JP3746463B2 - ２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁における橋脚を免震支持することができる２層分離型フーチングを用いた橋梁の基礎免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、（１）橋梁等の耐震設計においては、兵庫県南部地震以来、関東地震や兵庫県南部地震規模のレベル２地震動に対して、主に橋脚に塑性ヒンジを誘発し、基礎構造は基礎の降伏（基礎本体部分の降伏、地盤抵抗の塑性化等）に達しないよう橋脚の設計に用いる地震力より１０％大きな作用力に対して設計されている。
【０００３】
また、従来、（２）図１２（ｃ）に示すように、橋梁における橋脚１１の下部に橋軸方向に寸法の長い広幅フーチング５５と、基礎５４との間に、ゴム層と鋼板とを交互に積層して構成した多数の積層ゴムブロック５３あるいはデバイスを配置する形式の免震構造が採用されていた。
【０００４】
さらに、（３）特開２００１−２００５０８号公報により公表されているように、柱状の橋脚下端部と基礎と間に板状の弾性体を介在させる免震構造も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）の場合の基礎構造は、補強鋼材量などが多くなり、建設コストが増大すると言う問題がある。前記（２）の従来の場合には、積層ゴムブロック５３あるいはデバイスを使用するので、コストが高くなるという問題がある。また、広幅のフーチング５５を使用しているので、地震時等にフーチング５５がロッキング（回転）しにくいという問題がある。さらに、このような構造の場合には、構造物の補修および積層ゴムブロックの取り替えができないという課題がある。
【０００６】
前記（３）の構造形式の場合は、基礎フーチングの上部に突起を設けたり、橋脚下端部を筒状に形成する等構造が複雑になると共に、橋脚と基礎フーチングとの間に板状の弾性体を介在させる形式であり、基礎フーチングそのものを２層にする形式ではないので、汎用性がなく、建築物一般の他の基礎構造に適用できないという問題がある。
【０００７】
また、台湾集集地震などでは、断層変位により、大きな被害が生じていることから、断層変位などの強制変位にも、ある程度追従可能な基礎構造が要望される。
【０００８】
本発明者は、図１４に示すように、従来、直接基礎等の基礎において、地震時に、矢印Ａで示すような水平力が作用した場合、２点鎖線で示すように、橋脚１１の下部のフーチング５１の浮き上がりにより、下部工（下部構造物）や上部工（上部構造物）の応答値が低減される現象に着目し、このことから、種々研究した結果、フーチング５１を上下２層に分離することで、レベル２地震時に分離された上部フーチングがロッキング振動することで、上部フーチング下端で非線形挙動が生じるようになり、橋脚等の上部工を免震化することができること、また、フーチングを２層にすることで、フーチングを有する基礎構造全般に適用可能なこと、さらに、地震時の断層変位などの強制変位が生じた場合には、地震後にジャッキなどで、修復しやすい基礎構造になることを知見し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、橋脚のみならず、フーチング基礎構造を備えている基礎構造一般に適用することができる２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造においては、基礎構造におけるフーチングを、ベースフーチングと、これに支持されて地震時に分離してロッキング可能な上部フーチングとの２層にした２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒を備えた転倒防止装置により連結されて、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、前記ベースフーチングに上部フーチングの横移動を規制するサイドブロックを設けたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、上部フーチングとベースフーチングとの間に介在された上下のシートの境界面により分離境界面が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４の発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、分離境界面を介して上部フーチングとベースフーチングの上下２層に分離可能に構成された２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造であって、前記ベースフーチングと上部フーチングとの間にグラウトを充填するために、前記上部フーチングがベースフーチングに対して昇降可能に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１〜３の発明によると、フーチングを、上部フーチングとベースフーチングとの２層構造とした免震構造とすることができ、橋脚基礎以外のフーチングを使用する構造の基礎免震構造とすることができ、また、橋脚下部の基礎構造に採用した場合は、地震時の挙動はロッキング（回転）によるものなので、地震後の残留変形が生じない。また、地震時の応答が長周期領域の橋梁では、本発明の免震構造を組み込んでも応答変位は増加しない。また、特に本発明では、ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒 を備えた転倒防止装置により連結されているので、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止することができる。
【００１５】
また、本発明では、単にフーチングを分離しただけの単純な構造であるので、損傷が生じた場合でも補修が容易である。また、断層変位などの強制変形に対しても、基礎の拘束条件が緩和されることにより、構造系の強制変位に対する追従性（安全性）が向上する。また、本発明の構造は、従来のように、免震支承などのデバイスを用いないので、経済的で取替え不要な免震構造である。
【００１６】
また、請求項４の発明によると、地震時等の断層変位などの強制変位が生じた場合、２層に分けたフーチング間をジャッキで位置調整したのちに、コンクリート等のグラウトを充填硬化することで、比較的容易に強制変形に対する修復を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
【００１８】
次に、図１から図８を参照しながら、本発明の第１実施形態を図によって、詳細に説明する。
【００１９】
先ず、図１は本発明の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造をラーメン橋５５の基礎に適用した場合を示す一部縦断概略側面図、図２は、図１の一部を拡大して示す一部縦断側面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はリフトアップ用スリーブおよび転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部の保護手段を設けた状態を示す一部切欠縦断側面図、図４（ａ）は図２の一部を拡大して示す図、図４（ｂ）は転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部付近における保護手段の他の形態を示す縦断側面図である。
【００２０】
図２〜図４を参照して説明すると、鉄筋コンクリート製等のベースフーチング１を備えていると共に、前記ベースフーチング１と一体に、その周縁部に、橋軸方向両側に鉄筋コンクリート製側壁２および橋軸直角方向両側に鉄筋コンクリート製側壁３からなる周壁４が設けられて、上部が開放されている箱型断面のベースフーチング付基礎５が構成され、前記ベースフーチング基礎５の内側における橋軸方向の両側壁２の下部には、前記側壁２と一体に上部に向って拡開するように傾斜する傾斜面５７を有するサイドブロック６が対向するように設けられている。このサイドブロック６は、必要に応じ設けるようにすればよく、サイドブロック６を省略しても良い。
【００２１】
前記サイドブロック６を設ける理由は、橋脚１１から上部フーチング１０に負荷される上部工側の自重と、上部フーチング１０とベースフーチング１同士の摩擦力の関係で、上部工の自重が軽い時には、地震時に上部フーチング１０が橋脚の上部を中心として回転するようにロッキング（回転）しないで、ベースフーチング１の上面を所定の摩擦を超えた時にすべりだけになる恐れがあり、この対策として、サイドブロック６を設けることにより、上部フーチング１０の橋軸方向の横移動を所定の間隙以上にすべり移動しないように規制し、積極的にロッキングさせるように構成するために設けられている。したがって、側壁２を上部フーチング１０に近接して設けることによって、前記サイドブロック６と同様な作用をさせる場合には、前記サイドブロック６を省略してもよい。
【００２２】
