(57)【要約】【課題】  ゴム製すべり支承装置でも、ゴム製すべり面とコンクリート材料製等のすべり面との接触界面で確実に安定したすべり挙動を起こすことができ、ゴム製すべり面とコンクリート材料製等のすべり面との摩擦係数を安定させ、すべりによる減衰性能を確実に発揮させることができるすべり支承装置を提供すること。【解決手段】  上部構造物８と下部構造物７の間に介在され、一方の構造物に設けられるコンクリート製または金属材料製等のすべり面のいずれかのすべり面に接触する他方の構造物側のすべり面をゴム製すべり面４としたすべり支承装置において、前記ゴム製すべり面に横方向に間隔をおいて溝１４（１５）を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物と下部構造物の間に介在され、一方の構造物に設けられるすべり面に接触する他方の構造物側のすべり面をゴム製すべり面としたすべり支承装置において、前記ゴム製すべり面に横方向に間隔をおいて溝を設けたことを特徴とするすべり支承装置。
【請求項２】
前記一方の構造物に設けられるすべり面が、コンクリート製材料、鉄鋼製材料、非鉄金属製材料、合成樹脂製材料、陶磁製材料または炭素化合物製材料のいずれかの材料によるすべり面とされていることを特徴とする請求項１に記載のすべり支承装置。
【請求項３】
非鉄金属製材料によるすべり面は、アルミニウム製すべり面とされていることを特徴とする請求項２に記載のすべり支承装置。
【請求項４】
溝は、すべり方向に交差するように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のすべり支承装置。
【請求項５】
溝は、格子状の溝とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のすべり支承装置。
【請求項６】
溝は、多数の独立した短柱状の支持部間によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のすべり支承装置。
【請求項７】
すべり支承装置は、積層ゴム支承体を備えた弾性すべり支承装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のすべり支承装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁等の上部構造物と橋脚または橋台等の下部構造物との間に介在されるすべり支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、すべり支承装置として、支承装置のすべり面に硬質材料である四フッ化エチレン板を設けたすべり支承装置、または支承装置における四フッ化エチレン板のすべり面に、吸着防止用の格子状の溝を設けた形態のすべり支承装置も知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
前記の四フッ化エチレン板または溝付四フッ化エチレン板を用いたすべり支承装置の場合は、四フッ化エチレン板とステンレス等の金属板との摩擦係数が０．１と低いため、減衰性能が低く、上部構造物が長い時間揺れるという問題がある。
【０００４】
前記の問題を解決するため、摩擦係数を高めて減衰性能を高めるために、図１５に示すように、ゴム層１と硬質板２を交互に積層した積層ゴム支承体からなる弾性支承体３の表面部の材質をゴム製としたすべり面４とし、そのすべり面４を平坦面５とした弾性支承体３も知られている。（例えば特許文献２参照）
【特許文献１】特許第２５２７６８４号公報
【特許文献２】特開２００３−７４０１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
支承装置における表層部の材質をゴム製とし、そのすべり面４を平坦面５とし減衰性能を高めた弾性支承体３を使用し、例えば、図１４に示すように、弾性支承体３の下部に取付鋼板６を固定して橋脚等の下部構造物７に固定し、コンクリート桁からなる上部構造物８の平坦なコンクリート製すべり下面９をすべり面４で支持したすべり式の弾性支承装置１０とした場合、ゴムとコンクリートとの摩擦係数が高く、しかも、すべり面４全面が一つで一体に挙動するすべり面となって摩擦抵抗するため、地震時等に水平力が作用した初期時において、平坦なコンクリート製下面９とすべり面４との接触界面でのすべりが生じないで、ゴム支承体３の中間ゴム層１１のせん断変形を生じ、中間ゴム層１１のせん断変形による図１５に示す縦長の履歴曲線をしばらく描いた後、突然、平坦なコンクリート製下面９とすべり面４でのすべりを生じてバイリニア型の履歴曲線に移行するすべり挙動を示す。