JP6243366B2 - 橋脚構造 - Google Patents

Description

本発明は橋脚構造、特に、橋梁や道路の橋脚、水門等の土木構造物における柱部材あるいはビル等の建築構造物における柱部材の耐震性を高めるための橋脚構造に関する。

従来、土木構造物や建築構造物における柱部材の耐震補強として、対象とする柱部材と該柱部材が設置されたフーチングとの間に、履歴減衰特性を有する斜材を方杖状に配置することによって、地震時の水平荷重を支え、柱部材の水平耐荷力を増加させ、水平変位を減少させる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−７４０１９号公報（第３−４頁、図１）

特許文献１に開示された発明によれば、地震時の柱部材の変形（フーチングに対する倒れ）によって、斜材が伸縮する。このため、斜材が履歴減衰性能を発揮することにより、柱構造の制震効果が得られ、地震荷重を減衰させ、効率のよい耐震補強が可能になる。
しかしながら、この発明によると、斜材を柱部材に対して柱側方に方杖状に設置するため、斜材のフーチングとの接合端は、柱部材の外周から大きく張り出すことになる。すなわち、補強材である斜材が広い面積を占有する。
このため、例えば、橋梁の橋脚などのように、橋脚の至近に道路や通路や護岸などの占有物がある場合には、当該発明を適用することができないという問題があった。また、例えば、橋脚が河川、湖沼、海域にある場合には、水域に補強材が大きく張り出して、広い面積を占有するため、河川流域面積の阻害などの理由により、当該発明を適用することができないという問題があった。

本発明は上記問題を解決するものであって、柱部材の外周から大きく張り出すことなく、補強材の占有面積を抑えながら、地震荷重を減衰させることができる橋脚構造を提供するものである。

（１）本発明に係る橋脚構造は、減衰特性を有するダンパーの下端部が下部構造物に接合され、前記ダンパーの上端部が、前記下部構造物に立設された柱部材の側面に接合され、前記ダンパーは前記柱部材の側面に略平行であり、前記ダンパーは、軸力材と、前記軸力材を補剛する補剛材と、前記軸力材の一方の端部および前記補剛材の一方に接続された第１接続部材と、前記軸力材の他方の端部に接続された第２接続部材と、を具備し、前記第２接続部材の外周に突出したストッパーが形成され、前記補剛材の端部に、前記ストッパーを挟んで対向した第１反力部および第２反力部、が形成され、前記軸力材が収縮した際、前記補剛材の第１反力部に、前記ストッパーが当接し、前記軸力材が伸長した際、前記補剛材の第２反力部に、前記ストッパーが当接することを特徴とする。
（２）また、前記ダンパーの下端部および上端部に、ダンパーピン孔がそれぞれ設けられ、前記下部構造物に、下部構造物ピン孔が設けられた下部構造物ブラケットが設置され、前記柱部材の側面に、柱部材ピン孔が設けられた柱部材ブラケットが設置され、
前記ダンパーピン孔と前記下部構造物ピン孔とに挿入された下側ピンによって下部ピン構造が形成され、該下部ピン構造によって前記ダンパーと前記下部構造物とが接合され、
前記ダンパーピン孔と前記柱部材ピン孔とに挿入された上側ピンによって上側ピン構造が形成され、該上側ピン構造によって前記ダンパーと前記柱部材とが接合されていることを特徴とする。
（３）また、前記下部構造物は、上面が地盤から突出した台座を具備し、前記台座の上面に前記下部構造物ブラケットが設けられていることを特徴とする。
（４）さらに、本発明に係る橋脚構造は、減衰特性を有するダンパーの下端部が地面に設置された反力基礎に接合され、前記ダンパーの上端部が、地盤内に埋設された下部構造物に立設された柱部材の側面に接合され、前記ダンパーは前記柱部材の側面に略平行であり、前記ダンパーは、軸力材と、前記軸力材を補剛する補剛材と、前記軸力材の一方の端部および前記補剛材の一方に接続された第１接続部材と、前記軸力材の他方の端部に接続された第２接続部材と、を具備し、前記第２接続部材の外周に突出したストッパーが形成され、前記補剛材の端部に、前記ストッパーを挟んで対向した第１反力部および第２反力部、が形成され、前記軸力材が収縮した際、前記補剛材の第１反力部に、前記ストッパーが当接し、前記軸力材が伸長した際、前記補剛材の第２反力部に、前記ストッパーが当接することを特徴とする。
（５）また、前記（４）において、前記ダンパーの両端部に、ダンパーピン孔がそれぞれ設けられ、前記反力基礎に、反力基礎ピン孔が設けられた反力基礎ブラケットが設置され、前記柱部材の側面に、柱部材ピン孔が設けられた柱部材ブラケットが設置され、前記ダンパーピン孔と前記反力基礎ピン孔とに挿入された下側ピンによって下部ピン構造が形成され、該下部ピン構造によって前記ダンパーと前記反力基礎とが接合され、
前記ダンパーピン孔と前記柱部材ピン孔とに挿入された上側ピンによって上側ピン構造が形成され、該上側ピン構造によって前記ダンパーと前記柱部材とが接合されていることを特徴とする。

（６）また、前記（２）または（５）において、前記上側ピンが断面円形で、前記柱部材ピン孔が高さ方向に長い長孔であって、
前記上側ピンは前記ダンパーピン孔に固定された状態で、前記長孔に侵入し、
前記上側ピンの外周最上点と前記長孔の内周最上点との間に上隙間が形成され、前記上側ピンの外周最下点と前記長孔の内周最下点との間に下隙間が形成されていることを特徴とする。
（７）また、前記（２）または（５）において、前記上側ピンが断面円形で、前記ダンパーの上端部に設けられた前記ダンパーピン孔が高さ方向に長い長孔であって、
前記上側ピンは前記柱部材ピン孔に固定された状態で、前記長孔に侵入し、
前記上側ピンの外周最上点と前記長孔の内周最上点との間に上隙間が形成され、前記上側ピンの外周最下点と前記長孔の内周最下点との間に下隙間が形成されていることを特徴とする。
（８）また、前記（６）または（７）において、前記柱部材が矩形断面であって、対向する面にそれぞれ前記ダンパーが設置され、
前記上隙間（△）と前記下隙間（△）とは等しく、
前記柱部材の柱部材高さがＨ、前記ダンパー同士の距離であるダンパー間隔がＬ、前記柱部材の耐力が低下するときの前記柱部材の水平変位である許容水平変位がδｕのとき、水平変位（δｕ）は、前記上隙間（△）と前記柱部材高さ（Ｈ）の積の２倍を、前記ダンパー間隔（Ｌ）で除したもの（δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ）であることを特徴とする。
（９）さらに、前記（６）〜（８）の何れかにおいて、前記長孔の内周下端および内周上端に橋脚ピン下係止部および橋脚ピン上係止部がそれぞれ形成され、
前記上側ピンは、前記橋脚ピン下係止部に到達した際、前記橋脚ピン下係止部に抜け出し不可能に係止し、前記橋脚ピン上係止部に到達した際、前記橋脚ピン上係止部に抜け出し不可能に係止することを特徴とする。

（１０）また、前記（１）〜（９）の何れかにおいて、前記柱部材が断面矩形で、前記柱部材の側面が平面であって、
一対の前記ダンパーが、前記柱部材の側面のうちの少なくとも１つの側面に平行に配置され、
前記一対のダンパーの上端部同士の距離と、前記一対のダンパーの下端部同士の距離とが相違していることを特徴とする。
（１１）また、前記（１）〜（１０）の何れかにおいて、前記ダンパーは減衰特性を有するものであって、軸方向ダンパー、せん断ダンパー、粘弾性ダンパー、曲げダンパー、シリンダーピストン型ダンパー、座屈拘束ブレース、アンボンドブレース、履歴減衰ダンパーおよび摩擦ダンパーの何れかであることを特徴とする。

（１２）さらに、前記（１）〜（１１）の何れかにおいて、前記柱部材は、高さ方向の全長に配置された全長鉄筋と、高さ方向の下方範囲に配置された下方鉄筋とを具備する「段落し」された鉄筋コンクリート構造であって、前記ダンパーの上端部が、前記下方鉄筋の上端よりも上方において、前記柱部材の側面に接合されていることを特徴とする。
（１３）また、前記（１）〜（１２）の何れかにおいて、前記軸力材は、前記柱部材に前記ダンパーが設置されなかった場合に、前記柱部材に許容される柱部材許容変位から、前記柱部材の設計エネルギーから決まる設計最大変位まで、前記柱部材が変形した際の前記柱部材の吸収エネルギーの値と、前記ダンパーが変形を開始してから、前記柱部材許容変位に相当する変位まで変位した際の前記ダンパーの吸収エネルギーとが、等しくなる長さに同じ長さ、または、前記等しくなる長さに同じ長さよりも短い長さであることを特徴とする。

