支承用損傷判定装置、支承用損傷判定装置の取付方法、及び支承
【課題】簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知可能な支承用損傷判定装置を提供することが目的である。
【解決手段】橋脚１０６と橋桁１０８との間に配置され、橋桁１０８を橋脚１０６と相対移動可能に支持する支承１０のゴム層１６と金属板１５を交互に積層した積層体１４の外周を覆う外皮ゴム１８の表面に、少なくとも隣接する２枚の金属板１５に跨るように損傷判定装置２０を構成するゴム片２２を取り付ける。このゴム片２２の伸び性能を、橋脚１０６と橋桁１０８との間の相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬを超えた場合に破断するように予め設定しておくことで、簡易な構成で支承１０の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
【解決手段】橋脚１０６と橋桁１０８との間に配置され、橋桁１０８を橋脚１０６と相対移動可能に支持する支承１０のゴム層１６と金属板１５を交互に積層した積層体１４の外周を覆う外皮ゴム１８の表面に、少なくとも隣接する２枚の金属板１５に跨るように損傷判定装置２０を構成するゴム片２２を取り付ける。このゴム片２２の伸び性能を、橋脚１０６と橋桁１０８との間の相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬを超えた場合に破断するように予め設定しておくことで、簡易な構成で支承１０の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材と被支持部材との間に配置された支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置、支承用損傷判定装置を支承に取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法、及び支承用損傷判定装置が取り付けられた支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持部材に対し、ビルや橋梁などの構造物（被支持部材）を免震して支持する支承が知られている。このような支承は、支持部材と被支持部材との間に配置され、被支持部材である上部構造物を支持すると共に、支持部材と被支持部材とを水平方向に相対移動可能としている。そして、この支承は、支承自体が弾性変形することにより被支持部材と支持部材との間の相対移動を許容している。
【０００３】
ところで、支承は構成部材に応じた所定の限界変位量までの弾性変形であれば損傷を受けずに変形されて復元されるが、限界変位量を超えた場合には、損傷を受ける可能性が高く、交換、補修などの処置が必要となる。
【０００４】
そのため、支承の変位量をセンサなどで測定し、その測定値から損傷の有無を判定する技術が考案されている（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、測定のために複数のセンサを配置することから、構成が複雑になると共にコストも高くなる。
【０００５】
一方、支承の外表面を構成するゴム壁の伸び性能を、橋桁と橋脚との間の相対移動量が支承の限界変位量を超えた場合に破損（破断）するように規定し、目視で支承の損傷の有無を判定する技術が考案されている（例えば、特許文献３）。しかしながら、引用文献３の支承の外表面を構成するゴム壁は、支承の内側を構成するゴム体を紫外線等から保護するためのものであり、ゴム体との加硫接着時に規定どおりの伸び性能を安定して付与することが難しいという難点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３０２０号公報
【特許文献２】特開平１０−０２５７１０号公報
【特許文献３】特開２００９−００７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべく成されたもので、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知可能な支承用損傷判定装置、この支承用損傷判定装置を支承に取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法、及びこの支承用損傷判定装置が取り付けられた支承を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の支承用損傷判定装置は、支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置であって、前記支承の前記外側弾性部材の表面に取り付けられ、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨り、前記支持部材と前記被支持部材との間の相対変位量が予め設定した設定値を超えた場合に検知可能に破損する損傷判断部材、を有する。
【０００９】
請求項１の支承用損傷判定装置では、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が予め設定された設定値を超えた場合、損傷判断部材が検知可能に破損する。ここで、検知可能な破損とは、切断、破断、亀裂など、例えば目視により検知することが可能な破損指す。損傷判断部材が支承の外側弾性部材の表面に取り付けられることで目視により支承が設定値を超えた変形を受けたかを容易に検知することができる。
【００１０】
また、例えば、相対変位量の設定値を支承の限界変位量に設定した場合には、支承が限界変位量を超えた変形を受けたかを目視により検知することができる。これにより、支承の損傷の有無を容易に判定することができる。
【００１１】
さらに、損傷判断部材の状態から支承の損傷の有無を判断することができるので、センサなどを必要とせず、構成を簡易なものとすることができる。
【００１２】
そして、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が設定値を超えると破損する損傷判断部材を支承の外側弾性部材の表面に、少なくとも隣接する２つの硬質板に跨って取り付けることから、例えば、相対変位量が設定値を超えると破損する外側弾性部材を用いるものと比べて、支承が設定値を超えた変形を受けたかを正確に検知することができる。これにより、支承の損傷の有無についても正確に検知できる。
【００１３】
請求項２の支承用損傷判定装置は、請求項１の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、弾性材料で構成され、前記損傷判断部材の破断伸びは、前記外側弾性部材及び内側弾性部材よりも小さく、且つ前記相対変位量が前記設定値を超えた場合に破断するように設定されている。
【００１４】
請求項２の支承用損傷判定装置では、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が予め設定された設定値を超えた場合、損傷判断部材が破断する。
【００１５】
また、損傷判断部材の破断伸びが外側弾性部材及び内側弾性部材の破断伸びよりも小さいことから、支持部材と被支持部材の相対移動で外側弾性部材及び内側弾性部材が破壊される前に、損傷判断部材が破断する。これにより、支承が損傷する前に、どの程度の変形を支承が受けたかを損傷判断部材の状態から検知することができる。
【００１６】
請求項３の支承用損傷判定装置は、請求項１又は請求項２の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、前記外側弾性部材の表面に複数取り付けられ、各々の前記損傷判断部材には、前記相対変位量の前記設定値が個別に設定されている。
【００１７】
請求項３の支承用損傷判定装置では、相対変位量の設定値が個別に設定された異なる損傷判断部材が破損することにより、支承が受けた変形の大きさを段階的に検知することができる。
【００１８】
請求項４の支承用損傷判定装置は、請求項３の支承用損傷判定装置において、複数の前記損傷判断部材のうちの一つは、前記相対変位量の前記設定値が前記支承の限界変位量に設定されている。
【００１９】
