(57)【要約】【課題】地震や車両通過の際の衝撃等による橋桁間の変位を吸収すると共に、路面の段差の発生を抑えて車両の走行性を高めることができ、さらに補修や取り替え等の手間が軽減される伸縮継手装置を提供する。【解決手段】伸縮継手装置１０は、弾性体部１１は、上面から厚さ方向の略１／３の部分の硬度が、その下の部分より高い高硬度層１１ａとなっている。弾性体部１１は、橋軸方向中心部の下面に断面台形形状に切り欠かれて橋軸直角方向に延びた下側溝部１２を設けており、下側溝部１２の橋軸方向両側から離間した位置にて、その上面に橋軸直角方向に延びた一対の上側溝部１３を設けている。下側溝部１２の橋軸方向両側と一対の上側溝部との間が、低硬度層１１ｂからなる弾性変形部１４になっている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋桁の連結部分にて該橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、該遊間位置に対応する該弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、該弾性体部の上面に該下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成されており、該弾性体部内の前記下側溝部の上方に埋設された補強板を有した伸縮継手装置であって、
前記下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された前記弾性体部の一部をなす弾性変形部の硬度が、少なくとも該弾性体部の他の部分の硬度より低いことを特徴とする伸縮継手装置。
【請求項２】
前記弾性変形部が、水平方向に延びた複数の硬質板が上下に間隔を隔てて埋設された積層構造になっていることを特徴とする前記請求項１に記載の伸縮継手装置。
【請求項３】
前記弾性体部の上面側表層の一部又は全部が、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上の硬質弾性材料で形成されていることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の伸縮継手装置。
【請求項４】
前記補強板が、橋軸方向の少なくとも一方の端部にて上方に突出して前記弾性体部の上面に露出していることを特徴とする前記請求項１から３のいずれか１項に記載の伸縮継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁の一対の橋桁の連結部分にて、橋桁の遊間を跨いで架設される伸縮継手装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の橋梁用の伸縮継手装置としては、例えば特許文献１に示すように、橋軸方向に対して直角に延びる溝が上下面に形成された弾性部材を有しており、近接する上面側の溝と下面側の溝との間の弾性部材部分を変形部としたものが知られている。この伸縮継手装置は、弾性部材に設けた上下面側の溝によって、地震等による衝撃や車両通過時の衝撃等による橋桁間の遊間変位を吸収することにより、車両の安全かつ円滑な走行を確保している。ところで、この伸縮継手装置においては、車両の大型化に伴う橋桁への大きな輪荷重の繰返し付加により、上面側の溝部が磨耗し易くなっており、伸縮継手装置の損傷の程度も高くなってその製品寿命が短くなっている。そのため、伸縮継手装置の補修や取り替え等の手間が増加し、橋梁の維持管理のコストが増大するという問題がある。また、摩耗した溝部を通過することにより、車両の走行性が悪影響を受けると共に、車両の通過に伴って溝部が騒音、振動の発生源となるという問題もある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２２８１３号公報（第２頁、図１−図１８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、地震等による衝撃や車両通過時の衝撃等による橋桁間の変位を吸収すると共に、路面の段差の発生を抑えて車両の走行性を高めることができ、さらに補修や取り替え等の手間が軽減される伸縮継手装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、上記請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、橋桁の連結部分にて橋桁の遊間を跨いで架設される弾性体部を備え、遊間位置に対応する弾性体部の下面に橋軸直角方向に延びた下側溝部が形成されると共に、弾性体部の上面に下側溝部を挟むように橋軸直角方向に延びた一対以上の上側溝部が形成されており、弾性体部内の下側溝部の上方に埋設された補強板を有した伸縮継手装置であって、下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された弾性体部の一部をなす弾性変形部の硬度が、少なくとも弾性体部の他の部分の硬度より低いことにある。
