JP3854613B2 - 高架下構造物の除振・制震構造 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば鉄道や道路等の高架下空間を有効利用するため、居住区等の構造物を設置可能とした高架下構造物の除振・制震構造に関するものである。

近年、都市空間を有効利用するという観点から、鉄道や道路等に使用されている既設の高架下に形成される空間が注目されている。このような高架下空間は、魅力的な立地条件を有しているものが多い反面、振動や騒音が大きいという問題を有している。このため、従来の利用形態は限られたものとなり、たとえば駐車場、倉庫及び遊興施設等のように、高架下空間の抱える問題をあまり気にしなくてすむものとなっている。

しかし、駅に近いなどの好立地条件を生かして高架下空間をより高度に有効利用するためには、たとえばホテルや託児所等の居住区としても利用できるように、振動等の問題を解決した構造物の設置を可能にする技術が望まれている。
上述したような騒音・振動を防ぐ従来技術としては、防振ゴムにより構造物を支持する技術や積層ゴムにより構造物を支持する技術が知られている。（たとえば、非特許文献１参照）
免震・制振（震）建築 吊り免震工法（高架下防音・防震建物）、［online］、竹中工務店、［平成１５年１０月２１日検索］、インターネット、＜URL:http://www.takenaka.co.jp/engi_j/c07/c07_6.html＞

上述した従来技術において、防振ゴムにより構造物を支持する構成の場合、構造物は高架橋の基礎とは別個に設けた基礎上に設置した防振ゴムを介して支持されている。このような防振ゴムは、交通振動など一般に振動数が１０Ｈｚ以上で振幅の小さな外部振動に対して除振効果を発揮するが、振動数が１０Ｈｚ以下で振幅の大きな揺れが主体となる地震時には防振ゴム自体の水平変形が大きくなって耐荷力が低下する。従って、地震時には防振ゴムの変形を拘束するための地震力に耐える剛強なストッパーが必要になる。

すなわち、従来の防振ゴムは、振動数が高く振幅の小さな外部振動による揺れを低減する除振には寄与するが、振動数が低く振幅の大きな地震時には、水平変形が過大となり、荷重支持能力を失うという問題を有している。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交通振動等の外部振動外力と地震外力の問題を解決し、より安価に高架下空間の有効利用を可能とする高架下構造物の除振・制震構造を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る高架下構造物の除振・制震構造は、高架下空間に設置される高架下構造物が、外部振動を低減可能な弾性支承と、同弾性支承の水平変形による耐荷力低減の補償手段とにより支持部材上に支持され、かつ、前記高架下空間を形成する高架構造物と減衰材を介して連結され、前記支持部材が、前記高架構造物の既設基礎を挟持して取り付けられ、該既設基礎に荷重を伝達可能に新設された架台であることを特徴とするものである。

本発明の高架下構造物の除振・制震構造によれば、外部振動を低減可能な弾性支承と、同弾性支承の変形による耐荷力低減の補償手段とにより支持部材上に支持され、かつ、前記高架下空間を形成する高架構造物と減衰材を介して連結されているので、除振性能の高いゴム支承等の弾性支承により交通振動等の外部振動から高架下構造物を除振することができる。また、地震時は弾性支承が変形した場合の補償手段による耐荷力保持とスライド作用、ならびに高架構造物と高架下構造物間に配置した減衰材の振動エネルギー吸収作用により、高架下構造物を制震することができる。
特に、優れた除振性能を有する構造物を構築するためには柔らかい弾性支承を必要とするが、柔らかい弾性支承は比較的小さな地震力でも変形し、座屈しやすい特性を有しているので、地震時に座屈変形が生じた場合には、補償手段が座屈による耐荷力低減を制限してスライドし、良好な免震性を確保することができる。

上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記支持部材が、前記高架構造物の既設基礎を挟持して取り付けられ、該既設基礎に荷重を伝達可能に新設された架台であるから、新たに増設する支持部材（たとえば既設のフーチング上に追加するコンクリート基礎）を最小限に抑え、既設基礎を削孔等により痛めることなく容易に荷重伝達部材を新設することができる。なお、可能であれば既設基礎をそのまま利用してもよい。

