JP2018105008A - 支承板支承 - Google Patents

Abstract

【課題】高面圧化を図ることができる支承板支承を提供する。【解決手段】上沓２と、下沓３と、支承板４とを備えた支承板支承であって、支承板４は鋼製のものからなり、支承板４の平面部１２には凹部１４が形成されて、この凹部１４にすべりプレート１５が嵌め込まれ、下沓３にはその上面に開口する凹部９が形成されて、この凹部９に凹状曲面部１１が形成されたすべり座１０が嵌め込まれ、すべりプレート１５及びすべり座１０はいずれも低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料からなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、支承板支承に関し、より詳細には橋梁において上部構造と下部構造との間に設置されて上部構造の荷重を下部構造に伝達するための支承板支承に関する。

橋梁において上部構造の荷重を下部構造に伝達するための支承の１つとして、荷重伝達機能に加えてすべりによる上部構造の水平移動機能及び鉛直回転機能を持たせた支承板支承が知られている。この支承板支承には、密閉ゴム支承板支承と高力黄銅支承板支承とがある（例えば非特許文献１参照）。

密閉支承板支承は、下沓に設けた凹部にゴムプレート（弾性体）を挿入したうえ中間プレートを嵌め込んでゴムプレートを密閉し、また中間プレートの上面に凹部を設けて四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなるすべりプレートを嵌め込み、ゴムプレートの弾性変形により鉛直回転機能を持たせ、すべりプレートの上沓とのすべりにより水平移動機能を持たせたものである。

また、高力黄銅支承板支承は、下沓に設けた凹状球面部に下面に凸状球面部が形成された支承板を嵌め合わせ、また支承板の上面に凹部を設けてＰＴＦＥからなるすべりプレートを嵌め込み、球面部どうしのすべりにより鉛直回転機能を持たせ、すべりプレートの上沓とのすべりにより水平移動機能を持たせたものである。

しかしながら、これら従来の支承板支承は次のような問題点がある。すなわち、密閉ゴム支承板支承は、長期使用によりゴムプレートや耐摩耗性に乏しいＰＴＦＥからなるすべりプレートが飛び出しやすく、耐久性に欠けるという問題点がある。また、高力黄銅支承板支承は、支承板に高力黄銅鋳物を使用してすべり易いが、堅くて割れやすいという問題点がある。このようなことから、これら従来の支承板支承は、高面圧化を図ることができなかった。

「道路橋支承便覧（改訂版）」，社団法人日本道路協会，平成２０年８月，ｐ．４３−４５

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、高面圧化を図ることができる支承板支承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、上部構造の下面に固定される上沓と、下部構造の上面に固定され、上面に凹状曲面部が設けられた下沓と、上面が前記上沓との間で水平方向のすべりを生じさせる平面部に、下面が前記凹状曲面部に嵌まって前記上部構造に鉛直方向の回転を生じさせる凸状曲面部にそれぞれ形成された支承板とを備えた支承板支承であって、
前記支承板は鋼製のものからなり、この支承板の前記平面部には凹部が形成されて、この凹部にすべりプレートが嵌め込まれ、
前記下沓にはその上面に開口する凹部が形成されて、この凹部に前記凹状曲面部が形成されたすべり座が嵌め込まれ、
前記すべりプレート及び前記すべり座はいずれも低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料からなることを特徴とする支承板支承にある。

前記樹脂材料として、例えばポリアミドの他、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタラート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、液晶ポリマー及びナイロンから選択されるものを使用することができる。

また、上記支承板支承において、前記凸状曲面部の曲率半径と前記支承板の支圧径との比率は、１．０＜曲率半径／支圧径＜２．０である構成を採用することができる。

この発明によれば、従来の密閉支承板支承や高力支承板支承において生じた問題点が解消され、したがって高面圧化を図ることができる。

この発明による支承板支承の実施形態を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視平面図である。 この発明による支承板支承の設置形態を示し、橋軸方向に見た半断面図である。 同設置形態を示し、橋軸直角方向に見た半断面図である。

