JP4481804B2 - 橋梁用伸縮装置の遊間構造 - Google Patents

Description

この発明は、レベル２地震動（橋の共用期間中に発生する確率は低いが大きな強度をもつ地震動）が発生しても対向する橋桁相互が衝突しないように設計された橋梁用伸縮装置の遊間構造に関するものである。なお、レベル２地震動に対してレベル１地震動とは橋の共用期間中に発生する確率が高い地震動である。

橋を構成する隣接した上部構造端部相互間に大きな遊間を確保すると、伸縮継手が大掛かりな構造となり、その結果、著しく不経済になると共に、維持管理、走行性、振動、騒音等が問題となるような場合も生じる。

そこで、上記問題を解決するために、床版部に設けた支持具を遊間内に張り出させ、その張り出した床版部相互間に形成された小遊間部分にジョイントを架け渡す方法がある（例えば、特許文献１。）。

しかしながら、レベル２地震動の如き大規模地震が発生した際には、上記張り出した床版部分相互が衝突によって潰れてしまうことから、遊間に相当する橋梁用伸縮装置部分は実質的に床版部によりほとんど支持されないものとなってしまう危険性があり、そのような状態で車両が通過した場合、大事故となる恐れがある。
特開平１１−１００８１３号

そこで、この発明は、遊間内に張り出した床版部相互が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、大規模地震が発生した際においても床版部により橋梁用伸縮装置が十分に支持されるようにすることを課題とする。

（請求項１記載の発明）
この発明は、橋桁相互間又は橋桁と橋台相互間に遊間が形成され、前記遊間内に張り出した床版部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、床版部の対向面が平面視で凹凸形状となっていると共に、一方の床版部の凸部の先端部とこれに対向する他方の床版部の凹部の底部との間の距離は上記遊間幅と同等に設定してあり、床版部相互が橋軸方向に接近したときには、一方の床版部の凸部が他方の床版部の凹部に嵌まり込むようになっており、前記橋梁用伸縮装置の両端部が、床版部の対向端上層域に形成された凹み部に載せ置かれて該凹み部で固定され、両凹み部及び前記小遊間により構成される空間部分に設置されている。

（請求項２記載の発明）
この発明は、橋桁と橋台相互間に遊間が形成され、前記遊間内に張り出した橋桁の床版部と当該床版部と対面する前記遊間内に張り出した橋台部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、床版部と当該床版部と対面する橋台部分がそれぞれ平面視で凹凸形状となっていると共に、床版部と橋台部のうちの一方側の凸部の先端部とこれに対向する他方側の凹部の底部との間の距離は上記遊間幅と同等に設定してあり、床版部と橋台相互が橋軸方向に接近したときには、前記一方側の凸部が前記他方側の凹部に嵌まり込むようになっており、前記橋梁用伸縮装置の両端部が、床版部の対向端上層域に形成された凹み部に載せ置かれて該凹み部で固定され、両凹み部及び前記小遊間により構成される空間部分に設置されている。

（請求項３記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、上記請求項１又は２記載の発明に関し、凹部に、鉛直方向に剛性が高く且つ水平方向の力に対して破壊又は押し潰されやすい荷重支持体を設けてある。

（請求項４記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、上記請求項３記載の発明に関し、荷重支持体は、鋼製の筒体により構成されている。

（請求項５記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、上記請求項３記載の発明に関し、荷重支持体は、多数の縦孔を有したコンクリートブロックである。

（請求項６記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、上記請求項１、３、４、５のいずれかに記載の発明に関し、橋梁用伸縮装置を床版部に取り付けるための、少なくとも一方のアンカー部材が、凹部の底部に取り付け又は固定されており、レベル２地震動の発生時には、破壊又は押し潰された荷重支持体を介して前記アンカー部材に衝撃力が加わることにより、前記アンカー部材がノックオフするようになっている。

（請求項７記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、上記請求項２、３、４、５のいずれかに記載の発明に関し、橋梁用伸縮装置を床版部又は橋台に取り付けるための少なくとも一方のアンカー部材が、凹部の底部に取り付け又は固定されており、レベル２地震動の発生時には、破壊又は押し潰された荷重支持体を介して前記アンカー部材に衝撃力が加わることにより、前記アンカー部材がノックオフするようになっている。

この発明によると、遊間内に張り出した床版部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、大規模地震が発生した際においても床版部により橋梁用伸縮装置が十分に支持できる。

以下にこの発明の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造を実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例１の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の断面図、図２は前記橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の平面図を示している。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造について）
この橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造は、図１や図２に示すように、橋桁１と床版部２から成る一対の上部構造Ｈ，Ｈから構成されるものであり、前記橋桁１，１の端部相互間に遊間Ｕを形成すると共に、前記遊間Ｕ内に張り出した床版部２，２相互間により小遊間Ｕ１を形成している。なお、遊間Ｕはレベル２地震動が発生しても、橋軸方向に対向する橋桁相互が衝突しない程度の寸法に設定されており、また小遊間Ｕ１は雰囲気温度の変位等に伴う常時伸縮移動量及びレベル１地震動時の移動量により、床版部２の凸部２０の先端側相互が重なり合わない程度の寸法に設定してある。

