【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に記載の発明の橋梁の遊間における架設材の支持装置は、橋軸方向に隣接する上部構造間、もしくは隣接する上部構造と下部構造間に形成される遊間に前記上部構造の幅方向に張力を与えられた状態で架設される架設材を支持する支持装置であり、
前記隣接する各上部構造の、もしくは隣接する上部構造と下部構造の、前記架設材の架設方向を向く面に
それぞれ固定される定着部材と、
この両定着部材間に跨り、
前記両定着部材に対して橋軸方向に相対移動自在に、前記両定着部材に直接、もしくは間接的に
常に接触したまま、前記両定着部材に前記架設材の架設側へ係止した状態で前記架設材を直接、もしくは間接的に受ける受け部材と、
この受け部材と前記各定着部材との間に、前記受け部材と前記各定着部材との間で圧縮力を負担し、復元力を発揮した状態で配置され、前記受け部材を
前記架設材側へ押圧する付勢部材とを備え、前記受け部材の両側に位置する両付勢部材の復元力は等しい状態にあることを構成要件とする。
【0009】
上部構造間、もしくは上部構造と下部構造間に形成される遊間は橋軸方向に形成されるため、遊間の幅方向は橋軸方向に一致する。また上部構造間、もしくは上部構造と下部構造間(以下、上部構造間等)の相対変位の内、架設材の架設位置に影響する相対変位は遊間の幅方向であるため、上部構造間等の相対変位の方向も橋軸方向に一致する。「架設材の架設位置に影響する相対変位」は架設材の断面上の中心が遊間の幅方向中心からずれる方向の相対変位を言う。上部構造は桁と床版を含み、下部構造は橋脚と橋台を含む。「上部構造の幅方向」は主に橋軸直角方向を指すが、床版が例えば平行四辺形状の場合には短辺方向を指す。
【0010】
架設材は上部構造の幅方向に架設されるが、この架設材の架設方向は遊間の長さ方向でもある。請求項1における「架設材の架設方向を向く面」とは、主に架設材の架設方向に直交する面(架設材の材軸に直交する面)を指すが、架設材は
図12−(a)に示すように水平に対して傾斜した状態で(勾配を持って)架設される場合の他、張力が与えられながらも懸垂曲線状に架設される場合もあることから、架設材の架設方向に直交する面に対して傾斜した面も含む。
【0011】
請求項1では支持装置を構成し、組になる2本の定着部材が「架設材の架設方向を向く面」に固定されることで、定着部材は架設材に与えられている張力を面で負担しながら、上部構造、もしくは下部構造(以下、上部構造等)に伝達する状態になるため、定着部材は架設材から上部構造等に密着した状態を維持しようとする力を受ける。請求項1では2本の定着部材が「架設材の架設方向を向く面」に固定されることから、請求項1の支持装置は各定着部材が固定される、隣接する上部構造等の各固定(接合)面が互いに平行であるか、同一面内にある場合に対応する。
【0012】
隣接する上部構造等の固定面が平行でありながら、同一面内にない場合には上部構造の幅方向中心に近い側の、いずれかの固定面と定着部材との間にフィラープレート等を介在させることで、上部構造幅方向の段差を解消させた状態で両定着部材を同一面内に配置することが可能である。よって上部構造等の固定(接合)面が互いに平行であるか、同一面内であれば、各定着部材の固定が可能であるため、支持装置は隣接する上部構造間、もしくは隣接する上部構造と下部構造間に設置される。
【0013】
受け部材は各上部構造等に固定された両定着部材間に跨り、両定着部材に橋軸方向に相対移動自在に接触しながら、架設材の架設方向に係止する。この状態で受け部材に架設材が接続されることにより架設材の張力を負担しながら、上部構造間、もしくは上部構造と下部構造間の橋軸方向の相対変位に伴い、両定着部材に対して橋軸方向に相対移動する。請求項1における「受け部材が定着部材に直接、もしくは間接的に接触する」とは、受け部材が定着部材に直接、接触する場合と、受け部材と定着部材との間に相対移動を生じさせ易くするための低摩擦材等の支承材が介在する場合があることを言う。
【0014】
