JP2015101866A - 橋梁の制振補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の方向に作用する地震力に対しても、地震エネルギーを吸収することができる橋梁の制振補強構造を提供する。
【解決手段】橋梁の制振補強構造１００は、橋梁１を形成する橋脚２と上部工４との間に第１制振ダンパー１０ａおよび第２制振ダンパー１０ｂが設置され、第１制振ダンパー１０ａの一方の端部は橋幅中央寄りの位置で橋脚２に回転自在に設置され、第１制振ダンパー１０ａの他方端部は上部工４の一方の側面４ａ寄りの位置で上部工４に回転自在に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの一方の端部は橋幅中央寄りの位置で橋脚２に回転自在に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの他方端部は上部工４の他方の側面４ｂ寄りの位置で上部工４に回転自在に設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁の制振補強構造、特に、制振ダンパーを用いて耐震性を向上させた、新設あるいは既存の道路や鉄道等の橋梁の制振補強構造に関する。

道路や鉄道等の橋梁は、地震時の耐震性を確保するために、地震エネルギーを吸収する制振部材（以下「ダンパー」と称す）が設置され、橋梁の上部工や橋脚に作用する荷重が低減されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００４−３３２４７８号公報（第６−８頁、図１） 特開２０１２−２５５３３０号公報（第６−８頁、図１１）

特許文献１に記載された橋梁では、橋梁下部構造（橋梁に同じ）と橋梁上構造（上部工に同じ）との間に、弾性支障と制振ダンパーとが並列状態に配置されたり、２つの隣合う橋梁上構造の間に制振ダンパーが配置されたりしている。
特許文献２に記載されたダム水門柱の耐震性向上工法では、地震時に橋軸方向の変位と橋直角方向軸回りの回転との双方を拘束あるいは抑制する地震時ラーメン化ダンパー（制振ダンパーに同じ）によって、ダム水門柱同士を連結している。

すなわち、特許文献１、２に記載された制振ダンパーは、何れもダンパー軸の方向に伸縮するものであって、ダンパー軸を橋梁の橋軸方向に対して平行に設置することによって、橋梁の橋軸方向に作用する地震力を低減させている。
しかしながら、一般に地震力は橋軸方向に作用するものだけではなく、任意の方向に作用するため、橋軸直角方向に作用する地震力についても制振効果を発揮するものでなければならない。そのため、前記制振ダンパーを橋軸直角方向に追加して設置したり、上部工や橋梁の構造をより耐震性の高いものにしたりする必要があるという問題があった。

本発明は上記問題を解決するものであって、任意の方向に作用する地震力に対しても、地震エネルギーを吸収することができる橋梁の制振補強構造を提供することにある。

（１）本発明に係る橋梁の制振補強構造は、橋梁を形成する橋脚と上部工との間に一対の制振ダンパーが設置されている橋梁の制振補強構造であって、
前記橋脚には、前記上部工の幅方向の中央寄りの位置に橋脚側取付部材が固定され、
前記上部工には、一方の側面寄りの位置に第１上部工側取付部材と、他方の側面寄りの位置に第２上部工側取付部材とがそれぞれ固定され、
前記一対の制振ダンパーのうちの一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第１上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置され、
前記一対の制振ダンパーのうちの他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第２上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置されていることを特徴とする。
（２）前記（１）において、前記一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第１上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置され、
前記他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第２上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置されていることを特徴とする。

（３）橋梁を形成する橋脚と上部工との間に一対の制振ダンパーが設置されている橋梁の制振補強構造であって、
前記橋脚には、前記上部工の一方の側面寄りに相当する位置に橋脚側第１取付部材と、前記上部工の他方の側面寄りに相当する位置に橋脚側第２取付部材とがそれぞれ固定され、
前記上部工には、幅方向の中央に上部工側取付部材が固定され、
前記一対の制振ダンパーのうちの一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第１取付部材および前記上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置され、
前記一対の制振ダンパーのうちの他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第２取付部材および前記上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置されていることを特徴とする。
（４）前記（３）において、前記一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第１取付部材および前記上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置され、
前記他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第２取付部材および前記上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置されていることを特徴とする。

