JP4019295B2

JP4019295B2 - 伸縮継手装置

Info

Publication number: JP4019295B2
Application number: JP06133299A
Authority: JP
Inventors: 博小山; 大輝稲田
Original assignee: Nippon Chuzo Co Ltd
Current assignee: Nippon Chuzo Co Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000257013A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁又は類似構造物の伸縮継手装置に係り、さらに詳しくは、例えば、橋梁の桁遊間に設けられて、桁の橋軸方向の伸縮移動を吸収する伸縮継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、道路橋には、一般に、温度変化、コンクリートのクリープ及び乾燥収縮、荷重等による橋梁の変位に対して、車輌などが支障なく走行できるようにするために、その桁遊間に伸縮継手装置が設けられている。
このような伸縮継手装置は、各種のものが開発されて実用に供されており、その一例を図９及び図１０に示す。
【０００３】
図９、図１０において、１は橋梁３０の桁３１ａ，３１ｂ間に形成された桁遊間３２上に、橋梁３０を横切って設けられた伸縮継手装置である。この伸縮継手装置１において、２ａ，２ｂは上下の支承板３，４と、これを接合する垂直板５とからなり、桁遊間３２の両側において対向して桁３１ａ，３１ｂに設置された鋼材からなる一対のボックスで、橋梁３０を横切って例えば１．２ｍ〜１．４ｍの間隔で複数対設置されている。
【０００４】
６ａ，６ｂは鋼材からなり、橋梁３０の幅とほぼ等しい長さで断面ほぼＬ字状のエンドビームで、その水平片は所定の間隔で設置されたボックス２ａ，２ｂの上部支承板３にそれぞれ溶接により接合されており、垂直片の上端部の長手方向には、内側に向けて開口する後述のシールゴムの取付溝７ａ，７ｂが設けられている。
【０００５】
１０ａは鋼材からなる第１のサポートビームで、上面には一方の側（本例では、ボックス２ａ側）に片寄って、後述のミドルビームの取付部１１ａが突設されており、また、上下面の取付部１１ａの両側には、例えば、ステンレス板やテフロン（商標）からなる摺動板１２が取付けられている。
そして、桁遊間３２を橋絡して両端部がボックス２ａ，２ｂ内に挿入され、エンドビーム６ａ，６ｂの水平片と摺動板１２との間、及び下部支承板４と摺動板１２の間に介装された軸受１３，１４により摺動可能に支持されている。
【０００６】
１０ｂは第１のサポートビーム１０ａと並設されて桁遊間３２を橋絡し、その両端部がボックス２ａ，２ｂ内に挿入された第１のサポートビーム１０ａとほぼ同じ構造の第２のサポートビーム（以下、サポートビームの符号を単に１０と記すことがある）で、その上面の他方の側（ボックス２ｂ側）にはミドルビームの取付部１１ｂが突設されており、軸受１３，１４を介してボックス２ａ，２ｂに摺動可能に支持されている。
【０００７】
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（図９では省略してある）は第１，第２のサポートビーム１０ａ，１０ｂ及び両サポートビーム１０ａ，１０ｂの間に取付けられ、その反力により後述のシールゴムの変形が均一になるように制御するコントロールゴム（以下、コントロールゴムの符号を単に１５と記すことがある）である。
なお、上記のボックス２ａ，２ｂ、サポートビーム１０ａ，１０ｂ、コントロールゴム１５ａ〜１５ｃ等により、荷重支持ユニット２を構成する。
【０００８】
２１ａ，２１ｂは鋼材からなり、エンドビーム６ａ，６ｂとほぼ等しい長さでほぼＨ形断面の第１，第２のミドルビーム（以下、ミドルビームの符号を単に２１と記すことがある）で、上部フランジの両側の長手方向には、互いに外方に開口する後述のシールゴムの取付溝２２ａ，２２ｂが設けられている。
