間の近傍がゴムで被覆されている
   ことを特徴とする横変位拘束装置。
4. 請求項３に記載の横変位拘束装置において、
   前記橋桁と前記下部構造は、斜角が直角でない斜橋を構成している
   ことを特徴とする横変位拘束装置。
5. 請求項４に記載の横変位拘束装置において、
   前記ストッパー箱及びストッパー棒の橋軸直角方向の断面形状が矩形である
   ことを特徴とする横変位拘束装置。
6. 鋼桁と、
   前記鋼桁を支持する下部構造と、
   前記下部構造のパラペットに一端が固定され、他端が前記鋼桁の端部から橋軸方向に延びて形成された水平なストッパー棒と、
   前記ストッパー棒の外周面に被覆され、前記鋼桁が橋軸直角方向に変位して、前記鋼桁が前記ストッパー棒に衝突した時の衝撃エネルギーを吸収する緩衝部材と
   を備えたものであることを特徴とする横変位拘束装置。

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