JP6247041B2

JP6247041B2 - 橋梁用一方向可動支承装置

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Publication number: JP6247041B2
Application number: JP2013159152A
Authority: JP
Inventors: 合田　裕一; 裕一合田
Original assignee: Miwa Tech Co Ltd
Current assignee: Miwa Tech Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: JP2015030993A

Description

本発明は、橋梁用可動支承装置に関し、さらに詳しくは、橋軸方向への移動を許容し、これと直角な方向への移動を制限する橋梁用一方向可動支承装置の改良に関するものである。

例えば、橋梁の橋桁は、温度の変化等によって、桁方向（橋軸方向）に伸縮を受ける。したがって、橋桁の建設にあっては、橋軸方向の橋桁の移動を許容し、これと直角な方向への移動を制限する機構を有する橋梁用可動支承装置がこれまで広く使用されてきた。

これによれば、橋梁の下部橋梁側に固定されたゴム支承体の上部に固定された上沓部材の橋軸と直角な方向の両側面を、下部橋梁に固定された下沓部材に固定されたサイドブロックに当接させ、これにより橋桁の橋軸方向への移動を許容し、これと直角な方向への移動を制限するものであった（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人が出願した案件（特許文献２）には、橋軸方向と直角方向の移動をせん断拘束部材で阻止し、橋軸方向に伸びる長穴を形成したスライド板に対して可動ブロックを長穴に沿って移動可能とした橋梁用一方向可動支承装置が開示されている。

特開２００５−２０７０２０号公報特開２００９−２３５８４６号公報

しかしながら、特許文献１で開示された橋梁用可動支承装置は、橋軸と直角な方向の移動を制限するためにサイドブロックを下部構造側に固定しなければならず、狭いスペースにサイドブロックを配置することで、他の支承構造の配置の自由度が制限されるという問題を有する。

また、特許文献２で開示された橋梁用可動支承装置は、可動ブロックの形状が複雑でスライド板と可動ブロックとの間のスライドに多少問題がある点と、長穴に塵埃が入る込みスライドしにくくなるという問題を有するものであった。

本発明は、従来技術のもつ課題を解決する、構造が簡単で設置スペースを節約でき、耐久性のある橋梁用一方向可動支承装置を提供することを目的とする。

本発明の橋梁用一方向可動支承装置は、前記課題を解決するために、上下構造側の一方の側に固定され一方向に伸びる長穴と、前記長穴の周囲を取り囲むように突設し上下構造の一方の側に形成された凹部の内壁と係合するせん断キーを形成し、一方の面をスライド面としたスライド板と、前記上下構造の他方の側に一端を固定され前記長穴を貫通するせん断拘束部材と、一方の面に前記スライド板の前記スライド面と接するスライド面を有し、前記スライド板と当接する面の中央に前記長穴の内壁面と面接触する断面形状のガイド部が突設され、前記せん断拘束部材が嵌合する貫通穴を前記ガイド部に形成した可動ブロックと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の橋梁用一方向可動支承装置は、前記スライド板のスライド面に低摩擦材を配置することを特徴とする。

また、本発明の橋梁用一方向可動支承装置は、前記上下構造のいずれか他方の側に弾性支承を配し、前記せん断拘束部材が前記弾性支承を貫通して配され、前記弾性支承に前記可動ブロックの他方の面が接するように配置することを特徴とする。

