(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋脚上面の桁かかり部に支承体を介して桁が取り付けられている桁かかり部に、断面形状がほぼ三角形の板状で弾性体製の緩衝体を、支承体の周囲の橋軸方向およびそれと直交する方向に、支承体に傾斜面が向くように少なくとも一列配置することを特徴とする橋梁における桁落下防止装置。
【請求項２】
請求項１において、緩衝体の内部に繊維体を積層させたことを特徴とする橋梁における桁落下防止装置。
【請求項３】
請求項１において、緩衝体の支承体側の前部に緩衝板を配置したことを特徴とする橋梁における桁落下防止装置。
【請求項４】
請求項１において、桁かかり部の支承体の周りを囲むように緩衝体を配置したことを特徴とする橋梁における桁落下防止装置。
【請求項５】
請求項１において、緩衝体の上表面を剛性体製の板で覆ったことを特徴とする橋梁における桁落下防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁において、地震により桁が橋脚から落下するのを防ぐ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震の振動により、高速道路や鉄道等における橋梁の桁の落下を防止する構造としては、兵庫県南部地震以前では桁間を補強板と金属ピンを使用して接続する技術やチェーンやケーブルで桁間を連結する技術が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術は、桁が載置される橋脚上面の桁かかり部を越えて桁が落下するのを阻止するために設置されたものであるが、桁の落下という事態が生じ、下部の道路も完全に封鎖することとなり、その後の復旧活動の大きな障害となった。
【０００４】
また、地震による桁の落下現象の発生要因を地震力と地震エネルギーとすると、地震力に対しては発生した地震力を緩和するための緩衝材は有効であり、この緩衝材としてチェーンの間にゴムのダンパー機能を活用した緩衝チェーンやゴムによってピンの外周を覆った緩衝ピンの技術が開発され、接続部や連結部に用いての衝撃実験でその性能が実証されて実用化されている。
【０００５】
一方、地震エネルギーに対しては少しでも多くのエネルギーの吸収が可能な部材が有効であることから、ゴムの中に繊維体を積層埋設した材料を設けて上記の緩衝チェーンやピンの緩衝材として用い、その繊維体を破壊することにより吸収エネルギー総量を増大させる積層体が提案されている。
しかし、地震エネルギーが巨大であることからこれらの緩衝材や積層体ではエネルギー吸収量が不足であり、桁が桁かかり部を移動して落下することが考えられる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、橋脚上面の桁かかり部に支承体を介して桁が取り付けられている桁かかり部に、断面形状がほぼ三角形の板状で弾性体製の緩衝体を、支承体の周囲の橋軸方向およびそれと直交する方向に、支承体に傾斜面が向くように少なくとも一列配置することを特徴とし、さらには緩衝体の内部に繊維体を積層させたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
第１実施の形態例
図１は平面図、図２〜図５は作動状態を示す説明図、図６は緩衝体の断面図であり、図において、１は橋脚上面の桁かかり部、２は桁、３は桁２を桁かかり部１に支持する支承体であり、一般にゴムや合成樹脂等の弾性体４を鉄板５を介して桁２と桁かかり部１にそれぞれボルト等の固定具によって固着している。したがって、桁２は支承体３を介して桁かかり部１に載置固定された状態となる。
【０００８】
６は緩衝体であり、断面形状がほぼ三角形で板状の弾性体製であり、ゴムもしくは合成樹脂等の弾性体７の中に天然繊維、合成繊維等の繊維や金属等による織布、不織布、網状体等による繊維体８を積層埋設して全一体にした構造であり、必要に応じて下部に鉄板等の剛体９を埋設しておく。
なお、断面形状は、上記の如く傾斜面１０を有するほぼ三角形であり、さらには図７、図８に示す如く上端部に平坦部１１を形成した形状でもよく、それらの傾斜面１０は凹もしくは凸に湾曲していてもよく、表面は平滑面でなく段状等の不滑面であってもよい。また、上表面を鉄板等の剛体で覆ってもよい。
【０００９】
上記した繊維体８の積層方向は、底面と平行な状態、表面と平行な状態、底面に垂直な状態等どのような方向の配置でもよい。さらには、歩道橋のような軽量な梁の構造物においては繊維体８のない弾性体単体の構造でもよい。
