特開2020-79508(P2020-79508A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2020-79508支承板支承装置、演算装置、支承板支承装置取付方法および剛体プレート交換方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-79508(P2020-79508A)
(43)【公開日】2020年5月28日
(54)【発明の名称】支承板支承装置、演算装置、支承板支承装置取付方法および剛体プレート交換方法
(51)【国際特許分類】
   E01D 19/04 20060101AFI20200501BHJP
   E01D 22/00 20060101ALI20200501BHJP
【FI】
   E01D19/04
   E01D22/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-212827(P2018-212827)
(22)【出願日】2018年11月13日
(71)【出願人】
【識別番号】505389695
【氏名又は名称】首都高速道路株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000231855
【氏名又は名称】日本鋳造株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000970
【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】蔵治 賢太郎
(72)【発明者】
【氏名】松原 拓朗
(72)【発明者】
【氏名】久保田 成是
(72)【発明者】
【氏名】笠井 諭
(72)【発明者】
【氏名】中野 公太
(72)【発明者】
【氏名】高瀬 和男
(72)【発明者】
【氏名】石山 昌幸
(72)【発明者】
【氏名】平井 良典
(72)【発明者】
【氏名】山崎 信宏
(72)【発明者】
【氏名】朝倉 康信
【テーマコード(参考)】
2D059
【Fターム(参考)】
2D059AA33
2D059GG39
(57)【要約】
【課題】構造物から支承板支承装置に負荷された荷重を計測することができる。
【解決手段】構造物の上部構造100と下部構造110との間に配置される支承板支承装置1であって、上部構造100に取り付けられる上沓21と、下部構造110に取り付けられる下沓28と、の間に設けられた剛体プレート24と、剛体プレート24の側面に貼付されたひずみセンサ3と、を備えている。剛体プレート24の側面は、上沓21、剛体プレート24、および下沓28の階層方向に形成された面である。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の上部構造と下部構造との間に配置される支承板支承装置であって、
前記上部構造に取り付けられる上沓と、前記下部構造に取り付けられる下沓と、の間に設けられた剛体プレートと、
前記剛体プレートの側面に貼付されたひずみセンサと、を備え、
前記側面は、前記上沓、前記剛体プレート、および前記下沓の階層方向に形成された面である、支承板支承装置。
【請求項2】
前記剛体プレートの前記側面には、複数の前記ひずみセンサが貼付されている、請求項1に記載の支承板支承装置。
【請求項3】
前記剛体プレートの前記側面に貼付されている複数の前記ひずみセンサは、前記階層方向を軸にして均等に位置する、請求項2に記載の支承板支承装置。
【請求項4】
前記剛体プレートは、円筒形状の第1部分と、円筒形状の第2部分とを前記階層方向に積層した形状であり、
前記第1部分は、前記第2部分よりも径が小さく、前記上沓側に配置され、
前記ひずみセンサは、前記第1部分の前記側面に貼付されている、請求項1〜3のいずれかに記載の支承板支承装置。
【請求項5】
前記ひずみセンサは、前記上沓側よりも前記第2部分側に寄せて貼付されている、請求項4に記載の支承板支承装置。
【請求項6】
前記剛体プレートは、円筒形状の第1部分と、円筒形状の第2部分とを前記階層方向に積層した形状であり、
前記第1部分は、前記第2部分よりも径が小さく、前記上沓側に配置され、
前記ひずみセンサは、前記第2部分の前記側面に貼付されている、請求項1〜3のいずれかに記載の支承板支承装置。
【請求項7】
