JP3845062B2 - Fall bridge prevention device with displacement limiting function - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁を構成する橋桁などの橋梁部材の変位を制限しながら、大荷重が作用した時には当該橋桁等が橋台や橋脚から落下するのを防止するための変位制限機能付落橋防止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、橋桁等の橋梁部材の落下を防止する装置として、例えば特許文献1に示されるものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特許第3300284号公報(第3〜4頁,図1〜図7)
【0004】
この文献に示される装置は、橋桁等の橋梁部材同士を連結する連結材と、この連結材が挿通される筒体とを備えている。筒体は一方の橋梁部材に前記連結材の軸方向と平行な方向に移動可能に取付けられ、かつ、ばねによって他方の橋梁部材から離れる方向に付勢されており、この筒体と連結材の端部とはノックオフボルトで締結されている。
【0005】
この装置において、通常使用時における橋梁部材同士の相対変位は、前記ばねの伸縮を伴う筒体及び連結材の軸方向の移動によって吸収される。
【0006】
これに対し、例えば地震によって橋梁部材同士が離れる方向に一定以上の荷重が作用すると、同文献の図3に示されるように前記筒体の端部に設けられた支圧板と橋梁部材との間に緩衝材(セーフティストッパ)が挟み込まれる位置まで筒体が動き、その位置で筒体及び連結材の移動が制限される。さらに大地震によってより大きな荷重が作用すると、その荷重に負けて前記ノックオフボルトが破断し、連結材の端部が筒体内を移動して、同端部に設けられている固定用座金が支圧板を介して前記緩衝材を圧縮方向に押圧する。この緩衝材の圧縮変形によって地震エネルギーが吸収され、最終的に前記連結材の端部は特定位置で橋梁部材側に係止される。この連結材によって、橋梁部材同士の連結状態が保たれ、当該橋梁部材が橋台や橋脚から落下することが防がれる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献1に示される装置には、次のような解決すべき課題がある。
【0008】
A)同装置では、連結材に一定の引張荷重が作用したときに当該連結材と筒体とをつなぐノックオフボルトが破断して当該連結材がそれまでの変位制限位置を超えて変位できるようにしているが、当該引張荷重とノックオフボルトがせん断する荷重とを合致させるためには、ボルト本数やボルトサイズ、座金部のタップなどを変更しなければならない。そのためには、複雑な設計検討が必要であり、また、各部材の加工が煩雑となる欠点がある。
【0009】
B)同装置は、連結材と一体に筒体が移動する構成となっているので、当該筒体の移動を軸方向に規制するための別の案内部材が必要であり、構造が複雑で部品点数が多く、施工に手間を要する不都合がある。また、連結材と一体に比較的大重量の筒体までも変位することから、当該連結材の円滑な動きは期待しづらく、通常使用時や非常時の作動についての改善が必要である。
【0010】
本発明は、以上のような課題を解決することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、橋梁を構成する橋梁部材同士の相対変位を特定の許容変位範囲内に制限するとともに、両構成部材が互いに離れる向きに一定以上の荷重が作用したときに前記許容変位範囲を超えた相対変位を許容しつつ前記橋梁部材が落下するのを阻止し得る範囲内に当該相対変位量を規制する変位制限機能付落橋防止装置において、前記橋梁部材同士を連結する連結部材と、少なくとも一方の橋梁部材に固定され、その内部に前記連結部材が挿通される筒体と、前記連結部材に設けられ、前記筒体内に嵌入可能な形状をもつ嵌入部材と、前記筒体の端部のうち相手方の橋梁部材に近い側の端部に設けられ、前記嵌入部材のその嵌入方向への移動を阻止するストッパと、前記ストッパと反対側の筒体の端部から離間し、前記嵌入部材から径方向外側に前記筒体の外周面よりも突出する仮ストッパ部とを備え、この仮ストッパ部が前記ストッパと反対側の筒体の端部に当接することにより当該筒体内へ嵌入される方向への嵌入部材の移動が規制され、かつ、当該嵌入方向に一定以上の荷重が作用したときに前記仮ストッパ部が破断して前記嵌入部材が前記ストッパにより移動阻止される位置まで前記筒体内に嵌入されるように構成されているものである。
【0012】
この装置において、通常使用時には、橋梁部材に固定された筒体に対して連結部材が軸方向に移動することにより、橋梁部材同士の相対変位が吸収されるが、前記連結部材に設けられた嵌入部材の外周にある仮ストッパ部が前記筒体の端部に当接することにより当該嵌入部材が前記筒体内に嵌入する方向への当該嵌入部材の移動が規制されるため、その移動規制によって橋梁部材同士の相対変位量が制限される。
【0013】
ところが、このように仮ストッパ部が筒体端部に当接した状態でさらに地震等により連結材に一定以上の荷重が作用すると、その荷重に負けて前記仮ストッパ部がせん断破壊され、当該仮ストッパ部を取り残してその内側の嵌入部材のみが筒体内へ嵌入され、進行する。この嵌入部材は、筒体奥側端部のストッパにより移動阻止される位置まで移動した時点で停止し、この位置で連結部材が橋梁部材側に係止される。この連結部材により橋梁部材同士の連結状態が保持され、当該橋梁部材が橋台や橋脚から落下することが防がれる。
【0014】
この装置では、嵌入部材から径方向外側に突出する仮ストッパ部のせん断によって変位制限が解除されるので、例えば前記特許文献1に示されるようにノックオフボルトの破断によって変位制限が解除される構造に比べ、その変位制限が解除される時の荷重の設定が容易である。すなわち、当該文献記載の構造では、ボルト本数やボルトサイズ、座金部のタップなどを変更しなければならず、そのために複雑な設計検討が必要であり、また、ボルトの分だけ部品点数が増えて組付作業も複雑となる欠点があるのに対し、本発明にかかる装置では、仮ストッパ部のせん断部分の断面積を設定するだけで変位制限が解除されるときの荷重を定めることが可能であり、また、構造が簡素で組付けも容易であるという利点がある。
【0015】
特に、前記仮ストッパ部が一定の厚みをもつ板状に形成されているものにおいては、その厚みの設定によって変位制限解除荷重(仮ストッパ部がせん断される荷重)を容易に設計できることができる。
【0016】