これら両ミドルビーム２１ａ，２１ｂは両エンドビーム６ａ，６ｂの間に配設され、第１のミドルビーム２１ａの下部フランジは、各第１のサポートビーム１０ａの取付部１１ａに溶接により取付けられており、第２のミドルビーム２１ｂの下部フランジは、各第２のサポートビーム１０ｂの取付部１１ｂに溶接により取付けられる。このとき、エンドビーム６ａと第１のミドルビーム２１ａ、エンドビーム６ｂと第２のミドルビーム２１ｂ及び両ミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔はほぼ等しくなっている。
【０００９】
２３ａ，２３ｂ，２３ｃはエンドビーム６ａ，６ｂとほぼ等しい長さでほぼＶ字状断面のシールゴム（以下、シールゴムの符号を単に２３と記すことがある）で、シールゴム２３ａの一方の自由端はエンドビーム６ａの取付溝７ａに、他方の自由端はミドルビーム２１ａの一方の取付溝２２ａにそれぞれ嵌入されて水密に固定されており、同様にして、シールゴム２３ｂはエンドビーム６ｂとミドルビーム２１ｂの間に、シールゴム２３ｃはミドルビーム２１ａ，２１ｂの間にそれぞれ水密に介装されている。
【００１０】
このようにして、伸縮継手装置１を構成するエンドビーム６ａ，６ｂ、及びその間に配設された第１，第２のミドルビーム２１ａ，２１ｂは、シールゴム２３ａ〜２３ｃにより水密に、かつ移動可能に連結され、また、シールビーム２３ａ〜２３ｃの上面は、エンドビーム６ａ，６ｂ及びミドルビーム２１ａ，２１ｂの上面より低い位置に保持されている。
【００１１】
上記のように構成した伸縮継手装置１において、図示の状態では、図１１（ａ）に示すように、エンドビーム６ａと第１のミドルビーム２１ａ、エンドビーム６ｂと第２のミドルビーム６ｂ、及び両ミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔はほぼ等しく、例えば４０ｍｍ（中立状態）に保持されている。
【００１２】
次に、例えば温度の上昇などにより桁３１ａ，３１ｂが橋軸方向に伸長すると、第１、第２のサポートビーム１０ａ，１０ｂは軸受１３，１４との間で桁３１ａ，３１ｂに対して相対的に摺動し、桁３１ａ，３１ｂが桁遊間３２を狭める方向に移動すると共に、図１１（ｂ）に示すように、シールドゴム２３ａ〜２３ｃが変形し、最大移動時には、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔、及びミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔は、ほぼ０（最小状態）になる。
【００１３】
また、温度の下降などにより桁３１ａ，３１ｂが橋軸方向に収縮すると、第１、第２のサポートビーム１０ａ，１０ｂは軸受１３，１４との間で桁３１ａ，３１ｂに対して相対的に摺動し、桁３１ａ，３１ｂが桁遊間３２を広げる方向に移動すると共に、図１１（ｃ）に示すように、シールゴーム２３ａ〜２３ｃが変形し、最大移動時には、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂとの間隔は、例えば８０ｍｍ（最大状態）になり、また、ミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔はこれより若干狭くなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の伸縮継手装置は、桁等の広範囲の伸縮移動量に対応することができ、その上優れた水密性、耐塵埃性を得ることができるが、次のような問題があった。
すなわち、一対のボックス２ａ，２ｂ、複数のサポートビーム１０、このサポートビーム１０を支持する複数（１本のサポートビーム１０に対して４個）の軸受１３，１４、コントロールゴム１５等からなる荷重支持ユニット２が、伸縮継手装置１の長手方向に複数組設置され、各サポートビーム１０にはそれぞれ１本のミドルビーム２１を取付けるようになっており、ミドルビーム２１及びこれらが取付けられるサポートビーム１０の数は、桁３１ａ，３１ｂの伸縮移動量を基本的要素として決定される。
【００１５】
このため、桁３１ａ，３１ｂの伸縮移動量が大きい場合は、これらミドルビーム２１、サポートビーム１０、軸受１３，１４、コントロールゴム１５などの数も必然的に多くなる。
