JPH0941321A - 既存支承を利用した橋梁の免震工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 古い耐震設計基準で建設された道路橋などの
橋梁の耐震補強に際し、既設橋梁の免震化工事を従来工
法よりも簡単に行い、しかも橋桁の変位を少なくし、か
つ高減衰化が図れるようにする。 【解決手段】 既設の橋梁を免震化するに際し、既存支
承を撤去することなく、この既存支承を改造してすべり
支承１とし、従来工法におけるコンクリートはつり・ア
ンカー工事を無くす。さらに、既設橋桁Ａの下面と既設
橋脚Ｂの上面との間に、あるいは既設橋桁Ａの下面と既
設橋脚Ｂの受梁部に張り出したブラケット３との間に免
震装置２を配設し、免震装置２の減衰にすべり支承１の
摩擦減衰を付加し、少ない変位で高減衰化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、古い耐震設計基
準で建設された道路橋などの橋梁（免震化されていな
い）の耐震補強に免震技術を適用する場合に用いる既存
支承を利用した橋梁の免震工法に関するものである。特
に、大地震により被害が予想される都市内高架橋や高速
道路において、大規模な交通規制を伴った施工を実施す
ることが困難な場合に適用される。また、橋梁形式とし
ては、支承構造を持つ橋梁であれば、鋼橋でもコンクリ
ート橋でも適用できる。

【０００２】

【従来の技術】古い耐震設計基準で建設された免震化さ
れていない既設の道路橋などの橋梁を免震化する場合、
従来においては、既存橋桁をジャッキアップして既存橋
脚上面との間に作業に必要なスペースを確保した後、既
存の支承（可動沓や固定沓）を撤去し、次いでこの既存
支承が設置されていた位置に免震支承（鉛プラグ入り積
層ゴム支承や高減衰ゴム支承）を新たに設置するのが一
般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来工法では、既存支承があった位置に免震支承
を取付けるため、免震支承の平面寸法，高さとも制約を
受け、使用できる免震装置が制限されるなどの問題があ
る。また、コンクリートのはつり，既存支承の撤去，免
震支承の据え付け，アンカー工事等が必要であり、工費
・工期が増加し、さらに既設橋桁を大幅にジャッキアッ
プする必要があるため、周辺道路の交通規制を行う必要
があり、交通量の多い都市部の道路橋などの場合、社会
的影響が大きい。

【０００４】また、既設橋梁を免震化する場合、桁間の
遊間が少ないために許容される橋桁の変位量が少ない。
従って、長周期化で地震力を低減する方法よりも、橋桁
の変位を少なくし、かつ高減衰化を図るような免震化が
必要である。通常の免震支承では、積層ゴムで水平方向
に柔らかく支えて固有周期を増大させ、鉛プラグや高減
衰ゴムによる履歴減衰・粘性減衰でエネルギーを吸収し
ているが、このような通常の免震支承では、少ない変位
で、かつ高減衰化を図ることは困難である。

【０００５】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、既設橋梁の免震化工
事を従来工法よりも簡単に行うことができ、しかも橋桁
の変位を少なくし、かつ高減衰化を図ることのできる既
存支承を利用した橋梁の免震工法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するために、次のような手段を採用する。即ち、 既存支承を撤去することなくすべり支承化する。既
設橋梁の支承形式は、材料的には鋼製とゴム製に分けら
れ、さらに鋼製支承には、線支承，支承板支承，ピン支
承，ローラー支承などがあり、このような既存支承に若
干の改造を施すことにより、既存支承を許容変位量の大
きなすべり支承にする。

【０００７】 このすべり支承に加えて、免震装置を
既設橋桁下面と既設橋脚上面または既設橋脚上部側面と
の間に配設する。即ち、既存橋桁に復元力と減衰を付加
するために免震装置を取付ける。これは、すべり支承だ
けでは、地震後に残留変位が残る可能性があるためであ
る。この免震装置には、従来から免震橋梁に用いられて
いるものと同様の鉛プラグ入り積層ゴム支承や高減衰ゴ
ム支承を使用することができる。

【０００８】免震装置の取付けに関しては、既設橋桁下
面と既設橋脚上面の間のスペースが十分にあり、免震装
置のアンカーが取れる場合には、免震装置を既設橋桁と
既設橋脚との隙間に取付ける。既設橋桁と既設橋脚の隙
間の設置スペースが十分でなく、免震装置が平面寸法・
高さの制約を受ける場合には、既設橋脚の受梁部におけ
る橋軸直角方向に沿う側面から免震装置取付けブラケッ
トを張り出すことによりスペースを確保する。ブラケッ
トは、ＰＣ鋼棒などによって既設橋脚の受梁部に固定す
る。

