(57)【要約】【課題】橋梁の美観を損なわないコンパクトな設計が可能な落橋防止装置を提供し、また、コンパクトな構造でありながらも緩衝効果が大きく、さらには、Ｌ１地震時の変位制限構造を備えた落橋防止装置を提供すること。【解決手段】連結用の長尺部材３とその両端に取り付けられる可動側部材４と固定側部材５とからなり、これらの部材は、パイプ１１，２１の一端にクレビス１２，２２を取り付け、このクレビスを十字継手１３，２３を介して橋桁又は橋台のブラケットに連結するとともに、パイプ１１，２１の他端に長尺部材３を接続するためのスリーブ１２，２４を取り付けた構造になっており、可動側部材４では長尺部材３の端部をばね力に抗して伸縮可能な状態でスリーブ１２に挿通してあり、固定側部材５では長尺部材３の端部をスリーブ２４に固定してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋桁に取り付けられたブラケットと、この橋桁を支承する橋台又は隣接する橋桁に取り付けられたブラケットとの間に張設される落橋防止装置であって、連結用の長尺部材とその両端に取り付けられる可動側部材と固定側部材とからなり、これらの部材は、パイプの一端にクレビスを取り付け、このクレビスを十字継手を介してブラケットに連結するとともに、パイプの他端に長尺部材を接続するためのスリーブを取り付けた構造になっており、可動側部材では長尺部材の端部をばね力に抗して伸縮可能な状態でスリーブに挿通してあり、固定側部材では長尺部材の端部をスリーブに固定してあることを特徴とする落橋防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動するエネルギー吸収構造を内蔵させたことを特徴とする落橋防止装置。
【請求項３】
請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動する変位制限構造とエネルギー吸収構造とを内蔵させたことを特徴とする落橋防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路や鉄道などに設けられた橋梁の落下を防止する装置に関し、より詳しくは、地震発生時に橋桁が支承部としての橋台から落下するのを防止する落橋防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、道路橋や鉄道橋などの橋梁は、地震等によりその橋脚や橋台に大きな水平力が作用すると、橋脚や橋台などの橋梁支承部が損壊するばかりでなく、それらが振動して橋桁が橋台から落下すなわち落橋するという被害をもたらす。このような橋桁の落下を防止するための落橋防止装置として、チェーン、ケーブル、鋼棒等により橋台上の橋桁間や橋桁と橋台とを連結するようにしたものが用いられている。
【特許文献１】特開２００２−９７６０７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記したものを始めとして従来の落橋防止装置は、いずれも外観がスマートではないため、橋梁に取り付けると美観を損なうという問題がある。
【０００４】
また、従来の落橋防止装置は、常時は伸縮して変位を吸収するとともに、大地震時には落橋防止機能を発揮するようになっており、そのため地震時の衝撃を吸収するためにゴムを緩衝材として用いている場合が多いが、橋桁間や橋台と橋桁との間に設置する落橋防止装置は大きな直径がとれないため、この緩衝材としてのゴムは面積が小さくその緩衝効果は小さい。また、Ｌ２地震時の落橋防止機能は有しているが、Ｌ１地震時の変位制限構造を備えたものは見当たらない。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、橋梁の美観を損なわないコンパクトな設計が可能な落橋防止装置を提供し、また、コンパクトな構造でありながらも緩衝効果が大きく、さらには、Ｌ１地震時の変位制限構造を備えた落橋防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明である落橋防止装置は、橋桁に取り付けられたブラケットと、この橋桁を支承する橋台又は隣接する橋桁に取り付けられたブラケットとの間に張設される落橋防止装置であって、連結用の長尺部材とその両端に取り付けられる可動側部材と固定側部材とからなり、これらの部材は、パイプの一端にクレビスを取り付け、このクレビスを十字継手を介してブラケットに連結するとともに、パイプの他端