JP4968603B2 - 伸縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、道路橋に端部に配置されている伸縮装置に関する。

道路橋を対象にした伸縮装置には鋼製とゴム製とがあり、鋼製の場合には、図７に示すようにＩ桁の構造をしており、上フランジ部１がフィンガープレートであり、直接車輪の荷重（以下、輪荷重）を受ける。ウェブ部２では、側面に溶着されたアンカーボルト３がコンクリート床版４に埋め込まれており、荷重をコンクリート床版４と主桁上フランジ５に伝えている。上フランジがフィンガー構造になっているのは、温度により桁が伸び縮みするために端部に発生するすき間を、帯状の櫛にすることにより車両の進行方向でずらしている。これにより、段差により車両が受ける衝撃を最低限にしている。一方ゴム製の場合には、図８に示すように鋼板７にゴム６を加硫接着させて、その下部にアンカーボルト８をボルトで連結している。コンクリート床版９にアンカーボルト８を埋め込ませて、上部のゴム板が受けた輪荷重はアンカーボルトを介して、床版に伝達される。

伸縮装置には直接輪荷重が作用するために、高速道路や主要道路の橋梁を中心に損傷が数多く見受けられ、定期的に本体を一式取り替えている場合もある。取替の場合には交通止めが前提であり、車線ごとの取替や特殊コンクリートの使用で、交通止めの時間を最小限にする努力はしているが、補修箇所においては少なくとも夜間数時間の交通止めが発生している。

取替後に新たに取り付けられる伸縮装置は、ゴム製が多い。それは、構造が鋼製に比べて簡単であり、工事の時にブレーカ等で除去するコンクリートの量も少なくて済むからであるが、寿命も短く、取替後数年で再び取替を要するほどの損傷に達することもある。

本発明に関連する先行技術として、伸縮装置の内、直接に輪荷重を受ける部分を取替構造としたものが提案されている。特許文献１では、フィンガー部をコンクリートなどの非金属製として、フィンガー１本が単独で存在し、床版に嵌め込み構造となっている。特許文献２では、橋梁の端部に鋼材を用いて箱構造を構築して、その上にゴム等で製作したフィンガー部分を１本ずつフィンガーと同一高さにある鋼板に半円の切り込みをいれて、フィンガーを嵌め込んでいる。橋軸直角方向に地震力が作用した時に、フィンガーを追従させるためである。特許文献３では、一般的なゴム形式のジョイントの荷重を受ける部分を、遊間位置の荷重支持部と橋梁位置の伸縮部に分けて、伸縮部の損傷が発生した時には交換できるようになっている。

特開２００４−３５３１７７号公報 特許３５９３６４４号公報 特開２００３−１９３４１１号公報

発明が解決しようとしている課題

本発明に関連する先行技術として、伸縮装置の内、直接に輪荷重を受ける部分を取替構造としたものが提案されているが、いずれも問題点が見受けられる。特許文献１では、受け台ブロックもコンクリートであるので、コンクリート部材において高い製作精度が要求される。嵌め合わせ部分、特に橋軸方向に変形するのに抵抗する部分が小さいので、ここが弱点になる。取り外しは容易と考えられるが、フィンガー１本ずつとなり、手間がかかると考えられる。特許文献２では、フィンガーの取り付け部分は容易に取り外せる構造にはなっていないので、損傷時には伸縮装置を一式取り替えなければならない。特許文献３では、荷重支持部が直接輪荷重を支持しているわけであるから、損傷が発生しやすいと考えられ、荷重支持部が損傷した場合には部品の交換が容易ではない。

伸縮装置の取替工事は、都市内高速道路の維持保全工事の半分近くを占めており、路線の拡大と重交通が維持管理コストを拡大させており、取替工事では、一時的にも車線を数時間通行止めにせざるを得ず、取替が容易な構造の開発が望まれる。また、伸縮装置内の樋やシール材を定期的に清掃することができれば、損傷自体を防止することができる。一方、地震時にはフィンガー同士が衝突して、破損するか隣のフィンガーに乗り上げることから、構造上の弱点になると考えられる。そこで、損傷が起きやすいフィンガー部の取替が容易で、耐震性能もあり、樋部の定期的な清掃が可能な伸縮装置を提案する。

課題を解決するための手段

定期的にフィンガー部を取り外して清掃ができ、損傷時に取替が容易な伸縮装置を提供する。所定の間隔を置いて対向配置される床版の端部に、先端側のフィンガー部分と床版と連結してなる本体部分とが嵌め合わせ構造で構成され、フィンガー部分を取り外すことを特徴としている。

橋軸方向，橋軸直角方向の地震動作用時にフィンガー同士が衝突することを避けるために、対向配置されるフィンガーの断面形状は、互いに台形と逆台形とが隣り合うことを特徴としている。

伸縮装置の設置については、本体部とコンクリート床版との連結は本体部に溶着されたアンカーボルトによって行うとともに、フィンガー部と本体部との連結はボルトによって行い、本体部にタップを切って、上面からボルトを締めることを特徴としている。