前記剛体プレートの前記側面は、前記ひずみセンサが貼付されている箇所が平面に加工されている、請求項1〜6のいずれかに記載の支承板支承装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の支承板支承装置に貼付されている前記ひずみセンサの検出出力が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記ひずみセンサの検出出力を用いて、前記支承板支承装置に負荷された荷重の大きさを演算する演算部と、
を備える、演算装置。
【請求項9】
構造物の上部構造と下部構造との間に配置し、
上沓を、前記上部構造に取り付け、
下沓を、前記下部構造に取り付け、
ひずみセンサを、前記上沓と前記下沓との間に設けられた剛体プレートの側面に貼付する支承板支承装置取付方法であって、
前記側面は、前記上沓、前記剛体プレート、および前記下沓の階層方向に形成された面である、支承板支承装置取付方法。
【請求項10】
構造物の上部構造と下部構造との間に配置する支承板支承装置から前記上部構造に取り付けられた上沓と前記下部構造に取り付けられた下沓との間に配置されている既配置の剛体プレートを取り外し、
ひずみセンサが側面に貼付された交換用の剛体プレートを前記上沓と前記下沓との間に取り付ける剛体プレート交換方法であって、
前記側面は、前記上沓、前記交換用の剛体プレート、および前記下沓の階層方向に形成された面である、剛体プレート交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、構造物の上部構造と下部構造との間に設けられる支承板支承装置の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の移動体が走行する橋梁等の構造物には、主桁(上部構造)と橋脚(下部構造)との間に支承装置が配置されている。支承装置は、上部構造からの荷重を支持し、下部構造へ伝達する。支承装置は、上部構造の重さによる死荷重、及び路面を走行する車両の重量又は下部構造に対する上部構造の相対的な変位による振動等の活荷重を支持する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
支承装置には、上部構造に固定された上沓と、下部構造に固定された下沓、及び上沓と下沓との間に挟まれた荷重支持部材を有する支承板支承装置がある。支承板支承装置は、上部構造側から上沓、荷重支持部材、下沓の順番に鉛直方向に重なっている。荷重支持部材は、水平方向(橋軸方向又は橋軸直角方向)における上沓と下沓との相対的な変位による水平力(水平荷重)を支持する部材及び、鉛直方向における力(鉛直荷重)を支持する部材等で構成されている。
【0004】
橋脚は、橋軸方向に適当な間隔で並んで配置されている。橋脚の上面(主桁との対向面)には、複数の支承板支承装置が橋軸直角方向に並んで設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2018−25004号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
橋軸直角方向において、橋脚の上面に並んで設けられている各支承板支承装置に所望の荷重が負荷されているか否かを確認するために、各支承板支承装置にかかっている荷重を計測したいとの要望がある。
【0007】
この発明の目的は、構造物から負荷された荷重の計測が支承板支承装置により行える技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明の支承板支承装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。
【0009】
この支承板支承装置は、構造物の上部構造と下部構造との間に配置される。支承板支承装置は、構造物が橋梁の場合、主桁、床版などを含む上部構造と、橋脚である下部構造との間に配置される。支承板支承装置は、前記上部構造に取り付けられる上沓と、前記下部構造に取り付けられる下沓との間に設けられた剛体プレートと、前記剛体プレートの側面に貼付されたひずみセンサとを備えている。前記側面は、前記上沓、前記剛体プレート、および前記下沓の階層方向、例えば鉛直方向に、形成された外側面でもよいし、剛体プレートに形成された孔又は溝などを構成する内側面でもよい。
【0010】
この構成により、支承板支承装置は、ひずみセンサが剛体プレートに生じるひずみを検出することで、構造物から負荷された荷重の計測が行える。
【0011】
