JP3631965B2 - 橋梁、及び橋梁の耐震強度補強方法 - Google Patents
橋梁、及び橋梁の耐震強度補強方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震強度が補強された橋梁と、橋梁の耐震強度補強方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、橋梁分野においてその耐震性向上に対する要求が強くなっている。橋梁における従来の耐震対策は、構造強度を上げることにより作用する地震力を支持するという方法であり、例えば、図１４，図１５（図１４のＡ−Ａ矢視図）、図１６（図１４のＢ−Ｂ矢視図）に示すように、両岸の基礎９，９間に架設された橋桁１を、複数本の柱部材３’，・・・及び垂直部材３，・・・を介して、基礎８，８間に架設されたアーチリブ２で支持すると共に、一対のアーチリブ２，２間を複数の水平部材４，・・・で連結してブレース６，・・・を挿設し、また対向する垂直部材３，３同士及び柱部材３’，３’同士を複数の水平部材５，・・・で連結してブレース７，・・・を挿設したアーチ橋においては、上記各部材の断面を大きくするなどの補強方法が、一般的な対震対策として実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、要求される耐震性の高さに対応して十分な耐震強度を確保するためには、上記各部材をかなり大型化する必要がある。しかしながら、ビルディングなどの一般的な建築構造物とは異なり、河川などを跨ぐように架設される橋梁では、その構造重量を支持する基礎数が限られる上に、既設の場合には重量増加分を賄えるほど十分に基礎強度を補強することができないため、新たな解決手段が求められている。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保できるアーチ橋またはトラス橋である橋梁の提供と、橋梁の耐震強度補強方法の提供とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の請求項１記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の前記各箇所における２本の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第１の四角形構面内に、該第１の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第１の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項１記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００６】
請求項２記載の橋梁は、橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ間に挟み込まれる位置に垂直部材により吊り下げ支持される橋桁と、前記アーチリブ間を水平に接続する水平部材と、これらアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする。
上記請求項２記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００７】
請求項３記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする。
上記請求項３記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００８】
請求項４記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の各箇所における一対の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第３の四角形構面内に、該第３の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第３の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項４記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００９】
請求項５記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各上弦部材と、これら上弦部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第４の四角形構面内に、該第４の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第４の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは前記第４の四角形構面の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項５記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の橋梁及び橋梁の耐震強度補強方法の各実施の形態について、図面を参照しながら以下にその説明を行うが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
まず、図１〜図５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明を行う。なお、図１は、本実施の形態の橋梁である上路式のアーチ橋の正面図である。また、図２は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。また、図３は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。また、図４は、同アーチ橋の要部を示す図であって、図２（ａ）のＥ部拡大図である。また、図５は、同アーチ橋の斜部材として用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸は履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸は履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【００１６】
図１，図２（ａ），図３（ａ）に示すように、本実施の形態のアーチ橋は、両岸の基礎１０，１０間に架設された橋桁１１と、該橋桁１１を橋軸方向（橋桁１１の長手方向）の両端２箇所で、それぞれ橋桁１１の幅方向左右２箇所で該橋桁１１を支持する柱部材１２，１２と、これら柱部材１２，１２間の前記橋軸方向の基礎１３，１３上に架設された一対のアーチリブ１４，１４と、これらアーチリブ１４，１４上に立設されて橋桁１１を支持する複数本の垂直部材１５，・・・と、各アーチリブ１４，１４間及び、前記両端における各柱部材１２，１２間をそれぞれ水平に接続する複数本の水平部材１６，・・・と、これら柱部材１２，１２及びアーチリブ１４，１４及び各垂直部材１５，・・・及び各水平部材１６，・・・間に斜めに挿設された複数本の斜部材１７，・・・とを備えて構成されている。また、対向する各垂直部材１５，・・・間も、対向する各柱部材１２，１２間と同様に、水平部材１６，・・・及び斜部材１７，・・・で連結されている。
【００１７】
そして、本実施の形態では、各斜部材１７，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材１７，・・・を履歴型ブレース１７，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。すなわち、アーチリブ１４，１４と水平部材１６，・・・と垂直部材１５，・・・と水平部材１６，・・・とが形成する各構面間に、従来の技術で説明した通常の前記ブレース６，７に代えて、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース１７，・・・が挿設された構成となっている。
この履歴型ブレース１７，・・・としては、例えば特開２０００−８１０８５に開示されている履歴型ダンパー（引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける長尺部材であり、その中間部に中間材を配し、該中間材の両端にそれぞれ他端が他部材に連結される構成を有している）を好適に用いることができる。
【００１８】
図５に、この種の履歴型ブレース１７，・・・が有する復元力特性を示す。同図に示すように、繰返し軸力±Ｎ（Ｎｙ；降伏軸力）に対する軸変形δの描く曲線は、原点０より始まって図形Ｎａ−＞Ｎｂ−＞Ｎｃ−＞Ｎｄのような履歴曲線になり、この図形面積が塑性エネルギ吸収容量を示し、地震が作用した際に履歴型ダンパーとしての機能を発揮するようになっている。
【００１９】
この履歴型ブレース１７，・・・の配置について詳説すると、前記橋軸方向の各端部に形成される構面では、図３（ａ）に示すように、各履歴型ブレース１７，・・・は、対向する２本の柱部材１２，１２及びこれら柱部材１２，１２間を接続する水平部材１６，・・・との間に形成される複数の第１の四角形構面１８，・・・内に、該第１の四角形構面１８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置（山形状）に設けられた構成となっている。同様に、対向する垂直部材１５，１５間及びこれらを接続する水平部材１６，・・・によって形成される構面にも、同様の配置で履歴型ブレース１７，・・・が傾斜配置されている。
なお、この他にも、例えば図３（ｂ）に示すように、第１の四角形構面１８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２０】
