(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム層と硬質板層とを積層した積層ゴムを有する橋梁用ゴム支承によって桁を支持した橋梁における桁支持構造において、
該橋梁用ゴム支承の最上層及び最下層の少なくとも一方のゴム層は、橋軸方向の縦断面が円弧状の円筒壁形状である湾曲ゴム層となっていることを特徴とする桁支持構造。
【請求項２】
ゴム層と硬質板層とを積層した積層ゴムを有する橋梁用ゴム支承によって桁を支持した橋梁における桁支持構造において、
該橋梁用ゴム支承に、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転に応動してすべる円筒面よりなるすべり面を設けたことを特徴とする桁支持構造。
【請求項３】
請求項２において、前記積層ゴムの上面及び下面の少なくとも一方が前記すべり面となっていることを特徴とする桁支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は桁支持構造に係り、特に桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転時にもゴム層全体に圧縮ひずみが残るよう構成した橋梁用ゴム支承を有する桁支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁用ゴム支承は、周知の通りゴム層と硬質板層とを積層した積層ゴムを有する。通常の場合、この積層ゴムの上下にフランジが一体に設けられている。
【０００３】
このゴム支承に鉛直荷重が加えられた場合、ゴム層は側方に押し出されるように圧縮変形するが、硬質板層を介在させてゴム層の厚さを小さくすることによりこのゴムの膨出量をわずかなものとし、ゴムの耐荷力を増大させている。水平変位に対しては、ゴムがせん断変形することにより変位を吸収している。
【０００４】
回転に対しては、ゴムの弾性によりこれを吸収する。このとき、ゴム支承は全面積で荷重を支持し、端部で浮き上りが生じないようにする必要がある。即ち、桁の回転変位が生じてもゴム層にはその全体に圧縮ひずみが残るようにゴム支承を設計する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、桁の回転に対しても必ず圧縮ひずみが残留するようにゴム支承を構成するためにゴム層の厚みを増すことが行われているが、このようにゴム層を厚くすると次のような短所が生じる。
【０００６】
(1)  ゴム層の形状係数の下限を割ってしまい、支承の寸法を大きくせざるを得なくなる。
【０００７】
(2)  支承の水平ばねが小さくなり、地震時の橋桁の水平移動量が多くなる。
【０００８】
(3)  この水平移動量が支承ゴムの許容ひずみを超えないようにするために、支承の平面寸法を大きくせざるを得ない。
【０００９】
これらの短所は、いずれも桁の回転によるゴムのひずみを、それを上回る圧縮ひずみでカバーしようとするために起きるものである。
【００１０】
本発明は、かかる短所を解消すべく、ゴム支承の橋軸方向を含む鉛直面内の回転ひずみを吸収する機能を水平可動機能と併せて有し、ゴム支承が必要以上に大きくなることを防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る桁支持構造は、ゴム層と硬質板層とを積層した積層ゴムを有する橋梁用ゴム支承によって桁を支持した橋梁における桁支持構造において、該橋梁用ゴム支承の最上層及び最下層の少なくとも一方のゴム層は、橋軸方向の縦断面が円弧状の円筒壁形状である湾曲ゴム層となっていることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる桁支持構造の橋梁用ゴム支承にあっては、湾曲ゴム層にせん断変形が生じることにより桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転によるゴム支承の変位を吸収する。これにより、各ゴム層にはその全体に圧縮ひずみが残留するようになる。
【００１３】
請求項２の発明に係る桁支持構造は、ゴム層と硬質板層とを積層した積層ゴムを有する橋梁用ゴム支承によって桁を支持した橋梁における桁支持構造において、該橋梁用ゴム支承に、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転に応動してすべる円筒面よりなるすべり面を設けたことを特徴とするものである。この円筒面よりなるすべり面でのすべりにより、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転変位が吸収される。
【００１４】
このすべり面は、積層ゴムの上面及び下面の少なくとも一方に設けられるのが好ましい（請求項３）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３はそれぞれ請求項１の発明の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。
【００１６】
図１〜３のいずれのゴム支承においても、積層ゴム１の上下に上フランジ２及び下フランジ３をボルト４により一体化させ、このフランジ２，３に上沓５及び下沓６をボルト７により固着している。積層ゴム１はゴム層９とステンレス等の金属板などよりなる硬質板層８とを交互に積層したものとなっている。この積層ゴム１は平面視形状を円形、方形、多角形など各種形状のものとしうる。なお、この実施の形態では、積層ゴム１の外周面が耐候性のゴム層で被覆されている。
【００１７】
また、この実施の形態にあっては、積層ゴム１の上面及び下面にはそれぞれステンレス等の金属製のトッププレート１０及びボトムプレート１１が配置されている。これらのプレート１０，１１に設けられた雌ねじ穴に前記ボルト４が螺合している。
