(57)【要約】【課題】各地震レベルに応じて好適な機能を発揮することができ、大地震時における上部構造体や下部構造体の破損を抑止することのできる滑り免震装置と、この滑り免震装置を特に固定支承に備えてなる橋梁を提供すること。【解決手段】上沓４１及び下沓４２と、それらの間でスライド自在なスライダー４８とを有する滑り免震装置４０であり、上沓４１と下沓４２に跨る一対の移動方向規制治具４５は、上沓４１と下沓４２のいずれか一方に対して、第一所定値以上の水平力が作用した際に破断される破断部６４を備えたノックオフボルト６０によって固定され、上沓４１もしくは下沓４２の他方に対して固定されておらず、ノックオフボルト６０が破断していない場合は、下沓４２に対する上沓４１の相対移動方向が一対の移動方向規制治具４５によって規制され、ノックオフボルト６０が破断した際には、下沓４２に対する上沓４１の相対移動方向が規制されない。【選択図】図３
2020117999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上沓及び下沓と、該上沓及び該下沓の間でスライド自在なスライダーとを有する滑り免震装置であって、
前記上沓と前記下沓に跨る一対の移動方向規制治具は、前記上沓と前記下沓のいずれか一方に対して、第一所定値以上の水平力が作用した際に破断される破断部を備えたノックオフボルトによって固定され、前記上沓もしくは前記下沓の他方に対して固定されておらず、
前記ノックオフボルトが破断していない場合は、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が前記一対の移動方向規制治具によって規制され、
前記ノックオフボルトが破断した際には、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が規制されないことを特徴とする、滑り免震装置。
【請求項２】
前記移動方向規制治具は、前記上沓及び前記下沓の端部を挟持する断面形状がコの字状を呈していることを特徴とする、請求項１に記載の滑り免震装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の滑り免震装置と、
前記滑り免震装置が可動支承として介在する上部構造体及び下部構造体と、を有し、
対向する一対の前記移動方向規制治具が、前記下部構造体の上面において橋軸直角方向に配設されていることを特徴とする、橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑り免震装置と滑り免震装置を備えた橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震国であるわが国においては、ビルや橋梁、高架道路、戸建の住宅といった様々な構造物に対して、地震力に抗する技術、構造物に入る地震力を低減する技術など、様々な耐震技術、免震技術及び制震技術が開発され、各種構造物に適用されている。中でも免震技術は、構造物に入る地震力そのものを低減する技術であることから、地震時の構造物の振動は効果的に低減される。この免震技術を概説すると、下部構造体と上部構造体との間に免震装置を介在させ、地震による下部構造体の振動の上部構造体への伝達を低減し、上部構造体の振動を低減して構造安定性を保証するものである。
【０００３】
免震装置には、鉛プラグ入り積層ゴム支承装置や高減衰積層ゴム支承装置、積層ゴム支承とダンパーを組み合わせた装置、滑り免震装置など、様々な形態の装置が存在している。その中で、滑り免震装置には平面滑り免震支承と球面滑り免震支承があり、平面滑り免震支承は復元力を有しないが、球面滑り免震支承は復元力を有し、地震時のセルフセンタリング機能を有する。ここで、球面滑り免震支承の一例を取り上げてその構成を説明すると、曲率を有する摺動面を備えた上沓および下沓と、上沓と下沓の間に配設されてそれぞれの沓の摺動面と接し、それぞれの沓と同一の曲率を有する上面および下面を備えたスライダーと、から構成されており、この種の滑り免震装置はダブルコンケイブ式の免震装置と称されることもある。また、他の形態として、例えば上沓に対してスライダーが固定され、上沓及びスライダーが下沓に対して摺動する構成の滑り免震装置もあり、この種の滑り免震装置はシングルコンケイブ式の免震装置と称されることもある。
【０００４】
ところで、地震の規模（レベル）には、近い将来に発生する確率は高いが被害は中小規模に留まるレベル１、発生する確率は高くないが大被害となる可能性があるレベル２がある。また、最近では、発生する確率は極めて低いが甚大な被害の出る可能性のある地震をレベル３として、レベル２地震動の１．５倍程度に想定することがある。尚、レベル１とレベル２はそれぞれ中地震と大地震に相当し、レベル３は設計基準に規定はないものの、万一の最悪の事態を検討する際に設定される最大級の地震レベルとして位置付けられている。尚、以下、本明細書では、レベル３の地震を大地震と称することもあるし、レベル２とレベル３の双方の地震を大地震と称することもある。
