JP4225644B2 - 構造物を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物、特に一端部側が浮体式の構造物に連結される構造物の他端部側を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
陸からそれほど離れていない島又は浮島を含む人工島（以下、人工島等という）と陸との間の海面に、比較的海面からの高さが低い浮体橋（道路橋）を浮かばせ、この浮体橋を介して人工島等と陸とを自動車道等により結び、船舶の通過時には、浮体橋をタグボートなどにより移動させて、船舶の通過を許容するようにする橋構造体が提案されている。
【０００３】
この場合、人工島等及び陸と浮体橋とを夫々結ぶために夫々の間に徐々に傾斜した傾斜道路橋が設置されるが、この道路橋の橋桁は、潮の干満による浮体橋の上下動に追従でき、しかも、タグボートなどによる浮体橋の移動をも許容できるように、大きな変位量をもって可動になっている必要がある。
【０００４】
従来の高架道路又は道路橋におけるその橋桁は、温度変化、荷重の変動等によるそれ自体の伸縮、撓み及び地震等の振動を吸収するために、単に滑り支承又は転がり支承等を介して橋脚上に載置、設置されているが、このような滑り支承又は転がり支承では、上記のような人工島等及び陸と浮体橋とを夫々結ぶための、大きく位置変動する橋桁を可動に案内支持することが困難であって、これに対する支承装置としては、いまだ満足し得るものが提案されていない。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、構造物、特に一端部側が浮体式の構造物に連結されて、大きく位置変動する構造物の他端部側を好ましく直動及び揺動自在に案内支持する沓装置及びこのような沓装置を用いた構造体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の構造物を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置は、構造物の直動方向に平坦に伸び互いに対面した内側面を有して、下面で基台に固着される下沓と、上面で構造物に固着される上沓と、下沓に対して上沓を直動及び揺動自在とする軸受装置とを具備しており、この軸受装置が、凹球面状の内面を有すると共に下沓の各内側面に対向した外側面を有して、下沓と上沓との間に介在された軸受本体と、この軸受本体の凹球面状の内面に摺動自在に接触した凸球面状の外面を有して、上沓に固着された球面軸受と、下沓の各内側面に摺動自在に接触した平坦面状の外側面を有して、軸受本体の各外側面に固着された平板状軸受とを具備している。
【０００７】
第一の態様の沓装置では、軸受装置が球面軸受と平板状軸受とを具備しているために、構造物の大きな揺動及び直動を許容でき、しかも、この大きな揺動及び直動が下沓の互いに対面した平坦な内側面間で規制されて行われるようになっているために、常に、構造物を所定位置に案内維持できる。
【０００８】
本発明の第二の態様の沓装置では、第一の態様の沓装置において、下沓は、断面Ｕ字状の下沓本体と、下沓本体の対面する内側面に夫々固着された滑り板とを具備しており、下沓の夫々の内側面としての各滑り板の露出面に、平板状軸受の外側面の夫々が摺動自在に接触している。
【０００９】
滑り板の好ましい一例としてステンレス板を挙げることができるが、その他の低摩擦の比較的腐食（塩害）に強い金属板であってもよい。
【００１０】
本発明の第三の態様の沓装置では、第一又は第二の態様の沓装置において、上沓は、上面に構造物が固着される矩形板状又は円盤状の受台部と、この受台部から垂下して当該受台部に一体的に形成された円柱部とを具備しており、球面軸受は、中央に貫通嵌合孔を有しており、上沓の円柱部が球面軸受の貫通嵌合孔に嵌合されて、上沓は球面軸受に固着されている。
【００１１】
上沓の受台部には、通常、アンカーボルトが植設され、このアンカーボルトを介して受台部に構造物が固着される。
【００１２】
本発明の第四の態様の沓装置では、第一から第三の態様のいずれかの沓装置において、球面軸受は、中央に貫通嵌合孔を有した環状体からなり、環状体の外周面が凸球面状の外面として形成されている。
