(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎上に設けられた橋脚を有する橋梁であって、
前記橋脚の周囲には、前記基礎とは別に設けられたベースと、該ベースより前記橋脚を支持するダンパ部材とが備えられていることを特徴とする橋梁。
【請求項２】
請求項１記載の橋梁において、
前記ダンパ部材は、前記ベースから斜め上方に向けて前記橋脚を支持する履歴型ブレースであることを特徴とする橋梁。
【請求項３】
請求項１記載の橋梁において、
前記ダンパ部材は、前記ベース上に立設された曲げ降伏型ダンパであり、連結部材を介して前記橋梁を支持していることを特徴とする橋梁。
【請求項４】
請求項１記載の橋梁において、
前記ダンパ部材は、前記橋脚と、前記ベース上に立設された支持柱との間に設けられた履歴型ブレースであることを特徴とする橋梁。
【請求項５】
請求項１記載の橋梁において、
前記ダンパ部材は、前記ベース上に設けられた剪断降伏型ダンパであり、連結部材を介して前記橋梁を支持していることを特徴とする橋梁。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の橋梁において、
前記ベースは、平面視した場合に、橋桁の位置から外れて配置されていることを特徴とする橋梁。
【請求項７】
基礎上に設けられた橋脚の耐震強度を補強する方法であって、
前記橋脚を、その前記基礎の周囲に設けられたベースより、ダンパ部材を介して支持することを特徴とする橋脚の耐震強度補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震強度が補強された橋梁と、橋脚の耐震強度補強方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、橋梁分野においてその耐震性向上に対する要求が強くなっている。橋梁における従来の耐震対策としては、橋脚などの構造強度を上げることにより、作用する地震力を支持する方法がとられている。すなわち、例えばＲＣ橋脚においては、鋼板巻き立てによる補強がなされ、鋼製橋脚においては、その内部にコンクリートを充填したり、あるいは、リブを追加することによる補強が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の従来の補強方法では、橋脚そのものの構造強度を上げることができるものの、基礎構造（杭やケーソンなど）や地盤の補強はできないため、補強効果は限定的なものであり、更なる高い耐震性を確保するための新たな解決手段が求められている。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、橋脚の基礎を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保した橋脚を有する橋梁の提供と、橋脚の耐震強度補強方法の提供とを目的とする。
【０００５】
【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、本発明の請求項１記載の橋梁は、基礎上に設けられた橋脚を有する橋梁であって、前記橋脚の周囲には、前記基礎とは別に設けられたベースと、該ベースより前記橋脚を支持するダンパ部材とが備えられていることを特徴とする。
上記請求項１記載の橋梁によれば、橋梁に対して地震力が作用してその橋脚が水平方向に振動しようとした場合、この振動は、橋脚を周囲より支持するダンパ部材により吸収されるので、その結果、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れを減衰させることができる。
【０００６】
請求項２記載の橋梁は、請求項１記載の橋梁において、前記ダンパ部材が、前記ベースから斜め上方に向けて前記橋脚を支持する履歴型ブレースであることを特徴とする。
上記請求項２記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して橋脚が水平方向に振動した場合、この橋脚をその周囲より支持する履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れが減衰する。
【０００７】
請求項３記載の橋梁は、請求項１記載の橋梁において、前記ダンパ部材が、前記ベース上に立設された曲げ降伏型ダンパであり、連結部材を介して前記橋梁を支持していることを特徴とする。
上記請求項３記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して橋脚が水平方向に振動した場合、この橋脚をその周囲より支持する曲げ降伏型ダンパに対して、連結部材を介して曲げモーメントが加わるが、この曲げモーメントに呼応して曲げ降伏型ダンパが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れが減衰する。
【０００８】
請求項４記載の橋梁は、請求項１記載の橋梁において、前記ダンパ部材が、前記橋脚と、前記ベース上に立設された支持柱との間に設けられた履歴型ブレースであることを特徴とする。
上記請求項４記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して橋脚が水平方向に振動した場合、この橋脚をその周囲より支持する履歴型ブレースに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレースが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れが減衰する。
【０００９】
請求項５記載の橋梁は、請求項１記載の橋梁において、前記ダンパ部材が、前記ベース上に設けられた剪断降伏型ダンパであり、連結部材を介して前記橋梁を支持していることを特徴とする。
