JP2009102800A - 落橋防止用連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】連結対象物の相対変位を制限する変位制限機能を有する落橋防止用連結具を提供することで、取付工数を低減させ、施工を簡略化することを目的としている。
【解決手段】弛緩状態のチェーン３の中間部が弾性体２内に埋設された構成からなり、チェーン３の両端が各連結対象物８、９にそれぞれ取り付けられることで連結対象物８、９間に介装され、連結対象物８、９同士を連結する落橋防止用連結具１において、チェーン３を構成する複数のリンク３０のうちの少なくとも一組のリンク３２Ａ、３２Ｂ同士が前記弛緩状態で拘束されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁の主桁と橋脚等とを連結する落橋防止用連結具に関する。

従来、橋梁の上部構造（橋桁及び床版等）が地震等によって橋脚から落下する問題があった。そこで、近年では、橋梁上部構造の落下を防止すべく、橋脚と橋桁とを連結したり直列に配置された橋桁同士を連結したりする落橋防止用連結具が提供されている。落橋防止用連結具としては、船舶用の高強度チェーンを耐候性ゴムの中に埋設させた構成のものがある。この落橋防止用連結具は、全体的に湾曲した形状若しくは直線的な形状を成している。また、上記落橋防止用連結具は、チェーンが弛緩状態でゴム内に埋設されている。さらに、上記落橋防止用連結具は、チェーンの両端がゴムの外に突出されている。上記した構成の落橋防止用連結具は、例えば橋脚と橋桁とを連結させる場合、チェーンの一端を橋脚に取り付けるとともにチェーンの他端を橋桁に取り付けることにより、橋脚と橋桁との間に介装される。これにより、落橋防止用連結具を介して橋脚と橋桁とが連結される。そして、温度変化等により橋梁に小さな振動が伝達されても、落橋防止用連結具のゴム弾性力、及び湾曲形状の場合にはゴムの形状特性によって橋桁を支える支承の機能を阻害することなく橋桁の動きに追随する。また、大地震等によって橋桁に大きな変位が生じたとき、ゴムによる緩衝機能が発揮されながらチェーンによる引張抵抗力が働き、橋梁の上部構造の落下を防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３７１３３１３号公報

しかしながら、上記した従来の落橋防止用連結具は、チェーンが自由に動く構成であるため、連結具自体が変形可能である。このため、大型車両の通行等による活荷重や小地震、又は温度変化等による橋桁の橋軸方向への伸縮等によって、連結対象物同士が橋軸方向へ相対変位しても、その相対変位を制限することができない。したがって、上記した変位を制限する変位制限構造を別途設置しなければならず、施工者にとって煩雑である。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、連結対象物の相対変位を制限する変位制限機能を有する落橋防止用連結具を提供することで、取付工数を低減させ、施工を簡略化することを目的としている。

本発明に係る落橋防止用連結具は、弛緩状態のチェーンの中間部が弾性体内に埋設された構成からなり、前記チェーンの両端が各連結対象物にそれぞれ取り付けられることで該連結対象物間に介装され、該連結対象物同士を連結する落橋防止用連結具において、前記チェーンを構成する複数のリンクのうちの少なくとも一組のリンク同士が前記弛緩状態で拘束されていることを特徴としている。

このような特徴により、リンク同士が拘束されることでチェーンの動きが規制され、小さな揺れによる連結対象物間の相対変位が制限される。一方、大地震等によって大きな揺れが生じ、上記した拘束部分が破断されると、チェーンの動きが許容される。このとき、連結対象物同士が互いに離間する方向へ相対変位すると、チェーンが引っ張られて引張抵抗力が働き、連結対象物同士の離間方向への相対変位が規制される。

また、本発明に係る落橋防止用連結具は、前記リンク同士が溶接により拘束されていることが好ましい。

これにより、溶接部分によってチェーンの動きが規制され、小さな揺れによる連結対象物間の変位が制限される。一方、溶接部分の強度を超える負荷がかかると、溶接部分が破断する。また、この場合、溶接部分の面積を調節することで、溶接部分の強度が適宜調整される。