また、この支承板支承装置において、前記剛体プレートの前記側面には、複数の前記ひずみセンサが貼付されているのがよい。前記剛体プレートの前記側面に貼付されている複数の前記ひずみセンサは、前記階層方向を軸にして均等に位置することが好ましい。つまり、複数のひずみセンサは、剛体プレートの側面に沿って、隣り合うひずみセンサとの距離が同じになるように配置されていることが好ましい。
【0012】
このように構成すれば、支承板支承装置における各ひずみセンサで検出されたひずみが不均等であっても、支承板支承装置に負荷された荷重の計測が行える。
【0013】
また、この支承板支承装置において、前記剛体プレートは、円筒形状の第1部分と、円筒形状の第2部分とを前記階層方向に積層した形状であることが好ましい。前記第1部分は、前記第2部分よりも径が小さく、前記上沓側に配置されていることが好ましい。前記ひずみセンサは、前記第1部分の前記側面に貼付されてもよい。また、前記ひずみセンサは、前記第2部分の前記側面に貼付されてもよい。
【0014】
ひずみセンサが第1部分の側面に貼付されれば、ひずみセンサが別の部材との間で圧接されるのを防止できる。
【0015】
また、この支承板支承装置において、前記ひずみセンサは、前記上沓側よりも前記第2部分側に寄せて貼付されていることが好ましい。
【0016】
このように構成すれば、ひずみセンサの貼付作業効率を向上させることができる。
【0017】
また、この支承板支承装置において、前記剛体プレートの前記側面は、前記ひずみセンサが貼付されている箇所が平面に加工されていることが好ましい。
【0018】
このように構成すれば、ひずみセンサをより強固に剛体プレートに貼付することができる。
【0019】
この発明の演算装置は、支承板支承装置に貼付されている前記ひずみセンサの検出出力が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記ひずみセンサの検出出力を用いて、前記支承板支承装置に負荷された荷重の大きさを演算する演算部とを備えている。
【0020】
この構成により、演算装置は、支承板支承装置に貼付されているひずみセンサの検出出力に基づいて、支承板支承装置毎に構造物から負荷された荷重を計測することができる。
【0021】
この発明の支承板支承装置取付方法は、構造物の上部構造と下部構造との間に配置し、上沓を、前記上部構造に取り付け、下沓を、前記下部構造に取り付け、ひずみセンサを、前記上沓と前記下沓との間に設けられた剛体プレートの側面に貼付する支承板支承装置取付方法である。前記側面は、前記上沓、前記剛体プレート、および前記下沓の階層方向に形成された面である。
【0022】
この構成により、支承板支承装置取付方法は、支承板支承装置を構造物に取り付ける際に、支承板支承装置に構造物から負荷された荷重の計測が行える。
【0023】
この発明の剛体プレート交換方法は、構造物の上部構造と下部構造との間に配置する支承板支承装置から前記上部構造に取り付けられた上沓と前記下部構造に取り付けられた下沓との間に配置されている既配置の剛体プレートを取り外し、ひずみセンサが側面に貼付された交換用の剛体プレートを前記上沓と前記下沓との間に取り付ける剛体プレート交換方法である。前記側面は、前記上沓、前記交換用の剛体プレート、および前記下沓の階層方向に形成された面である。
【0024】
この構成により、剛体プレート交換方法は、支承板支承装置の剛体プレートを交換する際に、支承板支承装置に構造物から負荷された荷重の計測が行える。
【発明の効果】
【0025】
この発明によれば、支承板支承装置に構造物から負荷された荷重を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1】荷重測定システムの主要な構成を示すブロック構成図である。
図2】荷重計測システムを適用した橋梁の橋軸直角方向の概略断面図である。
図3】支承の外観を示す斜視図である。
図4】支承の分解斜視図である。
図5】ひずみセンサの主要な構成を示す説明図である。
図6】剛体プレートの平面図である。
図7】剛体プレートの橋軸方向の概略断面図である。
図8】演算装置の主要な構成を示すブロック構成図である。
図9図9(A)は、演算装置によって生成される画面の一例を示す説明図であり、図9(B)は、演算装置によって生成される別の画面の一例を示す説明図である。
図10】支承取付方法の一例を示すフローチャートである。
