JP3615677B2 - ゴム支承体のせん断変形調整方法及びその装置 - Google Patents

ゴム支承体のせん断変形調整方法及びその装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本願発明は、橋脚等の下部構造と橋桁等の上部構造物との間に介装されるゴム支承体に係るもので、ゴム支承体に生じるせん断変形歪みを修正するためのゴム支承体のせん断変形調整方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
橋梁を構築する場合、橋脚、橋台等の橋梁下部構造物と橋桁との間にゴム支承体が設けられており、橋桁等の橋梁上部構造物の変形や下部構造物の変形に追従して上部構造物にできる限り影響を与えないようにしている。
【0003】
支承体としては、ゴム支承体、ロ−ラ支承体等が知られており、ゴム支承体は、積層ゴム等の弾性体と、これを挟んで取り付けた上部プレ−トと下部プレ−トとから成り、上部プレ−トは上部構造物に、下部プレ−トは下部構造物にそれぞれ取り付けられ、上部構造物と下部構造物との間に積層ゴム等の弾性体を介在させることにより衝撃的な力を緩和している。
【0004】
しかし、積層ゴム等の弾性体を用いた支承体は、この上に設置される橋桁の伸縮等によりせん断変形を生じる場合があり、特に橋桁がコンクリ−トから成るものであると、主桁連結後PCケ−ブル緊張やクリ−プ変形、乾燥収縮などの影響によって主桁が収縮し、上沓(上部プレ−ト)が水平移動し、それに伴い支承にせん断変形が生じて積層ゴム等の弾性体による機能が損なわれる恐れがある。
【0005】
このような問題に対処するために支承体の変形量が許容変形量を超えないように調整するもので、それを調整する方法として、支承体の構造を設計する際にせん断変形量を算定し、予め設計変形量だけ支承体を逆に変形させて取り付けておく予備せん断型と、橋桁が移動した後に、その移動量によって生じた支承体のせん断変形を取り除いて現場において直接修正する後ひずみ調整型により行われている。
【0006】
現場において修正する後ひずみ調整型は、橋脚等の橋梁下部構造物に設置したソ−ルプレ−ト上にゴム支承体を仮固定し、この上部に設けた橋桁がコンクリ−トの乾燥収縮やクリ−プ等によって移動することによってゴム支承体にせん断変形が生じた場合、仮固定を解除して水平ジャッキ等を用いてゴム支承体の下沓(下方プレ−ト)をベ−スプレ−トに沿ってスライドさせることによってせん断変形を除去し、溶接又は固定ボルトによりベ−スプレ−トとゴム支承体とを本固定するものである。
【0007】
せん断変形を調整する従来技術1として、
上部に滑り支承板61を固定した金属製ベ−スプレ−ト62が下部構造物63の上部に固定され、コンクリ−ト製上部構造物64を支持しているゴム支承65における下部金属板66の下面に固定された可動滑り板67は前記支承板61に載置され、前記金属製ベ−スプレ−ト62における上部構造物収縮方向側と反対側の位置に反力支承部68が設けられ、その反力支承部68と下部金属板66における上部構造物収縮方向と反対側の端面との間に下部金属板押圧移動用のジャッキ−69を介在してゴム支承65に生じたせん断変形の修正をするものである(図6参照)。
【0008】
せん断変形を調整する従来技術2として、
ベ−スプレ−ト71の上表面を滑り面としたベ−スプレ−ト71を橋脚72の上面に固定し、下部金属板73を備えたゴム支承74の下面をベ−スプレ−ト71の滑り面上に載置し、ゴム支承74の上部金属板75の上面を橋桁76の下面に固定した橋梁において、ゴム支承74の下部金属板73に移動用治具77を装着し、移動用治具77の長さ方向の側面に設けたネジ穴タップ等を介して反力伝達棒78を伸ばし、橋脚72の端部および橋脚面に取り付けた反力支持部の固定部を介して伸縮装置79を取り付けて、反力伝達棒78と伸縮装置79とを連結し、伸縮装置79を伸縮させることによりゴム支承74の下部金属板73を滑らせてゴム支承74に生じたせん断変形歪みを修正するものである(図7参照)。
