JP2004084837A - 鉛プラグ入り積層ゴム支承 - Google Patents

Abstract

【課題】特に複数本の鉛プラグが配置された積層ゴム支承において、せん断変形時における鉛プラグを拘束することにより、鉛プラグのゴム層への侵入や鉛プラグ自体の局部変形を防止し、所期のエネルギー吸収効果を維持することができるごとくする。
【解決手段】補強プレート３，４とゴム層５とを交互に積層してなる積層ゴム１に、水平方向に間隔を置いて複数本の鉛プラグ２を鉛直方向に貫通して配置した鉛プラグ入り積層ゴム支承において、補強プレート間４，４におけるゴム層５内に、補強プレート４よりも外形寸法が小さく、かつ各鉛プラグ２が貫通する複数の孔８を有する矩形の拘束プレート７を配置したことを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛プラグ入り積層ゴム支承に関する。さらに詳しくは、例えば橋梁における橋桁と橋脚との間に設置され、上部構造物の荷重を支持するとともに地震時における免震装置として機能する鉛プラグ入り積層ゴム支承に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震時において鉛プラグがせん断塑性変形することにより、振動エネルギを吸収し、振動を減衰させる鉛プラグ入り積層ゴム支承が知られている。この鉛プラグ入り積層ゴム支承は、鋼板とゴム層とを交互に積層してなる積層ゴムに鉛プラグを鉛直方向に貫通配置して構成される。
【０００３】
しかしながら、かかる積層ゴム支承が橋梁用のものとして使用される場合、ゴム層が厚くなるため、鉛プラグのゴム層への侵入あるいは鉛プラグの局部変形等が生じ、この結果純せん断変形が受けられず、所期のエネルギー吸収効果が得られないことがある（特開平７−９７８２７号公報、段落０００３参照）。
【０００４】
ところで、近年、高速道路における橋桁が大型化し、これに伴って橋桁と橋脚との間に設置される積層ゴム支承も大型化している。すなわち、ゴム層の厚みが増しているだけでなく平面的にも大きなものとなり、このため複数本の鉛プラグが積層ゴムを貫通して配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特に複数本の鉛プラグが配置された積層ゴム支承において、せん断変形時における鉛プラグを拘束することにより、鉛プラグのゴム層への侵入や鉛プラグ自体の局部変形を防止し、所期のエネルギー吸収効果を維持することができるごとくすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための本発明は、補強プレートとゴム層とを交互に積層してなる積層ゴムに、水平方向に間隔を置いて複数本の鉛プラグを鉛直方向に貫通して配置した鉛プラグ入り積層ゴム支承において、
前記補強プレート間におけるゴム層内に、前記補強プレートよりも外形寸法が小さく、かつ各鉛プラグが貫通する複数の孔を有する矩形の拘束プレートを配置したことを特徴とする鉛プラグ入り積層ゴム支承である。
【０００７】
本発明によれば、ゴム層内に鉛プラグが貫通する拘束プレートを配置したので、積層ゴムのせん断変形時において拘束プレートによって鉛プラグが拘束される。したがって、ゴム層の厚みが増しても、鉛プラグのゴム層への侵入や鉛プラグ自体の局部変形が防止され、所期のエネルギー吸収効果を維持することができる。
【０００８】
橋梁用積層ゴム支承の場合、金型が共通に使えるようにするため、その平面形状は矩形のものが主流である。したがって、本発明を橋梁用積層ゴム支承に適用した場合、その平面形状と拘束プレートとはいずれも形状を同じくする矩形であることになり、積層ゴムのせん断変形時において拘束プレートの追従性を良くすることができる。この結果、積層ゴム支承のせん断変形時において拘束プレートには鉛直方向の回転が生じにくく、該拘束プレートはせん断変形に追従して水平方向に移動するため、鉛プラグを確実に拘束することができる。
【０００９】
前記拘束プレートには、その面積を減じるためのくり抜き孔が設けられている。本発明による積層ゴム支承において、拘束プレートが存在する部分の鉛直ばね定数は次式で与えられる。
Ｋ_Ｄ＝（３　＋　６．５８Ｓ^２）Ｇ・Ａ´／Σｔｅ´　　　…（１）
また、拘束プレートが存在しない部分の鉛直ばね定数は次式で与えられる。
Ｋ_Ｖ＝（３　＋　６．５８Ｓ^２）Ｇ・Ａ／Σｔｅ　　　　　　　…（２）
ただし、（１）（２）式において、Ｓ：１次形状係数、Ｇ：静的せん断弾性係数、Ａ：補強プレート（内部鋼板）の面積（拘束プレートの面積を除いた値）、Ａ´：拘束プレートの面積、ｔｅ´，ｔｅ：ゴム層の厚さ
【００１０】
そして、拘束プレートを備えた積層ゴム支承の鉛直ばね定数は、（１）（２）式で示されるばねを合成したものとなり、次のように示すことができる。
