JP5475847B2

JP5475847B2 - Seismic isolation device

Info

Publication number: JP5475847B2
Application number: JP2012177564A
Authority: JP
Inventors: 務角谷
Original assignee: 株式会社ハナミズキ・ブリッジ・プランニング
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-09
Also published as: JP2014034834A

Description

本発明は、橋の上部構造と下部構造との間に位置させる免震装置に関する。 The present invention relates to a seismic isolation device positioned between an upper structure and a lower structure of a bridge.

一般に、道路橋の設計指標は、「道路橋示方書（以下、単に「示方書」という）」により定められており、地震発生時にも耐えられる道路橋の耐震設計に関する設計指標は、示方書の「耐震設計編」に記載されている。そして、この示方書の「耐震設計編」に記載された設計指標に基づいて設計された道路橋は、同書で想定内の地震が発生した場合には、限定的な損傷の範囲内となる。 In general, the design index of a road bridge is defined by the “Road Bridge Specification (hereinafter simply referred to as“ Specification ”)”, and the design index related to the seismic design of a road bridge that can endure even in the event of an earthquake is It is described in “Aseismic Design”. A road bridge designed based on the design index described in “Earthquake Design” of this specification will be within the scope of limited damage if an earthquake as envisaged in that book occurs.

さて、昨年、２０１１年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震は、それまで一般的に想定されていた震度（気象庁震度階級）及び規模を超えた大規模で強い地震であって、建物や道路橋などの多くの建造物に多大な被害を与えた。さらに、東北地方の太平洋沿岸を中心に大規模な津波が発生した。その結果、東北地方から関東地方にかけての東日本一帯には、地震と津波による甚大な被害がもたらされた（東日本大震災）。 The Tohoku-Pacific Ocean Earthquake that occurred on March 11, 2011 last year was a large-scale strong earthquake that exceeded the seismic intensity (Meteorological Agency seismic intensity class) and the scale generally assumed so far. And many buildings such as road bridges. In addition, a large-scale tsunami occurred around the Pacific coast of Tohoku. As a result, the entire region of East Japan from the Tohoku region to the Kanto region was severely damaged by the earthquake and tsunami (Great East Japan Earthquake).

示方書ではレベル２地震動として、タイプＩの地震動とタイプＩＩの地震動が規定されている。タイプＩの地震動は、発生頻度が低いプレート境界に生じる海洋性の大規模な地震を想定したものである。東北地方太平洋沖地震は、これに相当する。 In the specification, type I ground motion and type II ground motion are defined as level 2 ground motion. Type I seismic ground motion assumes a large oceanic earthquake that occurs at a plate boundary with a low frequency of occurrence. The Tohoku Earthquake is equivalent to this.

示方書では、タイプＩの地震に対しては、例えば、鉄筋コンクリート橋脚では、ある程度の幅の水平ひび割れが生じるような損傷度に抑えるように規定し、構造物の終局状態に対して十分な安全性を確保するように規定されている。 The specification stipulates that, for Type I earthquakes, for example, reinforced concrete piers are limited to a degree of damage that causes horizontal cracks of a certain width, and are sufficiently safe against the ultimate state of the structure. It is prescribed to ensure.

さて、この示方書は、東北地方太平洋沖地震の発生を受けて、翌年（本年）の２０１２年３月に改訂された。そして、その改訂後の示方書によれば、例えば、レベル２地震動のうちタイプＩ地震動（すなわち、東北地方太平洋沖地震と同じタイプの地震による地震動）に対する設計震度が大幅に大きくなった。 Now, this specification was revised in March 2012, the following year (this year), following the occurrence of the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake. According to the revised specifications, for example, the design seismic intensity for Type I ground motion (ie, ground motion due to the same type of earthquake as the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake) among Level 2 ground motions has greatly increased.

具体的には、例えば、改訂後の示方書ではＩ種地盤（岩盤など）における固有周期１秒の橋梁の設計震度が約１．０に改訂された。一方、改訂前の仕様書では、固有周期１秒の橋梁の設計震度は０．７である。このように、改訂後の示方書では、その改訂前に比べて、耐震基準における設計震度が大幅に大きくなっている。 Specifically, for example, in the revised manual, the design seismic intensity of a bridge with a natural period of 1 second on Class I ground (such as rock) was revised to about 1.0. On the other hand, in the specifications before revision, the design seismic intensity of the bridge with a natural period of 1 second is 0.7. In this way, in the revised specifications, the design seismic intensity in the seismic standards is significantly greater than before the revision.

そして、示方書の改訂に伴い、新しく橋梁を設計する際の設計震度（設計条件）が大幅に大きくなったため、それに従って耐震性能が高い橋梁を設計・施工する必要があり、その結果、建設コストが大幅に増大するという事態が予想される。 With the revision of the specifications, the design seismic intensity (design conditions) when designing a new bridge has increased significantly, and it is necessary to design and construct a bridge with high seismic performance accordingly. Is expected to increase significantly.

一方で、旧示方書の耐震基準を満たしている橋梁や、旧示方書に基づいて耐震補強がなされた橋梁については、改訂後の示方書の設計震度を基準として考えると、大幅な耐力（強度）不足となり、したがって、今後、東北地方太平洋沖地震クラスの地震が発生すると、それらの橋梁は甚大な損傷を受ける可能性がある。 On the other hand, for bridges that meet the seismic standards of the old specifications, and for bridges that have undergone seismic reinforcement based on the old specifications, the strength (strength) Therefore, if an earthquake of the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake occurs in the future, those bridges may be seriously damaged.

このような耐力不足の橋梁については、改訂後の示方書の設計震度に対応した耐震補強工事を適用することで、所要の耐力を確保することが可能である。この耐震補強工事の１つとしては、例えば、橋（橋梁）の上部構造（例えば、橋桁など）と下部構造（例えば、橋台や橋脚など）との間に免震装置を設置する工事がある。 For such bridges with insufficient strength, it is possible to ensure the required strength by applying seismic reinforcement work corresponding to the design seismic intensity in the revised specifications. As one of the seismic reinforcement works, for example, there is a work of installing a seismic isolation device between an upper structure (for example, a bridge girder) of a bridge (bridge) and a lower structure (for example, an abutment or a pier).

そして、その免震装置としては、例えば、特許文献１に開示されたもののように、変位拘束装置として、減衰定数の大きな低降伏点鋼を用いたせん断パネル型ストッパーが実用化されている。 As the seismic isolation device, for example, a shear panel type stopper using a low yield point steel having a large damping constant has been put to practical use as a displacement restraint device as disclosed in Patent Document 1.

このような従来装置は、低降伏点鋼が塑性変形する際の履歴エネルギーが大きく減衰定数が大きいことを利用しており、大きな地震動であっても揺れ（応答変位）を低減することができ、橋梁が破損する等の被害を免れることができる。
なお、このような免震装置は、耐震補強工事だけでなく、新しく設計・施工される橋梁についても利用することができる。 Such a conventional device utilizes the fact that the hysteresis energy when the low yield point steel undergoes plastic deformation is large and has a large damping constant, and can reduce shaking (response displacement) even with large earthquake motions. Damages such as bridge breakage can be avoided.
Such seismic isolation devices can be used not only for seismic reinforcement work but also for newly designed and constructed bridges.

特許第３７５５８８６号公報Japanese Patent No. 3755886

ところで、地震による慣性力が除去された後の橋梁の変位（残留変位）の許容値については、示方書では、おおむね橋脚高さの１／１００以内に収めている。
しかしながら、上記従来装置を免震装置として用いた場合、せん断パネルは、せん断変形が大きいとせん断座屈するので残留変位が大きくなる。したがって、せん断パネルの設計では、せん断変形を制限しているので、低降伏点鋼のエネルギー吸収能力を十分に発揮できていない。 By the way, the permissible value of the bridge displacement (residual displacement) after the inertial force due to the earthquake is removed is generally within 1/100 of the height of the pier in the specification.
However, when the above-described conventional device is used as a seismic isolation device, the shear panel is subjected to shear buckling when shear deformation is large, so that residual displacement increases. Therefore, since the shear deformation is limited in the design of the shear panel, the energy absorbing ability of the low yield point steel cannot be sufficiently exhibited.