一方、本発明において筒体は橋梁部材側に固定されており、この筒体に対して嵌入部材が相対変位する構成となっているので、前記特許文献記載のように筒体の移動を軸方向に規制するための別の案内部材は不要であり、その分構造がより簡素になって施工の手間を省くことができる。しかも、筒体は移動せずに連結部材及び嵌入部材のみが移動する構成であるので、比較的大重量の筒体まで移動する従来装置に比べて連結材の動きが円滑となる。
【0017】
特に、前記仮ストッパ部が前記嵌入部材の全周にわたって形成され、かつ、当該嵌入部材の外周部につながるつけ根部分に周方向に間欠的に並ぶ複数の貫通孔が設けられた形状を有する一方、前記筒体の端部のうち前記ストッパと反対側の端部からは前記各貫通孔に嵌挿可能な形状の複数の案内部が当該筒体の軸方向に沿って延び、この案内部の嵌挿によって前記仮ストッパ部及びこれにつながる嵌入部材の移動方向が前記筒体の軸方向に規制されている構成であれば、簡素な構造で前記仮ストッパ部及び嵌入部材の移動方向を確実に規制することができ、しかも、前記貫通孔の周方向長さとそれ以外の部分(仮ストッパ部が嵌入部材につながっている部分)の周方向長さとの比の設定によって当該仮ストッパ部のせん断荷重(変位制限が解除される荷重)をより容易に設計することが可能となる。
【0018】
また、前記のように仮ストッパ部を嵌入部材から径方向外側に突出させることにより、この仮ストッパ部と前記筒体または橋梁部材と前記仮ストッパ部との間に介在して前記嵌入部材をこの嵌入部材が前記ストッパから離れる方向に付勢するばね部材を前記筒体の周囲に配設することが可能であり、このばね部材による付勢力によって、嵌入部材の変位に関わらず連結部材をある程度張った状態に保持することが可能になる。
【0019】
また本発明は、橋梁を構成する橋梁部材同士の相対変位を一定範囲内に制限するとともに、両構成部材が互いに離れる向きに一定以上の荷重が作用したときにその荷重のエネルギーを吸収しながら前記橋梁部材が落下するのを阻止する変位制限機能付落橋防止装置において、前記橋梁部材同士を連結する連結部材と、少なくとも一方の橋梁部材に固定され、その内部に前記連結部材が挿通される筒体と、前記連結部材に設けられ、前記筒体内に嵌入可能な形状をもつ嵌入部材と、前記筒体の端部のうち相手方の橋梁部材に近い側の端部に設けられ、前記嵌入部材のその嵌入方向への移動を阻止するストッパと、前記筒体のもう一方の端部から径方向内側に突出する仮ストッパ部と、前記筒体の内周面から前記仮ストッパ部よりもストッパに近い位置で内方に突出するエネルギー吸収用突出部とを備え、この仮ストッパ部が前記嵌入部材に当接することにより当該筒体内へ嵌入される方向への嵌入部材の移動が規制され、かつ、当該嵌入方向に一定以上の荷重が作用したときに前記仮ストッパ部が破断するとともに前記エネルギー吸収用突出部がせん断破壊して前記嵌入部材が前記ストッパにより移動阻止される位置まで前記筒体内に嵌入されるように構成されているものである。
【0020】
この構成においても、筒体から径方向内側に突出する仮ストッパ部のせん断によって変位制限が解除されるので、例えば前記特許文献1に示されるようにノックオフボルトの破断によって変位制限が解除される構造に比べ、その変位制限が解除される時の荷重の設定が容易である。すなわち、前記仮ストッパ部のせん断部分の断面積を設定するだけで変位制限が解除されるときの荷重を定めることが可能であり、また、構造が簡素で組付けも容易であるという利点がある。
【0021】
一方、本発明において筒体は橋梁部材側に固定されており、この筒体に対して嵌入部材が相対変位する構成となっているので、前記特許文献記載のように筒体の移動を軸方向に規制するための別の案内部材は不要であり、その分構造がより簡素になって施工の手間を省くことができる。しかも、筒体は移動せずに連結部材及び嵌入部材のみが移動する構成であるので、比較的大重量の筒体まで移動する従来装置に比べて連結材の動きが円滑となる。
そして、エネルギー吸収用突出部をせん断破壊しながら前記嵌入部材が前記筒体内に嵌入されるので、簡素な構成で、前記せん断により有効に前記エネルギーの吸収が行われる。
【0022】
本発明にかかる変位制限機能付落橋防止装置では、前記筒体内に当該筒体内に嵌入される方向への嵌入部材の移動に抵抗を与えてエネルギーを吸収するエネルギー吸収材が設けられていることが、より好ましい。
【0023】
この構成によれば、仮ストッパ部がせん断されて嵌入部材が筒体内を進行する際に前記エネルギー吸収体から抵抗を受けることにより、そのエネルギーが有効に吸収され、衝撃力が緩和される。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。
【0026】
図4(a)は、この実施の形態にかかる変位制限機能付の落橋防止装置20を橋台10に隣接する橋桁14の落下防止に適用したものを示している。
【0027】
図において、橋台10の上面上に橋桁14の端部が単純支持されている。さらに、前記橋台10の上面からは上向きに突出部10aが突出し、前記橋桁14の端部14aに隣接している。そして、当該突出部10aと橋桁14の端部14aとがケーブル(連結部材)16を介して連結されている。
【0028】
前記ケーブル16は、前記突出部10aに設けられた水平方向の挿通孔10b及び前記橋桁端部14aに設けられた水平方向の挿通孔14bにそれぞれ挿通されており、当該ケーブル16の突出部10a側の端部が定着装置18によって当該突出部10aの外側面(同図(a)では左側面)に止着される一方、同ケーブル16の橋桁14側の端部が前記落橋防止装置20の構造によって橋桁端部14aの内側面(同図(a)では右側面)に取付けられている。そして、この落橋防止装置20の作用により、通常使用時は橋台10に対する端桁14の相対変位が特定の許容変位範囲内に制限される一方、地震等によって橋台10と橋桁14とが互いに離れる向きに一定以上の荷重が作用したときに前記許容変位範囲を超えた相対変位を許容しつつ橋桁14が橋台10から落下することが阻止されるようになっている。
【0029】
なお、本発明にかかる落橋防止装置20は図4(a)の橋台10側に設けられていてもよいし、橋台10と橋桁14の双方に設けられていてもよい。また、同図(b)に示すように、橋脚12上で互いに隣接する橋桁14の端部14a同士を前記と同様の構造で連結することにより、当該橋脚12からの橋桁14の落下を防ぐことも可能である。ただし、以下の説明は図4(a)に示す態様で落橋防止装置20を使用した例について行う。
【0030】
前記落橋防止装置20の具体的な構造を図1〜図3に示す。この落橋防止装置20は、前記ケーブル16の他、橋桁端部14aに固定される筒体24と、ケーブル16の橋桁側端部に固定されるリング30とを備えている。