また、前記架台が、前記既設基礎を複数連結して設けられたものであれば、既設基礎を削孔等により痛めることなく、高架下空間に連続するよう一体化した荷重伝達部材を容易に新設することができる。
また、前記架台が、前記高架構造物の橋脚を囲み前記高架下構造物の柱となる中空柱の下端面を支持するように構成したものでもよく、これにより、高架下空間を有効利用して高架下構造物を設置することが可能になる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、前記補償手段が滑り支承であることが好ましい。
この場合、前記滑り支承の摺動部が、初期状態において鉛直方向の隙間を備えていることが好ましく、これにより、地震発生時等を除く交通振動等の外部振動からの除振に対し、滑り支承が影響を及ぼすようなことはない。
また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記滑り支承の摺動部が、所定の摩擦係数に設定されていることが好ましく、これにより、滑り出す地震レベルの設定や、高架下構造物の地震時水平方向変位と免震性能をコントロールすることができる。なお、所定の摩擦係数は、摺動面全域を同一にしてもよいが、支承部を中心に摺動面を同心円状に区分し、各区分領域毎に摩擦係数の異なる面を設けてもよい。

上述した高架下構造物の除振・制震構造において、前記弾性支承が、前記補償手段の近傍もしくは周囲に１または複数配設されていることが好ましく、これにより、地震時に高架下構造物から基礎に鉛直方向の反力が伝達される際、その作用点の移動を小さくすることができる。また、複数の弾性支承を対称位置に配設すれば、作用点位置を変えることなく基礎への影響を抑制できる。
この場合、前記弾性支承または前記補償手段が、前記高架下構造物の柱の直下に配設されていることが好ましく、これにより、柱に集中する鉛直方向の反力を効果的に受けることができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記滑り支承と前記高架下構造物との連結部に弾性部材を介在させることが好ましく、これにより、高架下構造物が水平方向に変位して滑り支承に回転変形を生じる場合であっても、弾性部材が変形することで摺動面に面接触させることができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記弾性支承の変形量を監視し、該変形量が所定値以上となった時に信号を発する監視手段を備えていることが好ましく、これにより、弾性支承のクリープにより生じる高架下構造物の変位（沈下）や回転を認識し、管理者に信号を発することができる。
なお、高架下構造物の沈下や回転を補正するため、弾性支承及び補償手段（滑り支承）の両方に高さ調整手段を設けておくことが好ましい。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記減衰材が、隣接する振動特性の異なる高架下構造物間を連結して設けられたものでもよい。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記弾性支承の一部が、鉛直軸に対して対称な傾斜配置とされてもよく、これにより、弾性支承の剛性がアップし、高架下構造物の位置を安定した状態に保持することができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、前記高架下構造物が水平復元力増加手段を備えていることが好ましく、これにより、地震後における高架下構造物の原位置復帰性能を向上させることができる。水平復元力増加手段は、複数組の弾性支承を鉛直軸に対し対で対称にオフセットさせ、予め水平方向に張力を加える方法や、高架下構造物の両側を予め張力を入れたばね等で支持する方法であり、予張力を入れた方向と直交する方向の水平移動に対し、復元力が作用し原位置復帰性能が向上する。

上述した本発明の高架下構造物の除振・制震構造によれば、滑り支承等の補償手段で変形による座屈を制限する弾性支承により高架下構造物を支持して交通振動等の外部振動から除振するとともに、同弾性支承と滑り支承等の補償手段による地震時免震作用と、高架構造物と高架下構造物間に配置した減衰材の振動エネルギー吸収作用により高架下構造物を制震するので、高架構造物の補強や現場合わせ等に要する作業工数及び費用を最小限に抑えて高架下空間特有の問題である振動を解決するとともに、高架下構造物内には除振・制震構造に伴う占有スペースが不要であるため、有効空間を最大限に確保した高架下構造物を安価に提供することが可能となる。すなわち、通常時における車両走行等の振動については柔らかいゴム支承等の弾性支承により吸収して除振し、柔らかい弾性支承が地震時の変形で座屈するという問題については補償手段に荷重を移行させて滑らせることで解決し、さらに、高架構造物と高架下構造物との間に減衰材を設けることで双方の減衰性を向上させることができるので、既設の高架下空間を有効に活用し、除振性能及び制震性能を有する安価な高架下構造物の建設が可能となる。

