(57)【要約】【課題】社会的、経済的な損失を抑えながら、優れた耐震性能を備える橋梁を構築することを課題としている。【解決手段】上部に平滑面１ａを有する基礎１を地上に設置し、平滑面１ａから先端を上方に突き出すようにして各曲げ降伏型ダンパ５を立設し、別個に作業ヤードにて製作した脚部２Ａの下端面に同じく平滑な滑り面２ａを設けるとともに、該滑り面２ａの各凹部２ｂ内に各曲げ降伏型ダンパ５の先端を挿入するように滑り面２ａを平滑面１ａに載せることで、脚部２Ａを基礎１上に立設する橋梁の耐震構造及びその施工方法を採用した。【選択図】　　　図１
2004076367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に平滑面が設けられた基礎と、
前記平滑面から先端が上方に突き出すように立設された曲げ降伏型ダンパと、下端面に平滑な滑り面が設けられるとともに該滑り面に前記曲げ降伏型ダンパの先端が挿入される凹部を有し、該滑り面を前記平滑面に載せるようにして前記基礎上に立設された脚部とを備える
ことを特徴とする橋梁の耐震構造。
【請求項２】
前記滑り面または前記平滑面のいずれか一方または双方に低摩擦部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁の耐震構造。
【請求項３】
前記曲げ降伏型ダンパが、前記基礎を地盤に固定する杭に一体化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の橋梁の耐震構造。
【請求項４】
前記曲げ降伏型ダンパを前記脚部に係止する係止部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の橋梁の耐震構造。
【請求項５】
上部に平滑面を有する基礎を地上に設置し、
前記平滑面から先端が上方に突き出すようにして曲げ降伏型ダンパを立設し、別個に作業ヤードにて製作した橋梁の脚部の下端面に同じく平滑な滑り面を設けるとともに、該滑り面に前記曲げ降伏型ダンパの先端が挿入される凹部を設けておき、
前記滑り面を前記平滑面に載せ、前記凹部に前記曲げ降伏型ダンパを挿入するようにして前記脚部を前記基礎上に立設する
ことを特徴とする橋梁の施工方法。
【請求項６】
前記基礎をも別個に作業ヤードにて製作することを特徴とする請求項５に記載の橋梁の施工方法。
【請求項７】
脚部内に、あらかじめ杭を内蔵しておくことで、杭の打設作業を、脚部の施工後に行うことを特徴とする橋梁の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁の耐震構造およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば交通量の多い幹線道路等において、渋滞の激しい交差点を立体化する工事は過去にも行われてきたが、従来のこのような立体交差の整備事業は、工事自体の施工費をなるべく安価に抑えることを第一に考えており、工事期間中の幹線道路やその周辺地域の交通渋滞およびそれに伴う都市機能の停滞、工期の長期化に伴う周辺環境の悪化等によって発生する社会的、経済的な損失については一切考慮されていなかった。
【０００３】
近年、こういった二次的な損失も含めて総合的に社会基盤の整備事業を評価しようという提案がなされている。その提案とは、上記のような社会的、経済的な損失を金額に換算し、工事自体の施工費と合わせて整備事業の支出とし、その支出額によって整備事業の是非を問うとするものであり、従来型の整備事業の在り方に一石を投じる試みとして注目を集めている。
【０００４】
立体交差の整備事業において周辺地域に最も影響を与えるのは、いうまでもなく工事による交通渋滞である。工事のために道路の閉鎖や一部車線の通行規制が長期化すれば、工事区域とその周辺地域の交通量が低下して周辺住民の移動が妨げられるだけでなく、物資の流通が停滞して需要と供給のバランスが崩れる等、直接的、間接的に多大な損失が発生することは想像に難しくない。さらに、工事が長引き、渋滞が増えることで自動車の排気ガスによる環境汚染が起こることも十分予想される。