【０００６】
上記のように構成した請求項１の発明においては、下側溝部を挟む橋軸方向両側に形成された弾性体部の他の部分より硬度の低い弾性変形部により、車両の走行性が高められると共に、地震等による衝撃、車両通過時の衝撃等を緩和することができる。また、伸縮に対する変形も容易となり、橋桁遊間を大きくすることができる。さらに、弾性体部の表層側の硬度が、弾性変形部の硬度より高くなっているため、車両の大きな輪荷重の繰返し付加による溝部の磨耗が抑えられ、伸縮継手装置の損傷の程度も低くその製品寿命が長くされる。そのため、請求項１の発明によれば、伸縮継手装置の補修や取り替え等の手間が大幅に削減され、橋梁の維持管理のコストを低減することができる。
【０００７】
また、上記請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項１に記載の伸縮継手装置において、弾性変形部が、水平方向に延びた複数の硬質板が上下に間隔を隔てて埋設された積層構造になっていることにある。このように弾性変形部が、硬質板を埋設した積層構造になっていることにより、弾性変形部の水平方向のバネを小さくしたままで、鉛直方向のバネが高められ、したがって、伸縮に対する変形も容易となる。これにより、車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による伸縮継手装置の沈み込みが抑えられ、それによる段差の発生が防止される。その結果、橋桁の連結部分における車両の走行性が高められると共に、車両通過の際の振動や騒音の発生が抑えられる。
【０００８】
また、上記請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項１又は２に記載の伸縮継手装置において、弾性体部の上面側表層の一部又は全部が、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上の硬質弾性材料で形成されていることにある。このように、弾性体部の上面側表層の一部又は全部のＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上の硬質弾性材料で形成されたことにより、車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による弾性体部に設けた溝部の磨耗が抑えられる。そのため、伸縮継手装置の損傷の程度も低くされ、その製品寿命が長くされる。
【０００９】
また、上記請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、前記請求項１から３のいずれか１項に記載の伸縮継手装置において、補強板が、橋軸方向の少なくとも一方の端部にて上方に突出して弾性体部の上面に露出していることにある。このように、補強板の橋軸方向の両端又は車両進入側の片端が弾性体部の上面に露出していることにより、弾性体部の弾性を維持しつつ、その強度が更に高められるため、弾性体部に設けた上側溝部の磨耗が更に効果的に抑えられる。そのため、伸縮継手装置の損傷の程度もさらに抑えられて、その製品寿命が一層長くされる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態である橋桁の長さが５０ｍで遊間変位も短い小型橋梁用の伸縮継手装置が、一対の橋桁の連結部分にて橋桁の遊間を跨いで架設された状態を一部破断正面図により示したものであり、図２〜図４は伸縮継手装置を断面図、平面図及び底面図により示したものである。この伸縮継手装置１０は、主にゴム弾性体製の長方形の厚板である弾性体部１１により構成されている。
【００１１】
弾性体部１１は、長手方向が橋軸直角方向（図１の紙面に対する垂直方向）に対応しており、短辺である幅方向が橋軸方向（図１の左右方向）に対応している。さらに、弾性体部１１は、上面から厚さ方向の略１／３の部分が硬度の高い高硬度層１１ａとなっており、そのＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上になっている。高硬度層１１ａの下側は、高硬度層１１ａに比べて硬度の低い低硬度層１１ｂになっている。
【００１２】
高硬度層１１ａの材質としては、本例では、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度のＣＲ等のゴム材料により形成されており、低硬度層１１ｂは、ＪＩＳ−Ａ硬度が４０度のＣＲ等のゴム材料により形成されている。また、高硬度層１１ａと低硬度層１１ｂは、同一金型内で加硫成形することにより接合されている。なお、高硬度層は、ゴム材料にセラミック粒やスチール粒を混入させて硬度を上げたものでもよい。
