特開 2024-52335 橋梁用伸縮装置

(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】P2024052335

(43)【公開日】2024-04-11

(54)【発明の名称】橋梁用伸縮装置

(51)【国際特許分類】

   E01C 11/02 20060101AFI20240404BHJP

   E01D 19/06 20060101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

E01C11/02 A

E01D19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022158991

(22)【出願日】2022-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000111085

【氏名又は名称】ニッタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田 俊成

【テーマコード（参考）】

2D051

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D051AA08

2D051AC04

2D051AF12

2D051FA12

2D059GG45

(57)【要約】

【課題】弾性シール材の表面に亀裂が発生しても、この亀裂の進展を防いで高い止水性を確保することができる橋梁用伸縮装置を提供すること。
【解決手段】橋軸方向に隣接する橋桁同士または橋桁と橋台との間の遊間に設置される装置であって、表面板２Ａと、該表面板２Ａから下方に延びる腹板２Ｂを備える一対の継手２と、一対の前記継手２の前記腹板２Ｂ間に介装されたブロック状の弾性シール材３と、を備える橋梁用伸縮装置１において、前記弾性シール材３の高さ方向中間部に導水層５を長手方向に沿って形成する。ここで、前記導水層５は、前記弾性シール材３の上層３Ａと下層３Ｂとの間に形成される空間或いは柔軟な連続気泡構造体で構成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋軸方向に隣接する橋桁同士または橋桁と橋台との間の遊間に設置される橋梁用伸縮装置であって、
表面板と、前記表面板から下方に延びる腹板を備える一対の継手と、
一対の前記継手の前記腹板間に介装されたブロック状の弾性シール材と、
を備え、
前記弾性シール材の高さ方向中間部に導水層を長手方向に沿って形成した橋梁用伸縮装置。

【請求項2】

前記導水層は、前記弾性シール材の上層と下層との間に形成される空間である請求項１に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項3】

前記弾性シール材の上層と下層との間に支持層を形成した請求項２に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項4】

前記支持層は、前記弾性シール材の幅方向両端に長手方向に沿って一体に形成された側壁である請求項３に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項5】

前記支持層は、前記弾性シール材の幅方向両端に長手方向に沿って適当な間隔で一体に形成された複数の支持壁である請求項３に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項6】

前記支持層は、前記弾性シール材の幅方向中間部に長手方向に沿って一体に形成された支柱である請求項３に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項7】

前記支持層は、前記弾性シール材の幅方向中間部に長手方向に沿って適当な間隔で一体に形成された複数の支柱である請求項３に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項8】

前記導水層は、一対の前記継手の隙間に対応する箇所に形成されている請求項１に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項9】

前記導水層は、柔軟な連続気泡構造体で構成されている請求項１に記載の橋梁用伸縮装置。

【請求項10】

前記連続気泡構造体は、ウレタンフォームで構成されている請求項９に記載の橋梁用伸縮装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋軸方向に隣接する橋桁同士の間または橋桁と橋台との間の遊間に設置される橋梁用伸縮装置に関する。

【背景技術】

【0002】

道路橋などの橋梁には、橋軸方向に隣接する橋桁同士または橋桁と橋台との間の遊間に伸縮装置が設置されている。この伸縮装置は、気温の変化による橋桁の伸縮や車両の通行に伴う橋桁の変形などを吸収するものであるが、これには高い止水性が要求されている。

【0003】

そこで、例えば、特許文献１には、図１１に示すような止水部材内蔵型の道路橋用伸縮装置が提案されている。

【0004】

図１１は止水部材内蔵型の道路橋用伸縮装置（以下、単に「伸縮装置」と称する）の従来例を示す縦断面図であり、図示の伸縮装置１０１においては、橋軸方向に隣接する橋桁５０の遊間Ｓを挟んで対向する端部に一対の継手（ジョイント）１０２がそれぞれ設けられており、これらの継手１０２の表面板（フェースプレート）１０２Ａの下方の遊間Ｓには、弾性シール材１０３が配置されている。

【0005】

ここで、上記弾性シール材１０３は、ゴムなどの弾性変形可能なブロック状の部材であって、一対の継手１０２の隙間δを下方から覆うように両継手１０２に取り付けられている。

