(57)【要約】【課題】アーチリブ９の両端部の水平反力を極力小さくしつつ、アーチ橋１の軽量化を促進する。【解決手段】出入り口５ｇ，７ｇをそれぞれ有した一対のアーチ支持部材５，７と、一方のアーチ支持部材５の上部と他方のアーチ支持部材７の上部の間に架設されたアーチリブ９と、一部分がアーチリブ９の一端部に連結されかつ端部が固定部５におけるアーチリブ９の他端側に定着された第１タイ材２１と、一部分がアーチリブ９の他端部に連結されかつ端部が固定部３におけるアーチリブ９の一端側に定着された第２タイ材２７とを具備したこと。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に水平な橋軸方向へ所定の径間をもって立設され、歩行者又は車両が出入り可能な出入り口をそれぞれ有した一対のアーチ支持部材と、
一方のアーチ支持部材の上部と他方のアーチ支持部材の上部の間に架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能に構成されたアーチリブと、
前記アーチリブの直下に吊すように設けられた橋床と、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とするアーチ橋。
【請求項２】
各アーチ支持部材は略逆Ｖ字形状又は略逆Ｕ字形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアーチ橋。
【請求項３】
固定部に所定の径間をもって架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して水平なフレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されアーチリブと、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とするアーチフレーム構造。
【請求項４】
固定部に所定の径間をもって立設された一対のアーチ支持部材と、
一方のアーチ支持部材の上部と他方のアーチ支持部材の上部の間に架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して水平なフレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されたアーチリブと、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とするアーチフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アーチ橋、及びアーチ橋，一般建築物等に用いられるアーチフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在使用されているアーチ橋の中で、簡易な基礎によって架設が可能なものとしてタイドアーチ橋があり、このタイドアーチ橋の具体的な構成は次のようになる。
【０００３】
即ち、地盤等の固定部には一対の第１橋台（第１アーチ支持部材）が水平な橋軸方向へ所定の径間をもって立設されており、同様に、前記固定部には一対の第２橋台（第２アーチ支持部材）が前記橋軸方向へ前記所定の径間をもって立設されている。ここで、一方の前記第２橋台は一方の前記第１橋台に対して橋幅方向に対向してあって、他方の前記第２橋台は他方の前記第１橋台に前記橋幅方向に対向してある。
【０００４】
そして、一方の前記第１橋台の上部と他方の前記第１橋台の上部には第１アーチリブが架設されており、この第１アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能に構成されている。また、前記第１アーチリブの両端部の間には前記橋軸方向へ延びた第１タイ材が介在されており、この第１タイ材は前記第１アーチリブの両端部からの水平力を受けることが可能である。
【０００５】
同様に、一方の前記第２橋台の上部と他方の第２橋台の上部には第２アーチリブが架設されており、この第２アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能に構成されている。また、前記第２アーチリブの両端部の間には前記橋軸方向へ延びた第２タイ材が介在されており、この第２タイ材は前記第２アーチリブの両端部からの水平力を受けることが可能である。
【０００６】
更に、前記第１アーチリブと前記第２アーチリブの間には橋床が複数の吊り材を介して吊するように設けられている。
【０００７】
従って、各アーチリブ（前記第１アーチリブ、前記第２アーチリブ）に作用する鉛直荷重が大きくなると、各アーチリブの両端部はそれぞれ前記橋軸方向へ拡がろうとする。この際、各アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能にそれぞれ構成されてあるため、各タイ材（前記第１タイ材、前記第２タイ材）によってそれぞれ各アーチリブの両端部からの水平力を受ける。これにより、各アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせることになって、前記タイドアーチ橋の基礎の簡易化を図ることができる。なお、各アーチリブに作用する鉛直荷重には、例えば各アーチリブの自重、前記橋床の重量、歩行者又は車両の重量等が含まれる。
【０００８】
また、前記第１アーチリブと前記第２アーチリブの間に前記橋床が吊すように設けられてあって、前記第１タイ材が前記第１アーチリブの両端部の間に介在されかつ前記第２タイ材が前記第２アーチリブの両端部に介在されているため、歩行者又は車両が前記第１タイ材及び前記第２タイ材と干渉することなく通行できる通行空間として、前記第１アーチリブと前記第２アーチリブの間の空間を用いることができる。
【０００９】
なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１に示すものがある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−３５２０１７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように、前記タイドアーチ橋にあっては、各アーチリブの両端部に鉛直反力のみが生じるようにすることができるものの、前記第１アーチリブと前記第２アーチリブの間の空間を前記通行空間として用いているようになっているため、前記タイドアーチ橋を橋として機能させるのには２本のアーチリブ（前記第１アーチリブと前記第２アーチリブ）を必要とし、前記タイドアーチリブの軽量化が容易でない。そのため、前記タイドアーチ橋の橋軸方向の長さが増大した場合にあっては、前記タイドアーチ橋の重量が過大になって、前記タイドアーチ橋の基礎が大掛かりなものになると共に、基礎工事も含めて前記タイドアーチ橋の架設工事の長期化及び高コスト化を招くという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせつつ、軽量化を促進できる構成を具備したアーチ橋、及びこのアーチ橋と共通の主要部を有するアーチフレーム構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、固定部に水平な橋軸方向へ所定の径間をもって立設され、歩行者又は車両が出入り可能な出入り口をそれぞれ有した一対のアーチ支持部材と、
一方のアーチ支持部材の上部と他方のアーチ支持部材の上部の間に架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能に構成されたアーチリブと、
前記アーチリブの直下に吊すように設けられ、歩行者又は車両が通行可能な橋床と、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とする。
【００１４】
ここで、「前記いずれかの端部が前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動」とは、前記いずれかの端部が前記アーチ支持部材の上部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動することによって前記固定部に対して僅かに前記橋軸方向へ移動する他に、前記アーチ支持部材の上部が前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに傾動することによって前記いずれかの端部が前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動することを含む。
【００１５】
請求項１に記載の発明特定事項によると、前記アーチリブに作用する鉛直荷重が大きくなると、前記アーチリブの両端部は前記橋軸方向へ拡がろうとする。この際、前記アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記橋軸方向へ僅かに移動可能に構成されてあるため、前記第１タイ材によって前記アーチリブの一端部からの水平力を受けると共に、前記第２タイ材によって前記アーチリブの他端部からの水平力を受ける。これにより、前記アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせることができる。なお、前記アーチリブに作用する鉛直荷重には、例えば前記アーチリブの自重、前記橋床の重量、歩行者又は車両の重量等が含まれる。
【００１６】
また、前記アーチリブの直下に前記橋床が吊すように設けられ、前記第１タイ材及び前記第２タイ材が前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するようにそれぞれ構成されているため、前記アーチリブの直下を歩行者又は車両が前記第１タイ材及び前記第２タイ材と干渉することなく通行できる通行空間として、前記アーチリブの直下の空間を用いることができる。そのため、前記アーチ橋を橋として機能させるのには１本の前記アーチリブを具備すれば足り、前記アーチ橋の軽量化を促進できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、各アーチ支持部材は略逆Ｖ字形状又は略逆Ｕ字形状に構成されていることを特徴とする。
【００１８】
なお、各アーチ支持部材は１つの部材で構成されても、或いは複数の部材で構成されても差し支えない。
【００１９】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００２０】
請求項３に記載の発明にあっては、固定部に所定の径間をもって架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して水平なフレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されアーチリブと、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明特定事項によると、前記アーチリブに作用する鉛直荷重が大きくなると、前記アーチリブの両端部は前記フレーム軸方向へ拡がろうとする。この際、前記アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されてあるため、前記第１タイ材によって前記アーチリブの一端部からの水平力を受けると共に、前記第２タイ材によって前記アーチリブの他端部からの水平力を受ける。これにより、前記アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせることができる。なお、前記アーチリブに作用する鉛直荷重には、例えば前記アーチリブの自重等が含まれる。
【００２２】
また、前記第１タイ材及び前記第２タイ材が前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するようにそれぞれ構成されているため、前記アーチリブの直下を前記第１タイ材及び前記第２タイ材と干渉することなく有効利用できる有効利用空間として、前記アーチリブの直下の空間を用いることができる。そのため、前記アーチフレーム構造を有効利用するには１本の前記アーチリブを具備すれば足り、前記アーチフレーム構造の軽量化を促進できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明にあっては、固定部に水平なフレーム軸方向へ所定の径間をもって立設された一対のアーチ支持部材と、
