(57)【要約】【課題】大地震等の過大な外力が作用した場合でも、パイプライン及び下部構造に大きなダメージが加わることを回避することができるパイプラインの免震支持構造の設計方法を提供する。【解決手段】橋台等の下部構造３の上面に設置されてパイプライン１を支持する免震支持構造物２は、通常の荷重に対しては、過大な荷重が作用すると塑性変形することを許容されているとともに、その限界荷重がパイプライン１及び下部構造３の降伏荷重より低くなるように設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインの支持構造の設計方法であって、外力による通常の荷重に対しては支持構造が弾性変形内で固定支持するようにするとともに、外力による過大な荷重に対しては支持構造が塑性変形することを許容して、支持構造の塑性変形領域での靭性によって支持構造を保持させて外力のエネルギーを吸収させるようにすることを特徴とするパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【請求項２】
支持構造の靭性が限界となる荷重を支持構造の限界荷重と定め、該支持構造の限界荷重が支持構造以外の構造物の降伏荷重より低くなるようにすることを特徴とする請求項１に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【請求項３】
支持構造以外の構造物は、支持構造の下部構造及びパイプラインであることを特徴とする請求項２に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【請求項４】
支持構造が、前記支持構造の限界荷重より高い降伏荷重を有するアンカーボルトで下部構造に固定されるようにすることを特徴とする請求項３に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプラインの免震支持構造の設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインを敷設する際には、予め設計段階において、パイプラインの強度計算等を行い、その計算結果等から必要に応じて適切な個所にパイプラインを支持する支持構造を設けている。
【０００３】
その支持構造の一つとして、パイプラインが管軸方向に移動しないように固定支持する固定支持構造がある。従来、この固定支持構造は、強度計算等によって予測される荷重に弾性変形内で耐え得る支持構造として設計されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１８１２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の考え方で設計された固定支持構造では、地震等による外力が作用した場合に、パイプラインに局所的に荷重が集中する可能性がある。また、固定支持構造をそれによる大反力に耐え得る強固な支持構造とする必要がある。
【０００５】
さらに、固定支持構造物が設置されている下部構造（例えば、橋脚等）にも、固定支持構造物を介して荷重が伝達して下部構造を損傷する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、大地震等の過大な外力が作用した場合でも、パイプライン等に大きなダメージが加わることを回避することができるパイプラインの免震支持構造の設計方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００８】
［１］パイプラインの支持構造の設計方法であって、外力による通常の荷重に対しては支持構造が弾性変形内で固定支持するようにするとともに、外力による過大な荷重に対しては支持構造が塑性変形することを許容して、支持構造の塑性変形領域での靭性によって支持構造を保持させて外力のエネルギーを吸収させるようにすることを特徴とするパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【０００９】
［２］支持構造の靭性が限界となる荷重を支持構造の限界荷重と定め、該支持構造の限界荷重が支持構造以外の構造物の降伏荷重より低くなるようにすることを特徴とする前記［１］に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【００１０】
［３］支持構造以外の構造物は、支持構造の下部構造及びパイプラインであることを特徴とする前記［２］に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【００１１】
［４］支持構造が、前記支持構造の限界荷重より高い降伏荷重を有するアンカーボルトで下部構造に固定されるようにすることを特徴とする前記［３］に記載のパイプラインの免震支持構造の設計方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により設計されたパイプラインの免震支持構造は、通常の荷重に対しては弾性変形内で固定支持する固定支持構造として働くとともに、大地震等の外力による過大な荷重に対しては支持構造が塑性変形して外力のエネルギー等を吸収して、パイプライン等への反力の作用を緩和することで、パイプライン等に大きなダメージが加わることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るパイプラインの免震支持構造の設計方法における基本的考え方を、図１の模式図を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の免震支持構造を示すものであり、図１（ｂ）は、従来の固定支持構造を示すものである。