（１４）また、前記（１）〜（１３）において、前記補剛材が、第２補剛材によって補剛され、前記第２補剛材の一方の端部が前記第１接続部材に接続されていることを特徴とする。

（１５）さらに、前記（１）〜（１４）の何れかにおいて、前記ダンパーは、前記柱部材の上端部と前記下部構造物との距離が拡大するように、前記柱部材を伸長させるプレロードが作用していることを特徴とする。

（ｉ）本発明に係る橋脚構造は、減衰特性を有するダンパーの端部がそれぞれ下部構造物に立設された柱部材の側面（例えば、フーチングに立設された橋脚の橋脚側面）に接合されているから、地震時の柱部材の変形（下部構造物に対する倒れ）によって、ダンパーが伸縮するため、制震効果が得られ、地震荷重は減衰され、効率よく耐震補強される。
また、ダンパーが柱部材の側面に略平行に設置されているから、ダンパーが柱部材の外周から大きく張り出すことがなく、補強材であるダンパーが占有する面積は狭いため、例えば、橋脚の至近に道路や通路や護岸などの占有物がある場合や、例えば、橋脚が河川、湖沼、海域にある場合にも、適用することができる。
（ｉｉ）また、柱部材、ダンパーおよび下部構造物がピン構造によって接合されているから、ダンパーにはその軸方向の力のみが作用し、ダンパーを曲げるような力が作用しないから、ダンパーの設計が容易になると共に、ダンパーの減衰特性を十分に発揮させることができる。
（ｉｉｉ）一対のダンパーが柱部材の平面状の側面に平行で、一対のダンパーは、三角形状または台形状に配置されているから、一対のダンパーによって、当該側面に対して平行な方向の地震の揺れに対して制震効果が得られる。すなわち、ダンパーが設置される柱部材の側面を限定することができるから、ダンパーを設置する側面を選定する自由度が増すため、ダンパーが設置されない側面を設けることによって、景観の向上を図ることができる。
（ｉｖ）さらに、地盤から突出した台座の上面に設けられた下部構造物ブラケットに、ダンパーの下端部が接続され、ダンパーが地盤から離れているから、腐食の進行が抑えられ、また、ダンパーの交換が容易である。
（ｖ）そして、ダンパーは履歴減衰特性を有するものであって、慣用されているものであるから、選定や調達が容易であり、橋脚構造を安価に製造することができる。

（ｖｉ）さらに、柱部材は段落しされた鉄筋コンクリート構造であり、ダンパーの上端部が段落し部よりも高い位置にあるから、段落し部よりも高い範囲も補強され、耐震性が向上すると共に、補強材であるダンパーが占有する面積は狭いため、設置場所の制約が少なくなる。
（ｖｉｉ）また、軸力材が、柱部材許容変位から設計最大変位まで変形した際の柱部材の吸収エネルギーの値と、柱部材許容変位に相当するダンパー許容変位まで変位した際のダンパーの吸収エネルギーとが「等しくなる長さに同じ長さ」、または、前記「等しくなる長さに同じ長さ」よりも短い長さであるから、より確実に耐震性が向上する。

（ｖｉｉｉ）また、ストッパーを有し、軸力材および補剛材の両方が圧縮力を支持するから、軸力材の座屈が防止され、耐震性が向上する。
（ｉｘ）また、ストッパーを有し、軸力材および補剛材の両方が圧縮力を支持するから、軸力材の座屈が防止され、また、軸力材および補剛材の両方が引張力を支持するから、軸力材の塑性変形量が抑えられ、耐震性が向上する。
（ｘ）また、第２補剛材を有するから、軸力材の座屈がより確実に抑えられ、耐震性がさらに向上する。

（ｘｉ）さらに、本発明に係る橋脚構造は、ダンパーの下端部が反力基礎に接合されているから、フーチングが地盤に埋設された場合であっても、ダンパーを過剰に長くすることなく、ダンパーを柱部材の側面に略平行に設置することが可能になる。
（ｘｉｉ）また、柱部材、ダンパーおよび反力基礎がピン構造によって接合されているから、ダンパーにはその軸方向の力のみが作用し、ダンパーを曲げるような力が作用しないから、ダンパーの設計が容易になると共に、ダンパーの減衰特性を十分に発揮させることができる。

（ｘｉｉｉ）ダンパーと柱部材とが、上隙間および下隙間を介して接続されているから、上隙間または下隙間に対応した水平変位をした後に、ダンパーに地震力の一部が作用するから、柱部材が吸収するエネルギーを効果的に増加させることが可能になる。したがって、柱部材の見掛け上の変形量が増し、耐震性が向上する。
（ｘｉｖ）また、上隙間（△）と下隙間（△）とは等しく、柱部材の耐力が低下するときの柱部材の水平変位である許容水平変位（δｕ）は、上隙間△と柱部材高さＨの積の２倍を、ダンパー間隔Ｌで除したもの（δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ）であるから、より確実に耐震性が向上する。
（ｘｉｖ）また、ダンパーと柱部材とが、上隙間または下隙間に相当する距離を変位した後は、上側ピンは橋脚ピン下係止部または橋脚ピン上係止部に抜け出し不可能に係止するから、上隙間または下隙間を有しない橋脚構造として挙動するため、大きなエネルギー吸収性能を有している。
（ｘｖ）さらに、柱部材を伸長させるプレロードが作用しているから、柱部材に作用する圧縮力が低減され、より確実に耐震性が向上する。

本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する側面図。 本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する正面図。 本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する平面視（図１におけるＡ矢視）の断面図。 本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する地震時の変形を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する地震時に作用する力と変形量との関係を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明する地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態２に係る橋脚構造を説明する、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を示す平面図。 本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明する左側面図。 本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明する右側面図。 本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明する正面図。 本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明する平面視（図８におけるＡ矢視）の断面図。 本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明する地震時の変形を示す正面図。 本発明の実施の形態４に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は一部を断面にした側面図、（ｂ）は曲げモーメントの分布を示すモーメント図、（ｃ）は比較ダンパーを設置した場合の曲げモーメントの分布を示すモーメント図。 本発明の実施の形態４に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）および（ｂ）は一部（ダンパー）を示す側面図。 本発明の実施の形態４に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図、（ｂ）は一部（ダンパーの軸力材）の長さの決め方を説明する力と変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態５に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は一部（ダンパー）を示す側面図。 本発明の実施の形態５に係る橋脚構造を説明する橋脚の地震荷重と橋脚の水平変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態６に係る橋脚構造を説明する側面図。 本発明の実施の形態６に係る橋脚構造を説明する地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態７に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は側面図。 本発明の実施の形態７に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。 本発明の実施の形態８に係る橋脚構造を説明するものであって、一部を示す側面図。 本発明の実施の形態８に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図、（ｂ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態８に係る橋脚構造を説明するものであって、繰り返し地震荷重と繰り返し水平変位量との関係を示す相関図。 本発明の実施の形態９に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は動作する前の一部を示す側面図、（ｂ）は動作する前の一部を示す側面図。 本発明の実施の形態９に係る橋脚構造を説明するものであって、繰り返し地震荷重と繰り返し水平変位量との関係を示す相関図。

［実施の形態１］
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明するものであって、図１は側面図、図２は正面図、図３は平面視（図１におけるＡ矢視）の断面図である。なお、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（橋脚構造）
図１〜図３において、橋脚構造１００は、減衰特性を有するダンパー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの下端部が、フーチング（下部構造物に同じ）１０の上面１１にそれぞれ接合され、ダンパー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの上端部が、フーチング１０に立設された橋脚（柱部材に同じ）２０の橋脚側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄにそれぞれ接合されたものである。
このとき、ダンパー３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄはそれぞれ、橋脚側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに略平行になっている。なお、以下、説明の便宜上、構造が同じである部材の説明においては、部材の符号および部位の符号に付した添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ」の記載を省略する場合がある。
なお、橋脚構造１００は、柱部材として橋脚２０を具備しているが、本発明はこれに限定するものではなく、下部構造物に設置され、上部構造物を支持する柱部材を具備するものであればよい。

