JP6184427B2 - アンカーボルトと金属プレートとの固定構造 - Google Patents

Description

この発明は、アンカーボルトと金属プレートとの固定構造に関し、より詳細には、例えば、橋梁において下部構造に埋め込まれたアンカーボルトと、上下部構造間に設置される支承を取り付けるためのベースプレートとの固定構造に関する。

橋梁において上下部構造間に設置される支承は、その下沓が下部構造に設置されたベースプレート上に載置・固定されている。そして、ベースプレートは下部構造に埋め込まれたアンカーボルトに固定されている。

従来、ベースプレートは支承の下沓から四周に張り出すように、下沓よりも大きく作られている。そして、このベースプレートの張出部からアンカーボルトの上端部が貫通突出し、突出部分にナットを取り付けることによりベースプレートがアンカーボルトに固定されている。したがって、ベースプレートはナットを取り外すことにより簡単に取り替えることができる。

しかしながら、上記のようなベースプレートの固定構造は、支承の設置スペースが大きくなり、またベースプレートも大きいのでコスト高となる。そこで、これを回避するためにベースプレートの大きさを下沓とほぼ同じ大きさとして、張出部の無いコンパクトなものとした固定構造も知られている。この場合、アンカーボルトの上端部はベースプレートに設けたねじ孔に、ベースプレートの表面から突出しないように取り付けられる。しかしながら、このような固定構造だと、ベースプレートの取り替え時には、アンカーボルト周囲のコンクリートを斫らなければならず、取り替えが簡単ではない。

このようなことから、上記コンパクト化を図ったベースプレートの固定構造において、ベースプレートを簡単に取り替えることができるようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。この固定構造は、ベースプレートに設けた貫通孔にフランジ付きナットを嵌め込み、このナットにアンカーボルトの上端部を螺着したものである。この固定構造によれば、治具を用いてナットを回転させることにより、ナットがアンカーボルトから離脱するので、ベースプレートを容易に取り替えることができる。

しかしながら、この従来のものに関しては、次のような問題点を指摘することができる。すなわち、アンカーボルトに螺着されるナットは外周が直円筒形なので、製作誤差等によって貫通孔の内周との間にガタが生じやすい。その結果、複数本あるアンカーボルトとベースプレートとの間での力の伝達が不均一となり、支承に上揚力が作用したときベースプレートが変形するおそれがある。また、取り替え時に、新たなベースプレートの貫通孔と既存のアンカーボルトの芯がずれていると、ナットをアンカーボルトに螺着することができず、ベースプレートの取付けが困難となる。

特開２０１０−２７５７７９号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、複数本あるアンカーボルトと金属プレートとの間での力の伝達を均一にすることができ、金属プレートの変形を防止することができる固定構造を提供することにある。
この発明の別の目的は、取り替えに供される新たな金属プレートの孔と既存のアンカーボルトとの芯にずれがあったとしても、金属プレートをアンカーボルトに固定することができる固定構造を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、コンクリート構造物に埋設された複数本のアンカーボルトと、前記コンクリート構造物の表面に設置される金属プレートとの固定構造であって、
内周に形成された雌ねじ部の一方の半部に前記アンカーボルトの先端部がねじ込まれ、前記コンクリート構造物に埋め込まれる筒状のカプラーと、
前記コンクリート構造物側に向けて径が漸減するように前記金属プレートを貫通して設けられたテーパー孔に嵌合され、該テーパー孔の内周に適合した外周テーパ面を有するとともに、前記金属プレートの表面側端部内周に拡径した段付き部を有するテーパーリングと、
前記テーパーリングの内方に嵌合されて先端部が前記雌ねじ部の他方の半部にねじ込まれ、後端部に前記段付き部に係合するフランジを有するフランジ付きボルトと
を備えてなることを特徴とするアンカーボルトと金属プレートとの固定構造にある。

