(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋桁である一の構造物にブラケットを固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物にブラケットを固定し、両ブラケット間を連結部材で連結した落橋防止装置であって、
前記連結部材は、コイル状のスプリングと、鋼板をそれぞれ加工した第１連結部及び第２連結部とを備え、前記第１連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの一端を順次通して前記スプリングと前記第１連結部をねじ込み接続し、前記第２連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの他端を順次通して前記スプリングと前記第２連結部をねじ込み接続し、
前記スプリングの全体とこの前記スプリングの一端及び他端にそれぞれねじ込み接続された前記第１連結部及び前記第２連結部の一端を天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂またはこれらの混合物よりなる弾性体中に埋設して弾性部を形成し、
前記第１連結部と前記第２連結部の他端側は、それぞれ前記弾性体から突出、延長して前記各ブラケットに連結されていることを特徴とする落橋防止装置。
【請求項２】
橋桁である一の構造物にブラケットを固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物にブラケットを固定し、両ブラケット間を連結部材で連結した落橋防止装置であって、
前記連結部材は、コイル状のスプリングと、鋼板をそれぞれ加工した第１連結部及び第２連結部と、チェーン及びシャックルとを備え、前記第１連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの一端を順次通して前記スプリングと前記第１連結部をねじ込み接続し、前記第２連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの他端を順次通して前記スプリングと前記第２連結部をねじ込み接続し、
前記スプリングの全体とこの前記スプリングの一端及び他端にそれぞれねじ込み接続された前記第１連結部及び前記第２連結部の一端を天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂またはこれらの混合物よりなる弾性体中に埋設して弾性部を形成し、
前記第１連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記チェーンの一端に連結され、このチェーンの他端がシャックルを介して前記一の構造物に固定したブラケットに連結され、前記第２連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記チェーンの一端に連結され、このチェーンの他端がシャックルを介して前記他の構造物に固定したブラケットに連結されているか、あるいは、前記第２連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記他の構造物に固定したブラケットに連結されていることを特徴とする落橋防止装置。
【請求項３】
前記第１連結部及び前記第２連結部は、それぞれ鋼板により断面十字状に形成されている請求項１又は２に記載の落橋防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋台や橋脚から橋桁を落下させないようにする落橋防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
落橋防止装置は、橋桁である一の構造物にブラケットを固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物にブラケットを固定し、両ブラケット間を連結部材で連結したものであって、地震等の際に橋桁が橋台や橋脚から落ちることを防止するものである。落橋防止装置としては、連結部材の一部を弾性体中に埋設して弾性部を形成したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
また、道路橋示方書（平成８年）では、落橋防止装置は、死荷重反力の１．５倍の荷重に耐える耐力があること、桁かかり長の０．７５倍以下のできるだけ大きな遊間量を確保すること、衝撃的な地震力を緩和する機能を有することを規定している。
【０００３】
特許文献１に記載されている落橋防止装置は、連結部材であるチェーンを構成する長円状のリング体を互いに隙間をあけた状態でゴムや合成樹脂の弾性体中に埋設して大きな遊間量を確保するための弾性部を形成したもので、併せて弾性部の衝撃力緩和機能も利用している。特許文献２に記載されている落橋防止装置は、連結部材であるＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線）の中間部をコイル状にしてスプリング部を形成し、このスプリング部の全体及びスプリング部から延びるＰＣ鋼材の一部をゴム材に埋設して弾性部を形成して大きな遊間量を確保しようとしたものである。これらのようにして、連結部材に弾性部を形成することで大きな遊間量を確保すると共に、地震の際に瞬間的に大きな衝撃力が落橋防止装置に作用するとき、落橋防止装置に作用する引張り力を減少させたり急激に連結部材に引張り力が作用することを防止したりする衝撃緩和性能を持たせようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７５６９７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている落橋防止装置では、地震時遊間量を確保するための主な源がチェーンを構成する長円状のリング体間の隙間となっているため、大きな遊間量を確保することが難しく、そのためには連結部材長さを長くする必要があり、コンパクトな構造とすることができなかった。