続いて、橋梁の下側構面への履歴型ブレース１７，・・・の配置について説明すると、図２（ａ）に示すように、各履歴型ブレース１７，・・・は、各アーチリブ１４，１４と、これらアーチリブ１４，１４間を接続する各水平部材１６，・・・との間に形成される複数の第２の四角形構面１９，・・・内に、該第２の四角形構面１９，・・・各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられた構成となっている。これを図４を用いて詳説すると、四角形構面１９をなす構面ａ−ｂ−ｃ−ｄを形成する各アーチリブ１４，１４の中央にそれぞれ取付けた接合部材１４ａ，１４ａと、各水平部材１６，１６の中央にそれぞれ取付けた接合部材１６ａ，１６ａとの間を接続するように、それぞれ傾斜配置されている。そして、これら４本の履歴型ブレース１７，・・・は概略菱形をなしている。
なお、この他にも、例えば図２（ｂ）に示されるように、第２の四角形構面１９，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２１】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、図２（ａ），（ｂ）に示すアーチリブ１４，１４および水平部材１６，・・・等が変形すると、この構面に挿設した各履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
同様に、地震エネルギにより、図３（ａ），（ｂ）に示す柱部材１２，１２及び垂直部材１５，・・・及び水平部材１６，・・・が変形すると、各構面に挿設した履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００２２】
以上説明の本実施の形態の橋梁は、柱部材１２，１２及びアーチリブ１４，１４及び垂直部材１５，・・・及び水平部材１６，・・・間に斜めに挿設される斜部材に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース１７，・・・を用いる構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材１５，・・・や水平部材１６，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース１７，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース１７，・・・が作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材１２，１２，アーチリブ１４，１４，垂直部材１５，・・・，水平部材１６，・・・といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース１７，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
しかも、橋梁の各主要構成部材を大型化せずに済むことから、建造コストを削減することも可能としている。
【００２３】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース１７，・・・を、第１の四角形構面１８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第１の四角形構面１８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース１７，・・・を、第２の四角形構面１９，・・・の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面１９，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００２４】
次に図６，図７を参照しながら本発明の第２の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図６は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。また、図７は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図６のＦ−Ｆ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
図６，図７（ａ）に示すように、本実施の形態の中路式のアーチ橋は、両岸の基礎２０，２０間に架設された一対のアーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間に挟み込まれる位置に垂直部材２２，・・・により中央部が吊り下げ支持され、かつ両端が両岸の基礎２３，２３上に架設された橋桁２４と、アーチリブ２１，２１間を水平に接続する水平部材２５，・・・と、これらアーチリブ２１，２１及び水平部材２５，・・・間に斜めに挿設された斜部材２６，・・・とを備えた構成となっている。
中路式であるため、橋桁２４は、アーチリブ２１，２１の高さ方向の中間位置に架設されており、垂直部材２２，・・・は、橋桁２４より上方位置のアーチリブ２１，２１との間にのみ垂設され、また、各アーチリブ２１，２１は、車両の通行する部分を除き、水平部材２５，・・・で連結されている。
【００２５】
そして、本実施の形態では、各斜部材２６，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材２６，・・・を履歴型ブレース２６，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。すなわち、各アーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間を接続する各水平部材２５，・・・との間に形成される第２の四角形構面２７，・・・内に、該第２の四角形構面２７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ菱形状（四角形状）に、従来の技術で説明した通常の前記ブレース６，７に代えて、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース２６，・・・が挿設された構成となっている。これら履歴型ブレース２６，・・・は、上記第１の実施の形態で説明した履歴型ブレース１７，・・・と同様のものであるとして、その説明を省略する。
なお、この他にも、例えば図７（ｂ）に示されるように、第２の四角形構面２７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２６】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、図７（ａ），（ｂ）に示すアーチリブ２１，２１および水平部材２５，・・・等が変形すると、この構面に挿設した各履歴型ブレース２６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース２６，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
なお、必要に応じて、橋桁２４を挟んで対向する各垂直部材２２，・・・間に、車輌の通過する部分を除いて水平部材２５，・・・でさらに接続するとともに、ここに履歴型ブレース２６，・・・を挿設する構成も、勿論採用可能である。
【００２７】
以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第１の実施の形態と同様に、橋梁に地震力が作用してアーチリブ２１，２１や水平部材２５，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース２６，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース２６，・・・が作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、アーチリブ２１，２１，垂直部材２２，・・・，水平部材２５，・・・といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース２６，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
しかも、橋梁の各主要構成部材を大型化せずに済むことから、建造コストを削減することも可能としている。
【００２８】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース２６，・・・を、第２の四角形構面２７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第２の四角形構面２７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００２９】
次に図８，図９を参照しながら本発明の第３の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図８は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。図９は、同アーチ橋の要部を示す図であって、図８のＧ部拡大図である。本実施の形態は、図１〜図５を用いて説明した上記第１の実施の形態の変形例であるので、上記第１の実施の形態との相違点を中心に説明するものとし、その他は上記第１の実施の形態と同様であるとしてその説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態の橋梁は、対向する前記各柱部材１２，１２間に形成される構面（図３で説明した前記第１の四角形構面１８，・・・）と、前記各アーチリブ１４間に形成される構面（図３で説明した前記第２の四角形構面１９，・・・）とに加えて、さらに、垂直部材１５，・・・及びアーチリブ１４を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内にも履歴型ブレース１７，・・・を挿設するようにした点が特に特徴的となっている。
すなわち、図９に示すように、この主構面ｅ−ｆ−ｇ−ｈにおける履歴型ブレース１７は、アーチリブ１４と垂直部材１５との接合部（角部ｇ）に取り付けた接合部材１５ａと、橋桁１１と垂直部材１５との接合部でかつ角部ｇの対角である角部ｅに取り付けた接合部材１５ｂとの間を接続するように傾斜配置されている。