に長尺部材を接続するためのスリーブを取り付けた構造になっており、可動側部材では長尺部材の端部をばね力に抗して伸縮可能な状態でスリーブに挿通してあり、固定側部材では長尺部材の端部をスリーブに固定してあることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明である落橋防止装置は、請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動するエネルギー吸収構造を内蔵させたことを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明である落橋防止装置は、請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動する変位制限構造とエネルギー吸収構造とを内蔵させたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明である落橋防止装置は、連結用の長尺部材の両端に取り付ける可動側部材と固定側部材にパイプを用いたことにより、伸縮機能を始めとする各種の機能をパイプ内に収めることができるため、これらの機能を発揮させるための構造を錆や損傷などから保護できると同時に、クレビスと十字継手との組合せは、全方向移動可能な継手のコンパクトな設計を可能とすることから、装置全体の構成がコンパクトになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明である落橋防止装置は、請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動するエネルギー吸収構造を内蔵させたことを特徴としているので、上記効果に加えて、活荷重を越えてから落橋に至るまでの間、エネルギーが吸収され、大きな緩衝効果を発揮できるという効果を奏する。
【００１１】
請求項３に記載の発明である落橋防止装置は、請求項１に記載の落橋防止装置において、可動側部材に活荷重を越えると作動する変位制限構造とエネルギー吸収構造とを内蔵させたことを特徴としているので、上記効果に加えて、変位制限構造で決まる破断荷重を越えてから落橋に至るまでの間、エネルギーが吸収され、大きな緩衝効果を発揮できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の落橋防止装置を適用した橋梁を示す説明図、図２は本発明の第１の形態に係る落橋防止装置の固定側部材と可動側部材を示す断面図、図３は図２における可動側部材の一部を直交方向で示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、この落橋防止装置は、橋桁１に取り付けられたブラケット１ｂと、この橋桁１を支承する橋台２に取り付けられたブラケット２ｂとの間に張設されるもので、連結用の長尺部材としての連結ケーブル３とその両端に取り付けられる可動側部材４と固定側部材５とからなる。そして、図示の例では、可動側部材４が橋台２の方に取り付けられ、固定側部材５が橋桁１の方に取り付けられた状態になっている。
【００１５】
この落橋防止装置で用いる連結ケーブル３は、図２に示すように、ＰＣより線３ａとその両方の端部がそれぞれ挿入固定される鋼製のマンション３ｂとからなり、マンション３ｂの端部に雄ねじ部３ｃが形成されたものである。作用する荷重が小さい場合は、連結用の長尺部材として鋼棒を使用することもできるが、図示の落橋防止装置は大きな荷重が掛かることを前提にしているため、このような連結ケーブル３を用いている。
【００１６】
可動側部材４は、図２及び図３に示すように、鋼製のパイプ１１の一端にクレビス１２を溶接で取り付け、このクレビス１２を十字継手１３を介して前記のブラケット２ｂに連結している。ここで、十字継手１３は溶接性鋳鋼で作製してある。このため、十字方向の孔空き板１３ａ，１３ｂと丸い中間板１３ｃとをコーナーを取って滑らかに一体に成形できることから、溶接構造とは違って力の流れをスムーズに伝達できるので、引張強度が高いものになっている。また、クレビス１２も鋳鋼で作製してあり、これら鋳鋼製のクレビス１２と十字継手１３との組合せは、全方向移動可能な継手のコンパクトな設計を可能としている。
【００１７】