受け部材は両定着部材に支持された状態では架設材の張力を負担しているため、両定着部材との間で架設材の架設方向に圧縮力を及ぼし合った状態で両定着部材に接触して安定する。受け部材は両定着部材に接触した状態を維持することで、架設材からの張力を両側の定着部材に分担させる働きをするから、
図1に示すように両側の定着部材2、2に跨る長さ、すなわち遊間9の幅より大きい長さを持つ。受け部材3が架設材5から受けた張力は両側の定着部材2、2に分担されるが、受け部材3両側の付勢部材4、4の復元力が平衡すれば、受け部材3の長さ方向の中心は両定着部材2、2の端部間(遊間9)の中心に一致しようとする。
【0015】
受け部材3の中心が遊間9の中心に一致すれば、受け部材3が負担する張力が両定着部材2、2に均等に分担され、受け部材3が両定着部材2、2から等しい反力を受けるため、受け部材3と各定着部材2との間の圧縮力が等しくなる。受け部材3と各定着部材2との間に生ずる圧縮力が等しければ、受け部材3と各定着部材2との間の摩擦力も等しくなるため、両側の付勢部材4、4の復元力が等しいことで、受け部材3の長さ方向の中心が両定着部材2、2の端部間の中心に一致する状態になる。
【0016】
受け部材3は各定着部材2との間で圧縮力(圧力)を及ぼし合った状態で両定着部材2、2に接触することで、定着部材2との橋軸方向の相対移動時には接触面において接触したまま摺動(滑動)するか、転動する。「受け部材3が架設材5を直接、もしくは間接的に受ける」とは、架設材5が直接、受け部材3の一部である定着部34に接続される場合と、架設材5が受け部材3とは別体の定着材(定着部34)に定着(接続)された状態で、定着材が受け部材3に接続(接合)される場合があることを言う。
【0017】
付勢部材4、4は受け部材3と各定着部材2との間に配置され、上部構造7、7間等に相対変位が生じていない平常状態で受け部材3と各定着部材2との間で、相対変位方向(遊間9幅方向)の圧縮力を負担し、復元力を発揮した状態に置かれる。付勢部材4の復元力は受け部材3と各定着部材2に作用し、受け部材3と定着部材2を押圧し、受け部材3は各定着部材2側に位置する付勢部材4から対向する定着部材2側を向く反力を受けた状態になる。受け部材3は両側の付勢部材4、4から架設材5側へ押圧される。定着部材2は上部構造7等に固定されているため、付勢部材4の定着部材2側の端部は定着部材2に接続されることで、定着部材2(上部構造7等)に固定された状態になるのに対し、付勢部材4の受け部材3側の端部は定着部材2に対して移動し得る状態にある。
【0018】
ここで、受け部材3の両側に位置する両付勢部材4、4の復元力が等しい状態にあることで、受け部材3の両側に作用する反力が等しく、平衡するため、2本の定着部材2、2間距離(遊間9の幅)の変化、すなわち隣接する上部構造7、7間等の相対変位に拘わらず、受け部材3の中心は常に両定着部材2、2の端部間の中心に位置した状態で安定しようとする。
【0019】
図1に示すように両定着部材2、2の遊間9側の端部が上部構造7等の端面に揃えられていれば、両定着部材2、2の端部間の中心は遊間9の幅方向の中心であり、受け部材3の中心は受け部材3に係止している両付勢部材4、4の端部間の中心であるため、受け部材3の中心に架設材5の断面上の中心が一致していれば、架設材5の断面上の中心が遊間9の幅方向の中心に位置することになる。但し、両定着部材2、2の遊間9側の端部は必ずしも上部構造7等の端面に揃えられる必要はなく、架設材5の断面上の中心は受け部材3の中心に一致している必要もない。
【0020】
付勢部材4には主にコイルスプリングが使用されるが、皿ばね、輪ばね等も使用可能であり、ばねの種類は問われない。受け部材3両側の付勢部材4、4の復元力が等しい状態は、両付勢部材4、4にばね定数が等しいばねを使用することで得られる。
【0021】
これらのばねは軸方向を受け部材3と定着部材2との間の相対移動方向に向けた状態で受け部材3と定着部材2間に配置され、軸方向の端部においてそれぞれに接続される。付勢部材4は軸方向の端部において受け部材3と定着部材2に接続されていることで、受け部材3が跨る上部構造7、7間等に上部構造7の幅方向に相対変位が生じたときには、付勢部材4が変形することにより追従する。受け部材3は架設材5からの張力を受けていることで、常に両定着部材2、2に接触した状態に保たれるため、上部構造7の幅方向の相対変位時に受け部材3の軸方向が定着部材2の軸方向に対して傾斜した状態になっても受け部材3が両定着部材2、2に接触した状態は維持される。