【０００５】
仮にレベル１地震動までを想定して滑り免震装置が設計されている場合はレベル２地震動が想定外の地震となり、レベル２地震動までを想定して滑り免震装置が設計されている場合はレベル３地震動が想定外の地震となるが、このように想定外の地震が発生した場合、従来の滑り免震装置では、下部構造体と上部構造体の水平方向の相対変位量が限界変形量を超える可能性がある。下部構造体と上部構造体の相対変位量が限界変形量を超える場合、例えば上沓から上部構造体が脱落する等の恐れがある。このような課題に対して、想定外の地震の際に、スライダーが滑り面上を滑動しつつ、下沓と上沓とが水平方向に大きく相対変位し、下沓または上沓にリング状のストッパーが水平方向の外側から当接することにより、下沓と上沓との更なる相対変位を規制する滑り支承が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の滑り支承によれば、想定外の地震が発生した際に、下沓と上沓との水平方向の相対変位量をストッパーにより規制することができるため、滑り支承にフェールセーフ機能を付加することができ、下部構造体と上部構造体の水平方向への過度な相対変位を規制して、上沓からの上部構造体の脱落等を解消することができる。
【０００８】
ここで、特許文献１には、鈑桁橋の橋脚（下部構造体）と橋桁（上部構造体）の間に上記滑り支承を設ける実施形態が記載されている。この記載例では橋軸直角方向の移動例を示しているが、一般的には、上部構造体の回転のみを吸収する固定支承と、上部構造体の回転と伸縮を吸収する可動支承があり、橋軸方向に離間して配設される複数の橋脚（橋台を含む）において、それぞれ可動支承と固定支承が設置されて各支承に橋桁が支持されている。この構成により、主桁を含む上部構造体の温度変化や活荷重に起因する橋軸方向の伸縮に対しては可動支承が対応しながら、固定支承と可動支承の組み合わせにより橋梁の常時供用時の性能を担保している。
【０００９】
上記するように、地震には複数のレベルがあり、例えばレベル１地震動においては固定支承を構成する下沓に対する上沓の橋軸方向への相対移動を許容せず、レベル２地震動等の大地震においては橋軸方向や橋軸方向を含む多様な方向への相対移動を許容することにより、大地震の際の橋脚の損傷を抑止することが可能になる。また、可動支承では、常時においては下沓に対する上沓の橋軸方向への相対移動を許容しつつ、例えば大地震の際には固定支承と同様に多様な方向への相対移動を許容することにより、固定支承の作用と相俟って、橋梁の、特に橋脚の損傷を抑止することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、フェールセーフ機能となるリング状のストッパーに関する記載はあるものの、各地震レベルに応じて、固定支承と可動支承等を構成する滑り免震装置が好適な機能を発揮することにより、大地震時における上部構造体や下部構造体の損傷を抑止する手段の開示はない。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各地震レベルに応じて好適な機能を発揮することができ、大地震時における上部構造体や下部構造体の破損を抑止することのできる滑り免震装置と、この滑り免震装置を特に可動支承に備えてなる橋梁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明による滑り免震装置の一態様は、
上沓及び下沓と、該上沓及び該下沓の間でスライド自在なスライダーとを有する滑り免震装置であって、
前記上沓と前記下沓に跨る一対の移動方向規制治具は、前記上沓と前記下沓のいずれか一方に対して、第一所定値以上の水平力が作用した際に破断される破断部を備えたノックオフボルトによって固定され、前記上沓もしくは前記下沓の他方に対して固定されておらず、
前記ノックオフボルトが破断していない場合は、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が前記一対の移動方向規制治具によって規制され、
前記ノックオフボルトが破断した際には、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が規制されないことを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、第一所定値以上の水平力が作用しない場合は、上沓と下沓のいずれか一方が移動方向規制治具を介してノックオフボルトにて固定され、上沓と下沓のいずれか他方は一対の移動方向規制治具に固定されずに当該一対の移動方向規制治具をガイドとして移動自在となっていることにより、ノックオフボルトが破断していない状態において、上沓と下沓の相対移動方向が規制しながらその相対移動を許容することができる。一方、第一所定値以上の水平力が作用した際には、ノックオフボルトが破断することにより、一対の移動方向規制治具は上沓と下沓から完全に外れ、下沓に対する上沓の移動方向の規制は無くなることから、下沓に対して上沓は自由な方向（３６０度方向）に相対移動自在となる。尚、「下沓に対する上沓の相対移動」とは、下沓に対して上沓が移動すること、上沓に対して下沓が移動することの双方を含んでいる。