図11】剛体プレートの交換方法の一例を示すフローチャートである。
図12】変形例にかかる支承の外観を示す斜視図である。
図13】変形例にかかる支承の分解斜視図である。
図14】変形例にかかる剛体プレートの平面図である。
図15図13とは別の変形例にかかる剛体プレートの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、この発明の実施形態について説明する。
【0028】
<1.適用例>
図1は、荷重測定システムの主要な構成を示すブロック構成図である。図2は、荷重計測システムを適用した橋梁(構造物)10の橋軸直角方向の概略断面図である。
【0029】
荷重計測システムは、図1及び図2に示すように、橋梁10などの構造物の上部構造100の主桁101と、下部構造(橋脚)110との間に配置された支承板支承装置1(以下、単に支承1と呼ぶ)と、演算装置41とを備えている。荷重計測システムは、支承1に橋梁から負荷された荷重を計測する。
【0030】
橋梁10の橋脚110は、橋軸方向に適当な間隔で並んで配置されている。橋脚110の上面(主桁101との対向面)には、複数(図2では3つ)の支承1が橋軸直角方向に並んで設けられている。
【0031】
主桁101の上面(橋脚110側と反対の面)には、図2に示すように、床版が設けられている。床版には、自動車などの車両が走行する路面102及び側壁103等が形成されている。支承1は、上部構造100の重さによる死荷重、及び路面102を走行する車両の重量及び橋脚110に対する上部構造100の相対的な変位による振動等による活荷重を支持する。
【0032】
図3は、支承1の外観を示す斜視図である。図4は、支承1の分解斜視図である。
【0033】
支承1は、図3及び図4に示すように、上沓21と、下沓28と、上沓21と下沓28とに挟まれた荷重支持部材20と、サイドブロック29と、ひずみセンサ3(図4では、ひずみセンサ3を構成するひずみゲージ31が図示されている)とを備えている。荷重支持部材20は、剛体プレート24を有している。ひずみセンサ3は、支承1に橋梁10から負荷された荷重による剛体プレート24に生じたひずみを検出する。
【0034】
図5は、ひずみセンサ3の主要な構成を示す説明図である。ひずみセンサ3は、図5に示すように、ひずみゲージ31と、ひずみ測定器32とを備えている。ひずみゲージ31は、ゲージのひずみに応じて抵抗値が変化する。ひずみゲージ31は、剛体プレート24に貼付されている(図4参照)ことで、剛体プレート24にひずみが生じると、ゲージがひずむ。
【0035】
ひずみ測定器32は、例えば、ひずみゲージ31と抵抗R1、R2、R3とで構成されたブリッジ回路を有している。ひずみ測定器32は、ひずみ測定器32では、抵抗R1と抵抗R2とを接続する接続点と、抵抗R3とひずみゲージ31とを接続する接続点との間に電圧E1が印加される。また、ひずみ測定器32では、ひずみゲージ31と抵抗R1とを接続する接続点と、抵抗R2と抵抗R3とを接続する接続点との間から出力電圧Vo1を検出出力として出力する。
【0036】
なお、ひずみセンサ3は、圧電フィルム、例えば、PVDF(PolyVinylidene DiFluoride(ポリフッ化ビニリデン))を使用したものでもよい。
【0037】
演算装置41は、ひずみセンサ3のひずみ測定器32が出力した検出出力が入力される。演算装置41は、各ひずみ測定器32から入力された検出出力に基づいて、支承1に負荷された荷重を演算する。また、演算装置41は、橋軸直角方向に並んで設けられている3つの支承1に負荷された荷重の比率を演算する。
【0038】
このように、ひずみセンサ3が設けられた支承1では、施工者は、支承1に設計通りの荷重が負荷されているか否かを演算装置41で確認することができる。
【0039】
<2.構成例>
荷重測定システムについて説明する。荷重測定システムは、ひずみセンサ3が設けられた支承1と、演算装置41とを備えている。なお、本実施形態において、支承1を密閉ゴム支承板支承装置として説明する。
【0040】
支承1の荷重支持部材20は、図4に示すように、ステンレス板22と、テフロン板23(テフロンは登録商標)と、剛体プレート24と、圧縮リング25と、ゴムプレート26と、シールリング27と、複数(図6では4つ)のひずみセンサ3とを備えている。支承1は、主桁101側から、上沓21、ステンレス板22、テフロン板23(テフロンは登録商標)、剛体プレート24、圧縮リング25、ゴムプレート26、下沓28の順で階層方向(鉛直方向)に重なっている。この例における剛体プレート24は、本発明の剛体プレートに相当する。
