橋梁用弾性支承
【課題】弾性体に突出部を設けるのみで、弾性体の表面歪を軽減できる橋梁用弾性支承を提供する。
【解決手段】間隔をおいて複数配置された補強プレート２３と各補強プレート２３を覆う弾性体２２により構成された弾性支持部２１と、弾性体２２を橋桁２側に連結する橋桁連結プレート２４と、弾性体２２を橋脚３に連結する橋脚連結プレート２５とを備え、橋桁２から橋脚３に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、橋桁連結プレート２４側及び橋脚連結プレート２５側に外方向に突出した突出部２６を有するため、これら連結プレート２４，２５側で生ずるクラックやしわを低減することができる。
【解決手段】間隔をおいて複数配置された補強プレート２３と各補強プレート２３を覆う弾性体２２により構成された弾性支持部２１と、弾性体２２を橋桁２側に連結する橋桁連結プレート２４と、弾性体２２を橋脚３に連結する橋脚連結プレート２５とを備え、橋桁２から橋脚３に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、橋桁連結プレート２４側及び橋脚連結プレート２５側に外方向に突出した突出部２６を有するため、これら連結プレート２４，２５側で生ずるクラックやしわを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は橋桁と橋脚との間に設けられた高減衰の橋梁用弾性支承に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の橋梁用弾性支承として図１０に示すものが一般的に知られている。橋梁用弾性支承１は橋桁２と橋脚３との間に配置されるもので、橋桁２から橋脚３に加わる歪み、即ち、外気温度の変化に伴う橋桁２の橋軸方向（図１０の双方向矢印）への剪断力、風などによる橋軸方向に直行する方向を含む水平方向への剪断力等を減衰している。
【０００３】
この橋梁用弾性支承１は、ソールプレート１１、上沓１２、弾性支持部１３、下沓１４及びベースプレート１５を順次配置した構造となっている。また、弾性支持部１３の上面はソールプレート１１及び上沓１２を介して橋桁２に連結する一方、弾性支持部１３の下面は下沓１４及びベースプレート１５を介して橋脚３に連結し、これにより、弾性支持部１３が橋桁２及び橋脚３に一体に連結している。
【０００４】
また、弾性支持部１３は間隔をおいて複数配置された補強プレート１３ａと該各補強プレート１３ａを覆う弾性体１３ｂとを有し、弾性体１３ｂの弾性力により橋桁２から加わる歪みが吸収されている。この弾性体１３ｂは各補強プレート１３ａに交互に積層し加硫接着したゴム製の内部弾性体１３ｃと、内部弾性体１３ｃ及び各補強プレート１３ａの外周面を覆うよう加硫接着したゴム製の側壁弾性体１３ｄとからなり、この側壁弾性体１３ｄにより内部弾性体１３ｃを外部環境から保護し、内部弾性体１３ｃの劣化（クラックなど）を防止するようにしている。
【０００５】
しかしながら、この橋梁用弾性支承では、内部弾性体１３ｃが側壁弾性体１３ｄで保護されるものの、側壁弾性体１３ｄにもクラックやしわが形成され、橋梁用弾性支承の外観を損ねるばかりか、残存した歪みにより局部破壊を引き起こすおそれがあった。
【０００６】
このような問題点を解決するため、出願人は特開２００９−２４３６５２号公報（特許文献１）に記載した弾性支承を提案した。特許文献１に記載した弾性支承は、側壁弾性体を内外２層で構成したもので、内層を破断伸びを優先したゴム材料で形成する一方、外層を硬度を優先したゴム材料で形成している。これにより、内層で剪断力を低減する一方、外層でクラック等の発生を防止している。
【０００７】
また、出願人は同じく上記問題点を解決するため、特開２０００−１８２０号公報（特許文献２）に記載した弾性支承も提案している。特許文献２に記載した弾性支承は、補強プレートと交互に積層した内部弾性体のうち、橋桁や橋脚に近接した内部弾性体の周縁部に剪断弾性係数の大きな補強ゴムを使用し、これにより、内部弾性体のクラックを防止する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４３６５２
【特許文献２】特開２０００−１８２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１の弾性支承では、側壁弾性体として２種類の弾性体を用意する必要があり材料コストが割高になることはもとより、側壁弾性体を内部弾性体に接着する際、内部弾性体の外側に２種類の弾性体を配置するなど製造工程が複雑となるという問題点を有していた。
【００１０】