上記請求項５記載の橋梁によれば、橋梁に地震力が作用して橋脚が水平方向に振動した場合、この橋脚をその周囲より支持する剪断降伏型ダンパに対して剪断力が発生するが、この剪断力に応じて剪断降伏型ダンパが剪断降伏するため、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れが減衰する。
【００１０】
請求項６記載の橋梁は、請求項１〜５の何れかに記載の橋梁において、前記ベースが、平面視した場合に、橋桁の位置から外れて配置されていることを特徴とする。
上記請求項６記載の橋梁によれば、橋桁の高さに影響を受けることなく、ベースを設置することができるようになる。すなわち、既設橋梁の補強すべく、その橋脚を周囲からダンパ部材で支持することを考えた場合、ある程度の鉛直方向長さを有するベースを新たな基礎として橋脚の周囲に埋設する必要があるが、橋脚の上方には既に橋桁が存在するため、このような長いベースを橋桁の下に埋設することが困難となる場合がある。しかしながら、本発明では、ベースを、平面視して橋桁の位置から外れた位置に配置させるものとしているので、橋桁の高さに関係なく容易にベースを設置することができるようになる。
【００１１】
請求項７記載の橋脚の耐震強度補強方法は、基礎上に設けられた橋脚の耐震強度を補強する方法であって、前記橋脚を、その前記基礎の周囲に設けられたベースより、ダンパ部材を介して支持することを特徴とする。
上記請求項７記載の橋脚の耐震強度補強方法によれば、このように補強された橋脚に対して地震力が作用し、この橋脚が水平方向に振動しようとした場合、この振動は、橋脚を周囲より支持するダンパ部材により吸収されるので、その結果、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れを減衰させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の橋梁、及び橋脚の耐震強度補強方法の各実施の形態について、図面を参照しながら以下にその説明を行うが、本発明がこれらのみに限定解釈されるものでないことは勿論である。
まず、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１の実施の形態についての説明を行う。なお、図１は、本実施の形態の橋梁の橋脚部分の側面図である。また、図２は、同橋脚部分を示す平面図であって、図１のＡ−Ａ矢視図である。また、図３は、同橋脚部分に用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸が履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸が履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【００１３】
本実施の形態の橋梁は、橋桁１と、該橋桁１の延在方向（橋軸方向）の複数箇所で橋桁１を支持する複数の橋脚２とを備えて構成されている。
橋脚２は、地中に埋設された基礎構造３（基礎）上より地上に向かって立設しており、その上端において橋桁１の重量を支持している。橋脚２は、図２に示すように橋桁１の幅方向（橋軸に垂直をなす水平方向）に向かって幅広な板状をなしている。そして、その上端各角部の４箇所には、固定部材４，・・・がそれぞれ固定されている。
【００１４】
そして、本実施の形態では、橋脚２の周囲に、該橋脚２の基礎構造３とは別に設けられた一対のベース５，５と、これらベース５，５より橋脚２を支持する複数本のダンパ部材６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとを備えている。
各ベース５，５は、図２に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬ上の、橋脚２を間に挟む両側の均等位置にそれぞれ埋設されている。そして、各ベース５，５とその対向する各固定部材４，・・・との間の間隔寸法、すなわち各ダンパ部材６ａ〜６ｄの長さ寸法は、互いに等しいものとなっている。
【００１５】
各ダンパ部材６ａ〜６ｄは、図１に示す側面視した場合には、ベース５，５から斜め上方に向けて橋脚２を紙面左右より均等支持する履歴型ブレースであり（以下、ダンパ部材６ａ〜６ｄを履歴型ブレース６ａ〜６ｄと称する）、図２に示す平面視した場合には、橋脚２の各側面を、各ベース５，５を始点としてＶ字状に広がるように設けられており、橋梁２をその幅方向において均等に支持できるようになっている。
【００１６】
したがって、橋脚２は、一対のベース５，５により、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄを介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。なお、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄの一方の端部は、各ベース５，５上の各固定部５ａ，５ａに対してピン結合されており、他方の端部は前記各固定部材４，・・・に対してピン結合されている。これにより、橋脚２が揺れることにより各履歴型ブレース６ａ〜６ｄの前記他方側が上下動した際にも、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄに対して曲げモーメントが加わることがないようにされているので、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄは、純粋にその軸線方向の圧縮力又は引っ張り力を受けられるようになっている。
【００１７】
これら履歴型ブレース６ａ〜６ｄとしては、例えば特開２０００−８１０８５に開示されている履歴型ダンパー（引っ張りと圧縮の交番軸力を受ける長尺部材であり、その中間部に中間材を配し、該中間材の両端にそれぞれ他端が他部材に連結される構成を有している）を好適に用いることができる。