可動側部材４のパイプ１１の他端には、連結ケーブル３を接続するためのスリーブ１４がねじ込んで取り付けられている。連結ケーブル３はこのスリーブ１４に挿通され、端部がパイプ１１内でスリーブ１４から突出しており、その連結ケーブル３の先端にある雄ねじ部３ｃにはストッパー１５となるナットが螺合されている。そして、スリーブ１４側に緩衝ゴム１６を介して中間リング１７が遊嵌されるとともに、ストッパー１５側に保持部材１８が遊嵌された状態で、その中間リング１７と保持部材１８の間には、連結ケーブル３のマンション３ｂを包囲するコイルばね１９が配置されている。これにより、可動側部材４側では、連結ケーブル３の端部をばね力に抗して伸縮可能な状態でスリーブ１４に挿通した状態になっている。なお、図中１１ａは水抜き孔である。
【００１８】
固定側部材５は、図２に示すように、鋼製のパイプ２１の一端にクレビス２２を溶接で取り付け、このクレビス２２を十字継手２３を介して橋桁１のブラケット１ｂに連結している。すなわち、この固定側部材５のブラケット１ｂへの取付構造は可動側部材４の場合と同じである。
【００１９】
固定側部材５のパイプ２１の他端には、連結ケーブル３を接続するためのスリーブ２４がねじ込んで取り付けられている。そして、連結ケーブル３はその端部にある雄ねじ部３ｃがスリーブ２４のねじ孔に螺合された状態でナット２５により固定されている。これにより、固定側部材５側では、連結ケーブル３の端部をスリーブ２４に固定した状態になっている。なお、図中２１ａは水抜き孔である。
【００２０】
図４は図２に示した可動側部材を備えてなる落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。この図４においてＰｕは破断荷重、Ｐｙは降伏荷重、Ｒｄは死荷重反力を示す。なお、落橋防止構造の設計においては、上部構造が逸脱した状態等の特殊な条件でも上部構造を支えることができるようにするため、死荷重反力の１．５倍に相当する水平力を設計地震力として規定している（社団法人日本道路協会、「道路橋示方書・同解説  Ｖ  耐震設計編」、平成１４年３月発行、ｐ．２３７−２７６の「１６．
３落橋防止構造」を参照）。
【００２１】
図４に示すように、この落橋防止装置は、活荷重が作用する通常使用時において橋桁１と橋台２が僅かに相対変位を起こす場合、その相対変位はストッパー１５と保持部材１８の移動に伴うコイルばね１９の弾性変形内の伸縮によって吸収され、連結ケーブル３と中間リング１７に大きな荷重は作用しない。
【００２２】
ところが、大地震が発生して橋桁１と橋台２の相対変位が大きくなると、コイルバネ１９の圧縮変形と緩衝ゴム１６の弾性変形により衝撃が吸収されるが、降伏荷重Ｐｙを越えて破断荷重Ｐｕに達するまでの間、連結ケーブル３により橋桁１と橋台２の連結状態が保持され、橋桁が橋台から落下するのが防止される。
【００２３】
図５は本発明の第２の形態に係る落橋防止装置の可動側部材を示す断面図である。この図５は可動側部分の主要部のみを示しており、図示した以外の構成は図２及び図３に示した落橋防止装置と同じである。
【００２４】
この可動側部分４における一端側は、図示はしないが、図２及び図３に示したのと同様に、鋼製のパイプ３１の一端にクレビスを溶接で取り付け、そのクレビスを十字継手を介してブラケット２ｂに連結している。
【００２５】
一方、可動側部分４のパイプ３１の他端には、図５に示すように、連結ケーブル３を接続するためのフランジ付きのスリーブ３２がねじ込んで取り付けられている。連結ケーブル３はこのスリーブ３２に挿通され、端部がパイプ３１内でスリーブ３２から大きく突出しており、その連結ケーブル３の先端にある雄ねじ部３ｃにはストッパー３３となるナットが螺合されている。そして、スリーブ３２側に円筒状のクサビ３４を介して中間リング３５が遊嵌されるとともに、ストッパー３３側に保持部材３６が遊嵌された状態で、その中間リング３５と保持部材の間には、連結ケーブル３のマンション３ｂを包囲するコイルばね３７が配置されている。また、スリーブ３２の内径側にはクサビ３４を挿入するための拡大部３２ａが形成され、その拡大部３２ａの底にはテーパー面３２ｂが形成されており、このテーパー面３２ｂはクサビ３４の先端付近に形成されたテーパーと合致するようになっている。
【００２６】
図６は図５に示した可動側部分を備えてなる落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。この図６においてＰｕは破断荷重、Ｐｙは降伏荷重、Ｒｄは死荷重反力を示す。
【００２７】
