JP3581349B2 - 構造物の水平力緩衝装置の取付け構造および据え付け方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋桁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物との間に配設され上部構造物の鉛直荷重を支持する荷重支持用弾性支承装置と共に使用され、常時は鉛直荷重を負担せずに、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、上部構造物を緩衝支承する水平力緩衝装置の取付け構造および据え付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、上部構造物と下部構造物との間に設けられる機能分離型の支承装置は、図１５（ａ）に示すように、上部構造物（橋桁）２１の鉛直荷重を支持する荷重支持用弾性支承装置（以下、荷重支持装置ともいう）２３と、地震時の水平力分散用バネ材および上部構造物の上動に対して緩衝しながら支承する弾性支承材として使用され、常時は上部構造物２１の下向き鉛直荷重を負担しない水平力緩衝用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置ともいう）２２とからなり、それぞれが機能を分担する構成が採られている。
【０００３】
前記水平力緩衝装置２２は、平面的にセットされる場合は、図１５（ａ）に示すように、上部構造物２１のコンクリート打設時に水平力緩衝装置２２の上部がコンクリート用型枠として使用され、その直上の上部構造物２１用の打設コンクリート２ａの荷重が、水平力緩衝装置２２に載荷される状況が発生する。
【０００４】
また、橋脚間または橋脚と橋台間の鉄筋コンクリート製上部構造物２１に、その内部に配置されたケーブル２８が緊張した状態で上部構造物２の端部に定着されることによりプレストレスが導入されると、上部構造物２１の中間部を支持している仮設足場等の型枠支持用の仮支持部材２９から上部構造物２が浮き上がるようになるので、支点側、すなわち荷重支持装置２３および水平力緩衝装置２２にコンクリート製上部構造物２の荷重がさらに付加される。これに伴い荷重支持装置２３の弾性層の圧縮変形によりその上端レベルの沈下（低下）と共に、上部構造物２１側に固定されている水平力緩衝装置２２も沈下する。
【０００５】
前記の沈下の内、水平力緩衝装置２２に付加される上部構造物２１の荷重を除去するために、上部構造物２１のコンクリート打設時は型枠として打設コンクリートの荷重を支持し、上部構造物２のコンクリートに充分強度が発現した状態、またはこれにプレストレスが導入された後の状態で、無負荷になるような仮支持装置（仮支持手段）が必要になる。
【０００６】
前記仮支持装置（手段）を使用して据え付けられる機能分離型支承装置として図１５および図１６に示すような支承装置が知られている。図１５、図１６は、従来の機能分離支承装置の一例を示す。図１５（ａ）に示すように、水平力緩衝装置２２はゴム層２２ａを主部材として平面四角形断面等を有し、その下部鋼板２２ｂはアンカーボルト２５およびナット２６により仮固定されている。そして、橋桁２１の桁巾方向中央部にて橋脚（または橋台）２０との間に配設されている。
【０００７】
橋桁２１の築造にあたっては、前記の仮支持手段として熱軟化性合成樹脂製層２４を介在させて、水平力緩衝装置２２が上昇して仮支持された状態で、すなわち水平力緩衝装置２２を若干浮き上げた状態で、アンカーボルト１１を埋め込むように一体に橋桁２１が築造され、その後、水平力緩衝装置２２の下側に適宜スペーサ（図示を省略）を介在させて、前記熱軟化性合成樹脂製層２４を熱軟化して取り除き、水平力緩衝装置２２は橋桁２１に固着される。そして、地震時の水平力および上揚力等に対して、ゴム層２２ａのせん断変形または弾性変形により、橋桁２１を緩衝支承する。一方、荷重支持装置２３は、橋桁２１の桁巾方向両端部にて、橋桁２１と橋脚２０との間に配設され、それぞれ橋桁２１の鉛直荷重を支持している。そして、図１５（ｂ）に示すように、水平力緩衝装置２２および荷重支持装置２３が橋脚２０の上面に配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、地震時の水平力を受けて水平力緩衝装置２２のゴム層２２ａが大きくせん断変形したときには、下部鋼板２２ｂ上に突出しているアンカーボルト２５およびナット２６にゴム層２２ａが干渉して、そのゴム層２２ａが破損する恐れがある。また、（１）前記熱軟化性合成樹脂層３２を熱軟化して取り除くことが、非常に煩雑であると共に、（２）熱軟化した合成樹脂層を取り除くまで、スペーサ（図示を省略）によりスペース空間を確保し、その後、（３）前記スペーサを取り除き、水平力緩衝装置３０をレベル低下した後に固定する、前記（１）〜（３）の３工程の作業であるので、作業が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、水平力により弾性層に大きな変形を生じても、干渉により弾性層２２ａが破損する恐れのない水平力緩衝装置の取り付け構造および前記（１）〜（３）の煩雑な作業を簡素化できる水平力緩衝装置の据え付け方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造においては、コンクリート製橋桁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物とに連結するように配置され、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に上部構造物の鉛直荷重を負担しないようにするための隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、下部鋼材の占める平面領域内に配置されると共に、下部鋼材と下部構造物とを隙間を有した状態で連結することを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４の発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、一体化された上部鋼材と弾性層と下部鋼材を、下部構造物に固定されるベースプレートに連結することを特徴とする。
【００１４】
なおまた、請求項５の水平力緩衝装置の据え付け方法においては、上部構造物と下部構造物とに連結するように水平力緩衝装置を据え付ける水平力緩衝装置の据え付け方法において、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部に、上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外すことで隙間を設けると共に、前記水平力緩衝装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入し、前記上部構造物へのプレストレス導入に伴う水平力緩衝装置の降下を、前記隙間寸法内に収めるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明においては、請求項５に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法において、下部構造物と水平力緩衝装置の間に、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部と荷重支承用弾性支承装置の上部に渡って、コンクリート製上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外して、下部構造物と水平力緩衝装置の間に隙間を設けて、前記水平力緩衝支承装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、前記コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項７の発明においては、請求項５または６に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法において、前記水平力緩衝装置は、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記下部鋼材よりも下方に備えることにより、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、請求項８の発明においては、請求項７に記載の構造物の水平力緩衝装置の据え付け方法において、前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によると、地震時に、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、水平力緩衝装置の中央部弾性層が水平方向等の横方向に大きくせん断変形しても、連結手段が弾性層と干渉しない位置とされているので、干渉により弾性層が損傷または破損するのを防止することができる。
【００１９】
また、請求項２〜４の発明によると、連結手段が下部鋼材の占める平面領域内に配置されているので取付けスペースが小型化されると共に、下部鋼材を固定前のベースプレートに予め連結するので、取付け作業が簡単になり、経済的であり、特に、ベースプレート側から下部鋼材へねじ込まれたボルトであると、経済的に容易に取り付け作業が簡単になる。
【００２０】
さらに、請求項５〜６の本発明によると、据え付け工程を少なくして、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を簡単に据え付けることができ、プレストレス導入後においても、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を据え付けることができる。
【００２１】
また、請求項７〜８の発明によると、地震時に、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、水平力緩衝装置の中央部弾性層が水平方向等の横方向に大きくせん断変形しても、弾性層の周囲には、干渉するような部材がないので、干渉により弾性層が損傷または破損するのを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明における水平力緩衝装置の取付け構造および据え付け方法の第一実施形態について、図１〜図８を参照してその作用と共に説明する。
【００２３】