【００１３】
本発明の第五の態様の沓装置では、第一から第四の態様のいずれかの沓装置において、球面軸受の凸球面状の外面には、固体潤滑材が埋設された複数の凹所が形成されており、この固体潤滑材の露出面は、軸受本体の凹球面状の内面に摺動自在に接触している。
【００１４】
本発明の第六の態様の沓装置では、第一から第五の態様のいずれかの沓装置において、平板状軸受の外側面には、固体潤滑材が埋設された複数の凹所が形成されており、この固体潤滑材の露出面は、下沓の各内側面に摺動自在に接触している。
【００１５】
第五の態様及び第六の態様の沓装置においては、直動及び揺動に際して各摺動面に固体潤滑材を流出させて、各摺動面に固体潤滑材の薄層を形成することができるので、各摺動面を固体潤滑材の薄層により常に低摩擦状態に維持できる結果、構造物の大きな揺動及び直動を長期に亘って滑らかに許容できる。固体潤滑材としては、黒鉛を主体とし、これにポリテトラフルオロエチレン等を混入したものが好ましいが、本発明はこれに必ずしも限定されない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。
【００１７】
図１から図４において、本例の沓装置１は、構造物としての橋桁８の直動方向である橋軸方向に平坦に伸びて互いに対面した内側面２及び３を有し、下面４で基台としての橋脚５に固着される比較的長尺の下沓６と、上面７で橋桁８に固着される上沓９と、下沓６に対して上沓９を直動及び揺動自在とする軸受装置１０とを具備している。
【００１８】
橋軸方向に伸びた比較的長尺の下沓６は、底部１１並びに底部１１に一体的に形成された側壁部１２及び１３を有して、断面Ｕ字状に形成された下沓本体１４と、下沓本体１４の対面する両側壁部１２及び１３の内側面１５及び１６に夫々固着されたステンレス板等からなる比較的薄い滑り板１７及び１８と、両側壁部１２及び１３の頂面にボルト等により固着された抜け止め防止板１９及び２０とを具備している。
【００１９】
下沓６は、下沓本体１４の鍔部２１において多数の係止ブロック２２及びボルト２３により橋脚５に係止されて当該橋脚５に固着されるようになっている。
【００２０】
上沓９は、上面７に橋桁８がアンカーボルト３０等を介して固着される矩形板状又は円盤状の受台部３１と、受台部３１から垂下して当該受台部３１に一体的に形成された円柱部３２と、円柱部３２の下端面にボルト等により固着された円盤状の抜け止め座金３３とを具備している。
【００２１】
軸受装置１０は、凹球面状の内面４１を有すると共に各内側面１５及び１６に対向した外側面４２及び４３を有して、下沓６と上沓９との間に介在された軸受本体４４と、軸受本体４４の凹球面状の内面４１に摺動自在に接触した凸球面状の外面４５を有して、上沓９に固着された球面軸受４６と、下沓６の各内側面２及び３に摺動自在に接触した平坦面状の外側面４７及び４８を有して、軸受本体４４の各外側面４２及び４３に固着された平板状軸受４９及び５０とを具備している。
【００２２】
軸受本体４４の外側面４２及び４３の夫々には、矩形状の浅い凹所５１及び５２が形成されており、凹所５１及び５２の夫々には、平板状軸受４９及び５０の夫々の外側面４２及び４３からの突出量を調整する薄板５３及び５４が配されて、軸受本体４４に溶接等により固着されており、薄板５３及び５４の夫々には、平板状軸受４９及び５０を保持した保持板５５及び５６が溶接等により固着されている。
【００２３】
軸受本体４４は、同様に形成されて対称に配された半割体５７及び５８からなり、半割体５７及び５８は、その鍔部５９及び６０において互いに合わされてボルト−ナット６１に一体化されている。
【００２４】
球面軸受４６は、中央に貫通嵌合孔６２を有し、かつ環状の外周面が凸球面状の外面４５として形成された環状体からなり、凸球面状の外面４５に分散して形成された多数の円形凹所６３には、固体潤滑材６４が埋設されており、固体潤滑材６４の露出面は、外面４５と共に軸受本体４４の凹球面状の内面４１に摺動自在に接触している。貫通嵌合孔６２には上沓９の円柱部３２が嵌合されており、これにより上沓９は球面軸受４６に固着されている。
【００２５】