図６に示すように、この落橋防止装置は、活荷重が作用する通常使用時において橋桁１と橋台２が僅かに相対変位を起こす場合、その相対変位はストッパー３３と保持部材３６の移動に伴うコイルばね３７の伸縮変形内の伸縮によって吸収され、連結ケーブル３と中間リング３５に大きな荷重は作用しない。
【００２８】
ところが、大地震が発生して橋桁１と橋台２の相対変位が大きくなり、コイルばね３７が圧縮変形してストッパー３３と保持部材３６とが中間リング３５に当接すると、それ以上の相対変位ができなくなる。そして、この状態でさらに連結ケーブル３に荷重が作用してクサビ圧入力に達すると、中間リング３５に押されたクサビ３４はスリーブ３２のテーパー面３２ｂを滑って連結ケーブル３とスリーブ３２の隙間に圧入されることになり、この圧入時に衝撃エネルギーが吸収される（斜線部）。そして、中間リング３５がスリーブ３２に当たった状態で停止し、この停止位置で連結ケーブル３により橋桁１と橋台２の連結状態が保持され、降伏荷重Ｐｙを越えて破断荷重Ｐｕに達するまでの間、橋桁１が橋台２から落下するのが防止される。
【００２９】
このように、第２の実施の形態に係る落橋防止装置は、可動側部材４に活荷重を越えると作動するエネルギー吸収構造を内蔵している。そして、スリーブ３２とクサビ３４の噛み合い部の形状により圧入時の減衰力を自由に設定することができる。
【００３０】
図７は本発明の第３の形態に係る落橋防止装置の可動側部材を示す断面図である。この図７は可動側部分の主要部のみを示しており、図示した以外の構成は図２及び図３に示した落橋防止装置と同じである。
【００３１】
この可動側部分４における一端側は、図示はしないが、図２及び図３に示したのと同様に、鋼製のパイプ４１の一端にクレビスを溶接で取り付け、そのクレビスを十字継手を介してブラケット２ｂに連結している。
【００３２】
一方、可動側部分４のパイプ４１の他端には、図７に示すように、連結ケーブル３を接続するためのフランジ付きのスリーブ４２がねじ込んで取り付けられている。連結ケーブル３はこのスリーブ４２に挿通され、端部がパイプ４１内でスリーブ４２から大きく突出しており、その連結ケーブル３の先端にある雄ねじ部３ｃにはストッパー４３となるナットが螺合されている。そして、スリーブ４２側にストッパーパイプ４４を介して中間リング４５が遊嵌されるとともに、ストッパー４３側に止め部材４６が遊嵌された状態で、その中間リング４５と止め部材４６の間には、連結ケーブル３のマンション３ｂを包囲するコイルばね４７が配置されている。さらに、ストッパーパイプ４４の中では、円筒状のクサビ４８が連結ケーブル３を囲むようにして配置されている。そして、スリーブ４２の内径側にはクサビ４８を挿入するための拡大部４２ａが形成され、その拡大部４２ａの底にはテーパー面４２ｂが形成されており、このテーパー面４２ｂはクサビ４８の先端付近に形成されたテーパーと合致するようになっている。
【００３３】
中間リング４５には、図８の一部拡大図にも示すように、ストッパーパイプ４４の端面と軸方向に重なり合うリップ部分４５ａが周囲に設けられており、この中間リング４５のリップ部分４５ａにストッパーパイプ４４が当接するようになっている。そして、このリップ部分４５ａの付け根の部分には、ノッチ４５ｂが形成されている。したがって、中間リング４５がスリーブ４２の方に押されて、リップ部分４５ａに一定以上の荷重が作用すると、リップ部分４５ａはせん断により破断する。その破断荷重は、リップ部分４５ａのノッチ４５ｂを考慮したせん断方向の断面積の大きさにより設定することができる。
【００３４】
図９は図７に示した可動側部材を備えてなる落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。この図９においてＰｕは破断荷重、Ｐｙは降伏荷重、Ｒｄは死荷重反力を示しており、３ＫｈＲｄ（Ｋｈ：レベル１地震動に相当する設計水平震度）は変位制限荷重で、変位制限構造の設計に用いる設計地震力である。
【００３５】
図９に示すように、この落橋防止装置は、通常使用時において橋桁１と橋台２が僅かに相対変位する場合、その相対変位はストッパー４３と止め部材４６の移動に伴うコイルばね４７の伸縮変形によって吸収され、連結ケーブル３と中間リング４５に大きな荷重は作用しない。
【００３６】
ところが、大地震により橋桁１と橋台２が大きく移動すると、コイルばね４７が圧縮変形してストッパー４３と止め部材４６とが中間リング４５に当接して相対変位ができなくなる。そして、この状態でさらに連結ケーブル３に荷重が作用し、一定荷重に達するとその荷重に負けて中間リング４５のリップ部分４５ａがせん断破壊される。
