(57)【要約】      （修正有）【課題】帯状ゴムにおいて剪断変形部の外側壁を構成する上溝の底部に亀裂が発生しにくい橋梁用伸縮継手を提供すること。【解決手段】橋軸方向中央部下面側に下溝２を形成すると共に前記下溝２よりも橋軸方向端部寄りの上面側にそれぞれ上溝３を形成してある帯状ゴム１に、前記上溝３，３相互間の上域に荷重支持鋼板４を埋設すると共に下溝から橋軸方向端部にかけた下域に固定用鋼板５を埋設して成り、荷重支持鋼板４と固定用鋼板５相互間のゴム部分が剪断変形部６として機能する橋梁用伸縮継手において、上溝３を断面Ｕ字状に形成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状ゴムの下面側に橋軸直角方向に延びる下溝を形成すると共に、前記帯状ゴムの上面側に橋軸直角方向に延びる上溝が形成されており、前記下溝と上溝とを平面視で一定距離だけ位置ズレさせることにより、前記上溝と下溝との間のゴム部分が剪断変形部として機能する橋梁用伸縮継手において、上溝を断面Ｕ字状に形成してあることを特徴とする橋梁用伸縮継手。
【請求項２】
橋軸方向中央部下面側に下溝を形成すると共に前記下溝よりも橋軸方向端部寄りの上面側にそれぞれ上溝を形成してある帯状ゴムに、前記上溝相互間の上域に荷重支持鋼板を埋設すると共に下溝から橋軸方向端部にかけた下域に固定用鋼板を埋設して成り、荷重支持鋼板と固定用鋼板相互間のゴム部分が剪断変形部として機能する橋梁用伸縮継手において、上溝を断面Ｕ字状に形成してあることを特徴とする橋梁用伸縮継手。    
【請求項３】
上溝を構成する対向壁面は平行であり、上溝の底面は断面円弧状であることを特徴とする請求項１又は２記載の橋梁用伸縮継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、橋梁や高架橋に使用される橋梁用伸縮継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁用伸縮継手は、対向する橋桁相互間にある遊間を塞ぐ態様で配置されるものであり、基本的には帯状ゴムに鋼板を埋設して構成されている。
【０００３】
より具体的に説明すると、図７に示すように、帯状ゴム１には、橋軸方向中央部下面側に下方に開放する下溝２を形成してあると共に前記下溝２よりも橋軸方向端よりの上面側に上方に開放する上溝３’を形成してあり、更に前記上溝３’，３’相互間の上域に荷重支持鋼板４を埋設してあると共に下溝２から橋軸方向端にかけた下域には固定用鋼板５を埋設してある（特許文献１参照。）。
【０００４】
したがって、この形態の橋梁用伸縮継手では、上記荷重支持鋼板４と固定用鋼板５相互間のゴム部分は、橋桁相互間の拡縮を吸収する剪断変形部６として機能する。
【０００５】
ところで、従来の橋梁用伸縮継手は、上溝３’を橋軸直角方向に延びる不等辺略Ｖ溝形状としてあり、上面開放幅は橋桁相互間の拡縮吸収量に対応させて設定してある。よって、圧縮変位時における剪断変形部６が立ち上がった状態では、上溝３’の空間は図１１や図１２に示す如く有効に押し潰されることになる。
【０００６】
しかしながら、上記従来の橋梁用伸縮継手では、これの圧縮・拡張時において上溝３’の底部分にはゴム自体の引張・圧縮によって大きな応力集中が発生し、その結果、当該部分には亀裂は生じ易いものとなっていると考えられる。そして、一旦上溝３’の底部分に亀裂が生じると、車両通過時のタイヤによる橋梁用伸縮継手へのケリ上げ等により短期間で固定用鋼板５までに至り、終には固定用鋼板５とゴムとの剥離が進行するが予想される。
【特許文献１】特許３４７２９１０（図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこでこの発明では、帯状ゴムにおいて剪断変形部の外側壁を構成する上溝の底部に亀裂が発生しにくい橋梁用伸縮継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮継手は、帯状ゴムの下面側に橋軸直角方向に延びる下溝を形成すると共に、前記帯状ゴムの上面側に橋軸直角方向に延びる上溝が形成されており、前記下溝と上溝とを平面視で一定距離だけ位置ズレさせることにより、前記上溝と下溝との間のゴム部分が剪断変形部として機能する橋梁用伸縮継手において、上溝を断面Ｕ字状に形成してある。
（請求項２記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮継手は、橋軸方向中央部下面側に下溝を形成すると共に前記下溝よりも橋軸方向端部寄りの上面側にそれぞれ上溝を形成してある帯状ゴムに、前記上溝相互間の上域に荷重支持鋼板を埋設すると共に下溝から橋軸方向端部にかけた下域に固定用鋼板を埋設して成り、荷重支持鋼板と固定用鋼板相互間のゴム部分が剪断変形部として機能する橋梁用伸縮継手において、上溝を断面Ｕ字状に形成してある。
（請求項３記載の発明）
この発明の橋梁用伸縮継手は、上記請求項１又は２記載の発明に関し、上溝を構成する対向壁面は平行であり、上溝の底面は断面円弧状である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の橋梁用伸縮継手によると、帯状ゴムにおいて剪断変形部の外側壁を構成する上溝の底部に亀裂が発生しにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下にこの発明の橋梁用伸縮継手を実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１はこの発明の実施例の橋梁用伸縮継手の標準状態の半断面図、図７は比較例の橋梁用伸縮継手の標準状態の半断面図を示している。
