JP2005076303A - 伸縮継手装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の通過に伴う衝撃を緩和して、車両の走行性を高めると共に、騒音、振動の発生を抑えることができる伸縮継手装置を提供する。
【解決手段】 伸縮継手装置１０は、橋桁２の連結部分にて橋桁の遊間３を跨いで架設される弾性体部１１を備え、遊間位置に対応する弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部１２が形成されると共に、弾性体部の上面に下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部１３が形成されている。下側溝部１２の橋軸方向両側と一対の上側溝部との間が、高減衰ゴムからなる弾性変形部１４になっている。弾性変形部１４が、硬質板２１と高減衰ゴムからなる軟質板１４ａとが交互に積層された積層構造となっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、橋桁の連結部分にて、橋桁の遊間を跨いで架設される伸縮継手装置に関する。

従来、この種の橋梁用の伸縮継手装置としては、例えば特許文献１に示すように、橋軸方向に対して直角に延びる溝が上下面に形成された弾性部材を有しており、近接する上面側の溝と下面側の溝との間の弾性部材部分を変形部としたものが知られている。この伸縮継手装置は、弾性部材に設けた上下面側の溝によって、地震等による衝撃や車両通過時の衝撃等による橋桁間の遊間変位を吸収することにより、車両の安全かつ円滑な走行を確保している。ところで、この伸縮継手装置の場合、上記弾性部材のみでは大型車両の通過に伴う衝撃を十分に吸収することができなく、そのため、車両のスムーズな走行性が損なわれると共に、車両の通過に伴って溝部が騒音、振動の発生源となるという問題がある。
特開平１１−２２２８１３号公報（第２頁、図１−図１８）

本発明は上記した問題を解決しようとするもので、車両の通過に伴う衝撃を緩和して、車両の走行性を高めると共に、騒音、振動の発生を抑えることができる伸縮継手装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、橋桁の連結部分にて橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、遊間位置に対応する弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、弾性体部の上面に下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成された伸縮継手装置であって、下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された弾性体部の一部をなす弾性変形部が、硬質板と高減衰ゴムからなる軟質板とが上下方向に交互に積層された積層構造となっていることにある。ここで、高減衰ゴムとは、ゴム材料の損失係数が１０％以上のものである。

上記のように構成した本発明においては、下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された弾性体部の一部をなす弾性変形部の軟質板が、高減衰ゴムであることにより、車両通過時の衝撃等を吸収してこれを緩和することができる。また、弾性変形部が、高減衰ゴムと硬質板が交互に積層された積層構造となっていることにより、高減衰ゴムのへたりが防止され、高減衰ゴムによる衝撃を緩和する効果が長期にわたって確実に発揮される。

また、本発明の他の構成上の特徴は、橋桁の連結部分にて橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、遊間位置に対応する弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、弾性体部の上面に下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成た伸縮継手装置であって、下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された弾性体部の一部をなす弾性変形部の上方に水平方向に延びた上補強板が埋設され、下方に上補強板と略平行に下補強板が埋設され、上補強板と下補強板に塑性変形部材が取り付けられて上補強板及び下補強板間を連結していることにある。ここで、鉛等の塑性変形部材は、衝撃を受けたときに塑性変形することにより、これを吸収する減衰作用を有するものである。これにより、上下の補強板間を連結した塑性変形部材によって、車両通過時の衝撃等が吸収され有効に緩和される。なお、塑性変形部材のその他の例示としては、軟鉄，アルミニウム，銅等の金属や、ナイロン等の樹脂、あるいは粘土や砂のようなものであってもよい。

また、上記塑性変形部材を備えた伸縮継手装置において、上補強板と下補強板の間に硬質板と軟質板が交互に積層された積層構造としてもよい。このように、塑性変形部材が硬質板によって分離されているため、個々の部分で塑性変形部材が塑性変形するため、部分的ではなく塑性変形部材全体において減衰作用が発揮される。そのため、塑性変形部材による衝撃を減衰させる効果がさらに高められる。

本発明によれば、弾性変形部を、高減衰ゴムと硬質板が交互に積層された積層構造としたことにより、高減衰ゴムのへたりが防止され、高減衰ゴムによる衝撃を緩和する効果が継続して発揮される。その結果、本発明によれば、車両の円滑な走行性が長期にわたって確保されると共に、騒音、振動の発生が抑えられる。また、上下の補強板間に連結された塑性変形部材により、同様に車両通過時の衝撃等を緩和することができ、車両の走行性が高められ、騒音、振動の発生が抑えられる。また、塑性変形部材を用いる場合、塑性変形部材を硬質板によって分離することにより、部分的ではなく塑性変形部材全体において減衰作用が発揮され、塑性変形部材による衝撃を緩和させる効果がさらに高められる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態である伸縮継手装置が、一対の橋桁２の連結部分にて橋桁２の遊間３を跨いで架設された状態を一部破断正面図により示したものであり、図２〜図４は伸縮継手装置を断面図、平面図及び底面図により示したものである。この伸縮継手装置１０は、主にゴム弾性体製の長方形の厚板である弾性体部１１により構成されている。