フィンガー部が損傷した場合、部分的な交換が可能なように、フィンガー部はその長さ方向に数個に分割されていることを特徴としている。

この伸縮装置の材質については、フィンガー部と本体部は鋼板もしくは鋳鉄で構成されていることを特徴としている。

発明の効果

道路橋で広く用いられているフィンガー式伸縮装置において、構造を本体とフィンガー部分に分けて、フィンガー部分を取り外し可能としたことで、定期的に樋部や本体側面の清掃が可能になる。これにより樋の排水機能が確保される。フィンガーの長さ方向に数個に分割したことで、フィンガーの羽が損傷した時に、最低限の範囲での取替が可能になる。これらにより、伸縮装置の維持管理費用の大幅な低減が可能になる。

お互いに隣り合うフィンガー同士の断面形状を台形と逆台形にすることにより、橋軸方向，橋軸直角方向の地震動が作用した時に、衝突して破損したり、一方が他方に乗りあがったりすることを避けることができる。

以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明するが、以下は本発明を実現化するための例であって、本発明を以下の実施形態に限定する意図で記載するものではない。

本発明にかかる伸縮装置について、図１で説明する。図１は１車線あたりの伸縮装置を表している。本体１０の溝部１１にフィンガー１２が嵌め込まれる構造であり、本体１０とフィンガー１２の連結を確かにするために、本体１０とフィンガー１２とをボルト１３で固定している。本体１０と床版１４とは、本体１０に溶着させたアンカーボルト１５により連結させる。本体と主桁との連結については、図４で説明する。

図１では一例としてフィンガー１２を３分割しているが、分割することにより、フィンガー１３が損傷を起こした時に、最低限の範囲で取替が可能となる。

図２にフィンガー１２の一部１７を取り外した状況を示す。該当部分のボルト１３をゆるめることにより、本体と縁を切ることは容易であり、孔１７と歯１８を利用して、クレーン等で容易に吊り上げることができる。

図２でフィンガーの一部１７を撤去した部分に樋２０の一部が露出している。図３に清掃状況を示すが、掃除機２２のノズル２１を挿入して、容易に清掃ができる。

図４には、フィンガー１２，本体１０を橋梁に取り付ける詳細を表している。本体１０にタップ孔２３を開けて、フィンガーに開けた孔とを一致させて上面からボルト１３を貫通させて本体とフィンガーを固定させるようにしている。

主桁が鋼製の場合、本体１０を主桁２４にボルトを用いて取り付ける。本体にタップ孔２３を切ってボルトを下側から差し込んで取り付ける。

図５には、フィンガー１２を本体１０に固定するボルト１３の頭部を示している。第三者によるいたずらを避けるために、ボルトの六角面に溝を切って、表示しない特殊なスパナでボルトを固定させる。

図６には、図１のフィンガー１２のＡ−Ａ断面を表している。お互いに隣り合うフィンガーの歯の断面を台形と逆台形にすることにより、橋軸方向，橋軸直角方向の地震力が作用したときに、少しでも衝撃を和らげることができる。

この発明に係わるフィンガー式伸縮装置では、定期的な清掃が可能で、フィンガー部の歯が一部破損した場合、部分的な交換が可能であり、維持管理費用を押さえることができる。

この発明に係わるフィンガー式伸縮装置を説明する図で、本体，フィンガー，樋を示している。 伸縮装置の一部のフィンガーを取り外した状態を示した図である。 伸縮装置の樋を路面から清掃する状況を示した図である。 フィンガー部の断面を示した図で、本体とフィンガーの取り付けと本体と鋼桁との取り付けを示している。 フィンガー部を上から見た図で、ボルトの頭の詳細を示している。 フィンガー部の断面を表す図で、隣り合う断面が台形と逆台形であることを示している。 従来技術での鋼製伸縮装置を示した図である。 従来技術でのゴム製伸縮装置を示した図である。

符号の説明

１ 従来技術の鋼製伸縮装置の上フランジ
２ 従来技術の鋼製伸縮装置のウェブ
３ 従来技術の鋼製伸縮装置のアンカーボルト
４ コンクリート床版
５ 主桁上フランジ
６ 従来技術のゴム製伸縮装置のゴム
７ 従来技術のゴム製伸縮装置の鋼板
８ 従来技術のゴム製伸縮装置のアンカーボルト
９ コンクリート床版
１０ 伸縮装置本体
１１ フィンガーの脚を差し込むために本体に開けた溝
１２ 伸縮装置のフィンガー部
１３ フィンガー部を本体に固定するボルト
１４ コンクリート床版
１５ アンカーボルト
１６ 舗装
１７ 取り外されたフィンガー部
１８ フィンガーに開けた孔
１９ フィンガー先頭の歯
２０ 樋
２１ 掃除機のノズル部
２２ 掃除機
２３ 本体に開けたタップ孔
２４ 主桁
２５ 伸縮装置本体を主桁に固定するボルト

Claims (4)

1. 所定の間隔を置いて対向配置される床版の端部に、先端側のフィンガー部分と床版と連結してなる本体部分とが嵌め合わせ構造で構成され、フィンガー部分を取り外し自在とし、
   対向配置される前記フィンガーの橋軸直交方向における垂直断面形状が、台形と逆台形が隣り合うように構成されたことを特徴とする伸縮装置。
2. 前記本体部分とコンクリート床版との連結は前記本体部分に溶着されアンカーボルトによって行うとともに、前記フィンガー部分と前記本体部分との連結はボルトによって行い、前記本体部分にタップを切って、上面から前記ボルトを締めることを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置。
3. 前記フィンガー部分は、その長さ方向に数個に分割されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮装置。
4. 前記フィンガー部分と前記本体部分は、鋼板もしくは鋳鉄で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の伸縮装置。

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