JP4405981B2 - Elastic bearing device with displacement adjustment function - Google Patents
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Description
本発明は、橋梁その他の上部構造物の鉛直荷重を含む荷重を弾性的に支承するために使用される弾性支承装置に関し、特に、上部構造物を橋軸方向に変位調整可能で、固定形式ではなく半固定式に支承して、橋脚あるいは橋台などの下部構造物の曲げ力の負担を低減するようにした変位調整機能付き弾性支承装置に関するものである。 The present invention relates to an elastic bearing device used for elastically supporting a load including a vertical load of a bridge or other superstructure, and in particular, the displacement of the superstructure can be adjusted in the direction of the bridge axis. The present invention relates to an elastic bearing device with a displacement adjustment function that is supported in a semi-fixed manner to reduce the burden of bending force on lower structures such as piers or abutments.
従来、上部構造物の鉛直荷重を弾性的に支承する弾性支承装置として、上部金属板と下部金属板のいずれか一方に他方に向かって突出して他方に係止される係止用突起を備えていると共に、前記上部金属板と下部金属板との間に、前記係止用突起の回りに環状の弾性層を備えている固定式弾性支承装置が知られている(例えば、特許文献1、2参照)
Conventionally, as an elastic bearing device that elastically supports the vertical load of an upper structure, a locking projection that protrudes toward one of the upper metal plate and the lower metal plate and is locked to the other is provided. In addition, there is known a fixed type elastic bearing device including an annular elastic layer around the locking projection between the upper metal plate and the lower metal plate (for example,
前記のような固定式弾性支承装置は、下部構造物における支点が固定式の支点で、上部構造物の鉛直荷重を弾性的に支承して、上部構造物の撓みによる支点側の微小回転を許容する構造の優れた支承装置である。 The fixed elastic bearing device as described above has a fixed fulcrum in the lower structure, elastically supports the vertical load of the upper structure, and allows minute rotation on the fulcrum side due to the deflection of the upper structure. It is a bearing device with an excellent structure.
前記のような固定式弾性支承装置の場合には、橋軸方向あるいは橋軸直角方向は突起により、上部金属板と下部金属板とが横方向の一体化が図られた固定状態であるので、橋脚または橋台等の下部構造物の曲げ剛性が適度な剛性である場合、あるいは支持地盤の軟質地盤である場合には、地震時等に固定支承装置から下部構造物に作用する曲げモーメントは、適度に緩衝支承されながら、支持地盤に伝達させることができる。
しかしながら、前記の固定式弾性支承装置の場合は、支持地盤の剛性が高くなると、地震時における水平力による下部構造物の曲げ負担、特に橋脚等の下部構造物の下部の曲げ負担が大きくなるという問題があり、地盤側の弾性が期待できる場所に使用が限定されたり、橋脚の弾性が期待できる場所に使用が限定されるようになる。
本発明は、固定式弾性支承装置側にさらに弾性層を設けることにより、支承装置を固定式ではなく半固定式として固定式弾性支承装置の横剛性を低減した変位調整機能付き弾性支承装置を提供することを目的とする。
However, in the case of the above-mentioned fixed elastic bearing device, when the rigidity of the supporting ground is increased, the bending load of the lower structure due to the horizontal force at the time of the earthquake, particularly the bending load of the lower structure of the lower structure such as the pier is increased. There is a problem, the use is limited to the place where the elasticity of the ground side can be expected, and the use is limited to the place where the elasticity of the pier can be expected.
The present invention provides an elastic bearing device with a displacement adjustment function in which the lateral rigidity of the fixed elastic bearing device is reduced by providing an elastic layer further on the fixed elastic bearing device side so that the bearing device is not fixed type but semi-fixed type. The purpose is to do.