【0022】
架設材5は例えば受け部材3に対し、架設材5の材軸に直交する任意の軸の回りに回転自在に受け部材3に接続(定着)されることにより(請求項2)、上部構造7、7間等に上部構造7の幅方向に相対変位が生じたときも、上部構造7の幅方向に架設された状態を維持することが可能になる。「架設材5の材軸に直交する任意の軸」とは、架設材5の材軸に直交する断面内を通る任意の方向の軸線を言う。架設材5が任意の軸の回りに回転自在に受け部材3に定着されることは、例えば
図2に示すように架設材5先端部(端部)の受け部材3への定着面が球面状に形成され、架設材5が挿通する受け部材3の挿通孔34aが架設材5の断面積より大きい面積を持つことで可能になる。
【0023】
この場合、受け部材3が跨る定着部材2、2間に上部構造7の幅方向の相対変位が生じたときには、受け部材3が両定着部材2、2に対して傾斜しようとするが、架設材5が材軸に直交する任意の軸の回りに回転自在に受け部材3に接続されていることで、架設材5の軸線が相対変位前の架設材5の架設方向を向こうとするため、受け部材3の定着部材2に対する傾斜に伴って架設材5の軸線が平常時の架設材5の架設方向に対して傾斜することはない。架設材5に平常時の架設状態からの傾斜が生じないことで、架設材5の受け部材3への定着部(接続部)が無理な力を受けることが回避され、架設材5の破断が防止される。
【0024】
請求項3に記載の発明の橋梁の遊間における架設材の支持装置は、橋軸方向に隣接する上部構造間、もしくは隣接する上部構造と下部構造間に形成される遊間に前記上部構造の幅方向に張力を与えられた状態で架設される架設材を支持する支持装置であり、
前記隣接する上部構造の内、もしくは隣接する上部構造と下部構造の内、一方の
、前記架設材の架設方向を向く面に固定される支持定着部材と、他方の
、橋軸方向を向く面に固定され、前記支持定着部材に対して橋軸方向に相対移動自在に
、前記支持定着部材に直接、もしくは間接的に常に接触する可動定着部材と、
前記可動定着部材に対して橋軸方向に相対移動自在に、前記可動定着部材に直接、もしくは間接的に
常に接触したまま
、前記可動定着部材に前記架設材の架設側へ係止した状態で前記架設材を直接、もしくは間接的に受ける受け部材と、
この受け部材と前記支持定着部材との間、及び前記受け部材と前記可動定着部材との間に、それぞれの間で圧縮力を負担し、復元力を発揮した状態で配置され、前記受け部材を
前記支持定着部材と前記可動定着部材が対向する側へ押圧する付勢部材とを備え、前記受け部材の両側に位置する両付勢部材の復元力は等しい状態にあることを構成要件とする。
【0025】
請求項3では隣接する上部構造7、7の内、もしくは隣接する上部構造7と下部構造8の内、一方の上部構造7、もしくは下部構造8の、架設材5の架設方向を向く面に支持定着部材11が固定され、他方の上部構造7、もしくは下部構造8の、橋軸方向を向く面に可動定着部材12が固定される。支持定着部材11と可動定着部材12が固定される側が上部構造7であるか下部構造8であるかは問われず、両定着部材11、12が共に上部構造7、7に固定される場合と、
図6に示すように一方の定着部材11(12)が上部構造7に、他方の定着部材12(11)が下部構造8に固定される場合がある。
【0026】
「架設材5の架設方向を向く面」は前記のように主に架設材5の架設方向に直交する面であるが、上部構造7等の幅方向両側の面を指し、橋軸方向に平行な面でもある。但し、上部構造7等の側面は上部構造7の上面に直交でない場合もあるから、架設材5の架設方向に直交する面に対して傾斜した面も含む。
【0027】
支持定着部材11は請求項1における定着部材2と同じく架設材5の架設方向を向く面に固定されるが、可動定着部材12は橋軸方向を向く面に固定されることから、受け部材13を支持定着部材11と可動定着部材12に跨って配置するために、可動定着部材12は支持定着部材11に対して橋軸方向に相対移動自在に配置される。支持定着部材11の固定面と可動定着部材12の固定面は互いに直交する方向等、交差する方向を向くことになる。「橋軸方向を向く面」は主に橋軸方向に直交する面であるが、橋軸方向に直交する面に対して傾斜した面も含む。
