(57)【要約】【課題】この発明は、例えば、地震による振動エネルギの入力による大変形に起因するパネル部の周縁付近の割れの発生を防止し、パネル部のせん断塑性変形によって振動エネルギを確実に吸収することのできる制振装置、耐震橋梁構造、及び既設橋梁の耐震補強方法を提供することを目的とする。【解決手段】振動エネルギの入力により相対移動可能に接続された上部構造１０及び下部構造２０のうち、下部構造２０に固定されるとともに、上部構造１０の一部と略接触するよう配置され、相対移動方向のせん断変形によって振動エネルギを吸収する低降伏点鋼製のパネルダンパ部３１を備え、パネルダンパ部３１の固定側端部に厚肉部３６を備えるとともに、厚肉部３６をパネルダンパ部３１と一体形成し、パネルダンパ部３１における厚肉部３６の境界部分に、肉厚が徐々に変化するテーパ部３７を形成した。【選択図】図１
2008303533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動エネルギの入力により相対移動可能に接続された２以上の構造体のうち一の構造体に固定されるとともに他の構造体の一部と略接触するよう配置され、
相対移動方向のせん断変形によって前記振動エネルギを吸収する鋼製のパネル部を備え、
該パネル部の周縁部の少なくとも一部に厚肉部を備えるとともに、該厚肉部を前記パネル部と一体形成した
制振装置。
【請求項２】
前記パネル部を、
低降伏点鋼で構成した
請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記パネル部における前記厚肉部の境界部分に、
肉厚が徐々に変化するテーパ部を形成した
請求項１又は２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記パネル部、前記厚肉部及び前記テーパ部を、
前記厚肉部以上の肉厚を有する厚肉材料から削り出して一体形成した
請求項３に記載の制振装置。
【請求項５】
前記パネル部、前記テーパ部及び前記厚肉部を、
前記パネル部、前記テーパ部及び前記厚肉部のそれぞれの肉厚をこの順で構成する断面を圧延工程にて形成した肉厚変形断面部材によって一体形成した
請求項３に記載の制振装置。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれかに記載の制振装置を、
上部構造と、該上部構造を支承する支承部を備えた下部構造とで構成された橋梁に設置し、
前記振動エネルギの入力による前記下部構造に対する前記上部構造の略水平方向の相対移動を、前記パネル部のせん断変形によって前記振動エネルギを吸収して抑制する
耐震橋梁構造。
【請求項７】
前記支承部を、
所定レベル以下の振動エネルギの入力においては略水平方向の相対移動を規制し、所定レベル以上の振動エネルギの入力によって略水平方向の相対移動を許容するノックオフ手段を備えたノックオフ支承で構成した
請求項５に記載の耐震橋梁構造。
【請求項８】
請求項１から５のうちいずれかに記載の制振装置を、
上部構造と、該上部構造を支承する支承部を備えた下部構造とで構成された既設橋梁に設置し、
前記振動エネルギの入力による前記下部構造に対する前記上部構造の略水平方向の相対移動を、前記パネル部のせん断変形によって前記振動エネルギを吸収して抑制することで前記既設橋梁の耐震性能を向上させる
既設橋梁の耐震補強方法。
【請求項９】
前記支承部のうち、前記下部構造に対する上部構造の略水平方向の相対移動を規制する固定支承を、
所定レベル以下の振動エネルギの入力においては略水平方向の相対移動を規制し、所定レベル以上の振動エネルギの入力によって略水平方向の相対移動を許容するノックオフ手段を備えたノックオフ支承に改良することを特徴とした
請求項８に記載の既設橋梁の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、振動エネルギの入力により相対移動可能に接続された２以上の構造体のうち一の構造体に固定されるとともに他の構造体の一部と略接触するよう配置され、振動エネルギを吸収する制振装置、その制振装置を用いた耐震橋梁構造、及び既設橋梁の耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地震等の振動エネルギが入力された場合に相対移動が生じる建物等の構造部材の接合部に設置する弾塑性ダンパーが提案されている（特許文献１参照）。  