一方のアーチ支持部材の上部と他方のアーチ支持部材の上部の間に架設され、両端部のうち少なくともいずれかの端部が前記固定部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されたアーチリブと、
一部分が前記アーチリブの一端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの他端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの一端部からの水平力を受けることが可能な第１タイ材と、
一部分が前記アーチリブの他端部に連結され、端部が前記固定部における前記アーチリブの一端側に定着され、前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するように構成され、前記アーチリブの他端部からの水平力を受けることが可能な第２タイ材と、
を具備してなることを特徴とする。
【００２４】
ここで、「前記いずれかの端部が前記固定部に対して水平方向へ僅かに移動」とは、前記いずれかの端部が前記アーチ支持部材の上部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに移動することによって前記固定部に対して僅かに前記フレーム軸方向へ移動する他に、前記アーチ支持部材の上部が前記固定部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに傾動することによって前記いずれかの端部が前記固定部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに移動することを含む。
【００２５】
請求項４に記載の発明特定事項によると、前記アーチリブに作用する鉛直荷重が大きくなると、前記アーチリブの両端部は前記フレーム軸方向へ拡がろうとする。この際、前記アーチリブの両端部のうち少なくともいずれかの端部は前記固定部に対して前記フレーム軸方向へ僅かに移動可能に構成されてあるため、前記第１タイ材によって前記アーチリブの一端部からの水平力を受けると共に、前記第２タイ材によって前記アーチリブの他端部からの水平力を受ける。これにより、前記アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせることができる。なお、前記アーチリブに作用する鉛直荷重には、例えば前記アーチリブの自重等が含まれる。
【００２６】
また、前記第１タイ材及び前記第２タイ材が前記アーチリブの直下の空間から外れた空間に位置するようにそれぞれ構成されているため、前記アーチリブの直下を前記第１タイ材及び前記第２タイ材と干渉することなく有効利用できる有効利用空間として、前記アーチリブの直下の空間を用いることができる。そのため、前記アーチフレーム構造を有効利用するには１本の前記アーチリブを具備すれば足り、前記アーチフレーム構造の軽量化を促進できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１から図４を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係わるアーチ橋の側面図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わるアーチ橋の平面図であって、図３は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿った図であって、図４は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った図である。
【００２９】
ここで、「前後」とは、図１及び図２において左右，図３及び図４において紙面に向かって表裏のことであって、「左右」とは、図１において紙面に向かって裏表，図２において上下，図３及び図４において左右のことであって、「上下」とは、図１，図３，図４において上下，図２において紙面に向かって表裏のことである。
【００３０】
本発明の実施の形態に係わるアーチ橋１は、地盤等の固定部３におけるフロント地点３ａとリア地点３ｂの間で歩行者又は車両が通行するための構築物であって、アーチ橋１の具体的な構成は、以下のようなる。
【００３１】
即ち、固定部３におけるフロント地点３ａ及びリア地点３ｂには一対のアーチ支持部材（支柱）５，７が基礎Ｆを介してそれぞれ立設されており、一対のアーチ支持部材５，７は水平な橋軸方向（本発明の実施の形態にあっては前後方向）に所定の径間をもって離隔してある。また、各アーチ支持部材５（７）は歩行者又は車両が出入り可能な出入り口５ｇ（７ｇ）をそれぞれ有している。
【００３２】
一方の（前寄りの）アーチ支持部材５の上部と他方の（後寄りの）アーチ支持部材７の上部にはアーチリブ９が架設されており、アーチリブ９の前端部はフロントゴム支承１１を介して一方のアーチ支持部材５の上部、換言すれば固定部３に対して前後方向へ僅かに移動可能に構成されてあって、同様に、アーチリブ９の他端部はリアゴム支承１３を介して他方のアーチ支持部材７の上部、換言すれば固定部３に対して前後方向へ僅かに移動可能に構成されている。なお、アーチリブ９の両端部は、ゴム支承１１，１３を介して前後方向へ僅かに移動可能に構成される代わりに、一対のアーチ支持部材５，７の前後方向へ僅かな傾動によって固定部３に対して前後方向へ僅かに移動可能に構成されるようにしてもよく、また、アーチリブ９の両端部（前端部及び後端部）の代わりにアーチリブ９のいずれかの端部（前端部或いは後端部）が固定部３に対して前後方向へ僅かに移動可能に構成されるようにしてもよい。
【００３３】
アーチリブ９の直下には橋床１５が金属製の複数の吊り材１７によって吊すように設けられている。なお、吊り材１７は、略逆Ｖ字形状に構成されてあるが、略Ｕ字形状に構成されてもよく、また、金属製の吊り材１７を用いる代わりに、ロープ又はケーブルからなる吊り材を用いてもよい。
【００３４】