図３に、この種の履歴型ブレースが有する復元力特性を示す。同図に示すように、繰返し軸力±Ｎ（Ｎｙ；降伏軸力）に対する軸変形δの描く曲線は、原点０より始まって図形Ｎａ−＞Ｎｂ−＞Ｎｃ−＞Ｎｄのような履歴曲線になり、この図形面積が塑性エネルギ吸収容量を示し、地震が作用した際に履歴型ダンパーとしての機能を発揮できるようになっている。
【００１８】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合について説明する。
橋梁に対して地震力が作用して橋脚２が水平方向に振動しようとした場合、この橋脚２をその周囲より支持する各履歴型ブレース６ａ〜６ｄに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース６ａ〜６ｄが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚２の揺れを減衰させることができる。
【００１９】
すなわち、例えば図２の視線において、橋軸方向の紙面左側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面左側に向かって揺れようとするが、この揺れが、履歴型ブレース６ａ，６ｂに圧縮を加えると同時に履歴型ブレース６ｃ，６ｄに引っ張りを加えることになる。逆に、橋軸方向の紙面右側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、履歴型ブレース６ａ，６ｂに引っ張りを加えると同時に履歴型ブレース６ｃ，６ｄに圧縮を加えることになる。
また、同図の視線において、橋軸に垂直な水平方向の紙面上側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面上側に向かって揺れようとするが、この揺れが、履歴型ブレース６ｂ，６ｄに圧縮を加えると同時に履歴型ブレース６ａ，６ｃに引っ張りを加えることになる。逆に、紙面下側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、履歴型ブレース６ｂ，６ｄに引っ張りを加えると同時に履歴型ブレース６ａ，６ｃに圧縮を加えることになる。
このようにして、橋脚２の揺れ方向に応じて、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄに対する引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力を履歴型ブレース６ａ〜６ｄが吸収して減衰させるものとなっている。したがって、橋梁全体としての揺れを減衰させることが可能となる。
【００２０】
しかも、その地震エネルギを受けるベース５，５は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがない。すなわち、基礎構造３は従来通り橋脚２の重量のみを支えれば良いものとなっている。したがって、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００２１】
次に図４，図５を参照しながら本発明の第２の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図４は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図５は、同橋脚部分を示す平面図であって、図４のＢ−Ｂ矢視図である。本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２２】
本実施の形態では、橋脚２の周囲に、該橋脚２の基礎構造３とは別に設けられた一対のベース１０，１０と、これらベース１０，１０より連結部材１１，・・・を介して橋脚２を支持する一対のダンパ部材１２ａ，１２ｂとを備えている。
各ベース１０，１０は、図５に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬ上の、橋脚２を間に挟む両側の均等位置にそれぞれ埋設されている。そして、各ベース１０，１０とその対向する各固定部材４，・・・との間の間隔寸法、すなわち各連結部材１１，・・・の長さ寸法は、互いに等しいものとなっている。
各連結部材１１，・・・は、加わる地震力を各ダンパ部材１２ａ，１２ｂに伝達するのに十分な強度の剛性を有する円柱形状の部材である。
【００２３】
各ダンパ部材１２ａ，１２ｂは、各ベース１０，１０上にそれぞれ鉛直方向に向かって立設された曲げ降伏型ダンパであり（以下、ダンパ部材１２ａ，１２ｂを曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂと称する）、水平方向の所定の外力（地震力）が加わった場合に曲げ降伏することで地震エネルギを吸収することができるようになっている。これら曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂは、その軸線に垂直をなす断面形状が円形をなしており、水平面上の任意方向の外力に対しても同様に曲げ降伏して地震エネルギを吸収できるようになっている。
【００２４】
そして、各曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂの各上端には、対向する固定部材４，・・・に向かって一対の固定部材１３，・・・が固定されている。そして、これら固定部材１３，・・・に各連結部材１１，・・・の一端がピン結合され、他端は各固定部材４，・・・にピン結合されている。したがって、各曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂは、連結部材１１，・・・を介して橋梁２をその幅方向において均等に支持できるようになっている。
【００２５】