【００１３】
弾性体部１１は、橋桁２の遊間３位置に対応した橋軸方向中心部の下面に、断面台形形状に切り欠かれて橋軸直角方向に延びた下側溝部１２を設けている。下側溝部１２は、弾性体部１１の厚さ方向の略半分程度の深さになっている。また、弾性体部１１は、下側溝部１２の橋軸方向両側から離間した位置にて、その上面に橋軸直角方向に延びた一対の上側溝部１３を設けている。上側溝部１３も、弾性体部１１の厚さ方向の略半分程度の深さになっている。この下側溝部１２の橋軸方向両側と一対の上側溝部１３との間が、低硬度層１１ｂからなる弾性変形部１４になっている。また、両上側溝部１３の橋軸方向外側でかつ橋軸直角方向の両端近傍位置には、円形の取付孔１５が厚さ方向に貫通して設けられている。取付孔１５は、下端近傍側で小径となっており、上面側から挿入されるアンカーボルト１８の頭部が、小径部１５ａとの段差位置で係合するようになっている。
【００１４】
弾性体部１１には、下側溝部１２の上方に金属平板である補強板１６が埋設されている。また、弾性体部１１には、Ｌ字形状の金具である一対の補強部材１７が、下側溝部１２を挟んだ両側から橋軸方向両端まで延び、さらに垂直に折り曲げられて高硬度層１１ａ内に延出して埋設されている。
【００１５】
図１に示すように、橋脚１に支持された一対の橋桁２は、対向端部上面側に断面長方形に切り欠かれて橋軸直角方向に延びた収容凹部２ａを設けており、この収容凹部２ａに沿ってさらにＬ字状の一対のコンクリート層４が後打ちで形成されている。伸縮継手装置１０は、一対のコンクリート層４内に跨って嵌め合わされており、取付孔１５に挿入したアンカーボルト１８をコンクリート層４内に埋設されたアンカー７に係止させることにより、コンクリート層４に固定されている。さらに、橋桁２にはアスファルト層５が敷設されており、伸縮継手装置１０の上面がアスファルト層５と面一にされている。また、伸縮継手装置１０の下側の遊間３には、緩衝ゴム６が橋桁２の対向面に固定して配設されている。緩衝ゴム６は、橋桁２間の衝突を防止すると共に通過する車両による弾性体部１１の変形を防止するバックアップ部材としても機能する。
【００１６】
上記構成の実施形態においては、弾性体部１１の下側溝部１２を挟む橋軸方向両側と一対の上側溝部１３の間に形成された弾性変形部１４が、上層の高硬度層１１ａの部分より硬度が低くなっている。そのため、硬度の低い弾性変形部１４により、車両の走行性が高められると共に、地震等による衝撃、車両通過時の衝撃等による橋桁２間の遊間３変位を吸収できることにより、車両の安全かつ円滑な走行が確保される。さらに、弾性体部１１の表層側の高硬度層１１ａが、弾性変形部１４の硬度より高くなっているため、車両の大きな輪荷重の繰返し付加による上側溝部１３の磨耗が抑えられ、伸縮継手装置１０の損傷の程度も低くその製品寿命が長くされる。
【００１７】
例えば、従来の伸縮継手装置のように、弾性体部１１の表層側が高硬度層１１ａになっていないものの場合、耐久性が２〜３年程度であり、補修や取り替えの手間が頻繁であったが、本発明の伸縮継手装置については、耐久性が８〜１０年と、４倍程度に長くされる。そのため、本実施形態においては、伸縮継手装置１０の補修や取り替え等の手間が軽減され、橋梁の維持管理のコストを大幅に低減する効果が得られる。また、伸縮継手装置１０が、弾性体部１１に補強板１６と補強部材１７を埋設させた簡易な構造であり安価に提供される。
【００１８】
つぎに、上記実施形態の変形例１について説明する。
変形例１においては、図５に示すように、伸縮継手装置１０Ａの弾性変形部１４を、複数の金属板である硬質板２１が水平にかつ互いに上下に離間して埋設された積層構造としたことにある。その他の構成については上記実施形態と同様である。変形例１によれば、弾性変形部１４が硬質板２１が埋設された積層構造となっていることにより、弾性変形部１４の水平方向のバネを小さくしたままで、鉛直方向のバネが高められ、従って伸縮に対する変形も容易となる。これにより、車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による弾性体部１１の沈み込みが抑えられ、それによる段差の発生が防止される。その結果、変形例１においては、橋桁２の連結部分における車両の走行性が高められると共に、車両の通過に伴う騒音や振動の発生が抑えられる。
【００１９】
つぎに、上記実施形態の変形例２について説明する。
