JP5646845B2 - 橋桁支持装置 - Google Patents

Description

この発明は橋桁支持装置に関するものであり、とくには、橋桁重量および、そこへの付加荷重を弾性的に支持するとともに、たとえば、橋桁の、幅方向の変位を、装置の大型化等を必要とすることなしに、簡易に、かつ確実に拘束できる技術を提案するものである。

古くから使用されている鉄製ないしは鋼製の橋桁支持装置としては、固定支承と可動支承との組み合わせになるものが一般的であり、ここで固定支承は、たとえば、橋桁の長さ方向の一方の端部分で橋桁および橋脚のそれぞれへの連結部分を、ヒンジピンによって相互連結してなるものであり、また可動支承としては、橋桁の長さ方向の他端部分で、一端を橋脚もしくは橋桁に連結する一方で、他端を橋桁もしくは橋脚に対してローラ等の介在下でフリーとしてなるもの、または、ヒンジピンとローラとを併設してなるもの等がある。

このような橋桁支持装置によれば、橋桁重量その他の鉛直荷重は、固定支承および可動支承の両者によって支持されることになり、また、温度変化等による橋桁の伸縮変形は、たとえば、可動支承の他端に設けたローラに対する橋桁の自由変位、もしくは、そのローラの、橋脚上での転動等によって吸収されることになり、そして、橋桁の橋軸方向でのたわみ変形は、固定支承及び可動支承の、ヒンジピンの周りでの変位によって許容されることになる。

ところで近年は、防錆能力の低下による機能不全のおそれ等を取り除くべく、高剛性の下沓と、この下沓上に順次に積層して配設した弾性体および高剛性の上沓とを具える弾性支承体を、橋脚と橋桁との間に配設して、下沓を橋脚に、上沓を橋桁にそれぞれ固定して、橋桁の重量等を、弾性体の圧縮変形下で弾性的に支持する橋桁支持装置が提案されている。

ところで、このような支持装置において、特許文献１に記載されているように、上沓上に取付けた橋桁の幅方向変位を、下沓上に取付けたサイドブロックと上沓との衝接によって拘束する場合は、図３に概略図をもって例示するように、橋桁の幅方向の大きな地震入力による上沓ＵＳの変位を、サイドブロックＳＢによって確実に支持するために、倒立Ｔ字状をなすそのサイドブロックＳＢそれ自体を大型化するとともに、そのサイドブロックＳＢを径の大きい多数本のボルトＢＬによって、下沓ＬＳに締付固定することが必要になり、しかも、上沓ＵＳの運動エネルギーが大きいときは、その上沓ＵＳとサイドブロックＳＢとの衝接に起因する、下沓ＬＳの曲がり変形を防止するために、下沓ＬＳの厚み寸法等をも大きくすることが必要になるため、装置の大型化、装置コストの増加が不可避であった。

しかも、このような支持装置では、鋼材を溶断してなるサイドブロックＳＢに、ボルト挿通用の多数の貫通穴を形成したり、サイドブロックＳＢと上沓ＵＳとの衝接面、サイドブロックＳＢのボルト締込面等に機械加工仕上げを施したりすることが必要になったりして、加工工数が嵩むことになるという問題があり、さらに、かかる橋桁支持装置のサイドブロックＳＢによって、橋桁の延在方向の変位をも拘束する場合は、上沓ＵＳに、サイドブロックＳＢの入り込みを許容する切欠きを設けることが必要になるため、加工工数の一層の増加が余儀なくされるという他の問題もあった。

特開２００９−７９４６４号公報

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、装置の大型化、装置コストの増加等のおそれなしに、少ない作業工数の下で、十分安価に、かつ小型に製造することができる、簡単な構造の橋桁支持装置を提供するにある。

この発明の橋桁支持装置は、たとえば金属板その他からなる高剛性の下沓と、この下沓上に順次に積層して配設した、ゴム、プラスチック等を主体とする弾性体および、これもたとえば金属板その他からなる高剛性の上沓とを具え、前記下沓および前記上沓を前記弾性体に固着させた支承体を、橋桁と橋桁との間に配設するとともに、前記下沓を橋脚側に、そして、上沓を橋桁側にそれぞれ固定してなり、橋桁の重量その他を、弾性体の圧縮変形下で弾性的に支持するものであって、支承体の周りに、下沓から上沓に至る高さを有し、たとえば、下沓の下部から上沓の上部に至るまでの全体を囲繞する高剛性の筒体を配設してなるものである。