このようなことから、上記のような社会的、経済的な損失をできるかぎり抑えるために最も有効な手だてとは、如何に工期を短くするか、もしくはたとえ全体の工期は長くなっても道路の閉鎖や一部車線の通行規制を如何に最小限に抑えるか、ということである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
今後の立体交差の整備事業では、上記のような社会的、経済的な損失の抑制という大命題とともに、より高度な地震対策が求められている。よく知られるように、数年前に起きた阪神大震災では、高架道路が倒壊して多くの被害を生んだ。これが教訓となって、今後施工される橋梁（高架道路）には、優れた耐震性能が必要とされているのである。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、社会的、経済的な損失を抑えながら、優れた耐震性能を備える橋梁を構築することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載の橋梁の耐震構造は、上部に平滑面が設けられた基礎と、前記平滑面から先端が上方に突き出すように立設された曲げ降伏型ダンパと、下端面に平滑な滑り面が設けられるとともに該滑り面に前記曲げ降伏型ダンパの先端が挿入される凹部を有し、該滑り面を前記平滑面に載せるようにして前記基礎上に立設された脚部とを備えることを特徴とする。
上記請求項１に記載の橋梁の耐震構造によれば、橋梁に水平方向の地震力が作用すると、脚部は、基礎と縁切りされているために基礎に対して水平方向に移動しようとするが、脚部の凹部には、基礎から突出した曲げ降伏型ダンパを挿入されている。そのため、地震の規模が小さく曲げ降伏型ダンパが塑性変形をするに至らなければ、脚部は基礎に対して剛に固定され、地震の規模が大きければ、曲げ降伏型ダンパが塑性変形して地震のエネルギーを吸収し、橋梁に作用する地震力が減衰される。
また、この耐震構造における脚部は、設置後においても、実質的に基礎と分離した独立構造であるため、脚部を別個に作業ヤード（工場など、現場以外の場所）で予め製造しておくとともに、現場に運んで基礎上に載置するという据え付け工法を採用可能としている。
【０００８】
請求項２に記載の橋梁の耐震構造は、請求項１に記載の橋梁の耐震構造において、前記滑り面または前記平滑面のいずれか一方または双方に低摩擦部材が配設されていることを特徴とする。
上記請求項２に記載の橋梁の耐震構造によれば、低摩擦部材の配置により、平滑面及び滑り面間に生じる摩擦力をより低減させることができるようになる。これにより、脚部の揺れを減衰させる構成要素である、前記摩擦力と、曲げ降伏型ダンパによるエネルギー吸収力のうち、前記摩擦力の方を極めて小さくすることができるようになる。
【０００９】
請求項３に記載の橋梁の耐震構造は、請求項１または請求項２に記載の橋梁の耐震構造において、前記曲げ降伏型ダンパが、前記基礎を地盤に固定する杭に一体化されていることを特徴とする。
上記請求項３に記載の橋梁の耐震構造によれば、地盤に杭を設置する作業を行うことにより、同時に、曲げ降伏型ダンパの設置作業が完了する。
【００１０】
請求項４に記載の橋梁の耐震構造は、請求項３に記載の橋梁の耐震構造において、前記曲げ降伏型ダンパを前記脚部に係止する係止部が設けられていることを特徴とする。
上記請求項４に記載の橋梁の耐震構造によれば、橋梁に揺れが生じた場合、脚部が、係止部を介して杭に連結されているため、脚部の転倒を防ぐことができる。
【００１１】