この発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、低降伏点鋼を用いた免震装置の残留変形による橋脚等の残留変位が、所定の許容値内に収まるようにし、かつ、低降伏点鋼のエネルギー吸収能力を十分に発揮できる免震装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, so that the residual displacement of the bridge pier and the like due to the residual deformation of the seismic isolation device using the low yield point steel is within a predetermined allowable value, and the low yield The object is to provide a seismic isolation device that can fully exhibit the energy absorption capability of spot steel.

この発明は、橋の上部構造と下部構造との間に、これらを連結するように設置される免震装置であって、
その変形方向が橋軸方向と平行にされた低降伏点鋼からなる塑性変形部材と、
前記塑性変形部材にその変形方向に直列的に設けられた、ピストンを有するダンパー装置とを備え、
前記ダンパー装置は、前記ピストンのストローク可能範囲の中央位置を初期状態とされ、
前記上部構造に作用する橋軸方向の力により、前記ピストンが一方のストロークエンドに達したとき前記塑性変形部材に圧縮力を、他方のストロークエンドに達したとき引張力をそれぞれ作用させることを特徴とするものである。 This invention is a seismic isolation device installed so as to connect between an upper structure and a lower structure of a bridge,
A plastic deformation member made of low yield point steel whose deformation direction is parallel to the bridge axis direction;
Wherein provided in the deformation direction of the plastic deformation member Niso in series, and a damper device having a piston,
The damper device has an initial state at a center position of a stroke possible range of the piston ,
The bridge axial force acting on the upper structure causes a compressive force to act on the plastic deformation member when the piston reaches one stroke end, and a tensile force acts on the other stroke end. It is what.

以上説明したように、本発明によれば、低降伏点鋼の残留変形をキャンセルできるダンパー装置を、低降伏点鋼の変形方向に、低降伏点鋼に直列的に設けたので、地震後、低降伏点鋼の残留変形に妨げられずに橋脚等が地震前の位置に戻ることができ、示方書の残留変位の規定を満足できる。そのため、低降伏点鋼のエネルギー吸収能力を十分に発揮することができ、レベル２地震動のように大きな地震力に起因する揺れを十分に軽減することができる。効果の詳細は、後述する。 As described above, according to the present invention, the damper device capable of canceling the residual deformation of the low yield point steel is provided in series with the low yield point steel in the deformation direction of the low yield point steel. The bridge pier can return to the pre-earthquake position without being hindered by the residual deformation of the low yield point steel, which satisfies the specifications for residual displacement in the specifications. Therefore, the energy absorption capability of the low yield point steel can be sufficiently exhibited, and the vibration caused by a large seismic force such as level 2 earthquake motion can be sufficiently reduced. Details of the effect will be described later.

図１は、本発明の一実施例（第１の実施例）にかかる橋梁の構成の概略を示す概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing an outline of a configuration of a bridge according to an embodiment (first embodiment) of the present invention. 図２（ａ）は、橋桁１を橋台３に取り付ける部分の取付構造Ａ（図１参照）をより詳細に示した部分概略断面正面図であり、図２（ｂ）は、オイルダンパー装置の構成の一例を説明するための概略断面図である。FIG. 2A is a partial schematic cross-sectional front view showing the attachment structure A (see FIG. 1) of the portion for attaching the bridge girder 1 to the abutment 3 in more detail, and FIG. 2B is a configuration of the oil damper device. It is a schematic sectional drawing for demonstrating an example. 図３は、取付構造Ａ（図１参照）をより詳細に示した部分概略断面平面図である。ここに、１０は低降伏点鋼ユニットである。FIG. 3 is a partial schematic cross-sectional plan view showing the mounting structure A (see FIG. 1) in more detail. Here, 10 is a low yield point steel unit. 図４は、低降伏点鋼ユニット１０の他の例（１０’）を示した部分概略断面平面図である。FIG. 4 is a partial schematic cross-sectional plan view showing another example (10 ') of the low yield point steel unit 10. As shown in FIG. 図５（ａ），（ｂ）は、免震装置９の作用について説明するための部分概略断面正面図である。FIGS. 5A and 5B are partial schematic cross-sectional front views for explaining the operation of the seismic isolation device 9. 図６（ａ），（ｂ）は、免震装置９の作用について説明するための部分概略断面正面図である（図５の続き）。6A and 6B are partial schematic cross-sectional front views for explaining the operation of the seismic isolation device 9 (continuation of FIG. 5). 図７は、免震装置９の作用について説明するための部分概略断面正面図である（図６の続き）。FIG. 7 is a partial schematic cross-sectional front view for explaining the operation of the seismic isolation device 9 (continuation of FIG. 6). 図８（ａ），（ｂ）は、免震装置９の作用（別の態様）について説明するための部分概略断面正面図である。FIGS. 8A and 8B are partial schematic cross-sectional front views for explaining the operation (another aspect) of the seismic isolation device 9. 図９（ａ），（ｂ）は、免震装置９の作用（別の態様）について説明するための部分概略断面正面図である（図８の続き）。9A and 9B are partial schematic cross-sectional front views for explaining the operation (another aspect) of the seismic isolation device 9 (continuation of FIG. 8). 図１０は、免震装置９の作用（別の態様）について説明するための部分概略断面正面図である（図９の続き）。FIG. 10 is a partial schematic cross-sectional front view for explaining the operation (another aspect) of the seismic isolation device 9 (continuation of FIG. 9). 免震装置の水平力（水平荷重）と水平変位との関係を例示したグラフ（履歴曲線）である。It is the graph (history curve) which illustrated the relationship between the horizontal force (horizontal load) and horizontal displacement of a seismic isolation apparatus. 図１２は、示方書（１９８０年）に基づいたもので、減衰定数毎の固有周期と絶対最大加速度応答スペクトル倍率の関係の一例を示したグラフである。FIG. 12 is based on the specification (1980) and is a graph showing an example of the relationship between the natural period for each attenuation constant and the absolute maximum acceleration response spectrum magnification. 図１３は、本発明の他の実施例（第２の実施例）にかかる橋梁の構成の概略を示す概略正面図である。FIG. 13: is a schematic front view which shows the outline of a structure of the bridge concerning the other Example (2nd Example) of this invention. 図１４は、橋桁１を橋台３に取り付ける部分の取付構造Ｂ（図１３参照）をより詳細に示した部分概略断面正面図である。FIG. 14 is a partial schematic cross-sectional front view showing in more detail the attachment structure B (see FIG. 13) of the part for attaching the bridge girder 1 to the abutment 3. 図１５は、図１３に示した実施例と同様の構成の免震装置を、橋台２，３だけでなく橋脚４，５の橋軸方向に沿った両側にも設けた実施例（第３の実施例）を示した概略正面図である。FIG. 15 shows an embodiment in which seismic isolation devices having the same configuration as the embodiment shown in FIG. 13 are provided not only on the abutments 2 and 3 but also on both sides along the bridge axis direction of the piers 4 and 5 (third embodiment). It is the schematic front view which showed the Example. 図１６は、本発明のさらに他の実施例（第４の実施例）の構成を示した概略正面図である。FIG. 16 is a schematic front view showing the configuration of still another embodiment (fourth embodiment) of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら、この発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔実施例〕
図１は、本発明の一実施例にかかる橋梁（連続橋；単に「橋」ともいう。以下同じ）の構成の概略を示す概略正面図である。
図１において、橋梁の上部構造としての橋桁１は、その橋軸方向の端部が橋台２，３に取り付けられており、橋桁１の中央部は、所定の間隔を離して設けられた２つの橋脚４，５により支持されている。ここに、橋台２，３及び橋脚４，５が、この橋梁の下部構造を構成する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔Example〕
FIG. 1 is a schematic front view showing an outline of a configuration of a bridge (continuous bridge; also simply referred to as “bridge”; hereinafter the same) according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a bridge girder 1 as an upper structure of a bridge has its ends in the bridge axis direction attached to abutments 2 and 3, and a central part of the bridge girder 1 is provided with two spaced apart from each other. Supported by piers 4 and 5. Here, the abutments 2 and 3 and the piers 4 and 5 constitute the lower structure of the bridge.