上記固定構造において、前記テーパーリングの内周と前記ボルトの外周との間に、内径中心と外径中心とが偏心した偏心リングが嵌合されている構成を採用することができる。

上記固定構造において、例えば、前記コンクリート構造物は橋梁における下部構造であり、前記金属プレートは上下部構造間に支承を設置するためのベースプレートである。

この発明によれば、複数本あるアンカーボルトと金属プレートとの間での力の伝達を均一にすることができ、金属プレートの変形を防止することができる。
また、この発明によれば、取り替えに供される新たな金属プレートの孔と既存のアンカーボルトとの芯にずれがあったとしても、金属プレートをアンカーボルトに固定することができる

この発明による固定構造が適用される橋梁における支承の設置状態を示し、橋軸方向にみた部分断面図である。 この発明による固定構造の実施形態を示す断面図である。 同実施形態を示す平面図である。 フランジ付きボルトの取付け・取り外しに用いる治具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による固定構造が適用される橋梁における支承の設置状態を示し、橋軸方向にみた部分断面図である。支承としてはゴム支承５０が示されている。ゴム支承５０は上部構造５１である桁（図示の例は鋼桁）と、下部構造５２であるコンクリート製の橋脚（又は橋台）との間に設置される。

ゴム支承５０は周知のものであって、上沓５３、下沓５４及び上下沓５３，５４間に配置されるゴム沓５５とを備えている。ゴム沓５５は厚肉の上下部鋼板５６，５７と、これらの間に交互に積層して配置されるゴム層５８及び薄肉の内部鋼板５９とからなっている。上部鋼板５６は上沓５３に，また下部鋼板５７は下沓５４に複数のボルト６０によりそれぞれ固定されている。

上部構造５１の下面にはソールプレート６１が溶接等により固定されている。このソールプレート６１には中央部にせん断キー６２の嵌合孔６３が設けられ、この嵌合孔６３には上沓５３に取り付けられたせん断キー６２の上端部が嵌合している。このせん断キー６２が嵌合した状態で、上沓５３は複数のセットボルト６４により上部構造５１（鋼桁のフランジ）に固定される。

また、下沓５４には中央部にせん断キー６５の嵌合孔６６が設けられ、この嵌合孔６６にゴム沓５５の下部鋼板５７に取り付けられたせん断キー６５が嵌合している。下沓５４は、下部構造５２の上面に設置された下沓５４とほぼ同じ大きさのベースプレート１に複数のボルト６７により固定されている。このベースプレート１は、下部構造５２に埋め込まれた複数本のアンカーボルト２に固定されている。なお、上述の上沓５３，下沓５４、ソールプレート６１及びベースプレート１等はいずれも鋼製で矩形のものである。

図２，図３はアンカーボルト２とベースプレート１との固定構造を示し、図２は断面図、図３は平面図である。固定構造は、筒状のカプラー３と、テーパ−リング４と、フランジ付きボルト５と、偏心リング１２とを備える。

カプラー３は、その上端面が下部構造５２の上面とほぼ面一となるように下部構造５２に埋め込まれる。カプラー３の内周には雌ねじ部６が形成されている。カプラー３の下半部にアンカーボルト２の上端部に形成した雄ねじ部７がねじ込まれている。アンカーボルト２は下部構造５２のコンクリート施工時にカプラー３を装着した状態で、下部構造５２に埋め込まれる。

ベースプレート１には下部構造５２側に向けて径が漸減するテーパー孔８が、ベースプレート１を貫通して設けられている。このテーパー孔８にテーパーリング４が嵌合され、テーパーリング４はテーパー孔８の内周に適合する外周テーパー面４ａを有している。このテーパーリング４は、テーパー孔８に嵌合した状態で、その上端面がベースプレート１の表面とほぼ面一となる。テーパーリング４には上端部内周（ベースプレート１の表面側端部内周）に拡径した段付き部９が形成されている。

フランジ付きボルト５は、先端部に雄ねじ部１０を有し、後端部にフランジ１１を有している。このフランジ付きボルト５はテーパーリング４の内方に嵌合され、その先端部１０がカプラー３の上半部にねじ込まれる。このフランジ付きボルト５をカプラー３にねじ込んだ状態で、フランジ１１がテーパーリング４の段付き部９に係合し、フランジ１１の上端面とテーパーリング４の上端面とが面一となる。

偏心リング１２は、フランジ付きボルト５の軸部外周とテーパーリング４の内周との間には嵌合されている。この偏心リング１２は、図３に示すように、その内径中心と外径中心とがδだけ偏心している。

