JP2008542590A - 特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置 - Google Patents

Abstract

特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置である。橋梁の幅方向に沿って並列に配列された少なくとも二つのモジュールを含み、それぞれのモジュールは橋梁の伸縮継手の両側橋脚に設けられた固定式櫛形フェースプレート（２）と可動式櫛形フェースプレート（１）とを備えている。可動式櫛形フェースプレート（１）は橋梁の伸縮継手に架け渡され、固定式櫛形フェースプレート（２）と可動式櫛形フェースプレート（１）のそれぞれの対応する端部には櫛歯（２１）、（２２）が設けられ、且つ互いに交替で嵌合されている。前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部は橋脚と一体に形成されている底座（５）に回転可能に連結され、前記固定式櫛形フェースプレート（１）の櫛歯（２２）は固定式櫛形フェースプレート（２）の根部に回転可能に連結されると同時に、固定式櫛形フェースプレート（２２）の中部は橋脚と一体に固定されたシール板（６）に横方向に変位可能に連結される。
【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁のフィンガージョイント装置、特に特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置に関する。

橋梁のジョイント装置として、櫛形の固定フェースプレートと可動フェースプレートとを有する比較的に性能のよいフィンガージョイント装置がある。特に伸縮量が160mm以上の大型橋梁の伸縮装置の場合、例えば、本願発明者の中国特許ZL02264872.0号「組み立て式橋梁のフィンガージョイント装置」では、可動式櫛形フェースプレートにより伸縮が行われるようになっており、縦方向の隙間が存在せず、且つ橋面と路面とが一体的につながるようになっている。このようなジョイント装置は耐震性が優れているため、車両運転の安定性、快適性を確保することができる。また、段差による車両への衝撃を有効に回避することができるため、穏やかで心地よく運転することができる。

しかし、斜張橋、つり橋、アーチ橋などの橋梁において、床版は車両の荷重及び気温の変化によって長手方向、縦方向に変位するほか、風力等他の要素の変化に起因して水平方向の角折れ及びねじりの変形が発生する。伝統的なモジュラス式及びジョイント装置ではこのような変形に対応できなくなっている。従来のモジュラス式装置では、縦横梁の脱チェーン、支持台の断裂が発生するおそれがある。また、従来のフィンガージョイント装置では、櫛歯の間の接触が剛性であるため、前記横方向への変形が発生した場合、櫛歯が断裂し易く、伸縮装置全体の損傷を引き起こす恐れがある

このような現状に鑑み、本発明は橋梁に作用する風などの外力により、橋梁に大きな横方向の角折れ変形が発生した場合でも、断裂せず装置の完全さを維持できるモジュール式フィンガージョイント装置を提供することを目的とする。

本発明が解決しようとするもう一つの技術課題は、橋脚の横方向の変位のみならず、橋脚の縦方向の変位にも耐えることができるモジュール式橋梁のフィンガージョイント装置を提供することにある。

上記の課題を解決する技術手段として、本願発明の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置は、橋梁の幅方向に沿って並列に配列された少なくとも二つのモジュールを含み、そのうち、それぞれのモジュールは橋梁の伸縮継手の両側橋脚に設けられた固定式櫛形フェースプレートと可動式櫛形フェースプレートとを備え、可動式櫛形フェースプレートは橋梁の伸縮ジョイント部に架け渡され、固定式櫛形フェースプレートと可動式櫛形フェースプレートとのそれぞれの対応する端部に設けられた櫛歯は互いに交替で設置されており、その特徴は、前記可動式櫛形フェースプレートの根部は、橋脚と一体に形成された底座に回転可能に連結され、前記固定式櫛形フェースプレートの櫛歯は、固定式櫛形フェースプレートの根部に回転可能に連結されると同時に、固定式櫛形フェースプレートの櫛歯の中部は、橋脚と一体に固定されたシール板に対し水平面上横方向に偏移可能に連結されている。

前記可動式櫛形フェースプレートの根部と底座との間の相対回転可能な連結は下記のような方式を採用している：前記可動式櫛形フェースプレートの根部には下方に突出した円柱形軸枢が設けられており、前記底座の対応する位置には円柱形溝が設けられ、前記円柱形軸枢と前記円柱形溝との近傍に設けられた位置決めボルトを用いて両者を一体的に連結し、底座に設けられた前記位置決めボルト貫通用孔は楕円孔で、前記楕円孔において位置決めボルト両側の隙間には弾性減衰材が充填されている。また、前記円柱形溝の底部には弾性支持部が設けられていて、撓み力を低減させ、車両への衝撃と振動を吸収解消することができる。また、前記位置決めボルトは前記可動式櫛形フェースプレート及び底座を貫通しており、前記ボルトの尾部段差又は/及びナットの表面は球面状であり、底座又は/及び可動式櫛形フェースプレートの対応する位置には対応するボールソケットが設けられていて、装置全体が一定の縦方向変移に耐えることができる。

