(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の橋桁下面に一体に取り付けた上沓と橋脚の頂部座面に一体に取り付けた下沓間に積層ゴムブロックを介在して橋梁を橋脚に荷受けするゴム支承部を構成すると共に、上記上沓と下沓間に橋梁の橋長方向への水平荷重を受圧して橋長方向に伸縮する流体圧シリンダを設け、橋梁に加わった水平荷重を該流体圧シリンダを介し上記橋脚と一体な下沓にて受圧する構成としたことを特徴とする橋梁支承部における水平荷重吸収構造。
【請求項２】
橋梁の橋桁下面に一体に取り付けた上沓と橋脚の頂部座面に一体に取り付けた下沓間に積層ゴムブロックを介在して橋梁を橋脚に荷受けするゴム支承部を構成した橋梁支承部において、上記下沓の橋幅方向において対向する二辺から積層ゴムブロックの橋幅方向において対向する二側面に沿い受圧部材を立ち上げ、他方上沓の橋幅方向において対向する二辺に切欠部を設け、該切欠部内に上記受圧部材の上端を臨ませ、該受圧部材上端の橋長方向の一側面とこれに対向する切欠部の一側面間に橋梁の橋長方向への水平荷重を受圧して橋長方向に伸縮する第１流体圧シリンダを介装すると共に、該受圧部材上端の橋長方向の他側面とこれに対向する切欠部の他側面間に橋梁の橋長方向への水平荷重を受圧して橋長方向に伸縮する第２流体圧シリンダを介装し、上記第１，第２流体圧シリンダは上記水平荷重に対し上沓と下沓間において互いに逆方向に相対伸縮して上沓に加わった上記水平荷重を第１又は第２流体圧シリンダを介して受圧部材にて受圧する構成としたことを特徴とする橋梁支承部における水平荷重吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は橋梁支承部における橋梁の橋長方向への水平荷重に対する吸収構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、橋梁１は一端と他端を橋台２に支承し、橋長が長い場合には更に橋台２間に橋脚３を設け、該橋脚３に橋梁１の要所を支承する架橋構造を採っており、該支承手段としてはゴム支承４が主流となっている。
【０００３】
図２に示すように上記ゴム支承４は金属板から成る上沓５と同下沓６間に積層ゴムブロック７を介在してユニットを構成しており、これを橋脚１と橋脚３間に介在し、上沓５を橋梁１に一体に取り付けると共に、下沓６を橋台２及び橋脚３に一体に取り付け、橋梁１を橋脚３に荷受けする構成である。
【０００４】
上記ゴム支承４は橋梁１の垂直荷重を荷受けしつつ地震や車輌による縦震動を、その圧縮弾性作用により吸収する機能を有し、更に地震や温度差等により橋梁１が橋長方向へ変位（移動と伸縮）した時に、上記ゴム支承４が図１に破線及び実線で示すように、追随的に橋長方向へ弾性変形し上記橋梁変位を吸収する機能を有している。図１は橋梁１が地震により図中右方向へ変位し、これに追随してゴム支承４が右方向へ弾性変形した場合を示している。
【０００５】
又橋梁１の両端面と橋台２の段差部間に遊間８を設定し、該遊間８によって橋梁変位を許容しており、この遊間８はゴム支承４の橋長方向の許容弾性変位量が大きい程大きくなる。この遊間８には遊間架設部材が設けられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然るに上記ゴム支承４の寸法は、保耐法（保有水平耐力法）レベルの地震が作用した場合の水平変位量（橋長方向への変位量）の許容値に従い決定されることが多く、これは震度法レベルの地震が作用した場合に必要となるゴム支承４の大きさに比べ、かなり大きなものが必要となる。その大きさは橋梁１の規模や橋梁工事場所における地震に対する設計条件によって更に大形となる。
【０００７】
このゴム支承４は各橋脚３の橋幅方向に複数設ける場合が多く、一つの橋梁工事において多数のゴム支承４が用いられることと、ゴム支承４自体の単価が非常に高価であるため、多額の工事費用を要する。
【０００８】
更にゴム支承４は寸法を大きくすると、地震時の橋長方向の変位量も大きくなり、橋台２や橋脚３の橋座幅や前記遊間８及び遊間架設部材を大きく設定せねばならず、工事費用を更に押し上げる原因となっている。
【０００９】
又橋梁工事においては橋梁１内若しくは橋梁１に沿わせて橋長方向へ複数本の鋼線を緊張状態で張設し、強度を増強する工事が行われているが、この緊張力が常時橋梁１に加わって該橋梁１を収縮せしめ、この収縮は数年の間に数十ミリに達し落ち着く。
【００１０】
