JP4966439B2 - 耐震伸縮継手 - Google Patents

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    • E01D19/06Arrangement, construction or bridging of expansion joints

Description

本発明は、耐震伸縮継手に関し、特に、ヒンジ構造をフィンガータイプの伸縮継手に適用することによって3軸動作を行うことができ、それによって地震による高架道路や橋梁の損傷を軽減する耐震伸縮継手に関する。
一般に、複数の橋脚を有する比較的長い橋梁は、温度変動によって生じる橋梁の膨張と縮小に対応するためにその長手方向に分割された複数の底版と、前記底版相互間に設置された伸縮継手とを持つ。
図1と図2に示すように、橋梁用の従来伸縮継手には、相互に接続され温度変動に応じて展開可能なように前記底版の両端に設置される上覆板101a,101bと、前記上覆板101a,101bを硬化後のコンクリート105に締め付けるアンカーボルト102と、前記アンカーボルト102と前記硬化後のコンクリート105との間の締め付け力を増加させて前記硬化後のコンクリート105の強度を補強する補強鉄棒103と、その両側で前記硬化後のコンクリート105のそれぞれに固定される雨水・異物回収ゴム防水部材104と、が含まれる。参照符号106によって表示したのは、橋梁の底版に配置された補強棒である。
地震発生時には前記構造を持つ橋梁用の従来伸縮継手を伸縮範囲内で車両移動方向に移動することができるが、前記伸縮継手を横方向、すなわち車両移動方向に対して垂直方向に移動させることは不可能である。加えて、地震発生時に当接部の腰壁が垂直方向に移動する際、前記伸縮継手は長手方向に移動できないので、橋梁に設置された底版、梁、及び伸縮継手の接続されたその他の構造物が地震によって破損する可能性もある。その結果、前記底版は橋梁から分離してしまう可能性もある。
さらに、前記ゴム防水部材104は前記上覆板101a,101bの設置前にアンカーボルト102によって前記コンクリート底版に接続される。次いで、前記上覆板101a,101bは設置され、前記アンカーボルト102に対してナットが締め付けられ、それによって前記伸縮継手の設置が完了する。従って、前記ゴム防水部材104が破損した際には、交通整理後に前記上覆板101a,101bを取り外して破損したゴム防水部材104を交換しなくてはならない。加えて、この破損したゴム防水部材は水漏れをもたらす可能性もあり、それによってさらなる損傷を引き起こし、構造を低下させてしまう。
従って、本発明は従来技術の上記問題点に鑑みてなされたものであり、3軸方向に移動して地震に対応する耐震伸縮継手を提供することが本発明の目的である。
本発明の別の目的は、設置が容易でゴム防水部材を交換できる耐震伸縮継手を提供することである。
本発明のその他の目的と利点は、以下の説明によって理解されるとともに、本発明の実施形態を参照して明らかになるであろう。また、当業者であれば、本発明の目的と利点が特許請求項に記載の手段とその組み合わせによって実現できることは明らかであろう。
本発明の一態様によれば、耐震伸縮継手が提供され、該耐震伸縮継手は、橋梁または高架道路を構成する底版のうちの1つの底版の一端に装着するヒンジ軸支持部材と、その回動中心軸に沿って橋梁または高架道路の横方向に摺動するように前記ヒンジ軸支持部材に回動可能に接続し、その一端で前記ヒンジ軸支持部材にヒンジ結合されたヒンジ指板部材と、その一端で前記ヒンジ指板部材の他端に係合して、その間隙の変動に応じて前記底版相互間の隙間を補正する指板部材と、さらに、前記指板部材が橋梁または高架道路の横方向に摺動するように、1つの底版に接触する他の底版に固定されて前記指板部材を摺動自在に支持する指板支持部材と、を具備する。
本発明に係る耐震伸縮継手では、地震によって底版が橋梁のX軸方向(長手方向)、Y軸方向(横方向)、及びZ軸方向(垂直方向)に移動すると、地震によって生じる問題に対応するため、ヒンジ指板部材と指板部材は間隙調整され、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に回動または摺動し、それによって地震に起因する前記底版の分離と接続部の損傷を防止する。
加えて、前記ヒンジ指板部材と前記指板部材は、その組立と解体を容易に行うためにセクションに分割されて接続部材によって固定されており、それによって作業時間を短縮する。