請求項４の支承用損傷判定装置では、相対変位量の設定値が支承の限界変位量に設定されていることから、損傷判断部材が破損することで、支承の損傷の有無を判定することができる。
【００２０】
請求項５の支承用損傷判定装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、長尺とされ、長手方向の両端部のみが前記外側弾性部材の表面の前記硬質板に対応する位置にそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
請求項５の支承用損傷判定装置では、外側弾性部材の表面の内側弾性部材に対応する位置を避けて、硬質板に対応する位置に損傷判断部材の長手方向の両端部のみを取り付けている。この構成により内側弾性部材の弾性変形に左右されずに、支承が受けた変形の大きさを正確に検知することができる。
【００２２】
請求項６の支承用損傷判定装置の取付方法は、支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承に請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置を取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法であって、前記支承の前記硬質板の位置を検知し、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨るように、前記損傷判断部材を前記外側弾性部材の表面に取り付ける。
【００２３】
請求項６の支承用損傷判定装置の取付方法では、積層体と外側弾性部材とを備える支承の硬質板の位置を検知し、少なくとも隣接する２枚の硬質板に跨るように、損傷判断部材を外側弾性部材の表面に取り付ける。これにより、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
なお、損傷判断部材を取り付ける支承は、製造途中の支承でも、既設の支承であっても構わない。
【００２４】
請求項７の支承は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置が取り付けられている。
【００２５】
請求項７の支承では、簡易な構成の支承用損傷判定装置により支承の損傷の有無が正確且つ容易に検知される。
【００２６】
なお、上記の「被支持部材」としては、支承を介して支持される構造物であればよく、例えば、オフィスビル、病院、集合住宅、美術館、公会堂、学校、庁舎、神社仏閣、橋梁、競技場、照明灯等を挙げることができる。また、「支持部材」としては、支承を介して上記の被支持部材を支持するものであればよく、例えば、これら被支持部材の基礎、土台、地盤等を含む。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の支承用損傷判定装置、支承用損傷判定装置の取付方法、及び支承は、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の支承及び損傷判定装置を示す一部破断図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の支承及び損傷判定装置の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の支承の水平方向の変形状態を示す一部破断図である。
【図５】図４のＢ部拡大断面図である。
【図６】（Ａ）支承の変形によりゴム片が破断した状態を示すゴム片の平面図である。 （Ｂ）図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の支承及び損傷判定装置の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態の損傷判定装置を構成するゴム片の平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の損傷判定装置を構成する塗膜の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態のゴム片の形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態の損傷判定装置２０、この損傷判定装置２０を支承１０に取り付けるための損傷判定装置２０の取付方法、及び損傷判定装置２０が取り付けられた支承１０について説明する。図１には、支承１０の一部破断図が示され、図２には、支承１０のＡ部拡大図が示されている。
【００３０】
図１に示すように、損傷判定装置２０は、支持部材の一例である橋脚１０６と、被支持部材の一例である橋梁の橋桁１０８との間に配置された支承１０の損傷の有無を判断するものである。
【００３１】
支承１０は、下板１１、上板１２、下板１１と上板１２の間に配置され両者に固定された積層体１４、及び外側弾性部材の一例である外皮ゴム１８を備えている。
下板１１は、橋脚１０６上面にボルト（図示省略）で固定され、上板１２は、橋桁１０８の下面にボルト（図示省略）で固定されている。なお、上板１２及び下板１１のそれぞれの固定はボルト以外を用いた固定であっても構わない。
【００３２】
積層体１４は、四角柱状とされ、内側弾性部材の一例であるゴム層１６と、このゴム層１６よりも硬質な硬質板の一例である金属板１５とを交互に積層して構成されている。なお、硬質板は、ゴム層１６よりも硬質であれば樹脂板などであってもよい。
【００３３】
また、積層体１４の外周面全体は外皮ゴム１８によって覆われている。この外皮ゴム１８により、ゴム層１６は紫外線等から保護され、金属板１５は風雨から保護されてその耐久性が向上されている。
なお、ゴム層１６及び外皮ゴム１８の具体的材料としては、たとえば、ＥＰＤＭなどの合成ゴムを挙げることができる。
【００３４】
図３に示すように、支承１０には、損傷判定装置２０が取り付けられている。この損傷判定装置２０は、長尺な２枚のゴム片２２で構成されている。この２枚のゴム片２２は、それぞれ外皮ゴム１８の表面のうち、Ｘ方向の一方の表面１８Ｘとこの表面１８Ｘに隣接するＹ方向の一方の表面１８Ｙとに接合されている。なお、本実施形態では、水平方向のうち、橋桁１０８の長手方向に対応する方向をＹ方向とし、橋桁１０８の幅方向（長手方向と直交する方向）に対応する方向をＸ方向としている。
【００３５】
図１、図２に示すように、ゴム片２２は、少なくとも隣接する２枚（本実施形態では、隣接する２枚）の金属板１５に跨って、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにそれぞれ接合されている。このゴム片２２と外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙとの接合は、接着剤を用いた接合、加硫接合など、何れの接合でもよい。なお、本実施形態では、２枚のゴム片２２はともに、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの各々の幅方向中央部分に接合されている。
【００３６】
また、本実施形態では、図２に示すように、ゴム片２２の長手方向の両端部２２Ａのみが、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの金属板１５に対応した位置にそれぞれ接合されている。
なお、図１では図示省略しているが、積層体１４は、常時橋桁１０８の重みを受けているため、実際には、図２に示すように、金属板１５に挟まれたゴム層１６が橋桁１０８の重みで弾性変形して外側に膨らみ、これに押されて外皮ゴム１８のゴム層１６に対応した部位も外側に膨らんでいる。
【００３７】
また、ゴム片２２は、破断伸びがゴム層１６及び外皮ゴム１８よりも小さく設定されている。
そして、ゴム片２２は、橋桁１０８と橋脚１０６との間の水平方向の相対移動量（以下、相対変位量Ｄ）がユーザーにより予め設定された設定値（本実施形態では、支承１０の限界変位量ＤＬ）を超えた場合、破断や亀裂などが生じる伸び性能とされている。なお、ここで言う、破断伸び（伸び性能）とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１（２００４年）に準拠した試験により求められるものを指す。