従って仮に上記ゴム支承４を架橋当初に垂直に設置したとすると、上記橋梁１の収縮によって上記ゴム支承４が上記緊張スパンの中心を境に左方又は右方に弾性変形し、即ち常時剪断力が加わった状態で定常状態となり、短期にゴム支承４の疲労を招来し、機能を喪失する。
【００１１】
而して従来は上記問題を防止するため、ゴム支承４の製作工場において、予めゴム支承４を上記予測収縮量に相当する寸法だけ逆方向へ弾性変形しておき（プレツイストをかけておき）、固定装置によりこのプレツイスト状態を保持して架橋現場に持ち込み、上沓５と下沓６を橋梁１と橋脚３に取り付け、プレツイスト状態での橋梁支持状態を形成している。
【００１２】
これによって上記鋼線の緊張力に起因する橋梁１の収縮が生じ安定した時、上記ゴム支承４がその軸線が略垂直に復元し、上記問題を解消することができる。
【００１３】
然しながら上記工場において、ゴム支承４にプレツイストをかける作業、或いはこのプレツイスト状態を保持する固定装置が大掛かりとなり、製作コストが嵩み、現場施工も煩雑となる問題を有している。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を適切に解決する橋梁支承部における水平荷重吸収構造を提供する。即ち本発明は既知の油圧シリンダに代表される流体圧シリンダの圧縮特性に着目し、この流体圧シリンダを橋脚に橋梁を荷受けする橋梁支承部に付設して、橋梁の橋長方向への変位（地震による橋長方向への移動）に対し流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮せしめるようにし、橋梁の水平変位量を減殺しつつ、橋梁支承部の変形量の減殺を図る構造を採る。
【００１５】
流体圧シリンダはその特性により、地震時における急激で且つ大きな水平荷重が加わった時の橋梁の橋長方向への変位量を有効に抑制しつつ伸縮し、支承部と協働して同水平荷重を吸収すると共に、支承部に加わる負荷を軽減する。
【００１６】
又上記流体圧シリンダは、上記鋼線の張力や環境温度差に起因する橋梁の橋長方向への緩やかな変位（橋梁の橋長方向への収縮）に対しては、大きな流体圧抗力を生ずることなく追随的に緩やかに収縮又は伸長して橋梁収縮を吸収し、支承部の負荷を軽減する。
【００１７】
上記により、ゴム支承等の支承部構造体を可及的に小形・安価にし、且つその設置数の削減をも可能にする。加えてゴム支承等の耐用寿命を向上し、総じて工費の削減に寄与する橋梁支承部における水平荷重吸収構造を提供できる。
【００１８】
上記ゴム支承は橋梁に取り付けた上沓と橋脚に取り付けた下沓間に積層ゴムブロックを介在して構成されるが、上記流体圧シリンダはこの上沓と下沓間に介装し、殊に地震による急激で大きな水平荷重に対し流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮せしめる構造にし、加えて温度差や鋼線の張力に起因する橋梁の収縮に対しては、流体圧シリンダが緩やかに収縮又は伸長してこれを吸収する構造にし、既知のゴム支承の上沓と下沓を利用して流体圧シリンダを介在する簡素な構造でゴム支承と協働せしめ、所期の目的を達成する。
【００１９】
又上記上沓と下沓間に介在した流体圧シリンダにより前記プレツイスト状態を容易に形成することができ、従来行っていたプレツイスト作業を大幅に改善できる。
【００２０】
上記流体圧シリンダは橋梁の橋長方向への水平荷重を受圧して相対伸縮する少なくとも一対の流体圧シリンダを用い、両流体圧シリンダ間を流体圧逃がしパイプにて連結し、一方の流体圧シリンダが収縮動作し、他方の流体圧シリンダが伸長動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプを通じて一方から他方へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００２１】
上記流体圧シリンダの他例として、橋梁の橋長方向への水平荷重を受圧して相対伸縮する互いに逆方向に突出された一双のプランジャーを有する流体圧シリンダを用い、該流体圧シリンダの両端を流体圧逃がしパイプにて連結し、一方のプランジャーが収縮動作し、他方のプランジャーが伸長動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプを通じて一方から他方へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００２２】