なお、図示を省略するが、この角部ｅ−ｇ間に加えて、角部ｆ−ｈ間も履歴型ブレース１７で接続するなど、その他の構成も勿論採用可能である。
【００３１】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、主構面をなすアーチリブ１４および垂直部材１５が変形すると、この主構面に挿設した各履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００３２】
そして、以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる上に、履歴型ブレース１７，・・・を、垂直部材１５，・・・及びアーチリブ１４を含む各主構面内に設ける構成を採用したことにより、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度をさらに強化することが可能となる。
【００３３】
次に図１０を参照しながら本発明の第４の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１０は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。本実施の形態は、図６及び図７を用いて説明した上記第２の実施の形態の変形例であるので、上記第２の実施の形態との相違点を中心に説明するものとし、その他は上記第２の実施の形態と同様であるとしてその説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態の橋梁は、アーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間を接続する前記各水平部材２５，・・・との間に形成される前記第２の四角形構面２７，・・・に加えて、さらに、垂直部材２２，・・・及びアーチリブ２１を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内にも履歴型ブレース２６，・・・を挿設するようにした点が特に特徴的となっている。
すなわち、図１０に示すように、この主構面における履歴型ブレース２６，・・・は、アーチリブ２１と垂直部材２２，・・・と橋桁とで形成される概略台形状の主構面内に、一対の対角間を接続するように傾斜配置されている。
なお、図示を省略するが、前記台形状の主構面内に、二対の対角間を接続するようにＸ字状に履歴型ブレース２６，・・・を交差配置させるなど、その他の構成も勿論採用可能である。
【００３５】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、主構面をなすアーチリブ２１および垂直部材２２が変形すると、この主構面に挿設した各履歴型ブレース２６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース２６，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００３６】
そして、以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第２の実施の形態と同様の効果が得られる上に、履歴型ブレース２６，・・・を、垂直部材２２，・・・及びアーチリブ２１を含む各主構面内に設ける構成を採用したことにより、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度をさらに強化することが可能となっている。
【００３７】
次に図１１〜図１３を参照しながら本発明の第５の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１１は、本実施の形態のトラス橋の正面図である。また、図１２は、同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＨ−Ｈ矢視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の変形例である。また、図１３は、同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＩ−Ｉ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【００３８】
図１１，図１２（ａ），図１３（ａ）に示すように、本実施の形態のトラス橋は、橋桁３０と、該橋桁３０を橋軸方向（橋桁３０の長手方向）の複数箇所で支持する橋脚３１，・・・と、橋桁３０上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・と、これら柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・の各上端を接続する一対の上弦部材３４，３４と、これら上弦部材３４，３４間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の柱部材３２，・・・間を水平に接続する水平部材３５，・・・と、これら柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・及び水平部材３５，・・・及び上弦部材３４，３４間に斜めに挿設された斜部材３６，・・・とを備えて構成されている。
【００３９】
そして、本実施の形態では、各斜部材３６，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材３６，・・・を履歴型ブレース３６，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。これら履歴型ブレース３６，・・・は、上記第１の実施の形態で説明した履歴型ブレース１７，・・・と同様のものであるとして、その説明を省略する。
すなわち、垂直部材３３，・・・及び柱部材３２，・・・を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内においては、図１１に示すように、四角形の一対の対角間を結ぶ対角線状、もしくは、四角形をなす一方の垂直部材３３の一辺中央とその対角間を結ぶ「く」の字状に、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース３６，・・・が挿設された構成となっている。
【００４０】
また、各上弦部材３４，３４と、これら上弦部材３４，３４間を接続する各水平部材３５，・・・との間に形成される第４の四角形構面３７，・・・内においては、図１２（ａ）に示すように、この第４の四角形構面３７，・・・の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に、履歴型ブレース３６，・・・を設けた構成となっている。なお、この他にも、例えば図１２（ｂ）に示すように、第４の四角形構面３７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状（菱形状）に設けたり、または図１２（ｃ）に示すように、第４の四角形構面３７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００４１】
また、橋軸方向の各箇所における一対の柱部材３２，３２と、これら柱部材３２，３２間を接続する各水平部材３５，・・・との間に形成される複数の第３の四角形構面３８，・・・内においては、図１３（ａ）に示すように、この第３の四角形構面３８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に、履歴型ブレース３６，・・・を設けた構成となっている。なお、この他にも、例えば図１３（ｂ）に示すように、第３の四角形構面３８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００４２】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、上弦部材３４，３４及び水平部材３５，・・・及び垂直部材３３，・・・，柱部材３２，・・・等が変形すると、各構面に挿設した各履歴型ブレース３６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース３６，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００４３】
以上説明の本実施の形態の橋梁は、柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・及び水平部材３５，・・・及び上弦部材３４，３４間に斜めに挿設される斜部材に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース３６，・・・を用いる構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材３３，・・・や水平部材３５，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース３６，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース３６，・・・が作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材３２，・・・，垂直部材３３，・・・，水平部材３５，・・・，上弦部材３４，３４といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース３６，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、垂直部材３３，・・・及び柱部材３２，・・・を含む主構面内に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、第３の四角形構面３８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置、もしくは第３の四角形構面３８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４５】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、第４の四角形構面３７，・・・の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置、もしくは第４の四角形構面３７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第４の四角形構面３７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４６】