したがって、平坦なすべり面４のゴム支承体３は、初期の摩擦係数が安定せず、すべり挙動が不安定であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、支承装置におけるすべり面の材質をゴム製としたすべり支承装置の場合でも、上部構造物に水平力が作用した場合に、ゴム製すべり面と、コンクリート製材料等のすべり面との接触界面で確実に安定したすべり挙動を起こすことができ、ゴム製すべり面と前記コンクリート材料製等のすべり面との摩擦係数を安定させ、すべりによる減衰性能を確実に発揮させることができるすべり支承装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明のすべり支承装置においては、上部構造物と下部構造物の間に介在され、一方の構造物に設けられるすべり面に接触する他方の構造物側のすべり面をゴム製すべり面としたすべり支承装置において、前記ゴム製すべり面に横方向に間隔をおいて溝を設けたことを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明のすべり支承装置において、前記一方の構造物に設けられるすべり面が、コンクリート製材料、鉄鋼製材料、非鉄金属製材料、合成樹脂製材料、陶磁製材料または炭素化合物製材料のいずれかの材料によるすべり面とされていることを特徴とする。
また、第３発明では、第２発明のすべり支承装置において、非鉄金属製材料によるすべり面は、アルミニウム製すべり面とされていることを特徴とする。
また、第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかのすべり支承装置において、溝は、すべり方向に交差するように設けられていることを特徴とする。
また、第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかのすべり支承装置において、溝は、格子状の溝とされていることを特徴とする。
また、第６発明では、第１発明〜第５発明のいずれかのすべり支承装置において、溝は、多数の独立した短柱状の支持部間によって形成されていることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第６発明のいずれかのすべり支承装置において、すべり支承装置は、積層ゴム支承体を備えた弾性すべり支承装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によると、ゴム製すべり面に横方向に間隔をおいて溝を設けるだけで、多数の独立して挙動するすべり面を形成することができると共に、各独立したすべり面はゴム製であるので溝部側に変形も可能であるため、従来のように、すべり面全体が一体となってすべり挙動するのを防止でき、地震時にすべり支承装置におけるゴム製すべり面と、上部または下部構造物のすべり面との間のすべり挙動を安定させることができる。
また第２発明のように、前記一方の構造物に設けられるすべり面が、コンクリート製材料、鉄鋼製材料、非鉄金属製材料、合成樹脂製材料、陶磁製材料または炭素化合物製材料のいずれかの材料によるすべり面とされていると、新設または既存の構造物あるいはこれらの支承装置の補修時に容易に現場に応じて対応することができる。
また、特にコンクリート製すべり面とした場合には、上部構造物または下部構造物と一体にすべり面を形成することができるため、すべり減衰性能を高めた安価なすべり支承装置とすることができる。
さらに、金属製すべり面とした場合には、補修工事における支承交換時においても、構造物の劣化状況に左右されず安定した摩擦係数を確保することができる。
第３発明によると、非鉄金属製材料によるすべり面をアルミニウム製としたので、鋼製の場合に比べて軽量であり取り扱いが容易であると共に耐候性をより向上させた上で、コンクリート製の場合よりも減衰性能を高めることができる。
第４発明によると、すべり方向に交差するように溝を設けたので、橋軸方向等の横方向のすべり挙動を初期から安定させることができるため、橋軸方向等の横方向のすべり挙動が安定し減衰性能の高いすべり支承装置とすることができる。
第５発明によると、格子状の溝としたので、橋軸方向等の前後方向またはこれに直角な橋軸直角方向の左右方向のすべり挙動を初期から安定させることができるため、横方向の全方向のすべり挙動を安定させ、横方向の全ての方向のすべり挙動を初期から安定したすべり支承装置とすることができる。
第６発明によると、多数の独立した短柱状の支持部を形成するだけでこれらの間によって溝を容易に形成することができ、また、支持部を平面円形にすると横方向のすべての方向に方向性がなく一定している利点がある。
第７発明によると、地震時における水平応力に対して積層ゴムすべり支承面でのすべりが生じることにより、積層ゴム支承体本体側のせん断変形量が縮小されることで積層ゴム支承体の損傷の発生を未然に防止できると共に、その機能を維持することができ、また、せん断変形量が縮小されることで、より耐久性をより向上させることができる。
また、すべり摩擦支承と弾性支承を組み合わせることで、弾性支承に地震時水平力に対する復元力を持たせ、すべり摩擦支承に摩擦減衰を持たせたすべり摩擦免震支承装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明のすべり支承装置を図示の形態によって詳細に説明する。
【００１０】