（ｉ）本発明に係る橋梁の制振補強構造は、前記構造であって、一対の制振ダンパーがハ字状に配置されているから、任意の方向に作用する地震力に対しても、地震エネルギーが確実に吸収され、上部工および橋脚に作用する荷重を低減することが可能になる。よって、制振ダンパーを橋軸直角方向に追加して設置したり、上部工や橋梁の構造をより耐震性の高いものにしたりすることなく、耐震性の高い橋梁を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部（上部工）を透視した平面図。 図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパー（軸力材）の特性を示す荷重−伸び線図。 図１に示す橋梁の制振補強構造において、橋脚と上部工との間に橋軸方向（Ｘ方向）の相対的な変位が発生した場合の軸力材１１の挙動を説明するものであって、（ａ）は全体を示す平面図、（ｂ）は一部を抜き出して模式的に示す平面図。 図１に示す橋梁の制振補強構造において、橋脚と上部工との間に橋幅方向の（Ｙ方向）の相対的な変位が発生した場合の軸力材１１の挙動を説明するものであって、（ａ）は全体を示す平面図、（ｂ）は一部を抜き出して模式的に示す平面図。 図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパーの橋脚側の設置構造における変形例を示すものであって、（ａ）は一部を断面にした部分側面図、（ｂ）は部分平面図。 図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパーの橋脚側の設置構造における変形例を示すものであって、制振ダンパー（軸力材）の特性を示す荷重−伸び線図。 図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパーの橋脚側の設置構造における変形例を示す部分側面図。 本発明の実施の形態２に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、一部（上部工）を透視した平面図。 本発明の実施の形態３に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、一部（上部工）を透視した平面図。

［実施の形態１］
図１および図２は本発明の実施の形態１に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、図１の（ａ）は側面図、図１の（ｂ）は一部（上部工）を透視した平面図、図２は橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパー（軸力材）の特性を示す荷重−伸び線図である。なお、図１および後記する各図は何れも各部を模式的に示すものであって、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１の（ａ）および（ｂ）において、橋梁の制振補強構造（以下「制振補強構造」と称す）１００は、橋梁１を形成する橋脚２と上部工４との間で、鉛直方向（Ｚ方向）に第１支承２０ａおよび第２支承２０ｂが設置され、橋脚２に形成された橋軸方向（Ｘ方向）に突出した張り出し部３との間で、水平方向（Ｚ方向に垂直の方向）に第１制振ダンパー１０ａおよび第２制振ダンパー１０ｂが設置されたものである。以下、それぞれについて説明する。
なお、第１支承２０ａおよび第２支承２０ｂ、第１制振ダンパー１０ａおよび第２制振ダンパー１０ｂの説明において、共通する内容については、名称を形容する「第１、第２」および符号の添え字「ａ、ｂ」の記載を省略して、「支承２０」および「制振ダンパー１０」と称す。

（支承）
第１支承２０ａおよび第２支承２０ｂは、上部工４の幅方向（Ｙ方向）の中心を挟んで間隔を空けて配置され、第１支承２０ａは一方の側面４ａ寄りに、第２支承２０ｂは他方の側面４ｂ寄りに配置されている。
そして、支承２０は、橋脚２の上面に固定された橋脚側支承板２１と、上部工４の下面に固定された上部工側支承板２３と、橋脚側支承板２１と上部工側支承板２３とによって回転自在に挟まれた支承球体２２とを具備している。
すなわち、支承球体２２は上部工４に作用する荷重（自重や、例えば、走行車両等の動荷重）を、橋脚２に伝えると共に、上部工４と橋脚２との間における相対的な移動を容易にしている。なお、本発明は、支承２０の設置台数を２台に限定するものではない。

（橋脚側取付部材）
第１制振ダンパー１０ａおよび第２制振ダンパー１０ｂの一方側の端部は、橋脚側取付部材３０によって橋脚２に設置されている。橋脚側取付部材３０は、張り出し部３に固定された橋脚側取付ブロック３１と、橋脚側取付ブロック３１に固定され、橋軸方向（Ｘ方向）に突出した橋脚側取付プレート３２と、を具備している。
このとき、橋脚側取付ブロック３１は、上部工４の幅方向（Ｙ方向）の中央（中央寄りの位置に同じ）に配置されている。また、橋脚側取付プレート３２には２箇所に鉛直方向（Ｚ方向）の貫通孔（図示しない）が形成されている。
なお、以上は、１枚の橋脚側取付プレート３２には２個の貫通孔が形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、橋脚側取付ブロック３１自体を２個に分割し、それぞれに１個の貫通孔が形成されている橋脚側取付プレート３２を固定してもよい。このとき、２個の橋脚側取付ブロック３１は離してもよい。

