JP2014218795A

JP2014218795A - 耐震性支承部構造

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Publication number: JP2014218795A
Application number: JP2013096816A
Authority: JP
Inventors: 石橋　忠良; Tadayoshi Ishibashi; 忠良石橋; 雄太野上; Yuta Nogami; 棚村　史郎; Shiro Tanamura; 史郎棚村; 正猛石井; Masatake Ishii
Original assignee: JR East Consultants Co
Current assignee: JR East Consultants Co
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2014-11-20

Abstract

【課題】移動制限装置の省略または軽減を図る。
【解決手段】上部構造（２０）と下部構造（３０）の接点に設けられ、上部構造からの荷重を下部構造に伝達する支承部構造において、橋軸直角方向の表面が平坦でない形状の支承本体（１０）を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は上部構造と下部構造の接点に設けられて上部構造を支持する支承部の耐震性を向上させるようにした耐震性支承部構造に関する。

１９９５年に発生した兵庫県南部地震等を踏まえ、技術基準で定める設計地震動はより強い地震動を想定することとなり、橋桁を支持する支承部の設計では、特に、橋桁の慣性力等による応答値が大きい橋軸直角方向に対して十分な耐力または変形性能を持たせることが困難である。
図８は従来の鉄道橋の支承部の構造を説明する図である。
橋脚１には橋桁２との接点に支承本体３が設けられて橋桁を支え、水平方向の荷重は移動制限装置（ストッパー）５により抵抗する構造である（図８（ａ））。支承本体３はゴム板の両面にステンレス等の鋼板を接着した単層または複数層のゴムシュー３a の上下をモルタル３ｂ等で固めた構造である（図８（ｂ））。
このような支承部の設計は、一般に、支承本体（ゴムシュー）は常時における橋軸方向（鉄道橋の場合、線路方向）の温度変化等による変形に対して追従し、かつ、鉛直方向の荷重を負担し、強震時の水平方向の荷重に対しては移動制限装置（ストッパー）により抵抗させる構造であるため、大がかりな移動制限装置を必要としていた（特許文献１）。

特開平１１−１７２６２３号公報

従来の支承部は移動制限装置の製作に多大な費用を要すること、強震時の水平方向の荷重に耐える移動制限装置の設置が困難な場合があること、移動制限装置を設置するための労力および時間を要するという問題があった。

本発明は上記課題を解決しようとするもので、支承本体（ゴムシュー）に地震時水平力に対する耐荷性能、変形性能を付与し、移動制限装置の省略または軽減を図ることを目的とする。
そのために本発明の耐震性支承部構造は、上部構造と下部構造の接点に設けられ、上部構造からの荷重を下部構造に伝達する支承部構造において、橋軸直角方向の表面が平坦でない形状の支承本体を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記支承本体を単独または複数層重ねた支承部を上部構造と下部構造間に介在させたことを特徴とする。
また、本発明は、前記支承部を上部構造と下部構造間に複数個敷き並べたことを特徴とする。
また本発明は、さらに桁の上下方向の変位を抑制する装置を設けたことを特徴とする。
れか１つに記載の耐震性支承部構造。
また、本発明は、前記上下方向の変位を抑制する装置の両端は橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能なピン構造の係合部を介して上部構造と下部構造に取り付けられることを特徴とする。
また、本発明は、前記ピン構造の係合部は、さらに橋軸方向にスライド可能であることを特徴とする。

本発明は、支承本体（ゴムシュー）の構造を橋軸直角方向の表面が平坦でない形状とすることにより、地震時水平力が作用したとき支承本体が抵抗し、橋軸直角方向に対して十分な耐力、変形性能をもたせることができ、移動制限装置の省略または軽減を図ることができる。また、支承本体は橋軸方向には平坦であるため橋軸方向の温度変化等による橋桁の変形に追従することができる。

支承本体の例を説明する図である。支承本体の他の例を説明する図である。支承本体の他の例を説明する図である。桁の上下方向の変位を抑制する装置を併用した例を説明する図である。ピン構造の例を示す図である。ボックスタイプのピン構造の例を示す図である。桁の上下方向の変位を抑制する装置を併用した他の例を説明する図である。従来の支承部構造を説明する図である。