前記ベースフーチング１の上面は、この実施形態では、平坦な上面とされ、その平坦な上面に、合成樹脂あるいはゴム製シート等の下部シート７が敷設されていると共に、前記下部シート７の上面に上部シート８を積層して構成した分離（剥離）用シート９が敷設され、前記上部シート８の上面に現場打ちの鉄筋コンクリート製等の上部フーチング１０が設けられている。前記ベースフーチング１と上部フーチング１０とにより、上下に分離可能なフーチング３０が構成されている。前記各下部シート７および上部シート８の材質は適宜の材質でよいが、シート相互の境界面はフーチングの分離用境界面となるので、積層した状態で、地震時に横方向に比較的容易に分離移動可能な材質であるのが望ましい。
【００２３】
この実施形態では、上部フーチング１０の上部に、鉄筋コンクリート製橋脚１１が一体に設けられ、前記橋脚１１の上部に橋体５６が一体に設けられて、鉄筋コンクリート製ラーメン橋５５が構成されている。
【００２４】
前記上部フーチング１０の橋軸方向の下部両端面は、前記ベースフーチング１の橋軸方向の側壁２内面から内側に離れた位置になるように傾斜面５８が形成され、前記上部フーチング１０側の橋軸方向の端部側と、前記ベースフーチング基礎５側の内側面との間隙Ｇが、この実施形態では、一対のシート間により形成されている。そして、地震時等に、上部フーチング１０に所定の水平力が作用した時に、上部フーチング１０がロッキング（回転）ができるように構成されている。
【００２５】
前記の上部フーチング用の分離用シート９は、地震時において、ベースフーチング１が橋軸方向に移動した場合、上部フーチング１０も同様に橋軸方向に移動しようとするが、上部フーチング１０が所定の水平力で、ベースフーチング１と、分離して上部フーチング１０が独立してロッキングできるように構成するため、前記下部シート７と上部シート８は、その積層境界面が分離しやすい材料であることが望ましい。
【００２６】
また、前記ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部で橋軸方向の中間部には、前記上部フーチング１０のロッキングを許容すると共に、所定以上にベースフーチング１と上部フーチング１０が分離して、橋脚１１またはベースフーチング１が転倒しないように規制する転倒防止装置１８が設けられている。
【００２７】
この実施形態では、ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部に、橋軸方向に間隔をおいて、下部にアンカープレート５９を装着した複数の転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の下部が埋め込み固定され、前記転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の中間部は、前記上部フーチング１０に埋め込み固定された縦管６２内に間隙を設けて同心状に配置され、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の上端部の雄ねじ軸部１３には、上部フーチング１０の上面から間隙Ｌを介して、支圧板１４およびナット１５が螺合されて、前記上部フーチング１０が所定以上に、ロッキングして、転倒するのを防止している。前記の転倒防止用ＰＣ鋼棒１２と、縦管６２との間隙（クリアランス）Ｓは、上部フーチング１０のロッキング時に、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２に過大な外力を作用させないために設けられ、また、上部フーチング１０の橋軸直角方向のロッキングに対しては、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の上部に間隙（クリアランス）Ｌを設けて、必要以上にロッキングしないように構成されている。
【００２８】
さらに、前記ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の両端部の４隅部には、上部外周面に雄ねじ部１６を備えている中空管体からなるリフトアップ用スリーブ１７が、図示を省略するがジベル等により埋め込み固定され、前記ベースフーチング１の上面から前記雄ねじ部１６が露出するように構成され、前記リフトアップ用スリーブ体１７を利用して、上部フーチング１０のレベルおよび傾斜調整（詳細は後記する）を可能にしている。
【００２９】
前記上部フーチング１０の橋軸方向の幅寸法は、橋脚の高さ寸法にもよるが、レベル２の地震時に、ベースフーチング１に対して、上部フーチング１０が剥離して、ロッキング振動が可能なように、適宜寸法設定するとよい。このようにすることにより、レベル２地震時には、上部フーチング１０の下端で非線形挙動が生じ、橋梁全体系としては、免震化される。
【００３０】
また、図３ｂに示すように、橋軸直角方向の両側の前記転倒防止装置１８の上部を防錆するために、断面溝形のキャップ状の保護コンクリート２０からなる防錆用保護キャップ２１が複数の転倒防止装置１８を覆うように上部フーチング１０に設置され、同様に、前記各リフトアップ用スリーブ１７の上部を防錆するために、グリース等が雄ねじ部１６塗布された後、断面溝形のキャップ状の保護コンクリート２０からなる防錆用保護キャップ２２が設置されている。
【００３１】
なお、前記の分離用シート９としては、前記以外に金属製あるいは布製等他の適宜の面状（または面板状）の部材を使用することができる。また、前記実施形態では、ベースフーチング１と上部フーチング１０との間に、上部シート８と下部シート７の２層のシートを介在させるようにしたが、ベースフーチング１１と上部フーチング１０を剥離させるためのものであるので、１層のシートを設けるようにしてもよい。
【００３２】
前記のように構成された２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造においては、レベル２地震時には、上部フーチング１０がロッキング振動することで、上部フーチング１０の下端では、非線形挙動が生じ、地震力を低減し、橋梁全体系としては、免震化される。
【００３３】
次に、地震時等に地盤２３が沈下した場合に、前記上部フーチング１０のレベルおよび傾斜状態を修復する場合について、図５〜図７を参照しながら説明する。
図５は、地震時等に地盤が断層変位して、本発明のフーチング３０および橋脚１１が鉛直中心線Ｈに対して傾斜沈下した状態を示す縦断側面図、図６はリフトアップ用スリーブ１７にジャッキ２６のケーシング側を連結して、上部フーチング１０をリフトアップして、上部フーチング１０を水平にした状態を示す縦断側面図、図７は、上部フーチング１０を水平にリフトアップした状態で、ベースフーチング１の上面にグラウト２８を充填硬化して、硬化したグラウトの水平な上面により支持面２９を形成した状態を示す縦断側面図である。
【００３４】
先ず、図５に示すように、地震時に基礎地盤２３が断層変位した場合、前記各リフトアップ用スリーブ１７を保護している防錆用保護キャップ２２を取り除き、図６に示すように、前記各リフトアップ用スリーブ１７の内部に、前記分離用シート９に載置するように、鋼棒製サドル２４を挿入設置する。
【００３５】
次いで、各リフトアップ用スリーブ１７の上部の雄ねじ軸部１６に、下部に押圧用可動ピストン２５を備えている油圧ジャッキ２６のケーシングに固定の雌ねじ管体２７を螺合連結し、油圧ジャッキにおけるピストン杆２５を短縮させた状態で、前記サドル２６の上面に載置する。その後、前記鋼製サドル２６に反力をとるようにして、沈下している側の各液圧ジャッキ２６の可動ピストン２５を伸長し、相対的に沈下している側の上部フーチング１０を持ち上げる（リフトアップし）と共に、各４隅の液圧ジャッキ２６の伸縮量を調整して、上部フーチング１０全体を水平状態にする。
【００３６】
次いで、図７に示すように、ベースフーチング１と上部フーチング１０との周囲の間隙からグラウト２８を注入して、前記ベースフーチング１の上面（この実施形態の場合は、剥離シート９の上面）に、上部フーチング１０の水平な下面に達するまでグラウト２８を充填し、硬化させ、前記硬化したグラウト２８の水平な上面により、水平な支持面２９を形成する。
【００３７】
その後、各液圧ジャッキ２６のピストン杆２５を短縮して、前記上部フーチング１０を、前記硬化したグラウト２８の水平な支持面２９に載置させる。なお、前記サドル２４はそのまま、残置してもよく、撤去してもよい。前記サドル２４を撤去する場合には、前記サドル２４の上端面に、雌ねじ孔を設けて、アイボルト等の適宜の連結具を連結して、搬送撤去可能に構成してもよい。
【００３８】
その後、前記転倒防止用ＰＣ鋼棒１２と、前記リフトアップ用スリーブ１７の上端部防錆用に、前記と同様に、防錆用保護キャップ２１，２２を設置して、修復作業を終了させる。
【００３９】
このように上部フーチング１０のレベルおよび傾斜修復された後では、上部フーチング１０側（硬化したグラウト２８）の下面に、分離用シート９が介在されているので、上部フーチング１０とベースフーチング１を剥離させることができ、地震時等に容易に剥離可能な分離境界面を形成し、上部フーチング１０のロッキングを容易に行なわせることができる。
【００４０】