したがって、橋脚２は、一対の曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂにより、各連結部材１１，・・・を介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。
また、各連結部材１１，・・・の両端はそれぞれピン結合で固定部材４，・・・及び固定部材１３，・・・に連結しているので、橋脚２が揺れた際にも、各連結部材１１，・・・に対して曲げモーメントが加わることがないようにされているので、これら連結部材１１，・・・及び固定部材４，・・・及び固定部材１３，・・・の破損が生じにくい構成となっている。
【００２６】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合について説明する。
橋梁に対して地震力が作用して橋脚２が水平方向に振動しようとした場合、この橋脚２を両側より支持する各曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂに対して所定の水平力が加わると、この水平力に呼応して各曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂが曲げ降伏して地震エネルギを吸収するので、橋脚２の揺れを減衰させることができる。
【００２７】
すなわち、例えば図５の視線において、橋軸方向の紙面左側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面左側に向かって揺れようとするが、この揺れが、曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂを紙面左側に曲げ降伏させることになる。逆に、橋軸方向の紙面右側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂを紙面右側に曲げ降伏させることになる。
また、同図の視線において、橋軸に垂直な水平方向の紙面上側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面上側に向かって揺れようとするが、この揺れが、曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂを紙面上側に曲げ降伏させることになる。逆に、紙面下側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂを紙面下側に曲げ降伏させることになる。
このようにして、橋脚２の揺れ方向に応じて、各曲げ降伏ダンパ１２ａ，１２ｂが曲げ降伏することによって地震エネルギを吸収するので、橋脚２の揺れを減衰させるものとなっている。したがって、橋梁全体としての揺れを減衰させることが可能となる。
【００２８】
しかも、その地震エネルギを受けるベース１０，１０は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがない。すなわち、基礎構造３は従来通り橋脚２の重量のみを支えれば良いものとなっている。したがって、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００２９】
次に図６，図７を参照しながら本発明の第３の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図６は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図７は、同橋脚部分を示す平面図であって、図６のＣ−Ｃ矢視図である。本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態では、橋脚２の周囲に、該橋脚２の基礎構造３とは別に設けられた一対のベース２０，２０と、これらベース２０，２０上にそれぞれ立設された一対の支持柱２１ａ，２１ｂと、これら支持柱２１ａ，２１ｂと橋脚２との間を接続するダンパ部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとを備えている。
各ベース２０，２０は、図７に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬ上の、橋脚２を間に挟む両側の均等位置にそれぞれ埋設されている。そして、各ベース２０，２０とその対向する各固定部材４，・・・との間の間隔寸法、すなわち各ダンパ部材２２ａ〜２２ｄの長さ寸法は、互いに等しいものとなっている。
各支持柱２１ａ，２１ｂは、ベース２０，２０上に垂直固設された円柱であり、水平方向の外力が加えられたとしても、曲げ降伏することのない十分な強度の剛性を有している。
【００３１】
各ダンパ部材２２ａ〜２２ｄは、各支持柱２１ａ，２１ｂの上端と橋脚２の上端との間を接続する履歴型ブレースであり（以下、ダンパ部材２２ａ〜２２ｄを履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄと称する）、図７に示す平面視した場合には、橋脚２の各側面を、各ベース２０，２０を始点としてＶ字状に広がるように設けられ、橋梁２をその幅方向において均等に支持できるようになっている。これら履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄについては、上記第１の実施の形態で説明した履歴型ブレース６ａ〜６ｄと同様のものであるので、説明を省略する。
【００３２】
