JP5082785B2 - 滑りゴム支承装置 - Google Patents

Description

本発明は、滑りゴム支承装置に関し、さらに詳しくは、上部構造物が受ける水平力を安定して減衰させるとともに、上部構造物と下部構造物との相対滑動が阻止された場合であっても、上部構造物の荷重を安定して支持できるようにした滑りゴム支承装置に関するものである。

橋桁等の上部構造物と橋脚等の下部構造物との間にゴム状弾性板を配置し、上部構造物をゴム状弾性板の上面の第１滑り部材を介して載置するとともに、ゴム状弾性板を下部構造物の上面に第２滑り部材を介して載置した滑りゴム支承装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この滑りゴム支承装置では、第１滑り部材により上部構造物を下部構造物に対して橋軸方向に滑動移動させて、上部構造物が受ける橋軸方向の水平力を減衰させるようにしている。また、第２滑り部材によりゴム積層体を下部構造物に対して橋軸直角方向に滑動移動させて、上部構造物が受ける橋軸直角方向の水平力を減衰させるようにしている。

このように滑りゴム支承装置は、上部構造物と下部構造物とを相対的に滑動させることを前提として設計されているが、想定外の現象が生じて相対滑動が阻止された場合には、ゴム状弾性板には過大なせん断力が作用する。滑りゴム支承装置では、ゴム状弾性板は鉛直荷重を負担するために設けられているので、ほとんど、せん断変形をすることがなく、そのため過大なせん断力が作用した場合には損傷して、上部構造物を安定して支持できなくなる可能性があるという問題を抱えていた。

また、滑りゴム支承装置は、外部環境に直接曝される場所に設置されることがあるため、滑動部分が下方にある程、滑動部分にはゴミや塵が堆積し易くなり、長期に渡って安定した相対滑動を確保することが困難であるという問題があった。
特開２００４−１０８１３８号公報

本発明の目的は、上部構造物が受ける水平力を安定して減衰させるとともに、上部構造物と下部構造物との相対滑動が阻止された場合であっても、上部構造物の荷重を安定して支持できるようにした滑りゴム支承装置を提案することにある。

上記目的を達成するため本発明の滑りゴム支承装置は、上部構造物と下部構造物との間に配置され、鋼板とゴム層とを交互に積層したゴム積層体と、前記上部構造物を下部構造物に対して平面一軸方向に移動させる第１滑り部材および第１ガイド部と、平面において該一軸方向と直交する軸方向に移動させる第２滑り部材および第２ガイド部とを備えた滑りゴム支承装置であって、前記上部構造物とゴム積層体の上面との間に上部プレートと下部プレートとを積層し、該上部プレートを上部構造物に固定するとともに、上部プレートと下部プレートとの間に第１滑り部材を設け、下部プレートとゴム積層体の上面との間に第２滑り部材を設けたことを特徴とするものである。

ここで、前記下部プレートに下端部を固定してガイド柱を立設し、該ガイド柱の上端に形成したフランジ部と、該フランジ部に係合し、前記上部プレートに形成された上部構造物が移動する平面一軸方向に延びる第１ガイド溝とにより、前記第１ガイド部を構成することもできる。前記下部構造物に下端部を固定してアンカー柱を立設し、該アンカー柱の上端に形成したフランジ部と、該フランジ部に係合し、前記下部プレートに形成された平面において前記平面一軸方向と直交する軸方向に延びる第２ガイド溝とにより、前記第２ガイド部を構成することもできる。前記上部プレートの下面にステンレス鋼板を固定し、前記下部プレートの上面に第１滑り部材を固定するとともに、下部プレートの下面にステンレス鋼板を固定し、前記ゴム積層体の上面に第２滑り部材を固定した構成にすることもできる。

本発明の滑りゴム支承装置によれば、上部構造物と下部構造物との間にゴム積層体を配置し、上部構造物を下部構造物に対して平面一軸方向に移動させる第１滑り部材および第１ガイド部と、平面において該一軸方向と直交する軸方向に移動させる第２滑り部材および第２ガイド部とを備えた滑りゴム支承装置であって、上部構造物とゴム積層体の上面との間に上部プレートと下部プレートとを積層し、該上部プレートを上部構造物に固定するとともに、上部プレートと下部プレートとの間に第１滑り部材を設け、下部プレートとゴム積層体の上面との間に第２滑り部材を設けたので、上部プレートと下部プレートとの間で上部構造物を下部構造物に対して平面一軸方向に滑動移動させ、下部プレートとゴム積層体の上面との間で上部構造物を下部構造物に対して、平面において一軸方向と直交する軸方向に滑動移動させることにより、上部構造物が受ける水平力を設定した一定水準で減衰させることが可能になる。しかも、想定外の現象によって、上部プレートと下部プレートとの間や下部プレートとゴム積層体の上面との間で滑動移動が阻止されて、ゴム積層体に過大なせん断力が作用しても、せん断変形することができるので、損傷することなく上部構造物の荷重を安定して支持し続けることが可能になる。