【0041】
上沓21は、主桁101に固定されている。下沓28は、橋脚110に固定されている。下沓28には、剛体プレート24、圧縮リング25及びゴムプレート26が収納される凹部281が形成されている。凹部281は、下沓28を平面視して円形状に形成されている、また、下沓28には、例えば、橋軸直角方向の両端に、上沓21側に突出する突出部282が設けられている。サイドブロック29は、鉛直方向の断面がコの字型の形状に形成されている。サイドブロック29は、下沓28の突出部282にボルト等によって固定されている。
【0042】
ステンレス板22は、矩形板状に形成されている。ステンレス板22は、上沓21の下面に配置されている。テフロン板23(テフロンは登録商標)は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)で形成されている。テフロン板23(テフロンは登録商標)は、円板形状に形成されている。ステンレス板22の下面とテフロン板23(テフロンは登録商標)の上面とがすべりあうことで、上部構造100の水平移動を許容する。言い換えると、ステンレス板22とテフロン板23(テフロンは登録商標)とは、上部構造100が水平方向に移動するときに生じる力を吸収する。ただし、上部構造100の水平方向の移動の範囲は、下沓28の突出部282によって規制されている。
【0043】
剛体プレート24は、円筒形状の第1部分241と、円筒形状の第2部分242とで構成されている。剛体プレート24は、第1部分241と第2部分242とを鉛直方向に積層した形状である。第1部分241は、第2部分242よりも径が小さく、上沓21側に配置されている。剛体プレート24の第2部分242の橋脚110側の端部は、下沓28の凹部281に挿入されている。剛体プレート24の第1部分241の上面(上沓21側の面)には、凹部が形成されている。凹部には、テフロン板23(テフロンは登録商標)が挿入される。
【0044】
ゴムプレート26は、円板形状である。下沓28の凹部281の底面に配置されている。ゴムプレート26は、圧縮リング25を介して剛体プレート24の下面(下沓28側の面)と向かい合う。ゴムプレート26は、水平方向の中心を軸とした上部構造100の回転移動を許容する。言い換えると、ゴムプレート26は、上部構造100が回転移動するときに生じる力を吸収する。
【0045】
シールリング27は、筒状のゴム性リングである。シールリング27は、剛体プレート24の鉛直方向に平行な外側面の周りに配置されている。より詳細には、シールリング27は、下沓28の上面であって、剛体プレート24の第1部分241の外側面の周りに配置されている。シールリング27は、塵又は水等が下沓28の凹部281に侵入しないように配置されている。
【0046】
図6は、4つのひずみゲージ31が貼付された剛体プレート24の平面図である。図7は、ひずみゲージ31が貼付された剛体プレート24の橋軸方向の概略断面図である。
【0047】
4つのひずみセンサ3は、剛体プレート24に生じたひずみを検出する。各ひずみセンサ3のひずみゲージ31は、図6及び図7に示すように、剛体プレート24の第1部分241の外側面に貼付されている。4つのひずみゲージ31は、図6に示すように、剛体プレート24の鉛直方向(図6における紙面の直交方向)を軸にして均等に位置している。言い換えると、4つのひずみゲージ31は、剛体プレート24の第1部分241の外側面に沿って、隣り合うひずみゲージ31との距離が同じになるように配置されている。ひずみゲージ31は、例えば、接着材等で、剛体プレート24の第1部分241に貼付される。
【0048】
また、4つのひずみゲージ31は、図7に示すように、第1部分241において、上沓21よりも第2部分242側によせて貼付されている。つまり、ひずみゲージ31は、第1部分241と凹部281を形成する面との間に配置される。これにより、ひずみゲージ31は、別の部材、例えば、凹部281を形成する面に圧接されない。したがって支承1は、圧接によるひずみセンサ3の破損を防止することができる。
【0049】
4つのひずみゲージ31は、例えば、リード線33を介してひずみ測定器32に接続されている(図1参照)。リード線33は、図7に示すように、例えば、下沓28の上面とシールリング27との間を通って荷重支持部材20の外部に引き出される。
