(57)【要約】【課題】大きな水平力を負担しうる橋台構造を比較的小規模な工事で構築できるようにする。【解決手段】橋台構造１０は、支持杭１２、この支持杭１２から橋台背面側に離隔して設けられた控え杭１４、および、支持杭１２と控え杭１４との間に架け渡された桁受部材１６とを備える。桁受部材１６は、Ｈ型鋼１８をトラス部材とする平面トラス構造を有し、その橋台前面側は支持杭１２によりパイルベント式に水平面内を移動可能に支持され、橋台背面側は控え杭１４の上端面に固定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁端部を支持する桁受部材と、該桁受部材による前記橋梁端部の支持位置の下方位置において、前記桁受部材を水平面内で変位可能に支持する支持杭と、該支持杭から橋台背面側に離隔して設けられ、前記桁受部材が固定された控え杭とを備えることを特徴とする橋台構造。
【請求項２】
前記桁受部材は平面トラス構造を有することを特徴とする請求項１記載の橋台構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁端部を支持する橋台構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋の両端には橋梁上部工の端部を支持する橋台が設けられる。この橋台の背面には土が存在して土圧が作用し、また、一般に支持地盤が深いことが多い。橋台は、かかる条件下でも、地震荷重などさまざまな荷重条件において橋梁を安定に支持できることが必要である。このような要求を満足し得る橋台構造として、従来より例えば図４および図５に示す構造が用いられている。ここで、図４は従来の橋台構造を示す平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。図４および図５において、橋台構造２は、支持地盤の深さまで打設された基礎杭３と、この基礎杭３により支持されたフーチング４、堅壁５および胸壁６からなる橋台本体７とにより構成される。そして、橋梁９の端部が堅壁５の上面で支持される。
【０００３】
また、例えば特許文献１には、河川の両岸にプレキャストコンクリート柱体（ＰＣ柱体）を連壁状に打設し、このＰＣ柱体と一体に橋台本体を構築することで、矢板の設置を不要とすることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３３０５０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４および図５に示すような構造の橋台を構築する場合、基礎杭３を打設し、河川岸の堤防１を除去したうえで、仮設土留めを行って橋台本体７を施工する。この施工の際、フーチング４の天端は河床よりも下に位置させるのが一般的であるため、仮設土留めを河川堤防としても機能させることが必要となる。そのため、図４および図５に示すように、河川側の土留め壁を二重の矢板８を設けてタイロッドで接続した二重締切りとするなど、大掛かりな仮締切り工事が必要となる。
【０００６】
また、橋台本体７にはその背面から大きな土圧が作用し、また、地震時には橋梁９から水平方向の大きな慣性力が作用する。このため、それら土圧や慣性力に抵抗できるように大規模な基礎杭３を構築することが必要である。
【０００７】
このように、図４および図５に示す従来の橋台構造では、仮締切り工事が大掛かりとなり、また、基礎杭３も大規模となるため、橋台の工期および構築コストが大きくなってしまう。
【０００８】
一方、特許文献１に記載の橋台構造は、ＰＣ柱体のみで水平力に抵抗する構成である。このため、橋台が負担し得る水平力は小さく、大規模な橋の橋台構造として用いることは難しいと考えられる。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大きな水平力を負担しうる橋台構造を比較的小規模な工事で構築できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る橋台構造は、橋梁端部を支持する桁受部材と、該桁受部材による前記橋梁端部の支持位置の下方位置において、前記桁受部材を水平面内を変位可能に支持する支持杭と、該支持杭から橋台背面側に離隔して設けられ、前記桁受部材が固定された控え杭とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、橋台前面側に設けられる支持杭は垂直力のみを負担するので、この支持杭を小規模な構成とすることができる。また、水平力を負担する控え杭は支持杭から橋台背面側へ離隔して設けられるので、支持杭と控え杭との間の地盤が水平力に対して有効に抵抗できる。このため、控え杭の規模を小さく抑えつつ、大きな水平抵抗力を得ることができる。さらに、本発明の橋台構造は、支持杭および控え杭を打設して桁受部材を設置することで構築できるため、従来工法のように堤防全体を壊してしまうことは不要である。このため、大規模な仮締切りを行うことが不要となり、その点でも、工事は小規模で済む。
【００１２】
また、本発明において、前記桁受部材は平面トラス構造を有することとしてもよい。このようにすれば、橋軸方向および橋軸に垂直な方向の何れの方向の水平力も平面トラス構造を構成するトラス部材の軸力として負担することとなるため、桁受部材により水平力を効率的に負担できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態である橋台構造１０を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１および図２に示す如く、本実施形態の橋台構造１０は、支持杭１２、控え杭１４、および、これら杭の間に架け渡された桁受部材１６を備えている。桁受部材１６は、複数本のＨ型鋼１８が互いに接合されてなる平面トラス構造を有している。なお、図１では、桁受部材１６が３個の三角トラス要素により構成された場合を示しているが、桁受部材１６を構成する三角トラス要素の個数はこれに限らない。桁受部材１６を構成するＨ型鋼１８は、それらの各接合点において、上フランジどうしおよび下フランジどうしが、ガセットを介して溶接あるいはボルト接合されている。
