(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋脚により支承部材を介して橋桁を支持し、この橋桁上の橋脚に対応した部分に主塔を設けこの主塔がケーブルを介して上記橋桁を吊り下げる吊り橋の耐震構造であって、
上記橋脚の上部に橋幅方向の両側にそれぞれ突出して設けられた第１及び第２のブラケットと、
これらの第１及び第２のブラケットと上記主塔の上部とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の補助ケーブルと、
を有することを特徴とする吊り橋の耐震構造。
【請求項２】
更に、上記第１及び第２のブラケットと上記主塔の中間部とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の第２の補助ケーブルを有する請求項１記載の吊り橋の耐震構造。
【請求項３】
更に、上記第１及び第２のブラケットと上記橋脚とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の第３の補助ケーブルを有する請求項１又は請求項２に記載の吊り橋の耐震構造。
【請求項４】
橋脚により支承部材を介して橋桁を支持し、この橋桁上の橋脚に対応した部分に主塔を設けこの主塔がケーブルを介して上記橋桁を吊り下げる吊り橋の耐震補強方法であって、
上記橋脚の上部に橋幅方向の両側にそれぞれ突出する第１及び第２のブラケットを設ける工程と、
これらの第１及び第２のブラケットと上記主塔の上部とをそれぞれ接続する予め所定の張力が付与された少なくとも１組の補助ケーブルを橋幅方向においてほぼ対称に設ける工程と、
を有することを特徴とする吊り橋の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吊り橋の耐震構造及び耐震補強方法に係り、特に、橋脚により支承部材を介して橋桁を支持し、この橋桁上の橋脚に対応した部分に主塔を設けこの主塔がケーブルを介して上記橋桁を吊り下げる吊り橋の耐震構造及び耐震補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
阪神淡路大震災以降、これを教訓として吊り橋に対する耐震性の考え方が見直され、それに伴って新設及び既設の吊り橋に対しても、種々の耐震対策が実施されている。新設の吊り橋の場合は、当初から耐震対策を考慮した設計が行えるが、既設の吊り橋の場合は吊り橋を構成する部材の取り合い等の制約が多く、耐震対策を施すことは容易でない。
【０００３】
次に、図１及び図２により、吊り橋の一例である斜張橋に対して耐震補強方法を実施する場合の従来技術を説明する。
図１に示すように、一般的に、斜張橋１は、橋桁２を備え、この橋桁２は橋脚４の上に支承部材６を介して支持され、さらに橋桁２上には主塔８が設けられ、この主塔８と橋桁２との間を複数のケーブル１０により接続して橋桁２が支持されるような構造となっている。
図２は、既設の斜張橋の支持構造を示す部分拡大図である。図２に示すように、従来から、斜張橋の耐震性を向上させる場合には、橋桁２と橋脚４との間に免震装置１２を新たに介装する方法や、主塔８の下部に補強材１４を取付けることにより主塔８を直接的に補強する方法等が、採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの既設の斜張橋に対する従来の耐震補強方法において、橋桁２と橋脚４との間に免震装置１２を介装する方法は、大重量の橋桁２をジャッキアップしなければならないので、その工事が大掛かりとなって工事費が高くなったり、工期も長くなる等の問題がある。また、免震装置自身も大重量を支持することから大面積を必要とし、免震化により地震時の変位が大きくなることから橋脚上面を広げなければならなくなる等の問題もある。次に、主塔８を補強材１４により補強する方法は、補強部材の数が多い場合や補強個所によっては交通規制の必要があり、足場架設が広範囲に亘るため、コストが増加する等の問題がある。
【０００５】
一方、新設の斜張橋の耐震性を向上させるためには、主塔の断面を大きくするか、主塔を構成する板厚を大きくする必要があり、また、免震装置を設ける場合にはその免震装置が大重量を支持するために大面積な装置となる必要があり、さらに、免震化により地震時の変位が大きくなることから橋脚の上面までも広くとらなければならず、コスト的に問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、従来技術の問題を解決するためになされたものであり、新設の吊り橋及び既設の吊橋の耐震性能を容易に向上させることができる吊り橋の耐震構造及び耐震補強方法を提供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】
上記の目的を達成するために本発明は、橋脚により支承部材を介して橋桁を支持し、この橋桁上の橋脚に対応した部分に主塔を設けこの主塔がケーブルを介して上記橋桁を吊り下げる吊り橋の耐震構造であって、橋脚の上部に橋幅方向の両側にそれぞれ突出して設けられた第１及び第２のブラケットと、これらの第１及び第２のブラケットと主塔の上部とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の補助ケーブルと、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明の吊り橋の耐震構造においては、地震により主塔及び橋桁が橋幅方向に振動した場合であっても、予め所定の張力が付与された少なくとも１組の補助ケーブルにより、第１及び第２のブラケットと主塔の上部とがそれぞれ接続され、さらに、これらの１組の補助ケーブルがほぼ対称に設けられているため、主塔の揺れが抑制され、さらに、橋桁両端部の浮上がりと押下がりの動作も抑制される。これにより、主塔の基部に発生する応力及び支承部材に発生する反力が低減させる。この結果、吊り橋全体において耐震効果を得ることができる。
