(57)【要約】【課題】大型化を抑制して構造の簡素化を図りつつ、想定外の大きな震動が生じたときにも対応する。【解決手段】すべり支承２０は、下部構造に固定される下沓２１と、上部構造に固定され、下沓２１に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓２２と、下沓２１と上沓２２との間に位置し、下沓２１および上沓２２のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面２４に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダ２３と、を備え、スライダ２３は、下沓２１と上沓２２との水平方向への相対変位に伴って、すべり面２４上を水平方向に滑動し、下沓２１および上沓２２のうちのいずれか一方には、これらの下沓２１および上沓２２が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、下沓２１と上沓２２との更なる相対変位を規制するストッパ３１が連結されている。【選択図】図５
2015209730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部構造に固定される下沓と、
上部構造に固定され、前記下沓に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓と、
前記下沓と前記上沓との間に位置し、前記下沓および前記上沓のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダと、を備え、
前記スライダは、前記下沓と前記上沓との水平方向への相対変位に伴って、前記すべり面上を水平方向に滑動するすべり支承であって、
前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方には、これらの下沓および上沓が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、前記下沓と前記上沓との更なる相対変位を規制するストッパが連結されていることを特徴とするすべり支承。
【請求項２】
前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方の前記スライダに対する水平方向への相対変位が規制され、いずれか他方に、前記すべり面と、前記スライダに水平方向の外側から当接可能な補助ストッパと、が設けられ、
前記下沓と前記上沓との相対変位を規制した前記ストッパが、前記下沓または前記上沓により水平方向に塑性変形させられたときに、前記補助ストッパが前記スライダに当接することで、前記スライダの前記すべり面上での更なる滑動が規制されることを特徴とする請求項１記載のすべり支承。
【請求項３】
前記ストッパおよび前記補助ストッパはいずれも、前記下沓または前記上沓に共通して設けられていることを特徴とする請求項２記載のすべり支承。
【請求項４】
前記ストッパは、前記下沓と前記上沓とが水平方向に相対変位したときに前記ストッパに当接する前記下沓または前記上沓を、水平方向の外側から全周にわたって囲繞するリング材を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のすべり支承。
【請求項５】
前記リング材は、前記ストッパが連結される前記下沓または前記上沓に接続部を介して接続され、
前記接続部は、前記リング材の周方向に間隔をあけて配置された複数のリブ材を備えていることを特徴とする請求項４記載のすべり支承。
【請求項６】
前記ストッパは、前記ストッパが連結される前記下沓または前記上沓に、着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のすべり支承。
【請求項７】
上部構造および下部構造と、
前記上部構造と前記下部構造との間に配置された請求項１から６のいずれか１項に記載のすべり支承と、を備えていることを特徴とする免震構造物。
【請求項８】
下部構造に固定される下沓と、
上部構造に固定され、前記下沓に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓と、
前記下沓と前記上沓との間に位置し、前記下沓および前記上沓のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダと、を備え、
前記スライダは、前記下沓と前記上沓との水平方向への相対変位に伴って、前記すべり面上を水平方向に滑動するすべり支承に取り付けられるすべり支承用のストッパであって、
前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方に連結され、これらの下沓および上沓が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、前記下沓と前記上沓との更なる相対変位を規制することを特徴とするすべり支承用のストッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、すべり支承、免震構造物およびすべり支承用のストッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