以下、本実施形態について説明する。なお、本発明は、列車、歩行者、自動車などを直接支持する部分（床版や桁）である上部構造と、上部構造を支持する部分（橋台、橋脚、基礎）である下部構造の接点に設けられて上部構造からの荷重を下部構造に伝達する支承部構造に関するものであるが、以下の説明では、便宜上、上部構造を橋桁、下部構造を橋脚として説明する。
図１は本発明の支承本体（ゴムシュー）の例を説明する図である。
図１（ａ）はゴム板の両面にステンレス等の鋼板を接着した単層または複数層の支承本体１０の構造を示し、両側縁から中央部に向かう（橋軸直角方向）傾斜面１０ａと、中央部の平坦面１０ｂとからなる表面を有し、橋軸方向には平坦となっている。
図１（ｂ）は上記支承本体１０の上下をモルタル１５等で固めて橋桁２０と橋脚３０との間に支承部として設けた例を示す断面図であり、地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の傾斜面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。なお、橋桁２０、橋脚３０とモルタル１５とがずれるのを防止するため、これらの間にボルト、鉄筋等からなるずれ止め金具を設置してもよい。図示の例はずれ止め金具としてアンカー１７を設置した場合を示しているが、ずれ止めがなくてもずれないような場合は当然不要である。
図１（ｃ）は橋桁２０に支承本体１０の形状に倣った凹部を形成し、この凹部の形状に倣った形状の凸部を橋脚３０に形成し、凸部と凹部との間に上記支承本体１０を設けた例を示す断面図であり、同様に地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の傾斜面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。この例でも支承本体１０の上下をモルタル等で固めるようにしてもよい。
なお、上記例において、支承本体１０は橋軸方向には平坦であるため橋軸方向の温度変化等による変形に追従することができる。

図２は本発明の支承本体（ゴムシュー）の他の例を説明する図である。
図２（ａ）はゴム板の両面にステンレス等の鋼板を接着した単層または複数層の支承本体４０の構造を示し、橋軸直角方向には中央部が盛り上がった凸曲面４０ａを有し、橋軸方向には平坦となっている。
図２（ｂ）は上記支承本体４０の上下をモルタル４５等で固めて橋桁２０と橋脚３０との間に支承部として設けた例を示す断面図であり、地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の凸曲面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。なお、橋桁２０、橋脚３０とモルタル４５とがずれるのを防止するため、これらの間にボルト、鉄筋等からなるずれ止め金具を設置してもよく、この例においてもずれ止め金具としてアンカー１７を設置しているが、ずれ止めがなくてもずれないような場合は当然不要である。
図２（ｃ）は支承本体４０の形状に倣った形状の凹部を橋桁２０に形成し、この凹部の形状に倣った形状の凸部を橋脚３０に形成し、凸部と凹部との間に上記支承本体４０を設けた例を示す断面図であり、同様に地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の凸曲面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。また、支承本体４０の上下をモルタル等で固めるようにしてもよい。
この例においても、支承本体４０は橋軸方向には平坦であるため橋軸方向の温度変化等による変形に追従することができる。

図３は本発明の支承本体（ゴムシュー）の他の例を説明する図である。
図３（ａ）はゴム板の両面にステンレス等の鋼板を接着した単層または複数層の支承本体（ゴムシュー）５０の構造を示し、橋軸直角方向に波形の面５０ａを有し、橋軸方向には平坦となっている。
図３（ｂ）は上記支承本体５０の上下をモルタル５５等で固めて橋桁２０と橋脚３０との間に支承部として設けた例を示す断面図であり、地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の波形の面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。なお、橋桁２０、橋脚３０とモルタル５５とがずれるのを防止するため、これらの間にボルト、鉄筋等からなるずれ止め金具を設置してもよく、この例においてもずれ止め金具としてアンカー１７を設置しているが、ずれ止めがなくてもずれないような場合は当然不要である。
図３（ｃ）は橋桁２０に支承本体５０の波形に倣った凹凸部を形成し、この凹凸部の形状に倣った形状の凸凹部を橋脚３０に形成し、凹凸部と凸凹部との間に上記支承本体５０を設けた例を示す断面図であり、同様に地震時水平力が橋軸直角方向に作用したとき、支承本体１０の波形の面があるため抵抗して十分な耐力、変形性能をもたせることができる。また、支承本体５０の上下をモルタル等で固めるようにしてもよい。
この例においても、支承本体５０は橋軸方向には平坦であるため橋軸方向の温度変化等による変形に追従することができる。

図４は橋桁の上下方向の変位を抑制する装置を併用した例を説明する図である。
この例は橋軸直角方向に中央部が盛り上がった凸曲面を有する支承本体（ゴムシュー）６０を複数層重ねてその上下をモルタル６５で固めて支承部とし、さらに支承部の周囲に橋桁２０の上下動を抑制する棒状の装置７０を設けた例を示しており、装置７０の両端部はピン構造の係合部７１で橋桁と橋脚に固定されている（詳細は後述）。なお、橋桁２０、橋脚３０とモルタル６５とがずれるのを防止するため、これらの間にボルト、鉄筋等からなるずれ止め金具を設置してもよく、この例においてもずれ止め金具としてアンカー１７を設置しているが、ずれ止めがなくてもずれないような場合は当然不要である。

