JP2717382B2 - 構造物用免震支承構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構造物の水平方向に細
長い水平部材を、基礎構造部で下面側から免震支承する
構造物用免震支承構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、橋梁、高架道路、高架鉄道道
路等の構造物の水平方向に細長い水平部材を基礎構造部
に免震支承する構造物用免震支承構造が実用化されてい
る。例えば、橋梁の免震支承構造においては、一般に、
１対の橋台（又は橋脚）で橋桁を免震支承する為に、橋
桁の端部と橋台との間にゴム支承機構を介装し、通常時
においては橋桁の熱膨張や熱収縮に対応でき、また、地
震時においては免震機能が得られるように、橋桁を橋台
に対して所定変位内で水平方向に移動自在に連結してあ
る（道路橋の免震設計法マニュアル（案）、土木研究セ
ンター参照）。前記ゴム支承機構としては、上下１対の
鋼製基板の間に、高減衰性の塊状のゴム部材や、複数の
ゴム板と鋼板とを交互に積層した積層ゴムや、前記積層
ゴムに軸状の鉛プラグを挿入した鉛プラグ入り積層ゴム
等を介装した種々のゴム支承機構が実用に供されてお
り、上下１対の鋼製基板を橋桁の下面と橋台の上面とに
固着することで、ゴム支承機構が橋桁と橋脚とに連結さ
れている。

【０００３】前記橋梁の免震支承構造において、地震が
発生して橋台に対して橋桁が水平移動した場合、ゴム支
承機構によって、橋桁に作用する水平荷重を減衰すると
ともに、水平荷重を橋台に均等に分散し、且つ、水平移
動した橋桁を初期位置へ復元させる復元力を付与するよ
うに構成してある。一方、ゴム支承機構に作用する圧縮
力に関しては、ゴム支承機構の耐荷面積を大きくするこ
とで、十分な圧縮抗力が得られるが、地震時においてゴ
ム支承機構に作用する引張り力については、基本的にゴ
ム部材や積層ゴムにより引張り抗力を発生させるように
構成してある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、地震時に橋桁
に上向きの大きなアップリフトが作用した場合、ゴム支
承機構のゴム部材や積層ゴムが破断したり、鋼製基板と
ゴム板や積層ゴムとが剥離するという問題があり、ゴム
支承機構では十分な引張り抗力を発生できないため、橋
桁と橋台との連結が解除されて、橋桁が橋台から脱落す
る虞がある。しかも、橋桁が橋台に対して水平移動した
状態において、橋桁に大きなアップリフトが作用した場
合には、ゴム支承機構のゴム部材や積層ゴムが水平方向
に弾性変形しているため、ゴム支承機構のゴム部材や積
層ゴムが破断し易くなったり、鋼製基板とゴム板や積層
ゴムとが剥離し易くなり、ゴム支承機構による引張り抗
力が一層低下するという問題が生じる。

【０００５】また、圧縮または引張り抗力を増大させる
為にゴム支承機構の耐荷面積を大きくすると、ゴム支承
機構の設置スペースを橋台に確保するのが困難な場合が
生じる。本発明の目的は、水平部材に作用する上向きの
アップリフトに対して十分な引張り抗力を発生でき、ゴ
ム支承機構を小型に構成できる構造物用免震支承構造を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の構造物用免震
支承構造は、構造物の水平方向に細長い水平部材を、基
礎構造部で下面側から免震支承する構造物用免震支承構
造において、前記基礎構造部と水平部材間に挟着状に設
けられて一方側の端部が基礎構造部と水平部材の一方に
固着されたゴム支承機構と、前記基礎構造部と水平部材
とに両端部において固着され且つ鉛直向きに圧縮状に設
けられた金属製弾性部材とを備え、前記基礎構造部に対
する水平部材の上下動を許し且つゴム支承機構の他方側
の端部に対する水平部材の少なくともその長さ方向への
移動に抵抗するリンク機構を設けたものである。