請求項５に記載の橋梁の施工方法は、上部に平滑面を有する基礎を地上に設置し、前記平滑面から先端が上方に突き出すようにして曲げ降伏型ダンパを立設し、別個に作業ヤードにて製作した橋梁の脚部の下端面に同じく平滑な滑り面を設けるとともに、該滑り面に前記曲げ降伏型ダンパの先端が挿入される凹部を設けておき、前記滑り面を前記平滑面に載せ、前記凹部に前記曲げ降伏型ダンパを挿入するようにして前記脚部を前記基礎上に立設することを特徴とする。
上記請求項５に記載の橋梁の施工方法によれば、この施工方法で据え付けられた橋梁に対して水平方向の地震力が作用すると、脚部は、基礎と縁切りされているために基礎に対して水平方向に移動しようとするが、脚部の凹部には、基礎から突出した曲げ降伏型ダンパが挿入されている。そのため、地震の規模が小さく曲げ降伏型ダンパが塑性変形をするに至らなければ、脚部は基礎に対して剛に固定され、地震の規模が大きければ、曲げ降伏型ダンパが塑性変形して地震のエネルギーを吸収し、橋梁に作用する地震力が減衰される。
【００１２】
請求項６に記載の橋梁の施工方法は、請求項５に記載の橋梁の施工方法において、前記基礎をも別個に作業ヤードにて製作することを特徴とする。
上記請求項６に記載の橋梁の施工方法によれば、脚部に加えて、基礎の製造も、作業ヤード（工場など、現場以外の場所）で予め製造しておくとともに、現場に運んで据え付けるものであるため、現場で基礎を製造せずに済む。
【００１３】
請求項７に記載の橋梁の施工方法は、脚部内に、あらかじめ杭を内蔵しておくことで、杭の打設作業を、脚部の施工後に行うことを特徴とする。
上記請求項７に記載の橋梁の施工方法によれば、杭の打設工事中の交通規制がなくなるとともに、立体交差道路を早く完成させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の橋梁の耐震構造およびその施工方法の一実施形態を、図１から図４を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。なお、図１における橋軸は、紙面垂直方向であり、図２における橋軸は、紙面左右方向である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の橋梁は、地上に上面が露出するように埋設された基礎１と、該基礎１上に立設された脚部２Ａと、この脚部２Ａ上に架設された床板４と、基礎１を地盤に固定する４本の曲げ降伏型ダンパ５とを備えた概略構成をなしている。脚部２Ａは、基礎１上に立設された４本の橋脚２と、これら橋脚２によって支持された主桁３を有するラーメン橋脚である。
【００１６】
そして、これら構成要素のうち、上部に平滑面１ａが形成された基礎１と、下端面に平滑な滑り面２ａが形成され、この滑り面２ａを平滑面１ａに載せるようにして基礎１上に立設された脚部２Ａと、基礎１と脚部２Ａとの間に架設された各曲げ降伏型ダンパ５とで、前記耐震構造が構成されている。
【００１７】
基礎１は、鋼板からなる平板形状の下フーチング６及び上フーチング７と、これらの間に挟み込まれる浮き材８とを備えている。下フーチング６及び上フーチング７は、互いに平行をなすように配置されており、内部に空洞１０を有する躯体をなしている。そして、この躯体の空洞１０内に、自らの躯体よりも単位体積当たりの重量が軽い前記浮き材８が詰め込まれている。この浮き材８としては、例えば発泡スチロール（ＥＰＳ）などの軽量素材が好適に用いられる。この浮き材８によれば、前記躯体をコンクリートからなる中実構造にする場合に比較して、基礎１の大幅な軽量化に貢献すると同時に、上フーチング７に対して加わる圧縮荷重を強固に支持して、上フーチング７の変形を防げるようになっている。
なお、この浮き材８を省いて前記躯体内を完全に空洞化する構成も、採用可能である。この場合、上フーチング７の変形を防ぐために、前記空洞内に補強部材（図示せず）を設けることが好ましい。
【００１８】
前記各橋脚２は、実質的に主桁３と一体構造をなしており、地震などによる外力が作用した場合に、一体となって、前記平滑面１ａ上を水平方向に滑るようになっている。