また、前記特許文献２の弾性支承では、内部弾性体としてこれまた２種類の弾性体を用意する必要があり、特許文献１と同様に材料のコスト高や製造工程の複雑化を招くものとなっていた。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来の課題に鑑み、弾性体に突出部を形成するのみで、弾性体の表面歪を軽減できる橋梁用弾性支承を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、間隔をおいて複数配置された補強プレートと各補強プレートを覆う弾性体により構成された弾性支持部と、該弾性体を橋桁側に連結する橋桁連結プレートと、弾性体を橋脚に連結する橋脚連結プレートとを備え、橋桁から橋脚に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、弾性体は橋桁連結プレート側及び橋脚連結プレート側を外方向に突出してなる突出部を有する構造となっている。
【００１３】
請求項１の発明によれば、橋桁から弾性支持部に水平方向の剪断変形力が加わったとしても、橋桁連結プレート側及び橋脚連結プレート側に外方向に突出した突出部を有するため、これら連結プレート側で生ずるクラックやしわを低減することができる。
【００１４】
なお、突出部は、請求項２の発明の如く側壁弾性体に形成してもよいし、請求項３の発明の如く内部弾性体を突出させて形成してもよい。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の橋梁用弾性支承において、突出部は弾性支持体の側面のうち少なくとも橋軸方向と直行する側面に有する構造となっている。
【００１６】
一般に外気温度の変化に伴う歪みは特に橋軸方向で発生するため、少なくとも、橋軸方向と直行する側面に形成することが必要となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の橋梁用弾性支承において、各補強プレート側の前記弾性体は、橋桁連結プレートと橋脚連結プレートから離れるに従って薄く形成している。
【００１８】
弾性体にかかる剪断応力のうち、各連結プレートの近傍は大きく、また、各連結プレートから離れるに従って小さくなる。そこで、各補強プレート側の弾性体の厚さ寸法も各所に加わる剪断応力に応じて設計すればよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、弾性体に突出部を形成するだけで、弾性体の表面歪を軽減できるので、極めて簡単な剪断力減衰構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図２】第１実施形態の要部拡大断面図
【図３】第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の変形状態を示す橋軸方向断面図
【図４】突出部の厚さ寸法に対応した歪変形量を示す断面図
【図５】ＦＥＭモデルによる表面歪解析を示す断面図
【図６】第２実施形態に係る橋梁用弾性支承の一部を省略した橋軸方向断面図
【図７】第３実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図８】第４実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図９】第５実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図１０】従来の橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１乃至図３は本発明に係る橋梁用弾性支承を示すもので、図１は第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図、図２は第１実施形態の要部拡大断面図、図３は第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の変形状態を示す橋軸方向断面図である。なお、図１０に示す従来例と同一構成部分は同一符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０は、従来例と同様に橋桁２と橋脚３との間に配置され、また、橋梁用弾性支承２０の構造も従来例と同様に上位にある橋桁２から下位にある橋脚３に向かって、ソールプレート１１、上沓１２、弾性支持部２１、下沓１４及びベースプレート１５と順次配置されている。更に、弾性支持部２１の上面に連結するソールプレート１１及び上沓１２はボルト１６ａ，１６ｂによって橋桁２に連結する一方、弾性支持部２１の下面に連結する下沓１４及びベースプレート１５はボルト１６ｃ，１６ｄによって橋脚３に連結しており、これにより、弾性支持部２１が橋桁２と橋脚３を連結する構造となっている。
【００２３】
以上の構成に特徴的構成を有するものではなく、本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０は弾性支持部２１の構造に特徴有しており、以下、弾性支持部２１の構造を詳述する。
【００２４】
