JP4407307B2 - 橋梁用ゴム積層型ダンパー装置 - Google Patents
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Description
この発明は、橋梁用ゴム積層型ダンパー装置に係わり、更に詳しくは剪断変形減衰部材と、鉛直荷重支持部材とから成るダンパー装置において、上部構造物の回転を吸収しながら橋軸方向の剪断変形を与えるようにした橋梁用ゴム積層型ダンパー装置に関するものである。
従来、橋梁用ゴム積層型ダンパー装置の構造としては、橋脚または橋台等の下部構造物と橋桁のフランジ等の上部構造物との間に上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直荷重支持部材を設置し、フランジ等の上部構造物の両側面に硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層して構成した剪断変形減衰部材を設置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の構造の場合、フランジ等の上部構造物の両側面に設置した剪断変形減衰部材に水平方向からの剪断荷重が作用すると、一方は圧縮荷重を受け、他方は引張り荷重を受けることになり、この引張り荷重は常時作用するため、ゴム積層型のダンパー装置の耐久性が低下すると言う問題があった。
また、上部構造物が水平方向に移動自在なように、その鉛直荷重を支持する滑り支承と、前記上部構造物の鉛直荷重を支持することなく、水平方向全方向に剪断変形して、前記上部構造物の水平荷重を支持する弾性体を有する水平荷重支持機構とを備えてなる機能分離型橋梁支承装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
然しながら、このような水平荷重支持機構は、構造が複雑で大型化する傾向があり、これに伴って製造コストも高くなると言う問題があった。
特開２００１−１８２０１３号公報
特開２００２−３８４１８号公報
この発明はかかる従来の課題に着目し、鉛直荷重は鉛直荷重支持部材のみで受けるように構成することで、構造が簡単でコンパクトな装置にすることが出来る橋梁用ゴム積層型ダンパー装置を提供することを目的とするものである。
この発明は、上記目的を達成するため、上部構造物の下部に固定されたソールプレートと下部構造物上に固定されたベースプレートとの間に、
（ａ）複数枚の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層させ、その積層体の上下部に上下沓を設けて一体的に構成した剪断変形減衰部材、
と
（ｂ）前記上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直荷重支持部材、
とを設置して成る橋梁用ゴム積層型ダンパー装置において、前記ソールプレートの下面と前記鉛直荷重支持部材の上面との間に、前記上部構造物の回転を吸収する回転吸収手段を介在させるとともに、前記鉛直荷重支持部材を前記剪断変形減衰部材の橋軸直角方向の両側に配置させて、かつ該鉛直荷重支持部材の高さを該剪断変形減衰部材の高さよりも高く形成し、前記ソールプレートと該剪断変形減衰部材の上沓との間に隙間を設けてなることを特徴とするものである。
（ａ）複数枚の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層させ、その積層体の上下部に上下沓を設けて一体的に構成した剪断変形減衰部材、
と
（ｂ）前記上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直荷重支持部材、
