JP4918307B2 - Bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、橋梁、建物、機械等を支承するのに好適な支承装置、特に橋梁用支承装置に関する。 The present invention relates to a support device suitable for supporting a bridge, a building, a machine, or the like, and more particularly to a bridge support device.
これまで、橋梁などの上部構造物と橋脚などの下部構造物との間にゴム支承体を配置し、上部構造物から作用する力を下部構造物に伝達して、上部構造の荷重の載荷によるたわみやねじれ変形を吸収することが行われている。このゴム支承体は、上部構造物に固定される上沓と、下部構造物にアンカーボルトにより固定される下沓と、これらの間に配設されたゴム層とから構成される。このゴム支承体により、下向きの鉛直荷重が支持される。 Up to now, by placing a rubber bearing between an upper structure such as a bridge and a lower structure such as a pier, the force acting from the upper structure is transmitted to the lower structure, and the load of the upper structure is loaded. Absorption of deflection and torsional deformation is performed. This rubber bearing is composed of an upper collar fixed to the upper structure, a lower collar fixed to the lower structure by anchor bolts, and a rubber layer disposed therebetween. A downward vertical load is supported by the rubber support.
一方、水平荷重および鉛直方向上向きの動きに対しては、例えばゴム支承体の側端部にサイドブロック(移動制限装置)を配置して固定することで上部構造物と下部構造物の水平方向および鉛直方向上向きの動きを制限している。 On the other hand, with respect to horizontal load and vertical upward movement, for example, by placing and fixing a side block (movement limiting device) on the side end of the rubber bearing body, the horizontal direction of the upper structure and the lower structure and Restricts upward movement in the vertical direction.
しかしながら、ゴム支承体により鉛直荷重を支持し、サイドブロックなどの移動制限装置により水平荷重を支持するという構成にすると、ゴム支承体を含めた装置全体が大型化、重量化するとともに、施工が煩雑となり、コストアップが生じるという問題がある。また、装置全体が大型化すると、桁下空間が狭い場合には施工できないことがある。 However, when the vertical load is supported by the rubber support and the horizontal load is supported by the movement restriction device such as the side block, the entire device including the rubber support becomes larger and heavier and the construction is complicated. Thus, there is a problem that the cost increases. Moreover, when the whole apparatus becomes large, construction may not be possible if the under-girder space is narrow.
このような問題を解決するために、特許文献1には、図4および図5に示すようなゴム支承体50が記載されている。このゴム支承体50は、上沓51に、下沓52と相対する面に凹部53が形成され、下沓52には、上沓51と相対する面でかつ上沓51の凹部53に対応する位置に、該凹部53と嵌合する凸部54が形成され、これらの上沓51と下沓52がゴム層55を介して嵌合することで嵌合部が形成されている。
これにより、このゴム支承体50には、上沓51の水平面と、該水平面と対向する下沓52の水平面と、これらの水平面間に配設されたゴム層55とにより鉛直荷重が支持されるとともに、前記嵌合部における凹部53の内側面と、該側面に対向する前記凸部54の外側面と、これらの側面間に配設されたゴム層55とにより水平荷重が支持されるので、このゴム支承体50のみで鉛直荷重だけでなく水平荷重をも支持することができ、装置の小型化が可能になる。
In order to solve such a problem,
Thereby, the vertical load is supported by this
このようなゴム支承体50では、凹部53と凸部54とが鉛直方向に嵌合しているため、水平方向に作用する力(図5に矢印Hで示す)に対して荷重支持能力を向上させるには、荷重支持面積が多く必要となる。
In such a
ところが、水平方向の力に対する荷重支持面積を多くするには、凹部53と凸部54における鉛直方向の深さおよび高さを大きくし、凹部53と凸部54の嵌合長さを大きくする必要がある。そのため、ゴム支承体50の厚みが大きくなり、支承のコンパクト化を図るのが困難であった。
However, in order to increase the load support area with respect to the force in the horizontal direction, it is necessary to increase the depth and height in the vertical direction of the
本発明の課題は、厚みが薄く、コンパクト化が可能な支承装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bearing device that is thin and can be made compact.
上記課題を解決するための本発明の支承装置は、上部構造物に固定されると、下部構造物に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備え、前記上枠には、前記下枠と相対する面に凹部および/または凸部が形成され、前記下枠には、前記上枠と相対する面で、かつ前記上枠の凹部および/または凸部に対応する位置に、これらと嵌合する凸部および/または凹部が形成され、これらの上枠と下枠が前記弾性層を介して嵌合して嵌合部が形成されており、互いに嵌合する前記凸部および凹部は傾斜壁面を有していることを特徴とする。 A support device according to the present invention for solving the above-described problems includes a lower frame fixed to the lower structure when fixed to the upper structure, and an elastic layer disposed therebetween, The frame has a concave portion and / or a convex portion formed on a surface facing the lower frame, and the lower frame is a surface opposed to the upper frame and corresponds to the concave portion and / or convex portion of the upper frame. Protrusions and / or recesses that fit with these are formed at positions where the upper frame and the lower frame are fitted via the elastic layer to form a fitting portion, and are fitted to each other. The convex part and the concave part have an inclined wall surface.
