JP2008133644A - 橋梁用固定支承構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛直荷重支持機能及び回転吸収機能に加えて、水平変位拘束機能及び上揚力抑制機能の全てを備え、全体構造がコンパクトで製造コスト及び施工コストを安価に抑えることができる、パッド型ゴム沓を用いた橋梁用固定支承構造を提供する。
【解決手段】ソールプレート３と、下沓４と、ソールプレート３の下面に固定される中間プレート７と、中間プレート７と下沓４との間に設置されるパッド型のゴム沓６と、中間プレート７及びゴム沓９を貫通して形成された貫通穴１４に上部構造１の鉛直方向回転を許容するように配置され、上部にフランジ１６を持つせん断キーと１５を備え、せん断キー１５は下沓４の少なくとも一部とともに一体に成形された鋳鋼品からなり、フランジ１６がソールプレートに形成された貫通穴１４よりも大径の嵌合穴１８に嵌合されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、橋梁用固定支承構造に関し、さらに詳細には、パッド型のゴム沓を用いた固定支承の構造に関する。

橋梁用支承として、パッド型の積層ゴム（ゴム沓）を用いた支承が知られている。このパッド型ゴム支承は、ゴム沓を上下部構造に固定せずに、単に置いて使用する支承であり、固定支承及び可動支承の両方に適用されている。

パッド型ゴム支承を固定支承として使用する場合は、ゴム沓自体に固定機能はないことから、アンカーバー等の固定部材（移動制限装置）を設置して水平変位を拘束する必要がある（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、アンカーバー等の移動制限装置は、ゴム支承とは別途設置されるため、据え付け手間が増えて施工費用が割高となる。また、パッド型ゴム支承は、上部構造の鉛直荷重支持機能及び回転吸収機能があるものの、それ自体では上部構造に作用する上揚力に対抗する機能はない。このため、パッド型のゴム支承を「道路橋示方書・同解説 Ｖ 耐震設計編」（平成１４年３月 社団法人 日本道路協会）に記載されたタイプＢ支承として用いる場合は、別途上揚力に対抗する機能を備えなければならない。
特開２００１−３０３５１７号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、鉛直荷重支持機能及び回転吸収機能に加えて、水平変位拘束機能及び上揚力抑制機能の全てを備え、しかも全体構造がコンパクトで製造コスト及び施工コストを安価に抑えることができる、パッド型ゴム沓を用いた橋梁用固定支承構造を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、上部構造と下部構造との間に設置される固定支承であって、
前記上部構造に固定されるソールプレートと、
前記下部構造に固定される下沓と、
前記ソールプレートの下面に固定される中間プレートと、
この中間プレートと前記下沓との間に設置されるパッド型のゴム沓と、
前記中間プレート及び前記ゴム沓を貫通して形成された貫通穴に前記上部構造の鉛直方向回転を許容するように配置され、上部にフランジを持つせん断キーとを備え、
前記せん断キーは前記下沓の少なくとも一部とともに一体に成形された鋳鋼品からなり、前記フランジが前記ソールプレートに形成された前記貫通穴よりも大径の嵌合穴に嵌合されていることを特徴とする橋梁用固定支承構造にある。

より具体的には、前記上部構造の鉛直方向の回転を許容するために、前記せん断キーと前記貫通穴の周壁との間には隙間が存し、
前記フランジの外周は凸状湾曲面とされ、該フランジの下面と前記中間プレートとの間、及び該フランジの上面と前記上部構造との間には隙間が存している構造が採用されている。

この発明によれば、パッド型ゴム沓にせん断キーを内蔵させた支承であるので、従来のパッド型ゴム支承のように移動制限装置を別途設置する必要がなく、施工を簡単に行うことができる。また、上部構造の水平変位拘束機能を持つにもかかわらず、全体構造がコンパクトであり、製造コストを安価なものとすることができる。また、せん断キーが下沓の少なくとも一部と一体成形された鋳鋼品からなるので、せん断キーをねじ込み式等により下沓に固定する場合に比べて、下沓を薄く設計することができる。

さらに、せん断キーの上部フランジをソールプレートに設けた嵌合穴に嵌合させるとともに、ソールプレートの下面に中間プレートを設けた構造としたので、フランジと中間プレートとの係合により上部構造の上揚力を抑制することができる。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による固定支承の実施形態を示す橋軸方向の鉛直断面図、図２は当該支承に用いられるパッド型ゴム沓を縮小して示す平面図である。