【0009】
せん断変形を調整する従来技術3として、
橋脚、橋台等の橋梁下部構造物の上面に設置されゴム支承81が載置されるアンカ−プレ−ト82と、免震支承81の下方プレ−ト83との間にせん断変形方向に所定の間隔を保持しつつ当該下方プレ−ト83を囲んでベ−スプレ−ト上に固定される外枠プレ−ト84と、下方プレ−ト83に設置固定した内側架台85、外枠プレ−ト84に設置固定した外側架台86、及びこれらの間に設けたせん断変形方向に伸縮する伸縮装置から成るジャッキ−架台87とによって構成されるゴム支承81のせん断変形修正装置を設置し、橋梁下部構造物と橋桁とが相対移動した後、伸縮装置を駆動してゴム支承に生じたせん断変形を修正するものである(図8参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来技術によるゴム支承のせん断変形修正は、ベ−スプレ−トに反力支承部となる突起部を設け、該突起部に反力をとってジャッキ−によりゴム支承に生じたせん断変形歪みを修正したり、下部金属板に直接移動用治具を装着し、移動用治具に設けた反力伝達棒により移動用治具を引っ張ることによりゴム支承に生じたせん断変形歪みを修正したり、ベ−スプレ−トに外枠プレ−トを固定し、下方プレ−トに内側架台を外枠プレ−トに外側架台をそれぞれ設置固定して、両架台間に設けたジャッキ−の伸縮によりゴム支承に生じたせん断変形歪みの修正を行っているが、これらの方法では反力をとるための突起部を設ける必要があり、移動用治具はゴム支承の両側にしか取り付けられないので反力が大きい場合反力伝達棒の本数が充分でなく、橋脚に斜角がある場合には反力支持部の固定部の取り付けが困難であり、更に外枠プレ−ト・外側架台・内側架台等多くの部品を必要とした。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記課題を解決するもので、支承に予め細工をすることもなく、簡単な治具により大きな反力をとることができ、又ベ−スプレ−トに反力をとるための突起を設けることもなく、反力伝達棒の本数も充分配置することができ、部品を新たに取り付けることなく、ソ−ルプレ−トとベ−スプレ−トに反力をとれる治具を用いて下沓(下プレ−ト)を引っ張る方法を採用することにより、コンパクトな構造で大きなジャッキ−反力をとることによりゴム支承体に生じたせん断変形を修正するものである。
【0012】
その具体的手段の1は、
下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トにそれぞれ固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形された免震支承体において、下沓をベ−スプレ−トに固定した固定金具を取り外し、桁の収縮方向に対し直角で且つ下沓の前方側に、ベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台を所定の間隔で設置し、下沓に所定の間隔で設けた雌ねじ孔にPC鋼棒の一端部を固定して他端部を反力架台に取り付けたジャッキ−で支持し、該ジャッキ−でPC鋼棒を引っ張ることによりベ−スプレ−ト上の下沓を桁の収縮方向へ移動し、所定の位置に到達したとき下沓をベ−スプレ−トに固定金具で固定してジャッキ−、PC鋼棒が撤去される。
【0013】
その具体的手段の2は、