図１は本実施形態の水平力緩衝支承用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置という）を、橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。図２は一部断面を含む本実施形態の全体図であり、図３は部分拡大断面図である。図４、図５はそれぞれ図２のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。図６は仮支持部材を挿入した状態を示す断面図であり、図７は水平力緩衝装置取り付け時に用いる仮支持部材（隙間形成用スペーサ）の説明図である。また、図８は下部構造物２に水平力弾性支承装置および荷重支承用弾性支承装置を据え付けた状態を示す図である。
【００２４】
先ず、図８に示すように、上部構造物２を築造する前に、下部構造物３の上部に、橋軸直角方向に間隔をおいて、荷重支持用弾性支承装置４を配置すると共に、前記荷重支持用弾性支承装置４の下部を、下部構造物３に埋め込み固定されたアンカーボルト４３により固定する（詳細は後記する）。また、その荷重支承用弾性支承装置４の橋軸直角方向の間または、荷重支承用弾性支承装置４の橋軸直角方向の側部において、水平力緩衝支承用弾性支承装置１を配置し、前記水平力緩衝支承用弾性支承装置１における鋼製ベースプレート１５に固定のアンカーボルト等のアンカー材１３の下部を下部構造物３に埋め込み固定する。
【００２５】
鋼製ベースプレート１５を下部構造物３に固定する場合、この実施形態では、下部構造物３が鉄筋コンクリート製下部構造物３とした場合で、図６に示すように、下部構造物３の上面に、縦孔からなるアンカーボルト収納用凹部３ａを前後方向または左右方向に間隔をおいて設け、この各アンカーボルト収納用凹部３ａ内に、それぞれ、ベースプレート１５の下面に、前後および左右方向に間隔を置いて溶接により一体に固定のアンカーボルトからなるアンカー材１３の下部を挿入するように配置する。この時、ベースプレート１５を所定のレベルに設置するために、下部構造物３の上面に、間隔を置いて、複数のレベル調整用埋め込みスペーサ３０を配置して、その上面に水平力緩衝支承用弾性支承装置１におけるベースプレート１５の下面を載置する。
【００２６】
前記ベースプレート１５の周縁部の透孔１５ｃには、予め連結手段としてのボルト１６を下方から挿入して、水平力緩衝支承用弾性支承装置１の下部鋼板７に連結しておくと共に、前記下部鋼板７とベースプレート１５の上面との間に、前後方向および左右方向に間隔をおいて、複数の鋼製スペーサからなる仮支持部材１７および必要に応じ調整用スペーサを介在させて水平力緩衝装置１を、高レベル位置に仮保持した状態で、前記ボルト１６を若干緊締して、前記仮支持部材１７が外れないようにされている。
【００２７】
次いで、前記アンカーボルト収納用凹部３ａ内に、固定手段としての無収縮モルタル１４を充填すると共に、前記ベースプレート１５の下面レベルまで十分充填されるように無収縮モルタル１４を打設し、硬化させて、水平力緩衝装置１の下部を下部構造物３に固定すると共に、支持させる。
【００２８】
水平力緩衝装置１（詳細な構造説明は後記する）における前記ベースプレート１５の上面には、例えば、中央部に凹部１５ａが備えられていると共に、ベースプレート１５の周縁部には、そのベースプレート１５の板厚内において、上部が側方に張り出すように突出する張り出しフランジ１５ｂが設けられていると共に、そのフランジ１５ｂ下面とこれに接続する内側の周側面２４とからなる段部３３が形成されて、ベースプレート１５の下面に、ボルト１６の頭部とこれを回動する空間３４が形成されている。
【００２９】
なお、前記荷重支承用弾性支承装置４の下部も、前記水平力緩衝装置１と同様に、下部構造物３の上面に、縦孔からなるアンカーボルト収納用凹部４７およびレベル調整用埋め込みスペーサ（前記の符号３０に相当するもの）が設けられてレベル調整した状態で、前記アンカーボルト収納用凹部４７に充填されると共に下部支持部材３７の下面まで打設されて硬化された無収縮モルタルにより所定のレベルに下部構造物３に据え付けられる。
この実施形態の荷重支承用弾性支承装置４の構成について、ここで簡単に説明すると、上部に橋軸方向に間隔をおいて対向するように一対の平面円弧状のせん断変形拘束壁３５を一体に有すると共に、下部に下部構造物３に埋め込み固定されるアンカーボルト３６を有する下部支持部材３７と、上部に上部構造物２に埋め込み固定されるアンカーボルト３８を有する上部支持部材３９と、前記下部支持部材３７と上部支持部材３９の間に配置され、ゴムのような弾性層４０の上下両面に円形鋼板４１，４２を一体に有する弾性支承体４３とを備えており、前記せん断拘束壁３５により鋼板４１の横移動が拘束されて、前記弾性層４０のせん断変形を拘束され、鉛直方向の圧縮変形を許容すると共に、鋼板４１の上面に四フッ化エチレン層等の滑り支承面４４を備えており、上部構造部２を滑り支承するように構成されている弾性支承装置である。
【００３０】
そして、図８に示すように、水平力緩衝装置１の周囲と荷重支承用弾性支承装置４の周囲に型枠４５を配設し、橋脚間または橋台と橋脚間に設置された仮設足場等の仮支持部材２９の上部に型枠４５を配設すると共に、前記各型枠４５内に鉄筋を配筋し、かつ図１５に示す前記従来の場合と同様にケーブルシースおよびＰＣケーブル２８を橋軸方向に配設した後、コンクリート２ａを打設し、硬化させて橋桁２１（上部構造物２）を築造する。前記コンクリート２ａが硬化した後、橋桁２１（上部構造物２）に対して円弧状に埋め込み配置されている前記ＰＣケーブル２８を緊張して、ＰＣケーブル２８の端部を上部構造物２（橋桁２１）の橋軸方向の端部に定着させる。
【００３１】
この時、前記の従来技術でも説明したように、上部構造物２（橋桁２１）の中間部の荷重が、上部構造物２を支持している橋脚または橋台上の荷重支承装置４側に付加されるので、その荷重支承装置４における弾性層４ａが、例えば３ｍｍ程度、圧縮弾性変形して沈むことになるが、この圧縮弾性変形寸法よりも大きな寸法の隙間を前記仮支持部材１７におけるプレート部１８の板厚およびこれに適宜調整用プレートを重合して確保するようにすると共に、水平力緩衝装置１の上部のレベル低下によっても、前記隙間内に収まるように、ベースプレート１５の凹部１５ａ上面と下部鋼板７の下部突部７ａ下面との間の間隙（ギャップ）Ｌ１は、大きく設定されている。
【００３２】
そして、図１に示すように、図示の場合は、水平力緩衝装置１は、上部構造物２としての鉄筋コンクリート製橋桁２１の桁巾方向中央部にて、下部構造物としての橋脚３との間に配設されている。同様に橋桁２１の桁巾方向両端部に、上部にすべり支承面を有する荷重支持用弾性支承装置４（以下、荷重支持装置４ともいう）が配設されている。荷重支持装置４は橋桁２１の鉛直荷重を弾性支承し、横方向にせん断変形しないように拘束された状態で支承できるスライド式の弾性支承装置である。水平力緩衝装置１と荷重支持用弾性支承装置は橋軸直角方向に配置されていればよく、その配置形態は交互に配置されていてもよく、荷重支持用弾性支承装置４を橋軸直角方向の両端側に、水平力緩衝装置１をその間に複数配置してもよい。
【００３３】
前記水平力緩衝装置１の構造について、さらに詳細に説明すると、図２〜図５に示すように、水平力緩衝装置１は、鋼材等の上部鋼板５と、中央部の複数枚の補強鋼板入り弾性層６と、鋼材等の下部鋼板７が加硫一体成形により一体化されてなり、全体として角柱状（図示の場合）または円柱状等の柱状を呈している。そして上部鋼板５と上部構造物２を一体化するソールプレート９および下部鋼板７と下部構造物３を一体化するベースプレート１５等により水平力緩衝装置１が構成され、上下の構造物１，３が鋼製の場合は、アンカーボルト１１，１４に代えて上部構造物２側から挿通されるボルトあるいは下部構造物３側から挿通されるボルトに置換え可能である。
【００３４】
上部鋼板５の上面中央部に設けられた上向きの短円柱状凸部５ａの先端部外周には、雄ねじ部８が設けられ、前記凸部５ａのせん断キーとなる中間軸部５ｂに鋼製ソールプレート９の中央部透孔９ａが嵌合された状態で、前記上部鋼板５の上面に前記ソールプレート９が載置され、前記雄ねじ部８に螺合された鋼製リングナット１０によりねじ接合されて、前記ソールプレート９は上部鋼板５に固定されている。ソールプレート９には、アンカー材１１（図４に示す８本）が立設され、そのアンカー材１１の基端部が溶接または螺合連結された状態で固着されている。そして、後述するように、前記上部鋼板５は、コンクリート２ａの打設により築造される橋桁２１に一体化される。前記ソールプレート９の周囲の上部構造物２の下面レベルは前記ソールプレート９の上面と同レベルで上部構造部２のコンクリート打設面とされ、そのコンクリート打設面と同レベルの打設面から弾性層６のせん断変形可能領域を十分はなれた位置に、荷重支持用弾性支承装置４の上部を取り付けるための上部構造物２側のコンクリート打設面が、さらに低レベル位置に下向きに突出するように形成されている。
【００３５】
水平力緩衝装置１の中央部には、ゴムのような弾性層６が一体に固着されて配置されていると共に、前記弾性層６の内部には、上下方向に間隔をおいて平行に複数枚の鋼板１２が埋め込み配置されて耐圧補強されている。また、水平力緩衝装置１の下端部には、前記弾性層６の下面に一体に下部鋼板７が配置され、その下面中央部には、せん断キーとなる下向きの短円柱状の凸部７ａが一体に形成されている。
【００３６】
一方、橋脚３上面の凹部３ａ内には、アンカー材１３の下部が配置され、無収縮モルタル１４が打設されて一体化されている。そして、アンカー材１３の上端部は四角形状のベースプレート１５に溶接により固定されている（図３、図５）。こうして、ベースプレート１５は橋脚３に一体化され、従来のように、アンカー材１３がベースプレート１５の上面から突出する構成ではない。ベースプレート１５の上面中央部には、短円柱状等の凹部１５ａが形成されている。
【００３７】
そして、水平力緩衝装置１の下部鋼板７における凸部７ａが、ベースプレート１５における上面側中央部の円柱状の上向き開口凹部１５ａに嵌合される。この嵌合により、水平力緩衝装置１（橋桁２１側）の下部鋼板７が橋脚３に対して、水平力に対して、ずれ止め（一体化）される。下部鋼板７の下向き凸部７ａとベースプレート１５の上向き開口凹部１５ａとの間には、上下方向の隙間Ｌが設けられている（図３）。
【００３８】