したがって、橋脚２は、一対のベース２０，２０により、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄ及び支持柱２１ａ，２１ｂを介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。なお、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄの一方の端部は、各支持柱２１ａ，２１ｂ上の各固定部２３，・・・に対してピン結合されており、他方の端部は前記各固定部材４，・・・に対してピン結合されている。これにより、橋脚２が揺れることにより各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄの前記他方側が上下動した際にも、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄに対して曲げモーメントが加わることがないようにされているので、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄは、純粋にその軸線方向の圧縮力又は引っ張り力を受けられるようになっている。
【００３３】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合について説明する。
橋梁に対して地震力が作用して橋脚２が水平方向に振動しようとした場合、この橋脚２をその周囲より支持する各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚２の揺れを減衰させることができる。
【００３４】
すなわち、例えば図７の視線において、橋軸方向の紙面左側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面左側に向かって揺れようとするが、この揺れが、履歴型ブレース２２ａ，２２ｂに圧縮を加えると同時に履歴型ブレース２２ｃ，２２ｄに引っ張りを加えることになる。逆に、橋軸方向の紙面右側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、履歴型ブレース２２ａ，２２ｂに引っ張りを加えると同時に履歴型ブレース２２ｃ，２２ｄに圧縮を加えることになる。
また、同図の視線において、橋軸に垂直な水平方向の紙面上側に向かう力が橋脚２に加わった場合、橋脚２は紙面上側に向かって揺れようとするが、この揺れが、履歴型ブレース２２ｂ，２２ｄに圧縮を加えると同時に履歴型ブレース２２ａ，２２ｃに引っ張りを加えることになる。逆に、紙面下側に向かう力が橋脚２に加わった場合には、履歴型ブレース２２ｂ，２２ｄに引っ張りを加えると同時に履歴型ブレース２２ａ，２２ｃに圧縮を加えることになる。
このようにして、橋脚２の揺れ方向に応じて、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄに対する引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力を履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄが吸収して減衰させるものとなっている。したがって、橋梁全体としての揺れを減衰させることが可能となる。
【００３５】
しかも、その地震エネルギを受けるベース２０，２０は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがない。すなわち、基礎構造３は従来通り橋脚２の重量のみを支えれば良いものとなっている。したがって、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００３６】
次に図８，図９を参照しながら本発明の第４の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図８は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図９は、同橋脚部分を示す平面図であって、図８のＤ−Ｄ矢視図である。本実施の形態は、上記第１の実施の形態の変形例に相当するので、上記第１の実施の形態との相違点のみを説明し、その他は同様であるとして説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態は、橋桁１の真下に位置する前記一対のベース５，５の代わりに、図９に示す平面視した場合に橋桁１の真下位置より外れた４箇所にベース３０，・・・を配置し、これらベース３０と橋脚２との間を前記各履歴型ブレース６ａ〜６ｄで接続する構成となっている。
各ベース３０，・・・は、図９に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬより等距離でかつ対向する各固定部材４，・・・からの距離寸法が互いに等しい４箇所にそれぞれ埋設されている。
【００３８】
したがって、橋脚２は、各ベース３０，・・・により、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄを介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。なお、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄの一方の端部は、各ベース３０，・・・上の各固定部３０ａ，・・・に対してピン結合されており、他方の端部は前記各固定部材４，・・・に対してピン結合されている。これにより、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄに対して曲げモーメントが加わることがないので、各履歴型ブレース６ａ〜６ｄが、純粋にその軸線方向の圧縮力又は引っ張り力を受けられるようになっている。
【００３９】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合も、上記第１の実施の形態と同様に、橋脚２をその周囲より支持する各履歴型ブレース６ａ〜６ｄに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース６ａ〜６ｄが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚２の揺れを減衰させることができる。したがって、橋梁全体としての揺れを減衰させることが可能となる。