上下構造側の一方の側に固定され一方向に伸びる長穴と、前記長穴の周囲を取り囲むように突設し上下構造の一方の側に形成された凹部の内壁と係合するせん断キーを形成し、一方の面をスライド面としたスライド板と、前記上下構造の他方の側に一端を固定され前記長穴を貫通するせん断拘束部材と、一方の面に前記スライド板の前記スライド面と接するスライド面を有し、前記スライド板と当接する面の中央に前記長穴の内壁面と面接触する断面形状のガイド部が突設され、前記せん断拘束部材が嵌合する貫通穴を前記ガイド部に形成した可動ブロックと、を備えることで、橋軸直角方向の水平力に対してスライド板の長穴を貫通するせん断拘束部材で対応するのでサイドブロックの設置スペースを節約することができ、部材の配置の自由度を確保することができる。その際、上部構造からの橋軸直角方向の水平力は、直接せん断拘束部材に負荷されるのではなく、せん断拘束部材に嵌合された可動ブロックとの面接触部を介してせん断拘束部材に均等に伝達されるので、せん断拘束部材の一部に応力が集中することがなく、せん断拘束部材の径を小さくすることができる。また、橋軸方向の水平力に対しては、スライド板の長穴に沿って可動ブロックのガイド部がスライドすることにより対応する。その際、スライドに伴う摩擦力を可動ブロックとスライド板とのスライド面がスムーズにスライドすることにより負担し、せん断拘束部材の摩擦力による負荷をなくすことができ、せん断拘束部材の長寿命化を図ることができる。
スライド板に上下構造の一方の側に形成されたキー溝の嵌合するせん断キーを長穴の周囲を取り囲むように突設することで、せん断キーが橋軸直角方向の水平力に対するせん断キーとして機能し、長穴に塵埃が侵入するのを防止できる。
スライド板のスライド面に低摩擦材を配置することで、橋軸方向の水平力に対するスライド板と可動ブロックとのスライドがスムーズに実施でき、その際発生する摩擦力を大幅に減少することができる。
可動ブロックのガイド部が記長穴の内壁面に面接触する断面形状とすることで、長穴に沿った可動ブロックの移動がスムーズに実施することができる。
上下構造のいずれか他方の側に弾性支承を配し、前記せん断拘束部材が前記弾性支承を貫通して配され、前記弾性支承に前記可動ブロックの他方の面が接するように配置することで、せん断拘束部材に伝達された橋軸直角方向の水平力を弾性支承のせん断変形により吸収でき、圧縮力に対しては可動ブロックの弾性支承の当接面積が大きく弾性支承が負担する支圧力を少なくすることができ弾性支承の平面形状を小さくすることができる。

本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。（ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の橋梁用一方向可動支承装置の一実施形態を示す図である。

橋梁用一方向可動支承装置１は、橋脚等のコンクリート製の下部構造２と鋼桁からなる上部構造３の間に設置される。下部構造２に埋設されたアンカーボルト５にカプラー１１を介してベースプレート４が固定される。

ベースプレート４上には弾性支承６が一体に固定される。ベースプレート４に一端を固定されたせん断拘束部材７が、弾性支承６を貫通して上方に垂直に立設される。せん断拘束部材７のベースプレート４への固定は、螺着又は溶接等により行う。

弾性支承６上にせん断拘束部材７に対して上下動可能に嵌挿する貫通穴８ａを形成した平板状の可動ブロック８が設置される。可動ブロック８の上面にせん断拘束部材用貫通穴８ａが形成されたガイド部８ｂが突設される。

一方、鋼桁からなる上部構造３に予め溶接により固定されソールプレート１０に、スライド板９が、複数のセットボルト１２を介して上部構造３に固定される。スライド板９の下面と可動ブロック８の上面とが橋軸方向のスライド面を形成する。

図２（ａ）（ｂ）は、ベースプレート４の平面図とＡ−Ａ線切断面図である。ベースプレート４は、鋼製の部材でそのコーナ部に下部構造に埋設さてアンカーボルト５と螺着するためのカプラー１１を挿通するための固定用貫通穴４ａが形成される。ベースプレート４の中央部から垂直に上方に伸びるせん断拘束部材７の一端をベースプレート４に形成した雌ねじ穴に螺着して固定される。せん断拘束部材７のベースプレート４への固定は溶接によっても良い。

ベースプレート４上にせん断拘束部材７が貫通する弾性支承６が設置される。図５は、弾性支承６の断面図である。弾性支承６は、ゴム６ａと補強鋼板６ｂを鉛直方向に複数積層した積層ゴムで構成される。積層ゴムの上下に上下連結鋼板６ｃ、６ｄが配置される。積層ゴムと上下連結鋼板６ｃ、６ｄは加硫一体成形により一体化される。下連結鋼板６ｄを省略しベースプレート４に直接積層ゴムを設置し、加硫一体成形によりベースプレート４と積層ゴムを一体化しても良い。積層ゴムと上下連結鋼板６ｃ、６ｄを貫通するせん断拘束部材７を嵌合するせん断拘束部材用貫通穴６ｅが形成される。

図３（ａ）（ｂ）は、可動ブロック８の平面図とＢ−Ｂ線切断面図である。可動ブロック８は平板状の部材で上面に４フッ化エチレン等の低摩擦材８ｃを設置する。可動ブロック８の上面中央から上方に伸びる断面矩形のガイド部８ｂが突設される。可動ブロック８の下面からガイド部８ｂの先端まで貫通するせん断拘束部材７を嵌合するせん断拘束部材用貫通穴８ａが形成される。