また、図３、図５に示すように、ベースプレート１５における凹部１５ａの周囲の上面と、これに対向する水平力緩衝装置１における下部鋼板７の下面との間に隙間Ｓを保持した状態で、ベースプレート１５の側部フランジ１５ｂの各透孔１５ｃに下側からそれぞれ予め挿通された連結手段としてのボルト１６（図５に示す１０本）がベースプレート１５側から上向きに下部鋼板７にねじ込まれ、下部鋼板７（水平力緩衝装置１、橋桁２１側）がベースプレート１５（橋脚３側）に連結されている。なお、前記ボルト１６は前記ベースプレート１５の設置時において装着されている。こうして、連結部が構成される。隙間Ｓが保持されるのは、つぎの理由による。
【００３９】
橋桁２１のコンクリート打設時には、上記ソールプレート９がコンクリート用型枠として使用されるので、リングナット１０によりソールプレート９に接合された水平力緩衝装置１は橋桁２１と一体化され、水平力緩衝支承装置１には、その直上の打設されたコンクリートの荷重が負荷される。そして、橋桁２１のコンクリートが硬化した後に、橋桁２１に橋軸方向のプレストレスが導入されると、橋桁の橋軸方向中間部が浮き上がるようになり、橋桁２１を支承する支点側にさらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。
【００４０】
そこで、橋桁２１にプレストレスが導入された状態において、水平力緩衝装置１に鉛直荷重が負荷されないように、上記沈み量より大きな隙間Ｓ１を設けて橋桁２１のコンクリートの打設およびプレストレスの導入を行う。すなわち、一旦、図６に示すように、上記沈み量より大きな隙間量Ｓ１に相当する前記（詳細は後記する）の仮支持部材１７におけるプレート部１８および必要に応じ調整用プレートを隙間部に挿入した状態でボルト１６を締め付ける。またほぼ前記間隙量Ｓ１と同様か若干大きな寸法の間隙Ｌ１を、下部鋼板の凸部７ａ下面とベースプレートの凹部１５ａとの間に形成できるように、ベースプレート１５に凹部１５ａが形成されている。
【００４１】
そして、橋桁２１側のコンクリート打設硬化後で、橋桁２１にプレストレスが導入される前に前記仮支持部材１７を取り外すと、その部分に隙間が生じる。そして、前記のように、橋桁２１にプレストレスが導入されると、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。この沈んだ状態でも間隙Ｓ（５〜１０ｍｍ程度）が残るように、前記の大きな隙間Ｓ１を形成するようにしておく。
【００４２】
またこの時、前記ボルト１６の頭部側は、ベースプレート１５の側方張り出しフランジ１５ｂ下面１５ｄと下部構造物上面間の空間部３４においてフリーになっており、下降移動可能であるので、下降移動してベースプレート１５の側方フランジ１５ｂ下面１５ｄとの間にギャップができるため、このギャップをなくすように、再度前記ボルト１６を締め込んで、側方張り出しフランジ部下面１５ｄに係合させて、前記ベースプレート１５と前記下部鋼板７を、これらを離反させる方向の上揚力等の力に抵抗できるようにする。なお、前記のプレストレスが導入した後に、仮支持部材１７を取外すことも考えられるが、橋桁２１の荷重が負荷されて引き抜き力が非常に大きくなり困難であり、プレストレス導入前に取外すようにすると、引き抜きジャッキの容量が小さくてよい。鋼製仮支持部材１７をジャッキにより引き抜く場合は、伸縮式液圧ジャッキ（図示を省略した）を下部鋼板７と前記仮支持部材１７の縦板部１９とに係合するように介在させた状態で、伸縮式液圧ジャッキを伸長動作させて、前記仮支持部材１７を引き抜く。
【００４３】
こうして、水平力緩衝装置１の上部は、橋桁２１からぶら下がる状態になり、隙間Ｓにより、橋桁２１の鉛直荷重を分担しない。そして、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、橋桁２１を緩衝支承する。
【００４４】
なお、橋桁２１に上揚力が作用した場合は、弾性層６および下部鋼板７から伝達される力をボルト１６を介して下部構造物３に緩衝しながら伝達され、また下部構造物３が下方に移動したときは、荷重支持用ベースプレート１５からボルト１６により下部鋼板７に伝達して弾性層６および上部鋼板５から上部構造物２に緩衝しながら伝達される。下部構造物２が上方に移動する時は、ベースプレート１５が下部鋼板７に当接する方向に移動するが、荷重支持用弾性支承装置４により上部構造物２を支持していて、ベースプレート１５が下部鋼板７に当接することはない。そして、ボルト１６は水平力緩衝装置１の下部鋼板７が占める平面領域内（四角ｍ形内）に配置され、上部側の弾性層６と干渉していないので、地震時の水平力により水平力緩衝装置１の中央部弾性層６が大きく変形しても、弾性層６の周囲には干渉するような部材がないので、干渉により弾性層６が破損する恐れは全くない。
【００４５】
図７は、上記仮支持部材１７の詳細を示す。図６（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ矢視図である。水平力緩衝装置１をベースプレート１５に取り付ける際に、水平力緩衝装置１の下部鋼板７とベースプレート１５との間に、仮支持部材１７のプレート部１８および必要に応じ適宜調整用プレート（図示を省略した）を挿入した状態でボルト１６を締め付ける。そして、橋桁２１のコンクリートが硬化した後に、下部鋼板７の外周部と仮支持部材１７の縦板部１９との間にジャッキ（図示を省略する）を挿入して伸長作動させて、仮支持部材１７を取り外す。こうして、上記隙間Ｓが保持される。なお、ボルト１６の下面と下部構造物３との間に適宜の仮支持部材１７を介在させるようにしてもよい。
【００４６】
次に本発明における水平力緩衝装置取付け構造の他の実施形態の構成について、前記実施形態と一部重複するが、図９〜図１４および図７を参照してその作用と共に説明する。この実施形態では、弾性層の大変形時にも、周辺部材との干渉および破損の恐れがなく、かつ取付けスペースが小型化されて経済的な水平力緩衝装置とした形態である。
【００４７】
図９は本実施形態の水平力緩衝支承用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置ともいう）を、橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。図１０は一部断面を含む本実施形態の全体図であり、図１１は部分拡大断面図である。図１２、図１３はそれぞれ図１０のＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。図１４は仮支持部材を挿入した状態を示す断面図であり、図７は、前記のように水平力緩衝装置の取り付け時に用いる仮支持部材の説明図である。
【００４８】
図９に示すように、水平力緩衝装置１は、上部構造物としての鉄筋コンクリート製橋桁２１の桁巾方向中央部にて、橋桁２１と下部構造物としての橋脚３との間に配設されている。同様に橋桁２１の桁巾方向両端部には、上部にすべり支承面４ａを有する荷重支持用弾性支承装置４（以下、荷重支持装置４ともいう）が配設されている。荷重支持装置４は橋桁２１の鉛直荷重を弾性支承する。
【００４９】
図１０〜図１３に示すように、水平力緩衝装置１は、上部鋼板５と、中央部の複数枚の補強鋼板１２入り弾性層６と、下部鋼板７が加硫一体成形により一体化されてなり、全体として角柱状（図示の場合）または円柱状等の柱状を呈している。
【００５０】
上部鋼板５の上面中央部に設けられた短円柱状凸部５ａの先端部外周には、雄ねじ部８が設けられ、前記凸部５ａのせん断キーとなる中間軸部に鋼製ソールプレート９の中央部透孔９ａが嵌合された状態で、上部鋼板５の上面に前記ソールプレート９が載置され、前記雄ねじ部８に螺合された鋼製リングナット１０により接合されて、前記ソールプレート９は上部鋼板５に固定されている。
【００５１】
ソールプレート９には、アンカー材１１（図１２に示す８本）が立設され、そのアンカー材１１の基端部が溶接または螺合連結された状態で固着されている。そして、後述するように、前記上部鋼板５は、コンクリート２ａの打設により築造される橋桁２１に一体化される。前記ソールプレート９の上面より若干低いレベルで、水平力緩衝装置１の弾性層６のせん断変形可能領域から十分はなれた位置に荷重支持装置４を取り付けるためのコンクリート打設面が、下向きに突出するように形成されている（図９参照）。
【００５２】
水平力緩衝装置１の中央部には、ゴムのような弾性層６が一体に固着されて配置されていると共に、前記弾性層６の内部には、上下方向に間隔をおいて平行に複数枚の鋼板１２が埋め込み配置されて耐圧補強されている。また、水平力緩衝装置１の下端部には、弾性層６の下面に一体に下部鋼板７が配置され、その下面中央部には、せん断キーとなる短円柱状の凸部７ａが一体に形成されている。また、後述のベースプレート１５との連結用のねじ孔７ｂが設けられている（図１３の１０個所）。
【００５３】
そして、図１１に示すように、水平力緩衝装置１の下部鋼板７の凸部７ａが、ベースプレート１５の中央部の凹部１５ａに嵌合される。この嵌合により、橋桁２１側の水平力緩衝装置１の下部鋼板７が、橋脚３に一体化されるベースプレート１５により、水平方向にずれ止めされる。下部鋼板７の凸部７ａとベースプレート１５の凹部１５ａとの間には、上下方向の隙間Ｌが設けられている。またベースプレート１５の中央部の凹部１５ａから橋軸方向に離れた両側の位置において、橋軸直角方向に間隔を置いて多数の連結用凹部１５ｂが、ベースプレート１５の下面に設けられ、その凹部１５ｂと同心状にボルト挿通用の透孔１５ｃが設けられている。
【００５４】
また、ベースプレート１５の上面と、これに対向する下部鋼板７の下面との間に隙間Ｓ+αを保持した状態で、ベースプレート１５の下面から上記連結用凹部４６とボルト挿通用の透孔１５ｃにボルト１６（図１３に示す１０本）が挿入され、下部鋼板７のねじ孔７ｂに締め付けされて、下部鋼板７（水平力緩衝装置１、橋桁２１側）がベースプレート１５（橋脚３側）に連結される。上記隙間Ｓ+αは、その後減少し、最終的に隙間Ｓとなる（図１１では最終隙間Ｓを示す）。こうして、連結部が構成される（後述）。なお、この連結（隙間を保持した締め付け）は、ベースプレート１５が橋脚３に一体化される前に行われる。また、もちろん橋桁２１のコンクリート打設より以前の状態で行われる。
【００５５】
上記締め付け時に隙間Ｓ+αを保持するのは、前記したように、後工程での橋桁２１のコンクリート打設時には、上記ソールプレート９がコンクリート用型枠として使用されるので、リングナット１０によりソールプレート９に接合された水平力緩衝装置１は橋桁２１と一体化され、打設された直上のコンクリートの荷重が負荷される。そして、橋桁２１にプレストレスが導入されると、前述のように、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。