本発明は、新設の橋梁への適用に加えて、各種既設の橋梁を改修してその耐震強度を補強する改修方法としても採用することが可能である。すなわち、橋桁を支持する柱部材と、前記橋桁及び前記柱部材を補強支持する垂直部材及び水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材間に斜めに挿設された斜部材とを有する既設橋梁の耐震強度を補強する場合（以上図示省略）において、前記斜部材として、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースに換装して耐震強度を補強する方法である。
【００４７】
この補強方法（改修方法）によれば、補強後の橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた前記各履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して各履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、前記各履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、既設橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、橋軸方向の各箇所における２本の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第１の四角形構面内に、該第１の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第１の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４９】
また、請求項２記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５０】
また、請求項３記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５１】
また、請求項４記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、橋軸方向の各箇所における一対の柱部材と、これら柱部材間を接続する各水平部材との間に形成される第３の四角形構面内に、該第３の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第３の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材，上弦部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５２】
また、請求項５記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各上弦部材と、これら上弦部材間を接続する各水平部材との間に形成される第４の四角形構面内に、該第４の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第４の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第４の四角形構面の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材，上弦部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の橋梁の第１の実施の形態を示す図であって、アーチ橋の正面図である。
【図２】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図３】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図４】同アーチ橋の要部を示す図であって、図２（ａ）のＥ部拡大図である。
【図５】同アーチ橋の斜部材として用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸は履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸は履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【図６】本発明の橋梁の第２の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図７】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図６のＦ−Ｆ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図８】本発明の橋梁の第３の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図９】同アーチ橋の要部を示す図であって、図８のＧ部拡大図である。
【図１０】本発明の橋梁の第４の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図１１】本発明の橋梁の第５の実施の形態を示す図であって、トラス橋の正面図である。
【図１２】同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＨ−Ｈ矢視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の変形例である。
【図１３】同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＩ−Ｉ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図１４】従来の橋梁の一例を示す図であって、アーチ橋の正面図である。
【図１５】同アーチ橋を示す図であって図１４のＡ−Ａ矢視図である。
【図１６】同アーチ橋を示す図であって図１４のＢ−Ｂ矢視図である。
【符号の説明】
１１，２４，３０・・・橋桁
１２，３２・・・柱部材
１４，２１・・・アーチリブ
１５，２２，３３・・・垂直部材
１６，２５，３５・・・水平部材
１７，２６，３６・・・斜部材，履歴型ブレース
１８・・・第１の四角形構面
１９，２７・・・第２の四角形構面
３４・・・上弦部材
３７・・・第４の四角形構面
３８・・・第３の四角形構面
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震強度が補強された橋梁と、橋梁の耐震強度補強方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、橋梁分野においてその耐震性向上に対する要求が強くなっている。橋梁における従来の耐震対策は、構造強度を上げることにより作用する地震力を支持するという方法であり、例えば、図１４，図１５（図１４のＡ−Ａ矢視図）、図１６（図１４のＢ−Ｂ矢視図）に示すように、両岸の基礎９，９間に架設された橋桁１を、複数本の柱部材３’，・・・及び垂直部材３，・・・を介して、基礎８，８間に架設されたアーチリブ２で支持すると共に、一対のアーチリブ２，２間を複数の水平部材４，・・・で連結してブレース６，・・・を挿設し、また対向する垂直部材３，３同士及び柱部材３’，３’同士を複数の水平部材５，・・・で連結してブレース７，・・・を挿設したアーチ橋においては、上記各部材の断面を大きくするなどの補強方法が、一般的な対震対策として実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、要求される耐震性の高さに対応して十分な耐震強度を確保するためには、上記各部材をかなり大型化する必要がある。しかしながら、ビルディングなどの一般的な建築構造物とは異なり、河川などを跨ぐように架設される橋梁では、その構造重量を支持する基礎数が限られる上に、既設の場合には重量増加分を賄えるほど十分に基礎強度を補強することができないため、新たな解決手段が求められている。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保できるアーチ橋またはトラス橋である橋梁の提供と、橋梁の耐震強度補強方法の提供とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の請求項１記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の前記各箇所における２本の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第１の四角形構面内に、該第１の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第１の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項１記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００６】
請求項２記載の橋梁は、橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ間に挟み込まれる位置に垂直部材により吊り下げ支持される橋桁と、前記アーチリブ間を水平に接続する水平部材と、これらアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする。