また、限界変位量ＤＬとは、積層体１４の水平方向の許容変形量をいい、積層体１４が変形された後に損傷することなく元の状態に復元する変位量の最大値よりも小さい値とされている。限界変位量ＤＬは、積層体１４の特性に応じて、ユーザーにより予め設定されている。
【００３８】
次に損傷判定装置２０を支承１０に取り付けるための取付手順について説明する。
まず、損傷判定装置２０を構成する、相対変位量Ｄが予め設定した設定値を超えると破断する伸び性能を有する２枚のゴム片２２を製造する。なお、本実施形態のゴム片２２は、所定の伸び性能を発揮できるように予めゴム材料の配合と加硫条件を求めておき、その情報に基づき製造している。
【００３９】
次に、金属探知機や目視などで金属板１５の位置を検知する。
そして、１枚目のゴム片２２の両端部２２Ａを、隣接する２枚の金属板１５に対応した外皮ゴム１８の表面１８Ｙの位置にそれぞれ接合し、２枚目のゴム片２２の両端部２２Ａを、外皮ゴム１８の表面１８Ｘの隣接する２枚の金属板１５に対応した位置にそれぞれ接合する。これにより、ゴム片２２は、隣接する２枚の金属板１５に跨って取り付けられた状態となる。このようにして、支承１０に損傷判定装置２０が取り付けられる。
なお、上述したように、ゴム片２２と外皮ゴム１８との接合は、加硫接合でも、接着剤による接合でも構わない。
【００４０】
なお、損傷判定装置２０の取付対象となる支承１０は、既に橋脚１０６と橋桁１０８との間に配置されて橋桁１０８を橋脚１０６と相対移動可能に支持している状態、いわゆる既設状態であってもよく、製造途中の状態であってもよい。支承１０が既設状態の場合、橋桁１０８の重みでゴム層１６に対応した外皮ゴム１８の部位が外側に膨出している（図２参照）。このため、金属板１５の位置を目視で検知することができる。また、支承１０が製造途中の状態の場合、設計資料に基づいて金属板１５の位置を検知することができる。
【００４１】
次に、第１実施形態の支承１０及び損傷判定装置２０の作用について説明する。
例えば、地震等の振動により、橋脚１０６と橋桁１０８とが、図１に示す位置から水平方向（図４の矢印Ｙ方向）に相対移動すると、積層体１４がせん断変形し、その弾性力が、橋脚１０６及び橋桁１０８に対し復元力として作用する。これにより、橋脚１０６と橋桁１０８との相対移動が制限されると共に長周期化されるので、これらが相対移動前の位置に戻ろうとすると共に、相対移動のエネルギーが吸収される。
【００４２】
このときの相対変位量Ｄが予め設定した設定値である限界変位量ＤＬ以下の場合には、図５に示すように、ゴム片２２は、弾性変形し、橋桁１０８と橋脚１０６とが図１に示す位置に戻った際には、図２に示されるように復元する。
【００４３】
一方、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬを超えた場合には、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、ゴム片２２に破損（例えば、破断や亀裂）などの損傷ＤＭが生じる。この損傷ＤＭは、橋脚１０６と橋桁１０８とが図１に示す位置に戻っても残る。
【００４４】
図６に示すように、ゴム片２２は、外皮ゴム１８の表面に接合されているため、この損傷ＤＭを外側から目視により確認することができるため、損傷ＤＭの検知が容易なものとなる。破断や亀裂がゴム片２２に生じていれば、積層体１４及び外皮ゴム１８が受けた変形の大きさ、すなわち、限界変位量ＤＬを超えた大きさの変形をしたことが分かり、支承１０の内側ゴム部分が損傷している可能性があると判断することができる。つまり、目視により支承１０の損傷の有無を容易に判定することができる。
【００４５】
またさらに、ゴム片２２の状態から支承の損傷の有無を判断することができるので、センサなどの測定機器を必要とせず、構成を簡易なものとすることができる。
【００４６】
そして、相対変位量Ｄが予め設定した設定値を超えると破断するように破断伸び（伸び性能）を設定したゴム片２２を支承１０の外皮ゴム１８の表面に、隣接する２つの金属板１５に跨って取り付けることから、例えば、相対変位量Ｄが設定値を超えると破断するように設定した外皮ゴムを用いるものと比べて、支承１０が設定値を超えた変形を受けたかを正確に検知することができる。これにより、支承１０の損傷の有無についても正確に検知することができる。
【００４７】
具体的には、図１及び図２に示すように、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙのゴム層１６に対応する位置を避け、金属板１５に対応する位置にゴム片２２の両端部２２Ａのみを取り付けている。図５に示すように、支承１０の変形時には、ゴム層１６がせん断力を受けて弾性変形するが、支承１０の変形量が増すに連れて、橋桁１０８の重みで外側に膨らんでいたゴム層１６が内側にへこみ始める。このため、高い精度で支承１０が受けた変形の大きさを検知するためには、ゴム層１６と比較して弾性変形をしない金属板１５に対応した外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの位置に両端部２２Ａを接合して、ゴム片２２を外皮ゴム１８に取り付けることが好ましい。このようにすることで、ゴム層１６の弾性変形に左右されずに、支承１０が受けた変形の大きさを正確に検知することができる。
【００４８】
図１及び図３に示すように、２枚のゴム片２２をそれぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合しているため、橋桁１０８と橋脚１０６とが水平方向に相対移動した際に支承１０が受けた変形の大きさのＸ方向成分及びＹ方向成分をそれぞれ検知することができる。これにより、支承１０の損傷の有無をより正確に検知することができる。
【００４９】
なお、第１実施形態では、ゴム片２２の両端部２２Ａのみを外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合する構成としているが、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにゴム片２２の背面をすべて接合する構成としてもよい。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態の損傷判定装置４０は、３枚で１組のゴム片２１、２２、２３が２組で構成されている。このゴム片２１〜２３は、それぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、表面１８Ｙに接合されている。
【００５２】
また、本実施形態のゴム片２２は、第１実施形態のゴム片２２と同じものであり、相対変位量Ｄも支承１０の限界変位量ＤＬに設定されている。
【００５３】
図８に示すように、ゴム片２１、２３は、ゴム片２２と同形状とされ、ゴム片２２と同様に長手方向の両端部２１Ａ、２３Ａがそれぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合されている。また、ゴム片２１、２３の伸び性能はゴム片２２とそれぞれ異なっており、相対変位量Ｄがそれぞれに設定された設定値に達すると破損するようになっている。
【００５４】
ゴム片２１の破断伸びは、ゴム片２２よりも小さく設定され、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達する前に、ゴム片２１が破断する。
【００５５】
ゴム片２３の破断伸びは、ゴム片２２よりも大きく設定され、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達した後で、ゴム片２３が破断する。なお、本実施形態では、ゴム片２３の破断伸びを、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値に設定している。
【００５６】
次に第２実施形態の損傷判定装置４０の作用について説明する。
例えば、地震等の振動により、橋脚１０６と橋桁１０８とが、図１に示す位置から水平方向（図７では矢印Ｙ方向）に相対移動し、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達すると、