【００５６】
そこで、橋桁２１にプレストレスが導入された状態において、水平力緩衝装置１に鉛直荷重が負荷されないように、上記沈み量より大きな隙間Ｓ+αを設けて橋桁２１のコンクリート２ａの打設およびプレストレスの導入を行う。すなわち、一旦、図１４に示すように、上記沈み量より大きな隙間量Ｓ+αに相当する厚さの仮支持部材１７のプレート部１８および必要に応じ調整用プレートを隙間部に挿入した状態でボルト１６を締め付けする。また、ほぼ前記間隙量Ｓ+αと同等か若干大きな間隙Ｌ１を、下部鋼板７の凸部７ａとベースプレート１５の凹部１５ａとの間に形成できるように、ベースプレート１５に凹部１５ａが形成されている。
【００５７】
一方、橋脚３上面の凹部３ａ内には、アンカー材１３の下部が配置され、無収縮モルタル１４が打設されて一体化されている。そして、アンカー材１３の上端部は四角形状のベースプレート１５を溶接により固定している（図１１、図１４）。こうして、ベースプレート１５は橋脚３に一体化され、アンカー材１３がベースプレート１５の上面から突出する構成ではない。ベースプレート１５の上面中央部には、短円柱状等の凹部１５ａが形成されている。また、ベースプレート１５の下面には、下部鋼板７との連結用の凹部４６およびこれと同軸にボルト挿通用の透孔１５ｃが設けられている（図１３の１０箇所）。
【００５８】
そして、橋桁２１側のコンクリート打設、硬化後で、橋桁２１にプレストレスが導入される前に前記仮支持部材１７を取り外すと、その部分に隙間が生じる。そして、前記のように、橋桁２１にプレストレスが導入されると、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。この沈んだ状態でも間隙Ｓ（５〜１０ｍｍ程度）が残るように、前記の大きな隙間Ｓ+αを形成するようにしておく。
【００５９】
また、上記の下部鋼板７（水平力緩衝装置１）が沈んだ時、前記ボルト１６は下部鋼板７と共に沈むことが許容され、この沈んだとき、ボルト１６の頭部と橋脚３の上面との間に若干の隙間が残るように関連寸法が設定されている。一方、この沈下時には、ボルト１６の座面部にも沈下量分の隙間が生じる。こうして、ボルト１６は上記沈下を許容すると共に、橋桁２１に地震等により上揚力が作用した場合に、ボルト１６の座面がベースプレート１５の凹部１５ｂに当接し、上揚動を抑止する作用（後記）を果たす。
【００６０】
すなわち、橋桁２１に上揚力が作用した場合は、その上揚力は、弾性層６および下部鋼板７からボルト１６を介して橋脚３に緩衝しながら伝達される。一方、橋脚３が上方に移動したときは、ベースプレート１５が下部鋼鈑７に当接する前に荷重支承装置４から橋桁２１に緩衝しながら伝達される。そして、ボルト１６は水平力緩衝装置１の下部鋼板７が占める平面領域内（四角形内）に配置され、上部側の弾性層６と干渉していないので、地震時の水平力により水平力緩衝装置１の中央部弾性層６が大きく変形しても、弾性層６の周囲には干渉する部材が配置されていないので、干渉により弾性層６が破損する恐れは全くない（図１３、図１４参照）。
【００６１】
なお、下部鋼板７とベースプレート１５との間の上記隙間Ｓの存在は、地震時に橋桁２１に上揚力が作用した場合に、ボルト１６の座面に衝撃力が入力される原因になるので、衝撃力を緩和するためにボルト１６の上記締め付け前または後に、上記ベースプレート１５の凹部１５ａ内の空間に予めあるいは適当な時期に、遅硬化性樹脂を充填し、上記沈下時にボルト１６の座面部に生じる隙間に樹脂が入り込むようにしてもよい。
【００６２】
こうして、前記実施形態と同様に、水平力緩衝装置１は、橋桁２１からぶら下がる状態になり、隙間Sにより、橋桁２１の鉛直荷重を分担しない。そして、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、橋桁２１を緩衝支承する。
【００６３】
本発明を実施する場合、水平力緩衝装置１に予め桁収縮方向とは逆方向に予備せん断変形を与えるようにして、据え付けるようにしてもよい。また、前記各実施形態の場合は、下部鋼材と下部構造物との連結部に隙間を有した状態で、前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層のせん断変形時に、弾性層と干渉しない位置に設けるようにしたが、本発明を実施する場合、水平力緩衝装置を上下反転配置しても同様であるので、上部鋼材と上部構造物との連結部に隙間を有した状態で、前記上部鋼材と上部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層のせん断変形時に、弾性層と干渉しない位置に設けるようにして、連結手段と弾性層とが干渉しないように構成しもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記従来例と異なり、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、地震時に、水平力緩衝装置の中央部弾性層が大きく変形しても、連結手段が弾性層と干渉しない位置に設けられているので、干渉により弾性層が損傷または破損する恐れは全くない。
【００６５】
また、連結手段が下部鋼板の占める平面領域内に配置されているので、水平力緩衝装置の取付けスペースが小型化されると共に、下部鋼板（水平力緩衝装置）を固定前のベースプレートに予め連結するので、取付け作業が簡単になり、経済的である。
【００６６】
また、水平力緩衝装置と下部構造物とを連結するボルトにより上部構造物の上揚動を規制することが可能である。
【００６７】
また本発明の据え付け方法によると、据え付け工程を少なくして、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を簡単に、簡単に据え付けることができ、また、プレストレス導入後においても、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を据え付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。
【図２】一実施形態の一部断面を含む全体図である。
【図３】一実施形態の部分拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】仮支持部材を挿入した状態の部分拡大断面図である。
【図７】一実施形態の仮支持部材の説明図である。
【図８】下部構造物に水平力弾性支承装置および荷重支承用弾性支承装置を据え付けた状態を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態を橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。
【図１０】他の実施形態の一部断面を含む全体図である。
【図１１】他の実施形態の部分拡大断面図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】仮支持部材を挿入した状態の部分拡大断面図である。
【図１５】（ａ）は従来例の橋脚と橋桁との断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１６】従来例の橋脚の上面に配置した部材を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 水平力緩衝装置（水平力緩衝支承用弾性支承装置）
２ 上部構造物（橋桁）
２ａ コンクリート
３ 橋脚（下部構造物）
３ａ 橋脚の凹部
４ 荷重支持装置（荷重支持用弾性支承装置）
４ａ すべり支承面
５ 上部鋼板（上部鋼材）
５ａ 上部鋼板の凸部
６ 弾性層
７ 下部鋼板（下部鋼材）
７ｂ ねじ孔
７ａ 下部鋼板の凸部
８ ねじ部
９ ソールプレート
９ａ 中央部透孔
１０ リングナット
１１ アンカー材
１２ 鋼板
１３ アンカー材
１４ 無収縮モルタル
１５ ベースプレート
１５ａ ベースプレートの凹部
１５ｂ 側部フランジ
１５ｃ ボルト挿通用の透孔
１５ｄ 側方張り出しフランジ部下面
１６ ボルト（連結手段）
１７ 仮支持部材
１８ 仮支持部材のプレート部
１９ 仮支持部材の縦板部
２０ 橋脚（または橋台）
２１ 上部構造物（橋桁）
２２ 水平力緩衝用弾性支承装置
２２ａ ゴム層
２２ｂ 下部鋼板
２３ 荷重支持用弾性支承装置
２４ 熱軟化性合成樹脂製層
２５ アンカーボルト
２６ ナット
２８ ケーブル
２９ 仮支持部材（型枠支持用）
３０ レベル調整用埋め込みスペーサ
３１ 張り出しフランジ
３２ 周側面
３３ 段部
３４ 空間
３５ せん断変形拘束壁
３６ アンカーボルト
３７ 下部支持部材
３８ アンカーボルト
３９ 上部支持部材
４０ 弾性層
４１ 鋼板（上部）
４２ 鋼板（下部）
４３ 弾性支承体
４４ 滑り支承面
４５ 型枠
４６ 連結用凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋桁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物との間に配設され上部構造物の鉛直荷重を支持する荷重支持用弾性支承装置と共に使用され、常時は鉛直荷重を負担せずに、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、上部構造物を緩衝支承する水平力緩衝装置の取付け構造および据え付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に、上部構造物と下部構造物との間に設けられる機能分離型の支承装置は、図１５（ａ）に示すように、上部構造物（橋桁）２１の鉛直荷重を支持する荷重支持用弾性支承装置（以下、荷重支持装置ともいう）２３と、地震時の水平力分散用バネ材および上部構造物の上動に対して緩衝しながら支承する弾性支承材として使用され、常時は上部構造物２１の下向き鉛直荷重を負担しない水平力緩衝用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置ともいう）２２とからなり、それぞれが機能を分担する構成が採られている。
【０００３】
前記水平力緩衝装置２２は、平面的にセットされる場合は、図１５（ａ）に示すように、上部構造物２１のコンクリート打設時に水平力緩衝装置２２の上部がコンクリート用型枠として使用され、その直上の上部構造物２１用の打設コンクリート２ａの荷重が、水平力緩衝装置２２に載荷される状況が発生する。
【０００４】
