(57)【要約】【課題】コンパクトで扱いやすく、鉛直方向の回転が容易であり、水平方向の回転にも対応できる固定支承を提供すること。【解決手段】下部構造物Ｓｂ側のベースポット２２と上部構造物Ｓａ側のトッププレート１０とからなり、ベースポット２２は上向きに開いた円柱状の受入空間２３を有し、トッププレート１０はベースポット２２の受入空間２３に入る円柱状の嵌入部１０ａを有しており、ベースポット２２の受入空間２３に圧縮ゴム２４を介してトッププレート１０の嵌入部１０ａが嵌め込まれ、トッププレート１０及び圧縮ゴム２４がそれらの中心部を貫通する１本の中心ボルト３０によりベースポット２２に結合されている。鉛直方向の回転変位に比較的容易に対処することができ、また水平方向の回転に自由に対応することができる。【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を連結し、それらの間に生じる鉛直荷重及び水平荷重を伝達する固定支承であって、下部構造物側のベースポットと上部構造物側のトッププレートとからなり、ベースポットは上向きに開いた円柱状の受入空間を有し、トッププレートはベースポットの受入空間に入る円柱状の嵌入部を有しており、ベースポットの受入空間に圧縮ゴムを介してトッププレートの嵌入部が嵌め込まれ、トッププレート及び圧縮ゴムがそれらの中心部を貫通する１本の中心ボルトによりベースポットに結合されていることを特徴とする固定支承。
【請求項２】
中心ボルトに片面を球面とした球面座金を設置したことを特徴とする請求項１に記載の固定支承。
【請求項３】
中心ボルトに積層ゴム座金を設置したことを特徴とする請求項１に記載の固定支承。
【請求項４】
中心ボルトに皿ばねによる座金を設置したことを特徴とする請求項１に記載の固定支承。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に土木、建築分野において用いられる装置であって、地震から建物を守るために複数の構造物の間を連結する固定支承の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる構造物の間を連結する橋梁等の建造物においては、地震時に構造物間の相対変位が生じた場合にその変形を吸収するため、通常、上部構造物の脚部に積層ゴム支承やすべり支承を設置している。それらの支承の中でも、上部構造物と下部構造物の相対的な鉛直方向の回転を許容し、かつ浮き上がりを防止する固定支承として、圧縮ゴムを使用した各種タイプの固定支承が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ベースポット外周部に設けた突起とソールプレートに取り付けた側壁部材の突起とを嵌合させることにより、浮き上がりを防止するようにした固定支承が提案されている。この固定支承は、下向きに開いた円柱状の内部空間を形成する側壁部材を上部構造物側に有し、その内部空間に入る円柱状のペースポットを下部構造物側に有しており、前記側壁部材はその下部内側に周状の内向き突出部を有し、前記ベースポットはその上部外側に周状の外向き突出部を有し、これらの内向き突出部と外向き突出部とが抜け止め状態で嵌合することにより、浮き上がりを防止するように構成されている。
【特許文献１】特開２００５−１２１０４０号公報
【０００４】
また、圧縮ゴムを使用した浮き上がり防止型の固定支承として図８及び図９に示すようなタイプの固定支承が提案されている。この固定支承は、下部構造物Ｓｂに４本のアンカーボルト１でベースプレート２を取り付けた後、その上にベースポット３、圧縮ゴム４、ピストン５、ソールプレート６からなる支承部分を載せ、ベースポット３をベースプレート２に溶接で接合してから、上部構造物Ｓａと結合したものである。すなわち、４本の接合ボルト７をソールプレート６の貫通孔を通してベースポット３にねじ込むことで、皿ばね８を介して上部構造物Ｓａと結合している。
【０００５】