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、この発明による支承板支承の実施形態を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視平面図である。支承板支承１は、上部構造に固定される上沓２と、下部構造に固定される下沓３と、上下沓２，３間に配置される支承板４とを備えている。

上沓２は鋼製のもので平面視矩形に作られている。上沓２の上面中央には、上部構造に固定するためのせん断キーを嵌め込むためのキー穴５が設けられている。また、上沓２の橋軸方向に沿う両側部には上揚力を受け止めるためのフランジ６，６が設けられている。

上沓２の下面には矩形の凹部７が設けられている。凹部７は上沓２の下面ほぼ全体にわたる大きさのものである。この凹部７には支承板４との間ですべりを生じさせるためのすべりプレート８が嵌め込まれ、接着材等により固定されている。すべりプレート８は金属製のもので、例えばステンレスプレートが用いられる。すべりプレート８の厚みは凹部７の深さと等しく、したがってすべりプレート８は上沓２の下面と面一となっている。

下沓３は鋼製のもので平面視矩形に作られている。下沓３にはその上面に開口する円形の凹部９が設けられている。この凹部９にはすべり座１０が嵌め込まれ、接着材等により固定されている。すべり座１０の上面には、すべり座１０の平面視中心と曲面中心とが一致するように凹状球面部１１が形成されている。凹状球面部１１の周囲のすべり座１０の厚みは凹部９の深さに等しく、したがって凹状球面部１１を除くすべり座１０の上面は下沓３の上面と面一となっている。

すべり座１０は、低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料を成形して作られている。低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料としてはポリアミド（ＰＡ）を用いることができる。ポリアミド以外にも、これと同等の性質を持つ樹脂材料としてポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタラート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、液晶ポリマー及びナイロン等を用いることができる。

支承板４は鋼製のもので平面視円形に作られている。支承板４は上面が平面部１２に形成され、また下面が凸状球面部１３に形成されている。凸状球面部１３の曲率は凹状球面部１１の曲率に等しく、したがって凸状球面部１３は凹状球面部１１に密接して嵌まり合う。この凸状球面部１３と凹状球面部１１との嵌まり合いにより、支承板４とすべり座１０との間にすべりが生じ、支承板４が鉛直方向に回転可能となる。この鉛直方向のすべり範囲を確保するために、凸状球面部１３の面積は凹状球面部１１の面積よりも大きくされ、回転が生じていない図示の中立位置において、凸状球面部１３の外周部には凹状球面部１１と接しない非接触部１３ａが形成されている。

支承板４の平面部１２には円形の凹部１４が設けられている。この凹部１４にはすべりプレート１５が嵌め込まれ、接着材等により固定されている。すべりプレート１５の厚みは凹部１４の深さよりも僅かに大きく、したがってすべりプレート１５は凹部１４から僅かに突出している。このすべりプレート１５が上沓２のすべりプレート８と接することにより、上沓２と支承板４との間に水平方向のすべりが生じる。この水平方向のすべり範囲を確保するために、すべりプレート８の長さは支承板４の平面部１２の直径（支圧径）よりも大きくされている。

すべりプレート１５は、すべり座１０と同様に、低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料を成形して作られ、例えばポリアミド（ＰＡ）を用いることができる。ポリアミド以外にも、これと同等の性質を持つ樹脂材料、すなわち上記のようにすべり座１０の樹脂材料として列挙したものを用いることができる。

ここで、支承板４の平面部１２の直径（支圧径）と凸状曲面部１３の曲率半径との関係（比率）は、１．０＜曲率半径／支圧径＜２．０とすることが望ましく、この実施形態では１．５とされている。従来の高力黄銅支承板支承では支承板の曲率半径／支圧径＝１．０であったが、上記のような比率範囲とするすることにより支承板を薄くすることが可能となり、支承全体のコンパクト化を図ることができる。曲率半径／支圧径が１．０以下であると従来の高力黄銅支承板支承の支承板とほとんど変わらず厚くなってしまい、他方、曲率半径／支圧径が２．０以上であると支承板の回転追随性が悪くなるので、上記比率範囲が望ましい。