しかも、その地震エネルギを受けるベース３０，・・・は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがなく、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能である点も、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
さらに、本実施の形態によれば、ベース３０，・・・を、平面視して橋桁１の真下位置から外れた位置に配置させる構成を採用したことにより、例えば図８に示すように比較的背丈の低い既設橋梁の橋脚２を補強する場合に、橋桁１の高さに関係なくベース３０，・・・を埋設できるため、容易に耐震強度を補強することが可能となる。すなわち、既設橋梁の補強すべく、その橋脚２を周囲から履歴型ブレース６ａ〜６ｄで支持することを考えた場合、ある程度の鉛直方向長さを有するベース３０，・・・を新たな基礎として橋脚２の周囲に埋設する必要があるが、橋脚２の上方には既に橋桁１が存在するため、このような長いベース３０，・・・を橋桁１の真下に埋設することが困難となる場合がある。しかしながら、本実施の形態では、ベース３０，・・・を、平面視して橋桁１の真下位置から外れた位置に配置するものとしているので、橋桁１の高さに関係なく容易にベース３０，・・・を設置することが可能となっている。
【００４１】
次に図１０，図１１を参照しながら本発明の第５の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１０は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図１１は、同橋脚部分を示す平面図であって、図１０のＥ−Ｅ矢視図である。本実施の形態は、上記第２の実施の形態の変形例に相当するので、上記第２の実施の形態との相違点のみを説明し、その他は同様であるとして説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態は、橋桁１の真下に位置する前記一対のベース１０，１０の代わりに、図１１に示す平面視した場合に橋桁１の真下位置より外れた４箇所にベース４０，・・・を配置し、これらベース４０上に、前記曲げ降伏型ダンパ１２ａ，１２ｂと同等の曲げ降伏型ダンパ４１ａ〜４１ｄを立設し、さらにこれら曲げ降伏型ダンパ４１ａ〜４１ｄの上端と橋脚２との間を前記各連結部材１１，・・・で接続した構成となっている。
各ベース４０，・・・は、図１１に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬより等距離でかつ対向する各固定部材４，・・・からの距離寸法が互いに等しい４箇所にそれぞれ埋設されている。
【００４３】
したがって、橋脚２は、４本の曲げ降伏型ダンパ４１ａ〜４１ｄにより、各連結部材１１，・・・を介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。
また、各連結部材１１，・・・の両端はそれぞれピン結合で固定部材４，・・・及び固定部材１３，・・・に連結しているので、橋脚２が揺れた際にも、各連結部材１１，・・・に対して曲げモーメントが加わることがないようにされており、これら連結部材１１，・・・及び固定部材４，・・・及び固定部材１３，・・・の破損が生じにくい構成となっている。
【００４４】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合も、上記第２の実施の形態と同様に、橋脚２を４点支持する各曲げ降伏型ダンパ４１ａ〜４１ｄに対して所定の水平力が加わると、この水平力に呼応して各曲げ降伏型ダンパ４１ａ〜４１ｄが曲げ降伏することで地震エネルギを吸収するので、橋脚２の揺れを減衰させることができる。
しかも、その地震エネルギを受けるベース４０，・・・は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがなく、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能である点も、上記第２の実施の形態と同様である。
さらに、本実施の形態によれば、ベース４０，・・・を、平面視して橋桁１の真下位置から外れた位置に配置させる構成を採用したことにより、例えば図１０に示すように比較的背丈の低い既設橋梁の橋脚２を補強する場合に、橋桁１の高さに関係なくベース４０，・・・を埋設できるため、容易に耐震強度を補強することが可能となる。
【００４５】
次に図１２，図１３を参照しながら本発明の第６の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１２は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図１３は、同橋脚部分を示す平面図であって、図１２のＦ−Ｆ矢視図である。本実施の形態は、上記第３の実施の形態の変形例に相当するので、上記第３の実施の形態との相違点のみを説明し、その他は同様であるとして説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態は、橋桁１の真下に位置する前記一対のベース２０，２０の代わりに、図１３に示す平面視した場合に橋桁１の真下位置より外れた４箇所にベース５０，・・・を配置し、これらベース５０，・・・上に、前記各支持柱２１ａ，２１ｂと同等の支持柱５１，・・・を立設し、さらにこれら支持柱５１，・・・の上端と橋脚２との間を前記各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄで接続した構成となっている。