前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方には突起部が形成されている。好ましくは、前記突起部は、前記凸部の頂部および前記凹部の開口縁部の少なくともいずれか一方に形成されており、かつ水平方向に突出しているのがよい。 A protrusion is formed on at least one of the surfaces where the protrusion and the recess face each other. Preferably, the protrusion is formed on at least one of the top of the protrusion and the opening edge of the recess and protrudes in the horizontal direction.
本発明によれば、互いに嵌合する前記凸部および凹部はいずれも傾斜壁面を有しているので、垂直壁面の場合に比べて、凹部と凸部の嵌合長さが大きくなり、水平方向の力に対する荷重支持面積を多くすることができる。その結果、鉛直荷重支持性能および水平荷重支持性能を損なうことなく、支承装置の厚みを薄くし、支承のコンパクト化を図るのが可能になる。また、支承装置の厚みが同じである場合には、垂直壁面を有する支承装置に比べて、水平荷重支持性能がより一層向上する。 According to the present invention, since both the convex portion and the concave portion to be fitted to each other have inclined wall surfaces, the fitting length between the concave portion and the convex portion is larger than that of the vertical wall surface, and the horizontal direction It is possible to increase the load supporting area with respect to the force. As a result, it is possible to reduce the thickness of the support device and reduce the size of the support without impairing the vertical load support performance and the horizontal load support performance. Further, when the thickness of the support device is the same, the horizontal load support performance is further improved as compared with the support device having a vertical wall surface.
また、前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方には突起部が形成されているので、水平方向に力が作用した場合に、前記突起部により上枠および下枠が逸脱するのを阻止することができると共に、鉛直荷重による弾性層の膨出を前記突起部により抑制することができる。 In addition, since a protrusion is formed on at least one of the surfaces where the protrusion and the recess face each other, the upper and lower frames deviate by the protrusion when a force is applied in the horizontal direction. And the swelling of the elastic layer due to the vertical load can be suppressed by the protrusions.
以下、本発明の一実施形態にかかる橋梁用ゴム支承装置について、図面を参照して詳細に説明する。図1はこの実施形態にかかるゴム支承装置を示す断面図であり、図2はその部分拡大断面図である。 Hereinafter, a rubber support device for a bridge according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a rubber bearing device according to this embodiment, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view thereof.
図1および図2に示すように、この実施形態にかかるゴム支承装置1は、橋梁などの上部構造物にソールプレート10を介して固定される上沓2と、橋脚などの下部構造物にベースプレートを介して固定される下沓3と、これらの間に配設されたゴム層4(弾性層)とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rubber bearing
下沓3には、上沓2と相対する面に、略円柱形状の第1の凸部3aと、該第1の凸部3aから離隔しかつ第1の凸部3aを囲む略円筒形状の第2の凸部3bとが形成されている。一方、上沓2には、下沓3と相対する面で、かつ、第1の凸部3aおよび第2の凸部3bに対応する位置に、これらと嵌合する第1の凹部2aおよび第2の凹部2bが形成されている。そして、これらの上沓2と下沓3がゴム層4を介して嵌合することで、図1に示すように2つの嵌合部A,Bが形成されている。
The
ゴム層4は、凹部2a,2bの内周面、凸部3a,3bの外周面およびその他の水平面を含む全面で上沓2および下沓3と接着されている。ゴム層4は、主成分であるゴム成分に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、補強剤、遅延剤、可塑剤、必要に応じて着色剤などの配合剤を配合したものである。特に、ゴム層4の厚さは、5〜50mm程度、好ましくは10〜30mm程度であるのがよい。
The
ゴム成分としては、例えばジエン系ゴムを使用することができる。ジエン系ゴムとしては、天然ゴムの他、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の合成ゴムが挙げられる。加硫剤としては、硫黄、有機過酸化物、亜鉛華、マグネシア等が挙げられる。加硫促進助剤としては、亜鉛華、ステアリン酸等が挙げられる。老化防止剤としては、例えばフェニル−α−ナフチルアミン、N,N'−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン等のアミン系化合物;2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等のフェノール系化合物;等が挙げられる。可塑剤としては、例えば石油系プロセス油、タール、ピッチ、天然油脂、動植物油脂、合成可塑剤等が挙げられる。補強剤としては、カーボンブラック、シリカ、ホワイトカーボン等が挙げられる。 As the rubber component, for example, a diene rubber can be used. Examples of the diene rubber include natural rubber and synthetic rubber such as chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Examples of the vulcanizing agent include sulfur, organic peroxide, zinc white, and magnesia. Examples of the vulcanization acceleration aid include zinc white and stearic acid. Examples of the antioxidant include amine compounds such as phenyl-α-naphthylamine, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, and N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine; 2,6-di- and phenolic compounds such as t-butyl-p-cresol and 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-t-butylphenol). Examples of the plasticizer include petroleum-based process oils, tars, pitches, natural fats and oils, animal and vegetable fats and oils, and synthetic plasticizers. Examples of the reinforcing agent include carbon black, silica, and white carbon.