【0006】

上記弾性シール材１０３を用いた止水構造によれば、一対の継手１０２の隙間δから遊間Ｓへの雨水などの水の浸入が弾性シール材１０３によって防がれる。ここで、伸縮装置１０１の表面（橋面）には、例えば、伸縮装置１０１の橋軸方向と直交する幅員方向（図１１の紙面垂直方向）に勾配（横断勾配）が設けられており、低い位置にある路肩などに排水機構が設けられている。これにより、勾配に沿って雨水が橋面を流れて最終的に不図示の排水機構へと排水される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００－２２６８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、図１１に示す伸縮装置１０１においては、継手１０２の隙間δから遊間Ｓへの水の浸入を防ぐために設けられた弾性シール材１０３は、ゴムなどの弾性材によって中実のブロック状に一体成形されたものであり、その表面の一部は、継手１０２の表面板１０２Ａの間の隙間δに露出している。このため、この弾性シール材１０３の表面の一部が外気や日光、雨水などに晒されて劣化し、或いは車両の車輪によって踏み付けられて損傷し、その弾性シール材１０３の表面に亀裂が発生してしまう恐れがある。そして、弾性シール材１０３の表面に亀裂が発生すると、この亀裂は、遊間Ｓの距離の変動などによって徐々に進展し、いずれ弾性シール材１０３を上下方向に貫通するため、弾性シール材１０３が止水機能を失い、雨水などが遊間Ｓから漏れてしまう可能性がある。そして、雨水などが遊間Ｓから漏れると、橋桁の支承部付近が腐食するという問題が発生する。

【0009】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、弾性シール材の表面に亀裂が発生しても、この亀裂の進展を防いで高い止水性を確保することができる橋梁用伸縮装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明は、橋軸方向に隣接する橋桁同士または橋桁と橋台との間の遊間に設置される橋梁用伸縮装置であって、表面板と、前記表面板から下方に延びる腹板を備える一対の継手と、一対の前記継手の前記腹板間に介装されたブロック状の弾性シール材と、を備え、前記弾性シール材の高さ方向中間部に導水層を長手方向に沿って形成した。

【0011】

ここで、前記導水層は、前記弾性シール材の上層と下層との間に形成される空間或いは柔軟な連続気泡構造体で構成されている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、弾性シール材の継手の隙間に露出する表面の一部に亀裂が発生しても、この亀裂の進展は、弾性シール材の高さ方向中間部に形成された導水層によって阻止されるため、亀裂に沿って流れる漏水は、導水層によって受けられて低い位置にある排水機構に排出される。この結果、弾性シール材には高い止水性が確保され、遊間から水が漏れて橋桁の支承部付近が腐食するという問題が発生することがない。よって、本発明では、弾性シール材の表面に亀裂が発生しても、この亀裂の進展を防いで高い止水性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置を備える橋梁の部分斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置の縦断面図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置に設けられる弾性シール材の変形例１を示す縦断面図である。

【図5】（ａ），（ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図である。

【図6】本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置に設けられる弾性シール材の変形例２を示す縦断面図である。

【図7】（ａ）～（ｃ）は図６のＣ－Ｃ線断面図である。

【図8】本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置に設けられる弾性シール材の変形例３を示す縦断面図である。

【図9】図８のＤ－Ｄ線断面図である。

【図10】本発明の実施の形態２に係る橋梁用伸縮装置の縦断面図である。

【図11】従来の橋梁用伸縮装置を備える橋梁の部分縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0015】

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置を備える橋梁の部分斜視図、図２は図１のＡ－Ａ線断面図、図３は本発明の実施の形態１に係る橋梁用伸縮装置の縦断面図である。

【0016】

本実施の形態に係る橋梁用伸縮装置（以下、単に「伸縮装置」と称する）１は、図１及び図２に示すように、橋軸方向に隣接する橋桁５０同士の間の遊間Ｓに設置される止水部材内蔵型のものであって、各橋桁５０の相対向する端部にそれぞれ設けられた一対の継手（ジョイント）２と、遊間Ｓの空間に配置された弾性シール材３によって構成されている。