従って、車両の走行により振動が発生する鉄道高架橋や道路高架橋など既設の高架下空間に、ホテル、託児所、事務所、スタジオなど収益性の高い高架下構造物を安価に建設して、都市空間を高度に有効利用できるという顕著な効果が得られる。

以下、本発明に係る高架下構造物の除振・制震構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は、高架構造物１の高架下空間２に高架下構造物として居住区等の上部構造物（以下、上部構と呼ぶ）３を設置した構成例を示している。この場合の高架構造物１には、たとえば鉄道用の高架橋や道路用の高架橋などがあり、橋脚１ａ，１ａの上端部を梁１ｂにより連結したものを多数並べた上面に車両走行用の路面を形成した構成とされる。また、以下の説明では、既設の高架構造物１を利用し、その高架下空間２に上部構３を建設するものとする。なお、図中の符号４は地面である。

高架下空間２に設置される上部構３は、地面４に設けた基礎上に除振ユニット１０を介して支持され、かつ、高架構造物１の適所と減衰材３０を介して連結されている。なお、以下の説明では、除振ユニット１０を介して上部構３を支持するため、図１（ｂ）に示すように、専用の基礎１１が新設されるものとする。
除振ユニット１０は、図１（ｂ）に示すように、弾性支承の一例として採用したゴム支承１２と補償手段として採用した滑り支承２０とを並べて組み合わせた構成とされ、ゴム支承１２が地震時等の水平方向入力を受けた場合の変形による座屈を滑り支承２０により制限するように構成されている。すなわち、上述した補償手段は、ゴム支承１２等の弾性支承に生じる座屈を制限することにより耐荷力の低減を抑制して滑らせるものであり、弾性支承の耐荷力保持機能と滑り機能を有している。

ゴム支承１２は、除振性能を有する長周期構造物を構築するため、鉛直方向にゴムと鋼板とを交互に重ね合わせた構成のものを選択して使用される。このようなゴム支承１２は、たとえば図２に示すように、積層型ゴム支承ユニット１２ａまたはゴムパット１２ｂを鉛直方向に段重ねして使用することにより、比較的柔らかい所望のばね定数を容易に確保することができる。なお、図２に示す積層型ゴム支承ユニット１２ａ及びゴムパット１２ｂは、いずれも３段重ねとした例を示している。
すなわち、耐荷重が大きい積層型ゴム支承ユニット１２ａやゴムパッド１２ｂは、単体ではばね定数が大きく硬い弾性体となるが、これを鉛直方向に複数段積み重ねることにより、鉛直方向の大きな耐荷重をそのまま維持して変形能力が増大するので、除振効果や防振効果が期待できる比較的柔らかいばね定数を容易に設定することができる。特に、図３（ａ）に示すように、水平方向ばね定数Ｋ_Ｈ が鉛直方向ばね定数Ｋ_Ｖ と比較して非常に小さいゴム支承１２を選択すれば、水平方向の振動計数はさらに長周化が可能となる。

滑り支承２０は、図１（ｂ）に示すように、上部構３の下面から垂下された柱状部材２１と、基礎１１の上面に貼り付けられた摺動板２２とを具備して構成される。柱状部材２１の下端面２１ａと摺動板２２の上面２２ａとの間には、所定の隙間Ｓ１が設けられている。この隙間Ｓ１を設けることにより、地震のない通常の状態（初期状態）においては、上部構３が耐荷重の大きいゴム支承１２により単独支持されている。

このような滑り支承２０は、図３（ｂ）に示すように、地震時に水平方向の入力を受けたゴム支承１２がせん断変形した場合、上部構３を直接支持する断面積の減少で鉛直剛性の低下が生じ、上部構３の沈下により隙間Ｓ１がなくなって下端面２１ａが摺動板２２に接触する。この結果、滑り支承２０が上部構３の荷重を一部負担するようになるので、ゴム支承１２の座屈を制限することができる。換言すれば、上述した隙間Ｓ１はゴム支承１２の座屈による移動量を規定する値となり、従って、上部構３が隙間のない面間距離Ｈまで降下することにより、柱状部材２１が基礎１１に支持されているのと実質的に同様の状態となるので、十分な強度を備えている柱状部材２１及び基礎１１が上部構３の荷重を支持することにより、ゴム支承１２の座屈を制限するとともに、上部構３の変位下端位置を規定しながらスライドすることができる。
すなわち、除振ユニット１０を構成するゴム支承１２及び滑り支承２０は、滑り支承２０がゴム支承座屈後の鉛直変位を抑制して滑る補助的な支承として機能することで、ゴム支承１２の水平剛性を維持し、地震後の原点復帰性を備えたものとなる。