図４（ａ）（ｂ）は、スライド板９の平面図とＣ−Ｃ線切断面図である。スライド板９の下面は可動ブロック８の上面と橋軸方向のスライド面を形成するため摩擦係数の小さいステンレススチール製とするのが望ましい。スライド板９のコーナ部には、上部構造３と固定のためのセットボルト１２を螺着するためのセットボルト用雌ねじ穴９ａが形成される。スライド板の中央部には橋軸方向に伸びる長穴９ｂが形成される。長穴９ｂの橋軸直角方向の幅と可動ブロック８のガイド部８ｂの橋軸直角方向の幅をほぼ同じとし、断面矩形のガイド部８ｂの側壁と長穴９ｂの内壁面が面接触する。可動ブロック８のガイド部８ｂの高さは、スライド板８の上面からわずかに突出する高さとする。長穴９ｂの周囲を取り囲むように連続したせん断キー９ｃを所定高さで突設する。

可動ブロック８の貫通穴８ａの嵌挿されたせん断拘束部材７の先端部は、ガイド部８ｂの上端面及びスライド板９の表面より上部に突き出すようにする。図６（ａ）（ｂ）は、上楊力阻止部材１３の平面図とＥ−Ｅ線切断面図である。上楊力阻止部材１３は、長穴９ｂの橋軸直角方向の幅より大きな外径を有し、せん断拘束部材７の上端部に形成した雄ねじ部と螺着のための雌ねじ穴１３ａが形成される。上楊力阻止部材１３の下面はガイド部８ｂの上端面と接する位置にするのが望ましい。上楊力阻止部材１３のせん断拘束部材７への固定は螺着でなく溶接により固定しても良い。

図５（ａ）（ｂ）は、上部構造３に予め溶接で固定されるソールプレート１０の平面図とＤ−Ｄ線切断面図である。ソールプレート１０のコーナ部にはスライド板９を上部構造３に固定するためのセットボルト挿入穴１０ａが形成される。ソールプレート１０の下面には、上楊力阻止部材の外径より若干大きい幅で、長さがスライド板９の長穴とほぼ同じ長さで、上楊力阻止部材１３の上端面より上の位置になる深さを有する凹部１０ｂを形成する。凹部１０ｂの内壁にせん断キー９ｃが嵌合する。

図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、可動ブロック８、スライド板９をソールプレート１０に組み込んだ状態を示す平面図とＥ−Ｅ線切断面図とＦ−Ｆ線切断面図である。

本発明の実施形態の橋梁用一方向可動支承装置１の作用について図７により説明する。先ず、上部構造３の橋軸方向の水平力に対しては、上部構造３に固定されたスライド板９が、その橋軸方向（Ｘ−Ｘ）に形成した長穴９ｂの内壁面と面接触する可動ブロック８のガイド部８ｂ両側部をガイドとして、スライド板９の下面と可動ブロック８の上面をスライド面として橋軸方向にスライドすることにより吸収する。可動ブロック８の上面には低摩擦材８ｃが設置され、スライド板９は摩擦係数の小さいステンレススチール製としているため小さな摩擦でスライドすることが可能となる。

上部構造３の橋軸方向と直角方向（Ｙ−Ｙ）の水平力に対しては、ソールプレート１０とスライド板９を固定するセットボルト１２と、ソールプレート１０の凹部１０ｂの内壁とスライド板９のせん断キー９ｃとの係合部を介して水平力がスライド板１１に伝達される。スライド板９に伝達された水平力は、スライド板１１の長穴１４の内壁面と可動ブロック８のガイド部８ｂとの面接触した当接部から可動ブロック８に伝達される。可動ブロック８に伝達された水平力はせん断拘束部材７伝達される。上部構造３の橋軸直角方向の水平力は、直接せん断拘束部材９に伝達されるのではなく、せん断拘束部材９に嵌合した可動ブロック１８との面接触部を介してせん断拘束部材７に伝達される。そのため、橋軸直角方向の水平力によりせん断拘束部材７の一部に応力が集中することがなく、せん断拘束部材７の径を小径化することができる。

上部構造３の上揚力に対しては、せん断拘束部材７に上下動可能に嵌挿された可動ブロック８が上部構造３の上昇により一緒に上昇し、可動ブロック８のガイド部８ｂが上楊力阻止部材１３により上方向の移動を阻止され、可動ブロック８の上面とスライド板９の下面との面接触部により上揚力に対応する。