なお、前記サドル２４の下面に当接される部分の分離用シート９に開口部を設けて、前記上部フーチング１０をリフトアップする場合に、前記上下の分離用シート９を上部フーチング１０と共に、上昇移動できるように、前記分離用シート９における上部シート８を上部フーチング１０に接着剤等の適宜の手段により固定し、また下部シート７を前記上部シート８または上部フーチング１０に保持させるようにしてもよい。このようにすると、分離用シート９における下部シート７の下方側にグラウト２８を打設することができる。なお、前記のように修復した後に、再度断層変位した場合には、前記と同様に再度上部フーチング１０のレベルおよび傾斜調整する。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について、図８および図９を参照しながら説明する。図８は、上部フーチング１０の一部をプレキャスト製とした形態を示す縦断側面図、図９（ａ）は第２実施形態のプレキャスト製上部フーチング１０を取り出して示す平面図、図９（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４２】
この実施形態は、上部フーチング１０の一部をプレキャスト製とした形態で、ベースフーチング１の上面と、前記ベースフーチング１の上面に載置されたプレキャスト製上部フーチング本体３１の下部外面とにより、分離境界面が形成されている２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を示す形態である。また、前記実施形態の分離用シート９が省略されているが、その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、相違する部分を主に説明し、同様な要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図９に示すように、上部フーチング１０を構成する下面部および側面部が、一体型のプレキャスト製上部フーチング本体３１とされている。
【００４４】
前記プレキャスト製上部フーチング本体３１は、鉄筋コンクリートの矩形状下面部フーチング３２と一体に、その周縁部に、橋軸方向両側の鉄筋コンクリート製の側壁３３および橋軸直角方向の側壁３４からなる矩形状周壁３５が設けられて構成されて、上部が開放されている箱型断面のプレキャスト製上部フーチング本体３１とされ、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の凹部３６内には、上部フーチング本体３１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の中間部の下面部フーチング３２に、複数の縦管６２の下部が埋め込み固定され、前記縦管６２の上端部は、プレキャスト製上部フーチング本体３１の上端レベルに合致するように構成されている。前記縦管６２の下部外周面には、適宜ずれ止めジベル等（図示を省略した）が固定されて、縦管６２が下面部フーチング３２と一体に、かつ鉛直になるように設置されている。
【００４５】
さらに、上部フーチング本体３１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の両端部の４隅部には、上部外周面に雄ねじ部１６を備えているリフトアップ用スリーブ１７の下部にジベル等のずれ止め部材６０が固定され、前記リフトアップ用スリーブ１７の下部が下面部フーチング３２に埋め込み固定されている。
【００４６】
なお、図示を省略するが、前記上部フーチング本体３１の凹部３６内には、この内側に配筋された後、打設されるコンクリート３７との一体化を高めるために、ジベル等のずれ止め部材が内向きに設けられる。
【００４７】
このように構成された上部フーチング本体３１が、ベースフーチング５内のベースフーチング１の上面に載置されたのち、前記凹部３６内に配筋され、場所打ちのコンクリート３７が一体に設けられて、上部フーチング１０が構成され、そのコンクリート３７の上部に鉄筋コンクリート製橋脚１１の下部が一体に築造されている。この実施形態では、前記ベースフーチング１とプレキャスト製上部フーチング本体３１とその内部の鉄筋コンクリート３７との上部フーチング１０とにより、上下に分離可能なフーチング３０が構成されている。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００４８】
この実施形態のように、上部フーチング１０の下部を箱型として、予め工場あるいは現場付近などで築造しておくと、ベースフーチング１の上部に寸法精度の高い上部フーチング１０を築造することができ、また、上部フーチング１０の現場打ちコンクリート３７の部分を容易に打設することができ、ベースフーチング１と上部フーチング１０の側部の間隙Ｇも確実に設定することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
図１０および図１１は、本発明の第３実施形態を示すものであって、図１０はプレキャスト製上部フーチング本体３１の下部にフラットジャッキ３９を配置した形態を示す縦断側面図、図１１は図１０におけるプレキャスト製上部フーチングの下部の一部を拡大して示す図である。
【００５０】
この実施形態は、プレキャスト製上部フーチング本体３１の下部の隅部４箇所に、例えばフラットジャッキ収納用凹部３８を形成し、そのフラットジャッキ収納用凹部３８に、フラットジャッキ３９が配置され、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の躯体内に予め給液パイプ４０が埋め込み固定され、その給液パイプ４０の出口とフラットジャッキ３９の入口とは、連結金具６１により連結されて、フラットジャッキ３９に圧油または硬化性樹脂あるいはモルタル等の経時硬化性材料を注入充填することができる。この実施形態のフラットジャッキ３９は、短縮した状態で、中央部の平行な上下の各平板部４１の周縁部に一体に連設された周側部の中空環状膨出部４０を備えている凹溝付円板状金属製ジャッキ本体４２と、上部凹溝４３および下部凹溝４４には、メッシュ（図示を省略）などにより耐圧補強された樹脂モルタル４５が充填固化されている。なお、前記フラットジャッキ３９の上下に適宜高さ調整用の部材を介在させるようにしてもよい。
【００５１】
この実施形態では、予め、プレキャスト製上部フーチング本体３１にフラットジャッキ３９を収納しているので、前記各実施形態のように、リフトアップ用スリーブ１７および鋼製サドル２４および液圧ジャッキ２６を設けなくても、上部フーチング１０をリフトアップおよび傾斜調整することができる。
【００５２】
なお、前記フラットジャッキ３９を、例えば、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の凹部３８の天井面に固定するようにしてもよく、ベースフーチング１の所定の位置に載置した後、プレキャスト製上部フーチング本体３１を載置するようにしてもよい。また、給液パイプ４０を下面部フーチング３２に埋め込んで、側壁３３（３４）の内面に沿って上昇させて配管するようにしてもよい。その他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００５３】
＜他の変形形態＞
前記実施形態では、基礎地盤２３に直接ベースフーチング１を設ける直接基礎形式の形態について説明したが、本発明を実施する場合、図１２（ａ）に示すように、多数の基礎杭４７上に、前記各杭４６の上部を埋め込むように、鉄筋コンクリート製の箱型ベースフーチング基礎５を現場打ちで設け、その箱型ベースフーチング基礎５に、分離用シート９を介して現場打ちの上部フーチング１０を築造するようにしてもよく、あるいは前記箱型ベースフーチング基礎５に、図示を省略するが、プレキャスト製の上部フーチング本体３１を載置するようにして、フーチング基礎を構成するようにしてもよい。
【００５４】
また、図１２（ｂ）に示すように、ケーソン４８等の筒状構造物の上部に設けた頂版４９をベースフーチング１とすることもでき、前記頂版４９からなるベースフーチング１の上部に、現場打ちの上部フーチング１０を構築してもよく、あるいは分離用シート９を介在させて、上部フーチング１０を構築するようにしてもよく、あるいはプレキャスト製上部フーチング本体３１を設置するようにしてもよい。ケーソン４８の上部の筒状壁部分を周壁４として、利用するようにしてもよい。
【００５５】
本発明を実施する場合、図１３に示すように、ベースフーチング１の上面を橋軸方向に波形の上面５０とし、また、前記ベースフーチング１の波形上面に噛合うように、橋脚下端部の上部フーチング１０の下面を橋軸方向に波形の下面５１として、上部フーチング１０が橋軸方向に滑り移動するのを防止し、上部フーチング１０のロッキングが起こりやすいようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明を実施する場合、図示を省略するが、ベースフーチング１の凹部底部の上面全体を、橋軸方向に曲率半径の大きい断面円弧状の凹部としてもよく、また上部フーチング１０の下面全体を前記凹部に嵌合するように、断面円弧状の凸部としてもよい。