さらに、地震発生時には、前記ゴム防水部材の摺動板は、内側ガイドレールに沿って摺動するか、または前記ゴム防水板のひだ状部を変形させて、前記ゴム防水部材の損傷を防止する。また、外側ガイドレールが接着剤によって固定されるので、その設置と解体を容易に行うことができ、それによって作業時間を短縮する。
本発明の上記及び他の目的及び特徴は、下記の添付図面と併せて、好適な実施形態の以下の説明からより明らかになるであろう。
従来の伸縮継手の平面図である。
前記従来の伸縮継手の断面図である。
本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手の平面図である。
図3に示した耐震伸縮継手の断面図である。
図3に示したA-A線に沿った断面図である。
図4に記載の耐震伸縮継手の長手方向の挙動を示す図である。
前記図4に記載の耐震伸縮継手の横方向の挙動を示す図である。
図4に示した耐震伸縮継手の垂直方向の挙動を示す図である。
図4に示したゴム防水部材の斜視図である。
図4に示したヒンジ溝への異物浸入を防止するために挟入されたゴム部材を示す断面図である。
以下、本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手を添付図面を参照して詳細に説明する。
図3は本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手の平面図であり、図4は、図3に示した耐震伸縮継手の断面図であり、図5は、図3に記載のA-A線に沿った断面図であり、図6は、図4に示した耐震伸縮継手の長手方向の挙動を例示する図であり、図7は、図4に記載の耐震伸縮継手の横方向の挙動を例示する図であり、図8は、図4に示した耐震伸縮継手の垂直方向の挙動を例示する図であり、図9は、図4に示したゴム防水部材の斜視図である。
図面に示すように、本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手は、橋梁または高架道路を構成する複数の底版1,2を相互に接続するための装置であり、該底版には、前記底版1の一端に装着したヒンジ軸支持部材10と、前記ヒンジ軸部材10に回動可能に接続し、その一端でその回動中心軸に沿って摺動自在にヒンジ結合したヒンジ指板部材20と、前記ヒンジ指板部材20に接続した指板部材30と、前記底版1に接触して他の底版2に固定され、前記指板部材30を水平方向すなわち前記底版2の横方向に摺動自在に支持する指板支持部材40と、前記対向する底版1,2相互間に設置されて雨水や汚染物質の浸入を防止するゴム防水部材50と、が含まれる。
より具体的には、前記ヒンジ軸支持部材10を、その横方向に前記底版1の一端に直列に配置し、それに対してアンカーボルトによって固定する。その露出上面に凹設された円形ヒンジ溝11を有する前記ヒンジ軸支持部材10は、前記底版1に装着し、そこでは、前記ヒンジ溝11がその長手方向に延びる。
前記ヒンジ指板部材20は、所定の幅と長さを有して前記底版1,2相互間の隙間の一部を覆う板部材で形成され、前記ヒンジ指板部材20の一端に形成され、前記ヒンジ溝11に回動可能かつ摺動自在に装着して回動中心軸としての機能を果たす回動軸部21と、前記他端に形成され、突出して所定の間隔で配置される指部を形成するヒンジ指部22と、を含む。前記回動軸部21は、前記ヒンジ指板部材20から離脱可能な円筒形状を有し、前記ヒンジ溝11に挿入され、その一体化のため、ボルトによって前記ヒンジ指板部材20の一端に固定される。図10に示すように、その上部から雨水や異物が前記ヒンジ溝11に浸入することを防止するために、ゴム部材26を前記回動軸部21と前記ヒンジ軸支持部材10との間に狭入してもよい。前記ゴム部材26は、その下部が前記回動軸部21に形成された溝21aに挿入され、その上部が前記ヒンジ軸支持部材10の内壁に接触するダルマ形の断面図を有する。
前記指板部材30は、所定の幅と長さを有して前記底版1,2相互間の隙間の一部を覆う板部材で形成され、その一端から突出し、前記ヒンジ指部22に対応して形成される指部31と、前記他端から突出し、前記突出端部に拡大断面を有するレール部32と、を含む。前記レール部32はその長手方向に延びる。加えて、前記ヒンジ指板部材20と前記指板部材30とは前記底版1,2の横方向に配置され、それぞれその長手方向に複数に分割される。互いから分離された前記ヒンジ指部材20と前記指板部材30とは、それぞれ接続部材24,34に接続される。図5に示すように、所定の深さに凹設された挿入溝24a,34aは、前記接続部材24,34がその中に挿入されるように、前記ヒンジ指板部材20と前記指板部材30と間の接続部に形成される。前記接続部材24,34を前記挿入溝24a,34aに挿入した状態で、前記接続部材24,34の両端を貫通するボルト25,35が前記ヒンジ指板部材20と前記指板部材30とに対して締め付けられるので、前記ヒンジ指板部材20と前記指板部材30とを直列に並んだ状態に保つことができる。