すべり支承として、例えば下記特許文献１に記載の構成が知られている。このすべり支承は、下部構造に固定される下沓と、上部構造に固定され、下沓に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓と、下沓と上沓との間に位置し、下沓および上沓のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダと、を備えている。スライダは、下沓と上沓との水平方向への相対変位に伴って、すべり面上を水平方向に滑動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８４８４９１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のすべり支承では、想定外に大きな地震が発生し、下部構造と上部構造との水平方向の相対変位量が許容の範囲を超える可能性がある。なおこの場合であって、上部構造が、凹状に形成された免震ピット内に配置されているときには、上部構造と免震ピットとが衝突して干渉し合い、例えば上部構造に損傷などが生じうる。
このような問題を解決するための一手段として、大型のすべり支承を採用することが考えられる。しかしながらこの場合、例えば、すべり支承のコストが増加し易い。またこの場合であって、上部構造が前記免震ピット内に配置されているときには、免震ピットも大型化する必要があり、コストがさらに増加し易くなる。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、大型化を抑制して構造の簡素化を図りつつ、想定外の大きな震動が生じたときにも対応することができるすべり支承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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るすべり支承は、下部構造に固定される下沓と、上部構造に固定され、前記下沓に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓と、前記下沓と前記上沓との間に位置し、前記下沓および前記上沓のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダと、を備え、前記スライダは、前記下沓と前記上沓との水平方向への相対変位に伴って、前記すべり面上を水平方向に滑動するすべり支承であって、前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方には、これらの下沓および上沓が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、前記下沓と前記上沓との更なる相対変位を規制するストッパが連結されていることを特徴とする。
【０００７】
この場合、想定内の振動が生じ、下沓と上沓とが水平方向に相対変位したときには、スライダがすべり面上を滑動し、免震性能が発揮される。
一方、想定外に大きな振動が生じたときには、スライダがすべり面上を滑動しつつ、下沓と上沓とが水平方向に大きく相対変位し、下沓または上沓にストッパが水平方向の外側から当接する。これにより、下沓と上沓との更なる相対変位が規制される。
【０００８】
前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方の前記スライダに対する水平方向への相対変位が規制され、いずれか他方に、前記すべり面と、前記スライダに水平方向の外側から当接可能な補助ストッパと、が設けられ、前記下沓と前記上沓との相対変位を規制した前記ストッパが、前記下沓または前記上沓により水平方向に塑性変形させられたときに、前記補助ストッパが前記スライダに当接することで、前記スライダの前記すべり面上での更なる滑動が規制されてもよい。
【０００９】
想定外に大きな振動が生じたときには、ストッパが下沓と上沓との水平方向の相対変位を規制した状態であっても、下沓と上沓とが水平方向に強制的に相対変位させられる可能性がある。この場合、下沓または上沓がストッパを水平方向に塑性変形させながら、スライダがすべり面上を更に滑動する。するとこのとき、補助ストッパがスライダに、水平方向の外側から当接し、スライダのすべり面上での更なる滑動が規制される。これにより、補助ストッパが、下沓と上沓との強制的な水平方向への相対変位を、スライダを介して規制する。
【００１０】
前記ストッパおよび前記補助ストッパはいずれも、前記下沓または前記上沓に共通して設けられていてもよい。
【００１１】
この場合、ストッパおよび補助ストッパがいずれも、下沓または上沓に共通して設けられているので、下沓および上沓のうちのいずれか一方に、ストッパおよび補助ストッパを集約させ、下沓および上沓のうちのいずれか他方の構造を簡素化することができる。
【００１２】