【０００８】
本発明の吊り橋の耐震構造は、好ましくは、更に、第１及び第２のブラケットと主塔の中間部とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の第２の補助ケーブルを有する。
本発明の吊り橋の耐震構造は、好ましくは、更に、第１及び第２のブラケットと橋脚とをそれぞれ接続し且つ橋幅方向においてほぼ対称に設けられると共に予め所定の張力が付与された少なくとも１組の第３の補助ケーブルを有する。
【０００９】
さらに、本発明は、橋脚により支承部材を介して橋桁を支持し、この橋桁上の橋脚に対応した部分に主塔を設けこの主塔がケーブルを介して橋桁を吊り下げる吊り橋の耐震補強方法であって、橋脚の上部に橋幅方向の両側にそれぞれ突出する第１及び第２のブラケットを設ける工程と、これらの第１及び第２のブラケットと主塔の上部とをそれぞれ接続する予め所定の張力が付与された少なくとも１組の補助ケーブルを橋幅方向においてほぼ対称に設ける工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図３及び図４により本発明の第１実施形態を説明する。図３は吊り橋を全体正面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た拡大側面図である。図３及び図４に示すように、符号１５は、本実施形態が適用される吊り橋の一種である斜張橋を示し、この斜張橋１５は、橋桁２と、この橋桁２を支承部材６を介して支持する橋脚４と、橋桁２上の橋脚４に対応した部分に設けられた主塔８と、この主塔８と橋桁２とを接続し橋桁２を吊るすケーブル１０を備えている。なお、主塔８は、その基部８ａで橋桁２に固定され、さらに、支承部材６は、橋桁２の橋幅方向の中央に設けられた支承部材６ａと、両側に設けられた支承部材６ｂ，６ｃとから構成されている。
【００１１】
斜張橋１５は、更に、橋脚４の上部の橋幅方向の両側には、橋幅方向に突出するブラケット１６，１７を備え、これらのブラケット１６，１７の先端の上側に位置する先端取付部１６ａ，１７ａと主塔８の頂部の両側に設けられた頂部取付部２０ａ，２１ａの間には、これらを接続する補助ケーブル２２が橋幅方向に対称となるように設けられている。さらに、これらの補助ケーブル２２には、地震が発生したときに過度なゆるみが生じて補助ケーブル２２による拘束が失われないように、予め所定の張力が付与されている。
【００１２】
次に第１実施形態の作用を説明する。新設の斜張橋１５を建設する場合には、上述した橋桁２、ブラケット１６，１７が一体的に設けられた橋脚４、支承部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ）、主塔８、ケーブル１０、及び、補助ケーブル２２をそれぞれ準備し、これらを組立てて、図３及び図４に示すような斜張橋１５の耐震構造を得ることができる。
【００１３】
一方、既設の斜張橋に対して、耐震補強する場合には、橋桁２、橋脚４、支承部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ）、主塔８、及び、ケーブル１０を備えた既設の斜張橋に対して、上述したブラケット１６，１７を橋脚４の上部の橋幅方向の両側に突出するように設け、次ぎに、補助ケーブル２２により、ブラケット１６，１７の先端取付部１６ａ，１７ａと主塔８の頂部の両側に設けられた頂部取付部２０ａ，２１ａとを接続すると共に、これらの補助ケーブル２２を橋幅方向に対称となるように設ける。このとき、補助ケーブル２２には、地震が発生したときに過度なゆるみが生じて補助ケーブル２２による拘束が失われないように、予め所定の張力が付与されている。このようにして、耐震補強された斜張橋１５を得ることができる。
【００１４】
一方、ブラケット及び補助ケーブルが設けられていない従来構造の斜張橋では、地震により主塔８が橋幅方向に振動すると、主塔８の振動に連動して橋桁２の両端部が交互に浮上がりと押下がりの動作を繰返し、主塔８の基部８ａに大きな応力が発生したり、橋桁２と橋脚４との間に設けられた支承部材６（特に、支承部材６ｂ，６ｃ）に大きな反力が発生する。このため、斜張橋の破壊、倒壊及び接近構造物への接触等の影響が危惧される。
しかしながら、上述した本実施形態による斜張橋１５においては、地震が発生して主塔８が橋幅方向に振動しても、補助ケーブル２２には、過度にゆるんで拘束が失われないように予め所定の張力が付与されているため、主塔８の揺れや橋桁２の両端部の浮上がりと押下がりの動作が抑制され、主塔８の基部８ａに発生する応力や支承部材６、特に、両側の支承部材６ｂ、６ｃに発生する反力等が大幅に低減される。
【００１５】
次に、図５を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。なお、図５において、図４に示す構成と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
この第２実施形態が適用される斜張橋２５は、上述した第１実施形態の構造に加えて、第２補助ケーブル２８を設けるようにしたものである。
この第２補助ケーブル２８は、ブラケット１６、１７の先端取付部１６ａ，１７ａと、主塔８の中間取付部３０ａ，３１ａとを接続するように車幅方向においてそれぞれ対称に設けられている。なお、この第２補助ケーブル２８に対しても、地震が発生したときに過度なゆるみが生じて第２補助ケーブル２８による拘束が失われないように、予め所定の張力が付与されている。
