JPH11172622A - 移動制限装置付き弾性支承 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の上部構造と下部構造との間に介装さ
れ、移動制限手段を内蔵したゴム弾性支承において、過
大な変形に対する拘束性を向上させるとともに、設置作
業を容易になすことのできる弾性支承を提供すること。 【解決手段】 上沓１・下沓２・ゴム支承体５の中央に
形成された拘束空間６内に１本の剛性を有する拘束体７
が、その拘束移動方向に所定の空隙を存して収容されて
なる、移動制限装置付き弾性支承。地震動により上部構
造が過大な変位を受けたとき、拘束体７が上沓１及び下
沓２の中空部の角に当接し、その変位を抑止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建築構造物・橋
梁等において、建物上部・橋桁等の上部構造と基礎・橋
脚等の下部構造との間に介装され該上部構造の荷重を支
えるゴムを主体とする弾性支承に関し、更に詳しくは、
該弾性支承に移動制限手段を付加したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ゴム弾性支承は地震等による過
大な水平方向の力に対して変形が大きく、これを拘束す
るためアンカーバーもしくは緩衝装置の移動制限手段が
付加される。本出願人においては先に、実公昭６１−１
５０４９号公報により、この移動制限手段が大きな設置
場所を取り、不経済なものとなっていることに鑑み、設
置場所を取らない移動制限手段を内蔵したゴム支承を提
案した。すなわち、該先行技術のゴム支承は、橋桁など
の上部構造に固定される上沓と橋脚などの下部構造に固
定される下沓と該上下沓間には補強板で重層されたゴム
弾性体を配してなるゴム支承において、該上沓の中心部
には支圧孔が、またゴム弾性体の中心部には上沓の支圧
孔と合致する貫通孔がそれぞれ形成されており、上沓お
よびゴム弾性体の支圧孔および貫通孔には一端が下沓の
中心部に固定され、他端に側周面が曲面をなす頭部が形
成された減衰ビームが、該頭部を上沓の支圧孔内に位置
せしめて配してなることを特徴とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該先行
技術は、減衰ビームの弾性変形により地震動のエネルギ
ーの吸収を主眼とするものであり、過大変形に対する拘
束性については不十分であり、更には、減衰ビームの下
端が下沓に固定されることからその設置手間を要する
等、なお改善の余地を残している。そこで、本発明は該
先行技術の基本的技術思想を踏まえつつ、過大変形に対
する拘束性を向上させるとともに、設置作業を容易とな
すことのできる移動制限装置付き弾性支承を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の移動制限装置付
き弾性支承は上記目的を達成するべく、以下の構成を採
る。すなわち、橋桁などの上部構造Ｇに固定される上沓
１と、橋脚などの下部構造Ｂに固定される下沓２と、該
上下沓１，２間に配されるゴム支承体５とからなる弾性
支承Ｓにおいて、前記上沓１の中心部には拘束孔１２が
鉛直方向に形成され、前記下沓２の中心部には前記上沓
１の拘束孔１２に対応して有底の拘束孔１９が鉛直方向
に形成され、前記ゴム支承体５の中心部には前記上沓１
及び下沓２の拘束孔１２，１９に対応し、これらの拘束
孔に連通する貫通孔２４が形成され、前記上沓１・下沓
２・ゴム支承体５の拘束孔１２，１９及び貫通孔２４よ
り形成される拘束空間６内に１本の剛性を有する拘束体
７が収容されており、かつ、該拘束体７は前記上沓１・
下沓２の拘束孔１２，１９内にその拘束移動方向に所定
の空隙を存してなる、ことを特徴とする。上記構成にお
いて、ゴム支承体はその内部に鉛の円柱体からなる鉛プ
ラグ３０を高さ方向に封入した、いわゆる鉛プラグ入り
ゴム支承体をも含むものである。更にまた、拘束体はゴ
ム弾性層を介して拘束空間内に拘束される態様を採るこ
ともできる。

【０００５】（作用）常時において、上部構造Ｇの鉛直
荷重は、上沓１からゴム支承体５を介して下沓２へ伝達
され、下部構造Ｂへ伝えられる。また、上部構造Ｇのた
わみ変位及び伸縮変位はゴム支承体５の弾性変形によっ
て吸収される。この間、拘束体７は拘束空間６内に空隙
を存して配されているので、これらの変位に抵抗なく追
従する。地震動等により過大な変形が生じると、拘束体
７は拘束空間６内に隙間を存する方向に傾斜するが、所
定の傾きにおいて該拘束体７の下部は下沓２の拘束孔１
９に拘束される。しかして、変位方向に運動する上沓１
はその拘束孔１２が拘束体７に当接し、それ以上の変位
が阻止される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の移動制限装置付き弾性支
承の実施の形態を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態）図１〜図３はその一実施形態の弾性支
承Ｓを示す。この実施形態においては全方向移動型を示
す。図において、Ｇは橋梁における橋桁等の上部構造で
あり、Ｂは橋脚・橋台等の下部構造である。本実施形態
の移動制限装置付き弾性支承Ｓは、上部構造Ｇに埋設固
定される上沓１と、下部構造Ｂに埋設固定される下沓２
と、これらの上沓１及び下沓２に取り付けられた上下フ
ランジ３，４との間に介装されるゴム支承体５と、これ
らの上沓１と下沓２とゴム支承体５の中央部に形成され
た拘束空間６に収容された拘束体７とを含む。

