JPH10298921A - 橋梁用支承装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 橋梁用支承装置として、既設支承装置との交
換作業が容易で、かつ大地震の震動を円滑に免震できる
装置を提供する。 【解決手段】 上部構造物を荷重支持用弾性支承部材を
介して下部構造物に支持する橋梁用支承装置であって、
下部構造物１７に、弾性支承部材設置部及び、この設置
部の橋軸直角方向両側に間隔をあけて設けた反力壁２６
を有するベースプレート２２を固定し、弾性支承部材設
置部に設置した荷重支持用弾性支承部材２７にソールプ
レート２９付きの鋼桁１９を水平方向に摩擦摺動可能に
支持させ、緩衝手段３４として、鋼桁１９の両側に固定
したステイフナー３７と反力壁２６との間に、弾性体３
４ａを配設してなる構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁用支承装置に
係り、特に分散構造，免震構造を備えた橋梁用支承装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】橋台や橋脚に対する橋梁の既設の支持構
造には、鋼製支承（鋼製沓）が多く存在するが、先頃の
阪神大地震後、橋梁の支承構造に対する耐震構造の見直
し作業が全国規模で行なわれており、その支承構造が、
阪神大地震規模の地震に耐えられないと認められた場合
は、支承装置の交換が順次行なわれている。

【０００３】従来構造の橋梁用支承装置は新道示に十分
対応できる構造とはいえず、したがって、多くの支承構
造は、新道示の条件を満たす支承に交換せざるを得ない
のが現状である。また、新旧支承の交換は、橋台や橋脚
などの下部構造と橋梁との間の狭い作業空間で行なうた
め施工上の問題があり、さらに、橋梁の地震の際の揺れ
に対する分散構造や長周期化等による免震及び、橋梁と
支承装置とのノージョイント化等の厳しい条件が要求さ
れるため、従来（既設）の支承構造とは基本的に異なっ
た発想が必要となる。

【０００４】本発明者は、種々研究の結果、既設支承の
交換用としての新支承装置に必要とされる条件は下記の
ようなものがあることを確認した。 支承厚 従来の支承部の厚み内で処理できる構造であること。 弾性支持 橋梁の荷重を出来るだけ弾性支持できる構造であるこ
と。 長周期化 橋梁の橋軸方向の横揺れは、長周期化にる免震が図れる
構造であること。 連続化 橋梁は、支承装置に対しノージョイントとし、橋軸方向
に連続化が図れる構造であること。 上揚力対策 橋梁の最大０．３Ｒｄの上揚力に対応できる構造とする
こと。 支承交換簡易型 簡単な交換作業で支承部品の交換が出来る構造とするこ
と。 橋軸直角方向の弾性支持化及び免震化 橋軸直角方向を弾性支持とし、衝撃の緩衝及び免震を図
れる構造であること。 温度変化による伸縮の対応 温度変化による橋梁の伸縮に対応できる構造であるこ
と。

【０００５】本発明は、前記の検討結果にもとづき、前
記〜の諸条件を最大限満たし得ると共に、新設の支
承装置に使用しても有益な橋梁用支承装置の提供を目的
としている。

【０００６】ここで、従来技術の一例を図９，図１０に
よって説明する（なお、これの詳細は特公平５−１７３
２５号公報に開示されている）。各図において、左右両
側の前部および後部に係止用突出部１を備えている鋼製
支承板２の中間部が、前後方向に延長する鋼桁３の下部
フランジ１６に固着され、前記支承板２と支持構造物４
の上部に固定された鋼製台盤５との間にゴム支承６が介
在されている。

【０００７】また、前記鋼製台盤５の左右両側には、支
持用上面７および横圧支承用突出部８を有する鋼製支承
部材９が固定され、支持用上面７に押え部材高さ調整用
座板１７を介して載置された鋼製押え部材１０と横圧支
承用突出部８との間に横圧緩衝支承用弾性スペーサ１１
が介在されている。

【０００８】また、鋼製押え部材１０の横圧支承面１２
が支承板２の側面に当接されると共に、鋼製押え部材１
０の上側支承部１３が支承板２の上面に対向し、鋼製押
え部材１０は鋼製支承部材９に対し取付用ボルト１４に
より取付けられ、前記鋼製支承部材９の前後両端部に、
前記係止用突出部１との間の橋軸方向遊間を調整するた
めの遊間調整弾性支承部材１５が取付けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来構造による
と、上部構造物の大地震時における橋軸方向、橋軸直角
方向、回転等のあらゆる方向の振動を吸収し、しかも、
大きな揺れに対しても十分強度的に対応できる構造とす
るという面で未だ改良の余地が残されていた。