ここで、床版部２，２の対向端上層域には、図１に示すように、橋梁用伸縮装置Ｊの各端部が載せ置かれる凹み部３が形成されており、橋梁用伸縮装置Ｊは凹み部３，３及び小遊間Ｕ１により構成される空間部分Ｋに、床版部２と上面面一で設置される。

床版部２は、図２に示すように、平面視台形状の凹凸形状になっていると共にその凹凸面は鋼板２２で補強形成されており、レベル１以上の地震動により上部構造Ｈ，Ｈ相互が橋軸方向に接近したときには、一方の床版部２の凸部２０が他方の床版部の凹部２１に嵌まり込むようになっている。なお、一方の床版部２の凸部２０の先端部から他方の床版部の凹部２１の底部までの距離（擬遊間Ｕ’の幅）は、上記遊間Ｕと同じ寸法（又は少し大きい寸法）に設定してある。

床版部２には、図１や図２に示すように、アンカー９０，９１が埋設されており、前記アンカー９０は鋼板２２に溶接されている共に、アンカー９１の雄ネジ部９１ａは上記凹み部３内に突出させてある。

（橋梁用伸縮装置Ｊについて）
橋梁用伸縮装置Ｊは、図１や図２に示すように、橋軸方向中央部下面側に下溝８１を形成すると共に前記下溝８１から橋軸方向端部寄りの上面側にそれぞれ上溝８２を形成してある帯状ゴム８０に、前記上溝８２，８２相互間の上域に荷重支持鋼板８３を埋設すると共に下溝８１から橋軸方向端部にかけた域に固定用鋼板８４を埋設してなり、荷重支持鋼板８３と固定用鋼板８４相互間のゴム部分が剪断変形部８５として機能するようにしてある。

ここで、この橋梁用伸縮装置Ｊでは、橋軸方向両端部近傍にアンカーホール８６を所定ピッチで配置してあり、前記アンカーホール８６内に貫通突出させた上記アンカー９１の雄ネジ部９１ａにナット９１ｂを螺入する態様で空間部分Ｋに固定設置できるようになっている。

（この遊間構造による橋梁用伸縮装置Ｊの支持構造について）
橋梁用伸縮装置Ｊの固定用鋼板８４，８４の内側域は、各床版部２の全ての凸部２０によってそれぞれ支持されている。

ここで、この遊間構造では、一方の床版部２の凸部２０の先端部から他方の床版部の凹部２１の底部までの距離（擬遊間Ｕ’の幅）は上記遊間Ｕと同じ寸法（又は少し大きい寸法）に設定してあるから、レベル２の地震動により上部構造Ｈ，Ｈ相互が橋軸方向に接近した場合でも対向する一方の床版部２の凸部２０先端と他方の床版部の凹部２１の底部とは衝突せず、床版部２の凸部２０が破壊又は押し潰されるようなことはない。したがって、レベル２の地震動が発生している場合においても、橋梁用伸縮装置Ｊの固定用鋼板８４，８４の内側域は、基本的には各床版部２の凸部２０によってそれぞれ支持されている。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の優れた効果について）
(1) この遊間構造によると、橋梁用伸縮装置Ｊを受け持つ位置にある遊間は、遊間Ｕではなくこれよりもかなり小さな小遊間Ｕ１であるから、設置する橋梁用伸縮装置Ｊは橋軸方向に短いもので良くなり、その結果、経済的であると共に、維持管理、走行性、振動、騒音等について問題が生じにくいものとなる。

(2) この遊間構造によると、上述した如くレベル２の地震動により上部構造Ｈ，Ｈ相互が橋軸方向に接近した場合でも床版部２の凸部２０が破壊又は押し潰されるようなことはないから、橋梁用伸縮装置Ｊの固定用鋼板８４，８４の内側域は、基本的には各床版部２の凸部２０によってそれぞれ支持されている。したがって、大規模地震が発生した際においても床版部により橋梁用伸縮装置が十分に支持される。

(3) この遊間構造によると、レベル２の地震動により上部構造Ｈ，Ｈ相互が橋軸方向に接近した場合でも対向する一方の床版部２の凸部２０先端と他方の床版部の凹部２１の底部とは衝突せず、比較的容易に補修可能な伸縮装置部のみの小さな損傷にとどめることができる。