なお、脚部２Ａの各橋脚２の各下端面に、低摩擦部材（図示せず）を貼り付けるものとしても良い。この低摩擦部材としては、各滑り面２ａと平滑面１ａとの間における摩擦抵抗を極力低減できるものであれば良く、例えば、テフロン（登録商標）材などが好適に用いられる。また、この低摩擦部材は、基礎１の上面側に設けても良いし、さらには、脚部２Ａの各下端面と基礎１の上面の双方に設けても良い。
このような低摩擦部材を備えた場合には、脚部２Ａの揺れを減衰させる要素である、脚部２Ａ及び基礎１間の摩擦力と、曲げ降伏型ダンパ５の減衰力のうち、前記摩擦力の占める割合を減らすことができる。したがって、曲げ降伏型ダンパ５の調整のみで、脚部２Ａの揺れの減衰を容易に制御することが可能となる。
【００１９】
また、脚部２Ａの各橋脚２の下部には、ジャッキアップ装置（図示略）がそれぞれ設けられている。これらジャッキアップ装置は、橋梁の据え付け後に、地盤沈下による基礎１の沈みを吸収すべく、脚部２Ａの持ち上げを可能としている。
【００２０】
前記各曲げ降伏型ダンパ５は、基礎１の４箇所に形成された貫通孔１Ａを上下方向に貫くように挿入されている。そして、これら曲げ降伏型ダンパ５の下端部分は、基礎１の下面を貫いて下方に突出しており、地中に差し込まれている。したがって、地震により基礎１が水平方向に揺れようとした場合、これら曲げ降伏型ダンパ５の表面と地中との接触部分における摩擦と、基礎１の下面と地面との接触部分における摩擦とが抵抗になり、揺れを減衰させることが可能となっている。
【００２１】
また、各曲げ降伏型ダンパ５の上端部分（先端）は、基礎１の上面から鉛直方向上方に向かって突き出しており、各橋脚２の滑り面２ａに形成された凹部２ｂ内に挿入されている。これら曲げ降伏型ダンパ５の上端部分と凹部２ｂの詳細について、図３及び図４を参照しながら以下に説明する。
【００２２】
同図に示すように、曲げ降伏型ダンパ５は、基礎１及び地盤に差し込まれる短杭部５ａと、該短杭部５ａの上端に同軸に接続された耐震ダンパ部５ｂと、該耐震ダンパ部５ｂの上部に同軸に接続された雄ねじ部５ｃとを備えて構成されている。したがって、この曲げ降伏型ダンパ５は、耐震ダンパ部５ｂによるダンパ機能と、短杭部５ａによる、基礎１を地盤に固定する杭としての機能とが一体化されている。
【００２３】
前記凹部２ｂには、前記滑り面２ａを下面とするように橋脚２の下端に固定された下板１１と、該下板１１の上方に、複数枚のリブ１２により支持固定された上板１３とが配置されている。そして、下板１１及び上板１３の各中央位置には、貫通孔がそれぞれ形成されており、曲げ降伏型ダンパ５の上端部分が挿入されるようになっている。そして、上板１３の貫通孔を貫く前記雄ねじ部５ｃに対し、座金１４を取り付けた上でナット１５が螺着されている。これら座金１４及びナット１５は、上板１３の上面に当接しており、前記雄ねじ部５ｃと共に、曲げ降伏型ダンパ５を橋脚２に係止するための係止部をなしている。
【００２４】
耐震ダンパ部５ｂは、図示を省略するが、複数枚のゴム板を縦方向に積層し、その中央部に、上下方向に鉛棒を貫通させて一体化したものであり、水平方向の剪断力を受けて変形した場合に、元の形状に戻ろうとする復元力を有している。
【００２５】
したがって、脚部２Ａが、図１及び図２の白矢印に示す橋軸方向または橋軸に垂直な方向に水平移動した場合には、曲げ降伏型ダンパ５における耐震ダンパ部５ｂの復元力によって脚部２Ａを元の位置に復帰させるべく、揺れを減衰させるものとなっている。しかも、この曲げ降伏型ダンパ５は、前記係止部によって橋脚２に係止されているので、橋梁に揺れが生じた場合の脚部２Ａの転倒を防げるようになっている。
【００２６】
また、脚部内に、あらかじめ杭を収納（内蔵）しておくことで、杭の打設作業を、脚部の施工後に行う方法を採用することも可能であって、杭の打設工事中の交通規制がなくなるとともに、立体交差道路を早く完成させることができる。
【００２７】
以上説明の構成を有する橋梁の耐震構造の動作について、以下に説明する。