また、滑動部分となる第１滑り部材および第２滑り部材を、ゴム積層体よりも上方に配置しているので、ゴム積層体の下方に配置する場合に比して、滑動部分に堆積するゴミや塵を遥かに低減させることができる。

以下、本発明の滑りゴム支承装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。尚、図面では、橋軸方向をＸ方向で示し、橋軸直角方向をＹ方向で示す。

図１に例示するように本発明の滑りゴム支承装置１を構成するゴム層２ａと鋼板２ｂとを交互に積層したゴム積層体２は、橋桁等の上部構造物８と橋脚等の下部構造物９との間に配置され、上部構造物８とゴム積層体２の上面との間には、上部プレート３と下部プレート５とが積層されている。

図２に例示するように、この実施形態では、平面四角形状の２つの同じゴム積層体２、２が、橋軸直角方向に間隔をあけて並置されている。それぞれのゴム積層体２、２の下面は下部構造物９の上に固定された鋼板等からなるベースプレート１０に固設されている。それぞれのゴム積層体２、２の上面には、第２滑り部材６が固定されている。互いのゴム積層体２、２の間の位置では、ベースプレート１０および下部構造物９に埋設孔９ａ、９ａが設けられている。

図１、図３に例示するように、ゴム積層体２、２の上面に固定された第２滑り部材６には、下部プレート５が載置されている。下部プレート５は、上面に第１滑り部材５ｂが固定され、下面にはステンレス鋼板５ｃが固定されている。下部プレート５の橋軸直角方向中央部には、段部を有し、橋軸方向に延びる長穴状の第２ガイド溝５ａが形成されている。また、下部プレート５の上面側には、第２ガイド溝５ａを対称軸として対称の位置に埋設孔５ｄ、５ｄが形成されている。

第２ガイド溝５ａには、円盤状に拡径したフランジ部７ａを上端に有するアンカー柱７が上下に挿通し、アンカー柱７の下端部は、ベースプレート１０および下部構造物９に形成された埋設孔９ａに埋入して固定されている。このように下部構造物９に立設されたアンカー柱７のフランジ部７ａは、その上面を第１滑り部材５ｂよりも突出させずに埋入した状態で、第２ガイド溝５ａに嵌合している。下部プレート５の下面とゴム積層体２の上面とは、ステンレス鋼板５ｃと第２滑り部材６とが当接しているので、下部プレート５はゴム積層体２に対して、アンカー柱７と第２ガイド溝５ａとにガイドされて、橋軸方向にのみ滑動移動できるようになっている。また、第２ガイド溝５ａの段部を覆うフランジ部７ａが、下部プレート５の上下移動を規制するようになっている。

図１、図４に例示するように、上面に第１滑り部材５ｂを固定した下部プレート５には、下面にステンレス鋼板３ｂを固定した上部プレート３が載置されている。上部プレート３は、上面が上部構造物８に固定され、橋軸方向中央部には、段部を有し、橋軸直角方向に延びる長穴状の第１ガイド溝３ａが形成されている。

第１ガイド溝３ａには、円盤状に拡径したフランジ部４ａを上端に有するガイド柱４が上下に挿通し、ガイド柱４の下端部は、下部プレート５に形成された埋設孔５ｄに埋入して固定されている。このように下部プレート５に立設されたガイド柱４のフランジ部４ａは、その上面を上部プレート３の上面よりも突出させずに埋入した状態で、第１ガイド溝３ａに嵌合している。上部プレート３の下面と下部プレート５の上面とは、ステンレス鋼板３ｂと第１滑り部材５ｂとが当接しているので、上部プレート３は下部プレート５に対して、ガイド柱４と第１ガイド溝３ａとにガイドされて、橋軸直角方向にのみ滑動移動できるようになっている。また、第１ガイド溝３ａの段部を覆うフランジ部４ａが、上部プレート３の上下移動を規制するようになっている。

第１滑り部材５ｂ、第２滑り部材６としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や二硫化モリブデン焼付け材等を例示することができる。また、ステンレス鋼板３ｂ、５ｃに代わって、例えば二硫化モリブデン焼付け材等を用いることができる。

この滑りゴム支承装置１では、上部構造物８が橋軸方向の水平力を受けると、下部プレート５がゴム積層体２の上面を橋軸方向に滑動移動し、その際のステンレス鋼板５ｃと第２滑り部材６との滑動摩擦により、橋軸方向の水平力が減衰される。上部構造物８が橋軸直角方向の水平力を受けると、上部プレート３が下部プレート５の上面を橋軸直角方向に滑動移動し、その際のステンレス鋼板３ｂと第１滑り部材５ｂとの滑動摩擦により、橋軸直角方向の水平力が減衰される。

このように、上部構造物８が受ける橋軸方向および橋軸直角方向の水平力が、ゴム積層体２を介在させることなく上部プレート３、下部プレート５に直接的に伝わり、上部構造物８が受ける水平力を、設定どおりに一定水準で減衰させることが可能になる。