上沓2および下沓3としては、例えば鋼板等の金属板、セラミックス、硬質プラスチック板等の材料を用いることができる。上沓2の厚さt2は、10〜150mm程度、好ましくは20〜100mm程度であるのがよく、下沓3の厚さt3は、10〜150mm程度、好ましくは20〜100mm程度であるのがよい。また、凹部2a,2bの深さt4は、5〜100mm程度、好ましくは15〜50mm程度であるのがよく、凸部3a,3bの高さt5は、5〜100mm程度、好ましくは15〜50mm程度であるのがよい。
As the
上沓2および下沓3は、例えば切削加工などの公知の手段を用いて鋼板等の材料に凹部および/または凸部を形成して作製することができる。また、凸部を形成する他の方法としては、例えば溶接等の手段を用いて鋼板等の材料に凸部となる材料を別途接合する方法が挙げられる。
The
上沓2における第1の凹部2aの内周面および第2の凹部2bの両内周面は、いずれも斜面状の傾斜壁面21で構成されている。さらに、これらの凹部2a、2bの傾斜した開口縁部には、水平方向に突出する突起部5が形成されている。
一方、下沓3における前記第1の凸部3aの外周面および第2の凸部3bの内外周面は、いずれも斜面状の傾斜壁面31で構成されている。さらに、これらの凸部3a、3bの傾斜した頂部には、水平方向に突出する突起部6が形成されている。
Each of the inner peripheral surface of the
On the other hand, the outer peripheral surface of the
相対する傾斜壁面21および傾斜壁面31は同じ傾斜角度を有するのが好ましい。傾斜角度は、特に限定されるものではないが、鉛直線に対して約40°〜80°、好ましくは約50°〜70°であるのがよい。傾斜角度がこの範囲より小さいと、垂直壁面に比べて水平方向の力に対する荷重支持面積の増大による効果があまり期待できないおそれがある。また、傾斜角度が前記範囲を超えると、水平方向の力に対する荷重支持性能に支障をきたすおそれがある。
The opposing
このように凹部2a,2bの周面と凸部3a,3bの周面とを傾斜壁面で形成しているので、凹部2a,2bおよび凸部3a,3bに作用する水平力に対する荷重支持面積が垂直面に比べて増大する。そのため、図2に示す凹部2a,2bと凸部3a,3bとの嵌合長さLを小さくすることができる。
Since the peripheral surfaces of the
前記突起部5、6は、水平方向に3〜5mm程度突出しているのがよい。突起部5、6は、それぞれ前記凸部3a、3bの頂部および前記凹部2a、2bの開口縁部の全周に形成されているのが好ましいが、連続せずに部分的に、例えば所定の間隔をあけて、突起部5、6が形成されていてもよい。また、突起部5、6の形成位置は、凸部3a、3bの頂部および前記凹部2a、2bの開口縁部であるのが好ましいが、前記凸部3a、3bおよび凹部2a、2bが相対する面のいずれか(例えば傾斜壁面21、31および水平面のうちの所定部位)であれば構わない。さらに、突起部5、6はいずれか一方のみでもよい。
It is preferable that the
以上のように構成された支承装置では、図2に矢印Mで示すような鉛直荷重が加わった場合、その力でゴム層4が矢印Nで示す方向に膨出する。これにより鉛直荷重を支持することができる。ところが、凹部2a,2bと凸部3a,3bは周面を傾斜壁面で形成しているので、ゴム層4が膨出しやすい。ゴム層4の膨出量が過度に増えると、ゴム層4の歪が大きくなって、耐久性が低下することが懸念される。しかし、本実施形態では、前記凸部3a、3bおよび凹部2a、2bにそれぞれ突起部5、6が形成されているので、該突起部5、6によってゴム層4が過度に膨出するのを抑制することができる。
In the bearing device configured as described above, when a vertical load as indicated by an arrow M in FIG. 2 is applied, the
一方、凹部2a,2bと凸部3a,3bとは周面を傾斜壁面で形成している関係上、前記凸部3a、3bおよび凹部2a、2bの嵌合長さL(図2を参照)が小さいと、水平方向に力が作用した場合に、上沓12と下沓13とが相互に逸脱しやすくなる。しかし、本実施形態では、前記凸部3a、3bおよび凹部2a、2bにそれぞれ突起部5、6が形成されているので、上沓12と下沓13とが相互に逸脱するのを抑制することができる。換言すれば、突起部5、6によって上沓12と下沓13とが相互に逸脱するのが抑制されているので、前記凸部3a、3bおよび凹部2a、2bの嵌合長さLを小さくすることができ、支承装置の薄型化、コンパクト化が可能となる。
すなわち、凹部2a,2bと凸部3a,3bとの嵌合長さLは、1〜50mm、好ましくは1〜20mmであるのがよい。
On the other hand, the
That is, the fitting length L between the
上記のようなゴム支承装置1は、例えば金型内に上沓2および下沓3を所定の間隔で配置し、この金型内に、ゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を射出等により注入して加硫成形と同時に一体に加硫接着することにより製造することができる。
The
なお、ゴム支承装置1を製造する他の方法としては、ゴム成分に対して各種配合剤を配合したゴム組成物を押出成形等により成形して所定厚みのゴム層を予め作製し、ついで、このゴム層と、上沓2および下沓3とを積層して接着剤等により接着する方法等が挙げられる。接着剤としては、例えば酢酸ビニル系、アクリル系、エチレン共重合体系、ドープセメント、モノマーセメント、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の熱可塑性接着剤;クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、再生ゴム系、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)系、天然ゴム系等のゴム系接着剤等が挙げられる。