更に上記流体圧逃がしパイプに流体逃がし量を調整する流体圧コックを設け、上記流体の逃がし量を調整し且つ設定できるようにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１、図２に基づき説明したように、橋梁１は一端と他端を橋台２に支承し、橋長が長い場合には更に橋台２間に橋脚３を設け、該橋脚３に橋梁１の要所を支承する架橋構造を採っており、該支承手段としてはゴム支承４が主流となっている。
【００２４】
又上記ゴム支承４は金属板から成る上沓５と同下沓６間に積層ゴムブロック７を介在してユニットを構成しており、これを橋脚１と橋脚３間に介在し、上沓５を橋梁１に一体に取り付けると共に、下沓６を橋台２及び橋脚３に一体に取り付け、橋梁１を橋脚３に荷受けする構成である。
【００２５】
上記ゴム支承４は橋梁１の垂直荷重を荷受けしつつ地震や車輌による縦震動を、その圧縮弾性作用により吸収する機能を有し、更に地震や温度差により橋梁１が橋長方向へ変位（伸びや移動）した時に、上記ゴム支承４が図１に破線及び実線で示すように、追随的に橋長方向へ弾性変形し上記橋梁変位を吸収する機能を有している。図１は橋梁１が図中右方向へ変位し、これに追随してゴム支承４が右方向へ弾性変形した場合を示している。実施に応じ橋台２上のゴム支承４は橋梁の橋長方向への変位に追随してスライドするように設置する。
【００２６】
前記したように、橋梁１の両端面と橋台２の段差部間には遊間８を設定し、該遊間８によって橋梁変位を許容しており、この遊間８には遊間架設部材が設けられる。
【００２７】
請求項並びに以下の説明における「橋脚」とは、橋台２及び橋脚３を意味する。上記ゴム支承４等によって形成する橋梁支承部における水平荷重吸収構造として、既知の油圧シリンダに代表される流体圧シリンダ９を適用する。この流体圧シリンダ９は既知の圧縮特性を有し、この流体圧シリンダ９を橋脚３に橋梁１を荷受けする橋梁支承部に付設して、橋梁１の橋長方向への変位（水平荷重）に対し、殊に地震による水平荷重に対し大きな流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮せしめ、橋梁１の水平変位量を減殺する。又同時に橋梁支承部の変形量を減殺し、負荷を軽減する。
【００２８】
上記流体圧シリンダ９は上記橋梁支承部において、一端を橋梁１側に支持し他端を橋脚３側に支持する。即ち橋梁１側に該橋梁１と一体に変位するシリンダ加圧部材１０を設け、橋脚３側にシリンダ受圧部材１１を一体に設け、該受圧部材１１と加圧部材１０を橋長方向において対向せしめ、上記流体圧シリンダ９を該シリンダ加圧部材１０とシリンダ受圧部材１１間に介装し、該流体圧シリンダ９の一端、即ちプランジャー９ａ又は流体密閉筒９ｂの一方を上記加圧部材１０又は受圧部材１１の一方に固定支持して横設し、プランジャー９ａ又は流体密閉筒９ｂの他方を上記加圧部材１０又は受圧部材１１の他方に当接する。
【００２９】
よって橋梁１が橋長方向に変位した時、加圧部材１０も一緒に同方向に変位し、これにより流体圧シリンダ９を加圧して橋長方向へ収縮し、受圧部材１１にて受圧する。即ち橋脚３と一体な下沓６にて受圧する。
【００３０】
上記流体圧シリンダ９は地震時における急激で且つ大きな震動が加わった時の圧縮に対する流体圧抗力が大であり、この特性により橋梁１の橋長方向への変位量を有効に抑制しつつ伸縮し、水平荷重を吸収する。他方流体圧シリンダ９は環境の温度変化による収縮、乾燥収縮、前記鋼線の緊張力による収縮等のような緩やかに作用する橋長方向の水平荷重に対しては、殆ど抵抗なく追随して伸縮する特性を有し、これら環境温度等と地震に対する水平荷重吸収手段として有効である。
【００３１】
上記流体圧シリンダ９を利用した水平荷重吸収構造は、ゴム支承４等の橋梁支承手段との併用により、同ゴム支承４等を可及的に小形・安価にし、且つその設置数の削減をも可能にする。加えてゴム支承４等の耐用寿命を向上し、総じて橋梁支承部の工事費用を大幅に削減する。
【００３２】
図３，図４に示すように、上記ゴム支承４は橋梁１の橋桁下面に一体に取り付けた上沓５（座板）と、橋脚３の頂部座面に一体に取り付けた下沓６（座板）間に積層ゴムブロック７を介在して構成されている。この積層ゴムブロック７は上面側を上沓５に一体に固着し、下面側を下沓６に一体に固着するかスライド可能に支持する。
【００３３】
上記流体圧シリンダ９はこの上沓５と下沓６間に介装し、殊に地震による急激で大きな水平荷重に対し流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮せしめる構造にし、加えて温度差や鋼線の張力に起因する橋梁１の収縮に対しては、流体圧シリンダ９が緩やかに収縮又は伸長してこれを吸収する構造にし、既知のゴム支承４の上沓５と下沓６を利用して流体圧シリンダ９を介在する簡素な構造でゴム支承４と協働せしめ、所期の目的を達成する。