また、橋桁１の端部の底面は、橋台２，３の上部平坦部（「沓座」という）２ａ，３ａに設けられた支承装置６，７により支持されており、橋桁１の端部の側部は、橋台２，３のパラペット２ｂ，３ｂとの間に設けられた免震装置８，９により橋台２，３に取り付けられている。 The bottom surface of the end portion of the bridge girder 1 is supported by support devices 6 and 7 provided on the upper flat portions (referred to as “scorpio”) 2a and 3a of the abutments 2 and 3, The side portions are attached to the abutments 2 and 3 by seismic isolation devices 8 and 9 provided between the parapets 2 b and 3 b of the abutments 2 and 3.

このように、本実施例では、免震装置８，９は、橋梁の上部構造としての橋桁１と、橋梁の下部構造としての橋台２，３のパラペット２ｂ，３ｂとの間に設けられている。
ここで、支承装置６，７としては、積層ゴム支承や免震ゴム支承などのアイソレーター、あるいは、鋼製支承（鋳物支承）などを用いることができる。 Thus, in this embodiment, the seismic isolation devices 8 and 9 are provided between the bridge girder 1 as the upper structure of the bridge and the parapets 2b and 3b of the abutments 2 and 3 as the lower structure of the bridge. .
Here, as the bearing devices 6 and 7, an isolator such as a laminated rubber bearing or a seismic isolation rubber bearing, or a steel bearing (casting bearing) can be used.

図２（ａ）は、橋桁１を橋台３に取り付ける部分の取付構造Ａ（図１参照）をより詳細に示した部分概略断面正面図で、図２（ｂ）は、オイルダンパー装置の構成の一例を説明するための概略断面図であり、図３は、取付構造Ａをより詳細に示した部分概略断面平面図である。ここで、図２（ａ）と図３は、本発明の一実施例にかかる免震装置９の概略構成を説明するために用いる。なお、免震装置８（図１参照）の取付構造は、免震装置９（図１参照）の取付構造Ａと同様の構成なので、その説明は省略する。 FIG. 2A is a partial schematic cross-sectional front view showing the mounting structure A (see FIG. 1) of the portion for mounting the bridge girder 1 to the abutment 3 in more detail, and FIG. 2B is the configuration of the oil damper device. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an example, and FIG. 3 is a partial schematic cross-sectional plan view showing the mounting structure A in more detail. Here, Fig.2 (a) and FIG. 3 are used in order to demonstrate schematic structure of the seismic isolation apparatus 9 concerning one Example of this invention. In addition, since the attachment structure of the seismic isolation apparatus 8 (refer FIG. 1) is the structure similar to the attachment structure A of the seismic isolation apparatus 9 (refer FIG. 1), the description is abbreviate | omitted.

図２（ａ）において、橋桁１は、その最上部に設けた、人や車両等が通行する床版１ａと、その床版１ａの下部に、橋軸と直交する方向に適宜な間隔で構造材として設けた横桁（「中間横桁」という）１ｂと、床版１ａの橋軸方向の端部に位置する横桁として設けた端横桁１ｃとから形成されている。 In FIG. 2 (a), a bridge girder 1 has a floor slab 1a provided at the top of the floor slab 1a and a lower part of the floor slab 1a at an appropriate interval in a direction perpendicular to the bridge axis. A cross beam (referred to as “intermediate cross beam”) 1b provided as a material and an end cross beam 1c provided as a cross beam positioned at the end of the floor slab 1a in the bridge axis direction are formed.

図３において、免震装置９は、低降伏点鋼（または極低降伏点鋼）ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４と鋼材ＳＳ１，ＳＳ２とを組み合わせて構成した低降伏点鋼ユニット１０と、この低降伏点鋼ユニット１０に、橋軸方向と平行に直列的に設けられたダンパー装置としてのオイルダンパー装置１１，１２とから構成されていて、橋桁１の床版１ａの下に設けられた中間横桁１ｂと、橋台３のパラペット３ｂとの間に取り付けられている。 In FIG. 3, the seismic isolation device 9 includes a low yield point steel unit 10 configured by combining low yield point steels (or extremely low yield point steels) LY1, LY2, LY3, LY4 and steel materials SS1, SS2; It is composed of oil damper devices 11 and 12 as damper devices provided in series on the yield point steel unit 10 in parallel with the bridge axis direction, and an intermediate lateral provided below the floor slab 1a of the bridge girder 1 It is attached between the girder 1b and the parapet 3b of the abutment 3.

ここで、中間横桁１ｂは、橋桁１の構成要素であるので橋の上部構造の一部であり、橋台３のパラペット３ｂは橋の下部構造の一部であるので、免震装置９は、橋の上部構造と下部構造との間に設けられていることになる。
また、低降伏点鋼としては、例えば、ＬＹＰ２３５という鋼材を用いることができる。あるいは、極低降伏点鋼としては、例えば、ＬＹＰ１００という鋼材を用いることができる。 Here, since the intermediate cross beam 1b is a component of the bridge girder 1 and is a part of the upper structure of the bridge, and the parapet 3b of the abutment 3 is a part of the lower structure of the bridge, the seismic isolation device 9 is It is provided between the superstructure and the substructure of the bridge.
Moreover, as a low yield point steel, steel material called LYP235 can be used, for example. Alternatively, as the ultra-low yield point steel, for example, a steel material called LYP100 can be used.

低降伏点鋼ユニット１０は、橋軸方向に平行に置かれた低降伏点鋼ＬＹ１と低降伏点鋼ＬＹ２との平行度を保つように、橋軸方向に直交する方向に置かれた鋼材ＳＳ１，ＳＳ２の両端部で低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２の側面を受け、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２と鋼材ＳＳ１，ＳＳ２とで略矩形を形成し、その略矩形の対向する各頂点を結ぶ補強用の筋交いとして、低降伏点鋼ＬＹ３，ＬＹ４を配置して構成される。なお、低降伏点鋼ユニット１０の強度が十分に確保できる場合には、筋交いとして設けた低降伏点鋼ＬＹ３，ＬＹ４を省略してもよい。 The low yield point steel unit 10 is a steel material SS1 placed in a direction orthogonal to the bridge axis direction so as to maintain parallelism between the low yield point steel LY1 and the low yield point steel LY2 placed in parallel to the bridge axis direction. , SS2 receives the side surfaces of the low yield point steels LY1 and LY2, forms a substantially rectangular shape with the low yield point steels LY1 and LY2 and the steel materials SS1 and SS2, and reinforces the opposing points of the substantially rectangular shape As the bracing, low yield point steels LY3 and LY4 are arranged. In addition, when the intensity | strength of the low yield point steel unit 10 can fully be ensured, you may abbreviate | omit the low yield point steels LY3 and LY4 provided as reinforcement.

ここで、図２（ｂ）を参照して、本実施例でダンパー装置として用いるオイルダンパー装置１１（１２）について説明する。なお、オイルダンパー装置１２の各要素については、オイルダンパー装置１１の各要素と対応した符号を付して説明する。
オイルダンパー装置１１は、オイルが満たされたケース１１ｂの内部を仕切るピストン１１ｃと、このピストン１１ｃに往復方向の力を作用するロッド１１ａと、ピストン１１ｃをその厚さ方向に貫通する態様に穿設されたオリフィス（小孔）１１ｄからなる。
また、ピストン１１ｃがケース１１ｂ内を移動するストロークの中央に位置する状態が、オイルダンパー装置１１の初期状態である。また、オリフィス１１ｄにより、ピストン１１ｃで仕切られたケース１１ｂの左側の部屋１１ｅと右側の部屋１１ｆとが連通されている。 Here, with reference to FIG.2 (b), the oil damper apparatus 11 (12) used as a damper apparatus by a present Example is demonstrated. In addition, about each element of the oil damper apparatus 12, the code | symbol corresponding to each element of the oil damper apparatus 11 is attached | subjected and demonstrated.
The oil damper device 11 has a piston 11c that partitions the inside of a case 11b filled with oil, a rod 11a that applies a force in a reciprocating direction to the piston 11c, and a mode that penetrates the piston 11c in its thickness direction. The orifice (small hole) 11d is formed.
Further, the state where the piston 11c is located at the center of the stroke in which the piston 11c moves in the case 11b is the initial state of the oil damper device 11. Further, the left chamber 11e and the right chamber 11f of the case 11b partitioned by the piston 11c communicate with each other by the orifice 11d.