【０００７】請求項２の構造物用免震支承構造は、請求
項１の発明において、前記リンク機構は、その一端が基
礎構造部と水平部材の他方にピン結合されるとともに、
その他端がゴム支承機構の前記他方側の端部にピン結合
されたものである。

【０００８】

【作用】請求項１の構造物用免震支承構造においては、
水平部材と基礎構造部とは、金属製弾性部材を介して連
結されているため、通常時に水平部材が熱膨張や熱収縮
した場合、水平部材の水平方向への変位が許容される。
地震時に水平部材に水平荷重が作用した場合、基礎構造
部と水平部材間に挟着状に設けられたゴム支承機構によ
って、水平部材に作用する水平荷重が減衰され、水平荷
重が基礎構造部に均等に分散され、且つ、ゴム支承機構
によって、水平移動した水平部材を初期位置へ復元させ
る復元力が発生する。

【０００９】地震時に水平部材に上向きのアップリフト
が作用した場合、金属製弾性部材によって、アップリフ
トの衝撃が緩和されるとともに、大きなアップリフトに
対して十分な引張り抗力を発生することができる。ま
た、金属製弾性部材により、大きな圧縮抗力を発生で
き、ゴム支承機構を耐荷面積の小さい小型に構成でき
る。

【００１０】前記基礎構造部に対する水平部材の上下動
を許し且つゴム支承機構の前記他方側の端部に対する水
平部材の少なくともその長さ方向への移動に抵抗するリ
ンク機構を設けたので、ゴム支承機構により、水平部材
に作用する水平荷重を減衰し、水平荷重を基礎構造部に
均等に分散する免震機能と、水平移動した水平部材を初
期位置へ復元させる復元機能とを確実に得ることができ
る。

【００１１】請求項２の構造物用免震支承構造において
は、請求項１と同様の作用を奏するが、前記リンク機構
は、その一端が基礎構造部と水平部材の他方にピン結合
されるとともに、その他端がゴム支承機構の前記他方側
の端部にピン結合されるので、ゴム支承機構の作動を妨
げることがない。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の構造物用免震支承構造によれ
ば、金属製弾性部材を基礎構造部と水平部材とに両端部
において固着し且つ鉛直向きに圧縮状に設けたので、ア
ップリフトに抗する引張り抗力を強化できるため、水平
部材に大きなアップリフトが作用した場合でも、アップ
リフトの衝撃を緩和できるうえ、水平部材と基礎構造部
との連結が解除されず、水平部材が基礎構造部から脱落
するのを確実に防止できる。また、ゴム支承機構によ
り、水平部材に作用する水平荷重を減衰し、水平荷重を
基礎構造部に均等に分散する免震機能を確実に得られ、
ゴム支承機構により、水平移動した水平部材を初期位置
へ復元させる復元機能を確実に得ることができる。

【００１３】また、金属製弾性部材により、大きな圧縮
抗力を発生でき、ゴム支承機構を耐荷面積の小さい小型
に構成でき、ゴム支承機構の設置スペースを基礎構造部
に十分に確保することができる。また、水平部材と基礎
構造部とは、ゴム支承機構と金属製弾性部材とを介して
連結されているため、通常時に水平部材が熱膨張や熱収
縮した場合、水平部材の水平方向への変位を許容するこ
とができる。

【００１４】前記基礎構造部に対する水平部材の上下動
を許し且つゴム支承機構の前記他方側の端部に対する水
平部材の少なくともその長さ方向への移動に抵抗するリ
ンク機構を設けたので、ゴム支承機構による免震機能と
復元機能とを確実に得ることができる。