弾性支持部２１は全体としては例えば直方体形状に形成され、橋桁２から橋脚３へ伝達される剪断力を低減する弾性体２２と、上下に間隔をおいて複数配置された鉄鋼製の補強プレート２３と、弾性体２２の上部に配置された鉄鋼製の橋桁連結プレート２４と、弾性体２２の下部に配置された鉄鋼製の橋脚連結プレート２５とを有する。
【００２５】
ここで、橋桁連結プレート２４がボルト１６ｅを介して上沓１２に連結され、一方、橋脚連結プレート２５がボルト１６ｆを介して下沓１４に連結されており、これにより、弾性体２２が橋桁連結プレート２４を介して橋桁２側に連結するとともに、橋脚連結プレート２５を介して橋脚３側に連結されている。
【００２６】
弾性体２２は、各補強プレート２３と交互に積層してなる内部弾性体２２ａを有し、この内部弾性体２２ａにより橋桁２や橋脚３側から伝達される剪断力を減衰している。内部弾性体２２ａの材料は、剪断力の吸収に好適な材料、即ち、特許文献１などで出願人が既に提案している高減衰ゴムが使用されている。例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム等である。また、これらゴムには、必要に応じて、充填剤、可塑剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の添加剤が配合されている。
【００２７】
また、弾性体２２は側壁弾性体２２ｂを有している。側壁弾性体２２ｂは内部弾性体２２ａ、各補強プレート２３、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５の側面を覆うもので、内部弾性体２２ａ等を外部の衝撃等から保護している。側壁弾性体２２ｂの材料は、内部弾性体２２ａと同様に弾性材料形成され、かつ、耐候性や外部衝撃に優れたものが好ましい。例えば、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等である。
【００２８】
また、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法は均一なものではなく、図２に示すように、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側の厚さ寸法Ｗ１が、補強プレート２３側の厚さ寸法Ｗ２より２倍ほど大きく設計し、各連結プレート２４，２５側に外方向に突出した突出部２６を形成している。
【００２９】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０において、突出部２６は次のような解析等に基づき設けられた。
【００３０】
即ち、図３に示すように、橋梁用弾性支承２０が橋軸方向に変位するとき、図４(a)(b)に示すように、各内部弾性体２２ａと各補強プレート２３が橋軸方向に変位し、弾性支持部２１全体が斜めに延びている。これにより、各補強プレート２３を間に隣接する各内部弾性体２２ａ間に、歪みが発生し、この歪みが側壁弾性体２２ｂの外面に凹所Ｂ１，Ｂ２を形成する要因となっている。
【００３１】
ここで、図４(a)に示すように、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法が小さいときは、凹所Ｂ１の凹みが大きく、剪断変形量が大きいことが理解できる。これに対して、図４(b)に示すように、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法が大きいときは、凹所Ｂ２の凹みが小さく、剪断変形量が小さいことが理解できる。
【００３２】
更に、図５に示すように、出願人はＦＥＭモデルによる表面歪解析を行った。このモデル１００は、本実施形態と同様に、橋桁連結プレート１０１と橋脚連結プレート１０２との間に補強プレート１０３と内部弾性体１０４とを交互に積層するとともに、各補強プレート１０３及び内部弾性体１０４の側面に側壁弾性体１０５を配置し、これらの各部材１０１〜１０５を加硫接着したものである。
【００３３】
ここで、図５(a)に示すように、橋軸方向に剪断力を加えモデル１００を変形させた。ここで、モデル１００の左右両側面に生ずる剪断変形量を検証したところ、図５(b)(c)に示すように、側壁弾性体１０の外面のうち、橋桁連結プレート１０１及び橋脚連結プレート１０２側に剪断変形量が集中していることが分かった。
【００３４】
以上の解析等から、特許文献１，２に記載された発明から想到できない次のような技術的構造を創作した。即ち、弾性体２２において、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側を外方向に突出させることにより、側壁弾性体２２ｂの歪変形量を効率よく小さくできるという技術的構造である。
