(57)【要約】【課題】橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化による橋桁の伸縮により生じる橋梁の損傷を確実に防止することができる、橋台変形吸収手段を設けた橋梁を提供する。【解決手段】橋台２と橋桁５とがラーメン構造により連結され、橋台２の背面側に背面盛土６が盛られ、橋台２と背面盛土６とが地山補強材８により連結されている橋梁において、地山補強材８に橋台変形吸収手段としてのオイルダンパー９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、前記橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結され、橋台変形吸収手段が設けられていることを特徴とする、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【請求項２】
前記橋台変形吸収手段は、前記地山補強材に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【請求項３】
前記橋台変形吸収手段は、オイルダンパーからなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【請求項４】
前記橋台変形吸収手段は、前記橋台の背面側と前記背面盛土との間に設けられた緩衝材からなっていることを特徴とする、請求項１に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【請求項５】
前記緩衝材は、発泡樹脂からなっていることを特徴とする、請求項４に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【請求項６】
前記緩衝材は、棒状をなし、複数本の棒状緩衝体が前記橋台の背面側と前記背面盛土との間に、前記橋桁がなす面と直交する方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、橋台変形吸収手段を有する橋梁、特に、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化による橋桁の伸縮により生じる橋梁の損傷あるいは背面盛土の沈下を確実に防止することができる、橋台変形吸収手段を設けた橋梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
営業線として使用されている橋梁が老朽化して使用が困難になった場合の１つの対策として、新たに橋梁を構築することが考えられるが、これには、先ず、仮線を構築して線路を移設し、老朽化した既設橋梁を撤去後、新橋梁を構築し、線路を新橋梁に敷設後、仮線を撤去するといった数多くの工程を経る必要があるので、莫大な時間と費用が必要となり、簡単には実施できないといった問題がある。
【０００３】
そこで、上記問題を解決するための方法が、特許文献１（特開２００９−２５６９３８号公報）に既設橋梁の改築方法として開示されている。以下、この改築方法を従来改築方法といい、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図６は、既設橋梁を示す概略縦断面図、図７は、従来改築方法により補強された既設橋梁を示す概略縦断面図である。
【０００５】
図６に示すように、既設橋梁は、基礎１上に構築された一対の橋台２と、橋台２の桁座３に設置された支承４を介して橋台２間に渡された橋桁５とから構成され、橋台２は、その背面盛土６の土圧を片持ち梁として支え、橋桁５は、支承４によって支持された単純梁として列車等の荷重を支える構造になっている。
【０００６】
従来改築方法は、このような既設橋梁が老朽化した場合の橋梁の補強方法であり、図７に示すように、老朽化が進んだ橋桁５の支承４の周辺Ａに対して、ケレン作業（古い塗膜や錆を除去し、鉄地肌を露出させる作業）を施した後、橋台２と橋桁５との隅角部を頬杖補強材７により補強してラーメン構造とし、これにより橋台２と橋桁５とを一体化するものである。
【０００７】
この他、特許文献１には、橋台２と橋桁５との隅角部（接続部分）だけでなく、隅角部周辺に型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設することによって、橋台２と橋桁５との隅角部およびその周辺をコンクリートを介して一体化することが開示されている（図示せず）。
【０００８】
さらに、特に、橋桁５が長い場合、天候による温度変化により橋桁５が繰り返し伸縮すると、この橋桁５の繰り返し変形により橋台２の背面盛土６が沈下する。沈下状態を、図６中、一点鎖線で示す。この結果、橋台２の下部の背面盛土６の最大土圧が増加して、橋台２の下部が道路側（図６中、Ｘ方向で示す。）に押し出される恐れがある。
【０００９】
この問題を解決するために、特許文献１には、図７に示すように、背面盛土６をこの中に打ち込んだ地山補強材８により補強し、これにより、地山補強材８と橋台２とを連結することが開示されている。
【００１０】
図８に、橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントの変化を示す。図８（ａ）は、橋台と橋桁との隅角部の補強および地山補強材による背面盛土の補強を行っていない場合で、常時の橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントを示す図であり、図８（ｂ）は、従来改築方法により、橋台と橋桁との隅角部の補強および地山補強材による背面盛土の補強を行った場合で、常時の橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントを示す図であり、図８（ｃ）は、橋台と橋桁との隅角部の補強および地山補強材による背面盛土の補強を行っていない場合で、地震時の橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントを示す図であり、図８（ｄ）は、従来改築方法により、橋台と橋桁との隅角部の補強および地山補強材による背面盛土の補強を行った場合で、地震時の橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントを示す図である。
【００１１】
図８から以下のことが明らかである。
