特許 7324126 橋梁耐震装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-01

(45)【発行日】2023-08-09

(54)【発明の名称】橋梁耐震装置

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/04 20060101AFI20230802BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20230802BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20230802BHJP

【ＦＩ】

E01D19/04 Z

F16F15/02 E

F16F15/04 P

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019207915

(22)【出願日】2019-11-18

(65)【公開番号】P2020109246

(43)【公開日】2020-07-16

【審査請求日】2022-09-22

(31)【優先権主張番号】P 2018219203

(32)【優先日】2018-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】505389695

【氏名又は名称】首都高速道路株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591216473

【氏名又は名称】一般財団法人首都高速道路技術センター

(73)【特許権者】

【識別番号】513220562

【氏名又は名称】首都高技術株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507230382

【氏名又は名称】首都高メンテナンス西東京株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510106968

【氏名又は名称】首都高メンテナンス東東京株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510273798

【氏名又は名称】首都高メンテナンス神奈川株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593089046

【氏名又は名称】青木あすなろ建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000153605

【氏名又は名称】株式会社巴技研

(74)【代理人】

【識別番号】100218062

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 悠樹

(74)【代理人】

【識別番号】100093230

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 利夫

(72)【発明者】

【氏名】蔵治 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】松原 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】久保田 成是

(72)【発明者】

【氏名】山本 泰幹

(72)【発明者】

【氏名】張 広鋒

(72)【発明者】

【氏名】右高 裕二

(72)【発明者】

【氏名】牛島 栄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 俊男

(72)【発明者】

【氏名】信岡 靖久

(72)【発明者】

【氏名】藤本 和久

(72)【発明者】

【氏名】波田 雅也

(72)【発明者】

【氏名】木村 浩之

(72)【発明者】

【氏名】五十畑 登

(72)【発明者】

【氏名】内木 学

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０１４７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１８０４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５２６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５５８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１１３７０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－２１２４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｄ １９／０４

Ｆ１６Ｆ １５／０２

Ｆ１６Ｆ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部構造に配設された可動支承を介して上部構造を支持する橋梁において、前記可動支承の動作を制御するための橋梁耐震装置であって、
前記橋梁耐震装置は、前記下部構造の幅方向に間隔を置いて固定された２基のブラケットと、
柱状のロッドと、該ロッドの外周面に密着し抵抗をもって前記ロッドの長手方向に摺動可能なダイスからなる摩擦ダンパーと、
前記ダイスと前記上部構造を接続する接続架台を備え、
前記摩擦ダンパーの前記ロッドが、対向する前記２基のブラケットの間に挟持又は所定の間隔を置いて配設されるとともに、前記ダイスが前記接続架台を介して前記上部構造に接続されていることを特徴とする橋梁耐震装置。

【請求項2】

前記摩擦ダンパーにおいて、前記ダイスには前記ロッドが挿通可能な挿通孔が設けられており、前記挿通孔に前記ロッドが圧入して嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁耐震装置。

【請求項3】

前記ダイスには、橋軸方向に突出したトラニオンが設けられるとともに、前記接続架台には、前記トラニオンを回転自在に軸支するトラニオン軸受が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁耐震装置。

【請求項4】

前記接続架台が、前記上部構造に接続される上部構造固定部材と、摩擦ダンパーに接続されるダンパー接続部材とからなり、前記上部構造固定部材は、ダンパー接続部材に対して水平回転自在に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項5】

前記ダイスの外周面にボール部が設けられるとともに、前記接続架台の内側にハウジング部が設けられており、前記ボール部と前記ハウジング部によりボールジョイントが構成され、前記摩擦ダンパーに対して前記上部構造が任意の方向に移動可能に接続されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項6】

前記ロッドの両端と前記ブラケットとの接触面において、前記ロッドの端部又は前記ブラケットの前記ロッドの端部との接触面の少なくともいずれかに滑り調整加工がなされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項7】

前記ロッドの端部には、滑り調整加工の施された低摩擦部材が弾性部材を介して設けられ、あるいは前記ブラケットには、前記ロッドの端部と接触する接触部材が弾性部材を介して設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項8】

前記ダイスと前記接続架台が弾性部材で接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項9】

前記摩擦ダンパーの外周にカバーが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項10】

前記ロッドが複数本並列に設けられ、少なくとも２本以上のロッドの同側の端部が接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項11】

前記ロッドの両端部を繋ぐように補強部材が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項12】

前記ブラケットが前記下部構造の側面部に設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の橋梁耐震装置。

【請求項13】

請求項１から１１のいずれかに記載の橋梁耐震装置に用いられるブラケット、摩擦ダンパー及び接続架台において、ブラケットが前記上部構造に接続されており、接続架台が前記下部構造に接続されていることを特徴とする橋梁耐震装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁耐震装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、支承を介して橋脚で支持する構造の橋梁においては、可動支承が知られている。この可動支承は、橋梁の振動や上部構造の温度変化による伸縮、また、地震動等に追従するために変形又は移動する構造となっている。

【0003】

また、この可動支承は、橋桁の想定以上の移動等を防止するため、可動支承の側面から所定の距離を置いた位置に、可動支承の一定以上の移動を拘束するためのサイドブロックといわれるストッパーが設けられている。通常、想定内の可動支承の移動が生じた場合には、可動支承の一部がサイドブロックに当接して可動支承の移動が拘束される。

【0004】

しかしながら、大きな地震動等により橋桁が想定以上移動した場合に、サイドブロックが可動支承の移動を拘束すると、サイドブロックにかかるエネルギーは逃げ場を失い、サイドブロックが破損したり、橋脚等の下部構造に損傷を与える場合があった。

【0005】

このような問題に対して、従来より、想定以上の地震動が発生した場合に、地震動のエネルギーを吸収して減衰力を生じさせるとともに、許容量以上の可動支承の移動を制限する機能を有する橋梁耐震装置が用いられている。

【0006】

このような橋梁耐震装置としては、例えば、橋梁の下部構造の橋脚と上部構造の橋桁の間に可動支承を設けるとともに、一軸方向に動作するダンパーを橋軸直角方向に設けたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この提案では、橋脚中央部にブラケットを設け、このブラケットにダンパーの一端を固定するとともに、他の一端を橋桁に固定している。

【0007】

また、ブラケットとダンパーの接続及び橋桁とダンパーの接続は、クレビスにより上下方向の変位に対して可動するように接続されている。このような構造の橋梁耐震装置では、ダンパーが一軸方向の伸縮動作を行うため、主として可動支承の橋軸直角方向の移動に対してダンパーが作用し、可動支承の変位を制限している。