（上部工側取付部材）
第１制振ダンパー１０ａの他方側の端部は第１上部工側取付部材４０ａによって上部工４に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの他方側の端部は第２上部工側取付部材４０ｂによって上部工４に設置されている。
第１上部工側取付部材４０ａは、上部工４の下面に固定された第１上部工側取付ブロック４１ａと、第１上部工側取付ブロック４１ａに固定され、橋軸方向（−Ｘ方向）に突出した第１上部工側取付プレート４２ａと、を具備している。同様に、第２上部工側取付部材４０ｂは、上部工４の下面に固定された第２上部工側取付ブロック４１ｂと、第２上部工側取付ブロック４１ｂに固定され、橋軸方向（−Ｘ方向）に突出した第２上部工側取付プレート４２ｂと、を具備している。
このとき、第１上部工側取付ブロック４１ａは、上部工４の一方の側面４ａ寄りに配置され、第２上部工側取付ブロック４１ｂは、上部工４の他方の側面４ｂ寄りに配置されている。また、第１上部工側取付プレート４２ａおよび第２上部工側取付プレート４２ｂには、それぞれ１箇所に鉛直方向（Ｚ方向）の貫通孔（図示しない）が形成されている。

（制振ダンパー）
制振ダンパー１０は、塑性変形可能な軸力材１１と、軸力材１１を包囲して、軸力材１１に圧縮力が作用した際、座屈の発生を困難にする補剛管１２と、軸力材の端部にそれぞれ固定され、補剛管１２から突出している連結板１３および連結板１５とを具備している。なお、連結板１３および連結板１５には、それぞれ１箇所に鉛直方向（Ｚ方向）の貫通孔（図示しない）が形成されている。
そして、第１制振ダンパー１０ａの橋脚側の第１連結板１３ａは第１連結ピン１４ａによって水平面内で回動自在に橋脚側取付部材３０に設置されている。すなわち、第１連結ピン１４ａは、第１連結板１３ａに形成された貫通孔および橋脚側取付プレート３２に形成された一方の貫通孔を貫通している。
また、第１制振ダンパー１０ａの上部工脚側の第１連結板１５ａは第１連結ピン１６ａによって水平面内で回動自在に第１上部工側取付部材４０ａに設置されている。すなわち、第１連結ピン１６ａは、第１連結板１５ａに形成された貫通孔および第１上部工側取付プレート４２ａに形成された他方の貫通孔を貫通している。
さらに、同様に、第２制振ダンパー１０ｂの橋脚側の第２連結板１３ｂは第２連結ピン１４ｂによって水平面内で回動自在に橋脚側取付部材３０に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの上部工脚側の第２連結板１５ｂは第２連結ピン１６ｂによって水平面内で回動自在に第２上部工側取付部材４０ｂに設置されている。

（軸力材）
図２に示すように、軸力材１１を引っ張る（一方側に相対的に変位する）と、まず、弾性的に伸び、やがて、弾性限δｅに到達する。このとき、引張り荷重は引張り荷重Ｆｄになっている。さらに、引張りを継続すると、加工硬化することなく引張り荷重Ｆｄのままで、引張り塑性変形量を増加する。
そして、引張り塑性変形量δｐ（相対変形量＝δｅ＋δｐ）まで引っ張った後、圧縮を開始する（他方側に相対的に変位する）と、弾性復元した後、引張り塑性変形量δｐは減少し、やがて、圧縮塑性変形量−δｐに到達する。このとき、圧縮荷重は圧縮荷重−Ｆｄになっている。
そして、圧縮塑性変形量−δｐ（相対変形量＝−（δｅ＋δｐ））まで圧縮した後、引張りを開始する（一方側に相対的に変位する）と、弾性復元した後、圧縮塑性変形量−δｐは減少し、やがて、引張り塑性変形量−δｐに到達する。このとき、引張り荷重は引張り荷重Ｆｄになっている。

したがって、地震発生時等のように繰り返し相対的な変位が生じると、軸力材１１は、図示したようなヒステリシスを描き、斜線にて示す範囲に相当するエネルギーを吸収することになる。
なお、以上は、軸力材１１を理想的な弾塑性体としているが、本発明はこれに限定するものではなく、加工硬化等を有する材料によって形成されてもよい。
なお、以上は、制振ダンパー１０として、座屈拘束型ダンパーを示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、シリンダー・ピストン型ダンパー、摩擦型ダンパー、粘弾性型ダンパー、メカニカル型ダンパーの何れであってもよい。

