(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、水平方向にせん断変形して、前記上部構造物の水平荷重を支持する積層ゴム体を備えた水平支承装置であって、
前記積層ゴム体は、上部鋼板と下部鋼板との間に中間鋼板とゴム層とを交互に積層し一体に成形したものであり、
前記上部鋼板の上面には、上部が下部より水平方向の長さが大きく、かつ上部と下部との間に段部が形成されたキープレートが突設されており、
前記上部構造物の下面に固定され、前記キープレートの段部に係合する係合部が形成された上沓が、前記上部鋼板およびキープレートとの間に遊間を有した状態で、前記キープレートの段部に係合していることを特徴とする水平支承装置。
【請求項２】
前記上沓は、中央部に前記キープレートの上部が貫通する貫通孔を有し、該貫通孔の内周面に前記キープレートの段部に係合する係合部を有する額縁形状である請求項１記載の水平支承装置。
【請求項３】
前記上沓の貫通孔から露出する上部構造物の下面と、前記キープレートの上部上面との間に遊間を有する請求項２記載の水平支承装置。
【請求項４】
前記キープレートによって形成された、前記上部鋼板と上部構造物との間隙を塞ぐように、前記上沓より外周側の当該間隙に弾性層が充填されている請求項１〜３のいずれかに記載の水平支承装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁、陸橋、建築構造物、機械等の構造物を支承する、いわゆる機能分離型支承装置のうち、特に水平方向の荷重を支持するための水平支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、橋梁等の上部構造物と橋脚等の下部構造物との間に支承装置を配置し、上部構造物から作用する力を下部構造物に伝達して、上部構造の荷重の載荷による撓みやねじれ変形を吸収することが行われている。
【０００３】
荷重伝達機能には、鉛直力支持機能と水平力支持機能とがある。従来の橋梁用支承装置は、両機能を集約させた機能一体型支承装置が多かった。機能一体型支承は各機能を集約させるために支点構造が簡素であるという利点はあるが、各々の機能の兼ね合いにより支承部が大型化し、さらに支承部に局部的な損傷や一部の機能不全が生じた場合に、一方の機能だけでなく、他方の機能にまでその影響が大きく波及するという懸念もある。
【０００４】
このようなことから、近時、上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直支承装置と、上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、弾性体が水平方向にせん断変形して、上部構造物の水平荷重を支持する水平支承装置とを備えた機能分離型支承装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１１は、特許文献１に記載されているような従来の水平支承装置を示す正面図である。同図に示すように、この水平支承装置１００は、下部構造物１３０の上面に固定される弾性体１３２と、上部構造物の下面に固定されるサイドブロック１３３とを備えている。
【０００６】
弾性体１３２は、上部に上部構造物との間に隙間Ｃ１を形成する方形のフランジプレート１３１（上部鋼板）を有している。弾性体１３２は、フランジプレート１３１と下部鋼板（図示せず）との間に鋼板とゴム層とを交互に積層し、加硫接着により同時成形したものである。
【０００７】
一方、サイドブロック１３３は、フランジプレート１３１の橋軸方向および橋軸直角方向に沿う周面に係合可能であると共に、下部に設けた係合片１３４により、フランジプレート１３１の下面に隙間Ｃ２を介して係合している。
【０００８】
このような水平支承装置１００では、弾性体１３２がせん断変形して水平荷重を支持し、上部構造物に回転が生じても、前記した隙間Ｃ１，Ｃ２によって回転を許容している。上揚力に対しては、係合片１３４がフランジプレート１３１に係合し、これにより弾性体１３２を介して上下部構造物間で上揚力を伝達し、上部構造物の落下を防止している。
【０００９】
