JPH11264113A - 道路用高架橋の下部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】既設の道路や鉄道をそのまま供用しながらなお
かつ余分な用地取得を必要とすることなく該道路や鉄道
の上方に高架道路を建設する。 【解決手段】本発明に係る道路用高架橋の下部構造１０
は、互いに対向する位置にて立設された一対の柱状橋脚
１１、１１と該柱状橋脚の頂部に架け渡された梁１２と
からラーメン構造１３を形成するとともに一対の柱状橋
脚１１、１１及び梁１２を含む面内空間に逆Ｖ字状をな
すブレース材１４を配置してある。ブレース材１４は、
その頂部近傍においては、エネルギー吸収ダンパー１５
を介して梁１２の中央近傍に接合してあるとともに、そ
の両下端においては、一対の柱状橋脚１１、１１の基部
近傍にそれぞれ接合してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として道路に供
される道路用高架橋の下部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路用の橋梁には、河川、海峡等を横断
する狭義の橋梁のほかに市街地において連続的に建設さ
れる、いわゆる道路用高架橋がある。かかる道路用高架
橋は、効率的な土地利用の観点から、道路上、鉄道上あ
るいは河川上の空間に連続して建設されるものであり、
道路と道路あるいは道路と鉄道とが平面で交差する場合
にそれらの道路を高架橋とすることにより、交通渋滞を
解消することも可能となる。

【０００３】ここで、供用中の道路や鉄道の上に道路用
高架橋を建設する場合には、下記のような問題が生じ
る。

【０００４】すなわち、道路用高架橋の下部構造は、一
般的に橋軸に直交する方向の水平剛性を確保すべく、図
２に示すように基礎梁１が不可欠となる。そのため、図
３(a)に示すように例えば軌道２を営業路線として供用
中である場合にその軌道用地に道路用高架橋を建設する
には、まず、同図(b)に示すように軌道２を道路用高架
橋建設予定空間の側方用地にいったん仮の軌道３として
移設し、次いで、軌道３を工事期間中の営業路線として
利用しつつ、基礎梁１を有する道路用高架橋の下部構造
４を構築する。道路用高架橋の下部構造４が完成した後
は、仮の軌道３を撤去して元の軌道２に原状復旧すると
いった手順で行うのが一般的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手順では、工事期間中に仮の軌道３を敷設するため
の用地を道路用高架橋の側方に確保しなければならず、
用地取得費用の問題もさることながら、民家が迫ってい
るような密集地では、鉄道の上に道路用高架橋を建設す
ることがきわめて困難となるという問題を生じていた。
なお、既設の地上道路を高架道路に切り替える場合に
も、道路用高架橋の建設中は該道路用高架橋の脇に仮の
道路を敷設する用地をやはり確保しなければならないた
め、上述したと全く同様の問題が生じる。

【０００６】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、既設の道路や鉄道をそのまま供用しながらな
おかつ余分な用地取得を必要とすることなく該道路や鉄
道の上方に高架道路を建設することが可能な道路用高架
橋の下部構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る道路用高架橋の下部構造は請求項１に
記載したように、互いに対向する位置にて立設された一
対の柱状橋脚と該柱状橋脚の頂部に架け渡された梁とか
らラーメン構造を形成するとともに前記一対の柱状橋脚
及び前記梁を含む面内空間に逆Ｖ字状をなすブレース材
をそれらの下端が前記柱状橋脚の基部近傍に接合される
ように配置したものである。

【０００８】また、本発明に係る道路用高架橋の下部構
造は、前記ブレース材の頂部近傍と前記梁との間に所定
のエネルギー吸収ダンパーを介在させたものである。

【０００９】本発明に係る道路用高架橋の下部構造にお
いては、一対の柱状橋脚及び梁を含む面内空間に逆Ｖ字
状をなすブレース材をそれらの下端が柱状橋脚の基部近
傍に接合されるように配置してあり、かかるブレース材
によって橋軸に直交する水平方向の剛性が確保されるの
で、該方向に水平力が作用したときのラーメン構造の変
形は、基礎梁を設置せずとも十分に抑制される。

【００１０】ラーメン構造を構成する構造形式として
は、鉄筋コンクリート造をはじめ、鉄骨造、鉄骨鉄筋コ
ンクリート造などが含まれる。

【００１１】ブレース材の構造や材種あるいは配置方法
は任意であり、圧縮引張の両方向に抵抗するものでもよ
いし、引張方向にのみ抵抗するものでもよい。また、そ
の材質としては、鉄骨材、ＰＣ鋼線等を使用することが
できる。

