(57)【要約】【課題】橋脚を直接巻立て補強せず実現することができ、或いは、巻立て補強を行う場合であっても、その補強レベルを低減することができる橋梁の耐震補強方法を提供する。【解決手段】複数の桁２が橋軸方向へ連続する多径間橋梁１において、隣接する桁２，２間に配置されている伸縮継手装置の設計伸縮量を超えない範囲で桁２，２同士を拘束するように構成された連結装置によって隣接する桁２，２同士を連結することにより、桁２，２間が開閉するような動きを防止できるようにすることを特徴とする。連結装置５としては、所定長さの鋼線５ａの両端にストッパ５ｂ，５ｂを取り付けたもの、或いは、制震ダンパーを用いる。【選択図】図１
2009228296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単純桁が橋軸方向へ連続する多径間橋梁を対象とする耐震補強方法であって、
隣接する桁間に配置されている伸縮継手装置の設計伸縮量を超えない範囲で桁同士を拘束するように構成した連結装置によって、隣接する桁同士を橋脚上で連結することにより、橋軸直角方向の地震力に対し、隣接する桁同士が開閉するような動きを防止し、橋脚の水平変位を小さくできるようにすることを特徴とする橋梁の耐震補強方法。
【請求項２】
複数の単純桁が橋軸方向へ連続する多径間橋梁を対象とする耐震補強方法であって、
橋台上において支持される桁の端部を、橋台に対して固定することにより、橋台上において桁が橋軸直角方向へ変位することを防止できるようにすることを特徴とする橋梁の耐震補強方法。
【請求項３】
複数の単純桁が橋軸方向へ連続する多径間橋梁を対象とする耐震補強方法であって、
隣接する桁同士を橋脚上で連結装置によって連結することにより、橋軸直角方向の地震力に対し、隣接する桁同士が開閉するような動きを防止し、橋脚の水平変位を小さくできるようにし、更に、
橋台上において支持される桁の端部を、橋台に対して固定することにより、橋軸直角方向の地震力に対し、上部工の地震慣性力を、橋脚よりも耐力、剛性の大きい橋台で受け持ち、橋脚及び橋台上において桁が橋軸直角方向へ変位することを防止できるようにすることを特徴とする橋梁の耐震補強方法。
【請求項４】
前記連結装置として、所定長さの鋼材の両端にストッパを取り付けたもの、或いは、制震ダンパーを用いることを特徴とする、請求項１又は請求項３に記載の橋梁の耐震補強方法。
【請求項５】
前記橋台上に固定装置を立設して、前記桁の端部を橋台に対して固定することを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の橋梁の耐震補強方法。
【請求項６】
前記橋台上に、アンカーを用いて前記桁の端部を直接或いは間接的に固定することを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載の橋梁の耐震補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設及び新設の多径間橋梁を対象とする耐震補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間橋脚を有する既設の多径間単純橋梁のうち、古い基準で設計されたものは、現行の耐震基準を満たしていないことが多く、非常に危険である。特に、大規模地震時、橋脚の変形が大きい場合には、例えば図３（１）に示すような橋梁（両端に設置された橋台５３，５３と、中間に配置された橋脚５４によって二つの桁５２，５２が支承される橋梁５１）において、橋梁５１の中央部付近（橋脚５４によって支持される二つの桁５２，５２の隣接する桁端部付近）が、図３（２）に示すように、橋軸直角方向（同図中、矢印で示す方向）に変位し、隣接する桁５２，５２間において、桁端部同士が開閉するような動きが生じてしまうことがあり、橋梁が損壊、或いは、倒壊してしまう可能性が高い。
【０００３】
従って、現行の耐震基準を満たしていない多径間橋梁については、橋脚の補強が必要となり、そのための具体的な措置として、鉄筋コンクリート、鋼板、或いは、炭素繊維シート等の補強部材を、橋脚の外周に巻立てるという工事（巻立て補強工事）が実施されている。
【特許文献１】特開２００７−２２４５７９号公報
【特許文献２】特開２００７−０１６５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、橋脚が水中にある河川橋や湖面橋、或いは、橋脚が斜面の土中にあるような橋梁においては、巻立て補強工事が物理的に不可能であったり、物理的には可能であっても、施工上の制約等からコストが嵩んでしまい、経済的な理由で工事を実施できない、ということもある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決すべくなされたものであって、橋脚を直接巻立て補強せず実現することができ、或いは、巻立て補強を行う場合であっても、その補強レベルを低減することができる耐震補強方法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】
【０００６】