ここで、高剛性の筒体の高さは、下沓および上沓のそれぞれの、少なくとも一部を同時に囲繞する高さとすることが好ましく、また、支承体と筒体との隙間は、橋桁の幅方向でほぼ零とすること、いいかえれば、それらの間に、公差程度のクリアランスだけを設けることが好ましい。

ところで、支承体と筒体との隙間は、橋桁の幅方向で狭く、橋桁の長さ方向で広くして、装置を可動支承として機能させることも可能であるが、それらの間の隙間は、支承体の全周にわたってほぼ零とすることもでき、この場合は、支持装置は固定支承として機能することになる。

なお後者の場合は、支承体それ自体を、円柱形状もしくは角柱形状とし、筒体を、支承体の全周にわたってほぼ等しい間隔をおく円筒状もしくは角筒形状とすることができる。

またここで、弾性体は、単一のゴムブロックにて構成することができる他、一枚以上の水平剛性板と、二枚以上の水平ゴム板との積層体にて構成することができる。

この発明の橋桁支持装置では、弾性体の圧縮変形下で、橋桁重量および、橋桁上に作用する荷重を、弾性的に支持することができ、また、支承体への入力の大小にかかわらず、橋桁幅方向および橋桁延在方向への支承体の余剰の剪断変形を、支承体の周りに配置した筒体の、上沓および下沓の両者との当接によって拘束することができるので、橋脚と橋桁との相対変位を、変位入力が大きい場合にあってなお、橋桁支持装置を、従来技術のような装置の大型化、高コスト化等を必要とすることなく、しかも、多くの加工工数を要することなく、十分安価に、かつ、小型に製造することができ、また、装置構造を従来技術に比してはるかに簡単なものとすることができる。

そして、高剛性の筒体による、支承体の余剰の剪断変形の拘束は、その筒体の高さを、上沓および下沓のそれぞれの、少なくとも一部を同時に囲繞する高さとして、支承体の圧縮変形の有無にかかわらず、その支承体の余剰の剪断変形に際し、この筒体の、上沓および下沓の両者との当接を常に確実なものとした場合に、より効果的に行うことができる。

ここで、支承体と筒体との隙間を、橋桁の幅方向で、公差程度の寸法となるほぼ零としたときは、少なくとも橋桁の幅方向の水平変位入力等に対し、橋桁支持装置を、橋桁固定装置として機能させることができる。
また、支承体と筒体との隙間を、支承体の全周にわたってほぼ零としたときは、いずれの方向の水平変位入力等に対しても支承体の変形を効果的に阻止して、橋桁支持装置を、いわゆる固定支承として機能させることができる。
ところでこの場合、支承体を円柱形状もしくは角柱形状とするとともに、筒体を、支承体の全周にわたってほぼ等しい間隔をおく円筒形状もしくは角筒形状としたときは、ともに単純な形状の支承体および筒体を、より簡易に、かつ安価に製造できる利点がある。

なお、弾性体を、一枚以上の水平剛性板と、二枚以上の水平ゴム板との積層体にて構成したときは、水平剛性板の作用下で、弾性体を単一のゴムブロック等にて構成する場合に比し、橋桁重量その他の垂直荷重および水平方向入力等に対する弾性体の変形量を十分小さく抑えることができる。

この発明の実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す装置の作用を示す断面図である。 従来技術を示す図である。

図１に示す分解斜視図において、図中１は橋脚を、２は、橋桁の一部をなす橋桁鋼板をそれぞれ示し、３は、橋桁１の頂面と橋桁鋼板２との間に配設される支承体を示す。

ここで、全体としてほぼ円柱状をなすこの支承体３は、橋脚１に、たとえば複数本のアンカーボルト４を介して締付固定される、鋼板等の高剛性材料からなる下沓５と、橋桁鋼板２にボルト固定等される、これも同様の高剛性材料からなる上沓６と、これらのそれぞれの沓５，６に加硫接着、接着剤接着その他によって固着される弾性体７とを具えてなり、図示の下沓５は、橋脚１に固定される方形の板状部５ａと、この板状部５ａから上方へ突出する、板状部５ａとは別体に構成することもできる円板状突部５ｂとを有してなり、また、図示の弾性体７は、三枚の水平剛性円板７ａと、四枚の水平ゴム円板７ｂとの交互の積層体によって構成してなる。