ダンパー３０の下端部および上端部には、図示しないダンパーピン孔がそれぞれ設けられている。一方、フーチング１０の上面１１には、図示しないフーチングピン孔が設けられたフーチングブラケット１２が設置され、橋脚２０の橋脚側面２１には、図示しない脚部ピン孔が設けられた橋脚ブラケット（柱部材ブラケットに同じ）２２が設置されている。
そして、図示しないダンパーピン孔とフーチングピン孔とに挿入された下側ピン３１によってフーチング側ピン構造が形成され、かかるフーチング側ピン構造によってダンパー３０とフーチング１０とが接合されている。
また、図示しないダンパーピン孔と脚部ピン孔とに挿入された上側ピン３２によって脚部側ピン構造が形成され、かかる脚部側ピン構造によってダンパー３０と橋脚２０とが接合されている。

なお、フーチング１０は地盤９０内に埋め込まれ、フーチング１０の上面１１は地盤９０の表面（以下「地表面９２」と称す）の下方に位置し、地盤９０に設置された複数本の杭９１によって支持されている。
また、橋脚側面２１ａおよび橋脚側面２１ｃには、それぞれ、梁４０ａおよび梁４０ｃが設置され、梁４０ａおよび梁４０ｃの上面４１ａおよび上面４１ｃに、それぞれ桁５１ａ、５２ａおよび桁５１ｃ、５２ｃが設置され、桁５１ａ、５２ａ、５１ｃ、５２ｃは、床板（上部構造物に同じ）６０を支持している。したがって、橋脚側面２１ｂおよび橋脚側面２１ｄが、橋軸方向（矢印にて示す）に平行になっている。

（作用）
図４〜図６は本発明の実施の形態１に係る橋脚構造を説明するものであって、図４は地震時の変形を示す正面図、図５は地震時に作用する力と変形量との関係を示す正面図、図６は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図である。なお、各部は模式的に示すものであって、また、図１〜３に示す部位と同じ部位には同じ符号を付している。
図４において、地震発生前は、橋脚２０（橋脚側面２１ａおよび橋脚側面２１ｃ）はフーチング１０の上面１１に垂直に設置されているから、ダンパー３０ａ（下側ピン３１ａの中心と上側ピン３２ａの中心とを結ぶ線）およびダンパー３０ｃ（下側ピン３１ｃの中心と上側ピン３２ｃの中心とを結ぶ線）は上面１１に対して垂直である（何れも、破線にて示す）。
そして、地震が発生すると、橋脚２０の下端に近い範囲は曲げられてフーチング１０の上面１１に対して傾斜し、橋脚側面２１ａは伸長し、橋脚側面２１ｃは短縮する。このため、ダンパー３０ａの上端部（上側ピン３２ａ）は斜め上方に移動するから、ダンパー３０ａは距離（以下「伸長量」と称す）３４ａだけ伸長し、一方、ダンパー３０ｃの上端部は斜め下方に移動するから、ダンパー３０ｃは距離（以下「短縮量」と称す）３４ｃだけ短縮する。

図５において、橋脚２０の頭部に作用する地震力（以下「ダンパー抵抗力Ｐｄ」と称す）と、ダンパー３０に作用する力（以下「ダンパー軸力Ｆ」と称す）との関係を求める。
橋脚２０の高さを「Ｈ」、橋脚２０の頭部の水平方向の変位量（橋脚水平変位量に同じ）を「δ」とし、ダンパー３０の高さを「Ｄ」、ダンパー３０ａとダンパー３０ｃとの間隔を「Ｌ」、ダンパー３０ａの伸長量（ダンパー３０ｃの短縮量に同じ）を「ｄ」とする。
そうすると、ダンパー抵抗力Ｐｄによる曲げモーメントとダンパー軸力Ｆによる曲げモーメントとは釣り合って、「Ｐｄ×Ｈ＝Ｆ×Ｌ」となるから、ダンパー抵抗力Ｐｄは、「Ｐｄ＝Ｆ×Ｌ／Ｈ」から求まる。すなわち、ダンパー３０の取り付け間隔Ｌが大きい（広い）程、ダンパー抵抗力Ｐｄは大きくなる。
また、ダンパー３０ａの伸長量ｄと橋脚２０の頭部の橋脚水平変位量δとは、「δ／Ｈ＝２×ｄ／Ｌ」の関係から、橋脚水平変位量δは「δ＝２×ｄ×Ｈ／Ｌ」から求まる。
なお、ダンパー３０の断面積を「Ａ」、ダンパー３０の弾性係数を「Ｅ」とすると、「Ｆ＝Ａ×Ｅ×ｄ／Ｄ」より、ダンパー３０ａの伸長量ｄは「ｄ＝Ｆ×Ｄ／（Ａ×Ｅ）」から求まる。

図６は、縦軸は橋脚２０に作用する地震荷重で、横軸は橋脚の橋脚水平変位量（δ）である。図６において、ダンパー３０が設置される前の橋脚２０においては、橋脚水平変位量（δ）が橋脚２０が降伏する変位（以下「橋脚降伏時変位量δｙ」と称す）に到達するまでは、地震荷重は弾性的に徐々に増加し、橋脚降伏時変位量δｙに到達した後は、橋脚水平変位量（δ）が増加しても地震荷重は一定値のままである。
一方、ダンパー３０それ自体は、橋脚水平変位量（δ）がダンパー３０が降伏する変位量（以下「ダンパー降伏時変位量δｄｙ」と称す）に到達するまでは、地震荷重は弾性的に徐々に増加し、ダンパー降伏時変位量δｄｙに到達した後は、橋脚水平変位量（δ）が増加しても地震荷重は一定値のままである。
このとき、橋脚降伏時変位量δｙよりも、ダンパー降伏時変位量δｄｙの方が大きな値になっている。
したがって、ダンパー３０が設置された橋脚２０は、ダンパー３０が設置される前の橋脚２０の挙動とダンパー３０のみの挙動とが重なって、図６における実線で示すものになる。

このとき
・ダンパー３０の降伏時の伸縮量（伸長量ｄ＝短縮量ｄ）はダンパー３０の長さＤに比例する。
・ダンパー３０の長さＤを調整することによって、降伏時の伸縮量である橋脚水平変位量を調整することができる。
・ダンパー３０の長さＤを調整することによって、橋脚２０が降伏するときの橋脚水平変位量δに対して、ダンパー３０の降伏の前後関係を調整することができる。
・ダンパー３０の長さＤを調整することによって、橋脚２０が弾性範囲にある場合にはダンパー３０も降伏しないように調整することができる。

以上のように、橋脚構造１００は、橋脚２０を効率よく耐震補強する。また、ダンパー３０が橋脚２０の橋脚側面２１から大きく張り出すことがなく、補強材であるダンパー３０が占有する面積は狭いため、例えば、橋脚２０の至近に道路や通路や護岸などの占有物がある場合や、例えば、橋脚２０が河川、湖沼、海域にある場合にも、適用することができる。
また、ダンパー３０がピン構造によって接合されているから、ダンパーにはその軸方向の力のみが作用し、ダンパー３０を曲げるような力が作用しないため、ダンパー３０の設計が容易になると共に、ダンパーの減衰特性を十分に発揮させることができる。
そして、ダンパー３０は減衰特性を有する限り限定するものではなく、慣用されているものであるから、選定や調達が容易であり、橋脚構造１００を安価に製造することができる。

［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る橋脚構造を説明するものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部を示す平面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（橋脚構造）
図７において、橋脚構造２００は、フーチング１０の上面１１に立ち上がった台座１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを具備し、台座１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄにフーチングブラケット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが設置され、これを除く構成は、橋脚構造１００（実施の形態１）に同じである。
このとき、台座１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの上面は地表面９２の上方に突出しているから、フーチングブラケット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは地表面９２の上方に露出している。
したがって、ダンパー３０の腐食防止を図ることができ、また、ダンパー３０自体またはダンパー３０を構成する部材の交換時に、地盤９０を掘削する必要がなくなる。