As another method for producing the
なお、図1および図2に示したゴム支承装置1では、傾斜壁面21,31を有する凹部2a,2bおよび凸部3a,3bの形状を略台形状に構成したが、本発明における凹部および凸部は略台形状に限定されるものではない。すなわち、図3に示すように、逆台形状の凹部2a′,2b′および凸部3a′,3b′であっても同様の効果が得られる。この凹部2a′,2b′および凸部3a′,3b′は、前記した凹部2a,2bおよび凸部3a,3bと傾斜壁面21′,31′の傾きが鉛直線を介して逆向きになっている。
In the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改善や変更が可能である。 例えば、前記ゴム層4に代えて、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーなどの他の弾性材料を使用しても良い。上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、ポリブタジエンなどが挙げられる。また、上記熱可塑性エラストマー(TPE)としては、ポリスチレン系TPE、ポロオレフィン系TPE、ポリ塩化ビニル系TPE、ポリウレタン系TPE(TPU)、ポリエステル系TPE、ポリアミド系TPEなどが挙げられる。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above embodiment, A various improvement and change are possible within the range as described in a claim. For example, in place of the
また、本発明の弾性支承体は、橋梁用以外に、建物や機械類などの各種構造物にも適用可能である。例えば、建物用弾性支承体は、上部構造物である建物に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。機械用弾性支承体は、上部構造物である機械に固定される上枠と、下部構造物である基礎に固定される下枠と、これらの間に配設された弾性層とを備える。 Moreover, the elastic support body of this invention is applicable also to various structures, such as a building and machinery other than for bridge | bridging. For example, a building elastic support body includes an upper frame fixed to a building that is an upper structure, a lower frame fixed to a foundation that is a lower structure, and an elastic layer disposed therebetween. . The elastic support body for machines includes an upper frame fixed to a machine that is an upper structure, a lower frame fixed to a foundation that is a lower structure, and an elastic layer disposed therebetween.
1・・・ゴム支承装置
2・・・上沓(上枠)
2a,2b・・・凹部
3・・・下沓(下枠)
3a,3b・・・凸部
4・・・ゴム層(弾性層)
5・・・突起
6・・・突起
21・・・傾斜壁面
31・・・傾斜壁面
1 ...
2a, 2b ...
3a, 3b ...
5 ...
Claims (2)
前記凸部および凹部が相対する面の少なくともいずれか一方に突起部が形成されており、
互いに嵌合する前記凸部および凹部は傾斜壁面を有していることを特徴とする支承装置。 An upper frame fixed to the upper structure, a lower frame fixed to the lower structure, and an elastic layer disposed between the upper frame and the upper frame are provided on a surface facing the lower frame. Concave portions and / or convex portions are formed, and the lower frame has a convex portion that fits into the lower frame on a surface facing the upper frame and at a position corresponding to the concave and / or convex portions of the upper frame, and And / or a structure support device in which a recess is formed, and the upper frame and the lower frame are fitted via the elastic layer to form a fitting portion,
A protrusion is formed on at least one of the surfaces where the protrusion and the recess face each other,
The said convex part and recessed part which mutually fit have an inclined wall surface, The bearing apparatus characterized by the above-mentioned.
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