JP6901981B2 - 交換用鋼棒ストッパー取付構造及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、交換用鋼棒ストッパー取付構造及び方法に関するものである。

従来、高架橋等の鉄道構造物として、鉄筋コンクリート製の鉄筋コンクリート構造物が広く使用されている。このような鉄道構造物においては、下部工であるラーメン高架橋又は橋脚と、下部工の上に載置される上部工である橋桁とを連結するためにストッパーが使用されている。該ストッパーに要求される機能は、地震時の振動や列車の横圧によって生じる橋桁の移動を制限すること、橋桁の落橋を防止すること等である。そして、ストッパーとしては、従来から、丸鋼棒から成る鋼棒ストッパーが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。

図１は従来の鋼棒ストッパーを下部工と上部工との連結部に適用した例を示す斜視図、図２は従来の鋼棒ストッパーに塑性変形が生じた状態を示す下部工と上部工との連結部の断面図である。

図において、２１は高架橋の橋桁であって、鉄筋コンクリート製であり、その上面に鉄道の線路、すなわち、軌道２５が敷設されている。また、１１は高架橋の橋脚であって、鉄筋コンクリート製であり、前記橋桁２１を支承している。具体的には、橋脚１１の上端部に形成された桁座１２の桁座上面１２ａ上に前記橋桁２１の桁端２２が載置されている。また、図１に示されるように、前記桁座上面１２ａと桁端下面２２ａとの間には、桁座上面１２ａに形成された沓座１３及び該沓座１３上に載置されたゴムシュー１４を介在させることが望ましい。なお、図１においては、説明の都合上、橋桁２１の桁端２２の一部の図示が省略されている。

また、地震時の振動や列車の横圧によって生じる橋桁２１の水平方向の移動を制限するために丸鋼棒から成る鋼棒ストッパー３１が桁座１２及び桁端２２に埋込まれている。具体的には、図２に示されるように、前記鋼棒ストッパー３１の下端及びその近傍が桁座上面１２ａに開口するように桁座１２に形成された上下方向に延在する空洞である下部収容空洞１５内に収容されて埋込まれ、前記鋼棒ストッパー３１の上端及びその近傍が桁端下面２２ａに開口するように桁端２２に形成された上下方向に延在する空洞である上部収容空洞２３内に収容されて埋込まれている。なお、桁座上面１２ａと桁端下面２２ａとの間には、空隙２４が存在し、鋼棒ストッパー３１の部分３２は前記空隙２４に露出している。なお、前記鋼棒ストッパー３１は、図１に示されるように、橋桁２１の幅方向に並ぶように、複数本（図１に示される例では、３本）配設されることが望ましい。

このように、鋼棒ストッパー３１の上下両側が桁座１２及び桁端２２に埋込まれているので、橋脚１１に対する橋桁２１の水平方向の移動が適切に制限される。なお、鋼棒ストッパー３１の強度は、地震時のように大きな力Ｇが橋桁２１に作用した際には、図２に示されるように、鋼棒ストッパー３１の部分３２が塑性変形する程度に設定されている。これにより、大きな力Ｇを鋼棒ストッパー３１の塑性変形によって吸収し、鋼棒ストッパー３１が埋込まれている桁座１２又は桁端２２の損傷、破損等を防止することができる。

特開２０１０−２４２４４３号公報

しかしながら、前記従来の技術では、塑性変形した鋼棒ストッパー３１を交換することが困難であった。塑性変形した鋼棒ストッパー３１を残しておくと、橋脚１１に対する橋桁２１の水平方向の変位がそのまま固定されてしまう。また、その次に、地震時のような大きな力Ｇが橋桁２１に作用した際には、塑性変形した部分３２が容易に破断してしまうので、鋼棒ストッパー３１は本来の機能を果たすことができない。しかし、部分３２が塑性変形するほど大きな力Ｇが橋桁２１に作用した場合、鋼棒ストッパー３１と下部収容空洞１５又は上部収容空洞２３とが干渉していることが多く、鋼棒ストッパー３１の撤去が困難であり、鋼棒ストッパー３１の交換には、長い時間と多大な労力が必要となる。

