(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造と下部構造との間に設置され、鉛直荷重を支持することなく、水平荷重を支持する水平荷重弾性支持装置であって、
前記上部構造の下面に固定される上沓と、下部構造の上面に固定され、かつ上部に前記上沓に対して鉛直方向に所定寸法だけ離間して対向配置されるフランジプレートを有する弾性沓とを備え、
前記上沓及び前記フランジプレートの各中央部にはキー穴がそれぞれ形成されて、これらのキー穴には前記フランジプレートと前記上沓との鉛直方向の相対回転を許すせん断キーが嵌合され、
前記フランジプレートの外周は、該フランジプレートと前記上沓との鉛直方向の相対回転を許すボルトにより前記上沓に固定されている
ことを特徴とする橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置。
【請求項２】
前記上沓と前記フランジプレートとの間には軟質ゴムプレートが介在されていることを特徴とする請求項１記載の橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置。
【請求項３】
前記軟質ゴムプレートは前記キー穴を取り巻く内周部、及び前記ボルトの取付け位置を含む外周部に配置された環状のものからなることを特徴とする請求項２記載の橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置。
【請求項４】
前記フランジプレートの外周には、その下面側に座ぐり穴を有する複数のボルト挿通孔が形成され、
前記上沓には前記ボルト挿通孔に対応する位置にボルト取付け孔が形成され、前記フランジプレートは前記ボルト挿通孔に挿通されて、前記ボルト取付け孔に螺着されるボルトにより前記上沓に固定され、
前記座ぐり穴に収容される前記ボルトの頭部と前記座ぐり穴の底壁及び周壁との間、並びに前記ボルト挿通孔に挿通される前記ボルトの本体部と前記ボルト挿通孔の周壁との間にはそれぞれ所定大きさの隙間が形成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置。
【請求項５】
前記ボルト挿通孔には、前記ボルトの本体部に遊嵌されて上下端が前記ボルト取付け孔の外周縁部及び前記ボルトの頭部にそれぞれ係止する位置決めパイプが配置されていることを特徴とする請求項４記載の橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置に関し、さらに詳細には鉛直荷重を支持する機能と水平荷重を弾性支持する機能とを分離した支承において、後者の機能を受け持つ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、橋梁用支承において鉛直荷重を支持する機能と水平荷重を弾性支持する機能とを分離した機能分離型支承が開発されている。その具体的な構造として、この出願人は鉛直荷重を支持する滑り支承と、鉛直荷重を支持することなく水平荷重を支持する水平荷重弾性支持装置とからなるものを先に提案した（特願２００１−１４４７６６号）。
【０００３】
水平荷重弾性支持装置は通常、橋軸直角方向に関して２つの滑り支承間に挟まれて設置される。この水平荷重弾性支持装置は、水平荷重を支持することに加えて、上部構造の回転を許容できること、さらには上下部構造間で上揚力を伝達できること等の機能が要求される。このような機能を満足する水平荷重弾性支持装置は、構造が複雑で大型化する傾向があり、これに伴って製造コストも高くなる。
【０００４】
【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、要求される機能を満足しつつ、構造が簡単でコンパクトであり、しかも製造コストを安価に抑えることができる橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置を提供することにある。
【０００５】
【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、上部構造と下部構造との間に設置され、鉛直荷重を支持することなく、水平荷重を支持する水平荷重弾性支持装置であって、
前記上部構造の下面に固定される上沓と、下部構造の上面に固定され、かつ上部に前記上沓に対して鉛直方向に所定寸法だけ離間して対向配置されるフランジプレートを有する弾性沓とを備え、
前記上沓及び前記フランジプレートの各中央部にはキー穴がそれぞれ形成されて、これらのキー穴には前記フランジプレートと前記上沓との鉛直方向の相対回転を許すせん断キーが嵌合され、
前記フランジプレートの外周は、該フランジプレートと前記上沓との鉛直方向の相対回転を許すボルトにより前記上沓に固定されている
ことを特徴とする橋梁用機能分離型支承における水平荷重弾性支持装置にある。
【０００６】
より具体的には、前記上沓と前記フランジプレートとの間には軟質ゴムプレートが介在されている。この場合、前記軟質ゴムプレートは前記キー穴を取り巻く内周部、及び前記ボルトの取付け位置を含む外周部に配置された環状のものとすることができる。
【０００７】
