(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に設けられた直接基礎上に立設された２つの橋脚と、
これら２つの橋脚の間に架設された橋桁と、
前記２つの橋脚の間の前記橋桁と前記直接基礎との間に立設された前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする耐震橋脚構造。
【請求項２】
請求項１記載の耐震橋脚構造において、
前記２つの橋脚は、前記直接基礎上に可動支承部を以って立設され、前記橋桁は前記２つの橋脚上に固定支承部を以って架設されていることを特徴とする耐震橋脚構造。
【請求項３】
請求項１記載の耐震橋脚構造において、
前記２つの橋脚は、前記直接基礎上に固定支承部を以って立設され、前記橋桁は前記２つの橋脚間に可動支承部を以って架設されていることを特徴とする耐震橋脚構造。
【請求項４】
直接基礎上に可動支承部を以って立設され、２つの垂直部と１つの水平部とからなる門型に形成された橋脚と、
前記直接基礎と前記水平部との間に介装され、前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、
該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする耐震橋脚構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤中に設けられた基礎上に立設され、かつ上部に橋桁が支持された耐震橋脚構造に関し、特にダンパを備えた構成の耐震橋脚構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、橋梁の構造においては、耐震性を考慮して設計施工する必要があり、各種の対策が講じられている。地盤において良好な支持層が浅い位置になく深い位置にある場合には、橋梁の基礎として直接基礎ではなく杭基礎やケーソン基礎を用い、橋梁がいわゆる支持層によって堅固な状態に支持されるように構成して地震等による水平荷重に耐えるようにしている。
【０００３】
また、直接基礎においては、地震による水平荷重に対して基礎と接触した部分の摩擦力により抵抗し、水平荷重が摩擦抵抗力を超えて橋脚が滑動しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の橋脚においては、良好な支持層が浅い位置にない場合には杭基礎あるいはケーソン基礎により施工され、直接基礎を使用することができないという問題があり、また、このような基礎は、莫大な施工時間がかかるうえ、工事全体の工期が長くなるという問題があり、さらに基礎を施工するための機材を使用する際に広いスペースが必要になるという問題があった。
【０００５】
また、直接基礎上にある構造物においては、地震による水平荷重によって橋脚が滑動した場合、地震力が直接橋脚に入力されるため、橋脚各部が損傷、破壊しやすく、橋脚の補修に莫大な時間と費用がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、直接基礎上に設置することが可能で、基礎の施工時間の短縮、工事全体の工期短縮を図ることができる耐震橋脚構造を提供することを目的とする。また、直接基礎と橋脚あるいは耐震橋脚の間に高さ調節機構を設け、維持補修を容易にし、時間と費用を縮減することができる耐震橋脚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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、地盤中に設けられた直接基礎上に立設された２つの橋脚と、これら２つの橋脚の間に架設された橋桁と、前記２つの橋脚の間の前記橋桁と前記直接基礎との間に立設された前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の耐震橋脚構造において、前記２つの橋脚は、前記直接基礎上に可動支承部を以って立設され、前記橋桁は前記２つの橋脚上に固定支承部を以って架設されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の耐震橋脚構造において、前記２つの橋脚は、前記直接基礎上に固定支承部を以って立設され、前記橋桁は前記２つの橋脚間に可動支承部を以って架設されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、直接基礎上に可動支承部を以って立設され、２つの垂直部と１つの水平部とからなる門型に形成された橋脚と、前記直接基礎と前記水平部との間に介装され、前記橋脚よりも強度が弱い他の橋脚とを備え、該他の橋脚は、その上部又は下部にダンパが介装されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、地震による水平荷重が耐震橋脚に伝えられると、この水平荷重がダンパにより減衰されることになる。したがって、耐震橋脚に支持された橋桁に伝達される水平荷重は抑えられることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図において符号１は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造１は、基礎Ｅ上に立設された第１の橋脚２と、同様に基礎Ｅ上に立設された第２の橋脚３と、第１の橋脚２と第２の橋脚３との間に架設された第１の橋桁４と、基礎Ｅと第１の橋桁４との間に設けられた耐震橋脚５とを備えてなるものである。
第１の橋脚２は、垂直部６１および６２と水平部６３とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部６１および６２は可動支承部６、７を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第２の橋脚３は、垂直部６４および６５と水平部６６とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部６４および６５は可動支承部８、９を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第１の橋桁４は、第１の橋脚２の水平部６３と第２の橋脚３の水平部６６との間に架設されたものであって、この両端部が固定支承部１２、１３を以って接合されている。
耐震橋脚５は、基礎Ｅ上に立設されたものであり、上部にダンパ１１が設けられ、下部に固定支承部１０を以って接合されている。