前記指板支持部材40は、その一端で垂直に屈曲した板部材で形成され、アンカーボルトによって前記底版2に固定された固定板41と、前記レール部32に摺動自在に係合し、ボルト43によって前記固定板41に固定されたガイド部42aを有するガイドブロック42と、それに対してボルト43が締め付けられる前記固定板41に固定された固定ブッシング44と、を含む。加えて、防振部材45と防腐板46が前記指板部材30と前記指板支持部材40との間に配置される。前記防振部材45は、車両通過時に発生する衝撃音を吸収するゴム材料からなり、好ましくは前記固定板41の上端部を覆うのに十分な面積を有する。前記防腐板46は前記防振部材45の上端部を覆うのに十分な面積を有し、雨水の浸入に起因する前記指板部材30とその他のコンポーネントとの腐食を防止する。
前記ゴム防水部材50には、板形状をなして中心部分に形成されてその横方向への膨張と縮小に対応するひだ状部とその両端に形成された拡大断面とを持つフック51aを有するゴム材からなるゴム防水板51と、前記フック51aを取り囲み断面を有し、かつ前記フック51aに沿って延びて摩擦力を軽減する摺動板52と、前記摺動板52を取り囲む断面を有し、かつ前記底版1,2の横方向に配置される内側ガイドレール53と、さらに、前記内側ガイドレール53を取り囲む断面を有し、かつ前記内側ガイドレール53を接続して前記内側ガイドレール53の接続部品の段差を取り除き、接着剤によって前記底版1,2の両側に付着する外側ガイドレール54と、が含まれる。前記外側ガイドレール54は、前記底版1の側面にも前記ヒンジ軸支持部材10の側面にも付着させてよい。
これから、上記のような構造を持つ耐震伸縮継手の動作を以下の通り説明する。
図6に示すように、前記底版が橋梁の長手方向に移動すると、本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手は前記ヒンジ指部22と前記指部31とを相互に接近または離間させることによって前記底版の膨張と縮小に対応する。つまり、前記底版1,2相互間の隙間が広がると、前記ヒンジ指部22と前記指部31との重なり合う部分の長さは短くなり、前記底版1,2相互間の隙間が狭くなると、その重なり合う部分の長さは長くなり、それによって前記底版の膨張と縮小を補正する。この時点で、前記ゴム防水部材50のゴム防水板51のひだ状部は、前記底版の長手方向の膨張と縮小に応じて変形して雨水や汚染物質の浸入を防止する。
図7に示すように、前記底版1,2が橋梁の横方向に移動すると、前記ヒンジ指板部材20の回動軸21は前記ヒンジ軸支持部材10のヒンジ溝11に沿って摺動して橋梁の横方向に移動するため、前記底版1,2の位置移動に対応する。同時に、前記ガイドブロック42のガイド部42aによって摺動自在に支持された前記指板部材30のレール部32は前記ガイド部42aに沿って摺動して前記底版1,2の位置移動に対応する。つまり、前記底版1,2が橋梁の横方向に移動するにつれて、前記ヒンジ溝11に摺動自在に挿入された前記回動軸21と、前記ガイド部42aによって摺動自在に支持された前記レール部32と、は摺動してその位置移動に対応する。
図8に示すように、前記底版1,2が橋梁の垂直方向に発生した振動によって橋梁の垂直方向に移動すると、前記ヒンジ溝11に回動可能に固定された前記回動軸部21は回動してその高さの変動に対応する。つまり、1つの底版1が移動して他の底版2よりも高くなると、前記ヒンジ指板部材20は前記回動軸部21の周りに下方回動して前記指部22の端部と前記指板部材30の指部31との接触状態を維持する。よって、車両が円滑に通過できるように、その高さの変動に対応することが可能である。他の底版2が移動して1つの底版1よりも高くなると、前記ヒンジ指板部材20は前記回動軸部21の周りに上方回動して前記指部22の端部と前記指板部材30との接触状態を維持し、それによってその高さの変動に対応する。
上記のように、本発明の例示的実施形態に係る耐震伸縮継手では、地震によって前記底版1,2が橋梁のX軸方向(長手方向)、Y軸方向(横方向)、及びZ軸方向(垂直方向)に移動すると、前記ヒンジ指部22と前記指部31との重なり合う部分の長さは変動し、前記ヒンジ指板部材20と前記指板部材30とがY軸方向に摺動するか、または前記ヒンジ指板部材20が前記回動軸部21の周りに回動し、それによってに地震によって生じる問題に対応する。