この緩衝体６の桁かかり部１への固定状態はボルト等の固定具によって固定してもよく、さらには図８に示す如く予め底部に係止部１２を形成しておき、桁かかり部１に形成した係止凹部に嵌合係止させるような構造等どのような固定構造でもよい。
【００１０】
このようにした緩衝体６は、図１に示す如く、支承体３の周囲の桁かかり部１の橋軸方向およびそれと直交する方向に、支承体３に傾斜面が向くように一列もしくは複数列配置し、支承体３と緩衝体６の間および緩衝体６と緩衝体６の間には必要に応じて緩衝体６の構造と同様に弾性体中に繊維体を積層埋設した緩衝板１３を配置しておくと緩衝効果がある。また、緩衝板１３を介在させずに緩衝体６を連続して配置しておいても無論よい。
【００１１】
以上のようにして桁かかり部１の支承体３の周囲に緩衝体６を配置すると、地震が発生して支承体３が剪断破壊した場合、桁２は図３に示す如く、緩衝板１３上もしくは緩衝体６上に落下し、さらに、余震動でさらに桁２が動く場合には、緩衝体６の傾斜面を上方に向けて内部の繊維体８を破壊しながら移動し、それでも移動がすすむ場合には、桁２は図５に示す如く、次の緩衝板１３上や緩衝体６上に落下することになる。
【００１２】
この場合のエネルギーの吸収は、▲１▼緩衝体６の弾性歪みエネルギー、▲２▼繊維体８の破壊エネルギー、▲３▼緩衝体６から落下する位置エネルギーとなり、特に位置エネルギーの占める比率は図９に示すように高く、このエネルギー減衰を生み出すところに本発明の特長があり、落下する位置エネルギーはＥｈ＝Ｗ・ｈで示される巨大なエネルギー減衰である。
【００１３】
これらのエネルギーの減衰によって、支承体３が剪断破壊した桁が橋脚から落下するのを防ぐことができることになる。
したがって、緩衝体６を連続して配置することは、エネルギーの減衰効果が大きく、桁が橋脚上面の桁かかり部から落下する可能性が少なくなる。しかし、桁かかり部を大きくすることは構造上の制約があり、緩衝体６の設置量は桁かかり部の大きさおよび緩衝体６の傾斜面の傾斜角度と高さによる緩衝体６の大きさによって決まってくる。
【００１４】
なお、本発明の構成とは関係はないが、桁かかり部の周囲にはコンクリート等による剛体による係止部が構成されているとより桁の落下の安全性は高まる。
第２実施の形態例
本形態例は、図１０に示す如く、緩衝板１３を緩衝体６と一体に形成した例であり、この緩衝板１３の長さは緩衝体６の傾斜面の傾斜角度と高さによる緩衝体６の大きさによって決まってくる。
【００１５】
第３実施の形態例
本形態例は、桁かかり部の支承体３の周りを囲むように緩衝体６を形成した構成であり、図１１に示す如く角形や図１２に示す如く円形等どのような形状でもよい。
このような構成によると、どのような方向にも対応することができると共に取り付け作業が容易となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によると、橋脚上面の桁かかり部に支承体を介して桁が取り付けられている桁かかり部に、断面形状がほぼ三角形で板状の弾性体製の緩衝体を、支承体の周囲の橋軸方向およびそれと直交する方向に、支承体に傾斜面が向くように一列もしくは複数列配置することにより、地震が発生して支承体が剪断破壊して桁が動く場合には、桁端は緩衝体の傾斜面を上方に向けて緩衝体の弾性歪みエネルギーによって地震エネルギーを減衰させながら移動し、それでも移動がすすむ場合には、その緩衝体から落下することによりさらに地震エネルギーを減衰させることにより、桁の橋脚からの落下を防止するこができる効果を有する。
【００１７】
さらに、緩衝体の内部に繊維体を積層させた構造においては、繊維体の破壊エネルギーによってさらに地震エネルギーを減衰させることができ一層の減衰効果が期待できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態例を示す平面図
【図２】作動状態を示す説明図
【図３】作動状態を示す説明図
【図４】作動状態を示す説明図
【図５】作動状態を示す説明図
【図６】緩衝体の断面図
【図７】他の緩衝体例を示す断面図
【図８】他の緩衝体例を示す断面図
【図９】エネルギーの減衰を示すグラフ
【図１０】第２実施の形態例を示す緩衝体の断面図
【図１１】第３実施の形態例を示す緩衝体の平面図
【図１２】第３実施の形態例を示す緩衝体の平面図
【符号の説明】
１  桁かかり部
２  桁
３  支承体
６  緩衝体
７  弾性体
８  繊維体
９  剛体
１０  傾斜面
１１  平坦部
１２  係止部
１３  緩衝板
【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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