【００１８】
上記の構成において、ダンパ１１は、例えば低ＹＲ鋼すなわち低降伏比鋼である。
また、耐震橋脚５は、第１の橋脚２および第２の橋脚３と組み合わせて設置されるものであり、これらの橋脚よりも強度的に弱いように形成されている。
また、図示されていないが、第１の橋桁４上には道路等の構造物が設けられており、基礎Ｅと第１の橋脚２または第２の橋脚３または耐震橋脚５の間に高さ調整機構が設けられている。
【００１９】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造１においては、地震時における地震力が基礎Ｅから第１の橋脚２、第２の橋脚３、耐震橋脚５に入力されるが、この場合、耐震橋脚５は第１の橋脚２および第２の橋脚３よりも強度的に弱いので、地震力による損傷エネルギーを、第１の橋脚２、第２の橋脚３よりも強度的に弱い耐震橋脚５に集中させることができる。
ここで、可動支承部６から９は、第１の橋脚２と基礎Ｅとの水平方向の移動を一定範囲で許すものであるから、地震力が第１の橋脚２および第２の橋脚３に基礎Ｅから入力されると、この地震力は可動支承部６から９を介して、きわめて小さな振動として伝達される。一方、耐震橋脚５においては、この地震力は基礎Ｅから固定支承部１０より伝達されるが、上部に設けられたダンパ１１により吸収され、第１の橋桁４への地震力の伝達が抑制される。したがって、第１の橋桁４上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。
【００２０】
上記の耐震橋脚構造１によれば、基礎Ｅとして直接基礎としたものであるが、耐震橋脚５にダンパ１１を設けた構成であり、また、基礎Ｅが直接基礎であるため、基礎の施工時間の短縮、工事全体の工期短縮を図ることができる。
また、上記の耐震橋脚構造１によれば、基礎Ｅと第１の橋脚２あるいは第２の橋脚３あるいは耐震橋脚５との間に高さ調整機構が設けられているので、橋脚等を損傷、破壊した場合の補修を容易に行うことができる。
【００２１】
また、本実施形態の耐震橋脚構造１においては、耐震橋脚５は第１の橋脚２および第２の橋脚３よりも強度的に弱いように形成されているので、地震力を耐震橋脚に集中させて橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達を抑制することができ、通常は直接基礎が使用不可能な地域でも直接基礎が使用可能となり、性能向上・効率向上がなされた耐震橋脚構造を実現することができる。
【００２２】
図２は、この発明の第２の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図２において、耐震橋脚構造１は、基礎Ｅ上に立設された第１の橋脚２と、同様に基礎Ｅ上に立設された第２の橋脚３と、第１の橋脚２と第２の橋脚３との間に架設された第１の橋桁４と、基礎Ｅと第１の橋桁４との間に設けられた耐震橋脚５とを備えてなるものであり、この構成は上記第１の実施の形態と同様である。
【００２３】
図２においては、上記の第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、以下上記の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
この実施の形態においては、耐震橋脚５の下部にダンパ１１が介装されている。
上記の耐震橋脚構造１において、地震力が生じた場合には、基礎Ｅからの地震力がダンパ１１によって吸収され、耐震橋脚５には地震力が抑制されて伝えられる。したがって、第１の橋桁４への振動の伝達は抑えられたものになる。
このように、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に第１の橋桁４上に設けられた構造物への振動が抑えられ、したがって橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになり、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２４】
図３は、この発明の第３の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図において符号２１は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造２１は、基礎Ｅ上に立設された第３の橋脚２２と、同様に基礎Ｅ上に立設された第４の橋脚２３と、第３の橋脚２２と第４の橋脚２３との間に架設された第２の橋桁２４と、基礎Ｅと第２の橋桁２４との間に設けられた耐震橋脚２５とを備えてなるものである。
第３の橋脚２２は、垂直部７１および７２と水平部７３とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部７１および７２は固定支承部２６、２７を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第４の橋脚２３は、垂直部７４および７５と水平部７６とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部７４および７５は固定支承部２８、２９を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第２の橋桁２４は、第３の橋脚２２の水平部７３と第４の橋脚２３の水平部７６との間に架設されたものであって、この両端部が可動支承部３２、３３を以って接合されている。
耐震橋脚２５は、基礎Ｅ上に立設されたものであり、上部にダンパ３１が設けられ、下部に固定支承部３０を以って接合されている。
【００２５】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造２１においては、地震力が第３の橋脚２２および第４の橋脚２３に基礎Ｅより入力されると、この地震力は固定支承部２６から２９を介して第３の橋脚２２の垂直部７１、７２および第４の橋脚２３の垂直部７４、７５に伝達され、可動支承部３２、３３を介して第２の橋桁２４へきわめて小さな振動として伝達される。一方、耐震橋脚２５においては、この地震力は基礎Ｅから固定支承部３０を介して耐震橋脚２５に伝達されるが、この場合の振動が上部に設けられたダンパ３１により吸収され、第２の橋桁２４への地震力の伝達が抑制される。
【００２６】
したがって、第２の橋桁２４上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。この結果、この耐震橋脚構造２１においても、上記の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