【０００９】〔作用〕以上のような構成において、既存
支承が改造されてすべり支承となり、さらに免震装置が
取付けられ、既設橋桁がすべり支承と免震装置により支
承される。既存支承は本体部分をそのまま残して撤去さ
れるため、コンクリートのはつり，アンカー工事が不要
となり、工費・工期の低減を図れ、また工事が簡単とな
り、従来工法のような大規模なジャッキアップを必要と
しない。また、橋脚から張り出した免震装置取付けブラ
ケットを使用することにより、免震装置の平面寸法・高
さに制限を受けることがない。

【００１０】すべり支承により、橋桁重量が支持される
と共に、摩擦による減衰が付加される。一方、免震装置
により、既設橋桁が地震後に元の位置に戻るための復元
力と、装置の履歴などによる減衰が付加される。このよ
うなすべり支承と免震装置の併用により、地震時に橋梁
には免震装置の減衰だけでなく、すべり支承の摩擦減衰
も付加されるため、少ない変位で高減衰化が可能とな
り、遊間の少ない既設橋梁の免震化に最適となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて説明する。これは、既設の道路橋に適用し
た例である。図１に示すように、既設橋桁（鋼桁・ＰＣ
桁・ＲＣ桁）Ａと既設橋脚（ＲＣ橋脚・鋼橋脚）Ｂの間
に配置されている複数の既存支承を改造してすべり支承
１とし、さらに、既設橋桁Ａと既設橋脚Ｂとの間に免震
装置２を新たに複数配設し、すべり支承１と免震装置２
を併用する。

【００１２】既設橋桁Ａの下面と既設橋脚Ｂの上面との
間にスペースが十分にあり、かつ免震装置のアンカー工
事が可能な場合には、図１（ａ）に示すように、既設橋
桁Ａの下面と既設橋脚Ｂの上面との間に免震装置２を配
設する。また、免震装置２は各すべり支承１の間に配設
する。なお、免震装置２の設置位置・設置台数は、これ
に限定されることはない。

【００１３】既設橋桁Ａと既設橋脚Ｂの間のスペースが
小さく、免震装置２の取付けが困難な場合には、図１
（ｂ）に示すように、既設橋脚Ｂの受梁部Ｂ₁ における
橋軸直角方向に平行な両側面に免震装置取付けブラケッ
ト３を突設し、既設橋桁Ｂの下面とブラケット３の上面
との間に免震装置２を配設する。

【００１４】すべり支承１は、既存支承の本体部分をそ
のまま残してすべり支承化する。既存支承の形式によっ
て改良方法が異なるが、例えば、図２（ａ）に示すよう
に、既設橋桁Ａの既存のアンカーバーａを利用してステ
ンレス製上沓１０を溶接などで固定し、既設橋脚Ｂ側
に、フッ素樹脂すべり板（ＰＴＦＥ板）１１，鋼製プレ
ート１２，ゴムプレート１３を備えたステンレス製下沓
１４を配置する。

【００１５】下沓１４は上部中央の凹部に鋼製プレート
１２，ゴムプレート１３を収納した部材であり、新たに
制作して既設橋脚Ｂの上面にアンカーボルトを介して固
定し、あるいは残存するアンカーフレームなどに溶接な
どで固定する。フッ素樹脂すべり板１１は、鋼製プレー
ト１２の上部中央の凹部に収納する。

【００１６】すべり面は、ステンレス製上沓１０と耐候
性に優れたフッ素樹脂すべり板１１とで構成され、ステ
ンレス製上沓１０の大きさは、免震化した後の既設橋桁
Ａの変位量から決定される。フッ素樹脂すべり板１１の
大きさは、既設橋桁Ａの重量（鉛直荷重）による面圧か
ら決定される。

【００１７】なお、ゴムプレート１３は回転変形を除去
するための部材であり、鋼製プレート１２の下面に配設
する。さらに、鋼製プレート１２の上面には、フッ素樹
脂すべり板１１を取り囲むようにシールリング１５を立
設し、すべり面に砂などが入り込むのを防止する。ま
た、気象条件が厳しい場合などには、ステンレス部材の
劣化を防ぐため、ステンレス製上沓１０の外周部分から
カバー１６をステンレス製下沓１４を取り囲むように垂
設する。