また、上述した補償手段の他の実施形態としては、たとえば特開平１０−７３１４５号公報に開示された「構造物の免震滑り支承」の構成（〔図１５〕〜〔図１７〕参照）を採用することも可能である。この構成では、積層ゴム支承の変形拘束材として保持体が設けられ、振動が小さい場合は保持体の拘束を受けることなく積層ゴムが変形する範囲内で免震作用を発揮する。しかしながら、振動が大きくなると積層ゴムの変形は保持体により制限されるので、受皿と母材との間に滑り現象が生じ、積層ゴムの変形による免震作用に加えて滑りによる免震作用が発生するとされる。

また、上部構３を高架構造物１の適所に連結する減衰材３０には、たとえばオイルダンパーなどが使用される。図１に示した構成では、減衰材３０が高架構造物１の梁１ｂに連結されている。なお、上部構３と減衰材３０との連結部及び梁１ｂと減衰材３０との連結部は、高周波、微小振動の伝達を阻止するため、片側もしくは両側に防振ゴム等の防振材３１を介在させた構成となる。
このような減衰材３０を設けたことにより、地震時は両構造物間の相対変位で減衰材３０が作動し、振動エネルギーを吸収するので、特に既設の高架構造物１の地震応答を低減して耐震性を改善することができる。

このように構成された高架下構造物の除振・制震構造とすれば、通常の初期状態では、除振ユニット１０のゴム支承１２が上部構３の荷重を支持している。
この初期状態では、滑り支承２０の柱状部材２１と摺動板２２との間には所定の隙間Ｓ１が存在している。そして、高架構造物１上を車両が走行した場合に発生する振動は、ゴム支承１２の除振機能と、減衰材３０連結部に設けた防振材３１の除振機能により、上部構３への振動伝達を抑制する。

また、地震発生時に上部構３が水平方向の地震力を受けると、水平方向ばね定数Ｋ_Ｈ の小さいゴム支承１２は上部構３の水平移動に伴ってせん断変形する。そして、このせん断変形が大きくなればなるほどゴム支承１２の有する耐荷力は減少して座屈を生じやすくなるが、同時に滑り支承２０の隙間Ｓ１も減少することとなるので、下端面２１ａが摺動板２２に接触して隙間Ｓ１のなくなった時点から柱状部材２１による上部構３の荷重支持が可能となる。
このため、柱状部材２１が荷重支持を開始した時点からゴム支承１２の負担荷重が低減し、結果として座屈の規制が可能となる。従って、優れた除振性能を有する柔らかいゴム支承１２が地震の入力を受けた場合であっても、ゴム支承１２が座屈して上部構３を支持できなくなるようなことはなく、除振性能に加えて免震性をも備えたものとなる。また、地震時においては、高架構造物１と上部構３との間が減衰材３０により連結されているので、両構造物間の地震応答を低減した制震が可能となる。

