JP2000178920A - 橋梁用ゴム支承 - Google Patents

橋梁用ゴム支承

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JP2000178920A
JP2000178920A JP10354209A JP35420998A JP2000178920A JP 2000178920 A JP2000178920 A JP 2000178920A JP 10354209 A JP10354209 A JP 10354209A JP 35420998 A JP35420998 A JP 35420998A JP 2000178920 A JP2000178920 A JP 2000178920A
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rubber
thickness
bridge
steel plates
horizontal
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JP10354209A
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English (en)
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Norio Nishikawa
典男 西川
Shiro Kazuta
史郎 数田
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム層の厚みに変化を持たせて鉛直方向およ
び水平方向の剛性を共に高くし、上部構造に対する支持
荷重値を大きく保ちながら、地震時の水平力に対する水
平変位量を大きく確保し、また、全体の強度を増大でき
るようにする。 【解決手段】 上下のプレート1,2間に交互に積層さ
れた少なくとも4つ以上のゴム層3と3つ以上の鋼板4
のうち、上下のプレート1,2に近い2つのゴム層3
A,3Bの厚みを他のゴム層3の厚みよりも薄く、か
つ、上下のプレート1,2に近い2つの鋼板4A,4B
の厚みを他の鋼板4の厚みよりも厚く構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は橋梁用ゴム支承に関
し、詳しくは、高速道路や橋梁などの多径間連続桁橋に
おいて上部構造の伸縮やたわみ等の繰返し変形をスムー
スに吸収するだけでなく、地震時にはその慣性力(水平
力)を複数の橋脚に分散させて各橋脚の耐力以内に調整
する機能を発揮するように構成されている橋梁用ゴム支
承に関するものである。
【0002】
【従来の技術】1つの橋脚を固定支承にして地震時の水
平力を1点で負担させていた旧来の耐震橋梁において
は、地震時にその水平力が固定脚に集中して該橋脚が変
形したり破壊したりするなど所定の耐震性能が得られな
い。特に、近年では橋梁規模が大型化の傾向にあり、そ
れに伴い地震時の水平力が固定脚の耐力以上になるた
め、旧来の耐震橋梁では地震時の水平力に対応しきれな
い。
【0003】そこで、地震時の大きな水平力を複数の橋
脚に分担させて吸収させるように考えられたのが積層タ
イプの橋梁用ゴム支承である。この橋梁用ゴム支承の基
本的な構造は、上下のプレート間に、少なくとも4つ以
上のゴム層と3つ以上の鋼板とを交互に積層してなるも
のであり、鉛直方向には上部構造の大荷重を支持するた
めに高い剛性を持ちながら、水平方向には柔らかいバネ
特性を有していることが要求されるものである。
【0004】ところで、この種の水平力分散方式の橋梁
用ゴム支承で、従来から一般的に使用されているもの
は、図9に示すように、上下のプレート1,2間に、4
つ以上のゴム層3および3つ以上の鋼板4が交互に積層
されているゴム支承において、各ゴム層3の厚みtが全
て等しく、かつ、各鋼板4の厚みTも全て等しく構成さ
れていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来の橋梁用ゴム支承において、各ゴム層3の厚みtを、
上部構造の大荷重を支持するに十分な鉛直方向の剛性
(一次形状係数)を保てる均一な厚みに設定すると、水
平方向の剛性(二次形状係数)が高くなって、地震時の
水平力が作用したときの水平変位量が大きくとれず、図
5(a)で示す性能試験結果からも明らかなように、±
100%の水平変位でゴム支承が破壊してしまい、逆
に、各ゴム層3の厚みtを、水平変位量が大きくとれる
ように、水平方向の剛性の低い均一な厚みに設定する
と、鉛直方向の剛性が低くなって、上部構造を支持可能
な荷重値が小さくなるといったように、各ゴム層3の厚
みtを全て等しくすると、性能面において鉛直方向の剛