【0050】
なお、ひずみ測定器32は、第1部分241と凹部281を形成する面との間に配置されていてもよい。また、ひずみセンサ3は、複数でなくてもよく、支承1毎に少なくとも1つのひずみセンサ3が設けられていればよい。さらに、ひずみ測定器32は、各ひずみゲージ31に対応するブリッジ回路を有している。
【0051】
図8は、演算装置41の主要な構成を示すブロック構成図である。図9(A)は、演算装置41によって生成される画面42の一例を示す説明図である。図9(B)は、演算装置41によって生成される別の画面43の一例を示す説明図である。
【0052】
演算装置41は、ひずみ測定器32と、無線、又は有線で、接続されている。演算装置41には、ひずみ測定器32から検出出力が入力される。
【0053】
演算装置41は、図8に示すように、制御部410と、入力部411と、演算部412と、表示部413とを備えている。
【0054】
制御部410は、入力部411、演算部412及び表示部413を制御する。入力部411には、ひずみ測定器32から検出結果が入力される。
【0055】
演算部412は、入力部411で入力した検出出力を用いて、支承1に負荷された荷重を演算する。演算部412は、例えば、以下の式で支承1に負荷された荷重Fを演算する。なお、ここでいう、v1、v2、v3、v4は、各ひずみセンサ3から出力された検出出力に基づく電圧値である。また、g()は、予め決められた関数である。さらに、g()は、()内の変数を使用した関数である。
【0056】
荷重F=g(v1、v2、v3、v4)
このように、支承1に負荷された荷重が演算される。
【0057】
また、演算部412は、1つの橋脚110に、橋軸直角方向に並んで設けられている複数(図1では3つ)の支承1に負荷された荷重の比率を演算する。演算部412は、例えば、橋軸直角方向に並んで設けられている3つの支承1に負荷された荷重の合計に対する、各支承1に負荷された荷重の割合を演算する。
【0058】
さらに、演算装置41は、支承1毎における各ひずみセンサ3が検出したひずみの比率を演算する。言い換えると、演算装置41は、1つの支承1に負荷された荷重に対して、この支承1に設けられた各ひずみセンサ3が検出したひずみに基づく荷重の割合を演算する。
【0059】
表示部413は、例えば、図9(A)に示すように、橋軸直角方向に並んで設けられている3つの支承1(画面42ではG1、G2、G3で区別されている)のそれぞれに負荷された荷重の大きさを画面42に表示する。また、表示部413は、各支承1に負荷された荷重の割合を画面42に表示する。
【0060】
また、表示部413は、支承1毎において、各ひずみセンサ3が検出したひずみに基づく荷重の割合を表示する。
【0061】
これにより、本実施形態の支承1は、剛体プレート24に設けられたひずみセンサ3が剛体プレート24のひずみを検出することで、橋梁10から負荷された荷重の計測が行える。つまり、施工者は、支承1毎に負荷された荷重が設計通りの値であるか否かを確認しながら橋梁10の上部構造100を支承1に取り付けることができる。また、施工者は、演算装置41によって演算された支承1毎における各ひずみセンサ3が検出したひずみの比率を確認することができる。
【0062】
<3.動作例>
ひずみセンサ3が設けられた支承1の取付方法を説明する。図10は、支承取付方法の一例を示すフローチャートである。
【0063】
施工者は、ひずみセンサ3が予め設けられた複数(図2では3つ)の支承1を橋脚110に取り付ける(S11)。このとき、施工者は、下沓28を、例えば、アンカーボルトを用いて、橋脚110に固定する。施工者は、固定された支承1の上に、上部構造100の位置を調節する(S12)。施工者は、画面42を見て、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重であるか否か判断する(S13)。各支承1に負荷された荷重が、設計どおりの荷重である場合(S13:Yes)、施工者は、上部構造100を支承1に取り付ける(S14)。このとき、上部構造100に上沓21を、例えばアンカーボルトを用いて、固定する。
【0064】
また、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重でない場合(S13:No)、施工者は、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重であることを確認するまで、S12及びS13の処理を繰り返す。