【0031】
前記筒体24は、図例では水平方向に延びる円筒状に形成され、その内部に前記ケーブル16の端部が挿通可能となっている。
【0032】
この筒体24の一方の端部(橋台10の突出部10aに近い側の端部;図1及び図3では左側端部)には前記ケーブル16を取り囲む支圧板(ストッパ)22が固定され、この支圧板22がゴム等からなる緩衝材40(図3参照)を介して前記橋桁端部14aに取付けられている。当該筒体24の他方の端部は橋台突出部10aから離れる向き(図1及び図3では右向き)に開口し、かつ、その端面において周方向に並ぶ複数の箇所(図2に示す例では4箇所)からはさらに先方へ棒状の案内部26が筒体24の軸方向に沿って延長されている。
【0033】
なお、図2において23は支圧板22を橋桁側に固定するために当該支圧板22に設けられたボルト挿通孔である。
【0034】
リング30は、円板状のリング本体32と、このリング本体32の外周面からその全周にわたって径方向外側に向かって突出する薄板鍔状の仮ストッパ板34とを一体に有している。
【0035】
リング本体32は、その中央部を前記ケーブル16が貫通するドーナツ板状をなし、かつ、前記筒体24内にほぼ隙間なく嵌入可能な外径を有しており、本発明にかかる「嵌入部材」を構成している。
【0036】
仮ストッパ板34は、前記リング本体32よりも十分薄肉で、かつ、筒体24の外周面よりも径方向外側に突出するだけの外径を有している。さらに、この仮ストッパ板34がリング本体32とつながるつけ根部分においては、前記各案内部26に対応する位置(周方向に間欠的に並ぶ複数の位置)に貫通孔36が形成されており、これらの貫通孔36に各々前記案内部26が挿通されることにより、これらの案内部26によってその長手方向(筒体24及びケーブル16の軸方向)にリング本体32が案内される、すなわち当該リング本体32の移動方向が前記長手方向に規制されるようになっている。
【0037】
前記ケーブル16の端部には雄ねじ17が設けられ、その周囲に前記リング本体32よりも小径のナット29が螺着されており、このナット29により前記ケーブル16からその先端側へのリング本体32の抜け止めがされている。一方、筒体24の外周面上の適当な位置にはばね座用プレート28が突設され、このばね座用プレート28と前記仮ストッパ板34の外周部との間に圧縮コイルばね38が圧縮状態で介在している。そして、この圧縮コイルばね38の弾発力によってリング30が前記ナット29に押付けられ、ケーブル16の弛みが抑制されるようになっている。
【0038】
ここで、前記ケーブル16におけるナット29及びリング30の取付位置は、図4(a)に示すように橋桁14が橋台10に対して正規の相対位置にある状態で、図1に示すようにリング30が案内部26の略中間部に位置するように設定されている。
【0039】
また、前記筒体24の内側には、この筒体24内に嵌入されるリング本体32に対し移動抵抗を与えるための緩衝材(エネルギー吸収材)27が充填されている。この緩衝材27は、ゴム等の弾性体または粘弾性体でもよいし、高粘度の流動体であってもよい。図例では、緩衝材27に流動体が用いられ、筒体24内へのリング本体32の進行に伴って前記緩衝材27が図略の抜き孔から筒体24の外部へ排出されるようになっている(図3(a)〜(c)参照)。
【0040】
次に、この落橋防止装置20の作用を図5のグラフを併せて参照しながら説明する。なお、同図のグラフはケーブル16に作用する荷重Pとその変位δとの関係を示したものである。
【0041】
まず、通常使用時において図4(a)に示す橋台10の突出部10aと橋桁14とが水平方向に微小変位する場合、その変位がリング30の可動ストローク(案内部26の長さに相当)内に収まっている間は、当該変位が圧縮コイルばね38の伸縮変形を伴うリング30と筒体24との相対変位によって吸収され、ケーブル16及びリング30に大きな荷重は作用しない。
【0042】
ところが、前記突出部10aと橋桁端部14aとが一定以上離間して図3(a)に示すように仮ストッパ部32が筒体24の端面に当接すると、それ以上リング30及びケーブル16は筒体24に対して橋台10側(図3(a)では左側)に相対変位できなくなる。すなわち、この位置で橋台10に対する橋桁14の相対変位が制限され、当該相対変位量が一定以内に収められる。
【0043】
この位置から例えば地震によってさらに橋台10に対して橋桁14が離間方向に変位しようとすると、その変位は緩衝材40の弾性変形で吸収されるのみであり、同変位に伴ってケーブル16及びリング30に作用する荷重は急激に上昇する。そして、当該荷重が特定の荷重に達するまで大きな地震が発生した場合には(図5の点A)、当該荷重に負けて仮ストッパ板34がリング本体32からせん断され、当該仮ストッパ板34を筒体24の先端側に残してリング本体32のみが筒体24内に嵌入されていく。このせん断時点でケーブル16及びリング本体32に作用する荷重は急激に低下する(図5の点B)。
【0044】
その後、橋台10に対する橋桁14の相対変位量の増加に伴い、リング本体32は筒体24内に深く嵌入しながらストッパ22に向かって近付いていくが(図3(b))、このリング本体32に対して緩衝材27が移動抵抗を与えるため、ケーブル16及びリング本体32に与えられるエネルギーが有効に吸収され、緩衝効果が発揮される(図例ではリング本体32の進行に伴って緩衝材27が筒体24から徐々に排出される)。
【0045】
その後、リング本体32が支圧板22に当接した時点で(図3(c))、それ以上リング本体32は橋桁14に対して実質上相対変位できなくなり、ケーブル16による橋台10と端桁14との連結状態の保持によって当該橋台10からの端桁14の落下が防止される。
【0046】
なお、前記緩衝材27がゴム等の固形物である場合には、この緩衝材27が極限まで収縮変形した状態で支圧板22とリング本体32との間に挟み込まれた位置がリング本体32の最終係止位置となる。
【0047】
以上示した装置では、嵌入部材であるリング本体32に一体に形成された仮ストッパ板34のつけ根部分のせん断によって変位制限が解除されるので、例えば前記特許文献1に示されるようにノックオフボルトの破断によって変位制限が解除される構造に比べ、その変位制限が解除される時の荷重の設定が容易である。具体的には、前記仮ストッパ板34の板厚の設定及び貫通孔36の大きさの設定(換言すればつけ根部分の断面積の設定)によって、変位制限が解除されるときの荷重を容易にかつ適正に定めることが可能であり、また、部品点数が少なく、構造が簡素で組付けも容易であるという利点がある。
【0048】