【００１５】請求項２の構造物用免震支承構造によれ
ば、請求項１と同様の効果が得られるが、前記リンク機
構は、その一端が基礎構造部と水平部材の他方にピン結
合されるとともに、その他端がゴム支承機構の前記他方
側の端部にピン結合されているので、ゴム支承機構の作
動が妨げられることがない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例に係る橋梁の免震支承構造は、
左右方向に細長い橋桁を、左右１対の橋台で下面側から
免震支承する橋梁の免震支承構造に、本発明を適用した
場合の一例である。図１、図２に示すように、橋梁の免
震支承構造１において、鉄筋コンクリートで構成された
橋台２（これが、基礎構造部に相当する）は、上端面を
地盤６と同高さになるように立設されており、各橋台２
には、橋桁７（これが、水平部材に相当する）の端部を
支承する為の支承部３が、橋台２の上端面から段落ち状
に設けられている。この支承部３と橋桁７との間には、
支承部３に固定された前後１対のゴム支承機構１０が挟
着状に設けられ、１対のゴム支承機構１０の間には、支
承部３と橋桁７の下面とに両端部を固定したスプリング
２５（金属製弾性部材）が、鉛直向きに圧縮状に設けら
れ、各ゴム支承機構１０の上端部と橋桁７の下面とは、
２組のリンク機構２０，２４を介して連結されている。

【００１７】橋桁７について簡単に説明すると、図１に
示すように、左右方向に細長い橋桁７は、水平板部材と
複数の補強部材を溶接等で連結して構成され、橋桁７の
左右方向向きの熱膨張や熱収縮、又は地震発生時におけ
る橋台２に対する橋桁７の水平移動に対応できるよう
に、橋桁７はその両端部を橋台２の上壁部２ａから所定
の間隔を空けた状態で免震支承されており、橋台２の上
壁部２ａと橋桁７の端部とは、複数のフィンガー部を有
する連結部材（図示略）で構成されたフィンガージョイ
ント８を介して連結されている。

【００１８】ゴム支承機構１０について説明する。ゴム
支承機構１０は既存のゴム支承機構と同様のもので、ゴ
ム支承機構１０は鉛プラグ入り積層ゴム支承体１１から
なり、図４に示すように、鉛プラグ入り積層ゴム支承体
１１は、複数のゴム板１３と鋼板１４とを交互に積層し
たゴム積層体１２と、ゴム積層体１２を挟持する上下１
対の鋼製基板１５（上部基板と下部基板）と、これら鋼
製基板１５とゴム積層体１２の中央部に、上下方向向き
に挿入された軸状の鉛プラグ１６とで構成され、上部基
板１５を橋桁７の下面に当接させ、下部基板１５を支承
部３に固着して、ゴム支承機構１０が構成されている。
尚、支承部３の上端部には、橋台２のコンクリートに埋
込まれた鋼製のベース基板４の上面が臨み、このベース
基板４に下部基板１５がボルトで固定されている。

【００１９】リンク機構２０，２４について説明する。
リンク機構２０，２４は、橋台２に対する橋桁７の上下
動を許し且つゴム支承機構１０の上端部に対する橋桁７
の水平移動に抵抗するように、各ゴム支承機構１０の上
部基板１５と橋桁７とを連結する為のものである。図３
に示すように、橋桁７の左右方向（橋軸方向）の移動に
抵抗するリンク機構２０には、左右方向向きに配設され
た連結部材２１が設けられ、その連結部材２１の両端部
が、ゴム支承機構１０の上部基板１５の下面に固着され
たブラケット２２と、橋桁７の下面に固着されたブラケ
ットに、前後方向向きの水平なピン部材によりピン結合
されている。また、橋桁７の前後方向（橋軸直角水平方
向）に抵抗するリンク機構２４には、前後方向向きに配
設された連結部材２１が設けられ、その連結部材２１の
両端部が、ゴム支承機構１０の上部基板１５の下面に固
着されたブラケット２２と、橋桁７の下面に固着された
ブラケット２３に、左右方向向きの水平なピン部材２２
ａ，２３ａによりピン結合されている。