（この橋梁用伸縮継手の基本的構成について）
この実施例の橋梁用伸縮継手Ｊは、図１に示すように、橋軸方向中央部下面側に下溝２を形成すると共に前記下溝２よりも橋軸方向端部寄りの上面側にそれぞれ上溝３を形成してある帯状ゴム１に、前記上溝３，３相互間の上域に荷重支持鋼板４を埋設すると共に下溝２から橋軸方向端部にかけた下域に固定用鋼板５を埋設して成り、荷重支持鋼板４と固定用鋼板５相互間のゴム部分が剪断変形部６として機能するようにしてある。
【００１２】
ここで、上溝３は、図１に示すように、対向する壁面３０，３１は平行であり、底面３２は断面円弧状に形成してある。つまり上溝３は断面Ｕ字状の溝である。
【００１３】
上記橋梁用伸縮継手（標準状態）の物性等は以下の通りである。
「物性」：ゴムは硬度５０°（ＪＩＳ  Ａ）
鋼板はＳＳ４００
「形状及び寸法」
図１に示す通りの寸法に形成されている。
【００１４】
上溝３は橋梁用伸縮継の端部から８３ｍｍ離れた位置にあり、溝巾２６ｍｍ、溝底の半径Ｒ１３ｍｍである。
（実施例１の橋梁用伸縮継手Ｊと比較される従来技術の橋梁用伸縮継手Ｊ’について）
比較例の橋梁用伸縮継手Ｊ’は、図７に示すように、上溝３’の断面形状が不等辺略Ｖ溝形状である以外は、「物性」その他の寸法について全く同じである。
（実施例１の橋梁用伸縮継手Ｊにおける上溝３の底面と、比較例の橋梁用伸縮継手Ｊ’における上溝３’の底面において生じる最大主応力の比較）
(1) 標準状態で載荷（標準載荷）
鉛直荷重  ２００（ｍｍ) ×５００（ｍｍ) に１４０００(kgf) を荷重支持鋼板４の上にあるゴム表面層上に載荷する。
【００１５】
橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の形状は図１の状態から図２の状態に変化し、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の形状は図７の状態から図８の状態に変化する。
【００１６】
上記状態において、最大主応力について解析すると、橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の底面に生じる最大主応力が−０．００２７（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であるのに対して、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の底面に生じる最大主応力は−０．０３４（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であることが判った。
【００１７】
これより、上溝３’の底面には上溝３の底面の１３倍もの最大主応力が生じていることが明らかである。
(2) 拡張変位（拡張）
外力をボルト位置に印可して橋軸方向の長さを３５ｍｍ伸びた状態に拡張変位させる。      
【００１８】
橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の形状は図１の状態から図３の状態に変化し、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の形状は図７の状態から図９の状態に変化する。
【００１９】
上記状態において、最大主応力について解析すると、橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の底面に生じる最大主応力が０．０３４６（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であるのに対して、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の底面に生じる最大主応力は０．１４３９（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であることが判った。
【００２０】
これより、上溝３’の底面には上溝３の底面の４．１６倍もの最大主応力が生じていることが明らかである。
(3) 拡張変位状態で載荷（拡張載荷）
外力をボルト位置に印可して橋軸方向の長さを３５ｍｍ伸びた状態に拡張変位させ、鉛直荷重  ２００（ｍｍ) ×５００（ｍｍ) に１４０００(kgf) を荷重支持鋼板４の上にあるゴム表面層上に載荷する。
【００２１】
橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の形状は図１の状態から図４の状態に変化し、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の形状は図７の状態から図１０の状態に変化する。
【００２２】
上記状態において、最大主応力について解析すると、橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の底面に生じる最大主応力が０．００２５（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であるのに対して、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の底面に生じる最大主応力は０．０５２３（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であることが判った。
【００２３】
これより、上溝３’の底面には上溝３の底面の２３倍もの最大主応力が生じていることが明らかである。
(4) 圧縮変位（圧縮）