【００１２】ここで、逆Ｖ字状をなすブレース材の頂部
近傍を梁の中央近傍に直接接合してもよいが、それらの
間に所定のエネルギー吸収ダンパーを介在させたなら
ば、地震時の振動エネルギーをエネルギー吸収ダンパー
で吸収し、道路用高架橋の揺れを速やかに収斂させるこ
とが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る道路用高架橋
の下部構造の実施の形態について、添付図面を参照して
説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等につ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１４】図１は、本実施形態に係る道路用高架橋の
下部構造を橋軸方向から見た正面図である。同図でわか
るように、本実施形態に係る道路用高架橋の下部構造１
０は、互いに対向する位置にて立設された一対の柱状橋
脚１１、１１と該柱状橋脚の頂部に架け渡された梁１２
とからラーメン構造１３を形成するとともに一対の柱状
橋脚１１、１１及び梁１２を含む面内空間に逆Ｖ字状を
なすブレース材１４を配置してある。ここで、柱状橋脚
１１は、杭１６を打ち込んだ上でその上に設けられたフ
ーチング１７に立設してある。

【００１５】一対の柱状橋脚１１、１１及び該柱状橋脚
の頂部に架け渡された梁１２とからなるラーメン構造１
３は例えば鉄筋コンクリート構造とし、ブレース材１４
は例えば鉄骨構造とすることができる。

【００１６】ブレース材１４は、その頂部近傍において
は、エネルギー吸収ダンパー１５を介して梁１２の中央
近傍に接合してあるとともに、その両下端においては、
一対の柱状橋脚１１、１１の基部近傍にそれぞれ接合し
てある。

【００１７】エネルギー吸収ダンパー１５は、通常の薄
鋼板にスリットを多数入れて構成したり、極軟鋼で形成
されたもので構成することができる。かかるエネルギー
吸収ダンパー１５は、メンテナンス時に交換できるよ
う、ブレース材１４と梁１２との間に着脱自在に取り付
けておくのがよい。

【００１８】本実施形態に係る道路用高架橋の下部構造
１０を構築するには、まず、営業路線として供用中であ
る軌道２の両側に柱状橋脚１１、１１を立設するととも
にその頂部近傍に梁１２を架け渡してラーメン構造１３
を構築する。次に、ブレース材１４及びエネルギー吸収
ダンパー１５をラーメン構造１３に取り付けて道路用高
架橋の下部構造１０を完成する。

【００１９】ここで、柱状橋脚１１の脚部を連結する基
礎梁を構築する必要がないので、工事期間中における軌
道２の付け替えは不要である。

【００２０】道路用高架橋の下部構造１０が構築された
ならば、その上に橋桁、床版等からなる道路用上部構造
５を橋軸方向に架け渡す。

【００２１】本実施形態に係る道路用高架橋の下部構造
１０においては、一対の柱状橋脚１１、１１及び梁１２
を含む面内空間にブレース材１４を配置してあり、かか
るブレース材によって橋軸に直交する水平方向の剛性が
確保されるので、該方向に水平力が作用したときのラー
メン構造１３の変形は、基礎梁を設置せずとも十分に抑
制される。

【００２２】以上説明したように、本実施形態に係る道
路用高架橋の下部構造１０によれば、ブレース材１４に
よって橋軸に直交する水平方向の剛性を十分に確保する
ことが可能となり、従来の道路用高架橋では不可欠であ
った基礎梁を省略することが可能となる。したがって、
多大なコストや工期を要する基礎工事としての基礎梁の
施工が不要になる分だけ、工期の短縮並びに建設コスト
の削減を図ることが可能となる。

【００２３】また、従来であれば、基礎梁構築のため、
道路用高架橋の下部構造４の側方に用地を確保した上で
該用地に軌道３を敷設して軌道の付替えを行わねばなら
ず、用地取得費用の問題もさることながら、民家が迫っ
ているような密集地では道路用高架橋工事がきわめて困
難であったが、本実施形態によれば、基礎梁を省略する
ことができるため、道路用高架橋の工事を行うための軌
道の付替えが不要となり、それに伴う道路用高架橋側方
の用地取得も不要となる。そのため、道路用高架橋の下
部構造を、従来よりもはるかに短工期かつ低コストで構
築することが可能となるとともに、道路用高架橋側方に
民家が迫っている密集地においても道路用高架橋を構築
することが可能となる。

【００２４】また、ブレース材１４の厚みや幅あるいは
材質を変更することによって、下部構造１０全体の水平
剛性を調整することができるので、地震波の周波数特性
等を考慮した、耐震性に優れた道路用高架橋の下部構造
１０を構築することが可能となる。