【0017】

上記一対の継手２は、橋軸方向と直交する幅員方向（図２及び図３の紙面垂直方向）に延在する縦断面逆Ｌ字状の金属製部材であって、表面側に位置する表面板(フェースプレート）２Ａと、該表面板２Ａから垂直下方に一体に延びる板状の腹板（ウェブプレート）２Ｂとで構成されており、図１及び図２に示すように、各継手２の背面側には、複数（図示例では、各９つ）のアンカー部材４がそれぞれ幅員方向に適当な間隔で取り付けられている。

【0018】

また、図１に示すように、両継手２の表面板２Ａの相対向する部分には、ラック歯状の複数の凸部２ａと凹部２ｂが幅員方向に交互に形成されており、一方の表面板２Ａの各凸部２ａが他方の表面板２Ａの各凹部２ｂに所定の隙間δを設けてそれぞれ嵌り込んで噛み合っている。

【0019】

前記弾性シール材３は、ゴムなどの弾性変形可能な材料によって構成された幅員方向に長く外形がほぼブロック状の部材であって、両継手２の表面板２Ａの隙間δを下方から覆うように遊間Ｓの上端部に配置されており、その幅方向（図２及び図３の左右方向）両側面が各継手２の腹板２Ｂの内面（遊間Ｓに臨む側の面）２ｃに密着した状態で接着されている。そして、この弾性シール材３は、両継手２の隙間δからの雨水などの遊間Ｓへの浸入を阻止する機能を果たし、気温などによる遊間Ｓの変動を自身の弾性変形によって吸収する機能を果たす。

【0020】

ところで、図３に詳細に示すように、弾性シール材３の高さ方向（上下方向）中間部には、縦断面四辺形の導水層５が長手方向（幅員方向）に沿って形成されている。この導水層５は、弾性シール材３の厚さｔ１の上層３Ａと厚さｔ２の下層３Ｂとの間に形成される高さｈの空間であって、上層３Ａと下層３Ｂは両者の間に高さｈの空間を隔てて幅方向両側端面が一対の継手２の各腹板２Ｂの内面２ｃにそれぞれ接着されている。

【0021】

以上のように構成された伸縮装置１は、図２に示すように、橋軸方向に隣接する橋桁５０の間の遊間Ｓに設置される。具体的には、コンクリート製の床版５１の間の遊間Ｓを挟んで対向する端部には、箱抜き部５１ａがそれぞれ形成されており、これらの箱抜き部５１ａにＵ字状の鉄筋（埋め込み筋）４Ａが先端を露出させて埋め込まれている。伸縮装置１は、箱抜き部５１ａから突出したＵ字状の鉄筋４Ａの先端に、通し筋４Ｂを介してアンカー部材４を固定することで箱抜き部５１ａにセットされる。次いで、箱抜き部５１ａにおける伸縮装置１の継手２と、アンカー部材４と、該アンカー部材４が取り付けられた通し筋４Ｂと、Ｕ字状の鉄筋４Ａと、の間の隙間に、後打ちコンクリート５２を打設する。すると、伸縮装置１は、アンカー部材４とＵ字状の鉄筋４Ａと通し筋４Ｂによって補強された状態で、床版５１と一体化して、隣接する橋桁５０間の遊間Ｓに確実に設置される。

【0022】

次に、本実施の形態に係る伸縮装置１の止水作用について説明する。

【0023】

例えば、降雨時には雨水が伸縮装置１の一対の継手２の間の隙間δから遊間Ｓへと浸入しようとするが、この雨水の浸入は、弾性シール材３によって阻止される。

【0024】

ところで、弾性シール材３は、その表面の一部が継手２の表面板２Ａの間の隙間δに露出している。このため、この弾性シール材３の表面の一部が外気や日光、雨水などに晒されて劣化し、或いは車両の車輪によって踏み付けられて損傷し、その弾性シール材３の表面に亀裂が発生してしまう恐れがあることは前述のとおりである。