上記請求項２記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００７】
請求項３記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする。
上記請求項３記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００８】
請求項４記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の各箇所における一対の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第３の四角形構面内に、該第３の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第３の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項４記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【０００９】
請求項５記載の橋梁は、橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、前記履歴型ブレースが、前記各上弦部材と、これら上弦部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第４の四角形構面内に、該第４の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第４の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは前記第４の四角形構面の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする。
上記請求項５記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れが減衰する。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の橋梁及び橋梁の耐震強度補強方法の各実施の形態について、図面を参照しながら以下にその説明を行うが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
まず、図１〜図５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明を行う。なお、図１は、本実施の形態の橋梁である上路式のアーチ橋の正面図である。また、図２は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。また、図３は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。また、図４は、同アーチ橋の要部を示す図であって、図２（ａ）のＥ部拡大図である。また、図５は、同アーチ橋の斜部材として用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸は履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸は履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【００１６】
図１，図２（ａ），図３（ａ）に示すように、本実施の形態のアーチ橋は、両岸の基礎１０，１０間に架設された橋桁１１と、該橋桁１１を橋軸方向（橋桁１１の長手方向）の両端２箇所で、それぞれ橋桁１１の幅方向左右２箇所で該橋桁１１を支持する柱部材１２，１２と、これら柱部材１２，１２間の前記橋軸方向の基礎１３，１３上に架設された一対のアーチリブ１４，１４と、これらアーチリブ１４，１４上に立設されて橋桁１１を支持する複数本の垂直部材１５，・・・と、各アーチリブ１４，１４間及び、前記両端における各柱部材１２，１２間をそれぞれ水平に接続する複数本の水平部材１６，・・・と、これら柱部材１２，１２及びアーチリブ１４，１４及び各垂直部材１５，・・・及び各水平部材１６，・・・間に斜めに挿設された複数本の斜部材１７，・・・とを備えて構成されている。また、対向する各垂直部材１５，・・・間も、対向する各柱部材１２，１２間と同様に、水平部材１６，・・・及び斜部材１７，・・・で連結されている。
【００１７】
そして、本実施の形態では、各斜部材１７，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材１７，・・・を履歴型ブレース１７，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。すなわち、アーチリブ１４，１４と水平部材１６，・・・と垂直部材１５，・・・と水平部材１６，・・・とが形成する各構面間に、従来の技術で説明した通常の前記ブレース６，７に代えて、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース１７，・・・が挿設された構成となっている。
この履歴型ブレース１７，・・・としては、例えば特開２０００−８１０８５に開示されている履歴型ダンパー（引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける長尺部材であり、その中間部に中間材を配し、該中間材の両端にそれぞれ他端が他部材に連結される構成を有している）を好適に用いることができる。
【００１８】
図５に、この種の履歴型ブレース１７，・・・が有する復元力特性を示す。同図に示すように、繰返し軸力±Ｎ（Ｎｙ；降伏軸力）に対する軸変形δの描く曲線は、原点０より始まって図形Ｎａ−＞Ｎｂ−＞Ｎｃ−＞Ｎｄのような履歴曲線になり、この図形面積が塑性エネルギ吸収容量を示し、地震が作用した際に履歴型ダンパーとしての機能を発揮するようになっている。
【００１９】
この履歴型ブレース１７，・・・の配置について詳説すると、前記橋軸方向の各端部に形成される構面では、図３（ａ）に示すように、各履歴型ブレース１７，・・・は、対向する２本の柱部材１２，１２及びこれら柱部材１２，１２間を接続する水平部材１６，・・・との間に形成される複数の第１の四角形構面１８，・・・内に、該第１の四角形構面１８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置（山形状）に設けられた構成となっている。同様に、対向する垂直部材１５，１５間及びこれらを接続する水平部材１６，・・・によって形成される構面にも、同様の配置で履歴型ブレース１７，・・・が傾斜配置されている。
なお、この他にも、例えば図３（ｂ）に示すように、第１の四角形構面１８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２０】
続いて、橋梁の下側構面への履歴型ブレース１７，・・・の配置について説明すると、図２（ａ）に示すように、各履歴型ブレース１７，・・・は、各アーチリブ１４，１４と、これらアーチリブ１４，１４間を接続する各水平部材１６，・・・との間に形成される複数の第２の四角形構面１９，・・・内に、該第２の四角形構面１９，・・・各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられた構成となっている。これを図４を用いて詳説すると、四角形構面１９をなす構面ａ−ｂ−ｃ−ｄを形成する各アーチリブ１４，１４の中央にそれぞれ取付けた接合部材１４ａ，１４ａと、各水平部材１６，１６の中央にそれぞれ取付けた接合部材１６ａ，１６ａとの間を接続するように、それぞれ傾斜配置されている。そして、これら４本の履歴型ブレース１７，・・・は概略菱形をなしている。
なお、この他にも、例えば図２（ｂ）に示されるように、第２の四角形構面１９，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２１】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、図２（ａ），（ｂ）に示すアーチリブ１４，１４および水平部材１６，・・・等が変形すると、この構面に挿設した各履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
同様に、地震エネルギにより、図３（ａ），（ｂ）に示す柱部材１２，１２及び垂直部材１５，・・・及び水平部材１６，・・・が変形すると、各構面に挿設した履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００２２】
以上説明の本実施の形態の橋梁は、柱部材１２，１２及びアーチリブ１４，１４及び垂直部材１５，・・・及び水平部材１６，・・・間に斜めに挿設される斜部材に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース１７，・・・を用いる構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材１５，・・・や水平部材１６，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース１７，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース１７，・・・が作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材１２，１２，アーチリブ１４，１４，垂直部材１５，・・・，水平部材１６，・・・といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース１７，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
しかも、橋梁の各主要構成部材を大型化せずに済むことから、建造コストを削減することも可能としている。
