JP2006307444A - 既設橋における耐震補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、既存の橋脚の耐震構造を活用し、既存橋脚の耐力以上の水平モーメントが発生した場合の水平力を軽減することができる耐震補強構造を提供することを目的とするものである。
【解決手段】 本発明は、橋台２間に立設される下部構造である橋脚３と、該橋脚３上に支承される上部構造である橋桁４とから構成される既設の橋梁１であって、橋台２と橋脚３との間、隣り合う橋脚３との間を連結材８によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える構成とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、既設橋における耐震補強構造に関する。詳しくは、既に施工された一般道路、又は高速道路における橋梁の橋脚自体の補強をせずに、耐震基準値に対応することを可能とした既設橋における耐震補強構造に係るものである。

既に施工された一般道路や高速道路などの橋梁では、耐震基準の見直しにより、橋脚の補強が求められているのが現状であり、地震による変形量が可及的に小さくすることが主眼とされ、必然的に橋脚を高剛性とする必要があり、地震時においても変形し難いものとした耐力構造とするような補強が行われている。

そこで地震時の水平力による橋脚の基部にかかる応答曲げモーメントに耐える構造とするために、橋脚基部を掘り下げて、基礎杭の増強をすると共に、橋脚自体を高耐震構造とするための増厚工事等が行われている。

しかしこのような補強構造では長期間にわたり交通規制を行いながらの工事となるために、非常に手間と時間を費やし、非常にコスト高となる問題があった。

そこで本件出願人はこのような問題点を解消するために図１１に示すような発明をした。この発明は、橋台１０１、１０１間に立設される下部構造である橋脚１０２と、該橋脚１０２上に支承される上部構造である橋桁１０３とから構成される既設の橋梁であって、各橋台１０１、１０１と橋脚１０２の上部を連結材１０４によってそれぞれ張着することにより、地震時における水平モーメントを連結材１０４によって軽減させる補強構造である（特許文献１参照）。

特開２００４−０１９３２７号公報（要約書、第１図）

前述の耐震構造にあっては、橋脚の上部が橋台間で同等の力で張着することにより、常時にあっては橋脚頂部にかかる水平モーメントは零の状態で維持されることになり、地震時における水平力が発生した場合には、連結材による張力により橋脚頂部の変形を最小限に制御することができるものである。

しかしながら図１２に示すように連結材１０４を緊張した状態で装着すると、橋梁全体の剛性が大きくなることから、既設の橋脚の耐震基準値以上の地震時における応答加速度の増加により、むしろ装着前より水平力が増大することになり、橋脚の補強効果が期待できないことが多い。

また、既存の橋脚の既存橋脚の耐力以上の震度に耐える補強工事を行うには橋脚基部を掘り下げて、基礎杭の増強をすると共に、橋脚自体を高耐震構造とするための増厚工事が必要となり、非常にコスト高となる問題がある。

本発明は、以上に点に鑑みて創案されたものであって、既存の橋脚の耐震構造を活用し、連結材を弛めた状態で装着することにより、既存橋脚の耐力以上の水平モーメントが発生した場合の水平力を軽減することができる耐震補強構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、橋台と橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える。

ここで、各橋脚の上部にＰＣ鋼線などの引張力・耐久性に優れた連結材が挿通できる挿通穴を貫設し、この挿通穴に連結材の先端を挿通させて定着装置によって橋台と橋脚間を弛ませた状態で連結させることによって各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する水平モーメントを規制する構成とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える。

ここで、橋台と橋脚間、隣り合う橋脚間を弛ませた状態で連結させることによって各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する水平モーメントを規制する構成とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、前記橋台と橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える。

ここで、橋台と橋脚の上部両側端をＰＣ鋼線などの連結材によって撓めた状態で連結することにより各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する全方位方向への水平モーメントを規制する構成とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る既設橋における耐震補強構造は、橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、前記橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える。

ここで、橋台と橋脚、隣り合う橋脚の上部両側端をＰＣ鋼線などの連結材によって撓めた状態で連結することにより各既存橋脚の耐力内の地震には各橋脚の耐震構造によって解消し、既存橋脚の耐力より大きい地震が発生した場合には連結材が緊張して各橋脚に発生する全方位方向への水平モーメントを規制する構成とする。

本発明の既存の橋脚の耐震構造によれば、橋台と橋脚、隣り合う橋脚を連結材によって弛めた状態で連結することにより、既設橋脚に備わった既存橋脚の耐力以上の地震が発生したときに、連結材が緊張して橋脚上端に発生する水平モーメントを規制することが可能となる。

また、Ｔ型橋脚のように周方向に発生する水平モーメントに対しては、橋台と橋脚、隣り合う橋脚の上部両側端をＰＣ鋼線などの連結材によって弛ませた状態で連結することにより、既設の橋梁に対して橋脚自体の補強工事を行わずに既設橋脚に備わった既存橋脚の耐力以上の地震が発生したときに、連結材が緊張して橋脚上端に発生する水平モーメントを規制することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例を示す側面説明図、図２は、図１における平面説明図である。

