JP3727898B2 - 耐震橋脚構造 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に設けられた基礎上に立設され、かつ上部に橋桁が支持された耐震橋脚構造に関し、特にダンパを備えた構成の耐震橋脚構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、橋梁の構造においては、耐震性を考慮して設計施工する必要があり、各種の対策が講じられている。地盤において良好な支持層が浅い位置になく深い位置にある場合には、橋梁の基礎として直接基礎ではなく杭基礎やケーソン基礎を用い、橋梁がいわゆる支持層によって堅固な状態に支持されるように構成して地震等による水平荷重に耐えるようにしている。
【0003】
また、直接基礎においては、地震による水平荷重に対して基礎と接触した部分の摩擦力により抵抗し、水平荷重が摩擦抵抗力を超えて橋脚が滑動しないようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の橋脚においては、良好な支持層が浅い位置にない場合には杭基礎あるいはケーソン基礎により施工され、直接基礎を使用することができないという問題があり、また、このような基礎は、莫大な施工時間がかかるうえ、工事全体の工期が長くなるという問題があり、さらに基礎を施工するための機材を使用する際に広いスペースが必要になるという問題があった。
【0005】
また、直接基礎上にある構造物においては、地震による水平荷重によって橋脚が滑動した場合、地震力が直接橋脚に入力されるため、橋脚各部が損傷、破壊しやすく、橋脚の補修に莫大な時間と費用がかかるという問題があった。
【0006】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、直接基礎上に設置することが可能で、基礎の施工時間の短縮、工事全体の工期短縮を図ることができる耐震橋脚構造を提供することを目的とする。また、直接基礎と橋脚あるいは耐震橋脚の間に高さ調節機構を設け、維持補修を容易にし、時間と費用を縮減することができる耐震橋脚構造を提供することを目的とする。
【0007】
【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、以下の手段を採用する。
請求項1に係る発明は、地盤中に設けられた直接基礎上に立設された2つの橋脚と、これら2つの橋脚の間に架設された橋桁と、前記2つの橋脚の間の前記橋桁と前記直接基礎との間に立設された前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の耐震橋脚構造において、前記2つの橋脚は、前記直接基礎上に可動支承部を以って立設され、前記橋桁は前記2つの橋脚上に固定支承部を以って架設されていることを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1記載の耐震橋脚構造において、前記2つの橋脚は、前記直接基礎上に固定支承部を以って立設され、前記橋桁は前記2つの橋脚間に可動支承部を以って架設されていることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【0013】
請求項4に係る発明は、直接基礎上に可動支承部を以って立設され、2つの垂直部と1つの水平部とからなる門型に形成された橋脚と、前記直接基礎と前記水平部との間に介装され、前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1はこの発明の第1の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図において符号1は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造1は、基礎E上に立設された第1の橋脚2と、同様に基礎E上に立設された第2の橋脚3と、第1の橋脚2と第2の橋脚3との間に架設された第1の橋桁4と、基礎Eと第1の橋桁4との間に設けられた耐震橋脚5とを備えてなるものである。
第1の橋脚2は、垂直部61および62と水平部63とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部61および62は可動支承部6、7を以って基礎E上に設けられている。
第2の橋脚3は、垂直部64および65と水平部66とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部64および65は可動支承部8、9を以って基礎E上に設けられている。
第1の橋桁4は、第1の橋脚2の水平部63と第2の橋脚3の水平部66との間に架設されたものであって、この両端部が固定支承部12、13を以って接合されている。
耐震橋脚5は、基礎E上に立設されたものであり、上部にダンパ11が設けられ、下部に固定支承部10を以って接合されている。
【0018】
上記の構成において、ダンパ11は、例えば低YR鋼すなわち低降伏比鋼である。
また、耐震橋脚5は、第1の橋脚2および第2の橋脚3と組み合わせて設置されるものであり、これらの橋脚よりも強度的に弱いように形成されている。
また、図示されていないが、第1の橋桁4上には道路等の構造物が設けられており、基礎Eと第1の橋脚2または第2の橋脚3または耐震橋脚5の間に高さ調整機構が設けられている。
【0019】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造1においては、地震時における地震力が基礎Eから第1の橋脚2、第2の橋脚3、耐震橋脚5に入力されるが、この場合、耐震橋脚5は第1の橋脚2および第2の橋脚3よりも強度的に弱いので、地震力による損傷エネルギーを、第1の橋脚2、第2の橋脚3よりも強度的に弱い耐震橋脚5に集中させることができる。
ここで、可動支承部6から9は、第1の橋脚2と基礎Eとの水平方向の移動を一定範囲で許すものであるから、地震力が第1の橋脚2および第2の橋脚3に基礎Eから入力されると、この地震力は可動支承部6から9を介して、きわめて小さな振動として伝達される。一方、耐震橋脚5においては、この地震力は基礎Eから固定支承部10より伝達されるが、上部に設けられたダンパ11により吸収され、第1の橋桁4への地震力の伝達が抑制される。したがって、第1の橋桁4上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。