保持板５５及び５６の円形凹所７１及び７２の夫々に嵌着されて保持された平板状軸受４９及び５０は、円盤状に形成されており、その円形状の外側面４７及び４８の夫々に分散して形成された多数の円形凹所７３及び７４には、固体潤滑材７５及び７６が埋設されている。固体潤滑材７５及び７６が夫々埋設された平板状軸受４９及び５０の外側面４７及び４８の夫々が、固体潤滑材７５及び７６の露出面の夫々と共に、下沓６の各内側面２及び３となる滑り板１７及び１８の夫々の露出面に摺動自在に接触している。
【００２６】
なお、橋桁８と橋脚５との間への設置に際しては、上沓９は、一端では、受台部３１に固着されたブラケット７８に、他端では、側壁部１２及び１３に固着されたブラケット７９に夫々固着された仮固定金８０を介して、下沓６に対して直動及び揺動しないように当該下沓６に仮止めされ、設置後は、仮固定金具８０は取り除かれるようになっている。
【００２７】
以上の沓装置１は、図６に示すような、浮体橋８１と陸８２及び人工島８３とを夫々結ぶ橋桁８と橋脚５との間に介在されて、構造体としての橋構造体を構成する。
【００２８】
浮体式の構造物としての浮体橋８１は、橋本体８４と、橋本体８４を海面８５上に支持するポンツーン（浮き）８６とを具備しており、橋本体８４は、陸８２側では、当該陸８２側の橋桁８の一端部８７に、解除自在なヒンジ機構８８（図７参照）を介して水平面内で回動自在に連結されており、人工島８３側では、当該人工島８３側の橋桁８の一端部８９に、同じく解除自在なヒンジ機構９０を介して水平面内で回動自在に連結されている一方、陸８２側及び人工島８３側の夫々で、海中に固定されて、夫々一対の伸縮自在な支持機構９１及び９２により移動しないように挟持されて保持されている。
【００２９】
船舶の通過に際しては、ヒンジ機構８８及び９０のいずれかにおけるヒンジ連結が解除され、更に、支持機構９１及び９２の片側が油圧ジャッキ等により下降されて、浮体橋８１は、図７に示すように、タグボート９３により水平面内で回動されるようになっている。
【００３０】
浮体橋８１の回動に際し、陸８２側及び人工島８３側の夫々の橋桁８は、浮体橋８１の回動を許容するように、夫々のその一端部８７及び８９が油圧ジャッキ等により、橋脚５に隣接した橋脚９４から若干上方、すなわちＡ方向に持ち上げられるようになっている。
【００３１】
なお、各橋桁８は、一端部８７及び８９がＡ方向に持ち上げ可能となると共に、橋脚５上でその他端部９５及び９６が橋軸方向に移動可能となるように、各橋桁８を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置１に加えて、各橋桁８と各橋脚５との間に介在された図示しないロラー又はコロにより支持されるようになっており、また、同じく図示しない適宜なストッパ機構により橋軸方向の一定以上のその移動が阻止されるようになっている。
【００３２】
沓装置１と、沓装置１が上面に載置、固定された橋脚５と、沓装置１により端部９５（又は９６）が直動及び揺動自在に案内支持された橋桁８とを具備した橋構造体９７（又は９８）において、沓装置１は、橋桁８の橋軸方向の移動を、平板状軸受４９及び５０の外側面４７及び４８の夫々と下沓６の各内側面２及び３の夫々との摺動により案内すると共に、橋桁８の揺動を、球面軸受４６の凸球面状の外面４５と軸受本体４４の凹球面状の内面４１との摺動により案内支持するようになっている。
【００３３】
そして沓装置１では、軸受装置１０が球面軸受４６と平板状軸受４９及び５０とを具備しているために、橋桁８の大きな揺動及び直動を許容でき、しかも、この大きな揺動及び直動が下沓６の互いに対面した平坦な内側面２及び３間で規制されて行われるようになっているために、常に、橋桁８を所定位置に案内維持できる。
【００３４】