とを設置して成る橋梁用ゴム積層型ダンパー装置において、前記ソールプレートの下面と前記鉛直荷重支持部材の上面との間に、前記上部構造物の回転を吸収する回転吸収手段を介在させるとともに、前記鉛直荷重支持部材を前記剪断変形減衰部材の橋軸直角方向の両側に配置させて、かつ該鉛直荷重支持部材の高さを該剪断変形減衰部材の高さよりも高く形成し、前記ソールプレートと該剪断変形減衰部材の上沓との間に隙間を設けてなることを特徴とするものである。
ここで、本発明の橋梁用ゴム積層型ダンパー装置において、好ましくは、前記剪断変形減衰部材の上沓と前記ソールプレートとを剪断キーにより係合した構成のものである。またさらに、好ましくは、該剪断キーを剪断キー穴に嵌合したとき、該剪断キー穴と該剪断キーの側面と上面との間に間隙が形成されるように、剪断キーと剪断キー穴が構成されているものである。すなわち、前記剪断変形減衰部材の上沓と上部構造物のソールプレートとを剪断キーにより係合して、上部構造物の水平方向の作用を剪断変形減衰部材の剪断変形のみで減衰させるように構成したものである。
更に、前記回転吸収手段は、鉛直荷重支持部材と上部構造物のソールプレートとの当接面を線または点接触する形状に構成すると共に、該当接面に摺動可能で、かつ耐摩耗性の硬質金属材料を使用してある。
このように、この発明にかかる橋梁用ゴム積層型ダンパー装置では、ソールプレートの下面と鉛直荷重支持部材の上面との間に、前記上部構造物の回転を吸収する回転吸収手段を介在させることで、鉛直荷重は鉛直荷重支持部材のみで受けるように構成し、剪断変形減衰部材に鉛直反力及び引っ張り力をかけずに上部構造物の回転を吸収しながら橋軸方向に剪断変形のみを与えるようにしたものである。
この発明は上記のように、ソールプレートの下面と鉛直荷重支持部材の上面との間に、前記上部構造物の回転を吸収する回転吸収手段を介在させて構成したので、構造が簡単でコンパクトな装置にすることが出来、製造コストも安く、更に鉛直荷重は鉛直荷重支持部材のみで受けるように構成し、剪断変形減衰部材に鉛直反力及び引っ張り力をかけずに上部構造物の回転を吸収しながら橋軸方向に剪断変形のみを与えることが出来る効果がある。
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の実施形態を示す橋梁用ゴム積層型ダンパー装置の橋軸方向の正面図、図２は図１のＸ部を橋軸直角方向から見た説明図を示し、１は橋脚または橋台等の下部構造物、２は橋桁等の上部構造物を示し、下部構造物１上には、剪断変形減衰部材３と、上部構造物２の鉛直荷重を支持する鉄製のブロックから成る鉛直荷重支持部材４とから成るダンパー装置５が設置してある。
前記剪断変形減衰部材３は、複数枚の硬質板６とゴム状弾性板７とを交互に積層させ、その上下部には、上沓８と下沓９とが一体的に設けてある。前記ダンパー装置５の下沓９は、ボルトで固定されてベースプレート１５を介して下部構造物１に複数本のアンカーボルト１０により固定され、また前記鉛直荷重支持部材４と上沓８との上方には、上部構造物２の下部に固定されたソールプレート１１が配置されている。
前記鉛直荷重支持部材４は、前記剪断変形減衰部材３の橋軸直角方向の両側に配置され、その高さＨを前記剪断変形減衰部材３の高さｈよりも高く形成して隙間Ｓを設け、上部構造物２の鉛直荷重が剪断変形減衰部材３に直接作用しないように構成してある。
また、前記剪断変形減衰部材３の上沓８と上部構造物２のソールプレート１１とは、上沓８とソールプレート１１との中央部に対向する位置に形成された剪断キー穴１２ａに嵌合する剪断キー１２が配置され、剪断キー穴１２ａと剪断キー１２の側面と上面との間に間隙１７が形成されることにより、上部構造物２の常時の微少な水平方向の移動、例えば、撓みによる回転、温度変化等による橋軸方向の伸縮を許容し、地震時の大きな水平方向の移動に伴う水平荷重が、上沓８とソールプレート１１とが剪断キー１２を介して係合することにより剪断変形減衰部材３に伝達され、剪断変形減衰部材３の変形により減衰できるように構成されている。