図８に示すように、ゴム片２１が破断する。
【００５７】
そして、相対変位量Ｄがゴム片２２の限界変位量ＤＬを超えた場合には、ゴム片２２が破断し、支承１０に損傷有りの可能性が判断される。さらに、相対変位量Ｄが、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値を超えた場合には、ゴム片２３が破断し、支承１０が復元しなくなり、早期に交換又は補修が必要であると判断される。
【００５８】
このように、伸び性能の異なる複数のゴム片２１、２２、２３を用いることで、支承１０が受けた変形の大きさを段階的に検知することができる。
【００５９】
なお、第２の実施形態では、損傷判定装置を破断伸びが異なる３種のゴム片２１、２２、２３で構成したが、本発明はこの構成に限定されず、破断伸びが異なる複数種のゴム片で構成してもよい。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００６１】
図９及び図１０に示すように、本実施形態の損傷判定装置５０は、弾性を有する塗膜５１、５２、５３で構成されている。この塗膜５１、５２、２３は、少なくとも隣接する２枚（本実施形態では、３枚）の金属板１５に跨って、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにそれぞれ形成されている。塗膜５１、５２、５３は、シリコン系のシーリング剤で構成され、ある程度の変形で破損（亀裂、破断など）が生じるようになっている。
【００６２】
塗膜５２の伸び性能は、塗膜５１よりも大きく、塗膜５３よりも小さく、相対変位量Ｄが支承１０の限界変位量ＤＬを超えると破損するように設定されている。
塗膜５１の伸び性能は、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達する前に、塗膜５１が破損するように設定されている。
塗膜５３の伸び性能は、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達した後で、塗膜５３が破損するように設定されている。なお、本実施形態では、塗膜５３の伸び性能を、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値に設定している。
【００６３】
次に第３実施形態の損傷判定装置５０の作用について説明する。
損傷判定装置５０は、第２実施形態の損傷判定装置４０と同様の作用効果を奏する。
また、塗膜５１、５２、５３は、支承１０に対して塗り付けることで形成することができるため、取付作業が簡易なものとなる。
【００６４】
なお、塗膜５１、５２、５３は、既知の伸び性能のシリコン系のシーリング剤で形成してもよく、好適な耐候性を有する液剤などに伸び性能を付与してもよい。
【００６５】
［その他の実施形態］
第１及び第２実施形態では、損傷判定装置をゴム片とする構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、損傷判定装置として、線部材（例えば、繊維（天然繊維、有機繊維、金属繊維）など）を用いる構成としてもよい。線部材を用いた場合の構成の一例について説明すると、外皮ゴム１８の表面の、隣接する２枚の金属板１５に対応する位置に１対のゴムブロックなどを接合（加硫接合、接着剤による接合など）し、ゴムブロックに形成しておいた係止部（例えば、フック、ピンなど）に糸などの線部材を係止させる。このとき、相対変位量Ｄが予め設定した設定値（例えば、限界変位量ＤＬ）以下の場合には、糸は弛んだ状態となり、相対変位量Ｄが設定値を超えると糸が切れるように糸の長さを設定する。このようにすることで、支承が受けた変形の大きさを糸の状態で検知することができる。
【００６６】
第１〜第３実施形態では、積層体１４の形状を四角柱状としたが、本発明はこの構成に限定されず、積層体１４の形状を多角形状や円柱状としてもよい。
【００６７】
第１及び第２実施形態では、ゴム片２２の形状を長方形としたが、本発明はこの構成に限定されず、その他の形状としてもよく、例えば、ゴム片２２の形状を図１１に示すような、長手方向の両端部２２Ａが中央部２２Ｂよりも幅広となる形状としてもよい。このように両端部２２Ａを中央部２２Ｂよりも幅広とすることで、両端部２２Ａと外皮ゴム１８との接合面積が増え、両者間の接合強度が向上する。これにより、支承１０の変形時にゴム片２２の端部２２Ａと外皮ゴム１８との接合が外れることが抑制される。なお、第２実施形態においては、ゴム片２１、２３もゴム片２２と同様に、長手方向の両端部２１Ａ、２３Ａが中央部２１Ｂ、２３Ｂよりも幅広となる形状としてもよい。
【００６８】
第１及び第２実施形態のゴム片は、隣接する２枚の金属板１５を跨って取り付けられる構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、ゴム片は複数枚の金属板１５を跨って取り付けられる構成としてもよい。
【００６９】
また、第１及び第２実施形態のゴム片は、所定の伸び性能を発揮できるように予めゴム材料の配合と加硫条件を求めておき、その情報に基づき製造する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、所定の伸び性能を設定せずにゴム片を製造してもよい。このように製造したゴム片を外皮ゴム１８の表面に接合した場合、接合したゴム片とゴム材料の配合が同じで且つ加硫条件も同じ条件のゴム片の伸び性能を測定しておく。このようにしておくことで、接合したゴム片が破断した場合には、接合したゴム片が破断するだけの変形を支承１０が受けたことを容易に判定することができる。
【００７０】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 支承
１４ 積層体
１５ 金属板（硬質板）
１６ ゴム層（内側弾性部材）
１８ 外皮ゴム（外側弾性部材）
２０ 損傷判定装置
２２ ゴム片（損傷判断部材）
２２Ａ 端部
４０ 損傷判定装置
２１ ゴム片（損傷判断部材）
２１Ａ 端部
２２ ゴム片（損傷判断部材）
２２Ａ 端部
２３ ゴム片（損傷判断部材）
２３Ａ 端部
５０ 損傷判定装置
５２ 塗膜（損傷判断部材）
１０６ 橋脚（支持部材）
１０８ 橋桁（被支持部材）
Ｄ 相対変位量
ＤＬ 限界変位量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持部材と被支持部材との間に配置された支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置、支承用損傷判定装置を支承に取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法、及び支承用損傷判定装置が取り付けられた支承に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持部材に対し、ビルや橋梁などの構造物（被支持部材）を免震して支持する支承が知られている。このような支承は、支持部材と被支持部材との間に配置され、被支持部材である上部構造物を支持すると共に、支持部材と被支持部材とを水平方向に相対移動可能としている。そして、この支承は、支承自体が弾性変形することにより被支持部材と支持部材との間の相対移動を許容している。
【０００３】
ところで、支承は構成部材に応じた所定の限界変位量までの弾性変形であれば損傷を受けずに変形されて復元されるが、限界変位量を超えた場合には、損傷を受ける可能性が高く、交換、補修などの処置が必要となる。
【０００４】
そのため、支承の変位量をセンサなどで測定し、その測定値から損傷の有無を判定する技術が考案されている（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、測定のために複数のセンサを配置することから、構成が複雑になると共にコストも高くなる。
【０００５】
一方、支承の外表面を構成するゴム壁の伸び性能を、橋桁と橋脚との間の相対移動量が支承の限界変位量を超えた場合に破損（破断）するように規定し、目視で支承の損傷の有無を判定する技術が考案されている（例えば、特許文献３）。しかしながら、引用文献３の支承の外表面を構成するゴム壁は、支承の内側を構成するゴム体を紫外線等から保護するためのものであり、ゴム体との加硫接着時に規定どおりの伸び性能を安定して付与することが難しいという難点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０３０２０号公報