この固定支承では、ベースポット３とソールプレート６の間にピストン５を介して密閉された圧縮ゴム４が変形することにより相対的な鉛直方向の回転を可能にしており、かつベースポット３をその四隅に配置した接合ボルト７によりソールプレート６に固定することで上部構造物Ｓａの浮き上がりを防止するようになっている。そして、ソールプレート６をベースポット３に取り付けるための接合ボルト７に座金として皿ばね８を設置し、図１０に示すように、鉛直方向の回転を生じた時にその皿ばね８の弾性変形によりソールプレート７の回転変位に対応するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に記載の固定支承は、ソールプレートとベースプレートにそれぞれ側壁部材とベースポットを取り付けてあるため、部材数が多く材料費及び加工費が高いという問題点がある。また、上部構造物の方に側壁部材があるため、平面的に大きくなりコンパクト性に欠けるという問題もある。さらにまた、側壁部材の内向き突出部とベースポットの外向き突出部との間にクリアランスがあるため、浮き上がり時に変位が生じる可能性がある。
【０００７】
一方、上記した後者の固定支承は、構造物間に生じる相対的な鉛直方向の回転変位に対応するため、ソールプレート６をベースポット３に取り付けるための接合ボルト７に皿ばね８を座金として設置しているが、鉛直方向の回転角度が大きくなるような場合、皿ばね１枚当たりの許容変形は小さいため、皿ばねの直列枚数を多くして許容変位量を確保する必要がある。その結果、装置全体の高さが増加してコンパクト性が失われる。
【０００８】
また、皿ばねの直列枚数が増加すると、全体のばね剛性が低下し、ボルトの締付管理に正確さが要求される。ボルトの締付作業は工場ではなく構造物の施工場所で行なうため、その締付管理が課題となる。すなわち、強く締め過ぎると変形余力が不足して回転変形の許容値が小さくなってしまうし、締付が緩すぎるとボルトの緩みの原因となる。
【０００９】
また、構造上、上部構造物と結合する４本の接合ボルトは、ベースポットの外周部にねじ込まれるため、ボルト間隔は大きくなり、それに伴って装置の平面形状も大きくなりやすいという問題もある。
【００１０】
また、固定支承に想定外の大きな浮き上がり変形が生じた場合、皿ばねが弾性域を越えて損傷する可能性がある。また、水平方向の回転に対しては、ソールプレートのボルト孔のクリアランスによって対応するため、対応できる水平角度は小さい。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上部構造物側のトッププレートと下部構造物側のベースポットとの間に配置された圧縮ゴムが変形することにより鉛直方向の回転を可能にする固定支承であって、コンパクトで扱いやすく、鉛直方向の回転が容易であり、水平方向の回転にも対応できる固定支承を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の固定支承は、上部構造物と下部構造物を連結し、それらの間に生じる鉛直荷重及び水平荷重を伝達する固定支承であって、下部構造物側のベースポットと上部構造物側のトッププレートとからなり、ベースポットは上向きに開いた円柱状の受入空間を有し、トッププレートはベースポットの受入空間に入る円柱状の嵌入部を有しており、ベースポットの受入空間に圧縮ゴムを介してトッププレートの嵌入部が嵌め込まれ、トッププレート及び圧縮ゴムがそれらの中心部を貫通する１本の中心ボルトによりベースポットに結合されていることを特徴としている。
【００１３】
そして、上記構成からなる固定支承において、中心ボルトに片面を球面とした球面座金を設置したり、中心ボルトに積層ゴム座金を設置したり、中心ボルトに皿バネによる座金を設置したりすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固定支承は、下部構造物側のベースポットと上部構造物側のトッププレートを間に圧縮ゴムを介してそれらの中心部を貫通する１本の中心ボルトで連結した構成としたので、鉛直方向の回転変位に比較的容易に対処することができ、また水平方向の回転に自由に対応することができる。
【００１５】
また、本発明の固定支承は、従来の浮き上がり防止型の固定支承の場合にトッププレートの回転変位に対応していた皿ばねが不要となるため、施工現場における皿ばねの締付管理が不要となる。また、皿ばねの露出がなくなり、装置がコンパクトになるとともに、防錆処理等の維持管理が容易になる。
【００１６】