また、前記フランジプレートの外周には、その下面側に座ぐり穴を有する複数のボルト挿通孔が形成され、前記上沓には前記ボルト挿通孔に対応する位置にボルト取付け孔が形成され、前記フランジプレートは前記ボルト挿通孔に挿通されて、前記ボルト取付け孔に螺着されるボルトにより前記上沓に固定され、前記座ぐり穴に収容される前記ボルトの頭部と前記座ぐり穴の底壁及び周壁との間、並びに前記ボルト挿通孔に挿通される前記ボルトの本体部と前記ボルト挿通孔の周壁との間にはそれぞれ所定大きさの隙間が形成されている。
【０００８】
前記ボルト挿通孔には、前記ボルトの本体部に遊嵌されて上下端が前記ボルト取付け孔の外周縁部及び前記ボルトの頭部にそれぞれ係止する位置決めパイプが配置されている。前記フランジプレートのキー穴に嵌合される、前記せん断キーの下部外周は曲面に形成されている。
【０００９】
【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は、この発明の実施形態を示す橋軸直角方向の断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。水平荷重弾性支持装置１は、コンクリート桁として示されている上部構造２と下部構造３との間に設置され、この水平荷重弾性支持装置１の橋軸直角方向の両側には図示しない滑り支承が設置されている。上部構造２の鉛直荷重は滑り支承を介して下部構造３に伝達され、水平荷重弾性支持装置１には鉛直荷重が作用しない。
【００１０】
水平荷重弾性支持装置１は上沓４と、弾性沓としてのゴム沓５とからなっている。上沓４は方形（以下に説明する各鋼板も同様）の鋼板からなり、その中央部にはキー穴７が形成されている。上沓４には複数のアンカーボルト６が螺着され、上沓４はこのアンカーボルト６によって上部構造２の下面に固定される。
【００１１】
ゴム沓５は厚肉の上下部鋼板８，９及び薄肉の中間部鋼板１０と、ゴム層１１とを積層し、加硫接着した積層ゴムからなり、上部鋼板８は外周が張り出してフランジプレートを形成している。このフランジプレート８の中央部にはキー穴７と対向してキー穴１２が形成されている。キー穴７，１２にはせん断キー１３の上下部が嵌合されている。フランジプレート８の外周は複数のボルト１４により上沓４に固定されている。
【００１２】
下部鋼板９の下面には中央部にリングプレート１５が固定されている。このリングプレート１５の穴は、せん断試験時において試験機のキーが嵌合されるキー穴１６を形成する。なお、せん断試験終了後、キー穴１６は同形状の鋼板で閉塞される。下部鋼板９にはまた、外周部に複数のリングプレート１７が固定されている。これらのリングプレート１７の穴を通して、アンカーボルト１８が下部鋼板９に螺着され、下部鋼板９すなわちゴム沓５はこのアンカーボルト１８によって下部構造３の上面に固定される。
【００１３】
ゴム沓５の下面及び外周は被覆ゴム１９，２０で被覆され、さらにフランジプレート８の下面及び外周も被覆ゴム２１で被覆されている。ゴム沓５の下面の被覆ゴム１９は、リングプレート１５，１７の厚みと同じ厚みを有し、これらリングプレート１５，１７の部分は切り抜き穴となっている。
【００１４】
この結果、リングプレート１５，１７と被覆ゴム１９とは面一となる。このような構造とすることにより、ゴム沓５の加硫成形用の金型として底面が平坦面のものを使用することができ、金型の製造コストを安価に抑えることができる。なお、リングプレート１５，１７は必ずしも設けなくともよいが、この場合、リングプレート１５，１７の厚み分、下部鋼板９の厚みが増すことになる。
【００１５】
フランジプレート８の上面は、内外周部に配置された２つの角形環状のゴムプレート２２，２３で部分的に被覆されている。ゴムプレート２２，２３は、その静的せん断弾性係数Ｇが4.5 〜6 の軟質のものであり、また5 〜10 mm の所定の厚みを有している。内周ゴムプレート２２は、フランジプレート８の上面にキー穴１２を取り巻くように配置され、また外周ゴムプレート２３はボルト１４の取付け位置を含むフランジプレート８の上面に配置されている。
【００１６】
フランジプレート８は前述のようにボルト１４によって上沓４に固定され、この結果、上沓４とフランジプレート８との間にはゴムプレート２２，２３が上沓４の下面に接した状態で介在されることになる。すなわち、フランジプレート８は上沓４に対して寸法ｄだけ離間して対向配置され、ゴム沓５には鉛直荷重が伝達されないので、ゴムプレート２２，２３の厚み分の離間寸法ｄが保持される。
【００１７】
図３は、せん断キー１３の取付け構造を拡大して示す断面図である。上沓４に設けられたキー穴７はフランジプレート８に設けられたキー穴１２よりも大径となっている。せん断キー１３はキー穴７に嵌合される部分、すなわち上部の外周が曲面２６に形成されている。またせん断キー１３がキー穴７，１２に嵌合された状態で、せん断キー１３の上部とキー穴７の底壁との間には隙間２５が形成される。これにより、せん断キー１３は上沓４に対して、鉛直方向に相対回転が自在となっている。
【００１８】
図４は、ボルト１４の取付構造を拡大して示す断面図である。フランジプレート８の外周には座ぐり穴３１を有する複数のボルト挿通孔３２が形成されている。他方、上沓４にはボルト挿通孔３２に対応する位置にボルト取付け孔（ねじ孔）３３が形成されている。ボルト１４はボルト挿通孔３２に挿通されて、取付け孔３３に螺着される。その際、ボルト１４のねじ部には緩み止め用の接着剤が塗布され、また本体部３４の外周には位置決めパイプ３５が遊嵌される。この位置決めパイプ３５は、上下端がボルト取付け孔３３の周縁部とボルト頭部３６の座金３７とにそれぞれ係止し、これにより上沓４とフランジプレート８との間にゴムプレート２２，２３の厚み分の離間寸法ｄが形成される。