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、設置済みの鋼棒ストッパーに加えて、交換用鋼棒ストッパーとして、互いに分離された下側鋼棒及び上側鋼棒の少なくともその下端及び上端を下部収容空洞及び上部収容空洞内に収容しておき、設置済みの鋼棒ストッパーが塑性変形すると、鋼棒ストッパーの塑性変形した部分を切断して除去するとともに、下側鋼棒と上側鋼棒とを、中継部材を介して、接合するようにして、鋼棒ストッパーの交換を容易に、かつ、迅速に行うことができる交換用鋼棒ストッパー取付構造及び方法を提供することを目的とする。

そのために、交換用鋼棒ストッパー取付構造においては、下部工に形成された下部収容空洞と、前記下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞と、少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容され、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された鋼棒ストッパーと、少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容された下側鋼棒と、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された上側鋼棒とを備え、前記下側鋼棒と上側鋼棒とは中継部材を介して接合可能であり、前記下側鋼棒の上端面と前記上側鋼棒の下端面との間には、前記中継部材を挿入可能な間隙が存在する。

他の交換用鋼棒ストッパー取付構造においては、下部工に形成された下部収容空洞と、前記下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞と、少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容され、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された鋼棒ストッパーと、少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容された下側鋼棒と、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された上側鋼棒とを備え、前記下側鋼棒と上側鋼棒とは中継部材を介して接合可能であり、前記鋼棒ストッパーにおける前記下部工と上部工との間に露出した部分は、切断除去可能である。

更に他の交換用鋼棒ストッパー取付構造においては、さらに、前記下側鋼棒及び上側鋼棒は、前記鋼棒ストッパーと並んで配設されている。

更に他の交換用鋼棒ストッパー取付構造においては、さらに、前記鋼棒ストッパーは丸鋼棒から成り、前記下側鋼棒及び上側鋼棒は前記鋼棒ストッパーと同径の丸鋼棒から成る。

更に他の交換用鋼棒ストッパー取付構造においては、さらに、前記下部工はラーメン高架橋又は橋脚であり、前記上部工は橋桁である。

交換用鋼棒ストッパー取付方法においては、鋼棒ストッパーの少なくとも下端を下部工に形成された下部収容空洞内に収容し、前記鋼棒ストッパーの少なくとも上端を下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞内に収容することと、下側鋼棒の少なくとも下端を前記下部収容空洞内に収容し、上側鋼棒の少なくとも上端を前記上部収容空洞内に収容して、前記下側鋼棒と上側鋼棒とを中継部材を介して接合可能にすることと、を含み、前記下側鋼棒の上端面と前記上側鋼棒の下端面との間には、前記中継部材を挿入可能な間隙が存在する。

他の交換用鋼棒ストッパー取付方法においては、鋼棒ストッパーの少なくとも下端を下部工に形成された下部収容空洞内に収容し、前記鋼棒ストッパーの少なくとも上端を下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞内に収容することと、下側鋼棒の少なくとも下端を前記下部収容空洞内に収容し、上側鋼棒の少なくとも上端を前記上部収容空洞内に収容して、前記下側鋼棒と上側鋼棒とを中継部材を介して接合可能にすることと、を含み、前記鋼棒ストッパーにおける前記下部工と上部工との間に露出した部分は、切断除去可能である。

本開示によれば、設置済みの鋼棒ストッパーに加えて、交換用鋼棒ストッパーとして、互いに分離された下側鋼棒及び上側鋼棒の少なくともその下端及び上端を下部収容空洞及び上部収容空洞内に収容しておく。これにより、設置済みの鋼棒ストッパーが塑性変形すると、鋼棒ストッパーの塑性変形した部分を切断して除去するとともに、下側鋼棒と上側鋼棒とを、中継部材を介して、接合するようにして、鋼棒ストッパーの交換を容易に、かつ、迅速に行うことができる。