また、橋脚間または橋脚と橋台間の鉄筋コンクリート製上部構造物２１に、その内部に配置されたケーブル２８が緊張した状態で上部構造物２の端部に定着されることによりプレストレスが導入されると、上部構造物２１の中間部を支持している仮設足場等の型枠支持用の仮支持部材２９から上部構造物２が浮き上がるようになるので、支点側、すなわち荷重支持装置２３および水平力緩衝装置２２にコンクリート製上部構造物２の荷重がさらに付加される。これに伴い荷重支持装置２３の弾性層の圧縮変形によりその上端レベルの沈下（低下）と共に、上部構造物２１側に固定されている水平力緩衝装置２２も沈下する。
【０００５】
前記の沈下の内、水平力緩衝装置２２に付加される上部構造物２１の荷重を除去するために、上部構造物２１のコンクリート打設時は型枠として打設コンクリートの荷重を支持し、上部構造物２のコンクリートに充分強度が発現した状態、またはこれにプレストレスが導入された後の状態で、無負荷になるような仮支持装置（仮支持手段）が必要になる。
【０００６】
前記仮支持装置（手段）を使用して据え付けられる機能分離型支承装置として図１５および図１６に示すような支承装置が知られている。図１５、図１６は、従来の機能分離支承装置の一例を示す。図１５（ａ）に示すように、水平力緩衝装置２２はゴム層２２ａを主部材として平面四角形断面等を有し、その下部鋼板２２ｂはアンカーボルト２５およびナット２６により仮固定されている。そして、橋桁２１の桁巾方向中央部にて橋脚（または橋台）２０との間に配設されている。
【０００７】
橋桁２１の築造にあたっては、前記の仮支持手段として熱軟化性合成樹脂製層２４を介在させて、水平力緩衝装置２２が上昇して仮支持された状態で、すなわち水平力緩衝装置２２を若干浮き上げた状態で、アンカーボルト１１を埋め込むように一体に橋桁２１が築造され、その後、水平力緩衝装置２２の下側に適宜スペーサ（図示を省略）を介在させて、前記熱軟化性合成樹脂製層２４を熱軟化して取り除き、水平力緩衝装置２２は橋桁２１に固着される。そして、地震時の水平力および上揚力等に対して、ゴム層２２ａのせん断変形または弾性変形により、橋桁２１を緩衝支承する。一方、荷重支持装置２３は、橋桁２１の桁巾方向両端部にて、橋桁２１と橋脚２０との間に配設され、それぞれ橋桁２１の鉛直荷重を支持している。そして、図１５（ｂ）に示すように、水平力緩衝装置２２および荷重支持装置２３が橋脚２０の上面に配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、地震時の水平力を受けて水平力緩衝装置２２のゴム層２２ａが大きくせん断変形したときには、下部鋼板２２ｂ上に突出しているアンカーボルト２５およびナット２６にゴム層２２ａが干渉して、そのゴム層２２ａが破損する恐れがある。また、（１）前記熱軟化性合成樹脂層３２を熱軟化して取り除くことが、非常に煩雑であると共に、（２）熱軟化した合成樹脂層を取り除くまで、スペーサ（図示を省略）によりスペース空間を確保し、その後、（３）前記スペーサを取り除き、水平力緩衝装置３０をレベル低下した後に固定する、前記（１）〜（３）の３工程の作業であるので、作業が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、水平力により弾性層に大きな変形を生じても、干渉により弾性層２２ａが破損する恐れのない水平力緩衝装置の取り付け構造および前記（１）〜（３）の煩雑な作業を簡素化できる水平力緩衝装置の据え付け方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造においては、コンクリート製橋桁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物とに連結するように配置され、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に上部構造物の鉛直荷重を負担しないようにするための隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、下部鋼材の占める平面領域内に配置されると共に、下部鋼材と下部構造物とを隙間を有した状態で連結することを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３の発明においては、請求項１または２に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項４の発明においては、請求項１〜３のいずれかに記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造において、前記連結手段が、一体化された上部鋼材と弾性層と下部鋼材を、下部構造物に固定されるベースプレートに連結することを特徴とする。
【００１４】
なおまた、請求項５の水平力緩衝装置の据え付け方法においては、上部構造物と下部構造物とに連結するように水平力緩衝装置を据え付ける水平力緩衝装置の据え付け方法において、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部に、上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外すことで隙間を設けると共に、前記水平力緩衝装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入し、前記上部構造物へのプレストレス導入に伴う水平力緩衝装置の降下を、前記隙間寸法内に収めるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明においては、請求項５に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法において、下部構造物と水平力緩衝装置の間に、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部と荷重支承用弾性支承装置の上部に渡って、コンクリート製上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外して、下部構造物と水平力緩衝装置の間に隙間を設けて、前記水平力緩衝支承装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、前記コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項７の発明においては、請求項５または６に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法において、前記水平力緩衝装置は、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記下部鋼材よりも下方に備えることにより、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、請求項８の発明においては、請求項７に記載の構造物の水平力緩衝装置の据え付け方法において、前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によると、地震時に、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、水平力緩衝装置の中央部弾性層が水平方向等の横方向に大きくせん断変形しても、連結手段が弾性層と干渉しない位置とされているので、干渉により弾性層が損傷または破損するのを防止することができる。
【００１９】
また、請求項２〜４の発明によると、連結手段が下部鋼材の占める平面領域内に配置されているので取付けスペースが小型化されると共に、下部鋼材を固定前のベースプレートに予め連結するので、取付け作業が簡単になり、経済的であり、特に、ベースプレート側から下部鋼材へねじ込まれたボルトであると、経済的に容易に取り付け作業が簡単になる。
【００２０】
さらに、請求項５〜６の本発明によると、据え付け工程を少なくして、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を簡単に据え付けることができ、プレストレス導入後においても、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を据え付けることができる。
【００２１】
また、請求項７〜８の発明によると、地震時に、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、水平力緩衝装置の中央部弾性層が水平方向等の横方向に大きくせん断変形しても、弾性層の周囲には、干渉するような部材がないので、干渉により弾性層が損傷または破損するのを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明における水平力緩衝装置の取付け構造および据え付け方法の第一実施形態について、図１〜図８を参照してその作用と共に説明する。
【００２３】
図１は本実施形態の水平力緩衝支承用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置という）を、橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。図２は一部断面を含む本実施形態の全体図であり、図３は部分拡大断面図である。図４、図５はそれぞれ図２のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。図６は仮支持部材を挿入した状態を示す断面図であり、図７は水平力緩衝装置取り付け時に用いる仮支持部材（隙間形成用スペーサ）の説明図である。また、図８は下部構造物２に水平力弾性支承装置および荷重支承用弾性支承装置を据え付けた状態を示す図である。
【００２４】
先ず、図８に示すように、上部構造物２を築造する前に、下部構造物３の上部に、橋軸直角方向に間隔をおいて、荷重支持用弾性支承装置４を配置すると共に、前記荷重支持用弾性支承装置４の下部を、下部構造物３に埋め込み固定されたアンカーボルト４３により固定する（詳細は後記する）。また、その荷重支承用弾性支承装置４の橋軸直角方向の間または、荷重支承用弾性支承装置４の橋軸直角方向の側部において、水平力緩衝支承用弾性支承装置１を配置し、前記水平力緩衝支承用弾性支承装置１における鋼製ベースプレート１５に固定のアンカーボルト等のアンカー材１３の下部を下部構造物３に埋め込み固定する。
【００２５】
