(57)【要約】【課題】橋桁の断面性能を変更しなくても、また下部工への影響を低減しながら、支間中央の鉛直変位を抑制する。【解決手段】橋桁１０の両端が橋台２０に支持された橋梁構造において、橋台に支持された橋桁１０の両端部が橋台よりも外方に張り出すよう延長されており、その延長部分１０Ｂの端部１１が、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段３０により拘束されている。延長部分１０Ｂの長さである側径間長をＬ’、橋桁１０の両端の支承間の距離である支間長をＬとして、    Ｌ’＝Ｌ／ｎで表すとき、ｎが１０〜３の範囲に設定されている。補助拘束手段として、延長部分１０Ｂの端部１１がアンカーボルト３１でコンクリート路盤５０に固定され、さらに同端部にカウンタウエイト３５が配されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋桁の両端が支承を介して橋台に支持された橋梁構造において、
前記橋台に支持された橋桁の少なくとも片方の端部が、前記橋台よりも外方に張り出すよう延長されており、
その張り出すように延長された部分の端部が、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段により拘束されていることを特徴とする橋梁構造。
【請求項２】
前記張り出すように延長された部分の長さである側径間長をＬ’、前記橋桁の両端の支承間の距離である支間長をＬとして、
Ｌ’＝Ｌ／ｎ
で表すとき、ｎが１０〜３の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁構造。
【請求項３】
前記橋台に支持された橋桁の両端部が、前記橋台よりも外方に張り出すよう延長されており、
その張り出すように延長された部分の端部が、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段により拘束されていることを特徴とする請求項１または２に記載の橋梁構造。
【請求項４】
前記補助拘束手段の一つとして、前記張り出すように延長された部分の端部をボルトでコンクリート基礎に固定した構造が採用されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の橋梁構造。
【請求項５】
前記補助拘束手段の一つとして、前記張り出すように延長された部分にカウンタウエイトが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の橋梁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋桁の両端が支承を介して橋台に支持される単純桁構造となる橋梁構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋桁が単純桁である場合、径間中央における橋桁の鉛直変位が比較的大きくなる。しかしながら、一般的に橋梁の設計においては、道路橋示方書に準拠して、活荷重（自動車荷重）による鉛直変位をＬ／（２００００／Ｌ）（Ｌ：支間長（ｍ）、例えば３０ｍの支間長の場合は４５ｍｍ）程度以下とすることが定められている。
【０００３】
単純桁構造の橋梁において径間中央の橋桁の鉛直変位を小さくする方策の一つとして、従来、単純桁として構成される橋梁上部工と橋台とを剛結構造にして、支間中央の断面力を低減することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、単純桁構造の橋梁における径間中央の橋桁の鉛直変位を小さくする他の方策として、橋梁上部工と橋台とを剛結構造とするのに代えて、上部工の断面性能（剛性・材料）を向上させる方法も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単純桁構造の橋梁における径間中央の橋桁の鉛直変位を小さくする前者の方策では、橋台の設計荷重が大きくなり、下部工が不経済になる可能性がある。また、下部工への影響が大きいため、既設の上部工を架け替える工事には適用不可能となる欠点をもつ。
一方、単純桁構造の橋梁における径間中央の橋桁の鉛直変位を小さくする後者の方策では、橋桁の断面性能を向上させるために構造高を増やしたり材料の剛性を高めるため部材の板厚を増したりすることが必要になることから、コスト高になるという問題がある。