この状態から、例えば、ロッド１１ａを左方向に押し込むと、ピストン１１ｃで仕切られたケース１１ｂの左側の部屋１１ｅの油圧が上がり、減衰力としてピストン１１ｃに作用する。また、部屋１１ｅを満たしているオイルがオリフィス１１ｄを介して反対側の部屋１１ｆに流入する。 From this state, for example, when the rod 11a is pushed leftward, the hydraulic pressure in the left chamber 11e of the case 11b partitioned by the piston 11c increases, and acts on the piston 11c as a damping force. Further, the oil filling the room 11e flows into the opposite room 11f through the orifice 11d.

図３において、オイルダンパー装置１１，１２のケース１１ｂ，１２ｂは、橋桁１の床版１ａの下に、橋軸方向と直交する方向に設けられた中間横桁１ｂに、取付部材１３，１４を介してそれぞれ取り付けられている。そして、オイルダンパー装置１１，１２のロッド１１ａ，１２ａの先端は、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２の端部にそれぞれ固定されている。ここで、図示のように、ロッド１１ａ，１２ａがそのストロークの略中央位置（すなわち、ストローク可能範囲の中央位置）で静止している状態が、この免震装置９の初期状態である。 In FIG. 3, cases 11 b and 12 b of the oil damper devices 11 and 12 are provided with attachment members 13 and 14 on an intermediate cross girder 1 b provided in a direction orthogonal to the bridge axis direction under the floor slab 1 a of the bridge girder 1. Are attached through each. The tips of the rods 11a and 12a of the oil damper devices 11 and 12 are fixed to the end portions of the low yield point steels LY1 and LY2 of the low yield point steel unit 10, respectively. Here, as shown in the figure, the state where the rods 11a and 12a are stationary at the approximate center position of the stroke (that is, the center position of the stroke possible range) is the initial state of the seismic isolation device 9.

また、図２（ａ）において、橋桁１の床版１ａの下で橋軸方向の端部には、橋軸と直交する方向に端横桁１ｃが設けられており、その端横桁１ｃのうち、パラペット３ｂ側に設けられた端横桁１ｃには、低降伏点鋼ユニット１０を通すための貫通孔１ｃａが設けられていて、免震装置９は、この貫通孔１ｃａを通して、横桁１ｂとパラペット３ｂとの間に取り付けられている。 In FIG. 2 (a), an end cross beam 1c is provided in the direction orthogonal to the bridge axis at the end in the bridge axis direction under the floor slab 1a of the bridge girder 1, and the end cross beam 1c Among them, the end cross beam 1c provided on the side of the parapet 3b is provided with a through hole 1ca for passing the low yield point steel unit 10, and the seismic isolation device 9 passes through the through hole 1ca and the cross beam 1b. And the parapet 3b.

ここで、免震装置９のパラペット３ｂへの取付態様について説明すると、オイルダンパー装置１１，１２のロッド１１ａ，１２ａが取り付けられている端部とは反対側の端部で、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２が、取付部材１６，１７によりパラペット３ｂに取り付けられることで、免震装置９がパラペット３ｂに取り付けられている。 Here, the mode of attachment of the seismic isolation device 9 to the parapet 3b will be described. The low yield point steel unit at the end opposite to the end where the rods 11a, 12a of the oil damper devices 11, 12 are attached. The ten low yield point steels LY1, LY2 are attached to the parapet 3b by the attachment members 16, 17, so that the seismic isolation device 9 is attached to the parapet 3b.

図４は、低降伏点鋼ユニット１０の他の例（１０’）を示している。なお、図４において、図３と同一部分及び相当する部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
この低降伏点鋼ユニット１０’は、鋼材ＳＳ１の略中央と、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２のパラペット３ｂ側の端部とをそれぞれ結ぶ直線に沿って設けた補強用の低降伏点鋼ＬＹ５，ＬＹ６を備えている。 FIG. 4 shows another example (10 ′) of the low yield point steel unit 10. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 3 and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
This low yield point steel unit 10 'includes reinforcing low yield point steels LY5 provided along the straight lines connecting the approximate center of the steel material SS1 and the end portions of the low yield point steels LY1, LY2 on the parapet 3b side. LY6 is provided.

ここで、低降伏点鋼ユニット１０，１０’は、地震動により橋桁１が橋軸方向に往復振動する揺れを抑制するように作用するので（後述）、低降伏点鋼ユニット１０，１０’に作用する力の方向は図３，４の左右方向であり、その方向に低降伏点鋼ユニット１０，１０’の構造を強化するように、補強用の低降伏点鋼ＬＹ３，ＬＹ４，ＬＹ５，ＬＹ６が配置されている。 Here, since the low yield point steel units 10 and 10 'act so as to suppress the swing of the bridge girder 1 reciprocally oscillating in the direction of the bridge axis due to the earthquake motion (described later), the low yield point steel units 10 and 10' act on the low yield point steel units 10 and 10 '. The direction of the force to be applied is the left-right direction in FIGS. 3 and 4, and the low yield point steels LY3, LY4, LY5, and LY6 for reinforcement are strengthened in that direction so as to strengthen the structure of the low yield point steel units 10 and 10 ′. Has been placed.

以上の構成で、免震装置９の作用について説明する。
まず、免震装置９の初期状態は、図５（ａ）に示すような状態であり、この状態で、橋に地震動が作用していない場合、例えば、橋桁１の上を通行する車両や人、あるいは、この橋に作用する風などにより引き起こされる橋軸方向の振動のうち、揺れ（振動）が最も大きくなるこの橋の固有周期に一致する振動（「共振振動」という）は、免震装置９のオイルダンパー装置１１，１２や支承装置６，７などによりその振動エネルギーの一部が吸収される。したがって、免震装置９は、この橋を使用する際の妨げとはならない。 With the above configuration, the operation of the seismic isolation device 9 will be described.
First, the initial state of the seismic isolation device 9 is as shown in FIG. 5A. In this state, when there is no earthquake motion on the bridge, for example, a vehicle or a person passing over the bridge girder 1 Of the vibrations in the bridge axis direction caused by wind acting on this bridge, vibrations that match the natural period of this bridge where vibration (vibration) is the largest (referred to as “resonant vibration”) 9 part of the vibration energy is absorbed by the oil damper devices 11 and 12 and the bearing devices 6 and 7. Therefore, the seismic isolation device 9 does not hinder the use of this bridge.

次に、レベル２地震動よりも小さいレベル１地震動がこの橋に作用した場合は、地震動に起因する応答変位は、ダンパー装置１１，１２のピストン１１ｃ，１２ｃの移動可能範囲より小さいので、免震装置９のオイルダンパー装置１１，１２や支承装置６，７などにより、振動エネルギーが吸収される。したがって、免震装置９は、レベル１地震動による振動の妨げにはならない。 Next, when a level 1 ground motion smaller than a level 2 ground motion acts on this bridge, the response displacement caused by the ground motion is smaller than the movable range of the pistons 11c and 12c of the damper devices 11 and 12, so that the seismic isolation device The vibration energy is absorbed by the oil damper devices 11 and 12 and the support devices 6 and 7. Therefore, the seismic isolation device 9 does not hinder vibration due to the level 1 earthquake motion.

さて、レベル２地震動のような大きな地震動がこの橋に作用した場合について次に説明する。
まず、この橋に作用した地震動のうち、揺れ（振幅）が最も大きくなるこの橋の固有周期に一致する地震動（共振振動）の慣性力により、図５（ａ）の状態から、図５（ｂ）に示すように、橋桁１が右方向に移動した場合、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａが本体内を左方向に移動するとともに、支承装置７が変形する（支承装置７が積層ゴム支承や免震ゴム支承の場合）。 Next, a case where a large earthquake motion such as a level 2 earthquake motion acts on this bridge will be described.
First, among the ground motions acting on this bridge, the inertia force of the ground motion (resonance vibration) that coincides with the natural period of this bridge with the largest swing (amplitude) causes the state shown in FIG. ), When the bridge girder 1 moves to the right, the rod 11a of the oil damper device 11 moves to the left in the main body and the bearing device 7 is deformed (the bearing device 7 is deformed with a laminated rubber bearing or an Seismic rubber support).