前記ストッパは、前記下沓と前記上沓とが水平方向に相対変位したときに前記ストッパに当接する前記下沓または前記上沓を、水平方向の外側から全周にわたって囲繞するリング材を備えていてもよい。
【００１３】
この場合、ストッパが、前記リング材を備えているので、下沓と上沓とが水平方向に沿って相対変位する向きによらず、リング材により、下沓と上沓との相対変位を規制することができる。
【００１４】
前記リング材は、前記ストッパが連結される前記下沓または前記上沓に接続部を介して接続され、前記接続部は、前記リング材の周方向に間隔をあけて配置された複数のリブ材を備えていてもよい。
【００１５】
この場合、接続部が、リング材の周方向に間隔をあけて配置された複数のリブ材を備えているので、例えば、接続部がリング材の周方向の全周にわたって連続して延びている場合などに比べて、接続部の軽量化を図ることができる。
【００１６】
前記ストッパは、前記ストッパが連結される前記下沓または前記上沓に、着脱可能に連結されていてもよい。
【００１７】
この場合、ストッパが、下沓または上沓に着脱可能に連結されているので、例えば、想定外に大きな振動が生じ、ストッパが下沓または上沓により塑性変形させられたとき等、ストッパに損傷が生じたときに、このストッパを、損傷がない新たなストッパに交換することができる。
【００１８】
本発明に係る免震構造物は、上部構造および下部構造と、前記上部構造と前記下部構造との間に配置された前記すべり支承と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るすべり支承用のストッパは、下部構造に固定される下沓と、上部構造に固定され、前記下沓に対して水平方向に相対変位可能に配置される上沓と、前記下沓と前記上沓との間に位置し、前記下沓および前記上沓のうちの少なくとも一方に設けられたすべり面に、水平方向に滑動可能に配置されたスライダと、を備え、前記スライダは、前記下沓と前記上沓との水平方向への相対変位に伴って、前記すべり面上を水平方向に滑動するすべり支承に取り付けられるすべり支承用のストッパであって、前記下沓および前記上沓のうちのいずれか一方に連結され、これらの下沓および上沓が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、前記下沓と前記上沓との更なる相対変位を規制することを特徴とする。
【００２０】
この場合、想定内の振動が生じ、下沓と上沓とが水平方向に相対変位したときには、スライダがすべり面上を滑動し、免震性能が発揮される。
一方、想定外に大きな振動が生じたときには、スライダがすべり面上を滑動しつつ、下沓と上沓とが水平方向に大きく相対変位し、下沓または上沓にストッパが水平方向の外側から当接する。これにより、下沓と上沓との更なる相対変位が規制される。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、想定外に大きな振動が生じたときに、下沓と上沓との水平方向の相対変位量を、ストッパにより一定に規制することができる。したがって、すべり支承にフェールセーフ機能を付加することが可能になり、下部構造と上部構造との水平方向に沿った過度な相対変位を規制しつつ、すべり支承の大型化を抑制して構造の簡素化を図ることができる。
またストッパが、下沓と上沓との水平方向に沿った相対変位を規制するときに、ストッパが下沓または上沓に、水平方向の外側から当接する。したがって、ストッパにより直接、下沓または上沓の水平方向への変位を規制することが可能になり、下沓と上沓との相対変位を効果的に規制することができる。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、補助ストッパが、下沓と上沓との強制的な水平方向への相対変位を規制することができる。したがって、下部構造と上部構造との水平方向に沿った過度な相対変位を確実に規制することができる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、下沓および上沓のうちのいずれか一方に、ストッパおよび補助ストッパを集約させ、下沓および上沓のうちのいずれか他方の構造を簡素化することができる。したがって、すべり支承全体の構造を簡素化し易くすることができる。
【００２４】
請求項４に係る発明によれば、下沓と上沓とが水平方向に沿って相対変位する向きによらず、リング材により、下沓と上沓との相対変位を規制することができる。したがって、すべり支承を多岐にわたって適用させ易くすることができる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、接続部の軽量化を図ることができるので、例えば、接続部を形成する材料の使用量を抑え、すべり支承の低コスト化を確実に図ること等ができる。
【００２６】