【００１０】本発明は、この従来技術を改良し、前述の
ように〜の諸条件を可及的に満たすことができ、か
つ、新設の支承装置としても有益な橋梁用支承装置を提
供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明は、上部構造物を荷重支持用弾性支承部材を介
して下部構造物に支持する橋梁用支承装置であって、前
記下部構造物に、弾性支承部材設置部及び、当該設置部
の橋軸直角方向の側部に配置の反力壁を有するベースプ
レートを固定し、前記弾性支承部材設置部に設置した荷
重支持用弾性支承部材に、前記上部構造物を水平方向に
摩擦摺動可能に支持させ、前記上部構造物と前記反力壁
との間に、弾性体からなる緩衝手段を設けた構成を特徴
とする。また本発明は、前記荷重支持用弾性支承部材を
ゴム支圧板で構成し、このゴム支圧板に設けた上部金属
板の上面と、ソールプレート付きの前記上部構造物との
摩擦摺動支持面において、その上下面のいずれかにテフ
ロン層を設けたことを特徴とする。また本発明は、前記
弾性支承部材設置部として、前記ベースプレート上に支
承壁を設け、この支承壁内に前記荷重支持用弾性支承部
材を収納したことをを特徴とする。また本発明は、前記
緩衝手段の弾性体をゴムダンパーで構成し、ゴムダンパ
ーの両側面に固定した取付け板をボルト等により、前記
上部構造物と前記反力壁に固着したことを特徴とする。
また本発明は、前記緩衝手段のゴムダンパーは、前記上
部構造物の鉛直方向と水平方向と回転方向の全方向震動
を受けることにより、圧縮変形と、せん断変形して落橋
を防止するよう上部構造物を移動拘束的に支持している
構造を特徴とする。

【００１２】本発明によると、橋梁の荷重と地震時の上
下方向の揺れは、荷重支持用弾性支承部材で緩衝し、地
震時の橋軸方向の揺れと橋軸直角方向の揺れは、上部構
造物と荷重支持用弾性支承部材との摩擦摺動及び、その
際の緩衝手段の弾性変形で分散及び免震し、橋梁の回転
に対しては、荷重支持用弾性支承部材と緩衝手段とが相
俟って作用して弾性支持することで対応する。さらに、
前記構造としたので支承装置の上下方向の寸法が増大せ
ず、既設支承の設置スペース内に納まり、その交換作業
にも手間がかからない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を図を参照して説明す
る。図１は橋台又は橋脚等の下部構造物１７の上面に設
置された２基の橋梁用支承装置１８を示す横断平面説明
図である。前記各支承装置１８によって道路橋等の橋梁
を構成する上部構造物としてのＨ型鋼からなる鋼桁１９
が平行に支持され、この鋼桁１９によって床版２０が支
持されている。左右の鋼桁１９の間は、連結梁２１で連
結し補強されている。図２は図１に示す橋梁用支承装置
１８の拡大図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図５〜図８
は部品図である。

【００１４】前記支承装置１８において、図２，図３，
図５，図６に示すようにベースプレート２２が、台座２
３を介してアンカー部材２４により下部構造物１７の上
面に固着されている。ベースプレート２２は橋軸直角方
向に長い長辺形の鋼板であって、このベースプレート２
２の上面中央部には、平面から見て方形の支承部材収納
用囲い支承壁２５が溶接により固着され、同じくベース
プレート２２の上面で囲い支承壁２５の橋軸直角方向両
側には、所定の間隔をあけて反力壁２６が設けられ、反
力壁２６の下端がベースプレート２２の上面に溶接２６
ｃで固着されている。反力壁２６は平面ヨ字形で、補強
板２６ｂと受け板１６ａを有し、その受板２６ａが対向
するように設けられている。

【００１５】前記ベースプレート２２上面の囲い支承壁
２５の内側に、荷重支持用弾性支承部材２７が収納され
る。弾性支承部材２７は、所定の厚みを有するゴム支圧
板２７ａと、ゴム支圧板２７ａの下面に固着される薄鋼
板製の下部金属板２７ｂと、ゴム支圧板２７ａの上面に
固着され、当該ゴム支圧板２７ａとほぼ同程度の厚みを
有するステンレス板からなる上部金属板２７ｃとで構成
されている。この上部金属板２７ｃの上面には薄いテフ
ロン層２８が貼着形成されている。また、図４に示され
るように、弾性部材収納用の囲い支承壁２５の高さＨよ
りも、弾性支承部材２７の高さＨ₁ が少し高くなるよう
に設けられていて、上部金属板２７ｃを含む弾性支承部
材２７の動きが水平方向に拘束される構造とされてい
る。また、ゴム支圧板２７ａと囲い壁２５との間にはゴ
ムの弾性変形許容空間３５が形成されている。