【0065】
このように、ひずみセンサ3が設けられた支承1を橋梁10に取り付けることで、施工者は、支承1毎に負荷された荷重を確認しながら、上部構造100の取付作業を行うことができる。これにより、施工者は、より正確に橋梁10に支承1を取り付けることができる。
【0066】
ところで、既配置の剛体プレートが経年劣化などで交換が必要な場合、既配置の剛体プレートと、ひずみセンサ3が設けられた交換用の剛体プレート24とを交換する。
【0067】
既配置の剛体プレートとひずみセンサ3が設けられた交換用の剛体プレート24とを交換する交換方法について説明する。図11は、剛体プレート24の交換方法の一例を示すフローチャートである。
【0068】
施工者は、例えばジャッキを用いて、既配置の支承の上沓21と下沓28との間に隙間を設けて、既配置の剛体プレートをこの隙間から取り外す(S21)。施工者は、ひずみセンサ3が設けられた剛体プレート24を、上沓21と下沓28との間に挿入する(S22)。施工者は、画面42を見て、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重であるか否か判断する(S23)。各支承1に負荷された荷重が、設計どおりの荷重である場合(S23:Yes)、施工者は作業を終了する。
【0069】
また、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重でない場合(S23:No)、施工者は、剛体プレート24の位置を調節する(S24)。そして、施工者は、各支承1に負荷された荷重が設計どおりの荷重であることを確認するまで、S23及びS24の処理を繰り返す。
【0070】
このように、施工者は、既配置の剛体プレートと、ひずみセンサ3が設けられた交換用の剛体プレート24とを交換することで、支承1全体を交換する場合よりも低コスト及び短時間で剛体プレート24の交換作業をすることができる。
【0071】
<4.変形例>
上述の例では、ひずみセンサ3が取り付けられた密閉ゴム支承板支承装置(BP・B支承装置)について説明した。この変形例にかかる支承1Aは、ひずみセンサ3が設けられた高力黄銅支承板支承装置(BP・A支承装置)(以下、単に支承1Aと呼ぶ)について説明する。
【0072】
図12は、この変形例にかかる支承1Aの外観を示す斜視図である。図13は、変形例にかかる支承1Aの分解斜視図である。
【0073】
支承1Aは、図12及び図13に示すように、上沓51と、ステンレス板52と、ベアリングプレート53と、シールリング54と、下沓55と、サイドブロック56と、ひずみセンサ3とを備えている。この変形例にかかるベアリングプレート53は、この発明の剛体プレートに相当する。
【0074】
上沓51は、主桁101に固定されている。下沓55は、橋脚110に固定されている。下沓55には、ベアリングプレート53が収納される凹部551が形成されている。凹部551は、下部側(橋脚110側)に向かうにつれての径が小さくなるドーム形状である。下沓55には、例えば橋軸直角方向の両端に、上沓51側に突出する突出部552が設けられている。
【0075】
この変形例では、図12及び図13で示されるサイドブロック56は、断面がL字形状に形成されている。サイドブロック56は、下沓55の突出部552の鉛直方向に平行な側面に沿って下沓55に固定されている。なお、サイドブロック56は、断面がL字形状に形成されている例に限定されない。サイドブロック56は、例えば、断面がコの字形状に形成されていてもよい。
【0076】
ステンレス板52、ベアリングプレート53及びシールリング54は、上沓51と下沓55との間に配置されている。
【0077】
ステンレス板52は、矩形板状に形成されている。ステンレス板52は、上沓51の下面に配置されている。
【0078】
ベアリングプレート53は、円板形状に形成された第1部分531と、下沓55側に突出するドーム形状に形成された第2部分532とで構成されている。ベアリングプレート53は、第1部分531と第2部分532とが鉛直方向に積層されて形成されている。ステンレス板52とベアリングプレート53の第1部分531の上面とがすべりあうことで、上部構造100の水平移動及び水平方向の中心を軸とした回転移動を許容する。
【0079】