【００２５】また、本実施形態によれば、逆Ｖ字状をな
すブレース材１４の頂部近傍をエネルギー吸収ダンパー
１５を介して梁１２に接合したので、橋軸直交方向に沿
った地震動の揺れに対しては、ラーメン構造１３とブレ
ース材１４との間に介在させてあるエネルギー吸収ダン
パー１５がその振動エネルギーを吸収し、道路用高架橋
の下部構造１０ひいては高架橋全体の揺れを速やかに収
斂させる。

【００２６】一方、入力した地震動のエネルギーは、エ
ネルギー吸収ダンパー１５の履歴減衰として消費され、
道路用高架橋の下部構造１０の主たる構造であるラーメ
ン構造１３及びブレース材１４は、ほとんど損傷を受け
ずに健全性を維持する。そのため、地震後においては、
エネルギー吸収ダンパー１５を新しいものに交換するこ
とによって、道路用高架橋の使用を従前通り継続するこ
とができる。

【００２７】また、本実施形態に係る道路用高架橋の下
部構造１０によれば、エネルギー吸収ダンパー１５の変
形性能を中心とした変位設計が可能となり、従来のよう
に複雑なＲＣ変形性能に依存した設計方法よりもより合
理的な設計が可能となる。

【００２８】また、本実施形態に係る道路用高架橋の下
部構造１０によれば、ブレース材１４から反力をとるこ
とによってラーメン構造１３の地震による残留変形を元
に戻すことが可能となり、地震時の損傷制御を容易に行
うことができる。

【００２９】本実施形態では、道路用高架橋の上部構造
５について詳しく言及しなかったが、その構造形式は任
意であり、重厚なコンクリートスラブを用いた在来型
（ラーメン式）上部構造はもちろんのこと、中空の橋桁
を採用したもの、高欄に軽量材を使用したもの、一車線
のみを支持する桁を二車線、三車線等となるように所望
の本数だけ架け渡したものも当然に対象となる。

【００３０】また、本実施形態では、エネルギー吸収ダ
ンパーとして履歴減衰タイプのものを使用したが、かか
るタイプに限定されるものではなく、粘性減衰タイプや
摩擦減衰タイプのものについても使用することが可能で
ある。

【００３１】また、本実施形態では、既設の鉄道軌道の
上方に道路橋高架橋の下部構造を構築する場合について
説明したが、既設の道路の上方に建設する場合にも同様
に適用することが可能であり、かかる場合には、上述の
実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。

【００３２】さらに、鉄道や道路として供用されていな
い更地に建設される場合にも本発明を適用可能であるこ
とは言うまでもなく、かかる構成においても、基礎梁の
施工を省略できる分だけ、工期短縮及び建設費のコスト
削減を図ることができる点については上述の実施形態と
ほぼ同様である。

【００３３】なお、本発明は、基礎梁とブレース材との
ハイブリッド構造を排除するものではなく、ブレース材
のみでは負担しきれない橋軸直交方向の水平剛性を基礎
梁で負担するようにしてもよい。かかる構成において
も、基礎梁の工事が簡略化されるので、ある程度の工期
短縮及びコスト削減を図ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明に係
る道路用高架橋の下部構造によれば、ブレース材によっ
て橋軸に直交する水平方向の剛性を十分に確保すること
ができるので、従来の道路用高架橋の下部構造では不可
欠であった基礎梁を省略することが可能となり、工期短
縮及び建設費のコスト削減を図ることができる。

【００３５】また、請求項２の発明に係る道路用高架橋
の下部構造によれば、地震時の振動エネルギーをエネル
ギー吸収ダンパーで吸収し、橋軸に直交する方向あるい
は橋軸方向の道路用高架橋の揺れを速やかに収斂させる
ことが可能となるという効果も奏する。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る道路用高架橋の下部構造を橋
軸方向から見た正面図。

【図２】従来技術に係る道路用高架橋の下部構造を橋軸
方向から見た正面図。

【図３】従来技術における道路用高架橋の下部構造を施
工する手順を示した施工図。

【符号の説明】

１ 基礎梁 ２ 軌道 ５ 道路用高架橋の上部構造 １０ 道路用高架橋の下部構造 １１ 柱状橋脚 １２ 梁 １３ ラーメン構造 １４ ブレース材 １５ エネルギー吸収ダンパー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する位置にて立設された一対
   の柱状橋脚と該柱状橋脚の頂部に架け渡された梁とから
   ラーメン構造を形成するとともに前記一対の柱状橋脚及
   び前記梁を含む面内空間に逆Ｖ字状をなすブレース材を
   それらの下端が前記柱状橋脚の基部近傍に接合されるよ
   うに配置したことを特徴とする道路用高架橋の下部構
   造。
2. 【請求項２】 前記ブレース材の頂部近傍と前記梁との
   間に所定のエネルギー吸収ダンパーを介在させた請求項
   １記載の道路用高架橋の下部構造。