(57)【要約】【課題】本発明は、施工性が良く、低コストでラーメン高架橋の耐震性能を保持する高架橋の制震構造を提供する。【解決手段】ラーメン高架橋１には、第２の板材１３が、他方の面１３ｂを橋軸直角方向に向けるようにして、橋脚３の所定高さ３ａの側面に固定され、第１の板材１２が、第２の板材１３の一方の面１３ａに面どうしを向かい合わせて鉛直方向に立設するように配され、一方の端部１２ａを上部工７の下端部に固着される。両者の隙間には、粘弾性体１４が充填されて、制震装置１１が構成される。また、橋脚３の上端部から所定高さ３ａの上部近傍に至る主筋５ａには捩り鉄筋が用いられており、棒鋼を主筋５ｂに用いている所定高さ３ａの上部近傍から下端部に至る橋脚３に比べて曲げ剛性を小さく成形されて、制震装置１１が配される橋脚３の所定高さ３ａの上部近傍に、塑性ヒンジを誘導している。【選択図】　図１
2004027730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋軸直角方向の変形を自在とするように配置された制震装置が、ラーメン高架橋の上部工の下端部と、鉄筋コンクリート造よりなる橋脚の所定高さの側面とを連結するように設けられており、
前記橋脚が、上端部から前記所定高さの上部近傍に至る主筋に、ねじり鉄筋を用いることを特徴とするラーメン高架橋の制震構造。
【請求項２】
請求項１に記載のラーメン高架橋の制震構造であって、
前記制震装置が、面どうしを向かい合わせて平行に配される第１の板材及び第２の板材と、該第１の板材及び第２の板材に挟まれるように配置される粘弾性体を備えてなり、
第１の板材が、面を橋軸直角方向に向けて鉛直軸方向に立設するように配され、前記上部工の下端部に一方の端部を固着されるとともに、
第２の板材が、前記橋脚の所定高さの側面で、前記第１の板材の他方の端部近傍の面と平行となるように固着されることを特徴とするラーメン高架橋の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中梁を設けることなく、ラーメン高架橋の耐震性能を保持する高架橋の制震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ラーメン高架橋１は、橋脚３どうしを地中梁によって連結することにより、耐震性能を保持している。しかし、地中梁を設ける際には、橋脚の建設に加えて、橋脚周辺の地盤を掘削する必要があるため、工期の長期化やコストの増大化等の問題が生じる。
そこで、地中梁を無くすことを目的に、図３に示すように、前記ラーメン高架橋１に対して、橋軸直角方向の変形を自在とする方向で、橋脚３と橋脚３により支持されている上部工７とを連結するように制震装置１１を配置し、地震時のエネルギーを吸収する制震構造が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような制震装置１１を備えたラーメン高架橋１の代表的な横断面に対して、地中梁の有無、制震装置の有無をパラメータとして地震応答解析を実施したところ、図４に示すような最大変形図が得られ、何れの場合においても橋脚３の上部で曲げ曲率が増大することが分かった。ところで、前記制震装置１１は、曲げ曲率の大きい部位に設置することにより、より制震効果を発揮することとなるが、図４でも分かるように、制震装置１１を設けたラーメン高架橋１の橋脚３は、他に比べて曲げ曲率が小さく制震装置１１の機能を十分に生かせていない様子が分かる。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、施工性が良く、低コストでラーメン高架橋の耐震性能を保持する高架橋の制震構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のラーメン高架橋の制震構造は、橋軸直角方向の変形を自在とするように配置された制震装置が、ラーメン高架橋の上部工の下端部と、鉄筋コンクリート造よりなる橋脚の所定高さの側面とを連結するように設けられており、前記橋脚が、上端部から前記所定高さの上部近傍に至る主筋に、ねじり鉄筋を用いることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載のラーメン高架橋の制震構造は、前記制震装置が、面どうしを向かい合わせて平行に配される第１の板材及び第２の板材と、該第１の板材及び第２の板材に挟まれるように配置される粘弾性体を備えてなり、第１の板材が、面を橋軸直角方向に向けて鉛直軸方向に立設するように配され、前記上部工の下端部に一方の端部を固着されるとともに、第２の板材が、前記橋脚の所定高さの側面で、前記第１の板材の他方の端部近傍の面と平行となるように固着されることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のラーメン高架橋の制震構造について、図１及び図２を用いて詳述する。本発明は、ラーメン高架橋を構成する橋脚の上部に、曲げ剛性の低い部位を形成し、この部位の側面に高架橋を構成する上部工と連結した制震装置を設けることで、制震機能の効率化を図るものである。