【0025】

然るに、本実施の形態においては、弾性シール材３の高さ方向中間部には、図３のような縦断面四辺形の空間である導水層５が長手方向（幅員方向）に沿って形成されているため、該弾性シール材３の表面に亀裂が発生し、遊間Ｓの変動などによる弾性シール材３の変形によりその亀裂が進展したとしても、この亀裂の進展は導水層５によって阻止される。すなわち、亀裂の進展は、弾性シール材３の上層３Ａに留まり、亀裂が下層３Ｂにまで及ぶことはない。

【0026】

したがって、一対の継手２の隙間δから雨水などが浸入し、この浸入した雨水などが弾性シール材３の上層３Ａに生じた亀裂に沿って流れても、この漏れた雨水などは導水層５によって受けられ、漏水が下層３Ｂを通って遊間Ｓに漏れ出ることがない。なお、伸縮装置１の橋軸方向と直交する幅員方向（図２の紙面垂直方向）には勾配（横断勾配）が設けられており、導水層５によって受けられた漏水は、導水層５をその勾配に沿って流れ、低い位置にある伸縮装置１の端部などに設けた排水機構によって、導水層５に滞水することなく最終的には不図示の排水パイプから排水管などへと排出される。この結果、弾性シール材３には高い止水性（シール性）が確保され、遊間Ｓから雨水などが漏れて橋桁の支承部付近が腐食するという問題が発生することがない。

【0027】

ここで、弾性シール材３の種々の変形例について説明する。

【0028】

（変形例１）
先ず、弾性シール材３の変形例１を図４及び図５に基づいて以下に説明する。

【0029】

図４は弾性シール材の変形例１を示す縦断面図、図５（ａ），（ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図であり、本例においては、弾性シール材３の上層３Ａと下層３Ｂとの間に支持層３Ｃを部分的に形成しており、この支持層３Ｃは、図５（ａ）に示すように、弾性シール材３の幅方向両端に長手方向（幅員方向）に沿って一体に形成された側壁３Ｃ１であっても良く、或いは図５（ｂ）に示すように弾性シール材３の幅方向両端に長手方向に沿って適当な間隔Ｐ１で一体に形成された複数の支持壁３Ｃ２であっても良い。このような構成によれば、図４に示すように、弾性シール材３の高さ方向中間に、幅Ｗ１で高さｈの縦断面四辺形の空間で構成される導水層５が形成される。

【0030】

本例に係る弾性シール材３においても、その高さ方向中間部に、空間によって構成された導水層５が形成されているため、前記と同様に弾性シール材３には高い止水性が確保され、漏水が導水層５によって確実に受けられて排水管などへ排出されるが、本例においては、弾性シール材３の幅方向両側面の腹板２Ｂの内面２ｃ（図３参照）への接着面積が図５（ａ）に示す側壁３Ｃ１、或いは図５（ｂ）に示す支持壁３Ｃ２によって拡大するため、当該弾性シール部材３の接着強度が高められるという効果が得られる。

【0031】

(変形例２）
次に、弾性シール部材３の変形例２を図６及び図７に基づいて以下に説明する。

【0032】

図６は弾性シール材の変形例２を示す縦断面図、図７（ａ）～（ｃ）は図６のＣ－Ｃ線断面図であり、本例においては、前記変形例１と同様に、弾性シール材３の上層３Ａと下層３Ｂとの間に支持層３Ｄを部分的に形成しているが、この支持層３Ｄは、図７（ａ）に示すように、弾性シール材３の幅方向中央部に長手方向に沿って一体に形成された支柱３Ｄ１であっても良く、図７（ｂ）に示すように弾性シール材３の幅方向中央部に長手方向に沿って適当な間隔Ｐ２で一体に形成された複数の角柱状の支柱３Ｄ２、或いは図７（ｃ）に示すように弾性シール材３の幅方向中央部に長手方向に沿って適当な間隔Ｐ２で一体に形成された複数の円柱状の支柱３Ｄ３であっても良い。このような構成によれば、図６に示すように、弾性シール材３の高さ方向中間部の幅方向２箇所に、幅Ｗ２で高さｈの縦断面四辺形の空間で構成される導水層５がそれぞれ形成される。