図４はフランジ付きボルト５をカプラー３にねじ込む、あるいはカプラー３から取り外すときに使用する治具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。治具２０は六角ナット２１の下端にフランジ２２を溶接等により固着して形成される。フランジ２２の下面には複数の突起２３（図示例では４つ）が設けられている。一方、フランジ付きボルト５のフランジ１１の上面には突起２３に対応して複数の凹部２４が設けられている（図２，図３参照）。フランジ付きボルト５の取付け・取り外し時には、治具２０の突起２３をフランジ１１の凹部２４に嵌め込み、ナット２１にレンチを掛けてボルト５を回転させる。

上記のような固定構造によれば、フランジ付きボルト５をカプラー３にねじ込むと、フランジ１１がテーパーリング４を下方に押し付ける。その結果、テーパーリング４はクサビ作用により外周テーパー面４ａがテーパー孔８の内周に押し付けられ、ベースプレート１に密着する。これにより、複数本あるアンカーボルト２とベースプレート１との間での力の伝達を均一にすることができ、ベースプレート１の変形を防止することができる。

ベースプレート１の取り替え時には、図１に示したボルト６４及びボルト６７を取り外し、上部構造５１をジャッキアップして、ゴム支承５０をソールプレート６１及びベースプレート１間から水平方向に引き出す。これによりベースプレート１が露出する。そして、フランジ付きボルト５を取り外して既存のベースプレート１を撤去し、新たなベースプレート１をテーパーリング４及びフランジ付きボルト５を用いて、カプラー３を介して既存のアンカーボルト２に固定する。

このとき、ベースプレート１に複数設けられるテーパー孔８の加工誤差により、テーパーリング４の内径中心とカプラー３の内径中心（アンカーボルト２の芯）とが偏心してしまうおそれがある。しかしながら、この発明ではフランジ付きボルト５の外周とテーパーリング４の内周との間に偏心リング１２が嵌合されるので、この偏心リング１２を適宜回転させることにより偏心リング１２の内径中心をカプラー３の内径中心と一致させることができる。すなわち、フランジ付きボルト５を偏心リング１２を通してカプラー３にねじ込むことができる。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では、この発明を橋梁において支承を設置するためのベースプレートとアンカーボルトとの固定構造に適用したが、これに限るものではなく、この発明はコンクリート構造物に埋め込まれたアンカーボルトとコンクリート構造物の表面に設置される金属プレートとの固定構造一般に適用可能である。

１：ベースプレート
２：アンカーボルト
３：カプラー
４：テーパーリング
５：フランジ付きボルト
６：雌ねじ部
８：テーパー孔
９：段付き部
１１：フランジ
１２：偏心リング

Claims (3)

1. コンクリート構造物に埋設された複数本のアンカーボルトと、前記コンクリート構造物の表面に設置される金属プレートとの固定構造であって、
   内周に形成された雌ねじ部の一方の半部に前記アンカーボルトの先端部がねじ込まれ、前記コンクリート構造物に埋め込まれる筒状のカプラーと、
   前記コンクリート構造物側に向けて径が漸減するように前記金属プレートを貫通して設けられたテーパー孔に嵌合され、該テーパー孔の内周に適合した外周テーパ面を有するとともに、前記金属プレートの表面側端部内周に拡径した段付き部を有するテーパーリングと、
   前記テーパーリングの内方に嵌合されて先端部が前記雌ねじ部の他方の半部にねじ込まれ、後端部に前記段付き部に係合するフランジを有するフランジ付きボルトと
   を備えてなることを特徴とするアンカーボルトと金属プレートとの固定構造。
2. 前記テーパーリングの内周と前記フランジ付きボルトの外周との間に、内径中心と外径中心とが偏心した偏心リングが嵌合されていることを特徴とする請求項１記載のアンカーボルトと金属プレートとの固定構造。
3. 前記コンクリート構造物は橋梁における下部構造であり、前記金属プレートは上下部構造間に支承を設置するためのベースプレートであることを特徴とする請求項１又は２記載のアンカーボルトと金属プレートとの固定構造。

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