この弾塑性ダンパーは、相対移動する構造部材に取付ける取付け部と、該取付け部同士を連結する連結部と、取付け部と連結部とで囲まれた薄板部とで構成されており、該薄板部のせん断変形によって上記振動エネルギを吸収するものである。
【０００３】
しかし、上記弾塑性ダンパーの場合、薄板部における取付け部及び連結部付近に大変形が生じ、この大変形に起因して薄板部を取付け部及び連結部に接合している溶接部に割れが生じることが多かった。このように、薄板部の周縁部にある溶接部に割れが生じると、弾塑性ダンパーの制振性能が著しく低下し、効果的な耐震効果を得ることができない惧れがあった。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−１５９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、例えば、地震による振動エネルギの入力による大変形に起因するパネル部を取付け部及び連結部に接合している溶接部付近の割れの発生を防止し、パネル部のせん断塑性変形によって振動エネルギを確実に吸収することのできる制振装置、その制振装置を用いた耐震橋梁構造、及び既設橋梁の耐震補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、振動エネルギの入力により相対移動可能に接続された２以上の構造体のうち一の構造体に固定されるとともに他の構造体の一部と略接触するよう配置され、相対移動方向のせん断変形によって前記振動エネルギを吸収する鋼製のパネル部を備え、該パネル部の周縁部の少なくとも一部に厚肉部を備えるとともに、該厚肉部を前記パネル部と一体形成した制振装置であることを特徴とする。
【０００７】
上記相対移動可能に接続された２以上の構造体は、橋脚における上部構造及び該上部構造を支承する下部構造からなる２以上の構造体や、斜張橋等における主塔下部のいわゆるガゼット部の水平梁及び斜材等の相対移動可能に接続された２以上の構造体であることを含む。
【０００８】
上記構造体に固定されるとともに他の構造体の一部と略接触する配置は、一方の構造体にのみ固定され、他方の構造体に対しては相対移動の振動エネルギの入力可能な略接触状態となる配置、或いは両方の構造体に固定された配置であることを含む。なお、略接触状態とは、密着した接触状態、又は可動範囲を設けて接続された２以上の構造体において可動範囲に対応するわずかな遊間を設け、可動した状態において該遊間が解消して接触する状態であることを含む。  
上記鋼製は延性の高い鋼材であることを含み、例えばＳＮ材等で構成することを含む。
【０００９】
前記パネル部の周縁部の少なくとも一部は、該パネル部の固定側や他方側、或いは側方部等であることを含み、たとえば側面視四角形のパネル部の場合、上下端縁や側方縁の少なくとも一部であることを含む。
【００１０】
これにより、大きな地震による振動エネルギが入力された場合、鋼製のパネル部が相対移動方向のせん断変形によって前記振動エネルギを吸収し、略水平方向の相対移動可能に接続された２以上の構造体の相対移動を抑制することができる。
【００１１】
また、該パネル部の周縁部の少なくとも一部に厚肉部を備えるとともに、該厚肉部を前記パネル部と一体形成したため、大きな振動エネルギが入力された場合であっても、コーナー付近における大変形及び該大変形に起因する割れの発生を防止することできる。したがって、制振装置の機能低下することなく、確実な制振効果を得ることができる。
【００１２】
この発明の態様として、前記パネル部を、低降伏点鋼で構成することができる。  
上記低降伏点鋼は、降伏点が通常の鋼材より低く、延性が極めて高い鋼材であることを含み、また該低降伏点鋼は降伏点の上下限値がともに保証されていることが特徴である。
【００１３】
これにより、低降伏点鋼で構成されたパネル部が相対移動方向にせん断変形して確実に前記振動エネルギを吸収し、略水平方向の相対移動可能に接続された２以上の構造体の相対移動を抑制することができる。
【００１４】
また、この発明の態様として、前記パネル部における前記厚肉部の境界部分に、肉厚が徐々に変化するテーパ部を形成することができる。  