前記可動式櫛形フェースプレートの根部と底座との間の相対回転可能な連結には、下記のような方式を採用している：可動式櫛形フェースプレートの根部には下方に突出した円柱形軸枢が設けられ、且つ前記軸枢の近傍には下方に突出したプラグを設けられており、底座の対応する位置には、前記軸枢を収納可能な円柱形溝と前記プラグを収納可能な楕円形溝が設けられており、前記楕円形溝において前記プラグの両側の隙間には弾性減衰材が充填されている。更に、中央ボルトを備え、前記中央ボルトは前記軸枢（１２）の位置で可動式櫛形フェースプレートと底座を貫通して両者を回転可能に一体的に連結する。また、前記円柱形溝及び楕円形溝の底部には弾性支持部が設けられ、撓み力を低減させ、車両への衝撃と振動を吸収解消することができる。また、前記中央ボルトの尾部段差又は/及びナットの表面は球面であり、底座又は/及び可動式櫛形フェースプレートの対応する位置にはボールソケットが設けられていて、装置全体が一定の縦方向変移に耐えることができる。

前記固定式櫛形フェースプレートの根部と櫛歯との間の回転可能な連結は、単に両者を貫通する位置決めピンにより連結を実現することができ、また他の既存の技術を用いても良い。

前記固定式櫛形フェースプレートの櫛歯とシール板との間には、簡単に両者を貫通する位置決めボルトにより水平方向にて相対的に横方向に変位可能に連結され、且つシール板において前記位置決めボルト貫通用孔は楕円孔で、前記楕円孔において位置決めボルトの両側の隙間には弾性減衰材が充填されるが、当然ながら他の既存の技術を用いても良い。

大きな変形力に起因して可動式櫛形フェースプレートの縦方向に過大な変形が発生し、回転可能に連結されている底座から離脱することを防止するため、さらに前記可動式櫛形フェースプレートの根部と前記底座との間に安全スプリング又は安全ボルトを連結することができる。前記安全ボルトは下方から上方に底座と可動式櫛形フェースプレートとを貫通し、可動式櫛形フェースプレートにおける対応する孔は段差孔で、中には圧縮スプリングが設けられ、安全ボルトの段差の上の部分に挿入され、且つナット上で位置決められる。

事実上、床版の縦方向の変位に抵抗するため、本願発明者の中国特許CN200410049491.5号の先願発明特許「耐たわみ性超大型橋梁のフィンガージョイント装置」で開示した構造を用いることもできる。具体的には、下記の構造を採用することができる。即ち、可動式櫛形フェースプレートの根部は櫛状であって、且つ底面には回転軸が固定連結され、可動式櫛形フェースプレートの根部の歯間隔内には押し座及び受け座から構成される軸受が設けられ、押し座と受け座はボルトにより一体的に固定される。そのうち、押し座の底面には半円柱形の溝が設けられ、受け座の頂面にも半円柱形の溝が設けられ、二つの溝が共同で回転軸を収納可能な軸受を構成し、それに、前記受け座には下方に突出した円柱形軸枢が設けられる一方、底座には対応する円柱形の溝が設けられ、近接する位置において位置決めボルトにより一体的連結され、また、底座には前記位置決めボルト貫通用楕円孔が設けられ、前記楕円孔において位置決めボルトの両側の隙間には弾性減衰材が充填される。

現行の技術に比べ、床版が風等の外力に起因して横方向のねじり変位が発生した際、本発明の可動式櫛形フェースプレート及び其の櫛歯は対応して偏向し、固定式櫛形フェースプレートの櫛歯も対応して偏向され、且つ弾性減衰材の作用と相まって、撓み力を低減させ、衝撃力と振動力を吸収解消することができる。したがって、伸縮装置の疲労損傷速度を緩め、櫛歯の断裂の発生を防止することができる。また、ボルトの球面構造、弾性支持部、安全スプリング、安全ボルト及び特有の縦方向の回転設計により、床版の縦方向の変位により柔軟に適応できる。よって橋梁の伸縮装置は全体として、床版に他方向の変形が発生した場合でも剛性破壊が発生することなく適応することができ、伸縮装置の損傷を防止する能力がさらに向上され、伸縮装置の使用寿命が延長される。また、モジュール化した設計も施工及び維持し易く、製造及び維持コストも削減させた。