【0028】
請求項1では受け部材3を支持する両定着部材2、2が上部構造7等の互いに平行な面か同一面に固定されるため、受け部材3に遊間9の幅より大きい長さを持たせることができた。これに対し、請求項3では支持定着部材11の固定面と可動定着部材12の固定面が互いに交差する方向を向くことから、可動定着部材12を上部構造7、もしくは下部構造8の、橋軸方向を向く面に固定したときに、可動定着部材12は必然的にその固定面から支持定着部材11側へ張り出す状態になるため、受け部材13に遊間9の幅より大きい長さを持たせることができない。
【0029】
そこで、受け部材13を支持定着部材11と可動定着部材12のいずれか一方にのみ接触させるとすれば、支持定着部材11と可動定着部材12のいずれか一方を他方側へ張り出させることが必要になる。但し、架設材5の架設方向を向く面に固定される支持定着部材11を橋軸方向を向く面に固定される可動定着部材12側へ張り出させるとすれば、遊間9の幅を狭め、上部構造7、7間等の橋軸方向の相対変位を阻害することになるため、
図6に示すように可動定着部材12を支持定着部材11側へ張り出させる形にならざるを得ない。
【0030】
可動定着部材12を支持定着部材11側へ張り出させるとすれば、可動定着部材12は支持定着部材11に長さ方向の一部区間で、上部構造7の幅方向外側から重なることになるため、受け部材13は支持定着部材11に重なる可動定着部材12に直接、もしくは間接的に接触し、架設材5の張力の作用方向には可動定着部材12に支持される形になる。請求項3では受け部材13は可動定着部材12との間で圧縮力を及ぼし合った状態で可動定着部材12に接触することで、可動定着部材12との橋軸方向の相対移動時には接触面において接触したまま摺動するか、転動する。
【0031】
受け部材13が可動定着部材12に支持されることに伴い、受け部材13が負担する架設材5の張力を可動定着部材12と支持定着部材11に分担させるために、上部構造7、7間等の相対変位に拘わらず、常に可動定着部材12が支持定着部材11に接触する必要がある。この関係で、可動定着部材12は支持定着部材11に両定着部材11、12間の相対変位量を見込んだ区間に亘って重なり、架設材5の張力の作用方向に支持定着部材11に支持される状態になる。受け部材13は直接的には可動定着部材12に支持されるが、受け部材13から可動定着部材12に伝達された架設材5の張力は可動定着部材12から支持定着部材11に、両者の重なり区間を通じて伝達されるため、架設材5の張力は可動定着部材12と支持定着部材11に分担される。
【0032】
図6に示すように付勢部材14、14は受け部材13と可動定着部材12間、及び受け部材13と支持定着部材11間に配置されるが、受け部材13が、支持定着部材11に重なる可動定着部材12に接触している関係で、支持定着部材11の、受け部材13との間に配置される付勢部材14が係止する係止部112は受け部材13と橋軸方向(遊間9の幅方向)に対向する位置に形成される。受け部材13は可動定着部材12に接触しているため、支持定着部材11の係止部112は可動定着部材12を上部構造7の幅方向に挟む位置に形成され、可動定着部材13は支持定着部材11の本体部(固定部111)と係止部112に挟まれ、支持定着部材11に保持された状態になる(請求項4)。
【0033】
請求項4では可動定着部材12が支持定着部材11に保持された状態にあることで、上部構造7の幅方向の相対変位が生じたときにも可動定着部材12と支持定着部材11の分離が阻止され、可動定着部材12の支持定着部材11からの浮き上がりが防止されるため、付勢部材14の受け部材13、または定着部材11、12からの離脱も回避される。可動定着部材12の浮き上がりが防止されることで、可動定着部材12に支持されている受け部材13の浮き上がりに伴う架設材5への過大な張力の作用も回避される。
【0034】
請求項3では受け部材13の両側に配置される付勢部材14、14の復元力が平衡することで、
図6−(a)、