【０００８】
図１に示すように、ラーメン高架橋１は、支持杭４及び橋脚３を備える下部工２と、床版８、主桁９及び横桁１０を備える上部工７により構成されている。前記橋脚３は、図２に示すように、主筋５ａ、主筋５ｂ及び帯筋５ｃと、コンクリート６よりなる鉄筋コンクリート造により構成されている。
また、該橋脚３を支持する支持杭４は、橋脚３と同様の鉄筋コンクリート造もしくはコンクリート充填鋼管造等により構成されており、前記橋脚３が支持杭４と同軸状に配されて、両者は剛に接合されている。このように、下部工２は、支持杭４に橋脚３が直接支持されるのみの構成で、橋脚３を連結する地中梁は設けられていない。
【０００９】
一方、図１に示すように、上部工７に備えられた主桁９及び横桁１０は、主桁９が橋軸方向に所定の距離を持って並列配置されている橋脚３どうしを連結するとともに、横桁１０が橋軸直角方向に所定の距離を持って対をなして配置されている橋脚３どうしを連結している。これらは、ともに橋脚３の上端部に配置されており、橋脚３を構成する主筋５ａが上方に突出するように設けられて、この突出した主筋５ａを内方に納めるようにして、鉄筋コンクリート造の主桁９及び横桁１０を構築することにより、前記橋脚３と主桁９及び横桁１０とは剛に接合される。このような構成の主桁９及び横桁１０に支持されるように、床版８が配置されて上部工７が構成されることとなる。
【００１０】
ところで、ここで用いる橋脚３は、図２に示すように、上端部から所定高さ３ａの上部近傍に至る主筋５ａには、捩り鉄筋が設けられており、棒鋼よりなる主筋５ｂを備えた所定高さ３ａの上部近傍から下端部に至る橋脚３の本体に比べて曲げ剛性を小さくするように成形されている。これは、後に制震装置１１が設けられる所定高さ３ａの上部近傍に塑性ヒンジを誘導することを目的に施すもので、上部工７に橋軸直角方向の地震力が作用すると、該所定高さ３ａの上部近傍において、棒鋼よりなる主筋５ｂから捩り鉄筋よりなる主筋５ａに変化する部位に応力が集中して塑性ヒンジを誘導でき、橋脚３の所定高さ３ａ近傍の曲げ曲率が増大するものである。
なお、橋脚３の主筋５ａ及び主筋５ｂは、例えば２本１組の構成とし、所定高さ３ａの上部近傍から下端部に至る主筋５ｂではこれらを直線上に配置し、所定高さ３ａの上部近傍から上端部に至る主筋５ａには、この２本の鉄筋を編み合わせることにより捩り鉄筋を構成する等が考えられる。このように、主筋５ａ及び主筋５ｂの本数やその配置構成等は、こだわるものではなく、主筋５ａが、主筋５ｂに比べて曲げ剛性の小さい捩り鉄筋に形成されれば、何れを用いても良い。
【００１１】
上述する鉄筋コンクリート造のラーメン高架橋１には、地震が発生した際に橋軸直角方向に作用する水平力に対応する制震装置１１が備えられている。本実施の形態で用いる制震装置１１は、図２に示すように、第１の板材１２と、第２の板材１３と、粘弾性体１４により構成されており、第１の板材１２、及び第２の板材１３は、外力により容易に変形することのない剛性の高い鋼材等の板材によりなり、また、粘弾性体１４は、アスファルトや合成ゴム、アクリル樹脂、シリコーン等、減衰性能を有する材料が用いられている。これらは、第１の板材１２及び第２の板材１３が面どうしを向かい合わせて平行に配され、両者の隙間を充填するように粘弾性体１４が充填されることにより、制震装置１１が構成される。該制震装置１１は、地震等の発生により第１の板材１２及び第２の板材１３が面内で相対変位した際に、両者に挟まれた粘弾性体１４に生じる粘性抵抗力によって振動エネルギーを吸収するものである。
【００１２】
本実施の形態では、図１に示すように、前記第２の板材１３は、一方の面１３ａをラーメン高架橋１の橋軸直角方向に面を向けるようにして、橋脚３の所定高さ３ａの側面に他方の面１３ｂが固定手段を介して固定されている。また、第１の板材１２は、部材長が長く、上部工７の下端部から前記橋脚３の所定高さ３ａに達する長さを有しており、第２の板材１３に面どうしを向かい合わせるとともに、鉛直方向に立設するように配されて、一方の端部１２ａを上部工７を構成する主桁９の下端面に固着されている。これにより、第１の板材１２の他方の端部１２ｂ近傍の面と第２の板材１３の一方の面１３ａとが向かい合う構成となり、両者の隙間に前記粘弾性体１４を充填することにより、制震装置１１が構成される。
【００１３】