従来の鋼棒ストッパーを下部工と上部工との連結部に適用した例を示す斜視図である。 従来の鋼棒ストッパーに塑性変形が生じた状態を示す下部工と上部工との連結部の断面図である。 本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーを適用した下部工と上部工との連結部の断面図である。 本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーの配置を示す下部工の上面図である。 本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーを連結した下部工と上部工との連結部の断面図である。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図３は本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーを適用した下部工と上部工との連結部の断面図、図４は本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーの配置を示す下部工の上面図、図５は本実施の形態における交換用鋼棒ストッパーを連結した下部工と上部工との連結部の断面図である。

図において、２１は、本実施の形態における上部工としての高架橋の橋桁であって、鉄筋コンクリート製であるが、鉄道用のものであってもよいし、道路用のものであってもよいし、いかなる用途のものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道用のものであって、その上面に軌道が敷設されるものとして説明する。また、１２は、本実施の形態における下部工としての橋脚の桁座であって、桁座上面１２ａ上に前記橋桁２１の桁端２２が載置されている。

なお、本実施の形態においては、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項における説明を援用し、下部工と上部工との連結部における各部の構造、動作及び効果であって、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項において説明したものと同じものについては、図１及び２に示される符号と同じ符号を付与することによって、適宜、説明を省略する。

また、本実施の形態において、下部工と上部工との連結部の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、下部工と上部工との連結部の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

図３に示されるように、本実施の形態においては、交換用鋼棒ストッパーとして、互いに分離された下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂの少なくとも下端及び上端が、それぞれ、桁座１２に形成された上下方向に延在する空洞である下部収容空洞１５内、及び、桁端２２に形成された上下方向に延在する空洞である上部収容空洞２３内に収容されて埋込まれている。なお、前記下部収容空洞１５及び上部収容空洞２３の内周面は、下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂの外周面に必ずしも密着している必要はなく、前記下部収容空洞１５及び上部収容空洞２３の内周面と下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂの外周面との間に隙間が生じていてもよい。すなわち、前記下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂは、下部収容空洞１５及び上部収容空洞２３に対して水平方向の公差をもって嵌合していてもよい。そして、下側鋼棒３１ａの上端面と上側鋼棒３１ｂの下端面とは、互いに離間しており、それらの間には間隙３３が存在する。

なお、該間隙３３の大きさは、任意に設定することができるが、桁座上面１２ａと桁端下面２２ａとの間の空隙２４よりもやや小さい程度に設定されることが望ましい。すなわち、上下方向に関する下側鋼棒３１ａの上端面の位置及び上側鋼棒３１ｂの下端面の位置は、任意に設定することができるが、前記下側鋼棒３１ａの上端面は桁座上面１２ａよりもやや上方に位置し、前記上側鋼棒３１ｂの下端面は桁端下面２２ａよりやや上方に位置することが望ましい。

そして、図４に示されるように、本実施の形態において、交換用鋼棒ストッパーは、当初から設置されている設置済み鋼棒ストッパーとしての鋼棒ストッパー３１に加えて、下部工と上部工との連結部に設置される。なお、図４は、設置済み鋼棒ストッパーとしての鋼棒ストッパー３１と、交換用鋼棒ストッパーとの水平方向に関する位置関係を示すための図であって、桁座上面１２ａにおける鋼棒ストッパー３１と下側鋼棒３１ａとの配置を示している。

図４に示される鋼棒ストッパー３１は、「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」の項において説明した鋼棒ストッパー３１と同様のものであって、それぞれが、１本の丸鋼棒から成り、少なくとも下端が桁座上面１２ａに開口するように桁座１２に形成された上下方向に延在する空洞である下部収容空洞１５内に収容されて埋込まれ、少なくとも上端が桁端下面２２ａに開口するように桁端２２に形成された上下方向に延在する空洞である上部収容空洞２３内に収容されて埋込まれている。