【００５７】
本発明を実施形態する場合、上下のシート７，８を比較的厚いゴム層とした場合は、上部フーチング１０の面積を大きくしても良いが、上部フーチング１０を地震時にロッキングさせるには、上部フーチング１０の橋軸方向の長さ寸法を小さくした方が、上部フーチング１０がロッキングしやすく、地震力を低減できる橋脚１１とフーチング３０の免震構造とすることができる。
【００５８】
前記各実施形態において説明したように、ベースフーチング１を直接基礎としてもよく、また、一つの杭基礎、あるいは深礎杭基礎等の基礎に、ベースフーチング１を設けるようにしてもよい。
【００５９】
また、前記実施形態においては、上部フーチング１０の橋軸直角方向のロッキングを防止するために、上部フーチング１０の橋軸直角方向の両側部に、ロッキングによる転倒防止用ＰＣ鋼棒１２を備えた転倒防止装置１８を設けるようにしたが、本発明を実施する場合、図示を省略するが、ベースフーチング１の上部に、上部フーチング１０の上面に間隙（クリアランス）を有して対向する転倒防止用フランジを設けて、上部フーチング１０の橋軸直角方向の必要以上のロッキングを防止し、必要以上のロッキングによる上部フーチング１０を含む橋脚１１の転倒を防止するようにしてもよい。
【００６０】
前記実施形態では、主に地震時の断層変化に対応するように説明したが、地震以外の地盤沈下で、ベースフーチング１が変位（沈下）した場合にも、前記と同様に、ジャッキ２６で上部フーチング１０を持ち上げ、上下のフーチング１０，１の空隙にグラウト２８を流し込み支持面２９を形成することで、上部フーチング１０を正常な位置に戻すことができる。
【００６１】
前記実施形態では、上部フーチング１０の下面レベルより下方にグラウト２８を充填硬化した後、上部フーチング１０を降下させるようにしたが、本発明を実施する場合、上部フーチング１０の下面レベルまでグラウトを充填硬化するようにしてもよく、この場合は、上部フーチング１０とグラウトとの一時的な付着があるが、地震時の外力により、付着状態が解消されて、非付着（分離可能な）状態にされる。
【００６２】
前記各実施形態のように、予めジャッキ２６，３９などを設置できる空間を上層の上部フーチング１０に設けることで、断層変位などの強制変位が生じた場合に、ジャッキにより上部フーチング１０を変位前の位置に移動し、ベースフーチング１と上部フーチング１０との空間にグラウト２８を充填することで、修復することが可能になる。
【００６３】
本発明を橋脚以外の建築物の下部あるいは、建築物の柱下部の基礎免震構造に採用するようにしてもよい。
【００６４】
本発明を実施する場合、前記分離用シート９の構成として、上下の各シート７，８が、ゴム製シート，合成樹脂製シートあるいは布製シートまたは金属製シートまたはこれらの組み合わせられたシートにより構成してもよい。
前記の補修工法によると、上部フーチングをリフトアップした後、グラウトの充填硬化による支持面を形成するだけであるので、比較的簡単に、上部フーチングのレベル調整および傾斜調整を行なうことができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、下記のような効果を奏することができる。
（１）フーチングを、上部フーチングとベースフーチングとの２層構造とすることで、免震構造とすることができ、また、全てのフーチングを備える基礎形式を対象として、免震構造とすることが可能である。
（２）本発明の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を、橋脚下部の基礎構造等に採用した場合は、地震時の挙動はロッキング（回転）によるものなので、地震後の残留変形が生じない。
（３）地震時の応答が長周期領域の橋梁では、本発明の免震構造を組み込んでも応答変位は増加しない。
（４）本発明では、単にフーチングを分離しただけの単純な構造であるので、損傷が生じた場合でも補修が容易である。
（５）断層変位などの強制変形に対しても、基礎の拘束条件が緩和されることにより、構造系の強制変位に対する追従性（安全性）が向上する。
（６）断層変位などの強制変位が生じた場合、２層に分けたフーチング間をジャッキで位置調整したのちに、コンクリート等のグラウトを充填硬化することで、比較的容易に強制変位に対する修復を行うことができる。
（７）本発明の構造は、従来のように、免震支承などのデバイスを用いないので、経済的で維持管理の不要な免震構造である。
（８）ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒を備えた転倒防止装置により連結されて、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示すものであって、ラーメン橋の基礎に適用した場合を示す一部縦断概略側面図である。
【図２】 図１の一部を拡大して示す一部縦断側面図である。
【図３】 （ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はリフトアップ用スリーブおよび転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部の保護手段を設けた状態を示す一部切欠縦断側面図である。
【図４】 （ａ）は図２の一部を拡大して示す図、（ｂ）は転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部付近における保護手段の他の形態を示す縦断側面図である。
【図５】 地震時等に地盤が断層変化して、本発明のフーチングおよび橋脚が傾斜沈下した状態を示す縦断側面図である。
【図６】 リフトアップ用スリーブにジャッキを連結して、上部フーチングをリフトアップして、上部フーチングを水平にした状態を示す縦断側面図である。
【図７】 図６の状態からベースフーチングの上面にグラウトを充填硬化して、硬化したグラウトの水平な上面により支持面を形成した状態を示す縦断側面図である。
【図８】 本発明の第２実施形態を示すものであって、上部フーチングの一部をプレキャスト製とした形態を示す縦断側面図である。
【図９】 （ａ）は第２実施形態のプレキャスト製上部フーチングを取り出して示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】 本発明の第３実施形態を示すものであって、プレキャスト製上部フーチングの下部にフラットジャッキを配置した形態を示す縦断側面図である。
【図１１】 図１０におけるプレキャスト製上部フーチングの下部の一部を拡大して示す図である。
【図１２】 本発明の他の実施形態を示すものであって、（ａ）は杭基礎上にベースフーチングを設けた形態を示す縦断側面図、（ｂ）はケーソンの頂版をベースフーチングとした形態を示す縦断側面図、（ｃ）は従来の構造を示す縦断側面図である。
【図１３】 上部フーチングの下面およびベースフーチングの上面を橋軸方向に波形にした形態を示す概略縦断側面図である。
【図１４】 従来のラーメン橋を示す一部縦断概略側面図である。
【符号の説明】
１ 鉄筋コンクリート製ベースフーチング
２ 側壁
３ 側壁
４ 周壁
５ ベースフーチング基礎
６ サイドブロック
７ 下部シート
８ 上部シート
９ 分離（剥離）用シート
１０ 上部フーチング
１１ 橋脚
１２ 転倒防止用ＰＣ鋼棒
１３ 雄ねじ軸部
１４ 支圧板
１５ ナット
１６ 雄ねじ部
１７ リフトアップ用スリーブ（中空管体）
１８ 転倒防止装置
２０ 保護コンクリート
２１ 防錆用保護キャップ
２２ 防錆用保護キャップ
２３ 基礎地盤
２４ 鋼棒製サドル
２５ 可動ピストン
２６ 油圧ジャッキ
２７ 雌ねじ管体
２８ グラウト
２９ 支持面
３０ 分離可能なフーチング
３１ プレキャスト製上部フーチング本体
３２ 下面部フーチング
３３ 側壁
３４ 側壁
３５ 周壁
３６ 凹部
３７ 鉄筋コンクリート
３８ フラットジャッキ収納用凹部
３９ フラットジャッキ
４０ 給液パイプ
４１ 平板部
４２ 凹溝付円板状金属製ジャッキ本体
４３ 上部凹溝
４４ 下部凹溝
４５ 樹脂モルタル
４６ 鋼管杭
４７ 基礎杭
４８ ケーソン
４９ 頂版
５０ 波形の下面
５１ 波形の下面
５２ 従来のフーチング
５３ 積層ゴムブロック
５４ 基礎
５５ ラーメン橋
５６ 橋体
５７ 傾斜面
５８ 傾斜面
５９ アンカープレート
６０ ずれ止め部材
６１ 連結金具
６２ 縦管
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁における橋脚を免震支持することができる２層分離型フーチングを用いた橋梁の基礎免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、（１）橋梁等の耐震設計においては、兵庫県南部地震以来、関東地震や兵庫県南部地震規模のレベル２地震動に対して、主に橋脚に塑性ヒンジを誘発し、基礎構造は基礎の降伏（基礎本体部分の降伏、地盤抵抗の塑性化等）に達しないよう橋脚の設計に用いる地震力より１０％大きな作用力に対して設計されている。
【０００３】