請求項６に係る発明によれば、ストッパに損傷が生じたときに、このストッパを、損傷がない新たなストッパに交換することができる。したがって、すべり支承のメンテナンス性を向上させることができる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、上部構造と下部構造との間に前記すべり支承が配置されている。したがって、下部構造と上部構造との水平方向に沿った過度な相対変位を規制しつつ、免震構造物全体の大型化を抑制して構造の簡素化を図ることができる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、想定外に大きな振動が生じたときに、下沓と上沓との水平方向の相対変位量を、ストッパにより一定に規制することができる。したがって、すべり支承にフェールセーフ機能を付加することが可能になり、下部構造と上部構造との水平方向に沿った過度な相対変位を規制しつつ、すべり支承の大型化を抑制して構造の簡素化を図ることができる。
またストッパが、下沓と上沓との水平方向に沿った相対変位を規制するときに、ストッパが下沓または上沓に、水平方向の外側から当接する。したがって、例えば、下沓と上沓との水平方向の相対変位を、スライダが下沓と上沓とに水平方向の内側から各別に係合することで規制する場合などに比べて、下沓と上沓との相対変位を効果的に規制することができる。
またストッパを、既設のすべり支承に取り付けることで、施工済の免震構造物においても前述の作用効果を奏功させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る橋梁を示す正面図である。
【図２】図１に示す橋梁を構成するすべり支承の斜視図である。
【図３】図２に示すすべり支承を構成する下沓の側面図である。
【図４】図２に示すすべり支承の上面図である。
【図５】図４に示すＸ−Ｘ断面矢視図である。
【図６】図１に示す橋梁において、下部構造と上部構造とが水平方向に相対変位した状態を示す図である。
【図７】図５に示すすべり支承において、下沓と上沓とが水平方向に相対変位し、ストッパにより更なる相対変位が規制された状態を示す図である。
【図８】図７に示すすべり支承において、下沓と上沓とが水平方向に強制的に相対変位し、補助ストッパにより更なる相対変位が規制された状態を示す図である。
【図９】図２に示すすべり支承のストッパについてシミュレーション解析した荷重変位履歴ループであり、変位と荷重との関係を示す図である。
【図１０】図２に示すすべり支承の補助ストッパについてシミュレーション解析した荷重変位履歴ループであり、変位と荷重との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る橋梁（免震構造物）１０を説明する。
図１に示すように、橋梁１０は、下部構造１１と、上部構造１２と、すべり支承２０と、を備えている。図示の例では、橋梁１０は、いわゆる鈑桁橋である。
【００３１】
下部構造１１は、水平方向のうち、この橋梁１０が連続する方向（以下、「連続方向」という）に沿って間隔を隔てて設置された複数本の橋脚１３を備えている。橋脚１３は、例えば鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等であり、地盤中に構築された基礎上に立設されている。
【００３２】
上部構造１２は、いわゆる橋桁であり、複数本の橋脚１３上に架け渡されている。上部構造１２は、主桁１４と、床版１５と、を備えている。主桁１４は、前記連続方向に延び、橋脚１３上に架設されている。主桁１４は、水平方向のうち、前記連続方向に直交する方向（以下、「直交方向」という）に間隔をあけて一対配置されている。主桁１４は、例えば鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等である。床版１５は、この橋梁１０の路面を形成している。床版１５は、前記連続方向に延び、主桁１４に支持されている。
【００３３】
すべり支承２０は、下部構造１１と上部構造１２との間に配置されている。すべり支承２０は、複数の橋脚１３上に各別に配置されている。すべり支承２０は、前記直交方向に間隔をあけて２つ配置され、橋脚１３と主桁１４との間に配置されている。
【００３４】
図２から図５に示すように、すべり支承２０は、下沓２１と、上沓２２と、スライダ２３と、を備えている。下沓２１は、下部構造１１に固定されている。上沓２２は、上部構造１２に固定され、下沓２１に対して水平方向に相対変位可能に配置されている。下沓２１および上沓２２は、いずれも円盤状に形成され、互いに同軸に配置されている。
【００３５】
以下では、下沓２１および上沓２２の各中心軸線が通る共通軸を、すべり支承２０の軸線Ｏという。軸線Ｏは、上下方向に延びている。このすべり支承２０を上側から見た上面視において、軸線Ｏに直交する方向を径方向（リング材の径方向）といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向（リング材の周方向）という。
なお下沓２１および上沓２２は、例えば鋳鋼品や鋳鉄品、鍛造品などにより形成されていてもよく、ＳＭ材やＳＮ材を切削したものにより形成してもよい。
【００３６】
図５に示すように、すべり支承２０は、いわゆるシングルペンデュラム構造であり、上沓２２（下沓および上沓のうちのいずれか一方）のスライダ２３に対する水平方向への相対変位が規制されている。下沓２１（下沓および上沓のうちのいずれか他方）には、スライダ２３が水平方向に滑動可能なすべり面２４が設けられている。本実施形態では、下沓２１には更に、補助ストッパ２５と、フランジ部２６と、が設けられている。