本発明の橋梁の耐震補強方法は、複数の単純桁が橋軸方向へ連続する多径間橋梁を対象とし、隣接する桁同士を橋脚上で連結装置によって連結することにより、橋軸直角方向の地震力に対し、隣接する桁同士が開閉するような動きを防止し、橋脚の水平変位を小さくできるようにすることを特徴としている。尚、連結装置としては、所定長さの鋼材の両端にストッパを取り付けたもの、或いは、制震ダンパーを用いることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の橋梁の耐震補強方法は、橋台上において支持される桁の端部を、橋台に対して固定することにより、橋軸直角方向の地震力に対し、上部工の地震慣性力を、橋脚よりも耐力、剛性の大きい橋台で受け持ち、橋脚及び橋台上において桁が橋軸直角方向へ変位することを防止できるようにすることを特徴としている。尚、桁の端部を橋台に対して固定するための具体的な手段としては、橋台上に固定装置を立設すること、或いは、橋台上に、アンカーを用いて桁の端部を直接或いは間接的に固定することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の橋梁の耐震補強方法によれば、多径間橋梁において、橋脚上において隣接する桁同士が連結されることにより、或いは、橋台に対して桁端部が固定されることにより、橋軸直角方向に地震力が作用した場合であっても、隣接する桁同士が開閉しないように拘束することができ、連続桁（一本棒）の挙動に近くなり、地震力が、耐力、剛性の大きい橋台に分担され、橋脚の変形を小さくすることができる。その結果、橋脚の巻立て補強を行わずに耐震性能を必要なレベルまで向上させることができる。また、桁を橋軸方向に連結することにより、落橋に対する安全性が向上する、という効果も期待することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る橋梁の耐震補強方法の説明図であって、本発明の補強方法を、鋼箱桁タイプの橋梁１における桁２，２の接合部に対して適用した例を示す図である。より詳細には、図１（１）は、本発明の補強方法によって補強した橋梁１における桁２の端面図、（２）は、橋脚４上において支持される桁２，２の垂直断面図（（１）のｘ−ｘ線による断面図）、（３）は、橋脚４上において支持される桁２，２の水平断面図（（１）のｙ−ｙ線による断面図）である。
【００１０】
図１の橋梁１は、本発明の補強方法の適用前においては、隣接する桁２，２間は連結されていなかった（尚、隣接する桁２，２上に載置される床版６，６同士は、図示しない伸縮継手装置によって路面が連続するように接続されている。）が、適用後においては、隣接する桁２，２間が、連結装置５によって強固に連結される。
【００１１】
尚、本実施形態においては、連結装置５として、所定の長さの鋼線５ａの両端部にストッパ５ｂ，５ｂを取り付けたものが用いられており、各ストッパ５ｂ，５ｂを、各桁２，２の壁面に係止させて、対向する桁２，２間に鋼線５ａを張り渡すようにして連結するように構成されている。尚、鋼線５ａには、プレストレスコンクリート（ＰＣ）の製造に使用されるＰＣ鋼線等を用いることができる。また、連結装置５の構成部材としては、鋼線５ａの代わりに、鋼棒（ＰＣ鋼棒等）、その他の鋼材、或いは、制震ダンパー（低降伏点鋼材を用いたダンパー等を含む軸降伏型ダンパー、又は、摩擦履歴型ダンパー、粘性ダンパー、シリンダー型ダンパー等）を用いることもできる。また、ストッパ５ｂは、桁２の壁面に直接係止させるのではなく、桁２の壁面に形成したブラケットに対して係止させるような構造としても良い。
【００１２】
連結装置５は、桁２の温度変化、コンクリートのクリープ及び乾燥収縮、活荷重によって生じるたわみによる移動量を吸収できる構造（例えば、鋼線５ａの長さを温度伸縮量分長くし、或いは、ストッパ５ｂと桁２の壁面に形成したブラケット間に隙間を設けるというような構造）となっている。
【００１３】
また、この連結装置５は、隣接する桁２，２間に配置されている伸縮継手装置（図示せず）の「設計伸縮量」を超えない範囲で、桁２，２同士を拘束するように構成されている。この点について具体的に説明すると、隣接する桁２，２間の離間寸法が「ある値」（ここでは、この値を「限界値」と言う。）よりも小さい場合には、連結装置５は緊張しておらず、隣接する桁２，２同士は、余裕をもって緩やかに連結された状態となるが、隣接する桁２，２間の離間寸法が「限界値」に達すると、連結装置５は緊張し、それ以上桁２，２間が拡開することを抑止する。そして、この「限界値」は、伸縮継手装置の「設計伸縮量」を超えない範囲で設定されている。
【００１４】
尚、伸縮継手装置の「設計伸縮量」は、桁の温度変化、コンクリートのクリープ及び乾燥収縮、活荷重によって生じる撓みによる上部構造の移動量等を考慮して、設置される桁毎に設定されており、一般的には、下記のような算定式によって算定されている。
【００１５】
橋    種                      基本伸縮量（単位：ｍｍ）
鋼橋の場合：                            ０．６Ｌ
寒冷地の鋼橋の場合：                    ０．７２Ｌ
鉄筋コンクリート橋：                    ０．４Ｌ＋０．２Ｌβ
寒冷地の鉄筋コンクリート橋：            ０．５Ｌ＋０．２Ｌβ
プレストレストコンクリート橋：          ０．４Ｌ＋０．６Ｌβ
寒冷地のプレストレストコンクリート橋：  ０．５Ｌ＋０．６Ｌβ
【００１６】