また、従来、（２）図１２（ｃ）に示すように、橋梁における橋脚１１の下部に橋軸方向に寸法の長い広幅フーチング５５と、基礎５４との間に、ゴム層と鋼板とを交互に積層して構成した多数の積層ゴムブロック５３あるいはデバイスを配置する形式の免震構造が採用されていた。
【０００４】
さらに、（３）特開２００１−２００５０８号公報により公表されているように、柱状の橋脚下端部と基礎と間に板状の弾性体を介在させる免震構造も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）の場合の基礎構造は、補強鋼材量などが多くなり、建設コストが増大すると言う問題がある。前記（２）の従来の場合には、積層ゴムブロック５３あるいはデバイスを使用するので、コストが高くなるという問題がある。また、広幅のフーチング５５を使用しているので、地震時等にフーチング５５がロッキング（回転）しにくいという問題がある。さらに、このような構造の場合には、構造物の補修および積層ゴムブロックの取り替えができないという課題がある。
【０００６】
前記（３）の構造形式の場合は、基礎フーチングの上部に突起を設けたり、橋脚下端部を筒状に形成する等構造が複雑になると共に、橋脚と基礎フーチングとの間に板状の弾性体を介在させる形式であり、基礎フーチングそのものを２層にする形式ではないので、汎用性がなく、建築物一般の他の基礎構造に適用できないという問題がある。
【０００７】
また、台湾集集地震などでは、断層変位により、大きな被害が生じていることから、断層変位などの強制変位にも、ある程度追従可能な基礎構造が要望される。
【０００８】
本発明者は、図１４に示すように、従来、直接基礎等の基礎において、地震時に、矢印Ａで示すような水平力が作用した場合、２点鎖線で示すように、橋脚１１の下部のフーチング５１の浮き上がりにより、下部工（下部構造物）や上部工（上部構造物）の応答値が低減される現象に着目し、このことから、種々研究した結果、フーチング５１を上下２層に分離することで、レベル２地震時に分離された上部フーチングがロッキング振動することで、上部フーチング下端で非線形挙動が生じるようになり、橋脚等の上部工を免震化することができること、また、フーチングを２層にすることで、フーチングを有する基礎構造全般に適用可能なこと、さらに、地震時の断層変位などの強制変位が生じた場合には、地震後にジャッキなどで、修復しやすい基礎構造になることを知見し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、橋脚のみならず、フーチング基礎構造を備えている基礎構造一般に適用することができる２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造においては、基礎構造におけるフーチングを、ベースフーチングと、これに支持されて地震時に分離してロッキング可能な上部フーチングとの２層にした２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒を備えた転倒防止装置により連結されて、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、前記ベースフーチングに上部フーチングの横移動を規制するサイドブロックを設けたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、上部フーチングとベースフーチングとの間に介在された上下のシートの境界面により分離境界面が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４の発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、分離境界面を介して上部フーチングとベースフーチングの上下２層に分離可能に構成された２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造であって、前記ベースフーチングと上部フーチングとの間にグラウトを充填するために、前記上部フーチングがベースフーチングに対して昇降可能に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１〜３の発明によると、フーチングを、上部フーチングとベースフーチングとの２層構造とした免震構造とすることができ、橋脚基礎以外のフーチングを使用する構造の基礎免震構造とすることができ、また、橋脚下部の基礎構造に採用した場合は、地震時の挙動はロッキング（回転）によるものなので、地震後の残留変形が生じない。また、地震時の応答が長周期領域の橋梁では、本発明の免震構造を組み込んでも応答変位は増加しない。また、特に本発明では、ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒 を備えた転倒防止装置により連結されているので、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止することができる。
【００１５】
また、本発明では、単にフーチングを分離しただけの単純な構造であるので、損傷が生じた場合でも補修が容易である。また、断層変位などの強制変形に対しても、基礎の拘束条件が緩和されることにより、構造系の強制変位に対する追従性（安全性）が向上する。また、本発明の構造は、従来のように、免震支承などのデバイスを用いないので、経済的で取替え不要な免震構造である。
【００１６】
また、請求項４の発明によると、地震時等の断層変位などの強制変位が生じた場合、２層に分けたフーチング間をジャッキで位置調整したのちに、コンクリート等のグラウトを充填硬化することで、比較的容易に強制変形に対する修復を行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
【００１８】
次に、図１から図８を参照しながら、本発明の第１実施形態を図によって、詳細に説明する。
【００１９】
先ず、図１は本発明の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造をラーメン橋５５の基礎に適用した場合を示す一部縦断概略側面図、図２は、図１の一部を拡大して示す一部縦断側面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はリフトアップ用スリーブおよび転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部の保護手段を設けた状態を示す一部切欠縦断側面図、図４（ａ）は図２の一部を拡大して示す図、図４（ｂ）は転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部付近における保護手段の他の形態を示す縦断側面図である。
【００２０】
図２〜図４を参照して説明すると、鉄筋コンクリート製等のベースフーチング１を備えていると共に、前記ベースフーチング１と一体に、その周縁部に、橋軸方向両側に鉄筋コンクリート製側壁２および橋軸直角方向両側に鉄筋コンクリート製側壁３からなる周壁４が設けられて、上部が開放されている箱型断面のベースフーチング付基礎５が構成され、前記ベースフーチング基礎５の内側における橋軸方向の両側壁２の下部には、前記側壁２と一体に上部に向って拡開するように傾斜する傾斜面５７を有するサイドブロック６が対向するように設けられている。このサイドブロック６は、必要に応じ設けるようにすればよく、サイドブロック６を省略しても良い。
【００２１】
前記サイドブロック６を設ける理由は、橋脚１１から上部フーチング１０に負荷される上部工側の自重と、上部フーチング１０とベースフーチング１同士の摩擦力の関係で、上部工の自重が軽い時には、地震時に上部フーチング１０が橋脚の上部を中心として回転するようにロッキング（回転）しないで、ベースフーチング１の上面を所定の摩擦を超えた時にすべりだけになる恐れがあり、この対策として、サイドブロック６を設けることにより、上部フーチング１０の橋軸方向の横移動を所定の間隙以上にすべり移動しないように規制し、積極的にロッキングさせるように構成するために設けられている。したがって、側壁２を上部フーチング１０に近接して設けることによって、前記サイドブロック６と同様な作用をさせる場合には、前記サイドブロック６を省略してもよい。
【００２２】
前記ベースフーチング１の上面は、この実施形態では、平坦な上面とされ、その平坦な上面に、合成樹脂あるいはゴム製シート等の下部シート７が敷設されていると共に、前記下部シート７の上面に上部シート８を積層して構成した分離（剥離）用シート９が敷設され、前記上部シート８の上面に現場打ちの鉄筋コンクリート製等の上部フーチング１０が設けられている。前記ベースフーチング１と上部フーチング１０とにより、上下に分離可能なフーチング３０が構成されている。前記各下部シート７および上部シート８の材質は適宜の材質でよいが、シート相互の境界面はフーチングの分離用境界面となるので、積層した状態で、地震時に横方向に比較的容易に分離移動可能な材質であるのが望ましい。
【００２３】
この実施形態では、上部フーチング１０の上部に、鉄筋コンクリート製橋脚１１が一体に設けられ、前記橋脚１１の上部に橋体５６が一体に設けられて、鉄筋コンクリート製ラーメン橋５５が構成されている。