特に、図示のように仮ストッパ部が一定の厚みをもつ仮ストッパ板34として形成されている場合には、その厚みの設定によって変位制限解除荷重(仮ストッパ部がせん断される荷重)を容易に設計できることができる利点がある。
【0049】
また、前記装置において筒体24は橋桁14側に固定されており、この筒体24に対してリング本体32がケーブル16とともに軸方向へ相対変位する構成となっているので、構造はより簡素であり、また可動部分の重量が少なくてケーブル16の動きをより円滑にすることができる。
【0050】
特に図例のように、前記筒体24に加え、この筒体24から先方に複数の案内部26を延ばしてこれらの案内部26が仮ストッパ板34側の貫通孔36内に挿通される構造にすれば、簡単な構成でリング30及びケーブル16の移動方向を前記筒体の軸方向に確実に規制することができ、しかも、前記貫通孔36の周方向長さとそれ以外の部分(仮ストッパ板34が嵌入部材につながっている部分)の周方向長さとの比の設定によって当該仮ストッパ板34のせん断荷重(変位制限が解除される荷重)をより容易に設計することが可能になる。
【0051】
また、前記のように仮ストッパ板34をリング本体32から径方向外側に突出させることにより、この仮ストッパ板34と筒体側のばね座用プレート28(例えば支圧板22や橋桁14側の部位でもよい)との間に圧縮コイルばね38を介在させることが可能となっており、その弾発力によって、リング30の変位にかかわらずケーブル16をある程度常に張った状態に保持することが可能となっている。
【0052】
なお、本発明において連結部材に対する嵌入部材の固定手段は問わず、例えば第2の実施の形態として図6に示すように、前記図1に示したナット29をそのまま嵌入部材として兼用し、このナット29の外周面から径方向外側に仮ストッパ板34を突出させるようにしてもよい。これにより、部品点数はさらに削減される。
【0053】
また、本発明にかかる仮ストッパ部は図示の仮ストッパ板34のように全周にわたって形成されたものに限らず、例えば嵌入部材から複数の突起を放射状に突出させたものであっても、前記の変位制限及び仮ストッパ部のせん断による変位制限解除の作用を得ることは可能である。
【0054】
本発明の第3の実施の形態を図7(a)〜(c)に基づいて説明する。なお、図において、ケーブル16、支圧板22、緩衝材40、及び筒体24の基本構造は前記図1に示したものと同様であり、その説明を省略する。
【0055】
この実施の形態では、前記第2の実施の形態に示したものと同様、ケーブル16の雄ねじ部17に螺着されたナット29が嵌入部材を兼ねているが、このナット29の外周面に仮ストッパ部34を突設するのに代え、筒体24の内周面において、全周にわたって延びるリング状の突条25が軸方向に並ぶ複数の位置に内向きに突設されており、そのうちの最も筒体先端側の突条25a(図7(a))にナット29が当接する位置で、通常使用時におけるナット29及びケーブル16の筒体24に対する相対変位が制限されるようになっている。
【0056】
この構造において、図7(a)に示す位置からさらに地震等によってケーブル16に一定以上の大きな引張荷重が作用すると、その引張荷重に負けて最先端の突条25aがせん断され、その分ナット29が筒体24の内側に侵入する。その後、ナット29は軸方向に並ぶ突条25を順次せん断しながら筒体24内に深く嵌入していき、そのせん断の度にナット29及びケーブル16に与えられているエネルギーが吸収され、緩衝効果が発揮される(同図(b))。そして、ナット29が支圧板22に当接する位置で当該ナット29及びケーブル16が係止され、落橋防止が果たされる(同図(c))。
【0057】
この装置では、筒体24の内側面に突設された突条25aのせん断によって変位制限が解除されるので、前記第1の実施の形態で示した装置と同様、突条25aの板厚の設定によって、変位制限が解除されるときの荷重を容易にかつ適正に定めることが可能であり、また、部品点数が少なく、構造が簡素で組付けも容易であるという利点がある。
【0058】
また、前記装置において筒体24は橋桁14側に固定されており、この筒体24に対してリング本体32がケーブル16とともに軸方向へ相対変位する構成となっているので、構造はより簡素であり、また可動部分の重量が少なくてケーブル16の動きをより円滑にすることができる。
【0059】
さらに、この実施の形態では、ナット29が筒体24の内側面に形成された突条25を順次せん断しながら筒体24内に嵌入されていくので、当該ナット29が支圧板22に到達するまでの間にそのエネルギーを有効に吸収することができ、著しい緩衝効果を得ることができる。
【0060】
なお、このエネルギー吸収用の突条25は、必ずしも全周にわたって形成されるものに限らず、例えば周方向に並ぶ複数の位置に散在していてもよいし、あるいは筒体24の軸方向へ螺旋状に進行する形状であってもよい。
【0061】
また、変位制限用の突条25aも必ずしも全周にわたって形成されたものに限らず、周方向に間欠的に設けられた突起であってもよい。
【0062】
また、この第3の実施の形態においても、例えば筒体24の内側に圧縮コイルばねを装填してナット29及びケーブル16に外向きの付勢力(相手方の橋梁部材から離れる向きの付勢力)を付与するようにしてもよい。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、仮ストッパ部のせん断部分の断面積を設定するだけで変位制限が解除されるときの荷重を定めることが可能であり、また、構造が簡素で組付けも容易であるという効果がある。しかも、筒体は橋梁部材側に固定されていてこれを案内するための手段を要さず、その分構造がより簡素になって施工の手間が省けるとともに、比較的大重量の筒体まで移動する従来装置に比べて連結材の動きをより円滑にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る変位制限機能付落橋防止装置の断面正面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】(a)〜(c)は前記落橋防止装置の作用を示す断面正面図である。
【図4】(a)(b)は前記落橋防止装置の設置態様例を示す一部断面正面図である。
【図5】前記落橋防止装置におけるケーブルに作用する荷重と変位との関係を示すグラフである。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る変位制限機能付落橋防止装置の断面正面図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係る変位制限機能付落橋防止装置の断面正面図である。