また、本発明に係る落橋防止用連結具は、前記弾性体内において前記リンク間に架設された連結部材を介して前記リンク同士が拘束されていることが好ましい。

これにより、連結部材によってチェーンの動きが規制され、小さな揺れによる連結対象物間の相対変位が制限される。一方、連結部材の強度を超える負荷がかかると、連結部材が破断する。

本発明に係る落橋防止用連結具によれば、連結対象物の相対変位を制限する変位制限機能を発揮することができ、変位制限構造を別途設置する手間を省くことができる。

以下、本発明に係る落橋防止用連結具の実施の形態について、図面に基いて説明する。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、橋桁９の軸方向（図１における横方向）を橋軸方向とする。
図１は本実施の形態における落橋防止用連結具１の側面図であり、図２は本実施の形態における落橋防止用連結具１の内部構造を表した斜視図である。

図１、図２に示すように、落橋防止用連結具１は、橋脚８と、その橋脚８上に図示せぬ可動式支承を介して支持された橋桁９と、を連結するためのものであり、橋桁９の移動を許容する連結具である。落橋防止用連結具１は、一端が橋脚８に取り付けられ他端が橋桁９に取り付けられたチェーン３と、チェーン３の中間部を被覆したゴム体２と、から構成されている。つまり、チェーン３の中間部がゴム体２内に埋設された構成になっている。

チェーン３は、複数のリンク３０を繋いだ構成からなる高強度の金属製チェーンである。詳しく説明すると、チェーン３は、５つのリンク３０を繋いだ構成からなり、略Ｕ字形状に湾曲させた状態で延設されている。また、チェーン３は、弛緩された状態で配置されている。すなわち、リンク３０同士が接触しないように隙間をあけて各リンク３０がそれぞれ配置されている。

チェーン３を構成するリンク３０のうち、両端のリンク（端末リンク３１Ａ、３１Ｂ）は、チェーン中央側の端部がゴム体２内に埋設され、残りのチェーン端部側の部分はゴム体２の端面から突出されて露出されている。ゴム体２の外に突出した一方の端末リンク３１Ａのチェーン端部側の部分は、橋脚８の側面に固定された橋脚側ブラケット１０にピン１１を介して取り付けられている。また、ゴム体２の外に突出した他方の端末リンク３１Ｂのチェーン端部側の部分は、橋桁９の底面に固定された橋桁側ブラケット１２にピン１３を介して取り付けられている。

一方、端末リンク３１Ａ、３１Ｂ間に設けられたリンク（中間リンク３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）は、全体に亘ってゴム体２内に埋設されている。具体的に説明すると、ゴム体２内には、端末リンク３１Ａ、３１Ｂに繋げられた両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂと、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ間に配設され両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂにそれぞれ繋げられた真中の中間リンク３２Ｃと、がそれぞれ埋設されている。

また、複数のリンク３０のうち、一組のリンク３０同士の一部分が溶接により、弛緩状態で拘束されている。具体的に説明すると、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ同士が溶接されている。このとき、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂが最も近接した位置で溶接されており、この溶接による溶接部４は、真中の中間リンク３２Ｃの中央位置に配設されている。

また、上記した溶接は、変位制限を効かせる変位量に応じて溶接量（強度）及び溶接位置を調整する。具体的には、次式で表す道路橋示方書に規定する変位制限構造の設計に用いる設計地震力Ｈｓに相当する強度で固定されるように溶接することが好ましい。

なお、上記した変位制限構造の設計に用いる設計地震力Ｈｓは、次式で表す落橋防止構造の設計に用いる設計地震力Ｈｆよりも小さい。

具体的には、変位制限構造の設計地震力Ｈｓと落橋防止構造の設計地震力Ｈｆとの関係は略次式のようになる。

一方、ゴム体２は、チェーン３に沿って湾曲した形状のものであり、耐候性に優れたゴム材料からなる。このゴム体２は、チェーン３を構成するリンク３０間の隙間に充填されているとともにリンク３０の周囲に被覆されている。

次に、橋脚８と橋桁９との間に介装された図１に示す落橋防止用連結具１の作用について説明する。なお、図３は落橋防止用連結具１に作用する荷重と橋脚８と橋桁９との相対的な変位量との関係を表した荷重‐変位曲線である。