【００２４】
前記上部フーチング１０の橋軸方向の下部両端面は、前記ベースフーチング１の橋軸方向の側壁２内面から内側に離れた位置になるように傾斜面５８が形成され、前記上部フーチング１０側の橋軸方向の端部側と、前記ベースフーチング基礎５側の内側面との間隙Ｇが、この実施形態では、一対のシート間により形成されている。そして、地震時等に、上部フーチング１０に所定の水平力が作用した時に、上部フーチング１０がロッキング（回転）ができるように構成されている。
【００２５】
前記の上部フーチング用の分離用シート９は、地震時において、ベースフーチング１が橋軸方向に移動した場合、上部フーチング１０も同様に橋軸方向に移動しようとするが、上部フーチング１０が所定の水平力で、ベースフーチング１と、分離して上部フーチング１０が独立してロッキングできるように構成するため、前記下部シート７と上部シート８は、その積層境界面が分離しやすい材料であることが望ましい。
【００２６】
また、前記ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部で橋軸方向の中間部には、前記上部フーチング１０のロッキングを許容すると共に、所定以上にベースフーチング１と上部フーチング１０が分離して、橋脚１１またはベースフーチング１が転倒しないように規制する転倒防止装置１８が設けられている。
【００２７】
この実施形態では、ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部に、橋軸方向に間隔をおいて、下部にアンカープレート５９を装着した複数の転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の下部が埋め込み固定され、前記転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の中間部は、前記上部フーチング１０に埋め込み固定された縦管６２内に間隙を設けて同心状に配置され、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の上端部の雄ねじ軸部１３には、上部フーチング１０の上面から間隙Ｌを介して、支圧板１４およびナット１５が螺合されて、前記上部フーチング１０が所定以上に、ロッキングして、転倒するのを防止している。前記の転倒防止用ＰＣ鋼棒１２と、縦管６２との間隙（クリアランス）Ｓは、上部フーチング１０のロッキング時に、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２に過大な外力を作用させないために設けられ、また、上部フーチング１０の橋軸直角方向のロッキングに対しては、転倒防止用ＰＣ鋼棒１２の上部に間隙（クリアランス）Ｌを設けて、必要以上にロッキングしないように構成されている。
【００２８】
さらに、前記ベースフーチング１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の両端部の４隅部には、上部外周面に雄ねじ部１６を備えている中空管体からなるリフトアップ用スリーブ１７が、図示を省略するがジベル等により埋め込み固定され、前記ベースフーチング１の上面から前記雄ねじ部１６が露出するように構成され、前記リフトアップ用スリーブ体１７を利用して、上部フーチング１０のレベルおよび傾斜調整（詳細は後記する）を可能にしている。
【００２９】
前記上部フーチング１０の橋軸方向の幅寸法は、橋脚の高さ寸法にもよるが、レベル２の地震時に、ベースフーチング１に対して、上部フーチング１０が剥離して、ロッキング振動が可能なように、適宜寸法設定するとよい。このようにすることにより、レベル２地震時には、上部フーチング１０の下端で非線形挙動が生じ、橋梁全体系としては、免震化される。
【００３０】
また、図３ｂに示すように、橋軸直角方向の両側の前記転倒防止装置１８の上部を防錆するために、断面溝形のキャップ状の保護コンクリート２０からなる防錆用保護キャップ２１が複数の転倒防止装置１８を覆うように上部フーチング１０に設置され、同様に、前記各リフトアップ用スリーブ１７の上部を防錆するために、グリース等が雄ねじ部１６塗布された後、断面溝形のキャップ状の保護コンクリート２０からなる防錆用保護キャップ２２が設置されている。
【００３１】
なお、前記の分離用シート９としては、前記以外に金属製あるいは布製等他の適宜の面状（または面板状）の部材を使用することができる。また、前記実施形態では、ベースフーチング１と上部フーチング１０との間に、上部シート８と下部シート７の２層のシートを介在させるようにしたが、ベースフーチング１１と上部フーチング１０を剥離させるためのものであるので、１層のシートを設けるようにしてもよい。
【００３２】
前記のように構成された２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造においては、レベル２地震時には、上部フーチング１０がロッキング振動することで、上部フーチング１０の下端では、非線形挙動が生じ、地震力を低減し、橋梁全体系としては、免震化される。
【００３３】
次に、地震時等に地盤２３が沈下した場合に、前記上部フーチング１０のレベルおよび傾斜状態を修復する場合について、図５〜図７を参照しながら説明する。
図５は、地震時等に地盤が断層変位して、本発明のフーチング３０および橋脚１１が鉛直中心線Ｈに対して傾斜沈下した状態を示す縦断側面図、図６はリフトアップ用スリーブ１７にジャッキ２６のケーシング側を連結して、上部フーチング１０をリフトアップして、上部フーチング１０を水平にした状態を示す縦断側面図、図７は、上部フーチング１０を水平にリフトアップした状態で、ベースフーチング１の上面にグラウト２８を充填硬化して、硬化したグラウトの水平な上面により支持面２９を形成した状態を示す縦断側面図である。
【００３４】
先ず、図５に示すように、地震時に基礎地盤２３が断層変位した場合、前記各リフトアップ用スリーブ１７を保護している防錆用保護キャップ２２を取り除き、図６に示すように、前記各リフトアップ用スリーブ１７の内部に、前記分離用シート９に載置するように、鋼棒製サドル２４を挿入設置する。
【００３５】
次いで、各リフトアップ用スリーブ１７の上部の雄ねじ軸部１６に、下部に押圧用可動ピストン２５を備えている油圧ジャッキ２６のケーシングに固定の雌ねじ管体２７を螺合連結し、油圧ジャッキにおけるピストン杆２５を短縮させた状態で、前記サドル２６の上面に載置する。その後、前記鋼製サドル２６に反力をとるようにして、沈下している側の各液圧ジャッキ２６の可動ピストン２５を伸長し、相対的に沈下している側の上部フーチング１０を持ち上げる（リフトアップし）と共に、各４隅の液圧ジャッキ２６の伸縮量を調整して、上部フーチング１０全体を水平状態にする。
【００３６】
次いで、図７に示すように、ベースフーチング１と上部フーチング１０との周囲の間隙からグラウト２８を注入して、前記ベースフーチング１の上面（この実施形態の場合は、剥離シート９の上面）に、上部フーチング１０の水平な下面に達するまでグラウト２８を充填し、硬化させ、前記硬化したグラウト２８の水平な上面により、水平な支持面２９を形成する。
【００３７】
その後、各液圧ジャッキ２６のピストン杆２５を短縮して、前記上部フーチング１０を、前記硬化したグラウト２８の水平な支持面２９に載置させる。なお、前記サドル２４はそのまま、残置してもよく、撤去してもよい。前記サドル２４を撤去する場合には、前記サドル２４の上端面に、雌ねじ孔を設けて、アイボルト等の適宜の連結具を連結して、搬送撤去可能に構成してもよい。
【００３８】
その後、前記転倒防止用ＰＣ鋼棒１２と、前記リフトアップ用スリーブ１７の上端部防錆用に、前記と同様に、防錆用保護キャップ２１，２２を設置して、修復作業を終了させる。
【００３９】
このように上部フーチング１０のレベルおよび傾斜修復された後では、上部フーチング１０側（硬化したグラウト２８）の下面に、分離用シート９が介在されているので、上部フーチング１０とベースフーチング１を剥離させることができ、地震時等に容易に剥離可能な分離境界面を形成し、上部フーチング１０のロッキングを容易に行なわせることができる。
【００４０】
なお、前記サドル２４の下面に当接される部分の分離用シート９に開口部を設けて、前記上部フーチング１０をリフトアップする場合に、前記上下の分離用シート９を上部フーチング１０と共に、上昇移動できるように、前記分離用シート９における上部シート８を上部フーチング１０に接着剤等の適宜の手段により固定し、また下部シート７を前記上部シート８または上部フーチング１０に保持させるようにしてもよい。このようにすると、分離用シート９における下部シート７の下方側にグラウト２８を打設することができる。なお、前記のように修復した後に、再度断層変位した場合には、前記と同様に再度上部フーチング１０のレベルおよび傾斜調整する。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について、図８および図９を参照しながら説明する。図８は、上部フーチング１０の一部をプレキャスト製とした形態を示す縦断側面図、図９（ａ）は第２実施形態のプレキャスト製上部フーチング１０を取り出して示す平面図、図９（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００４２】