ここで、地震動発生直後に発生した衝撃的な慣性力は、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａがケース１１ｂ内でゆっくりと移動することから、緩衝され（オイルダンパー装置１１の機能）、低降伏点鋼ユニット１０に直接的には伝わらない。したがって、地震動発生直後に発生した衝撃的な慣性力により、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４が変形するようなことはない。 Here, the shocking inertial force generated immediately after the occurrence of the earthquake motion is buffered (the function of the oil damper device 11) and the low yield point steel because the rod 11a of the oil damper device 11 moves slowly in the case 11b. It is not transmitted directly to the unit 10. Therefore, the low yield point steels LY1, LY2, LY3, and LY4 of the low yield point steel unit 10 are not deformed by an impact inertia force generated immediately after the occurrence of the earthquake motion.

そして、このように橋桁１が右方向に移動し、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａが左方向のストロークエンドまで移動した状態（図６（ａ）参照）から、さらに、橋桁１を右方向に移動する慣性力が作用すると、それ以降は、その慣性力により、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４が圧縮方向に変形するから、地震動による慣性力のエネルギーは、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４の変形の際の履歴エネルギー（後述）として消費され、熱エネルギーに転換される。
ここで、このときこの橋に作用した地震動により、橋桁１が最も右方向に移動しようとした際に、橋軸方向に変位量ＬＡだけ低降伏点鋼ＬＹ１が変位（圧縮）したとする（図６（ｂ）参照）。 Then, the bridge girder 1 is moved rightward, and the bridge girder 1 is further moved rightward from the state where the rod 11a of the oil damper device 11 is moved to the left stroke end (see FIG. 6A). After that, when the inertial force is applied, the low yield point steels LY1, LY2, LY3, and LY4 of the low yield point steel unit 10 are deformed in the compression direction due to the inertial force. The low yield point steels LY1, LY2, LY3, and LY4 are consumed as hysteresis energy (described later) at the time of deformation and converted to thermal energy.
Here, it is assumed that the low yield point steel LY1 is displaced (compressed) by a displacement amount LA in the direction of the bridge axis when the bridge girder 1 tries to move to the rightmost direction due to the earthquake motion acting on the bridge at this time (see FIG. 6 (b)).

そして、地震が終了して、この橋に作用した地震動の慣性力が除去されると、この橋は弾性挙動するので、地震動が作用される前の状態に復帰しようとする。このとき、図７に示すように、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１は、圧縮方向に変位量ＬＡだけ変形した状態のままであり、したがって、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａは、図５（ａ）と比べて明らかなように図の右方向に変位量ＬＡだけ移動した状態まで復帰する。すなわち、低降伏点鋼ユニット１０の変形は、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａの移動により解消されることとなる。 And when the earthquake ends and the inertial force of the ground motion that acts on the bridge is removed, the bridge behaves elastically, so it tries to return to the state before the ground motion was applied. At this time, as shown in FIG. 7, the low yield point steel LY1 of the low yield point steel unit 10 remains deformed by the displacement amount LA in the compression direction, and therefore the rod 11a of the oil damper device 11 is As apparent from the comparison with FIG. 5A, it returns to the state where it has moved by the displacement amount LA in the right direction in the figure. That is, the deformation of the low yield point steel unit 10 is eliminated by the movement of the rod 11a of the oil damper device 11.

次に、この橋に作用した地震動のうち、揺れ（振幅）が最も大きくなるこの橋の固有周期に一致する地震動（共振振動）の慣性力により、図８（ａ）の状態から、図８（ｂ）に示すように、橋桁１が左方向に移動した場合、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａがケース１１ｂ内を右方向に移動するとともに、支承装置７が変形する（支承装置７が積層ゴム支承や免震ゴム支承の場合）。 Next, from the state of FIG. 8 (a), from the state of FIG. 8 (a), due to the inertial force of the ground motion (resonant vibration) that coincides with the natural period of this bridge where the vibration (amplitude) is the largest among the ground motions acting on this bridge. As shown in b), when the bridge girder 1 moves to the left, the rod 11a of the oil damper device 11 moves to the right in the case 11b, and the support device 7 is deformed (the support device 7 is a laminated rubber support). And seismic isolation rubber bearings).

ここで、地震動発生直後に発生した衝撃的な慣性力は、上述と同様にして、オイルダンパー装置１１により緩衝され、低降伏点鋼ユニット１０に直接的には伝わらないから、地震動発生直後に発生した衝撃的な慣性力により、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４が変形するようなことはない。 Here, since the shock inertia force generated immediately after the occurrence of the earthquake motion is buffered by the oil damper device 11 and not directly transmitted to the low yield point steel unit 10 in the same manner as described above, it is generated immediately after the occurrence of the earthquake motion. The low yield point steels LY1, LY2, LY3, and LY4 of the low yield point steel unit 10 are not deformed by the shocking inertial force.

そして、このように橋桁１が左方向に移動し、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａが右方向のストロークエンドまで移動した状態（図９（ａ）参照）から、さらに、橋桁１を左方向に移動する慣性力が作用すると、それ以降は、その慣性力により、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４が伸長方向に変形するから、地震動による慣性力のエネルギーは、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４の変形の際の履歴エネルギーとして消費され、熱エネルギーに転換される。
ここで、このときにこの橋に作用した地震動により、橋桁１が最も左方向に移動しようとした際に、橋軸方向に変位量ＬＢだけ低降伏点鋼ＬＹ１が変位（伸長）したとする（図９（ｂ）参照）。 Then, the bridge girder 1 is moved leftward and the rod 11a of the oil damper device 11 is moved to the right stroke end (see FIG. 9A), and the bridge girder 1 is further moved leftward. After that, when the inertial force acting acts, the low yield point steels LY1, LY2, LY3, LY4 of the low yield point steel unit 10 are deformed in the extension direction due to the inertial force, so the energy of the inertial force due to the earthquake motion is The low yield point steels LY1, LY2, LY3, and LY4 are consumed as hysteresis energy during deformation and converted to thermal energy.
Here, it is assumed that the low yield point steel LY1 is displaced (elongated) by a displacement amount LB in the bridge axis direction when the bridge girder 1 tries to move to the leftmost direction due to the earthquake motion acting on the bridge at this time ( (See FIG. 9B).

そして、地震が終了して、この橋に作用した地震動の慣性力が除去されると、この橋は弾性挙動するので、地震動が作用される前の状態に復帰しようとする。このとき、図１０に示すように、低降伏点鋼ユニット１０の低降伏点鋼ＬＹ１は、伸長方向に変位量ＬＢだけ変形した状態のままであり、したがって、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａが図の左方向に変位量ＬＢだけ移動した状態まで復帰する。すなわち、低降伏点鋼ユニット１０の変形は、オイルダンパー装置１１のロッド１１ａの移動により解消されることとなる。 And when the earthquake ends and the inertial force of the ground motion that acts on the bridge is removed, the bridge behaves elastically, so it tries to return to the state before the ground motion was applied. At this time, as shown in FIG. 10, the low yield point steel LY1 of the low yield point steel unit 10 remains in a state of being deformed by the displacement amount LB in the extending direction, and therefore the rod 11a of the oil damper device 11 is illustrated in FIG. It returns to the state moved by the displacement amount LB to the left. That is, the deformation of the low yield point steel unit 10 is eliminated by the movement of the rod 11a of the oil damper device 11.

このように、地震発生前後で免震装置９の橋軸方向の寸法は変わらず、そのため、例えば、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４が塑性変形しても、橋脚が地震発生前の位置に戻ることを妨げないので、橋脚は地震発生前の位置に戻る。また、オイルダンパー装置１１，１２が低降伏点鋼ユニット１０の残留変位を解消できるようにするためには、オイルダンパー装置１１，１２のストローク長さは、低降伏点鋼ユニット１０の変形幅の２倍以上に設定することが好ましい。また、免震装置９の初期状態では、オイルダンパー装置１１，１２のピストン１１ｃ，１２ｃが、ケース１１ｂ，１２ｂ内で移動する移動範囲（ストローク可能範囲）の中央位置に位置するように設定されるので、地震動の最も大きい慣性力が左右のいずれの方向に作用した場合でも、適切に低降伏点鋼ユニット１０の変形を解消することができる。 Thus, the dimensions of the seismic isolation device 9 in the direction of the bridge axis before and after the occurrence of the earthquake do not change. Therefore, for example, even if the low yield point steels LY1, LY2, LY3, LY4 are plastically deformed, Since it does not prevent returning to the position, the pier returns to the position before the earthquake occurred. In addition, in order for the oil damper devices 11 and 12 to be able to eliminate the residual displacement of the low yield point steel unit 10, the stroke length of the oil damper devices 11 and 12 is the deformation width of the low yield point steel unit 10. It is preferable to set it to 2 times or more. In the initial state of the seismic isolation device 9, the pistons 11c and 12c of the oil damper devices 11 and 12 are set so as to be positioned at the center position of the moving range (strokeable range) that moves in the cases 11b and 12b. Therefore, even when the inertial force with the largest earthquake motion is applied in either the left or right direction, the deformation of the low yield point steel unit 10 can be appropriately eliminated.