これにより、前記パネル部における前記厚肉部の境界部分、すなわち肉厚が変化する部分に応力が集中することを防止できる。したがって、パネル部の有効なせん断変形によって確実に振動エネルギを吸収して、効果的な制振効果を得ることができる。
【００１５】
また、この発明の態様として、前記パネル部、前記厚肉部及び前記テーパ部を、前記厚肉部以上の肉厚を有する厚肉材料から削り出して一体形成することができる。  
これにより、例えば、溶接によって別部材を接合する場合に生じる溶接ひずみのように、別部材を接合して厚肉部を形成する場合と比較して、接合部分に応力集中することを防止できる。したがって、パネル部の有効なせん断変形によって確実に振動エネルギを吸収して、より効果的な制振効果を得ることができる。
【００１６】
また、この発明の態様として、前記パネル部、前記テーパ部及び前記厚肉部を、前記パネル部、前記テーパ部及び前記厚肉部のそれぞれの肉厚をこの順で構成する断面を圧延工程にて形成した肉厚変形断面部材によって一体形成することができる。  
上記肉厚変形断面部材は、テーパ鋼材であることを含む。
【００１７】
これにより、例えば、溶接によって別部材を接合する場合に生じる溶接ひずみのように、別部材を接合して厚肉部を形成する場合と比較して、接合部分に応力集中することを防止できる。したがって、パネル部の有効なせん断変形によって確実に振動エネルギを吸収して、より効果的な制振効果を得ることができる。  
さらに、テーパ部を形成する加工手間が削減できるため、テーパ部を備えた制振装置を製作する製作コストを低減することができる。
【００１８】
また、この発明は、上記制振装置を、上部構造と、該上部構造を支承する支承部を備えた下部構造とで構成された橋梁に設置し、前記振動エネルギの入力による前記下部構造に対する前記上部構造の相対移動を抑制する耐震橋梁構造であることを特徴とする。
【００１９】
上記橋梁とは、既に使用されている既設橋梁、又はこれから新たに新設される新設橋梁であることを含む。  
これにより、上述したような制振装置による効果的な制振効果を有する耐震補強橋梁を得ることができる。
【００２０】
この発明の態様として、前記支承部を、所定レベル以下の振動エネルギの入力においては略水平方向の相対移動を規制し、所定レベル以上の振動エネルギの入力によって略水平方向の相対移動を許容するノックオフ手段を備えたノックオフ支承で構成することができる。
【００２１】
上記ノックオフ支承は、予めノックオフ手段を備えたノックオフ支承、又はもともとは通常の固定支承にノックオフ手段を取付ける改良によって構成したノックオフ支承であることを含む。  
上記略水平方向は、橋梁における橋軸方向及び橋軸直角方向の少なくとも一方向であることを含む。
【００２２】
これにより、所定レベル以下の振動エネルギが入力された場合、下部構造に対する上部構造の相対移動を規制した状態で振動エネルギは橋梁全体で吸収及び消散され、所定レベル以上の振動エネルギが入力されると、上記橋梁全体での吸収及び消散に加えて、ノックオフ手段によって下部構造に対する上部構造の相対移動が許容され、該相対移動によって振動エネルギが制振装置に入力され、該制振装置が効果的に振動エネルギを吸収することができる。  
したがって、入力される振動エネルギのレベルに応じた効率のよい制振効果を得ることができる。
【００２３】
また、この発明は、上記制振装置を、既設橋梁に設置し、前記既設橋梁における前記下部構造に対する前記上部構造の相対移動を抑制することで既設橋梁の耐震性能を向上させる既設橋梁の耐震補強方法であることを特徴とする。  
これにより、上記制振装置を既設橋梁に設置する比較的小規模な施工によって、効果的な制振効果を得ることのできる既設橋梁の耐震補強を行うことができる。
【００２４】
この発明の態様として、前記支承部のうち、前記下部構造に対する上部構造の略水平方向の相対移動を規制する固定支承を、所定レベル以下の振動エネルギの入力においては略水平方向の相対移動を規制し、所定レベル以上の振動エネルギの入力によって略水平方向の相対移動を許容するノックオフ手段を備えたノックオフ支承に改良することを特徴とすることができる。
【００２５】