【００１８】以上のようなすべり支承１においては、既
存支承の本体部分をそのまま残してすべり支承化するた
め、既設橋桁Ａを若干ジャッキアップするだけでよい。
従って、従来工法のようなコンクリートはつり，アンカ
ー工事を必要とせず、工費・工期を低減でき、また大規
模なジャッキアップを必要とせず、周辺道路の交通規制
が必要ないか、あるいは最小限の規制で済む。

【００１９】また、地震時には、ステンレス製上沓１０
とフッ素樹脂すべり板１１の摩擦による減衰が免震装置
２による減衰に付加され、少ない変位で高減衰化が可能
となる。さらに、フッ素樹脂すべり板１１は、その摩擦
特性が明確であるため、設計しやすいという利点もあ
る。

【００２０】免震装置２は、図２（ｂ）に示すように、
従来から免震橋梁に用いられているものと同様の鉛プラ
グ入り積層ゴム支承や高減衰ゴム支承であり、上下の連
結板２０が既設橋桁Ａおよび既設橋脚Ｂ（あるいはブラ
ケット３）にアンカーボルトなどによりそれぞれ固定さ
れる。また、鉛直荷重を支持しないため、大変形時のゴ
ムの座屈がなく、積層ゴム２１内部の鉄板２２を通常よ
りも少なくしたものを使用することができ、経済的な免
震装置の設計が可能となる。

【００２１】免震装置２をブラケットを介して既設橋脚
Ｂに取付ける場合には、図３に示すように、橋軸方向に
一対のブラケット３をＰＣ鋼棒４とナットなどの締結部
材５で固定する。このブラケット方式では、免震装置２
の平面寸法・高さの制限を受けることがないので、任意
の免震装置を使用でき、また免震装置の設計を自由に行
うことができる。

【００２２】なお、以上は既設の道路橋に適用した例に
ついて説明したが、その他の既設橋梁における免震化に
も適用できることはいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】前述の通り、この発明においては、既存
支承を改造してすべり支承化し、さらに免震装置を配設
し、すべり支承と免震装置を併用するようにしたため、
次のような効果を奏する。

【００２４】(1) 従来工法のように、コンクリートはつ
り, アンカー工事を必要とせず、工費および工期を低減
できる。また、工事が簡単となるため、従来工法のよう
な大規模なジャッキアップを必要とせず、交通規制も必
要ないか最小限で済む。従って、交通量の多い都市部の
既設の道路橋などに極めて有効となる。

【００２５】(2) すべり支承と免震装置を併用すること
により、免震装置だけの場合に比べて、少ない変位で高
減衰化を図ることができ、桁間の遊間の少ない既設橋梁
の免震化に最適である。

【００２６】(3) すべり支承，免震装置とも、その力学
的な特性が明確であるため、設計しやすく、かつ従来の
鋼製支承に比べても耐久性に優れている。

【００２７】(4) 免震装置の取付けにブラケット方式を
採用することにより、免震装置の平面寸法・高さの制限
を受けることがなく、任意の免震装置を使用することが
できる。また、免震装置は鉛直荷重を支持しなくてもよ
いため、従来の免震支承に比べて免震装置の設計を自由
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る免震工法を示し、（ａ）は既設
橋桁と既設橋脚との間に免震装置を取り付ける場合の横
断面図、（ｂ）はブラケット方式による免震装置の取り
付けを示す側面図である。

【図２】（ａ）は、この発明に係るすべり支承の一例を
示す断面図、（ｂ）はこの発明に係る免震装置の断面図
である。

【図３】この発明に係る免震装置取付けブラケットの固
定状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ…既設橋桁、Ｂ…既設橋脚、Ｂ₁ …受梁部、１…すべ
り支承、２…免震装置、３…免震装置取付けブラケッ
ト、４…ＰＣ鋼棒、５…締結部材 １０…ステンレス製上沓、１１…フッ素樹脂すべり板
（ＰＴＦＥ板）、１２…鋼製プレート、１３…ゴムプレ
ート、１４…ステンレス製下沓、１５…シールリング、
１６…カバー ２０…上下接合板、２１…積層ゴム、２２…鉄板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 哲夫 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 南雲 広幸 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 新原 雄二 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の橋梁を免震化するに際し、既存支
   承を撤去することなく、この既存支承を改造してすべり
   支承化し、既設橋桁下面と既設橋脚上面または既設橋脚
   上部側面との間に免震装置を配設することを特徴とする
   既存支承を利用した橋梁の免震工法。