このように、本実施の形態では、橋脚３の上端部から前記制震装置１１の第２の板材１３を固定した所定高さ３ａの上部近傍に至る主筋５ａを捩り鉄筋とし、棒鋼よりなる主筋５ｂを備えた所定高さ３ａの上部近傍から下端部に至る橋脚３に比べて曲げ剛性の低い構成とした。これにより、地震等が発生してラーメン高架橋１の橋軸直角方向に水平力が作用した際には、橋脚３は棒鋼よりなる主筋５ｂから捩り鉄筋よりなる主筋５ａに変化する近傍において塑性ヒンジが発生し、橋脚３の所定高さ３ａ近傍の曲げ曲率が増大する。これにより、橋脚３は上部工７を支持する支持耐力は保持するものの、所定高さ３ａより上部の橋脚３は、上部工７に追従して変形し、これに伴い、曲げ曲率が増大した所定高さ３ａに設けられた前記制震装置１１は、第１の板材１２及び第２の板材１３も橋軸直角方向に面内で相対変位し、両者に挟まれた粘弾性体１４に粘性抵抗力が生じて、効果的に振動エネルギーを吸収し、ラーメン高架橋１の振動を減衰して安全性を確保するものである。
【００１４】
このような本実施の形態は、あくまでも一つの例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本実施の形態に限定されずにいかなる形態をも採用しうることは、言うまでもない。
【００１５】
上述する構成によれば、前記ラーメン高架橋１の橋脚３の上端部から所定高さ３ａの上部近傍に至る主筋５ａに捩り鉄筋を用いるとともに、該橋脚３の所定高さ３ａに、上部工７に連結された制震装置７を固定した。これにより、地震等の発生の際には、橋脚３の所定高さ３ａの上部近傍に塑性ヒンジを誘導でき、また塑性ヒンジの発生箇所近傍に制震装置１１が設けられる構成となるため、制震装置１１の制震性能を向上することが可能となり、地中梁を設けることなくラーメン高架橋１の耐震性能の向上を図ることが可能となるとともに、簡略な構成で施工性が良く、工期短縮、工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【００１６】
前記ラーメン高架橋１には、第１の板材１２と第２の板材１３と粘弾性体１４よりなる制震装置１１が用いられていることから、簡略な構成で施工性が良く工期短縮、工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１記載のラーメン高架橋の制震構造によれば、橋軸直角方向の変形を自在とするように配置された制震装置が、ラーメン高架橋の上部工の下端部と、鉄筋コンクリート造よりなる橋脚の所定高さの側面とを連結するように設けられており、前記橋脚が、上端部から前記所定高さの上部近傍に至る主筋に、ねじり鉄筋を用いることから、地震等の発生の際には、橋脚の所定高さの上部近傍に塑性ヒンジを誘導でき、また塑性ヒンジの発生箇所に制震装置が設けられる構成となるため、制震装置の制震性能を向上することが可能となり、地中梁を設けることなくラーメン高架橋の耐震性能の向上を図ることが可能となるとともに、簡略な構成で施工性が良く、工期短縮、工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【００１８】
請求項２記載のラーメン高架橋の制震構造によれば、前記制震装置が、面どうしを向かい合わせて平行に配される第１の板材及び第２の板材と、該第１の板材及び第２の板材に挟まれるように配置される粘弾性体を備えてなり、第１の板材が、面を橋軸直角方向に向けて鉛直軸方向に立設するように配され、前記上部工の下端部に一方の端部を固着されるとともに、第２の板材が、前記橋脚の所定高さの側面に、前記第１の板材の一方の端部近傍と平行となるように固着されることから、簡略な構成で施工性が良く工期短縮、工費削減に大きく寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラーメン高架橋の制震構造を示す図である。
【図２】本発明に係るラーメン高架橋の制震装置の取り付け部を示す図である。
【図３】従来のラーメン高架橋の制震構造を示す図である。
【図４】従来のラーメン高架橋に地震が発生した際の最大変形を示す図である。
【符号の説明】
１　ラーメン高架橋
２　下部工
３　橋脚
３ａ　所定高さ
４　支持杭
５ａ　主筋
５ｂ　主筋
５ｃ　帯筋
６　コンクリート
７　上部工
８　床版
９　主桁
１０　横桁
１１　制震装置
１２　第１の板材
１２ａ　一方の端部
１２ｂ　他方の端部
１３　第２の板材
１３ａ　一方の面
１３ｂ　他方の面
１４　粘弾性体
【図１】
2004027730.tif 000003
【図２】
2004027730.tif 000004
【図３】
2004027730.tif 000005
【図４】
2004027730.tif 000006