(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物及び下部構造物にそれぞれ固定されるそれぞれ筒状の上側固定ストッパ及び下側固定ストッパと、
前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの外周に、これらの固定ストッパとの間に間隔が形成されるように包囲して配置され、前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの双方に係合可能な筒状の可動ストッパとを備え、
前記可動ストッパは、その軸線方向中間部内周に、前記下側固定ストッパ上に支持されるプレートを有していることを特徴とする全方向移動制限装置。
【請求項２】
上部構造物に固定される上沓と、下部構造物に固定される下沓と、前記上沓と前記下沓との間に配置される弾性沓とを有する弾性支承装置であって、
前記弾性沓の外周に該弾性沓との間に間隔が形成されるように包囲して配置され、前記上沓及び前記下沓にそれぞれ固定された、それぞれ筒状の上側固定ストッパ及び下側固定ストッパと、
前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの外周に、これらの固定ストッパとの間に間隔が形成されるように包囲して配置され、前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの双方に係合可能な筒状の可動ストッパとを含む全方向移動制限装置を備え、
前記可動ストッパは、その軸線方向中間部内周に、前記下側固定ストッパ上に支持される、環状のプレートを有していることを特徴とする全方向移動制限装置を備えた弾性支承装置。
【請求項３】
前記上沓及び前記下沓にそれぞれ固定される上側中間プレート及び下側中間プレートを有し、これらの中間プレートに前記上側固定ストッパ及び前記下側固定ストッパがそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項２記載の全方向移動制限装置を備えた弾性支承装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物の全方向移動制限装置及びそれを備えた弾性支承装置に関し、さらに詳細には、支承装置と移動制限装置とを別個に設置することが困難な橋梁の支承部に設置するのに好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁においては橋桁の温度変化による伸縮、荷重による撓み等の変位に対応するために所要の支承部に可動支承装置が設置され、この可動支承装置としては近年、ゴム支承が多く採用されつつある。このような可動支承装置により橋桁は水平方向の移動が可能であるが、その一方地震時の過大な水平移動を制限し、橋桁が橋脚から落橋するのを防止するために移動制限装置を設置する必要がある。
【０００３】
移動制限装置は、支承装置とは別個に隣接して設置するのが一般的である。しかしながら、例えばランプ橋の１ボックス１沓の支承部のように、これらを別個に設置できない場合があり、あるいは狭い脚天端のために２個の支承装置の間に移動制限装置を設置できない場合がある。
【０００４】
このような設置スペースの問題に対処するために、支承装置に移動制限装置を組み込んだものが開発されている。その１例として、ゴム沓（弾性沓）をドーナツ形とし、その内部空間に棒状のストッパを収容するとともに、ストッパの両端を上沓及び下沓に形成した凹部に収容した支承装置が知られている。
【０００５】
この従来装置によれば、橋桁と橋脚との間に水平移動が生じると、ストッパが凹部に係合することから、橋桁の移動を制限することができ、しかも全方向に対して制限可能である。しかしながら、次のような問題点を指摘することもできる。
【０００６】
すなわち、ゴム沓の形状がドーナツ形であるため、橋脚の水平移動によりゴム沓が大きな剪断変形を受けると支圧面積が極度に小さくなり、破壊が起きるおそれがある。また、移動制限の際は、ストッパと凹部の角部との点接触ないしは線接触による係合状態となるので、ストッパが損傷しやすい。さらに、ドーナツ形とするゴム沓の形状は、円柱状あるいは四角柱状とする通常のゴム沓に比べて、成形加工に手間がかかり高価なものとなる。
【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、弾性沓として通常形状のものを採用することができ、したがって剪断変形時の支圧面積が極度に減少することがなく、製造コストも安価に抑えることができる全方向移動制限装置及びそれを備えた弾性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、上部構造物及び下部構造物にそれぞれ固定されるそれぞれ筒状の上側固定ストッパ及び下側固定ストッパと、
前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの外周に、これらの固定ストッパとの間に間隔が形成されるように包囲して配置され、前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパの双方に係合可能な筒状の可動ストッパとを備え、
前記可動ストッパは、その軸線方向中間部内周に、前記下側固定ストッパ上に支持されるプレートを有していることを特徴とする全方向移動制限装置にある。
【０００９】
