JPH09100511A

JPH09100511A - ゴム支承体およびこれを用いた橋梁の支承構造

Info

Publication number: JPH09100511A
Application number: JP26154095A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Yamamoto; ▲吉▼久山本; Shigeo Maruki; 繁雄丸喜; Teiji Kumaoka; 禎二熊岡; Shinichiro Kumagai; 紳一郎熊谷; Kazumichi Sasaki; 和道佐々木
Original assignee: Sumitomo Construction Co Ltd; Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Sumitomo Construction Co Ltd
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】内部応力を充分に取り除くことができ、作業時
等に亀裂等が生じることがなく、施工作業が簡単なゴム
支承体を提供する。【解決手段】橋脚上に固定されそれ自身の上にコンクリ
ート製の橋桁を載置し固定するゴム支承体４であって、
そのゴム材料として、橋桁を構成するコンクリート材料
の乾燥収縮により橋桁がその長手方向に変位した際に、
この変位に伴ってそれ自身が剪断方向に変位することに
より生じる内部応力を緩和しうるゴム材料が用いられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反力分散型のゴム
支承体およびこれを用いた橋梁の支承構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、橋梁技術の進歩がめざましく、橋
梁規模が年々大形化し、これに伴って長大橋が多く設計
されている。このような長大橋の支承方式として、従来
から、図１５に示すように、長スパンの橋桁５１を用
い、これを多数の橋脚５２に固定されたゴム支承体５３
で固定支持することが行われている。このような支承方
式の橋梁は、反力（水平力）分散型の橋梁と言われるも
ので、ゴム支承の水平剛性を有効に利用し、橋桁５１の
慣性力を各橋脚５２に任意に分配することで、橋脚５２
の断面形状の均等化を図り、橋梁全体のバランスをよく
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コンクリー
ト製長大橋の場合には、橋桁５１の長さが３００ｍにも
なるため、施工後半年〜１，２年程経過する間に、橋桁
５１の乾燥収縮により長手方向に１０ｃｍ程度縮む（図
１５の矢印Ａ参照）。このため、図１６に示すように、
ゴム支承体５３が橋桁５１の長手方向に（橋桁５１の中
央部に向かって）歪んでしまう。その結果、橋脚５２に
はゴム支承体５３の変形に伴う反力がかかり、橋桁５１
の乾燥収縮後、常にこの橋の長さ方向の荷重を受けてい
ることになってしまい、橋脚５２の強度上不利なものと
なる。そこで、上記橋桁５１の乾燥収縮後におけるゴム
支承体の歪みを除去するものとして、特開平５−１７１
６２３号公報に示す予備剪断変形据付方法が提案されて
いる。この方法は、つぎのとおりである。すなわち、図
１７および図１８に示すように、橋桁５１等の長手方向
に沿う両側部にストッパー５６が立設されたベッドプレ
ート５５と、ゴム層５８の上下面に金属板５９，６０が
固着された略直方体形状のゴム支承体５７を用意し、上
記ベッドプレート５５の中央にゴム支承体５７をボルト
６１ａ，６１ｂにより位置決め固定する。ついで、橋脚
５２等を施工し、上記ベッドプレート５５を橋脚５２等
の上部に固定する。つぎに、ゴム支承体５７の金属板５
９上面の係止突起５９ａをソールプレート６２下面の係
止孔６２ａに嵌入し、その状態で橋桁５１等を施工す
る。つぎに、橋桁５１等の乾燥収縮およびクリープ進行
方向にあるボルト６１ａを撤去したのち、これと反対側
にあるボルト６１ｂを締付け回動し、ゴム支承体５７の
下部金属板６０を橋桁５１等の乾燥収縮およびクリープ
進行方向に押圧移動する。このようにして、ゴム支承体
５７のゴム層５８を予備剪断変形させたのち、ボルト６
１ｂを撤去し、ストッパー５６と下部金属板６０間に生
じた隙間にスペーサを配設しボルト止めするようにして
いる。