また、本実施の形態において、交換用鋼棒ストッパーとしての下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂは、前記鋼棒ストッパー３１と同様の材料から成る同径の丸鋼棒であるが、その材料又は直径は、適宜変更することができる。

なお、図４に示される例において、鋼棒ストッパー３１は、橋桁２１の幅方向に並ぶように、３本配設されているが、その本数及び配置の仕方は、適宜変更することができる。また、下側鋼棒３１ａによって示される交換用鋼棒ストッパーは、鋼棒ストッパー３１と並んで、より具体的には、鋼棒ストッパー３１同士の間に合計２本配設されているが、その本数及び配置の仕方は、適宜変更することができる。

そして、地震時のように大きな力Ｇが橋桁２１に作用すると、図２に示されるように、鋼棒ストッパー３１における桁座１２と桁端２２との間に露出した部分３２が塑性変形する。この場合、該部分３２が塑性変形した鋼棒ストッパー３１をそのままにしておくと、「発明が解決しようとする課題」の項において説明したような問題が生じる。そこで、本実施の形態において、塑性変形した部分３２は、切断されて除去される。なお、鋼棒ストッパー３１における塑性変形した部分３２以外の部分は、除去される必要がなく、そのまま残留する。

続いて、下側鋼棒３１ａの上端面と上側鋼棒３１ｂの下端面との間の間隙３３に、図５に示されるように、中継部材３１ｃが挿入され、下側鋼棒３１ａと上側鋼棒３１ｂとが、前記中継部材３１ｃを介して、連結される。具体的には、下側鋼棒３１ａの上端面と中継部材３１ｃの下端面とが溶接によって接合され、上側鋼棒３１ｂの下端面と中継部材３１ｃの上端面とが溶接によって接合される。なお、前記中継部材３１ｃは、下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂと同様の材料から成る同径の丸鋼棒であることが望ましいが、その材料又は直径は、適宜変更することができる。また、前記中継部材３１ｃと下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂとを接合する手段は、必ずしも、溶接である必要はなく、接着であってもよいし、いかなる種類の手段であってもよい。

これにより、中継部材３１ｃを介して連結された下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂが１本の連続した丸鋼棒と成るので、塑性変形した部分３２が除去された鋼棒ストッパー３１に代わって、下部工である橋脚１１と上部工である橋桁２１とを連結するストッパーとして機能する。

このように、本実施の形態における交換用鋼棒ストッパー取付構造は、橋脚１１に形成された下部収容空洞１５と、橋脚１１の上に載置された橋桁２１に形成された上部収容空洞２３と、少なくとも下端が下部収容空洞１５内に収容され、少なくとも上端が上部収容空洞２３内に収容された鋼棒ストッパー３１と、少なくとも下端が下部収容空洞１５内に収容された下側鋼棒３１ａと、少なくとも上端が上部収容空洞２３内に収容された上側鋼棒３１ｂとを備え、下側鋼棒３１ａと上側鋼棒３１ｂとは中継部材３１ｃを介して接合可能である。これにより、鋼棒ストッパー３１に塑性変形が生じた場合、中継部材３１ｃを介して下側鋼棒３１ａと上側鋼棒３１ｂとを接合して、鋼棒ストッパー３１に代わる交換用ストッパーとして機能させることができる。したがって、鋼棒ストッパー３１の交換を容易に、かつ、迅速に行うことができる。

また、下側鋼棒３１ａの上端面と上側鋼棒３１ｂの下端面との間には、中継部材３１ｃを挿入可能な間隙３３が存在する。したがって、間隙３３に中継部材３１ｃを挿入し、下側鋼棒３１ａの上端面と中継部材３１ｃの下端面とを接合し、かつ、上側鋼棒３１ｂの下端面と中継部材３１ｃの上端面とを接合することにより、容易に、かつ、迅速に下側鋼棒３１ａと上側鋼棒３１ｂとを接合することができる。

さらに、下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂは、鋼棒ストッパー３１と並んで配設されている。したがって、鋼棒ストッパー３１に代わる交換用ストッパーを容易に、かつ、迅速に機能させることができる。

