【手続補正書】
【提出日】平成19年10月15日(2007.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】単径間橋梁の耐震安定
【技術分野】
【０００１】  本発明は単径間橋梁の耐震安定に関する。
【背景技術】
【０００２】  橋梁分類法の一つに，図１のような単径間橋梁と，図２のような多径間橋梁がある。【０００３】  橋梁は図３，図４のように上部工１と下部工２とから成り立つ。上部工とは道路を通すための部分で，下部工とは上部工を支持し，上部工からの荷重と下部工に作用する荷重を基礎地盤に伝える部分で，橋台３と橋脚４に分けられる。単径間橋梁は橋台のみである。【０００４】  例えば図５のような単径間橋梁の一端は，地震荷重や制動荷重などによって水平方向に移動しないよう固定支承５で支持し，他端は温度変化による橋長の伸縮が可能なように可動支承６で支持する。【０００５】  固定支承５側の桁端には撓みによる回転角７によって生じる回転変位に余裕量を加えた長さの遊間８を設け，可動支承６側の桁端には温度変化による移動量９と，撓みによる回転角によって生じる回転角に余裕量を加えた長さの遊間１０を設ける。コンクリート橋の橋台は，この他にコンクリートのクリープおよび乾燥収縮のほか，プレストレスによる部材の弾性変形によって生ずる移動量も考慮する。【０００６】  上部工は，自重のほか交通物が載荷したとき，各部分に生ずる応力度が許容応力度以下になるよう断面を決め，下部工は，上部工からの荷重と下部工自体に作用する荷重に対して，躯体応力度，地盤反力，滑動安全率，転倒安全率が許容値以下になるよう断面を決め安全性を確保する。【０００７】  図６のように橋台の安定を検討するときの荷重は，地震時における上部工からの鉛直力１１および水平力１２のほか，重心１３に作用する橋台自重１４と，自重に起因する慣性力１５，浮力１６，地震時主動土圧１７の組合わせとする。前趾１８における，水平荷重によって生ずる転倒モーメント１９と滑動力２０よりも，鉛直荷重によって生ずる抵抗モーメント２１と底面摩擦力２２の方が，夫々の安全率を含んで大きくなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上部工と下部工は固定支承と可動支承によって明瞭に区分されているため，上部工と下部工は単独に設計され，上部工は地震時安定には全く関与していない。地震時安定に必要な抵抗モ−メントと底面摩擦力は鉛直荷重によって生ずるものであるから，地震荷重が大きければ大きいほど躯体断面を大きくし自重，即ち鉛直荷重を増やさなければならない。【０００９】  既設下部工を耐震補強するには，前記理由により躯体断面を増やすため図８のように交通止めして橋台背後の地盤を掘削する必要があり，地域経済に与える損害は大きい。【００１０】  本発明は，このような従来の橋梁が有している問題を解決しようとするもので，新設橋梁の建設コスト縮減と，既設橋梁の補修補強を軽微なものにすると同時に，交通止めせず施工できるのを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  橋軸方向の地震により橋台が転倒しようとするとき，図７のように上部工を支材２３として水平力２４を対岸橋台に伝え，橋台背面に生ずる地盤反力２５で安定を計る構造とする。従来は自重で安定を計っていたのに対し，これは地盤反力で安定を計るため断面を増やす必要がなく第１の課題は解決される。【００１２】  既設橋台を耐震補強するとき，掘削しないので図８のように交通止めする必要がなく第２の課題も解決される。【００１３】  温度変化による橋長の伸縮は，図９または図１０の目地板２８の変形と，橋台背後地盤の変形で適応する。
【発明の効果】
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  図９のように橋台パラペット２７と上部工を接合するとき，接触面には目地板２８を入れ，温度変化による桁の伸縮と，桁端の撓みによる回転変位に適応する。【００１５】  既設橋台パラペットの応力度を照査した結果，厚さが不足している場合や，新設橋梁で落橋防止装置を必要とする場合は，図１０のように上部工に突起部２９，３０を設け，下部工との接触面を壁厚の大きい沓座下面３１とする。突起の沓座下面側には目地板２８を取り付け，温度変化による桁の伸縮と，桁端の撓みによる回転変位に適応する。突起部はアンカー鉄筋３２やアンカーボルト３３などで，上部工に結合する。
【構造や方式の検証】
【００１６】  支材作用は橋台上部に働くので，図１１のように橋台の水平変位３４は地表面が最大で下に行くほど小さい。地盤が弾性体なら，地盤反力＝変位量×バネ定数  であるから地盤反力度３５は地表面が最大で下に行くほど小さいが，受動土圧強度３６はその逆で，上が小さく下に行くほど大きくなる。地盤は塑性体のため地盤反力度３５が受動土圧強度３６を超えると塑性化する。従って図１２のように地盤は地表から下に向かって順次塑性化し，地盤反力度３５と受動土圧強度３６が一致する点で収束する。収束点から上は塑性領域３７，下は弾性領域３８である。この安定計算は非線形弾塑性解析になるためコンピューター無しには解くことが困難である。
【００１７】  非線形弾塑性解析プログラムにより各種ケースについて検討した結果，この構造の可能性と安全性を確認している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  単径間橋梁の説明図
【図２】  多径間橋梁の説明図
【図３】  単径間橋梁の構造説明図
【図４】  ２径間橋梁の構造説明図
【図５】  支承の説明図
【図６】  従来の設計法における作用力の説明図
【図７】  本発明の安定機能説明図
【図８】  橋台背後地盤掘削の説明図
【図９】  支材作用接合部の説明図
【図１０】  上部工に突起をつける説明図
【図１１】  地盤反力の説明図
【図１２】  弾塑性解析の説明図
【符号の説明】
【００１９】  １  上部工
２  下部工
３  橋台
４  橋脚
５  固定支承
６  可動支承
７  回転角
８  遊間（固定支承側）
９  温度変化による移動量
１０  遊間（可動支承側）
１１  上部工からの鉛直力
１２  上部工からの水平力
１３  重心
１４  橋台自重
１５  下部工躯体の慣性力
１６  浮力
１７  地震時主動土圧
１８  前趾
１９  転倒モーメント
２０  滑動力
２１  抵抗モーメント
２２  底面摩擦力
２３  支材
２４  水平力
２５  地盤反力
２６  掘削
２７  パラペット
２８  目地板
２９  鉄筋コンクリート突起
３０  鋼製突起
３１  沓座下面
３２  アンカー鉄筋
３３  アンカーボルト
３４  水平変位
３５  地盤反力度
３６  受動土圧強度
３７  塑性領域
３８  弾性領域
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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