弾性体部１１は、長手方向が橋軸直角方向（図１の紙面に対する垂直方向）に対応しており、短辺である幅方向が橋軸方向（図１の左右方向）に対応している。さらに、弾性体部１１は、上面から厚さ方向の略１／３の部分が硬度の高い高硬度層１１ａとなっており、そのＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上になっており、本例では、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度のＣＲ等のゴム材料により形成されている。また、高硬度層１１ａの下側は、損失係数が１０％以上である高減衰ゴムからなる減衰層１１ｂになっている。ただし、必要に応じて高硬度層を無くして、弾性体部１１全体を高減衰ゴムで構成することも可能である。

弾性体部１１は、橋桁２の遊間３位置に対応した橋軸方向中心部の下面に、断面台形形状に切り欠かれて橋軸直角方向に延びた下側溝部１２を設けている。下側溝部１２は、弾性体部１１の厚さ方向の略半分程度の深さになっている。また、弾性体部１１は、下側溝部１２の橋軸方向両側から離間した位置にて、その上面に橋軸直角方向に延びた一対の上側溝部１３を設けている。上側溝部１３も、弾性体部１１の厚さ方向の略半分程度の深さになっている。この下側溝部１２の橋軸方向両側と一対の上側溝部１３との間が、弾性変形部１４になっている。また、両上側溝部１３の橋軸方向外側でかつ橋軸直角方向の両端近傍位置には、円形の取付孔１５が厚さ方向に貫通して設けられている。取付孔１５は、下端近傍側で小径となっており、上面側から挿入されるアンカーボルト１８の頭部が、小径部１５ａとの段差位置で係合するようになっている。

弾性体部１１には、下側溝部１２の上方に金属平板である上補強板１６が埋設されている。また、弾性体部１１には、Ｌ字形状の金具である一対の下補強板１７が、下側溝部１２を挟んだ両側から橋軸方向両端まで延び、さらに垂直に折り曲げられて高硬度層１１ａ内に延出して埋設されている。そして、弾性変形部１４は、図２に示すように、減衰層内に複数の金属板である硬質板２１が水平にかつ互いに上下に離間して埋設されて、その間の高減衰ゴムからなる軟質板１４ａと共に積層構造になっている。

図１に示すように、橋脚１に支持された一対の橋桁２は、対向端部上面側に断面長方形に切り欠かれて橋軸直角方向に延びた収容凹部２ａを設けており、この収容凹部２ａに沿ってさらにＬ字状の一対のコンクリート層４が後打ちで形成されている。伸縮継手装置１０は、一対のコンクリート層４間に跨って対向する凹部内に嵌め合わされており、取付孔１５に挿入したアンカーボルト１８をコンクリート層４内に埋設されたアンカー７に係止させることにより、コンクリート層４に固定されている。さらに、橋桁２にはアスファルト層５が敷設されており、伸縮継手装置１０の上面がアスファルト層５と面一にされている。また、伸縮継手装置１０の下側の遊間３には、緩衝ゴム６が橋桁２の対向面に固定して配設されている。緩衝ゴム６は、橋桁２間の衝突を防止すると共に通過する車両による弾性体部１１の変形を防止するバックアップ部材としても機能する。

上記構成の第１実施形態においては、下側溝部１２を挟む橋軸方向両側に形成された弾性変形部１４の軟質板１４ａが高減衰ゴムであることにより、車両通過時の衝撃等を吸収して緩和することができる。また、弾性変形部１４が、高減衰ゴムからなる軟質板１４ａと硬質板２１が交互に積層された積層構造となっていることにより、軟質板１４ａのへたりが防止され、高減衰ゴムによる衝撃を緩和する効果が長期にわたって適正に得られる。そのため、伸縮継手装置１０によれば、橋桁２の遊間３における車両の走行性が高められると共に、車両の通過に伴う騒音、振動の発生が抑えられる。

また、弾性変形部１４が、上層の高硬度層１１ａの部分より硬度が低くなっている。そのため、硬度の低い弾性変形部１４により、車両の走行性が高められると共に、地震等による衝撃、車両通過時の衝撃等による橋桁２間の遊間３変位を吸収できることにより、車両の安全かつ円滑な走行が確保される。さらに、弾性体部１１の表層側の高硬度層１１ａが、弾性変形部１４の硬度より高くなっているため、車両の大きな輪荷重の繰返し付加による上側溝部１３の磨耗が抑えられ、伸縮継手装置１０の損傷の程度も低くその製品寿命が長くされる。

例えば、従来の伸縮継手装置のように、弾性体部１１の表層側が高硬度層１１ａになっていないものの場合、耐久性が２〜３年程度であり、補修や取り替えの手間が頻繁であったが、本発明の伸縮継手装置については、耐久性が８〜１０年と、４倍程度に長くされる。そのため、本実施形態においては、伸縮継手装置１０の補修や取り替え等の手間が軽減され、橋梁の維持管理のコストを大幅に低減する効果が得られる。