【００１６】前記弾性支承部材２７において、従来は、
高応力によるゴム支圧板２７ａと上部金属板２７ｃとの
接着部、及び局部せん断ひずみなど高応力に耐えるに
は、構造的に問題があった。本発明の実施形態では、前
記ゴム支圧板２７ａと上部金属板２７ｃとの接着力の問
題を改善するために、また高応力による接着界面の外周
方向へのせん断力を拘束するために、前記弾性変形許容
空間（つまり、ポット部）３５を作ることで、この変形
許容空間におけるゴム層は高応力に対して、接着界面の
せん断力を低減させ、一種の体積弾性率（Eb=200N/mm²)
を発現させるようにしてある。よって、中間のゴム層
は、前記補強用の上部金属板２７ｃを除き単層構成と
し、高応力による接着力の長耐久性の不安を解消した。
ついで、ゴム支圧板２７ａの局部せん断ひずみについて
は、ゴム膨張面へのＲ加工によるフィレット部を設け、
局部せん断ひずみによる応力集中の分散を図り、長期の
耐久性に有効な形状としてある。

【００１７】また、本発明の実施の形態は、ゴム支圧板
２７ａのせん断変形による過大なせん断ひずみを排除す
る構造とするため、ゴム支圧板２７ａの上下部の金属板
２７ｂ，２７ｃが上部構造物の水平方向に移動、伸縮に
より位置ずれしない（つまり、ゴム部がせん断変形しな
い）よう、これらの部材をベースプレート２２に設けた
囲い壁２５内に設置することで、その水平方向移動を拘
束し、かつ、上部金属板２７ｃの上面での上部構造物を
次に述べるようにスライド支持形式としている。

【００１８】前記弾性支承部材２７は鋼桁１９の荷重を
支持するもので、特に、鋼桁１９はボルトレス方式で弾
性支承部材２７に支持されている。すなわち、Ｈ型鋼か
らなる鋼桁１９の下部フランジ３０の下面には、鋼板製
の既設のソールプレート（又は上沓）２９がボルト３１
又は溶接等の固着手段により固着されており、その下面
には必要に応じてボルト３２等の固着手段により薄鋼板
３３が固着されている（この薄鋼板３２は設けなくても
よい）。このように、鋼桁１９と、その荷重を受ける弾
性支承部材２７とは剛結合ではなく、前記既設のソール
プレート２９と薄鋼板３３を弾性支承部材２７の上部金
属板２７ｃの上面に摺動自在に載置してなるボルトレス
支持構造とされている。

【００１９】さらに、鋼桁１９の支承装置１８におい
て、ベースプレート２２に固着した反力壁２６と鋼桁１
９の間は、緩衝手段３４を介して結合されている。この
緩衝手段３４は、主に、地震時に鋼桁１９に加わる水平
方向と回転方向の揺れを吸収するものである。緩衝手段
３４の具体的構造はゴム，バネ等を用いた緩衝手段であ
れば特に限定されないが、本発明の実施形態ではゴムダ
ンパーを使用した例を示している。

【００２０】緩衝手段３４において、Ｈ型鋼からなる鋼
桁１９のウエブ１９ａの両側面に、短尺に切断したＨ型
鋼を加工して組合せてなり、かつ横断平面が箱枠形をな
すようにして配設したステイフナー３７の一方のフラン
ジ３７ａを当接し、両部材に開設したボルト挿入孔に固
定ボルト３８を挿入し、そのネジ部にナット３９を締結
することで、鋼桁１９にステイフナー３７が固着されて
いる。ステイフナー３７の下端は、鋼桁１９の下フラン
ジ３０の上面と接する位置まで伸長している。

【００２１】緩衝手段３４の主要素をなすゴムの弾性体
３４ａは、図８に部品図として示すように、所定の厚み
幅Ｗと、高さＨ及び、長さＬを有する長方体であって、
肉厚内部には必要に応じて弾性変形許容空間（図示せ
ず）を設けるとよく、また、その両側面にそれぞれ複数
のネジ穴４０を有する取付け板３４ｂ，３４ｃを貼着し
て固定されている。弾性体３４ａの内側に取付ける取付
け板３４ｂは、ステイフナー３７の外側フランジ３７ｂ
に当てがわれ、このフランジ３７ｂに開設のボルト挿入
孔にボルト４１を挿入したうえ、ボルト４１を前記取付
け板３４ｂのネジ穴４０に螺合することで、弾性体３４
ａとステイフナー３７とが結合される。