【００２０】スプリング２５について説明する。図２に
示すように、スプリング２５は、各橋台２の支承部３と
橋桁７との間の前後方向中央部に、鉛直向きに圧縮状に
設けられており、スプリング２５の下端部は、支承部３
のベース基板４に固着され、スプリング２５の上端部に
はブロック部材２６が固定されており、このブロック部
材２６を橋桁７の内部に固定することで、スプリング２
５の上端部が橋桁７の下面側に固定されている。尚、ス
プリング２５のバネ定数はかなり大きく設定されてい
る。

【００２１】上記橋梁の免震支承構造１の作用について
説明する。橋桁７と橋台２とは、ゴム支承機構１０とリ
ンク機構２０，２４と、スプリング２５とを介して連結
されているため、通常時に橋桁７が熱膨張や熱収縮した
場合、橋桁７の水平方向への変位が許容される。地震時
に橋台２に対して橋桁７が水平移動する場合、リンク機
構２０，２４がゴム支承機構１０の上端部に対する橋桁
７の水平移動に抵抗するため、ゴム支承機構１０とスプ
リング２５によって、橋桁７に作用する水平荷重が減衰
され、水平荷重が橋台２に均等に分散され、且つ、水平
移動した橋桁７を初期位置へ復元させる復元力が発生す
る。

【００２２】また、橋桁７に上向きのアップリフトが作
用した場合、スプリング２５により、アップリフトの衝
撃を緩和できるとともに、スプリング２５によって、大
きなアップリフトに対して十分な引張り抗力を発生でき
るため、橋桁７と橋台２との連結が解除されず、橋桁７
が橋台２から脱落するのを確実に防止できる。また、ス
プリング２５により大きな圧縮抗力を発生できるため、
ゴム支承機構１０を、耐荷面積の小さい小型に構成で
き、橋台２の支承部３にゴム支承機構１０の設置スペー
スを十分に確保できる。また、各ゴム支承機構１０に対
応させて、橋桁７の左右方向（橋軸方向）への移動に抵
抗するリンク機構２０と、橋桁７の前後方向（橋軸直角
水平方向）への移動に抵抗するリンク機構２４とを設け
たので、ゴム支承機構１０の免震機能と復元機能が損な
われることがない。

【００２３】次に、前記実施例を部分的に変更した変更
態様について説明する。前記実施例において、リンク機
構２０，２４よって、各ゴム支承機構１０の上部基板１
５と橋桁７とを連結しているが、ゴム支承機構１０の上
部基板１５を橋桁７の下面に固定し、リンク機構によ
り、各ゴム支承機構１０の下部基板１５と橋台２の支承
部３とを連結してもよく、この場合、前記実施例と同様
の作用・効果が得られる。また、前記リンク機構２０の
代わりに、前記リンク機構と同様の作用を奏するパンタ
グラフ式リンク機構を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る橋梁の免震支承構造の正
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】ゴム支承機構の鉛プラグ入り積層ゴム支承体の
部分切欠き縦断斜視図である。

【符号の説明】

１ 橋梁の免震支承構造 ２ 橋台 ７ 橋桁 １０ ゴム支承機構 ２０，２４ リンク機構 ２５ スプリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の水平方向に細長い水平部材を、
   基礎構造部で下面側から免震支承する構造物用免震支承
   構造において、 前記基礎構造部と水平部材間に挟着状に設けられて一方
   側の端部が基礎構造部と水平部材の一方に固着されたゴ
   ム支承機構と、前記基礎構造部と水平部材とに両端部に
   おいて固着され且つ鉛直向きに圧縮状に設けられた金属
   製弾性部材とを備え、前記基礎構造部に対する水平部材
   の上下動を許し且つゴム支承機構の他方側の端部に対す
   る水平部材の少なくともその長さ方向への移動に抵抗す
   るリンク機構を設けたことを特徴とする構造物用免震支
   承構造。
2. 【請求項２】 前記リンク機構は、その一端が基礎構造
   部と水平部材の他方にピン結合されるとともに、その他
   端がゴム支承機構の前記他方側の端部にピン結合された
   ことを特徴とする請求項１に記載の構造物用免震支承構
   造。