性と水平方向の剛性とを共に満足することができない二
律背反の問題がある。
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、ゴム層の厚みに変化を持たせることにより鉛直方向
および水平方向の剛性を共に高くとれ、上部構造に対す
る支持荷重値を大きく保ちながら、地震時の水平力に対
する水平変位量を大きく確保することができる橋梁用ゴ
ム支承を提供することを主たる目的としている。
【0007】本発明の他の目的は上記の目的に加えて、
水平方向に大きく変位したときに異常変形が生じないよ
うに全体の強度増大を図ることができるようにすること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記主たる目的を達成す
るために、請求項1に記載の発明に係る橋梁用ゴム支承
は、上下のプレート間に、少なくとも4つ以上のゴム層
と3つ以上の鋼板とを交互に積層してなる橋梁用ゴム支
承において、上記4つ以上のゴム層のうち、上下のプレ
ートに近い2つのゴム層の厚みを他のゴム層の厚みより
も薄く構成していることを特徴とするものである。
【0009】上記構成の請求項1に記載の発明によれ
ば、上下のプレートに近い2つのゴム層の厚みが他のゴ
ム層の厚みよりも薄くなるように少なくとも4つ以上の
ゴム層の厚みに変化をつけることで、鉛直方向の剛性お
よび水平方向の剛性を共に高くして、上部構造を支持可
能な荷重値を十分に大きくとれながら、地震時の水平力
が作用したときの水平変位量も大きくとれて、水平力分
散型橋梁における耐震性能の著しい向上を図ることが可
能である。
【0010】また、請求項2に記載の発明に係る橋梁用
ゴム支承は、請求項1に記載の発明に係る橋梁用ゴム支
承を前提とし、3つ以上の鋼板のうち、上下のプレート
に近い2つの鋼板の厚みを他の鋼板の厚みよりも厚く構
成したものであり、このような構成の採用により、ゴム
支承全体の強度が増大され、地震時の水平力によりゴム
支承全体の水平方向への変位を大きく保ちつつ、その水
平変位状態で最も大きな鉛直方向荷重を負担することに
なる上下のプレートに近い2つの鋼板の外端縁近くの部
分が下方へ曲るなどの異常な変形を防止することが可能
である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明に係る橋梁用ゴム
支承の平面図、図2は半截縦断正面図であり、これら各
図に示されている橋梁用ゴム支承5は、上下の鋼製プレ
ート1,2間に、6つのゴム層3および5つの鋼板4が
交互に積層されてなる。
【0012】上記のような基本的構成を持つ橋梁用ゴム
支承5において、図3に明示するように、6つのゴム層
3のうち、上下の鋼製プレート1,2にそれぞれ最も近
い上下2つのゴム層3A,3Bの厚みt1を他の4つの
ゴム層3の厚みt2よりも薄く(t2>t1)構成する
とともに、5つの鋼板4のうち、上記上下の鋼製プレー
ト1,2にそれぞれ最も近い上下2つの鋼板4A,4B
の厚みT1を他の3つの鋼板43の厚みT2よりも厚く
(T1>T2)構成したものである。なお、上記各ゴム
層3,3A,3Bの劣化および各鋼板4,4A,4Bの
腐食を防止して耐久性を高めるために、その全表面を被
覆ゴム6で覆う一体成型構造が採用されている。
【0013】上記構成の橋梁用ゴム支承5は、図4に示
すように、覆工板などの上部構造7を多点で支持する複
数の橋脚8の上端部と上記上部構造7との間に図示省略
したアンカーボルトおよびスタットジベルなどの固定手
段により介在され、通常は上部構造7の伸縮やたわみ等
の繰返し変形をスムースに吸収しながら、地震時にはそ
の水平力を各橋脚8に分散させて水平力を各橋脚8の耐
力以内に調整し伝達する機能を発揮するべく使用され
る。
【0014】ここで、上記ゴム層3,3A,3Bの厚み
に上記のような変化を持たせた構成のゴム支承5におい
ては、鉛直方向の剛性および水平方向の剛性が共に高
く、上部構造7を支持可能な荷重値を十分に大きくとれ
ながら、地震時の水平力が作用したときの水平変位量も
図5(b)で示す性能試験結果からも明らかなように、
±175%以上でも破壊しないほど大きくとれて、水平
力の分散による耐震性能を著しく向上することが可能で
ある。また、上記鋼板4,4A,4Bの厚みに上記のよ
うな変化を持たせることで、ゴム支承5全体の強度が増
大され、上述のように地震時の水平力による水平変位を
大きく保ちつつ、その水平変位状態で最も大きな鉛直方
向荷重を負担することになる上下のプレート1,2に近
い2つの鋼板4A,4Bの外端縁近くの部分が図6
(a)のように下方へ曲るなどの異常変形がなくなり、
図6(b)のようにゴム層3,3A,3Bおよび鋼板
4,4A,4Bともに所定の厚みに保たれて異常変形を
防止することが可能である。