［実施の形態３］
図８〜図１１は本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明するものであって、図８は左側面図、図９は右側面図、図１０は正面図、図１１は平面視（図８におけるＡ矢視）の断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（橋脚構造）
図８〜図１１において、橋脚構造３００は、フーチング１０の上面１１において、橋脚２０の橋脚側面２１ａ、２１ｃに沿って台座１３ａ、１３ｃを具備し、橋脚側面２１ｂ、２１ｄに沿っては台座を具備しない。また、橋脚側面２１ａと平行にダンパー３０ｅ、３０ｆが配置され、橋脚側面２１ｃと平行にダンパー３０ｇ、３０ｈが配置され、橋脚側面２１ｂ、２１ｄに沿ってダンパーは配置されていない。
なお、ダンパー３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈを配置するための構成を除く構成は、橋脚構造２００（実施の形態２）に同じである。また、ダンパー３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈはダンパー３０に同じである。そして、以下、説明の便宜上、構造が同じである部材の説明においては、部材の符号および部位の符号に付した添え字「ｅ、ｆ、ｇ、ｈ」の記載を省略する場合がある。

橋脚側面２１ａに沿った台座１３ａには、図示しないフーチングピン孔が設けられたフーチングブラケット１２ｅと、図示しないフーチングピン孔が設けられたフーチングブラケット１２ｆとが設置され、橋脚側面２１ａの水平方向の中央には、図示しない脚部ピン孔が設けられた橋脚ブラケット２２ａが設置されている。
また、同様に、橋脚側面２１ｃには、図示しないフーチングピン孔が設けられたフーチングブラケット１２ｇと、図示しないフーチングピン孔が設けられたフーチングブラケット１２ｈとが設置され、橋脚側面２１ｃの水平方向の中央には、図示しない脚部ピン孔が設けられた橋脚ブラケット２２ｃが設置されている。

橋脚側面２１ａ側では、ダンパー３０ｅに設けられたダンパーピン孔（図示しない）とフーチングピン孔とに挿入された下側ピン３１ｅによってフーチング側ピン構造が形成され、ダンパー３０ｅに設けられたダンパーピン孔（図示しない）と脚部ピン孔とに挿入された上側ピン３２ａによって脚部側ピン構造が形成され、同様に、ダンパー３０ｆに設けられたダンパーピン孔（図示しない）とフーチングピン孔とに挿入された下側ピン３１ｆによってフーチング側ピン構造が形成され、ダンパー３０ｆに設けられたダンパーピン孔（図示しない）と脚部ピン孔とに挿入された上側ピン３２ａによって脚部側ピン構造が形成されている。
したがって、ダンパー３０ｅとダンパー３０ｆとは、上端において上側ピン３２ａによってピン接続され、逆Ｖ字状を呈している。
また、同様に、橋脚側面２１ｃ側では、ダンパー３０ｇとダンパー３０ｈとは、上端において上側ピン３２ｃによってピン接続され、逆Ｖ字状を呈している。

（作用）
図１２は本発明の実施の形態３に係る橋脚構造を説明するものであって、地震時の変形を示す正面図である。なお、各部は模式的に示すものであって、また、図８〜１０に示す部位と同じ部位には同じ符号を付している。
図１２において、地震発生前は、橋脚２０（橋脚側面２１ａおよび橋脚側面２１ｃ）はフーチング１０の上面１１に垂直に設置されているから、ダンパー３０ｅとダンパー３０ｆとは二等辺三角形の斜辺を構成している（破線にて示す）。同様に、ダンパー３０ｇとダンパー３０ｈとは二等辺三角形の斜辺を構成している（図示しない）。
そして、地震が発生すると、橋脚２０の下端に近い範囲は曲げられてフーチング１０の上面１１に対して傾斜する。このため、ダンパー３０ｅの上端部およびダンパー３０ｆの上端部（共に、上側ピン３２ａにピン接続されている）は、略水平方向（正確には、僅かに斜め下方）に移動し、ダンパー３０ｅは３４ｅで示す距離（以下「伸長量」と称す）だけ伸長し、一方、ダンパー３０ｆは３４ｆで示す距離（以下「短縮量」と称す）だけ短縮する。

また、同様に、橋脚側面２１ｃ側では、ダンパー３０ｇは伸長量３４ｅだけ伸長し、一方、ダンパー３０ｈは短縮量３４ｆだけ短縮する（図示しない）。
したがって、橋脚構造１００は、橋脚構造１００、２００（実施の形態１、２）と同様の作用効果を奏する。
なお、以上は、ダンパー３０ｅの上端部およびダンパー３０ｆの上端部とが一致しているが、本発明はこれに限定するものではなく、ダンパー３０ｅの上端部およびダンパー３０ｆの上端部同士の距離と、ダンパー３０ｅの下端部およびダンパー３０ｆの下端部同士の距離とが相違する限り、ダンパー３０ｅの上端部およびダンパー３０ｆの上端部が離れてもよい。すなわち、ダンパー３０ｅとダンパー３０ｆとは台形状に配置されてもよい。このとき、上端部同士の距離は下端部同士の距離よりも、長くても、短くてもよい。
さらに、ダンパー３０ｅとダンパー３０ｆとは、下端部同士が一致した三角形状であってもよい。

［実施の形態４］
図１３〜図１５は本発明の実施の形態４に係る橋脚構造を説明するものであって、図１３の（ａ）は一部を断面にした側面図、図１３の（ｂ）は曲げモーメントの分布を示すモーメント図、図１３の（ｃ）は比較ダンパーを設置した場合の曲げモーメントの分布を示すモーメント図、図１４の（ａ）および（ｂ）は一部（ダンパー）を示す側面図、図１５の（ａ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図、図１５の（ｂ）は一部（ダンパーの軸力材）の長さの決め方を説明する力と変位量との関係を示す相関図である。
なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（段落し）
図１３の（ａ）において、橋脚構造４００は、橋脚構造１００における柱部材としての橋脚２０を、「段落し」が設けられた橋脚４２０に変更し、ダンパー３０をダンパー４３０に変更したものである。
すなわち、橋脚４２０は、高さ方向の全長に配置された全長鉄筋４２１と、高さ方向の下方範囲に配置された下方鉄筋４２２と、コンクリート４２３とを具備し、下方鉄筋４２２の上端に相当する高さに、段落し４２４が形成されている。また、橋脚４２０の橋脚側面２１ｂ、２１ｄで、段落し４２４よりも高い位置に橋脚ブラケット２２ｂ、２２ｄが設けられている。
そして、ダンパー４３０ｂ、４３０ｄ（ダンパー４３０と総称する場合がある）の上端部は、橋脚ブラケット２２ｂ、２２ｄに接続されている。すなわち、フーチング１０の上面から下方鉄筋４２２の上端までの距離を「ダンパー設置最低高さ」と称すると、ダンパー４３０は、「ダンパー設置最低高さ」を確保した長さになっている。
なお、説明の便宜上、ダンパー４３０ｂ、４３０ｄが設置された場合について説明しているが、本発明はこれに限定するものではなく、橋脚４２０の４面にダンパー４３０ｂに同じダンパーが、それぞれ設置されたものであってもよい。

（抵抗モーメント）
図１３の（ｂ）において、橋脚４２０に作用する地震時曲げモーメント（右下がりの直線にて示す）は、上部は小さく、フーチング１０に近くなるほど大きくなる。
これに合わせて、橋脚４２０は、高さ方向の中間位置で鉄筋量を変化させる「段落し４２４」を設けているため、橋脚４２０の曲げ抵抗力（抵抗モーメント）は、上部は小さく、下部は大きく、段落し４２４において、急激に変化している（一点鎖線にて示す）。
そして、ダンパー４３０は、抵抗モーメントが急変する段落し４２４を覆う範囲に、配置されているから、下方鉄筋４２２によって補強されていない範囲（高さＫと高さＤとに挟まれた範囲に同じ）における抵抗モーメントの値を大きくしている（太い実線にて示す）。
図１３の（ｃ）において、「ダンパー設置最低高さ」に満たない短いダンパー（以下「比較ダンパー」と称す）を設置した場合は、段落し４２４よりも低い範囲、すなわち、全長鉄筋４２１および下方鉄筋４２２によって補強された範囲における抵抗モーメントの値は大きくなるものの、段落し４２４よりも上の範囲、すなわち、下方鉄筋４２２によって補強されていない範囲（高さＤと高さＫとに挟まれた範囲に同じ）における抵抗モーメントの値を大きくすることができない（太い実線にて示す）。

（ダンパーの形状）
図１４の（ａ）において、ダンパー４３０（説明の便宜上、「ダンパー４３０Ｌ」と称す）は、軸力管長Ｌ１を具備する軸力材４３１と、軸力材４３１を包囲する補剛材４３２と、軸力材４３１および補剛材４３２の上側の端部に接続された上口金４３３と、上口金４３３に接続された上クレビス４３４と、軸力材４３１の下側の端部に接続された下口金兼補強管４３５と、下口金兼補強管４３５に接続された下クレビス４３６と、を具備している。
図１４の（ｂ）において、ダンパー４３０（説明の便宜上、「ダンパー４３０Ｓ」と称す）は、ダンパー４３０Ｌと同じ構造であって、軸力材４３１の軸力管長Ｌ２が、ダンパー４３０Ｌの軸力管長Ｌ１よりも短く、下口金兼補強管４３５の長さが長くなっている。