【０００７】以下、これらの各部の詳細について説明す
る。上沓１は、中央の肉厚に形成された上部円筒部１０
と、該上部円筒部１０の外側面から水平に張設された上
部鍔体１１とからなる。該上部円筒部１０は上下に貫通
する円孔状の上部拘束孔１２を有し、蓋体１３により閉
塞される。そして、該上沓１は上部鍔体１１に植設され
たアンカーバー１５をもって上部構造Ｇへ固設される。
下沓２は、上沓１とほぼ対称の構造を有し、中央の肉厚
に形成され底部１７ａを有する有底の下部円筒部１７
と、該下部円筒部１７の外側面から水平に張設された下
部鍔体１８とからなる。下部円筒部１７には円孔状の下
部拘束孔１９を有する。下部鍔体１８の下面にはアンカ
ーボルト２０が取り付けられ、該アンカーボルト２０を
もって下部構造Ｂに固設される。

【０００８】ゴム支承体５は、ゴム弾性層２２と補強板
２３とが高さ方向に交互に配された構成を採り、これら
は加硫接着により強固に一体化されている。２３ａ，２
３ｂはそれぞれ上部補強板、下部補強板である。補強板
２３は通常には鋼板が用いられるが、繊維強化硬質ゴム
板や繊維補強合成樹脂板であってもよい。なお、上部・
下部補強板２３ａ，２３ｂは適宜省略されうる。該ゴム
支承体５は所定の厚さを有し、その変形により傾き・伸
縮変位を吸収する。また、橋桁Ｇの荷重を支えるべく、
所定の断面積を確保されることはいうまでもない。ゴム
支承体５には、中央に円孔２４が開設され、また、該ゴ
ム支承体５の上下面に固着されるフランジ３，４にも該
円孔２４に対応して円孔２６，２７が穿設される。そし
て、ゴム支承体５はフランジ３，４を介して、取付けボ
ルト２８をもって上沓１及び下沓２に取り付けられる。

【０００９】なお、ゴム支承体５については、鉛プラグ
３０を配したいわゆる鉛プラグ入りゴム支承体とするこ
とができる。この場合、円柱状の鉛プラグ３０は、ゴム
支承体５の高さ方向に上部補強板２３ａから下部補強板
２３ｂまで貫通状にして、かつゴム体の中に密封して配
されるとともに、方向性を有しないように均等に配され
るものである。

【００１０】しかして、上記の上沓１・下沓２の拘束孔
１２，１９、及びゴム支承体５・上下フランジ３，４の
それぞれの円孔２４，２６，２７は同軸に配され、か
つ、これらにより、拘束空間６が形成される。拘束体７
は下面３２が球面とされた円柱体であって、剛体をな
す。該拘束体７の外径は拘束空間６の内径よりも小さ
く、空隙を存して収容され、通常は、拘束空間６におい
て傾斜したものとなっている。３３は拘束体７の上端部
に設けられた吊下げ金具である。なお、下面３２が球面
であることにより拘束体７の傾倒動作が円滑に行われる
ものであり、必要に応じて省略することができる。しか
して、上述した拘束空間６，就中上部拘束孔１２及び下
部拘束孔１９と拘束体７とは移動制限装置を構成する。

【００１１】本実施形態における拘束空間６と拘束体７
との配置関係は、上記の条件の外に、後記する機能を奏
するに必要な条件の下に相対的に決められる。すなわ
ち、下沓２の下部拘束孔１９の内径・深さと拘束体７の
外径は拘束体７の最大傾斜角度を決める。また、拘束体
７の高さは、拘束体７が最大に傾斜したとき、上沓１の
上部拘束孔１２から外れる程低いものであってはなら
ず、また、上部拘束孔１２の下縁が該拘束体７に当接す
る前にその内周面が当接してしまう程高いものであって
はならず、これらの中間の高さに決められる。また、拘
束孔１２，１９は変位のない定常位置においては同軸で
あることは必要であるが、内径を同径とする必要はな
い。