【０００４】しかしながら、このものでは、ボルト６１
ｂを締付け回動してゴム支承体５７の下部金属板６０を
押圧移動させる距離の設定が非常に難しいため、正確な
距離の設定が行えず、橋桁５１等の乾燥収縮後にもゴム
支承体５７のゴム層５８に剪断変形が作用し続け、ゴム
支承体５７等が早期に損傷するという問題がある。しか
も、このものでは、初期の状態から剪断変形がゴム支承
体５７のゴム層５８に作用しており、かつ、ボルト６１
ｂの締付けにより急激に剪断変形が与えられるため、ゴ
ム層５８に亀裂が生じやすい等の問題もある。さらに、
上記ボルト６１ｂの締付け作業やスペーサの取付け作業
等細かい手作業を狭い場所で行わなければならないた
め、作業に手間取る。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、橋桁の乾燥収縮後再調整のための工事等を必要
とせずに、ゴム支承体の内部応力を軽減し、橋脚の本来
の強度を確保することのできるゴム支承体およびこれを
用いた橋梁の支承構造の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、橋脚上に固定されそれ自身の上にコンク
リート製の橋桁を載置し固定するゴム支承体であって、
そのゴム材料として、橋桁を構成するコンクリート材料
の乾燥収縮により橋桁がその長手方向に変位した際に、
この変位に伴ってそれ自身が剪断方向に変位することに
より生じる内部応力を緩和しうるゴム材料が用いられて
いるゴム支承体を第１の要旨とし、上記ゴム支承体を用
いた橋梁の支承構造を第２の要旨とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明のゴム支承体
は、そのゴム材料として、橋桁を構成するコンクリート
材料の乾燥収縮により橋桁がその長手方向に変位した際
に、この変位に伴ってそれ自身が剪断方向に変位するこ
とにより生じる内部応力を緩和しうるゴム材料が用いら
れている。したがって、橋桁がその構成材料であるコン
クリート材料の乾燥収縮等により長手方向に向かって変
位すると、この変位に伴いゴム支承体が剪断方向に変位
するが、上記ゴム材料が応力緩和の大きい材料からなる
ため、ゴムのクリープを発生させ、ゴム支承体の内部応
力を緩和して残留応力を小さく、もしくは、取り除くこ
とができる。そのため、橋桁の乾燥収縮時に、橋脚にか
かる反力が著しく小さくなる。また、本発明では、上記
ゴム材料の選定等が、従来例における押圧移動距離の設
定ほど難しくなく、適正なゴム材料の選定等により、ゴ
ム支承体の内部応力を小さく、もしくは、取り除くこと
ができる。しかも、このものでは、ゴム支承体に作用す
る剪断方向の変位がコンクリート材料の乾燥収縮等の期
間中に徐々に発生し、また、この内部応力をゴム支承体
のゴム材料の性状により小さく、もしくは、取り除くこ
とができるため、作業時等にゴム支承体に亀裂等が生じ
ることがない。さらに、ゴム支承体の固定作業は、従来
例のような締付け作業や取付け作業ほど細かな作業を必
要としないため、狭い場所でも簡単に行える。一方、こ
のようなゴム支承体を用いた橋梁の支承構造とすること
で、耐久性に優れ、また、上記の優れた作用効果を奏す
る支承構造が得られる。

【０００８】また、本発明において、橋桁の長手方向に
ゴム層の厚みの７０％の変位量を与えた時の、常温で２
４時間後の応力緩和率が４０％以上である場合には、コ
ンクリート材料の乾燥収縮および温度変化等による通常
の変位量（ゴム層の厚みの７０％）に対し、充分な応力
緩和が得られるようになる（図１０および図１１参
照）。図１１において、ゴム支承体はゴム層のみで構成
されている。本発明で、応力緩和率とは、コンクリート
材料の乾燥収縮により橋桁がその長手方向に変位した際
におけるゴム支承体の内部応力（Ｐ₀）と、応力緩和後
の内部応力（Ｐ₁）とから算出される値であり、下記の
式（１）で表される。