（地震荷重）
図１５の（ａ）において、縦軸は橋脚の地震荷重、横軸は橋脚の水平変位量である。軸力材４３１の長さが長いダンパー４３０Ｌでは、橋脚水平変位量δＬに到達するまでは弾性変形し、橋脚水平変位量δＬに到達した後は、一定荷重で塑性変形をする（点線にて示す）。一方、軸力材４３１の長さが短いダンパー４３０Ｓは、橋脚水平変位量δＬよりも小さい橋脚水平変位量δＳに到達するまで弾性変形し、橋脚水平変位量δＳに到達した後は、一定荷重で塑性変形をする（破線にて示す）。
また、橋脚４２０本体は、橋脚水平変位量δまでは弾性変形し、橋脚水平変位量δに到達した後は、一定荷重で塑性変形をする（一点鎖線にて示す）。
そうすると、ダンパー４３０Ｌを具備する橋脚４２０が支持する地震荷重は、橋脚水平変位量δと橋脚水平変位量δＬにおいて変化する（細い実線にて示す）。また、ダンパー４３０Ｓを具備する橋脚４２０が支持する地震荷重は、橋脚水平変位量δと橋脚水平変位量δＳにおいて変化する（太い実線にて示す）。

すなわち、軸力材４３１の降伏時伸縮量は、軸力材４３１の長さに比例する。また、ダンパー４３０の全長が一定の場合でも、軸力材４３１の長さを変化させることで、ダンパー４３０の降伏時伸縮量を調整することができる。
このとき、ダンパー４３０の全長は「ダンパー設置最低高さ」を確保する必要があるが、この場合でも、軸力材４３１の長さを短くし、下口金兼補強管４３５の長さを長くすることにより、エネルギー吸収性能がよい構造を提供することができる。

図１５の（ｂ）において、橋脚４２０本体（ダンパー４３０が設置されていない状態）が支持する地震荷重は、許容される許容変位（柱部材許容変位に同じ）δｕまで塑性変形した後、直線的に低下し、その後は、一定の値のまま、橋脚４２０の設計エネルギーから決まる設計変位量δ０まで変形する。すなわち、橋脚４２０は、許容変位量δｕ以上に変位した後も、左下がりの斜線にて示す範囲に相当するエネルギーＥ４２０を吸収する。
一方、ダンパー４３０Ｓは、許容変位量δｕまで変位する間に、右下がりの斜線にて示す範囲に相当するエネルギーＥ４３０を吸収するから、エネルギーＥ４３０がエネルギーＥ４２０と同じ値か、エネルギーＥ４３０がエネルギーＥ４２０よりも大きな値になるように、ダンパー４３０Ｓの軸力材４３１の長さが決められている。

［実施の形態５］
図１６および図１７は本発明の実施の形態５に係る橋脚構造を説明するものであって、図１６の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は一部（ダンパー）を示す側面図、図１７は橋脚の地震荷重と橋脚の平変位量との関係を示す相関図である。なお、実施の形態４と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図示しない橋脚構造５００は、橋脚構造４００（実施の形態４）におけるダンパー４３０を、以下に説明するダンパー５３０Ｔ、５３０Ｖ、または５３０Ｗに変更したものであり、これを除く部分は橋脚構造４００に同じである。以下、変更した部分について説明する。
（ストッパー）
図１６の（ａ）において、ダンパー５３０Ｔは、ダンパー４３０Ｓにおける下口金兼補強管４３５の外周に突出するストッパー５３１が設置され、ストッパー５３１の上面と、補剛材４３２の下端との間には隙間△が形成されている。したがって、軸力材４３１が収縮して、補剛材４３２の下端がストッパー５３１に当接した後は、軸力材４３１および補剛材４３２の両方が、圧縮力を支持することになる。

（反力部材）
図１６の（ｂ）において、ダンパー５３０Ｖは、ダンパー４３０Ｓにおける下口金兼補強管４３５の外周に突出するストッパー５３１が設置され、さらに、補剛材４３２の下端に反力部材５３５が設置されている。反力部材５３５は、ストッパー５３１の上面との間に隙間△を形成する上反力板（上反力部に同じ）５３２と、ストッパー５３１の下面との間に隙間△を形成する下反力板（下反力部に同じ）５３４と、上反力板５３２と下反力板５３４とを連結し、ストッパー５３１を収納する反力筒５３３とを具備している。
したがって、軸力材４３１が収縮して、上反力板５３２の下面がストッパー５３１の上面に当接した後は、軸力材４３１および補剛材４３２の両方が、圧縮力を支持することになり、反対に、軸力材４３１が伸長して、下反力板５３４の上面がストッパー５３１の下面に当接した後は、軸力材４３１および補剛材４３２の両方が、引張力を支持することになる。

（第２補剛材）
図１６の（ｃ）において、ダンパー５３０Ｗは、ダンパー５３０Ｖの補剛材４３２を包囲する第２補剛材５３６を、上口金４３３に設置したものである。
したがって、第２補剛材５３６の下端と上反力板５３２の上面との間には、隙間▲が設けられている。したがって、軸力材４３１および補剛材４３２は、第２補剛材５３６によって補剛され、軸力材４３１および補剛材４３２の座屈の発生が抑えられる。そして、軸力材４３１が収縮して、上反力板５３２の下面がストッパー５３１の上面に当接した後は、軸力材４３１および補剛材４３２の両方が、圧縮力を支持し、さらに、収縮が増すと、上反力板５３２の上面が第２補剛材５３６の下端に当接し、軸力材４３１、第２補剛材５３６および補剛材４３２の三者が、圧縮力を支持することになる。
以上のように、ダンパー５３０Ｗは、圧縮力を分担する部材の数が増しているため、各部材に作用する圧縮力が低下することによって、座屈の発生が抑えられている。

図１７において、ダンパー５３０Ｔにおいて、ストッパー５３１の上面と補剛材４３２の下端との間の隙間△の値が、「δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ」を満足する値になっている。このとき、δｕは許容変位（柱部材許容変位に同じ）、Ｈは橋脚４２０の高さ、Ｄは対向するダンパー５３０Ｔ同士の間隔である（図５参照）。
したがって、ダンパー５３０Ｔに圧縮力が作用して、収縮量が△に達したところで、補剛材４３２の下端はストッパー５３１に当接するから、その後の圧縮力は、軸力材４３１および補剛材４３２の両方が支持することになり、地震荷重が増加する。そして、変位がδｖに到達したところで、補剛材４３２も塑性変形を開始する（破線にて示す）。
したがって、ダンパー５３０Ｔが設置された橋脚４２０は、ダンパー４３０Ｓが設置された橋脚４２０（細い実線にて示す）に比べ、橋脚４２０が許容変位量δｕ以上に変位した後の、地震荷重の低下量が少なくなっている（太い実線にて示す）。

［実施の形態６］
図１８および図１９は本発明の実施の形態６に係る橋脚構造を説明するものであって、図１８は側面図、図１９は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（プレロード）
図１８において、橋脚構造６００は、橋脚構造１００に同じであるが、ダンパー３０ｂ、３０ｄに、床板６０を持ち上げる方向の力を付与するプレロードが作用している。すなわち、橋脚２０は、橋脚ブラケット２２とフーチング１０の上面１１との間が、ダンパー３０ｂ、３０ｄによって常時（地震時を除いて）、引き伸ばされている。
なお、ダンパー３０ｂ、３０ｄは、予め、圧縮した状態で、橋脚２０に設置されるものであるが、プレロードを付与する機構は限定するものではない。また、ダンパー３０ｂ、３０ｄにプレロードを付与するものを示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、ダンパー３０ａ、３０ｃにもプレロードを付与してもよい。また、橋脚構造２００〜５００（実施の形態２〜５）においても、同様にプレロードを付与してもよい。