ここで示す既設橋１は、橋台２、２間に中央位置に下部構造である橋脚３と、この橋脚３上端と、橋台２上端との間に上部構造体である橋桁４、４が架設された構成とされるものである。

そこで橋台２、２の上部にそれぞれＰＣ鋼線などからなる連結材８の基端を連結する連結基台５、５を設置する。更にこの連結基台５、５に対向する橋脚３の上部に、連結材８が挿通可能な孔径を有する挿通穴６、６を貫設するものである。

この場合対向する橋台２、２に設置される連結基台５、５は、互いに位置が水平方向にズレした状態で設置することにより、これらの連結基台５、５に対向する挿通穴６、６も橋脚３に水平方向へズレした状態で貫設されることとなる。

次に連結基台５に連結材８の基端を連結固着し、この連結材８の先端を前記連結基台５に対向する挿通穴６に挿通し、橋脚３の挿通穴６の装着される定着装置７にその先端を連結固着する。

そこで定着装置７によって連結材８を既存の橋脚３の持つ既存橋脚の耐力の範囲内で橋脚３の上部が水平移動できるように弛ませた状態で橋台２と橋脚３とを連結材８によって連結するものである。

また、図３は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造において橋脚が複数ある場合の一例を示す側面説明図、図４は、図３における平面説明図である。
ここで示す既設橋１は、橋台２、２間に複数の下部構造である橋脚３、３、・・と、この橋脚３、３、・・上端と、橋台２上端との間に上部構造体である橋桁４、４、・・が架設された構成とされるものである。

そこで橋台２、２間に立設される複数の橋脚３、３、・・の上部に対して、互いに対向する位置にそれぞれ連結材８が挿通可能な孔径を有する挿通穴６、６を貫設するものである。

そして互いに対向する橋脚３、３間にその両端に挿通穴６、６に挿通し、橋脚３の挿通穴６の装着される定着装置７にその先端を連結固着する。

また、橋台２、２の上部にそれぞれ連結材８の基端を連結する連結基台５、５を設置し、この連結基台５、５に対向する橋脚３の上部に、連結材８が挿通可能な孔径を有する挿通穴６、６を貫設するものである。

そして連結基台５に連結材８の基端を連結固着し、この連結材８の先端を前記連結基台５に対向する挿通穴６に挿通し、橋脚３の挿通穴６の装着される定着装置７にその先端を連結固着する。

そこで定着装置７によって橋台２と橋脚３、隣り合う橋脚３間を連結材８によって既存の橋脚３の持つ既存橋脚の耐力の範囲内で橋脚３の上部が水平移動できるように弛ませた状態で連結するものである。

ここで、図５に示すように、既存に橋脚３に対して既存橋脚の耐力内の地震による水平力が生じた場合には、連結材８を弛ませた状態で連結しているために橋脚３はＡ矢印方向へ振れることになる。

したがって、既存の橋脚３の耐震構造による既存橋脚の耐力以内の地震では連結材８によって橋脚３の振れを拘束することがないために橋脚３に過度の負荷をかけることがない。

そこで、既存橋脚の耐力以上の地震による水平力が生じた場合には、橋脚２の上部がＢ矢印方向へ、更に移動しようとすることにより連結材８が緊張して橋脚２の振れを拘束することで橋脚３の崩壊を防ぐことが可能となる。

次に、図６は、本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例を示す平面説明図、図７は、図６における側面説明図、図８は、図６における正面断面説明図を示す。

ここで示す既設橋は、橋台２、２間に配置される複数の下部構造であるＴ型橋脚３、３、・・と、この複数のＴ型橋脚３、３、・・上端と、橋台２上端との間に上部構造体である橋桁４が架設された構成とされるものである。

前記Ｔ型橋脚３は、円柱形状の橋軸９上に橋桁４を支持する張出１０が設けられた構造とされ、橋台２の上部両端には連結基台５およびＴ型橋脚３の張出１０両端にそれぞれ定着装置７が装着される。

そこでＰＣ鋼線などからなる連結材８の基端を橋台２上部の連結基台５に連結固着し、その先端を橋台２と対角線上に対向するＴ型橋脚３の張出１０両端の定着装置７に連結し、更に隣り合うＴ型橋脚３の対角線上に対向する定着装置７間に連結材８を連結する。

ここで、前記連結材８はＴ型橋脚３の既存橋脚の耐力内での全方向への水平モーメントに対してのＴ型橋脚３の上部の振れを拘束しないように、弛ませた状態で連結するものである。