【0008】

しかしながら、近年、橋梁の橋脚と上部構造の間に配設する可動支承に対しては、大きな地震動に対しても確実に移動を制限できるように、可能な限り省スペースに設置でき、特定の方向に確実に動作する橋梁耐震装置が望まれている。特許文献１の橋梁耐震機構では、ダンパーの取り付けが２本の橋桁を挟んだ中央部に位置するブラケットと橋桁の側面であるため、設置空間が橋桁間に限られてしまう。そのため、１本の橋桁に対して片側にダンパーを設置する構造となり、さらに両端にクレビスを備える必要があるため、橋脚と上部構造との間の限られたスペースを大きく占有してしまうといった問題があった。

【0009】

また、地震動による橋軸方向の可動支承の移動があった場合には、ダンパーの伸縮機能が橋軸直角方向と橋軸方向に分散され、橋軸直角方向に対する橋梁耐震機構として必要な減衰力を発揮できず、十分な能力を活用できないといった問題があった。

【0010】

これに対し、スペースに対して種々のバリエーションに対応でき、様々な方向からの地震動に対しても、可動支承の特定方向の移動を確実に制限可能な橋梁耐震装置が提案されている。具体的には、例えば、可動支承の動作を制限するための橋梁耐震装置のスライド機構であって、橋軸直角方向に伸縮するように設けられたダンパーを備えるとともに、橋桁の下部で橋軸方向に固定されているガイドレールにダンパーがスライド可能に接続されたものがある（例えば、特許文献２を参照）。

【0011】

この提案の橋梁耐震装置は、多くの方向からの地震動に対応できる点で優れたものであり、橋軸直角方向の橋桁の地震動等についてはダンパーにより制限するとともに、地震動や温度等による橋軸方向の移動については、橋軸方向のスライド機構により解消し、橋桁の水平回転方向の地震動等については、ガイドレールにスライド可能に設けられた円柱状の駒部がガイド内で回転することにより解消している。また、橋脚とダンパーとの接続部にかかる多方向の地震動については、接続部に設けたクレビスにより解消している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２００２－１８０４１８号公報

【文献】特開２０１７－０１４７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

一方、橋梁に対する地震動においては、橋軸方向を軸とした回転の動き、即ち、橋桁の側部の上下動や、橋軸直角方向、橋軸鉛直方向を軸とした回転の動き等、様々な方向の動きも想定される。しかしながら特許文献２の提案では、上記のより複雑な地震動には対応しきれておらず、これらの点においては更なる改良の余地を残すものであった。

【0014】

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、橋梁耐震装置において、コンパクトな構成とすることにより、橋梁の下部構造と上部構造との間の限られたスペースに対して種々の設置バリエーションに対応でき、２次元的あるいは３次元的な様々な方向から加わる地震動に対して対応可能な橋梁耐震装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の橋梁耐震装置は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、以下のことを特徴としている。

【0016】

第１に、本発明の橋梁耐震装置は、下部構造に配設された可動支承を介して上部構造を支持する橋梁において、前記可動支承の動作を制御するための橋梁耐震装置であって、
前記橋梁耐震装置は、前記下部構造の幅方向に間隔を置いて固定された２基のブラケットと、
柱状のロッドと、該ロッドの外周面に密着し抵抗をもって前記ロッドの長手方向に摺動可能なダイスからなる摩擦ダンパーと、
前記ダイスと前記上部構造を接続する接続架台を備え、
前記摩擦ダンパーの前記ロッドが、対向する前記２基のブラケットの間に挟持又は所定の間隔を置いて配設されるとともに、前記ダイスが前記接続架台を介して前記上部構造に接続されていることを特徴とする。

【0017】

第２に、上記第１の発明の橋梁耐震装置において、前記摩擦ダンパーにおいて、前記ダイスには前記ロッドが挿通可能な挿通孔が設けられており、前記挿通孔に前記ロッドが圧入して嵌合されていることが好ましい。

【0018】

第３に、上記第１又は第２の発明の橋梁耐震装置において、前記ダイスには、橋軸方向に突出したトラニオンが設けられるとともに、前記接続架台には、前記トラニオンを回転自在に軸支するトラニオン軸受が設けられていることが好ましい。

【0019】

第４に、上記第１から第３のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記接続架台が、前記上部構造に接続される上部構造固定部材と、摩擦ダンパーに接続されるダンパー接続部材とからなり、前記上部構造固定部材は、ダンパー接続部材に対して水平回転自在に接続されていることが好ましい。

【0020】

第５に、上記第１又は第２のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ダイスの外周面にボール部が設けられるとともに、前記接続架台の内側にハウジング部が設けられており、前記ボール部と前記ハウジング部によりボールジョイントが構成され、前記摩擦ダンパーに対して前記上部構造が任意の方向に移動可能に接続されていることが好ましい。

【0021】

第６に、上記第１から第５のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ロッドの両端と前記ブラケットとの接触面において、前記ロッドの端部又は前記ブラケットの前記ロッドの端部との接触面の少なくともいずれかに滑り調整加工がなされていることが好ましい。

【0022】

第７に、上記第１から第５のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ロッドの端部に設けられた滑り調整加工が施された低摩擦部材、又は前記ブラケットの前記ロッドの端部と接触する接触部材の少なくともいずれかが、弾性部材を介して設けられていることが好ましい。

【0023】

第８に、上記第１から第７のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ダイスと前記接続架台が弾性部材で接続されていることが好ましい。

【0024】

第９に、上記第１から第８のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記摩擦ダンパーの外周にカバーが設けられていることが好ましい。

【0025】

第１０に、上記第１から第９のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ロッドが複数本並列に設けられ、少なくとも２本以上のロッドの同側の端部が接続されていることが好ましい。

【0026】

第１１に、上記第１から第１０のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ロッドの両端部を繋ぐように補強部材が設けられていることが好ましい。

【0027】

第１２に、上記第１から第１１のいずれかの発明の橋梁耐震装置において、前記ブラケットが前記下部構造の側面部に設けられていることが好ましい。

【0028】

第１３に、上記第１から第１１のいずれかの発明の橋梁耐震装置に用いられるブラケット、摩擦ダンパー及び接続架台において、ブラケットが前記上部構造に接続されており、接続架台が前記下部構造に接続されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0029】

本発明の橋梁耐震装置によれば、コンパクトな構成とすることにより、橋梁の下部構造と上部構造との間の限られたスペースに対して種々の設置バリエーションに対応でき、２次元的あるいは３次元的な様々な方向から加わる地震動に対して対応可能な橋梁耐震装置を提供することができる。