スライド板９の長穴９ｂの上方は長穴９ｂの周囲がせん断キー９ｃと凹部１０ｂの内壁との係合により外部と遮断され、長穴９bの下側は可動ブロック８の上面により外部と遮断されるので長穴９ｂからの塵埃の浸入を阻止することが可能となる。

この実施形態では、上部構造３を鋼桁としたが、上部構造３がコンクリート製桁の場合、コンクリート製桁に埋設したアンカーバーとソールプレート１０を溶接により固定し、スライド板９とソールプレート１０をスライド板９側からセットボルト１２で固定しても良い。上部構造３が鋼桁の場合でもコンクリート製桁の場合も、弾性支承６を上部構造３に固定し、スライド板９を下部構造２に固定しても良い。

以上のように本発明の橋梁用一方向可動支承装置１は、上部構造３の橋軸直角方向の水平力が、スライド板９の長穴９ｂと面接触する可動ブロック８のガイド部８ｂを貫通するせん断拘束部材９で対応するのでサイドブロックの設置スペースを節約することができる各種部材の配置の自由度を確保できる。その際、上部構造３からの橋軸直角方向の水平力は、直接せん断拘束部材７に負荷されるのではなく、せん断拘束部材７に嵌合した可動ブロック８のガイド部８ｂとの面接触部を介して伝達されるので、せん断拘束部材７に均等に負荷されるので、せん断拘束部材７の一部に応力が集中することがなく、せん断拘束部材７の径を小さくすることができる。また、橋軸方向の水平力に対しては、上部構造３に固定されたスライド板９が、その橋軸方向（Ｘ−Ｘ）に形成した長穴９ｂの内壁面と面接触する可動ブロック８のガイド部８ｂ両側部をガイドとして、スライド板９の下面と可動ブロック８の上面をスライド面として橋軸方向にスライドすることにより吸収する。可動ブロック８の上面には低摩擦材８ｃが設置され、スライド板９は摩擦係数の小さいステンレススチール製としているため小さな摩擦でスライドすることが可能となる。上部構造３の圧縮力に対しては、可動ブロック８の下面から弾性支承６に伝達され、弾性支承が圧縮変形して対応する。また、可動ブロック８と弾性支承６の支圧面積が大きいので弾性支承６の平面形状を小さくすることが可能となる。スライド板９の長穴９ｂの上方は長穴９ｂの周囲がせん断キー９ｃと凹部１０ｂの内壁との係合により外部と遮断され、長穴９bの下側は可動ブロック８の上面により外部と遮断されるので長穴９ｂからの塵埃の浸入を阻止することが可能となる。

１：橋梁用位置方向可動支承装置、２：下部構造、３：上部構造、４：ベースプレート、４ａ：固定用貫通穴、５：アンカーボルト、６：弾性支承、６ａ：ゴム、６ｂ：補強鋼板、６ｃ：上連結鋼板、６ｄ：下連結鋼板、６ｅ：せん断拘束部材用貫通穴、７：せん断拘束部材、８：可動ブロック、８ａ：せん断拘束部材用貫通穴、８ｂ：ガイド部、８ｃ：低摩擦材、９：スライド板、９ａ：セットボルト用雌ねじ穴、９ｂ：長穴、９ｃ：せん断キー、１０：ソールプレート、１０ａ：セットボルト挿入穴、１０ｂ：凹部、１１：カプラー、１２：セットボルト、１３：上楊力阻止部材、１３ａ：雌ねじ穴

Claims

上下構造側の一方の側に固定され一方向に伸びる長穴と、前記長穴の周囲を取り囲むように突設し上下構造の一方の側に形成された凹部の内壁と係合するせん断キーを形成し、一方の面をスライド面としたスライド板と、
前記上下構造の他方の側に一端を固定され前記長穴を貫通するせん断拘束部材と、
一方の面に前記スライド板の前記スライド面と接するスライド面を有し、前記スライド板と当接する面の中央に前記長穴の内壁面と面接触する断面形状のガイド部が突設され、前記せん断拘束部材が嵌合する貫通穴を前記ガイド部に形成した可動ブロックと、
を備えることを特徴とする橋梁用一方向可動支承装置。
前記スライド板のスライド面に低摩擦材を配置することを特徴とする請求項１に記載の橋梁用一方向可動支承装置。
前記上下構造のいずれか他方の側に弾性支承を配し、前記せん断拘束部材が前記弾性支承を貫通して配され、前記弾性支承に前記可動ブロックの他方の面が接するように配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁用一方向可動支承装置。