下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トにそれぞれ固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形されたゴム支承体において、橋桁の収縮方向で且つ下沓の両側面のベ−スプレ−ト上にガイドプレ−トを取り付け、橋桁の収縮方向に対し直角方向で且つ下沓の後方側にストッパ−プレ−トが、前方側にスペ−サプレ−トとストッパ−プレ−トがベ−スプレ−ト上に取り付けられており、下沓および下沓前端部に設けたスペ−サプレ−トとストッパ−プレ−トを固定する固定金具を取り外し、橋桁の収縮方向に対し直角で且つ下沓の前方側に、ベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台を所定の間隔で設置し、下沓に所定の間隔で設けた雌ねじ孔にPC鋼棒の一端部を固定して他端部を反力架台に取り付けたジャッキ−で支持し、ひずみ調整量にしたがってベ−スプレ−ト上に位置出しプレ−トを取り付け、ジャッキ−でPC鋼棒を位置出しプレ−ト側へ引っ張ることによりベ−スプレ−ト上の下沓を桁の収縮方向へ移動し、所定の位置に到達したとき下沓および下沓の前端部にストッパ−プレ−トを、後端部とストッパ−プレ−トとの間にスペ−サプレ−トをベ−スプレ−トに固定してジャッキ−、PC鋼棒が撤去される。
【0014】
その具体的手段の3は、
下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トに固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形されたゴム支承体において、橋桁の収縮方向に対し直角で且つ下沓の前方側および後方側のベ−スプレ−ト上にキ−プレ−トを介して取り付けるストッパ−プレ−ト、ストッパ−プレ−トと下沓間のベ−スプレ−ト上に設けるスペ−サプレ−ト、橋桁の収縮方向で下沓両側面のベ−スプレ−ト上に取り付けるガイドプレ−ト、下沓前方側に所定の間隔で設けた雌ねじ孔、該雌ねじ孔に一端部をねじ込むPC鋼棒、垂直材の上側面に水平材を固定し両部材間をプレ−トで補強したL型部材から成りベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台、反力架台に取り付けてPC鋼棒を引っ張るジャッキ−、所定の間隔で設置された反力架台を連結固定する水平材からゴム支承体のせん断変形調整装置が構成されている。
【0015】
【発明の実施の形態】
本願発明を図面に示した実施例に基いて説明する。
【0016】
図1乃至図3は、橋台上に設置されたゴム支承の平面図と側面図を示すもので、下部にアンカ−ボルトを固定したベ−スプレ−ト1がコンクリ−ト製橋脚、橋台等の橋梁下部構造物2の上部に、上部にアンカ−ボルトを固定したソ−ルプレ−ト3がコンクリ−ト製橋桁等の橋梁上部構造物4の下部に固定されている。
【0017】
また、下部構造物2と上部構造物4間に設置されるゴム支承体は、下沓(下部プレ−ト)5と上沓(上部プレ−ト)6とその間に取り付ける積層ゴム体7とからなり、下沓5はベ−スプレ−ト1に、上沓6はソ−ルプレ−ト3に六角穴付きボルト等によりそれぞれ固定されている。
【0018】
また、下部構造物2に固定されたベ−スプレ−ト1の上面には、橋桁の収縮方向(矢印方向)に対し直角方向で下沓5の前面側にスペ−サ−プレ−ト8とストッパ−プレ−ト9が六角ボルト等により取り付けられ、ストッパ−プレ−ト9はベ−ス−プレ−ト1に円柱形をしたキ−プレ−ト10により固定され、更に下沓5が橋軸方向に対して直角方向に動かないようにするためのガイドプレ−ト11が同じく六角ボルト等により取り付けられている。橋梁における下部構造物2と上部構造物4はゴム支承を介して上記した構造から構成されている。
【0019】
図1(a)は、下部構造物2上にゴム支承を介して上部構造物4が設置された後の状態を示すもので、橋桁の収縮方向(矢印方向)にソ−ルプレ−ト3が移動することにより積層ゴム体7は斜めに変形するのでクリ−プ・乾燥収縮の観察を行い、クリ−プ・乾燥収縮の進行を計測してひずみ調整の時期と調整量が決定される。
【0020】