【００３７】
補助ストッパ２５は、下沓２１から上側に向けて突出している。補助ストッパ２５は、軸線Ｏと同軸に配置された筒状に形成されている。補助ストッパ２５は、下沓２１と同一材料で一体に形成されている。補助ストッパ２５は、下沓２１の外周縁部に配置されている。補助ストッパ２５と上沓２２との間には、上下方向の隙間があいている。
すべり面２４は、下沓２１において補助ストッパ２５の内側に位置する部分の全域にわたって形成されている。すべり面２４は、下側に向けて凹となる凹球面状に形成されている。すべり面２４は、軸線Ｏと同軸に配置されている。
【００３８】
図４に示すように、フランジ部２６は、下沓２１から径方向の外側に向けて突出している。フランジ部２６は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。複数のフランジ部２６は、互いに同等の大きさでかつ同等の形状に形成されている。各フランジ部２６は、前記上面視において径方向の外側に向けて凸となる三角形状に形成されている。フランジ部２６は、周方向に偶数個、図示の例では６個、同等の間隔をあけて設けられている。
各フランジ部２６は、図示しない下ボルトにより下部構造１１に固定されている。前記下ボルトは、フランジ部２６に上側から差し込まれる。下沓２１は、フランジ部２６を介して下部構造１１に固定されている。
【００３９】
図５に示すように、上沓２２には、スライダ２３を保持するハウジング２８が設けられている。ハウジング２８は、上沓２２から下側に向けて延びている。ハウジング２８は、軸線Ｏと同軸に配置された柱状に形成されている。ハウジング２８の下端には、スライダ２３が嵌合される凹部２９が設けられている。凹部２９の内面は、上側に向けて凹となる凹球面状に形成されている。凹部２９は、軸線Ｏと同軸に配置されている。凹部２９の内面の曲率は、すべり面２４の曲率よりも大きくなっている。
上沓２２は、図示しない上ボルトにより上部構造１２に固定されている。前記上ボルトは、上沓２２に下側から差し込まれる。前記上ボルトは、ハウジング２８を径方向の外側から囲うように、周方向に間隔をあけて複数配置される。
【００４０】
スライダ２３は、すべり面２４と凹部２９の内面との間に挟み込まれている。スライダ２３は、上側に向けて凸となる半球状に形成されている。スライダ２３において上側を向く表面は、上側に向けて凸となる凸球面状に形成されている。スライダ２３の表面の曲率は、凹部２９の内面の曲率と同等となっている。スライダ２３は、軸線Ｏと同軸に配置され、ハウジング２８の凹部２９内に嵌合されている。スライダ２３が凹部２９内に嵌合されることで、スライダ２３の上沓２２に対する水平方向の移動が規制されている。
【００４１】
スライダ２３は、凹部２９内から下側に向けて突出している。スライダ２３において下側を向く端面は、すべり面２４に、水平方向に滑動可能に当接している。
スライダ２３は、補助ストッパ２５に、水平方向の内側から当接可能とされている。本実施形態では、スライダ２３のうち、凹部２９から下側に突出する部分（以下、「突出部分」という）が、補助ストッパ２５に径方向の内側から当接可能となっている。補助ストッパ２５は、スライダ２３の前記突出部分を、水平方向の外側から全周にわたって囲繞している。
【００４２】
そして本実施形態では、すべり支承２０には、ストッパ３１（すべり支承用のストッパ）が設けられている。ストッパ３１は、補助ストッパ２５と共通して下沓２１に設けられている。
ストッパ３１は、下沓２１に着脱可能に連結されている。ストッパ３１は、リング材３２と、接続部３３と、を備えている。これらのリング材３２と接続部３３とは、例えば、同一材料で一体に形成することができる。
【００４３】
リング材３２は、上沓２２（下沓と上沓とが水平方向に相対変位したときにストッパに当接する下沓または上沓）を、水平方向の外側から全周にわたって囲繞する。図４に示すように、リング材３２は、円環状に形成され軸線Ｏと同軸に配置されている。リング材３２は、上沓２２よりも大径に形成されている。
【００４４】
接続部３３は、リング材３２と下沓２１とを接続する。接続部３３は、周方向に間隔をあけて配置された複数のリブ材３４を備えている。複数のリブ材３４は、前記上面視において、軸線Ｏを中心とする放射状に配置されている。リブ材３４は、周方向に偶数個、図示の例では６個設けられている。複数のリブ材３４は、周方向に同等の間隔をあけて配置されている。各リブ材３４は、下沓２１のフランジ部２６に対して周方向にずらされていて、リブ材３４とフランジ部２６とは上下方向に非重複となっている。
【００４５】
複数のリブ材３４は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成されている。リブ材３４は、径方向に直線状に延びている。リブ材３４は、表裏面が上下方向を向く板状に形成されている。リブ材３４の周方向の大きさは、このリブ材３４の径方向の両側の端部で最も大きくなっていて、このリブ材３４における径方向の中間部に向かうに従い徐々に小さくなっている。リブ材３４は、前記上面視において、周方向の両側から、周方向の内側に向けて窪んでいる。