【００３７】
リップ部分４５ａがせん断破壊されると、中間リング４５がクサビ４８に当たって押すことになる。そして、その後の橋桁１と橋台２の相対変位量の増大に伴い、さらに連結ケーブル３に荷重が作用してクサビ圧入力に達すると、中間リング４５に押されたクサビ４８はスリーブ４２のテーパー面４２ｂを滑って連結ケーブル３とスリーブ４２の隙間に圧入されることになり、この圧入時に衝撃エネルギーが吸収される（斜線部）。そして、中間リング４５がスリーブ４２に当たった状態で停止し、この停止位置で連結ケーブル３により橋桁１と橋台２の連結状態が保持され、降伏荷重Ｐｙを越えて破断荷重Ｐｕに達するまでの間、橋桁１が橋台２から落下するのが防止される。
【００３８】
このように、第３の実施の形態に係る落橋防止装置は、可動側部材４に活荷重を越えると作動する変位制限構造とエネルギー吸収構造とを内蔵している。そして、変位制限構造は、中間リング４５におけるリップ部分４５ａのノッチ４５ｂを考慮したせん断方向の断面積の大きさを決めることにより、破断荷重を簡単に設定することができる。また、スリーブ４２とクサビ４８の噛み合い部の形状により圧入時の減衰力を自由に設定することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による落橋防止装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００４０】
例えば、上記の例では、クレビスをパイプに溶接で取り付けたが、スリーブと同様にクレビスにねじ加工を施し、パイプにもねじを切り、両者をねじ締結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の落橋防止装置を適用した橋梁を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る落橋防止装置の固定側部材と可動側部材を示す断面図である。
【図３】図２における可動側部材の一部を直交方向で示す断面図である。
【図４】図２に示す可動側部材を備えた落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。
【図５】本発明の第２の形態に係る落橋防止装置の可動側部材をその主要部分で示す断面図である。
【図６】図５に示す可動側部分を備えた落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。
【図７】本発明の第３の形態に係る落橋防止装置の可動側部材をその主要部分で示す断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【図９】図７に示す可動側部分を備えた落橋防止装置の力学特性を表した荷重−変位線図（Ｐ−δ線図）である。
【符号の説明】
【００４２】
１  橋桁
１ｂ  ブラケット
２  橋台
２ｂ  ブラケット
３  連結ケーブル
３ａ  ＰＣより線
３ｂ  マンション
３ｃ  雄ねじ部
４  可動側部材
５  固定側部材
１１  パイプ
１１ａ  水抜き孔
１２  クレビス
１３  十字継手
１３ａ，１３ｂ  孔空き板
１３ｃ  中間板
１４  スリーブ
１５  ストッパー
１６  緩衝ゴム
１７  中間リング
１８  保持部材
１９  コイルばね
２１  パイプ
２１ａ  水抜き孔
２２  クレビス
２３  十字継手
２４  スリーブ
２５  ナット
３１  パイプ
３２  スリーブ
３２ａ  拡大部
３２ｂ  テーパー面
３３  ストッパー
３４  クサビ
３５  中間リング
３６  保持部材
３７  コイルばね
４１  パイプ
４２  ストッパー
４３  ストッパー
４４  ストッパーパイプ
４５  中間リング
４５ａ  リップ部分
４５ｂ  ノッチ
４６  止め部材
４７  コイルばね
４８  クサビ
【図１】
2006241726.tif 000003
【図２】
2006241726.tif 000004
【図３】
2006241726.tif 000005
【図４】
2006241726.tif 000006
【図５】
2006241726.tif 000007
【図６】
2006241726.tif 000008
【図７】
2006241726.tif 000009
【図８】
2006241726.tif 000010
【図９】
2006241726.tif 000011