また沓装置１では、球面軸受４６の凸球面状の外面４５には、固体潤滑材６４が埋設された複数の凹所６３が形成されて、固体潤滑材６４の露出面が、外面４５と共に軸受本体４４の凹球面状の内面４１に摺動自在に接触し、平板状軸受４９及び５０の外側面４７及び４８には、固体潤滑材７５及び７６が埋設された複数の凹所７３及び７４が形成されて、固体潤滑材７５及び７６の露出面が、外側面４７及び４８と共に下沓６の各内側面２及び３に摺動自在に接触しているために、各摺動面が固体潤滑材６４並びに７５及び７６により常に低摩擦状態に維持されて、橋桁８の大きな揺動及び直動を滑らかに許容できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、構造物、特に一端部側が浮体式の構造物に連結されて、大きく位置変動する構造物の他端部側を好ましく直動及び揺動自在に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示す例の側面拡大断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１に示す例の下沓の拡大斜視図である。
【図６】図１に示す例が用いられる橋桁及び浮体橋等の側面説明図である。
【図７】図７に示す橋桁及び浮体橋等の作用の平面説明図である。
【符号の説明】
１ 沓装置
２、３ 内側面
４ 下面
５ 橋脚
６ 下沓
７ 上面
８ 橋桁
９ 上沓
１０ 軸受装置
４１ 凹球面状の内面
４２、４３ 外側面
４４ 軸受本体
４５ 凸球面状の外面
４６ 球面軸受
４７、４８ 外側面
４９、５０ 平板状軸受

Claims (7)

1. 構造物の直動方向に平坦に伸び互いに対面した内側面を有していると共に下面で基台に固着される下沓と、上面で構造物に固着される上沓と、下沓に対して上沓を直動及び揺動自在とする軸受装置とを具備しており、この軸受装置が、凹球面状の内面を有すると共に下沓の各内側面に対向した外側面を有して、下沓と上沓との間に介在された軸受本体と、この軸受本体の凹球面状の内面に摺動自在に接触した凸球面状の外面を有していると共に上沓に固着された球面軸受と、下沓の各内側面に摺動自在に接触した平坦面状の外側面を有していると共に軸受本体の各外側面に固着された平板状軸受とを具備しており、上沓は、上面に構造物が固着される矩形板状又は円盤状の受台部と、この受台部から垂下して当該受台部に一体的に形成された円柱部とを具備しており、球面軸受は、中央に貫通嵌合孔を有しており、上沓の円柱部が球面軸受の貫通嵌合孔に嵌合されて、上沓は球面軸受に固着されている、構造物を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置。
2. 球面軸受は、中央に貫通嵌合孔を有した環状体からなり、環状体の外周面が凸球面状の外面として形成されている請求項１に記載の沓装置。
3. 構造物の直動方向に平坦に伸び互いに対面した内側面を有していると共に下面で基台に固着される下沓と、上面で構造物に固着される上沓と、下沓に対して上沓を直動及び揺動自在とする軸受装置とを具備しており、この軸受装置が、凹球面状の内面を有すると共に下沓の各内側面に対向した外側面を有して、下沓と上沓との間に介在された軸受本体と、この軸受本体の凹球面状の内面に摺動自在に接触した凸球面状の外面を有していると共に上沓に固着された球面軸受と、下沓の各内側面に摺動自在に接触した平坦面状の外側面を有していると共に軸受本体の各外側面に固着された平板状軸受とを具備しており、球面軸受は、中央に貫通嵌合孔を有した環状体からなり、環状体の外周面が凸球面状の外面として形成されている、構造物を直動及び揺動自在に案内支持する沓装置。
4. 下沓は、断面Ｕ字状の下沓本体と、下沓本体の対面する内側面に夫々固着された滑り板とを具備しており、下沓の夫々の内側面としての各滑り板の露出面に、平板状軸受の外側面の夫々が摺動自在に接触している請求項１から３のいずれか一項に記載の沓装置。
5. 球面軸受の凸球面状の外面には、固体潤滑材が埋設された複数の凹所が形成されており、この固体潤滑材の露出面は、軸受本体の凹球面状の内面に摺動自在に接触している請求項１から４のいずれか一項に記載の沓装置。
6. 平板状軸受の外側面には、固体潤滑材が埋設された複数の凹所が形成されており、この固体潤滑材の露出面は、下沓の各内側面に摺動自在に接触している請求項１から５のいずれか一項に記載の沓装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の沓装置と、この沓装置が上面に載置、固定された基台と、沓装置により端部が直動及び揺動自在に案内支持された構造物とを具備した構造体。

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