【００１２】
図８（ａ）に示すように、常時で、橋台２と橋桁５との隅角部の補強および地山補強材８による背面盛土６の補強を行っていない場合には、橋桁５の中央部に最大の曲げモーメントが作用するが、図８（ｂ）に示すように、従来改築方法により、橋台２と橋桁５との頬杖補強材７による隅角部の補強および地山補強材８による背面盛土６の補強を行った場合には、橋桁５の端部に上側引張りモーメントが作用する結果、橋桁５に作用する曲げモーメントは減少する。
【００１３】
図８（ｃ）に示すように、地震時で、橋台２と橋桁５との隅角部の補強および地山補強材８による背面盛土６の補強を行っていない場合には、橋桁５の中央部に作用する最大曲げモーメントは、慣性力により大幅に増大するが、図８（ｄ）に示すように、従来改築方法により、橋台２と橋桁５との頬杖補強材７による隅角部の補強および地山補強材８による背面盛土６の補強を行った場合には、橋桁５の端部に上側引張りモーメントが作用する結果、橋桁５に作用する曲げモーメントは減少する。
【００１４】
図８（ｄ）から明らかなように、地震時には、慣性力により橋台２に内側に作用する曲げモーメントが作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２５６９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このように、従来改築方法によれば、橋台２と橋桁５とをラーメン構造により一体化することにより、老朽化した既設橋梁を強固に補強することができるので、橋梁を最初から構築し直す場合に比べて、橋梁の構築に要する時間や費用を格段に削減することができるといった効果がもたらされる。
【００１７】
しかしながら、従来改築方法は、以下のような問題を有していた。
【００１８】
上述したように、橋桁５は、温度変化により伸縮し、橋桁５の伸縮量は、橋桁５が長くなるほど大きくなるが、地山補強材８を本数を増やして橋台２の補強強度を大幅に高めると、橋桁５の伸びに追随して橋台２は変形せず、この結果、橋桁５が座屈するといった問題が生じる。一方、橋桁５が座屈に耐える強度を有する場合には、頬杖補強材７や地山補強材８が損傷するといった問題が生じる。
【００１９】
従って、この発明の目的は、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化による橋桁の伸縮により生じる橋梁の損傷を確実に防止することができる、橋台変形吸収手段を設けた橋梁を提供することにある。
【００２０】
また、この発明の別の目的は、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化に起因する橋桁の繰り返し変形による橋台の背面盛土の沈下を確実に防止することができる、別の橋台変形吸収手段を設けた橋梁を提供することにある。
【００２１】
本願発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた。この結果、以下の知見を得た。
（１）温度変化による橋桁の伸縮に伴う橋台の変形を吸収する橋台変形吸収手段を地山補強材に設ければ、温度変化に起因する橋桁の伸縮により生じる橋梁の損傷を確実に防止することができる。
（２）橋台変形吸収手段として、例えば、オイルダンパーを用いれば、地震等の急激な橋台の変形に対しては、これに抵抗するので、橋梁の強度は十分に確保される。
（３）温度変化による橋桁の伸縮による橋台の変形を吸収する別の橋桁変形吸収手段を橋台の背面側と背面盛土との間に設ければ、温度変化に起因する橋桁の繰り返し変形による橋台の背面盛土の沈下を確実に防止することができる。
（４）別の橋桁変形吸収手段として、発泡ウレタン等の樹脂からなる緩衝材を用いれば、地震等の急激な橋台の変形に対しては、これに抵抗するので、橋梁の強度は十分に確保される。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明は、上記知見に基づきなされたものであり、下記を特徴とするものである。
【００２３】
請求項１に記載の発明は、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、前記橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結され、橋台変形吸収手段が設けられていることに特徴を有するものである。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁において、前記橋台変形吸収手段は、前記地山補強材に設けられていることに特徴を有するものである。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の橋梁において、前記橋台変形吸収手段は、オイルダンパーからなっていることに特徴を有するものである。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の橋梁において、前記橋台変形吸収手段は、前記橋台の背面側と前記背面盛土との間に設けられた緩衝材からなっていることに特徴を有するものである。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の橋梁において、前記緩衝材は、発泡樹脂からなっていることに特徴を有するものである。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の橋梁において、前記緩衝材は、棒状をなし、複数本の棒状緩衝体が前記橋台の背面側と前記背面盛土との間に、前記橋桁がなす面と直交する方向に間隔をあけて設けられていることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化に起因する橋桁の伸縮により生じる橋梁の損傷を確実に防止することができる。
【００３０】
また、別の発明によれば、橋台と橋桁とがラーメン構造により連結され、橋台の背面側に背面盛土が盛られ、橋台と背面盛土とが地山補強材により連結されている橋梁において、温度変化に起因する橋桁の繰り返し変形による橋台の背面盛土の沈下を確実に防止することができる。
【００３１】