【００２２】弾性体３４ａの外側に取付ける取付け板３
４ｃは、反力壁２６の受け板２６ａの内面に当てがわ
れ、この受け板２６ａに開設のボルト挿入孔にボルト４
２を挿入したうえ、ボルト４２を前記取付け板３４ｃの
ネジ穴４０に螺合することで、弾性体３４ａと反力壁２
６とが結合される。

【００２３】本発明の実施形態は前記の構成からなり、
次のように作用する。鋼桁１９で支持される道路橋など
の橋梁等の上部構造物の荷重は、前記弾性支承部材２７
のゴム支圧板２７ａで受けられ、緩衝手段３４に対して
は無負荷である。大地震が発生した際、鋼桁１９に働く
下向きの力に対しては、ゴム支圧板２７ａが変形許容空
間３５を介して弾性部材収納用の囲い支承壁２５内で圧
縮変形することで分散し、免震できる。鋼桁１９に働く
上揚力に対しては、弾性体３４ａを有する緩衝手段３４
を介して鋼桁１９と、ベースプレート２２に固定の反力
壁２６とが結合されていることにより、弾性体３４ａの
せん断変形でその上揚力が円滑に制御される。

【００２４】また、地震により鋼桁１９に働く水平方向
の力、つまり橋軸方向と、橋軸直角方向の力に対して
は、鋼桁１９の下面のソールプレート２９が薄鋼板３３
を介して弾性支承部材２７の上部金属板２７ｃの上面テ
フロン層２８と圧接して、その圧接支持部４２がスライ
ド自在に接合していることにより、相互間の摺動摩擦に
よりその水平力が減衰される。これに加えて、同時に橋
軸方向に対しては緩衝手段３４の弾性体３４ａがせん断
変形することで減衰され、また、橋軸直角方向に対して
は、前記弾性体３４ａが圧縮変形することで減衰され
る。

【００２５】さらに、地震により鋼桁１９に働く回転力
に対しては、荷重支持用弾性支承部材２７のゴム支圧板
２７ａの圧縮変形と、緩衝手段３４の弾性体３４ａのせ
ん断変形との相互作用で有効に減衰することができる。

【００２６】なお、本発明において、囲い支承壁２５、
反力壁２６、ステイフナー３７、緩衝手段３４等の構造
や、固定手段は適宜設計変更しても構わない。また、荷
重支持用弾性支承部材２７の上部金属板２７ｃと、鋼桁
１９に固定のソールプレート２９（上沓）やこれらとの
間に介在するテフロン層２８を省略し、又はこれらに加
え、或いはこれらに代えて他の部材を介在させることも
可能である（但し、いずれも図示省略する）。さらに、
本発明は既設鋼製支承の交換用支承装置として使用でき
るだけでなく、新設の橋梁用支承装置としても有益であ
り、その場合、上部構造物は鋼桁１９以外のコンクリー
ト桁であっても構わない。このコンクリート桁の場合
は、緩衝手段３４の弾性体３４ａをアンカーボルトやイ
ンサートなどにより前記コンクリート桁に固着するとよ
い。（但し、図示省略する）

【００２７】

【発明の効果】本発明の橋梁用支承装置は、下記のすぐ
れた効果を有する。 ａ．上部構造物に既設のソールプレートが装着された状
態で、かつ、超薄型で簡潔構造の弾性支承部材を用いて
橋梁の荷重を支持できるので、従来の支承部が設置され
た厚み内で処理でき、構造物のハツリ等も不要な構造で
ある。 ｂ．橋梁の荷重は、前記の弾性支承部材を用いて弾性的
に支持できる。 ｃ．上部構造物と荷重支持用弾性支承部材とは、摺動摩
擦可能な支持構造であるので、橋梁の橋軸方向の横揺れ
は、前記緩衝手段による長周期化での有効な免震が可能
となる。 ｄ．前記のように、上部構造物と荷重支持用弾性支承部
材とが剛結合でなく、摺動可能な接合構造であるので、
上部構造物の橋軸方向の横揺れが前記弾性支承部材によ
って拘束されず、それ故に、橋梁の橋軸方向への連続化
が図れるという効果がある。 ｅ．しかも、上部構造物は、緩衝手段を介してベースプ
レートに固定されているので、橋梁は、地震により作用
する上揚力、水平力、回転力等の全方向の力に対し有効
に緩衝され、かつ連続化によるノージョイントにより、
落橋を防止することができる。 ｆ．特に、荷重支持しない緩衝手段（ダンパー）を使用
する事により隣接橋梁の固有周期を任意に選定出来る特
長が有る。そして、前記の特長により、従来の免震分散
構造よりも隣接桁遊間及び伸縮継手を４０％程小さく出
来る効果がある。 ｇ．新旧支承装置の交換に際して、上部構造物を仮支承
したうえ、新しい荷重支持用弾性支承部材と、緩衝手段
を簡易な作業で迅速に取付けることができる。 ｈ．橋梁の橋軸直角方向の横揺れに対しても、緩衝手段
の弾性体の圧縮変形により緩衝を図ることができる。 ｉ．温度変化による鋼桁等上部構造物の伸縮によって
も、支承装置には負荷が作用せず、前記温度変化に円滑
に対応できる。 ｊ．支承装置は、構造が簡潔なので、製品コスト、施工
コスト等の経費を従来に比べ大幅にダウンできるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る橋梁用支承装置の設置
状態を示す横断平面説明図である。