また、近時、反力分散支承や免震支承を使用した橋梁の増加により、桁遊間３２が大きくなる傾向にあるが、シールゴム２３の変形量には限界があるため（例えば、最大８０ｍｍ）、これに対応するためには、ミドルビーム２１の数を増やさなければならない。
【００１６】
これらのことから、それぞれ１本のミドルビーム２１が固定されるサポートビーム１０の数が増加し、これに伴って軸受１３，１４やコントロールゴム１５も増加するため、結果的に荷重支持ユニット２も大型になり、コストが大幅に増加する。
【００１７】
また、道路橋は、一般に、幅方向の中央部から一方の側と他方の側は、その上を走行する車輌等により互いに反対方向の動荷重を受けるため、サポートビーム１０に固定されている１本のミドルビーム２１は、長期の使用によりねじれを生じるおそれがある。
【００１８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、コストを低減でき、長期の使用に耐えることのできる伸縮継手装置を得ることを目的としたものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る伸縮継手装置は、橋梁の桁遊間の両側に対向設置されたボックス及び前記桁遊間に橋絡され両端部が軸受を介して前記各ボックス内に摺動可能に支持されたサポートビームからなり、橋梁を横切って所定の間隔で設置された複数の荷重支持ユニットと、前記橋梁を横切って前記各ボックスの対向側に取付けられた一対のエンドビームと、前記エンドビームの間において橋梁を横切って前記各サポートビームに取付けられたミドルビームと、前記エンドビームとミドルビームとの間に介装されたシールゴムとからなり、前記各荷重支持ユニットのサポートビームに少なくとも２本のミドルビームを固定して、前記エンドビームとミドルビームとの間及びミドルビームの間にシールゴムを介装したものである。
【００２０】
また、上記の伸縮継手装置において、並設された複数のサポートビームを各ボックスによりそれぞれ支持し、前記複数のサポートビームのうち少なくとも１本のサポートビームに複数のミドルビームを固定したものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は一部を省略して示した本発明の実施の形態１の正面図、図２は一部を断面で示した図１の平面図で、本実施の形態は、２本のミドルビームを使用した伸縮継手装置に関するものである。なお、図９、図１０で説明した従来技術と同じ部分にはこれと同じ符号を伏し、説明を省略する。
【００２２】
本実施の形態においては、伸縮継手装置１の長手方向に設置された複数の荷重支持ユニット２の各サポートビーム１０ａの上面に、所定の間隔で２つのミドルビーム２１ａ，２１ｂの取付部１１ａ，１１ｂを設け、この取付部１１ａ，１１ｂにミドルビーム２１ａ，２１ｂの下部フランジを溶接２４により取付けたものである。このとき、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂとの間隔、及びミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔は、図１１（ａ）に示す中立状態（例えば、４０ｍｍ）と同様になっている。
【００２３】
そして、エンドビーム６ａの取付溝７ａとミドルビーム２１ａの取付溝２２ａ、エンドビーム６ｂの取付溝７ｂとミドルビーム２１ｂの取付溝２２ｂ、及びミドルビーム２１ａ，２１ｂの取付溝２２ａ，２２ｂには、それぞれシールゴム２３ａ，２３ｂ，２３ｃの自由端が嵌入され、水密に固定されている。
【００２４】
上記のように構成した本実施の形態に係る伸縮継手装置１において、図の状態では、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂとの間隔、及びミドルビーム２１ａ，２１ｂの間隔は、図１１（ａ）の場合と同様に、中立状態（例えば、４０ｍｍ）に保持されている。
【００２５】