図４は、この発明の第４の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造２１を示す図である。
図４において、耐震橋脚構造２１は、基礎Ｅ上に立設された第３の橋脚２２と、同様に基礎Ｅ上に立設された第４の橋脚２３と、第３の橋脚２２と第４の橋脚２３との間に架設された第２の橋桁２４と、基礎Ｅと第２の橋桁２４との間に設けられた耐震橋脚２５とを備えてなるものであり、この構成は図３の構成と同様である。
【００２８】
この図４においても、上記の実施の形態における図３と同一構成要素には同一符号を付し、以下上記の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
この実施の形態においては、耐震橋脚２５の下部にダンパ３１が介装されている。
この耐震橋脚構造２１において、地震力が生じた場合には、基礎Ｅからの地震力がダンパ３１によって吸収され、耐震橋脚２５には地震力が抑制されて伝達される。したがって、第２の橋桁２４に伝達される振動は抑えられたものになる。よって、この第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様に第２の橋桁２４上に設けられた構造物への振動が抑えられ、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになり、上記の第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
図５は、この発明の第５の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造を示す図である。
図５において符号４１は、この発明を適用した耐震橋脚構造である。耐震橋脚構造４１は、基礎Ｅ上に立設された第５の橋脚４２と、同様に基礎Ｅ上に立設された第６の橋脚４３と、第５の橋脚４２と第６の橋脚４３との間に架設された第３の橋桁４４と、基礎Ｅと第５の橋脚４２および基礎Ｅと第６の橋脚４３との間に設けられた耐震橋脚４５とを備えてなるものである。
第５の橋脚４２は、垂直部８１および８２と水平部８３とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部８１および８２は可動支承部４６、４７を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第６の橋脚４３は、垂直部８４および８５と水平部８６とからなる門型に形成されたものであって、その垂直部８４および８５は可動支承部４８、４９を以って基礎Ｅ上に設けられている。
第３の橋桁４４は、第３の橋脚４２の水平部８３と第４の橋脚４３の水平部８６との間に架設されたものであって、この両端部が固定支承部６１を以って接合されている。
耐震橋脚４５は、基礎Ｅ上に立設されたものであり、上部にダンパ５１が設けられ、下部に固定支承部５０または５２を以って接合されている。
【００３０】
次に、上記の構成からなる耐震橋脚構造の作用について説明する。
上記の耐震橋脚構造４１においては、地震力が第５の橋脚４２および第６の橋脚４３に基礎Ｅより入力されると、この地震力は可動支承部４６から４９によってきわめて小さい振動として伝達される。一方、耐震橋脚４５においては、この地震力は基礎Ｅから固定支承部５０または５２より伝達されるが、上部に設けられたダンパ５１または５３により吸収され、第３の橋桁４４への地震力の伝達が抑制される。
【００３１】
したがって、第３の橋桁４４上に設けられた構造物への振動が抑えられ、よって、橋脚、橋桁、構造物各部への地震力の伝達が抑制されることになる。この結果、この耐震橋脚構造４１においても、上記の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
図６は、この発明の第６の実施の形態を示す図であって、この発明を適用した耐震橋脚構造４１を示す図である。
この図に示す実施の形態が上記図５に示す実施の形態と異なる点は、図５において、耐震橋脚４５の上端に設けたダンパを下部に設けた点である。
【００３３】
この実施の形態においては、地震力が生じた場合、基礎Ｅからの地震力は、ダンパ５１または５３を介して耐震橋脚４５に入力されることになるが、この際、ダンパ５１または５３によって地震力が抑制され、耐震橋脚４５に伝達された振動が抑えられたものになる。したがって、上記の第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した本発明の耐震橋脚構造においては以下の効果を奏する。
請求項１から４に係る発明によれば、ダンパを備えた耐震橋脚であるので、地震時における振動を吸収して構造物各部の損傷、破壊を防止することができる。また、地震力を抑制するので、橋脚を直接基礎上に立設することができる。
【００３５】
また、直接基礎が使用可能になることにより、基礎の施工時間の短縮を図ることができ、工事全体の工期短縮を図ることができる。さらに、杭基礎あるいはケーソン基礎を施工するための機材を使用する広いスペースが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図２】  本発明の第２の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図３】  本発明の第３の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図４】  本発明の第４の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図５】  本発明の第５の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【図６】  本発明の第６の実施形態における耐震橋脚構造の概念図である。
【符号の説明】
１、２１、４１  耐震橋脚構造
２  第１の橋脚
３  第２の橋脚
４  第１の橋桁
５、２５、４５  耐震橋脚
１１、３１、５１、５３  ダンパ
２２  第３の橋脚
２３  第４の橋脚
２４  第２の橋桁
４２  第５の橋脚
４３  第６の橋脚
４４  第３の橋桁
【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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