外力をボルト位置に印可して橋軸方向の長さを３５ｍｍ縮んだ状態に圧縮変位させる。      
【００２４】
橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の形状は図１の状態から図５の状態に変化し、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の形状は図７の状態から図１１の状態に変化する。
【００２５】
上記状態において、最大主応力について解析すると、橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の底面に生じる最大主応力が−０．００１２（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であるのに対して、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の底面に生じる最大主応力は−０．０３４０（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であることが判った。
【００２６】
これより、上溝３’の底面には上溝３の底面の２８倍もの最大主応力が生じていることが明らかである。
(5) 圧縮変位状態で載荷（圧縮載荷）
外力をボルト位置に印可して橋軸方向の長さを３５ｍｍ伸びた状態に圧縮変位させ、鉛直荷重  ２００×５００（ｍｍ2 ) に１４０００(kgf) を荷重支持鋼板４の上にあるゴム表面層上に載荷する。
【００２７】
橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の形状は図１の状態から図６の状態に変化し、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の形状は図７の状態から図１２の状態に変化する。
【００２８】
上記状態において、最大主応力について解析すると、橋梁用伸縮継手Ｊの上溝３の底面に生じる最大主応力が−０．００５６（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であるのに対して、橋梁用伸縮継手Ｊ’の上溝３’の底面に生じる最大主応力は−０．０７４３（ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であることが判った。
【００２９】
これより、上溝３’の底面には上溝３の底面の１３倍もの最大主応力が生じていることが明らかである。
(6) まとめ
上記(1) 〜(5) から明らかなように、標準状態を除く、全ての状態において比較例の橋梁用伸縮継手Ｊ’における上溝３’の底面には実施例１の橋梁用伸縮継手Ｊにおける上溝３の底面に比べて非常に大きな最大主応力が生じている。
【００３０】
したがって、比較例の橋梁用伸縮継手Ｊ’における上溝３’の底面には亀裂は生じ易すいことが明らかである。つまり、比較的短期間で上溝３’の底面には亀裂は生じ、一旦上溝３’の底部分に亀裂が生じると、車両通過時のタイヤによる橋梁用伸縮継手へのケリ上げ等により短期間で固定用鋼板５までに至り、終には固定用鋼板５とゴムとの剥離が進行する。
【００３１】
これに対して、実施例１の橋梁用伸縮継手Ｊにおける上溝３の底面には、亀裂が生じにくいことが明らかである。
（他の実施形態について）
図１３〜図１７に示すグラフに示したＲ８〜Ｒ２３における点位置からすると、本願発明の形態の上溝３を採れば、同様に上溝３の底面に亀裂が入りにくいことが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施例１の橋梁用伸縮継手の標準状態の半断面図。
【図２】実施例１の橋梁用伸縮継手を標準載荷した状態の断面斜視図。
【図３】実施例１の橋梁用伸縮継手を拡張した状態の断面斜視図。
【図４】実施例１の橋梁用伸縮継手を拡張載荷した状態の断面斜視図。
【図５】実施例１の橋梁用伸縮継手を圧縮した状態の断面斜視図。
【図６】実施例１の橋梁用伸縮継手を圧縮載荷した状態の断面斜視図。
【図７】比較例の橋梁用伸縮継手の標準状態の半断面図。
【図８】比較例の橋梁用伸縮継手を標準載荷した状態の断面斜視図。
【図９】比較例の橋梁用伸縮継手を拡張した状態の断面斜視図。
【図１０】比較例の橋梁用伸縮継手を拡張載荷した状態の断面斜視図。
【図１１】比較例の橋梁用伸縮継手を圧縮した状態の断面斜視図。
【図１２】比較例の橋梁用伸縮継手を圧縮載荷した状態の断面斜視図。
【図１３】標準載荷した状態での実施例１と比較例の上溝の底部における最大主応力の比較図。
【図１４】拡張した状態での実施例１と比較例の上溝の底部における最大主応力の比較図。
【図１５】拡張載荷した状態での実施例１と比較例の上溝の底部における最大主応力の比較図。
【図１６】圧縮した状態での実施例１と比較例の上溝の底部における最大主応力の比較図。
【図１７】圧縮載荷した状態での実施例１と比較例の上溝の底部における最大主応力の比較図。
【符号の説明】
【００３３】
Ｊ        橋梁用伸縮継手（実施例１）                                            Ｊ’      橋梁用伸縮継手（比較例）
１        帯状ゴム
２        下溝
３        上溝
４        荷重支持鋼板
５        固定用鋼板
６        剪断変形部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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