（橋軸方向の相対的な変位）
図３は、図１に示す橋梁の制振補強構造において、橋脚と上部工との間に橋軸方向（Ｘ方向）の相対的な変位が発生した場合の軸力材１１の挙動を説明するものであって、（ａ）は全体を示す平面図、（ｂ）は一部を抜き出して模式的に示す平面図である。
図３の（ａ）において、当初、第１制振ダンパー１０ａの橋脚側は、位置Ａにおいて橋脚側取付部材３０に設置され（橋脚側の第１連結板１３ａは、第１連結ピン１４ａによって水平面内で回動自在に橋脚側取付プレート３２に設置されている（図１参照））、第１制振ダンパー１０ａの上部工側は、位置Ｃにおいて第１上部工側取付部材４０ａに設置されている（橋脚側の第１連結板１３ａは、第１連結ピン１６ａによって水平面内で回動自在に第１上部工側取付プレート４２ａに設置されている（図１参照））。
また、同様に、第２制振ダンパー１０ｂの橋脚側は位置Ｂにおいて橋脚側取付部材３０に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側は、位置Ｄにおいて第２上部工側取付部材４０ｂに設置されている。

そして、橋脚２と上部工４との間に橋軸方向（Ｘ方向）で、相互の間隔を広げる方向の相対的な変位が発生した場合、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置は、位置Ｃから位置Ｅに移動し、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置は、位置Ｄから位置Ｆに移動する。このとき、相対変位量を「＋δｘ」とする。
一方、橋脚２と上部工４との間に橋軸方向で、相互の間隔を狭める方向（−Ｘ方向）の相対的な変位が発生した場合、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置は、位置Ｃから位置Ｇに移動し、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置は、位置Ｄから位置Ｈに移動する。このとき、相対変位量を「−δｘ」とする。

図３の（ｂ）において、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置が位置Ｄから位置Ｆに、相対変位量δｘだけ相対移動した際、第２制振ダンパー１０ｂ（第２軸力材１１ｂに同じ）の長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度を「θ」とすると、第２制振ダンパー１０ｂ（第２軸力材１１ｂに同じ）の伸び量である「ダンパーの伸び量ｄｘ」は「ｄｘ＝δｘ・ｃｏｓ（θ）」となる。
同様に、図示しない、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置が位置Ｃから位置Ｅに、相対変位量δｘだけ相対移動した際、第１制振ダンパー１０ａ（第１軸力材１１ａに同じ）の長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度を「θ」とすると、第１制振ダンパー１０ａ（第１軸力材１１ａに同じ）の伸び量である「ダンパーの伸び量ｄｘ」は「ｄｘ＝δｘ・ｃｏｓ（θ）」となる。
なお、以上は、第１制振ダンパー１０ａの長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度と、第２制振ダンパー１０ｂの長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度とを同じ値にしているが、本発明はこれに限定するものではなく、相違してもよい。また、第１制振ダンパー１０ａについても同様であり、橋脚２と上部工４との間に橋軸方向（Ｘ方向）で、相互の間隔を縮める方向（−Ｘ方向）の相対的な変位が発生した場合は、前記に準じるから（プラス／マイナスが逆になる）、説明を省略する。

（橋幅方向の相対的な変位）
図４は、図１に示す橋梁の制振補強構造において、橋脚と上部工との間に橋幅方向（橋軸方向に対して垂直の方向、Ｙ方向）の相対的な変位が発生した場合の軸力材１１の挙動を説明するものであって、（ａ）は全体を示す平面図、（ｂ）は一部を抜き出して模式的に示す平面図である。
図４の（ａ）において、当初、第１制振ダンパー１０ａの橋脚側は、位置Ａにおいて橋脚側取付部材３０に設置され、第１制振ダンパー１０ａの上部工側は、位置Ｃにおいて第１上部工側取付部材４０ａに設置されている。
また、同様に、第２制振ダンパー１０ｂの橋脚側は位置Ｂにおいて橋脚側取付部材３０に設置され、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側は、位置Ｄにおいて第２上部工側取付部材４０ｂに設置されている。