【０００９】

【数１】応力緩和率＝（Ｐ₀−Ｐ₁）／Ｐ₀×１００（％）………（１）

【００１０】また、本発明において、橋桁の長手方向の
側面が垂直方向に対して所定角度に傾斜して形成され、
その状態で初期の固定状態とされ、橋桁の乾燥収縮後に
上記側面が略垂直面となる場合には、橋桁の乾燥収縮後
は実質的にゴム部の受圧面積が増加する（初期の固定状
態における有効受圧面積の長さを示す図８のＬと、乾燥
収縮後のそれを示す図９のＬ′とでは、Ｌ′の方がＬよ
りも長く、これにより乾燥収縮後に上記有効受圧面積が
増加していることがわかる）ことになり、実使用時の荷
重等による圧縮応力が低下する。また、内部に少なくと
も一層の中間プレートが埋設されている場合には、上記
中間プレートでゴム支承体が複数のゴム板に仕切られる
ため、各ゴム板の圧縮方向のへたりが小さくなる。

【００１１】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００１２】本発明のゴム支承体は、そのゴム材料とし
て、橋桁を構成するコンクリート材料の乾燥収縮により
橋桁がその長手方向に変位した際に、この変位に伴って
それ自身が剪断方向に変位することにより生じる内部応
力を緩和しうるゴム材料が用いられている。

【００１３】上記ゴム材料としては、塩素化ブチルゴ
ム，クロロピレンゴム（ＣＲ），天然ゴム（ＮＲ）とブ
タジエンスチレンゴム（ＳＲＢ）との混合物等があげら
れ、好適には、塩素化ブチルゴムが用いられる。このよ
うなゴム材料を用いると、橋桁の長手方向にゴム層の厚
みの７０％の変位量を与えた時の、常温で２４時間後の
応力緩和率が４０％以上に設定することができる。

【００１４】上記ゴム支承体は、１種類のゴム単体で形
成されていてもよいし、内部に中間プレートを埋設する
ことによりゴム板と中間プレートが交互に積層される多
層構造に形成されていてもよい。この多層構造の場合に
は、各ゴム板を同じゴム材料で形成してもよいし、別々
のゴム材料で形成してもよい。

【００１５】つぎに、本発明の実施の形態を図面にもと
づいて説明する。

【００１６】図１は本発明を用いたゴム支承装置１の一
実施の形態を示している。この支承体装置１は、コンク
リート製橋桁の下面に取着される上沓２と、橋脚の上面
に取着される下沓３を備えており、上記上沓２には、こ
の発明のゴム支承体４が固定されている。図２は、これ
を下から見上げた図である。上記上沓２は、図３に示す
ように、長方形状の鉄製の平板体で構成される本体５
と、この本体５の上面に立設された４本のアンカーボル
ト６（２本は隠れて見えない）からなる。

【００１７】上記ゴム支承体４は、図４に示すように、
略直方体形状のものを垂直方向に対して傾斜させて形成
されており（この傾斜方向は、上記橋桁がこれを構成す
るコンクリート材料の乾燥収縮により収縮する方向〔図
示の矢印方向〕とは逆の方向であり、傾斜角度は予め計
算により算出された角度に設定されている。例えば、上
記直方体形状に対して、ゴム支承体４の厚みの７０％程
度変位させることが好ましい）、このゴム支承体４の上
面に接着等により長方形板状の鉄製の上側固定プレート
８が固定されているとともに、下面に接着等により長方
形板状の鉄製の下側固定プレート９が固定されている。
この下側固定プレート９の下面には、鉄製の正方形板体
で構成された固定板（凸部）１０が溶接等により突設さ
れている。上記ゴム支承体４は、図５および図６に示す
ように、上記橋桁の収縮方向（すなわち、橋桁の長手方
向、図中矢印で示す）に直交する側面４ｃ（図面では、
左右の側面になる）を図示のように傾斜形成することに
よって上面が下面に対して上記収縮方向とは逆の方向
（図中矢印とは逆の方向）にずれた状態で形成された６
枚の長方形状の塩素化ブチルゴム製のゴム板４ａと、５
枚の長方形状のステンレス製の平板４ｂ（左右および前
後の４側面が垂直面に形成されている）とを交互に積層
接着して構成されている。このようなゴム支承体４は、
図２に示すように、その上側プレート８を８本の取付ボ
ルト１１で上沓２の下端面にねじ止めすることにより、
上沓２に一体的に固定されている。