温度変化や活荷重、小地震等により小さな揺れが生じた場合、橋桁９の小さな変位に追随して落橋防止用連結具１の両端部が変形する。例えば、橋桁９が橋軸方向に変位した場合、両側の端末リンク３１Ａ、３１Ｂが橋軸方向に揺動し、略Ｕ字形状の落橋防止用連結具１の両端部が拡がったり閉じたりするように変形する。一方、橋桁９が橋軸直交方向に変位した場合、両側の端末リンク３１Ａ、３１Ｂが橋軸直交方向に揺動し、落橋防止用連結具１の両端部がねじれるように変形する。

また、上記した構成の落橋防止用連結具１では、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂが溶接により弛緩状態で拘束され、チェーン３の中間部分が拘束されている。このため、小さい揺れの場合、橋桁９の変位に対して溶接部４が抵抗し、落橋防止用連結具１の中間部の変形が規制され、橋桁９の変位が制限される。つまり、図３に示すように、変位制限構造の荷重は、溶接部４で負担する。
また、小規模な変位の場合、ゴム体２の曲げ変形による緩衝機能が作用する。

一方、大地震等によって大きな揺れが生じた場合、溶接部４に大きな負荷がかかる。そして、溶接部４の強度を超える負荷がかかると、溶接部４が破断され、チェーン３中間部の拘束が解除される。これにより、橋桁９の大きな変位に追随して落橋防止用連結具１全体が変形する。このとき、橋桁９が橋脚８から離間する方向へ大きく移動すると、チェーン３が引っ張られて引張抵抗力が働く。これにより、橋桁９の変位が規制される。つまり、図３に示すように、溶接部４に変位制限構造の設計に用いる設計地震力Ｈｓ以上の荷重が作用すると、溶接部４が引張破壊し、所定の移動量に達したところで落下防止機能が作用する。
また、大規模な変位の場合、ゴム体２の曲げ変形とリンク３０間のゴム体２の引張抵抗・圧縮抵抗とによって緩衝機能が作用する。

上記した構成からなる落橋防止用連結具１によれば、まず溶接部４によって橋桁９の変位が制限され、この溶接部４が破断された後は、チェーン３の引張耐力によって橋桁９の変位が規制され、橋桁９が橋脚８から落下するのを防止することができる。つまり、落橋防止用連結具１は、チェーン３による落橋防止機能を発揮するだけでなく、溶接部４によって変位制限機能を発揮することができる。これにより、変位制限構造を別途設置する必要がなく、取付工数を減らすことができ、施工を簡略化することができる。
また、落橋防止用連結具１は、ゴム体２によって緩衝機能が発揮され、落橋防止時の衝撃を低減させることができる。

また、上記した落橋防止用連結具１では、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ同士が溶接によって弛緩状態で拘束されているので、溶接部４の面積を調節することで、溶接部４の強度が適宜調整される。したがって、溶接量を調整するだけで、変位制限を効かせる変位量を調整することができる。

さらに、上記した落橋防止用連結具１では、変位制限構造である溶接部４がゴム体２内に埋設されているため、落橋防止用連結具１や、落橋防止用連結具１を取り付けるためのブラケット１０、１２、ピン１１、１３が大型化しない。また、変位制限構造である溶接部４が外からは見えない構成になっているため、落橋防止用連結具１がシンプルな外観となる。したがって、落橋防止用連結具１を取り付けた橋梁の景観を優れたものにすることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。
図４は本実施の形態における落橋防止用連結具１０１の側面図であり、図５は本実施の形態における落橋防止用連結具１０１の平面図であり、図６は本実施の形態における落橋防止用連結具１０１の内部構造を表した斜視図である。

図４〜図６に示すように、本実施の形態における落橋防止用連結具１０１は、リンク３０同士が連結部材１０４を介して弛緩状態で拘束された構成になっている。連結部材１０４は、凹形状の金属製プレートであり、ゴム体２内に埋設されている。この連結部材１０４を介して、１つおきのリンク３０同士が拘束されている。具体的に説明すると、一方の端末リンク３１Ａと真中の中間リンク３２Ｃとの間、真中の中間リンク３２Ｃと他方の中間リンク３２Ｂとの間、及び、一方の中間リンク３２Ａと他方の中間リンク３２Ｂとの間に、それぞれ連結部材１０４が介装されている。