【特許文献２】特開平１０−０２５７１０号公報
【特許文献３】特開２００９−００７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべく成されたもので、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知可能な支承用損傷判定装置、この支承用損傷判定装置を支承に取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法、及びこの支承用損傷判定装置が取り付けられた支承を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の支承用損傷判定装置は、支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置であって、前記支承の前記外側弾性部材の表面に取り付けられ、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨り、前記支持部材と前記被支持部材との間の相対変位量が予め設定した設定値を超えた場合に検知可能に破損する損傷判断部材、を有する。
【０００９】
請求項１の支承用損傷判定装置では、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が予め設定された設定値を超えた場合、損傷判断部材が検知可能に破損する。ここで、検知可能な破損とは、切断、破断、亀裂など、例えば目視により検知することが可能な破損指す。損傷判断部材が支承の外側弾性部材の表面に取り付けられることで目視により支承が設定値を超えた変形を受けたかを容易に検知することができる。
【００１０】
また、例えば、相対変位量の設定値を支承の限界変位量に設定した場合には、支承が限界変位量を超えた変形を受けたかを目視により検知することができる。これにより、支承の損傷の有無を容易に判定することができる。
【００１１】
さらに、損傷判断部材の状態から支承の損傷の有無を判断することができるので、センサなどを必要とせず、構成を簡易なものとすることができる。
【００１２】
そして、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が設定値を超えると破損する損傷判断部材を支承の外側弾性部材の表面に、少なくとも隣接する２つの硬質板に跨って取り付けることから、例えば、相対変位量が設定値を超えると破損する外側弾性部材を用いるものと比べて、支承が設定値を超えた変形を受けたかを正確に検知することができる。これにより、支承の損傷の有無についても正確に検知できる。
【００１３】
請求項２の支承用損傷判定装置は、請求項１の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、弾性材料で構成され、前記損傷判断部材の破断伸びは、前記外側弾性部材及び内側弾性部材よりも小さく、且つ前記相対変位量が前記設定値を超えた場合に破断するように設定されている。
【００１４】
請求項２の支承用損傷判定装置では、支持部材と被支持部材との間の相対変位量が予め設定された設定値を超えた場合、損傷判断部材が破断する。
【００１５】
また、損傷判断部材の破断伸びが外側弾性部材及び内側弾性部材の破断伸びよりも小さいことから、支持部材と被支持部材の相対移動で外側弾性部材及び内側弾性部材が破壊される前に、損傷判断部材が破断する。これにより、支承が損傷する前に、どの程度の変形を支承が受けたかを損傷判断部材の状態から検知することができる。
【００１６】
請求項３の支承用損傷判定装置は、請求項１又は請求項２の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、前記外側弾性部材の表面に複数取り付けられ、各々の前記損傷判断部材には、前記相対変位量の前記設定値が個別に設定されている。
【００１７】
請求項３の支承用損傷判定装置では、相対変位量の設定値が個別に設定された異なる損傷判断部材が破損することにより、支承が受けた変形の大きさを段階的に検知することができる。
【００１８】
請求項４の支承用損傷判定装置は、請求項３の支承用損傷判定装置において、複数の前記損傷判断部材のうちの一つは、前記相対変位量の前記設定値が前記支承の限界変位量に設定されている。
【００１９】
請求項４の支承用損傷判定装置では、相対変位量の設定値が支承の限界変位量に設定されていることから、損傷判断部材が破損することで、支承の損傷の有無を判定することができる。
【００２０】
請求項５の支承用損傷判定装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項の支承用損傷判定装置において、前記損傷判断部材は、長尺とされ、長手方向の両端部のみが前記外側弾性部材の表面の前記硬質板に対応する位置にそれぞれ取り付けられている。
【００２１】
請求項５の支承用損傷判定装置では、外側弾性部材の表面の内側弾性部材に対応する位置を避けて、硬質板に対応する位置に損傷判断部材の長手方向の両端部のみを取り付けている。この構成により内側弾性部材の弾性変形に左右されずに、支承が受けた変形の大きさを正確に検知することができる。
【００２２】
請求項６の支承用損傷判定装置の取付方法は、支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承に請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置を取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法であって、前記支承の前記硬質板の位置を検知し、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨るように、前記損傷判断部材を前記外側弾性部材の表面に取り付ける。
【００２３】
請求項６の支承用損傷判定装置の取付方法では、積層体と外側弾性部材とを備える支承の硬質板の位置を検知し、少なくとも隣接する２枚の硬質板に跨るように、損傷判断部材を外側弾性部材の表面に取り付ける。これにより、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
なお、損傷判断部材を取り付ける支承は、製造途中の支承でも、既設の支承であっても構わない。
【００２４】
請求項７の支承は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置が取り付けられている。
【００２５】
請求項７の支承では、簡易な構成の支承用損傷判定装置により支承の損傷の有無が正確且つ容易に検知される。
【００２６】
なお、上記の「被支持部材」としては、支承を介して支持される構造物であればよく、例えば、オフィスビル、病院、集合住宅、美術館、公会堂、学校、庁舎、神社仏閣、橋梁、競技場、照明灯等を挙げることができる。また、「支持部材」としては、支承を介して上記の被支持部材を支持するものであればよく、例えば、これら被支持部材の基礎、土台、地盤等を含む。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の支承用損傷判定装置、支承用損傷判定装置の取付方法、及び支承は、簡易な構成で支承の損傷の有無を正確且つ容易に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の支承及び損傷判定装置を示す一部破断図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の支承及び損傷判定装置の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態の支承の水平方向の変形状態を示す一部破断図である。
【図５】図４のＢ部拡大断面図である。