【０００６】
また、特許文献２に記載されている落橋防止装置では、連結部材であるＰＣ鋼材の途中にコイル状のスプリング部を形成し、このスプリング部を含む箇所をゴム材中に埋設して弾性部を形成することで地震時の大きな遊間量を確保し、連結部材に作用する地震時衝撃力を弾性部で吸収させて衝撃緩和性能を持たせようとしている。しかし、この落橋防止装置が機能するには、ＰＣ鋼材のスプリング部は大きな荷重を伝えることができないため、大きな地震荷重の大部分をＰＣ鋼材の直線部からゴム材に伝える必要があり、そのためにはＰＣ鋼材の直線部を長くして、ゴム材中への埋め込み長も長くして、ＰＣ鋼材とゴム材の大きな付着面積を確保しなければならない。そのため、この構造の落橋防止装置もコンパクトな構造とすることが困難であった。さらに、ＰＣ鋼材の直線部の埋め込み長さが短い場合は、ＰＣ鋼材のフック部において曲げ集中応力、塑性変形を生じて大きい地震荷重を伝えることができない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、コンパクトな構造で衝撃緩和性能に優れ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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る落橋防止装置は、橋桁である一の構造物にブラケットを固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物にブラケットを固定し、両ブラケット間を連結部材で連結した落橋防止装置であって、前記連結部材は、コイル状のスプリングと、鋼板をそれぞれ加工した第１連結部及び第２連結部とを備え、前記第１連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの一端を順次通して前記スプリングと前記第１連結部をねじ込み接続し、前記第２連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に前記スプリングの他端を順次通して前記スプリングと前記第２連結部をねじ込み接続し、前記スプリングの全体とこの前記スプリングの一端及び他端にそれぞれねじ込み接続された前記第１連結部及び前記第２連結部の一端を天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂またはこれらの混合物よりなる弾性体中に埋設して弾性部を形成し、前記第１連結部と前記第２連結部の他端側は、それぞれ前記弾性体から突出、延長して前記各ブラケットに連結されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る落橋防止装置は、橋桁である一の構造物にブラケットを固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物にブラケットを固定し、両ブラケット間を連結部材で連結した落橋防止装置であって、前記連結部材は、コイル状のスプリングと、鋼板をそれぞれ加工した第１連結部及び第２連結部と、チェーン、シャックルとを備え、前記第１連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に、前記スプリングの一端を順次通して前記スプリングと前記第１連結部をねじ込み接続し、前記第２連結部の一端に設けられた複数のねじ込み穴に、前記スプリングの他端を順次通して前記スプリングと前記第２連結部をねじ込み接続し、前記スプリングの全体とこの前記スプリングの一端及び他端にそれぞれねじ込み接続された前記第１連結部及び前記第２連結部の一端を天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂またはこれらの混合物よりなる弾性体中に埋設して弾性部を形成し、前記第１連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記チェーンの一端に連結され、このチェーンの他端がシャックルを介して前記一の構造物に固定したブラケットに連結され、前記第２連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記チェーンの一端に連結され、このチェーンの他端がシャックルを介して前記他の構造物に固定したブラケットに連結されているか、あるいは前記第２連結部の他端側は、前記弾性体から突出してシャックルを介して前記他の構造物に固定したブラケットに連結されていることを特徴とする。
【００１０】
これらのように、本発明に係る落橋防止装置の連結部材は、地震時の大きな遊間量をスプリングと弾性体の伸びで得るため短い長さで大きな遊間量を確保することができるし、また、鋼板の連結部と弾性体を一体化するための埋め込み長も、スプリングのねじ込み部の表面積と鋼板の埋め込み面積を付着面積と見なして短くすることができるため、従来に比してコンパクトなものとすることができる。
【００１１】
この場合において、第１連結部及び第２連結部を、それぞれ鋼板により断面十字状に形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンパクトな構造で衝撃緩和性能に優れた落橋防止装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態の一例の落橋防止装置で橋桁と橋台を連結した状態を示す図である。