【００１４】
ここで、「第一所定値の水平力」としては、レベル２地震やレベル３地震の際に作用する水平力等が挙げられる。本態様の滑り免震装置は、橋梁や高架道路、住宅等、いずれの構造物に対しても適用可能であるが、橋梁の可動支承に適用されるのが好ましい。第一所定値の水平力がレベル２地震等の大地震の際の水平力として設定されている場合、常時やレベル１地震等の際には下沓に対する上沓の橋軸方向等への相対移動のみが許容され、可動支承が維持される。一方、第一所定値以上の水平力が作用した際には、ノックオフボルトが破断し、一対の移動方向規制治具が上沓と下沓から完全に外れることにより、下沓に対して上沓が移動できることにより、上沓が支持する橋桁を含む上部構造体の可動によって滑り免震装置の免震機能が発揮される。また、例えば想定外のレベル３地震が発生した際にも、同様にノックオフボルトが破断することにより、一対の移動方向規制治具は上沓と下沓から完全に外れ、下沓に対する上沓の移動方向の規制は無くなり、上沓は自由な方向に相対移動自在となるため、想定外のレベル３地震による水平力に起因により、下部構造体が損傷（破損）することを効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、本発明による滑り免震装置の他の態様において、前記移動方向規制治具は、前記上沓及び前記下沓の端部を挟持する断面形状がコの字状を呈していることを特徴とする。
【００１６】
本態様によれば、断面形状がコの字状を呈している一対の移動方向規制治具により、上沓及び下沓の左右の端部がそれぞれ挟持されていることから、鉛直方向の地震動やそれに伴うたわみ振動、さらには、例えば曲線桁のように重心が偏芯箇所となることに起因する橋脚天端（滑り免震装置の設置位置）における転倒モーメント等により発生し得る上揚力に対して、下沓から上沓が脱落する危険性を抑止することができる。
【００１７】
また、本発明による橋梁の一態様は、
前記滑り免震装置と、
前記滑り免震装置が可動支承として介在する上部構造体及び下部構造体と、を有し、
対向する一対の前記移動方向規制治具が、前記下部構造体の上面において橋軸直角方向に配設されていることを特徴とする。
【００１８】
本態様によれば、本発明の滑り免震装置が可動支承を形成することにより、例えば常時やレベル１地震等の際には可動支承の機能を維持しながら、レベル２地震等の大地震の際には下沓に対して上沓が自由な方向に相対移動することにより、滑り免震装置による免震性能を発揮することができる。また、想定外のレベル３地震が発生した際においても、下沓に対する上沓の自由な方向の移動を許容することにより、レベル３地震による水平力が上部構造体に作用した際の上部構造体の振動に起因するせん断力により、下部構造体が破損することを効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から理解できるように、本発明の滑り免震装置及び橋梁によれば、各地震レベルに応じて好適な機能を発揮することができ、大地震時における上部構造体や下部構造体の破損を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る橋梁の一例の側面図である。
【図２】実施形態に係る滑り免震装置の一例の平面図である。
【図３】図２のIII−III矢視図であって、実施形態に係る滑り免震装置の一例の縦断面図である。
【図４】図３のIV部の拡大図である。
【図５】実施形態に係る滑り免震装置の一例の斜視図である。
【図６】実施形態に係る滑り免震装置が可動支承として上部構造体と下部構造体の間に介在している状態を橋軸方向で見た縦断面図である。
【図７】下沓に対する上沓の相対変位量と地震時水平力の関係図であって、第一ノックオフボルトと第二ノックオフボルトが破断する地震時水平力を示す図である。
【図８】実施形態に係る滑り免震装置（可動支承）において、第二ノックオフボルトが破断しない状態において、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す平面図である。
【図９】図８のIX−IX矢視図であって、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す縦断面図である。
【図１０】図８及び図９に対応する斜視図である。
【図１１】実施形態に係る滑り免震装置（可動支承）において、第二ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が自由な方向に相対移動している状態を示す斜視図である。