【００１２】この実施形態の移動制限装置付き弾性支承
Ｓは次のように作動する。常時においては、ゴム支承体
５は橋桁Ｇの荷重を橋脚Ｂに伝達支持する。また、橋桁
Ｇは上載荷重によるたわみ変位及び温度変化による橋軸
方向への伸縮変位を受けるものであるが、これらの変位
はゴム支承体５によっって吸収される。上記の作用にお
いて、拘束体７は空間６内に非拘束状態で配されたもの
であるので、何らの抵抗もなくこれらの作用を許容す
る。今、地震動（その他強力な風荷重、衝撃）等の強大
な振動荷重が作用したとき、橋桁Ｇ及び橋脚Ｂは相対的
変位をなし、両者間にゴム支承体５の許容値を越えるよ
うな水平変位が生ずることにもなる。図３は橋桁Ｇが図
中右へイ方向（もしくは橋脚Ｂが左へロ方向）へ移動距
離Ｌだけ揺れた状態を示す。このとき、拘束体７はその
上部を上沓１の拘束孔の下縁ａに押され、また、該拘束
体７の下面の球面部３２を支点として、右方向へ倒れる
が、該拘束体７の下部は下沓２の拘束孔の上縁部ｂと周
壁部ｃとで把持され、移動は完全に拘束される。これに
より橋桁Ｇのそれ以上のイ方向の移動は阻止される。次
いで反対方向の揺れ（図中ハ方向）が生じたとき、拘束
体７は上沓１の拘束孔の周面ｄ及び下縁ｅによって押さ
れ、反対側に倒れるが、拘束体７の下部が上記に準じ所
定の傾斜で完全に拘束される。上沓１の拘束孔の下縁ｅ
はこの拘束体７に衝接し、橋桁Ｇはそれ以上の移動を止
める。このようにして、橋桁Ｇが水平方向のどの方向
（橋軸方向・橋軸直角方向）に移動したとしても、その
過大な変位が阻止される。これによってゴム支承体５の
破損が防止される。なお、ゴム支承体５に鉛プラグが封
入されているとき、鉛プラグのエネルギー吸収作用によ
り橋桁Ｇの振動は速やかに吸収される。本実施形態にお
いては、拘束体７は拘束空間６の水平方向のどの方向に
も空隙を存しているので、多軸方向に変位する橋桁Ｇ、
例えば曲線桁に用いられて好適である。

【００１３】（第２実施形態）図４は本発明の移動制限
装置付き弾性支承の他の実施形態を示す。図において、
先の実施形態と同等の部材については、同一の符号が付
されている。この実施形態では一方向移動型の弾性支承
Ｔを示す。すなわち、拘束空間６Ａを構成する上沓１の
上部拘束孔１２・下沓２の下部拘束孔１９は橋軸方向に
長い長方形状に形成され、また、その拘束空間６Ａ内に
収容される拘束体７Ａも長方形状の断面とされる。橋軸
直角方向には、拘束体７と拘束孔１２，１９との間に平
板状の滑り板３５が介装される。該滑り板３５はいずれ
かの面に固設される外、いずれかの拘束孔１２，１９へ
の設置を省略してもよい。更には、滑り板を省略して、
拘束体７と拘束孔１２，１９とを直接的に摺接させても
よい。橋軸方向には拘束体７と拘束孔１２，１９との間
に所定の隙間が保持される。

【００１４】この弾性支承Ｔの全体の断面形状は、拘束
空間６Ａの形状に対応して長方形もしくは正方形状にさ
れるも、あるいは第１実施形態と同じ円形にされるも自
由である。この弾性支承Ｔでは、拘束空間６Ａ及び拘束
体７Ａの長辺方向を橋軸方向に向けて設置され、橋桁Ｇ
が橋軸方向に過大な変形が生じたとき、拘束体７Ａは拘
束空間６Ａによって拘束され、ゴム支承体５の過大な変
形を阻止する。すなわち、橋軸方向が拘束移動方向であ
る。橋軸直角方向については、拘束体７Ａと拘束孔１
２，１９とは滑り板３５を介して、または介さずして、
摺接しているので常時においても拘束されている。な
お、上記の態様とは逆に、橋軸直角方向を拘束移動方向
として設置することも何ら妨げるものではない。更に、
拘束空間６あるいは拘束体７の断面形状は正方形を除外
するものではない。