さて、免震装置９で用いている低降伏点鋼（ＬＹ１〜ＬＹ４）の等価減衰定数は、道路橋示方書「耐震設計編」の式（９．３．４）を参照すると、静的な復元力特性より次の式（Ｉ）であらわされる。なお、式（Ｉ）の導出については、示方書の該当箇所に詳細に記載されているので、そちらを参照のこと。なお、式（Ｉ）の説明で参照する図１１は、低降伏点鋼に水平力が作用した際の、低降伏点鋼の変位と、水平力の大きさ（荷重）との関係を示した履歴曲線である。そして、低降伏点鋼が消費する履歴エネルギーは、この履歴曲線で囲まれた部分の面積に対応した大きさとなる。 Now, the equivalent damping constant of the low yield point steels (LY1 to LY4) used in the seismic isolation device 9 is static when referring to the formula (9.3.4) in the road bridge specification “Seismic Design”. From the restoring force characteristic, it is expressed by the following formula (I). The derivation of formula (I) is described in detail in the relevant part of the specification, so please refer to it. In addition, FIG. 11 referred in description of Formula (I) showed the relationship between the displacement of the low yield point steel when the horizontal force acts on the low yield point steel, and the magnitude (load) of the horizontal force. It is a history curve. The hysteresis energy consumed by the low yield point steel has a size corresponding to the area of the portion surrounded by the hysteresis curve.

ここに、
ｈ_B：低降伏点鋼の等価減衰定数
Ｗ：低降伏点鋼の弾性エネルギーで、図１１に破線で示す２つの三角形の面積の総和（ｋＮ・ｍ）
ΔＷ：低降伏点鋼が吸収するエネルギーの合計で、図１１に示す水平変位と水平荷重との関係を表す履歴曲線ＨＬの面積（ｋＮ・ｍ）

ここで、図１１から、
（ΔＷ／Ｗ）≒３．５
であるので、式（Ｉ）より、
ｈ_B＝０．５５７
となり、低降伏点鋼（ＬＹ１〜ＬＹ４）を用いる免震装置９を使うことで、等価減衰定数を約５６％にすることができ、地震動による振動エネルギーを大幅に吸収できるので、地震動による慣性力を１／２以下にすることができる。

here,
h _B : Equivalent damping constant of low yield point steel W: Elastic energy of low yield point steel, sum of areas of two triangles (kN · m) indicated by broken lines in FIG.
ΔW: the total energy absorbed by the low yield point steel, and the area (kN · m) of the hysteresis curve HL representing the relationship between the horizontal displacement and the horizontal load shown in FIG.

Here, from FIG.
(ΔW / W) ≒ 3.5
Therefore, from the formula (I),
h _B = 0.557
Therefore, by using the seismic isolation device 9 using low yield point steel (LY1 to LY4), the equivalent damping constant can be reduced to about 56%, and the vibration energy due to the earthquake motion can be absorbed greatly, so the inertial force due to the earthquake motion Can be reduced to ½ or less.

ところで、構造物の絶対加速度応答の地震動の最大加速度に対する比を加速度応答スペクトル倍率といい、加速度応答スペクトル倍率がより小さければ、地震動による橋梁の振動の振幅もより小さいという関係がある。そして、減衰定数（等価減衰定数ｈ_B）が大きくなるほど加速度応答スペクトル倍率は小さくなり、地震動による構造物の振幅が小さくなる。
そこで、免震装置９による地震動の振幅の低減の効果について、加速度応答スペクトル倍率の観点から考えてみる。例えば、示方書（１９８０年）に基づき、減衰定数ｈ毎の絶対最大加速度応答スペクトル倍率βと固有周期Ｔ（秒）の関係の一例をグラフ（図１２参照）にすると、ｈ＝０．４の場合、固有周期１秒での応答スペクトル倍率βの値は約０．３である。この免震装置９で用いる低降伏点鋼（ＬＹ１〜ＬＹ４）では、ｈ_B＝０．５５７なので、応答スペクトル倍率βの値はより小さくなるものと評価することができる（例えば、０．２程度）。したがって、免震装置９を用いることにより、地震動による橋桁１の揺れが非常に小さくなると予想できる。 By the way, the ratio of the absolute acceleration response of the structure to the maximum acceleration of the ground motion is called the acceleration response spectrum magnification, and there is a relationship that if the acceleration response spectrum magnification is smaller, the vibration amplitude of the bridge due to the earthquake motion is also smaller. As the damping constant (equivalent damping constant h _B ) increases, the acceleration response spectrum magnification decreases, and the amplitude of the structure due to earthquake motion decreases.
Therefore, the effect of reducing the amplitude of ground motion by the seismic isolation device 9 will be considered from the viewpoint of acceleration response spectrum magnification. For example, based on the specification (1980), when an example of the relationship between the absolute maximum acceleration response spectrum magnification β for each damping constant h and the natural period T (seconds) is graphed (see FIG. 12), h = 0.4 In this case, the value of the response spectrum magnification β at the natural period of 1 second is about 0.3. In the low yield point steel (LY1 to LY4) used in the seismic isolation device 9, since h _B = 0.557, it can be evaluated that the value of the response spectrum magnification β is smaller (for example, about 0.2). ). Therefore, by using the seismic isolation device 9, it can be expected that the shaking of the bridge girder 1 due to the earthquake motion will be very small.

このように、免震装置９を用いることで、低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４の作用により、地震動による橋桁、橋脚及び支承の揺れ幅を小さくすることができるので、橋脚及び支承は弾性範囲内での振動が可能となる。
地震動終了後に残る免震装置９に用いた低降伏点鋼ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３，ＬＹ４の残留変形はオイルダンパー装置１１，１２により解消できるので、弾性範囲内にある橋脚及び支承は地震発生前の状態に戻る。つまり、残留変位は発生しない。
その結果、地震発生時、地震動が始まってから収束するまでの間や地震動が収束した後であっても、適切に橋を利用することができ、橋の可用性を高めることができる。
また、図１に示した実施例の場合は、免震装置８，９の大部分が橋桁１の内部に収容されているので、耐久性及び景観性にも優れている。 In this way, by using the seismic isolation device 9, the bridge girder, the pier and the support can be reduced by the action of the low yield point steels LY1, LY2, LY3 and LY4. Vibration within the elastic range is possible.
Residual deformation of the low yield point steels LY1, LY2, LY3, LY4 used in the seismic isolation device 9 remaining after the end of the earthquake motion can be eliminated by the oil damper devices 11, 12, so that the piers and supports in the elastic range are Return to state. That is, no residual displacement occurs.
As a result, when an earthquake occurs, the bridge can be used appropriately and the availability of the bridge can be increased even after the earthquake motion begins to converge and after the earthquake motion converges.
Moreover, in the case of the Example shown in FIG. 1, since most of the seismic isolation apparatuses 8 and 9 are accommodated in the inside of the bridge girder 1, it is excellent also in durability and scenery.

図１３は、本発明の他の実施例にかかる橋の概略を示す概略正面図である。なお、図１３において、図１と同一部分及び相当する部分には、同一符号を付して、説明は省略する。 FIG. 13: is a schematic front view which shows the outline of the bridge concerning the other Example of this invention. In FIG. 13, the same parts as those in FIG.

