JP2008014057A - 水平支承装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡単にすると共に、全方向にわたってせん断変形により水平力を分散させることができる水平支承装置を提供する。
【解決手段】上部構造物１の鉛直荷重を支持することなく、水平方向にせん断変形して、前記上部構造物１の水平荷重を支持する積層ゴム体２を備えた水平支承装置であって、前記積層ゴム体２は、上部鋼板２１と下部鋼板２２との間に中間鋼板２３とゴム層２４とを交互に積層し一体に成形した水平支承装置であり、上部鋼板２１の上面には上沓１３が固定され、かつ上部構造物１の下面にソールプレート１０が固定されており、少なくとも上沓１３とソールプレート１０との間に皿ばね１６を挟み込んだ状態で、皿ばね16,17を挿通した固定ボルト１４によって前記上沓１３とソールプレート１０とを一体に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁、陸橋、建築構造物、機械等の構造物を支承する、いわゆる機能分離型支承装置のうち、特に水平方向の荷重を支持するための水平支承装置に関する。

従来から、橋梁などの上部構造物と橋脚などの下部構造物との間に支承装置を配置し、上部構造物から作用する力を下部構造物に伝達して、上部構造の荷重の載荷によるたわみやねじれ変形を吸収することが行われている。
荷重伝達機能には、鉛直力支持機能と水平力支持機能とがある。従来の橋梁用支承装置は、各機能を集約させた機能一体型支承装置が多かった。機能一体型支承は各機能を集約させるために支点構造が簡素であるという利点はあるが、各々の機能の兼ね合いにより支承部が大型化するケースや、支承部に局部的な損傷や一部の機能不全が生じた場合に他の機能にその影響が大きく波及するという懸念もある。

このようなことから、近時、上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直支承装置と、上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、弾性体が水平方向にせん断変形して上部構造物の水平荷重を支持する水平支承装置とを備えた機能分離型支承装置が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に開示されている水平支承装置は、図５に示すように、下部構造物３０の上面に固定され、上部に上部構造物との間に隙間Ｃ1を形成する方形のフランジプレート３１（上部鋼板）を有する弾性体３２と、前記上部構造物の下面に固定され前記フランジプレート３１の橋軸方向及び橋軸直角方向に沿う周面に係合可能で且つ該フランジプレート３１の下面に隙間を介して係合するサイドブロック３３とを備えている。サイドブロック３３の下部には係合片３４が設けられる。弾性体３２はフランジプレート３１と下部鋼板（図示せず）との間に鋼板とゴム層とを交互に積層し、加硫接着により同時成形したものである。

特許第３６３４２８８号公報

上記水平支承装置は、弾性体３２がせん断変形して水平荷重を支持すると共に、上部構造物に回転が生じても、前記した隙間によって回転を許容することができ、さらに上揚力に対しても前記した係合片３４がフランジプレート３１に係合し、これにより、弾性体２０を介して上下部構造物間で上揚力を伝達することができ、上部構造物の落下を防止することができる。

しかしながら、弾性体２０は、該弾性体の本体からはみ出した大きなフランジプレート３１を有し、かつ該フランジプレート３１を抱え込むようにサイドブロック３３が上沓３５の下面に取付けられているため、構造が複雑になり、補修や部品の取り替えが容易でないという問題がある。

本発明の課題は、補修や取り替えが容易になるように構造を簡単にすると共に、全方向にわたってせん断変形により水平力を分散させることができる水平支承装置を提供することである。

上記課題を解決するための本発明の水平支承装置は、上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、水平方向にせん断変形して、前記上部構造物の水平荷重を支持する積層ゴム体を備えたものであって、前記積層ゴム体は、上部鋼板と下部鋼板との間に中間鋼板とゴム層とを交互に積層し一体に成形したものであり、前記上部鋼板の上面には上沓が固定され、かつ上部構造物の下面にソールプレートが固定されており、少なくとも上沓とソールプレートとの間に皿ばねを挟み込んだ状態で、該皿ばねを挿通した固定ボルトによって前記上沓とソールプレートとを一体に固定したことを特徴とする。
具体的には、例えば前記上沓の両面を皿ばねで挟み込んだ状態で、固定ボルトを前記皿ばね、上沓およびソールプレートに挿通させ、該ボルトにナットを螺合させて前記上沓とソールプレートとを一体に固定している。

本発明によれば、固定ボルトで上沓とソールプレートを固定するので、構造が簡単であり、補修や部品の取り替えも容易になる。また、本発明によれば、上部構造物に回転が生じても、皿ばねがたわむことによって、常時の上部構造物の回転を吸収することができる。さらに、固定ボルトがせん断抵抗を有するので全方向にわたって水平力を積層ゴム体へ伝達されるため、全方向にわたってせん断変形により水平力を分散させることができる。さらに、固定ボルトが引張り応力を有するので、地震時の上揚力を、積層ゴム体を介して上下構造物間で伝達することができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる水平支承装置について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図、図２は図１のＡ部分を拡大して示す拡大断面図である。

図１に示す水平支承装置は、上部構造物１の鉛直荷重に対して非荷重状態で設置されており、四角柱状の積層ゴム体２を有している。積層ゴム体２は厚肉の上部鋼板２１と下部鋼板２２との間に複数枚の薄肉の中間鋼板２３とゴム層２４とを交互に積層し、加硫成形により一体に成形したものである。