【符号の説明】
10 橋台(橋梁部材)
14 橋桁(橋梁部材)
16 ケーブル(連結部材)
17 雄ねじ
18 定着装置
20 落橋防止装置
22 支圧板(ストッパ)
23 ボルト挿通孔
24 筒体
25 突条(エネルギー吸収材)
25a 突条(仮ストッパ部)
26 案内部
27 緩衝材(エネルギー吸収材)
28 ばね座用プレート
29 ナット(嵌入部材)
30 リング
32 リング本体(嵌入部材)
34 仮ストッパ板
36 貫通孔
38 圧縮コイルばね
40 緩衝材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a falling bridge prevention device with a displacement limiting function for preventing the bridge girder or the like from falling from an abutment or a pier when a heavy load is applied while limiting the displacement of a bridge member such as a bridge girder constituting the bridge. Is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for preventing a bridge member such as a bridge girder from dropping, an apparatus disclosed in Patent Document 1 is known.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3300284 (pages 3 to 4, FIGS. 1 to 7)
[0004]
The apparatus shown in this document includes a connecting member that connects bridge members such as a bridge girder and a cylinder through which the connecting member is inserted. The cylinder is attached to one bridge member so as to be movable in a direction parallel to the axial direction of the connecting member, and is biased in a direction away from the other bridge member by a spring. The end is fastened with a knock-off bolt.
[0005]
In this device, the relative displacement between the bridge members during normal use is absorbed by the axial movement of the tubular body and the connecting material accompanied by the expansion and contraction of the spring.
[0006]
On the other hand, for example, when a certain load or more is applied in a direction in which the bridge members are separated from each other due to an earthquake, as shown in FIG. 3 of the same document, a space between the bearing plate provided at the end of the cylinder and the bridge member is used. The cylinder moves to a position where the cushioning material (safety stopper) is sandwiched between the cylinders and the movement of the cylinder and the connecting material is restricted at that position. Further, when a larger load is applied due to a large earthquake, the knock-off bolt is broken by losing the load, the end of the connecting material moves in the cylinder, and the fixing washer provided at the end is a bearing plate. The buffer material is pressed in the compression direction via Seismic energy is absorbed by the compression deformation of the buffer material, and finally the end of the connecting material is locked to the bridge member side at a specific position. By this connecting material, the connecting state of the bridge members is maintained, and the bridge members are prevented from falling from the abutment or the pier.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The apparatus disclosed in Patent Document 1 has the following problems to be solved.
[0008]