【0030】

具体的には、橋梁の上部構造における橋軸直角方向の動作を確実に制限するとともに、橋軸水平方向の動作、上下動等多方向の動作、橋桁の水平回転方向の動作、橋軸方向を軸とした回転動作、橋軸直角方向を軸とした回転動作に追従させて、確実に可動支承を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の橋梁耐震装置の概略正面図である。

【図2】ロッドの端部を示した概略図であり、（ａ）は低摩擦部材とカバーの実施形態を示す概略断面図であり、（ｂ）は低摩擦部材の表面に設けたディンプルの実施形態を示す概略図である。

【図3】低摩擦部材の表面に設けた他のディンプル等の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は中央に１つのディンプルを設けた実施形態を示し、（ｂ）はエンボス加工を施した実施形態を示し、（ｃ）は小さなスライド板を複数設置した実施形態を示している。

【図4】（ａ）は、ダンパー軸力とダンパー軸変位との関係を示したグラフであり、（ｂ）は、ダンパーにクレビス等を設け、一端を下部構造側、他端を上部構造側に結合する既往技術の概略図であり、（ｃ）は、本発明における摩擦ダンパーとブラケットを非結合で面接触させた状態の概略図であり、（ｄ）は、橋軸直角方向にダンパーを設置したときの、橋軸方向に作用するダンパー抵抗力Ｆと橋軸方向の変位δの関係について、既往技術と本発明を比較したグラフである。

【図5】低摩擦部材としてＭＣナイロンとステンレスを用いた場合の摩擦係数μと変位δの関係を表したグラフである。

【図6】低摩擦部材としてＰＴＦＥとステンレスを用いた場合の摩擦係数μと速度の関係を表したグラフである。

【図7】ロッドの端部に、弾性部材を介して低摩擦部材を設けた実施形態を示す概略図である。

【図8】ブラケットのロッド端部との接触面に弾性部材を介して低摩擦部材を設けた実施形態を示す概略図である。

【図9】ロッド端部とブラケットの接触部分が局所的となる場合を示す概略図である。

【図10】本発明の橋梁耐震装置に対して、橋軸直角方向、橋軸方向及び鉛直方向に力が加わった場合の力の分解状態を説明するための概略斜視図である。

【図11】トラニオン機構とピン回転軸を設けた実施形態を示す概略正面図である。

【図12】トラニオン機構を説明するための概略正面図である。

【図13】トラニオン機構を説明するための概略断面図である。

【図14】トラニオン機構とピン回転軸を設けた実施形態を示す概略正面図であり、（ａ）は概略正面図であり、（ｂ）は一部を側面から見た拡大図である。

【図15】（ａ）は、橋桁の下面部に取り付ける上部構造固定部材の一実施形態の正面図であり、（ｂ）は、底面図である。

【図16】ダイスと接続架台を板状弾性部材で接続した実施形態を示す概略図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は透視上視面図である。

【図17】ダイスと接続架台を円柱状弾性部材で接続した実施形態を示す概略図でり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は透視上視面図である。

【図18】ボールジョイントを設けた実施形態を示す概略断面図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は上面断面図である。

【図19】ボールジョイントを設けた橋梁耐震装置の稼働状態を示した概略断面図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は上面断面図である。

【図20】ブラケットを上部構造に接続し、接続架台を下部構造に接続した実施形態を示す概略正面図である。

【図21】並列に設けた２本のロッドの端部を結合部材に接続した実施形態を示す概略図であり、（Ａ）は透視上視面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ－Ａ断面図であり、（Ｃ）は正面図である。

【図22】ロッドの左右端部を繋ぐフレーム構造の補強部材を設けるとともに、フレーム構造に低摩擦部材を設けた実施形態を示す概略図であり、（Ａ）は透視上視面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ断面図であり、（Ｃ）は正面図である。

【図23】ロッドの左右端部を繋ぐフレーム構造の補強部材を設けるとともに、フレブラケットに低摩擦部材を設けた実施形態を示す概略図であり、（Ａ）は透視上視面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ－Ｃ断面図であり、（Ｃ）は正面図である。

【図24】ブラケットを橋脚の側面に設けた実施形態を示す概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、発明を実施するための形態をあげて、図面により本発明の橋梁耐震装置を詳細に説明する。図１は、本発明の橋梁耐震装置の一実施形態の概略正面図を示している。

【0033】

本発明の橋梁耐震装置２は、下部構造１０（以下、橋脚ともいう）に配設された可動支承３を介して上部構造１１（以下、橋桁ともいう）を支持する橋梁１において、可動支承３の動作を制御するための橋梁耐震装置である。

【0034】

橋梁耐震装置２は、橋脚１０の幅方向に間隔を置いて固定された２基のブラケット４と、柱状のロッド５と、該ロッド５の外周面に密着し、抵抗をもってロッド５の長手方向に摺動可能なダイス６からなる摩擦ダンパーと、ダイス６と橋桁１１の下部を接続する接続架台７を備えている。

【0035】

そして、摩擦ダンパーのロッド５が、２基のブラケット４の間に挟持又は所定の間隔を置いて配設されるとともに、ダイス６が接続架台７を介して橋桁１１に接続されている。また、橋梁耐震装置２は、橋梁１における橋脚等の下部構造１０と、橋桁等の上部構造１１の間に設置された支承に対して特定の距離をおいて設置されている。

【0036】

本発明の橋梁耐震装置２が適用可能な可動支承３としては、例えば、ゴム支承、転がり支承、滑り支承等を挙げることができる。これらの中でも特にゴム支承に対する適用が好ましい。ゴム支承としては、安定したバネ性能を有する天然ゴム系積層ゴム、減衰機能を併せ持つ高減衰積層ゴム、鉛プラグ入り積層ゴム等を用いたゴム支承を挙げることができる。

【0037】

ゴム支承３１は、通常、橋脚１０上にアンカーボルトにより固定されたベースプレートの上に、下沓、積層ゴム部材、上沓の順で設置されている。また、上沓と積層ゴム部材及び下沓と積層ゴム部材の間には、部分的に水平方向の移動を制限するためのせん断キーが設けられており、上沓の上にフランジ、ウェブ等を介して橋梁１の上部構造１１が設置される。このような構造により、地震動等により橋梁上部に対して水平方向に力が加わった場合、ゴム支承３１の弾性変形により地震動等による荷重の伝達を制御することができる。

【0038】

本実施形態の橋梁耐震装置２は、２基のブラケット４と、その対向する２基のブラケット４の間に挟持又は所定の間隔を置いて配設される柱状のロッド５と、該ロッド５の外周面に密着して設けられたダイス６からなる摩擦ダンパーと、ダイス６と橋桁１１の下部を接続する接続架台７により構成されている。