図１および図６〜図１０は、本発明の第１実施形態のゴム製溝付すべり支承体１２およびこれを使用した弾性支承装置１３およびその特性を示すものである。先ず第１実施形態のゴム製溝付すべり支承体１２の構造について、図１および図６を参照して説明すると、ゴム層１からなる弾性層と硬質板２とを交互に積層した弾性支承体３で、その上下両端面は、ゴム被覆層とされ、すべり面とされる上面には、間隔をおいて多数の左右方向（橋軸方向Ａ）の連続した溝１４と、これに交差するように、多数の前後方向（橋軸直角方向）の連続した溝１５とが形成されて、格子状の連続した溝を形成している。前記の連続した溝１４，１５は支承側面に開口する溝とされている。
【００１１】
前記の連続した溝１４，１５により仕切られて、それぞれ独立した多数の短柱状の支持部１６が形成されているため、多数の短柱状の支持部１６は上部構造物の鉛直荷重を受けた場合、横方向に膨らむように変形可能とされ、上部構造物の鉛直荷重を多数の短柱状の支持部１６に分散して支持可能とされ、各支持部１６の上面をすべり面４としている。このように、ゴム製すべり面に横方向に間隔をおいて溝を設けるだけで、多数の独立して挙動するすべり面を形成することができると共に、各独立したすべり面４はゴム製であるので、溝部側に変形も可能であるため、従来のように、一つの広い面積のすべり面全体が一体となってすべり挙動するのを防止でき、摩擦係数を安定させることができる。
【００１２】
なお、図中１７は、ゴム層に埋め込み配置された上部鋼板で、符号１８はゴム層に埋め込み配置された下部鋼板であり、その下部鋼板１８には、取付け鋼板６を取付けるための雌ねじ孔が適宜設けられ、その取付け鋼板６を介して下部構造物７に固定される（図７、図８参照）。
【００１３】
ゴム層表面をすべり面とした場合、ゴムとコンクリート、あるいはゴムと金属との摩擦係数が大きいため、またゴム層表面を平坦なすべり面とした場合、従来のようにすべり挙動されないで中間ゴム層本体部のせん断変形を起こし不安定になるため、本発明では、前記のように溝を形成し、独立した多数のすべり面４を形成して、すべりやすくしている。
溝１４，１５の本数および溝１４（１５）間の間隔ならびに各溝の深さは、設計により適宜設定される。
【００１４】
なお、前記一方の構造物に設けられるすべり面が、コンクリート製材料、鉄鋼製材料、非鉄金属製材料、合成樹脂製材料、陶磁製材料または炭素化合物製材料のいずれかの材料によるすべり面とされている場合も同様に、ゴムとの摩擦係数が大きく、前記の作用を期待できる。
コンクリート製材料のすべり面としては、既存の上部コンクリート構造物自体の下面または下部コンクリート構造物自体の上面などを表面仕上げしてすべり面を形成してもよく、新設のコンクリート構造物に予めすべり面を設けてもよい。
鉄鋼製材料によるすべり面としては、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などの鉄鋼製材料による板状部材を使用することができる。
また、非鉄金属製材料としては、アルミニウムおよびアルミニウム合金、チタンおよびチタン合金、ニッケルおよびニッケル合金等の非鉄金属製材料による板状部材を使用できる。
また、合成樹脂製材料のすべり面としては、四フッ化エチレン樹脂あるいはエポキシ樹脂等の合成樹脂層または合成樹脂板によるすべり面でもよい。
また、セラミック等の陶磁製材料による板状部材のすべり面でもよい。
また、カーボンファイバーなどの炭素化合物製材料による板状部材によるすべり面でもよい。
これらのすべり面は、耐圧強度が大きく押圧荷重を受けた時に変形の小さい硬質すべり面である必要がある。
【００１５】
図１の実施形態では、図中矢印で示す橋軸方向Ａのすべり方向に対して、平行な方向の溝１４と直角に交差する方向の溝１５とを備えているので、橋軸方向および橋軸直角方向に安定したすべり挙動を示すすべり支承とすることができる。
【００１６】
図１および図６に示す形態のゴム製溝付スベリ支承体１２を使用してこれを下部構造物７に取付鋼板６を介して固定すると共に、上部構造物８の下面に、ソールプレートとして、下面を平坦なすべり面としたアルミニウム板製のすべり支承部材１９を固定して、ゴム製溝付スベリ支承体１２のすべり面４によりアルミニウム板製のすべり支承部材１９の下面を支持した状態（図７参照）で、正負の繰り返しの水平力を作用させた場合の代表的なすべり形態が図９に示されている。
【００１７】
図９の水平荷重と水平変位線図に示すように、水平力を増加させて所定の水平荷重（例えば、２５０ｋＮ）を越えると滑らかにすべり摩擦によるすべり挙動を発揮し、バイリニア型の履歴曲線に移行して減衰性能を発揮し、しかも中間ゴム層１１による繰り返しのせん断変形を起こさないことがわかる。
【００１８】
また、図８に示すように、図１および図６に示す形態のゴム製溝付スベリ支承体１２のすべり面４によりコンクリート製の平坦なすべり下面９とした上部構造物８を支持した状態で、正負の繰り返しの水平力を作用させた場合の代表的なすべり形態が図１０に示されている。
【００１９】
図１０の水平荷重と水平変位線図に示すように、水平力を増加させて所定の水平荷重（例えば、２００ｋＮ）を越えると、若干小さなＶ字波状のすべり挙動した後、滑らかにすべり摩擦によるすべり挙動を発揮し、バイリニア型の履歴曲線に移行して減衰性能を発揮し、しかも中間ゴム層１１による繰り返しのせん断変形を起こさないことがわかる。
【００２０】