【図６】（Ａ）支承の変形によりゴム片が破断した状態を示すゴム片の平面図である。 （Ｂ）図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の支承及び損傷判定装置の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態の損傷判定装置を構成するゴム片の平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の損傷判定装置を構成する塗膜の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態のゴム片の形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態の損傷判定装置２０、この損傷判定装置２０を支承１０に取り付けるための損傷判定装置２０の取付方法、及び損傷判定装置２０が取り付けられた支承１０について説明する。図１には、支承１０の一部破断図が示され、図２には、支承１０のＡ部拡大図が示されている。
【００３０】
図１に示すように、損傷判定装置２０は、支持部材の一例である橋脚１０６と、被支持部材の一例である橋梁の橋桁１０８との間に配置された支承１０の損傷の有無を判断するものである。
【００３１】
支承１０は、下板１１、上板１２、下板１１と上板１２の間に配置され両者に固定された積層体１４、及び外側弾性部材の一例である外皮ゴム１８を備えている。
下板１１は、橋脚１０６上面にボルト（図示省略）で固定され、上板１２は、橋桁１０８の下面にボルト（図示省略）で固定されている。なお、上板１２及び下板１１のそれぞれの固定はボルト以外を用いた固定であっても構わない。
【００３２】
積層体１４は、四角柱状とされ、内側弾性部材の一例であるゴム層１６と、このゴム層１６よりも硬質な硬質板の一例である金属板１５とを交互に積層して構成されている。なお、硬質板は、ゴム層１６よりも硬質であれば樹脂板などであってもよい。
【００３３】
また、積層体１４の外周面全体は外皮ゴム１８によって覆われている。この外皮ゴム１８により、ゴム層１６は紫外線等から保護され、金属板１５は風雨から保護されてその耐久性が向上されている。
なお、ゴム層１６及び外皮ゴム１８の具体的材料としては、たとえば、ＥＰＤＭなどの合成ゴムを挙げることができる。
【００３４】
図３に示すように、支承１０には、損傷判定装置２０が取り付けられている。この損傷判定装置２０は、長尺な２枚のゴム片２２で構成されている。この２枚のゴム片２２は、それぞれ外皮ゴム１８の表面のうち、Ｘ方向の一方の表面１８Ｘとこの表面１８Ｘに隣接するＹ方向の一方の表面１８Ｙとに接合されている。なお、本実施形態では、水平方向のうち、橋桁１０８の長手方向に対応する方向をＹ方向とし、橋桁１０８の幅方向（長手方向と直交する方向）に対応する方向をＸ方向としている。
【００３５】
図１、図２に示すように、ゴム片２２は、少なくとも隣接する２枚（本実施形態では、隣接する２枚）の金属板１５に跨って、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにそれぞれ接合されている。このゴム片２２と外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙとの接合は、接着剤を用いた接合、加硫接合など、何れの接合でもよい。なお、本実施形態では、２枚のゴム片２２はともに、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの各々の幅方向中央部分に接合されている。
【００３６】
また、本実施形態では、図２に示すように、ゴム片２２の長手方向の両端部２２Ａのみが、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの金属板１５に対応した位置にそれぞれ接合されている。
なお、図１では図示省略しているが、積層体１４は、常時橋桁１０８の重みを受けているため、実際には、図２に示すように、金属板１５に挟まれたゴム層１６が橋桁１０８の重みで弾性変形して外側に膨らみ、これに押されて外皮ゴム１８のゴム層１６に対応した部位も外側に膨らんでいる。
【００３７】
また、ゴム片２２は、破断伸びがゴム層１６及び外皮ゴム１８よりも小さく設定されている。
そして、ゴム片２２は、橋桁１０８と橋脚１０６との間の水平方向の相対移動量（以下、相対変位量Ｄ）がユーザーにより予め設定された設定値（本実施形態では、支承１０の限界変位量ＤＬ）を超えた場合、破断や亀裂などが生じる伸び性能とされている。なお、ここで言う、破断伸び（伸び性能）とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１（２００４年）に準拠した試験により求められるものを指す。
また、限界変位量ＤＬとは、積層体１４の水平方向の許容変形量をいい、積層体１４が変形された後に損傷することなく元の状態に復元する変位量の最大値よりも小さい値とされている。限界変位量ＤＬは、積層体１４の特性に応じて、ユーザーにより予め設定されている。
【００３８】
次に損傷判定装置２０を支承１０に取り付けるための取付手順について説明する。
まず、損傷判定装置２０を構成する、相対変位量Ｄが予め設定した設定値を超えると破断する伸び性能を有する２枚のゴム片２２を製造する。なお、本実施形態のゴム片２２は、所定の伸び性能を発揮できるように予めゴム材料の配合と加硫条件を求めておき、その情報に基づき製造している。
【００３９】
次に、金属探知機や目視などで金属板１５の位置を検知する。
そして、１枚目のゴム片２２の両端部２２Ａを、隣接する２枚の金属板１５に対応した外皮ゴム１８の表面１８Ｙの位置にそれぞれ接合し、２枚目のゴム片２２の両端部２２Ａを、外皮ゴム１８の表面１８Ｘの隣接する２枚の金属板１５に対応した位置にそれぞれ接合する。これにより、ゴム片２２は、隣接する２枚の金属板１５に跨って取り付けられた状態となる。このようにして、支承１０に損傷判定装置２０が取り付けられる。
なお、上述したように、ゴム片２２と外皮ゴム１８との接合は、加硫接合でも、接着剤による接合でも構わない。
【００４０】
なお、損傷判定装置２０の取付対象となる支承１０は、既に橋脚１０６と橋桁１０８との間に配置されて橋桁１０８を橋脚１０６と相対移動可能に支持している状態、いわゆる既設状態であってもよく、製造途中の状態であってもよい。支承１０が既設状態の場合、橋桁１０８の重みでゴム層１６に対応した外皮ゴム１８の部位が外側に膨出している（図２参照）。このため、金属板１５の位置を目視で検知することができる。また、支承１０が製造途中の状態の場合、設計資料に基づいて金属板１５の位置を検知することができる。
【００４１】
次に、第１実施形態の支承１０及び損傷判定装置２０の作用について説明する。
例えば、地震等の振動により、橋脚１０６と橋桁１０８とが、図１に示す位置から水平方向（図４の矢印Ｙ方向）に相対移動すると、積層体１４がせん断変形し、その弾性力が、橋脚１０６及び橋桁１０８に対し復元力として作用する。これにより、橋脚１０６と橋桁１０８との相対移動が制限されると共に長周期化されるので、これらが相対移動前の位置に戻ろうとすると共に、相対移動のエネルギーが吸収される。
【００４２】
このときの相対変位量Ｄが予め設定した設定値である限界変位量ＤＬ以下の場合には、図５に示すように、ゴム片２２は、弾性変形し、橋桁１０８と橋脚１０６とが図１に示す位置に戻った際には、図２に示されるように復元する。
【００４３】
一方、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬを超えた場合には、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、ゴム片２２に破損（例えば、破断や亀裂）などの損傷ＤＭが生じる。この損傷ＤＭは、橋脚１０６と橋桁１０８とが図１に示す位置に戻っても残る。
【００４４】
図６に示すように、ゴム片２２は、外皮ゴム１８の表面に接合されているため、この損傷ＤＭを外側から目視により確認することができるため、損傷ＤＭの検知が容易なものとなる。破断や亀裂がゴム片２２に生じていれば、積層体１４及び外皮ゴム１８が受けた変形の大きさ、すなわち、限界変位量ＤＬを超えた大きさの変形をしたことが分かり、支承１０の内側ゴム部分が損傷している可能性があると判断することができる。つまり、目視により支承１０の損傷の有無を容易に判定することができる。