そして、橋脚２と上部工４との間に橋幅方向で、上部工４の一方の側面４ａ（−Ｙ方向）に向かって相対的な変位が発生した場合、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置は、位置Ｃから位置Ｋに移動し、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置は、位置Ｄから位置Ｌに移動する。このとき、相対変位量を「−δｙ」とする。
一方、橋脚２と上部工４との間に橋軸方向で、橋脚２と上部工４との間に橋幅方向で、上部工４の他方の側面４ｂ（Ｙ方向）に向かって相対的な変位が発生した場合、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置は、位置Ｃから位置Ｉに移動し、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置は、位置Ｄから位置Ｊに移動する。このとき、相対変位量を「δｙ」とする。

図４の（ｂ）において、第２制振ダンパー１０ｂの上部工側の設置位置が位置Ｄから位置Ｊに、相対変位量δｙだけ相対移動した際、第２制振ダンパー１０ｂ（第２軸力材１１ｂに同じ）の長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度を「θ」とすると、第２制振ダンパー１０ｂ（第２軸力材１１ｂに同じ）の伸び量である「ダンパーの伸び量ｄｙ」は「ｄｙ＝δｙ・ｓｉｎ（θ）」となる。
同様に、図示しない、第１制振ダンパー１０ａの上部工側の設置位置が位置Ｃから位置Ｉに、相対変位量δｙだけ相対移動した際、第１制振ダンパー１０ａ（第１軸力材１１ａに同じ）の長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度を「θ」とすると、第１制振ダンパー１０ａ（第１軸力材１１ａに同じ）の伸び量である「ダンパーの伸び量ｄｙ」は「ｄｘ＝δｙ・ｓｉｎ（θ）」となる。
なお、以上は、第１制振ダンパー１０ａの長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度と、第２制振ダンパー１０ｂの長手方向が橋軸方向（Ｘ方向）となす角度とを同じ値にしているが、本発明はこれに限定するものではなく、相違してもよい。また、第１制振ダンパー１０ａについても同様であり、また、一方の側面４ａに（−Ｙ方向）の相対的な変位が発生した場合は、前記に準じるから（プラス／マイナスが逆になる）、説明を省略する。

（任意の方向の相対的な変位）
橋脚２と上部工４との間に任意の方向で相対的な変位が発生した場合、当該変位は、橋軸方向（Ｘ方向）の変位と幅方向（Ｙ方向）の変位とが合わさったものであるから、第２制振ダンパー１０ｂ（第２軸力材１１ｂ）は、「ダンパーの伸び量ｄｘ」と「ダンパーの伸び量ｄｙ」とを合計した値だけ、伸びる（あるいは、縮まる）ことになる。
よって、一対の制振ダンパー１０を設置するだけで、地震による相対変位が、任意の方向であっても、地震エネルギーが確実に吸収されることになる。

［変形例］
図５および図６は、図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパーの橋脚側の設置構造における変形例を示すものであって、図５の（ａ）は一部を断面にした部分側面図、図５の（ｂ）は部分平面図、図６は制振ダンパー（軸力材）の特性を示す荷重−伸び線図である。
図５の（ａ）および（ｂ）において、橋脚側取付部材５０は、橋脚側取付部材３０における、橋脚側取付ブロック３１に固定された橋脚側取付プレート３２を、橋軸方向（Ｘ方向）および橋幅方向（Ｙ方向）に移動自在にしたものである。
すなわち、橋脚側取付部材５０は、橋脚２または張り出し部３の少なくとも一方に固定された断面コ字状の橋脚側取付ブロック３４を具備し、橋脚側取付プレート３２には、橋軸方向（Ｘ方向）に長い長尺貫通孔３３が形成されている。
橋脚側取付ブロック３４は下取付板３５と上取付板３６と、両者を連結する上下取付板連結部３７とを有し、下取付板３５および上取付板３６にはそれぞれ鉛直方向（Ｚ方向）の貫通孔が形成され、該貫通孔に、長尺貫通孔３３を貫通した橋脚側取付ピン３８が設置されている。また、橋脚側取付ピン３８は橋脚側抜け止め防止手段３９に、抜け出し不能になっている。
なお、橋脚側抜け止め防止手段３９は雌ネジを具備するものであって、橋脚側取付ピン３８の上範囲に形成されて雄ネジに螺合しているが、本発明は橋脚側抜け止め防止手段３９をこれに限定するものではなく、接着剤や溶接による固定、あるいは、勘合やカシメ等の機械的な結合であってもよい。