以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１〜図９に示したのは、本発明を適用した鋼箱床版桁の一実施例である。橋梁の幅方向に沿って並列に配列された複数のモジュールを含み、そのうち、それぞれのモジュールは橋梁の伸縮継手の両側橋脚に設けられた固定式櫛形フェースプレート２と可動式櫛形フェースプレート１とを備え、可動式櫛形フェースプレート１は橋梁の伸縮継手に架け渡され、固定式櫛形フェースプレート２と可動式櫛形フェースプレート１のそれぞれの対応する端部には櫛歯２１、１１が設けられ、且つ互いに交替で嵌合されている。図１、図２を参照されたい。

前記可動式櫛形フェースプレート１の根部は、橋脚と一体に形成されている底座５に相対的に回転可能な方式で連結され、可動式櫛形フェースプレート１の根部には下方に突出した円柱形軸枢１２が設けられる一方、底座５には対応する円柱形の溝５１が設けられ、さらに底部にはまた弾性支持部５２が設けられ、両側の位置においてそれぞれ位置決めボルト４により両者が一体的連結されている（位置決めボルト４の数は具体的な状況によって決めることができるが、一つの位置決めボルト４だけでも機能を発揮することができる）。また、底座５に設けられた前記位置決めボルト４貫通用の孔５１は楕円孔で、前記楕円孔５１において位置決めボルト４の両側の隙間には弾性減衰材５３が充填されている。図３、図４、図５を参照されたい。前記可動式櫛形フェースプレート１の根部と前記底座５との間には安全ボルト３が連結され、前記安全ボルト３は下方から上方に底座５と可動式櫛形フェースプレート１を貫通し、可動式櫛形フェースプレート１における対応する孔は段差孔で、中には圧縮スプリング３１が設けられ、安全ボルト３の段差の上の部分に挿入され、且つナットによって位置決められる。図４を参照されたい。

一定の縦方向の変位に抵抗するため、前記位置決めボルト４の尾部段差及びナットの表面形状は球面であり、底座５及び可動式櫛形フェースプレート１の対応する場所には対応するボールソケットが設けられている。図４を参照されたい。

前記固定式櫛形フェースプレート２は、床版と一体的に形成されているシール板６に位置され、固定式櫛形フェースプレート２の根部とそれぞれの櫛歯２２の間には両者を貫通する位置決めプラグ２３により相対的に回転可能に連結されている。図２、図６を参照されたい。前記櫛歯２２の中部には、櫛歯２２とシール板６を貫通する位置決めボルト２１により水平方向にて相対的に横方向に変位可能に連結され、且つシール板６において前記位置決めボルト２１貫通用孔６１は楕円孔で、前記楕円孔６１において位置決めボルト２１の両側の隙間には弾性減衰材６２が充填されている。図６、図７、図８を参照されたい。

橋梁が外力に起因して横方向のねじり変位が発生した際、各モジュールの可動式櫛形フェースプレートにはそれに応じて歯根を中心に一定の角度の変位が発生し、且つ固定式櫛形フェースプレートの櫛歯を駆動して横方向で一定の変位を発生させることにより、櫛歯の断裂の発生を防止することができる。図９を参照されたい。

図１０〜図１４に示したのは本発明の実施例２である。実施例１との相違点は、可動式櫛形フェースプレート１の根部と底座５との間には相対的に回転可能な連結方式である。本実施例において、可動式櫛形フェースプレート１の根部には下方に突出した円柱形軸枢１２が設けられ、且つ前記軸枢１２の近傍には同じく下方に突出したプラグ１３が設けられている。また、底座５にはそれに対応し前記軸枢１２を収納可能な円柱形溝５２及び前記プラグ１３を収納可能な腰形溝５４が設けられている。円柱形溝５２と腰形溝５４の底部にはそれぞれ弾性支持部５２、５５が設けられ、そのうち、腰形溝５４において前記プラグ１３の両側の隙間には弾性減衰材５６が充填されている。また中央ボルト７を備え、前記中央ボルト７は前記軸枢１２の位置で可動式櫛形フェースプレート１と底座５を貫通すると同時に、両者を回転可能に一体的に連結している。