また、材料の板厚を厚くしたり構造高を増したりするのにもある程度の限界がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、構造高を高くする等の橋桁の断面性能を変更しなくても、また下部工への影響を低減しながら、支間中央の鉛直変位を抑制することのできる橋梁構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の橋梁構造は、橋桁の両端が支承を介して橋台に支持された橋梁構造において、前記橋台に支持された橋桁の少なくとも片方の端部が、前記橋台よりも外方に張り出すよう延長されており、その張り出すように延長された部分の端部が、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段により拘束されていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、張り出すように延長された部分の端部とは、先端の意味に止まらず、ボルト等の補助拘束手段が容易に取り付けられる部分である、先端から中央側へ若干長（具体的には張り出し長の１／４程度）戻った位置までの部分を意味するものとする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の橋梁構造において、前記張り出すように延長された部分の長さである側径間長をＬ’、前記橋桁の両端の支承間の距離である支間長をＬとして、
Ｌ’＝Ｌ／ｎ
で表すとき、ｎが１０〜３の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の橋梁構造において、前記橋台に支持された橋桁の両端部が、前記橋台よりも外方に張り出すよう延長されており、その張り出すように延長された部分の端部が、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段により拘束されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の橋梁構造において、前記補助拘束手段の一つとして、前記張り出すように延長された部分の端部をボルトでコンクリート基礎に固定した構造が採用されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の橋梁構造において、前記補助拘束手段の一つとして、前記張り出すように延長された部分にカウンタウエイトが取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、橋桁の少なくとも片方の端部を橋台よりも外方に張り出すよう延長し、その延長した部分（以下、延長部分という）の先端または該先端に近い位置を、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段で拘束しているので、構造高を高くする等の橋桁の断面性能を変更しなくても、また、下部工への影響を低減しながら、低コストで支間中央の鉛直変位を抑制することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、前記延長した部分の長さである側径間長Ｌ’と支間長Ｌとの関係を規定する次式
Ｌ’＝Ｌ／ｎ
におけるｎの値を１０〜３の範囲に設定したので、橋梁区間の外側の土工区間の範囲内に短い橋桁の延長部分を設けるだけで、最大の効果を得ることができる。
なお、ｎの値が３より小さいと、延長部分を設けてその端部を下方へ押圧することによる、支間中央の鉛直変位の抑制量が小さくなり所望する効果が得られなくなる。延長部分の端部は跳ね上がらずに逆に下方へ垂れることとなり、延長部分の端部に補助拘束手段により下方への押圧力を加えたところで、支間中央の鉛直変位の抑制効果が得られない。
一方、ｎの値が１０より大きいと、補助拘束手段に要求される下方への押圧力が過大になり、施工が面倒になる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、橋桁の両端部にそれぞれ延長部分を設けてそれらの端部を補助拘束手段で拘束したので、支間中央の鉛直変位をより有効に抑制することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、ボルトで延長部分の端部をコンクリート基礎に固定することで延長部分の端部の跳ね上がりを防止するようにしたので、強固な拘束力を発揮することができて、延長部分の長さの抑制に貢献することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、延長部分にカウンタウエイトを取り付けることにより、有効に延長部分の端部の跳ね上がりを防止することができ、それにより支間中央の鉛直変位を抑制することができる。また、補助拘束手段に要求される拘束力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の橋梁構造の概略構成図で、（ａ）は全体構成を示す側面図、（ｂ）は橋桁の延長部分の端部に設けた補助拘束構造を示す斜視断面図である。
【図２】橋桁の端部に橋台よりも延長した部分を設けた場合（補助拘束手段無しの場合）の計算による特性評価図で、（ａ）は計算対象の橋梁の全体構成を示す模式図、（ｂ）は橋桁の断面図、（ｃ）は性能評価の計算結果をまとめた表である。
【図３】図２（ｃ）の表中のイ列のデータ、即ち、側径間長（延長部分の長さ）の違いによる、橋桁の支点部（支承で支持する中支点）に作用する曲げモーメントの変化をグラフにした図である。
【図４】図２（ｃ）の表中のロ列のデータ、即ち、側径間長（延長部分の長さ）の違いによる、支間中央における撓みの変化をグラフにした図である。
