JP2019210602A - 橋梁用積層ゴム支承の保護方法およびそれに使用するための保護シート - Google Patents

Abstract

【課題】クラックの進行を抑止し、且つせん断変形に対する耐久性を向上させる橋梁用積層ゴム支承の保護方法およびそれに使用するための保護シートを提供する。【解決手段】上下に配置された連結鋼板３と、これらの連結鋼板３の間に複数の内部鋼板２とゴム材１とを上下方向に交互に積層したせん断層６とを備えた積層ゴム支承１００の外周面にクラックが入った橋梁用積層ゴム支承の保護方法であって、前記積層ゴム支承１００の外周面を保護シート４で被覆し、該保護シート４を、前記連結鋼板３が位置する前記積層ゴム支承１００の上部および下部で前記積層ゴム支承１００に接着し、前記せん断層６が位置する部位の外周面には接着しない保護方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、オゾンなどにより外周面にクラックが入った橋梁用積層ゴム支承の保護方法およびそれに使用するための保護シートに関する。

従来、橋梁用積層ゴム支承は、道路橋や鉄道橋などの橋梁において、橋桁と橋脚との間に設置され、橋桁が寒暖差などにより橋軸方向に伸縮するのに対応して、せん断変形することにより、橋桁の伸縮による変位を吸収するようにしたものである。このような積層ゴム支承としては、例えば内部鋼板とゴム材とを上下に積層して形成された積層体を有するものが挙げられる。この積層体の外周面はゴム材が外部に露出した状態になっているので、積層体に含まれているゴム材がオゾンなどによる経年劣化や外的損傷などにより、クラックが発生する場合がある。

クラックが発生した積層ゴム支承を新しいものに交換する場合、その施工には莫大な時間や費用がかかってしまう。そのため、クラックを残したまま積層ゴム支承を保護して耐久性を向上させ、これ以上の劣化の進行を抑止し、且つ短時間および低コストで積層ゴム支承の長寿命化を図る手段が要望される。例えば特許文献１には、劣化したゴム支承体の表面に、補修材を塗布し乾燥させて耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成することが記載されている。

しかしながら、寒暖差などの影響で、積層ゴム支承は大きくせん断変形するため、積層ゴム支承に使用されるゴム材の歪み量が大きくなり、クラックが局部的に大きく伸ばされる。このクラックの幅は、せん断変形状態により異なる。例えばクラックが発生していても積層ゴム支承のせん断変形量が０の場合、クラックの幅は０となる。
そのため、従来、図６（ａ）に示すように、クラック７が発生した積層ゴム支承１１０の外周面全体に保護被膜４２を被覆すると、同図（ａ）に示すような、せん断変形が加えられない状態（すなわち、せん断変形量が０の場合）では問題とならないが、図６（ｂ）に示すように、積層ゴム支承１１０が矢印Ａの方向にせん断変形した際に、クラック７の幅が大きく開き、保護被膜４２のうち、クラック７を被覆する部分４２Ａのみが局部的に伸ばされ、保護被膜４２が破断するなどして保護効果がなくなるという問題が発生する。

特許第５１１５９９９号公報

本発明の課題は、クラックの進行を抑止し、且つせん断変形に対する耐久性を向上させる橋梁用積層ゴム支承の保護方法およびそれに使用するための保護シートを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）上下に配置された連結鋼板と、これらの連結鋼板の間に複数の内部鋼板とゴム材とを上下方向に交互に積層し前記連結鋼板と共に一体に接着されたせん断層とを備えた積層ゴム支承の外周面にクラックが入った橋梁用積層ゴム支承の保護方法であって、前記積層ゴム支承の外周面を保護シートで被覆し、該保護シートを、前記連結鋼板が位置する前記積層ゴム支承の上部の少なくとも一部および下部の少なくとも一部で前記積層ゴム支承に接着し、前記せん断層が位置する部位の外周面には接着しないことを特徴とする橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（２）前記保護シートが、伸縮性を有するゴムシートである（１）に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（３）前記保護シートが、耐オゾン性ゴムシート、もしくは耐オゾン性ゴムと他のゴムとを混合したゴムシートである（１）または（２）に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（４）前記保護シートを前記積層ゴム支承の外周面の回りに巻回して被覆した後、前記保護シートの両端を橋軸に直交する面で互いに接着する（１）〜（３）のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（５）前記積層ゴム支承の上部および下部への接着および前記保護シートの両端の接着が、前記保護シートと同一組成の液状ゴムを用いて行われる（４）に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（６）前記保護シートは常温加硫型の未加硫ゴムである（１）〜（５）のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法に使用するための保護シート。

