JP2017089380A - 移動制限装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】過大な寸法の柱状鋼材を利用する必要がなく、コストを低減することが可能な移動制限装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る移動制限装置100は、下部構造物上に設置される橋桁50の移動を制限し、前記橋桁が前記下部構造物の左右に脱落しないようにする移動制限装置100において、前記橋桁50の移動方向と、長手方向が平行である長尺鋼材170を設け、前記橋桁50の移動に伴い、前記長尺鋼材170が前記長手方向に伸びることで、前記橋桁50が移動しようとするエネルギーを吸収し、前記橋桁50の移動を制限し、前記長尺鋼材170の一端が、前記下部構造物上に固定されている固定ブロック110に取り付けられ、前記長尺鋼材170の他端が、前記橋桁50に取り付けられることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、橋桁が橋脚や橋台などの下部構造物から離反しないようにする移動制限装置に関する。
従来、橋桁が橋脚や橋台などの下部構造物から離反しないようにする移動制限装置としては、柱状鋼材を橋台に埋設し、この鋼材により橋桁の移動を制限する構造のものが知られている。
このようなもの一例として、例えば、特許文献1(特開平3−21703号公報)には、橋脚または橋台に一体に埋設されたアンカーバーを有する橋梁用アンカー装置が開示されている。
特開平3−21703号公報
図9は従来の移動制限装置の概要を説明する図である。図9に示す、従来の移動制限装置としては、柱状鋼材が橋台に埋設されたものである。図9(A)は正常状態を示しており、図9(B)は、橋桁に地震時において想定される慣性力が加わり、柱状鋼材が変形することで橋桁が移動しようとするエネルギーを吸収し、橋桁の移動を制限している状態を示している。このような従来の方法の場合、柱状鋼材の曲げ及びせん断抵抗によって橋桁の移動を制限しており、柱状鋼材の寸法が大きくなったり、埋設された柱状鋼材周囲の橋台の補強が大規模になったりして、コストが増大する、という問題があった。
また、従来の移動制限装置では、地震などにより柱状鋼材又は柱状鋼材周囲の橋台が損壊した場合、これを交換、修復するための工事にも多大なコスト、時間を要する、という問題があった。
上記問題点を解決するために、請求項1に係る発明は、下部構造物上に設置される橋桁の移動を制限し、前記橋桁が前記下部構造物の左右に脱落しないようにする移動制限装置において、前記橋桁の移動方向と、長手方向が平行である長尺鋼材を設け、前記橋桁の移動に伴い、前記長尺鋼材が前記長手方向に伸びることで、前記橋桁が移動しようとするエネルギーを吸収し、前記橋桁の移動を制限し、前記長尺鋼材の一端が、前記下部構造物上に固定されている固定ブロックに取り付けられ、前記長尺鋼材の他端が、前記橋桁に取り付けられることを特徴とする。
本発明に係る移動制限装置100は、長尺鋼材170が長手方向に伸びることで、橋桁50が移動しようとするエネルギーを吸収し、橋桁50の移動を制限する構成であり、このような本発明に係る移動制限装置100によれば、過大な寸法の柱状鋼材を利用する必要がなく、コストを低減することが可能となる。また、本発明に係る移動制限装置100によれば、地震などにより長尺鋼材170が損壊した場合でも、簡単にこれを交換することができるので、交換工事のコストも低減することが可能となる。
本発明の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る移動制限装置100を断面構造の概略を示す図である。 地震時において橋桁50が移動した状態を示す図である。 橋桁50の移動に伴い伸びた長尺鋼材170を示す図である。 鋼材に働く荷重と当該荷重を受ける鋼材の変形量の関係を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100を断面構造の概略を示す図である。 従来の移動制限装置の概要を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図であり、図2は本発明の実施形態に係る移動制限装置100を断面構造の概略を示す図である。また、図2は、図1における点線で囲まれている部分を拡大して示した図である。本実施形態に係る移動制限装置100では、左右対称のものが2つ設けられることで、橋桁50が橋台10の左右に脱落しないように移動を規制するようになっている。