シールリング54は、円板形状に形成されている。シールリング54は、ベアリングプレート53の鉛直方向に平行な外側面の周りに配置されている。より詳細には、シールリング54は、下沓55の上面であって、ベアリングプレート53の第1部分531の鉛直方向に平行な外側面の周りに配置されている。
【0080】
ひずみセンサ3のひずみゲージ31は、ベアリングプレート53の第1部分531の鉛直方向に平行な外側面に接着材等を使用して貼付されている。
【0081】
ここで、ベアリングプレート53の第1部分531の外側面に貼付されているひずみゲージ31が別の部材、例えば、凹部551を形成する面に圧接されないように、ベアリングプレート53の第1部分531の外側面を加工することが好ましい。例えば、第1部分531の外側面に、ひずみゲージ31が貼付されている箇所を平面に加工する。ひずみゲージ31が貼付されている箇所を平面に加工することで、支承1Aには、ベアリングプレート53の第1部分531と別の部材との間に隙間が設けられる。これにより、支承1Aは、圧接などによるひずみセンサ3の破損を防止することができる。
【0082】
この変形例にかかる支承1Aでは、ひずみセンサ3がベアリングプレート53に生じたひずみを検出することで、支承1Aに負荷された荷重の計測が行える。
【0083】
ベアリングプレート53の第1部分531の外側面を加工する技術は、上述の支承1の剛体プレート24においても適用可能である。以下に、外側面を加工した剛体プレート24Aについて、別の変形例として、説明する。
【0084】
図14は、別の変形例にかかる剛体プレート24Aの平面図である。この変形例の剛体プレート24Aは、第1部分241において、ひずみセンサ3が貼付された箇所が平面240に形成されている。
【0085】
この変形例にかかる支承1は、図14に示すように、剛体プレート24Aの第1部分241Aの一部が平面240に加工される。ひずみゲージ31が貼付される貼付面が平面240であるので、この支承1では、ひずみゲージ31を剛体プレート24Aに強固に貼付されることができる。つまり、支承1では、ひずみゲージ31の剥がれによるひずみの計測不良が防止できる。
【0086】
また、別の変形例の支承1の剛体プレート24Bについて説明する。図15は、別の変形例にかかる剛体プレート24Bの平面図である。この変形例にかかる剛体プレート24Bは、図15に示すように、ひずみゲージ31が第2部分242Aの鉛直方向に平行な外側面に設けられた溝61に収納されていることが上述の例と異なる。
【0087】
この変形例にかかる支承1の剛体プレート24Bの外側面には、ひずみゲージ31を収納するための複数の溝61が形成されている。ひずみゲージ31は、例えば、溝61の、鉛直方向と平行な側面に貼付されている。
【0088】
このように、支承1には、剛体プレート24Bの外側面に溝61を形成して、ひずみゲージを収納する。これにより、支承1は、溝61を形成することで、圧接などによるひずみセンサ3の破損を防止することができる。なお、この溝61には、ひずみゲージ31だけでなく、ひずみ測定器32などの回路及び電源を収納してもよい。
【0089】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【0090】
さらに、この発明にかかる構成と上述した実施形態にかかる構成との対応関係は、以下の付記のように記載できる。
【0091】
<付記>
構造物(10)の上部構造(100)と下部構造(110)との間に配置される支承板支承装置(1)であって、
前記上部構造(100)に取り付けられる上沓(21)と、前記下部構造(110)に取り付けられる下沓(28)と、の間に設けられた剛体プレート(24)と、
前記剛体プレート(24)の側面に貼付されたひずみセンサ(3)と、を備え、
前記側面は、前記上沓(28)、前記剛体プレート(24)、および前記下沓(28)の階層方向に形成された面である、
支承板支承装置。
【符号の説明】
【0092】
1、1A、1B…支承(支承板支承装置)
3…ひずみセンサ
10…橋梁(構造物)
21…上沓
24、24A、24B…剛体プレート
28…下沓
41…演算装置
42、43…画面
51…上沓
53…ベアリングプレート(剛体プレート)
55…下沓
100…上部構造
110…下部構造
241、241A…第1部分
242、242A…第2部分
531…第1部分
532…第2部分
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15