図１３において、免震装置８，９は、橋台２，３の柱部と、橋桁１の底面に設けた取付部２１，２２との間に設けられている。
このように、この実施例の場合も、免震装置８，９は、橋梁の上部構造としての橋桁１に設けた取付部２１，２２と、橋梁の下部構造としての橋台２，３の柱部との間に設けられている。 In FIG. 13, the seismic isolation devices 8 and 9 are provided between the pillar portions of the abutments 2 and 3 and the mounting portions 21 and 22 provided on the bottom surface of the bridge girder 1.
As described above, also in this embodiment, the seismic isolation devices 8 and 9 include the mounting portions 21 and 22 provided on the bridge girder 1 as the upper structure of the bridge and the column portions of the abutments 2 and 3 as the lower structure of the bridge. Between.

図１４は、橋桁１を橋台３に取り付ける部分の取付構造Ｂ（図１３参照）をより詳細に示した部分概略断面正面図である。なお、免震装置８の取付構造は、免震装置９の取付構造Ｂと同様の構成なので、その説明は省略する。 FIG. 14 is a partial schematic cross-sectional front view showing in more detail the attachment structure B (see FIG. 13) of the part for attaching the bridge girder 1 to the abutment 3. In addition, since the attachment structure of the seismic isolation apparatus 8 is the same structure as the attachment structure B of the seismic isolation apparatus 9, the description is abbreviate | omitted.

図１４において、免震装置９のオイルダンパー装置１１側の端部は、橋桁１の底面に設けた取付部２２に取付部材２５を介して取り付けられ、免震装置９の低降伏点鋼ユニット１０側の端部は、橋台３の柱部に設けた取付部材２６を介して、橋台３の柱部に取り付けられている。
この実施例の免震装置８，９の作用は、上述した実施例と同様なので、その説明は省略する。 In FIG. 14, the end portion of the seismic isolation device 9 on the oil damper device 11 side is attached to an attachment portion 22 provided on the bottom surface of the bridge girder 1 via an attachment member 25, and the low yield point steel unit 10 of the seismic isolation device 9. The end portion on the side is attached to the pillar portion of the abutment 3 via an attachment member 26 provided on the pillar portion of the abutment 3.
Since the operation of the seismic isolation devices 8 and 9 of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof is omitted.

この実施例（第２の実施例）では、免震装置８，９が橋桁１の外部に設けられるので、図１に示した実施例（第１の実施例）に比べて、免震装置８，９の交換や補修点検の作業を行いやすく、メンテナンス性が良好である。
例えば、レベル２地震動の収束後に、上述したように残留変位で変形している免震装置８，９の低降伏点鋼ユニット１０を交換する作業を行う場合に、作業性が良好である。また、オイルダンパー装置１１，１２にオイルの経年変化（劣化）を生じ、定期的に交換する必要がある場合に、そのオイルダンパー装置１１，１２又はオイルダンパー装置１１，１２に使用しているオイルの交換や補充作業を行う際の作業性が良好である。
また、耐震補強工事として施工する場合、橋桁１の底面に取付部を追加することで、免震装置を橋台に取り付けることができるので、耐震補強工事の内容が簡素であり、工期が短くてすむ。 In this embodiment (second embodiment), since the seismic isolation devices 8 and 9 are provided outside the bridge girder 1, the seismic isolation device 8 is compared with the embodiment (first embodiment) shown in FIG. , 9 can be easily replaced and repaired, and maintenance is good.
For example, workability is good when replacing the low yield point steel units 10 of the seismic isolation devices 8 and 9 that have been deformed by residual displacement as described above after the convergence of level 2 ground motion. Also, when oil changes over time (deterioration) in the oil damper devices 11 and 12 and needs to be replaced regularly, the oil used in the oil damper devices 11 and 12 or the oil damper devices 11 and 12 Workability when exchanging and replenishing is good.
In addition, when installing as a seismic reinforcement work, the seismic isolation device can be attached to the abutment by adding a mounting part to the bottom of the bridge girder 1, so the contents of the seismic reinforcement work are simple and the construction period is short. .

図１５は、図１３に示した実施例と同様の構成の免震装置を、橋台２，３だけでなく橋脚４，５の橋軸方向に沿った両側にも設けた実施例（第３の実施例）を示している。
この実施例において、橋台２，３及び橋脚４，５の上端部には、アイソレーター（積層ゴム支承又は免震支承）ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４がおのおの設けられており、そのアイソレーターＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４を介して、橋桁１は、橋台２，３及び橋脚４，５に支持されている。 FIG. 15 shows an embodiment in which seismic isolation devices having the same configuration as the embodiment shown in FIG. 13 are provided not only on the abutments 2 and 3 but also on both sides along the bridge axis direction of the piers 4 and 5 (third embodiment). Example).
In this embodiment, isolators (laminated rubber bearings or seismic isolation bearings) SS1, SS2, SS3, SS4 are provided at the upper ends of the abutments 2, 3 and the piers 4, 5, respectively. The bridge girder 1 is supported by the abutments 2 and 3 and the piers 4 and 5 through SS3 and SS4.

そして、橋桁１の底面には、橋軸方向に沿って、橋台２の右側、橋脚４の左側と右側、橋脚５の左側と右側、及び、橋台３の左側に、それぞれ取付部ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，ＢＬ４，ＢＬ５，ＢＬ６が設けられており、橋台２の柱部と取付部ＢＬ１との間には免震装置ＭＭ１が、橋脚４の左側面と取付部ＢＬ２との間には免震装置ＭＭ２が、橋脚４の右側面と取付部ＢＬ３との間には免震装置ＭＭ３が、橋脚５の左側面と取付部ＢＬ４との間には免震装置ＭＭ４が、橋脚５の右側面と取付部ＢＬ５との間には免震装置ＭＭ５が、橋台３の柱部と取付部ＢＬ６との間には免震装置ＭＭ６が、おのおの設けられている。
ここで、免震装置ＭＭ１〜ＭＭ６は、免震装置８，９と同様の構成を有するものであり、それらの説明については省略する。 Then, on the bottom surface of the bridge girder 1, along the bridge axis direction, there are mounting portions BL 1, BL 2 on the right side of the abutment 2, the left and right sides of the pier 4, the left and right sides of the pier 5, and the left side of the abutment 3, respectively. BL3, BL4, BL5, and BL6 are provided, and a seismic isolation device MM1 is provided between the pillar portion of the abutment 2 and the attachment portion BL1, and a seismic isolation device is provided between the left side surface of the pier 4 and the attachment portion BL2. The seismic isolation device MM3 is installed between the right side surface of the pier 4 and the mounting portion BL3, and the seismic isolation device MM4 is installed between the left side surface of the pier 5 and the mounting portion BL4. A seismic isolation device MM5 is provided between the portion BL5 and a seismic isolation device MM6 is provided between the pillar portion of the abutment 3 and the mounting portion BL6.
Here, the seismic isolation devices MM1 to MM6 have the same configuration as the seismic isolation devices 8 and 9, and a description thereof will be omitted.

このように、この実施例では、橋脚４，５にも、橋桁１との間に免震装置を設けているので、より免震効果を大きくすることができる。 Thus, in this embodiment, since the seismic isolation device is provided between the bridge piers 4 and 5 and the bridge girder 1, the seismic isolation effect can be further increased.

図１６は、本発明のさらに他の実施例（第４の実施例）の構成を示している。この実施例では、図１５に示した実施例におけるアイソレータＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４を、それぞれ鋼製支承（鋳物支承）からなる固定支承ＳＴ、及び、可動支承ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３に変えた構成を備えている。なお、図１６において、図１５に示した実施例と同一及び同様の構成要素については、同一符号を付して、説明は省略する。 FIG. 16 shows the configuration of still another embodiment (fourth embodiment) of the present invention. In this embodiment, the isolators SS1, SS2, SS3, SS4 in the embodiment shown in FIG. 15 are replaced with a fixed support ST made of a steel support (casting support) and a movable support MV1, MV2, MV3, respectively. It has. In FIG. 16, the same or similar components as those in the embodiment shown in FIG.

この実施例も、図１５に示した実施例と同様に、橋脚４，５にも、橋桁１との間に免震装置を設けているので、より免震効果を大きくすることができる。 In this embodiment, as in the embodiment shown in FIG. 15, since the seismic isolation device is provided between the bridge piers 4 and 5 and the bridge girder 1, the seismic isolation effect can be further increased.

