先端建設技術・技術審査証明事業

SPR-Sの設計モデル
SPR-S の非線形履歴は、せん断ひずみに依存した特性を示し（図５）、その等価減衰定数は、従来の免震支承（LRB、HDRS）に比べて約 50% 向上した
（図２、図５b）。
さらに、地震時を想定した面圧・周期・温度に対する依存性や、常時の交通荷重や温度伸縮の繰り返しを想定した疲労特性、および材料自体の耐候性・耐久性等に関する性能確認も実施した。
また、設計上のモデルとしてバイリニア型の設計式を提案し、設計値と実測値を比較することにより、その妥当性を確認した
（図６）
。
1000
800

25.8%
等価減衰定数
等価減衰定数水平 荷 重(kN)( k N )
水平荷重

600
400
200
0-200-400

25%
75%
125%
175%
225%

-600
-800
-1000-250-150-5050150（鉛比率 ）（鉛比率高減衰ゴム支承（ ）超高減衰ゴム支承（））

250
せん断ひずみ γ

せん断ひずみγ(%)

SPR-Sの履歴性状と減衰性能(b) 減衰性能

水平荷重

水平荷重 (kN)

図5水平荷重水平荷重 (kN)（SPR-S：Super Spring conﬁned Pb Rubber bearing））

鉛プラグ入りゴム支承（）（鉛比率 ） 鉛比率
鉛プラグ入りゴム支承（

水平変位 (mm)
水平変位(mm)(a) 履歴性状

スプリング拘束型鉛プラグ入り
高減衰積層ゴム支承

16.8%

16.4%

50%
100%
150%
200%
250%

概要書

審査証明依頼者
株式会社川金コアテック

設計値

設計値

実測値

実測値

水平変位
水平変位 (mm)

水平変位
水平変位 (mm)(a) せん断ひずみγ=175%(b) せん断ひずみγ=250%
図 6 バイリニアモデルによる設計式と実測値との比較

先端建設技術・技術審査証明事業に関するお問い合わせ
当センターでは、建設事業に係るニューフロンティア開発技術、メカトロニクス、環境保全等の先端技術で、調査・設計・施工・維持管理等の技術、機械・設備・材料等の開発・利用技術を対象に審査証明を行っています。

一般財団法人 先端建設技術センター（ACTEC）企画部
TEL.03-3942-3991

FAX.03-3942-0424

http://www.actec.or.jp/

スプリング拘束型鉛プラグ入り高減衰積層ゴム支承の審査証明依頼者

株式会社川金コアテック
埼玉県川口市川口２－２－７
SPR-Sに関するお問合せ

株式会社川金コアテック 営業本部橋梁営業部
埼玉県川口市川口２－２－７ TEL: 048-259-1113、FAX: 048-259-1137
Email: info@kawakinkk.co.jp、ホームページ http://www.kawakinct.co.jp/※本概要書は、一般財団法人先端建設技術センターが行った先端建設技術・技術審査証明事業の審査結果を広く関係者に紹介する目的で作成したものです。
（2020年7月）

2020年7月

建設技術審査証明協議会会員

一般財団法人

先端建設技術センター（ACTEC）

スプリング拘束型鉛プラグ入り
高減衰積層ゴム支承の概要

32400

A1上沓

図30.2-0.2

5時間

鉛プラグと高減衰ゴムを複合設置した支承構造図

水平荷重 (kN)

6800

9300

9600

14300

14300

応答変位 （m）

00155時間10（sec）

15(b) ７径間連続PC橋

図4 比較設計における橋桁の地震時応答変位の比較
表1 比較設計における支承諸元および地震時変位量の比較-2000

従来品の等価減衰定数

-3000

16.8%
0NEW TYPE
SPR-S
OLD TYPE
従来型

0.2(a) ２径間連続鈑桁橋-1000

アンカーボルト
図110（sec）

等価剛性
ΣＫB-50A2

P6-0.40-100

P5-0.2-0.1

基本特性 （γ=±175％）
従来型の免震支承-150

P40.401000-4000-200P3NEW TYPE
SPR-S
OLD TYPE
従来型0.12000

下沓P2

SPR-Sと従来型免震支承(HDRS)の比較設計のための橋梁モデル

4000

鉛プラグ

P150400(b) ７径間連続PC橋（エネルギー吸収性能）25.8%
3000

5@56500
14200

A1SPR-S の等価減衰定数

高減衰ゴム

10400

740050400

応答変位 （m）

大規模地震に対する備えとして、構造物の設計法には耐震設計と免震設計の２つの手法がある。耐震設計は地震の揺れに対して「耐える」構造物を作る技術であり、一方、免震設計は、構造物をゴム支承などで「柔らかく支持する」ことで、地震の揺れによる力の集中を避け、なおかつ、減衰機能を付与することで振動の収束を早めることを目的とした技術である。
この免震設計を行うには、構造物を支える「免震ゴム支承」の性能が非常に重要であり、支承部の性能が橋梁の耐震性能を決めると言っても過言ではない。これまでに、
この免震ゴム支承としては、２つの形式が採用されてきている。ひとつは、天然ゴム材料と鉛プラグを組み合わせた「鉛プラグ入り積層ゴム支承（LRB）」で、鉛の塑性変形によって減衰機能を発揮させている。もうひとつは、特殊配合のゴムを用いた「高減衰積層ゴム支承（HDRS）」で、ゴム材料自体の粘性抵抗や摩擦抵抗によって減衰機能を発揮させている。
本技術（SPR-S）
では、減衰性能の更なる向上を目指して、従来はそれぞれ個別に使われていた２つの減衰部材（鉛プラグと高減衰ゴム）を、１つの支承の中で複合させて用いる構造を採用した（図１）。
２つの減衰部材が同時に作用することで支承部の減衰性能が高まり、ひいては橋梁構造物全体の安全性の向上に寄与できる点に大きな特徴がある。また、具体的には等価減衰定数が約50%（16.8%から25.8%へ）向上する性能を有している
（図２）。

中間 PL

P2

P1(a) ２径間連続鈑桁橋技術の概要

拘束スプリング

91209120

13000
13000

6840

32400

50100150200

従来型
２径間連続鈑桁橋

複合型
免震支承水平変位 (mm)

図２ SPR-Sと従来型の履歴曲線（減衰性能）の比較

SPR-Sによる免震効果
SPR-Sによる免震効果を確認するため、以下の２つの橋梁における比較設計を実施した。
一つは、２径間連続鈑桁橋で、支間長32.4m、Ⅰ種地盤上に建設される橋梁であり、もう一つは、両端に橋台構造を有する７径間連続PC橋で、中央区間の支間長は5×56.5m、Ⅱ地盤上に建設される橋梁緒元である（図３）。それぞれ橋梁に対して、従来型免震支承としてHDRSおよびSPR-Sの性能をもとに、免震設計法に従って各断面の形状設定を行い、設計地震動の入力を実施した結果、・上部構造（支承）の変位応答に約20%～30%程度低減する効果がみられた。
（図４、表１）※橋梁の振動モードには変化は見られず、純粋に減衰付与による応答低減のみが実現されている。
・支承形状（ゴム本体の体積）は、高い減衰性能により20%程度小さくすることができる。
（表1）※体積減は、そのままコスト減の効果が期待できる。

従来型

７径間連続ＰＣ橋

複合型
免震支承

減衰定数ｈB

設計変位
ＵB

せん断歪γ

変位比率
複合型
従来型

ゴム沓
体積Ｖ

体積比率
複合型
従来型