従来の浮き上がり防止型の固定支承に比べ、部品数が減少するとともに加工が少なくて済むため経済性が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明に係る固定支承の一例を示す縦方向の一部断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。
【００１８】
図１に示されるように、この例の固定支承は、鉄骨構造からなる上部構造物Ｓａとコンクリート構造からなる下部構造物Ｓｂの間を連結するように設けられる。
【００１９】
上部構造物Ｓａにはその下面に円柱状のトッププレート１０が４本の接合ボルト１１で結合されている。そして、このトッププレート１０は、下部がベースポット（後述）の受入空間に入る円柱状の嵌入部１０ａとなっており、その上面の中央に中心ボルト３０の頭が入る凹部１２とその凹部１２の底に貫通孔１３を有している。
【００２０】
一方、下部構造物Ｓｂにはその上面にベースプレート２０が４本のアンカーボルト２１により結合されており、そのベースプレート２０にベースポット２２が溶接で接合されている。ベースポット２２には上向きに開いた円柱状の受入空間２３が設けられており、その受入空間２３には圧縮ゴム２４を介して前記トッププレート１０の嵌入部１０ａが嵌め込まれ、トッププレート１０及び圧縮ゴム２４がそれらの中心部を貫通する１本の中心ボルト３０によりベースポット２２に結合されている。
【００２１】
圧縮ゴム２４としては、クロロプレンゴム、ネオプレンゴムなどの耐久性の高い合成ゴムが使用される。また、荷重が掛かった時に圧縮ゴム２４がベースポット２２とトッププレート１０の隙間からはみ出すのを抑制するため、圧縮ゴム２４には上面外周に沿って大径の圧縮リング２５と上面内周に沿って小径の圧縮リング２６が取り付けられている。
【００２２】
そして、中心ボルト３０の頭とトッププレート１０の間、すなわち中心ボルト３０の頭の下には片面を球面とした球面座金３１を設置している。この場合、図示のように、球面座金３１との接触面となるトッププレート１０の凹部１２の底も球面とすることが望ましい。
【００２３】
この固定支承は、上部構造物Ｓａが浮き上がり力を受けた場合、中心ボルト３０が抵抗して浮き上がりによる変形を抑制する。また、上部構造物Ｓａと下部構造物Ｓｂの間に水平力が生じた場合は、トッププレート１０とベースポット２２が接触してその水平力を伝達する。このように、中心ボルト３０は水平力を負担せず、引抜き力のみを負担すればよいので、比較的小径のボルトで対応できる。
【００２４】
上部構造物Ｓａが下部構造物Ｓｂに対して鉛直方向の回転を生じると、図３に示すように、上部構造物Ｓａに結合したトッププレート１０が鉛直方向に回転し、圧縮ゴム２４が変形して対応することができる。この場合、中心ボルト３０の球面座金３１とトッププレート１０の凹部１２における底の球面に沿って回転が生じる。これにより、中心ボルト３０の頭部による回転反力の発生を抑制でき、スムーズな回転が行なわれる。また、水平方向の回転が生じた場合、固定支承の中心に中心ボルト３０が設置されているため、自由に回転が可能である。
【００２５】
また、上記のように片面を球面とした球面座金３１を使用する場合、トッププレート１０の凹部１２の底を球面とする代わりに、図４に示すように、凹凸が異なる一対の球面座金３１，３２の組合せを用いてもよい。また、図５に示すように、球面座金３１と平座金３３を組み合わせてもよい。なお、球面座金を使用する代わりに中心ボルト３０のヘッド下面を球面加工しても同じ効果が得られる。
【００２６】
上記した各球面の回転中心と上部構造物Ｓａの回転中心とは厳密には一致しない場合が多いが、上部構造物Ｓａの下部構造物Ｓｂに対する鉛直方向の回転変位θは通常１°程度より小さいため、ベースポット側の球面の径を座金側の径よりも若干大きくするなどの適宜の手段を講じることにより、回転中心の違いに対応して回転を容易に行なわせることができる。
【００２７】
中心ボルト３０によるトッププレート１０とベースポット２２の組立は工場にて行なうことができるため、施工現場での締付軸力の管理の必要はない。施工現場におけるボルト接合作業は、ベースプレート２０を下部構造物Ｓｂに取り付ける４本の接合ボルト２１とトッププレート１０を上部構造物Ｓａに取り付ける４本の接合ボルト１１となるが、これらはそれぞれ通常のボルト締めでよく、厳密な締付管理は不要である。