【００１５】（第３実施形態）叙上の２つの実施形態に
おいて、衝撃緩和手段を施すことは本発明の更に他の実
施の形態（第３実施形態）を形成する。その一つの実施
形態は、拘束体７，７Ａにゴム弾性層が被着されてなる
態様を採る。図５(a)(b)はそれぞれ、左部分が円柱体の
拘束体７に対するものであり、右部分が長方形状断面の
拘束体７Ａに対するものを示す。図示されるように、拘
束体７に対してはゴム弾性層３７が全周にわたって被着
され、また、拘束体７Ａに対しては該拘束体７Ａの橋軸
方向面にゴム弾性層３８が被着されるものである。ゴム
弾性層３７は接着剤を介して、又は介さずして装着され
るが、ゴム弾性層３８は接着剤により一体的に装着され
る。他の実施形態としては、拘束孔１２，１９にゴム弾
性層が施される態様を採る。図６(a)(b)はそれぞれ、左
部分が円孔状の拘束孔１２，１９に対するものであり、
右部分が長方形状の拘束孔１２，１９に対するものを示
す。図示されるように、円孔状の拘束孔１２，１９に対
しては、円筒状のゴム弾性層３９，４０が拘束孔１２，
１９の外面に接着剤をもって一体的に装着される。ゴム
弾性層４０は有底の筒状体をなす。また、長方形状の拘
束孔１２，１９に対しては、橋軸方向の面にゴム弾性層
４１，４２が接着により装着される。上記の態様は拘束
体７，７Ａあるいは拘束孔１２，１９のいずれかに対す
るものであるが、それらの両方にゴム弾性層を装着する
態様を除外するものではない。叙上のゴム弾性層３７〜
４２のゴム素材は衝撃に耐えうる強度・厚さ及び硬度に
設定される。しかして、拘束体７，７Ａ、拘束孔１２，
１９へのゴム弾性層の装着により、拘束体７，７Ａはゴ
ム弾性層を介して拘束孔に拘束され、その拘束動作にお
ける衝撃が緩和される。すなわち、衝撃力の緩和により
過大な応力が生ぜず、当該弾性支承及び支承周りの破損
が防止される。また、衝撃音の緩和もなされる。

【００１６】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変
更が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術
的範囲内に包含されるものである。第１実施形態にお
いて、下沓２の下部拘束孔１９の幅を拘束体７の径と同
じとする長溝とすれば、第２実施形態と同等の作用を発
揮することができる。叙上の実施形態ではいずれもフ
ランジ３，４を介して弾性支承を上沓１及び下沓２に設
置したが、これらのフランジ３，４を省略して直接的に
設置してもよい。叙上の実施形態ではいずれも橋梁構
造物に例を採ったが、建築構造物への適用も同様になさ
れ、本移動制限装置付き弾性支承は建物上部と基礎との
間、あるいは上層の建物と下層の建物との間、更には建
物間の高架通路に設置されるものである。

【００１７】

【発明の効果】本発明の移動制限装置付き弾性支承は上
記構成よりなり作用を奏するものであるので、以下の特
有の効果を有する。 拘束空間と拘束体とからなる移動制限装置は弾性支承
に内蔵されたものとなっているので、設置場所を取ら
ず、設計の自由度が向上する。 拘束体は剛体よりなるので、大きな拘束力を発揮する
ことができる。 拘束体は弾性支承の内部に形成された拘束空間に装入
設置するだけでよいので、設置作業が容易であり、施工
効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の移動制限装置付き弾性支承の一
実施形態の全体構造を示す断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図。

【図３】その作動を説明する模式図。

【図４】(a) 図は他の実施形態の断面構造図、(b) 図は
(a) 図のＹ−Ｙ線断面図。

【図５】(a) 図は衝撃緩和手段を施した拘束体の断面
図、(b) 図は(a) 図のＶ−Ｖ線断面図。

【図６】(a) 図は衝撃緩和手段を施した拘束孔の断面
図、(b) 図は(a) 図のVI−VI線断面図。

【符号の説明】

Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、Ｓ…弾性支承、１…上
沓、２…下沓、５…ゴム支承体、６…拘束空間、７…拘
束体、１２・１９…拘束孔、２４…貫通孔、３０…鉛プ
ラグ、３７，３８，３９，４０，４１…ゴム弾性層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部構造に固定される上沓と、下部構造に
   固定される下沓と、該上下沓間に配されるゴム支承体と
   からなる弾性支承において、 前記上沓の中心部には拘束孔が鉛直方向に形成され、 前記下沓の中心部には前記上沓の拘束孔に対応して有底
   の拘束孔が鉛直方向に形成され、 前記ゴム支承体の中心部には前記上沓及び下沓の各拘束
   孔に対応し、これらの拘束孔に連通する貫通孔が形成さ
   れ、 前記上沓・下沓・ゴム支承体の拘束孔及び貫通孔より形
   成される拘束空間内に１本の剛性を有する拘束体が収容
   されており、かつ、該拘束体は前記上沓・下沓の拘束孔
   内にその拘束移動方向に所定の空隙を存してなる、こと
   を特徴とする移動制限装置付き弾性支承。
2. 【請求項２】ゴム支承体は内部に鉛プラグを封入してな
   る請求項１に記載の移動制限装置付き弾性支承。
3. 【請求項３】拘束体はゴム弾性層を介して拘束空間内に
   拘束される請求項１又は２のいずれかに記載の移動制限
   装置付き弾性支承。