図１は上部構造１が鋼桁の場合の実施形態であり、固定支承は上部構造１に固定される四角形のソールプレート３と、下部構造２に固定される四角形の下沓４とを備えている。ソールプレート３は溶接により上部構造１に固定される。下沓４は下部構造２に埋め込まれる複数のアンカーボルト５を介して下部構造２に固定される。アンカーボルト５はその上端部が下沓４に下方からねじ６により締結される形式のもので、下沓４の上面からは突出しない。このため、下沓４上に設置される後述するパッド型のゴム沓９の設置範囲内に、全アンカーボルト５を取り付けることができ、下沓４を小さく設計することができる。

ソールプレート３の下面には四角形の中間プレート７が固定されている。この中間プレート７は上部構造１に取り付けられるセットボルト８によりソールプレート３に固定される。パッド型のゴム沓９は、この中間プレート７と下沓４との間に設置される。ゴム沓９は、中間プレート７と下沓４との間に据え置かれるだけである。ゴム沓９は複数の鋼板１０とゴム層１１とを積層し、加硫接着してなる周知のものである。図２に示すように、ゴム沓９の上部の鋼板１０には複数のねじ穴１２が設けられている。このねじ穴１２はゴム沓９を搬入するときの吊りボルトを固定するためのものであるが、ゴム沓９の回り止めのためのドリフトピン１３の挿入穴を兼ねている。

中間プレート７及びゴム沓９にはその中央に貫通穴１４が形成され、この貫通穴１４に円柱形のせん断キー１５が配置されている。このせん断キー１５は下沓４とともに一体に成形された鋳鋼品からなっている。そして、せん断キー１５の基部（根元部）には全周に亘ってコーナーＲ１５ａが設けられている。せん断キー１５の外径は貫通穴１４の穴径よりも小さく、したがってせん断キー１５と貫通穴１４の周壁との間には隙間が形成されている。せん断キー１５の上部には雄ねじ１７が設けられ、この雄ねじ１７にフランジを構成するリングナット１６が固定されている。

なお、上述のようにせん断キー１５及び下沓４は一体に成形された鋳鋼品であるが、ソールプレート３や中間プレート７は鋼材で作られている。

ソールプレート３には貫通穴１４と同心をなす嵌合穴１８が形成されている。この嵌合穴１８にリングナットすなわちフランジ１６が嵌合される。嵌合穴１８は貫通穴１４よりも大径であり、したがってフランジ１５はその下面が中間プレート７に係合可能である。フランジ１６の外周１９は凸状湾曲面とされ、またフランジ１６の下面と中間プレート７との間、及びフランジ１６の上面と上部構造１との間には隙間がそれぞれ形成されている。

上記固定支承において、上部構造１の鉛直荷重はゴム沓９により弾性的に支持される。上部構造１の水平荷重は、ソールプレート３からせん断キー１５のフランジ１６に直接伝達され、さらにせん断キー１５及びこれと一体となった下沓４を介して下部構造２に伝達される。これにより、上部構造１の水平変位が拘束され、パッド型のゴム沓９を用いた支承が固定支承として機能する。

上述したように、せん断キー１５と貫通穴１４の周壁との間、フランジ１６の下面と中間プレート７との間、及びフランジ１６の上面と上部構造１との間にはそれぞれ隙間が存し、またフランジ１６の外周は凸状湾曲面１９とされていることから、上部構造１の鉛直方向の回転に追従することが可能である。また、上部構造１に上揚力が作用すると、フランジ１６の下面に中間プレート７が係合するので、上揚力を抑制することができる。

また、せん断キー１５は、下沓４とともに一体成形された、じん性、強度の高い鋳鋼品で作られている。このため、せん断キーをねじ込み式等により下沓に固定する場合に比べて、下沓４を薄く設計することができる。また、せん断キー１５の基部にコーナーＲ１５ａを設けたので、応力集中による破壊や疲労破壊に対する安全性を高めることができる。

