(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に設けた凹部にゴムプレート、中間プレート等が収容され、ベースプレートに直接又は固定部材を介してボルトによって固定された下沓と、前記ベースプレートの橋軸方向側に設けられ、前記下沓をガイドする下沓ガイドブロックと、すべり板を介して前記下沓上に橋軸方向に移動可能に保持された上沓とを有し、
前記下沓に設けたボルト挿通穴に挿通されて該下沓をベースプレートに直接又は固定部材を介して固定するボルトを、震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは破断する強度に設定すると共に、前記ボルトと前記ボルト挿通穴の橋軸方向との間に形成されるすき間ｔ1 を、前記下沓の側面と下沓ガイドブロックの側面との間に形成されるすき間ｔ2 より大きく形成したことを特徴とする鋼製支承。
【請求項２】
下部構造物と上部構造物との間に支承が設置された橋梁において、
前記下部構造物と上部構造物との間に請求項１に記載の鋼製支承を設置すると共に、これら鋼製支承の間に弾性ダンパーを設置したことを特徴とする橋梁の支承装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁の下部構造物と上部構造物との間に設置される鋼製支承、及びこの鋼製支承と弾性ダンパーを用いた橋梁の支承装置に関すものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋梁の支承としては、一般に鋼製支承が用いられていたが、先般の兵庫県南部地震において、予期しない過大な地震力（水平力）によりこれに対抗する鋼製支承が損傷を受け、同時に鉛直方向の支持力も喪失したことにより路面に大きな段差が生じたり、落橋に至ったことがあった。そのため、これを教訓として鋼製支承に代えて弾性ダンパーを用いるようになった。
【０００３】
ところが、弾性ダンパーを用いた場合、弾性ダンパー、特に端支点に設けられた弾性ダンパーは、鉛直方向にたわみが生じるため、常時において振動が生じたり、鉛直剛性が低いため路面に段差が生じることによる走行性の悪化及び騒音の発生などが問題になり、このような問題を解決するために、水平力を支持する弾性ダンパーと、鉛直力を支持する支承としての鋼製支承とを併用することにより、水平力支持機能と鉛直力支持機能を分離する機能分離型支承装置の実施化が考えられている。
【０００４】
図８は一部を断面で示した従来の鋼製支承の一例の正面図（橋軸直角方向）図９は同じく側面図（橋軸方向）である。
両図において、６１は上面中心部に円形の凹部６２が設けられた下沓で、両側（橋軸直角方向）にはブラケット６３が設けられており、凹部６２内にはゴムプレート６６、このゴムプレート６６の膨出現象を防止し、耐荷重力を増加させるための鋼板の如き金属板からなる中間プレート６７が収容されており、中間プレート６７の上面に設けた凹部内には、フッ素樹脂の如き合成樹脂板からなるすべり板６８が収容されている。６９は中間プレート６７の外周に装着されたシールリングである。
【０００５】
６４は平面ほぼＨ字状の上沓で、橋軸直角方向の中央部が高く、その両側が一段低く形成されかつ橋軸方向の両側が外方に突出して、その間にそれぞれ係止部６５が形成されている。
そして、上沓６４は係止部６５が下沓６１のブラケット６３の間に挿入されて下沓６１上に載置され、一方の片が下沓６１のブラケット６３にボルト７１で固定されたＬ字状のサイドブロック７０の他方の片を、上沓６４の係止部６５上に位置させてこれらを一体に結合したものである。
【０００６】
上記のように構成した鋼製支承は、下部構造物である橋脚（橋台）と、上部構造物である橋桁との間に設置され、鉛直荷重は上沓６４と下沓６１のすべり板６８との間で伝達され、水平荷重は上沓６４の係止部６５と下沓６１のブラケット６３との間で伝達される。また、橋軸方向の水平移動に対してはすべり板６８によって対応し、回転に対してはゴムプレート６６によって対応する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成した鉛直力支持機能を負担する鋼製支承は、橋軸方向に水平移動可能に構成されているが、橋軸直角方向には水平移動不可能に構成されているため、橋軸及び橋軸直角方向に水平力支持機能を負担する弾性ダンパーを設けても、大地震時における橋軸直角方向の水平力に対しては追従できなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、常時及び震度法地震時には橋軸方向のみに移動可能で、保耐法地震時には橋軸と直角方向にも移動可能な鋼製支承を提供することを目的としたものである。