【００１４】
まず、図１（ｂ）に示す従来の固定支持構造では、橋台等の下部構造３の上面に設置されてパイプライン１を支持する固定支持構造物５１が、パイプライン１の管軸方向への移動を生じないように、予測される荷重に弾性変形内で耐え得る構造となっている。
【００１５】
したがって、大地震等による過大な荷重が固定支持構造物５１に入ると、同等の反力がパイプライン１に作用するため、局所的に大きな応力が発生する可能性がある。また、下部構造３にも同等の荷重が伝達されるため、下部構造３が損傷する可能性がある。
【００１６】
さらに、固定支持構造物５１が大変形した場合のことを想定していないので、もし、大地震等によって固定支持構造物５１が大変形するような状況になった際に、パイプライン１がどのような状態になってしまうのか不明であった。
【００１７】
これに対して、図１（ａ）に示す本発明の免震支持構造では、橋台等の下部構造３の上面に設置されてパイプライン１を支持する免震支持構造物２が、通常の荷重に対しては、パイプライン１の管軸方向への移動を生じないように、弾性変形内で固定支持するとともに、過大な荷重が作用すると塑性変形することを許容されている。そして、その限界荷重はパイプライン１及び下部構造３の降伏荷重より低く設定されている。
【００１８】
したがって、大地震等による過大な荷重が免震支持構造物２に入っても、免震支持構造物２が塑性変形することにより地震エネルギーを吸収するので、パイプライン１の変形量は増加するが、免震支持構造物２からパイプライン１及び下部構造３へ伝達する荷重（反力）は低減する。さらに、パイプライン１及び下部構造３が降伏する前に免震支持構造物２が大変形するので、免震支持構造物２が一種の安全弁として機能して、パイプライン１及び下部構造３に大きなダメージが加わるのを避けることができる。
【００１９】
上記の基本的考え方に基づいて設計した免震支持構造の一例を図２、図３に示す。図２は側面図であり、図３は図２のＡ−Ａ矢視図である。
【００２０】
図中、１がパイプライン、２が上記の基本的考え方に基づいて設計した免震支持構造、３が下部構造である。
【００２１】
免震支持構造２は、パイプライン１の外周を取り巻く支持金物１１と、支持金物１１を支える受け台１３で構成されており、支持金物１１と受け台１３はフランジ２１でボルト結合されている。
【００２２】
支持金物１１の内面とパイプライン１の外面との隙間には樹脂モルタル１２が充填されており、それによってパイプライン１が支持金物１１に接合・保持されている。
【００２３】
そして、受け台１３は、コンクリート１３ａの外側面に鋼板１３ｂを巻き付けた構造となっている。その際に、通常の荷重は主にコンクリート１３ａで支持し、大地震等の外力による過大な荷重がかかると鋼板１３ｂが塑性変形して、鋼板１３ｂの塑性変形領域での靭性によって外力のエネルギーを吸収するようになっているとともに、鋼板１３ｂが大きく塑性変形して受け台１３が大変形する限界荷重が、パイプライン１及び下部構造３の降伏荷重より低くなるように設計されている。
【００２４】
また、受け台１３の下端はアンカーボルト２２によって下部構造３に固定されており、アンカーボルト２２の降伏荷重は受け台１３が大変形する限界荷重より高くなるようにしている。
【００２５】
上記のように構成された免震支持構造２においては、小さな荷重に対しては通常の固定支持構造として働き、大地震等による過大な荷重に対しては免震支持構造２が塑性変形して地震エネルギー等を吸収し、下部構造３への荷重の伝達とパイプライン１への反力の作用を緩和することができる。それによって、パイプライン１及び下部構造３に大きなダメージが加わることを回避できる。そして、パイプライン１及び下部構造３が降伏する前に免震支持構造２が大変形するので、その際の状況を予測することができる。
【００２６】
さらに、受け台１３が大変形してもアンカーボルト２２によって下部構造３に保持されるので、下部構造３から受け台１３が落下してパイプライン１に大きな損傷が加わるということが防止できる。
【００２７】
なお、上記の免震支持構造２では、受け台１３をコンクリート１３ａの外側面に鋼板１３ｂを巻き付けた構造にしているが、軟鋼を使用した構造とすることによって同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の基本的考え方を示す模式図である。
【図２】本発明に基づく免震支持構造２の一例を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  パイプライン
２  免震支持構造
３  下部構造
１１  支持金物
１２  樹脂モルタル
１３  受け台
１３ａ  コンクリート
１３ｂ  鋼板
２１  フランジ
２２  アンカーボルト
５１  固定支持構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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