これにより、もともと下部構造が固定支承で上部構造を支承する既設橋梁であっても、上記固定支承をノックオフ支承に改良して上記耐震補強を行うことができる。したがって、既設橋梁であっても、所定レベル以下の振動エネルギが入力された場合、振動エネルギは橋梁全体で吸収及び消散され、所定レベル以上の振動エネルギが入力されると、上記橋梁全体での吸収及び消散に加えて、ノックオフ手段によって許容された相対移動によって振動エネルギが制振装置に入力され、該制振装置が効果的に振動エネルギを吸収する等の入力される振動エネルギのレベルに応じた効率のよい制振効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明により、例えば、地震による振動エネルギの入力による大変形に起因するパネル部の周縁部付近の割れの発生を防止し、パネル部のせん断塑性変形によって振動エネルギを確実に吸収することのできる制振装置、その制振装置を用いた耐震橋梁構造、及び既設橋梁の耐震補強方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
本発明の補強工法の対象となり、テーパ付せん断パネルダンパ３０及びノックオフ支承４０によって耐震補強した既設道路橋１の横断面を含む斜視図を示す図１、ノックオフ支承４０の平面図及び側面図を用いた説明図である図２、既設道路橋１の縦断面図を示す図３、テーパ付せん断パネルダンパ３０を説明する説明図を示す図４、パネルダンパ部３１の厚肉部３６及びテーパ部３７の構成を説明する説明図を示す図５とともに、テーパ付せん断パネルダンパ３０及び該テーパ付せん断パネルダンパ３０を用いた既設橋梁の耐震補強方法について説明する。
【００２８】
既設道路橋１は、上部構造１０と、ノックオフ支承４０を介して上部構造１０を支承する下部構造２０とで構成している。上部構造１０は、上面に自動車等が通行する道路面１２ａを有する床版１２と、該床版１２の底面に備え、橋軸直角方向Ｗに適宜の間隔を隔てて配置した縦桁１１と、橋軸方向Ｌの所定間隔ごとに該縦桁１１間で設置した横桁１３とで構成している。  
なお、ノックオフ支承４０は各縦桁１１の底面側フランジ１１ａと、下部構造２０の上面２０ａとの間に配置され、上部構造１０の鉛直荷重を支承している。
【００２９】
また、ノックオフ支承４０は、下部構造２０に対して上部構造１０を橋軸方向Ｌ及び橋軸直角方向Ｗの相対移動を拘束するが、回転方向の相対移動を許容するピボット支承を改良して構成しており、所定レベル以下の荷重入力の場合通常のピボット支承として機能するが、所定レベル以上の荷重入力によって下部構造２０に対する上部構造１０の橋軸方向Ｌの相対移動を許容する可動支承として機能する構成である。
【００３０】
詳述すると、図２に示すように、ノックオフ支承４０は、下部構造２０の上面２０ａに設置されたベースプレート４１と、該ベースプレート４１上に滑動可能に設置され、ピボット部４３を上面に備えた下沓プレート４２、該下沓プレート４２を橋軸方向両側から挟み込む態様で橋軸直角Ｗの方向に配置された帯状のノックオフ部材４４とで構成されている。そして、下沓プレート４２の橋軸直角方向Ｗの長さより長く形成された該ノックオフ部材４４における下沓プレート４２の橋軸直角方向Ｗの端部に対応する箇所の外周４面には、橋軸方向Ｌのノックオフ溝４４ａを備えている。このノックオフ溝４４ａが上記ノックオフ部材４４の断面弱点部となるため、所定レベル以上の負荷がノックオフ部材４４に付与されると上記ノックオフ溝４４ａがせん断破壊する構成である。
【００３１】
この構成により、ノックオフ支承４０は所定レベル以上の振動エネルギが入力されると、ピボット部４３を上面に備えた下沓プレート４２の橋軸方向Ｌの相対移動を規制していたノックオフ部材４４の上記ノックオフ溝４４ａがせん断破壊し、下部構造２０に対する上部構造１０の橋軸方向Ｌの相対移動が許容される構成である。
【００３２】
なお、ノックオフ支承４０は、元ベースプレートと、該元ベースプレート上に溶接固定され、ピボット部４３を上面に備えた下沓プレート４２とで構成したピボット支承における該元ベースプレートと下沓プレート４２との溶接固定を切断し、元ベースプレートに拡幅ベースプレート４１ａを取付けてベースプレート４１を構成するとともに、ノックオフ部材４４を設置する改良によって構成している。
【００３３】