また、本発明は、上記の鋼製支承と弾性ダンパーを併用した機能分離型の橋梁の支承装置を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼製支承は、中心部に設けた凹部にゴムプレート、中間プレート等が収容され、ベースプレートに直接又は固定部材を介してボルトによって固定された下沓と、前記ベースプレートの橋軸方向側に設けられ、前記下沓をガイドする下沓ガイドブロックと、すべり板を介して前記下沓上に橋軸方向に移動可能に保持された上沓とを有し、前記下沓に設けたボルト挿通穴に挿通されて該下沓をベースプレートに直接又は固定部材を介して固定するボルトを、震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは破断する強度に設定すると共に、前記ボルトと前記ボルト挿通穴の橋軸方向との間に形成されるすき間ｔ1 を、前記下沓の側面と下沓ガイドブロックの側面との間に形成されるすき間ｔ2 より大きく形成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る橋梁の支承装置は、下部構造物と上部構造物との間に支承が設置された橋梁において、前記下部構造物と上部構造物の間に上記の鋼製支承を設置すると共に、これら鋼製支承の間に弾性ダンパーを設置したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る鋼製支承の橋軸直角方向の一部断面図、図２はその橋軸方向の一部断面図、図３は図１の分解斜視図である。なお、図３にはボルト・ナット類は省略してある。
図において、１は下面が平坦に形成された下沓で、上面中央部は高く形成されて円形の凹部２が設けられており、四隅にはボルト挿通穴３が設けられている。
また、凹部２の両側（橋軸直角方向）には間隔Ｌを隔てて上部及び両側に突設されたブラケット４ａ，４ｂが設けられており、このブラケット４ａ，４ｂの両外側面４にはねじ穴５が設けられている。６は凹部２の両側（橋軸方向）に設けられた係止段部である。
【００１３】
８は上沓で、橋軸直角方向の中央部が高く形成されて複数のねじ穴９が設けられて六角ボルト４４が螺入されており、その両側（橋軸直角方向）が一段低く形成されて係止段部１０が形成されている。１１は上沓８の下面の橋軸方向に形成された嵌合凸部で、その幅Ｌ1 は下沓１のブラケット４ａ，４ｂの間隔Ｌより若干狭く形成されている。１２は嵌合凸部１１の下面に一体に取付けられたステンレス板等からなるすべり部材である。
【００１４】
１５はゴムプレート、１６はゴムプレート１５の外周に装着される圧縮リング、１７は上面が凹状に形成され、ゴムプレート１５の膨出を防止して耐荷重力を増加させるための鋼板の如き金属板からなる中間プレートで、これらゴムプレート１５、圧縮リング１６及び中間プレート１７は、下沓１の凹部２内に収容されている。そして、中間プレート１７の上面に設けた凹部内には、フッ素樹脂の如き合成樹脂材からなるすべり板１８が収容されている。なお、このすべり板１８の上部は下沓１の凹部２から上方に突出しており、中間プレート１７及びすべり板１８の外周にはシールリング１９が装着されている。
【００１５】
２１はアンカーボルト挿通穴２２を有する第１のベースプレート、２３は第１のベースプレート２１上に溶接等により一体に接合された上面が平坦な第２のベースプレートで、第２のベースプレート２３の下沓１のボルト挿通穴３と対応した位置にはねじ穴２４が設けられており、また、その両縁部側には、複数のねじ穴２５が設けられている。なお、第２のベースプレート２３を省略し、第１のベースプレート２１に複数のねじ穴２４，２５を設けてもよく、以下の説明では、第１，第２のベースプレート２１，２３を併せて、ベースプレート２０と記す。
【００１６】
３１ａ，３１ｂは側壁に下沓１のブラケット４ａ，４ｂのねじ穴５に対応してボルト挿通穴３２を有するコ字状のサイドブロックで、下方の片が下沓１のブラケット４ａ，４ｂの下端部に係止し、上方の片が上沓８の係止段部１０上に位置する。３３ａ，３３ｂはベースプレート２０のねじ穴２５に対応して設けられたボルト挿通穴３４を有する逆Ｌ字状の下沓ガイドブロックで、段部３５を備えている。
【００１７】
次に、上記のような部材からなる鋼製支承の組立手順の一例について説明する。
先ず、下沓１をベースプレート２０上に載置し、ボルト挿通穴３に挿通したボルト４１をベースプレート２０に設けたねじ穴２４に螺入して、ベースプレート２０に固定する。次に、係止段部６上に下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂの段部３５を位置させ、そのボルト挿通穴３４に挿通したボルト４２をベースプレート２０のねじ穴２５に螺入してベースプレート２０に固定する。このとき、下沓１の係止段部６の上面及び側面と下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂの段部３５の下面及び側面との間には、僅かなすき間が形成される。なお、下沓１をベースプレート２０に固定するボルト４１は、震度法地震（中小規模の地震）時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは、破断する強度のものが使用される。