【００３５】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０によれば、弾性体２２のうち、連結プレート２４，２５側を外方向に突出した突出部２６を有するため、弾性体の表面歪を軽減できるし、また、単に突出部２６を設けるだけであり、極めて簡単な剪断力減衰構造となっている。
【００３６】
図６は本発明に係る橋梁用弾性支承の第２の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承３０は弾性体３２のうち側壁弾性体３２ｂの構造を改良したものである。
【００３８】
前記第１実施形態では、側壁弾性体の厚さ寸法において各連結プレート２４，２５側のみを考慮するものであったが、本実施形態では突出部３６に加え、補強プレート２３側の厚さ寸法も考慮したものである。即ち、補強プレート２３側の厚さ寸法を各連結プレート２４，２５から離れるに従って小さくするという改良を行った。これにより、側壁弾性体３２ｂを剪断応力に応じた過不足のない適切な厚さ寸法に設定できる。
【００３９】
図７は本発明に係る橋梁用弾性支承の第３の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４０】
前記第１実施形態では突出部を側壁弾性体に形成していたが、本実施形態に係る橋梁用弾性支承４０は内部弾性体４２ａに突出部４６を形成した。
【００４１】
即ち、図７に示すように、弾性体４２のうち内部弾性体４２ａのうち、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側を外側方向に突出させた突出部４６を形成するとともに、突出部４６を含む内部弾性体４２ａの外面に略均一に側壁弾性体４２ｂを接着している。
【００４２】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承４０においても各連結プレート２４，２５側の厚さ寸法が大きくなっているため、弾性体４２に加わる剪断変形に対して減衰効果を十分に発揮することができる。
【００４３】
図８は本発明に係る橋梁用弾性支承の第４の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４４】
前記第１実施形態では弾性体２２及び補強プレート２３を保持するプレートとして、上下に橋桁連結プレート２４と橋脚連結プレート２５を配置していたが、図８に示すように、本実施形態に係る橋梁用弾性支承５０ではこれら各連結プレート２４，２５を上沓１２及び下沓１４と兼用としたものである。本実施形態によれば、各連結プレート２４，２５が除去された分、構造も簡単なものとなっている。
【００４５】
図９は本発明に係る橋梁用弾性支承の第５の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４６】
前記第１実施形態に係る弾性体２２は内部弾性体２２ａと側壁弾性体２２ｂより構成しているが、本実施形態に係る橋梁用弾性支承６０は弾性体６２を内部弾性体６２ａのみで構成している。即ち、側壁弾性体を有しないタイプの橋梁用弾性支承６０においても内部弾性体６２ａに突出部６６を形成することにより、これまた、前記第１実施形態と同様の作用効果を発揮する。
【００４７】
なお、前記各実施形態では突出部２６，３６，４６，６６を弾性体の橋軸方向に対向する面はもとより、これと隣接する橋軸方向に沿った側面にも形成しているが、外気温度などで大きく変形する部分が橋軸方向と対向する側面であるため、少なくともこの対向側面に設ける必要がある。
【符号の説明】
【００４８】
２０，３０，４０，５０，６０…橋梁用弾性支承、２１…弾性支持部、２２…弾性体、２２ａ…内部弾性体、２２ｂ…側壁弾性体、２３…補強プレート、２４…橋桁連結プレート、２５…橋脚連結プレート、２６，３６，４６，６６…突出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は橋桁と橋脚との間に設けられた高減衰の橋梁用弾性支承に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の橋梁用弾性支承として図１０に示すものが一般的に知られている。橋梁用弾性支承１は橋桁２と橋脚３との間に配置されるもので、橋桁２から橋脚３に加わる歪み、即ち、外気温度の変化に伴う橋桁２の橋軸方向（図１０の双方向矢印）への剪断力、風などによる橋軸方向に直行する方向を含む水平方向への剪断力等を減衰している。
【０００３】
この橋梁用弾性支承１は、ソールプレート１１、上沓１２、弾性支持部１３、下沓１４及びベースプレート１５を順次配置した構造となっている。また、弾性支持部１３の上面はソールプレート１１及び上沓１２を介して橋桁２に連結する一方、弾性支持部１３の下面は下沓１４及びベースプレート１５を介して橋脚３に連結し、これにより、弾性支持部１３が橋桁２及び橋脚３に一体に連結している。
【０００４】