A) In this apparatus, when a certain tensile load is applied to the connecting material, the knock-off bolt that connects the connecting material and the cylinder is broken so that the connecting material can be displaced beyond the previous displacement limit position. However, in order to match the tensile load with the load sheared by the knock-off bolt, the number of bolts, the bolt size, the tap of the washer portion, and the like must be changed. For this purpose, a complicated design study is required, and the processing of each member is complicated.
[0009]
B) Since this apparatus is configured such that the cylinder moves integrally with the connecting member, another guide member for restricting the movement of the cylinder in the axial direction is required, and the structure is complicated and the parts There are many points, and there is a disadvantage that construction takes time. Further, since a relatively heavy cylinder is displaced integrally with the connecting material, it is difficult to expect a smooth movement of the connecting material, and it is necessary to improve the operation during normal use or emergency.
[0010]
An object of the present invention is to solve the above problems.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problems, the present invention limits the relative displacement between the bridge members constituting the bridge within a specific allowable displacement range, and a load of a certain level or more acts in the direction in which both the component members are separated from each other. In the falling bridge prevention device with a displacement limiting function for restricting the relative displacement amount within a range in which the bridge member can be prevented from falling while allowing a relative displacement exceeding the allowable displacement range, the bridge members A connecting member that connects the connecting member, a cylinder that is fixed to at least one bridge member, and the connecting member is inserted through the connecting member, and an insertion member that is provided in the connecting member and has a shape that can be inserted into the cylinder.When,At the end of the cylinder that is closer to the other bridge memberProvided,Stopper for preventing movement of the insertion member in the insertion directionWhen,Apart from the end of the cylinder opposite the stopper,Whether the insertion memberDiameterDirection outwardProjecting from the outer peripheral surface of the cylinderTemporary stopperAnd withThe temporary stopper portion abuts against the end of the cylinder opposite to the stopper, so that the movement of the fitting member in the direction of fitting into the cylinder is restricted, and a load of a certain level or more in the fitting direction. In this case, the temporary stopper portion is broken and the fitting member is inserted into the cylindrical body up to a position where movement of the fitting member is prevented by the stopper.