各ベース５０，・・・は、図１３に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬより等距離でかつ対向する各固定部材４，・・・からの距離寸法が互いに等しい４箇所にそれぞれ埋設されている。
【００４７】
したがって、橋脚２は、４箇所のベース５０，・・・により、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄ及び支持柱５１，・・・を介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。
また、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄの両端は、それぞれピン結合で固定部材２３，・・・及び固定部材４，・・・に連結しているので、橋脚２が揺れた際にも、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄに対して曲げモーメントが加わることがなく、各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄが、純粋にその軸線方向の圧縮力又は引っ張り力を受けられるようになっている。
【００４８】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合も、上記第３の実施の形態と同様に、橋脚２をその周囲より４点支持する各履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄに対して引っ張りと圧縮の交番軸力が発生するが、この交番軸力に呼応して履歴型ブレース２２ａ〜２２ｄが作動するため、地震エネルギが吸収されて橋脚２の揺れを減衰させることができる。
しかも、その地震エネルギを受けるベース５０，・・・は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがなく、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能である点も、上記第３の実施の形態と同様である。
さらに、本実施の形態によれば、ベース５０，・・・を、平面視して橋桁１の真下位置から外れた位置に配置させる構成を採用したことにより、例えば図１２に示すように比較的背丈の低い既設橋梁の橋脚２を補強する場合に、橋桁１の高さに関係なくベース５０，・・・を埋設できるため、容易に耐震強度を補強することが可能となる。
【００４９】
次に図１４，図１５を参照しながら本発明の第７の実施の形態について以下に説明を行う。なお、図１４は、本実施の形態の橋梁の、橋脚部分の側面図である。また、図１５は、同橋脚部分を示す平面図であって、図１４のＧ−Ｇ矢視図である。本実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態では、橋脚２の周囲に、該橋脚２の基礎構造３とは別に設けられた一対のベース６０，６０と、これらベース６０，６０上に一部が露出した状態に固設されたダンパ部材６１ａ，６１ｂと、これらダンパ部材６１ａ，６１ｂと橋脚２との間を連結する連結部材６２，・・・とを備えている。
各ベース６０，６０は、図１５に示す平面視した場合、橋脚２の幅方向に垂直かつ中央位置を通る中心線ＣＬ上の、橋脚２を間に挟む両側の均等位置にそれぞれ埋設されている。そして、各ベース６０，６０とその対向する各固定部材４，・・・との間の間隔寸法、すなわち各連結部材６２，・・・の長さ寸法は、互いに等しいものとなっている。
各連結部材６２，・・・は、加わる地震力を各ダンパ部材６１ａ，６１ｂに伝達するのに十分な強度の剛性を有する円柱形状の部材である。
【００５１】
各ダンパ部材６１ａ，６１ｂは、各ベース６０，６０上にそれぞれ設けられた剪断降伏型ダンパであり（以下、ダンパ部材６１ａ，６１ｂを曲げ降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂと称する）、各連結部材６２，・・・を介して橋梁２を周囲より支持する構成となっている。すなわち、これら剪断降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂは、水平方向の所定の外力（地震力）が加わった場合に剪断降伏することで地震エネルギを吸収することができるようになっている。これら剪断降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂは、その軸線に垂直をなす断面形状が円形をなしており、水平面上の任意方向の外力に対しても同様に剪断降伏して地震エネルギを吸収できるようになっている。
したがって、橋脚２は、一対の剪断降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂにより、各連結部材６２，・・・を介して、橋軸方向と橋軸に垂直な水平方向との両方向の揺れに対して橋脚２を支持することが可能となっている。
【００５２】
以上説明の構成を有する橋梁に対して地震が作用した場合について説明する。
橋梁に対して地震力が作用して橋脚２が水平方向に振動しようとした場合、この橋脚２を両側より支持する各剪断降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂに対して所定の水平力が加わると、この水平力に呼応して各剪断降伏型ダンパ６１ａ，６１ｂが剪断降伏して地震エネルギを吸収するので、橋脚２の揺れを減衰させることができる。
しかも、その地震エネルギを受けるベース６０，６０は、橋脚２の基礎構造３とは別に設けられているので、橋脚２の基礎構造３に対する負荷を増大させることがない。すなわち、基礎構造３は従来通り橋脚２の重量のみを支えれば良いものとなっている。したがって、橋脚２の基礎構造３を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