【００４５】
またさらに、ゴム片２２の状態から支承の損傷の有無を判断することができるので、センサなどの測定機器を必要とせず、構成を簡易なものとすることができる。
【００４６】
そして、相対変位量Ｄが予め設定した設定値を超えると破断するように破断伸び（伸び性能）を設定したゴム片２２を支承１０の外皮ゴム１８の表面に、隣接する２つの金属板１５に跨って取り付けることから、例えば、相対変位量Ｄが設定値を超えると破断するように設定した外皮ゴムを用いるものと比べて、支承１０が設定値を超えた変形を受けたかを正確に検知することができる。これにより、支承１０の損傷の有無についても正確に検知することができる。
【００４７】
具体的には、図１及び図２に示すように、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙのゴム層１６に対応する位置を避け、金属板１５に対応する位置にゴム片２２の両端部２２Ａのみを取り付けている。図５に示すように、支承１０の変形時には、ゴム層１６がせん断力を受けて弾性変形するが、支承１０の変形量が増すに連れて、橋桁１０８の重みで外側に膨らんでいたゴム層１６が内側にへこみ始める。このため、高い精度で支承１０が受けた変形の大きさを検知するためには、ゴム層１６と比較して弾性変形をしない金属板１５に対応した外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙの位置に両端部２２Ａを接合して、ゴム片２２を外皮ゴム１８に取り付けることが好ましい。このようにすることで、ゴム層１６の弾性変形に左右されずに、支承１０が受けた変形の大きさを正確に検知することができる。
【００４８】
図１及び図３に示すように、２枚のゴム片２２をそれぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合しているため、橋桁１０８と橋脚１０６とが水平方向に相対移動した際に支承１０が受けた変形の大きさのＸ方向成分及びＹ方向成分をそれぞれ検知することができる。これにより、支承１０の損傷の有無をより正確に検知することができる。
【００４９】
なお、第１実施形態では、ゴム片２２の両端部２２Ａのみを外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合する構成としているが、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにゴム片２２の背面をすべて接合する構成としてもよい。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態の損傷判定装置４０は、３枚で１組のゴム片２１、２２、２３が２組で構成されている。このゴム片２１〜２３は、それぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、表面１８Ｙに接合されている。
【００５２】
また、本実施形態のゴム片２２は、第１実施形態のゴム片２２と同じものであり、相対変位量Ｄも支承１０の限界変位量ＤＬに設定されている。
【００５３】
図８に示すように、ゴム片２１、２３は、ゴム片２２と同形状とされ、ゴム片２２と同様に長手方向の両端部２１Ａ、２３Ａがそれぞれ外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙに接合されている。また、ゴム片２１、２３の伸び性能はゴム片２２とそれぞれ異なっており、相対変位量Ｄがそれぞれに設定された設定値に達すると破損するようになっている。
【００５４】
ゴム片２１の破断伸びは、ゴム片２２よりも小さく設定され、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達する前に、ゴム片２１が破断する。
【００５５】
ゴム片２３の破断伸びは、ゴム片２２よりも大きく設定され、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達した後で、ゴム片２３が破断する。なお、本実施形態では、ゴム片２３の破断伸びを、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値に設定している。
【００５６】
次に第２実施形態の損傷判定装置４０の作用について説明する。
例えば、地震等の振動により、橋脚１０６と橋桁１０８とが、図１に示す位置から水平方向（図７では矢印Ｙ方向）に相対移動し、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達すると、
図８に示すように、ゴム片２１が破断する。
【００５７】
そして、相対変位量Ｄがゴム片２２の限界変位量ＤＬを超えた場合には、ゴム片２２が破断し、支承１０に損傷有りの可能性が判断される。さらに、相対変位量Ｄが、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値を超えた場合には、ゴム片２３が破断し、支承１０が復元しなくなり、早期に交換又は補修が必要であると判断される。
【００５８】
このように、伸び性能の異なる複数のゴム片２１、２２、２３を用いることで、支承１０が受けた変形の大きさを段階的に検知することができる。
【００５９】
なお、第２の実施形態では、損傷判定装置を破断伸びが異なる３種のゴム片２１、２２、２３で構成したが、本発明はこの構成に限定されず、破断伸びが異なる複数種のゴム片で構成してもよい。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１及び第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付して示し、その部分の詳細な説明は省略する。
【００６１】
図９及び図１０に示すように、本実施形態の損傷判定装置５０は、弾性を有する塗膜５１、５２、５３で構成されている。この塗膜５１、５２、２３は、少なくとも隣接する２枚（本実施形態では、３枚）の金属板１５に跨って、外皮ゴム１８の表面１８Ｘ、１８Ｙにそれぞれ形成されている。塗膜５１、５２、５３は、シリコン系のシーリング剤で構成され、ある程度の変形で破損（亀裂、破断など）が生じるようになっている。
【００６２】
塗膜５２の伸び性能は、塗膜５１よりも大きく、塗膜５３よりも小さく、相対変位量Ｄが支承１０の限界変位量ＤＬを超えると破損するように設定されている。
塗膜５１の伸び性能は、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達する前に、塗膜５１が破損するように設定されている。
塗膜５３の伸び性能は、相対変位量Ｄが限界変位量ＤＬに達した後で、塗膜５３が破損するように設定されている。なお、本実施形態では、塗膜５３の伸び性能を、支承１０が元の状態に復元する変位量の最大値に設定している。
【００６３】
次に第３実施形態の損傷判定装置５０の作用について説明する。
損傷判定装置５０は、第２実施形態の損傷判定装置４０と同様の作用効果を奏する。
また、塗膜５１、５２、５３は、支承１０に対して塗り付けることで形成することができるため、取付作業が簡易なものとなる。
【００６４】
なお、塗膜５１、５２、５３は、既知の伸び性能のシリコン系のシーリング剤で形成してもよく、好適な耐候性を有する液剤などに伸び性能を付与してもよい。
【００６５】
［その他の実施形態］
第１及び第２実施形態では、損傷判定装置をゴム片とする構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、損傷判定装置として、線部材（例えば、繊維（天然繊維、有機繊維、金属繊維）など）を用いる構成としてもよい。線部材を用いた場合の構成の一例について説明すると、外皮ゴム１８の表面の、隣接する２枚の金属板１５に対応する位置に１対のゴムブロックなどを接合（加硫接合、接着剤による接合など）し、ゴムブロックに形成しておいた係止部（例えば、フック、ピンなど）に糸などの線部材を係止させる。このとき、相対変位量Ｄが予め設定した設定値（例えば、限界変位量ＤＬ）以下の場合には、糸は弛んだ状態となり、相対変位量Ｄが設定値を超えると糸が切れるように糸の長さを設定する。このようにすることで、支承が受けた変形の大きさを糸の状態で検知することができる。