【図１２】固定支承となる滑り免震装置の一例の平面図である。
【図１３】図１２のXIII−XIII矢視図であって、固定支承となる滑り免震装置の一例の縦断面図である。
【図１４】図１３のXIV部の拡大図である。
【図１５】固定支承となる滑り免震装置の一例の斜視図である。
【図１６】固定支承となる滑り免震装置が上部構造体と下部構造体の間に介在している状態を橋軸方向で見た縦断面図である。
【図１７】固定支承となる滑り免震装置において、第一ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す斜視図である。
【図１８】固定支承となる滑り免震装置において、第二ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が自由な方向に相対移動している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施形態に係る橋梁と、橋梁の可動支承を形成する実施形態に係る滑り免震装置について、橋梁の固定支承を形成する滑り免震装置とともに添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【００２２】
［実施形態に係る橋梁と滑り免震装置］
はじめに、図１乃至図１１を参照して、実施形態に係る橋梁の一例と、実施形態に係る滑り免震装置の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る橋梁の一例の側面図であり、図２は、実施形態に係る滑り免震装置の一例の平面図である。また、図３は、図２のIII−III矢視図であって、実施形態に係る滑り免震装置の一例の縦断面図であり、図４は、図３のIV部の拡大図である。また、図５は、実施形態に係る滑り免震装置の一例の斜視図であり、図６は、実施形態に係る滑り免震装置が可動支承として上部構造体と下部構造体との間に介在している状態を橋軸方向に見た縦断面図である。
【００２３】
図１に示すように、橋梁１００は、橋軸方向に間隔を置いて配設される、例えば鉄筋コンクリート製の複数の橋脚２０（下部構造体）に対して、固定支承である滑り免震装置３０と可動支承である滑り免震装置４０を介して上部構造体１０が支持されることにより形成されている。尚、図示例は、連続する１基の上部構造体１０が５基の橋脚２０にて支持され、５基の橋脚２０のうち、１基の橋脚２０の天端に固定支承３０が配設され、他の４基の橋脚２０の天端に可動支承４０が配設されているが、１基の上部構造体１０を支持する橋脚２０の基数や固定支承３０等の数は多様に存在する。
【００２４】
図２に示すように、橋梁１００の可動支承を形成する滑り免震装置４０は、上沓４１と、下沓４２と、上沓４１及び下沓４２の間でスライド自在なスライダー４８とを有する。
【００２５】
上沓４１と下沓４２はともに、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）、あるいはＳＵＳ材や鋳鋼材、鋳鉄等から形成されている。上沓４１の下面には略半球状のスライダー４８の上方の球面が収容固定される収容溝４１ｂがあり、収容溝４１ｂにスライダー４８の上方の一部が嵌まり込んでいる。一方、下沓４２の上面は、略半球状のスライダー４８の下面（扁平に近く、曲率を有する面）が摺動する摺動面４２ｂであり、この摺動面４２ｂには、ステンレス製の滑り板（図示せず）等が固定されている。また、下沓４２の外周には、スライダー４８の脱落を防止するためのストッパーリング４３が設けられている。
【００２６】
このように、図示例の滑り免震装置４０は、上沓４１に対してスライダー４８が固定され、スライダー４８が下沓４２に対して摺動する、シングルコンケイブ式もしくはシングルペンデュラム式の免震装置であるが、スライダーが下沓に固定され、スライダーが上沓の下方の摺動面に対して摺動する形態の免震装置であってもよい。さらに、上沓及び下沓の双方に対してスライダーが摺動する、ダブルコンケイブ式、あるいはダブルコンケイブの中にさらにコンケイブが設けられた、トリプルコンケイブ式や、それ以上のコンケイブを有する免震装置であってもよい。
【００２７】
スライダー４８は、曲率を有する下面を備えた略半球状を呈しており、上沓４１等と同様に、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）、あるいはＳＵＳ材や鋳鋼材、鋳鉄等から形成されている。
【００２８】
図３に明りょうに示すように、上沓４１と下沓４２の左右端は、上沓４１と下沓４２に跨る一対の移動方向規制治具４５により相互に固定されている。より具体的には、上沓４１の端部上方には凹部４１ａが設けられ、下沓４２の端部下方にも凹部４２ａが設けられており、これらの凹部４１ａ、４２ａに対して、断面形状がコの字状を呈している鋼製の移動方向規制治具４５が上下から嵌まり込み、上沓４１と下沓４２の端部を挟持している。