【００４６】
リブ材３４において径方向の外側に位置する外端部は、リング材３２に、例えば溶接などにより固定されている。リブ材３４において径方向の内側に位置する内端部は、下沓２１に固定されている。図５に示すように、この内端部は、固定板３５を介して下沓２１に固定されている。固定板３５は、リブ材３４の前記内端部から下沓２１の外周面に沿って突出している。固定板３５は、第１ボルト３６により下沓２１に離脱可能に固定されている。第１ボルト３６は、固定板３５に径方向の外側から差し込まれている。
【００４７】
図２に示すように、リング材３２は、周方向に複数に分割されている。リング材３２を分割する分割面３７は、リング材３２のうち、リブ材３４と連結される部分に対して周方向にずらされて配置されている。分割面３７は、周方向に間隔をあけて２つ配置されていて、リング材３２は、周方向に２つのリング分割体３８に分割されている。２つのリング分割体３８の周方向の端部同士は、第２ボルト３９により分解可能に固定されている。リング分割体３８の前記端部同士は、径方向に重ね合わされていて、第２ボルト３９は、これらの端部同士に径方向の外側から差し込まれている。
なおリング材３２およびリブ材３４は、例えばＳＭ材やＳＮ材、ＬＹＰ材などにより形成されている。リング材３２は、例えばＳＭ材やＳＮ材、ＬＹＰ材を曲げ加工して形成することができる。
【００４８】
次に、橋梁１０およびすべり支承２０の作用について説明する。
【００４９】
図６に示すように、地震が発生して橋梁１０に振動が加えられると、下部構造１１と上部構造１２とが、例えば前記直交方向などの水平方向に振動する。すると図７に示すように、スライダ２３が、下沓２１と上沓２２との水平方向への相対変位に伴って、すべり面２４上を水平方向に滑動する。なおこのとき、スライダ２３は、すべり面２４上を水平方向に滑動しながら、すべり面２４の曲率中心回りに揺動する。またこのとき、スライダ２３の表面が、凹部２９の内面上を、スライダ２３の表面の曲率中心回りに滑動する。
【００５０】
ここで想定内の振動が生じ、下沓２１と上沓２２とが水平方向に相対変位したときには、スライダ２３が前述のようにすべり面２４上を滑動することで、免震性能が発揮される。つまり、スライダ２３がすべり面２４上を滑動するときに生じる摩擦により、振動エネルギーが吸収され、振動が減衰される。このときすべり支承２０は、いわゆる球面摩擦振り子型の免震支承として機能する。
【００５１】
一方、想定外に大きな振動が生じたときには、図７に示すように、スライダ２３がすべり面２４上を滑動しつつ、下沓２１と上沓２２とが水平方向に大きく相対変位し、上沓２２にストッパ３１が水平方向の外側から当接する。これにより、下沓２１と上沓２２との更なる相対変位が規制される。
ところで、このように想定外に大きな振動が生じたときには、ストッパ３１が下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位を規制した状態であっても、下沓２１と上沓２２とが水平方向に強制的に相対変位させられる可能性がある。この場合、上沓２２がストッパ３１を水平方向に塑性変形させながら、スライダ２３がすべり面２４上を更に滑動する。
【００５２】
するとこのとき図８に示すように、補助ストッパ２５がスライダ２３に、水平方向の外側から当接し、スライダ２３のすべり面２４上での更なる滑動が規制される。これにより、補助ストッパ２５が、下沓２１と上沓２２との強制的な水平方向への相対変位を、スライダ２３およびハウジング２８を介して規制する。
なお前述のように、ストッパ３１や補助ストッパ２５が、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位を規制することによっても、振動エネルギーが吸収される。したがって、前記すべり支承２０では、３段階での振動エネルギーの吸収をすることができる。この３段階とは、スライダ２３のすべり面２４上での滑動と、下沓２１と上沓２２との相対変位のストッパ３１による規制と、下沓２１と上沓２２との相対変位の補助ストッパ２５による規制と、の３段階である。
【００５３】
ここで前記すべり支承２０について、図９および図１０に示すようにシミュレーション解析を行った。図９に示す荷重変位履歴ループは、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位がストッパ３１により十分に規制された場合であり、スライダ２３と補助ストッパ２５とが当接しない場合のものである。図１０に示す荷重変位履歴ループは、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位がストッパ３１では十分に規制されなかった場合であり、ストッパ３１および補助ストッパ２５の両方が、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位を規制した場合のものである。
【００５４】