図３はこの発明の実施例２の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の断面図、図４は前記橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の平面図を示している。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造について）
この実施例２の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造は、図３や図４に示すように、基本的には上記実施例１と同じ構成であるが、床版部２の凹部２１に、鉛直方向に剛性が高く且つ水平方向の力に対して破壊されやすい荷重支持体４を設けている点、前記荷重支持体４の上面に止水を考慮してゴム皮膜を施してある点でのみ相違している。

荷重支持体４は、鋼製の筒体により構成されており、凸部２０が凹部２１に侵入した時（水平方向の力が作用した時）に筒体が破壊又は押し潰されるようになっている。なお、この荷重支持体４では床版部２に比べて小さな力で破壊又は押し潰されるようになっている。また、この荷重支持体４は、破壊又は押し潰しに対して悪影響が生じない部分を鋼板２２に溶接又はボルト止めしてある。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の優れた効果について）
(1) 実施例１の(1) と同様の効果を有する。

(2) 床版部２の凹部２１に、鉛直方向に剛性が高い荷重支持体４を設けているから、通常時において、橋梁用伸縮装置Ｊに作用する車両の輪荷重を受ける範囲が大きくなると共に強度が大きくなる。

(3) 荷重支持体４は床版部２に比べて小さな力で破壊又は押し潰されるようになっているから、レベル２の地震動が生じた場合においても床版部２の凸部２０及び凹部２１はほとんど損傷することはなく、橋梁用伸縮装置Ｊの固定用鋼板８４，８４の内側域は、基本的には各床版部２の凸部２０によってそれぞれ支持されている。したがって、大規模地震が発生した際においても床版部により橋梁用伸縮装置が十分に支持される。

(4) 荷重支持体４では床版部２に比べて小さな力で破壊又は押し潰されるようになっているから、床版部２に重大な損傷をあたえることなく、荷重支持体４や橋梁用伸縮装置Ｊの小さな損傷にとどめることができる。

図５はこの発明の実施例３の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の断面図、図６は前記橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の平面図を示している。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造について）
この実施例３の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造は、図５や図６に示すように、基本的には上記実施例２と同じ構成であるが、凹部２１の底部方向最後尾の荷重支持体４の上域後ろ側に雄ネジ５０を立設したアングル５（固定部材）を溶接し、前記雄ネジ５０を上記アンカー９１の雄ネジ部９１ａとして対応している点で相違している。前記アングル５は最後尾の荷重支持体４の後ろ部分に設けた空間Ｋ１部分に配されており、最後尾の荷重支持体４が破壊又は押し潰された際にはアングル５も同時に破壊されるようになっている。そして、レベル２地震動においてアングル５が破壊等されると、そこに立設している雄ネジ５０も破壊されることになり橋梁用伸縮装置Ｊは上部構造Ｈに固定されていない状態（ノックオフ）となるため、伸縮装置Ｊの存在が橋の挙動に影響を与えないものとなる。免震橋の場合は、その免震効果を邪魔しないことになる。

（この橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の優れた効果について）
(1) 実施例２の遊間構造と同様の効果を有する。

(2) 橋の挙動に影響を与えないものとなるので、免震橋の場合は、伸縮装置の存在がその免震効果を妨げない。

（アンカー部材のノックオフについて）
課題を解決するための手段に記載したアンカー部材とは、この実施例３においては雄ネジ５０が設けられた固定部材であるが、これに限定されるものではない。アンカー部材とは上部構造Ｈの床版部２に橋梁用伸縮装置Ｊをネジ止めするものであれば形態には拘らない。

また、アンカー部材のノックオフとは、アンカー部材（実施例３ではアングル５又は／及び雄ネジ５０）自体が破壊されるか、アングル５及び雄ネジ５０が凹部２１又は／及び空間Ｋ１を構成する壁面から外れることを言い、アングル５及び雄ネジ５０により橋梁用伸縮装置Ｊが上部構造Ｈの床版部２に固定されなくなることを言う。

（他の実施の形態）
上記実施の形態に変えて、空間Ｋ１を設けることなく、固定部材として機能する雄ネジ５０を有する平板を、凹部２１の底部方向最後尾の荷重支持体４の上部に配置し、凹部２１の底部又は／及び荷重支持体４に固定又は取り付ける構成を採ることができる。この場合においても、レベル２地震動において平板が破壊等されると、そこに立設している雄ネジ５０も破壊されることになり橋梁用伸縮装置Ｊは上部構造Ｈに固定されていない状態（ノックオフ）となる。したがって、上記と同様に伸縮装置Ｊの存在が橋の挙動に影響を与えないものとなり、免震橋の場合には、その免震効果を邪魔しないことになる。

なお、固定部材となるアングル５や平板を配した構造を両方の上部構造Ｈに設けるようにしてもよい。

図７はこの発明の実施例４の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の断面図、図８は前記橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造の平面図を示している。