本発明の橋梁用積層ゴム支承の保護方法は、積層ゴム支承を被覆する保護シートを、積層ゴム支承の上下に配置された連結鋼板が位置する部位の少なくとも一部に接着し、積層ゴム支承のせん断層が位置する部位の外周面には接着しないので、せん断変形時にクラック発生部位とその周辺における保護シートの局部的な伸びを回避でき、保護シートの耐久性を向上させることができる。そのため、クラックの進行を長期的にわたって抑止することができる。

本発明に係る積層ゴム支承の一実施形態を示す断面図である。 図１の部分拡大図である。 せん断変形時の本発明に係る積層ゴム支承の一実施形態を示す模式図である。 図３の部分拡大図である。 図３に示す保護シートの両端の接着部を示す模式図である。 （ａ）は従来の積層ゴム支承を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）のせん断変形状態を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態に係る積層ゴム支承を図面に基づいて説明する。図１に示す積層ゴム支承１００は、図示しない橋桁と、橋脚等の支持体との間に配置されるものである。

積層ゴム支承１００は、上端側が上沓３０を介してソールプレート１０にボルト３１で取付けられ、下端側が下沓４０を介してボルト４１でベースプレート２０に取付けられる。

積層ゴム支承１００は、上下に配置された連結鋼板３、３と、これらの連結鋼板３、３の間に複数の内部鋼板２とゴム材１とを交互に積層したせん断層６とが一体に接着されたものである。

上下の連結鋼板３、３はそれぞれ上沓３０および下沓４０にボルト５１（六角穴付ボルト等）で固定される。連結鋼板３、３とせん断層６とは、例えばゴム材１のプレス加硫で一体に接合される。

ゴム材１の材質は、弾性や剛性などを有するゴムから適宜選択可能であり、例えば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＢＲ−ＩＩＲ，Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）のうち一種または複数種類を混合したものに、カーボンブラック、加硫剤、可塑剤、安定剤、老化防止剤、加工助剤などのゴム配合剤を適宜配合したものを加硫して形成するのがよい。なお、カーボンブラックの代わりに他の補強剤を用いることも可能である。

連結鋼板３は、複数のボルト５１によって上沓３０および下沓４０にそれぞれ取付けられている。これらの連結鋼板３、３が位置する積層ゴム支承１００の上部および下部の外周面には、図２に示すように、接着剤５を介して保護シート４が接着され、せん断層６が位置する外周面には保護シート４が接着されない。連結鋼板３が位置する部位は、せん断層６が位置する部位とは異なって、積層ゴム支承１００のせん断変形時にも歪みや伸びが無いためである。

保護シート４は、積層ゴム支承１００の外周面に巻回して被覆し、連結鋼板３が位置する積層ゴム支承１００の上部および下部に接着剤５で接着して固定される。この保護シート４は、積層ゴム支承１００のせん断変形時にも伸び等の働かない上下の連結鋼板３が位置する外周面のみに接着されているので、せん断変形時の伸びが局部的に集中するのを回避できる。そのため、保護シート４が破断するのを抑制することができ、耐久性が向上し、保護効果が持続する。
保護シート４は、積層ゴム支承１００の上部および下部のそれぞれにおける少なくとも一部で接着すればよく、好ましくは複数箇所ないしは全面に接着するのがよい。

保護シート４は、積層ゴム支承１００の外周面を被覆するものであれば、例えば一巻きするだけでもよく、複数巻でもよい。あるいは、複数枚を重ね合わせたものであってもよい。この保護シート４は弾性や伸縮性を有するシート、例えばゴムシートであるのがよい。図３および４に示すように、弾性を有する保護シート４は、積層ゴム支承１００のせん断変形時にクラック７の局部的な伸びを吸収でき、且つ引張強度が高くなる。

保護シート４は、耐オゾン性ゴムシートであってもよい。この保護シート４に用いる耐オゾン性ゴムとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＢＲ−ＩＩＲ，Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコンゴム（Ｑ）のうち一種、または複数種類を混合したものに、カーボンブラック、加硫剤、可塑剤、安定剤、老化防止剤、加工助剤、顔料等のゴム配合剤を適宜配合したものを加硫して形成されるのがよい。なお、カーボンブラックの代わりに他の補強剤を用いることも可能である。