【００１８】
図１の橋梁用ゴム支承にあっては、最上層の硬質板８Ａは、その上面が円筒面状に上方に凸に湾曲している。また、トッププレート１０の下面は、この湾曲に倣って円筒面状に凹に湾曲している。
【００１９】
図２の橋梁用ゴム支承においては、最上層の硬質板８Ａは、その上面が凹に湾曲した円筒面となっており、トッププレート１０の下面は凸に湾曲した円筒面となっている。
【００２０】
従って、図１，２のトッププレート１０と硬質板８Ａとの間の最上層のゴム層９Ａは円筒壁形状となっている。
【００２１】
この図１，２の橋梁用ゴム支承を用いた桁支持構造であれば、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転に伴って最上層のゴム層９Ａがせん断方向に変形し、トッププレート１０が硬質板８Ａの円筒面に沿って変位し、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転によるゴム支承の変位が吸収される。このため、桁が橋軸方向を含む鉛直面内で回転しても各ゴム層９，９Ａは常に全体に圧縮ひずみのみが残るようになる。従って、各ゴム層９，９Ａは支承の水平変形だけに対応する下限厚さとすることができ、ゴム支承の寸法を小さくすることができる。
【００２２】
なお、当然ながら、硬質板８Ａの上面とトッププレート１０の下面とが円筒面であれば、この円筒の軸心線方向が橋軸直角方向となるように橋梁用ゴム支承が設置される。この場合、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転によるゴム支承の変位がゴム層９Ａのせん断変形によって吸収されることになる。
【００２３】
図１，２ではせん断変形するゴム層を最上層に配置しているが、図３のように最下層に配置しても良い。図３では、最下層の硬質板８Ｂの下面が凹に湾曲した円筒面となっており、ボトムプレート１１の上面がこの湾曲面に倣って凸に湾曲した円筒面となっている。これらの硬質板８Ｂとボトムプレート１１との間のゴム層９Ｂが桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転に伴ってせん断変形し、桁の橋軸方向を含む鉛直面内の回転によるゴム支承の変位が吸収される。
【００２４】
図３の橋梁用ゴム支承は図２の橋梁用ゴム支承を上下逆にした構成のものとなっているが、図１の橋梁用ゴム支承を上下逆にした構成の橋梁用ゴム支承（図示略）も用いられることは明らかである。
【００２５】
なお、本発明では湾曲したゴム層９Ａ，９Ｂの双方を１つの橋梁用ゴム支承に設けても良いが、通常はゴム層９Ａ，９Ｂのうちの一方のみを設ければ十分である。
【００２６】
図４は請求項２，３の発明の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。この橋梁用ゴム支承ではトッププレート１０の上面を凹に湾曲した円筒面とし、上フランジ２の下面に、この湾曲に対応した円筒面を有した凸部１２を形成している。該凸部１２の下面とトッププレート１０との間がすべるように、上フランジ２とトッププレート１０との連結ボルト４（図１〜３）は用いられていない。この橋梁用ゴム支承のその他の構成は図１と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
【００２７】
この橋梁用ゴム支承を用いた桁支持構造にあっては、桁が橋軸方向を含む鉛直面内で回転した場合、凸部１２とトッププレート１０との接触面がすべり、桁の回転が吸収される。この結果、ゴム層９はすべて支承の水平変形だけに対応する下限のゴム厚さのものとすることができ、ゴム支承の寸法を小さくすることができる。
【００２８】
図４では上フランジ２に凸なる湾曲面を形成し、トッププレート１０に凹なる湾曲面を形成しているが、逆に上フランジ２に凹なる湾曲面を形成し、トッププレート１０に凸なる湾曲面を形成しても良い。
【００２９】
図４ではトッププレート１０と上フランジ２との間に湾曲したすべり面を設けているが、ボトムプレート１１と下フランジ３との間にすべり面を設けても良い（図示略）。また、このようなすべり面をトップ側とボトム側の双方に設けても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の桁支持構造は、その橋梁用ゴム支承における湾曲したゴム層のせん断変形又は湾曲したすべり面のすべりにより桁の回転を吸収するようにしたものであり、ゴム層の厚さが小さくて済み、支承の寸法を小さくすることができる。従来、桁の回転角の大きさの割に、支承にかかる圧縮荷重が小さい橋では、回転によるひずみを上回る圧縮ひずみが生じるゴム支承が設計不可能で、ゴム支承を適用できないことがあったが、本発明によれば橋梁用ゴム支承の設計可能範囲がきわめてひろくなり、支承設計の自由度が広がりコストダウンにつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。
【図２】  第２の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。
【図３】  第３の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。
【図４】  第４の実施の形態に係る桁支持構造の橋梁用ゴム支承の断面図である。
【符号の説明】
１  積層ゴム
２  上フランジ
３  下フランジ
８，８Ａ，８Ｂ  硬質板
９，９Ａ，９Ｂ  ゴム層
１０  トッププレート
１１  ボトムプレート
１２  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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