積層ゴム体２はボルト３により下沓４に固定され、この下沓４は、ベースプレート５にボルト６によって固定されている。ベースプレート５は、橋脚７に埋め込まれるアンカーボルト８を有している。

一方、上部構造物１の桁フランジ９がソールプレート１０上に載置される。ソールプレート１０の下面には上沓１３が配置されており、この上沓１３は積層ゴム体２の上部鋼板２１とボルト１１によって固定されている。そして、桁フランジ９、ソールプレート１０および上沓１３には図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔に固定ボルト１４が挿通され、ゆるみ止めにダブルナット１５で締付け一体に接合される。このとき、固定ボルト１４は、上沓１３を皿ばね１６，１７で挟み込んだ状態で桁フランジ９、ソールプレート１０および上沓１３を貫通し、ダブルナット１５で締付け接合される。

皿ばね１６，１７は、単体で使用してもよいが、図３に示すように複数の皿ばね１６，１７を積み重ねて、たわみ量を調節するのが好ましい。このとき全体のたわみ量は５ｍｍ程度まであればよい。また、組み合わせる皿ばね１６，１７の個数は１〜５個であるのが適当である。なお、ソールプレート１０と上沓１３との間に介在する皿ばね１６は、当該ソールプレート１０と上沓１３との間に隙間ｇ１（遊間）を形成する作用もある。

固定ボルト１４による接合位置は特に限定されるものではないが、例えば図４(a)に示すように上沓１３の橋軸方向（図１、図４に矢印Ｙで示す）の２辺の端部に貫通孔１８を設け、これらの貫通孔１８に固定ボルト１４を挿通させて接合するか、あるいは図４(ｂ)に示すように上沓１３の４辺の端部に貫通孔１８をそれぞれ設け、これらの貫通孔１８に固定ボルト１４を挿通させて接合するようにすればよい。

このように構成された水平支承装置では、上部構造物１が活荷重により回転を生じても、上沓１３とソールプレート１０との間に隙間ｇ１が存し、かつ該隙間ｇ１を形成する皿ばね１６がたわむことにより、上沓１３へ回転による変形が及ばなくなり、上部構造物１の桁フランジ９の回転を吸収することができる。なお、回転を吸収するうえで、前記隙間ｇ１は約５ｍｍ程度まであればよい。

また、桁フランジ９が温度変化による伸縮や地震などにより橋軸方向（矢印Ｙ）または橋軸直角方向に水平荷重を受けた場合、または上部構造物１に地震により鉛直方向上向きの荷重（上揚力）が作用した場合には、固定ボルト１４が水平力および上揚力に抵抗する。そして、水平力の場合は、弾性体２０がせん断変形して同方向の水平荷重に応答する。
上揚力の場合は、積層ゴム体２を介して上下構造物間で上揚力を伝達することができ、上部構造物の落下を防止することができる。

以上のように、本発明では、前記上沓１３の両面に皿ばね１６，１７を配置し、該皿ばね１６，１７を挿通した固定ボルト１４によって前記上沓１３とソールプレート１０と桁フランジ９とを一体に固定したので、上部構造物の回転を皿ばね１６，１７のたわみにより吸収することができる。さらに、固定ボルトがせん断抵抗を有するので全方向にわたって水平力を伝達すると共に、固定ボルトが引張り応力を有するので上揚力を伝達することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の改良や変更が可能である。例えば、上記の実施形態では上沓１３の両面に皿ばね１６，１７を配置したが、上沓１３のいずれか一方の片面のみに皿ばね１６または１７を配置してもよい。特に、隙間ｇ１を形成するうえで、少なくとも上沓１３とソールプレート１０との間に皿ばね１６が介在されているのが好ましい。

本発明の一実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断概略正面図である。 図１の要部拡大概略断面図である。 皿ばねの構成を示す概略断面図である。 固定ボルトを挿通させるための貫通孔を設けた上沓の概略正面図である。 従来の水平支承装置を示す正面図である。

符号の説明

１ 上部構造物
２ 積層ゴム体
４ 下沓
５ ベースプレート
７ 橋脚
９ 連結桁
１０ ソールプレート
１１ セットボルト
１３ 上沓
１４ 固定ボルト
１５ ダブルナット
１６ 皿ばね
１７ 皿ばね

Claims (2)

1. 上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、水平方向にせん断変形して、前記上部構造物の水平荷重を支持する積層ゴム体を備えた水平支承装置であって、
   前記積層ゴム体は、上部鋼板と下部鋼板との間に中間鋼板とゴム層とを交互に積層し一体に成形したものであり、
   前記上部鋼板の上面には上沓が固定され、かつ上部構造物の下面にソールプレートが固定されており、
   少なくとも上沓とソールプレートとの間に皿ばねを挟み込んだ状態で、該皿ばねを挿通した固定ボルトによって前記上沓とソールプレートとを一体に固定したことを特徴とする水平支承装置。
2. 前記上沓の両面を皿ばねで挟み込んだ状態で、固定ボルトを前記皿ばね、上沓およびソールプレートに挿通させ、該ボルトにナットを螺合させて前記上沓とソールプレートとを一体に固定した請求項１に記載の水平支承装置。