【図５】実施形態の橋梁の支間中央の撓みを誇張して示す側面図である。
【図６】比較例としての橋梁構造における支間中央の撓みを誇張して示す側面図である。
【図７】実施形態の橋梁に現場継手がある場合の施工手順の説明図で、（ａ）は橋桁の一方の分割部分を吊り降ろして橋台と補助拘束手段とで支持している状態（ベント無しで支持した状態）を示す図、（ｂ）は端桁のもう一方の分割部分を吊り降ろして、先に支持してある分割部分と現場継手を介して連結した状態を示す図である。
【図８】従来の橋梁に現場継手がある場合の施工手順の説明図で、（ａ）は橋桁の一方の分割部分を吊り降ろしてベント（仮設材で橋桁を受ける設備）と橋台とで支持している状態を示す図、（ｂ）は端桁のもう一方の分割部分を吊り降ろして、先に支持してある分割部分と現場継手を介して連結した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態の橋梁構造の概略構成図で、（ａ）は全体構成を示す側面図、（ｂ）は橋桁の延長部分の端部に設けた補助拘束構造を示す斜視断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の橋梁構造は、橋桁１０の両端を支承を介してピン結合構造により橋台２０（支承と橋台を合わせて符号２０で示す）に支持させたものであり、橋台２０により支持させた橋桁１０の本体部分１０Ａの両端部に、橋台２０よりも外方に張り出すよう延長した延長部分１０Ｂを設けている。そして、その張り出すように延長した延長部分１０Ｂの各端部１１（先端または、先端に近い位置でも可）に、該各端部１１の上方への跳ね上がりを押さえる補助拘束手段３０を設けている。
【００２１】
図２は橋桁１０の本体部分１０Ａの端部に橋台２０よりも延長した延長部分１０Ｂを設けその端部を補助拘束手段３０により拘束した場合の計算による特性評価図で、（ａ）は計算対象の橋桁１０の全体構成を示す模式図、（ｂ）は橋桁１０の断面図、（ｃ）は性能評価の計算結果をまとめた表である。また、図３は図２（ｃ）の表中のイ列のデータ、即ち、側径間長（延長部分の長さ）Ｌ’の違いによる、橋桁１０の支点部（支承で支持する中支点）に作用する曲げモーメントＭの変化をグラフにした図、図４は図２（ｃ）の表中のロ列のデータ、即ち、側径間長（延長部分の長さ）Ｌ’の違いによる、支間中央における撓みδ（図５参照）の変化をグラフにした図である。
【００２２】
いま、図２（ａ）に示すように、計算の対象とする橋梁の橋桁１０の本体部分１０Ａの長さ（支間長）Ｌは３０ｍ、橋桁１０の断面形状は箱あるいは口型であり、その断面寸法は、上下フランジ幅が２０００ｍｍ、フランジ厚が３０ｍｍ、ウェブ高さが１０００ｍｍ、ウェブ厚が１２ｍｍ、荷重は１ｍ当たり２０ＫＮとなっている。
【００２３】
橋桁１０の端部に張り出すように延長した延長部分１０Ｂの長さ（側径間長）Ｌ’を、橋桁１０の本体部分１０Ａの長さ（支間長）Ｌとの関係で、次式で表すとする。
Ｌ’＝Ｌ／ｎ
ここで、ｎの値が１０〜３の範囲〔図２（ｃ）の表中のＱで示す範囲〕のときに、表中のハ列に示す端支点の反力（延長部分１０Ｂの端部の荷重）がマイナスとなる。ここでは、上向き荷重をマイナス（−）、下向き荷重をプラス（＋）で表している。なお、図２（ｃ）において備考の「対単純」は単純梁に対する比率を表し、「対中央」は中央に対する比率を表す。
【００２４】
そこで、本実施形態では、橋桁１０の両端の延長部分１０Ｂの長さＬ’を、延長部分１０Ｂの端部１１にマイナスの荷重である跳ね上がり力が生じる範囲内に設定し、その延長部分１０Ｂの端部１１に、跳ね上がりを押さえ込むための補助拘束手段３０を設けている。この場合、橋梁の前後には土工区間があるので、土工区間の範囲内において橋桁１０を延長する。
【００２５】
このように橋桁１０の本体部分１０Ａの長さ（支間長）に応じて延長部分１０Ｂの長さ（側径間長）を設定することにより、支点部（橋台２０の位置）の曲げモーメントを抑制することができるし、支間中央の撓みも抑制することができる。例えば、本体部分１０Ａの長さ（支間長）が３０ｍの場合には、延長部分１０Ｂの長さ（側径間長）を３ｍ〜１０ｍの範囲に設定することにより、図４に示すように、支点部の曲げモーメントを抑制することができると共に、支間中央の撓みを抑制することができるようになる。
【００２６】
また、本実施形態の構造では、図５に示すように、橋桁１０の延長部分１０Ｂの端部１１に、該端部１１の跳ね上がりを押さえ込むための補助拘束手段３０を設けるので、支間中央の撓みδをかなり小さく抑制することができる。
【００２７】
ちなみに、図６の比較例に示すように、両端を橋台１２０で支持された橋桁１１０の端部に延長部分を設けない場合は、支間中央の撓みδがかなり大きくなる。
【００２８】
補助拘束手段の一つとしては、図１（ｂ）に示すように、延長部分１０Ｂの端部１１をアンカーボルト３１でコンクリート路盤（コンクリート基礎）５０に固定する構造を採用することができる。その際、ボルト３１を止める橋桁１０側のボルト挿通孔は、橋桁１０の長手方向に長い長孔にして、橋桁１０の温度伸縮に対応できるようにするのがよい。