【００１４】
支持杭１２は、桁受部材１６の橋台前面側の辺に沿って設けられており、桁受部材１６をパイルベント構造で支持している。すなわち、桁受部材１６を構成するＨ型鋼１８の下フランジが支持杭１２の上端面に載置され、鉛直方向の力だけが支持杭１２で支持されて、水平方向には自由に滑って移動することができるようになっている。一方、控え杭１４は、桁受部材１６の橋台背面側の辺に沿って設けられており、その上端面にＨ型鋼１８の下フランジが例えばボルト接合により固定されている。したがって、後述するように、控え杭１４は桁受部材１６に作用する水平力を負担することとなり、鉛直力のみを負担する支持杭１２に比べて大径に構成されている。なお、後述するように、支持杭１２と控え杭１４とは、両者間に存在する地盤の土が十分な水平抵抗力を発揮する程度に離隔した位置に設けられる。
【００１５】
橋梁２０の端部は、桁受部材１６の橋台前方側のＨ型鋼１８の上フランジの上（つまり、桁受部材１６の支持杭１２による支持位置の上方位置）に載せられる。そして、堤防２２と橋梁２０との間の段差をなくすため、踏掛板２４が設けられる。
【００１６】
橋台構造１０を構築する場合、堤防２２の上部を除去して、支持杭１２および控え杭１４を打設する。支持杭１２および控え杭１４の打設方法としては、場所打ち杭工法を用いてもよいし、既成杭工法を用いてもよい。次に、桁受部材１６を支持杭１２と控え杭１４との間に架け渡すように設置し、桁受部材１６の橋台背面側のＨ型鋼１８を控え杭１４の上端面に接合する。そして、堤防２２の除去部分を復元して、橋台構造１０の構築が完了する。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態では、橋台構造１０の構築にあたり堤防の上部を除去するだけでよい。このため、従来工法のように堤防を壊して掘削することにより橋台を構築する場合に比べて、簡単な工事で橋台を構築できる。そして、本実施形態では、堤防全体を壊さずに済み、また、河川側の支持杭１２の施工部も水位より上であるため、従来工法のような二重締め切り等の大規模な仮締切は不要となり、必要に応じて小規模な仮締切を設けるだけで済む。
【００１８】
また、本実施形態の橋台構造１０では、支持杭１２によりパイルベント構造で鉛直方向の力のみを支持する構成としており、支持杭１２は地震等による水平力を負担しないため、支持杭１２の規模を小さくすることができる。また、支持杭１２はほぼ全体が土中に埋まっているため、支持杭１２が背負う土圧も軽微で済み、その点でも支持杭１２の規模を小さくすることができる。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、従来工法に比べて小規模な工事で橋台構造１０を構築することができる。
【００２０】
また、上記のように支持杭１２は小規模な構成でよいため、堤防２２の斜面部に位置するなどのため作業を行い難い支持杭１２の施工を簡単化して、作業効率を向上させることができる。
【００２１】
また、支持杭１２と控え杭１４とが十分に離隔して設けられることで、図３に示すように、支持杭１２から主働崩壊角の方向に引いた直線と、控え杭１４から受働崩壊角の方向に引いた直線との交点Ｐは、地表面よりも上となる。この交点Ｐよりも下の部分の土だけが水平力に抵抗し得るのであるが、この交点Ｐが地表面よりも上となることによって、支持杭１２と控え杭１４との間の全ての土が水平力に抵抗できることとなり、大きな抵抗力が得られる。このように、本実施形態では、支持杭１２と控え杭１４とが十分に離隔して設けられることで、地盤の土による水平抵抗力が有効に得られ、その分、控え杭１４を小規模なもので済ますことが可能となる。なお、図３において、交点Ｐを定める際の主働崩壊角方向の直線の始点Ｑおよび受働崩壊角方向の直線の始点Ｒは、これらの点Ｑ，Ｒよりも上方の地盤のみが水平力に有効に抵抗し得る点として解析計算により求めることができる。
【００２２】
さらに、本実施形態では、桁受部材１６として平面トラス構造の部材を用いている。このため、橋軸方向および橋軸に垂直な方向の何れの水平力も平面トラス構造を構成するトラス部材（すなわちＨ型鋼１８）の軸力として伝達されるため、桁受部材１６により両方向の水平力を効率的に負担することができ、桁受部材１６の小型化が図れる。ただし、本発明における桁受部材１６は平面トラス構造に限定されるものではなく、水平力に抵抗できる構造であればよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、大きな水平力を負担しうる橋台構造を比較的小規模な工事で構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である橋台構造を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】支持杭と控え杭とを離隔させた効果を説明するための図である。
【図４】従来の橋台構造を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【符号の説明】
１０  橋台構造
１２  支持杭
１４  控え杭
１６  桁受部材
１８  Ｈ型鋼
２０  橋梁
【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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