地震の発生により、水平方向の地震力が脚部２Ａに加わると、平滑面１ａに対して各滑り面２ａが滑るため、基礎１に対する脚部２Ａの相対的な水平方向位置が変化しようとする。
しかし、脚部２Ａの各凹部２ｂには、基礎１から突出した各曲げ降伏型ダンパ５が挿入されている。そのため、地震の規模が小さく各曲げ降伏型ダンパ５が塑性変形をするに至らなければ、脚部２Ａは基礎１に対して剛に固定され、地震の規模が大きければ、各曲げ降伏型ダンパ５が塑性変形して地震のエネルギーを吸収し、橋梁に作用する地震力が減衰される。
【００２８】
次に、以上説明の橋梁の耐震構造の施工方法について、以下に説明する。
まず、例えば工場（作業ヤード）において、基礎１及び脚部２Ａのそれぞれを、予め別個に製造しておく。このようにして製造された基礎１の上部には前記平滑面１ａが形成され、また、脚部２Ａの下端面には前記滑り面２ａが形成されている。
そして、これらを、橋梁を据え付ける現場まで搬送し、まず、基礎１を、その平滑面１ａが露出するように埋設し、基礎１の平滑面１ａから上端部分（先端）が上方に突き出るようにして各曲げ降伏型ダンパ５を立設する。その後、各滑り面２ａを平滑面１ａに載せるようにして、脚部２Ａを基礎１上に立設する。この時、前記各凹部２ｂ内に対応する箇所の曲げ降伏型ダンパ５を挿入する。そして、曲げ降伏型ダンパ５の雄ねじ部５ｃにワッシャ１４を嵌め込んだ後、ナット１５を螺着させてしっかりと締め付け固定する。
【００２９】
以上説明の構成を有する、本実施形態の橋梁の耐震構造と、その施工方法によれば、各曲げ降伏型ダンパ５による地震のエネルギー吸収により、脚部２Ａの揺れを確実に抑制することができるので、優れた耐震性能を確保することが可能となる。
なおかつ、本実施形態の橋梁の耐震構造と、その施工方法によれば、基礎１及び脚部２Ａの製造を現場で行わずに済むので、道路の閉鎖や一部車線の通行規制など、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることも可能としている。さらには、現場での作業は、出来上がった基礎１及び脚部２Ａを据え付けるだけですむので、工期を大幅に短縮することができ、この点からも、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることに貢献している。
【００３０】
なお、本実施形態では、曲げ降伏型ダンパ５の本数としては、４本に限らず、橋脚２の本数に合わせて２本または５本以上用いる構成も、勿論採用可能である。
また、脚部内に、あらかじめ杭を収納（内蔵）しておくことで、杭の打設作業を、脚部の施工後に行うことも可能であって、杭の打設工事中の交通規制がなくなるとともに、立体交差道路を早く完成（工期短縮）させることができる
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の橋梁の耐震構造は、平滑面を有する基礎と、平滑面から突き出た曲げ降伏型ダンパと、該曲げ降伏型ダンパが挿入される凹部が形成された滑り面を有し、基礎上に立設される脚部とを備える構成を採用した。この構成によれば、曲げ降伏型ダンパによる地震のエネルギー吸収により、脚部の揺れを確実に抑制することができるので、優れた耐震性能を確保することが可能となる。
なおかつ、本発明の耐震構造によれば、脚部の製造を現場で行わずに済むので、道路の閉鎖や一部車線の通行規制など、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることも可能としている。さらには、現場での作業は、出来上がった脚部を据え付けるだけですむので、工期を大幅に短縮することができ、この点からも、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることに貢献している。
【００３２】