鋼製ベースプレート１５を下部構造物３に固定する場合、この実施形態では、下部構造物３が鉄筋コンクリート製下部構造物３とした場合で、図６に示すように、下部構造物３の上面に、縦孔からなるアンカーボルト収納用凹部３ａを前後方向または左右方向に間隔をおいて設け、この各アンカーボルト収納用凹部３ａ内に、それぞれ、ベースプレート１５の下面に、前後および左右方向に間隔を置いて溶接により一体に固定のアンカーボルトからなるアンカー材１３の下部を挿入するように配置する。この時、ベースプレート１５を所定のレベルに設置するために、下部構造物３の上面に、間隔を置いて、複数のレベル調整用埋め込みスペーサ３０を配置して、その上面に水平力緩衝支承用弾性支承装置１におけるベースプレート１５の下面を載置する。
【００２６】
前記ベースプレート１５の周縁部の透孔１５ｃには、予め連結手段としてのボルト１６を下方から挿入して、水平力緩衝支承用弾性支承装置１の下部鋼板７に連結しておくと共に、前記下部鋼板７とベースプレート１５の上面との間に、前後方向および左右方向に間隔をおいて、複数の鋼製スペーサからなる仮支持部材１７および必要に応じ調整用スペーサを介在させて水平力緩衝装置１を、高レベル位置に仮保持した状態で、前記ボルト１６を若干緊締して、前記仮支持部材１７が外れないようにされている。
【００２７】
次いで、前記アンカーボルト収納用凹部３ａ内に、固定手段としての無収縮モルタル１４を充填すると共に、前記ベースプレート１５の下面レベルまで十分充填されるように無収縮モルタル１４を打設し、硬化させて、水平力緩衝装置１の下部を下部構造物３に固定すると共に、支持させる。
【００２８】
水平力緩衝装置１（詳細な構造説明は後記する）における前記ベースプレート１５の上面には、例えば、中央部に凹部１５ａが備えられていると共に、ベースプレート１５の周縁部には、そのベースプレート１５の板厚内において、上部が側方に張り出すように突出する張り出しフランジ１５ｂが設けられていると共に、そのフランジ１５ｂ下面とこれに接続する内側の周側面２４とからなる段部３３が形成されて、ベースプレート１５の下面に、ボルト１６の頭部とこれを回動する空間３４が形成されている。
【００２９】
なお、前記荷重支承用弾性支承装置４の下部も、前記水平力緩衝装置１と同様に、下部構造物３の上面に、縦孔からなるアンカーボルト収納用凹部４７およびレベル調整用埋め込みスペーサ（前記の符号３０に相当するもの）が設けられてレベル調整した状態で、前記アンカーボルト収納用凹部４７に充填されると共に下部支持部材３７の下面まで打設されて硬化された無収縮モルタルにより所定のレベルに下部構造物３に据え付けられる。
この実施形態の荷重支承用弾性支承装置４の構成について、ここで簡単に説明すると、上部に橋軸方向に間隔をおいて対向するように一対の平面円弧状のせん断変形拘束壁３５を一体に有すると共に、下部に下部構造物３に埋め込み固定されるアンカーボルト３６を有する下部支持部材３７と、上部に上部構造物２に埋め込み固定されるアンカーボルト３８を有する上部支持部材３９と、前記下部支持部材３７と上部支持部材３９の間に配置され、ゴムのような弾性層４０の上下両面に円形鋼板４１，４２を一体に有する弾性支承体４３とを備えており、前記せん断拘束壁３５により鋼板４１の横移動が拘束されて、前記弾性層４０のせん断変形を拘束され、鉛直方向の圧縮変形を許容すると共に、鋼板４１の上面に四フッ化エチレン層等の滑り支承面４４を備えており、上部構造部２を滑り支承するように構成されている弾性支承装置である。
【００３０】
そして、図８に示すように、水平力緩衝装置１の周囲と荷重支承用弾性支承装置４の周囲に型枠４５を配設し、橋脚間または橋台と橋脚間に設置された仮設足場等の仮支持部材２９の上部に型枠４５を配設すると共に、前記各型枠４５内に鉄筋を配筋し、かつ図１５に示す前記従来の場合と同様にケーブルシースおよびＰＣケーブル２８を橋軸方向に配設した後、コンクリート２ａを打設し、硬化させて橋桁２１（上部構造物２）を築造する。前記コンクリート２ａが硬化した後、橋桁２１（上部構造物２）に対して円弧状に埋め込み配置されている前記ＰＣケーブル２８を緊張して、ＰＣケーブル２８の端部を上部構造物２（橋桁２１）の橋軸方向の端部に定着させる。
【００３１】
この時、前記の従来技術でも説明したように、上部構造物２（橋桁２１）の中間部の荷重が、上部構造物２を支持している橋脚または橋台上の荷重支承装置４側に付加されるので、その荷重支承装置４における弾性層４ａが、例えば３ｍｍ程度、圧縮弾性変形して沈むことになるが、この圧縮弾性変形寸法よりも大きな寸法の隙間を前記仮支持部材１７におけるプレート部１８の板厚およびこれに適宜調整用プレートを重合して確保するようにすると共に、水平力緩衝装置１の上部のレベル低下によっても、前記隙間内に収まるように、ベースプレート１５の凹部１５ａ上面と下部鋼板７の下部突部７ａ下面との間の間隙（ギャップ）Ｌ１は、大きく設定されている。
【００３２】
そして、図１に示すように、図示の場合は、水平力緩衝装置１は、上部構造物２としての鉄筋コンクリート製橋桁２１の桁巾方向中央部にて、下部構造物としての橋脚３との間に配設されている。同様に橋桁２１の桁巾方向両端部に、上部にすべり支承面を有する荷重支持用弾性支承装置４（以下、荷重支持装置４ともいう）が配設されている。荷重支持装置４は橋桁２１の鉛直荷重を弾性支承し、横方向にせん断変形しないように拘束された状態で支承できるスライド式の弾性支承装置である。水平力緩衝装置１と荷重支持用弾性支承装置は橋軸直角方向に配置されていればよく、その配置形態は交互に配置されていてもよく、荷重支持用弾性支承装置４を橋軸直角方向の両端側に、水平力緩衝装置１をその間に複数配置してもよい。
【００３３】
前記水平力緩衝装置１の構造について、さらに詳細に説明すると、図２〜図５に示すように、水平力緩衝装置１は、鋼材等の上部鋼板５と、中央部の複数枚の補強鋼板入り弾性層６と、鋼材等の下部鋼板７が加硫一体成形により一体化されてなり、全体として角柱状（図示の場合）または円柱状等の柱状を呈している。そして上部鋼板５と上部構造物２を一体化するソールプレート９および下部鋼板７と下部構造物３を一体化するベースプレート１５等により水平力緩衝装置１が構成され、上下の構造物１，３が鋼製の場合は、アンカーボルト１１，１４に代えて上部構造物２側から挿通されるボルトあるいは下部構造物３側から挿通されるボルトに置換え可能である。
【００３４】
上部鋼板５の上面中央部に設けられた上向きの短円柱状凸部５ａの先端部外周には、雄ねじ部８が設けられ、前記凸部５ａのせん断キーとなる中間軸部５ｂに鋼製ソールプレート９の中央部透孔９ａが嵌合された状態で、前記上部鋼板５の上面に前記ソールプレート９が載置され、前記雄ねじ部８に螺合された鋼製リングナット１０によりねじ接合されて、前記ソールプレート９は上部鋼板５に固定されている。ソールプレート９には、アンカー材１１（図４に示す８本）が立設され、そのアンカー材１１の基端部が溶接または螺合連結された状態で固着されている。そして、後述するように、前記上部鋼板５は、コンクリート２ａの打設により築造される橋桁２１に一体化される。前記ソールプレート９の周囲の上部構造物２の下面レベルは前記ソールプレート９の上面と同レベルで上部構造部２のコンクリート打設面とされ、そのコンクリート打設面と同レベルの打設面から弾性層６のせん断変形可能領域を十分はなれた位置に、荷重支持用弾性支承装置４の上部を取り付けるための上部構造物２側のコンクリート打設面が、さらに低レベル位置に下向きに突出するように形成されている。
【００３５】
水平力緩衝装置１の中央部には、ゴムのような弾性層６が一体に固着されて配置されていると共に、前記弾性層６の内部には、上下方向に間隔をおいて平行に複数枚の鋼板１２が埋め込み配置されて耐圧補強されている。また、水平力緩衝装置１の下端部には、前記弾性層６の下面に一体に下部鋼板７が配置され、その下面中央部には、せん断キーとなる下向きの短円柱状の凸部７ａが一体に形成されている。
【００３６】
一方、橋脚３上面の凹部３ａ内には、アンカー材１３の下部が配置され、無収縮モルタル１４が打設されて一体化されている。そして、アンカー材１３の上端部は四角形状のベースプレート１５に溶接により固定されている（図３、図５）。こうして、ベースプレート１５は橋脚３に一体化され、従来のように、アンカー材１３がベースプレート１５の上面から突出する構成ではない。ベースプレート１５の上面中央部には、短円柱状等の凹部１５ａが形成されている。
【００３７】
そして、水平力緩衝装置１の下部鋼板７における凸部７ａが、ベースプレート１５における上面側中央部の円柱状の上向き開口凹部１５ａに嵌合される。この嵌合により、水平力緩衝装置１（橋桁２１側）の下部鋼板７が橋脚３に対して、水平力に対して、ずれ止め（一体化）される。下部鋼板７の下向き凸部７ａとベースプレート１５の上向き開口凹部１５ａとの間には、上下方向の隙間Ｌが設けられている（図３）。
【００３８】
また、図３、図５に示すように、ベースプレート１５における凹部１５ａの周囲の上面と、これに対向する水平力緩衝装置１における下部鋼板７の下面との間に隙間Ｓを保持した状態で、ベースプレート１５の側部フランジ１５ｂの各透孔１５ｃに下側からそれぞれ予め挿通された連結手段としてのボルト１６（図５に示す１０本）がベースプレート１５側から上向きに下部鋼板７にねじ込まれ、下部鋼板７（水平力緩衝装置１、橋桁２１側）がベースプレート１５（橋脚３側）に連結されている。なお、前記ボルト１６は前記ベースプレート１５の設置時において装着されている。こうして、連結部が構成される。隙間Ｓが保持されるのは、つぎの理由による。
【００３９】
橋桁２１のコンクリート打設時には、上記ソールプレート９がコンクリート用型枠として使用されるので、リングナット１０によりソールプレート９に接合された水平力緩衝装置１は橋桁２１と一体化され、水平力緩衝支承装置１には、その直上の打設されたコンクリートの荷重が負荷される。そして、橋桁２１のコンクリートが硬化した後に、橋桁２１に橋軸方向のプレストレスが導入されると、橋桁の橋軸方向中間部が浮き上がるようになり、橋桁２１を支承する支点側にさらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。
【００４０】
そこで、橋桁２１にプレストレスが導入された状態において、水平力緩衝装置１に鉛直荷重が負荷されないように、上記沈み量より大きな隙間Ｓ１を設けて橋桁２１のコンクリートの打設およびプレストレスの導入を行う。すなわち、一旦、図６に示すように、上記沈み量より大きな隙間量Ｓ１に相当する前記（詳細は後記する）の仮支持部材１７におけるプレート部１８および必要に応じ調整用プレートを隙間部に挿入した状態でボルト１６を締め付ける。またほぼ前記間隙量Ｓ１と同様か若干大きな寸法の間隙Ｌ１を、下部鋼板の凸部７ａ下面とベースプレートの凹部１５ａとの間に形成できるように、ベースプレート１５に凹部１５ａが形成されている。