【００２９】
図３に示すように、移動方向規制治具４５が上沓４１と下沓４２の端部を挟持した状態において、移動方向規制治具４５と上沓４１は固定されず、移動方向規制治具４５と下沓４２は第二ノックオフボルト６０（可動支承４０における「ノックオフボルト」の一例）により固定されている。
【００３０】
図４に示すように、第二ノックオフボルト６０は縮径された破断部６４を有する鋼棒６１と、鋼棒６１の上下端に形成されている螺子山に対して螺合されているナット６２，６３とを有する。下沓４２と移動方向規制治具４５の双方に開設されているボルト孔を介して鋼棒６１が挿通され、鋼棒６１の上下端においてナット６２，６３が締め付けられることにより下沓４２と移動方向規制治具４５が固定される。
【００３１】
図５に示すように、図示例の滑り免震装置４０では、上沓４１の左右端がそれぞれ、移動方向規制治具４５により一定の方向に移動可能に係合されており、下沓４２の左右端がそれぞれ、移動方向規制治具４５と３本の第二ノックオフボルト６０により固定されている。
【００３２】
可動支承４０が下部構造体２０と上部構造体１０の間に介在する橋脚２０を橋軸方向から見た図６に示すように、橋脚２０の天端において、橋軸直角方向に間隔をおいて２つの可動支承４０が固定されている。橋脚２０の天端には、アンカーボルト付きの鋼製のベースプレート（図示せず）が当該アンカーボルトを橋脚２０内に埋設されることにより固定され、このベースプレートに対して可動支承４０がボルト接合されることにより固定される。
【００３３】
図６に示すように、可動支承４０において上沓４１と下沓４２を橋軸方向に移動可能に固定する一対の移動方向規制治具４５は、下部構造体である橋脚２０の上面において橋軸直角方向に配設されている。
【００３４】
上部構造体１０は、上下のフランジとウエブを有するＩ形鋼により形成される鋼製の主桁１１と、左右の主桁１１のウエブ同士を繋ぐ鋼製の横桁１２により構成されている。尚、ウエブから補強リブ（図示せず）が張り出し、補強リブと横桁１２がスプライスプレート（図示せず）を介してボルト接合されていてもよいし、主桁１１には、その長手方向に間隔を置いて補強リブが取り付けられていてもよい。また、上部構造体１０は、図示例のＩ形鋼からなる主桁１１と横桁１２の組み合わせに限らず、トラス構造の主桁や箱桁、あるいはコンクリート桁等により形成されてもよい。
【００３５】
図６に示すように、地震時の水平力Ｐが可動支承４０に作用すると、鉛直方向に延出する第二ノックオフボルト６０にはせん断力として作用する。
【００３６】
また、鉛直方向の地震動やそれに伴うたわみ振動、さらには、例えば曲線桁のように重心が偏芯箇所となることに起因する橋脚２０の天端における転倒モーメント等により、可動支承４０には上揚力が作用し得る。図示する可動支承４０においては、断面形状がコの字状を呈している一対の移動方向規制治具４５により、上沓４１及び下沓４２の左右の端部がそれぞれ挟持されていることから、これら様々な要因にて作用し得る上揚力に対して、下沓４２から上沓４１が脱落する危険性を抑止することができる。
【００３７】
尚、移動方向規制治具の形状は図示例のように断面形状がコの字状を呈している形態の他にも、例えば断面形状がＬ字状を呈し、その下方と下沓４２は図示例と同様の構成で第二ノックオフボルト６０により固定され、その上方は上沓４１の側面と固定されない形態であってもよい。さらに他の形態として、平板状の移動方向規制治具を介して、その上方は上沓４１の側面と固定されず、その下方は下沓４２の側面において第二ノックオフボルト６０により固定される形態であってもよい。
【００３８】
可動支承４０では、上沓４１が一対の移動方向規制治具４５に固定されず、一対の移動方向規制治具４５をガイドとして、下沓４２に対する上沓４１の橋軸方向への相対移動が許容されている。そのため、主桁１１を含む上部構造体１０の温度変化に起因する橋軸方向への伸縮の際に、下沓４２に対して上沓４１が橋軸方向へ相対移動することにより、この上部構造体１０の橋軸方向への伸縮に対応することができる。
【００３９】
ここで、図７には、下沓４２に対する上沓４１の相対変位量と地震時水平力の関係図を示しており、図中、第一ノックオフボルト５０と第二ノックオフボルト６０が破断する地震時水平力をともに示している。尚、第一ノックオフボルト５０は、以下で説明する固定支承３０（図１３等参照）が備えているノックオフボルトであるが、ここでは、双方のノックオフボルトの破断強度について説明する。
【００４０】