【0039】

ブラケット４は、支承から特定の距離をおいた場所に、２基一組で所定の間隔を置いて橋脚１０の上面部に固定されている。ブラケット４の材質は容易に崩壊しないものであれば特に制限はないが、通常、コンクリート、鋼材、樹脂等を用いることができる。

【0040】

摩擦ダンパーは、摩擦力が移動方向に逆向きの抵抗力として作用することを利用した減衰機構を有するもので、具体的には、柱状体のロッド５の外周面と、筒状体のダイス６の内周面が摺動して、一定の摩擦荷重を保持したままロッド５の軸方向に変位する機構を有し、ロッド５の外周面とダイス６の内周面の摩擦により、地震動等のエネルギーを熱エネルギーに変えて吸収するものである。

【0041】

ロッド５の形状は、断面円形状や角形等の長尺の柱状体が例示されるが、強度等の観点から、断面円形状のものが特に望ましい。また、ダイス６はロッド５の形状に合わせて決定される。また、ロッド５とダイス６の材質としては、強度を有するものであれば特に限定されず、例えば、ロッド５が銅合金でダイス６が合金工具鋼のものが例示される。

【0042】

このようなロッド５とダイス６から構成される摩擦ダンパーは、比較的単純な構造であるため低コストで経済的であり、高い耐久性を有するため疲労寿命を考慮する必要がなく、高い信頼性が得られるとともに、優れたメンテナンス性を有する部材である。

【0043】

また、本発明で用いる摩擦ダンパーとしては、ロッド５が挿通可能な挿通孔が設けられたダイス６に対して、挿通孔にロッド５を圧入して嵌合させた摩擦ダンパーを好適に用いることができる。具体的には、図１３に示すように、柱状体のロッド５を筒状体のダイス６に圧入、嵌合させて、ダイス６をダイスケース６１に入れ、ダイス押え６２でダイスケース６１内に固定したものを例示することができる。

【0044】

上記の構成により、例えば、所定レベル以下の地震動時には、摩擦ダンパーが変位せず橋軸直角方向の固定支承として機能し、所定レベルを超える地震動時には、摩擦ダンパーに摩擦荷重を超える水平荷重が作用し、摩擦ダンパーの滑り面（ロッド５の外周面とダイス６の内周面の摺動部分）が滑り出して変位する。そのとき、地震による震動エネルギーを吸収して摩擦熱に変換する。摩擦ダンパーが震動エネルギーを吸収することで橋梁自体に作用する震動エネルギーが低減され、応答変位が低減される。すなわち、本発明の橋梁耐震構造によれば、所定レベル以下の地震動では、摩擦ダンパーは高い抵抗力により作動せず固定支承として機能し、所定レベルを超える地震動では動作して機能する。

【0045】

このようにして、橋軸直角方向においても、地震規模に応じた２つの機能により、所定レベルを超える地震動が生じた場合であっても、摩擦ダンパーが震動エネルギーを効率的に吸収することで、橋脚１０や基礎部等の下部構造１０等に損傷を与えることのない橋梁耐震構造とすることが可能となる。

【0046】

所定レベル以下の地震動とは、例えば、道路橋示方書で定義されるレベル１地震動（橋の設計供用期間中にしばしば発生する地震動）が考えられる。

【0047】

所定レベルを超える地震動とは、例えば、道路橋示方書で定義されるレベル２地震動（橋の設計供用期間中に発生することは極めて稀であるが一旦生じると橋に及ぼす影響が甚大であると考えられる地震動）が考えられる。

【0048】

摩擦ダンパーの摩擦荷重は、ロッド５の外周面の直径とダイス６の内周面の直径を変え、嵌合具合を調節することで設計できる。

【0049】

一方、本発明では、例えば、橋梁１の規模や構成に応じて、上記摩擦ダンパーとともに、又は摩擦ダンパーに代えて粘性ダンパー、高分子ダンパー等を用いることもできる。

【0050】

また、対向するブラケット４の間への摩擦ダンパーの配設は、地震動時にブラケット４に対してロッド５の端部が可能な限り抵抗なく滑るように設定される。このような設定としては、特定の条件でロッド５をブラケット４で挟持する設定や、地震動時にブラケット４とロッド５端部の一方が接触する条件で間隔をおいて配設する設定が考慮される。

【0051】

上記のブラケット４の間にロッド５を挟持させる設定及び、地震動時にブラケット４とロッド５端部の一方が接触する設定の何れにおいても、接触時の圧力とロッド５端部の摩擦の低減を考慮して設定することが望ましい。ロッド５端部の摩擦の低減の調整は、例えば、ロッド５端部又はブラケット４のスライド面の少なくとも何れかに低摩擦部材５１を設けることにより調整が可能である。

【0052】

低摩擦部材５１の材質としては、ブラケット４に当接しながら摺動する低摩擦のものであれば特に限定されず、樹脂製やステンレス製のものを用いることができるが、取り扱い容易性の観点から、特にＭＣナイロンやＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、エンジニアリングプラスチック等を好適に用いることができる。

【0053】

図２（ａ）に示す実施形態では、低摩擦部材５１を固定ボルトによりロッド５端部に強固に固定し、ブラケット４と接触してスライド面を形成している。そして、橋軸方向及び鉛直方向、また、これらの合成方向、橋軸直角方向を軸とする回転方向の摩擦ダンパーの変位に対して、ロッド５端部がブラケット４と接触するスライド面で摺動することにより橋桁１１に滑らかに追従する。

【0054】

なお、スライド面における摩擦ダンパーの変位を可能な限り滑らかに追従させるためには、摩擦係数は０．２以下が好ましく、０．１以下がより好ましい。

【0055】

図４（ａ）は、ダンパー軸力Ｆｄとダンパー軸変位δｄの関係の一例である。図４（ａ）より、摩擦ダンパーが伸縮又は摺動して軸変位δｄが発生すると、δｄの大きさによらず一定のダンパー軸力Ｆｄ（＝６００ｋＮ）が作用することがわかる。

【0056】

図４（ｂ）は、摩擦ダンパーの両端にクレビス又はボールジョイント９等を設け、一端を下部構造１０側、他端を上部構造１１側に結合する既往技術の概略図である。この例では摩擦ダンパーを橋軸直角方向（Ｘ方向）に設置している。ここで、支承が変形又は移動することで、橋軸方向（Ｙ方向）に変位δの移動が生じたときを考えると、摩擦ダンパー両端が結合されているため、摩擦ダンパーに角度θの傾きが生じる。さらには、ダンパー軸変位δｄが生じるとともに、橋軸方向にダンパー抵抗力Ｆ（Ｆ＝Ｆｄ×ｓｉｎθ）が発生する。