図7に示すように両側の付勢部材14、14が係止する受け部材13の係止部132の中心は可動定着部材12の係止部(固定部121)と支持定着部材11の係止部112との間の中心に位置する。この場合の可動定着部材12の係止部(固定部121)と支持定着部材11の係止部112間の中心(受け部材13の係止部132の中心)は遊間9の中心ではないため、受け部材13に接続される架設材5の中心が遊間9の中心に一致するよう、受け部材13への架設材5の接続位置が調整される。
【0035】
具体的には
図6−(a)に示すように可動定着部材12の係止部(固定部121)の中心と受け部材13の係止部132の中心との間の距離をL1、遊間9の幅をL0とし、可動定着部材12の係止部(固定部121)の厚さをt1としたとき、受け部材13の係止部132の中心と架設材5の中心との間の距離L2がL2=L1−(L0−t1)/2となる位置に架設材5の中心が位置するように受け部材13への架設材5の接続位置が決められる。受け部材13に係止する付勢部材14、14の復元力が平衡しているとき、可動定着部材12の係止部(固定部121)の中心と受け部材13の係止部132の中心との間の距離L1は支持定着部材11の係止部112の中心と受け部材13の係止部132の中心との間の距離に等しい。
【0036】
請求項3においても受け部材13の係止部132と可動定着部材12の係止部(固定部121)との間、及び受け部材13の係止部132と支持定着部材11の係止部112との間に配置される付勢部材14、14は平常状態で受け部材13と各定着部材11、12との間で圧縮力を負担し、復元力を発揮した状態にある。
【0037】
付勢部材14、14の復元力は受け部材13と各定着部材11、12に作用し、受け部材13と定着部材11、12を押圧し、受け部材13は両付勢部材14、14から各定着部材11、12の係止部112、121間の中心を向く反力を受けた状態になり、受け部材13は各定着部材11、12の係止部112、121間の中心に位置する。各付勢部材14の定着部材11、12側の端部は定着部材11、12(上部構造7等)に固定された状態になるのに対し、受け部材13側の端部は各定着部材11、12に対して移動し得るため、受け部材13は両付勢部材14、14からの反力を受けて各定着部材11、12に対して相対移動し得る状態にある。
【0038】
ここで、受け部材13の両側に位置する両付勢部材14、14の復元力が等しい状態にあることで、受け部材13の両側に作用する反力が等しく、平衡するため、支持定着部材11と可動定着部材12間距離の変化、すなわち隣接する上部構造7、7間等の相対変位に拘わらず、受け部材13の中心は常に両定着部材11、12の係止部112、121間の中心に位置した状態で安定しようとする。受け部材13に接続される架設材5の中心は受け部材13の中心が両定着部材11、12の係止部112、121間の中心に位置したときに遊間9の中心に位置するように設定されるため、上部構造7、7間等の相対変位に拘わらず、架設材5の断面上の中心が遊間9の幅方向の中心に位置することになる。
【0039】
請求項3においても架設材5が受け部材13に対し、架設材5の材軸に直交する任意の軸の回りに回転自在に受け部材13に接続(定着)されていれば(請求項5)、上部構造7、7間等に上部構造7の幅方向に相対変位が生じたときも、架設材5は上部構造7の幅方向に架設された状態を維持することが可能である。「架設材5の材軸に直交する任意の軸」は請求項1の場合と同様、架設材5の材軸に直交する断面内を通る任意の方向の軸線を言う。
【0040】
この場合、受け部材13が接触している可動定着部材12と支持定着部材11間に上部構造7の幅方向の相対変位が生じたときに、受け部材13がいずれかの定着部材11、12に対して傾斜しようとするが、架設材5が任意の軸の回りに回転自在に受け部材13に接続されていることで、架設材5の軸線は相対変位前の架設材5の架設方向を向こうとするため、受け部材13の傾斜に伴って架設材5の軸線が架設材5の架設方向に対して傾斜することはない。上部構造7の幅方向の相対変位に拘わらず、架設材5に傾斜が生じないことで、架設材5の受け部材13への定着部(接続部)が無理な力を受けることはなく、架設材5の破断が防止される。