JPH11303016A - 橋梁支承装置 - Google Patents

橋梁支承装置

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JPH11303016A
JPH11303016A JP11471098A JP11471098A JPH11303016A JP H11303016 A JPH11303016 A JP H11303016A JP 11471098 A JP11471098 A JP 11471098A JP 11471098 A JP11471098 A JP 11471098A JP H11303016 A JPH11303016 A JP H11303016A
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JP
Japan
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shoe
rubber
bearing
bridge girder
fixed
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Application number
JP11471098A
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English (en)
Inventor
Kazumasa Hirose
一正 廣瀬
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Kawaguchi Metal Industries Co Ltd
Original Assignee
Kawaguchi Metal Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】せん断変形による水平力分散に適したゴム支承
の利点を生かしつつ、回転性能に弱いという難点を克服
した橋梁支承装置を提供する。 【解決手段】橋脚6又は橋台と橋桁26との間に設置さ
れる支承装置であって、橋脚6又は橋台上に固定される
ゴム支承Sと、このゴム支承S上に一体に設けら
れ、橋桁26下に固定される密閉ゴム支承板支承S
を備えた複合支承からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は橋梁支承装置に関
し、さらに詳細には、ゴム支承を用いた水平力分散支承
装置において鉛直剛性を低下させることなく回転機能を
向上させた支承装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、多径間連続桁の水平力分散支承と
して、ゴム支承が多用されつつある。ゴム支承は鉛直方
向の剛性は大きく、水平方向の剛性は小さいという特性
を有しており、この特性を利用して温度変化による橋桁
の移動時や地震時に水平方向にせん断変形させることに
より、水平荷重を各支点に分散させている。
【0003】ところで、橋桁にはその自重及び車両の通
行等による活荷重が作用し、鉛直方向の撓みによる回転
が生ずる。このため、支承装置は通常桁端部で1/15
0、中間部で1/300(いずれも勾配)の回転に追従
できなければならない。しかしながら、ゴム支承は金属
支承に比べて支圧面積が大きいため、この回転に追従し
にくい。特に支圧面積が大きな大反力支承ではこの傾向
が大きく、このようにゴム支承の回転性能が悪いと、ゴ
ム支承と橋桁を連結しているセットボルトに引張りの繰
り返し応力が働き、疲労破壊を起こしやすくなる。
【0004】ゴム支承の回転性能を良くする方策とし
て、その鉛直剛性を示す以下の式及び図4から理解され
るように、ゴム1層の厚さを変えずにゴム沓全体の高さ
(弾性ゴムの総厚)を高くして鉛直ばね(鉛直剛性)を
柔らかくすることが考えられる。
【0005】kc =E・A/Σte …
(1) E =(3+6.58S )G …(2) S =a・b/2(a+b)te …(3) ここに、kc :ゴム沓の圧縮(鉛直)剛性(kgf/
cm) A :ゴム支承の有効寸法により求めた支圧面積a・
b(cm) E :弾性係数(kgf/cm) S :一次形状係数(支圧面積/自由面積) G :せん断弾性係数(kgf/cm) a,b:平面上の一辺の長さ te :ゴム一層の厚さ(cm) Σte :弾性ゴムの総厚
【0006】しかしながら、この場合ゴム沓の体積が増
加して価格が高くなる。また、ゴム沓の高さを無闇に高
くするとゴムの総厚と短辺との比(二次形状係数)が悪
くなる結果、極限せん断変形量が小さくなり、大地震時
におけるせん断変形で破断しやすくなる。また、鉛直ば
ねを柔らかくすると、交通振動などの桁の活荷重による
鉛直振動を橋脚、橋台に伝えやすくなる。さらに、ゴム
支承の場合、通常、施工時の水平方向の設置誤差を考慮
しない設計方法がとられるため、据え付け時の水平精度
を高める必要があり、施工が面倒である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】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、上記のよ
うなせん断変形による水平力分散に適したゴム支承の利
点を生かしつつ、回転性能に弱いという難点を克服した
橋梁支承装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の発明者は上記