より詳しく説明すると、一方の端末リンク３１Ａと真中の中間リンク３２Ｃとの間に介装された連結部材１０４Ａは、その一方の掛止部１０４ａが、一方の端末リンク３１Ａのチェーン中央側（図４における下側）の端部に掛止され、他方の掛止部１０４ｂが、真中の中間リンク３２Ｃの一方側（図４における左側）の端部に掛止されている。この連結部材１０４Ａは、一方の中間リンク３２Ａの下面（図４における下側面）に添って配置されている。

また、真中の中間リンク３２Ｃと他方の端末リンク３１Ｂの間に介装された連結部材１０４Ｂは、その一方の掛止部１０４ａが、真中の中間リンク３２Ｃの他方側（図４における右側）の端部に掛止され、他方の掛止部１０４ｂが、他方の端末リンク３１Ｂのチェーン中央側（図４における下側）の端部に掛止されている。この連結部材１０４Ｂは、他方の中間リンク３２Ｂの下面（図４における下側面）に添って配置されている。

また、一方の中間リンク３２Ａと他方の中間リンク３２Ｂとの間に介装された連結部材１０４Ｃは、その一方の掛止部１０４ａが、一方の中間リンク３２Ａのチェーン中央側（図４における右下側）の端部に掛止され、他方の掛止部１０４ｂが、他方の中間リンク３２Ｂのチェーン中央側（図４における左下側）の端部に掛止されている。この連結部材１０４Ｃは、真中の中間リンク３２Ｃの側面（図５における下側面）に添って配置されている。

なお、上記した複数の連結部材１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは、互い違いに配設されている。具体的に説明すると、両側の連結部材１０４Ａ、１０４Ｃが真中の中間リンク３２Ｃの奥側（図５における上側）から掛けられているのに対し、真中の連結部材１０４Ｂが中間リンク３２Ｃの手前側（図４おける下側）に配置されている。また、両側の連結部材１０４Ａ、１０４Ｃが両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂの下側（図４における下側）に配置されているのに対し、真中の連結部材１０４Ｂが両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ端部の上側（図４における上側）から掛けられている。

次に、上記した構成からなる落橋防止用連結具１０１の作用について説明する。

温度変化等により小さな揺れが生じた場合、橋桁９の小さな変位に追随して落橋防止用連結具１０１が変形する。このとき、上記した構成の落橋防止用連結具１０１では、１つおきのリンク３０同士が連結部材１０４により弛緩状態で拘束され、チェーン３が拘束されているため、橋桁９の変位に対して連結部材１０４が抵抗し、落橋防止用連結具１０１の変形量が制限され、橋桁９の変位が制限される。

一方、大地震等により大きな揺れが生じ、連結部材１０４にその強度を超える負荷がかかると、連結部材１０４が破断され、チェーン３の拘束が解除される。これにより、橋桁９の大きな変位に追随して落橋防止用連結具１０１が大きく変形する。このとき、橋桁９が橋脚８から離間する方向へ大きく移動すると、チェーン３が引っ張られて引張抵抗力が働く。これにより、橋桁９の変位が規制される。

上記した構成からなる落橋防止用連結具１０１によれば、上述した第１の実施の形態における落橋防止用連結具１と同様に、落橋防止機能を発揮するだけでなく、連結部材１０４によって変位制限機能を発揮することができる。しかも、溶接が不要であるため、施工不良が起こり難く、変位制限機能を確実に発揮することができる。さらに、連結部材１０４は材質や形状によってその強度が決定されるので、連結部材１０４の形状や材質を選択するだけで、変位制限を効かせる変位量を調整することができる。

以上、本発明に係る落橋防止用連結具の第１、第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した第１の実施の形態では、溶接によりリンク３０同士を弛緩状態で拘束しているが、本発明は、リンク同士を他の方法で拘束してもよく、例えば、リンク同士をネジ止めにより拘束することもできる。

また、上記した第２の実施の形態では、連結部材１０４の両端がリンク３０にそれぞれ掛止された構成になっているが、連結部材の端部をリンクに溶接することも可能であり、或いは、連結部材の端部をリンクにネジ止めすることも可能である。