加えて、前記ゴム防水部材50の摺動板52が前記内側ガイドレール53に沿って摺動するか、または前記ゴム防水板51のひだ状部が変形して地震によって生じる問題に対応し、それによって異物の浸入を防止する。さらに、前記外側ガイドレール54は接着剤によって固定されるので、その設置と解体を容易に行うことができる。
本発明を特定の例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は実施形態によって限定されるものではなく、添付請求項のみによって制限されるものとする。当業者であれば本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく実施形態の変更または修正を行えることは当然のことであろう。

Claims (8)

  1. 耐震伸縮継手であって、橋梁または高架道路を構成する底版のうちの1つの底版の一端に装着するヒンジ軸支持部材と、その回動中心軸に沿って橋梁または高架道路の横方向に摺動するように前記ヒンジ軸支持部材に回動可能に接続し、その一端で前記ヒンジ軸支持部材にヒンジ結合されたヒンジ指板部材と、その一端で前記ヒンジ指板部材の他端に係合して、その間隙の変動に応じて前記底版相互間の隙間を補正する指板部材と、さらに、前記指板部材が橋梁または高架道路の横方向に摺動するように、1つの底版に接触する他の底版に固定されて前記指板部材を摺動自在に支持する指板支持部材と、を具備することを特徴とする耐震伸縮継手。
  2. 請求項1の耐震伸縮継手であって、前記ヒンジ指板部材は、前記ヒンジ軸支持部材よって回動可能かつ摺動自在に支持されて回動中心軸を形成する回動軸部と、前記底版相互間の隙間を覆うように延出してその他端で前記指板部材に係合するように指部を形成するヒンジ指部と、を具備することを特徴とする耐震伸縮継手。
  3. 請求項2の耐震伸縮継手であって、前記回動軸部は前記ヒンジ軸支持部材に形成されたヒンジ溝に挿入されるように前記ヒンジ指板部材から分離し、かつ、ボルトが前記回動軸部と前記ヒンジ軸支持部材とに対して締め付けられて前記回動軸を前記ヒンジ軸支持部材に接続することを特徴とする耐震伸縮継手。
  4. 請求項1の耐震伸縮継手であって、指部が前記ヒンジ指板部材のヒンジ指部に係合するように前記指板部材の一端から突出し、かつレール部が前記指板支持部材によって摺動自在に支持されるように段差状に他端から突出することを特徴とする耐震伸縮継手。
  5. 請求項4の耐震伸縮継手であって、前記指板支持部材は、前記底版に固定された固定板と、前記レール部に係合するガイド部を有して前記レール部を摺動自在に支持し、かつボルトによって前記固定板に固定されたガイドブロックと、さらに、前記ボルト締め付けによって前記ガイドブロックが固定される前記底版に固定された固定ブッシングと、を具備することを特徴とする耐震伸縮継手。
  6. 請求項1〜5の任意の一項に係る耐震伸縮継手であって、前記指板部材と前記指板支持部材との間に介在し、通過する車両によって生じる振動と雑音を吸収する防振部材と、前記防振部材と前記指板部材との間に装着されて前記指板部材を容易に摺動させ、かつ雨水に起因する腐食を防止する防腐板と、をさらに具備することを特徴とする耐震伸縮継手。
  7. 請求項1〜5の任意の一項に係る耐震伸縮継手であって、前記ヒンジ指板部材と前記指板部材とはそれぞれその長手方向に複数に分割され、前記ヒンジ指板部材の両端と前記指板部材とは、ボルトによって締め付けられた接続部材によって接続され、さらに、挿入溝が、前記接続部材を挿入するように、前記ヒンジ指板部材と前記指板部材とに形成されることを特徴とする耐震伸縮継手。
  8. 前記底版相互間に介在されて雨水や異物を回収するゴム防水部材をさらに具備する請求項1〜5の任意の一項に係る耐震伸縮継手であって、前記ゴム防水部材は、板形状を形成するようにゴム材からなり、その両端に拡大断面を有するフックを備えるゴム防水板と、前記ゴム防水板のフックを取り囲んで摩擦力を軽減する摺動板と、前記摺動板を摺動自在に取り囲んで前記底版の横方向に配置される内側ガイドレールと、さらに、段差なしに前記内側ガイドレールの接続部を固定的に接続し、接着剤によって前記底版の両側面に付着する外側ガイドレールと、を含むことを特徴とする耐震伸縮継手。
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