【００２３】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース１７，・・・を、第１の四角形構面１８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第１の四角形構面１８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース１７，・・・を、第２の四角形構面１９，・・・の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面１９，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００２４】
次に図６，図７を参照しながら本発明の第２の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図６は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。また、図７は、同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図６のＦ−Ｆ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
図６，図７（ａ）に示すように、本実施の形態の中路式のアーチ橋は、両岸の基礎２０，２０間に架設された一対のアーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間に挟み込まれる位置に垂直部材２２，・・・により中央部が吊り下げ支持され、かつ両端が両岸の基礎２３，２３上に架設された橋桁２４と、アーチリブ２１，２１間を水平に接続する水平部材２５，・・・と、これらアーチリブ２１，２１及び水平部材２５，・・・間に斜めに挿設された斜部材２６，・・・とを備えた構成となっている。
中路式であるため、橋桁２４は、アーチリブ２１，２１の高さ方向の中間位置に架設されており、垂直部材２２，・・・は、橋桁２４より上方位置のアーチリブ２１，２１との間にのみ垂設され、また、各アーチリブ２１，２１は、車両の通行する部分を除き、水平部材２５，・・・で連結されている。
【００２５】
そして、本実施の形態では、各斜部材２６，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材２６，・・・を履歴型ブレース２６，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。すなわち、各アーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間を接続する各水平部材２５，・・・との間に形成される第２の四角形構面２７，・・・内に、該第２の四角形構面２７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ菱形状（四角形状）に、従来の技術で説明した通常の前記ブレース６，７に代えて、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース２６，・・・が挿設された構成となっている。これら履歴型ブレース２６，・・・は、上記第１の実施の形態で説明した履歴型ブレース１７，・・・と同様のものであるとして、その説明を省略する。
なお、この他にも、例えば図７（ｂ）に示されるように、第２の四角形構面２７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００２６】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、図７（ａ），（ｂ）に示すアーチリブ２１，２１および水平部材２５，・・・等が変形すると、この構面に挿設した各履歴型ブレース２６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース２６，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
なお、必要に応じて、橋桁２４を挟んで対向する各垂直部材２２，・・・間に、車輌の通過する部分を除いて水平部材２５，・・・でさらに接続するとともに、ここに履歴型ブレース２６，・・・を挿設する構成も、勿論採用可能である。
【００２７】
以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第１の実施の形態と同様に、橋梁に地震力が作用してアーチリブ２１，２１や水平部材２５，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース２６，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース２６，・・・が作動するため、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、アーチリブ２１，２１，垂直部材２２，・・・，水平部材２５，・・・といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース２６，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
しかも、橋梁の各主要構成部材を大型化せずに済むことから、建造コストを削減することも可能としている。
【００２８】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース２６，・・・を、第２の四角形構面２７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第２の四角形構面２７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００２９】
次に図８，図９を参照しながら本発明の第３の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図８は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。図９は、同アーチ橋の要部を示す図であって、図８のＧ部拡大図である。本実施の形態は、図１〜図５を用いて説明した上記第１の実施の形態の変形例であるので、上記第１の実施の形態との相違点を中心に説明するものとし、その他は上記第１の実施の形態と同様であるとしてその説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態の橋梁は、対向する前記各柱部材１２，１２間に形成される構面（図３で説明した前記第１の四角形構面１８，・・・）と、前記各アーチリブ１４間に形成される構面（図３で説明した前記第２の四角形構面１９，・・・）とに加えて、さらに、垂直部材１５，・・・及びアーチリブ１４を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内にも履歴型ブレース１７，・・・を挿設するようにした点が特に特徴的となっている。
すなわち、図９に示すように、この主構面ｅ−ｆ−ｇ−ｈにおける履歴型ブレース１７は、アーチリブ１４と垂直部材１５との接合部（角部ｇ）に取り付けた接合部材１５ａと、橋桁１１と垂直部材１５との接合部でかつ角部ｇの対角である角部ｅに取り付けた接合部材１５ｂとの間を接続するように傾斜配置されている。
なお、図示を省略するが、この角部ｅ−ｇ間に加えて、角部ｆ−ｈ間も履歴型ブレース１７で接続するなど、その他の構成も勿論採用可能である。
【００３１】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、主構面をなすアーチリブ１４および垂直部材１５が変形すると、この主構面に挿設した各履歴型ブレース１７，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース１７，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００３２】
そして、以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる上に、履歴型ブレース１７，・・・を、垂直部材１５，・・・及びアーチリブ１４を含む各主構面内に設ける構成を採用したことにより、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度をさらに強化することが可能となる。
【００３３】
次に図１０を参照しながら本発明の第４の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１０は、本実施の形態の橋梁である他のアーチ橋の正面図である。本実施の形態は、図６及び図７を用いて説明した上記第２の実施の形態の変形例であるので、上記第２の実施の形態との相違点を中心に説明するものとし、その他は上記第２の実施の形態と同様であるとしてその説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態の橋梁は、アーチリブ２１，２１と、これらアーチリブ２１，２１間を接続する前記各水平部材２５，・・・との間に形成される前記第２の四角形構面２７，・・・に加えて、さらに、垂直部材２２，・・・及びアーチリブ２１を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内にも履歴型ブレース２６，・・・を挿設するようにした点が特に特徴的となっている。
すなわち、図１０に示すように、この主構面における履歴型ブレース２６，・・・は、アーチリブ２１と垂直部材２２，・・・と橋桁とで形成される概略台形状の主構面内に、一対の対角間を接続するように傾斜配置されている。
なお、図示を省略するが、前記台形状の主構面内に、二対の対角間を接続するようにＸ字状に履歴型ブレース２６，・・・を交差配置させるなど、その他の構成も勿論採用可能である。