そして、橋脚側取付ピン３８は、長尺貫通孔３３の中を、上部工４側には隙間Δ４だけ橋軸方向に移動可能で、橋脚２側には隙間Δ２だけ橋軸方向に移動可能で、さらに、上部工４の一方の側面４ａ側には隙間Δ７だけ橋幅方向に移動可能で、上部工４の他方の側面４ｂ側には隙間Δ９だけ橋幅方向に移動可能である。
なお、以上は、橋脚側取付部材３０において、橋軸方向の自由移動を可能にしているが、本発明はこれに限定するものではなく、同様に、上部工側取付部材４０おいて、橋軸方向の自由移動を可能にしてもよい。また、橋脚側取付部材３０および上部工側取付部材４０の両方において、橋軸方向の自由移動を可能にしてもよい。また、以上は、橋軸方向と橋幅方向との両方向（結果として全方向）に自由移動自在にしているが、本発明はこれに限定するものではなく、何れか一方のみに自由移動自在にしてもよい。

図６において、軸力材１１を引っ張る（一方側に相対的に変位する）と、橋脚側取付ピン３８が長尺貫通孔３３内を自由移動している間は、変位は増加するものの、軸力材１１は変形しない。そして、隙間Δ２だけ相対的に変位したところで、軸力材１１は引張りの弾性変形を開始し、弾性的に伸び、やがて、弾性限δｅに到達する。このとき、引張り荷重は引張り荷重Ｆｄになっている。さらに、引張りを継続すると、加工硬化することなく引張り荷重Ｆｄのままで、引張り塑性変形量が増加する。
そして、引張り塑性変形量δｐ（相対変形量＝Δ２＋δｅ＋δｐ）まで引っ張った後、圧縮を開始する（他方側に相対的に変位する）と、弾性復元した後、橋脚側取付ピン３８が長尺貫通孔３３内を自由移動している間は、変位は減少（他方側に増加）するものの、軸力材１１は変形しない。やがて、橋脚側取付ピン３８が長尺貫通孔３３内を自由移動しなくなると、軸力材１１は圧縮の弾性変形を開始する（このときの相対変形量＝δｐ−Δ４）。以降、前記「引張り」を「圧縮」に読み替えた挙動を示す。

また、以上は橋軸方向の相対的な移動について説明しているが、橋幅方向の相対的な移動は、軸方向の相対的な移動におけるものと同様であるから、説明を省略する。
したがって、地震発生時等のように繰り返し相対的な変位が生じると、軸力材１１は、図示したようなヒステリシスを描き、斜線にて示す範囲に相当するエネルギーを吸収することになる。このとき、橋脚側取付部材５０は、小さな地震が発生した場合の小さな相対的な変位によって、また、季節間あるいは昼夜間等の温度変化による上部工４の伸縮によって、制振ダンパー１０が伸縮しないから、制振ダンパー１０は、荷重の付加が抑えられ、寿命が延長すると同時に、小地震や温度変化時には、橋脚２や上部工４に余計な荷重の増大が起こらない。
なお、以上は、軸力材１１を理想的な弾塑性体としているが、本発明はこれに限定するものではなく、加工硬化等を有する材料によって形成されてもよい。

［変形例］
図７は、図１に示す橋梁の制振補強構造を形成する制振ダンパーの橋脚側の設置構造における変形例を示す部分側面図である。
図７において、橋脚側取付部材６０は、橋脚側取付部材３０における、張り出し部３に固定された橋脚側取付ブロック３１を、低剛性支承６１を介して張り出し部３に設置したものである。なお、低剛性支承６１は、例えば、ゴム系や剛性樹脂系の直方体状であるが、複数の板状体を積層してもよい。
したがって、橋脚側取付部材６０は、地震が発生した場合、水平方向の何れの方向の相対変位に対しても、変形するから、制振ダンパー１０と協働して、地震エネルギーを吸収する。

［実施の形態２］
図８は本発明の実施の形態２に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、一部（上部工）を透視した平面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や数量等）に限定されるものではない。
図８において、橋梁の制振補強構造（以下「制振補強構造」と称す）２００は、橋梁１を形成する橋脚２と上部工４との間で、鉛直方向（Ｚ方向）に第１支承２０ａおよび第２支承２０ｂが設置され、橋脚２に形成された橋軸方向（Ｘ方向）に突出した張り出し部３との間で、水平方向（Ｚ方向に垂直の方向）に第１制振ダンパー１０ｃおよび第２制振ダンパー１０ｄが設置されたものである。以下、それぞれについて説明する。