課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、金属支承
の1つである密閉ゴム支承板支承(ポット型ベアリン
グ,BPB)に着目した。この密閉ゴム支承板支承は内
蔵されたゴム板が流動体のごとく機能することから回転
性能にすぐれ、しかも鉛直剛性が高い支承である。
【0009】この発明は、上記のような着眼に基いて完
成されたものであって、次のような手段を採用してい
る。すなわちこの発明は、橋脚又は橋台と橋桁との間に
設置される支承装置であって、前記橋脚又は橋台上に固
定されるゴム支承と、このゴム支承上に一体に設けら
れ、前記橋桁下に固定される密閉ゴム支承板支承とを備
えた複合支承からなることを特徴とする橋梁支承装置に
ある。
【0010】この発明による橋梁支承装置は、より具体
的には、前記橋脚又は橋台上に固定される下沓と、この
下沓の上に固定されたゴム沓と、このゴム沓の上に固定
された中間沓と、この中間沓の上に固定された枠体と、
この枠体の内周に嵌合され、前記橋桁下に固定される上
沓と、前記枠体の内部に収容され、前記中間沓と前記上
沓との間に挟まれたゴムプレートとを備えてなる。
【0011】前記中間沓の上部中央に前記ゴムプレート
を貫通するせん断キーが設けられ、前記上沓の下部中央
に前記せん断キーが鉛直方向に相対回転可能なように嵌
合する嵌合孔が設けられている。さらに、前記外筒の内
周に内向き環状突部が設けられ、前記上沓の外周に前記
内向き環状突部と係合する外向き環状突部が設けられて
いる。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照しながら以下に説明する。図1及び図2は、この発明
の実施の形態を示し、それぞれ図2のB−B線及び図1
のA−A線断面図である。支承装置は矩形板形状の下沓
1と、同様に矩形板形状の中間沓2と、円板形状の上沓
3とを備えている。下沓1はベースプレート4上に溶接
により固定され、このベースプレート4はアンカーボル
ト5を介して橋脚6又は橋台に固定される。
【0013】下沓1と中間沓2との間にはゴム沓7が固
定され、これらの下沓1、中間沓2及びゴム沓7により
ゴム支承Sが構成されている。ゴム沓7は複数の中間
鋼板8を介して積層されたゴム層9を有し、このゴム層
9の上下には上部鋼板10及び下部鋼板11が固着され
ている。
【0014】上部鋼板10の上面中央及び下部鋼板11
の下面中央にはせん断キー12,13がそれぞれ設けら
れ、一方中間沓2の下面中央及び下沓1の上面中央には
嵌合孔14,15がそれぞれ設けられている。ゴム沓7
は、これらの嵌合孔14,15にせん断キー12,13
を嵌合させた状態で六角穴付きボルト16,17により
下沓1及び中間沓2に固定されている。
【0015】中間沓2の上には枠体18が六角穴付きボ
ルト19により固定されている。枠体18は内外形状と
も円形となっているが、外形形状は矩形でもよい。枠体
18の内部には圧縮リング21により保持されたゴムプ
レート20が収容されている。上沓3は、このゴムプレ
ート20を中間沓2との間に挟むように枠体18に嵌合
されている。これらの中間沓2、枠体18、ゴムプレー
ト20及び上沓3により密閉ゴム支承板支承Sが構成
されている。このように、この発明による支承装置はゴ
ム支承Sと密閉ゴム支承板支承Sとを備えた複合支
承からなり、中間沓2はゴム支承Sにおける上沓とし
て、また密閉ゴム支承板支承Sにおける下沓として機
能している。
【0016】枠体18の内周には内向き環状突起22が
設けられ、また上沓3の外周には外向き環状突起23が
設けられている。これらの環状突起22,23はシール
リング24を介して互いに係合し、上揚力による上沓3
の抜け止めがなされる。上沓3の上面中央にはせん断キ
ー25が設けられ、一方橋桁26の下部フランジ27に
溶接されたソールプレート28の中央には嵌合孔29が
設けられている。上沓3はせん断キー25を嵌合孔29
に嵌合させた状態で、セットボルト30によりソールプ
レート28に固定される。
【0017】下沓1の橋軸方向両側にはサイドブロック
31,31がボルト32により固定されている。一方、
中間沓2の橋軸方向両側には切欠部33,33が形成さ
れ、これらの切欠部33,33にサイドブロック31,
31が所要の間隙をもって係合することにより、橋桁2
6の橋軸方向及び橋軸直角方向の移動が制限される。
【0018】上記のような橋梁支承装置によれば、橋桁
26の自重及び活加重による鉛直方向の回転に対して
は、密閉ゴム支承板支承Sが応答する。すなわち、橋
桁26が鉛直方向に回転すると、中間沓2、枠体18及
び上沓3により密閉されたゴムプレート20が流動体と
同様に機能し、上沓3の回転に追従する。この結果、回
転を大きくとることができ(勾配として1/150以
上)、施工誤差も吸収することができる。
【0019】一方、橋桁26の温度変化による伸縮時や
地震時に作用する水平力に対してはゴム支承Sが応答
する。すなわち、水平力は上沓3及び枠体18を経てゴ
ム支承Sの上沓を構成する中間沓2に伝達され、ゴム
沓7がせん断変形することにより水平力が分散される。
このように、橋桁26の回転に対してはゴム支承に期待
することなく密閉ゴム支承板支承に追従させ、ゴム支承
には水平力に対してのみ追従させる。この結果、ゴム沓
7の支圧面積とゴム一層の外周の面積との比すなわち式
(3)に示した一次形状係数Sを大きくして鉛直ひずみ
を極端に少なくすることができる。これにより、鉛直ば
ねが固くなり、交通振動が下部に伝わりにくくなる。
【0020】ところで、ゴム支承の水平ばね剛性は以下