【００１９】
上記ボルトの取付け構造において、ボルト頭部３６は座ぐり穴３１に収容され、ボルト頭部３６と座ぐり穴３１の底壁及び周壁との間には所定大きさの隙間３８，３９がそれぞれ形成されている。また、ボルト本体部３４と挿通孔３２の周壁との間にも所定大きさの隙間４０が形成されている。ボルト頭部３６は座ぐり穴３１に収容されることにより、外部から見えにくくなり、外観が損なわれるのを防止することができる。
【００２０】
次に上記実施形態のものの作用について説明する。温度変化による伸縮や地震により上部構造２に水平荷重が作用すると、この水平荷重はせん断キー１３を介してゴム沓５に伝達され、ゴム沓５がせん断変形する。ゴム沓５は、このせん断変形により水平荷重を受け止め、これを緩和する。
【００２１】
上部構造２が活荷重により鉛直方向の回転を生じると、上沓４とフランジプレート８との間には離間寸法ｄが存在するので、上沓４はフランジプレート８に対して回転し、ゴム沓５には活荷重が伝達されない。このとき、上沓４とフランジプレート８との間に配置されたゴムプレート２２，２３は軟質のものであるので、上沓４とフランジプレート８との相対回転を妨げることはない。
【００２２】
また、せん断キー１３は上沓４に対して回転自在であるので、同様に、上沓４とフランジプレート８との相対回転を妨げることはない。さらに、ボルト１４の周囲には隙間３８，３９，４０が形成されているので、このボルト１４に関しても同様に、上沓４とフランジプレート８との相対回転を妨げることはない。なお、図４に示すように、回転を円滑にするためには、外周ゴムプレート２３に形成されるボルト挿通孔３９の周壁と、位置決めパイプ３５との間にも隙間４１を設けることが望ましい。
【００２３】
上部構造２に地震により鉛直方向上向きの力（上揚力）が作用すると、ボルト１４を介して上下部構造２，３間で上揚力を伝達することができ、上部構造２の落下を防止することができる。
【００２４】
図５は別の実施形態を示す橋軸直角方向の断面図である。この実施形態は、上部構造２が鋼桁からなる例である。上部構造２の下面にはソールプレート５０が溶接等により固定されている。上沓４はソールプレート５０の下面に配置され、上部構造２のフランジ５１を貫通してソールプレート及び上沓４に螺着されるボルト５２により固定される。
【００２５】
上沓４及びフランジプレート８のキー穴７，１２に加えてソールプレート５０にもキー穴５４が設けられ、これらのキー穴７，１２，５４にせん断キー１３が嵌合されている。せん断キー１３はキー穴１２に嵌合される下部外周が曲面２６となっていて、下面に突起５３が形成されている。これにより、せん断キー１３はフランジプレート８に対して鉛直方向に相対回転自在である。装置全体としての、その他の構成は上記実施形態と同様であり、作用も同様である。
【００２６】
上記各実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では上沓とフランジプレートとの間に軟質ゴムプレートを介在させたが、このゴムプレートが無くとも所期の目的を達成できる。しかし、据え付け時における上沓に対するフランジプレートの位置決め（上下の隙間調整）、また隙間への雨水やゴミの侵入の防止、防錆の観点からは、ゴムプレートを設けることが望ましい。この場合、フランジプレートの全面にゴムプレートを被覆してもよいが、上記実施形態で示したように内周ゴムプレート及び外周ゴムプレートとして部分的に被覆するほうが、上沓のフランジプレートに対する回転を円滑にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、水平荷重弾性支持装置に要求される機能を満足しつつ、その構造を簡単でコンパクトにすることができ、しかも製造コストを安価に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を示す橋軸直角方向の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】せん断キーの取付構造を拡大して示す断面図である。
【図４】上沓とフランジプレートとを固定するボルトの取付構造を拡大して示す断面図である。
【図５】別の実施形態を示す橋軸直角方向の断面図である。
【符号の説明】
１：水平荷重弾性支持装置
２：上部構造
３：下部構造
４：上沓
５：ゴム沓
７：キー穴
８：上部鋼板（フランジプレート）
９：下部鋼板
１０：中間部鋼板
１１：ゴム層
１２：キー穴
１３：せん断キー
１４：ボルト
２２：内周ゴムプレート
２３：外周ゴムプレート
２６：曲面
３１：座ぐり穴
３２：ボルト挿通孔
３３：ボルト取付け孔
３４：ボルト本体部
３５：位置決めパイプ
３６：ボルト頭部
３８：隙間
４０：隙間
ｄ：離間寸法
【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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