また剪断変形減衰部材３の下沓９とベースプレート１５との中央部にも対向する位置に形成された剪断キー穴１２ａに嵌合する剪断キー１２が配置され、上記と同様に作用するものである。
前記上部構造物２のソールプレート１１と、前記鉛直荷重支持部材４との間には、前記上部構造物２の橋軸方向の回転を吸収する回転吸収手段１３が介在させてある。
この発明の実施形態における前記回転吸収手段１３は、鉛直荷重支持部材４とソールプレート１１との当接面Ｇに、摺動可能で、かつ耐摩耗性の硬質金属材料１４ａ，１４ｂ（例えば、炭素鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼等）が埋設してあり、また鉛直荷重支持部材４の上端当接部Ｇａは、図２に示すように、ソールプレート１１と線または点接触するように所定の半径Ｒの円弧状曲面に形成してある。
このように構成することで、上部構造物２の鉛直荷重は常に鉛直荷重支持部材４で受け、また上部構造物２に水平方向の荷重が作用した場合、ソールプレート１１が鉛直荷重支持部材４の上端当接部Ｇａを円滑にスライドし、剪断変形減衰部材３には鉛直荷重が作用せず、剪断キー１２によりソールプレート１１に係合された剪断変形減衰部材３の剪断変形により水平荷重を減衰させるものである。
１ 下部構造物 ２ 上部構造物
３ 剪断変形減衰部材 ４ 鉛直荷重支持部材
５ ダンパー装置 ６ 硬質板
７ ゴム状弾性板 ８ 上沓
９ 下沓
１１ ソールプレート １２ａ 剪断キー穴
１２ 剪断キー １３ 回転吸収手段
１４ａ，１４ｂ 耐摩耗性の硬質金属材料
１５ ベースプレート １７ 間隙 Ｇ 当接面
Ｇａ 鉛直荷重支持部材の上端当接部 Ｒ 半径
Ｈ 鉛直荷重支持部材の高さ ｈ 前記剪断変形減衰部材の高さ
Ｓ 隙間
３ 剪断変形減衰部材 ４ 鉛直荷重支持部材
５ ダンパー装置 ６ 硬質板
７ ゴム状弾性板 ８ 上沓
９ 下沓
１１ ソールプレート １２ａ 剪断キー穴
１２ 剪断キー １３ 回転吸収手段
１４ａ，１４ｂ 耐摩耗性の硬質金属材料
１５ ベースプレート １７ 間隙 Ｇ 当接面
Ｇａ 鉛直荷重支持部材の上端当接部 Ｒ 半径
Ｈ 鉛直荷重支持部材の高さ ｈ 前記剪断変形減衰部材の高さ
Ｓ 隙間
Claims (5)
- 上部構造物の下部に固定されたソールプレートと下部構造物上に固定されたベースプレートとの間に、複数枚の硬質板とゴム状弾性板とを交互に積層させ、その積層体の上下部に上下沓を設けて一体的に構成した剪断変形減衰部材と、前記上部構造物の鉛直荷重を支持する鉛直荷重支持部材とを設置して成る橋梁用ゴム積層型ダンパー装置において、
前記ソールプレートの下面と前記鉛直荷重支持部材の上面との間に、前記上部構造物の回転を吸収する回転吸収手段を介在させるとともに、前記鉛直荷重支持部材を前記剪断変形減衰部材の橋軸直角方向の両側に配置させて、かつ該鉛直荷重支持部材の高さを該剪断変形減衰部材の高さよりも高く形成し、前記ソールプレートと該剪断変形減衰部材の上沓との間に隙間を設けてなることを特徴とする橋梁用ゴム積層型ダンパー装置。 - 前記剪断変形減衰部材の上沓と前記ソールプレートとを剪断キーにより係合した請求項１記載の橋梁用ゴム積層型ダンパー装置。
- 前記剪断キーを剪断キー穴に嵌合したとき、該剪断キー穴と該剪断キーの側面と上面との間に間隙が形成されるように、該剪断キーと該剪断キー穴が構成されている請求項２記載の橋梁用ゴム積層型ダンパー装置。
- 前記回転吸収手段は、前記鉛直荷重支持部材と前記ソールプレートとの当接面を線または点接触する形状に構成した請求項１、２または３に記載の橋梁用ゴム積層型ダンパー装置。
- 前記回転吸収手段は、前記鉛直荷重支持部材と前記ソールプレートとの当接面において摺動可能で、かつ耐摩耗性の硬質金属材料を使用した請求項１、２、３または４に記載の橋梁用ゴム積層型ダンパー装置。
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