滑動部分となる第１滑り部材５ｂおよび第２滑り部材６は、ゴム積層体２よりも上方に配置されているので、ゴム積層体２の下方に配置する場合に比較して、第１滑り部材５ｂや第２滑り部材６の上面に堆積するゴミや塵を遥かに低減させることができる。したがって、堆積したゴミ等の異物によって滑動部分の円滑な滑動が妨げられることが防止できるので、長期に渡って安定した相対滑動を確保するには有利な構造になっている。尚、第１滑り部材５ｂや第２滑り部材６の露出状態になる上面の上方位置や側面位置には、ゴミ等の侵入を防止する保護カバーを設けることもできる。

このような構造であっても、想定外の現象が生じて、第１滑り部材５ｂや第２滑り部材６の上面に異物が入り込む等によって、上部プレート３と下部プレート５との間や下部プレート５とゴム積層体２の上面との間で滑動移動が阻止されるような場合には、ゴム積層体２に過大なせん断力が作用することになる。この場合、本発明の滑りゴム支承装置１であれば、ゴム層２ａと鋼板２ｂとを交互に積層したゴム積層体２がせん断変形することができる。そのため、過大なせん断力が作用しても、ゴム積層体２は損傷することなく上部構造物８の荷重を安定して支持し続けることが可能になる。

また、ガイド柱４のフランジ部４ａと第１ガイド溝３ａとが嵌合し、アンカー柱７のフランジ部７ａと第２ガイド溝５ａとが嵌合していることにより、上下方向には、ゴム積層体２、上部プレート３および下部プレート５とが上部構造物８および下部構造物９と一体化した構造になっている。そのため、上部構造物８が上下振動を受けた場合であっても、それぞれの部材が上下方向に乖離することがなく、水平力の減衰させる効果を維持することができる。

上記実施形態では、上部プレート３と下部プレート５との間で上部構造物８を下部構造物９に対して橋軸直角方向に滑動移動させ、下部プレート５とゴム積層体２の上面との間で上部構造物８を下部構造物９に対して橋軸方向に滑動移動させるようにしているが、上部プレート３と下部プレート５との間で橋軸方向に滑動移動させ、下部プレート５とゴム積層体２の上面との間で橋軸直角方向に滑動移動させるようにしてもよい。

ゴム積層体２は、上記実施形態のように２つ並置するだけでなく、例えば、図５に示すように、１つのゴム積層体２を用いてもよく、平面四角形状に限らず平面丸形状でもよい。

本発明の滑りゴム支承装置を例示する断面図である。 図１の下部プレートとゴム積層体の上面との間で分離した際のゴム積層体を例示する平面図である。 図１の上部プレートと下部プレートとの間で分離した際の下部プレートを例示する平面図である。 図１の上部構造物と上部プレートとの間で分離した際の上部プレートを例示する平面図である。 図１のゴム積層体の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１ 滑りゴム支承装置
２ ゴム積層体
２ａ ゴム層
２ｂ 鋼板
３ 上部プレート
３ａ 第１ガイド溝
３ｂ ステンレス鋼板
４ ガイド柱
４ａ フランジ部
５ 下部プレート
５ａ 第２ガイド溝
５ｂ 第１滑り部材
５ｃ ステンレス鋼板
５ｄ 埋設孔
６ 第２滑り部材
７ アンカー柱
７ａ フランジ部
８ 上部構造物
９ 下部構造物
９ａ 埋設孔
１０ ベースプレート

Claims (4)

1. 上部構造物と下部構造物との間に配置され、鋼板とゴム層とを交互に積層したゴム積層体と、前記上部構造物を下部構造物に対して平面一軸方向に移動させる第１滑り部材および第１ガイド部と、平面において該一軸方向と直交する軸方向に移動させる第２滑り部材および第２ガイド部とを備えた滑りゴム支承装置であって、前記上部構造物とゴム積層体の上面との間に上部プレートと下部プレートとを積層し、該上部プレートを上部構造物に固定するとともに、上部プレートと下部プレートとの間に第１滑り部材を設け、下部プレートとゴム積層体の上面との間に第２滑り部材を設けた滑りゴム支承装置。
2. 前記下部プレートに下端部を固定してガイド柱を立設し、該ガイド柱の上端に形成したフランジ部と、該フランジ部に係合し、前記上部プレートに形成された上部構造物が移動する平面一軸方向に延びる第１ガイド溝とにより、前記第１ガイド部を構成した請求項１に記載の滑りゴム支承装置。
3. 前記下部構造物に下端部を固定してアンカー柱を立設し、該アンカー柱の上端に形成したフランジ部と、該フランジ部に係合し、前記下部プレートに形成された平面において前記平面一軸方向と直交する軸方向に延びる第２ガイド溝とにより、前記第２ガイド部を構成した請求項１または２に記載の滑りゴム支承装置。
4. 前記上部プレートの下面にステンレス鋼板を固定し、前記下部プレートの上面に第１滑り部材を固定するとともに、下部プレートの下面にステンレス鋼板を固定し、前記ゴム積層体の上面に第２滑り部材を固定した請求項１〜３にいずれかに記載の滑りゴム支承装置。

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