本発明のテーパ付せん断パネルダンパ３０は、ストッパ５０とともに、上記構成で構成された既設道路橋１に設置されている。テーパ付せん断パネルダンパ３０は、下部構造２０の上面２０ａで、隣り合うノックオフ支承４０の間に設置されている。このとき、フランジ３２が橋軸方向Ｌ側となるようにテーパ付せん断パネルダンパ３０を設置している。そして、その両フランジ３２に接触するように、テーパ付せん断パネルダンパ３０を橋軸方向Ｌの前後から挟み込む態様の一対のストッパ５０を備えている。ストッパ５０は、両端を縦桁１１のウェブ１１ｂに固定したＨ型鋼で構成している。
【００３４】
さらに詳しくは、テーパ付せん断パネルダンパ３０は、側面図である図４（ａ）に示すように、側面視長方形のパネルダンパ部３１と、該パネルダンパ部３１の左右両側に備えたフランジ３２と、パネルダンパ部３１の上部に備えた補強プレート３４と、これらを下部構造２０の上面２０ａに固定するプレート台座部３３で構成し、各部材の交差部分を完全溶込溶接３５で接合している。  
なお、前記パネルダンパ部３１は側面視正方形であってもよい。
【００３５】
また、下端に所定高さ（Ｈ２）の厚肉部３６と、パネルダンパ部３１と厚肉部３６との境界部分に肉厚方向の傾斜を形成するテーパ部３７とを備えたパネルダンパ部３１は低降伏点鋼で構成している。なお、本実施例で使用した低降伏点鋼は、降伏点が２２５Ｎ／ｍｍ２級であるとともに、その降伏点の上下限値が保証されており、従来の軟鋼に比べ強度が低く、延性が極めて高く、その富んだ塑性変形能力による降伏後のエネルギ吸収能力に優れている。
【００３６】
また、本実施例において、パネルダンパ部３１の肉厚ｔ１を３２ｍｍ、厚肉部３６の肉厚ｔ２を４０ｍｍ、厚肉部３６の高さＨ２を６４ｍｍ、テーパ部３７のテーパ高さＨ１を２０ｍｍ、完全溶込溶接３５のビード高さｈを１７ｍｍに設定している。なお、上記テーパ高さＨ１は、道路橋示方書で規定された異断面部材を突合せて継ぐ場合のテーパ部の傾斜１／５に基づいて決定している。また、上記ビード高さｈは、厚肉部３６部分の開先３６ａの角度、完全溶込溶接３５の溶け込み角度及び厚肉部３６とプレート台座部３３とのメタルタッチ幅ｍｔに基づいて決定している（図５参照）。
【００３７】
また、本実施例においては、厚肉部３６の肉厚ｔ２を有する低降伏点鋼の鋼板から削出し加工によって上記寸法構成で構成したパネルダンパ部３１、厚肉部３６及びテーパ部３７を構成しているが、圧延加工によって形成するテーパ鋼板を用いて一体構成してもよい。
【００３８】
テーパ付せん断パネルダンパ３０を上記構成で構成しているため、地震による振動エネルギが入力され、下部構造２０に対して上部構造１０が相対移動しようとすると、ストッパ５０を介して上部構造１０の振動エネルギがテーパ付せん断パネルダンパ３０に入力される。詳しくは、ストッパ５０によって入力された振動エネルギはフランジ３２から補強プレート３４を介してパネルダンパ部３１に伝達される。
【００３９】
ここで、上記振動エネルギが所定レベル、すなわちノックオフ溝４４ａをせん断破壊するエネルギ以下であれば、ノックオフ支承４０は固定支承として機能し、上部構造１０、下部構造２０及びノックオフ支承４０全体で上記振動エネルギを吸収し、下部構造２０に対する上部構造１０の相対移動を抑制することができる。
【００４０】
逆に、上記振動エネルギが上記所定レベル以上であれば、下沓プレート４２の滑動を規制していたノックオフ部材４４のノックオフ溝４４ａがせん断破壊され、下沓プレート４２がベースプレート４１上を滑動し、下部構造２０に対する上部構造１０の相対移動を許容することとなる。そして、この相対移動により、上記振動エネルギがストッパ５０を介してテーパ付せん断パネルダンパ３０に入力され、該振動エネルギはパネルダンパ部３１のせん断変形によって吸収され、下部構造２０に対する上部構造１０の相対移動を抑制して制振することができる。
【００４１】
このとき、パネルダンパ部３１の下端に、厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたことにより、パネルダンパ部３１の周縁部、すなわちフランジ３２や補強プレート３４と接合する完全溶込溶接３５付近、さらにはパネルコーナー部ａ付近の大変形及びその大変形に起因する割れの発生を防止している。したがって、パネルダンパ部３１のせん断塑性変形によって確実に上部構造１０の振動エネルギを吸収して制振効果を得ることができる。
