JP6843695B2 - 橋梁用支承部装置 - Google Patents

Description

本発明は、橋脚等の下部構造と主桁等の上部構造との間に配置される橋梁用支承部装置に関し、特に、レベル２以上の地震動で下部構造と支承部装置を含む上部構造を分離し、レベル２以上の地震動による下部構造と支承部装置を含む上部構造の損害を軽減し、地震後の橋梁用支承部装置の機能を素早く復元することが可能な橋梁用支承部装置に関する。

従来の橋梁用支承部装置は、橋脚等の下部構造と主桁等の上部構造の間に配置され、レベル２の地震動に耐える耐震性能を備えるように設定されている。

特開２０１０−２１６０８６号公報

しかしながら、従来の橋梁用支承部装置においては、レベル２以上の地震動が負荷された場合、下部構造及び支承部装置を含む上部構造の双方が大きく損傷し、復元に多くの日数がかかるという問題を有していた。

本発明は、従来技術の課題を解決する構造が簡単でレベル２以上の地震動による下部構造と支承部装置を含む上部構造の損害を軽減し、地震後の橋梁用支承部装置の機能を素早く復元することが可能な橋梁用支承部装置を提供することを目的とする。

本発明の橋梁用支承部装置は、前記課題を解決するために、上部構造と下部構造との間に配置される橋梁用支承部装置において、下部構造に埋設されたアンカーボルトと連結され雌ネジ孔を形成した第１カプラーと、第１カプラーの上に配置され雌ネジ孔を形成し上端に回転工具係合部を有する第２カプラーと、支承を固定し固定ボルト用孔を形成したベースプレートと、ベースプレートに形成した固定ボルト用孔に挿入され第１カプラー及び第２カプラーの雌ネジ孔に螺着される雄ネジが形成されベースプレートと第２カプラーの接合部に対応する位置にレベル２の地震動には耐えそれ以上の地震動で破断するように設定されたノッチを形成した固定ボルトと、下部構造とベースプレートの一方に固定されるピンと他方に形成されピンの外径より大きな内径を有する空所と、を備え、固定ボルト破断後、水平方向の変位に対してピンと空所間の間隙内で下部構造表面とベースプレート下面を移動面として全水平方向に移動可能とすることを特徴とする。

また、本発明の橋梁用支承部装置は、ベースプレートの固定ボルト用孔に第３のカプラーを配置することを特徴とする。

また、本発明の橋梁用支承部装置は、橋梁用支承部装置を、金属系又はゴム系支承とすることを特徴とする。

また、本発明の橋梁用支承部装置は、橋梁用支承部装置が可動の場合、ピンと空所間の間隙の距離を、可動の移動可能距離より大きく設定することを特徴とする。

上部構造と下部構造との間に配置される橋梁用支承部装置において、下部構造に埋設されたアンカーボルトと連結され雌ネジ孔を形成した第１カプラーと、第１カプラーの上に配置され雌ネジ孔を形成し上端に回転工具係合部を有する第２カプラーと、支承を固定し固定ボルト用孔を形成したベースプレートと、ベースプレートに形成した固定ボルト用孔に挿入され第１カプラー及び第２カプラーの雌ネジ孔に螺着される雄ネジが形成されベースプレートと第２カプラーの接合部に対応する位置にレベル２の地震動には耐えそれ以上の地震動で破断するように設定されたノッチを形成した固定ボルトと、下部構造とベースプレートの一方に固定されるピンと他方に形成されピンの外径より大きな内径を有する空所と、を備え、固定ボルト破断後、水平方向の変位に対してピンと空所間の間隙内で下部構造表面とベースプレート下面を移動面として全水平方向に移動可能にすることで、レベル２以上の地震動に対して下部構造及び支承部装置を含む上部構造に過度の負荷を与えることなく分離し、分離後も水平方向の変位に対して移動可能として摩擦減衰により地震エネルギーを吸収し地震動による被害を軽減することが可能となる。
固定ボルト破断後、第２カプラーの回転工具係合部に回転工具を係合して回転させ、第２カプラーと破断した固定ボルトを回収し、金属系、ゴム系支承を載置したベースプレートを新しい第２カプラーと新しい固定ボルトで下部構造に固定することで素早く機能を復元することが可能となる。
ベースプレートの固定ボルト用孔に第３のカプラーを配置することで、固定ボルトのベースプレート部分の耐震性能が向上する。
橋梁用支承部装置を、金属系又はゴム系支承とすることで、どのような形式の橋梁用支承にも適用することが可能となる。
橋梁用支承部装置が可動支承の場合、ピンと空所間の間隙の距離を、可動支承の移動可能距離より大きく設定することで、固定ボルト破断後の大きな水平変位に対して大きくスライドによる摩擦減衰で地震エネルギーを吸収し被害を軽減することが可能となる。