【００１８】前記下沓３は、鉄製の平板体で構成された
本体１２と、この本体１２の下面に立設された４本のア
ンカーボルト１３（２本は隠れて見えない）とからなる
（図１参照）。上記本体１２は、図７に示すように、正
方形状に形成されており、その中央部には、上記ゴム支
承体４の固定板１０に嵌合する正方形の凹部１４が形成
されている。図において、１５は本体１２の上面の４隅
に突出形成されたガイド板であり、上記下側固定プレー
ト９を左右方向にガイドする。

【００１９】上記構成において、図１の状態（上沓２に
取付けられたゴム支承体４の固定板１０が下沓３の凹部
１４の真上に位置するように上下の沓２，３が位置決め
されている状態）から、上沓２を下降させて下沓３上に
載置すると、図８に示すように、上沓２の固定板１０が
下沓３の凹部１４に嵌合し自動的に位置決め固定され
る。この状態から、上沓２に取付く橋桁のコンクリート
の乾燥収縮によって、上記上沓２が図８の右側方向（矢
印方向）に所定距離移動すると、ゴム支承体４が傾斜状
態から垂直状態に移行し、上記ずれが全くなくなるか、
僅かに残った状態になる（図９参照）。そして、上記移
行後から常温で、所定時間（例えば、２４時間）が経過
する間に、ゴム支承体４の各ゴム板４ａに発生する内部
応力は、各ゴム板４ａの持つ性状により応力緩和されて
小さくなり、その応力緩和率は４０％以上に降下する
（図１０および図１１参照）。

【００２０】このような支承体装置１を用い、橋梁を作
製する場合には、例えば予め、上沓２の固定板１０を下
沓３の凹部１４に嵌合させて上沓２を下沓３上に載置
し、その状態で紐や針金等の仮固定具により仮固定し、
作業現場に搬入する。この搬入後、あらかじめ形成され
た橋脚上部の、枠材等で囲われて形成された下沓固定部
２１に、上記仮固定具により仮固定された下沓３を板材
等の仮設手段により仮設する（図１２参照）。ついで、
上記下沓固定部２１にコンクリート材料を打設し、下沓
固定部２１を作製する。このとき同時に、下沓固定部２
１の上面に、下沓３をそのボルト１３を下沓固定部２１
のコンクリート部中に埋設させて固定する。つぎに、あ
らかじめ形成された橋桁の下面の、枠材等で囲われて形
成された上沓固定部２０に、下沓３に相対向する状態で
上沓２を板材等で仮設する。これに先立って、上記仮固
定具の仮固定を解除しておくが、下沓３と上沓２との相
互の位置関係はそのままに保持しておく（すなわち、固
定板１０を下沓３の凹部１４に嵌合させたままにしてお
く）。つぎに、上記上沓固定部２０にコンクリート材料
を打設して橋桁に上沓固定部２０を一体に作製するとと
もに、この上沓固定部２０に上沓２をそのボルト６を上
沓固定部２０のコンクリート部中に埋設させて固定す
る。このようにして橋桁を橋脚に順次取付けることによ
り橋梁を完成させることができる。このようにして作製
された橋梁では、この施工後半年から１，２年程経過す
る間に、橋桁がそのコンクリート材料等の乾燥収縮によ
り右側方向（図１２の矢印方向）に向かって移動し、こ
の移動に伴ってゴム支承体４が図示の傾斜状態から垂直
状態に移行する（図１３参照）。この移行後所定時間が
経過すると、ゴム支承体４のゴムがクリープし、ゴム内
部に生じた内部応力が小さくなり、橋脚への反力を軽減
できる。