【００４２】
次に、上記厚肉部３６及びテーパ部３７の効果についてＦＥＭ解析した結果について説明する。この解析は、テーパ付せん断パネルダンパ３０をモデル化し、下部構造２０に対する上部構造１０の振動エネルギに該当する荷重を補強プレート３４を介して作用させたテーパ付せん断パネルダンパ３０について弾性解析を行っている。
【００４３】
まずは、テーパ部３７の傾斜角度による効果確認解析の結果について説明する。厚肉部３６及びテーパ部３７を備えていないパネルダンパ部の肉厚ｔ１を３２ｍｍとした基本ケースＢ１と、パネルダンパ部３１の肉厚ｔ１を３２ｍｍ、厚肉部３６の肉厚ｔ２を４０ｍｍ、厚肉部３６の高さＨ２を４８ｍｍ、完全溶込溶接３５のビード高さｈを１７ｍｍ、そしてテーパ部３７のテーパ高さＨ１を２０ｍｍに設定したケースＢ２、テーパ高さＨ１を４０ｍｍに設定したケースＢ３、並びに、テーパ高さＨ１を６０ｍｍに設定したケースＢ４について比較検討した。なお、テーパ高さＨ１を２０ｍｍにした場合の傾斜角度は１／５であり、４０ｍｍにした場合の傾斜角度は１／１０、６０ｍｍにした場合の傾斜角度は１／１５である。
【００４４】
各検討ケースにおけるフランジ３２のＭｉｓｅｓ応力度のコンター図とパネルダンパ部３１のせん断応力度のコンター図を示す図６及びＭｉｓｅｓ応力度の高さ方向の応力分布を示す図７から、パネルコーナー部ａ付近に最大応力が発生していることがわかる。そして、ケースＢ１の最大応力に対してケースＢ２，Ｂ３，Ｂ４の最大応力が１割程度低減していること、さらには、ケースＢ２，Ｂ３，Ｂ４のそれぞれの最大応力の差はわずかであることが分かる。これにより、厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたことによる最大応力低減効果は１割程度であることがわかる。
【００４５】
なお、図７（ｂ）に示す拡大応力分布図において、横軸はフランジ３２の下端からの距離を示しており、また、応力値を記載しているポイントは、左から最大応力発生ポイント、厚肉部３６の上端ポイント、ケースＢ２のテーパ部３７上端ポイント、ケースＢ３のテーパ部３７上端ポイント及びケースＢ４のテーパ部３７上端ポイントである。したがって、テーパ部３７の傾斜角度の影響は、上述したように最大応力発生ポイントであるパネルコーナー部ａ付近においては少なく、各テーパ部３７上端ポイントで影響があることが確認できる。
【００４６】
また、図６におけるケースＢ２，Ｂ３，Ｂ４のパネルダンパ部３１のせん断応力度のコンター図から、厚肉部３６及びテーパ部３７以外のパネルダンパ部３１部分にせん断応力が大きく生じており、パネルダンパ部３１の主部分がせん断塑性変形して振動エネルギを吸収すること、そして、この部分がパネルダンパ部３１としての有効面積であることが分かる。
【００４７】
また、パネルダンパ部３１、厚肉部３６及びテーパ部３７をテーパ鋼板、すなわち別部材を接合する構成ではなく、同一部材で一体形成しているため、厚肉部３６やテーパ部３７付近でせん断応力が集中せず、滑らかにせん断応力が分布していることが分かる。
【００４８】
次に、厚肉部３６の高さＨ２による効果確認解析の結果について説明する。上述した基本ケースＢ１と、パネルダンパ部３１の肉厚ｔ１を３２ｍｍ、厚肉部３６の肉厚ｔ２を４０ｍｍ、完全溶込溶接３５のビード高さｈを１７ｍｍ、テーパ部３７のテーパ高さＨ１を４０ｍｍ、そして、厚肉部３６の高さＨ２を３２ｍｍに設定したケースＢ５、高さＨ２を６４ｍｍに設定したケースＢ６、並びに、高さＨ２を４８ｍｍに設定した上記ケースＢ３について比較検討した。なお、厚肉部３６の高さＨ２に設定した３２ｍｍはパネルダンパ部３１の肉厚ｔ１の１倍、４８ｍｍは肉厚ｔ１の１．５倍、６４ｍｍは肉厚ｔ１の２倍である。
【００４９】
なお、上述したように、上記開先３６ａの角度、上記溶け込み角度及び上記メタルタッチ幅ｍｔから上記ビード高さｈが１７ｍｍに設定されており、上記１７ｍｍのビード高さｈを有する完全溶込溶接３５の施工性を確保するため、高さＨ２を３２ｍｍ以上に設定している。
【００５０】