（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１（ａ）（ｂ）は、本発明の橋梁用支承部装置１の一実施形態を示す図である。

橋梁用支承部装置１は、橋脚等の下部構造２と主桁等の上部構造３との間に設置される。橋梁用支承部装置１は、下部構造２に固定されるベースプレート４にゴム系又は金属系の各種支承が載置される。図１（ａ）（ｂ）に示される実施形態では支承をゴム系固定支承５とした場合で説明する。下端をベースプレート４に固定されたせん断拘束部材６が積層ゴム体を貫通して上方に伸びている。

せん断拘束部材６の上端には大径部６ａが形成され、大径部６ａが上部取付部材７に係合し上揚力をストップする。上部取付部材７がセットボルト８で上部構造３に連結される。

下部構造２に空所14が形成される。この実施形態では、せん断拘束部材下部のピン１７が下部構造2に形成された空所１４まで伸びるように形成される。空所14は、図１（ｂ）に示されるように円形で、円形の空所１４の中央にピン１７が位置し、ピン１７と円形の空所１４間には全方向に一定の間隙が形成される。

ベースプレート４には、固定ボルト用孔４ａが複数形成される。ベースプレート４に形成された固定ボルト用孔４ａに対応する下部構造２中に埋設されたアンカーボルト９の上端が第１カプラー１０に連結される。図５（ａ）（ｂ）に示されるように第１カプラー１０には雌ネジ孔１０ａが形成される。

第１カプラー１０の上に第２カプラー１１をその上端面が下部構造２の表面位置と一致するように設置する。図６（ａ）（ｂ）に示されるように第２カプラー１１には、第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａの内径と同じ内径の雌ネジ孔１１ａが形成される。また、第２カプラー１１の上端には複数の回転工具係合部１１ｂが形成される。

ベースプレート４に形成した固定ボルト用孔４ａから固定ボルト１２を挿入する。図７に示されるように、固定ボルト１２には、第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａ、第２カプラー１１の雌ネジ孔１１ａに螺着される雄ネジ１２ａが形成される。固定ボルト１２のヘッド１２ｃからベースプレート４の厚みより若干長めの位置にノッチ１２ｂが形成される。ノッチ１２ｂは、レベル２の地震動に対しては耐えるように設定され、レベル２以上の地震動が負荷されると破断するように設定されている。

図８は、ベースプレート４の固定ボルト用孔４ａに第３カプラー１８を配置し、地震時の変位により大きな応力が付加される固定ボルト１２のノッチ１２ｂ上の固定ボルト部分の耐震性を向上させた実施形態を示す。

橋梁の耐震性能としてレベル２の地震動に対して耐えるように設定されている。しかし、２０１１年の東日本大震災のようにそれ以上の地震動が橋梁に負荷された場合、上部構造と下部構造の間に設置される支承部装置が耐震性能を超える大きな変位を伝達する手段として機能し、下部構造及び支承部装置を含む上部構造が大きな損傷を受け、橋梁の復旧に多くの時間が必要になる。

本発明の橋梁用支承部装置１は、下部構造２に支承を含む上部構造３を固定する固定ボルト１２が、レベル２の地震動には耐え、それ以上の地震動が負荷されると固定ボルト１２に形成したノッチ１２ｃの部分で破断する。

固定ボルト１２の破断後、下部構造２と支承を含む上部構造３が分離された状態で地震動による水平変位が付加されると、下部構造２に形成された空所１４とピン１７との間隙の範囲内で下部構造２と支承を含む上部構造３が下部構造２表面とベースプレート４下面を移動面として全水平方向に移動し、移動による摩擦減衰により地震エネルギーを吸収し，地震動による被害を軽減する。

図９、図１０は、固定ボルト１２の破断後の工程を示す図である。固定ボルト１２のノッチ１２ｂの部分の破断により、破断した固定ボルト１２の雄ネジ１２ａは、第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａと第２カプラー１１のネジ孔１１ａに螺着された状態で残される。固定ボルト１２の破断後の固定ボルト１２の上部は、ベースプレート４の固定ボルト用孔４ａから簡単に除去できる。

第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａと第２カプラー１１の雌ネジ孔１１ａに螺着された状態で残された固定ボルト１２の雄ネジ１２ａを除去するため、第２カプラー１１の上端面に形成した回転工具係合部１１ｂに回転工具１３を係合し、雄ネジ１２ａを引き上げる方向に回転すると、第２カプラー１１に螺着された雄ネジ１２ａが第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａとの螺着が解除され、第２カプラー１１と一緒に除去される。