【図２】図１の支承装置の拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３において荷重支持用弾性支承部材から鋼桁
を持上げた状態の断面図である。

【図５】ベースプレートと、これに設置の反力壁等の縦
断面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は、荷重支持用弾性支承部材の
平面図と断面図である。

【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、緩衝手段における
弾性体の縦断面図と、側面図と、横断面図である。

【図９】従来例に係る支承装置の破断平面図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 係止用突出部 ２ 鋼製支承板 ３ 鋼桁 ４ 支持構造物 ５ 鋼製台座 ６ ゴム支承 ７ 支持用上面 ８ 横圧支承用突出部 ９ 鋼製支承部材 １０ 鋼製押え部材 １１ 横圧緩衝支承用弾性スペーサ １２ 押圧支承面 １３ 上側支承部 １４ 取付用ボルト １５ 遊間調整弾性支承部材 １６ 下部フランジ １７ 下部構造物 １８ 橋梁用支承装置 １９ 鋼桁 ２０ 床版 ２１ 連結梁 ２２ ベースプレート ２３ 台座 ２４ アンカー部材 ２５ 囲い支承壁 ２６ 反力壁 ２７ 荷重支持用弾性支承部材 ２８ テフロン層 ２９ ソールプレート（上沓） ３０ 下部フランジ ３１ ボルト ３２ ボルト ３３ 薄鋼板 ３４ 緩衝手段 ３５ 弾性変形許容空間 ３６ 弾性変形許容空間 ３７ ステイフナー ３８ 固定ボルト ３９ ナット ４０ ネジ穴 ４１ ボルト ４２ 圧接支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 一平 大阪市中央区西心斎橋１−２−４ 三栄ビ ル 阪神高速道路公団第１建設部内 (72)発明者 是近 哲男 大阪市中央区西心斎橋１−２−４ 三栄ビ ル 阪神高速道路公団第１建設部内 (72)発明者 上松 英司 大阪市中央区西心斎橋１−２−４ 三栄ビ ル 阪神高速道路公団第１建設部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部構造物を荷重支持用弾性支承部材を
   介して下部構造物に支持する橋梁用支承装置であって、
   前記下部構造物に、弾性支承部材設置部及び、当該設置
   部の橋軸直角方向の側部に配置の反力壁を有するベース
   プレートを固定し、前記弾性支承部材設置部に設置した
   荷重支持用弾性支承部材に、前記上部構造物を水平方向
   に摩擦摺動可能に支持させ、前記上部構造物と前記反力
   壁との間に、弾性体からなる緩衝手段を設けた構成を特
   徴とする橋梁用支承装置。
2. 【請求項２】 前記荷重支持用弾性支承部材をゴム支圧
   板で構成し、このゴム支圧板に設けた上部金属板の上面
   と、ソールプレート付きの前記上部構造物との摩擦摺動
   支持面において、その上下面のいずれかにテフロン層を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の橋梁用支承装
   置。
3. 【請求項３】 前記弾性支承部材設置部として、前記ベ
   ースプレート上に支承壁を設け、この支承壁内に前記荷
   重支持用弾性支承部材を収納したことを特徴とする請求
   項１または２記載の橋梁用支承装置。
4. 【請求項４】 前記緩衝手段の弾性体をゴムダンパーで
   構成し、ゴムダンパーの両側面に固定した取付け板をボ
   ルト等により、前記上部構造物と前記反力壁に固着した
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
   橋梁用支承装置。
5. 【請求項５】 前記緩衝手段のゴムダンパーは、前記上
   部構造物の鉛直方向と水平方向と回転方向の全方向震動
   を受けることにより、圧縮変形と、せん断変形して落橋
   を防止するよう上部構造物を移動拘束的に支持している
   構造を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   橋梁用支承装置。