（地震荷重）
図１９において、縦軸は橋脚２０に作用する地震荷重で、横軸は橋脚の橋脚水平変位量である。図１９において、橋脚２０本体の抵抗力は抵抗力Ｒ２０で一定になった後、直線的に減少する。このとき、橋脚２０に作用する鉛直荷重が大きいと、抵抗力Ｒ２０の範囲が狭く、水平変位が比較的小さい範囲で抵抗力は減少し（点線にて示す）、反対に、橋脚２０に作用する鉛直荷重が小さいと、抵抗力Ｒ２０の範囲が広がり、水平変位が比較的大きな範囲で抵抗力は減少する（一点鎖線にて示す）。
また、ダンパー３０ｂ、３０ｄの抵抗力は直線的に増加した後、抵抗力Ｒ３０で一定に維持される（破線にて示す）。
したがって、橋脚２０にダンパー３０ｂ、３０ｄを設置し、プレロードを付与しない場合、すなわち、橋脚２０に作用する鉛直荷重が大きい場合、抵抗力は、水平変位量が比較的小さいところで減少することになる（細い実線にて示す）。
一方、橋脚２０にダンパー３０ｂ、３０ｄを設置し、プレロードを付与した場合、すなわち、橋脚２０に作用する鉛直荷重は小さくなるから、抵抗力は、水平変位量が比較的大きいところで減少することになる（太い実線にて示す）。このとき、床板６０の自重等による鉛直荷重を「Ｎ２」、ダンパー３０ｂ、３０ｄそれぞれに付与するプレロードを「ＮＤ」とすると、橋脚２０の下部（橋脚ブラケット２２ｂ、２２ｄよりも下の範囲）に作用する鉛直荷重Ｎ１は、「Ｎ１＝Ｎ２−２・ＮＤ」となる。

［実施の形態７］
図２０および図２１は本発明の実施の形態７に係る橋脚構造を説明するものであって、図２０の（ａ）は側面図、図２０の（ｂ）は側面図、図２１の（ａ）は側面図、図２１の（ｂ）は正面図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（反力基礎）
図２０の（ａ）において、橋脚構造７１０は、地盤９０内にフーチング（下部構造物に同じ）１０が埋設され、フーチング１０に橋脚（柱部材に同じ）２０が立設されている。
また、フーチング１０の上方において、反力基礎７０ｂ、７０ｄが地盤９０に設置され、反力基礎７０ｂ、７０ｄの地表面９２から露出している反力基礎上面７１ｂ、７１ｄに、反力基礎ブラケット７２ｂ、７２ｄがそれぞれ設置されている。また、反力基礎７０ｂ、７０ｄはグランドアンカー７３ｂ、７３ｄによって、地盤９０に固定されている。
そして、減衰特性を有するダンパー３０ｂ、３０ｄの上端部が、橋脚２０の橋脚側面２１ｂ、２１ｄに設けられた橋脚ブラケット２２ｂ、２２ｄにそれぞれ接合され、下端部が、反力基礎ブラケット７２ｂ、７２ｄにそれぞれ接合されている。

図２０の（ｂ）において、橋脚構造７２０は、橋脚構造７１０におけるグランドアンカー７３ｂ、７３ｄを、反力杭７４ｂ、７４ｄに変更したものである。
すなわち、橋脚構造７１０、７２０は、フーチング１０の上部の土被りが大きいため、フーチング１０周辺の建築物や道路などによってダンパー３０ｂ、３０ｄの下端をフーチング１０に定着させることが困難な場合がある。
このような場合には、グランドアンカー７３ｂ、７３ｄや反力杭７４ｂ、７４ｄを、地表面９２からフーチング１０と干渉しないように打設し、その頭部に反力基礎７０ｂ、７０ｄを設置し、これにダンパー３０ｂ、３０ｄの下端を固定することによって、ダンパー３０ｂ、３０ｄの設置を可能にしている。

（反力梁）
図２１において、橋脚構造８００は、地盤９０内にフーチング（下部構造物に同じ）１０が埋設され、フーチング１０に橋脚（柱部材に同じ）２０が立設されている。
また、フーチング１０の上方において、フーチング１０の橋軸直角方向の長さよりも長い長さの反力梁８０ｂ、８０ｄが地盤９０に設置され、反力梁上面８１ｂ、８１ｄに、反力梁ブラケット８２ｂ、８２ｄがそれぞれ設置されている。また、反力梁８０ｂ、８０ｄは反力杭８３ｂ、８３ｄによって、地盤９０に固定されている。

そして、減衰特性を有するダンパー３０ｂ、３０ｄの上端部が、橋脚２０の橋脚側面２１ｂ、２１ｄに設けられた橋脚ブラケット２２ｂ、２２ｄにそれぞれ接合され、下端部が、反力梁ブラケット８２ｂ、８２ｄにそれぞれ接合されている。
したがって、橋脚構造８００は、フーチング１０の橋軸直角方向の長さが長く、反力基礎７０ｂ、７０ｄでは、グランドアンカー７３ｂ、７３ｄあるいは反力杭７４ｂ、７４ｄを設置することが困難であるものの、反力梁ブラケット８２ｂ、８２ｄを具備しているから、これを反力杭８３ｂ、８３ｄによって地盤９０に固定することが可能になっている。
なお、以上の形態は、段落し４２４を具備する橋脚４２０（橋脚構造４００参照）についても採用することができ、さらに、プレロード（橋脚構造６００参照）を付与してもよい。

［実施の形態８］
図２２および図２３は本発明の実施の形態８に係る橋脚構造を説明するものであって、図２２は一部を示す側面図、図２３の（ａ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図、図２３の（ｂ）は地震荷重と水平変位量との関係を示す相関図、図２４は繰り返し地震荷重と繰り返し水平変位量との関係を示す相関図である。なお、実施の形態４（図１３）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

（柱部材ピン孔）
図２２において、橋脚構造９００は、橋脚構造４００の橋脚２０に設置された橋脚ブラケット２２ｂおよび橋脚ブラケット２２ｄに代えて、橋脚２０に橋脚ブラケット９２２ｂ（図示しない）および橋脚ブラケット９２２ｄを設置したものである。
そして、橋脚ブラケット９２２ｂとフーチングブラケット１２ｂとにダンパー４３０ｂの両端が接続され（何れも図示しない）、橋脚ブラケット９２２ｄとフーチングブラケット１２ｄとにダンパー４３０ｄの両端が接続されている。
以下、橋脚ブラケット９２２ｂ（図示しない）は橋脚ブラケット９２２ｄと同じ形状であるため、橋脚ブラケット９２２ｄについて説明する。
橋脚ブラケット９２２ｄには高さ方向に長い長孔である橋脚ピン孔（柱部材ピン孔に相当する）９２４ｄが形成されている。
一方、ダンパー４３０ｄの上クレビス４３４ｄに形成された図示しないダンパーピン孔に断面円形の上側ピン３２ｄが固定されている。

そして、上側ピン３２ｄが橋脚ピン孔９２４ｄに侵入している。このとき、上側ピン３２ｄの外周最上点と長孔である橋脚ピン孔９２４ｄの内周最上点との間に上隙間△が形成され、上側ピン３２ｄの外周最下点と長孔である橋脚ピン孔９２４ｄの内周最下点との間に下隙間△が形成されている。
このとき、上隙間△の値と下隙間△の値とは等しく、橋脚２０の高さが高さＨ、ダンパー４３０ｂ（図示しない、図１３参照）とダンパー４３０ｄとの距離が間隔Ｌ、橋脚２０の耐力が低下するときの橋脚２０の水平変位が許容変位量δｕのとき、「δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ」である（図５参照）。

図２３の（ａ）において、縦軸は橋脚の地震荷重、横軸は橋脚の水平変位量である。橋脚２０本体の抵抗力は、直線的に上昇した後、水平変位量が橋脚２０の許容変位量δｕに到達するまで一定の値（フーチング１０の基礎の許容荷重に同じ）を保持し（実線にて示す）、許容変位量δｕに到達したところで、直線的に減少し、再度、一定の値を保持する（一点鎖線にて示す）。
ダンパー４３０ｄの抵抗力は直線的に上昇した後、一定の値を保持した後、直線的に減少するものであるから、上隙間△（下隙間△でも同じ）が前記「δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ」を満足する場合、橋脚２０の水平変位量が許容変位量δｕに到達したところから、抵抗力は上昇し（破線にて示す）、図中右下がりの斜線を付した範囲が、ダンパー４３０の吸収エネルギー領域Ｂに相当する。