保護シート４は、耐オゾン性ゴムと他のゴムとを混合したゴムシートであってもよい。耐オゾン性ゴムとしては、上記した耐オゾン性ゴムシートを形成するゴムが挙げられる。耐オゾン性ゴムに混合される他のゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＢＲ−ＩＩＲ，Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）のうち一種または複数種類を混合したもの等が挙げられる。これらのゴムを混合することで、ゴムシートの耐オゾン性がより向上する。このとき、耐オゾン性ゴムの混合量は適宜設定されるが、重量部で５〜３０％であるのが好ましい。

保護シート４は、常温加硫型の未加硫ゴムであるのが好ましい。この未加硫ゴムは常温での加硫進行は１〜４ヶ月程度であり、プレス加硫での引張強度の６０％以上、伸びの７０％以上が発現できるものがよい。

未加硫ゴムである保護シート４は、形状が定まっておらず塑性変形ができる。そのため、剛性の高いシート材では斜めになって巻き付けにくい状態、例えば図３および４に示すようなせん断変形状態の積層ゴム支承１００にも、形状に沿って巻き付けることができ、経時とともにせん断変形状態に沿ったシート形状となる
この常温加硫型の未加硫ゴムに使用する加硫剤は、硫黄と加硫促進剤の併用があげられ、室温の温度でも加硫反応してゴムを加硫させる。加硫促進剤としては、例えば、チウラム系、ジチオカルバメート系、キサンテート系などの加硫促進剤が挙げられる。

積層ゴム支承１００への保護シート４の取り付け方法は特に制限されないが、積層ゴム支承１００に少なくとも１回巻き付けて被覆する場合、巻き付け方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。

まず、予め連結鋼板３が位置する部位の外周面、またはこの外周面に接着する保護シート４の面に接着剤５を塗布しておき、次に積層ゴム支承１００の外周面に保護シート４を巻き付け、接着させて積層ゴム支承１００を被覆し、保護シート４の両端を互いに接着するのがよい。このとき、図５に示すように、保護シート４の両端を橋軸方向Ｘに対して直交する面（すなわち、橋軸方向Ｘの直角方向の面）で互いに接着して接着部４４とする。接着部４４をこのように設けると、図５に示すように、せん断変形時に接着部４４がせん断変形の影響を受けないので、保護シート４が剥離するのを抑止することができる。

なお、積層ゴム支承１００に保護シート４を巻き付ける前に、せん断層６のクラック７に、ゴム材などの充填剤を充填させるなどの処置を施してもよい。

接着剤５の種類は特に制限されないが、使用する保護シート４に用いたゴムと同一組成の液状ゴム（共糊）を使用するのがよい。この共糊は、保護シート４と連結鋼板３との接着のみでなく、特に保護シート４の両端を橋軸直角方向の面で互いに接着する際にも使用するのがよい。接着剤５としては他にもゴム溶剤形接着剤、湿気硬化型弾性接着剤、両面粘着テープなどを使用してもよい。

以上、本発明の実施形態に係る橋梁用積層ゴム支承の保護方法を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改善や改良が可能である。

１ ゴム材
２ 内部鋼板
３ 連結鋼板
４ 保護シート
５ 接着剤
６ せん断層
７ クラック
１０ ソールプレート
２０ ベースプレート
３０ 上沓
４０ 下沓
３１，４１，５１ ボルト
４２ 保護被膜
１００、１１０ 積層ゴム支承

Claims (7)

1. 上下に配置された連結鋼板と、これらの連結鋼板の間に複数の内部鋼板とゴム材とを上下方向に交互に積層し前記連結鋼板と共に一体に接着されたせん断層とを備えた積層ゴム支承の外周面にクラックが入った橋梁用積層ゴム支承の保護方法であって、
   前記積層ゴム支承の外周面を保護シートで被覆し、該保護シートを、前記連結鋼板が位置する前記積層ゴム支承の上部の少なくとも一部および下部の少なくとも一部で前記積層ゴム支承に接着し、前記せん断層が位置する部位の外周面には接着しないことを特徴とする橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
2. 前記保護シートが、伸縮性を有するゴムシートである請求項１に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
3. 前記保護シートが、耐オゾン性ゴムシート、もしくは耐オゾン性ゴムと他のゴムとを混合したゴムシートである請求項１または２に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
4. 前記保護シートを前記積層ゴム支承の外周面の回りに巻回して被覆した後、前記保護シートの両端を橋軸に直交する面で互いに接着する請求項１〜３のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
5. 前記積層ゴム支承の上部および下部への接着および前記保護シートの両端の接着が、前記保護シートと同一組成の液状ゴムを用いて行われる請求項４に記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
6. 前記保護シートは常温加硫型の未加硫ゴムである請求項１〜５のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の橋梁用積層ゴム支承の保護方法に使用するための保護シート。

Images