橋台10には支承30が設けられており、この支承30上に橋桁50が載置されている。
移動制限装置100は、橋桁50が下部構造物である橋台10から離反しないようにするものであり、地震時などで橋桁50が、移動しようとしたとき、この移動を直接的に規制する可動ブロック150と、橋台10上に固定されている固定ブロック110と、固定ブロック110と可動ブロック150との間を連結する長尺鋼材170と、を有している。
固定ブロック110は、橋台10に埋設された複数のアンカー部材140によって、橋台10に固定されている。また、固定ブロック110には貫通穴である固定側鞘部113が、また、可動ブロック150には貫通穴である可動側鞘部153が設けられている。
長尺鋼材170は、上記のような固定側鞘部113及び可動側鞘部153に挿通されると共に、固定ブロック110側では固定側抜け止め部材115が長尺鋼材170に取り付けられ、また、可動ブロック150側では可動側抜け止め部材155が長尺鋼材170に取り付けられることで、固定ブロック110と長尺鋼材170と可動ブロック150とが連結されている。
固定側抜け止め部材115や可動側抜け止め部材155としては、例えば、ナットのようなものを利用することができるし、その他の任意の締結構造を採用することができる。ただし、長尺鋼材170が機能し、これが伸びてしまった際に、長尺鋼材170の交換を容易とするために、固定側抜け止め部材115や可動側抜け止め部材155は、長尺鋼材170からの着脱が容易である構造であることが好ましい。また、固定側抜け止め部材115や可動側抜け止め部材155が長尺鋼材170から着脱容易であることに加え、さらに、長尺鋼材170自体が固定ブロック110や可動ブロック150から着脱容易である構造も好ましい実施態様である。
図3は地震時において橋桁50が移動した状態を示す図である。また、図4は橋桁50の移動に伴い、伸びた長尺鋼材170を示す図である。また、図4は、図3における点線で囲まれている部分を拡大して示した図である。
上記のように構成される長尺鋼材170の長手方向は、地震時、橋桁50が移動すると想定される方向と平行とされている。これにより、地震などで、橋桁50が移動するのに伴い、長尺鋼材170が長手方向に伸びることで、橋桁50が移動しようとするエネルギーを吸収し、橋桁50の移動を制限するものである。
本発明に係る移動制限装置100においては、長尺鋼材170の長手方向が伸びることで、橋桁50の移動のエネルギーを吸収するようにしているが、このような方法によれば、従来技術より効果的に橋桁50の移動のエネルギーを吸収できる構造とすることができる。この理由を、以下に説明する。
本発明に係る移動制限装置100においては、長尺鋼材170の長手方向の引っ張り変形によって、橋桁50が移動する力に対して抗するものである。一方、従来の移動制限装置では、柱状鋼材の曲げ変形やせん断変形で、橋桁50が移動する力に対して抗するように設計されていた。
図5は、鋼材に働く荷重と当該荷重を受ける鋼材の変形量の関係を示す図で、縦軸は荷重、横軸は変形量を示す。また図中のδyは鋼材が降伏する時点の変形量、δuは鋼材が破壊する時点の変形量を示し、μ=δu/δyの値は、鋼材が降伏から破壊までに変形によって吸収するエネルギーの大きさを示す指標である。
鋼材が、それぞれ曲げ、せん断、引っ張り荷重を受ける際の前記の比μの値は、
μ(引っ張り)>μ(曲げ)>μ(せん断)
であるため、本発明に係る移動制限装置100によれば、従来技術に比較して鋼材のエネルギー吸収能力を有効に活用できる。
以上、本発明に係る移動制限装置100は、長尺鋼材170が長手方向に伸びることで、橋桁50が移動しようとするエネルギーを吸収し、橋桁50の移動を制限する構成であり、このような本発明に係る移動制限装置100によれば、従来技術より効果的に橋桁50の移動のエネルギーを吸収できる構造とすることができる。
また従来の移動制限装置では、地震などにより柱状鋼材又は、埋め込まれた柱状鋼材周囲の橋台が損壊した場合、これを交換・修復するための工事に多大なコスト、時間、手間を要する、という問題があった。これに対し、本発明に係る移動制限装置100では、長尺鋼材170の耐力を、移動制限装置100を構成するその他の部材の耐力より低く設定する事により、地震などにより長尺鋼材170が損壊した場合でも、固定ブロック110、可動ブロック150及び固定ブロック110を橋台10に固定するアンカー部材140などは損傷を受けない構造とすることが可能である。そして、このような本発明に係る移動制限装置100によれば、長尺鋼材170を交換するのみで移動制限装置100を復元することができるので、交換工事のコストや手間、時間も低減することが可能となる。