各検討ケースにおけるフランジ３２のＭｉｓｅｓ応力度のコンター図とパネルダンパ部３１のせん断応力度のコンター図を示す図８及びＭｉｓｅｓ応力度の高さ方向の応力分布を示す図９から、各ケースともパネルコーナー部ａ付近に最大応力が発生していること、そして、ケースＢ１の最大応力に対してケースＢ３，Ｂ５，Ｂ６の最大応力は１割程度低減していることが分かる。これにより、厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたことによる最大応力低減効果は１割程度であることがわかった。
【００５１】
そして、高さＨ２を大きく設定すれば、フランジ３２のパネルコーナー部ａ付近に発生する最大応力は低減できるものの、図８に示すパネルダンパ部３１のせん断応力度のコンター図から、せん断塑性変形して振動エネルギを吸収するパネルダンパ部３１の有効面積が低減することが分かる。
【００５２】
このように、上記ＦＥＭ解析によって、厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたことにより最大応力を１割程度低減できること、そして、テーパ部３７の傾斜角度は最大応力値に大きな影響がないこと、厚肉部３６の高さＨ２が大きくなれば最大応力値は低減できるものの、せん断塑性変形して振動エネルギを吸収するパネルダンパ部３１の有効面積が低減することが分かった。
【００５３】
したがって、上記実施例のような寸法構成で構成したテーパ付せん断パネルダンパ３０は、有効に下部構造２０に対する上部構造１０の振動エネルギを、パネルダンパ部３１がせん断塑性変形することによって吸収して制振効果を得ることができる。
【００５４】
また、厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたことによって、パネルダンパ部３１の周縁部、すなわちフランジ３２や補強プレート３４と接合する完全溶込溶接３５付近、さらにはパネルコーナー部ａ付近に発生する最大応力を低減できるため、パネルコーナー部ａ付近に生じる割れを防止できる。したがって、確実な制振効果を得ることができる。
【００５５】
また、パネルダンパ部３１と厚肉部３６との境界部分にテーパ部３７を備えるとともに、パネルダンパ部３１、厚肉部３６及びテーパ部３７を一体形成したため、パネルダンパ部３１に応力集中部が生じることがない。したがって、パネルダンパ部３１のせん断塑性変形によって振動エネルギをより有効に吸収することができる。
【００５６】
なお、上記実施例においては、既設道路橋１にテーパ付せん断パネルダンパ３０を設置し、下部構造２０に対する上部構造１０の回転方向の相対移動のみを許容するピボット支承を改良してノックオフ支承４０を構成し、既設道路橋１の耐震性能を向上させる耐震補強を行ったが、新設橋梁において予め上部構造１０をノックオフ支承４０を介して下部構造２０で支承するとともにテーパ付せん断パネルダンパ３０を設置してもよい。
【００５７】
これにより、所定レベル以下の振動エネルギが入力された場合はノックオフ支承４０が固定支承として機能して上記振動エネルギを全体で吸収し、所定レベル以上の振動エネルギが入力された場合はノックオフ支承４０が下部構造２０に対する上部構造１０の相対移動を許容し、この相対移動により上記振動エネルギがストッパ５０を介してテーパ付せん断パネルダンパ３０に入力され、新設橋梁全体での振動エネルギの吸収及び消散に加えて、パネルダンパ部３１のせん断変形によって該振動エネルギを吸収し、下部構造２０に対する上部構造１０の相対移動を抑制して制振することができるという効率のよい制振効果を得ることができる。
【００５８】
また、図１０に示すように、テーパ付せん断パネルダンパ３０を斜帳橋の主塔６０の下部のガゼット部（図１０ｂ部）に設置してもよい。詳しくは、主塔６０を構成する一部である水平梁６１（６１ａ，６１ｂ）と斜材６２（６２ａ，６２ｂ）とが交差するガゼット部ｂにテーパ付せん断パネルダンパ３０を設置している。
【００５９】
これにより、主塔６０に地震等によって所定レベル以上、すなわちテーパ付せん断パネルダンパ３０の弾性変形範囲外の振動エネルギが入力された場合であっても、主塔６０のガゼット部ｂにおいてテーパ付せん断パネルダンパ３０のパネルダンパ部３１がせん断変形することによって上記振動エネルギを吸収することができる。
【００６０】
したがって、振動エネルギの入力によって斜材６２に付与される軸方向力によって斜材６２が座屈することを防止できる。したがって、テーパ付せん断パネルダンパ３０を設置したことにより、振動エネルギの入力によって斜材６２が座屈したことによる主塔６０の耐力低下を防止し、主塔６０の耐震性能を向上することができる。