[0012]
In this device, during normal use, the relative displacement between the bridge members is absorbed by the connecting member moving in the axial direction with respect to the cylinder fixed to the bridge member. Since the movement of the fitting member in the direction in which the fitting member is fitted into the cylinder is restricted when the temporary stopper portion on the outer periphery of the member contacts the end of the cylinder, the bridge member is controlled by the movement restriction. The relative displacement amount between them is limited.
[0013]
However, if a load exceeding a certain level is applied to the connecting member due to an earthquake or the like in a state where the temporary stopper portion is in contact with the end of the cylindrical body in this way, the temporary stopper portion is sheared and destroyed due to the load. The stopper portion is left behind, and only the inner fitting member is inserted into the cylinder and proceeds. This fitting member stops when it moves to a position where movement is prevented by the stopper at the end on the back side of the cylinder, and the connecting member is locked to the bridge member side at this position. The connection state of the bridge members is maintained by the connection member, and the bridge member is prevented from falling from the abutment or the pier.
[0014]
In this apparatus, since the displacement restriction is released by shearing of the temporary stopper portion protruding radially outward from the fitting member, for example, as disclosed in Patent Document 1, the displacement restriction is released by breaking the knock-off bolt. In comparison, it is easy to set the load when the displacement restriction is released. In other words, in the structure described in the document, the number of bolts, bolt size, tap of washer, etc. must be changed, which requires complicated design considerations, and the number of parts increases by the amount of bolts. While there is a drawback that the assembling work is complicated, in the apparatus according to the present invention, it is possible to determine the load when the displacement restriction is released simply by setting the cross-sectional area of the shearing portion of the temporary stopper part. In addition, there is an advantage that the structure is simple and easy to assemble.
[0015]
In particular, in the case where the temporary stopper portion is formed in a plate shape having a constant thickness, the displacement restriction release load (the load at which the temporary stopper portion is sheared) can be easily designed by setting the thickness.
[0016]
On the other hand, in the present invention, the cylinder is fixed to the bridge member side, and the fitting member is relatively displaced with respect to the cylinder, so that the movement of the cylinder is axially performed as described in the patent document. Therefore, another guide member for restricting to the above is unnecessary, and the structure becomes simpler and the labor of construction can be saved. In addition, since the cylinder does not move and only the connecting member and the fitting member move, the movement of the connecting member is smoother than that of the conventional apparatus that moves to the relatively heavy cylinder.
[0017]
In particular, the temporary stopper portion is formed over the entire circumference of the insertion member, and has a shape in which a plurality of through holes arranged intermittently in the circumferential direction are provided in the root portion connected to the outer periphery of the insertion member, A plurality of guide portions that can be inserted into the respective through holes extend from the end portion on the opposite side of the stopper from the end portion of the cylindrical body, and extend in the axial direction of the cylindrical body. If the moving direction of the temporary stopper portion and the fitting member connected thereto is restricted in the axial direction of the cylindrical body by insertion, the moving direction of the temporary stopper portion and the fitting member is reliably restricted with a simple structure. Moreover, the shear load of the temporary stopper portion (by setting the ratio between the circumferential length of the through hole and the circumferential length of the other portion (the portion where the temporary stopper portion is connected to the fitting member) ( Displacement limit is solved It is possible to more easily design a load) to be.
[0018]
Further, by projecting the temporary stopper portion radially outward from the insertion member as described above, the insertion member is interposed between the temporary stopper portion and the cylindrical body or bridge member and the temporary stopper portion. A spring member that urges the fitting member in a direction away from the stopper can be disposed around the cylindrical body, and the urging force of the spring member tensions the connecting member to some extent regardless of the displacement of the fitting member. It becomes possible to hold in the state.
[0019]
In addition, the present invention limits the relative displacement between the bridge members constituting the bridge within a certain range, and absorbs the energy of the load when a load of a certain level or more acts in a direction in which both the component members are separated from each other. In the falling bridge prevention device with a displacement limiting function for preventing the bridge member from falling, a connecting member for connecting the bridge members to each other, and a cylindrical body that is fixed to at least one of the bridge members and into which the connecting member is inserted And a fitting member provided in the connecting member and having a shape that can be fitted into the cylinder.When,At the end of the cylinder that is closer to the other bridge memberProvided,Stopper for preventing movement of the insertion member in the insertion directionWhen,The other side of the cylinderEnd ofFromRadially inwardProtrudeTemporary stopperAnd an energy absorbing protrusion that protrudes inward from the inner peripheral surface of the cylindrical body at a position closer to the stopper than the temporary stopper.When the temporary stopper portion comes into contact with the insertion member, the movement of the insertion member in the direction in which the temporary stopper portion is inserted into the cylinder is restricted, and the temporary stopper is applied when a load of a certain level or more is applied in the insertion direction. Part breaksIn addition, the energy absorption protrusion is shear fractured.And it is comprised so that the said insertion member may be inserted in the said cylinder body to the position by which the movement prevention is carried out by the said stopper.