一定の縦方向の変位に抵抗するため、前記中央ボルト７の尾部段差及びナットの表面は球面状を呈し、底座５及び可動式櫛形フェースプレート１の対応する場所には対応するボールソケットが設けられている。図１２、図１３を参照されたい。

実施例１とのもう一つの相違点は、本実施例において、前記可動式櫛形フェースプレート１の根部と前記底座５との間には安全スプリング３２が設けられ、実施例１における安全ボルト３を切り替えている。図１３を参照されたい。

図１５〜図２０に示したのは本発明の実施例３である。実施例１及び実施例２との相違点は、可動式櫛形フェースプレート１の根部と底座５との間の相対回転可能な連結方式である。本実施例において、事実上、本願発明者の中国特許CN200410049491.5号の先願発明特許「耐たわみ性超大型橋梁のフィンガージョイント装置」で開示した耐縦方向変位の構造を結合しており、縦方向の変位に抵抗する能力はさらに向上している。具体的な構造は下記のとおりである。即ち、可動式櫛形フェースプレート１の根部も櫛状であり、且つ底面には回転軸１４が固定的に連結され、可動式櫛形フェースプレート１の根部の歯間隔内には押し座８２及び受け座８３から構成される軸受が設けられ、押し座８２と受け座８３とはボルト８１により一体的に固定されている。そのうち、押し座８２の底面には半円柱形の溝が設けられ、受け座８３の頂面にも半円柱形の溝が設けられ、二つの溝が共同で回転軸１４を収納可能な軸受を構成している。また、前記受け座８３には下方に突出した円柱形軸枢８３aが設けられる一方、底座５には対応する円柱形の溝５１が設けられている。さらに、底部のシール板には弾性支持部５２が設けられ、両側の位置で安全ボルト９により受け座８３及び底座５を一体的に連結し、また、底座５に設けられた前記位置決めボルト９貫通用の孔５２は楕円孔で、前記楕円孔５３において位置決めボルト９の両側の隙間には弾性減衰材９１が充填されている。

実施例１の構造説明図である。 図１のＡ−Ａの断面図である。 図１のＢ−Ｂの断面拡大図である。 図２の部分拡大図である。 図４のＣ−Ｃの断面図である。 図２の他位置の部分拡大図である。 図６のＤ−Ｄの断面図である。 図６のＥ−Ｅの断面図である。 実施例１における横方向の角折れ変位が発生した際の構造説明図である。 実施例２の構造説明図である。 図１０のＦ−Ｆの断面図である。 図１０のＧ−Ｇの断面拡大図である。 図１１の部分拡大図である。 図１３のＨ−Ｈの断面図である。 実施例３の構造説明図である。 図１５のＩ−Ｉの断面図である。 図１６の部分拡大図である。 図１５のＪ−Ｊの断面図である。 図１８のＫ−Ｋの断面図である。 図１８のＬ−Ｌの断面図である。

Claims (12)