図７において、レベル１地震、レベル２地震、及びレベル３地震はそれぞれＰ１、Ｐ２、及びＰ３で示し、上沓と下沓の相対変位によりストッパーリングと干渉する最大変位をｕｍａｘとし、第一ノックオフボルトが破断する相対変位をｕ２、第二ノックオフボルトが破断する相対変位をｕ３とする。そして、図１３等で示す固定支承３０においては、第一ノックオフボルト５０の破断部５４の破断強度はレベル２地震の水平力Ｐ２（第二所定値の一例）として設定されており、可動支承４０と固定支承３０が有する第二ノックオフボルト６０の破断部６４の破断強度はレベル３地震の水平力Ｐ３（第一所定値の一例）として設定されている。尚、地震レベルと各ノックオフボルトの破断の設定は適宜行うことができ、レベル１地震の水平力Ｐ１により第一ノックオフボルト５０が破断し、レベル２地震の水平力Ｐ２により第二ノックオフボルト６０が破断するように設定される場合もある。また、各相対変位量と各地震時水平力である、ｕ１及びＰ１、ｕ２及びＰ２、ｕ３及びＰ３は、設計の際に適用される地震動、橋梁１００の施工される場所等により、適宜設定される。
【００４１】
次に、レベル３地震未満の規模の地震等の際とレベル３地震の際の、可動支承４０における下沓４２に対する上沓４１の相対移動の態様について、図８乃至図１１を参照して説明する。ここで、図８は、実施形態に係る滑り免震装置（可動支承）において、第一ノックオフボルトが破断せず、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す平面図である。また、図９は、図８のIX−IX矢視図であって、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す縦断面図であり、図１０は、図８及び図９に対応する斜視図である。さらに、図１１は、実施形態に係る滑り免震装置（可動支承）において、第二ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が自由な方向に相対移動している状態を示す斜視図である。
【００４２】
図８乃至図１０に示すように、レベル１地震やレベル２地震、さらには、上部構造体１０の温度変化に起因する橋軸方向への伸縮の際には、第二ノックオフボルト６０が破断せず、下沓４２と移動方向規制治具４５の固定状態は維持されていることから、相互にボルト接合されている主桁１１と上沓４１は、下沓４２に対するスライダー４８の摺動により、左右の一対の移動方向規制治具４５がガイドとなって橋軸方向に移動自在となる。すなわち、下沓４２に対して、上沓４１は橋軸方向に相対移動自在となる。しかしながら、下沓４２の摺動面の外周にはストッパーリング４３が設けられていることにより、スライダー４８が過度に摺動して脱落することが抑止される。
【００４３】
一方、図１１に示すように、レベル３地震により第二ノックオフボルト６０が破断する場合は、上沓４１と下沓４２の固定は完全に解除されることになる。そのため、レベル３の大地震が発生した際に、下沓４２に対する上沓４１の自由な方向の移動を許容することができる。このことにより、レベル３地震による水平力が可動支承４０を介して上部構造体１０に作用することが抑制され、免震効果により、レベル３地震による水平力が上部構造体１０に作用した際の上部構造体１０の振動に起因するせん断力を抑制し、下部構造体２０が損傷することを効果的に抑制することができる。
【００４４】
［橋梁の固定支承の一例］
次に、図１２乃至図１８を参照して、図１に示す橋梁１００において、可動支承４０とともに適用される固定支承の一例について説明する。ここで、図１２は、固定支承となる滑り免震装置の一例の平面図であり、図１３は、図１２のXIII−XIII矢視図であって、固定支承となる滑り免震装置の一例の縦断面図であり、図１４は、図１３のXIV部の拡大図である。また、図１５は、固定支承となる滑り免震装置の一例の斜視図であり、図１６は、固定支承となる滑り免震装置が上部構造体と下部構造体との間に介在している状態を橋軸方向に見た縦断面図である。
【００４５】
図１に示す橋梁１００においては、連続する１基の上部構造体１０を支持する５基の橋脚２０のうち、１基の橋脚２０の天端に固定支承４０が配設される。
【００４６】
図１２に示すように、橋梁１００の固定支承を形成する滑り免震装置３０は、上沓３１と、下沓３２と、上沓３１及び下沓３２の間でスライド自在なスライダー３８とを有する。上沓３１の下面には略半球状のスライダー３８の上方の球面が収容固定される収容溝３１ｂがあり、収容溝３１ｂにスライダー３８の上方の一部が嵌まり込んでいる。一方、下沓３２の上面は、略半球状のスライダー３８の下面（曲率を有する摺動面）が摺動する摺動面３２ｂである。また、下沓３２の外周には、スライダー３８の脱落を防止するためのストッパーリング３３が設けられている。
【００４７】
図１３に明りょうに示すように、上沓３１と下沓３２の左右端は、上沓３１と下沓３２に跨る一対の移動方向規制治具３５により相互に固定されている。より具体的には、上沓３１の端部上方には凹部３１ａが設けられ、下沓３２の端部下方にも凹部３２ａが設けられており、これらの凹部３１ａ、３２ａに対して、断面形状がコの字状を呈している鋼製の移動方向規制治具３５が上下から嵌まり込み、上沓３１と下沓３２の端部を挟持している。
【００４８】