前記の目的を達成するために第1発明の変位調整機能付き弾性支承装置においては、上部金属板と下部金属板のいずれか一方に他方に向かって突出して他方に係止される係止用突起を備えていると共に、前記上部金属板と下部金属板との間に第1弾性層を備えている固定式弾性支承装置における前記下部金属板の下面に第2弾性層が固着され、第2弾性層の下面にベースプレートが固着され、下部金属板のボルト挿通孔と、そのボルト挿通孔に挿通され下部金属板を下部構造物に取付けるためのアンカーボルト等のボルト軸部との間に、地震時における上部構造物と下部構造物の橋軸方向の相対的な変位により前記弾性層をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙が設けられ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されていることを特徴とする。
第2発明では、第1発明の変位調整機能付き弾性支承装置において、前記下部金属板とベースプレートに渡って下部構造物側に固定されるアンカーボルト等のボルトが挿通され、前記下部金属板のボルト挿通孔は、橋軸直角方向に比べ橋軸方向に長い変位調整間隙が設けられている長孔とされ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されていることを特徴とする。
The Te displacement adjusting function elastic bearing device smell of the first aspect of the invention in order to achieve the object, the locking that on one of the upper metal plate and lower metal plate projecting toward the other locked to the other A second elastic layer is fixed to the lower surface of the lower metal plate in a fixed elastic support device having a protrusion and a first elastic layer between the upper metal plate and the lower metal plate, A base plate is fixed to the lower surface of the elastic layer. Between the bolt insertion hole of the lower metal plate and the bolt shaft portion such as an anchor bolt for inserting the lower metal plate to the lower structure through the bolt insertion hole, an earthquake occurs. A displacement adjustment gap in the bridge axis direction is provided for shear deformation of the elastic layer by relative displacement of the upper structure and the lower structure in the bridge axis direction at the time, and the bolt insertion hole inner surface of the base plate and the bolt shaft portion Outside Characterized in that it is arranged close to the.
According to a second invention, in the elastic bearing device with a displacement adjusting function of the first invention, a bolt such as an anchor bolt fixed to the lower structure side is inserted through the lower metal plate and the base plate, and the bolt of the lower metal plate is inserted. The insertion hole is a long hole provided with a displacement adjustment gap that is longer in the bridge axis direction than in the direction perpendicular to the bridge axis, and the bolt insertion hole inner surface of the base plate and the bolt shaft outer surface are arranged close to each other. It is characterized by.
本願によると、上部金属板と下部金属板のいずれか一方に他方に向かって突出して他方に係止される係止用突起を備えていると共に、前記上部金属板と下部金属板との間に第1弾性層を備えている固定式弾性支承装置における前記下部金属板の下面または前記上部金属板の上面のいずれか一方に、第2弾性層が固着されているので、第2弾性層の橋軸方向のせん断変形による緩衝支承作用を発揮でき、固定式弾性支承装置を多少変位させながら、下部構造物あるいは上部構造物に水平力を緩衝しながら低減して伝達することができる。そのため、硬質地盤あるいは固定構造物上に構築された橋脚等の下部構造物に本発明の変位調整付半固定式橋防止装置を設置して上部構造物を支承した場合は、下部構造物の下部に作用する曲げモーメントの負担を低減することができる。
また、第1発明によると、第2弾性層の下面にベースプレートが固着され、下部金属板のボルト挿通孔と、そのボルト挿通孔に挿通され下部金属板を下部構造物に取付けるためのアンカーボルト等のボルト軸部との間に、地震時における上部構造物と下部構造物の橋軸方向の相対的な変位により前記弾性層をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙が設けられ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されているので、前記第1発明の効果に加えて、上部と下部構造物が橋軸方向に相対的に変位するような場合に、ベースプレートをアンカーボルト等のボルト軸部と横方向に一体化して、確実に弾性層を橋軸方向に剪断変形させて緩衝することができる。
第2発明では、第1発明の変位調整機能付き弾性支承装置において、前記下部金属板とベースプレートに渡って下部構造物側に固定されるアンカーボルト等のボルトが挿通され、前記下部金属板のボルト挿通孔は、橋軸直角方向に比べ橋軸方向に長い変位調整間隙が設けられている長孔とされ、ベースプレートのボルト挿通孔内面と前記ボルト軸部外面とは近接して配置されているので、上部構造物と下部構造物が橋軸方向あるいは多少橋軸直角方向に相対的に変位するような場合に、ベースプレートをアンカーボルト等のボルト軸部と横方向に一体化して、確実に弾性層を橋軸方向あるいは、多少橋軸直角方向に剪断変形させて緩衝することができる。
According to the present application, one of the upper metal plate and the lower metal plate is provided with a locking projection that protrudes toward the other and is locked to the other, and between the upper metal plate and the lower metal plate. Since the second elastic layer is fixed to either the lower surface of the lower metal plate or the upper surface of the upper metal plate in the fixed elastic bearing device having the first elastic layer, the bridge of the second elastic layer It can exhibit a buffer bearing action due to axial shear deformation, and can reduce and transmit a horizontal force to the lower structure or the upper structure while slightly displacing the fixed elastic bearing device. Therefore, when the upper structure is supported by installing the semi-fixed bridge prevention device with displacement adjustment according to the present invention on the lower structure such as the pier constructed on the hard ground or the fixed structure, the lower part of the lower structure It is possible to reduce the burden of the bending moment acting on the.