しかしながら、弾性体１３２は、該弾性体の本体からはみ出した大きなフランジプレート１３１を有し、かつ該フランジプレート１３１を抱え込むようにサイドブロック１３３が上沓１３５の下面に取付けられている。したがって、水平支承装置１００には、上部構造物の取付け面積が大きくなり、装置が大型化するという問題がある。
【００１０】
このような問題に対して、本出願人は、装置のコンパクト化を図った水平支承装置として、先に特許文献２に記載のような水平支承装置を開発した。この水平支承装置は、積層ゴム体の上部鋼板から逆Ｌ字形ブロックを上方に突設させ、この逆Ｌ字形ブロックに上沓を係合させている。これにより、上部鋼板を有する積層ゴム体より外側に突出するものをなくして、装置自体をコンパクトにしている。
しかしながら、この水平支承装置は、逆Ｌ字形ブロックを少なくとも一対突設させなければならず、部品点数が多くなり、上沓との取付方法も複雑になるという問題がある。
【００１１】
【特許文献１】特許第３６３４２８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、装置を大型化することなく、上部構造物への取付け構造をより簡単にした水平支承装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、水平方向にせん断変形して、前記上部構造物の水平荷重を支持する積層ゴム体を備えた水平支承装置であって、前記積層ゴム体は、上部鋼板と下部鋼板との間に中間鋼板とゴム層とを交互に積層し一体に成形したものであり、前記上部鋼板の上面には、上部が下部より水平方向の長さが大きく、かつ上部と下部との間に段部が形成されたキープレートが突設されており、前記上部構造物の下面に固定され、前記キープレートの段部に係合する係合部が形成された上沓が、前記上部鋼板およびキープレートとの間に遊間を有した状態で、前記キープレートの段部に係合していることを特徴とする水平支承装置。
（２）前記上沓は、中央部に前記キープレートの上部が貫通する貫通孔を有し、該貫通孔の内周面に前記キープレートの段部に係合する係合部を有する額縁形状である前記（１）記載の水平支承装置。
（３）前記上沓の貫通孔から露出する上部構造物の下面と、前記キープレートの上部上面との間に遊間を有する前記（２）記載の水平支承装置。
（４）前記キープレートによって形成された、前記上部鋼板と上部構造物との間隙を塞ぐように、前記上沓より外周側の当該間隙に弾性層が充填されている前記（１）〜（３）のいずれかに記載の水平支承装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水平支承装置は、上部鋼板の上面に、上部が下部より水平方向の長さが大きく、かつ上部と下部との間に段部が形成されたキープレートを突設し、上沓を、前記上部鋼板およびキープレートとの間に遊間を有した状態で、前記キープレートの段部に係合させるようにした。これにより、平面サイズを小さくできるので、装置をコンパクトにできるという効果が得られる。しかも、部品点数を少なくできるので、コストダウンを図ることができ、かつ上部構造物への取付け構造も簡単になることから、施工性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる水平支承装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の水平支承装置を示す一部破断正面図である。図２は、図１に示す水平支承装置のキープレートおよび上沓付近を示す部分拡大断面図である。図３は、図１に示す水平支承装置のキープレートおよび上沓を示す平面図である。図４は、図１に示す水平支承装置における水平力伝達作用を示す概略説明図であり、図５は、その上揚力伝達作用を示す概略説明図であり、図６は、その回転変位追随作用を示す概略説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の水平支承装置は、上部構造物１の鉛直荷重に対して非荷重状態で設置されており、四角柱状の積層ゴム体２を有している。この積層ゴム体２は、厚肉の上部鋼板２１と下部鋼板２２との間に、複数枚の薄肉の中間鋼板２３とゴム層２４とを交互に積層し、これらを加硫成形により一体に成形したものである。
【００１７】