図５は橋桁の上下方向の変位を抑制する装置７０の両端部のピン構造の係合部７１の例を示す図である。
図５（ａ）は２つのリング７１ａ、７１ｂを噛み合わせて直接橋桁、橋台に取り付けられるピン構造を示している。地震時に橋桁が橋軸直角方向の凸型の支承本体６０（図４）を乗りあがろうとする際の上下方向の変位に対して、装置７０が引張に抵抗することで、上下方向の変位を抑制できる。ただし、実際には橋桁は水平方向にも移動するため、装置７０の両端部が損傷しないように、両端部はリング同士を係合して橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能な構造としている。
図５（ｂ）のピン構造は係合する２つのリングのうち一方が橋軸方向に横長の形状をした例を示し、ここでは固定される側のリング７１ｃが橋軸方向に横長となっている。地震時に橋桁が橋軸直角方向の凸型の支承本体６０（図４）を乗りあがろうとする際の上下方向の変位に対して、装置７０が引張に抵抗することで上下方向の変位を抑制できる。ただし、実際には橋桁は水平方向にも移動するため、装置７０の両端部が損傷しないように、両端部はリング同士を係合して橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能な構造としている。なお、リング７１ｃが橋軸方向に横長でスライド可能になっているのは、温度変化等による橋軸方向の桁の変位に対して追従できるようにするためである。
図５（ｃ）はリング７１ａと橋桁または橋台に固定したＵ字型のピン７１ｄとを係合させたピン構造の例を示しており、Ｕ字型のピン７１ｄは橋軸方向に横長となっている。図５（ｂ）の場合と同様に、地震時に橋桁が橋軸直角方向の凸型の支承本体６０（図４）を乗りあがろうとする際の上下方向の変位に対して、装置７０が引張に抵抗することで上下方向の変位を抑制できる。ただし、実際には橋桁は水平方向にも移動するため、装置７０の両端部が損傷しないように、両端部はリング７１ａとピン７１ｄとを係合させて橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能な構造としている。なお、Ｕ字型のピン７１ｄが橋軸方向に横長でスライド可能になっているのは、温度変化等による橋軸方向の桁の変位に対して追従できるようにするためである。

図６は橋桁の上下方向の変位を抑制する装置７０の両端部をボックスタイプのピン構造とした例を示す図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は上面図、図６（ｃ）は斜視図、図６（ｄ）は台座上面図である。
図６（ａ）において、鋼材からなる棒状装置７０の端部をねじ切りし、橋桁や橋台にボルトナットで固定した鋼製のボックス７１ｅの上面に形成した橋軸方向に長い長孔７１ｈを通してナット７１ｆと７１ｇで取り付けたものであり、長孔７１ｈは橋軸直角方向に棒状装置７０が隙間をもって緩く嵌合する構造としている。この例では長孔７１ｈは前面側を開口させて、ここを通して棒状装置７０を取り付け可能にしているが、前面側を開口させないようにしてもよい。また、ボックス内のナット７１ｇはボックスの上面と所定の間隔を設けているため、所定範囲で棒状装置７０が回転可能になっている。このような構成であるため、地震時に橋桁が橋軸直角方向の支承本体６０（図４）を乗りあがろうとする際の上下方向の変位に対して、装置７０が引張に抵抗することで上下方向の変位を抑制できる。ただし、実際には橋桁は水平方向にも移動するため、装置７０の両端部が損傷しないように、両端部はボックス７１ｅの長孔７１ｈに緩く嵌合して橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能な構造としている。なお、長孔７１ｈが橋軸方向に横長で棒状装置７０の端部がスライド可能になっているのは、温度変化等による橋軸方向の桁の変位に対して追従できるようにするためである。

図７は橋桁の上下方向の変位を抑制する装置を併用した他の例を説明する図である。
この例は図４の例において、橋桁、橋台と支承部との間に鋼製の台座８０を設けたもので、図４と同一番号は同一内容を示しているので詳細な説明は省略する。この例では支承部、棒状装置７０とピン構造の係合部７１、台座８０をユニット化して設置することが可能で、設置後に台座を通してボルトナットで橋台、橋桁にずれ止め金具８３を取り付けることができる。

１０，４０，５０，６０…支承本体、１５，４５，５５，６５…モルタル、１７…アンカー、２０…橋桁、３０…橋脚、７０…上下動抑制装置、７１…ピン係合部。

Claims

上部構造と下部構造の接点に設けられ、上部構造からの荷重を下部構造に伝達する支承部構造において、橋軸直角方向の表面が平坦でない形状の支承本体を有することを特徴とする耐震性支承部構造。
前記支承本体を単独または複数層重ねた支承部を上部構造と下部構造間に介在させたことを特徴とする耐震性支承部構造。
前記支承部を上部構造と下部構造間に複数個敷き並べたことを特徴とする請求項２記載の耐震性支承部構造。
さらに桁の上下方向の変位を抑制する装置を設けた請求項１乃至３いずれか１つに記載の耐震性支承部構造。
前記上下方向の変位を抑制する装置の両端は橋軸方向および橋軸直角方向に回転可能なピン構造の係合部を介して上部構造と下部構造に取り付けられることを特徴とする請求項４記載の耐震性支承部構造。
前記ピン構造の係合部は、さらに橋軸方向にスライド可能であることを特徴とする請求項５記載の耐震性支承部構造。