【0020】
上記の耐震橋脚構造1によれば、基礎Eとして直接基礎としたものであるが、耐震橋脚5にダンパ11を設けた構成であり、また、基礎Eが直接基礎であるため、基礎の施工時間の短縮、工事全体の工期短縮を図ることができる。
また、上記の耐震橋脚構造1によれば、基礎Eと第1の橋脚2あるいは第2の橋脚3あるいは耐震橋脚5との間に高さ調整機構が設けられているので、橋脚等を損傷、破壊した場合の補修を容易に行うことができる。
【0021】
また、本実施形態の耐震橋脚構造1においては、耐震橋脚5は第1の橋脚2および第2の橋脚3よりも強度的に弱いように形成されているので、地震力を耐震橋脚に集中させて橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達を抑制することができ、通常は直接基礎が使用不可能な地域でも直接基礎が使用可能となり、性能向上・効率向上がなされた耐震橋脚構造を実現することができる。
【0022】
図2は、この発明の第2の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図2において、耐震橋脚構造1は、基礎E上に立設された第1の橋脚2と、同様に基礎E上に立設された第2の橋脚3と、第1の橋脚2と第2の橋脚3との間に架設された第1の橋桁4と、基礎Eと第1の橋桁4との間に設けられた耐震橋脚5とを備えてなるものであり、この構成は上記第1の実施の形態と同様である。
【0023】
図2においては、上記の第1の実施の形態における図1と同一構成要素には同一符号を付し、以下上記の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
この実施の形態においては、耐震橋脚5の下部にダンパ11が介装されている。
上記の耐震橋脚構造1において、地震力が生じた場合には、基礎Eからの地震力がダンパ11によって吸収され、耐震橋脚5には地震力が抑制されて伝えられる。したがって、第1の橋桁4への振動の伝達は抑えられたものになる。
このように、この第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に第1の橋桁4上に設けられた構造物への振動が抑えられ、したがって橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになり、上記第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0024】
図3は、この発明の第3の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図において符号21は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造21は、基礎E上に立設された第3の橋脚22と、同様に基礎E上に立設された第4の橋脚23と、第3の橋脚22と第4の橋脚23との間に架設された第2の橋桁24と、基礎Eと第2の橋桁24との間に設けられた耐震橋脚25とを備えてなるものである。
第3の橋脚22は、垂直部71および72と水平部73とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部71および72は固定支承部26、27を以って基礎E上に設けられている。
第4の橋脚23は、垂直部74および75と水平部76とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部74および75は固定支承部28、29を以って基礎E上に設けられている。
第2の橋桁24は、第3の橋脚22の水平部73と第4の橋脚23の水平部76との間に架設されたものであって、この両端部が可動支承部32、33を以って接合されている。
耐震橋脚25は、基礎E上に立設されたものであり、上部にダンパ31が設けられ、下部に固定支承部30を以って接合されている。
【0025】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造21においては、地震力が第3の橋脚22および第4の橋脚23に基礎Eより入力されると、この地震力は固定支承部26から29を介して第3の橋脚22の垂直部71、72および第4の橋脚23の垂直部74、75に伝達され、可動支承部32、33を介して第2の橋桁24へきわめて小さな振動として伝達される。一方、耐震橋脚25においては、この地震力は基礎Eから固定支承部30を介して耐震橋脚25に伝達されるが、この場合の振動が上部に設けられたダンパ31により吸収され、第2の橋桁24への地震力の伝達が抑制される。
【0026】
したがって、第2の橋桁24上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。この結果、この耐震橋脚構造21においても、上記の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0027】
図4は、この発明の第4の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造21を示す図である。
図4において、耐震橋脚構造21は、基礎E上に立設された第3の橋脚22と、同様に基礎E上に立設された第4の橋脚23と、第3の橋脚22と第4の橋脚23との間に架設された第2の橋桁24と、基礎Eと第2の橋桁24との間に設けられた耐震橋脚25とを備えてなるものであり、この構成は図3の構成と同様である。
【0028】
この図4においても、上記の実施の形態における図3と同一構成要素には同一符号を付し、以下上記の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
この実施の形態においては、耐震橋脚25の下部にダンパ31が介装されている。
この耐震橋脚構造21において、地震力が生じた場合には、基礎Eからの地震力がダンパ31によって吸収され、耐震橋脚25には地震力が抑制されて伝達される。したがって、第2の橋桁24に伝達される振動は抑えられたものになる。よって、この第4の実施の形態においても、第3の実施の形態と同様に第2の橋桁24上に設けられた構造物への振動が抑えられ、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになり、上記の第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0029】