【００６６】
第１〜第３実施形態では、積層体１４の形状を四角柱状としたが、本発明はこの構成に限定されず、積層体１４の形状を多角形状や円柱状としてもよい。
【００６７】
第１及び第２実施形態では、ゴム片２２の形状を長方形としたが、本発明はこの構成に限定されず、その他の形状としてもよく、例えば、ゴム片２２の形状を図１１に示すような、長手方向の両端部２２Ａが中央部２２Ｂよりも幅広となる形状としてもよい。このように両端部２２Ａを中央部２２Ｂよりも幅広とすることで、両端部２２Ａと外皮ゴム１８との接合面積が増え、両者間の接合強度が向上する。これにより、支承１０の変形時にゴム片２２の端部２２Ａと外皮ゴム１８との接合が外れることが抑制される。なお、第２実施形態においては、ゴム片２１、２３もゴム片２２と同様に、長手方向の両端部２１Ａ、２３Ａが中央部２１Ｂ、２３Ｂよりも幅広となる形状としてもよい。
【００６８】
第１及び第２実施形態のゴム片は、隣接する２枚の金属板１５を跨って取り付けられる構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、ゴム片は複数枚の金属板１５を跨って取り付けられる構成としてもよい。
【００６９】
また、第１及び第２実施形態のゴム片は、所定の伸び性能を発揮できるように予めゴム材料の配合と加硫条件を求めておき、その情報に基づき製造する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、所定の伸び性能を設定せずにゴム片を製造してもよい。このように製造したゴム片を外皮ゴム１８の表面に接合した場合、接合したゴム片とゴム材料の配合が同じで且つ加硫条件も同じ条件のゴム片の伸び性能を測定しておく。このようにしておくことで、接合したゴム片が破断した場合には、接合したゴム片が破断するだけの変形を支承１０が受けたことを容易に判定することができる。
【００７０】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 支承
１４ 積層体
１５ 金属板（硬質板）
１６ ゴム層（内側弾性部材）
１８ 外皮ゴム（外側弾性部材）
２０ 損傷判定装置
２２ ゴム片（損傷判断部材）
２２Ａ 端部
４０ 損傷判定装置
２１ ゴム片（損傷判断部材）
２１Ａ 端部
２２ ゴム片（損傷判断部材）
２２Ａ 端部
２３ ゴム片（損傷判断部材）
２３Ａ 端部
５０ 損傷判定装置
５２ 塗膜（損傷判断部材）
１０６ 橋脚（支持部材）
１０８ 橋桁（被支持部材）
Ｄ 相対変位量
ＤＬ 限界変位量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置であって、
前記支承の前記外側弾性部材の表面に取り付けられ、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨り、前記支持部材と前記被支持部材との間の相対変位量が予め設定した設定値を超えた場合に検知可能に破損する損傷判断部材、を有する支承用損傷判定装置。
【請求項２】
前記損傷判断部材は、弾性材料で構成され、
前記損傷判断部材の破断伸びは、前記外側弾性部材及び内側弾性部材よりも小さく、且つ前記相対変位量が前記設定値を超えた場合に破断するように設定されている請求項１に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項３】
前記損傷判断部材は、前記外側弾性部材の表面に複数取り付けられ、
各々の前記損傷判断部材には、前記相対変位量の前記設定値が個別に設定されている請求項１又は請求項２に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項４】
複数の前記損傷判断部材のうちの一つは、前記相対変位量の前記設定値が前記支承の限界変位量に設定されている請求項３に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項５】
前記損傷判断部材は、長尺とされ、長手方向の両端部のみが前記外側弾性部材の表面の前記硬質板に対応する位置にそれぞれ取り付けられている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項６】
支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承に請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置を取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法であって、
前記支承の前記硬質板の位置を検知し、
少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨るように、前記損傷判断部材を前記外側弾性部材の表面に取り付ける支承用損傷判定装置の取付方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置が取り付けられた支承。
【請求項１】
支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承の損傷判定を行うための支承用損傷判定装置であって、
前記支承の前記外側弾性部材の表面に取り付けられ、少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨り、前記支持部材と前記被支持部材との間の相対変位量が予め設定した設定値を超えた場合に検知可能に破損する損傷判断部材、を有する支承用損傷判定装置。
【請求項２】
前記損傷判断部材は、弾性材料で構成され、
前記損傷判断部材の破断伸びは、前記外側弾性部材及び内側弾性部材よりも小さく、且つ前記相対変位量が前記設定値を超えた場合に破断するように設定されている請求項１に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項３】
前記損傷判断部材は、前記外側弾性部材の表面に複数取り付けられ、
各々の前記損傷判断部材には、前記相対変位量の前記設定値が個別に設定されている請求項１又は請求項２に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項４】
複数の前記損傷判断部材のうちの一つは、前記相対変位量の前記設定値が前記支承の限界変位量に設定されている請求項３に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項５】
前記損傷判断部材は、長尺とされ、長手方向の両端部のみが前記外側弾性部材の表面の前記硬質板に対応する位置にそれぞれ取り付けられている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置。
【請求項６】
支持部材と被支持部材との間に配置され、内側弾性部材と該内側弾性部材よりも硬質な硬質板とを交互に積層した積層体と該積層体の外周を覆う外側弾性部材とを備え、前記被支持部材を前記支持部材と相対移動可能に支持する支承に請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置を取り付けるための支承用損傷判定装置の取付方法であって、
前記支承の前記硬質板の位置を検知し、
少なくとも隣接する２枚の前記硬質板に跨るように、前記損傷判断部材を前記外側弾性部材の表面に取り付ける支承用損傷判定装置の取付方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の支承用損傷判定装置が取り付けられた支承。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０６６２４（Ｐ２０１１−１０６６２４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４２８３（Ｐ２００９−２６４２８３）
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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