【００１６】
次に第２実施形態の作用を説明する。このように構成された第２実施形態の斜張橋２５の耐震構造において、上述した第１実施形態における作用効果を奏することは当然であるが、それ以外に、予め所定の張力が付与された２組の補助ケーブル２２，２８により、主塔８とブラケット１６，１７がそれぞれ対称に接続されているため、より大きな耐震効果を得ることができる。さらに、２組の補助ケーブル２２，２８を使用しているため、これらに付与できる張力の幅が広くなり、設計の自由度が広がるという効果もある。
なお、第２補助ケーブル２８においては、要求される耐震性能に応じて、取付部３０ａ，３１ａの位置を変えたり、本数（組数）を増やすようにしてもよい。
【００１７】
次に、図６を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。なお、図６において、図４（第１実施形態）に示す構成と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
この第３実施形態が適用される斜張橋３２は、上述した第１実施形態（図４参照）の構造に加えて、第３補助ケーブル３４を設けるようにしたものである。
この第３補助ケーブル３４は、ブラケット１６、１７の先端の下側に位置する先端取付部１６ｂ，１７ｂと、橋脚４のブラケット１６，１７の下方に位置する取付部３６ａ，３７ａとを接続するように橋幅方向においてそれぞれ対称に設けられている。なお、この第３補助ケーブル３４に対しても、地震が発生したときに過度なゆるみが生じて第３補助ケーブル３４による拘束が失われないように、予め所定の張力が付与されている。
【００１８】
次に第３実施形態の作用を説明する。このように構成された第３実施形態の斜張橋３２の耐震構造においては、上述した第１実施形態における作用効果を奏する。さらに、第３実施形態の斜張橋３２においては、地震が発生したときに、補助ケーブル２２が受けた力を、第３補助ケーブル３４により釣り合わせて、減少させることができるので、ブラケット１６，１７の基部１６ｃ、１７ｃに生じる応力値（応答値）を小さくすることができる。その結果、本実施形態によれば、ブラケット１６，１７の構造を小さくすることができ、コストが低減される。
なお、本実施形態においても、第３補強ケーブル３４については、要求される耐震性能に応じて、取付部３６ａ，３７ａの位置を変えたり、本数（組数）を増やすようにしてもよい。
【００１９】
次に、図７を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。この第４実施形態は、図５に示す第２実施形態と、図６に示す第３実施形態とを、組み合せた実施形態であり、そのため、図５及び図６に示す構成と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
この第４実施形態が適用される斜張橋３８は、上述した、ブラケット１６，１７、補強ケーブル２２、第２補強ケーブル２８、さらに、第３補強ケーブル３４を備えている。
これらの各補強ケーブル２２，２８，３４には、上述したように、地震が発生したときに過度なゆるみが生じてケーブルによる拘束が失われないように、予め所定の張力が付与されている。
【００２０】
なお、ここでは、本発明の実施形態として、斜張橋の例を説明したが、本発明は、斜張橋に限定されず、他の種類の吊り橋にも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の吊り橋の耐震構造によれば、新設の吊り橋及び既設の吊橋の耐震性能を容易に向上させることができる。また、本発明の吊り橋の耐震補強方法においても、同様に、吊り橋の耐震性能を容易に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の斜張橋の一般的な構造を示す概略正面図である。
【図２】図１に示す斜張橋の従来の支持構造を示す拡大正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の斜張橋の耐震構造を示す概略正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た拡大側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の斜張橋の耐震構造を示す側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の斜張橋の耐震構造を示す側面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の斜張橋の耐震構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１５，２５，３２，３８  斜張橋
２  橋桁
４  橋脚
６  支承部材
８  主塔
１０  ケーブル
１６，１７  ブラケット
１６ａ，１７ａ  先端取付部
２０ａ，２１ａ  頂部取付部
２２  補助ケーブル
２８  第２補助ケーブル
３０ａ，３１ａ  中間取付部
３４  第３補助ケーブル
【図１】
0004362020.tif 000002
【図２】
0004362020.tif 000003
【図３】
0004362020.tif 000004
【図４】
0004362020.tif 000005
【図５】
0004362020.tif 000006
【図６】
0004362020.tif 000007
【図７】
0004362020.tif 000008