さらに、弾性変形部１４が硬質板２１と軟質板１４ａとの積層構造となっていることにより、弾性変形部１４の水平方向のバネを小さくしたままで、鉛直方向のバネが高められ、従って伸縮に対する変形も容易となる。これにより、車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による弾性体部１１の沈み込みが抑えられ、それによる段差の発生が防止される。その結果、第１実施形態においては、橋桁２の連結部分における車両の走行性が段差により妨げられることがなく、段差による騒音や振動の発生が抑えられる。

つぎに、第２実施形態について説明する。
本実施形態の伸縮継手装置１０Ａの弾性体部１１Ａは、図５に示すように、上記弾性体部１１とほぼ同様の構造であるが、高硬度層１１ａの下側は、ＪＩＳ−Ａ硬度が４０度程度のＣＲ等の通常のゴム材料製の低硬度層１１ｃになっている。また、下側溝部１２と上側溝部１３に挟まれた弾性変形部１９には、上補強板１６，下補強板１７及び硬質板２１が埋設されており、上記弾性変形部１４と同様に、硬質板２１と低硬度ゴムからなる軟質板１９ａとが交互に積層された積層構造になっている。さらに、弾性変形部１９には、鉛製で柱状の塑性変形部材２３が、各板１６，１７，２１の貫通孔（図示しない）に嵌入されて取り付けられた状態で埋設されて各板１６，１７，２１間を連結している。また、塑性変形部材２３は、下側溝部１２を挟んだ両側において、橋軸直角方向の複数箇所に埋設されている。弾性体部１１Ａの他の部分については、弾性体部１１と同様である。

第２実施形態によれば、上補強板１６，下補強板１７及び硬質板２１間に配設され塑性変形部材２３の減衰作用により、車両通過時の衝撃等を吸収して緩和することができる。また、塑性変形部材２３が硬質板２１によって分離されているため、個々の部分で塑性変形部材２３が変形することができ、塑性変形部材２３全体として均一な変形となる。そのため、塑性変形部材２３の減衰作用による衝撃を緩和する効果が良好に得られる。その結果、第２実施形態においても、伸縮継手装置１０Ａにより、遊間３における車両の走行性が高められると共に、車両の通過に伴う騒音、振動の発生が抑えられる。

また、上記伸縮継手装置１０Ａの変形例として、図６に示すように、伸縮継手装置１０Ｂの弾性変形部１９に硬質板を設けた積層構造にせず、単に上補強板１６及び下補強板１７間に塑性変形部材２４を配設してもよい。伸縮継手の厚みが十分に確保できない場合など、設置場所やサイズの制約により、適宜図６のような構造も使用することができる。

なお、上下補強板１６，１７の平板部に、多数の貫通孔を設けることができる。これにより、弾性体部１１の加硫成形の際に、ゴム弾性体を補強板に接着しなくても、上下補強板１６，１７と弾性体部１１との接着強度が確保される。そのため、両者の接着強度を維持しつつ弾性体部１１の加硫成形のコストが安価にされる。また、上補強板１６については、断面Ｕ字状にする等種々の形状が可能である。その他、上記各実施形態及び変形例に示した伸縮継手装置については、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

本発明の伸縮継手装置は、車両の通過に伴う衝撃を高減衰ゴムや塑性変形部材によって緩和して、車両の走行性を高めることができ、車両の通過に伴う騒音、振動の発生を抑えることができるので、橋梁の継手用として有用である。

本発明の第１実施形態である伸縮継手装置の使用状態を示す一部破断正面図である。 同伸縮継手装置を示す図３のＩＩ−ＩＩ線方向の断面図である。 同伸縮継手装置を示す平面図である。 同伸縮継手装置を示す底面図である。 第２実施形態である伸縮継手装置を示す断面図である。 変形例である伸縮継手装置を示す断面図である。

符号の説明

１…橋脚、２…橋桁、３…遊間、１０，１０Ａ，１０Ｂ…伸縮継手装置、１１…弾性体部、１１ａ…高硬度層、１１ｂ…減衰層、１１ｃ…低硬度層１２…下側溝部、１３…上側溝部、１４，１９…弾性変形部、１４ａ，１９ａ…軟質板、１６…上補強板、１７…下補強板、２１…硬質板、２３，２４…塑性変形部材。

Claims (3)

1. 橋桁の連結部分にて該橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、該遊間位置に対応する該弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、該弾性体部の上面に該下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成された伸縮継手装置であって、
   前記下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された前記弾性体部の一部をなす弾性変形部が、高減衰ゴムからなる軟質板と硬質板とが上下方向に交互に積層された積層構造となっていることを特徴とする伸縮継手装置。
2. 橋桁の連結部分にて該橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、該遊間位置に対応する該弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、該弾性体部の上面に該下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成た伸縮継手装置であって、
   前記下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された前記弾性体部の一部をなす弾性変形部の上方に水平方向に延びた上補強板が埋設され、下方に該上補強板と略平行に下補強板が埋設され、
   該上補強板と下補強板に塑性変形部材が取り付けられて該上補強板及び下補強板間を連結している
   ことを特徴とする伸縮継手装置。
3. 前記上補強板と下補強板の間に硬質板と軟質板が交互に積層されていることを特徴とする前記請求項２に記載の伸縮継手装置。

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