アーチリブ９の前端部には回転自在なフロント滑車１９が備えられ、このフロント滑車１９にはケーブルからなる第１タイ材２１の中間部分が掛け回されてあって、第１タイ材２１の両端部はそれぞれ第１アンカーレッジ２３を介して固定部３におけるアーチリブ９の後端側に定着されている。ここで、第１タイ材２１は、アーチリブ９の前端部から水平力を受けることが可能であって、図２に示されているように、アーチリブ９の直下の空間から外れた空間に位置するように構成されている。なお、１本の第１タイ材２１の中間部分をフロント滑車１９に掛け回すことによって１本の第１タイ材２１の中間部分とアーチリブ９の前端部が連結されるようにする代わりに、複数の第１タイ材の一端部をアーチリブ９の前端部に直接連結されるようにしてもよい。
【００３５】
同様に、アーチリブ９の後端部には回転自在なリア滑車２５が備えられ、このリア滑車２５にはケーブルからなる第２タイ材２７の中間部分が掛け回されてあって、第２タイ材２５の両端部はそれぞれ第２アンカーレッジ２９を介して固定部３におけるアーチリブ９の前端側に定着されている。ここで、第２タイ材２７は、アーチリブ９の後端部から水平力を受けることが可能であって、図２に示されるように、アーチリブ９の直下の空間から外れた空間に位置するように構成されている。なお、１本の第２タイ材２７の中間部分をリア滑車２５に掛け回すことによって１本の第２タイ材２７の中間部分とアーチリブ９の後端部が連結されるようにする代わりに、複数の第２タイ材２７の一端部をアーチリブ９の後端部に直接連結されるようにしてもよい。
【００３６】
更に、各吊り材１７の左部及び右部にはそれぞれ第１タイ材２１及び第２タイ材２７が貫通可能な複数の貫通孔３１が形成されている。なお、第１タイ材２１及び第２タイ材２７が吊り材１７と干渉しないように構成された場合には、吊り材１７に貫通孔３１が形成される必要はない。
【００３７】
前述の構成に基づいて、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００３８】
アーチリブ９に作用する鉛直荷重が大きくなると、アーチリブ９の両端部は前後方向へ拡がろうとする。この際、アーチリブ９の両端部は固定部３に対して前後方向へ僅かに移動可能に構成されてあるため、第１タイ材２１によってアーチリブ９の前端部からの水平力を受けると共に、第２タイ材２５によってアーチリブ９の後端部からの水平力を受ける。これにより、アーチリブ９の両端部に鉛直反力のみを生じさせることができる。なお、アーチリブ９に作用する鉛直荷重には、例えばアーチリブ９の自重、橋床１５の重量、歩行者又は車両の重量等が含まれる。
【００３９】
また、アーチリブ９の直下に橋床１５が吊すように設けられ、第１タイ材２１及び第２タイ材２７がアーチリブ９の直下の空間から外れた空間に位置するようにそれぞれ構成されているため、アーチリブ９の直下を歩行者又は車両が第１タイ材２１及び第２タイ材２７と干渉することなく通行できる通行空間として、アーチリブ９の直下の空間を用いることができる。そのため、アーチ橋１を橋として機能させるのには１本のアーチリブ９を具備すれば足り、アーチ橋１の軽量化を促進できる。
【００４０】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、アーチリブ９の両端部に鉛直反力のみを生じさせつつ、アーチ橋１の軽量化を促進できるため、アーチ橋１の前後方向（前記橋軸方向）の長さが増大した場合でも、アーチ橋１の基礎Ｆの簡易化を図ることができる共に、基礎工事を含めてアーチ橋１の架設工事の長期化及び高コスト化を十分に抑制することができる。
【００４１】
本発明は、前述の発明の実施の形態に限るものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。
【００４２】
即ち、アーチ橋１の全ての構成要素うち、一対のアーチ支持部材５，７と、アーチリブ９と、フロントゴム支承１１と、リアゴム支承１３と、フロント滑車１９と、第１タイ材２１と、第１アンカーレッジ２３と、リア滑車２５と、第２タイ材２７と、第２アンカーレッジ２９とを具備することによってアーチフレーム構造を構成し、このアーチフレーム構造をアーチ橋１以外に例えば屋根等の一般建築物に適用することにより、前述の作用効果と同様の作用効果を奏することが可能である。更に、前記アーチフレーム構造から一対のアーチ支持部材５，７を省略しても差し支えない。なお、前記アーチフレーム構造のフレーム軸方向は、アーチ橋１の前記橋軸方向に相当する。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、前記アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせつつ、前記アーチ橋の軽量化を促進できるため、前記アーチ橋の前記橋軸方向の長さの増大した場合でも、前記アーチ橋の基礎の簡易化を図ることができる共に、基礎工事を含めて前記アーチ橋の架設工事の長期化及び高コスト化を十分に抑制することができる。
【００４４】
請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、前記アーチリブの両端部に鉛直反力のみを生じさせつつ、前記アーチフレーム構造の軽量化を促進できるため、前記アーチフレーム構造の長さが増大した場合でも、前記アーチフレーム構造の土台（基礎を含む）の簡易化を図ることができる共に、土台工事を含めて前記アーチフレーム構造の架設工事の長期化及び高コスト化を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるアーチ橋の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるアーチ橋の平面図である。
【図３】図１におけるＩ−Ｉ線に沿った図である。
【図４】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った図である。
【符号の説明】
１      アーチ橋
３      固定部
５      アーチ支持部材
７      アーチ支持部材
９      アーチリブ
１５      橋床
２１      第１タイ材
２５      第２タイ材
【図１】
2004232296.tif 000003
【図２】
2004232296.tif 000004
【図３】
2004232296.tif 000005
【図４】
2004232296.tif 000006