【００１８】
ついで、下沓１の凹部２の内にゴムプレート１５、圧縮リング１６及び中間プレート１７を収容し、中間プレート１７の凹部内にすべり板１８を収容して、その外周にシールリング１９を配設する。
そして、下沓１のブラケット４ａ，４ｂの間に上沓８の嵌合凸部１１を嵌入して下沓１の上に上沓８を載置し、そのすべり部材１２をすべり板１８に当接させる。次に、下沓１のブラケット４ａ，４ｂの下部と、上沓８の係止段部１０との間にサイドブロック３１ａ，３１ｂを配設し、ボルト挿通穴３２に挿通したボルト４３をブラケット４ａ，４ｂのねじ穴５に螺入して下沓１に固定する。このとき、サイドブロック３１ａ，３１ｂの上片と上沓８との間には、僅かなすき間が形成される。これにより、上沓８は、橋軸方向にはブラケット４ａ，４ｂに沿って移動できるが、橋軸直角方向にはサイドブロック３１ａ，３１ｂに拘束されて移動できないように保持されており、かつサイドブロック３１ａ，３１ｂにより浮き上りが阻止される。
【００１９】
上記のように構成した鋼製支承は、下部はベースプレート２０に設けたアンカーボルト挿通穴２２を、下部構造物である橋脚又は橋台に設けたアンカーボルト４５に嵌合してナットで固定され、上部は上沓８のねじ穴９に螺入した六角ボルト４４を介して上部構造物である橋桁に固定されて、定着される。
【００２０】
次に、上記のように構成され、下部構造物と上部構造物との間に定着された鋼製支承の作用について説明する。
橋梁に作用する鉛直荷重に対しては、下沓１、上沓８などの鋼材と、すべり板１８、ゴムプレート１５などとの平面接触によって支持する。
また、上揚力は、サイドブロック３１ａ，３１ｂ、下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂとベースプレート２０とで支持し、六角ボルト４４とアンカーボルト４５により上下の構造物に定着する。
さらに、回転に対しては、下沓１の凹部２内に収容され、中間プレート１７によって密封されたゴムプレート１５の変形によって支持される。
【００２１】
温度の変化や活荷重の作用あるいは地震などによる橋梁の橋軸方向の変位に対しては、上沓８に設けたすべり部材１２と、下沓１に設けたすべり板１８との間のすべり作用により、上沓８が下沓１のブラケット４ａ，４ｂにガイドされて橋軸方向に移動することにより追随する。このとき、下沓１はボルト４１によりベースプレート２０に固定されており、かつ、下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂに拘束されているため、橋軸方向にはほとんど移動しない。上沓８の橋軸方向への移動量は、すべり部材１２の長さ、したがって上沓８の長さを変えるこにより調整される。
【００２２】
ところで、橋梁は活荷重により橋軸方向への繰返し変位が発生しており、この繰返し変位が上沓１に伝達されるため、これを固定するボルト４１に活荷重による繰返し水平力が作用して疲労し、切断するおそれがある。
そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、下沓１に設けたボルト挿通穴３と、これに挿通されるボルト４１との間の橋軸方向に形成されるすき間ｔ1 を、下沓１の係止段部６の側面と下沓ガイドブロック３３ａ，３３ａの段部３５の側面との間に形成されるすき間ｔ2 より大きく、ｔ1 ＞ｔ2 に形成した。
この場合、ボルト挿通穴３を長軸を橋軸方向とする楕円形に形成してもよい。
【００２３】
このように構成したことにより、下沓１が橋軸方向に変位しても、下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂに当ってそれ以上の変位が阻止されてボルト４１には当らないため、ボルト４１に水平荷重が載荷されることがなく、疲労を防止することができる。
【００２４】
このように、本実施の形態に係る鋼製支承は、常時及び地震時には橋軸方向のみに移動し、橋軸直角方向には移動しない。しかし、震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは、下沓１をベースプレート２０に固定するボルト４１が破断するような強度に選ばれているため、保耐法地震（大地震）時にはその水平荷重によりボルト４１が破断し、下沓１は下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂに沿ってベースプレート２０上を橋軸直角方向に移動する。このとき、下沓ガイドブロック３３ａ，３３ｂにより下沓１の浮き上りが阻止される。なお、下沓１の橋軸直角方向への移動量は、ベースプレート２０（図では第２のベースプレート２３）の橋軸直角方向の長さを変えることにより調整することができる。