【0057】

ここで橋軸方向変位δが大きくなる程に角度θも大きくなり、橋軸方向のダンパー抵抗力Ｆは大きくなることがわかる。すなわち、既往技術では、橋軸直角方向の耐震部材として設置する摩擦ダンパーが、支承の橋軸方向への滑らかな変形又は移動を妨げることがわかる。

【0058】

なお、橋梁では、橋軸直角方向（Ｘ方向）と橋軸方向（Ｙ方向）の耐震（制震）設計を個別に行うことが一般的であるため、橋軸直角方向の耐震部材として設置した摩擦ダンパーが、橋軸方向の支承の変形又は移動の妨げになることは、機能分離の観点で好ましくない。

【0059】

図４（ｃ）は、摩擦ダンパーの両端にスライド面を設け、摩擦ダンパー中心部を下部構造側、両端スライド部を上部構造側ブラケットに非結合で面接触させ、摩擦ダンパーを橋軸直角方向（Ｘ方向）に設置した本発明の概略図である。ここで、支承が変形又は移動することで、橋軸方向（Ｙ方向）に変位δの移動が生じた場合を考えると、摩擦ダンパー両端が非結合でスライドするため、軸方向の変位δの大小によらず、摩擦ダンパーに角度θの傾きは生じない。さらには、ダンパー軸変位δｄとダンパー軸力Ｆｄが生じるとともに、軸方向の変位δが増大しても、橋軸方向のダンパー抵抗力Ｆ（Ｆ＝Ｆｄ×μ）は一定である。ここで、μはダンパースライド面の摩擦係数であり、μが小さい程、軸方向のダンパー抵抗力Ｆが小さくなることがわかる。すなわち、本発明では、スライド面の摩擦係数μを極力小さくすることで、橋軸直角方向の耐震部材として設置する摩擦ダンパーが、支承の橋軸方向への滑らかな変形又は移動の妨げとなることを解消できる。

【0060】

図４（ｄ）は、橋軸直角方向（Ｘ方向）に摩擦ダンパーを設置したときの、橋軸方向（Ｙ方向）に作用するダンパー抵抗力Ｆと橋軸方向の変位δの関係について、既往技術（両端クレビス）と本発明（両端スライド）を比較したものである。図４（ｄ）より、既往技術は、橋軸方向の変位δの増大にともなって橋軸方向のダンパー抵抗力Ｆが増大するのに対して、本発明では、橋軸方向の変位δの大小によらず、橋軸方向のダンパー抵抗力が摩擦係数μに応じた一定値となることがわかる。

【0061】

例えば、橋軸方向の変位δが概ね１４０ｍｍと仮定する。すると、スライド面の摩擦係数μ＝０．３の場合、本発明（Ｆ＝１８０ｋＮ）のほうが既往技術（Ｆ＝約１２０ｋＮ）よりも橋軸方向に作用するダンパー抵抗力Ｆが大きくなってしまう。また、スライド面の摩擦係数μ＝０．２では両者が同程度（Ｆ＝約１２０ｋＮ）であり、摩擦係数μ＝０．１では本発明（Ｆ＝６０ｋＮ）のほうが既往技術（Ｆ＝約１２０ｋＮ）よりも橋軸方向に作用するダンパー抵抗力を半分程度に小さくできる。

【0062】

以上より、本発明において、既往技術に比べて橋軸方向へのダンパー抵抗力Ｆを小さくし、支承の橋軸方向変位δに対して可能な限り滑らかに追従させるためには、摩擦係数μは０．２以下が好ましく、０．１以下がより好ましい。

【0063】

上記摩擦係数は、低摩擦部材５１の種類と面圧に依存することが実験によりわかっている。以下に、実験により確認した低摩擦部材５１としてＭＣナイロン及びＰＴＦＥを用いた場合の面圧と摩擦係数の関係について詳述する。

【0064】

ＭＣナイロンの摩擦係数は、概ね面圧５ＭＰａでは摩擦係数０．１２程度、面圧２５ＭＰａ、５０ＭＰａでは摩擦係数０．１０以下であることが実験により確認されている。したがって、面圧２５ＭＰａ以上となるように、ダンパー軸方向の荷重に応じてスライド面の接触表面積を調節することが好ましい。

【0065】

図５は、スライド面の片面にＭＣナイロンを、もう片面にステンレスを用いて、面圧を３．４ＭＰａ、１６．８ＭＰａ、３３．６ＭＰａの３段階に変えて実験を行った場合の摩擦係数μと変位δの関係を表したグラフである。図５より、概ね面圧３ＭＰａでは摩擦係数０．１２程度、面圧１７ＭＰａ、３４ＭＰａでは摩擦係数０．１０以下であることがわかる。

【0066】

ＰＴＦＥの摩擦係数は、概ね面圧１８ＭＰａでは摩擦係数０．１２程度、面圧２７ＭＰａ、３６ＭＰａ、４５ＭＰａでは摩擦係数０．１０以下であることが実験により確認されている。したがって、面圧２５ＭＰａ以上となるように、ダンパー軸方向の荷重に応じてスライド面の接触表面積を調節することが好ましい。

【0067】

図６は、スライド面の片面にＰＴＦＥを、もう片面にステンレスを用いて、面圧を１８ＭＰａ、２７ＭＰａ、３６ＭＰａ、４５ＭＰａの４段階に変えて実験を行った時の、摩擦係数μと速度の関係を表したグラフであり、文献（染谷優太ほか、補修性を考慮したすべり板の摺動性能に関する実験的研究、土木学会第７０回年次学術講演会（平成27年9月)、VI-299、pp.597-598）による既知のデータである。図６より、概ね面圧１８ＭＰａでは摩擦係数０．１２程度、面圧２７ＭＰａ、３６ＭＰａ、４５ＭＰａでは摩擦係数０．１０以下であることがわかる。

【0068】

また、低摩擦部材５１の表面形状は、摩擦係数の低減を図るため、図２（ｂ）に示すように、滑り調整加工としてディンプル５１１を設けたディンプル面とすることもできる。ディンプル５１１の直径と数は、ブラケット４との接触面積と、接触荷重を考慮して適宜決定することができる。また、図３（ａ）に示すように、中央に１つのディンプル５１１を設けた形状の滑り調整加工であってもよい。この場合のディンプル５１１の深さはブラケット４との摩擦による摩耗を考慮して決定することが好ましい。また、滑り調整加工は、図３（ｂ）に示すようなエンボス加工５１２や、図３（ｃ）に示すような小さなスライド板５１３を複数設置した形状であってもよい。なお、図３において斜線部分は凸部を表している。また、図２、図３に示す実施形態では、低摩擦部材５１をロッド５の端部に固定しているが、低摩擦部材５１をブラケット４のスライド面に設けることもできる。