【図２】本実施形態の落橋防止装置で橋桁と橋桁を連結した状態を示す図である。
【図３】本実施形態の落橋防止装置に用いられる第１の連結部材の一例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図４】本実施形態の落橋防止装置に用いられる第２の連結部材の一例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】本実施形態の落橋防止装置に用いられる第３の連結部材の一例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る落橋防止装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、本実施形態の落橋防止装置１は、橋桁１１である一の構造物にブラケット１５を固定し、別の橋桁または橋脚または橋台である他の構造物（例えば図１に示す例では橋台１２、図２に示す例では別の橋桁１３）にブラケット１５を固定し、両ブラケット１５間を連結部材２（５，６）で連結して、地震等の際に橋桁１１、１３が橋台１２や橋脚から落ちることを防止しようとするものである。
【００１５】
ブラケット１５は、連結部材２（５，６）を取付けるための金具であって、橋桁または橋脚または橋台にアンカーボルトやボルトで固定されている。ブラケット１５は、従来の落橋防止装置に用いられてきたものと同様な構造のもので、連結部材２（５，６）と連結されて連結部材２（５，６）を支持し、地震荷重が伝達されるようになっている。
【００１６】
図３は、本実施形態の落橋防止装置に用いられる第１の連結部材２を示した図である。図３に示すように、第１の連結部材２は、コイル状のスプリング２１と、スプリング２１の両端にスプリング２１にねじ込み接続された鋼板を加工した第１連結部２２及び第２連結部２３とを備えている。
【００１７】
スプリング２１の線材としては、例えば、ばね鋼鋼材ＳＵＰ１０等が用いられ、線材を加熱してコイル状に成形し、その後熱処理してスプリング２１が形成される。スプリング２１の線材の径、コイルの径、巻数、ピッチは、地震時に必要とされる遊間量が得られ、許容応力を超えない寸法に設定される。
【００１８】
第１連結部２２及び第２連結部２３は、細長の矩形板状の鋼板で形成されている。第１連結部２２及び第２連結部２３である鋼板としては、例えば、一般構造用圧延鋼材や溶接構造用鋼材等が用いられるが、切断、成形、孔あけ、補強等加工した後溶融亜鉛メッキしたものを用いることが好ましい。第１連結部２２及び第２連結部２３である鋼板の幅は、スプリング２１のコイルの直径より大きな寸法で形成されている。第１連結部２２及び第２連結部２３である鋼板の厚さ（板厚）は、地震荷重に耐える寸法で形成されている。
【００１９】
第１連結部２２の一端には、スプリング２１の一端にねじ込み接続される複数のねじ込み穴２４が形成されている。ねじ込み穴２４は、径がスプリング２１の線材の外径より少し大きく、スプリング２１のコイルの直径の間隔で、スプリング２１のピッチと同じピッチで、かつ、スプリング２１にねじ込み接続されたとき、第１連結部２２の幅方向の中央に延びる中心線とスプリング２１の軸とが略同一線上になるように形成されている。第１連結部２２の他端には、ブラケット１５にピン１６を介して取り付けるためのピン穴２５が設けられている。第１連結部２２の他端の両面には、ピン穴２５を補強する補強板２６がそれぞれ設けられている。
【００２０】
第２連結部２３は、第１連結部１１と同様にねじ込み穴２４やピン穴２７がそれぞれ設けられ、かつ、ピン穴２７が補強板２８で補強されてなる。
【００２１】
第１連結部２２のピン穴２５と第２連結部２３のピン穴２７のどちらか一方（図１ではピン穴２５）は、連結部材２の長手方向に長円状の長穴に形成され、橋桁の温度変化等による伸縮に対応するようになっている。これにより、橋桁１１が温度変化等により伸縮して例えば橋台１２に対して移動するときには、ブラケット１５と連結するピン１６が第１連結部２２のピン穴２５内を移動して弾性部４や橋桁に荷重がかかることが無いようになっている。
【００２２】
弾性体３は、天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂またはこれらの混合物よりなり、例えば、高強度のゴムで強度16MPa、硬度55程度のものが用いられる。弾性体３でスプリング２１の全体とこのスプリング２１の一端及び他端にそれぞれねじ込み接続された第１連結部２２及び第２連結部２３の一端を埋設して弾性部４が形成されている。弾性部４は、スプリング２１の軸と同軸上の円柱状に形成されている。弾性部４の両端面から突出して、第１連結部２２及び第２連結部２３が軸方向に延びている。弾性部４の長さ、第１連結部２２及び第２連結部２３の埋め込み長さ、ねじ込み穴２４の個数は、スプリング２１、第１連結部２２、第２連結部２３及び弾性体３が一体となって挙動できる範囲から任意に設定される。また、地震の際に荷重を受けたときの大きな遊間量は、スプリング２１と弾性体３の変位によるが、その時のスプリング２１のせん断応力と弾性体３の軸応力を許容応力以下とすることによりスプリング２１と弾性体３の断面を設計することができる。
【００２３】