この実施形態は、上部フーチング１０の一部をプレキャスト製とした形態で、ベースフーチング１の上面と、前記ベースフーチング１の上面に載置されたプレキャスト製上部フーチング本体３１の下部外面とにより、分離境界面が形成されている２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を示す形態である。また、前記実施形態の分離用シート９が省略されているが、その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、相違する部分を主に説明し、同様な要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図９に示すように、上部フーチング１０を構成する下面部および側面部が、一体型のプレキャスト製上部フーチング本体３１とされている。
【００４４】
前記プレキャスト製上部フーチング本体３１は、鉄筋コンクリートの矩形状下面部フーチング３２と一体に、その周縁部に、橋軸方向両側の鉄筋コンクリート製の側壁３３および橋軸直角方向の側壁３４からなる矩形状周壁３５が設けられて構成されて、上部が開放されている箱型断面のプレキャスト製上部フーチング本体３１とされ、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の凹部３６内には、上部フーチング本体３１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の中間部の下面部フーチング３２に、複数の縦管６２の下部が埋め込み固定され、前記縦管６２の上端部は、プレキャスト製上部フーチング本体３１の上端レベルに合致するように構成されている。前記縦管６２の下部外周面には、適宜ずれ止めジベル等（図示を省略した）が固定されて、縦管６２が下面部フーチング３２と一体に、かつ鉛直になるように設置されている。
【００４５】
さらに、上部フーチング本体３１の橋軸直角方向の両側部で、橋軸方向の両端部の４隅部には、上部外周面に雄ねじ部１６を備えているリフトアップ用スリーブ１７の下部にジベル等のずれ止め部材６０が固定され、前記リフトアップ用スリーブ１７の下部が下面部フーチング３２に埋め込み固定されている。
【００４６】
なお、図示を省略するが、前記上部フーチング本体３１の凹部３６内には、この内側に配筋された後、打設されるコンクリート３７との一体化を高めるために、ジベル等のずれ止め部材が内向きに設けられる。
【００４７】
このように構成された上部フーチング本体３１が、ベースフーチング５内のベースフーチング１の上面に載置されたのち、前記凹部３６内に配筋され、場所打ちのコンクリート３７が一体に設けられて、上部フーチング１０が構成され、そのコンクリート３７の上部に鉄筋コンクリート製橋脚１１の下部が一体に築造されている。この実施形態では、前記ベースフーチング１とプレキャスト製上部フーチング本体３１とその内部の鉄筋コンクリート３７との上部フーチング１０とにより、上下に分離可能なフーチング３０が構成されている。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００４８】
この実施形態のように、上部フーチング１０の下部を箱型として、予め工場あるいは現場付近などで築造しておくと、ベースフーチング１の上部に寸法精度の高い上部フーチング１０を築造することができ、また、上部フーチング１０の現場打ちコンクリート３７の部分を容易に打設することができ、ベースフーチング１と上部フーチング１０の側部の間隙Ｇも確実に設定することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
図１０および図１１は、本発明の第３実施形態を示すものであって、図１０はプレキャスト製上部フーチング本体３１の下部にフラットジャッキ３９を配置した形態を示す縦断側面図、図１１は図１０におけるプレキャスト製上部フーチングの下部の一部を拡大して示す図である。
【００５０】
この実施形態は、プレキャスト製上部フーチング本体３１の下部の隅部４箇所に、例えばフラットジャッキ収納用凹部３８を形成し、そのフラットジャッキ収納用凹部３８に、フラットジャッキ３９が配置され、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の躯体内に予め給液パイプ４０が埋め込み固定され、その給液パイプ４０の出口とフラットジャッキ３９の入口とは、連結金具６１により連結されて、フラットジャッキ３９に圧油または硬化性樹脂あるいはモルタル等の経時硬化性材料を注入充填することができる。この実施形態のフラットジャッキ３９は、短縮した状態で、中央部の平行な上下の各平板部４１の周縁部に一体に連設された周側部の中空環状膨出部４０を備えている凹溝付円板状金属製ジャッキ本体４２と、上部凹溝４３および下部凹溝４４には、メッシュ（図示を省略）などにより耐圧補強された樹脂モルタル４５が充填固化されている。なお、前記フラットジャッキ３９の上下に適宜高さ調整用の部材を介在させるようにしてもよい。
【００５１】
この実施形態では、予め、プレキャスト製上部フーチング本体３１にフラットジャッキ３９を収納しているので、前記各実施形態のように、リフトアップ用スリーブ１７および鋼製サドル２４および液圧ジャッキ２６を設けなくても、上部フーチング１０をリフトアップおよび傾斜調整することができる。
【００５２】
なお、前記フラットジャッキ３９を、例えば、前記プレキャスト製上部フーチング本体３１の凹部３８の天井面に固定するようにしてもよく、ベースフーチング１の所定の位置に載置した後、プレキャスト製上部フーチング本体３１を載置するようにしてもよい。また、給液パイプ４０を下面部フーチング３２に埋め込んで、側壁３３（３４）の内面に沿って上昇させて配管するようにしてもよい。その他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００５３】
＜他の変形形態＞
前記実施形態では、基礎地盤２３に直接ベースフーチング１を設ける直接基礎形式の形態について説明したが、本発明を実施する場合、図１２（ａ）に示すように、多数の基礎杭４７上に、前記各杭４６の上部を埋め込むように、鉄筋コンクリート製の箱型ベースフーチング基礎５を現場打ちで設け、その箱型ベースフーチング基礎５に、分離用シート９を介して現場打ちの上部フーチング１０を築造するようにしてもよく、あるいは前記箱型ベースフーチング基礎５に、図示を省略するが、プレキャスト製の上部フーチング本体３１を載置するようにして、フーチング基礎を構成するようにしてもよい。
【００５４】
また、図１２（ｂ）に示すように、ケーソン４８等の筒状構造物の上部に設けた頂版４９をベースフーチング１とすることもでき、前記頂版４９からなるベースフーチング１の上部に、現場打ちの上部フーチング１０を構築してもよく、あるいは分離用シート９を介在させて、上部フーチング１０を構築するようにしてもよく、あるいはプレキャスト製上部フーチング本体３１を設置するようにしてもよい。ケーソン４８の上部の筒状壁部分を周壁４として、利用するようにしてもよい。
【００５５】
本発明を実施する場合、図１３に示すように、ベースフーチング１の上面を橋軸方向に波形の上面５０とし、また、前記ベースフーチング１の波形上面に噛合うように、橋脚下端部の上部フーチング１０の下面を橋軸方向に波形の下面５１として、上部フーチング１０が橋軸方向に滑り移動するのを防止し、上部フーチング１０のロッキングが起こりやすいようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明を実施する場合、図示を省略するが、ベースフーチング１の凹部底部の上面全体を、橋軸方向に曲率半径の大きい断面円弧状の凹部としてもよく、また上部フーチング１０の下面全体を前記凹部に嵌合するように、断面円弧状の凸部としてもよい。
【００５７】
本発明を実施形態する場合、上下のシート７，８を比較的厚いゴム層とした場合は、上部フーチング１０の面積を大きくしても良いが、上部フーチング１０を地震時にロッキングさせるには、上部フーチング１０の橋軸方向の長さ寸法を小さくした方が、上部フーチング１０がロッキングしやすく、地震力を低減できる橋脚１１とフーチング３０の免震構造とすることができる。
【００５８】
前記各実施形態において説明したように、ベースフーチング１を直接基礎としてもよく、また、一つの杭基礎、あるいは深礎杭基礎等の基礎に、ベースフーチング１を設けるようにしてもよい。
【００５９】
また、前記実施形態においては、上部フーチング１０の橋軸直角方向のロッキングを防止するために、上部フーチング１０の橋軸直角方向の両側部に、ロッキングによる転倒防止用ＰＣ鋼棒１２を備えた転倒防止装置１８を設けるようにしたが、本発明を実施する場合、図示を省略するが、ベースフーチング１の上部に、上部フーチング１０の上面に間隙（クリアランス）を有して対向する転倒防止用フランジを設けて、上部フーチング１０の橋軸直角方向の必要以上のロッキングを防止し、必要以上のロッキングによる上部フーチング１０を含む橋脚１１の転倒を防止するようにしてもよい。