（橋脚側取付部材）
第１制振ダンパー１０ｃおよび第２制振ダンパー１０ｄの一方側の端部はそれぞれ、第１橋脚側取付部材３０ｃおよび第２橋脚側取付部材３０ｄによって橋脚２に設置されている。第１橋脚側取付部材３０ｃは、上部工４の一方の側面４ａ寄りに設置され、第２橋脚側取付部材３０ｄは、上部工４の他方の側面４ｂ寄りに設置されている。このとき、第１橋脚側取付部材３０ｃおよび第２橋脚側取付部材３０ｄの構成は、実施の形態１で説明した橋脚側取付部材３０の貫通孔の数量を１個にしたものに同じであるから、説明を省略する。

（上部工側取付部材）
第１制振ダンパー１０ｃの他方側の端部および第２制振ダンパー１０ｄの他方側の端部はそれぞれ、上部工４の幅方向の中央に固定された上部工側取付部材４０によって上部工４に設置されている。このとき、上部工側取付部材４０の構成は、実施の形態１で説明した上部工側取付部材４０の貫通孔の数量を２個にしたものに同じであるから、説明を省略する。なお、以上は、１枚の上部工側取付プレート４２には２個の貫通孔が形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、上部工側取付ブロック４１自体を２個に分割し、それぞれに１個の貫通孔を形成して、上部工側取付プレート４２を固定してもよい。このとき、２個の上部工側取付ブロック４１は離してもよい。

（制振ダンパー）
第１制振ダンパー１０ｃおよび第２制振ダンパー１０ｄは、実施の形態１と同様に挙動するから、実施の形態１で説明したものと同様の作用効果を奏する。すなわち、一対の制振ダンパー１０を設置するだけで、地震による相対変位が、任意の方向であっても、地震エネルギーが確実に吸収されることになる。

［実施の形態３］
図９は本発明の実施の形態３に係る橋梁の制振補強構造を説明するものであって、一部（上部工）を透視した平面図である。なお、実施の形態１および実施の形態２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や数量等）に限定されるものではない。

図９において、橋梁の制振補強構造（以下「制振補強構造」と称す）３００は、実施の形態１で説明した制振補強構造１００に実施の形態２で説明した制振補強構造２００を追加したものに相当している。
すなわち、制振補強構造１００における橋脚側取付部材３０を分割して、第１橋脚側取付部材３０ａと第２橋脚側取付部材３０ｂとに分割している。そして、第１橋脚側取付部材３０ａを上部工４の幅方向（Ｙ方向）中心と一方の側面４ａとの略中央に配置し、第２橋脚側取付部材３０ｂを上部工４の幅方向（Ｙ方向）中心と他方の側面４ｂとの略中央に配置している。そして、第１橋脚側取付プレート３２ａおよび第２橋脚側取付プレート３２ｂのそれぞれには、２箇所に貫通孔（図示しない）が形成されている。
また、制振補強構造２００における上部工側取付部材４０を分割して、第１中央上部工側取付部材４０ｃと第２中央上部工側取付部材４０ｄとに分割している。そして、それぞれ、上部工４の幅方向の中心を跨いで、所定の間隔を空けて配置されている。なお、上部工側取付部材４０を分割しないで、上部工側取付プレート４２に、２個の貫通孔を形成してもよい。

したがって、橋脚２と上部工４との間に、任意の方向で相対的な変位が生じた場合は、第１制振ダンパー１０ａおよび第２制振ダンパー１０ｂは、制振補強構造１００におけるものと同じ作用効果を奏すると共に、第１制振ダンパー１０ｃおよび第２制振ダンパー１０ｄは、制振補強構造２００におけるものと同じ作用効果を奏する。よって、制振補強構造３００によると、地震による相対変位が、任意の方向であっても、地震エネルギーがさらに確実に吸収されることになる。
なお、以上は、制振補強構造３００を制振補強構造１００と制振補強構造２００とをそれぞれ１台ずつ組み合わせたものとしているが、本発明はこれに限定するものではなく、一方または両方を複数台にしてもよい。さらに、制振補強構造１００のみを複数台設置したり、制振補強構造２００のみを複数台設置したりしてもよい（図示しない）。

本発明によれば、任意の方向に作用する地震力に対しても、地震エネルギーを吸収することができるから、各種形態の橋梁および各種構造物「制振補強構造」として広く使用することができる。