【００６１】
なお、ガゼット部ｂにおいて水平梁６１と斜材６２とが直接接続された既設主塔においては、図１０において点線で示す斜材６２ａの先端部分を撤去し、テーパ付せん断パネルダンパ３０を設置するとともに、テーパ付せん断パネルダンパ３０を介して水平梁６１と斜材６２とを接続すればよく、これにより上記効果を得ることができる。
【００６２】
また、上記実施例においては、パネルダンパ部３１の下端側に厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたテーパ付せん断パネルダンパ３０で構成したが、図１１に示すように、フランジ３２、プレート台座部３３及び補強プレート３４と接合するパネルダンパ部３１の４方向の周縁部に厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたテーパ付せん断パネルダンパ３０であってもよい。なお、図１１において、（ａ）は４方向の周縁部に厚肉部３６及びテーパ部３７を備えたテーパ付せん断パネルダンパ３０の側面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示し、パネルダンパ部３１と、フランジ３２、プレート台座部３３及び補強プレート３４とを接続する完全溶込溶接３５は省略している。
【００６３】
これにより、振動エネルギの入力によってテーパ付せん断パネルダンパ３０及びパネルダンパ部３１が大変形することによるパネルダンパ部３１の周縁部での亀裂の発生を防止できる。  
したがって、上記実施例と同様に、制振効果が低減しないテーパ付せん断パネルダンパ３０を得ることができ、利用者の満足度を向上することができる。
【００６４】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の２以上の構造体は、上部構造１０及び下部構造２０、並びに水平梁６１及び斜材６２に対応し、
以下同様に、
パネル部は、パネルダンパ部３１に対応し、
制振装置は、テーパ付せん断パネルダンパ３０に対応し、
橋梁及び既設橋梁は、既設道路橋１に対応し、
ノックオフ手段は、ノックオフ部材４４に対応し、
支承部及びノックオフ支承は、ノックオフ支承４０に対応し、
肉厚変形断面部材は、テーパ鋼材に対応し、
固定支承は、ピボット支承に対応するも
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】道路橋の横断面を含む斜視図。
【図２】ノックオフ支承の平面図及び側面図を用いた説明図。
【図３】道路橋の縦断面図。
【図４】テーパ付せん断パネルダンパを説明する説明図。
【図５】厚肉部及びテーパ部の構成を説明する説明図。
【図６】ケースＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４における解析結果を説明する説明図。
【図７】ケースＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４における解析結果を説明する説明図。
【図８】ケースＢ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６における解析結果を説明する説明図。
【図９】ケースＢ１，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６における解析結果を説明する説明図。
【図１０】第２の実施例のテーパ付せん断パネルダンパを説明する説明図。
【図１１】第３の実施例のテーパ付せん断パネルダンパを説明する説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１…既設道路橋
１０…上部構造
２０…下部構造
３０…テーパ付せん断パネルダンパ
３１…パネルダンパ部
３６…厚肉部
３７…テーパ部
４０…ノックオフ支承
４４…ノックオフ部材
６１…水平梁
６２…斜材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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