また、弾性支持部１３は間隔をおいて複数配置された補強プレート１３ａと該各補強プレート１３ａを覆う弾性体１３ｂとを有し、弾性体１３ｂの弾性力により橋桁２から加わる歪みが吸収されている。この弾性体１３ｂは各補強プレート１３ａに交互に積層し加硫接着したゴム製の内部弾性体１３ｃと、内部弾性体１３ｃ及び各補強プレート１３ａの外周面を覆うよう加硫接着したゴム製の側壁弾性体１３ｄとからなり、この側壁弾性体１３ｄにより内部弾性体１３ｃを外部環境から保護し、内部弾性体１３ｃの劣化（クラックなど）を防止するようにしている。
【０００５】
しかしながら、この橋梁用弾性支承では、内部弾性体１３ｃが側壁弾性体１３ｄで保護されるものの、側壁弾性体１３ｄにもクラックやしわが形成され、橋梁用弾性支承の外観を損ねるばかりか、残存した歪みにより局部破壊を引き起こすおそれがあった。
【０００６】
このような問題点を解決するため、出願人は特開２００９−２４３６５２号公報（特許文献１）に記載した弾性支承を提案した。特許文献１に記載した弾性支承は、側壁弾性体を内外２層で構成したもので、内層を破断伸びを優先したゴム材料で形成する一方、外層を硬度を優先したゴム材料で形成している。これにより、内層で剪断力を低減する一方、外層でクラック等の発生を防止している。
【０００７】
また、出願人は同じく上記問題点を解決するため、特開２０００−１８２０号公報（特許文献２）に記載した弾性支承も提案している。特許文献２に記載した弾性支承は、補強プレートと交互に積層した内部弾性体のうち、橋桁や橋脚に近接した内部弾性体の周縁部に剪断弾性係数の大きな補強ゴムを使用し、これにより、内部弾性体のクラックを防止する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４３６５２
【特許文献２】特開２０００−１８２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１の弾性支承では、側壁弾性体として２種類の弾性体を用意する必要があり材料コストが割高になることはもとより、側壁弾性体を内部弾性体に接着する際、内部弾性体の外側に２種類の弾性体を配置するなど製造工程が複雑となるという問題点を有していた。
【００１０】
また、前記特許文献２の弾性支承では、内部弾性体としてこれまた２種類の弾性体を用意する必要があり、特許文献１と同様に材料のコスト高や製造工程の複雑化を招くものとなっていた。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来の課題に鑑み、弾性体に突出部を形成するのみで、弾性体の表面歪を軽減できる橋梁用弾性支承を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１の発明は、間隔をおいて複数配置された補強プレートと各補強プレートを覆う弾性体により構成された弾性支持部と、該弾性体を橋桁側に連結する橋桁連結プレートと、弾性体を橋脚に連結する橋脚連結プレートとを備え、橋桁から橋脚に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、弾性体は橋桁連結プレート側及び橋脚連結プレート側を外方向に突出してなる突出部を有する構造となっている。
【００１３】
請求項１の発明によれば、橋桁から弾性支持部に水平方向の剪断変形力が加わったとしても、橋桁連結プレート側及び橋脚連結プレート側に外方向に突出した突出部を有するため、これら連結プレート側で生ずるクラックやしわを低減することができる。
【００１４】
なお、突出部は、請求項２の発明の如く側壁弾性体に形成してもよいし、請求項３の発明の如く内部弾性体を突出させて形成してもよい。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の橋梁用弾性支承において、突出部は弾性支持体の側面のうち少なくとも橋軸方向と直行する側面に有する構造となっている。
【００１６】
一般に外気温度の変化に伴う歪みは特に橋軸方向で発生するため、少なくとも、橋軸方向と直行する側面に形成することが必要となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の橋梁用弾性支承において、各補強プレート側の前記弾性体は、橋桁連結プレートと橋脚連結プレートから離れるに従って薄く形成している。
【００１８】
弾性体にかかる剪断応力のうち、各連結プレートの近傍は大きく、また、各連結プレートから離れるに従って小さくなる。そこで、各補強プレート側の弾性体の厚さ寸法も各所に加わる剪断応力に応じて設計すればよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、弾性体に突出部を形成するだけで、弾性体の表面歪を軽減できるので、極めて簡単な剪断力減衰構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図２】第１実施形態の要部拡大断面図