１ ：橋梁
２ ：橋脚
３ ：張り出し部
４ ：上部工
４ａ ：一方の側面
４ｂ ：他方の側面
１０ ：制振ダンパー
１０ａ ：第１制振ダンパー
１０ｂ ：第２制振ダンパー
１０ｃ ：第１制振ダンパー
１０ｄ ：第２制振ダンパー
１１ ：軸力材
１１ａ ：第１軸力材
１１ｂ ：第２軸力材
１２ ：補剛管
１３ ：連結板
１３ａ ：第１連結板
１３ｂ ：第２連結板
１４ａ ：第１連結ピン
１４ｂ ：第２連結ピン
１５ ：連結板
１５ａ ：第１連結板
１５ｂ ：第２連結板
１６ａ ：第１連結ピン
１６ｂ ：第２連結ピン
２０ ：支承
２０ａ ：第１支承
２０ｂ ：第２支承
２１ ：橋脚側支承板
２２ ：支承球体
２３ ：上部工側支承板
３０ ：橋脚側取付部材
３０ａ ：第１橋脚側取付部材
３０ｂ ：第２橋脚側取付部材
３０ｃ ：第１橋脚側取付部材
３０ｄ ：第２橋脚側取付部材
３１ ：橋脚側取付ブロック
３２ ：橋脚側取付プレート
３２ａ ：第１橋脚側取付プレート
３２ｂ ：第２橋脚側取付プレート
３３ ：長尺貫通孔
３４ ：橋脚側取付ブロック
３５ ：下取付板
３６ ：上取付板
３７ ：上下取付板連結部
３８ ：橋脚側取付ピン
３９ ：橋脚側抜け止め防止手段
４０ ：上部工側取付部材
４０ａ ：第１上部工側取付部材
４０ｂ ：第２上部工側取付部材
４０ｃ ：第１中央上部工側取付部材
４０ｄ ：第２中央上部工側取付部材
４１ ：上部工側取付ブロック
４１ａ ：第１上部工側取付ブロック
４１ｂ ：第２上部工側取付ブロック
４２ ：上部工側取付プレート
４２ａ ：第１上部工側取付プレート
４２ｂ ：第２上部工側取付プレート
５０ ：橋脚側取付部材
６０ ：橋脚側取付部材
６１ ：低剛性支承
１００ ：橋梁の制振補強構造（実施の形態１）
２００ ：橋梁の制振補強構造（実施の形態２）
３００ ：橋梁の制振補強構造（実施の形態３）
Ｆｄ ：引張り荷重
ｄｘ ：相対変位量
ｄｙ ：相対変位量
Δ２ ：橋軸方向の隙間
Δ４ ：橋軸方向の隙間
Δ７ ：橋幅方向の隙間
Δ９ ：橋幅方向の隙間
δｅ ：弾性限
δｐ ：引張り塑性変形量
δｘ ：相対変位量
δｙ ：相対変位量

Claims (4)

1. 橋梁を形成する橋脚と上部工との間に一対の制振ダンパーが設置されている橋梁の制振補強構造であって、
   前記橋脚には、前記上部工の幅方向の中央寄りの位置に橋脚側取付部材が固定され、
   前記上部工には、一方の側面寄りの位置に第１上部工側取付部材と、他方の側面寄りの位置に第２上部工側取付部材とがそれぞれ固定され、
   前記一対の制振ダンパーのうちの一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第１上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置され、
   前記一対の制振ダンパーのうちの他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第２上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置されていることを特徴とする橋梁の制振補強構造。
2. 前記一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第１上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置され、
   前記他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側取付部材および前記第２上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置されていることを特徴とする請求項１記載の橋梁の制振補強構造。
3. 橋梁を形成する橋脚と上部工との間に一対の制振ダンパーが設置されている橋梁の制振補強構造であって、
   前記橋脚には、前記上部工の一方の側面寄りに相当する位置に橋脚側第１取付部材と、前記上部工の他方の側面寄りに相当する位置に橋脚側第２取付部材とがそれぞれ固定され、
   前記上部工には、幅方向の中央に上部工側取付部材が固定され、
   前記一対の制振ダンパーのうちの一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第１取付部材および前記上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置され、
   前記一対の制振ダンパーのうちの他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第２取付部材および前記上部工側取付部材にそれぞれ回動自在に設置されていることを特徴とする橋梁の制振補強構造。
4. 前記一方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第１取付部材および前記上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置され、
   前記他方の制振ダンパーの端部は、前記橋脚側第２取付部材および前記上部工側取付部材の少なくとも一方に対して、橋軸方向および橋幅方向の少なくとも一方に移動自在に設置されていることを特徴とする請求項３記載の橋梁の制振補強構造。

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