図1(b)は、橋桁の収縮方向で下沓5の前面側のベ−スプレ−ト1上に固定されたスペ−サ−プレ−ト8、ストッパ−プレ−ト9、キ−プレ−ト10を撤去し、下沓5をベ−スプレ−ト1上に固定している六角ボルトの取り外しを示すもので、免震支承のひずみ調整の時期と調整量が決定されると、ひずみ調整時期にベ−スプレ−ト1へ固定している六角ボルトを取り外してストッパ−プレ−ト9とキ−プレ−ト10およびスペ−サ−プレ−ト8を撤去し、ひずみを調整する際に下沓を移動するときの滑り面となるベ−スプレ−ト1面を清掃して潤滑剤が塗布される。
【0021】
図2(c)は、反力架台、PC鋼棒の取付、センタ−ホ−ルジャッキの取り付けを示すもので、ストッパ−プレ−ト9、スペ−サ−プレ−ト8、キ−プレ−ト10等が取り外された後反力架台が設置される。
【0022】
この反力架台12について図4により説明する。
下部構造物2のベ−スプレ−ト1と上部構造物4のソ−ルプレ−ト3間に設けたゴム支承体Aに対して反力架台12、PC鋼棒13、ジャッキ−14等を取り付けた縦断面図(a)および正面図(b)が示されている。
【0023】
反力架台12は図面に示されるように形鋼材から形成されており、所定の間隔で垂直方向に設けたH形鋼材15の下端部を、80mm厚のベ−スプレ−ト1に45mm程度掛かるようにして配置し、垂直材のH形鋼材15相互を連結する2本の溝形鋼材16を、H形鋼材15の下端部に、下沓5の側端面に固定したPC鋼棒13を干渉しないようにしてウエブ部を対向させて水平方向に取り付け、更に山形鋼材17をH形鋼材15の上方部にボルト等により水平方向へ取り付けている。
【0024】
又H形鋼材15の上端部には、上部構造物4の下部に固定されたソ−ルプレ−ト3の側端面へ当接される水平材18が取り付けられ、該水平材18は4枚のプレ−トを溶接等で接合して箱型に形成され、一方の開口部には1枚のプレ−トを溶接等で接合することにより開口部は塞がれており、箱型状の水平材18とH形鋼材15の垂直材とによりL型状に形成し、両部材はプレ−ト19により補強されている。
【0025】
この箱型状水平材18の開口側を、垂直材であるH形鋼材15のフランジ面に溶接等で固着し、開口部を塞いだプレ−ト側を上部構造物4の下部に固定されたソ−ルプレ−ト3の側面部に当接している。
【0026】
また、垂直材であるH形鋼材15の下端部とH形鋼材15に対し水平方向に取り付けた溝形鋼材16の下端部は、下部構造物2に設けて両鋼材の高さを調整する部材20と、更に高さを微調整するための厚さ数ミリ程度の鉄板からなるライナ−プレ−ト21、22により支持されている。
【0027】
上記構成により反力架台12が形成されており、該反力架台12に対してジャッキ−14、或いはPC鋼棒13等が次のようにして取り付けられる。
【0028】
ゴム支承体Aを構成する下沓5の反力架台12と対向する側にPC鋼棒13を螺合結合する雌ねじ孔23が所定の間隔(図5参照)で設けられており、各雌ねじ孔23にPC鋼棒13の一端部が90mm以上ねじ込まれるようにして下沓5に固定され、他端部はH形鋼材からなる垂直材の下端部に取り付けた溝形鋼材16間を貫通して設けられている。
【0029】
次いで、該溝形鋼材16より延びたPC鋼棒13にセンタ−ホ−ルジャッキ−14を溝形鋼材13の側面に当接して取り付けることにより、ゴム支承体に対し反力架台・PC鋼棒・センタ−ホ−ルジャッキ−等がセットされる。
【0030】
図2(d)は、後ひずみ調整作業を示すもので、前記したように、ひずみ調整の時期と調整量の決定にしたがってベ−スプレ−ト1上に位置出しプレ−ト23(図5参照)がセットされる。後ひずみ調整作業を行う際に使用される位置出しプレ−ト等について図5により説明する。
【0031】
反力架台12を設置した側のベ−スプレ−ト1上から既にストッパ−プレ−ト9、キ−プレ−ト10、スペ−サプレ−ト8が取り外されているので、種々用意された位置出しプレ−トの中からひずみ調整量に応じた位置出しプレ−ト24を選び、ストッパ−プレ−ト9を固定するボルト孔25を利用して位置出しプレ−ト24が固定される。
【0032】