Ｋ＝Ｋ_Ｄ＋Ｋ_Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）
したがって、Ｋ_Ｄ　が小さいほど、すなわち拘束プレートの面積が小さいほど、合成ばね定数Ｋは拘束プレートが存在しない場合のばね定数に近づき、拘束プレートを設けたことによる影響を少なくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の実施形態を示す鉛直方向断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断した水平方向断面図である。鉛プラグ入り積層ゴム支承は、積層ゴム１と複数本（本実施形態では４本）の鉛プラグ２とからなる。このような鉛プラグ入り積層ゴム支承は、上部構造物と下部構造物との間、例えば橋梁においては橋桁と橋脚との間に設置される。
【００１２】
積層ゴム１は、上下の厚肉鋼板３及び複数枚の内部薄肉鋼板４からなる補強プレートと、ゴム層５とを交互に積層して形成される。補強プレート３，４及びゴム層５はいずれも矩形のものであり、したがって積層ゴム１は平面形状が矩形をなしている。積層ゴム１には補強プレート３，４及びゴム層５を貫通する４個の貫通孔６が形成され、これらの貫通孔６に鉛プラグ２が挿入されている。
【００１３】
以上までの構成は従来と同様であり、本発明によれば各ゴム層５の内部に拘束プレート７がそれぞれ配置されている。この拘束プレート７は矩形の鋼板からなり、補強プレート３，４よりも小さな外形寸法を有している。拘束プレート７には４本の鉛プラグ２がそれぞれ貫通する孔８が形成されている。
【００１４】
拘束プレート７の材料としては通常は軟鋼材を用いるが、できるだけ薄くしてせん断ばねに拘束プレートの影響が出ないようにするために、高張力鋼材を用いることもできる。拘束プレート７には、その面積を減じるためのくり抜き孔９が設けられている。このようなくり抜き孔９を設けることにより、鉛直ばね定数が拘束プレートを有しない、通常の積層ゴムのばね定数に近づき、拘束プレートを設けたことによる影響を少なくすることができる。拘束プレート７の厚さは、積層ゴムの厚さに比例させて２．３ｍｍから１２ｍｍとし、４隅部はＲ加工すると良い。また、鉛プラグ２の外周から拘束プレート７の外縁までの最短寸法は２０ｍｍから１５０ｍｍとするとよい。
【００１５】
上記積層ゴム支承によれば、ゴム層５内に鉛プラグ２が貫通する拘束プレート７が配置されているので、積層ゴム１のせん断変形時において鉛プラグ２は拘束プレート７によって拘束される。したがって、ゴム層５の厚みが増しても、鉛プラグ２のゴム層への侵入や鉛プラグ自体の局部変形が防止され、所期のエネルギー吸収効果を維持することができる。また、拘束プレート７は形状が矩形のものであるので、積層ゴム支承のせん断変形時において鉛直方向の回転が生じにくく、積層ゴムのせん断変形に追従して水平方向に移動するため鉛プラグを確実に拘束する。
【００１６】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では鉛プラグが４個の場合が示されているが、鉛プラグの数は種々の場合があり得る。また、くり抜き孔９も種々の形状を採り得る。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に複数本の鉛プラグが配置された積層ゴム支承において、せん断変形時における鉛プラグを拘束することにより、鉛プラグのゴム層への侵入や鉛プラグ自体の局部変形を防止し、所期のエネルギー吸収効果を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す鉛直方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した水平方向断面図である。
【符号の説明】
１：積層ゴム
２：鉛プラグ
３：厚肉鋼板（補強プレート）
４：内部薄肉鋼板（補強プレート）
５：ゴム層
６：貫通孔
７：拘束プレート
８：貫通孔
９：くり抜き孔

Claims (2)

1. 補強プレートとゴム層とを交互に積層してなる積層ゴムに、水平方向に間隔を置いて複数本の鉛プラグを鉛直方向に貫通して配置した鉛プラグ入り積層ゴム支承において、
   前記補強プレート間におけるゴム層内に、前記補強プレートよりも外形寸法が小さく、かつ各鉛プラグが貫通する複数の孔を有する矩形の拘束プレートを配置したことを特徴とする鉛プラグ入り積層ゴム支承。
2. 前記拘束プレートには、その面積を減じるためのくり抜き孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の鉛プラグ入り積層ゴム支承。

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