また、上記した第２の実施の形態では、凹形状の金属製プレートからなる連結部材１０４が用いられているが、連結部材の形状や材質等は適宜変更可能であり、棒状の連結部材を用いることも可能であり、或いは、樹脂製の連結部材を用いることも可能である。

また、上記した第１の実施の形態では、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ同士が溶接により拘束されており、また、上記した第２の実施の形態では、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ同士、真中の中間リンク３２Ｃと一方の端末リンク３１Ａ、及び、真中の中間リンク３２Ｃと他方の端末リンク３１Ｂとが、それぞれ連結部材１０４を介して拘束されているが、本発明は、少なくとも一組のリンク同士が拘束されていればよく、溶接や連結部材等で拘束するリンクの組み合わせ等は適宜変更可能である。例えば、端末リンク３１Ａ、３１Ｂと両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂとを拘束してもよく、或いは、端末リンク３１Ａ、３１Ｂと真中の中間リンク３２Ｃとを拘束してもよく、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂと真中の中間リンク３２Ｃとを拘束してもよく、さらには、上記した全てのリンク３０の組み合わせを拘束してもよい。
さらに、本発明は、溶接による拘束と、連結部材を介した拘束とを組み合わせることも可能である。すなわち、一部のリンク同士を溶接により拘束するとともに、他のリンク同士を連結部材を介して拘束した構成であってもよい。

また、上記した第１、第２の実施の形態では、図示せぬ可動式支承が間に介在された橋脚８と橋桁９とを連結する落橋防止用連結具１、１０１について説明しており、その落橋防止用連結具１、１０１が橋桁９の小変位を許容する構成になっているが、本発明に係る落橋防止用連結具により、固定式支承が間に介在された橋脚と橋桁とを連結することも可能であり、橋桁の小変位も規制する構成の落橋防止用連結具であってもよい。具体的に説明すると、チェーンの両端が相対的に変位しないようにリンク同士を拘束することで、落橋防止用連結具は変形されず、橋桁の小変位が規制される。例えば、両側の端末リンク３１Ａ、３１Ｂと真中の中間リンク３２Ｃとを溶接により固定する。或いは、両端の端末リンク３１Ａ、３１Ｂと両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ、及び、両側の中間リンク３２Ａ、３２Ｂ同士をそれぞれ溶接により固定する。

また、上記した第１、第２の実施の形態では、落橋防止用連結具１、１０１が全体的に略Ｕ字形状に湾曲した形状になっているが、本発明は、落橋防止用連結具の形状は適宜変更可能である。例えば、Ｉ字形状や略Ｖ字形状、円弧形状、コ字形状等の落橋防止用連結具であってもよい。

また、上記した第１、第２の実施の形態では、落橋防止用連結具１、１０１によって橋脚８と橋桁９とを連結しているが、本発明に係る落橋防止用連結具によって橋桁同士を連結することも可能である。

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の側面図である。 本発明の第１の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の内部構造を表した斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の荷重‐変位曲線を表したグラフである。 本発明の第２の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の側面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の平面図である。 本発明の第２の実施の形態を説明するための落橋防止用連結具の内部構造を表した斜視図である。

符号の説明

１、１０１ 落橋防止用連結具
２ ゴム体（弾性体）
３ チェーン
４ 溶接部
８ 橋脚（連結対象物）
９ 橋桁（連結対象物）
３０ リンク
１０４ 連結部材

Claims (3)

1. 弛緩状態のチェーンの中間部が弾性体内に埋設された構成からなり、
   前記チェーンの両端が各連結対象物にそれぞれ取り付けられることで該連結対象物間に介装され、該連結対象物同士を連結する落橋防止用連結具において、
   前記チェーンを構成する複数のリンクのうちの少なくとも一組のリンク同士が前記弛緩状態で拘束されていることを特徴とする落橋防止用連結具。
2. 請求項１記載の落橋防止用連結具において、
   前記リンク同士が溶接により拘束されていることを特徴とする落橋防止用連結具。
3. 請求項１または２記載の落橋防止用連結具において、
   前記弾性体内において前記リンク間に架設された連結部材を介して前記リンク同士が拘束されていることを特徴とする落橋防止用連結具。
   

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