図１に示す溝形態以外にも図２〜図５に示すような多様な溝形態が可能であり、図２に示すゴム製溝付すべり支承体１２の実施形態では、図１に示す形態の溝１４（１５）を、橋軸方向に４５度傾斜させた形態で、橋軸方向に対して全ての溝１４（１５）を傾斜して交差する方向にした形態である。このような形態の溝形態の支承は、例えば、上部構造物８が平面円弧状の形態をとる曲線部道路等を支承する支承体として使用してもよく、あるいは上部構造物８が平面直線状の形態の直線部を支承する支承体として使用してもよい。溝はすべり方向に対して交差する方向、好ましくはすべり方向に直角に交差する方向であるとよい。その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図３〜図５に示すゴム製溝付すべり支承体１２の形態は、多数の溝１４（１５）の方向を同じ方向にすると共に、橋軸方向Ａのすべり方向に対して交差する方向としたもので、図３では橋軸方向Ａのすべり方向に対して直角に交差する形態で、図４では４５度に傾斜した状態で橋軸方向に対して交差する形態で、図５では、図４と逆方向の形態としたものである。これらの図のように、橋軸方向のすべりを主体とするすべり支承装置では、橋軸方向に交差するように設けるほうが、橋軸方向に平行に設ける場合よりも、すべり方向に溝間の平面細長のすべり面４を備えた長方形支持部１６が独立してすべり挙動または弾性変形できるので望ましい。平面細長の長方形支持部１６とした場合の溝間隔は設計により適宜設定される。
【００２２】
その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
【００２３】
図６は、図１〜図５の溝部を拡大した図で、溝１４（１５）間の間隔および溝巾並びに溝深さの一形態を示すものであって、図６では、溝巾１に対して溝中心間距離を２０倍、溝深さを溝巾の３倍とした形態である。この形態以外にも、溝間の座屈変形を生じない状態で適宜設けることが可能である。図３〜図５において、その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
【００２４】
本発明を実施する場合、図２〜図５に示すゴム製溝付すべり支承体１２の形態も図１の場合と同様に取付鋼板６を取付けて、図７に示すように、上部構造物８または下部構造物７のいずれか一方側に金属製すべり支承部材１９を固定し、溝付ゴム層表面と金属板表面との間でのすべり支承装置とした形態としてもよい。このような形態としてもよく、図８に示すように、図７におけるすべり支承部材１９を省略して、溝付ゴム層表面と構造物側のコンクリート表面とを接触させたすべり支承とするようにしてもよい。
【００２５】
また前記の変形形態として、図７および図８に示す形態の弾性支承装置１３を反転配置して、すべり面４を下面とする上側配置としてもよい。例えば、下部構造物側に、上面をすべり支承面としたアルミニウム合金板などの金属板を固定してもよく、あるいは、下部構造物７側のコンクリート上面をすべり面としてもよい。すべり支承体３の構造物に対する取付け方法は、構造物７（８）がコンクリート製である場合には、適宜アンカーボルトにより固定するか、構造物７（８）が鋼製である場合には、ボルト等により固定する。図示の形態のように、すべり面と反対側の下部鋼板１８を、雌ねじ孔を有する鋼板としてゴム層内に埋め込み配置しておくと、取付鋼板６を介して、下部構造物７または上部構造物８に容易に取付けることができる。
【００２６】
また、図８に示すように、コンクリート製すべり面とした場合には、上部構造物８または下部構造物７と一体にすべり面を形成することができるため、すべり減衰性能を高めた安価なすべり支承装置とすることができる。さらに、金属製すべり面とした場合には、補修工事における支承交換時においても、構造物の劣化状況に左右されず安定した摩擦係数および減衰性能を確保することができる。
【００２７】
金属製すべり支承部材１９としては、アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板に代えて、平坦なすべり面のステンレス板製あるいはその他鋼製等の金属製としてもよい。
【００２８】
本発明を実施する場合、ゴム製溝付弾性支承体１３内部に柱状鉛あるいは高減衰ゴムを備えた形態でもよく、また、合成ゴムあるいは合成樹脂入り合成ゴム等のゴム製溝付弾性支承体１３でもよい。
【００２９】
図１１および図１２は、前記各実施形態と同様に適用することができる、それぞれ本発明の第６および第７実施形態のゴム製溝付すべり支承体１２を示すものであって、これらの実施形態は、端的に表現すると、図１および図２のそれぞれ独立した多数の平面矩形状で短柱状の支持部１６を、多数の平面円形で短柱状の支持部１６とした以外は、図１および図２の場合と同様である。
【００３０】
さらに具体的に説明すると、図１１の実施形態では、左右方向（橋軸方向Ａ）あるいは前後方向（橋軸直角方向）に整列配置された多数の平面円形の支持部１６間によって、左右方向に連続した溝１４と前後方向に連続した溝１５とが形成されて、全体として格子状の連続した溝を形成している。平面円形の支持部１６とすると横方向のすべての方向に方向性がなく一定している利点がある。その他の構成は図１の場合と同様であるので、同様な要素には同様な符号を付し説明を省略する。