図１３に示すように、移動方向規制治具３５が上沓３１と下沓３２の端部を挟持した状態において、移動方向規制治具３５と上沓３１は第一ノックオフボルト５０により固定されており、移動方向規制治具３５と下沓３２は第二ノックオフボルト６０により固定されている。
【００４９】
図１４に示すように、第一ノックオフボルト５０は縮径された破断部５４を有する鋼棒５１と、鋼棒５１の上下端に形成されている螺子山に対して螺合されているナット５２，５３とを有し、上沓３１と移動方向規制治具３５の双方に開設されているボルト孔を介して鋼棒５１が挿通され、鋼棒５１の上下端においてナット５２，５３が締め付けられることにより上沓３１と移動方向規制治具３５が固定される。
【００５０】
一方、第二ノックオフボルト６０も縮径された破断部６４を有する鋼棒６１と、鋼棒６１の上下端に形成されている螺子山に対して螺合されているナット６２，６３とを有し、下沓３２と移動方向規制治具３５の双方に開設されているボルト孔を介して鋼棒６１が挿通され、鋼棒６１の上下端においてナット６２，６３が締め付けられることにより下沓３２と移動方向規制治具３５が固定される。尚、鋼棒５１に比べて鋼棒６１は太径となっており、破断部５４の破断強度よりも破断部６４の破断強度が高く設定されている。
【００５１】
図１５に示すように、図示例の滑り免震装置３０では、上沓３１の左右端がそれぞれ、移動方向規制治具３５と３本の第一ノックオフボルト５０により固定されており、下沓３２の左右端がそれぞれ、移動方向規制治具３５と３本の第二ノックオフボルト６０により固定されている。
【００５２】
固定支承３０が下部構造体２０と上部構造体１０の間に介在する橋脚２０を橋軸方向から見た図６に示すように、橋脚２０の天端において、橋軸直角方向に間隔をおいて２つの固定支承３０が固定されている。橋脚２０の天端には、アンカーボルト付きの鋼製のベースプレート（図示せず）が当該アンカーボルトを橋脚２０内に埋設されることにより固定され、このベースプレートに対して固定支承３０がボルト接合されることにより固定される。
【００５３】
図１６に示すように、固定支承３０において上沓３１と下沓３２を固定する一対の移動方向規制治具３５は、下部構造体である橋脚２０の上面において橋軸直角方向に配設されている。また、地震時の水平力Ｐが固定支承３０に作用すると、鉛直方向に延出する第一ノックオフボルト５０と第二ノックオフボルト６０にはいずれもせん断力として作用する。
【００５４】
また、鉛直方向の地震動やそれに伴うたわみ振動、さらには、例えば曲線桁のように重心が偏芯箇所となることに起因する橋脚２０の天端における転倒モーメント等により、固定支承３０には上揚力が作用し得る。図示する固定支承３０においては、断面形状がコの字状を呈している一対の移動方向規制治具３５により、上沓３１及び下沓３２の左右の端部がそれぞれ挟持されていることから、これら様々な要因にて作用し得る上揚力に対して、下沓３２から上沓３１が脱落する危険性を抑止することができる。
【００５５】
尚、図示例の固定支承３０は、第一ノックオフボルト５０と第二ノックオフボルト６０により、移動方向規制治具３５が上沓３１と下沓３２に固定される形態であるが、例えば、移動方向規制治具３５と下沓３２が破断部を具備しないボルトにて固定される形態であってもよい。この形態では、如何なる規模の地震に対しても移動方向規制治具３５と下沓３２の固定状態は維持され、例えばレベル２地震等の際に第一ノックオフボルト５０が破断して下沓３２に対する上沓３１と上部構造体１０の橋軸方向への相対移動が許容される。
【００５６】
図７を参照して既に説明する通り、レベル１地震、レベル２地震、及びレベル３地震の際のそれぞれの相対変位量と地震時水平力は、ｕ１及びＰ１、ｕ２及びＰ２、ｕ３及びＰ３である。そして、固定支承３０においては、第一ノックオフボルト５０の破断部５４の破断強度はレベル２地震の水平力Ｐ２（第二所定値の一例）として設定されており、第二ノックオフボルト６０の破断部６４の破断強度はレベル３地震の水平力Ｐ３（第一所定値の一例）として設定されている。
【００５７】
図１４に戻り、第一ノックオフボルト５０の破断強度よりも第二ノックオフボルト６０の破断強度が高いことから、図示例においては相対的に太径の鋼棒６１が適用され、破断部６４の破断強度も相対的に高く設定されている。
【００５８】
次に、レベル２地震とレベル３地震の際の、固定支承３０における下沓３２に対する上沓３１の相対移動の態様について、図１７及び図１８を参照して説明する。ここで、図１７は、固定支承となる滑り免震装置において、第一ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が橋軸方向に相対移動している状態を示す斜視図である。また、図１８は、固定支承となる滑り免震装置において、第二ノックオフボルトが破断して、下沓に対して上沓が自由な方向に相対移動している状態を示す斜視図である。
【００５９】