次いでセンタ−ホ−ルジャッキ−14により下沓5に取り付けたPC鋼棒13を桁の橋桁の収縮方向(図2矢印方向)へ引っ張ることによりベ−スプレ−ト1上の下沓5を移動させ、下沓5が所定の位置へ到達したときベ−スプレ−ト1上に設けたボルト孔に下沓5を六角ボルト等により固定する。
【0033】
図3(e)(f)は、後ひずみ調整が終了した後におけるセンタ−ホ−ルジャッキ−14、PC鋼棒13或いは反力架台12の撤去を示すもので、ベ−スプレ−ト1上の下沓5を所定の位置へ移動してベ−スプレ−ト1上に固定されると、センタ−ホ−ルジャッキ−14、PC鋼棒13或いは反力架台12が撤去される。
【0034】
次いで、ストッパ−プレ−ト9、キ−プレ−ト10、スペ−サプレ−ト8等がベ−スプレ−ト1上に取り付けられるが、後ひずみ調整が最終段階まで終了した下沓5は、下沓5とストッパ−プレ−ト9間に隙間が生じないスペ−サプレ−ト8を製作して設置されるが、その前にPC鋼棒取付ネジ穴23およびベ−スプレ−ト表面に露出するネジ穴にグリスが塗布される。後ひずみ調整の途中段階においてはスペ−サプレ−ト8の代わりに簡易のスペ−サプレ−トが挿入される。
【0035】
所定の位置へ移動し固定された下沓5と、ベ−スプレ−ト1上の桁の収縮方向後方側に固定されたストッパ−プレ−ト9との間にも隙間が生じないスペ−サプレ−ト8が設置されて後ひずみ調整作業が終了する。
【0036】
【発明の効果】
本願発明は、ベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トに反力をとるため、下沓に雌ねじ孔を切っておくだけで支承に予め細工をしておく必要がなく、また、簡単な治具で大きな反力をとることができる。
【0037】
また、従来のようにベ−スプレ−トに突起を設ける必要がなく、反力伝達棒の本数も下沓に雌ねじ孔を切るタイプであるため充分配置することができる。
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の、下部構造物と上部構造物間に設置されたゴム支承体を示す平面図と側面図である。
【図2】本願発明の、下部構造物と上部構造物間に設置されたゴム支承体を示す平面図と側面図である。
【図3】本願発明の、下部構造物と上部構造物間に設置されたゴム支承体を示す平面図と側面図である。
【図4】本願発明の、ベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トとゴム支承体に対して取り付けた反力架台、PC鋼棒、ジャッキ−等を示す縦断面図および正面図である。
【図5】本願発明の、ベ−スプレ−ト上に設置される下沓、ストッパ−プレ−ト、位置出しプレ−ト等を示す平面図である。
【図6】従来技術1を示す縦断面図である。
【図7】従来技術2を示す縦断面図である。
【図8】従来技術3を示す斜視図である。
【符号の説明】
A ゴム支承体
1 ベ−スプレ−ト
2 下部構造物
3 ソ−ルプレ−ト
4 上部構造物
5 下沓(下部プレ−ト)
6 上沓(上部プレ−ト)
7 ゴム積層体
8 スペ−サプレ−ト
9 ストッパ−プレ−ト
10 キ−プレ−ト
11 ガイドプレ−ト
12 反力架台
13 PC鋼棒
14 ジャッキ−
15 H形鋼材からなる垂直材
16 水平に設けた溝形鋼材
17 水平に設けた山形鋼材
18 水平材
19 プレ−ト
20 調整材
21 微調整材
22 微調整材
23 雌ねじ孔
24 位置出しプレ−ト
25 ボルト孔
61 滑り支承板
62 金属製ベ−スプレ−ト
63 下部構造物
64 上部構造物
65 ゴム支承
66 下部金属板
67 可動滑り板
68 反力支承部
69 ジャッキ−
71 ベ−スプレ−ト
72 橋脚
73 下部金属板
74 ゴム支承
75 上部金属板
76 橋桁
77 移動用治具
78 反力伝達棒
79 伸縮装置
81 ゴム支承
82 アンカ−プレ−ト
83 下方プレ−ト
84 外枠プレ−ト
85 内側架台
86 外側架台
87 ジャッキ−架台

Claims (5)