変形例２においては、図６に示すように、伸縮継手装置１０Ｂの補強板２３が、平板部２３ａの橋軸方向の両端において垂直に突出した一対の突出部２３ｂを設けており、突出部２３ｂが、上側溝部１３にほぼ接した状態で上方に突出して弾性体部１１の上面に露出している。突出部２３ｂには、予め亜鉛メッキ、アルミ合金等で防錆処理しておくとよい。その他の構成については上記実施形態と同様である。
【００２０】
変形例２によれば、補強板２３の橋軸方向の両端の突出部２３ｂが弾性体部１１の上面に露出していることにより、弾性体部１１の弾性を維持しつつ、その強度が更に高められるため、弾性体部１１に設けた上側溝部１３の磨耗が更に効果的に抑えられる。そのため、伸縮継手装置の損傷の程度も低くされ、その製品寿命がさらに長くされる。上記実施形態の伸縮継手装置１０の場合、耐久性が８〜１０年と従来の４倍程度に長くされたが、変形例２の伸縮継手装置１０Ｂでは、耐久性が２０〜３０年程度と従来の継手装置の１０倍程度に大幅に長くされる。その結果、伸縮継手装置１０の補修や取り替え等の手間が軽減され、橋梁の維持管理のコストが大幅に低減される。なお、本願では、弾性変形部１４が低硬度であるため、補強板２３を突出させても、衝撃等が緩和される。
【００２１】
なお、変形例２において、補強板２３Ａの平板部２３ａに、図７に示すように、多数の貫通孔２３ｃを設けることができる。これにより、弾性体部１１の加硫成形の際に、ゴム弾性体を補強板２３Ａに接着しなくても、補強板２３Ａと弾性体部１１との接着強度が確保される。そのため、両者の接着強度を維持しつつ弾性体部１１の加硫成形のコストが安価にされる。また、補強板２３Ｂについては、図８に示すように、突出部２３ｂの平板部２３ａとの付根部分で、外側部分を切り欠いた切欠き部２３ｄを設けるようにしてもよい。これにより、補強板２３が切欠き部２３ｄによって弾性体部１１に係合することにより、弾性体部１１に強固に固定される。また、図９に示すように、補強板２３Ｄの突出部２３ｅの形状を歯形、三角形、くし形にすることにより、車両の通過に伴う衝撃がやわらげられ、騒音や振動の発生がさらに抑えられる。その他、上記実施形態及び変形例に示した伸縮継手装置については、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【００２２】
【発明の効果】
上記請求項１の発明によれば、弾性体部の表層側の硬度を弾性変形部の硬度より高くしたことにより、溝部の磨耗が抑えられ伸縮継手装置の寿命が長くされるため、伸縮継手装置の補修や取り替え等の手間が抑えられ、橋梁の維持管理のコストを大幅に低減することができる。また、弾性変形部が、硬質板を埋設した積層構造とすることにより、鉛直方向のバネが高められて車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による伸縮継手装置の沈み込みが抑えられ、橋桁の連結部分における車両の走行性が高められると共に、騒音や振動の発生が抑えられる（請求項２に発明の効果）。
【００２３】
また、弾性体部の上面側表層の一部又は全部を、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５度以上の硬質弾性材料で形成したことにより、車両からの大きな輪荷重の繰返し付加による弾性体部に設けた溝部の磨耗が抑えられ、伸縮継手装置の製品寿命が長くされる（請求項３の発明の効果）。また、補強板の橋軸方向の少なくとも一方の端部を上面に露出させたことにより、弾性体部に設けた溝部の磨耗が更に効果的に抑えられ、その製品寿命がさらに長くされる（請求項４の発明の効果）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である伸縮継手装置の使用状態を示す一部破断正面図である。
【図２】同伸縮継手装置を示す図３のＩＩ−ＩＩ線方向の断面図である。
【図３】同伸縮継手装置を示す平面図である。
【図４】同伸縮継手装置を示す底面図である。
【図５】変形例１である伸縮継手装置を示す断面図である。
【図６】変形例２である伸縮継手装置を示す断面図である。
【図７】補強板の変形例を示す平面図である。
【図８】補強板の他の変形例を示す正面図である。
【図９】補強板のさらに他の変形例を示す平面図及び正面図である。
【符号の説明】
１…橋脚、２…橋桁、３…遊間、１０，１０Ａ，１０Ｂ…伸縮継手装置、１１ａ…高硬度層、１１ｂ…低硬度層１１…弾性体部、１２…下側溝部、１３…上側溝部、１４…弾性変形部、１６…補強板、１７…補強部材、２１…硬質板、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄ…補強板、２３ｂ，２３ｅ…突出部。
【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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