【００３５】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、主構面をなすアーチリブ２１および垂直部材２２が変形すると、この主構面に挿設した各履歴型ブレース２６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース２６，・・・が、上記第１の実施の形態で図５を用いて示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００３６】
そして、以上説明の構成を有する本実施の形態の橋梁によれば、上記第２の実施の形態と同様の効果が得られる上に、履歴型ブレース２６，・・・を、垂直部材２２，・・・及びアーチリブ２１を含む各主構面内に設ける構成を採用したことにより、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度をさらに強化することが可能となっている。
【００３７】
次に図１１〜図１３を参照しながら本発明の第５の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１１は、本実施の形態のトラス橋の正面図である。また、図１２は、同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＨ−Ｈ矢視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の変形例である。また、図１３は、同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＩ−Ｉ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【００３８】
図１１，図１２（ａ），図１３（ａ）に示すように、本実施の形態のトラス橋は、橋桁３０と、該橋桁３０を橋軸方向（橋桁３０の長手方向）の複数箇所で支持する橋脚３１，・・・と、橋桁３０上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・と、これら柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・の各上端を接続する一対の上弦部材３４，３４と、これら上弦部材３４，３４間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の柱部材３２，・・・間を水平に接続する水平部材３５，・・・と、これら柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・及び水平部材３５，・・・及び上弦部材３４，３４間に斜めに挿設された斜部材３６，・・・とを備えて構成されている。
【００３９】
そして、本実施の形態では、各斜部材３６，・・・の全てに、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース（以下、各斜部材３６，・・・を履歴型ブレース３６，・・・と称する）を採用している点が特に特徴的となっている。これら履歴型ブレース３６，・・・は、上記第１の実施の形態で説明した履歴型ブレース１７，・・・と同様のものであるとして、その説明を省略する。
すなわち、垂直部材３３，・・・及び柱部材３２，・・・を含む主構面（橋軸方向の左右両側面）内においては、図１１に示すように、四角形の一対の対角間を結ぶ対角線状、もしくは、四角形をなす一方の垂直部材３３の一辺中央とその対角間を結ぶ「く」の字状に、耐震ダンパーとしての履歴型ブレース３６，・・・が挿設された構成となっている。
【００４０】
また、各上弦部材３４，３４と、これら上弦部材３４，３４間を接続する各水平部材３５，・・・との間に形成される第４の四角形構面３７，・・・内においては、図１２（ａ）に示すように、この第４の四角形構面３７，・・・の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に、履歴型ブレース３６，・・・を設けた構成となっている。なお、この他にも、例えば図１２（ｂ）に示すように、第４の四角形構面３７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状（菱形状）に設けたり、または図１２（ｃ）に示すように、第４の四角形構面３７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００４１】
また、橋軸方向の各箇所における一対の柱部材３２，３２と、これら柱部材３２，３２間を接続する各水平部材３５，・・・との間に形成される複数の第３の四角形構面３８，・・・内においては、図１３（ａ）に示すように、この第３の四角形構面３８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に、履歴型ブレース３６，・・・を設けた構成となっている。なお、この他にも、例えば図１３（ｂ）に示すように、第３の四角形構面３８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状（Ｘ字状）に設ける構成など、その他の構成も勿論採用可能である。
【００４２】
以上説明の構成を有する橋梁に対し、地震が作用した場合について説明する。この地震エネルギにより、上弦部材３４，３４及び水平部材３５，・・・及び垂直部材３３，・・・，柱部材３２，・・・等が変形すると、各構面に挿設した各履歴型ブレース３６，・・・に、この変形量に見合った繰返し軸力が作用し、各履歴型ブレース３６，・・・が図５で示した履歴曲線を描いて応答する。その結果、地震エネルギが吸収されて振動が減衰する。
【００４３】
以上説明の本実施の形態の橋梁は、柱部材３２，・・・及び垂直部材３３，・・・及び水平部材３５，・・・及び上弦部材３４，３４間に斜めに挿設される斜部材に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレース３６，・・・を用いる構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材３３，・・・や水平部材３５，・・・等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレース３６，・・・に対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース３６，・・・が作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材３２，・・・，垂直部材３３，・・・，水平部材３５，・・・，上弦部材３４，３４といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレース３６，・・・の装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、垂直部材３３，・・・及び柱部材３２，・・・を含む主構面内に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向に沿った揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、第３の四角形構面３８，・・・の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置、もしくは第３の四角形構面３８，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４５】
また、本実施の形態の橋梁は、履歴型ブレース３６，・・・を、第４の四角形構面３７，・・・の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置、もしくは第４の四角形構面３７，・・・の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第４の四角形構面３７，・・・の各対角間を結ぶ対角線状に設ける構成を採用した。この構成によれば、特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４６】
本発明は、新設の橋梁への適用に加えて、各種既設の橋梁を改修してその耐震強度を補強する改修方法としても採用することが可能である。すなわち、橋桁を支持する柱部材と、前記橋桁及び前記柱部材を補強支持する垂直部材及び水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材間に斜めに挿設された斜部材とを有する既設橋梁の耐震強度を補強する場合（以上図示省略）において、前記斜部材として、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースに換装して耐震強度を補強する方法である。
【００４７】
この補強方法（改修方法）によれば、補強後の橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた前記各履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して各履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、前記各履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、既設橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、橋軸方向の各箇所における２本の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第１の四角形構面内に、該第１の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第１の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００４９】
また、請求項２記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５０】