図９に示すように、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位量である水平変位の絶対値が小さいうちは、この水平変位が大きくなるに従い、下沓２１と上沓２２とを変位させるための荷重である水平反力が大きくなっている。このことから、スライダ２３による振動減衰効果が発揮されていることが分かる（図９中、一点鎖線Ａの範囲）。
また、水平変位の絶対値が大きくなると、水平変位量の増大が規制され、水平反力が急激に大きくなっている。このことから、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位がストッパ３１により規制され、さらに、ストッパ３１の塑性変形によって振動減衰効果が発揮されていることが分かる（図９中、一点鎖線Ｂの範囲）。
そして図１０に示すように、水平変位の絶対値がさらに大きくなると、水平変位量の増大が一層規制され、水平反力がより急激に大きくなっている。このことから、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位が補助ストッパ２５により規制され、さらに、補助ストッパ２５の塑性変形によって振動減衰効果が発揮されていることが分かる（図１０中、一点鎖線Ｃの範囲）。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係る橋梁１０、すべり支承２０およびストッパ３１によれば、想定外に大きな振動が生じたときに、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位量を、ストッパ３１により一定に規制することができる。したがって、すべり支承２０にフェールセーフ機能を付加することが可能になり、下部構造１１と上部構造１２との水平方向に沿った過度な相対変位を規制しつつ、すべり支承２０の大型化を抑制して構造の簡素化を図ることができる。
【００５６】
またストッパ３１が、下沓２１と上沓２２との水平方向に沿った相対変位を規制するときに、ストッパ３１が上沓２２に、水平方向の外側から当接する。したがって、ストッパ３１により直接、上沓２２の水平方向への変位を規制することが可能になり、下沓２１と上沓２２との相対変位を効果的に規制することができる。
またストッパ３１を、既設のすべり支承２０に取り付けることで、施工済の免震構造物においても前述の作用効果を奏功させることができる。
【００５７】
また補助ストッパ２５が、下沓２１と上沓２２との強制的な水平方向への相対変位を規制することができる。したがって、下部構造１１と上部構造１２との水平方向に沿った過度な相対変位を確実に規制することができる。
【００５８】
また、ストッパ３１および補助ストッパ２５がいずれも、下沓２１に共通して設けられているので、下沓２１に、ストッパ３１および補助ストッパ２５を集約させ、上沓２２の構造を簡素化することができる。したがって、すべり支承２０全体の構造を簡素化し易くすることができる。
【００５９】
またストッパ３１が、前記リング材３２を備えているので、下沓２１と上沓２２とが水平方向に沿って相対変位する向きによらず、リング材３２により、下沓２１と上沓２２との相対変位を規制することができる。したがって、すべり支承２０を多岐にわたって適用させ易くすることができる。
【００６０】
また接続部３３が、リング材３２の周方向に間隔をあけて配置された複数のリブ材３４を備えているので、例えば、接続部３３がリング材３２の周方向の全周にわたって連続して延びている場合などに比べて、接続部３３の軽量化を図ることができる。したがって、例えば、接続部３３を形成する材料の使用量を抑え、すべり支承２０の低コスト化を確実に図ること等ができる。
【００６１】
またストッパ３１が、下沓２１に着脱可能に連結されているので、例えば、想定外に大きな振動が生じ、ストッパ３１が上沓２２により塑性変形させられたとき等、ストッパ３１に損傷が生じたときに、このストッパ３１を、損傷がない新たなストッパ３１に交換することができる。したがって、すべり支承２０のメンテナンス性を向上させることができる。
【００６２】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６３】
前記実施形態では、リング材３２が、周方向に複数に分割されているが、本発明はこれに限られない。例えば、リング材３２が、周方向の全周にわたって一体に形成されていてもよい。
前記実施形態では、接続部３３が、複数のリブ材３４を備えているが、本発明はこれに限られない。例えば、接続部３３が、周方向の全周にわたって延びる環状に形成されていてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、ストッパ３１が、リング材３２および接続部３３を備えているが、本発明では、ストッパ３１を、下沓２１に着脱可能に連結させた他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、ストッパ３１がリング材３２のみを備える構成を採用してもよい。この場合、例えば、接続部３３を下沓２１に一体に形成し、リング材３２を接続部３３に着脱可能に連結させる構成を採用することができる。