このように、本発明の高架下構造物の除振・制震構造は、通常時における良好な除振性能と、地震時における制震性能とを兼ね備えたものとなる。しかも、高架下空間２を有効に利用して上部構３を設置でき、しかも、既設である高架構造物１との連結は減衰材３０のみとなるので、高架構造物１の補強等を最少限に抑えた構造で、有効空間を最大限に確保した上部構３を安価に構築することが可能になる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、滑り支承２０は、柱状部材２１の下端面２１ａと摺動板２２の上面２２ａとの間に形成される摺動部が、所定の摩擦係数に設定されていることが好ましい。これは、ゴム支承１２が座屈して柱状部材２１の下端面２１ａが摺動板２２の上面２２ａに接触した場合、摺動板２２上を水平方向へ摺動する分力を有しているので、摺動部に適度な摩擦力を与えることにより、地震時における上部構３の水平方向移動をコントロールし、摩擦により地震エネルギーを吸収することで免震効果を得ることができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、除振ユニット１０は、たとえば図４に示す第１変形例のように、ゴム支承１２が滑り支承２０の近傍もしくは周囲に１または複数配設された構成とするのが好ましい。この変形例では、上部構３の柱３ａと一致する直下の位置に滑り支承２０が配置され、その周囲を取り巻くようにして、ゴム支承１２が同一円周上に等ピッチで対称に複数配置されている。なお、ゴム支承１２の代わりに、滑り支承２０のいずれかひとつが柱３ａの直下に配置されてもよい。
このような構成とすれば、地震時に降下する上部構３から基礎１１に鉛直方向の反力が伝達されるとき、その作用点の移動を小さくすることができ、荷重が集中する柱３ａで鉛直方向の反力を確実かつ効果的に受けることができる。また、複数のゴム支承１２を対称に配設することにより、荷重の偏心による基礎１１への影響を抑制することができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、除振ユニット１０は、たとえば図５に示す第２変形例のように、滑り支承２０と上部構３との連結部にゴムパット２３等の弾性部材を介在させてもよい。
このようなゴムパット２３は、上部構３が水平方向に変位して滑り支承２０に回転変形を生じた場合でも、圧縮されたゴムパット２３が変形するため摺動板２２の上面２２ａに対して下端面２１ａを面接触させることができる。従って、滑り支承２０における摩擦力を確実に作用させて、地震エネルギーを吸収させることができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震装置において、図６に示す第３変形例のように、水平方向において隣接する位置にあるゴム支承１２，１２の間を剛プレート１３で連結して一体化するとよい。この剛プレート１３は、両端部に板状部材１３ａ，１３ａを備えている。この板状部材１３ａは、鉛直方向に複数段積層した積層型ゴム支承ユニット１２ａの間に挿入され、これを挟持することにより隣接したゴム支承１２を連結して一体化する構成とされる。
このような剛プレート１３を用いてゴム支承１２を連結することにより、ゴム支承変形時にゴム支承間連結部に生じる回転を剛プレートの剛性で抑えることができるため大変形時における座屈耐力を向上させることができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、図７に示す第４変形例のように、上部構３と基礎１１との間にシャーピン４０を設けることが好ましい。このシャーピン４０は、その上部が上部構３側の保持リング４１に固定支持されており、その下端部側は基礎１１から突出する係止リング４２の内部に防振材として機能する弾性材４４を介して挿入されている。
シャーピン４０と基礎１１側の係止リング４２との間には、互いの振動伝達を防止するため、弾性材４４をなくし通常状態で互いに接触しないよう隙間Ｓ２を設けた配置としてもよい。

このような構成とすれば、シャーピン４０が係止リング４２と干渉することで水平方向の移動を阻止されるため、たとえば強風時における上部構３の大きな水平方向移動を防止することができる。
なお、シャーピン４０の適所に予め切断溝４３のような応力集中部を設けておけば、地震時に所定値以上の水平方向移動が生じた場合には、切断溝４３でシャーピン４０が切断されるため、水平方向の移動を規制する部材がなくなって所望の制震性能を発揮できるようになる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、図８に示す第５変形例のように、ゴム支承１２の変形量を距離計５１等により監視し、変形量が所定値以上となった時に信号を発する監視手段５０を設けておくとよい。このような監視手段５０により、弾性材料のクリープにより生じる上部構３の変位（沈下）や回転を認識し、管理者に信号を発することができるので、状況変化に応じた迅速な是正が可能となる。
なお、上部構３の沈下や回転を補正するため、ゴム支承１２及び滑り支承２０の両方にねじやライナープレート等の高さ調整手段を設けておくことが好ましい。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造において、図９に示す第６変形例のように、滑り支承２０や滑り支承２０で座屈を制限したゴム支承１２が、高架構造物１の既設基礎（フーチング等）５上に配設された構成としてもよい。この場合、既設基礎５の上部に荷重を伝達できるよう新規の追加基礎１１Ａを形成し、この追加基礎１１Ａが荷重伝達部材として支持部材の機能を果たしている。
すなわち、ゴム支承１２及び滑り支承２０よりなる除振ユニット１０の支持部材である新規の追加基礎１１Ａについては、既設基礎５に余剰耐力がある場合には、同既設基礎５の上部に新たにコンクリートを充填して追加形成したものを使用すれば、上部構３のために増設する基礎が小さくてすむので、その分工費を低減することができる。なお、既設基礎５の形状や耐力等が上部構３を支持する諸条件を満たしている場合には、追加基礎１１Ａを形成することなくそのまま利用することも可能である。