なお、本実施の形態では、各ベース６０，６０が橋桁１の真下に位置する構成としたが、これに限らず、橋梁を平面視した場合に、橋桁１の真下位置から外れた位置に各ベースを配置する構成も、勿論採用可能である。
【００５３】
本発明は、新設の橋梁への適用に加えて、各種既設の橋梁を改修してその耐震強度を補強する改修方法としても採用することが可能である。すなわち、基礎上に設けられた橋脚の耐震強度を補強する方法において、前記橋脚を、その前記基礎の周囲に設けられたベースより、ダンパ部材を介して補強支持する方法である（以上、図示略）。
この補強方法（改修方法）によれば、補強後の橋脚に対して地震力が作用し、この橋脚が水平方向に振動しようとした場合、この振動が、橋脚を周囲より支持するダンパ部材により吸収されるので、その結果、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れを減衰させることができる。
したがって、橋脚の基礎を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜５の何れかに記載の橋梁によれば、橋梁に対して地震力が作用してその橋脚が水平方向に振動しようとした場合、この振動は、橋脚を周囲より支持するダンパ部材により吸収されるので、その結果、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れを減衰させることができる。しかも、その地震エネルギを受けるベースは、橋脚の基礎とは別に設けられているので、橋脚の基礎地盤に対する負荷を増大させることがない。したがって、橋脚の基礎を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【００５５】
また、請求項６記載の橋梁によれば、前記ベースを、平面視して橋桁の位置から外れた位置に配置させる構成を採用したことにより、例えば既設橋梁の橋脚を補強する場合に、橋桁の高さに関係なくベースを埋設できるため、容易に耐震強度を補強することが可能となる。
【００５６】
本発明の請求項７記載の橋脚の耐震強度補強方法によれば、このように補強された橋脚に対して地震力が作用し、この橋脚が水平方向に振動しようとした場合、この振動は、橋脚を周囲より支持するダンパ部材により吸収されるので、その結果、地震エネルギが吸収されて橋脚の揺れを減衰させることができる。しかも、その地震エネルギを受けるベースは、橋脚の基礎とは別に設けているので、橋脚の基礎地盤に対する負荷を増大させることがない。したがって、橋脚の基礎を大幅に補強することなく高い耐震強度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の橋梁の第１の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図２】  同橋脚部分を示す平面図であって、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】  同橋脚部分に用いられる履歴型ブレースの復元力特性を示すグラフであり、横軸は履歴型ブレースの軸方向変形量δ、縦軸は履歴型ブレースに加わる繰返し軸力Ｎを示している。
【図４】  本発明の橋梁の第２の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図５】  同橋脚部分を示す平面図であって、図４のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】  本発明の橋梁の第３の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図７】  同橋脚部分を示す平面図であって、図６のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】  本発明の橋梁の第４の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図９】  同橋脚部分を示す平面図であって、図８のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１０】  本発明の橋梁の第５の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図１１】  同橋脚部分を示す平面図であって、図１０のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１２】  本発明の橋梁の第６の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図１３】  同橋脚部分を示す平面図であって、図１２のＦ−Ｆ矢視図である。
【図１４】  本発明の橋梁の第７の実施の形態を示す図であって、その橋脚部分の側面図である。
【図１５】  同橋脚部分を示す平面図であって、図１４のＧ−Ｇ矢視図である。
【符号の説明】
１・・・橋桁
２・・・橋脚
３・・・基礎構造（基礎）
５，１０，２０，３０，４０，５０，６０・・・ベース
６ａ〜６ｄ・・・ダンパ部材，斜め上方に向けて橋脚を支持する履歴型ブレース
１１，６２・・・連結部材
１２ａ，１２ｂ，４１ａ，４１ｃ・・・ダンパ部材，曲げ降伏型ダンパ
２１ａ，２１ｂ，５１・・・支持柱
２２ａ〜２２ｄ・・・ダンパ部材，橋脚とベース上に立設された支持柱との間に設けられた履歴型ブレース
６１ａ，６１ｂ・・・ダンパ部材，剪断降伏型ダンパ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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