上部構造物が下部構造物に対して水平移動を生じると、上側固定ストッパが可動ストッパに係合して、この可動ストッパが移動する。可動ストッパは、その移動により下側固定ストッパにも係合し、結果として上側固定ストッパと下側固定ストッパとは、可動ストッパを介して互いに係合することになる。これにより、上部構造物の移動が制限される。この移動制限は、固定ストッパ及び可動ストッパが筒状のものであるので、水平方向の全方向に対して可能である。
【００１０】
このような移動制限装置は、上部構造物に固定される上沓と、下部構造物に固定される下沓と、前記上沓と前記下沓との間に配置される弾性沓とを有する弾性支承装置に組み込まれ、
前記上側固定ストッパ及び下側固定ストッパは、前記弾性沓の外周に該弾性沓との間に間隔が形成されるように包囲して配置され、前記上沓及び前記下沓にそれぞれ固定される。
【００１１】
より具体的には、前記可動ストッパのプレートは移動制限装置が弾性支承装置に組み込まれる場合、環状のものによって構成される。また、前記弾性支承装置は、前記上沓及び前記下沓にそれぞれ固定される上側中間プレート及び下側中間プレートを有し、これらの中間プレートに前記上側固定ストッパ及び前記下側固定ストッパがそれぞれ固定されている。
【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。以下の実施の形態は、この発明を橋梁の支承部に適用した例であり、図１は鉛直方向の半断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】
弾性支承装置１は、上部構造物である橋桁２と橋脚３との間に設置される。弾性支承装置１は、橋桁２にアンカーバー４により固定される上沓５と、橋脚３にアンカーバー６により固定される下沓７と、上沓５と下沓７との間に配置される弾性沓であるゴム沓８とを有している。
【００１４】
ゴム沓８には厚肉の上下鋼板９，１０及び薄肉の複数枚の中間鋼板１１が埋め込まれている。上沓５及び下沓７のそれぞれとゴム沓８との間には、さらに上側中間プレート１１及び下側中間プレート１２が配置され、これらの中間プレート１１，１２はボルト１３により、ゴム沓８の上下鋼板９，１０にそれぞれ固定されている。
【００１５】
上側中間プレート１１と上鋼板９との間及び下側中間プレート１２と下鋼板１０との間には、それらの中央に位置するように剪断キー１４がそれぞれ設けられている。同様に、上沓５と上側中間プレート１１との間及び下沓７と下側中間プレート１２との間にも剪断キー１５が設けられている。上下部構造物２，３に作用する水平力は、これらの剪断キー１４，１５を介してゴム沓８に伝達される。上記弾性支承装置１を構成する各部材は、すべて平面形状が円形であるが、多角形とすることもできる。
【００１６】
移動制限装置１６は、それぞれ円筒状の上側及び下側固定ストッパ１７，１８と、同様に円筒状の可動ストッパ１９とを有している。上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８は、ゴム沓８の外周にこれを包囲するように軸線をほぼ一致させて配置されている。上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８は、外向きのフランジ２０，２１をそれぞれ有し、これらのフランジ２０，２１においてボルト２２により上沓５及び下沓７にそれぞれ固定されている。
【００１７】
上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８は、同径のものでそれらの端面は互いに対向するように配置され、各端面間には所定の間隔が形成されている。また、上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８は、ゴム沓８の径よりもよりも大きな内径を有し、したがって上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８とゴム沓８との間には所定の間隔が形成されている。
【００１８】
可動ストッパ１９は上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８の外周に、これらを包囲するように配置されている。より具体的には、可動ストッパ１９は、上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８の各対向する端部を包囲する軸線方向長さを有し、また上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８の外径よりも大きな内径を有している。したがって、可動ストッパ１９と上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８との間には所定の間隔が形成されている。
【００１９】
また、可動ストッパ１９は、その軸線方向中間部内周に環状のプレート２３を有し、このプレート２３は下側固定ストッパ１８の端面上に支持されている。上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８の各端面間の間隔は、プレート２３の肉厚よりも大きく、したがって、プレート２３と上側固定ストッパ１７の端面との間には隙間が形成されている。この隙間により、ゴム沓８はこれに作用する鉛直荷重による回転が可能である。
【００２０】
下側固定ストッパ１８のフランジ２１外周には周方向に適宜間隔を置いて複数の保持プレート２４が設けられている。保持プレート２４の先端部は可動ストッパ１９の外周に当接し、可動ストッパ１９は通常は固定ストッパ１７，１８と軸線がほぼ一致する位置に保持されている。
【００２１】