また、図中８は、高剛性材料、たとえば鉄、鋼等からなる円筒体を示し、この円筒体８は、たとえば、図２（ａ）に示すように、下沓５の板状部５ａ上に載置されて、板状部５ａを除いて、支承体３の周りを、下沓５から上沓６に至る高さにわたって囲繞する。
この場合、円筒体８の内周面と、支承体３より正確には、それぞれの沓５，６および弾性体７との間の隙間は、支承体３の、水平方向の許容剪断変形量との関連の下で、所要に応じて適宜に選択することができ、たとえば、全周にわたって、公差程度の、ほぼ零となる隙間とすることができる。

ここにおいて、筒体と支承体３との隙間は、支承体３の、橋桁、直接的には橋桁鋼板２の幅方向にはほぼ零とする一方で、橋桁鋼板２の延在方向には十分大きくすることも可能であり、この場合は、筒体内周面の平面輪郭形状を、長円形、楕円形、長方形とすることで対処することができる。
なお、延在方向の隙間は、コンクリート製の橋桁等にあっては、コンクリート等の乾燥、温度変化、クリープ、弾性変形、死荷重によるたわみ、活荷重によるたわみ、傾斜配置によるたわみ、地震等により想定される桁の変形、変位等に合わせて設定され、この場合、橋桁支持装置は可動支承として機能することになる。

このような筒体は、図２（ａ）に示すようなそれの適用姿勢で、下沓５および上沓６のそれぞれの、少なくとも一部を同時に囲繞する高さとすることが好ましく、これによれば、たとえば、橋桁鋼板２の幅方向の水平変位に当って、支承体３、なかでも弾性体７が許容限界まで剪断変形した場合、図２（ｂ）に示すように、上沓６を円筒体８の上部に当接させるとともに、この当接位置とは反対側で、下沓５を円筒体８の下部に当接させて、水平入力の剛性支持を行うことで、簡易な構造の下で、支承体３の余剰の剪断変形を常に確実に拘束することができる。

なおここにおいて、支承体３の、橋桁鋼板２の延在方向の許容変形量を、橋桁鋼板２の幅方向のそれより大きくすることは、筒体内周面の平面輪郭形状の、橋桁鋼板２の延在方向の寸法を、所要に応じて選択することで容易に実現することができる。

以上、支承体３の全体形状をほぼ円柱状とし、支承体３を囲繞する筒体を円筒状とする場合について説明したが、支承体をほぼ角柱状とし、筒体を角筒状とすることも可能であり、このことによってもまた、装置の大型化、コストの増加等のうれいなしに、簡単の構造の下で、支承体の余剰の剪断変形を所期した通りに拘束することができる。

１ 橋脚
２ 橋桁鋼板
３ 支承体
４ アンカーボルト
５ 下沓
５ａ 板状部
５ｂ 円板状突部
６ 上沓
７ 弾性体
７ａ 水平剛性円板
７ｂ 水平ゴム円板
８ 円筒体

Claims (6)

1. 高剛性の下沓と、該下沓上に順次に積層して配設した弾性体および高剛性の上沓とを具え、前記下沓および前記上沓を前記弾性体に固着させた支承体を、橋脚と橋桁との間に配設するとともに、前記下沓を橋脚側に、上沓を橋桁側にそれぞれ固定してなり、橋桁の重量を、弾性体の圧縮変形によって弾性的に支持する橋桁支持装置であって、
   支承体の周りに、下沓から上沓に至る高さを有する高剛性の筒体を配置してなる橋桁支持装置。
2. 支承体と筒体との隙間を、橋桁の幅方向でほぼ零としてなる請求項１に記載の橋桁支持装置。
3. 支承体と筒体との隙間を、支承体の全周にわたってほぼ零としてなる請求項１もしくは２に記載の橋桁支持装置。
4. 支承体を円柱形状もしくは角柱形状とするとともに、筒体を、支承体の全周にわたってほぼ等しい間隔をおく円筒形状もしくは角筒形状としてなる請求項３に記載の橋桁支持装置。
5. 支承体と筒体との隙間を、橋軸方向で、橋桁の長さ方向の各種の変形もしくは変位を吸収できる寸法としてなる請求項１もしくは２に記載の橋桁支持装置。
6. 弾性体を、一枚以上の水平剛性板と、二枚以上の水平ゴム板との積層体にて構成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の橋桁支持装置。

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