図１７に示すように、レベル２地震により第一ノックオフボルト５０が破断し、第二ノックオフボルト６０が破断しない場合は、下沓３２と移動方向規制治具３５の固定状態は維持されていることから、相互にボルト接合されている主桁１１と上沓３１は、下沓３２に対するスライダー３８の摺動により、左右の一対の移動方向規制治具３５がガイドとなって橋軸方向に移動自在となる。すなわち、下沓３２に対して、上沓３１は橋軸方向に相対移動自在となる。しかしながら、下沓３２の摺動面の外周にはストッパーリング３３が設けられていることにより、スライダー３８が過度に摺動して脱落することが抑止される。
【００６０】
レベル２地震が発生して第二所定値（水平力Ｐ２）以上の水平力が作用した際には、第一ノックオフボルト５０が破断し、一対の移動方向規制治具３５により下沓３２に対して上沓３１が移動方向を橋軸方向に規制されつつ移動できることにより、上沓３１が支持する主桁１１を含む上部構造体１０の可動によって滑り免震装置３０の免震機能が発揮される。
【００６１】
一方、図１８に示すように、レベル３地震により第二ノックオフボルト６０が破断する場合は、同様に第一ノックオフボルト５０も破断しており、従って、上沓３１と下沓３２の固定は完全に解除されることになる。そのため、レベル３の大地震が発生した際に、下沓３２に対する上沓３１の自由な方向の移動を許容することができる。このことにより、免震効果によって、レベル３地震による水平力が固定支承３０を介して上部構造体１０に作用することが抑制され、上記する可動支承４０を介した上部構造体１０への水平力の作用が抑制されることと相俟って、レベル３地震による水平力が上部構造体１０に作用した際の上部構造体１０の振動に起因するせん断力により、下部構造体２０が破損することを効果的に抑制することができる。
【００６２】
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【００６３】
例えば、図示例の滑り免震装置３０，４０は、特許文献１に記載のフェールセーフ機能となるリング状のストッパーを有していてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０              ：上部構造体
１１              ：主桁
１２              ：横桁
２０              ：下部構造体（橋脚）
３０              ：滑り免震装置（固定支承）
３１              ：上沓
３２              ：下沓
３８              ：スライダー
４０              ：滑り免震装置（可動支承）
４１              ：上沓
４２              ：下沓
４８              ：スライダー
５０              ：第一ノックオフボルト
５４              ：破断部
６０              ：第二ノックオフボルト（ノックオフボルト）
６４              ：破断部
１００            ：橋梁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月10日(2019.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上沓及び下沓と、該上沓及び該下沓の間でスライド自在なスライダーとを有する滑り免震装置であって、
前記上沓と前記下沓に跨る一対の移動方向規制治具は、前記上沓と前記下沓のいずれか一方に対して、第一所定値以上の水平力が作用した際に破断される破断部を備えたノックオフボルトによって固定され、前記上沓もしくは前記下沓の他方に対して固定されておらず、
前記ノックオフボルトが破断していない場合は、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が前記一対の移動方向規制治具によって規制され、
前記ノックオフボルトが破断した際には、前記下沓に対する前記上沓の相対移動方向が規制されず、
前記移動方向規制治具は、前記上沓及び前記下沓の端部を挟持する断面形状がコの字状を呈しており、
前記コの字状の前記移動方向規制治具が前記上沓及び前記下沓の端部に対して上下から嵌まり込み、該上沓と該下沓のいずれか一方に開設されているボルト孔と、該移動方向規制治具に開設されているボルト孔に対して前記ノックオフボルトが鉛直方向に挿通され、該上沓と該下沓のいずれか一方の端部と該移動方向規制治具との境界に前記破断部が位置決めされた状態で、該上沓と該下沓のいずれか一方と該移動方向規制治具が該ノックオフボルトにより固定されていることを特徴とする、滑り免震装置。
【請求項２】
請求項１に記載の滑り免震装置と、
前記滑り免震装置が可動支承として介在する上部構造体及び下部構造体と、を有し、
対向する一対の前記移動方向規制治具が、前記下部構造体の上面において橋軸直角方向に配設されていることを特徴とする、橋梁。