According to the first invention , the base plate is fixed to the lower surface of the second elastic layer, the bolt insertion hole of the lower metal plate, the anchor bolt for inserting the lower metal plate to the lower structure through the bolt insertion hole, etc. A displacement adjustment gap in the bridge axis direction for shear deformation of the elastic layer by a relative displacement in the bridge axis direction of the upper structure and the lower structure during an earthquake is provided between the bolt shaft portion of the base plate and the base plate. Since the bolt insertion hole inner surface and the bolt shaft outer surface are arranged close to each other, in addition to the effect of the first invention, the upper and lower structures are relatively displaced in the bridge axis direction. In addition, the base plate can be integrated with a bolt shaft portion such as an anchor bolt in the lateral direction, and the elastic layer can be reliably sheared and deformed in the bridge shaft direction to be buffered.
According to a second invention, in the elastic bearing device with a displacement adjusting function according to the first invention, a bolt such as an anchor bolt fixed to the lower structure side is inserted through the lower metal plate and the base plate, and the bolt of the lower metal plate is inserted. The insertion hole is a long hole provided with a displacement adjustment gap that is longer in the bridge axis direction than in the direction perpendicular to the bridge axis, and the inner surface of the bolt insertion hole of the base plate and the outer surface of the bolt shaft portion are disposed close to each other. When the upper structure and the lower structure are relatively displaced in the direction of the bridge axis or somewhat in the direction perpendicular to the bridge axis, the base plate is integrated laterally with the bolt shaft such as an anchor bolt to ensure an elastic layer. Can be buffered by shear deformation in the direction of the bridge axis or in a direction perpendicular to the bridge axis.
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
図1ないし図7は、本発明の一実施形態の変位調整機能付き弾性支承装置7が示されている。
1 to 7 show an elastic bearing
本発明の変位調整機能付き弾性支承装置7の主要部は、鋼製の下部金属板1より上部の固定式の弾性支承装置9と、鋼製下部金属板1の下面に固定された第2弾性層5とを備えた変位調整機能を備えた弾性支承装置とを備えている。
The main parts of the elastic bearing