次にこの第１の連結部材２を用いた落橋防止装置１の作用を説明する。第１の連結部材２は、スプリング２１の両端に鋼板を加工した第１連結部２２及び第２連結部２３がそれぞれ接続され、スプリング２１全体とねじ込み接続された第１連結部２２及び第２連結部２３の一端が弾性体３中に埋め込まれて弾性部４が形成され、中央部ではスプリング２１と弾性体３が、両側では鋼板を加工した第１連結部２２及び第２連結部２３が荷重を伝え、かつ、スプリング２１と第１連結部２２及び第２連結部２３との間の各ねじ込み部分の弾性部４で荷重の受け渡しがそれぞれ行われるので、スプリング２１、弾性体３と第１連結部２２、第２連結部２３間の荷重の受け渡しが無理なく、滑らかに行われる。
【００２４】
このため、地震等の際に瞬間的に大きな衝撃力が発生して第１の連結部材２に瞬間的に大きな引張り力が作用すると、弾性体３とスプリング２１とが一体となって伸びて第１の連結部材２に作用する引張り力を吸収して、衝撃緩和機能が発揮される。すなわち、第１の連結部材２に作用する引張り力を減少させたり急激に連結部材２に引張り力が作用することを防止することができる。また、第１の連結部材２の弾性部４は、弾性体３とスプリング２１が主体であるため要求耐力を超えた後も非常に大きい変形能を有していて落橋損傷モードも優れている。
【００２５】
また、地震等の際に瞬間的に大きな衝撃力が発生して連結部材２に瞬間的に大きな圧縮力が作用すると、弾性体３とスプリング２１とが一体となって縮んで連結部材２に作用する圧縮力を吸収して、衝撃緩和機能が発揮される。また、スプリング２１と連結部材２との連結がねじ込み鋼板で行われているから鋼板を介してスプリング２１に荷重を伝えるため、引張りばねのフック部に相当するものが無いので、スプリング２１に無理なく荷重が伝わる。
【００２６】
したがって、本実施形態の第１の連結部材２を用いた落橋防止装置１は、引張抵抗、圧縮抵抗の両方向に抵抗できる衝撃緩和性能に優れたものであり、落橋防止装置１の取り付け箇所数も減らすことも可能で、かつ、経済性の面でも優れている。なお、第１の連結部材２を使った本実施形態の落橋防止装置１は、引張、圧縮両方向抵抗型のものであるが、引張抵抗型の落橋防止装置としても用いることができることは勿論である。
【００２７】
図４は、本実施形態の落橋防止装置１に用いられる第２の連結部材の一例を示す図である。図４に示すように、第２の連結部材５は、第１連結部５１及び第２連結部５２の断面形状がそれぞれ鋼板により断面十字状に形成されているものである。第２の連結部材５の基本的な構造は、前記の第１の連結部材２と第１連結部５１及び第２連結部５２の形状を除けば略同じであるのでその説明を省略し同一符号を付することがある。
【００２８】
第１連結部５１及び第２連結部５２は、それぞれ鋼板により断面十字状に形成されている。第１連結部５１及び第２連結部５２の一端のねじ込み穴２４は、４つの各辺部（実質的には鋼板）にそれぞれ形成されており、これら４つの各辺部がスプリング２１の端部にねじ込み接続されている。このように構成することで、第１の連結部材２と同様な作用効果を得ることができ、かつ、第１連結部５１及び第２連結部５２は第１の連結部材２の場合と比較して鉛直軸まわりの断面性能が大きくなり、連結部材が長くなった場合でも、座屈が起こらないようにすることができるし、連結部材の長さ方向に直角方向に地震力が作用した場合の曲げにも対応することができる。また、スプリング２１のねじ込み部分も十字形状に形成され、スプリング２１のコイル１ピッチでスプリング２１が鋼板に４箇所でねじ込まれるから、第１連結部５１及び第２連結部５２とスプリング２１とがしっかりと固定される。さらに、スプリング２１は第１連結部５１及び第２連結部５２からの集中荷重を多くの点で受け持つこととなり、スプリング２１に生じる曲げ応力も減らすことができる。
【００２９】
図５は、本実施形態の落橋防止装置１に用いられる第３の連結部材の一例を示す図である。図５に示すように、第３の連結部材６は、スプリング２１の両端にねじ込み接続された鋼板を加工した第１連結部６１及び第２連結部６２を直接ブラケット１５に連結するのではなくチェーン６３、６４を用いて連結するものである。第３の連結部材６の基本的な構造は、前記の第１の連結部材２と同様であるのでその説明を省略し同一符号を付することがある。
【００３０】
第１連結部６１及び第２連結部６２の他端側は、弾性体３の両端面の近傍に他端のピン穴が形成されている。これら第１連結部６１及び第２連結部６２の他端すなわち弾性体３の両端面から突出している両端部には、チェーン６３、６４の一端にそれぞれ接続されたシャックル６５に接続されていて、これらチェーン６３、６４の他端には、シャックル６５が接続され、これらシャックル６５が橋桁１１及び橋台１２や別の橋桁１３、橋脚等の他の構造物のブラケット１５に連結されている。この場合、どちらか一方のチェーン（例えばチェーン６４）を省いて、連結部と構造物のブラケットをシャックルを介して連結することも可能である。このように構成することで、圧縮力には抵抗できないが、前述と略同じ作用効果を奏する衝撃緩和性能に優れた引張抵抗型の第３の連結部材６が得られる。
【符号の説明】
【００３１】
１  落橋防止装置
２  第１の連結部材
３  弾性体
４  弾性部
５  第２の連結部材
６  第３の連結部材
１１  橋桁
１２  橋台
１３  橋桁
１５  ブラケット
１６  ピン
２１  スプリング
２２  第１連結部
２３  第２連結部
２４  ねじ込み穴
２５  ピン穴
２６  補強板
２７  ピン穴
２８  補強板
５１  第１連結部
５２  第２連結部
６１  第１連結部
６２  第２連結部
６３  チェーン
６４  チェーン
６５  シャックル
【図１】
0005689699.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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