の式で示される(図5参照)。 H =Kr・Δ …(4) Kr =A’・G/Σte …(5) ここに、H :水平力(kgf) Kr :ゴム沓の水平ばね剛性(kgf/cm) Δ :水平変位(cm) A’ :ゴム支承の製品寸法により求めた支圧面積a'
・b'(cm) G :せん断弾性係数(kgf/cm) Σte :弾性ゴムの総厚
【0021】式(4),(5)から明らかなように、ゴ
ム沓の水平ばね剛性Kr は式(3)で示した一次形状係
数Sとは無関係であり、ゴム層の総厚が同じであれば同
じである。すなわち、ゴム総厚が同じで積層数を多くす
る設計が可能となる。この結果、ゴム一層の厚さte が
薄くなることから、式(3)の一次形状係数が大きくな
り、このようなゴム支承はせん断変形に対しても極限せ
ん断変形率が高く、大地震時の変形によっても破断しに
くくなる。
【0022】図3は、この発明の別の実施の形態を示す
断面図である。この実施の形態では中間沓2上面中央に
せん断キー34が設けられ、また上沓の下面中央に嵌合
孔35が設けられている。せん断キー34はゴムプレー
ト20を貫通し、嵌合孔35に隙間37をおいて嵌合し
ている。嵌合孔35には、その上壁とせん断キー34と
の間に挟まれるように緩衝用のゴムプレート36が収容
されている。
【0023】せん断キー34及び嵌合孔35の各嵌合面
は球面加工が施されていて、せん断キー34と上沓3は
鉛直方向に相対回転可能となっている。図において、符
号cは球面加工中心を示し、dは回転による球面加工中
心の変位を示している。この実施の形態の場合、圧縮リ
ングとして外側圧縮リング21とせん断キー34の外周
の内側圧縮リング38とが設けられている。
【0024】この実施の形態のものによれば、橋桁26
に作用する水平力はせん断キー34を介して、中間沓2
すなわちゴム支承Sに確実に伝達される。また、せん
断キー34と上沓3とは回転可能であるので、橋桁26
の回転に影響を及ぼすことがない。
【0025】上記各実施の形態はこの発明を限定するも
のではなく、この発明は種々の改変が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、橋桁として鋼桁が示されてい
るが、コンクリート桁でもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ゴム
支承の利点である水平力分散機能を生かしつつ、回転性
能を大幅に向上させることができ、さらに鉛直剛性も大
きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の実施の形態を示し、図2の
B−B線断面図である。
【図2】図2は、図1のA−A線断面図である。
【図3】図3は、別の実施の形態を示す断面図である。
【図4】図4は、ゴム支承の鉛直剛性を説明するための
図である。
【図5】図5は、ゴム支承の水平ばね剛性を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1:下沓 2:中間沓 3:上沓 4:ベースプレート 7:ゴム沓 8:中間鋼板 9:ゴム層 10:上部鋼板 11:下部鋼板 12:せん断キー 14:嵌合孔 18:枠体 20:ゴムプレート 21:圧縮リング 22:環状突起 23:環状突起 24:シールリング 25:せん断キー 26:橋桁 27:下部フランジ 28:ソールプレート 29:嵌合孔 30:セットボルト 31:サイドブロック 33:切欠部 34:せん断キー 35:嵌合孔 36:ゴムプレート 37:隙間 38:内側圧縮リング
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年5月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】橋脚又は橋台と橋桁との間に設置される支
    承装置であって、 前記橋脚又は橋台上に固定されるゴム支承と、 このゴム支承上に一体に設けられ、前記橋桁下に固定さ
    れる密閉ゴム支承板支承とを備えた複合支承からなるこ
    とを特徴とする橋梁支承装置。
  2. 【請求項2】橋脚又は橋台と橋桁との間に設置される支
    承装置であって、 前記橋脚又は橋台上に固定される下沓と、 この下沓の上に固定されたゴム沓と、 このゴム沓の上に固定された中間沓と、 この中間沓の上に固定された枠体と、 この枠体の内周に嵌合され、前記橋桁下に固定される上
    沓と、 前記枠体の内部に収容され、前記中間沓と前記上沓との
    間に挟まれたゴムプレートとを備えてなることを特徴と
    する橋梁支承装置。
  3. 【請求項3】前記中間沓の上部中央に前記ゴムプレート
    を貫通するせん断キーが設けられ、前記上沓の下部中央
    に前記せん断キーが鉛直方向に相対回転可能なように嵌
    合する嵌合孔が設けられていることを特徴とする請求項
    2記載の橋梁支承装置。
  4. 【請求項4】前記外筒の内周に内向き環状突部が設けら
    れ、前記上沓の外周に前記内向き環状突部と係合する外
    向き環状突部が設けられていることを特徴とする請求項
    2又は3記載の橋梁支承装置。
JP11471098A 1998-04-24 1998-04-24 橋梁支承装置 Pending JPH11303016A (ja)

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Effective date: 20040812