【００３４】
更に詳述すると図３乃至図５に示すように、上記下沓６の対向する二辺、即ち橋幅方向において対向する二辺から、積層ゴムブロック７の同方向において対向する二側面に沿い受圧部材１１を立ち上げ、他方上沓５の同方向において対向する二辺に切欠部１５を設け、該切欠部１５内に受圧部材１１の上端を臨ませ、該受圧部材１１上端の橋長方向の一側面と、これに対向する切欠部１５の一側面間に第１流体圧シリンダ９を介装して橋長方向において伸縮するように配向（横設）すると共に、該受圧部材１１上端の橋長方向の他側面と、これに対向する切欠部１５の他側面間に第２流体圧シリンダ９を介装して橋長方向において伸縮するように配向（横設）する。
【００３５】
即ち第１，第２流体圧シリンダ９は上沓５と下沓６間において、互いに逆方向に相対伸縮する。
【００３６】
上記流体圧シリンダ９は上記橋梁支承部において、一端（プランジャー９ａ又は流体密閉筒９ｂの一方）を上記加圧部材１０たる上沓５の切欠部１５一側面又は他側面に固定支持して横設し、同他端（プランジャー９ａ又は流体密閉筒９ｂの他方）を上記受圧部材１１の一側面又は他側面に当接する。
【００３７】
而して上記流体圧シリンダ９は図４に例示するように、橋梁１の橋長方向への変位に伴う水平荷重を受圧して相対伸縮する少なくとも一対の流体圧シリンダ９にて構成し、両流体圧シリンダ９間、即ち両流体密閉筒９ｂ間を流体圧逃がしパイプ１３にて連結し、一方の流体圧シリンダ９が収縮動作し、他方の流体圧シリンダ９が伸長動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプ１３を通じて一方から他方へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００３８】
上記流体圧シリンダ９の他例として図７に示すように、橋梁１の橋長方向への水平荷重を受圧して相対伸縮する互いに逆方向に突出された一双のプランジャー９ａを有する流体圧シリンダ９を用い、該流体圧シリンダ９の両端、即ち流体密閉筒９ｂの両端を流体圧逃がしパイプ１３にて連結し、一方のプランジャー９ａが収縮動作し、他方のプランジャー９ａが伸長動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプ１３を通じて一方から他方へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００３９】
上記両プランジャー９ａは橋長方向において対向する橋梁１と一体の加圧部材１０に当接又は一体に固定し、流体密閉筒９ｂを橋脚３と一体の受圧部材１１に一体に固定するか又は当接する。又は上記両プランジャー９ａは橋長方向において対向する橋脚３と一体の受圧部材１１に当接又は一体に固定し、流体密閉筒９ｂを橋梁１と一体の加圧部材１０に一体に固定するか又は当接する。
【００４０】
これを図４の構造に即して説明すると、上記一双のプランジャー９ａを有する流体圧シリンダ９を下沓６から立ち上げた受圧部材１１と、上沓５の加圧部（例えば切欠部１５の一側面）間に介装し、上記の如くプランジャー９ａと流体密閉筒９ｂの一方を固定し、他方を当接する。
【００４１】
更に上記流体圧逃がしパイプ１３には流体逃がし量を調整する流体圧コック１４を設ける。該流体圧逃がしパイプ１３は一方のプランジャー９ａが収縮動作し、他方のプランジャー９ａが伸長動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプ１３を通じて流体密閉筒９ｂの一端から他端へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００４２】
上記流体圧シリンダ９の他例として図６に示すように、橋梁１の橋長方向への変位に伴う水平荷重を受圧して伸縮する単一のプランジャー９ａを有する流体圧シリンダ９を用い、該流体圧シリンダ９の両端を流体圧逃がしパイプ１３にて連結し、プランジャー９ａが伸縮動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプ１３を通じて流体密閉筒９ｂの一端から他端へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００４３】
上記プランジャー９ａは橋梁１と一体の加圧部材１０に当接又は一体に固定し、流体密閉筒９ｂを橋脚３と一体の受圧部材１１に一体に固定するか又は当接する。又は上記プランジャー９ａは橋脚３と一体の受圧部材１１に当接又は一体に固定し、流体閉筒９ｂを橋梁１と一体の加圧部材１０に一体に固定するか又は当接する。