次に上記のものの作用について図３を参照して説明する。地震等により橋桁２に水平力が加わると、ゴム沓８が剪断変形して橋桁２が水平移動する。この橋桁２の水平移動により上側固定ストッパ１７が可動ストッパ１９の上部に係合し、可動ストッパ１９が下側固定ストッパ１８上をスライドして橋桁２と同方向に移動する。橋桁２がさらに移動すると、可動ストッパ１９はその下部が下側固定ストッパ１８にも係合する。
【００２２】
その結果、上側固定ストッパ１７と下側固定ストッパ１８とは、可動ストッパ１９を介して互いに係合することになる。橋桁２は、このように可動ストッパ１９が上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８の双方に係合するまでは、その範囲で自由に全方向に移動可能であり、言い換えればそれ以上の移動は全方向に対して制限される。他方、上揚力に対してはボルト２２，１３を介しての上沓５とゴム沓８との固定により、その鉛直方向の移動を制限することができる。なお、可動ストッパ１９の移動に際し、保持プレート２４は湾曲変形し、可動ストッパ１９の移動を妨げることはない。
【００２３】
上記のような移動制限装置によれば、ゴム沓８として従来のようなドーナツ形ではない通常の形状のものを使用することができ、したがってゴム沓に大きな剪断変形が生じても支圧面積が極度に減少することはなく、破壊が起きにくい。
【００２４】
また、可動ストッパ１９を介して上側固定ストッパ１７と下側固定ストッパ１８とを間接的に係合させる構造であるので、最大移動量Ｓは、固定ストッパ１７，１８の外径と可動ストッパ１９の内径との差に等しく、大きな移動量が得られ、移動量の割には外形がコンパクトな形状となる。すなわち、仮に上側固定ストッパ１７と下側固定ストッパ１８とに内外径差Ｓを与え、それらを直接係合させる構造とした場合、このような構造でも移動制限は可能であるが、最大移動量はＳ／２しか得られない。
【００２５】
さらに、この発明による構造は、ストッパの設計に自由度が大きく、大きな水平力に対する移動制限装置としても使用できる。なお、ボルト２２を取り外し、剪断キー１５から上沓５が離脱する分だけ橋桁２をジャッキアップすれば、中間プレート１１，１２とともにゴム沓８及びストッパ１７，１８，１９を引き出せるので、それらの交換が可能である。
【００２６】
この発明は種々の改変が可能であり、例えば図４に示すように、中間プレート１１の径を上沓５よりも小さくし、上側固定ストッパ１７の内周に段部２５を形成して、この段部２５を中間プレート１１に外周に係合させるようにしてもよい。さらに、図５に示すように、可動ストッパ１９と上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８（図には下側固定ストッパ１８のみを示す）との係合面２６をテーパ面とし、可動ストッパ１９の外れ止めとしてもよい。さらに、ストッパの形状は、円筒形に限らず、支承装置の形状に応じて多角筒形とすることもできる。
【００２７】
上記実施の形態は、移動制限装置１６を弾性支承装置１に組み込んだ例であり、この形態は特にランプ橋の橋脚のように装置の設置スペースが限られる場合に特に有効であるが、スペースに余裕があれば移動制限装置を支承装置とは別個独立に設置することもできる。
【００２８】
図６は、支承装置とは別個に設置する移動制限装置３０の実施の形態を示す断面図である。上側固定ストッパ３１及び下側固定ストッパ３２は、それぞれ上沓３３及び下沓３４に一体に設けられている。上記実施の形態では上側固定ストッパ１７及び下側固定ストッパ１８は中空円筒形のものであるが、この実施の形態の場合は、ゴム沓８が無いので上側固定ストッパ３１及び下側固定ストッパ３２は、中空でも中実でもよい。すなわち、この発明において、固定ストッパに対して用いられる筒状とは中空及び中実の双方を含む概念である。
【００２９】
下側固定ストッパ３２に支持される可動ストッパ３５のプレート３６は、円形形状を有している。もちろん、上記実施の形態のように環状のものとしてもよい。また、保持プレート３９は図８に示すように、逆Ｌ字形のものからなっていいる。この実施の形態による移動制限装置も図７に示すように、上記実施の形態のものとほぼ同様に作用し、このような構造を採用することによりコンパクトな全方向移動制限装置が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、弾性沓として通常形状のものを採用することができ、したがって剪断変形時の支圧面積が極度に減少することがなく、その破断のおそれがなく、またコンパクトな形状で大きな移動量を得ることができ、製造コストも安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を橋梁の支承部に適用した実施の形態を示すは鉛直方向の半断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、作用説明図である。
【図４】図４は、変形例を示す断面図である。
【図５】図５は、他の変形例を示す断面図である。
【図６】図６は、この発明の別の実施の形態を示す断面図である。
【図７】図７は、作用説明図である。
【図８】図８は、保持プレートを示す斜視図である。
【符号の説明】
１：弾性支承装置
２：橋桁
３：橋脚
５：上沓
６：アンカーバー
７：下沓
８：ゴム沓
１１：上側中間プレート
１２：下側中間プレート
１６：移動制限装置
１７：上側固定ストッパ
１８：下側固定ストッパ
１９：可動ストッパ
２３：プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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