【００２５】
［実施の形態２］
実施の形態１では、下沓１を、そのボルト挿通穴３に挿通した震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは破断するボルト４１によりベースプレート２０に固定した場合を示したが、本実施の形態においては、図５に示すように、下沓１をボルト４１により直接ベースプレート２０に固定することなく、下沓１の橋軸直角方向の両側壁に沿って鋼板からなる固定部材３６を配設し、この固定部材３６に設けた複数のボルト挿通穴３４に上述のボルト４１を挿通し、ベースプレート２０に設けたねじ穴２４に螺入して固定したものである。
【００２６】
本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同様に、鋼製支承は常時及び地震時には橋軸方向のみに移動し、橋軸直角方向には移動せず、震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは、固定部材３６をベースプレート２０に固定するボルト４１が破断して固定部材３６が離脱し、下沓１はベースプレート２０上を橋軸直角方向に移動する。
【００２７】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る鋼製支承は、温度の変化による路面の伸縮や活荷重の作用あるいは地震時には、上沓８が橋軸方向に移動してこれらに通随し、橋軸直角方向の保耐法地震時には下沓１が橋軸直角方向に移動しうるようにすべり面を分離して、全方向の変位に追随できるように構成したので、保耐法地震時の橋軸直角方向の水平変位にも確実に追随することができる。このため、路面に段差が発生したり、落橋したりする橋梁の損傷を防止することができる。
【００２８】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３に係る橋梁の支承装置の橋軸と直角方向の模式的断面図である。
図において、５０は下部構造物である橋脚又は橋台（以下、橋脚という）、５１は上部構造物である橋桁で、５２は主桁、５３は横桁である。Ａは橋脚５０と橋桁５１との間に定着された実施の形態１に係る鋼製支承、Ｂは橋脚５０と橋桁５１との間に定着された鋼製支承Ａとは別の弾性ダンパーである。
【００２９】
図７に弾性ダンパーＢの一例を示す。５２は円柱状又は角柱状の本体で、上下方向に所定の間隔で複数の鋼板５３を配設し、この鋼板５３の間及び周囲を例えばゴムの如き弾性体５４で一体に固めたもである。この弾性体５４は水平ばね機能を備えている。また、減衰性の高い材料が用いられる場合もある。なお、下端部及び上端部の鋼板５３には板厚の厚いものが用いられており、それぞれ複数のねじ穴が設けられている。
【００３０】
そして、この本体５２を下部プレート５５上に載置して、下部プレート５５に設けたねじ挿通穴に挿通したボルト５７を、本体５２の下端部の鋼板５３に設けたねじ穴に螺入し、一体に結合する。また、本体５２の上端部に上部プレート５６を載置し、上部プレート５６に設けたねじ挿通穴に挿通したボルト５７を、本体５２の上端部の鋼板５３に設けたねじ穴に螺入して、一体に結合する。５８は上部プレート５６の上面に螺入した複数の六角ボルト、５９は橋脚５０に設けられ、下部プレート５５に設けた複数のボルト挿通穴に挿通されるアンカーボルトである。
【００３１】
上記のように構成した弾性ダンパーＢは、鋼製支承Ａの場合と同様に、下部プレート５５を橋脚５０に設けたアンカーボルト５９により固定し、また、上部プレート５６を六角ボルト５８を介して橋桁５１に固定して、両者の間に定着される。そして、この弾性ダンパーＢは、鉛直荷重は支持せず、水平荷重のみ支持する。
【００３２】
次に、上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。温度の変化や活荷重の作用あるいは地震などによる橋桁５１の橋軸方向への変位に対しては、鋼製支承Ａは前述のように上沓８が橋軸方向に移動し、また、弾性ダンパーＢも弾性変形してこれに追随する。なお、橋軸直角方向の地震による橋桁５１の橋軸直角方向への変位に対しては、鋼製支承Ａは前述のように震度法地震に対して変位しない。
【００３３】