前記の固定式の弾性支承装置9は、係止用突起としての中央部突起25付の鋼製下部金属板1と、前記中央部突起25に嵌合されて鋼製下部金属板1に載置される弾性支承体4と、前記中央部突起25に嵌合されて前記弾性支承体4に載置される鋼製上部金属板3と、前記中央部突起25の上端雄ねじ部にねじ込み固定されるアップリフト止め金具12と、上部構造物22(主桁22)に固定されるソールプレート10と、上部金属板3を構造物に固定するためのボルト20等のより構成されている。
前記の中央部突起25の上部には、雄ねじ部が設けられ、これにナットをねじ込んで、上部金属板3を係止し、その浮き上がりを防止するようにしている。
The fixed
A male screw portion is provided on the upper portion of the
前記の固定式の弾性支承装置9は、上揚力と水平力の抵抗装置を組み込んだ固定式弾性支承装置とされ、一方の金属板(図示の形態では鋼製下部金属板1)の中央部に、間隔をおいて対向する他方の金属板(鋼製上部金属板3)の中心孔内に向かって突出する中央部突起25を突設し、前記一方の金属板(鋼製下部金属板1)と他方の金属板(鋼製上部金属板3)との間に、第1弾性層2を有する弾性支承体4を介在させ、中央部突起25に固定したナット等のアップリフト止め金具12により、前記他方の金属板(鋼製上部金属板3)の中心孔24の周縁部外面28を押えるようにしている。
The fixed elastic bearing
なお、前記の弾性支承体4は、鋼製上部環状支持部材26と鋼製下部環状支持部材27との間にゴムのような第1弾性層2を設けて構成されており、高荷重支承用の弾性支承体とされている。
The
前記の中央部突起25により、下部金属板1と上部金属板3とは、横方向の相対的な移動が拘束された固定形式で、前記第1弾性層2により上下方向には上部構造物22を弾性的に支承する弾性支承装置とされていると共に、前記アップリフト止め金具12を収納配置している他方の金属板(鋼製上部金属板3)の環状凹部18の上端部外側に、上部金属板3に一体に形成された環状凸部19は、他方の構造物に固定されるソールプレート10の中央部透孔または凹部21にせん断キーとして嵌合させて、鋼製上部金属板3とソールプレート10との相対的な横方向の移動を拘束して、横方向の一体化を図るようにしている。
したがって、鋼製上部金属板3とソールプレート10との相対的な水平方向の変位を許容しない抵抗可能な構造であり、また、前記アップリフト止め金具12により上揚力に抵抗可能な構造であり、上揚力と水平力の両方に抵抗可能な上揚力と水平力の抵抗装置を組み込んだ、固定形式の弾性支承装置9を備えている。
また、前記の固定式の弾性支承装置9の下面、すなわち、鋼製下部金属板1の下面には、第2弾性層5が一体に固着され、また、前記第2弾性層5の下面には、ベースプレート6が一体に固着されている。
The
Therefore, it is a resistable structure that does not allow relative horizontal displacement between the steel
The second
前記鋼製下部金属板1と第2弾性層5あるいは、鋼製のベースプレート6と第2弾性層5とは、焼き付けまたは接着剤あるいは一体成型により、一体に固着されている。
The
前記他方の金属板(鋼製上部金属板3)の環状凸部19と他方の構造物に固定されるソールプレート10の透孔または凹部18とを嵌合させて、横方向の移動を拘束して一体化を図るようにしている。
The
また、鋼製下部金属板1の四隅部に開設されたアンカーボルト挿通孔の長孔13は、橋軸方向に長い長孔13とされ、また、鋼製下部金属板1の上面側における前記長孔の周囲は、橋軸方向に延長するように、平面矩形状の支承凸部11が形成され、前記支承凸部11には、アンカーボルト挿通用長孔を有する四フッ化エチレン板からなるすべり支承部材14と鋼製スライド座金15がアンカー部材1の上端部が装着されると共に、前記支承凸部11に順次載置されている。
また、第2弾性層5にも前記長孔13と同様な長孔が設けられ、前記ベースプレート6には、アンカーボルト等のボルト軸部に近接する円形孔24が設けられている。
The
The second
前記のように、アンカーボルト8等のアンカー部材8に装着され、かつ鋼製下部金属板1上に順次配置される滑り支承部材14およびスライド座金15が、前記アンカー部材1の上端部にねじ込まれたナット16により下部金属板1から離脱しないようにされ、かつ、鋼製下部金属板1が、下部構造物23に埋め込み固定されたアンカー部材1により、下部構造物23に着脱可能に固定されている。前記の滑り支承部材14およびスライド座金15の平面形状は、前記支承凸部11よりも橋軸方向に長い形状とされ、前記スライド座金15の両側部には、支承凸部11の橋軸直角方向の両側面に係合する側板部を備えている。
As described above, the
下部金属板1における長孔13とアンカー部材1との橋軸方向には、間隙Gが設けられている。前記の間隙Gは、温度変化時に上部構造物22の伸縮を許容し、また、前記の第2弾性層5により地震動時において橋軸方向の水平力が作用した場合、上部構造物22あるいは下部構造物23間に水平力を伝達する場合に、前記第2弾性層5のせん断変形により緩衝支承するようにされている。そして、前記間隙Gは、主に、地震時における上部構造物22と下部構造物23の橋軸方向の相対的な変位により前記第2弾性層をせん断変形させるための橋軸方向の変位調整間隙として機能している。
A gap G is provided in the bridge axis direction between the