積層ゴム体２の下部鋼板２２には、ボルト３によって下沓４が固定されている。下沓４の上面中央部および下部鋼板２２の下面中央部には、それぞれ凹部が形成されており、それらの凹部を対向させて形成される空隙内には、せん断キー１６が収容されている。このせん断キー１６には、通常、柱状（例えば円柱、角柱等）のコマが使用される。また、下沓４は、ボルト６によってベースプレート５に固定されている。ベースプレート５は、橋脚７に埋め込まれるアンカーボルト８を有している。
【００１８】
一方、積層ゴム体２の上部鋼板２１の上面中央部には、キープレート１２が突設されている。このキープレート１２は、固定ボルト１７によって上部鋼板２１に固定されている。キープレート１２は、断面が逆ハット形の柱状体（例えば角柱等）であり、図２に示すように、上部１２ａが下部１２ｂより水平方向の長さが大きく、かつ上部１２ａと下部１２ｂとの間に段部１２ｃが形成されている。
【００１９】
キープレート１２の段部１２ｃに係合する上沓１３は、キープレート１２を囲むようにソールプレート１０の下面に配置されている。そして、該上沓１３は、上部構造物１の桁９およびソールプレート１０の各ボルト挿通孔を挿通させたボルト１１を上沓１３に螺合させることよって、上部構造物１の下面に固定されている。
【００２０】
この上沓１３は、図３に示すように、中央部にキープレート１２の上部１２ａが貫通する貫通孔１３ａを有し、該貫通孔１３ａの内周面にキープレート１２の段部１２ｃに係合する係合部１３ｂを有する額縁形状をなす。係合部１３ｂは、図２に示すように、貫通孔１３ａの内周面下側に位置し、貫通孔１３ａの中心軸に向かって突出するよう形成されている。
【００２１】
本実施形態では、この上沓１３が、上部鋼板２１およびキープレート１２との間に、以下の遊間ｇ１〜ｇ３を有した状態で、キープレート１２の段部１２ｃに係合している。
上沓１３の下面と、上部鋼板２１の上面との間：遊間ｇ１
キープレート１２の外周面と、上沓１３の貫通孔１３ａの内周面との間：遊間ｇ２
キープレート１２の段部１２ｃ下面と、これに係合する上沓１３の係合部１３ｂ上面との間：遊間ｇ３
【００２２】
本実施形態では、さらに上沓１３の貫通孔１３ａから露出するソールプレート１０の下面（上部構造物１の下面）と、キープレート１２の上部１２ａ上面との間に遊間ｇ４を有している。これら遊間ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４は、３〜２０ｍｍ程度の間隙であるのが適当である。
【００２３】
このように構成された水平支承装置では、桁９が温度変化による伸縮や、地震等により橋軸方向（図１に矢印Ｘで示す方向）または橋軸直角方向に水平荷重を受けると、図４に矢印で示す水平な力が、上沓１３，キープレート１２，固定ボルト１７および積層ゴム体２の順に伝達され、該積層ゴム体２がせん断変形して水平荷重に応答することができる。
【００２４】
また、上部構造物１に対して、地震等により図５に矢印で示す鉛直方向上向きの荷重（上揚力）が作用すると、該上揚力は、上沓１３からキープレート１２，固定ボルト１７を経て積層ゴム体２へ伝達され、これにより上部構造物１の落下を防止することができる。
【００２５】
さらに、活荷重により上部構造物１に図６に矢印で示す回転が生じると、キープレート１２の周囲に遊間ｇ１〜ｇ４が存在することから、上部構造物１の鉛直荷重を積層ゴム体２に付与することなく、上部構造物１の回転を許容することができる。
【００２６】
以上、本発明にかかる好ましい実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば、図７に示すように、キープレート３１の下面中央部および上部鋼板３２の上面中央部に、それぞれ凹部を形成し、それらの凹部を対向させて形成される空隙内にせん断キー３３を収容するようにしてもよい。
【００２７】
通常、キープレート３１を上部鋼板３２に固定するための固定ボルト３５の設計は、水平力および／または上揚力で決定する。本実施形態によれば、水平力に対しては、せん断キー３３で抵抗させることで、固定ボルト３５の設計を、引張力、すなわち上揚力のみで決定することができる。つまり、せん断力、すなわち水平力で固定ボルト３５の設計が決っている場合は、該固定ボルト３５のサイズを小さくでき、その数を減らすことができる。その他の構成は、前記した一実施形態にかかる水平支承装置と同様である。