また、請求項２に記載の橋梁の耐震構造は、前記滑り面または前記平滑面のいずれか一方または双方に低摩擦部材を配設する構成を採用した。この構成によれば、脚部の揺れを減衰させる構成要素である、平滑面及び滑り面間の摩擦力と、曲げ降伏型ダンパによるエネルギー吸収力のうち、前記摩擦力の占める割合を減らすことができる。したがって、曲げ降伏型ダンパの調整のみで、脚部の揺れの減衰を容易に制御することが可能となる。
【００３３】
また、請求項３に記載の橋梁の耐震構造は、曲げ降伏型ダンパを杭と一体化する構成を採用した。この構成によれば、曲げ降伏ダンパを単独で設置する作業を省くことができるので、工期の更なる短縮化を達成することが可能となる。
【００３４】
また、請求項４に記載の橋梁の耐震構造は、曲げ降伏型ダンパを脚部に係止する係止部を備える構成を採用した。この構成によれば、脚部の転倒を防ぐことができるため、脚部の揺れをより確実に抑制することができ、さらに優れた耐震性能を確保することが可能となる。
【００３５】
また、請求項５に記載の橋梁の施工方法は、平滑面を有する基礎を設置し、平滑面から突き出すように曲げ降伏型ダンパを立設し、別個に作業ヤードにて製作した脚部の滑り面に凹部を設けておき、この凹部に曲げ降伏型ダンパを挿入するように脚部を基礎上に立設する方法を採用した。この方法によれば、曲げ降伏型ダンパによる地震のエネルギー吸収により、脚部の揺れを確実に抑制することができるので、優れた耐震性能を確保することが可能となる。
なおかつ、本発明の耐震構造によれば、脚部の製造を現場で行わずに済むので、道路の閉鎖や一部車線の通行規制など、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることも可能としている。さらには、現場での作業は、出来上がった脚部を据え付けるだけですむので、工期を大幅に短縮することができ、この点からも、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることに貢献している。
【００３６】
また、請求項６に記載の橋梁の施工方法は、基礎をも別個に作業ヤードで製作する方法を採用した。この方法によれば、脚部に加えて、基礎の製造も現場で行わずに済むようになるので、道路の閉鎖や一部車線の通行規制など、社会的、経済的な損失をより抑えることが可能となる。
【００３７】
また、請求項７に記載の橋梁の施工方法は、脚部内に、あらかじめ杭を収納（内蔵）しておくことで、杭の打設作業を、脚部の施工後に行う方法を採用した。この橋梁の施工方法によれば、杭の打設工事中の交通規制がなくなるとともに、立体交差道路を早く完成させることができる。したがって、杭の打設により、脚部の揺れを確実に抑制することができるので、優れた耐震性能を確保することが可能となる上に、道路の閉鎖や一部車線の通行規制など、社会的、経済的な損失を最小限に抑えることも可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の橋梁の耐震構造の一実施形態を示す図であって、図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図２】同橋梁の耐震構造を示す図であって、図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】同橋梁の耐震構造の要部を示す図であって、図１のＣ部拡大図である。
【図４】同橋梁の耐震構造の同要部を示す図であって、図３のＤ−Ｄ矢視図である。
【符号の説明】
１・・・基礎
１ａ・・・平滑面
２ａ・・・滑り面
２ｂ・・・凹部
２Ａ・・・脚部
５・・・曲げ降伏型ダンパ
５ａ・・・短杭部（杭）
５ｃ・・・雄ねじ部（係止部）
１５・・・ナット（係止部）
【図１】
2004076367.tif 000003
【図２】
2004076367.tif 000004
【図３】
2004076367.tif 000005
【図４】
2004076367.tif 000006