いま、例えば、温度の上昇などによって桁３１ａ，３１ｂが橋軸方向に伸張すると、サポートビーム１０ａは軸受１３，１４との間で桁３１ａ，３１ｂに対して相対的に摺動し、桁３１ａ，３１ｂが桁遊間３２を狭める方向に移動すると共に、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂとの間に介装したシールゴム２３ａ，２３ｂが変形して桁３１ａ，３１ｂの伸張移動量を吸収し、最大移動時には両者の間隔は図１１（ｂ）に示すように、ほぼ０（最小状態）になる。なお、このとき、両ミドルビーム２１ａ，２１ｂ間に取付けられたシールゴム２３ｃは、両ミドルビーム２１ａ，２１ｂがサポートビーム１０に固定されているため変形せず、中立状態を維持する。
【００２６】
一方、温度の下降などにより桁３１ａ，３１ｂが橋軸方向に収縮すると、サポートビーム１０ａは軸受１３，１４との間で桁３１ａ，３１ｂに対して相対的に摺動して、桁３１ａ，３１ｂが桁遊間３２を大きくする方向に移動すると共に、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｂとの間に介装したシールゴム２３ａ，２３ｂが変形して桁３１ａ，３１ｂの収縮移動量を吸収し、最大移動時には両者の間隔は図１１（ｃ）に示すように、最大状態（例えば、８０ｍｍ）になる。なお、この場合も両ミドルビーム２１ａ，２１ｂ間に介装したシールゴム２３ｃは変形せず、中立状態に維持される。
【００２７】
図３はサポートビーム１０ａへのミドルビーム２１ａ，２１ｂの取付手段の他の例を示すもので、図１においては、サポートビーム１０ａに所定の間隔で２つの取付部１１ａ，１１ｂを設け、この取付部１１ａ，１１ｂにそれぞれミドルビーム２１ａ，２１ｂを取付けた場合を示したが、図３（ａ）では、サポートビーム１０ａに１つの取付部１１を設け、この取付部１１に所定の間隔で２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂの下部フランジを溶接２４により取付けたものである。
また、図３（ｂ）は、サポートビーム１０ａに設けた１つの取付部に、所定の間隔で２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂをボルト２５により取付けたものである。
【００２８】
さらに、図４（ａ）は、あらかじめ鋼板２６上に所定の間隔で２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂを溶接２４により取付けておき、この鋼板２６をボルト２５によりサポートビーム１０ａの取付部１１に固定したものである。
また、図４（ｂ）は、あらかじめサポートビーム１０ａの取付部１１上にサポートビーム１０ａより幅の広いプレート２７を溶接しておき、その上に所定の間隔で２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂを載置し、図４（ｃ）に示すように、サポートビーム１０ａの両側においてボルト２５とナット２５ａにより取り付けたものである。
なお、サポートビームへのミドルビームの取付手段は上記に限定するものではなく、他の手段を用いてもよい。
【００２９】
上記のように構成した本実施の形態によれば、前述の従来装置とほぼ同様の作用、効果が得られるばかりでなく、２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂを１本のサポートビーム１０ａに取付けるようにしたので、サポートビーム及び軸受の数を従来装置の２分の１に減らすことができ、また、コントロールゴムも減らすことができる。さらに、これに伴って荷重支持ユニットを小形化できるので、コストを大幅に低減することができる。
【００３０】
また、サポートビーム１０ａに２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂを取付けたので剛性が向上し、ミドルビーム２１ａ，２１ｂの長手方向の両側に、車輌の走行などによって互いに反対方向の動荷重が作用しても、ねじれが生じ難くなる。
【００３１】
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２の正面図、図６は一部を断面で示した図５の平面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、桁遊間３２の間隔Ｌが広い場合に実施して特に有効なもので、１本のサポートビーム１０ａに３本のミドルビーム２１ａ，２１ｂ，２１ｃを溶接等より取付けたものである。