【図３】第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の変形状態を示す橋軸方向断面図
【図４】突出部の厚さ寸法に対応した歪変形量を示す断面図
【図５】ＦＥＭモデルによる表面歪解析を示す断面図
【図６】第２実施形態に係る橋梁用弾性支承の一部を省略した橋軸方向断面図
【図７】第３実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図８】第４実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図９】第５実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【図１０】従来の橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１乃至図３は本発明に係る橋梁用弾性支承を示すもので、図１は第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の橋軸方向断面図、図２は第１実施形態の要部拡大断面図、図３は第１実施形態に係る橋梁用弾性支承の変形状態を示す橋軸方向断面図である。なお、図１０に示す従来例と同一構成部分は同一符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０は、従来例と同様に橋桁２と橋脚３との間に配置され、また、橋梁用弾性支承２０の構造も従来例と同様に上位にある橋桁２から下位にある橋脚３に向かって、ソールプレート１１、上沓１２、弾性支持部２１、下沓１４及びベースプレート１５と順次配置されている。更に、弾性支持部２１の上面に連結するソールプレート１１及び上沓１２はボルト１６ａ，１６ｂによって橋桁２に連結する一方、弾性支持部２１の下面に連結する下沓１４及びベースプレート１５はボルト１６ｃ，１６ｄによって橋脚３に連結しており、これにより、弾性支持部２１が橋桁２と橋脚３を連結する構造となっている。
【００２３】
以上の構成に特徴的構成を有するものではなく、本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０は弾性支持部２１の構造に特徴有しており、以下、弾性支持部２１の構造を詳述する。
【００２４】
弾性支持部２１は全体としては例えば直方体形状に形成され、橋桁２から橋脚３へ伝達される剪断力を低減する弾性体２２と、上下に間隔をおいて複数配置された鉄鋼製の補強プレート２３と、弾性体２２の上部に配置された鉄鋼製の橋桁連結プレート２４と、弾性体２２の下部に配置された鉄鋼製の橋脚連結プレート２５とを有する。
【００２５】
ここで、橋桁連結プレート２４がボルト１６ｅを介して上沓１２に連結され、一方、橋脚連結プレート２５がボルト１６ｆを介して下沓１４に連結されており、これにより、弾性体２２が橋桁連結プレート２４を介して橋桁２側に連結するとともに、橋脚連結プレート２５を介して橋脚３側に連結されている。
【００２６】
弾性体２２は、各補強プレート２３と交互に積層してなる内部弾性体２２ａを有し、この内部弾性体２２ａにより橋桁２や橋脚３側から伝達される剪断力を減衰している。内部弾性体２２ａの材料は、剪断力の吸収に好適な材料、即ち、特許文献１などで出願人が既に提案している高減衰ゴムが使用されている。例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム等である。また、これらゴムには、必要に応じて、充填剤、可塑剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の添加剤が配合されている。
【００２７】
また、弾性体２２は側壁弾性体２２ｂを有している。側壁弾性体２２ｂは内部弾性体２２ａ、各補強プレート２３、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５の側面を覆うもので、内部弾性体２２ａ等を外部の衝撃等から保護している。側壁弾性体２２ｂの材料は、内部弾性体２２ａと同様に弾性材料形成され、かつ、耐候性や外部衝撃に優れたものが好ましい。例えば、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等である。
【００２８】
また、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法は均一なものではなく、図２に示すように、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側の厚さ寸法Ｗ１が、補強プレート２３側の厚さ寸法Ｗ２より２倍ほど大きく設計し、各連結プレート２４，２５側に外方向に突出した突出部２６を形成している。
【００２９】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０において、突出部２６は次のような解析等に基づき設けられた。