なお、アンカーボルト３１は、橋桁１０の下面フランジを、ボルトにねじ合わせたナットで締結して固定する方法を採用することができる。
【００２９】
また、補助拘束手段として、前記アンカーボルト３１による固定と併用して、延長部分１０Ｂにカウンタウエイト３５を取り付ける構成を採用してもよい。橋桁１０の断面が箱形をなしている場合は、カウンタウエイト３５として、橋桁１０の内部空間にコンクリートを充填してもよい。
このように、補助拘束手段としてカウンタウエイト３５を取り付ける構成を併用すると、アンカーボルト３１として要求される固定力（拘束力）を低減することができ、その分アンカーボルト３１の本数を少なくしたり、アンカーボルト径を小さくすることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態の橋梁構造は、橋桁１０の両端部を橋台２０よりも外方に張り出すよう延長し、その延長した部分（延長部分）１０Ｂの端部１１を、上方への跳ね上がりを押える補助拘束手段３０で拘束しているので、構造高を高くする等の橋桁１０の断面性能を変更しなくても、また、下部工（橋台２０等）への影響を低減しながら、低コストで支間中央の鉛直変位（撓みδ）を小さく抑制することができ、許容値を満足させることが可能となる。また、延長部分の長さである側径間長Ｌ’と支間長Ｌとの関係を規定する次式
Ｌ’＝Ｌ／ｎ
におけるｎの値を１０〜３の範囲に設定したので、橋梁区間の外側の土工区間の範囲内に短い橋桁１０の延長部分１０Ｂを設けるだけで、最大の効果を得ることができ、支間中央の変位（撓みδ）を延長部分１０Ｂを設けない場合の１／３程度に低減することができる。
【００３１】
また、アンカーボルト３１で延長部分１０Ｂの端部１１をコンクリート路盤５０に固定することで延長部分１０Ｂの端部１１の跳ね上がりを防止しているので、強固な拘束力を発揮することができて、延長部分１０Ｂの長さの抑制に貢献できる。さらに延長部分にカウンタウエイト３５を配することにより、延長部分１０Ｂの端部１１の跳ね上がりをさらに有効に防止することができ、それにより支間中央の鉛直変位を一層低減することができる。
【００３２】
また、一般的には、輸送長さや重量制限などにより、橋桁１０に現場継手を設けることが多いが、橋桁１０の端部に延長部分１０Ｂを設けた場合は、以下に示す施工上のメリットも得ることができる。
【００３３】
例えば、橋桁を２分割して現場に設置する場合を考えると、延長部分を持たない橋桁の場合、図８（ａ）に示すように、現場継手部１４０に近い位置にベント（仮設材で橋桁を支持する設備）１３０を設置して、橋桁１１０の一方の分割部分１１０−１を吊り降ろして、ベント１３０と橋台１２０で支持して架設する。次に、もう一方の分割部分１１０−２を吊り降ろして、先に架設してある分割部分１１０−１と現場継手部１４０を介して連結することで施工する。
【００３４】
これに対し、図７に示すように、橋桁１０の端部に延長部分１０Ｂを設けた場合は、ベント１３０（図８参照）を設置しなくとも、バランスをとることができるので、橋桁１０の分割部分１０−１を橋台２０から張り出して架設することができる。例えば、最初に橋桁１０の一方の分割部分１０−１を吊り降ろして、橋台２０と補助拘束手段３０で支持することにより、橋桁１０の分割部分１０−１を橋台２０から張り出して架設することができる。次に、もう一方の分割部分１０−２を吊り降ろして、先に支持してある分割部分１０ー１と現場継手部４０を介して連結することで、施工することができる。従って、ベントの設置が不要であり、その分、作業効率をよくすることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
前記実施形態では、橋桁１０の本体部分１０Ａの長さＬを３０ｍの場合を例に挙げて本発明を説明したが、これはあくまで例示であり、橋桁１０の本体部分１０Ａの長さＬは勿論必要に応じて適宜設定変更可能である。
【００３６】
また、前記実施形態では、橋桁１０の本体部分１０Ａの左右両端に延長部分１０Ｂを設け、その端部１１に補助拘束手段３０を設けたが、これに限られることなく、橋桁１０の本体部分１０Ａの左右両端のうちの片方に延長部分１０Ｂを設け、その端部１１に補助拘束手段３０を設ける構成であってもよい。
また、補助拘束手段３０としてアンカーボルトの例を挙げて説明したがこれに限られることなく、橋桁１０の本体部分１０Ａの延長部分１０Ｂの端部をゴム材等の弾性部材を介して下方のコンクリート路盤に押圧する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  橋桁
１０Ａ  本体部分
１０Ｂ  延長部分
１１  端部
２０  橋台（支承）
３０  補助拘束手段
３１  アンカーボルト（補助拘束手段）
３５  カウンタウエイト（補助拘束手段）
【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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