図３及び図４は、上記支承板支承１の橋梁における設置形態を示し、図３は橋軸方向に見た半断面図、図４は橋軸直角方向に見た半断面図である。各図において符号２０は橋桁である上部構造を、符号２１は橋脚や橋台である下部構造を示している。

上沓２はキー穴５に上部構造に作用する水平力を伝達するためのせん断キー２２が嵌め込まれ、セットボルト２３（鋼桁の場合）により上部構造２０に固定される。下沓３はアンカーボルト２５を介して下部構造２１に固定されたベースプレート２４上に設置される。下沓３は溶接によりベースプレート２４に固定されるが、ベースプレート２４には下沓３の橋軸方向のずれを阻止するためのずれ止めプレート２６が設けられている。

ベースプレート２４には上沓２の橋軸直角方向の移動を制限するための、すなわち上部構造２０の同方向の移動を制限するための１対のサイドブロック２７がボルト２８により固定されている。これらのサイドブロック２７には上沓２に向けて突出するフランジ２９が設けられている。このフランジ２９の下面に上沓２のフランジ６が係合することにより、上部構造２０に作用する上揚力を受け止めるようになっている。

上記のように設置された支承板支承において、上部構造２０の鉛直荷重は上沓２、支承板４、下沓３及びベースプレート２４を介して下部構造２１に伝達される。また、上沓２のすべりプレート８と支承板４のすべりプレート１５との間ですべりが生じることにより、上部構造２０の橋軸方向での水平移動が可能となる。さらに、支承板４と下沓３のすべり座１０との間ですべりが生じることにより、上部構造２０の鉛直回転が可能となる。

そして、上記支承板支承によれば、支承板４が鋼製のものからなり、またこの支承板４の平面部に設けたすべりプレート１５、及び下沓３に設けた、支承板４の凸状球面部１３が嵌まるすべり座１０をいずれも低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料からなるものとしたので、従来の密閉ゴム支承板支承や高力黄銅支承板支承において生じたような問題点が生じることがなく、したがって高面圧化を図ることができる。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では上部構造を全方向の鉛直回転を可能とするために支承板及びすべり座の曲面部を球面部としたが、支承板及びすべり座の曲面部を円筒面部として一方向の鉛直回転を可能とする場合もありうる。

１：支承板支承
２：上沓
３：下沓
４：支承板
８：すべりプレート
９：凹部
１０：すべり座
１１：凹状球面部
１３：凸状球面部
１５：すべりプレート
２０：上部構造
２１：下部構造

Claims (3)

1. 上部構造の下面に固定される上沓と、下部構造の上面に固定され、上面に凹状曲面部が設けられた下沓と、上面が前記上沓との間で水平方向のすべりを生じさせる平面部に、下面が前記凹状曲面部に嵌まって前記上部構造に鉛直方向の回転を生じさせる凸状曲面部にそれぞれ形成された支承板とを備えた支承板支承であって、
   前記支承板は鋼製のものからなり、この支承板の前記平面部には凹部が形成されて、この凹部にすべりプレートが嵌め込まれ、
   前記下沓にはその上面に開口する凹部が形成されて、この凹部に前記凹状曲面部が形成されたすべり座が嵌め込まれ、
   前記すべりプレート及び前記すべり座はいずれも低摩擦性、耐摩耗性及び耐荷性に優れた樹脂材料からなることを特徴とする支承板支承。
2. 前記樹脂材料はポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタラート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、液晶ポリマー及びナイロンから選択されるものであることを特徴とする請求項１記載の支承板支承。
3. 前記凸状曲面部の曲率半径と前記支承板の支圧径との比率は、１．０＜曲率半径／支圧径＜２．０であることを特徴とする請求項１又は２記載の支承板支承。

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