【００４４】
これを図４の構造に即して説明すると、上記単一のプランジャー９ａを有する流体圧シリンダ９を下沓６から立ち上げた受圧部材１１と、上沓５の加圧部（例えば切欠部１５の一側面）間に介装し、上記の如くプランジャー９ａと流体密閉筒９ｂの一方を固定し、他方を当接する。
【００４５】
更に上記と同様、流体圧逃がしパイプ１３には流体逃がし量を調整する流体圧コック１４を設ける。該流体圧逃がしパイプ１３はプランジャー９ａが伸縮動作した時、流体圧を該流体圧逃がしパイプ１３を通じて流体密閉筒９ｂの一端から他端へ逃がし、その逃がし量によって所定の流体圧抗力が得られるようにする。
【００４６】
何れの例においても、上記流体圧シリンダ９は地震時の橋梁１の橋長方向への変位量を少なくし、この流体圧シリンダ９の伸縮量に応じゴム支承４を弾性変形し、同支承の変形量を減殺し、同支承の小形化を達成し、疲労劣化を改善する。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明は既知の流体圧シリンダの圧縮特性を利用し、橋梁の橋長方向への変位（水平荷重）に対し流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮して橋梁の水平変位量を有効に減殺しつつ、橋梁支承部の変形量を減殺することができる。
【００４８】
即ち流体圧シリンダは地震時における急激で且つ大きな震動（急激な水平変位力）に対しては、大きな流体圧抗力を生じ、この特性により橋梁の橋長方向への変位量を有効に抑制しつつ伸縮し、震動を吸収する。他方流体圧シリンダは環境の温度変化、乾燥収縮、鋼線の緊張力による収縮等のような緩やかに作用する橋長方向の水平荷重に対しては、殆ど抵抗なく追随して伸縮する特性を有し、これら環境温度等と地震に対する水平荷重吸収手段として有効である。
【００４９】
又ゴム支承等の支承部構造体を可及的に小形・安価にし、且つその設置数の削減をも可能にする。加えてゴム支承等の耐用寿命を向上し、総じて工費の削減に寄与する。
【００５０】
上記流体圧シリンダはゴム支承を形成する上沓と下沓間に介装し、橋梁の橋長方向への変位（水平荷重）に対し流体圧抗力を生じつつ同方向に伸縮せしめる構造にし、既知のゴム支承の上沓と下沓を利用して流体圧シリンダを介装する簡素な構造でゴム支承と協働する水平荷重吸収構造が適切に形成できる。
【００５１】
更に上記流体圧逃がしパイプ又は流体逃がし量を調整する流体圧コックにより、上記流体圧シリンダの伸縮時における流体圧の逃がし量を適正に調整し且つ設定でき、現場において即応できる。
【００５２】
又ゴム支承の上沓と下沓間に介在した流体圧シリンダにより積層ゴムブロックを弾性変形させた状態で流体圧コックを閉鎖することにより、前記プレツイスト状態を容易に形成することができ、従来行っていたプレツイスト作業を大幅に改善し、製作コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】橋脚による橋梁の支承構造を概略示する側面図である。
【図２】上記支承構造を形成するゴム支承を拡大示する断面図。
【図３】上記支承構造を形成するゴム支承部に油圧シリンダを設けた水平荷重吸収構造を拡大示する断面図。
【図４】同水平荷重吸収構造をゴム支承部を形成する上沓の上面側から観た平面図。
【図５】同水平荷重吸収構造をゴム支承部を形成する下沓の上面側から断面示する平面図。
【図６】上記水平荷重吸収構造において図４とは別の油圧シリンダを用いた例を示す同水平荷重吸収構造の拡大断面図。
【図７】上記水平荷重吸収構造において図４，図６とは別の油圧シリンダを用いた例を示す同水平荷重吸収構造の拡大断面図。
【符号の説明】
１        橋梁
２        橋台
３        橋脚
４        ゴム支承
５        上沓
６        下沓
７        積層ゴムブロック
８        遊間
９        流体圧シリンダ（油圧シリンダ）
９ａ      プランジャー
９ｂ      流体密閉筒（油密閉筒）
１０      加圧部材
１１      受圧部材
１３      流体圧逃がしパイプ（油圧逃がしパイプ）
１４      流体圧コック（油圧コック）
１５      切欠部
【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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