【００３２】
すなわち、サポートビーム１０ａの上面に、３本のミドルビーム２１ａ〜２１ｃを中立状態の間隔で取付けることのできる取付部１１を突設し、この取付部１１に所定の間隔で３本のミドルビーム２１ａ〜２１ｃを溶接２４その他の手段で取付けたものである。なお、取付部１１は各ミドルビーム２１ａ〜２１ｃごとに設けてもよい。
そして、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｃとの間にそれぞれシールゴム２３ａ，２３ｂを介装すると共に、ミドルビーム２１ａと２１ｂの間、及びミドルビーム２１ｂと２１ｃとの間にそれぞれシールゴム２３ｃ，２３ｄを介装したものである。
【００３３】
本実施の形態の作用も実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、桁３１ａ，３１ｂの橋軸方向の伸縮にあたっては、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｃとの間に介装されたシールゴム２３ａ，２３ｂが変形して桁の移動を吸収し、ミドルビーム２１ａと２１ｂの間、２１ｂと２１ｃの間に介装されたシールゴム２３ｃ，２３ｄは変形せず、中立状態を維持する。
【００３４】
本実施の形態による効果も実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、桁遊間３２の間隔Ｌが広い場合に適用することができる。また、サポートビーム及びミドルビームをそれぞれ３本使用した従来装置に比べて、サポートビーム、軸受及びコントロールゴム等を大幅に減らすことができ、その上荷重支持ユニットを小形化することができる。
【００３５】
［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３の正面図、図８は一部を断面で示した図７の平面図である。なお、実施の形態１，２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、桁遊間３２の間隔Ｌが大きく、かつ、桁の伸縮移動量が大きい場合に実施して特に有効なものである。
【００３６】
本実施の形態は、桁遊間３２を橋絡する第１のサポートビーム１０ａの両端部と、これと並設した第２のサポートビーム１０ｂの両端部を、対向して設置されたボックス２ａ，２ｂ内に挿入してそれぞれ軸受１３，１４により摺動可能に支持させ、第１のサポートビーム１０ａの上面に設けた取付部１１ａに、２本のミドルビーム２１ａ，２１ｂを中立状態の間隔で取付けると共に、第２のサポートビーム１０ｂに設けた取付部１１ｂに、第１のサポートビーム１０ａに取付けたミドルビーム２１ｂとの間に中立状態の間隔を保持してミドルビーム２１ｃを取付けたものである。
【００３７】
そして、エンドビーム６ａ，６ｂとミドルビーム２１ａ，２１ｃとの間にシールゴム２３ａ，２３ｂを介装すると共に、ミドルビーム２１ａと２１ｂ、２１ｂと２１ｃとの間にそれぞれシールゴーム２３ｃ，２３ｄを介装する。
【００３８】
本実施の形態においては、桁３１ａ，３１ｂが橋軸方向に伸縮すると、第１，第２のミドルビーム２１ａ，２１ｂは桁３１ａ，３１ｂに対して相対的に摺動するので、シールゴム２３ａ，２３ｂ及び２３ｄがこれに対応して変形し、桁３１ａ，３１ｂの伸縮移動量を吸収して桁３１ａ，３１ｂの大きな移動量に対応する。なお、ミドルビーム２１ａ，２１ｂ間のシールゴム２３ｃは変形せず、中立状態を維持する。
【００３９】
本実施の形態の効果も実施の形態２の場合とほぼ同様であるが、サポートビーム１０を２本設けたので、桁遊間３２の間隔Ｌが大きく、かつ、桁３１ａ，３１ｂの伸縮移動量が大きい場合に実施して特に有効である。
また、本実施の形態によれば、サポートビーム及びミドルビームを３本ずつ使用した従来装置に比べて、サポートビーム、軸受、コントロールゴム等を減らすことができると共に、荷重支持ユニットを小形化することができる。
【００４０】
上記の各実施の形態においては、ミドルビームを２本又は３本使用した伸縮継手装置について説明したが、桁遊間の間隔がさらに大きくなり、あるいは桁の伸縮移動量がより大きい場合は、ミドルビームを４本以上使用することがある。