なお、図示を省略するが、鋼製下部金属板1に開設された長孔13に、上面側から挿通されると共に、アンカー部材8の上端部に溶接により固定された雌ねじ筒にボルトを螺合することで、鋼製下部金属板1を下部構造物23に固定するようにしてもよい。
Although not shown, a bolt is screwed into a female screw cylinder that is inserted into the
前記のような変位調整機能付き弾性支承装置7の下部側においては、前記ナット16を取り外すことにより下部金属板1および第2弾性層5およびベースプレート6を下部構造物23から分離させ、また、変位調整機能付き弾性支承装置7の上部側も、上部構造物22としての鋼桁における下フランジあるいは底板29に挿通される共に上部金属板3にねじ込まれているボルト20を取り外すことにより、上部構造物22のソールプレート10から分離させて、変位調整機能付き弾性支承装置7の交換が可能にされている。
なお、このような変位調整機能付き弾性支承装置7は、これを反転配置して上部構造物22(主桁)と下部構造物23との間に配置しても使用でき、第2弾性層5は、図示のように、下部金属板1の下面に固着する形態でも、上部金属板3の上面に固着する形態でもよい。
On the lower side of the
Such an
なお、前記の滑り支承部材14により、鋼製スライド座金15と下部金属板1における支承突部11とが直接接触して、摩擦力が大きくなるのを防止し、ナット16により鋼製スライド座金15を介して、下部金属板板1を下部構造物23に固定するように、強固に緊締して状態で、上部金属板3と下部金属板3の相対的な横方向の変位を可能にしている。
The sliding
次に、前記本発明の変位調整機能付き弾性支承装置7の作用について説明する。
Next, the operation of the
前記のように構成された変位調整機能付き弾性支承装置7では、温度変化により上部構造物22が橋軸方向に伸縮するような場合には、あるいは地震時に上部構造物22と下部構造物23とが橋軸方向に水平変位するような場合に、下部金属板1とベースプレート6とを橋軸方向に変位させ、また前記の間隙Gにより、アンカーボルト8と下部金属板1の干渉を防止して第2弾性層5のせん断変形を許容し、前記第2弾性層5の橋軸方向へのせん断変形により、上部構造物22と下部構造物23との間の水平力の伝達を弾性的に伝達し、下部構造物23に作用する曲げ力を低減している。
したがって、下部構造物23および変位調整機能付き弾性支承装置7に、地震時に無理な水平力が作用する恐れを排除することができる。
In the
Therefore, it is possible to eliminate the possibility that an unreasonable horizontal force acts on the
なお、さらに大きな水平力が作用するような地震動においては、図6に示す状態、すなわち、弾性層5がせん断変形した状態で、かつ下部金属板1とアンカーボルト8とが接触した状態では、上部構造物22と下部構造物23間は、アンカーボルト8と下部金属板1と上部金属板3のすべて鋼材により接触した状態であるので、全体が一体となって、上部構造物22を支承するようになる。
In the case of seismic motion in which a larger horizontal force acts, in the state shown in FIG. Between the
なお、本発明を実施形態する場合、下部構造物23および上部構造物22は鋼製あるいはコンクリート製のいずれの構造物でもよく、鋼製の構造物の場合にはボルトにより、コンクリート製構造物の場合には、アンカーボルト8により、下部金属板1あるいは上部金属板3を、それぞれの構造物に取り付けるようにすればよい。
In the embodiment of the present invention, the
なお、本発明を実施する場合、ソールプレート10と上部金属板3の横方向の一体化させる形態としては、他の適宜の形態でもよく、例えば、環状突部19を省略して、環状体を、ソールプレート10と上部金属板3の両方に嵌設するようにしてもよい。
When the present invention is implemented, the
また、本発明を実施する場合、上部金属板3と下部金属板1の上下方向の一体化させる形態としては、前記ナットに変えて、中央部突起25に雌ネジ孔を設けて、中央部突起25よりも外側に張り出す座金に挿通されるボルトを前記雌ねじ孔にねじ込んで、前記座金を固定するか、フランジ付ボルトを前記雌ネジ孔に固定して、上部金属板3の凹部内の上面を押さえ込むようにして、上揚力に対抗する構造としてもよい
When the present invention is carried out, the
1 下部金属板
2 第1弾性層
3 上部金属板
4 弾性支承体
5 第2弾性層
6 ベースプレート
7 変位調整機能付き弾性支承装置
8 アンカーボルト
9 固定式弾性支承装置
10 ソールプレート
11 支承突部
12 アップリフト止め金具
13 長孔
14 滑り支承部材
15 スライド座金
16 ナット
18 環状凹部
19 環状突部
20 ボルト
21 中央部透孔または凹部
22 上部構造物
23 下部構造物
24 円形孔
25 中央部突起
26 上部環状支持部材
27 下部環状支持部材
28 周縁部突起
29 フランジまたは底板
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