  1. 下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トにそれぞれ固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形された支承体において、下沓をベ−スプレ−トに固定した固定金具を取り外し、橋桁の収縮方向に対し直角で且つ下沓の前方側に、ベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台を所定の間隔で設置し、下沓に所定の間隔で鋼棒の一端部を固定して他端部を反力架台に取り付けたジャッキ−で支持し、該ジャッキ−で鋼棒を引っ張ることによりベ−スプレ−ト上の下沓を桁の収縮方向へ移動し、所定の位置に到達したとき下沓をベ−スプレ−トに固定金具で固定してジャッキ−、鋼棒を撤去するゴム支承体のせん断変形調整方法。
  2. 下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トにそれぞれ固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形されたゴム支承体において、橋桁の収縮方向で且つ下沓の両側面のベ−スプレ−ト上にガイドプレ−トを取り付け、橋桁の収縮方向に対し直角方向で且つ下沓の後方側にストッパ−プレ−トが、前方側にスペ−サプレ−トとストッパ−プレ−トがベ−スプレ−ト上に取り付けられた下沓前方側のスペ−サプレ−トとストッパ−プレ−トを固定する固定金具および下沓を固定する固定金具を取り外し、下沓の前方側にベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台を所定の間隔で設置し、下沓に所定の間隔で鋼棒の一端部を固定して他端部を反力架台に取り付けたジャッキ−で支持し、ひずみ調整量にしたがってベ−スプレ−ト上に位置出しプレ−トを取り付け、ジャッキ−で鋼棒を位置出しプレ−ト側へ引っ張ることによりベ−スプレ−ト上の下沓を桁の収縮方向へ移動し、所定の位置に到達したとき下沓および下沓の前端部にストッパ−プレ−トを、後端部とストッパ−プレ−トとの間にスペ−サプレ−トをベ−スプレ−トに固定し、ジャッキ−、鋼棒を撤去するゴム支承体のせん断変形調整方法。
  3. 下部構造物の上面に設けたベ−スプレ−トと、上部構造物の下面に設けたソ−ルプレ−トに固定された下沓と上沓とゴム積層体から成るせん断変形されたゴム支承体において、橋桁の収縮方向に対し直角で且つ下沓の前方側および後方側のベ−スプレ−ト上にキ−プレ−トを介して取り付けるストッパ−プレ−ト、ストッパ−プレ−トと下沓間のベ−スプレ−ト上に設けるスペ−サプレ−ト、橋桁の収縮方向で下沓両側面のベ−スプレ−ト上に取り付けるガイドプレ−ト、下沓前方側に所定の間隔で設けた雌ねじ孔、該雌ねじ孔に一端部をねじ込む鋼棒、垂直材の上側面に水平材を固定し両部材間をプレ−トで補強したL型部材から成りベ−スプレ−トとソ−ルプレ−トで反力をとる反力架台、反力架台に取り付けて鋼棒を引っ張るセンタ−ホ−ルジャッキ−、所定の間隔で設置された反力架台を連結固定する水平材から構成されるゴム支承体のせん断変形調整装置。
  4. 垂直材はH形鋼材からなり、水平材は4枚のプレ−トを接合して箱型に形成し一方の開口部をプレ−トにより塞ぎ、もう一方の開口部をH形鋼材のフランジに固着してL型状に形成し、垂直材と水平材間にプレ−トを設けた反力架台であることを特徴とする請求項3に記載のゴム支承体のせん断変形調整装置。
  5. 所定の間隔で設置された反力架台の相互を連結する2本の溝形鋼材を、垂直材の下方に鋼棒に干渉しないようにウエブ部を対向させて水平方向に取り付け、山形鋼材を垂直材の上方に設けたことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のゴム支承体のせん断変形調整装置。
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