また、大地震（保耐法地震）時において橋桁５１が橋軸方向に変位した場合は、上記と同様の作用によりこれに追随する。橋軸直角方向の変位に対しては、鋼製支承Ａは下沓１をベースプレート２０に直接又は固定部材３６を介して固定したボルト４１が破断して橋軸直角方向に移動し、弾性ダンパーＢも弾性変形してこれに追随する。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態は、死荷重や活荷重などの主として鉛直荷重は、鉛直方向の剛性が非常に高い鋼製支承Ａが支持し、地震時の変形やエネルギーの吸収などの主として水平荷重に対しては、減衰性能及び水平ばね特性（水平ダンパー機能）を有する弾性ダンパーＢが支持するように構成し、それぞれの状態を分離して機能を発揮させるようにしたものである。
【００３５】
そして、橋梁の橋脚、橋台上に鋼製支承Ａを設置し、それとは別に弾性ダンパーＢを設置するようにしたので、地震時の全方向の水平荷重に確実に追従することができ、また、水平荷重が消滅したときは、元の状態に戻ることができる。
さらに、端支点に剛性の高い鋼製支承を設置すれば、常時において路面に段差が生じて走行性が低下したり、騒音を発するなどの問題の発生を防止することができる。
【００３６】
上記の説明では、図７に示すような弾性ダンパーを用いた場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の弾性ダンパーを用いてもよい。
また、上記の説明では、両端支点に鋼製支承を設置し、これら鋼製支承の間に１つのゴム支承を設置した場合を示したが、鋼製支承と弾性ダンパーの設置場所及び設置数も適宜変更することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る鋼製支承は、中心部に設けた凹部にゴムプレート、中間プレート等が収容され、ベースプレートに直接又は固定部材を介してボルトによって固定された下沓と、ベースプレートの橋軸方向側に設けられ、下沓をガイドする下沓ガイドブロックと、すべり板を介して下沓上に橋軸方向に移動可能に保持された上沓とを有し、下沓をベースプレートに直接又は固定部材を介して固定するボルトを、震度法地震時の水平荷重を超える水平荷重が作用したときは破断する強度に設定したので、次のような効果を得ることができる。
【００３８】
すなわち、温度の変化による路面の伸縮や活荷重の作用あるいは地震時には、上沓が橋軸方向に移動してこれらに追随し、橋軸直角方向の保耐法地震時には下沓が橋軸直角方向に移動しうるようにすべり面を分離して、全方向の変位に追随できるように構成したので、保耐法地震時の橋軸と直角方向の水平荷重にも確実に追随することができる。このため、路面に段差が発生したり、落橋したりする橋梁の損傷を防止することができる。
【００３９】
また、上記の下沓に設けたボルト挿通穴に挿通されて該下沓をベースプレートに直接又は固定部材を介して固定するボルトと、前記ボルト挿通穴の橋軸方向との間に形成されるすき間ｔ1 を、前記下沓の側面と下沓ガイドブロックの側面との間に形成されるすき間ｔ2 より大きく形成したので、繰返し水平荷重によるボルトの疲労を防止することができる。
【００４０】
また、本発明に係る橋梁の支承装置は、下部構造物と上部構造物との間に支承が設置された橋梁において、下部構造物と上部構造物との間に上記の鋼製支承を設置すると共に、これら鋼製支承とは別に弾性ダンパーを設置したので、全方向の水平荷重に確実に追随することができ、また、端支点に剛性の高い鋼製支承を設置することにより、常時において路面に段差が生じて走行性が低下したり、騒音が発するなどの問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る鋼製支承の橋軸直角方向の一部断面図である。
【図２】図１の橋軸方向の一部断面図である。
【図３】図１の分解斜視図である。
【図４】図２の要部の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る鋼製支承の橋軸直角方向の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る橋梁の支承装置の橋軸直角方向の模式的断面図である。
【図７】図６の弾性ダンパーの一例の縦断面図である。
【図８】従来の鋼製支承の一例の橋軸直角方向の一部断面図である。
【図９】図８の橋軸方向の一部断面図である。
【符号の説明】
Ａ  鋼製支承
Ｂ  弾性ダンパー
１  下沓
２  凹部
４ａ，４ｂ  ブラケット
６  係止段部
８  上沓
１１  嵌合凸部
１２  すべり部材
１５  ゴムプレート
１７  中間プレート
１８  すべり板
２０  ベースプレート
３１ａ，３１ｂ  サイドブロック
３３ａ，３３ｂ  下沓ガイドブロック
３６  固定部材
４１  ボルト
５０  橋脚
５１  橋桁
【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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