【００３１】
また、図１２に示すゴム製溝付すべり支承体１２の実施形態では、図１１に示す形態の多数の支持部１６を橋軸方向に４５度傾斜させた平面千鳥状配置形態により、多数の支持部１６間で橋軸方向に４５度傾斜させた平面形態の溝１４（１５）とした形態である。その他の構成は図１１の場合と同様である。
【００３２】
本発明を実施する場合、多数の短柱状の支持部１６の平面形状は、円形または楕円形あるいは矩形さらには多角形状等の非円形状でもよい。また、本発明においては、横方向に間隔をおいて設けられた溝１４（１５）は、ゴム被覆層基部と一体に立設されたゴム製すべり面を形成する多数の独立した柱状部１６間によって形成された溝であり、また、多数の柱状部１６の平面配置形態は、左右方向（橋軸方向）または前後方向に整列配置あるいは千鳥状配置あるいは同心状配置等でもよい。従って、溝１４（１５）も直線状の連続した溝のみには限定されず、柱状部１６の横に柱状部１６の変形を許容する溝があればよい。
なお、本発明を実施する場合、溝１４（１５）の方向を、上部構造物のすべり方向に対して交差する方向とする場合、例えば、橋軸方向Ａのすべり方向に対して交差する方向、橋軸直角方向等橋軸方向Ａ以外のすべり方向に対して交差する方向でもよい。
なお、本発明のすべり支承装置は、新設構造物に設置する支承として、あるいは新設または既設構造物の補修時の支承として使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図２】本発明の第２実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図３】本発明の第３実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図４】本発明の第４実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図５】本発明の第５実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図６】すべり面の溝部の一部を拡大して示す図である。
【図７】第１実施形態のゴム製すべり支承体を、アルミニウム合金板製すべり面とした上部構造物と、下部構造物との間に介在させた状態を示す縦断正面図である。
【図８】第１実施形態のゴム製すべり支承体を、コンクリート製すべり面とした上部構造物と、下部構造物との間に介在させた状態を示す縦断正面図である。
【図９】本発明のすべり弾性支承装置とアルミニウム合金板との組み合わせとした場合の履歴特性を示す履歴曲線説明図である。
【図１０】本発明のすべり弾性支承装置とコンクリート製すべり面との組み合わせとした場合の履歴特性を示す履歴曲線説明図である。
【図１１】本発明の第６実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態のゴム製すべり支承体を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図１３】平坦なゴム製すべり面との組み合わせとした従来のすべり弾性支承装置を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその縦断正面図である。
【図１４】平坦なゴム製すべり面との組み合わせとした従来のすべり弾性支承装置を、橋軸直角方向から見た側面図である。
【図１５】従来のすべり弾性支承装置とコンクリート製すべり面との組み合わせとした場合の履歴特性を示す履歴曲線説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ゴム層
２    硬質板
３    弾性支承体
４    すべり面
５    平坦面
６    取付鋼板
７    下部構造物
８    上部構造物
９    平坦なコンクリート製すべり下面
１０  弾性支承装置
１１  中間ゴム層
１２  ゴム製溝付すべり支承体
１３  弾性支承装置
１４  溝（橋軸方向）
１５  溝（橋軸直角方向）
１６  支持部（短柱状）
１７  上部鋼板
１８  下部鋼板
１９  すべり支承部材
【図１】
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【図２】
2006002338.tif 000004
【図３】
2006002338.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006002338.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006002338.tif 000011
【図１０】
2006002338.tif 000012
【図１１】
2006002338.tif 000013
【図１２】
2006002338.tif 000014
【図１３】
2006002338.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006002338.tif 000017