図5は、この発明の第5の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図5において符号41は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造41は、基礎E上に立設された第5の橋脚42と、同様に基礎E上に立設された第6の橋脚43と、第5の橋脚42と第6の橋脚43との間に架設された第3の橋桁44と、基礎Eと第5の橋脚42および基礎Eと第6の橋脚43との間に設けられた耐震橋脚45とを備えてなるものである。
第5の橋脚42は、垂直部81および82と水平部83とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部81および82は可動支承部46、47を以って基礎E上に設けられている。
第6の橋脚43は、垂直部84および85と水平部86とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部84および85は可動支承部48、49を以って基礎E上に設けられている。
第3の橋桁44は、第3の橋脚42の水平部83と第4の橋脚43の水平部86との間に架設されたものであって、この両端部が固定支承部61を以って接合されている。
耐震橋脚45は、基礎E上に立設されたものであり、上部にダンパ51が設けられ、下部に固定支承部50または52を以って接合されている。
【0030】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造41においては、地震力が第5の橋脚42および第6の橋脚43に基礎Eより入力されると、この地震力は可動支承部46から49によってきわめて小さい振動として伝達される。一方、耐震橋脚45においては、この地震力は基礎Eから固定支承部50または52より伝達されるが、上部に設けられたダンパ51または53により吸収され、第3の橋桁44への地震力の伝達が抑制される。
【0031】
したがって、第3の橋桁44上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。この結果、この耐震橋脚構造41においても、上記の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0032】
図6は、この発明の第6の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造41を示す図である。
この図に示す実施の形態が上記図5に示す実施の形態と異なる点は、図5において、耐震橋脚45の上端に設けたダンパを下部に設けた点である。
【0033】
この実施の形態においては、地震力が生じた場合、基礎Eからの地震力は、ダンパ51または53を介して耐震橋脚45に入力されることになるが、この際、ダンパ51または53によって地震力が抑制され、耐震橋脚45に伝達された振動が抑えられたものになる。したがって、上記の第5の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明した本発明の耐震橋脚構造においては以下の効果を奏する。
請求項1から4に係る発明によれば、ダンパを備えた耐震橋脚であるので、地震時における振動を吸収して構造物各部の損傷、破壊を防止することができる。また、地震力を抑制するので、橋脚を直接基礎上に立設することができる。
【0035】
また、直接基礎が使用可能になることにより、基礎の施工時間の短縮を図ることができ、工事全体の工期短縮を図ることができる。さらに、杭基礎あるいはケーソン基礎を施工するための機材を使用する広いスペースが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図3】 本発明の第3の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図4】 本発明の第4の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図5】 本発明の第5の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図6】 本発明の第6の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【符号の説明】
1、21、41 耐震橋脚構造
2 第1の橋脚
3 第2の橋脚
4 第1の橋桁
5、25、45 耐震橋脚
11、31、51、53 ダンパ
22 第3の橋脚
23 第4の橋脚
24 第2の橋桁
42 第5の橋脚
43 第6の橋脚
44 第3の橋桁
Claims (4)
- 地盤中に設けられた直接基礎上に立設された2つの橋脚と、
これら2つの橋脚の間に架設された橋桁と、
前記2つの橋脚の間の前記橋桁と前記直接基礎との間に立設された前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする耐震橋脚構造。 - 請求項1記載の耐震橋脚構造において、
前記2つの橋脚は、前記直接基礎上に可動支承部を以って立設され、前記橋桁は前記2つの橋脚上に固定支承部を以って架設されていることを特徴とする耐震橋脚構造。 - 請求項1記載の耐震橋脚構造において、
前記2つの橋脚は、前記直接基礎上に固定支承部を以って立設され、前記橋桁は前記2つの橋脚間に可動支承部を以って架設されていることを特徴とする耐震橋脚構造。 - 直接基礎上に可動支承部を以って立設され、2つの垂直部と1つの水平部とからなる門型に形成された橋脚と、
前記直接基礎と前記水平部との間に介装され、前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、
該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする耐震橋脚構造。
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