また、既設基礎５上に全てを配設できる面的な広がりがない場合は、図１０に示す第７変形例のように、既設基礎５に荷重を伝達でき、かつ除振ユニット１０を配設するための面的広がりを有する荷重伝達部材として架台１４を新たに設置し、この架台１４を支持部材としてもよい。
この架台１４は、高架構造物１の既設基礎５上に必要に応じて追加基礎１１Ａを形成した後、橋脚１ａ、既設基礎５及び追加基礎１１Ａを挟持して取り付けたものである。図示の例では、架台１４が左右に２分割可能な鋼製等の成形部品とされ、橋脚１ａを両側から挟持するようにして既設基礎５及び追加基礎１１Ａ上に載置した後、側面の脚部１４ａや上面側からジャッキボルト１５等の固定手段を用いて固定設置したものである。

このような構成とすれば、既設基礎５を有効に利用することで新たに増設する支持部材を最小限に抑え、しかも、削孔等により既設基礎５を痛めることなく架台１４を設けて除振ユニット１０を設置する支持部材とし、上部構３の荷重を既設基礎５に受け持たせることができる。
また、上部構３の形状等に応じて、上述した第７変形例のように、ひとつの既設基礎５毎に架台１４を形成してもよいが、たとえば図１１に示す第８変形例のように、複数の既設基礎５を連結して高架下空間２に連続するよう一体化して設置した架台１４′としてもよい。すなわち、単独の既設基礎５毎に架台１４を形成したり、あるいは、複数の既設基礎５を連結して面積を広げた架台１４′を形成することにより、既設基礎５や上部構３の構造等に応じて最適な架台構造を容易に使い分けることができる。

また、図１２に示す第９変形例のように、高架構造物１の橋脚１ａを囲み、上部構３の柱３ａ′となる中空柱１６の下端面１６ａを支持する構成の架台１４としてもよい。この場合、橋脚１ａと中空柱１６の各内面との間には、互いの振動が干渉しないよう適当な隙間Ｓ３を設けておくことが好ましい。なお、図中の符号３ｂは上部構３の梁である。
このような構成とすれば、高架下空間２をより一層有効に利用して、上部構３を設置することが可能になる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、図１３に示す第１０変形例のように、減衰材３０を上部構３の専用として新設した基礎１１上に連結してもよい。このような構成とすれば、既設の高架構造物１側との連結部がなくなって荷重負担をかけることはない。このため、新設する上部構３側のみを施工すればよいので、既設構造物の補強など面倒な作業をなくすことができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制震構造においては、図１４に示す第１１変形例のように、減衰材３０が、隣接する振動特性の異なる複数の上部構間を連結して設けられたものでもよい。すなわち、形状等の違いから異なる振動特性を有している第１上部構３Ａ及び第２上部構３Ｂの間を減衰材３０で連結することにより、地震時における両上部構間の地震応答を低減することができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制振構造においては、図１５に示す第１２変形例のように、上部構３と高架構造物１との間を連結する減衰材３０Ａとして、両ロッド型のオイルダンパーを採用した構成としてもよい。この場合、減衰材３０Ａの両端部にそれぞれワイヤ３２を連結し、両ワイヤ３２の他端を高架橋１の適所（たとえば橋脚１ａ）に連結する。なお、減衰材３０Ａは、上部構３にピン結合することにより、揺動可能に支持されている。
このような構成とすれば、弾性体であるワイヤ３２の変形により微小振動を吸収し、地震のような大変形については、減衰材３０Ａが作動してエネルギーを吸収することができる。

また、上述した高架下構造物の除振・制振構造においては、図１６に示す第１３変形例のように、ゴム支承１２を上部構３の中心軸Ｃに対して傾斜させた対称配置とすることにより、ゴム支承の水平剛性を高め上部構３の位置保持を安定化させることができる。なお、ゴム支承１２を傾斜させるため、上下両端部に傾斜部材１２ａを介在させてある。