【0069】

また、本発明においては、ロッド５の端部に設けられた滑り調整加工が施された低摩擦部材５１、又はブラケット４のロッド５の端部と接触する接触部材４１の少なくともいずれかを、弾性部材５３を介して設けることができる。図７は、ロッド５端部に設けた受け部材５３１に弾性部材５３を取り付け、弾性部材５３を介して低摩擦部材５１を設けた実施形態であり、図８は、ブラケット４のロッド５の端部と接触する接触部材４１を、弾性部材５３を介して設けた実施形態である。上記弾性部材５３としては、例えば、安定したバネ性能を有する天然ゴム、天然ゴム系積層ゴム、コイルばね、板ばね等を用いることができる。

【0070】

ロッド５の端部に設けた低摩擦部材５１、又はブラケット４のロッド５の端部と接触する接触部材４１を、弾性部材５３を介して設けることにより、地震動によりブラケット４とロッド５の端部が接触した状態において、ブラケット４に対してロッド５の端部がクッション性を持って密着するため、ブラケット４と摩擦ダンパーに部分的な負荷が集中することがなく破損を防止できるとともに、地震動を摩擦ダンパーで適切に吸収することが可能となる。

【0071】

さらに、本発明においては、ブラケット４の間に設ける摩擦ダンパーは、向かい合うブラケット４に所定の面圧で挟持されて保持される実施形態のほか、ブラケット４と摩擦ダンパーのロッド５端部の間に所定の間隔をおいて設置され、地震動が加わったときにのみブラケット４とロッド５端部が接触する実施形態も考慮される。

【0072】

上記摩擦ダンパー端部とブラケット４の間に隙間を設けて設置する実施形態の場合、地震動による力の向きによっては、図９に示すように、ロッド５端部とブラケット４の接触部分が全面でなく局所的になる場合があるため、接触時の面圧の調整は、実質の接触面積を用いて行う。

【0073】

例えば、図９において、摩擦ダンパー端部とブラケット４の間に設ける隙間Δが大きすぎると、ロッド５先端のスライド面がブラケット４に接触しない可能性がある。確実に接触させるためには、Δ＜（√（Ｌｄ^２＋Ｌｓ^２）－Ｌｄ）でなくてはならない。ここで、Δ：隙間、Ｌｄ：ダンパー長さ、Ｌｓ：スライド面半径を表す。ダンパー長さＬｄが大きいほど、また、スライド面半径Ｌｓが小さいほど、隙間Δの上限値が小さくなる。

【0074】

なお、実用的な範囲としては、摩擦ダンパー端部とブラケット４の間に設ける隙間Δは、０ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。

【0075】

図１０に、本発明の橋梁耐震装置２に橋軸直角方向（Ｘ軸方向）、橋軸方向（Ｙ軸方向）及び、鉛直方向（Ｚ軸方向）の３方向から力が加わった場合の力の分解状態を説明するための概略図を示す。本実施形態においては、例えば、地震動が橋軸直角方向（Ｘ軸方向）に加わった場合には摩擦ダンパーが作動して橋軸直角方向の可動支承３の移動を制限する。

【0076】

また、地震動が橋軸方向（Ｙ軸方向）のみ、或いは鉛直方向（Ｚ軸方向）のみに加わった場合には、摩擦ダンパーは動作せず橋軸方向（Ｙ軸方向）或いは鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライドする。

【0077】

また、震動が橋軸直角方向（Ｘ軸方向）と橋軸方向（Ｙ軸方向）の間に加わった場合、橋軸直角方向と橋軸方向に分解され橋軸直角方向の力に対しては摩擦ダンパーが作動するとともに、橋軸方向の力に対しては摩擦ダンパーのロッド５の端部がブラケット４に当接した状態でスライドする。なお、橋軸直角方向を軸とした回転方向に力が加わった場合にもロッド５の端部がブラケット４に当接しながらスライドする。

【0078】

更に、地震動が橋軸直角方向（Ｘ軸方向）と橋軸方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向（Ｚ軸方向）の間の方向に加わった場合には、力が橋軸直角方向（Ｘ軸方向）、橋軸方向（Ｙ軸方向）、鉛直方向（Ｚ軸方向）に分解され、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）の力に対しては摩擦ダンパーが動作し、橋軸方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向（Ｚ軸方向）の力に対しては摩擦ダンパーのロッド５の端部がブラケット４に当接しながらスライドする。

【0079】

これらの橋梁耐震装置２の動作からもわかるように、橋梁１に対して加わる地震動の力は分解され、橋軸直角方向にかかる力を摩擦ダンパーが伸縮する一軸方向に対して効率的かつ確実に吸収させることができ、橋軸方向、鉛直方向の力は摩擦ダンパーの端部とブラケット４のスライド面がスライドすることにより追従させることができる。

【0080】

また、本発明の橋梁耐震装置２においては、図１０～図１３に示すように、摩擦ダンパーのダイス６に、橋軸方向に突出したトラニオン８１を設けるとともに、接続架台７に、トラニオン８１を回転自在に軸支するトラニオン軸受８２を設けたトラニオン機構８を設けることができる。

【0081】

上記トラニオン機構８を設けることにより、図１０に示す、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）、橋軸方向（Ｙ軸方向）、鉛直方向（Ｚ軸方向）の変位への対応に加え、橋軸方向（Ｙ軸方向）を軸とした橋軸回転の挙動に対応する橋梁耐震装置２とすることができる。

【0082】

なお、トラニオン機構８は、ダイス６に直接トラニオン８１を設けるとともに接続架台７に直接トラニオン軸受８２を設ける構成のほか、図１２に示すように、トラニオン付きのダイスケース６１とダイス押え６２をダイス６に設けるとともに、ピン回転軸付きトラニオンケース８２１とトラニオン押え８２２を押えボルト８２３で接続することにより構成されるトラニオン軸受８２を、図１１に示すように、ピン回転軸７１１を介して回転軸受部７２１を設けた接続架台７に接続する構成とすることもできる。

【0083】

トラニオン機構８による接続架台７、即ち橋桁１１の傾斜角度は、実際の地震動による挙動に対応するために、安全性を考慮して最大±２０度程度の範囲とするのが好ましい。このように、地震動による橋軸方向（Ｙ軸方向）を軸とした橋軸回転の挙動に対しては、摩擦ダンパーに設けたトラニオン機構８が駆動することにより橋桁１１に滑らかに追従させることができる。