[0020]
Even in this configuration, since the displacement restriction is released by shearing of the temporary stopper portion protruding radially inward from the cylindrical body, for example, as disclosed in Patent Document 1, the displacement restriction is released by breaking the knock-off bolt. Compared to the above, it is easy to set the load when the displacement restriction is released. That is, it is possible to determine the load when the displacement restriction is released simply by setting the cross-sectional area of the shearing portion of the temporary stopper portion, and there is an advantage that the structure is simple and easy to assemble. .
[0021]
On the other hand, in the present invention, the cylinder is fixed to the bridge member side, and the fitting member is relatively displaced with respect to the cylinder, so that the movement of the cylinder is axially performed as described in the patent document. Therefore, another guide member for restricting to the above is unnecessary, and the structure becomes simpler and the labor of construction can be saved. In addition, since the cylinder does not move and only the connecting member and the fitting member move, the movement of the connecting member is smoother than that of the conventional apparatus that moves to the relatively heavy cylinder.
And since the said insertion member is inserted in the said cylinder, carrying out the shear destruction of the protrusion part for energy absorption, the said energy is effectively absorbed by the said shear with a simple structure.
[0022]
In the falling bridge preventing device with a displacement limiting function according to the present invention, an energy absorbing material that absorbs energy by applying resistance to the movement of the fitting member in the direction of fitting into the cylinder is provided in the cylinder. More preferable.
[0023]
According to this configuration, when the temporary stopper portion is sheared and the insertion member advances in the cylindrical body, the energy is effectively absorbed and the impact force is reduced by receiving resistance from the energy absorber.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
FIG. 4A shows an application of the
[0027]
In the figure, the end of the
[0028]
The
[0029]
In addition, the falling
[0030]
A specific structure of the falling
[0031]
The
[0032]
A supporting pressure plate (stopper) 22 surrounding the
[0033]
In FIG. 2,
[0034]
The
[0035]
The ring
[0036]
The
[0037]
A
[0038]
Here, the
[0039]
The
[0040]
Next, the operation of the falling
[0041]
First, when the protruding
[0042]
However, when the projecting
[0043]
If the
[0044]
Thereafter, as the relative displacement of the
[0045]
Thereafter, when the ring
[0046]
When the
[0047]
In the apparatus described above, the displacement restriction is released by shearing at the base portion of the
[0048]
In particular, when the temporary stopper portion is formed as a
[0049]
Further, in the above apparatus, the
[0050]
In particular, as shown in the figure, in addition to the
[0051]
Further, by projecting the
[0052]
In the present invention, there is no limitation on the means for fixing the fitting member to the connecting member. For example, as shown in FIG. 6 as the second embodiment, the
[0053]
Further, the temporary stopper portion according to the present invention is not limited to the one formed over the entire circumference like the
[0054]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the basic structure of the
[0055]
In this embodiment, a
[0056]
In this structure, when a large tensile load of a certain level or more is applied to the
[0057]
In this device, since the displacement restriction is released by the shearing of the
[0058]
Further, in the above apparatus, the
[0059]
Furthermore, in this embodiment, the
[0060]
The
[0061]
Further, the
[0062]
Also in the third embodiment, for example, a compression coil spring is loaded inside the
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to determine the load when the displacement restriction is released only by setting the cross-sectional area of the shearing portion of the temporary stopper portion, and the structure is simple and the assembly is also possible. There is an effect that it is easy. In addition, the cylinder is fixed to the bridge member side, so there is no need for a means for guiding it, and the structure is simplified to save the labor of construction and move to a relatively heavy cylinder. As compared with the conventional device, there is an effect that the movement of the connecting material can be made smoother.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional front view of a falling bridge prevention device with a displacement limiting function according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional front views showing the operation of the falling bridge prevention device.
4A and 4B are partial cross-sectional front views showing examples of installation modes of the fallen bridge prevention device. FIG.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a load acting on a cable and a displacement in the fallen bridge prevention device.
FIG. 6 is a cross-sectional front view of a falling bridge preventing device with a displacement limiting function according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional front view of a falling bridge prevention device with a displacement limiting function according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Abutment (bridge member)
14 Bridge girder (bridge member)
16 Cable (connection member)
17 Male thread
18 Fixing device
20 Fall bridge prevention device
22 Supporting plate (stopper)
23 Bolt insertion hole
24 cylinder
25 Projection (energy absorber)
25a ridge (temporary stopper)
26 Guide
27 Buffer material (energy absorbing material)
28 Spring seat plate
29 Nut (insertion member)
30 rings
32 Ring body (insertion member)
34 Temporary stopper plate
36 Through hole
38 Compression coil spring
40 cushioning material
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