また、請求項３記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，アーチリブ，垂直部材，水平部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５１】
また、請求項４記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、橋軸方向の各箇所における一対の柱部材と、これら柱部材間を接続する各水平部材との間に形成される第３の四角形構面内に、該第３の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第３の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材，上弦部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸に垂直方向の揺れに対する耐震強度を強化することが可能となる。
【００５２】
また、請求項５記載の橋梁は、各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、この履歴型ブレースが、各上弦部材と、これら上弦部材間を接続する各水平部材との間に形成される第４の四角形構面内に、該第４の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは第４の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは第４の四角形構面の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられている構成を採用した。この構成によれば、橋梁に地震力が作用して垂直部材や水平部材等が変形した場合、ここに斜部材として設けられた履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動し、その結果、地震エネルギが吸収されて橋梁の揺れを減衰させることができる。したがって、柱部材，垂直部材，水平部材，上弦部材といった橋梁の各主要構成部材を大型化せずとも、履歴型ブレースの装備によって地震エネルギを吸収することができるので、橋梁の構造重量の大幅増加を招来せずに済み、基礎構造を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。特に、橋軸方向及びこれに垂直方向の両方の揺れに対する耐震強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の橋梁の第１の実施の形態を示す図であって、アーチ橋の正面図である。
【図２】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＣ−Ｃ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図３】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１のＤ−Ｄ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図４】同アーチ橋の要部を示す図であって、図２（ａ）のＥ部拡大図である。
【図５】同アーチ橋の斜部材として用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸は履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸は履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【図６】本発明の橋梁の第２の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図７】同アーチ橋の要部を示す図であって、（ａ）は図６のＦ−Ｆ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図８】本発明の橋梁の第３の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図９】同アーチ橋の要部を示す図であって、図８のＧ部拡大図である。
【図１０】本発明の橋梁の第４の実施の形態を示す図であって、他のアーチ橋の正面図である。
【図１１】本発明の橋梁の第５の実施の形態を示す図であって、トラス橋の正面図である。
【図１２】同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＨ−Ｈ矢視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）の変形例である。
【図１３】同トラス橋の要部を示す図であって、（ａ）は図１１のＩ−Ｉ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。
【図１４】従来の橋梁の一例を示す図であって、アーチ橋の正面図である。
【図１５】同アーチ橋を示す図であって図１４のＡ−Ａ矢視図である。
【図１６】同アーチ橋を示す図であって図１４のＢ−Ｂ矢視図である。
【符号の説明】
１１，２４，３０・・・橋桁
１２，３２・・・柱部材
１４，２１・・・アーチリブ
１５，２２，３３・・・垂直部材
１６，２５，３５・・・水平部材
１７，２６，３６・・・斜部材，履歴型ブレース
１８・・・第１の四角形構面
１９，２７・・・第２の四角形構面
３４・・・上弦部材
３７・・・第４の四角形構面
３８・・・第３の四角形構面
Claims (5)
- 橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、
前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、
前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の前記各箇所における２本の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第１の四角形構面内に、該第１の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第１の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする橋梁。 - 橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ間に挟み込まれる位置に垂直部材により吊り下げ支持される橋桁と、前記アーチリブ間を水平に接続する水平部材と、これらアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、
前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、
前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする橋梁。 - 橋桁と、該橋桁を橋軸方向の各箇所のそれぞれ幅方向左右で支持する柱部材と、これら柱部材間の前記橋軸方向に架設された一対のアーチリブと、これらアーチリブ上に立設されて前記橋桁を支持する垂直部材と、前記各アーチリブ間及び、前記各箇所の前記各柱部材間をそれぞれ水平に接続する水平部材と、これら柱部材及びアーチリブ及び垂直部材及び水平部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを備えたアーチ橋である橋梁において、
前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、
前記履歴型ブレースが、前記各アーチリブと、これらアーチリブ間を接続する前記各水平部材との間に形成される第２の四角形構面内に、該第２の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第２の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状に設けられていることを特徴とする橋梁。 - 橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、
前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、
前記履歴型ブレースが、前記橋軸方向の各箇所における一対の柱部材と、これら柱部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第３の四角形構面内に、該第３の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第３の四角形構面の上辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする橋梁。 - 橋桁と、該橋桁を支持する橋脚と、前記橋桁上の橋軸方向に沿って左右それぞれに立設されて主構面をなす柱部材及び垂直部材と、これら柱部材及び垂直部材の上端を接続する一対の上弦部材と、これら上弦部材間及び、前記橋軸方向の各箇所における一対の前記柱部材間を水平に接続する水平部材と、これら柱部材及び垂直部材及び水平部材及び上弦部材間に構成される四角形構面で囲まれたスペースに斜めに挿設された斜部材とを有するトラス橋である橋梁において、
前記各斜部材のうちの少なくとも一部に、引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける履歴型ブレースが用いられ、
前記履歴型ブレースが、前記各上弦部材と、これら上弦部材間を接続する前記各水平部材との間に形成される第４の四角形構面内に、該第４の四角形構面の各対角間を結ぶ対角線状、もしくは前記第４の四角形構面の各辺中央部間を互いに結ぶ四角形状、もしくは前記第４の四角形構面の一辺中央部とその各対角間を結ぶ傾斜位置に設けられていることを特徴とする橋梁。
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