さらに、鋼棒ストッパー３１は丸鋼棒から成り、下側鋼棒３１ａ及び上側鋼棒３１ｂは鋼棒ストッパー３１と同径の丸鋼棒から成る。したがって、鋼棒ストッパー３１と同等の強度を備える交換用ストッパーを得ることができる。

さらに、鋼棒ストッパー３１における橋脚１１と橋桁２１との間に露出した部分３２は、切断除去可能である。したがって、鋼棒ストッパー３１における塑性変形した部分３２を容易に除去することができる。

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。

本開示は、交換用鋼棒ストッパー取付構造及び方法に適用することができる。

１１ 橋脚
１５ 下部収容空洞
２１ 橋桁
２３ 上部収容空洞
３１ 鋼棒ストッパー
３１ａ 下側鋼棒
３１ｂ 上側鋼棒
３１ｃ 中継部材
３３ 間隙

Claims (7)

1. 下部工に形成された下部収容空洞と、
   前記下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞と、
   少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容され、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された鋼棒ストッパーと、
   少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容された下側鋼棒と、
   少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された上側鋼棒とを備え、
   前記下側鋼棒と上側鋼棒とは中継部材を介して接合可能であり、
   前記下側鋼棒の上端面と前記上側鋼棒の下端面との間には、前記中継部材を挿入可能な間隙が存在することを特徴とする交換用鋼棒ストッパー取付構造。
2. 下部工に形成された下部収容空洞と、
   前記下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞と、
   少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容され、少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された鋼棒ストッパーと、
   少なくとも下端が前記下部収容空洞内に収容された下側鋼棒と、
   少なくとも上端が前記上部収容空洞内に収容された上側鋼棒とを備え、
   前記下側鋼棒と上側鋼棒とは中継部材を介して接合可能であり、
   前記鋼棒ストッパーにおける前記下部工と上部工との間に露出した部分は、切断除去可能であることを特徴とする交換用鋼棒ストッパー取付構造。
3. 前記下側鋼棒及び上側鋼棒は、前記鋼棒ストッパーと並んで配設されている請求項１又は２に記載の交換用鋼棒ストッパー取付構造。
4. 前記鋼棒ストッパーは丸鋼棒から成り、前記下側鋼棒及び上側鋼棒は前記鋼棒ストッパーと同径の丸鋼棒から成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の交換用鋼棒ストッパー取付構造。
5. 前記下部工はラーメン高架橋又は橋脚であり、前記上部工は橋桁である請求項１〜４のいずれか１項に記載の交換用鋼棒ストッパー取付構造。
6. 鋼棒ストッパーの少なくとも下端を下部工に形成された下部収容空洞内に収容し、前記鋼棒ストッパーの少なくとも上端を下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞内に収容することと、
   下側鋼棒の少なくとも下端を前記下部収容空洞内に収容し、上側鋼棒の少なくとも上端を前記上部収容空洞内に収容して、前記下側鋼棒と上側鋼棒とを中継部材を介して接合可能にすることと、を含み、
   前記下側鋼棒の上端面と前記上側鋼棒の下端面との間には、前記中継部材を挿入可能な間隙が存在することを特徴とする交換用鋼棒ストッパー取付方法。
7. 鋼棒ストッパーの少なくとも下端を下部工に形成された下部収容空洞内に収容し、前記鋼棒ストッパーの少なくとも上端を下部工の上に載置された上部工に形成された上部収容空洞内に収容することと、
   下側鋼棒の少なくとも下端を前記下部収容空洞内に収容し、上側鋼棒の少なくとも上端を前記上部収容空洞内に収容して、前記下側鋼棒と上側鋼棒とを中継部材を介して接合可能にすることと、を含み、
   前記鋼棒ストッパーにおける前記下部工と上部工との間に露出した部分は、切断除去可能であることを特徴とする交換用鋼棒ストッパー取付方法。

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