【００２８】
図６と図７はそれぞれ本発明に係る固定支承の別の例を示す縦方向の一部断面図である。これらの固定支承は図１に示す固定支承とは中心ボルトの座金の部分が異なるだけであるので、同様の部位には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図６に示す固定支承は、中心ボルト３０とトッププレート１０の間に積層ゴム座金３４を設置している。使用する積層ゴム座金３４は、ゴム層３４ａを拘束するようにして両面に鋼板を接着したもので、鉛直方向に傾きに対しては中心のゴム層３４ａが変形して追従する。球面座金を使用する場合は、上部構造物の回転中心と球面の中心とは厳密には一致しない場合が多いが、積層ゴム座金の場合は、回転変位に対して自由に追従できるため、鉛直方向の回転が容易である。
【００３０】
図７に示す固定支承は、中心ボルト３０とトッププレート１０の間に皿バネ３５による座金を設置している。皿ばねは許容荷重を越えると損傷するが、図７のように固定支承の中心に設置された場合、上下構造物の鉛直方向の回転による影響は少なく、浮き上がり力にのみ対応すればよい。したがって、大きな変形量を見込む必要がなく、皿ばね３５を重ねて使用することができる。
【００３１】
このように、積層ゴム座金３４を使用したり、或い皿ばね３５を座金に使用すると、球面座金を用いる場合のようにトッププレート１０やベースポット２２など他の接触面を球面にする必要がなく、金属部の球面加工がなくなるため、製造コストが抑制されて経済性が高くなる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による固定支承は、上記実施の形態に何ら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が可能であることは当然のことである。
【００３３】
例えば、上記で説明した固定支承では、トッププレート１０の上面から凹部１２を設けてそこに中心ボルト３０の頭が収まるようにしたが、ベースポット２２の下面から凹部を設けてそこに中心ボルト３０の頭が収まるようにして中心ボルト３０の上下を反対向きとした形態を採ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る固定支承の一例を示す縦方向の一部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示す固定支承の稼動状況を示す一部断面図ある。
【図４】固定ボルトに設置する球面座金の変形例を設置状態で示す説明図である。
【図５】固定ボルトに設置する球面座金の変形例を設置状態で示す説明図である。
【図６】図１に示す固定支承の別の例を示す縦方向の一部断面図である。
【図７】図１に示す固定支承のさらにの例を示す縦方向の一部断面図である。
【図８】従来の固定支承の一例を示す縦方向の一部断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ矢視図である。
【図１０】図８に示す固定支承の稼動状況を示す一部断面図ある。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓａ  上部構造物
Ｓｂ  下部構造物
１０  トッププレート
１０ａ  嵌入部
１１  接合ボルト
１２  凹部
１３  貫通孔
２０  ベースプレート
２１  アンカーボルト
２２  ベースポット
２３  受入空間
２４  圧縮ゴム
２５，２６  圧縮リング
３０  中心ボルト
３１  球面座金
３２  球面座金
３３  平座金
３４  積層ゴム座金
３４ａ  ゴム層
３５  皿ばね
【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】
2008025683.tif 000008
【図７】
2008025683.tif 000009
【図８】
2008025683.tif 000010
【図９】
2008025683.tif 000011
【図１０】
2008025683.tif 000012