【００４１】
そして、橋桁２１側のコンクリート打設硬化後で、橋桁２１にプレストレスが導入される前に前記仮支持部材１７を取り外すと、その部分に隙間が生じる。そして、前記のように、橋桁２１にプレストレスが導入されると、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。この沈んだ状態でも間隙Ｓ（５〜１０ｍｍ程度）が残るように、前記の大きな隙間Ｓ１を形成するようにしておく。
【００４２】
またこの時、前記ボルト１６の頭部側は、ベースプレート１５の側方張り出しフランジ１５ｂ下面１５ｄと下部構造物上面間の空間部３４においてフリーになっており、下降移動可能であるので、下降移動してベースプレート１５の側方フランジ１５ｂ下面１５ｄとの間にギャップができるため、このギャップをなくすように、再度前記ボルト１６を締め込んで、側方張り出しフランジ部下面１５ｄに係合させて、前記ベースプレート１５と前記下部鋼板７を、これらを離反させる方向の上揚力等の力に抵抗できるようにする。なお、前記のプレストレスが導入した後に、仮支持部材１７を取外すことも考えられるが、橋桁２１の荷重が負荷されて引き抜き力が非常に大きくなり困難であり、プレストレス導入前に取外すようにすると、引き抜きジャッキの容量が小さくてよい。鋼製仮支持部材１７をジャッキにより引き抜く場合は、伸縮式液圧ジャッキ（図示を省略した）を下部鋼板７と前記仮支持部材１７の縦板部１９とに係合するように介在させた状態で、伸縮式液圧ジャッキを伸長動作させて、前記仮支持部材１７を引き抜く。
【００４３】
こうして、水平力緩衝装置１の上部は、橋桁２１からぶら下がる状態になり、隙間Ｓにより、橋桁２１の鉛直荷重を分担しない。そして、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、橋桁２１を緩衝支承する。
【００４４】
なお、橋桁２１に上揚力が作用した場合は、弾性層６および下部鋼板７から伝達される力をボルト１６を介して下部構造物３に緩衝しながら伝達され、また下部構造物３が下方に移動したときは、荷重支持用ベースプレート１５からボルト１６により下部鋼板７に伝達して弾性層６および上部鋼板５から上部構造物２に緩衝しながら伝達される。下部構造物２が上方に移動する時は、ベースプレート１５が下部鋼板７に当接する方向に移動するが、荷重支持用弾性支承装置４により上部構造物２を支持していて、ベースプレート１５が下部鋼板７に当接することはない。そして、ボルト１６は水平力緩衝装置１の下部鋼板７が占める平面領域内（四角ｍ形内）に配置され、上部側の弾性層６と干渉していないので、地震時の水平力により水平力緩衝装置１の中央部弾性層６が大きく変形しても、弾性層６の周囲には干渉するような部材がないので、干渉により弾性層６が破損する恐れは全くない。
【００４５】
図７は、上記仮支持部材１７の詳細を示す。図６（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ矢視図である。水平力緩衝装置１をベースプレート１５に取り付ける際に、水平力緩衝装置１の下部鋼板７とベースプレート１５との間に、仮支持部材１７のプレート部１８および必要に応じ適宜調整用プレート（図示を省略した）を挿入した状態でボルト１６を締め付ける。そして、橋桁２１のコンクリートが硬化した後に、下部鋼板７の外周部と仮支持部材１７の縦板部１９との間にジャッキ（図示を省略する）を挿入して伸長作動させて、仮支持部材１７を取り外す。こうして、上記隙間Ｓが保持される。なお、ボルト１６の下面と下部構造物３との間に適宜の仮支持部材１７を介在させるようにしてもよい。
【００４６】
次に本発明における水平力緩衝装置取付け構造の他の実施形態の構成について、前記実施形態と一部重複するが、図９〜図１４および図７を参照してその作用と共に説明する。この実施形態では、弾性層の大変形時にも、周辺部材との干渉および破損の恐れがなく、かつ取付けスペースが小型化されて経済的な水平力緩衝装置とした形態である。
【００４７】
図９は本実施形態の水平力緩衝支承用弾性支承装置（以下、水平力緩衝装置ともいう）を、橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。図１０は一部断面を含む本実施形態の全体図であり、図１１は部分拡大断面図である。図１２、図１３はそれぞれ図１０のＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。図１４は仮支持部材を挿入した状態を示す断面図であり、図７は、前記のように水平力緩衝装置の取り付け時に用いる仮支持部材の説明図である。
【００４８】
図９に示すように、水平力緩衝装置１は、上部構造物としての鉄筋コンクリート製橋桁２１の桁巾方向中央部にて、橋桁２１と下部構造物としての橋脚３との間に配設されている。同様に橋桁２１の桁巾方向両端部には、上部にすべり支承面４ａを有する荷重支持用弾性支承装置４（以下、荷重支持装置４ともいう）が配設されている。荷重支持装置４は橋桁２１の鉛直荷重を弾性支承する。
【００４９】
図１０〜図１３に示すように、水平力緩衝装置１は、上部鋼板５と、中央部の複数枚の補強鋼板１２入り弾性層６と、下部鋼板７が加硫一体成形により一体化されてなり、全体として角柱状（図示の場合）または円柱状等の柱状を呈している。
【００５０】
上部鋼板５の上面中央部に設けられた短円柱状凸部５ａの先端部外周には、雄ねじ部８が設けられ、前記凸部５ａのせん断キーとなる中間軸部に鋼製ソールプレート９の中央部透孔９ａが嵌合された状態で、上部鋼板５の上面に前記ソールプレート９が載置され、前記雄ねじ部８に螺合された鋼製リングナット１０により接合されて、前記ソールプレート９は上部鋼板５に固定されている。
【００５１】
ソールプレート９には、アンカー材１１（図１２に示す８本）が立設され、そのアンカー材１１の基端部が溶接または螺合連結された状態で固着されている。そして、後述するように、前記上部鋼板５は、コンクリート２ａの打設により築造される橋桁２１に一体化される。前記ソールプレート９の上面より若干低いレベルで、水平力緩衝装置１の弾性層６のせん断変形可能領域から十分はなれた位置に荷重支持装置４を取り付けるためのコンクリート打設面が、下向きに突出するように形成されている（図９参照）。
【００５２】
水平力緩衝装置１の中央部には、ゴムのような弾性層６が一体に固着されて配置されていると共に、前記弾性層６の内部には、上下方向に間隔をおいて平行に複数枚の鋼板１２が埋め込み配置されて耐圧補強されている。また、水平力緩衝装置１の下端部には、弾性層６の下面に一体に下部鋼板７が配置され、その下面中央部には、せん断キーとなる短円柱状の凸部７ａが一体に形成されている。また、後述のベースプレート１５との連結用のねじ孔７ｂが設けられている（図１３の１０個所）。
【００５３】
そして、図１１に示すように、水平力緩衝装置１の下部鋼板７の凸部７ａが、ベースプレート１５の中央部の凹部１５ａに嵌合される。この嵌合により、橋桁２１側の水平力緩衝装置１の下部鋼板７が、橋脚３に一体化されるベースプレート１５により、水平方向にずれ止めされる。下部鋼板７の凸部７ａとベースプレート１５の凹部１５ａとの間には、上下方向の隙間Ｌが設けられている。またベースプレート１５の中央部の凹部１５ａから橋軸方向に離れた両側の位置において、橋軸直角方向に間隔を置いて多数の連結用凹部１５ｂが、ベースプレート１５の下面に設けられ、その凹部１５ｂと同心状にボルト挿通用の透孔１５ｃが設けられている。
【００５４】
また、ベースプレート１５の上面と、これに対向する下部鋼板７の下面との間に隙間Ｓ+αを保持した状態で、ベースプレート１５の下面から上記連結用凹部４６とボルト挿通用の透孔１５ｃにボルト１６（図１３に示す１０本）が挿入され、下部鋼板７のねじ孔７ｂに締め付けされて、下部鋼板７（水平力緩衝装置１、橋桁２１側）がベースプレート１５（橋脚３側）に連結される。上記隙間Ｓ+αは、その後減少し、最終的に隙間Ｓとなる（図１１では最終隙間Ｓを示す）。こうして、連結部が構成される（後述）。なお、この連結（隙間を保持した締め付け）は、ベースプレート１５が橋脚３に一体化される前に行われる。また、もちろん橋桁２１のコンクリート打設より以前の状態で行われる。
【００５５】
上記締め付け時に隙間Ｓ+αを保持するのは、前記したように、後工程での橋桁２１のコンクリート打設時には、上記ソールプレート９がコンクリート用型枠として使用されるので、リングナット１０によりソールプレート９に接合された水平力緩衝装置１は橋桁２１と一体化され、打設された直上のコンクリートの荷重が負荷される。そして、橋桁２１にプレストレスが導入されると、前述のように、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。
【００５６】
そこで、橋桁２１にプレストレスが導入された状態において、水平力緩衝装置１に鉛直荷重が負荷されないように、上記沈み量より大きな隙間Ｓ+αを設けて橋桁２１のコンクリート２ａの打設およびプレストレスの導入を行う。すなわち、一旦、図１４に示すように、上記沈み量より大きな隙間量Ｓ+αに相当する厚さの仮支持部材１７のプレート部１８および必要に応じ調整用プレートを隙間部に挿入した状態でボルト１６を締め付けする。また、ほぼ前記間隙量Ｓ+αと同等か若干大きな間隙Ｌ１を、下部鋼板７の凸部７ａとベースプレート１５の凹部１５ａとの間に形成できるように、ベースプレート１５に凹部１５ａが形成されている。
【００５７】
一方、橋脚３上面の凹部３ａ内には、アンカー材１３の下部が配置され、無収縮モルタル１４が打設されて一体化されている。そして、アンカー材１３の上端部は四角形状のベースプレート１５を溶接により固定している（図１１、図１４）。こうして、ベースプレート１５は橋脚３に一体化され、アンカー材１３がベースプレート１５の上面から突出する構成ではない。ベースプレート１５の上面中央部には、短円柱状等の凹部１５ａが形成されている。また、ベースプレート１５の下面には、下部鋼板７との連結用の凹部４６およびこれと同軸にボルト挿通用の透孔１５ｃが設けられている（図１３の１０箇所）。
【００５８】
そして、橋桁２１側のコンクリート打設、硬化後で、橋桁２１にプレストレスが導入される前に前記仮支持部材１７を取り外すと、その部分に隙間が生じる。そして、前記のように、橋桁２１にプレストレスが導入されると、さらに荷重が付加される。これに伴い荷重支持装置４はその弾性層の圧縮変形により３〜５ｍｍ沈み、それと共に橋桁２１側に固定されている水平力緩衝装置１も沈む。この沈んだ状態でも間隙Ｓ（５〜１０ｍｍ程度）が残るように、前記の大きな隙間Ｓ+αを形成するようにしておく。