1. 特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置であって、橋梁の幅方向に沿って並列に配列された少なくとも二つのモジュールを含み、そのうち、それぞれのモジュールは橋梁の伸縮継手の両側橋脚に設けられた固定式櫛形フェースプレート（２）と可動式櫛形フェースプレート（１）とを備え、可動式櫛形フェースプレート（１）は橋梁の伸縮ジョイント部に架け渡され、固定式櫛形フェースプレート（２）と可動式櫛形フェースプレート（１）とのそれぞれの対応する端部に設けられた櫛歯（２１）、（２２）は互いに交替で設置されている特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置において、
   前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部は、橋脚と一体に形成された底座（５）に回転可能に連結され、
   前記固定式櫛形フェースプレート（１）の櫛歯（２２）は、固定式櫛形フェースプレート（２）の根部に回転可能に連結されると同時に、
   固定式櫛形フェースプレートの櫛歯（２２）の中部は、橋脚と一体に固定されたシール板（６）に水平面上横方向に偏移可能に連結されている、ことを特徴とする特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
2. 前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部と底座（５）との間の相対回転可能な連結方式とは、
   前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部には下方に突出した円柱形軸枢（１２）が設けられており、
   前記底座（５）の対応する位置には円柱形溝（５１）が設けられ、
   前記円柱形軸枢（１２）と前記円柱形溝（５１）との近傍に設けられた位置決めボルト（４）を用いて両者を一体的に連結し、底座（５）に設けられた前記位置決めボルト（４）貫通用孔（５３）は楕円孔で、前記楕円孔（５３）において位置決めボルト両側の隙間には弾性減衰材（４１）が充填されている、 ことを特徴とする請求項1に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
3. 前記円柱形溝（５１）の底部には弾性支持部（５２）が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
4. 前記位置決めボルト（４）は前記可動式櫛形フェースプレート（１）及び底座（５）を貫通しており、前記ボルト（４）の尾部段差又は/及びナットの表面は球面状であり、底座（５）又は/及び可動式櫛形フェースプレート（１）の対応する位置には対応するボールソケットが設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
5. 前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部と底座（５）との間の相対回転可能な連結方式とは、
   可動式櫛形フェースプレート（１）の根部には下方に突出した円柱形軸枢（１２）が設けられ、且つ前記軸枢（１２）の近傍には下方に突出したプラグ（１３）を設けられており、
   底座（５）の対応する位置には、前記軸枢（１２）を収納可能な円柱形溝（５１）と前記プラグ（１３）を収納可能な楕円形溝（５４）が設けられ、
   前記楕円形溝（５４）において前記プラグ（１３）の両側の隙間には弾性減衰材（５６）が充填されており、
   更に中央ボルト（７）を備え、前記中央ボルト（７）は前記軸枢（１２）の位置で可動式櫛形フェースプレート（１）と底座（５）を貫通して両者を回転可能に一体的に連結する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
6. 前記円柱形溝（５１）及び楕円形溝（５４）の底部には弾性支持部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
7. 前記中央ボルト（７）の尾部段差又は/及びナットの表面は球面であり、底座（５）又は/及び可動式櫛形フェースプレート（１）の対応する位置にはボールソケットが設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
8. 可動式櫛形フェースプレート（１）の根部は櫛状であり、且つ底面には回転軸（１４）が固定連結され、
   可動式櫛形フェースプレート（１）の根部の櫛歯間には押し座（８２）及び受け座（８３）から構成される軸受が設けられ、押し座（８２）と受け座（８３）はボルト（８１）により一体固定され、そのうち、押し座（８２）の底面には半円柱形の溝が設けられ、受け座（８３）の頂面にも半円柱形の溝が設けられ、二つの溝が共同で回転軸（１４）を収納可能な軸受を構成し、
   前記受け座（８３）には下方に突出した円柱形軸枢（８３ａ）が設けられる一方、底座（５）には対応する円柱形溝（５１）が設けられ、近接する位置において位置決めボルト（９）により受け座（８３）と底座（５）が一体的に連結され、
   底座（５）に設けられた前記位置決めボルト（９）貫通用の孔（５３）は楕円孔で、前記楕円孔（５３）において位置決めボルト（９）の両側の隙間には弾性減衰材（９１）が充填されている、ことを特徴とする請求項１に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
9. 固定式櫛形フェースプレート（２）の根部と櫛歯（２２）とは、両者を貫通する位置決めプラグ（２３）により相対回転可能に連結されている、ことを特徴とする請求項１〜８までのいずれか1項に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
10. 前記固定式櫛形フェースプレートの櫛歯（２２）と前記シール板（６）の間には両者を貫通する位置決めボルト（２１）により水平方向にて相対的横方向に変位可能に連結されており、
    前記シール板（６）に設けられたボルト（２１）貫通用の孔（６１）は楕円孔で、楕円孔（６１）と位置決めボルト（２１）の両側の隙間には弾性減衰材（６２）が充填されている、ことを特徴とする請求項１〜８までのいずれか1項に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
11. 前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部と前記底座（５）の間にはさらに安全スプリング（３２）が連結されている、ことを特徴とする請求項１〜８までのいずれか1項に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
12. 前記可動式櫛形フェースプレート（１）の根部と前記底座（５）の間にはさらに安全ボルト（３）が連結され、
    前記安全ボルト（３）は下方から上方に向けて底座（５）と可動式櫛形フェースプレート（１）を貫通しており、
    前記可動式櫛形フェースプレート（１）における前記安全ボルト（３）に対応する孔は段差孔で、中には圧縮スプリング（３１）が設けられ、安全ボルト（３）の段差以外の部分に挿入され、且つナット上に位置決められる、ことを特徴とする請求項１〜８までのいずれか1項に記載の特大変位に耐えられるモジュール式櫛形橋梁ジョイント装置。
    

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