図３は、この発明による固定支承を上部構造１がコンクリート桁からなる橋梁に適用した実施形態を示している。上部構造１がコンクリート桁の場合、ソールプレート３は上部構造１に埋め込まれるアンカーボルト２５を介して上部構造に固定される。ソールプレート３の上面には嵌合穴１８を塞ぐ閉鎖プレート２６が設けられている。中間プレート７は、その下方から取り付けられるボルト２７によりソールプレート３に固定されている。

中間プレート７の貫通穴１４の周縁には環状段付き部２０が設けられている。この段付き部２０は、フランジ１６と中間プレート７との間の隙間を確保するためのものであり、ソールプレート３の厚みを大きく設計できる場合には、この段付き部２８は不要である。その他の構成は、鋼桁に適用される場合と全く同様であり、その作用も同様である。

図４はせん断キーと一体成形される下沓の別の実施形態を示す鉛直断面図である。この実施形態では、せん断キー１５が、下沓４の一部をなす円盤部４ａとともに一体成形された鋳鋼品からなっている。すなわち、下沓４は円盤部４ａと、その外周のリング部４ｂとからなっている。リング部４ｂは鋼材で作られ、その内周に円盤部４ａが溶接２１により固着されることにより、下沓４が形成される。なお、この下沓構造は、コンクリート桁からなる橋梁に適用される固定支承にも採用できる。

図５は、支承の据え付け形態の別の例を示している。多脚固定橋梁において、支承を据え付ける場合、最初に支承を下部構造に仮固定し、上部構造の完了時に支承を固定する工法が採用されることがある。図５は、この工法により支承を据え付ける場合に適用される実施形態であって、ベースプレート２２が使用され、その上に下沓４が設置される。

ベースプレート２２は下部構造２に埋め込まれる複数のアンカーボルト５を介して下部構造２に固定される。アンカーボルト５は、上記各実施形態で示したと同様に、その上端部がベースプレート２２に下方からねじ６により締結される形式のもので、ベースプレート２２の上面からは突出しない。このため、下沓４の設置範囲内に全アンカーボルト５を取り付けることができ、ベースプレート２２を小さく設計することができる。

下沓４は上部構造１の架設時には、ベースプレート２２上で滑らすことができるように仮固定し、上部構造１の施工完了後、下沓４をベースプレート２２に溶接２３により固定する。支承の交換は、溶接２３をハツリ取ることにより、容易に行うことができる。なお、上述の据え付け形態は、コンクリート桁からなる橋梁に適用される固定支承にも適用できる。

この発明による固定支承の実施形態を示す橋軸方向の鉛直断面図である。 同支承に用いられるパッド型ゴム沓を縮小して示す平面図である。 別の実施形態を示す橋軸方向の鉛直断面図である。 下沓の別の実施形態を示す鉛直断面図である。 この発明による固定支承の据え付け形態の別の例を示す鉛直断面図である。

符号の説明

１：上部構造
２：下部構造
３：ソールプレート
４：下沓
７：中間プレート
９：ゴム沓
１０：鋼板
１１：ゴム層
１４：貫通穴
１５：せん断キー
１６：リングナット（フランジ）
１７：雄ねじ
１８：嵌合穴
１９：フランジ外周
２２：ベースプレート

Claims (2)

1. 上部構造と下部構造との間に設置される固定支承であって、
   前記上部構造に固定されるソールプレートと、
   前記下部構造に固定される下沓と、
   前記ソールプレートの下面に固定される中間プレートと、
   この中間プレートと前記下沓との間に設置されるパッド型のゴム沓と、
   前記中間プレート及び前記ゴム沓を貫通して形成された貫通穴に前記上部構造の鉛直方向回転を許容するように配置され、上部にフランジを持つせん断キーとを備え、
   前記せん断キーは前記下沓の少なくとも一部とともに一体に成形された鋳鋼品からなり、前記フランジが前記ソールプレートに形成された前記貫通穴よりも大径の嵌合穴に嵌合されていることを特徴とする橋梁用固定支承構造。
2. 前記上部構造の鉛直方向の回転を許容するために、前記せん断キーと前記貫通穴の周壁との間には隙間が存し、
   前記フランジの外周は凸状湾曲面とされ、該フランジの下面と前記中間プレートとの間、及び該フランジの上面と前記上部構造との間には隙間が存していることを特徴とする請求項１記載の橋梁用固定支承構造。

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