【0015】なお、上記実施の形態では、上下2つのゴ
ム層3A,3Bの厚みt1を他の4つのゴム層3の厚み
t2よりも薄く、かつ上下2つの鋼板4A,4Bの厚み
T1を他の3つの鋼板4の厚みT2よりも厚く構成した
ものについて説明したが、図7に示すように、上下2つ
のゴム層3A,3B間に存在する4つのゴム層4の厚み
もt1<t2−1<t2−2なる関係式が成立するよう
な差を付け、かつ上下2つの鋼板4A,4B間に存在す
る3つの鋼板4の厚みもT1>T2−1>T2−2なる
関係式が成立するような差を付けた構成としてもよく、
この場合は、上記実施の形態の場合と同様に、鉛直方向
に高い剛性を保ちつつ水平変位量を大きくとれることと
全体強度の増大が図れ、大型規模の橋梁に対して所定の
耐震性能を発揮させるべく使用することができる。
【0016】また、図8に示すように、上下2つのゴム
層3A,3Bの厚みt1は他の4つのゴム層3の厚みt
2(またはt2−1,t2−2)よりも薄くする一方、
5つの鋼板4,4A,4Bの厚みは全て等しい構成とし
てもよく、この場合は、鉛直方向に高い剛性を保ちつつ
水平変位量を大きくとれるという性能のみを達成するこ
とが可能である。
【0017】さらに、上記実施の形態では、6つのゴム
層3および5つの鋼板4が交互に積層された構成のもの
で示したが、少なくとも4つ以上のゴム層と3つ以上の
鋼板とが交互に積層された構成のものであれば、上記と
同様な効果を奏することが可能である。さらにまた、ゴ
ム層を形成する材料としては、天然ゴム系の積層ゴムで
あっても、高減衰積層ゴムであってもよい。
【0018】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、上下のプレート間の少なくとも4つ以上の厚み
に変化をつけるだけの簡単な工夫で、鉛直方向の剛性お
よび水平方向の剛性を共に高くして、上部構造を支持可
能な荷重値を十分に大きくとりながら、地震時の水平力
が作用したときの水平変位量を大きくして、水平力分散
型橋梁における耐震性能を著しく向上することができる
という効果を奏する。
【0019】また、請求項2に記載の発明によれば、請
求項1に記載の発明に係る橋梁用ゴム支承を前提とし
て、3つ以上の鋼板の厚みにも変化をつけることによ
り、ゴム支承全体の強度を増大することができ、これに
よって、地震時の水平力に対するゴム支承全体の水平変
位を大きく保ちつつ、その水平変位状態で最も大きな鉛
直方向荷重を負担することになる上下のプレートに近い
2つの鋼板の外端縁近くの部分が下方へ曲るなどの異常
変形を防止することが可能で、ゴム支承の耐久性の向上
を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る橋梁用ゴム支承の実施の形態を示
す平面図である。
【図2】同上橋梁用ゴム支承の半截縦断正面図である。
【図3】図2の要部の拡大縦断面図である。
【図4】同上橋梁用ゴム支承を水平力分散型橋梁に使用
した状態の説明図である。
【図5】(a)は従来の橋梁用ゴム支承に地震時の水平
力が作用したときの水平変位量を示す性能試験結果のグ
ラフ、(b)は本発明の橋梁用ゴム支承に地震時の水平
力が作用したときの水平変位量を示す性能試験結果のグ
ラフである。
【図6】(a)は従来の橋梁用ゴム支承を使用したとき
の異常変形状態を示す要部の拡大縦断面図、(b)は本
発明の橋梁用ゴム支承を使用したときの無変形状態を示
す要部の拡大縦断面図である。
【図7】本発明に係る橋梁用ゴム支承の他の実施の形態
を示す要部の拡大縦断面図である。
【図8】本発明に係る橋梁用ゴム支承のもう一つの実施
の形態を示す要部の拡大縦断面図である。
【図9】従来の橋梁用ゴム支承の要部の拡大縦断面図で
ある。
【符号の説明】
1,2 プレート 3,3A,3B ゴム層 4,4A,4B 鋼板 5 橋梁用ゴム支承

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下のプレート間に、少なくとも4つ以
    上のゴム層と3つ以上の鋼板とを交互に積層してなる橋
    梁用ゴム支承において、 上記4つ以上のゴム層のうち、上下のプレートに近い2
    つのゴム層の厚みを他のゴム層の厚みよりも薄く構成し
    ていることを特徴とする橋梁用ゴム支承。
  2. 【請求項2】 上記3つ以上の鋼板のうち、上下のプレ
    ートに近い2つの鋼板の厚みを他の鋼板の厚みよりも厚
    く構成している請求項1に記載の橋梁用ゴム支承。
JP10354209A 1998-12-14 1998-12-14 橋梁用ゴム支承 Withdrawn JP2000178920A (ja)

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