次に本発明の他の実施形態について説明する。図6は本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図である。
先の実施形態においては、固定ブロック110と可動ブロック150が長尺鋼材170により連結される構成が左右対称で設けられた構造であったが、これに対して、本実施形態においては、中央に固定ブロック110が1つ設けられ、この固定ブロック110に対して、2つの可動ブロック150が左右で長尺鋼材170により連結される構造となっている。
このような構造によれば、これまで説明した本発明に係る移動制限装置100の効果を享受することが可能となると共に、固定ブロック110を1つにまとめることができ、設置工事等をより簡略化することが可能となる。
次に本発明の他の実施形態について説明する。図7は本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100が用いられている橋梁の断面構造の概略を示す図である。
これまで説明した実施形態においては、通常時、可動ブロック150と橋桁50とが離間する構造であったが、図7に係る他の実施形態では、通常時、可動ブロック150と橋桁50とが当接する構造となっている。
このような構造によれば、これまで説明した本発明に係る移動制限装置100の効果を享受することが可能となると共に、橋台10上のレイアウトをよりコンパクトにできる、というメリットもある。さらに、これまで説明した本発明に係る移動制限装置100では、可動ブロック150と橋桁50とが離間した構造であったので、地震の慣性力が作用した橋桁50は、可動ブロック150により規制されるまで移動していたのに対し、本実施形態に係る移動制限装置100では、最初から可動ブロック150と橋桁50とが当接する構造となっているため、地震の慣性力が作用した時の橋桁50の移動量をより少なくすることができる。
次に本発明の他の実施形態について説明する。図8は本発明の他の実施形態に係る移動制限装置100を断面構造の概略を示す図である。
これまで説明した実施形態においては、長尺鋼材170の一端側が固定ブロック110に、また、長尺鋼材170の他端側が可動ブロック150に取り付けられた構造であったが、図8に係る他の実施形態においては、可動ブロック150を省略し、長尺鋼材170の他端側を直接橋桁50に取り付けられた構造としている。
長尺鋼材170の他端側を橋桁50に取り付けるためには、例えば、橋桁50に貫通穴である橋桁側鞘部183を設けておき、長尺鋼材170を固定側鞘部113及び橋桁側鞘部183に挿通させると共に、固定ブロック110側では固定側抜け止め部材115が長尺鋼材170に取り付けられ、また、橋桁50側では橋桁側抜け止め部材185が長尺鋼材170に取り付けられることで、固定ブロック110と長尺鋼材170と橋桁50とを連結させることができる。
以上のような実施形態によれば、これまで説明した本発明に係る移動制限装置100の効果を享受することが可能となると共に、さらに、可動ブロック150などの構造物が不要となるので、橋台10上のレイアウトをよりコンパクトできたり、或いは資材に要するコストを低減したりすることが可能となる。
10・・・橋台
30・・・支承
50・・・橋桁
100・・・移動制限装置
110・・・固定ブロック
113・・・固定側鞘部
115・・・固定側抜け止め部材
140・・・アンカー部材
150・・・可動ブロック
153・・・可動側鞘部
155・・・可動側抜け止め部材
170・・・長尺鋼材
183・・・橋桁側鞘部
185・・・橋桁側抜け止め部材

Claims (1)

  1. 下部構造物上に設置される橋桁の移動を制限し、前記橋桁が前記下部構造物の左右に脱落しないようにする移動制限装置において、
    前記橋桁の移動方向と、長手方向が平行である長尺鋼材を設け、
    前記橋桁の移動に伴い、前記長尺鋼材が前記長手方向に伸びることで、
    前記橋桁が移動しようとするエネルギーを吸収し、前記橋桁の移動を制限し、
    前記長尺鋼材の一端が、前記下部構造物上に固定されている固定ブロックに取り付けられ、
    前記長尺鋼材の他端が、前記橋桁に取り付けられることを特徴とする移動制限装置。
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