【００４１】
例えば、ミドルビームを４本使用する場合は、１本のサポートビームに４本のミドルビームを取付けてもよいが、これでは桁の伸縮移動量が大きい場合は対応できないこともあるので、サポートビームを２本設け、第１のサポートビームに３本のミドルビームを、第２のサポートビームに１本のミドルビームを取付け、あるいは、第１，第２のサポートビームにそれぞれ２本のミドルビームを取付けるなど、適宜選択すればよい。
さらに、５本以上のミドルビームを使用する場合は、サポートビームを２本以上設け、ミドルビームを適宜組合わせて取付ければよい。
【００４２】
上記の説明では、本発明を橋梁の伸縮継手装置に実施した場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、温度変化などによって伸縮する他の構造物にも実施することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る伸縮継手装置は、橋梁等の桁遊間に設置された複数の荷重支持ユニットに設けたサポートビームに、少なくとも２本のミドルビームを固定して、エンドビームとミドルビームとの間及びミドルビームの間にシールゴムを介装したので、桁の伸縮移動に確実に対応することができる。
【００４４】
また、サポートビームに少なくとも２本のミドルビームを固定するようにしたので、サポートビームに１本のミドルビームを固定した従来装置に比べて、サポートビーム、軸受、コントロールゴム等を大幅に減らすことができ、また、これにより荷重支持ユニットを小形化することができるので、コストを大幅に低減することができる。
さらに、サポートビームに少なくとも２本のミドルビームを固定したので剛性が向上し、長期の使用によってもねじれが生じ難くなる。
【００４５】
また、上記の伸縮継手装置において、並設された複数のサポートビームのうち、少なくとも１本のサポートビームに複数のミドルビームを固定するようにしたので、上記の効果が得られると共に、桁遊間が大きく、かつ桁の伸縮移動量が大きい場合にも充分対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の正面図である。
【図２】一部を断面で示した図１の平面図である。
【図３】サポートビームへのミドルビームの取付手段の例を示す説明図である。
【図４】サポートビームへのミドルビームの他の取付手段の例を示す説明図である。
【図５】一部を断面で示した本発明の実施の形態２の正面図である。
【図６】一部を断面で示した図５の平面図である。
【図７】一部を断面で示した本発明の実施の形態３の正面図である。
【図８】一部を断面で示した図７の平面図である。
【図９】従来の伸縮継手装置の一例の斜視図である。
【図１０】一部を断面で示した図９の平面図である。
【図１１】図１０のシールゴムの作用説明図である。
【符号の説明】
１伸縮継手装置
２荷重支持ユニット
２ａ，２ｂボックス
６ａ，６ｂエンドビーム
１０ａ，１０ｂサポートビーム
１３，１４軸受
１５ａ〜１５ｃコントロールゴム
２１ａ〜２１ｃミドルビーム
２３ａ〜２３ｄシールゴム
３０橋梁
３１ａ，３１ｂ桁
３２桁遊間

Claims

橋梁の桁遊間の両側に対向設置されたボックス及び前記桁遊間に橋絡され両端部が軸受を介して前記各ボックス内に摺動可能に支持されたサポートビームからなり、橋梁を横切って所定の間隔で設置された複数の荷重支持ユニットと、
前記橋梁を横切って前記各ボックスの対向側に取付けられた一対のエンドビームと、
前記エンドビームの間において橋梁を横切って前記各サポートビームに取付けられたミドルビームと、
前記エンドビームとミドルビームとの間に介装されたシールゴムとからなり、
前記各荷重支持ユニットのサポートビームに少なくとも２本のミドルビームを固定して、前記エンドビームとミドルビームとの間及びミドルビームの間にシールゴムを介装したことを特徴とする伸縮継手装置。
並設された複数のサポートビームを各ボックスによりそれぞれ支持し、前記複数のサポートビームのうち少なくとも１本のサポートビームに複数のミドルビームを固定したことを特徴とする請求項１記載の伸縮継手装置。