【００６０】
前記実施形態では、主に地震時の断層変化に対応するように説明したが、地震以外の地盤沈下で、ベースフーチング１が変位（沈下）した場合にも、前記と同様に、ジャッキ２６で上部フーチング１０を持ち上げ、上下のフーチング１０，１の空隙にグラウト２８を流し込み支持面２９を形成することで、上部フーチング１０を正常な位置に戻すことができる。
【００６１】
前記実施形態では、上部フーチング１０の下面レベルより下方にグラウト２８を充填硬化した後、上部フーチング１０を降下させるようにしたが、本発明を実施する場合、上部フーチング１０の下面レベルまでグラウトを充填硬化するようにしてもよく、この場合は、上部フーチング１０とグラウトとの一時的な付着があるが、地震時の外力により、付着状態が解消されて、非付着（分離可能な）状態にされる。
【００６２】
前記各実施形態のように、予めジャッキ２６，３９などを設置できる空間を上層の上部フーチング１０に設けることで、断層変位などの強制変位が生じた場合に、ジャッキにより上部フーチング１０を変位前の位置に移動し、ベースフーチング１と上部フーチング１０との空間にグラウト２８を充填することで、修復することが可能になる。
【００６３】
本発明を橋脚以外の建築物の下部あるいは、建築物の柱下部の基礎免震構造に採用するようにしてもよい。
【００６４】
本発明を実施する場合、前記分離用シート９の構成として、上下の各シート７，８が、ゴム製シート，合成樹脂製シートあるいは布製シートまたは金属製シートまたはこれらの組み合わせられたシートにより構成してもよい。
前記の補修工法によると、上部フーチングをリフトアップした後、グラウトの充填硬化による支持面を形成するだけであるので、比較的簡単に、上部フーチングのレベル調整および傾斜調整を行なうことができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、下記のような効果を奏することができる。
（１）フーチングを、上部フーチングとベースフーチングとの２層構造とすることで、免震構造とすることができ、また、全てのフーチングを備える基礎形式を対象として、免震構造とすることが可能である。
（２）本発明の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造を、橋脚下部の基礎構造等に採用した場合は、地震時の挙動はロッキング（回転）によるものなので、地震後の残留変形が生じない。
（３）地震時の応答が長周期領域の橋梁では、本発明の免震構造を組み込んでも応答変位は増加しない。
（４）本発明では、単にフーチングを分離しただけの単純な構造であるので、損傷が生じた場合でも補修が容易である。
（５）断層変位などの強制変形に対しても、基礎の拘束条件が緩和されることにより、構造系の強制変位に対する追従性（安全性）が向上する。
（６）断層変位などの強制変位が生じた場合、２層に分けたフーチング間をジャッキで位置調整したのちに、コンクリート等のグラウトを充填硬化することで、比較的容易に強制変位に対する修復を行うことができる。
（７）本発明の構造は、従来のように、免震支承などのデバイスを用いないので、経済的で維持管理の不要な免震構造である。
（８）ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒を備えた転倒防止装置により連結されて、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示すものであって、ラーメン橋の基礎に適用した場合を示す一部縦断概略側面図である。
【図２】 図１の一部を拡大して示す一部縦断側面図である。
【図３】 （ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はリフトアップ用スリーブおよび転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部の保護手段を設けた状態を示す一部切欠縦断側面図である。
【図４】 （ａ）は図２の一部を拡大して示す図、（ｂ）は転倒防止用ＰＣ鋼棒の頭部付近における保護手段の他の形態を示す縦断側面図である。
【図５】 地震時等に地盤が断層変化して、本発明のフーチングおよび橋脚が傾斜沈下した状態を示す縦断側面図である。
【図６】 リフトアップ用スリーブにジャッキを連結して、上部フーチングをリフトアップして、上部フーチングを水平にした状態を示す縦断側面図である。
【図７】 図６の状態からベースフーチングの上面にグラウトを充填硬化して、硬化したグラウトの水平な上面により支持面を形成した状態を示す縦断側面図である。
【図８】 本発明の第２実施形態を示すものであって、上部フーチングの一部をプレキャスト製とした形態を示す縦断側面図である。
【図９】 （ａ）は第２実施形態のプレキャスト製上部フーチングを取り出して示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】 本発明の第３実施形態を示すものであって、プレキャスト製上部フーチングの下部にフラットジャッキを配置した形態を示す縦断側面図である。
【図１１】 図１０におけるプレキャスト製上部フーチングの下部の一部を拡大して示す図である。
【図１２】 本発明の他の実施形態を示すものであって、（ａ）は杭基礎上にベースフーチングを設けた形態を示す縦断側面図、（ｂ）はケーソンの頂版をベースフーチングとした形態を示す縦断側面図、（ｃ）は従来の構造を示す縦断側面図である。
【図１３】 上部フーチングの下面およびベースフーチングの上面を橋軸方向に波形にした形態を示す概略縦断側面図である。
【図１４】 従来のラーメン橋を示す一部縦断概略側面図である。
【符号の説明】
１ 鉄筋コンクリート製ベースフーチング
２ 側壁
３ 側壁
４ 周壁
５ ベースフーチング基礎
６ サイドブロック
７ 下部シート
８ 上部シート
９ 分離（剥離）用シート
１０ 上部フーチング
１１ 橋脚
１２ 転倒防止用ＰＣ鋼棒
１３ 雄ねじ軸部
１４ 支圧板
１５ ナット
１６ 雄ねじ部
１７ リフトアップ用スリーブ（中空管体）
１８ 転倒防止装置
２０ 保護コンクリート
２１ 防錆用保護キャップ
２２ 防錆用保護キャップ
２３ 基礎地盤
２４ 鋼棒製サドル
２５ 可動ピストン
２６ 油圧ジャッキ
２７ 雌ねじ管体
２８ グラウト
２９ 支持面
３０ 分離可能なフーチング
３１ プレキャスト製上部フーチング本体
３２ 下面部フーチング
３３ 側壁
３４ 側壁
３５ 周壁
３６ 凹部
３７ 鉄筋コンクリート
３８ フラットジャッキ収納用凹部
３９ フラットジャッキ
４０ 給液パイプ
４１ 平板部
４２ 凹溝付円板状金属製ジャッキ本体
４３ 上部凹溝
４４ 下部凹溝
４５ 樹脂モルタル
４６ 鋼管杭
４７ 基礎杭
４８ ケーソン
４９ 頂版
５０ 波形の下面
５１ 波形の下面
５２ 従来のフーチング
５３ 積層ゴムブロック
５４ 基礎
５５ ラーメン橋
５６ 橋体
５７ 傾斜面
５８ 傾斜面
５９ アンカープレート
６０ ずれ止め部材
６１ 連結金具
６２ 縦管
Claims (4)
- 基礎構造におけるフーチングを、ベースフーチングと、これに支持されて地震時に分離してロッキング可能な上部フーチングとの２層にした２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造において、ベースフーチングと上部フーチングとが転倒防止用ＰＣ鋼棒を備えた転倒防止装置により連結されて、前記上部フーチングが所定以上にロッキングして、上部フーチングまたはこれに一体の橋脚が転倒するのを防止するようにしたことを特徴とする２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造。
- 前記ベースフーチングに上部フーチングの横移動を規制するサイドブロックを設けたことを特徴とする請求項１に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造。
- 上部フーチングとベースフーチングとの間に介在された上下のシートの境界面により分離境界面が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造。
- 分離境界面を介して上部フーチングとベースフーチングの上下２層に分離可能に構成された２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造であって、前記ベースフーチングと上部フーチングとの間にグラウトを充填するために、前記上部フーチングがベースフーチングに対して昇降可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２層分離型フーチングを用いた基礎免震構造。
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