【００６５】
前記実施形態では、ストッパ３１が、下沓２１に着脱可能に連結されているが、ストッパ３１が、下沓２１に着脱不能に設けられていてもよい。下沓２１とストッパ３１とが溶接されていたり、下沓２１とストッパ３１とが一体成型されていたりしていてもよい。溶接の場合、例えばストッパ３１をＳＭ材やＳＮ材の切断溶接により形成することができる。この場合における溶接部は、完全溶け込み溶接としてもよい。また下沓２１およびストッパ３１を、鍛造品や鋳造品により一体成型することも可能である。鍛造品の場合、下沓２１およびストッパ３１を、例えばＳ３５ＣＮ材などにより形成することができる。鋳造品の場合、下沓２１およびストッパ３１を、例えばＳＣＷ４８０材などにより形成することができる。
【００６６】
前記実施形態では、ストッパ３１がリング材３２を備えているが、本発明はこれに限られない。例えば、下沓２１と上沓２２とが、水平方向のうち、特定の一方向に限定して相対変位を許容されているすべり支承２０において、前記一方向への相対変位を規制するような非リング状の構成を採用することができる。
【００６７】
前記実施形態では、ストッパ３１が、下沓２１に設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、ストッパ３１が上沓２２に設けられ、下沓２１および上沓２２が水平方向に相対変位したときに、ストッパ３１が下沓２１に当接することで、下沓２１および上沓２２の更なる相対変位を規制してもよい。本発明は、下沓２１および上沓２２のうちのいずれか一方に、下沓２１および上沓２２が水平方向に相対変位したときに、いずれか他方に水平方向の外側から当接することで、下沓２１と上沓２２との更なる相対変位を規制するストッパ３１が連結された他の構成に適宜変更することができる。
【００６８】
前記実施形態では、上沓２２のスライダ２３に対する水平方向への相対変位が規制され、下沓２１に、すべり面２４が設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、上沓２２にすべり面２４を設け、下沓２１のスライダ２３に対する水平方向への相対変位が規制されていてもよい。本発明は、下沓２１および上沓２２のうちのいずれか一方のスライダ２３に対する水平方向への相対変位が規制され、いずれか他方に、すべり面２４が設けられた他の構成に適宜変更することができる。
【００６９】
前記実施形態では、ストッパ３１および補助ストッパ２５がいずれも、下沓２１に共通して設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、ストッパ３１および補助ストッパ２５がいずれも、上沓２２に共通して設けられていてもよい。また、ストッパ３１が上沓２２に設けられ、補助ストッパ２５が下沓２１に設けられていてもよい。ストッパ３１が上沓２２に設けられている構成では、ストッパ３１が下沓２１に当接することで、下沓２１と上沓２２との水平方向の相対変位を規制することができる。
本発明では、補助ストッパ２５がなくてもよい。
【００７０】
前記実施形態では、下沓２１および上沓２２のうちのいずれか一方のスライダ２３に対する水平方向への相対変位が規制され、いずれか他方に、すべり面２４が設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、下沓２１および上沓２２の両方にすべり面２４が設けられたいわゆるダブルペンデュラム構造であってもよい。
【００７１】
前記実施形態では、すべり支承２０として、球面摩擦振り子型の免震支承を示したが、本発明は他のすべり支承２０に適用することができる。
【００７２】
前記実施形態では、下部構造１１や上部構造１２の構造や形状、材質等については、何ら限定されるものではない。例えば、橋梁１０として、橋脚１３に鋼管を採用した構成などにも本発明を適用することが可能である。
【００７３】
前記実施形態では、本発明を橋梁１０に適用する例を示したが、橋梁１０に限らず、高速道路、ビルディング等の各種土木構造物、建築構造物、プラント設備などに本発明のすべり支承２０を適用することも可能である。
【００７４】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０  橋梁（免震構造物）
１１  下部構造
１２  上部構造
２０  すべり支承
２１  下沓
２２  上沓
２３  スライダ
２４  すべり面
２５  補助ストッパ
３１  ストッパ
３２  リング材
３３  接続部
３４  リブ材
【図１】
2015209730.tif 000003
【図２】
2015209730.tif 000004
【図３】
2015209730.tif 000005
【図４】
2015209730.tif 000006
【図５】
2015209730.tif 000007
【図６】
2015209730.tif 000008
【図７】
2015209730.tif 000009
【図８】
2015209730.tif 000010
【図９】
2015209730.tif 000011
【図１０】
2015209730.tif 000012