【００３０】
即ち、図３に示すように、橋梁用弾性支承２０が橋軸方向に変位するとき、図４(a)(b)に示すように、各内部弾性体２２ａと各補強プレート２３が橋軸方向に変位し、弾性支持部２１全体が斜めに延びている。これにより、各補強プレート２３を間に隣接する各内部弾性体２２ａ間に、歪みが発生し、この歪みが側壁弾性体２２ｂの外面に凹所Ｂ１，Ｂ２を形成する要因となっている。
【００３１】
ここで、図４(a)に示すように、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法が小さいときは、凹所Ｂ１の凹みが大きく、剪断変形量が大きいことが理解できる。これに対して、図４(b)に示すように、側壁弾性体２２ｂの厚さ寸法が大きいときは、凹所Ｂ２の凹みが小さく、剪断変形量が小さいことが理解できる。
【００３２】
更に、図５に示すように、出願人はＦＥＭモデルによる表面歪解析を行った。このモデル１００は、本実施形態と同様に、橋桁連結プレート１０１と橋脚連結プレート１０２との間に補強プレート１０３と内部弾性体１０４とを交互に積層するとともに、各補強プレート１０３及び内部弾性体１０４の側面に側壁弾性体１０５を配置し、これらの各部材１０１〜１０５を加硫接着したものである。
【００３３】
ここで、図５(a)に示すように、橋軸方向に剪断力を加えモデル１００を変形させた。ここで、モデル１００の左右両側面に生ずる剪断変形量を検証したところ、図５(b)(c)に示すように、側壁弾性体１０の外面のうち、橋桁連結プレート１０１及び橋脚連結プレート１０２側に剪断変形量が集中していることが分かった。
【００３４】
以上の解析等から、特許文献１，２に記載された発明から想到できない次のような技術的構造を創作した。即ち、弾性体２２において、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側を外方向に突出させることにより、側壁弾性体２２ｂの歪変形量を効率よく小さくできるという技術的構造である。
【００３５】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承２０によれば、弾性体２２のうち、連結プレート２４，２５側を外方向に突出した突出部２６を有するため、弾性体の表面歪を軽減できるし、また、単に突出部２６を設けるだけであり、極めて簡単な剪断力減衰構造となっている。
【００３６】
図６は本発明に係る橋梁用弾性支承の第２の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承３０は弾性体３２のうち側壁弾性体３２ｂの構造を改良したものである。
【００３８】
前記第１実施形態では、側壁弾性体の厚さ寸法において各連結プレート２４，２５側のみを考慮するものであったが、本実施形態では突出部３６に加え、補強プレート２３側の厚さ寸法も考慮したものである。即ち、補強プレート２３側の厚さ寸法を各連結プレート２４，２５から離れるに従って小さくするという改良を行った。これにより、側壁弾性体３２ｂを剪断応力に応じた過不足のない適切な厚さ寸法に設定できる。
【００３９】
図７は本発明に係る橋梁用弾性支承の第３の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４０】
前記第１実施形態では突出部を側壁弾性体に形成していたが、本実施形態に係る橋梁用弾性支承４０は内部弾性体４２ａに突出部４６を形成した。
【００４１】
即ち、図７に示すように、弾性体４２のうち内部弾性体４２ａのうち、橋桁連結プレート２４及び橋脚連結プレート２５側を外側方向に突出させた突出部４６を形成するとともに、突出部４６を含む内部弾性体４２ａの外面に略均一に側壁弾性体４２ｂを接着している。
【００４２】
本実施形態に係る橋梁用弾性支承４０においても各連結プレート２４，２５側の厚さ寸法が大きくなっているため、弾性体４２に加わる剪断変形に対して減衰効果を十分に発揮することができる。
【００４３】
図８は本発明に係る橋梁用弾性支承の第４の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４４】
前記第１実施形態では弾性体２２及び補強プレート２３を保持するプレートとして、上下に橋桁連結プレート２４と橋脚連結プレート２５を配置していたが、図８に示すように、本実施形態に係る橋梁用弾性支承５０ではこれら各連結プレート２４，２５を上沓１２及び下沓１４と兼用としたものである。本実施形態によれば、各連結プレート２４，２５が除去された分、構造も簡単なものとなっている。
【００４５】
図９は本発明に係る橋梁用弾性支承の第５の実施形態を示すもので、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００４６】