図２３の（ｂ）において、縦軸は橋脚の地震荷重、横軸は橋脚の水平変位量である。橋脚２０の水平変位量が橋脚２０の許容変位量δｕに到達した後、地震時変位量まで、水平変位した際の、橋脚２０の吸収エネルギー領域Ａは、左下がりの斜線を付した範囲に相当する。
そうすると、ダンパー４３０の吸収エネルギー領域Ｂの大きさと橋脚２０の吸収エネルギー領域Ａの大きさとが等しくなるような、ダンパー４３０ｄを選定しておけば、橋脚２０に橋脚ブラケット９２２ｄを介してダンパー４３０ｄが設置された橋脚構造９００は、橋脚２０の許容変位量δｕを超える水平変位をした後、吸収エネルギー領域Ａおよび吸収エネルギー領域Ｂを合計した大きさに相当するエネルギーを吸収することになる。
すなわち、水平変位が、ダンパー４３０設置後の許容変位量δｖに到達するまで、フーチング１０の基礎の許容荷重を支持することが可能になる（太い実線にて示す）。

図２４において、橋脚２０本体の抵抗力は、直線的に上昇した後、水平変位量が橋脚２０のダンパー４３０設置前の許容変位量δｕに到達するまで一定の値（フーチング１０の基礎の許容荷重に同じ）を保持し（細い実線にて示す）、その後、減少し、やがて、一定の値を維持する。
そして、ダンパー４３０設置後の許容変位量δｖに到達したところで、今までとは反対方向の地震荷重が作用したとすると、橋脚２０本体の抵抗力は、まず、地震荷重が０（ゼロ）になるまで、弾性的に復元し、その後、反対方向の地震荷重が作用すると、反対方向に向かって、地震荷重に比例して変位する。そして、反対方向のダンパー４３０設置後の許容変位量δｖにまで変位したところで、当初の方向の地震荷重が作用すると、前記のように弾性復元し、さらに、当初の方向に向かって、地震荷重に比例して変位する（点線にて示す）。したがって、橋脚２０本体は点線で示す平行四辺形の履歴曲線を呈する。

また、ダンパー４３０は、ダンパー４３０設置前の許容変位量δｕに到達したところで、地震荷重の一部が作用し始め、負担する荷重は直線的に増加し、やがて、一定の値を維持する。そして、ダンパー４３０設置後の許容変位量δｖに到達したところで、今までとは反対方向の地震荷重が作用したとすると、負担する荷重が０（ゼロ）になるまで直線的に減少する。その後は、反対方向のダンパー４３０設置前の許容変位量δｕに到達するまで、荷重は０（ゼロ）のままで、反対方向のダンパー４３０設置前の許容変位量δｕに到達したところで、当初とは反対方向の荷重を負担することになる（二点鎖線で示す）。

そうすると、橋脚構造９００の抵抗力は、ダンパー４３０設置後の許容変位量δｖに到達したところで、反対方向の地震荷重が作用すると、地震荷重が０（ゼロ）になるまで、橋脚２０本体の抵抗力とダンパー４３０の抵抗力とを合わせた抵抗力の減少量で減少して、地震荷重が０（ゼロ）になる。さらに、反対方向の地震荷重が作用すると、上側ピン３２ｄは橋脚ブラケット９２２ｄに当接していないから、橋脚２０本体の抵抗力の減少割合で減少し（一点鎖線にて示す）、その後、反対方向のダンパー４３０設置前の許容変位量δｕにまで変位したところで、上側ピン３２ｄは橋脚ブラケット９２２ｄに当接し、ダンパー４３０の抵抗力の増加が加算されて増加する。
したがって、橋脚構造９００の抵抗力は、太い破線にて示す履歴曲線を呈することになる。

［実施の形態９］
図２５および図２６は本発明の実施の形態９に係る橋脚構造を説明するものであって、図２５の（ａ）は動作する前の一部を示す側面図、図２５の（ｂ）は動作する前の一部を示す側面図、図２６は繰り返し地震荷重と繰り返し水平変位量との関係を示す相関図である。なお、実施の形態８（図２２〜図２４）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各部は模式的に示すものであって、本発明は図示された形態（形状や相対的な大きさ）に限定されるものではない。

図２５において、橋脚構造１０００は、橋脚構造９００の橋脚２０に設置された橋脚ブラケット９２２ｂ（図示しない）および橋脚ブラケット９２２ｄに代えて、橋脚ブラケット９２３ｂ（図示しない）および橋脚ブラケット９２３ｄを設置したものである。
以下、橋脚ブラケット９２３ｂ（図示しない）は橋脚ブラケット９２３ｄと同じ形状であるため、橋脚ブラケット９２３ｄについて説明する。
橋脚ブラケット９２３ｄには高さ方向に長い長孔である橋脚ピン孔（柱部材ピン孔に相当する）９２４ｄが形成され、橋脚ピン孔９２４ｄの内周下端および内周上端に、上側ピン３２ｄが係止可能（侵入可能）な橋脚ピン下係止部９２５ｄおよび橋脚ピン上係止部９２６ｄが、それぞれ形成されている。
一方、ダンパー４３０ｄの上クレビス４３４ｄの頂点にダンパー上ロッド９３７ｄが設置され、ダンパー上ロッド９３７ｄにバネ９３８ｄの一方の端部が接続されている。そして、バネ９３８ｄの他方の端部は橋脚２０の橋脚側面２１ｄに接続され、バネ９３８ｄは、ダンパー上ロッド９３７ｄを橋脚側面２１ｄに近づく方向に付勢している（図２３の（ａ）参照）。

したがって、橋脚構造１０００では、ダンパー４３０が圧縮され、上側ピン３２ｄが橋脚ピン孔９２４ｄの内周下端に到達した際、バネ９３８ｄの付勢によって、ダンパー４３０は傾動し、上側ピン３２ｄは橋脚ピン下係止部９２５ｄに抜け出し不能に侵入する（図２３の（ｂ）参照）。一方、ダンパー４３０が引っ張られ、上側ピン３２ｄが橋脚ピン孔９２４ｄの内周上端に到達した際、バネ９３８ｄの付勢によって、ダンパー４３０は傾動し、上側ピン３２ｄは橋脚ピン上係止部９２６ｄに抜け出し不能に侵入する。

図２６において、橋脚構造１０００では、上側ピン３２ｄが橋脚ピン下係止部９２５ｄまたは橋脚ピン上係止部９２６ｄに抜け出し不能に侵入した後は、隙間△のない橋脚構造４００と同様に挙動する。
すなわち、橋脚構造１０００の抵抗力は、ダンパー４３０設置後の許容変位量δｖに到達したところで、反対方向の地震荷重が作用すると、橋脚２０本体の履歴曲線（点線にて示す）とダンパー４３０の履歴曲線（二点鎖線にて示す）とを合わせた履歴曲線（太い破線にて示す）を呈する。よって、橋脚構造１０００は大きなエネルギー吸収性能を有している。

本発明によれば、大きな塑性変形量（地震エネルギーの吸収量）を確保すると共に、比較的狭い空間に設置することができるから、橋梁下部等に限定されることなく、土木構造物や建築構造物の制振耐震部材として、広く利用することができる。

１０ フーチング
１１ 上面
１２ａ〜１２ｈ フーチングブラケット
１３ａ〜１３ｄ 台座
２０ 橋脚
２１ａ〜２１ｄ 橋脚側面
２２ａ〜２２ｄ 橋脚ブラケット
３０ａ〜３０ｈ ダンパー
３１ａ〜３１ｈ 下側ピン
３２ａ〜３２ｄ 上側ピン
３４ａ 伸長量
３４ｃ 短縮量
３４ｅ 伸長量
３４ｆ 短縮量
４０ａ、４０ｃ 梁
４１ａ、４１ｃ 上面
５１ａ、５１ｃ 桁
５２ａ、５２ｃ 桁
６０ 床板
７０ｂ 反力基礎
７１ｂ 反力基礎上面
７２ｂ 反力基礎ブラケット
７３ｂ グランドアンカー
７４ｂ 反力杭
８０ｂ 反力梁
８１ｂ 反力梁上面
８２ｂ 反力梁ブラケット
８３ｂ 反力杭
９０ 地盤
９１ 杭
９２ 地表面
１００ 橋脚構造（実施の形態１）
２００ 橋脚構造（実施の形態２）
３００ 橋脚構造（実施の形態３）
４００ 橋脚構造（実施の形態４）
４２０ 橋脚
４２１ 全長鉄筋
４２２ 下方鉄筋
４２３ コンクリート
４２４ 段落し
４３０ ダンパー
４３０Ｌ ダンパー
４３０Ｓ ダンパー
４３０ｂ ダンパー
４３０ｄ ダンパー
４３１ 軸力材
４３２ 補剛材
４３３ 上口金
４３４ 上クレビス
４３４ｄ 上クレビス
４３５ 下口金兼補強管
４３６ 下クレビス
５００ 橋脚構造（実施の形態５）
５３０Ｔ ダンパー
５３０Ｖ ダンパー
５３０Ｗ ダンパー
５３１ ストッパー
５３２ 上反力板
５３３ 反力筒
５３４ 下反力板
５３５ 反力部材
５３６ 第２補剛材
６００ 橋脚構造（実施の形態６）
７１０ 橋脚構造
７２０ 橋脚構造
８００ 橋脚構造（実施の形態７）
９００ 橋脚構造（実施の形態８）
９２２ｂ 橋脚ブラケット
９２２ｄ 橋脚ブラケット
９２４ｄ 橋脚ピン孔
９２５ｄ 橋脚ピン下係止部
９２６ｄ 橋脚ピン上係止部
９３７ｄ ダンパー上ロッド
９３８ｄ バネ
１０００ 橋脚構造（実施の形態１０）