尚、上記算定式中、「Ｌ」は伸縮桁長（単位：ｍ）、「β」は低減係数である。また、低減係数βは、コンクリートの材令が１ヶ月の場合は「０．６」、２ヶ月の場合は「０．４」、６ヶ月の場合は「０．３」、１２ヶ月の場合は「０．２」、２４ヶ月の場合は「０．１」とされる。更に、上記基本伸縮量には、余裕量（基本伸縮量×２０％、但し、最小１０ｍｍ）が付加される。
【００１７】
連結装置５について、隣接する桁２，２間の離間寸法の「限界値」が、伸縮継手装置の「設計伸縮量」を超えない範囲で設定されている、とは、隣接する桁２，２間の間隔が開いていくとき、その離間寸法が、そこに配置されている伸縮継手装置の「設計伸縮量」に達する前に、連結装置５が緊張状態となり、それ以上桁２，２間が拡開しない状態となること、桁２，２間が「設計伸縮量」まで拡開しないよう拘束されること、を意味している。
【００１８】
本実施形態に係る発明によれば、上記のような構成に係る連結装置５によって桁２，２間が連結されることにより、大規模地震時において、桁２，２に対し、橋軸直角方向へ振れるような力が作用した場合であっても、隣接する桁２，２間が開閉するような動きを防止することができ、その結果、図３（２）に示したような、橋軸直角方向への桁の変位、乃至は、橋脚の変形を好適に回避することができる。
【００１９】
尚、本実施形態においては、本発明に係る補強方法を、鋼箱桁タイプの橋梁１に対して適用する例について説明したが、適用対象となる橋梁の桁の種類は、鋼箱桁には限定されず、コンクリートＴ桁、鋼板桁等、どのような桁の橋梁に対しても適用することができる。また、橋脚の形式についても、単柱式の橋脚には限定されず、壁式、ラーメン、鋼製橋脚等、あらゆる形式の橋脚を有する橋梁に対して適用することができる。更に、既設の橋梁のみならず、新設の橋梁に対しても適用可能である。
【００２０】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る橋梁の耐震補強方法の説明図であって、本発明の補強方法を、コンクリート箱桁タイプの橋梁１における桁２と橋台４の接合部に対して適用した例を示す図である。より詳細には、図２（１）は、本発明の補強方法によって補強した橋梁１における桁２の垂直断面図（橋軸直角方向の垂直断面図）、（２）は、橋台３上において支持される桁２の垂直断面図（（１）のｚ−ｚ線による断面図）である。
【００２１】
図２の橋梁１は、本発明の補強方法の適用前においては、橋台３上において支持される桁２の端部は、橋台３に対して固定されていなかったが、適用後においては、橋台３上に立設された二つの固定装置７，７によって、桁２が側方から挟まれるようにして固定され、大規模地震時において、桁２に対し、橋軸直角方向へ振れるような力が作用した場合であっても、橋台３上において桁２が橋軸直角方向へ変位することを防止して、橋脚の変形を好適に回避することができる。
【００２２】
本実施形態においては、本発明に係る補強方法を、コンクリート箱桁タイプの橋梁１に対して適用する例について説明したが、第１の実施形態における場合と同様に、適用対象となる橋梁の桁の種類は限定されず、鋼箱桁、コンクリートＴ桁、鋼板桁等、どのような桁の橋梁に対しても適用することができ、既設の橋梁にも、新設の橋梁に対しても適用可能である。
【００２３】
また、本実施形態においては、固定装置７は、鋼材製の箱形の本体７ａと、本体７ａを橋台３上において固定するために橋台３の内部に埋設されたアンカー７ｂと、本体７ａと桁２の側壁面との間に配置される緩衝材７ｃとによって構成されているが、かかる構成のものには限定されず、橋台３上において桁２が橋軸直角方向へ変位することを防止できる限り、どのような構成としても良い。
【００２４】
例えば、固定装置を鉄筋コンクリートによって構成してもよいし、また、図１（１）に示した橋梁１のように、床版６の下側中央部に空間（平行な二つの桁２，２の間の空間）が形成されている場合、固定装置を橋台の中央に立設し、平行な二つの桁２，２によって固定装置を跨がせるような構成、つまり、固定装置を桁２，２間の空間に進入させて、橋台３上における桁２の移動（橋軸直角方向への変位）を規制するような構成とすることもできる。また、複数のＩ型鋼を、長手方向が橋軸方向と平行になるような向きで、橋軸直角方向へ所定間隔を置いて平行に配置してなる桁を用いた橋梁において、Ｉ型鋼（桁）の下フランジを、橋台の内部に下半部を埋設させたアンカーを用いて、橋台に対して直接固定し、或いは、何らかの材を間に介在させて間接的に固定するような構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る橋梁の耐震補強方法の説明図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る橋梁の耐震補強方法の説明図。
【図３】大規模地震時、多径間の橋梁５１において生じ得る桁５２，５２の変位についての説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１，５１：橋梁、
２，５２，５２：桁、
３，５３，５３：橋台、
４，５４：橋脚、
５：連結装置、
５ａ：鋼線、
５ｂ：ストッパ、
６：床版、
７：固定装置、
７ａ：本体、
７ｂ：アンカー、
７ｃ：緩衝材
【図１】
2009228296.tif 000003
【図２】
2009228296.tif 000004
【図３】
2009228296.tif 000005