さらに、何れの発明においても、地震等の急激な橋台の変形に対しては抵抗するので、橋梁の強度は十分に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の、橋桁変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分縦断面図である。
【図２】この発明の、橋桁変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分横断面図である。
【図３】この発明の、橋桁変形吸収手段を設けた橋梁の構築方法を示す概略斜視図である。
【図４】この発明の、別の橋桁変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分縦断面図である。
【図５】この発明の、別の橋桁変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分横断面図である。
【図６】既設橋梁を示す概略縦断面図である。
【図７】従来改築方法により補強された既設橋梁を示す概略縦断面図である。
【図８】橋台と橋桁とに作用する曲げモーメントの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
この発明の、橋桁変形吸収手段を設けた橋梁の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、この発明の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分縦断面図、図２はこの発明の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁を示す概略部分横断面図、図３は、この発明の、橋台変形吸収手段を設けた橋梁の構築方法を示す概略斜視図である。図１から図３において、図７におけると同一番号は、同一物を示す。
【００３５】
図１および図２に示すように、この発明の橋梁は、基礎１上に構築された橋台２と橋桁５とがラーメン構造により連結され、橋台２の背面側に背面盛土６が盛られ、背面盛土６中に打ち込まれた地山補強材８により背面盛土６と橋台２とが連結された橋梁において、橋台変形吸収手段としてのオイルダンパー９が地山補強材８に取り付けられているものである。オイルダンパー９は、背面盛土６から橋台２内に至る地山補強材８に取り付けられている。
【００３６】
新設橋梁の場合には、橋梁構築時に橋台２内に予めオイルダンパー９を設置し、地山補強材８と連結すれば良いが、既設橋梁の場合には、図２に示すように、橋台２の両側にオイルダンパー用取付部１０を増設し、オイルダンパー用取付部１０にオイルダンパー９を設置する。
【００３７】
このように、オイルダンパー９を地山補強材８に設けることによって、温度変化により橋桁５が伸縮し、これにより橋台２が変形しても、橋台２の変形は、オイルダンパー９により吸収されるので、橋桁５が座屈したり、頬杖補強材７や地山補強材８が損傷するといった問題は生じない。
【００３８】
また、オイルダンパー９は、橋桁５の温度変化による緩やかな橋台２の変形に対しては追随するが、地震時等による橋台２の急激な変形に対しては抵抗するので、橋梁の強度は十分に確保される。
【００３９】
橋台２の両側にオイルダンパー用取付部１０を増設し、オイルダンパー用取付部１０にオイルダンパー９を設置するには、図３に示すように、オイルダンパー用取付部１０の組立配筋１１と地山補強材８の一部をユニット化し、橋台２のあと施工アンカー１２に接合した後、コンクリートをオイルダンパー用取付部１０の型枠内に打設すれば、オイルダンパー９の取り付けおよびオイルダンパー用取付部１０の増設作業が容易に行える。なお、図３に示すユニットでは、オイルダンパー９と地山補強材８とが上下多段に設けられている。
【００４０】
図４に、この発明の、別の橋台変形吸収手段を設けた橋梁を概略部分縦断面図で示し、図５に、この発明の、別の橋台変形吸収手段を設けた橋梁を概略部分横断面図で示す。図４および図５において、図１から図３におけると同一番号は、同一物を示す。
【００４１】
この発明の橋梁は、上記橋台変形吸収手段を、橋台２の背面側と背面盛土６との間に設けた緩衝材１３としたものである。緩衝材１３としては、発泡ウレタン等の発泡樹脂を用いる。この種の樹脂は、橋桁５の温度変化による緩やかな橋台２の変形に対しては追随する。
【００４２】
なお、発泡ウレタン等の発泡樹脂は、ゆっくりとした変形に対しても、速い変形に対してもその抵抗力は土より小さい特性を有しているが、発泡樹脂の厚みを制御することで、常時の温度変化には抵抗せず、地震時の大変形時には、ある変位レベルからウレタンが潰れて、後ろの背面盛土６の抵抗が寄与する。
【００４３】
緩衝材１３は、新設橋梁の場合には、予め橋台２の背面側と背面盛土６との間に充填するか、板状あるいは棒状のものを挟み込めば良い。既設橋梁の場合には、図５に示すように、背面盛土６に上方から孔をあけ、この中に挿入するか充填すれば良い。
【００４４】
このように、緩衝材１３を橋台２の背面側と背面盛土６との間に設けることによって、温度変化により橋桁５が伸縮し、これにより橋台２が変形しても、橋台２の変形は、緩衝材１３により吸収されるので、橋桁５が座屈したり、頬杖補強材７や地山補強材８が損傷するといった問題は生じない。なお、地震時の大変形時には、ある変位レベルから緩衝材１３が潰れて、後ろの背面盛土６の抵抗が寄与する。
【００４５】
また、緩衝材１３は、橋桁５の温度変化による緩やかな橋台２の変形に対してはこれに追随して圧縮されるので、橋台２は変形するが、背面盛土６は、緩衝材１３を介することで変形しない。この結果、温度変化により橋桁５が繰り返し変形しても背面盛土６が沈下する恐れはない。
【００４６】
なお、上述した２種類の橋台変形吸収手段、すなわち、オイルダンパー９および緩衝材１３の両方を使用すれば、橋桁５の温度変化による橋梁の損傷防止および背面盛土６の沈下防止を図ることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：基礎
２：橋台
３：桁座
４：支承
５：橋桁
６：背面盛土
７：頬杖補強材
８：地山補強材
９：オイルダンパー
１０：オイルダンパー用取付部
１１：組立配筋
１２：あと施工アンカー
１３：緩衝材
【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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