【００５９】
また、上記の下部鋼板７（水平力緩衝装置１）が沈んだ時、前記ボルト１６は下部鋼板７と共に沈むことが許容され、この沈んだとき、ボルト１６の頭部と橋脚３の上面との間に若干の隙間が残るように関連寸法が設定されている。一方、この沈下時には、ボルト１６の座面部にも沈下量分の隙間が生じる。こうして、ボルト１６は上記沈下を許容すると共に、橋桁２１に地震等により上揚力が作用した場合に、ボルト１６の座面がベースプレート１５の凹部１５ｂに当接し、上揚動を抑止する作用（後記）を果たす。
【００６０】
すなわち、橋桁２１に上揚力が作用した場合は、その上揚力は、弾性層６および下部鋼板７からボルト１６を介して橋脚３に緩衝しながら伝達される。一方、橋脚３が上方に移動したときは、ベースプレート１５が下部鋼鈑７に当接する前に荷重支承装置４から橋桁２１に緩衝しながら伝達される。そして、ボルト１６は水平力緩衝装置１の下部鋼板７が占める平面領域内（四角形内）に配置され、上部側の弾性層６と干渉していないので、地震時の水平力により水平力緩衝装置１の中央部弾性層６が大きく変形しても、弾性層６の周囲には干渉する部材が配置されていないので、干渉により弾性層６が破損する恐れは全くない（図１３、図１４参照）。
【００６１】
なお、下部鋼板７とベースプレート１５との間の上記隙間Ｓの存在は、地震時に橋桁２１に上揚力が作用した場合に、ボルト１６の座面に衝撃力が入力される原因になるので、衝撃力を緩和するためにボルト１６の上記締め付け前または後に、上記ベースプレート１５の凹部１５ａ内の空間に予めあるいは適当な時期に、遅硬化性樹脂を充填し、上記沈下時にボルト１６の座面部に生じる隙間に樹脂が入り込むようにしてもよい。
【００６２】
こうして、前記実施形態と同様に、水平力緩衝装置１は、橋桁２１からぶら下がる状態になり、隙間Sにより、橋桁２１の鉛直荷重を分担しない。そして、地震時に作用する水平力および上揚力等に対して、橋桁２１を緩衝支承する。
【００６３】
本発明を実施する場合、水平力緩衝装置１に予め桁収縮方向とは逆方向に予備せん断変形を与えるようにして、据え付けるようにしてもよい。また、前記各実施形態の場合は、下部鋼材と下部構造物との連結部に隙間を有した状態で、前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層のせん断変形時に、弾性層と干渉しない位置に設けるようにしたが、本発明を実施する場合、水平力緩衝装置を上下反転配置しても同様であるので、上部鋼材と上部構造物との連結部に隙間を有した状態で、前記上部鋼材と上部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層のせん断変形時に、弾性層と干渉しない位置に設けるようにして、連結手段と弾性層とが干渉しないように構成しもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記従来例と異なり、上部構造物または下部構造物の相対的な横移動により、地震時に、水平力緩衝装置の中央部弾性層が大きく変形しても、連結手段が弾性層と干渉しない位置に設けられているので、干渉により弾性層が損傷または破損する恐れは全くない。
【００６５】
また、連結手段が下部鋼板の占める平面領域内に配置されているので、水平力緩衝装置の取付けスペースが小型化されると共に、下部鋼板（水平力緩衝装置）を固定前のベースプレートに予め連結するので、取付け作業が簡単になり、経済的である。
【００６６】
また、水平力緩衝装置と下部構造物とを連結するボルトにより上部構造物の上揚動を規制することが可能である。
【００６７】
また本発明の据え付け方法によると、据え付け工程を少なくして、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を簡単に、簡単に据え付けることができ、また、プレストレス導入後においても、上部構造物の鉛直荷重を負担しない状態で、水平力緩衝装置を据え付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。
【図２】一実施形態の一部断面を含む全体図である。
【図３】一実施形態の部分拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】仮支持部材を挿入した状態の部分拡大断面図である。
【図７】一実施形態の仮支持部材の説明図である。
【図８】下部構造物に水平力弾性支承装置および荷重支承用弾性支承装置を据え付けた状態を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態を橋脚と橋桁との間に適用した例を示す図である。
【図１０】他の実施形態の一部断面を含む全体図である。
【図１１】他の実施形態の部分拡大断面図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】仮支持部材を挿入した状態の部分拡大断面図である。
【図１５】（ａ）は従来例の橋脚と橋桁との断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１６】従来例の橋脚の上面に配置した部材を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 水平力緩衝装置（水平力緩衝支承用弾性支承装置）
２ 上部構造物（橋桁）
２ａ コンクリート
３ 橋脚（下部構造物）
３ａ 橋脚の凹部
４ 荷重支持装置（荷重支持用弾性支承装置）
４ａ すべり支承面
５ 上部鋼板（上部鋼材）
５ａ 上部鋼板の凸部
６ 弾性層
７ 下部鋼板（下部鋼材）
７ｂ ねじ孔
７ａ 下部鋼板の凸部
８ ねじ部
９ ソールプレート
９ａ 中央部透孔
１０ リングナット
１１ アンカー材
１２ 鋼板
１３ アンカー材
１４ 無収縮モルタル
１５ ベースプレート
１５ａ ベースプレートの凹部
１５ｂ 側部フランジ
１５ｃ ボルト挿通用の透孔
１５ｄ 側方張り出しフランジ部下面
１６ ボルト（連結手段）
１７ 仮支持部材
１８ 仮支持部材のプレート部
１９ 仮支持部材の縦板部
２０ 橋脚（または橋台）
２１ 上部構造物（橋桁）
２２ 水平力緩衝用弾性支承装置
２２ａ ゴム層
２２ｂ 下部鋼板
２３ 荷重支持用弾性支承装置
２４ 熱軟化性合成樹脂製層
２５ アンカーボルト
２６ ナット
２８ ケーブル
２９ 仮支持部材（型枠支持用）
３０ レベル調整用埋め込みスペーサ
３１ 張り出しフランジ
３２ 周側面
３３ 段部
３４ 空間
３５ せん断変形拘束壁
３６ アンカーボルト
３７ 下部支持部材
３８ アンカーボルト
３９ 上部支持部材
４０ 弾性層
４１ 鋼板（上部）
４２ 鋼板（下部）
４３ 弾性支承体
４４ 滑り支承面
４５ 型枠
４６ 連結用凹部
Claims (8)
- コンクリート製橋桁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物とに連結するように配置され、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に上部構造物の鉛直荷重を負担しないようにするための隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする構造物の水平力緩衝装置の取付け構造。
- 前記連結手段が、下部鋼材の占める平面領域内に配置されると共に、下部鋼材と下部構造物とを隙間を有した状態で連結することを特徴とする請求項１に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造。
- 前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする請求項１または２に記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造。
- 前記連結手段が、一体化された上部鋼材と弾性層と下部鋼材を、下部構造物に固定されるベースプレートに連結することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の構造物の水平力緩衝装置の取付け構造。
- 上部構造物と下部構造物とに連結するように水平力緩衝装置を据え付ける水平力緩衝装置の据え付け方法において、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部に、上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外すことで隙間を設けると共に、前記水平力緩衝装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入し、前記上部構造物へのプレストレス導入に伴う水平力緩衝装置の降下を、前記隙間寸法内に収めるようにしたことを特徴とする水平力緩衝装置の据え付け方法。
- 下部構造物と水平力緩衝装置の間に、着脱自在な仮支持部材を介在させて、前記水平力緩衝装置を所定の高レベル位置に保持した状態で、前記水平力緩衝装置の上部と荷重支承用弾性支承装置の上部に渡って、コンクリート製上部構造物を築造した後、前記仮支持部材を取外して、下部構造物と水平力緩衝装置の間に隙間を設けて、前記水平力緩衝支承装置を上部構造物の鉛直荷重から解放した後、前記コンクリート製上部構造物にプレストレスを導入することを特徴とする請求項５に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法。
- 前記水平力緩衝装置は、上部構造物に固定される上部鋼材と、前記上部鋼材に一体に固着された弾性層と、下部構造物側に直接または間接的に係合して水平方向にずれ止めされると共に、前記下部構造物側と連結される下部鋼材とが一体化されてなり、前記下部構造物との連結部に隙間を有した状態で前記下部鋼材と下部構造物とを連結する連結手段を、前記下部鋼材よりも下方に備えることにより、前記弾性層がそのせん断変形時に、前記連結手段と干渉しないように構成したことを特徴とする請求項５または６に記載の水平力緩衝支承装置の据え付け方法。
- 前記連結手段が、下部構造物に固定されたベースプレート側から前記下部鋼材へねじ込まれたボルトであることを特徴とする請求項７に記載の構造物の水平力緩衝装置の据え付け方法。
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