この実施例４の橋梁用伸縮装置Ｊが設置される遊間構造は、図７や図８に示すように、上記実施例２における荷重支持体４ではなく、荷重支持体４を多数の縦孔６０を有したコンクリートブロック６で構成している。つまり、凹部２１内にコンクリートブロック６を接着等してある。

したがって、実施例２と同様に、(1) 実施例１の遊間構造と同様の効果を有し、(2) 床版部２の凹部２１に、鉛直方向に剛性が高い荷重支持体４を設けているから、橋梁用伸縮装置Ｊに作用する車両の輪荷重に対する強度が大きくなる。

（その他）
橋梁用伸縮装置Ｊは、上記実施例の形態に限定されることなく、輪荷重を受けることができ且つ橋軸方向に伸縮できるものであればよい。

上記実施例では、上部構造と上部構造相互間に形成される遊間構造であったが、これに限定されることなく、上部構造と橋台相互間に形成される遊間構造に本願発明を施してもよい。この場合、橋桁と橋台相互間に遊間が形成され、前記遊間内に張り出した橋桁の床版部と当該床版部と対面する前記遊間内に張り出した橋台部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造となる。そして、床版部と当該床版部と対面する橋台部分がそれぞれ平面視で凹凸形状となっていると共に、床版部と橋台部のうちの一方側の凸部の先端部とこれに対向する他方側の凹部の底部との間の距離は上記遊間幅と同等に設定してあり、床版部と橋台相互が橋軸方向に接近したときには、前記一方側の凸部が前記他方側の凹部に嵌まり込むようにする。

この発明の実施例１の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の断面図。 前記橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の平面図。 この発明の実施例２の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の断面図。 前記実施例２の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の平面図。 この発明の実施例３の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の断面図。 前記実施例３の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の平面図。 この発明の実施例４の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の断面図。 前記実施例４の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造の平面図。

符号の説明

Ｈ 上部構造
１ 橋桁
２ 床版部
Ｕ 遊間
Ｕ１ 小遊間
Ｕ’ 擬遊間
Ｊ 橋梁用伸縮装置
２０ 凸部
２１ 凹部

Claims (7)

1. 橋桁相互間に遊間が形成され、前記遊間内に張り出した床版部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、床版部の対向面が平面視で凹凸形状となっていると共に、一方の床版部の凸部の先端部とこれに対向する他方の床版部の凹部の底部との間の距離は上記遊間幅と同等に設定してあり、床版部相互が橋軸方向に接近したときには、一方の床版部の凸部が他方の床版部の凹部に嵌まり込むようになっており、前記橋梁用伸縮装置は、両端部が、床版部の対向端上層域に形成された凹み部に載せ置かれて該凹み部で固定され、両凹み部及び前記小遊間により構成される空間部分に設置されていることを特徴とする橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
2. 橋桁と橋台相互間に遊間が形成され、前記遊間内に張り出した橋桁の床版部と当該床版部と対面する前記遊間内に張り出した橋台部相互間が小遊間を構成する橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造において、床版部と当該床版部と対面する橋台部分がそれぞれ平面視で凹凸形状となっていると共に、床版部と橋台部のうちの一方側の凸部の先端部とこれに対向する他方側の凹部の底部との間の距離は上記遊間幅と同等に設定してあり、床版部と橋台相互が橋軸方向に接近したときには、前記一方側の凸部が前記他方側の凹部に嵌まり込むようになっており、前記橋梁用伸縮装置の両端部が、床版部の対向端上層域に形成された凹み部に載せ置かれて該凹み部で固定され、両凹み部及び前記小遊間により構成される空間部分に設置されていることを特徴とする橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
   
3. 凹部に、鉛直方向に剛性が高く且つ水平方向の力に対して破壊又は押し潰されやすい荷重支持体を設けてあることを特徴とする請求項１又は２記載の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
4. 荷重支持体は、鋼製の筒体により構成されていることを特徴とする請求項３記載の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
5. 荷重支持体は、多数の縦孔を有したコンクリートブロックであることを特徴とする請求項３記載の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
6. 橋梁用伸縮装置を床版部に取り付けるための、少なくとも一方のアンカー部材が、凹部の底部に取り付け又は固定されており、レベル２地震動の発生時には、破壊又は押し潰された荷重支持体を介して前記アンカー部材に衝撃力が加わることにより、前記アンカー部材がノックオフするようになっていることを特徴とする請求項１、３、４、５のいずれかに記載の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。
7. 橋梁用伸縮装置を床版部又は橋台に取り付けるための少なくとも一方のアンカー部材が、凹部の底部に取り付け又は固定されており、レベル２地震動の発生時には、破壊又は押し潰された荷重支持体を介して前記アンカー部材に衝撃力が加わることにより、前記アンカー部材がノックオフするようになっていることを特徴とする請求項２、３、４、５のいずれかに記載の橋梁用伸縮装置が設置される遊間構造。

Images