Claims (15)

1. 減衰特性を有するダンパーの下端部が下部構造物に接合され、前記ダンパーの上端部が、前記下部構造物に立設された柱部材の側面に接合され、前記ダンパーは前記柱部材の側面に略平行であり、
   前記ダンパーは、
   軸力材と、前記軸力材を補剛する補剛材と、前記軸力材の一方の端部および前記補剛材の一方に接続された第１接続部材と、前記軸力材の他方の端部に接続された第２接続部材と、を具備し、
   前記第２接続部材の外周に突出したストッパーが形成され、
   前記補剛材の端部に、前記ストッパーを挟んで対向した第１反力部および第２反力部、が形成され、
   前記軸力材が収縮した際、前記補剛材の第１反力部に、前記ストッパーが当接し、前記軸力材が伸長した際、前記補剛材の第２反力部に、前記ストッパーが当接することを特徴とすることを特徴とする橋脚構造。
2. 前記ダンパーの下端部および上端部に、ダンパーピン孔がそれぞれ設けられ、
   前記下部構造物に、下部構造物ピン孔が設けられた下部構造物ブラケットが設置され、
   前記柱部材の側面に、柱部材ピン孔が設けられた柱部材ブラケットが設置され、
   前記ダンパーピン孔と前記下部構造物ピン孔とに挿入された下側ピンによって下部ピン構造が形成され、該下部ピン構造によって前記ダンパーと前記下部構造物とが接合され、
   前記ダンパーピン孔と前記柱部材ピン孔とに挿入された上側ピンによって上側ピン構造が形成され、該上側ピン構造によって前記ダンパーと前記柱部材とが接合されていることを特徴とする請求項１記載の橋脚構造。
3. 前記下部構造物は、上面が地盤から突出した台座を具備し、
   前記台座の上面に前記下部構造物ブラケットが設けられていることを特徴とする請求項２記載の橋脚構造。
4. 減衰特性を有するダンパーの下端部が地面に設置された反力基礎に接合され、前記ダンパーの上端部が、地盤内に埋設された下部構造物に立設された柱部材の側面に接合され、前記ダンパーは前記柱部材の側面に略平行であり、
   前記ダンパーは、
   軸力材と、前記軸力材を補剛する補剛材と、前記軸力材の一方の端部および前記補剛材の一方に接続された第１接続部材と、前記軸力材の他方の端部に接続された第２接続部材と、を具備し、
   前記第２接続部材の外周に突出したストッパーが形成され、
   前記補剛材の端部に、前記ストッパーを挟んで対向した第１反力部および第２反力部、が形成され、
   前記軸力材が収縮した際、前記補剛材の第１反力部に、前記ストッパーが当接し、前記軸力材が伸長した際、前記補剛材の第２反力部に、前記ストッパーが当接することを特徴とする橋脚構造。
5. 前記ダンパーの両端部に、ダンパーピン孔がそれぞれ設けられ、
   前記反力基礎に、反力基礎ピン孔が設けられた反力基礎ブラケットが設置され、
   前記柱部材の側面に、柱部材ピン孔が設けられた柱部材ブラケットが設置され、
   前記ダンパーピン孔と前記反力基礎ピン孔とに挿入された下側ピンによって下部ピン構造が形成され、該下部ピン構造によって前記ダンパーと前記反力基礎とが接合され、
   前記ダンパーピン孔と前記柱部材ピン孔とに挿入された上側ピンによって上側ピン構造が形成され、該上側ピン構造によって前記ダンパーと前記柱部材とが接合されていることを特徴とする請求項４記載の橋脚構造。
6. 前記上側ピンが断面円形で、前記柱部材ピン孔が高さ方向に長い長孔であって、
   前記上側ピンは前記ダンパーピン孔に固定された状態で、前記長孔に侵入し、
   前記上側ピンの外周最上点と前記長孔の内周最上点との間に上隙間が形成され、前記上側ピンの外周最下点と前記長孔の内周最下点との間に下隙間が形成されていることを特徴とする請求項２または５記載の橋脚構造。
7. 前記上側ピンが断面円形で、前記ダンパーの上端部に設けられた前記ダンパーピン孔が高さ方向に長い長孔であって、
   前記上側ピンは前記柱部材ピン孔に固定された状態で、前記長孔に侵入し、
   前記上側ピンの外周最上点と前記長孔の内周最上点との間に上隙間が形成され、前記上側ピンの外周最下点と前記長孔の内周最下点との間に下隙間が形成されていることを特徴とする請求項２または５記載の橋脚構造。
8. 前記柱部材が矩形断面であって、対向する面にそれぞれ前記ダンパーが設置され、
   前記上隙間（△）と前記下隙間（△）とは等しく、
   前記柱部材の柱部材高さがＨ、前記ダンパー同士の距離であるダンパー間隔がＬ、前記柱部材の耐力が低下するときの前記柱部材の水平変位である許容水平変位がδｕのとき、水平変位（δｕ）は、前記上隙間（△）と前記柱部材高さ（Ｈ）の積の２倍を、前記ダンパー間隔（Ｌ）で除したもの（δｕ＝２・△・Ｈ／Ｌ）であることを特徴とする請求項６または７記載の橋脚構造。
9. 前記長孔の内周下端および内周上端に橋脚ピン下係止部および橋脚ピン上係止部がそれぞれ形成され、
   前記上側ピンは、前記橋脚ピン下係止部に到達した際、前記橋脚ピン下係止部に抜け出し不可能に係止し、前記橋脚ピン上係止部に到達した際、前記橋脚ピン上係止部に抜け出し不可能に係止することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の橋脚構造。
10. 前記柱部材が断面矩形で、前記柱部材の側面が平面であって、
    一対の前記ダンパーが、前記柱部材の側面のうちの少なくとも１つの側面に平行に配置され、
    前記一対の前記ダンパーの上端部同士の距離と、前記一対の前記ダンパーの下端部同士の距離とが相違していることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の橋脚構造。
11. 前記ダンパーは減衰特性を有するものであって、軸方向ダンパー、せん断ダンパー、粘弾性ダンパー、曲げダンパー、シリンダーピストン型ダンパー、座屈拘束ブレース、アンボンドブレース、履歴減衰ダンパーおよび摩擦ダンパーの何れかであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の橋脚構造。
12. 前記柱部材は、高さ方向の全長に配置された全長鉄筋と、高さ方向の下方範囲に配置された下方鉄筋とを具備する段落しされた鉄筋コンクリート構造であって、前記ダンパーの上端部が、前記下方鉄筋の上端よりも上方において、前記柱部材の側面に接合されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の橋脚構造。
13. 前記軸力材は、前記柱部材に前記ダンパーが設置されなかった場合に、前記柱部材に許容される柱部材許容変位から、前記柱部材の設計エネルギーから決まる設計最大変位まで、前記柱部材が変形した際の前記柱部材の吸収エネルギーの値と、前記ダンパーが変形を開始してから、前記柱部材許容変位に相当する変位まで変位した際の前記ダンパーの吸収エネルギーとが、等しくなる長さに同じ長さ、または、前記等しくなる長さに同じ長さよりも短い長さであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の橋脚構造。
14. 前記補剛材が、第２補剛材によって補剛され、前記第２補剛材の一方の端部が前記第１接続部材に接続されていることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の橋脚構造。
15. 前記ダンパーは、前記柱部材の上端部と前記下部構造物との距離が拡大するように、前記柱部材を伸長させるプレロードが作用していることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の橋脚構造。

Images