【0084】

このように、トラニオン機構８及び水平回転機構を設けた橋梁耐震装置２では、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）に対しては、摩擦ダンパーによる地震動の抑制機能が発現され、可動支承３の可動範囲を制限することができ、橋軸方向（Ｙ軸方向）と鉛直方向（Ｚ軸方向）及びこれらの合成方向の挙動については、ブラケット４とロッド５のスライド面により挙動方向を制限することができる。

【0085】

さらに、本発明の橋梁耐震装置２においては、接続架台７を、橋桁１１に接続される上部構造固定部材７２と、摩擦ダンパーに接続されるダンパー接続部材７１により構成し、上部構造固定部材７２をダンパー接続部材７１に対して水平回転自在に接続させることができる。具体的には、図１４（ａ）に示すように、ダンパー接続部材７１に、鉛直方向に突出した、グリース充填溝を備えた円柱状のピン回転軸７１１を設け、上部構造固定部材７２に、ピン回転軸７１１を回転自在に内包する回転軸受部７２１を設けて水平回転機構を構成させることができる。

【0086】

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の一部を側面から見た拡大図である。また、図１５（ａ）は、橋桁１１の下面部に取り付ける上部構造固定部材７２の一実施形態の正面図であり、図１５（ｂ）は、底面図である。本実施形態の上部構造固定部材７２では、接続架台７は、ベースプレートに補強用の縦中央リブプレートと横リブプレート及び橋桁１１の下面部にボルトで取り付け固定するためのボルト孔が設けられており、接続架台７にピン回転軸７１１を回転可能に内設する回転軸受部７２１が溶接等で固定されている。

【0087】

接続架台７に上記のピン回転軸７１１と回転軸受部７２１による水平回転機構を設けることにより、図１０に示すように、橋梁耐震装置２を中心として、鉛直方向（Ｚ軸方向）を軸とした水平回転の挙動に対して橋桁１１の挙動を追従させることが可能となる。さらに、トラニオン８１とトラニオン軸受８２によるトラニオン機構８を併せて設けることにより、橋軸方向（Ｙ軸方向）を軸とした橋軸回転についてはトラニオン機構８により、鉛直方向（Ｚ軸方向）を軸とした鉛直軸回転については水平回転機構により挙動を制限することができる。したがって、本発明の橋梁耐震装置２では、橋梁１の橋桁１１に対する３次元すべての方向からの地震動による変位及び回転モーメントに対して対応可能となる。

【0088】

また、本発明の橋梁耐震装置２においては、ダイス６と接続架台７を弾性部材５４で接続することができる。具体的には、図１６に示す実施形態のように、板状弾性部材５４１をダイス６と接続架台７を左右で繋ぐように接続したり、図１７に示す実施形態のように、円柱状弾性部材をダイス６と接続架台７を繋ぐように接続する構成を例示することができる。なお、上記弾性部材５４としては、例えば、安定したバネ性能を有する天然ゴム、天然ゴム系積層ゴム、コイルばね、板ばね等を用いることができる。

【0089】

通常、トラニオン機構８及び、接続架台７とピン回転軸７１１からなる水平回転機構が設けられた橋梁耐震装置２において、地震動等によりトラニオン機構８に矢印の向きの回転力が加わった場合、ロッド５の端部には鉛直方向の負荷がかかり、ブラケット４からロッド５が脱落する可能性がある。これに対して、図１６に示す実施形態では、板状弾性部材５４１をダイス６と接続架台７を左右で繋ぐように接続しているため、板状弾性部材５４１によりトラニオン機構８の回転力を抑制するとともに、ブラケット４からのロッド５の脱落を防止することが可能となる。

【0090】

また、通常、トラニオン機構８及び水平回転機構が設けられた橋梁耐震装置２において、地震動等により水平回転機構に矢印の向きの水平回転力が加わった場合には、ロッド５の端部には水平方向の負荷がかかり、ブラケット４からのロッド５が脱落する可能性がある。これに対して、図１７に示す実施形態では、円柱状弾性部材５４２により水平回転機構の回転力を抑制するとともに、ブラケット４からのロッド５の脱落を防止することが可能となる。

【0091】

また、本発明の摩擦ダンパーには、外部からの雨や塵、大気の汚染物質等の付着を防止するためのカバー５２を設けることができる。カバー５２は、摩擦ダンパーの機能を阻害せず、雨水や埃等の付着を防止できれば材質や形状は特に限定されるものではないが、材質としては、通常、ゴム、プラスチック、シリコン、ステンレス等が好ましい。具体的には、例えば、図２に示すような、ロッド５の外周に螺旋状のスプリング隔壁５２１を設けるとともに、ゴムカバー５２２で覆う構成のものを用いることができる。この構成によれば、ゴムカバー５２２の内側にスプリング隔壁５２１を設けて二重に防御し、ロッド５端部近傍を防水防塵用のゴムリングとともにゴムカバー固定金具で隙間なく接合しているため、確実に雨水や塵等の付着を防止することができる。また、ダイス６の移動を阻害しないようにカバー５２が蛇腹の形状となっている。また、ロッド５端部近傍とダイス６の直径が異なる場合は、カバー５２を円錐柱（円錐台）の形状とすることができる。

【0092】

また、本発明の橋梁耐震装置２においては、ダイス６の外周面にボール部９１を設けるとともに、接続架台７の内側にハウジング部９２を設け、ボール部９１とハウジング部９２によりボールジョイント９を構成して、摩擦ダンパーに対して橋桁１１が任意の方向に移動可能に接続することもできる。

【0093】

具体的には、ボールジョイント９は、図１８、図１９に示すように、摩擦ダンパーのダイス６と接続架台７に形成されている、ダイス６の外周面には球面状のボール部９１が設けられており、その外周が接続架台７に設けられた凹状で内壁表面が滑りやすい材料からなるハウジング部９２により保持されている。また、ハウジング部９２には、ロッド５の可動を邪魔しないための空間が設けられており、ボールジョイント９の回転角を確保しており、橋桁１１に対して回転方向の地震動が作用したときに、ボール部９１の外周部に対してハウジング部９２の内周部が滑ることにより回転動作する。

【0094】

これにより、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）の変位には摩擦ダンパーが所定の摩擦力で摺動して制限し、橋軸方向（Ｙ軸方向）、鉛直方向（Ｚ軸方向）の変位にはスライド面が０.１程度の摩擦係数で滑らせ追従する。また、ダイス６と接続架台７との間にボールジョイント９を設けることで、橋軸方向（Ｙ軸方向）を軸としたＹ軸回りの回転、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）を軸としたＸ軸回りの回転、鉛直方向（Ｚ軸方向）を軸としたＺ軸回りの回転に対しても同様に滑らせ追従させることができる。なお、ボールジョイント９の回転角は最大全周囲に±１０度程度が好ましい。