また、図９に定着装置の取り付けの一例を示すものであり、Ｔ型橋脚３の張り出し１０両端面にアンカー削孔を行い、アンカーボルト１１をエポキシ樹脂によって設置する。そしてこのアンカーボルト１２によって溶融亜鉛メッキが施された鋼製の定着用ブラケット１１が装着される。

そして定着用ブラケット１１にＰＣ鋼線からなる連結材８が係止されるものであり、この連結材８の両端には定着装置７が取り付けられる。この定着装置７は定着用ブラケット１１に開口された係止用穴１３にトランペットシース１４が挿入された状態で定着用ブラケット１１面をボルト・ナットなどの締結部材１５によって固定する固定用フランジ１６と、このトランペットシース１４内に挿通されるＰＣ鋼線の基端に固着される定着ブロック１７と、この定着ブロック１７を支持する支圧リング１８と、定着ブロック１７を押圧するコイルバネ１９と、コイルバネ１９が収納されるキャップ２０から構成されるものである。また、ＰＣ鋼線よりなる連結材８にはシール材２１が覆着され、雨水などによる錆の発生を防ぐ構成とするものである。

ここで、ＰＣ鋼線よりなる連結材８を定着装置７によって連結し、数種の厚さの支圧リング１８を備えることで連結材８の弛み具合を調整することが可能となる。

なお、定着装置の取り付け機構については図６に示す既設橋における耐震補強構造において詳述するものであるが、図１および図４において示す既設橋における耐震補強構造に対しても適用することができるものとする。

ここで、図１０に示すように、既存のＴ型橋脚３に対して既存橋脚の耐力内の地震によるＡ矢印方向への水平力が生じた場合には、各Ｔ型橋脚３は連結材８を弛ませた状態で連結しているためにＴ型橋脚３の既存橋脚の耐力内でＡ矢印方向へ振れることになる。

したがって、既存のＴ型橋脚３の耐震構造による既存橋脚の耐力以内の地震では弛ませた連結材８によってＴ型橋脚３の振れを拘束することがないためにＴ型橋脚３に過度の負荷をかけることがない。

そこで、既存橋脚の耐力以上の地震による水平力が生じた場合には、Ｔ型橋脚２の上部が更にＢ矢印方向へ移動しようとすることにより連結材８が対角線上に緊張して橋脚２の振れを拘束することで橋脚３の崩壊を防ぐことが可能となる。

このように、橋台２と橋脚３、隣り合う橋脚３間を連結材８によって対角線上に連結することにより、地震時においてＴ型橋脚３に作用する全方向への水平モーメントは、連結材８を介して橋台２に伝達されることとなり、地震時の橋脚上部の変形を制御することができる。

本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例を示す側面説明図である。 図１における平面説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造において橋脚が複数ある場合の一例を示す側面説明図である。 図３における平面説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の一例の作用説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例を示す平面説明図である。 図６における側面説明図である。 図６における正面断面説明図である。 本発明の既設橋における耐震補強構造における定着用ブラケットおよびこの定着用ブラケットに取り付けられる定着装置の一例を示す説明図である。 本発明を適用した既設橋における耐震補強構造の他の例の作用説明図である。 従来の既設橋における耐震補強構造の一例を示す説明図である。 図１１における作用説明図である。

符号の説明

１ 既設橋
２ 橋台
３ 橋脚
４ 橋桁
５ 連結基台
６ 挿通孔
７ 定着装置
８ 連結材
９ 橋軸
１０ 張出
１１ 定着用ブラケット
１２ アンカーボルト
１３ 係止用穴
１４ トランペットシース
１５ 締結部材
１６ 固定用フランジ
１７ 定着ブロック
１８ 支圧リング
１９ コイルバネ
２０ キャップ
２１ シール材

Claims (6)

1. 橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
   橋台と橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える
   既設橋における耐震補強構造。
2. 橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
   橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間を連結材によって弛ませた状態で連結される連結手段を備える
   既設橋における耐震補強構造。
3. 上記それぞれの橋脚に連結材を遊貫状に挿通して係着する
   請求項１または２記載の既設橋における耐震補強構造。
4. 橋台間に立設される下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
   前記橋台と橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える
   既設橋における耐震補強構造。
5. 橋台間に立設される複数の下部構造である橋脚と、該橋脚上に支承される上部構造である橋桁とから構成される既設の橋梁であって、
   前記橋台と橋脚との間、隣り合う橋脚との間の上部両側端を連結材によって対角線上に弛ませた状態で連結される連結手段を備える
   既設橋における耐震補強構造。
6. 前記連結手段は、橋台とＴ型橋脚の上部両側端に装着される定着用ブラケットと、
   前記定着用ブラケット間に連結されるＰＣ鋼線からなる連結材と、
   前記連結材の両端に装着され、前記定着用ブラケットに係止されることで橋脚の耐震値に応じて弛ませる状態を自在に調整可能とする定着装置を備える
   請求項１、２、３、４または５記載の既設橋における耐震補強構造。

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