また、上述した高架下構造物の除振・制振構造においては、図１７に示す第１４変形例のように、上部構３の水平復元力増幅手段として、対のゴム支承１２を鉛直軸に対し対称にオフセット配置し、予め水平方向に張力を与えた構成が採用されている。このような水平復元力増幅手段を設けたことにより、予張力を与えた方向と直交する方向の上部構３水平移動に対し、水平移動が大きくなるほど大きな復元力を作用できるので、地震後の上部構３が原位置に復帰する性能を向上させることができる。
このような上部構３の水平復元力は、図１８に示す第１５変形例のように、上部構３の両側に予め引張力を作用させて連結したコイルばね等の弾性部材３３を追設する構成によっても達成することができる。なお、図中の符号３４は、弾性部材３３の他端を固定支持する部材である。

ところで、上述した各変形例は、各々単独での適用が可能なことはもちろんであるが、適宜選択した複数を組み合わせた構成としてもよい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえばすべり支承の柱状部材を基礎側から上向きに突出させて上部構側に摺動板を設けるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る高架下構造物の除振・防振構造の一実施形態を示す図で、（Ａ）は断面図、（ｂ）は除振ユニットの詳細を示す構成図である。 図１に示した弾性支承の構成例を示す図で、（ａ）は積層型ゴム支承ユニットを重ねた構造、（ｂ）はゴムパットを重ねた構造を示している。 図１の除振ユニットに水平方向の地震力が作用した場合の説明図であり、（ａ）は水平方向及び鉛直方向のばね定数を示す図、（ｂ）は滑り支承の機能を示す図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１変形例を示す図で、（ａ）は除振ユニットの配置を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第２変形例を示す要部断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第３変形例を示す要部断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第４変形例を示す要部断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第５変形例を示す要部断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第６変形例を示す要部断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制震構造の第７変形例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制震構造の第８変形例を示す正面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制震構造の第９変形例を示す図で、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１０変形例を示す断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１１変形例を示す断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１２変形例を示す断面図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１３変形例を示す図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１４変形例を示す図である。 本発明に係る高架下構造物の除振・制振構造の第１５変形例を示す図である。

符号の説明

１ 高架構造物
２ 高架下空間
３ 上部構（高架下構造物）
５ 既設基礎
１０ 除振ユニット
１１ 基礎
１１Ａ 追加基礎
１２ ゴム支承（弾性支承）
１３ 剛プレート
１４ 架台
１６ 中空柱
２０ 滑り支承
２１ 柱状部材
２２ 摺動板
２３ ゴムパット
３０，３０Ａ 減衰材
４０ シャーピン
５０ 監視手段

Claims (13)

1. 高架下空間に設置される高架下構造物が、外部振動を低減可能な弾性支承と、同弾性支承の水平変形による耐荷力低減の補償手段とにより支持部材上に支持され、かつ、前記高架下空間を形成する高架構造物と減衰材を介して連結され、
   前記支持部材が、前記高架構造物の既設基礎を挟持して取り付けられ、該既設基礎に荷重を伝達可能に新設された架台であることを特徴とする高架下構造物の除振・制震構造。
2. 前記架台が、前記既設基礎を複数連結して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高架下構造物の除振・制震構造。
3. 前記架台が、前記高架構造物の橋脚を囲み前記高架下構造物の柱となる中空柱の下端面を支持するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の高架下構造物の除振・制震構造。
4. 前記補償手段が滑り支承であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
5. 前記滑り支承の摺動部が、初期状態において鉛直方向の隙間を備えていることを特徴とする請求項４に記載の高架下構造物の除振・制震構造。
6. 前記滑り支承の摺動部が、所定の摩擦係数に設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の高架下構造物の除振・制震構造。
7. 前記弾性支承が、前記補償手段の近傍もしくは周囲に１または複数配設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
8. 前記弾性支承または前記補償手段が、前記高架下構造物の柱の直下に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の高架下構造物の除振・制震構造。
9. 前記滑り支承と前記高架下構造物との連結部に弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
10. 前記弾性支承の変形量を監視し、該変形量が所定値以上となった時に信号を発する監視手段を備えていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
11. 前記減衰材が、隣接する振動特性の異なる高架下構造物間を連結して設けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
12. 前記弾性支承の一部が、鉛直軸に対して対称な傾斜配置とされることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。
13. 前記高架下構造物が水平復元力増幅手段を備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の高架下構造物の除振・制震構造。

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