前記第１実施形態に係る弾性体２２は内部弾性体２２ａと側壁弾性体２２ｂより構成しているが、本実施形態に係る橋梁用弾性支承６０は弾性体６２を内部弾性体６２ａのみで構成している。即ち、側壁弾性体を有しないタイプの橋梁用弾性支承６０においても内部弾性体６２ａに突出部６６を形成することにより、これまた、前記第１実施形態と同様の作用効果を発揮する。
【００４７】
なお、前記各実施形態では突出部２６，３６，４６，６６を弾性体の橋軸方向に対向する面はもとより、これと隣接する橋軸方向に沿った側面にも形成しているが、外気温度などで大きく変形する部分が橋軸方向と対向する側面であるため、少なくともこの対向側面に設ける必要がある。
【符号の説明】
【００４８】
２０，３０，４０，５０，６０…橋梁用弾性支承、２１…弾性支持部、２２…弾性体、２２ａ…内部弾性体、２２ｂ…側壁弾性体、２３…補強プレート、２４…橋桁連結プレート、２５…橋脚連結プレート、２６，３６，４６，６６…突出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて複数配置された補強プレートと該各補強プレートを覆う弾性体により構成された弾性支持部と、該弾性体を橋桁側に連結する橋桁連結プレートと、該弾性体を橋脚に連結する橋脚連結プレートとを備え、該橋桁から該橋脚に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、
前記弾性体は前記橋桁連結プレート側及び前記橋脚連結プレート側を外方向に突出してなる突出部を有する
ことを特徴とする橋梁用弾性支承。
【請求項２】
前記弾性体は、前記各補強プレートと交互に積層して接着した内部弾性体と、該内部弾性体、該各補強プレート、前記橋桁連結プレート及び前記橋脚連結プレートの側面を覆う側壁弾性体とからなり、前記突出部を該側壁弾性体に形成した
ことを特徴とする請求項１記載の橋梁用弾性支承。
【請求項３】
前記弾性体は、前記各補強プレートと交互に積層して接着した内部弾性体と、該内部弾性体、該各補強プレート、前記橋桁連結プレート及び前記橋脚連結プレートの側面を覆う側壁弾性体とからなり、前記突出部を該内部弾性体に形成するとともに該側壁弾性体は該内部弾性体の側面を略均一に覆うよう形成した
ことを特徴とする請求項１記載の橋梁用弾性支承。
【請求項４】
前記突出部は、前記弾性支持体の側面のうち少なくとも橋軸方向と直行する側面に有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の橋梁用弾性支承。
【請求項５】
前記各補強プレート側の前記弾性体は、前記橋桁連結プレートと前記橋脚連結プレートから離れるに従って薄く形成した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の橋梁用弾性支承。
【請求項１】
間隔をおいて複数配置された補強プレートと該各補強プレートを覆う弾性体により構成された弾性支持部と、該弾性体を橋桁側に連結する橋桁連結プレートと、該弾性体を橋脚に連結する橋脚連結プレートとを備え、該橋桁から該橋脚に加わる変形力を低減する橋梁用弾性支承において、
前記弾性体は前記橋桁連結プレート側及び前記橋脚連結プレート側を外方向に突出してなる突出部を有する
ことを特徴とする橋梁用弾性支承。
【請求項２】
前記弾性体は、前記各補強プレートと交互に積層して接着した内部弾性体と、該内部弾性体、該各補強プレート、前記橋桁連結プレート及び前記橋脚連結プレートの側面を覆う側壁弾性体とからなり、前記突出部を該側壁弾性体に形成した
ことを特徴とする請求項１記載の橋梁用弾性支承。
【請求項３】
前記弾性体は、前記各補強プレートと交互に積層して接着した内部弾性体と、該内部弾性体、該各補強プレート、前記橋桁連結プレート及び前記橋脚連結プレートの側面を覆う側壁弾性体とからなり、前記突出部を該内部弾性体に形成するとともに該側壁弾性体は該内部弾性体の側面を略均一に覆うよう形成した
ことを特徴とする請求項１記載の橋梁用弾性支承。
【請求項４】
前記突出部は、前記弾性支持体の側面のうち少なくとも橋軸方向と直行する側面に有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の橋梁用弾性支承。
【請求項５】
前記各補強プレート側の前記弾性体は、前記橋桁連結プレートと前記橋脚連結プレートから離れるに従って薄く形成した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の橋梁用弾性支承。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３１６８７（Ｐ２０１２−３１６８７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３６８０（Ｐ２０１０−１７３６８０）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]