【００２１】このように上記支承体装置１は、ゴム支承
体４を構成するゴム板４ａ自体のクリープ（永久歪み）
を積極的に利用しており、このゴム板４ａのゴム材料と
して塩素化ブチルゴム（この塩素化ブチルゴムは高減衰
性の材料であり、この高減衰性の材料は一般的にクリー
プが大きい）を選択使用している。したがって、橋桁の
コンクリート材料の乾燥収縮等によりゴム支承体４が剪
断方向に変位し、内部応力が発生しても、この内部応力
を充分に除去することができる。この場合に、上記ゴム
材料の選定および作業内容が簡単であり、狭い場所でも
簡単に行える。しかも、このものでは、ゴム支承体４に
作用する剪断方向の変位が徐々に発生し、これにより生
じる内部応力も徐々に緩和されるため、この期間にゴム
支承体４に亀裂等が生じることがない。

【００２２】上記実施の形態において、ゴム支承体４を
構成するゴム板４ａのゴム材料として、下記に示すゴム
材料を用い、その場合の応力緩和率を実測した。その結
果を表１に示す（いずれも、ＪＩＳＡ形硬度計にて５
５〜６０ＨＳ）。

【００２３】

【表１】

【００２４】図１４は本発明の他の実施の形態を示して
いる。この形態では、ゴム支承体４の下側固定プレート
９に固定板１０を取付ける代わりに、下沓３の上面に形
成される凹部１４を、上記下側固定プレート９を嵌合し
うる大きさに形成し、上記下側固定プレート９を凹部１
４に嵌合させることでゴム支承体４を下沓３に固定する
ようにしている。これ以外の部分は上記実施の形態と同
様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この
ものでは、上記実施の形態より、さらに簡単構造にな
る。

【００２５】なお、上記各実施の形態では、上沓２にゴ
ム支承体４を固定し、下沓３に凹部１４を形成している
が、これに限定するものではなく、上沓２に凹部１４を
形成し、下沓３にゴム支承体４を固定するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴム支承体を用いた支承体装置の説明
図である。

【図２】ゴム支承体を取付けた上沓を下から見た図であ
る。

【図３】上記上沓の側面図である。

【図４】上記ゴム支承体の側面図である。

【図５】上記ゴム支承体の構造説明図である。

【図６】上記ゴム支承体の部分拡大断面図である。

【図７】上記下沓の平面図である。

【図８】上記支承体装置の作用を示す要部断面図であ
る。

【図９】上記支承体装置の作用を示す要部断面図であ
る。

【図１０】内部応力と変位の関係を示す図である。

【図１１】変位量の説明図である。

【図１２】上記支承体装置を用いた橋梁の要部の説明図
である。

【図１３】上記支承体装置を用いた橋梁の作用を示す説
明図である。

【図１４】この発明の他の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１５】従来例の説明図である。

【図１６】上記従来例の作用を示す図である。

【図１７】他の従来例の説明図である。

【図１８】その施工方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１支承体装置２上沓３下沓４ゴム支承体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊岡禎二東京都新宿区荒木町13番地の４住友建設株式会社内 (72)発明者熊谷紳一郎東京都新宿区荒木町13番地の４住友建設株式会社内 (72)発明者佐々木和道東京都新宿区荒木町13番地の４住友建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】橋脚上に固定されそれ自身の上にコンク
リート製の橋桁を載置し固定するゴム支承体であって、
そのゴム材料として、橋桁を構成するコンクリート材料
の乾燥収縮により橋桁がその長手方向に変位した際に、
この変位に伴ってそれ自身が剪断方向に変位することに
より生じる内部応力を緩和しうるゴム材料が用いられて
いることを特徴とするゴム支承体。
【請求項２】橋桁の長手方向にゴム層の厚みの７０％
の変位量を与えた時の、常温で２４時間後の応力緩和率
が４０％以上である請求項１記載のゴム支承体。
【請求項３】橋桁の長手方向の側面が垂直方向に対し
て所定角度に傾斜して形成され、その状態で初期の固定
状態とされ、橋桁の乾燥収縮後に上記側面が略垂直面と
なる請求項１記載のゴム支承体。
【請求項４】内部に少なくとも一層の中間プレートが
埋設されている請求項１記載のゴム支承体。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一項に記載の
ゴム支承体を用いた橋梁の支承構造。