ところで、上述した各実施例では、ダンパー装置として、オイルダンパー装置１１，１２を用いているが、それ以外に、バネ、弾性ダンパー、粘性ダンパー、あるいは、粘弾性ダンパーを用いることができる。
また、示方書では、高橋脚橋梁については、効果を見込めないために免震支承を用いないこととされているが、本発明にかかる免震装置は、大きな免震効果を有するので、このような高橋脚橋梁についても、適用することができる。そして、図１，１３，１ｃ，１６に示した各実施例は、いずれも高橋脚橋梁に本発明にかかる免震装置を適用したものである。なお、高橋脚橋梁以外の橋梁についても、当然のことながら、本発明にかかる免震装置を適用することができる。 By the way, in each Example mentioned above, although the oil damper apparatuses 11 and 12 are used as a damper apparatus, a spring, an elastic damper, a viscous damper, or a viscoelastic damper can be used besides that.
In addition, in the specification, it is said that the seismic isolation support is not used for Takahashi pier bridges because the effect cannot be expected, but the seismic isolation device according to the present invention has a great seismic isolation effect. This can also be applied to high piers. In each of the embodiments shown in FIGS. 1, 13, 1c and 16, the seismic isolation device according to the present invention is applied to a high pier bridge. In addition, naturally the seismic isolation apparatus concerning this invention is applicable also to bridges other than a high pier bridge.

以上説明したように、本発明にかかる免震装置（以下、「本装置」という）を橋（橋梁）に適用すると、以下のようなメリットがある。
（１）道路橋示方書では、レベル２地震動に対しては、橋脚の塑性化を許すことにより、地震動のエネルギーを吸収することになっている。そのため、橋脚の塑性化による損傷は免れない。そこで、本装置を用いると、地震動のエネルギー吸収は本装置で行われるため、橋脚の塑性化領域をなくし、弾性状態に保つことができる。または、塑性化領域を極めて小さくできる。
（２）本装置を用いると道路橋示方書で規定された許容塑性率に余裕ができるため、同示方書で想定したよりも大きい想定外の地震動に対しても保有耐力を有する。
また、本装置を用いて許容塑性率を許容値まで使うと、橋脚断面を小さくできるので、経済的な橋梁設計を行うことができる。
（３）従来この種の減衰装置は、残留変形が大きいため、地震動終了後の構造物の残留変位が大きく、構造物の機能性に問題が生じ、適用されなかった。例えば、道路橋示方書では残留変位は概ね橋脚高さの１／１００以内とされている。本装置では弾性ダンパー（オイルダンパー装置）を併用することで、構造物の復元力を利用して、残留変位を極めて小さくできる。
（４）弾性ダンパーにはオイルダンパーや粘性ダンパー等があるが、劣化等の耐久性に問題があり、定期的に維持管理が必要なため、あまり適用されなかった。本装置では弾性ダンパーは主として地震動の作用直後の衝撃吸収と低降伏点鋼の残留変形吸収に用いられるため、弾性ダンパーの劣化は本装置の減衰特性に影響を及ぼさない。
（５）本装置を既設の橋梁の耐震補強に使用する場合は、橋梁に作用する地震動による慣性力を半分以下にできるため、橋脚の補強や基礎の補強が著しく低減できる。
（６）レベル２クラスの地震の発生後、橋梁本体は軽微な損傷なので、即時供用可能である。後日、本装置の低降伏点鋼の残留変形が大きい場合はそれを取り換えるだけで済む。
（７）平成２４年７月１９日付け、読売新聞の朝刊の記事にて、緊急輸送道路では道路橋の耐震補強が十分には進んでいないことが報道された。本装置を適用すれば、この緊急輸送道路について、新道路橋示方書を満足する耐震補強が可能である。 As described above, when the seismic isolation device according to the present invention (hereinafter referred to as “the present device”) is applied to a bridge (bridge), there are the following merits.
(1) In the road bridge specifications, for level 2 earthquake motion, the energy of the earthquake motion is absorbed by allowing plasticity of the pier. Therefore, damage due to plasticization of the pier is inevitable. Therefore, when this apparatus is used, since the energy absorption of the earthquake motion is performed by this apparatus, the plasticized region of the pier can be eliminated and the elastic state can be maintained. Alternatively, the plasticizing region can be made extremely small.
(2) When this device is used, the allowable plasticity rate specified in the road bridge specifications can be afforded, so it has a proof strength even for unexpected earthquake motions larger than assumed in the specifications.
In addition, when the allowable plastic modulus is used up to an allowable value using this apparatus, the bridge pier cross section can be reduced, so that an economical bridge design can be performed.
(3) Conventionally, since this type of damping device has a large residual deformation, the residual displacement of the structure after the end of the earthquake motion is large, which causes a problem in the functionality of the structure and has not been applied. For example, in the road bridge specifications, the residual displacement is generally within 1/100 of the pier height. In this apparatus, by using an elastic damper (oil damper apparatus) in combination, the residual displacement can be made extremely small by utilizing the restoring force of the structure.
(4) Elastic dampers include oil dampers and viscous dampers, but they have problems with durability such as deterioration and need to be regularly maintained, so they have not been applied much. In this equipment, since the elastic damper is mainly used for absorbing shock immediately after the action of seismic motion and residual deformation of low yield point steel, deterioration of the elastic damper does not affect the damping characteristics of this equipment.
(5) When this device is used for seismic reinforcement of existing bridges, the inertia force due to seismic motion acting on the bridge can be reduced to less than half, so that reinforcement of the pier and foundation can be significantly reduced.
(6) After the occurrence of a Level 2 class earthquake, the bridge body is minor damaged and can be used immediately. If the residual deformation of the low yield point steel of this device is large at a later date, it is only necessary to replace it.
(7) An article in the morning edition of the Yomiuri Shimbun on July 19, 2012 reported that earthquake bridge reinforcement on road bridges was not sufficiently advanced on emergency transport roads. If this device is applied, this emergency transport road can be seismically reinforced to satisfy the new road bridge specifications.

本発明にかかる免震装置は、基礎と構造物との間に設けることができるのであれば、橋梁以外の構造物にも適用することが可能である。 The seismic isolation device according to the present invention can be applied to a structure other than a bridge as long as it can be provided between the foundation and the structure.

１橋桁
１ｃ端横桁
２，３橋台
２ｂ，３ｂパラペット
４，５橋脚
６，７アイソレータ
８，９，ＭＭ１〜ＭＭ６免震装置
１０低降伏点鋼ユニット
１１，１２オイルダンパー装置
１１ａ，１２ａロッド
１１ｂ、１２ｂケース
１３，１４，１６，１７取付部材
２１，２２，ＢＬ１〜ＢＬ５取付部
ＳＴ固定支承
ＭＶ１〜ＭＶ３可動支承 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bridge girder 1c End horizontal girder 2,3 Abutment 2b, 3b Parapet 4,5 Abutment 6,7 Isolator 8,9, MM1-MM6 Seismic isolation device 10 Low yield point steel unit 11,12 Oil damper device 11a, 12a Rod 11b, 12b Case 13, 14, 16, 17 Mounting member 21, 22, BL1 to BL5 Mounting portion ST Fixed bearing MV1 to MV3 Movable bearing

Claims

橋の上部構造と下部構造との間に、これらを連結するように設置される免震装置であって、
その変形方向が橋軸方向と平行にされた低降伏点鋼からなる塑性変形部材と、
前記塑性変形部材にその変形方向に直列的に設けられた、ピストンを有するダンパー装置とを備え、
前記ダンパー装置は、前記ピストンのストローク可能範囲の中央位置を初期状態とされ、
前記上部構造に作用する橋軸方向の力により、前記ピストンが一方のストロークエンドに達したとき前記塑性変形部材に圧縮力を、他方のストロークエンドに達したとき引張力をそれぞれ作用させることを特徴とする免震装置。 It is a seismic isolation device installed to connect these between the superstructure and substructure of the bridge,
A plastic deformation member made of low yield point steel whose deformation direction is parallel to the bridge axis direction;
Wherein provided in the deformation direction of the plastic deformation member Niso in series, and a damper device having a piston,
The damper device has an initial state at a center position of a stroke possible range of the piston ,
The bridge axial force acting on the upper structure causes a compressive force to act on the plastic deformation member when the piston reaches one stroke end, and a tensile force acts on the other stroke end. Seismic isolation device.