第２カプラー１１と破断した雄ネジ１２ａを除去した後、新しい第２カプラー１１を残った第１カプラー１０の上に配置し、弾性支承５を固定したベースプレート４の固定ボルト用孔４ａから新しい固定ボルト１２を挿入し、固定ボルト１２の雄ネジ１２ａを第２カプラー１１の雌ネジ孔１１ａと第１カプラー１０の雌ネジ孔１０ａに螺着し、支承を含む上部構造３を下部構造２に固定する。

本発明の橋梁用支承部装置１によれば、レベル２以上の地震動に対して下部構造２及び支承を含む上部構造３に過度の負荷を与えることなく分離し、固定ボルト１２破断後、第２カプラー１１の回転工具係合部１１ｂに回転工具１３を係合して回転させ、第２カプラー１１と破断した固定ボルト１２を回収し、支承を載置したベースプレート４を新しい第２カプラー１１と新しい固定ボルト１２で下部構造２に固定することで素早く機能を復元することが可能となる。

図２，図３、図４は、図１の支承と異なる支承とした実施形態を示す。図２は、ベースプレート４と上部構造3との間に鋼製固定支承１５を配置した実施形態を示す。他の構成は図1に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。

図３は、ベースプレート４と上部構造3との間に水平力分散ゴム支承１９を配置した実施形態を示す。他の構成は図1に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。

図４は、ベースプレート４と上部構造３との間に鋼製可動支承１６を配置した実施形態を示す。この実施形態では、空所１４をベースプレート4に形成し、ピン１７を下部構造２に固定する。鋼製可動支承１６のスライド可能距離ｌと、ベースプレート４に形成した空所１４とピン１７の間隙（スライド可能距離）Ｌとの関係をＬ＞ｌとし、固定ボルト１２の破断後の下部構造２表面とベースプレート４下面をスライド面とした全水平方向スライド距離を大きくし、レベル２以上の地震動の地震エネルギーを摩擦減衰により吸収する。他の構成は図1に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。

図示しないが、橋梁用支承部装置１として、積層ゴムに鉛プラグを挿入した免震支承や、高減衰性ゴムを用いた免震支承にも適用可能である。

以上のように、本発明の橋梁用支承部装置１によれば、レベル２以上の地震動に対して下部構造及び支承部装置を含む上部構造に過度の負荷を与えることなく分離し、分離後も水平方向の変位に対してスライド可能として摩擦減衰により地震エネルギーを吸収し地震動による被害を軽減することが可能となる。

１：橋梁用支承部装置、２：下部構造、３：上部構造、４：ベースプレート、４ａ：固定ボルト用孔、５：弾性固定支承、６：せん断拘束部材、６ａ：大径部、７：上部取付部材、８：セットボルト、９：アンカーボルト、１０：第１カプラー、１０ａ：雌ネジ孔、１１：第２カプラー、１１ａ：雌ネジ孔、１１ｂ：回転工具係合部、１２：固定ボルト、１２ａ：雄ネジ、１２ｂ：ノッチ、１２ｃ：ヘッド、１３：回転工具、１４：空所、１５：鋼製固定支承、１６：鋼製可動支承，17：ピン、１８：第３カプラー、１９：水平力分散ゴム支承

Claims (4)

1. 上部構造と下部構造との間に配置される橋梁用支承部装置において、
   下部構造に埋設されたアンカーボルトと連結され雌ネジ孔を形成した第１カプラーと、
   第１カプラーの上に配置され雌ネジ孔を形成し上端に回転工具係合部を有する第２カプラーと、
   支承を固定し固定ボルト用孔を形成したベースプレートと、
   ベースプレートに形成した固定ボルト用孔に挿入され第１カプラー及び第２カプラーの雌ネジ孔に螺着される雄ネジが形成されベースプレートと第２カプラーの接合部に対応する位置にレベル２の地震動には耐えそれ以上の地震動で破断するように設定されたノッチを形成した固定ボルトと、
   下部構造とベースプレートの一方に固定されるピンと他方に形成されピンの外径より大きな内径を有する空所と、
   を備え、
   固定ボルト破断後、水平方向の変位に対してピンと空所間の間隙内で下部構造表面とベースプレート下面を移動面として全水平方向に移動可能にすることを特徴とする。橋梁用支承部装置。
2. ベースプレートの固定ボルト用孔に第３のカプラーを配置することを特徴とする請求項１に記載の橋梁用支承部装置。
3. 橋梁用支承部装置を、金属系又はゴム系支承とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の橋梁用支承部装置。
4. 橋梁用支承部装置が可動支承の場合、ピンと空所間の間隙の距離を、可動支承の移動可能距離より大きく設定することを特徴とする請求項3に記載の橋梁用支承部装置。

Images