【００２８】
また、図８に示すように、キープレート４１と、せん断キー４２とを一体に成形してもよい。これにより、部品点数を減らすことができる。この実施形態の場合には、上部鋼板４３上面のせん断キー４２に対応する位置に凹部を設け、該凹部内にせん断キー４２を収容するようにする。その他の構成は、前記した一実施形態にかかる水平支承装置と同様である。
【００２９】
図９に示すように、上部鋼板５１の上面に凹部を設け、該凹部内にキープレート５２の下端部を収容するようにしてもよい。これにより、前記凹部内に収容されたキープレート５２の下端部が、せん断キーと同様の機能を奏するので、せん断キーの加工をなくすことができる。その他の構成は、前記した一実施形態にかかる水平支承装置と同様である。
【００３０】
図１０に示すように、上沓６１より外周側の全周にわたって、上部鋼板６２とソールプレート６３（上部構造物）との間に形成された隙間に弾性層６４を充填してもよい。すなわち、上部鋼板６２の上面にキープレート６５を突設することにより、上部鋼板６２とソールプレート６３との間に間隙ができる。この間隙を通って前記遊間ｇ１〜ｇ４に塵等が侵入して遊間に詰まるおそれがある。遊間ｇ１〜ｇ４に塵等が詰まると、これら遊間ｇ１〜ｇ４の機能が損なわれ、地震等で橋梁に深刻な損傷を与えるおそれがある。
【００３１】
つまり、当該間隙に弾性層６４を充填することによって、遊間ｇ１〜ｇ４に塵等が侵入するのを阻止することができ、水平支承装置としての機能を安定させることができる。また、弾性層６４によって、装置内への水等の浸入も阻止できるので、防食性を向上させることもできる。弾性層６４としては、例えばクロロプレンゴムまたはその発泡体等が好適である。
【００３２】
なお、弾性層６４は、上沓６１より外周側の間隙に全周にわたって充填されているが、水平支承装置の構成に応じて、前記間隙に断続的に充填するようにしてもよい。その他の構成は、前記した一実施形態にかかる水平支承装置と同様である。
【００３３】
本発明の水平支承装置は、橋梁用以外に、建物や機械類等の各種構造物にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図である。
【図２】図１に示す水平支承装置のキープレートおよび上沓付近を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す水平支承装置のキープレートおよび上沓を示す平面図である。
【図４】図１に示す水平支承装置における水平力伝達作用を示す概略説明図である。
【図５】図１に示す水平支承装置における上揚力伝達作用を示す概略説明図である。
【図６】図１に示す水平支承装置における回転変位追随作用を示す概略説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態にかかる水平支承装置を示す一部破断正面図である。
【図１１】従来の水平支承装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  上部構造物
２  積層ゴム体
３，６，１１  ボルト
４  下沓
５  ベースプレート
７  橋脚
８  アンカーボルト
９  桁
１０  ソールプレート
１２  キープレート
１２ａ  上部
１２ｂ  下部
１２ｃ  段部
１３  上沓
１３ａ  貫通孔
１３ｂ  係合部
１６  せん断キー
１７  固定ボルト
２１  上部鋼板
２２  下部鋼板
２３  中間鋼板
２４  ゴム層
【図１】
0005049202.tif 000002
【図２】
0005049202.tif 000003
【図３】
0005049202.tif 000004
【図４】
0005049202.tif 000005
【図５】
0005049202.tif 000006
【図６】
0005049202.tif 000007
【図７】
0005049202.tif 000008
【図８】
0005049202.tif 000009
【図９】
0005049202.tif 000010
【図１０】
0005049202.tif 000011
【図１１】
0005049202.tif 000012