【0095】

図１９（ａ）は、ボールジョイント９を設けた橋梁耐震装置２の一実施形態の正面断面図であり、地震動による変位に追従させている状態を示している。図１９（ａ）において、地震動による力が橋梁耐震装置２の橋軸直角方向（Ｘ軸方向）左側に向かって加わった場合、ロッド５をダイス６が摺動して左側に移動し、一定の摩擦荷重を保持したまま軸方向に変位する。これにより、地震動のエネルギーは熱エネルギーに変換され吸収される。

【0096】

また、橋梁耐震装置２に対し橋軸方向（Ｙ軸方向）方向を回転軸としたＹ軸回りの挙動に対して、ボール部９１がハウジング内を滑り回転することにより橋桁１１に滑らかに追従する。

【0097】

図１９（ｂ）は、図１９（ａ）を下側から臨む下面断面図である。この状態では、橋梁耐震装置２に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）を回転軸としたＺ軸回り挙動に対して、ボール部９１がハウジング内を滑り回転することにより橋桁１１に滑らかに追従する。

【0098】

さらに、同様に橋梁耐震装置２に対し橋軸直角方向（Ｘ軸方向）を回転軸としたＸ軸回り挙動に対しても、ボール部９１がハウジング内を滑り回転することにより橋桁１１に滑らかに追従する。

【0099】

一方、橋軸方向（Ｙ軸方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）の摩擦ダンパーの変位及び橋軸直角方向（Ｘ軸方向）を回転軸としたＸ軸回り挙動に対して、ロッド５端部とブラケット４の当接面のスライド面は摺動して滑らかに追従する。

【0100】

以上のように、摩擦ダンパーにより橋軸直角方向（Ｘ軸方向）の移動が制限され、橋軸方向（Ｙ軸方向）、鉛直方向（Ｚ軸方向）の移動及び、橋軸直角方向（Ｘ軸方向）を回転軸としたＸ軸回りの回転に対しては、ロッド５と摩擦ダンパーのスライドにより橋桁１１に追従する。また、ボールジョイント９により、橋軸方向（Ｙ軸方向）を回転軸としたＹ軸回りの回転、鉛直方向（Ｚ軸方向）を回転軸としたＺ軸回りの回転が追従する。このように摩擦ダンパーとボールジョイント９を組み合わせることにより、地震動による多方向からの力による変位及び回転モーメントに対して対応が可能となる。なお、ハウジング部９２には、カバー５２を設置するための重ね代として突出部を設けることもできる。

【0101】

なお、本発明においては、ロッド５を複数本並列に設け、少なくとも２本以上のロッド５の同側の端部を接続した構造とすることもできる。具体的には、例えば図２１に示すように、並列に設けた２本のロッド５の左右各々の端部を結合部材５５に接続した構成を例示することができる。本実施形態では、ボールジョイント９を設けた橋梁耐震装置２において、ダイス６に平行に設けられた２つの挿通孔の各々に２本のロッド５が圧入して嵌合された構成の摩擦ダンパーとなっている。このような構成とすることにより、想定する地震動の規模に対応した摩擦ダンパーを大きな設計変更をすることなく製造することができる。

【0102】

さらに、本発明においては、ロッド５の両端部を繋ぐように補強部材５６を設けることもできる。具体的には、図２２に示すように、ロッド５の左右端部に各々接合部材５６１を設け、左右の接合部材５６１を繋ぐシャフト５６２によりフレーム構造の補強部材５６とする。なお、この場合、補強部材５６を構成する接合部材５６１のブラケット４との接触面には低摩擦部材５１を設けることができる。さらに、図２３に示すように、ブラケット４側の接合部材５６１との接触面に低摩擦部材５１を設けることもできる。上記実施形態のように、フレーム構造の補強部材５６を設けることにより、地震動時の摩擦ダンパーへの負荷を低減することができるため、適切な摩擦ダンパーの動作を維持し、水平方向の回転力を吸収することが可能となる。

【0103】

以上、本発明の橋梁耐震装置２を実施形態に基づいて説明したが、本発明の橋梁耐震装置２は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。

【0104】

例えば、上記実施形態では、ブラケット４を下部構造１０の橋脚上面部に設け、接続架台７を上部構造１１の橋桁の下面部に設ける構成としたが、これの上下を逆に配設し、図２０に示すように、接続架台７を下部構造１０の橋脚上面部に設け、ブラケット４を上部構造１１の橋桁下面部に設ける構成とすることもできる。

【0105】

ブラケット４及び接続架台７の上下の設置は、上部構造１１（橋桁）と下部構造１０（橋脚）との間の空間の形状等に応じて、設置容易性やメンテナンス容易性を考慮して適宜決定することができる。

【0106】

また、上記実施形態では、ブラケット４を下部構造１０の橋脚上面部に設けたが、下部構造１０の橋脚と上部構造１１の橋桁の間のスペースが狭い場合等には、図２４に示すように、ブラケット４を橋脚１０の側面に設けることもできる。

【0107】

本発明の橋梁耐震装置によれば、橋梁の上部構造における橋軸直角方向の動作を確実に制限するとともに、橋軸水平方向の動作、橋桁の水平回転方向の動作、橋桁の上下動等多方向の動作、橋軸方向を軸とした回転動作、橋軸直角方向を軸とした回転動作に追従させて、確実に可動支承に伝達させることが可能となる。

【符号の説明】

【0108】

１ 橋梁
１０ 下部構造（橋脚）
１１ 上部構造（橋桁）
２ 橋梁耐震装置
３ 可動支承
３１ ゴム支承
４ ブラケット
４１ 接触部材
５ ロッド
５１ 低摩擦部材
５１１ ディンプル
５１２ エンボス加工
５１３ スライド板
５２ カバー
５２１ スプリング隔壁
５２２ ゴムカバー
５３ 弾性部材
５３１ 受け部材
５４ 弾性部材
５４１ 板状弾性部材
５４２ 円柱状弾性部材
５５ 結合部材
５６ 補強部材
５６１ 接合部材
５６２ シャフト
６ ダイス
６１ ダイスケース
６２ ダイス押え
７ 接続架台
７１ ダンパー接続部材
７１１ ピン回転軸
７２ 上部構造固定部材
７２１ 回転軸受部
８ トラニオン機構
８１ トラニオン
８２ トラニオン軸受
８２１ ピン回転軸付きトラニオンケース
８２２ トラニオン押え
８２３ 押えボルト
９ ボールジョイント
９１ ボール部
９２ ハウジング部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】