【0033】

本例に係る弾性シール材３においても、その高さ方向中間部に、空間によって構成された２つの導水層５が形成されているため、前記と同様に弾性シール材３には高い止水性が確保され、漏水が導水層５によって確実に受けられて排水管などへ排出されるが、本例においては、弾性シール材３の上層３Ａと下層３Ｂとの間に支持層３Ｄとして支柱３Ｄ１～３Ｄ３を一体に形成したため、弾性シール材３の上層３Ａと下層３Ｂとの上下の間隔（導水層５の高さｈ）で空間が確保されるという効果が得られる。

【0034】

（変形例３）
次に、弾性シール材３の変形例３を図８及び図９に基づいて以下に説明する。

【0035】

図８は弾性シール材の変形例３を示す縦断面図、図９は図８のＤ－Ｄ線断面図であり、本例においては、導水層５は、一対の継手２の隙間δに対応する箇所に形成されている。すなわち、継手２の隙間δは、図１に示すように、一対の継手２の表面板２Ａに形成された複数の凸部２ａと凹部２ｂとの間にジグザグ（鋸歯）状に形成されており、図９に示すように、弾性シール材３において導水層５は、継手２の隙間δの形状に倣ってジグザグ状の空間として形成されている。

【0036】

以上のように、本例では、弾性シール材３の表面の継手２の隙間δに露出する部分の形状に沿ってジグザグ状の空間から成る高さｈの導水層５を弾性シール材３の高さ方向中間部に長手方向に沿って形成したため、弾性シール材３の継手２の隙間δに露出した箇所に亀裂が発生しても、この亀裂の進行は、導水層５によって確実に阻止され、前記変形例１，２と同様に、弾性シール材３には高い止水性が確保されるという効果が得られる。なお、この実施の形態では、一対の継手２の隙間δに対応する箇所に形成されている導水層５として、一対の継手２の表面板２Ａに形成された複数の凸部２ａと凹部２ｂとの間の隙間δの形状に合わせて、表面に沿った断面においてジクザグ状の導水層５を設けたが、本発明はこれに限らない。例えば、一対の継手２の表面板２Ａに形成された複数の凸部２ａと凹部２ｂとの間のジクザグ状に形成された隙間δが橋軸方向で変化可能な隙間変化幅に対向した領域にだけ、直線的に長手方向（幅員方向）に沿って伸びた導水層５を設けるようにしてもよい。

【0037】

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図１０に基づいて以下に説明する。

【0038】

図１０は本発明の実施の形態２に係る橋梁用伸縮装置１１の縦断面図であり、本図においては図３において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

【0039】

本実施の形態に係る伸縮装置１１においては、弾性シール材３の高さ方向中間部に、ブロック状の柔軟な連続気泡構造体６Ａから成る縦断面四辺形の導水層６が長手方向（図１０の紙面垂直方向）に沿って形成されている。ここで、導水層６を構成する連続気泡構造体６Ａには、ウレタンフォームなどの発泡材が使用される。

【0040】

而して、本実施の形態に係る伸縮装置１１においても、前記実施の形態１に係る伸縮装置１と同様に、弾性シール材３の表面に亀裂が発生しても、この亀裂の進展は導水層６によって阻止されため、一対の継手２の隙間δから浸入した雨水などが弾性シール材３に生じた亀裂に沿って流れても、この漏れた雨水などは導水層６によって受けられて排水管などへ排出される。したがって、弾性シール材３には高い止水機能が確保され、遊間Ｓから水が漏れて橋桁の支承部付近が腐食するという問題が発生することがない。

【0041】

そして、本実施の形態では、弾性シール材３の成形に際しては、導水層６を構成する連続気泡構造体６Ａを型枠として使用することができるために専用型枠が不要となり、また、成形後には連続気泡構造体６Ａを取り除く必要もないため、弾性シール材３を簡単且つ安価に成形することができる。

【0042】

因みに、弾性シール材３の成形は次の手順で行われる。

【0043】

すなわち、先ず、弾性シール材３の上層３Ａを成形し、成形した上層３Ａの上下を反転させて該上層３Ａの上に連続気泡構造体６Ａを設置し、その後に下層３Ｂを成形する。このとき、連続気泡構造体６Ａの下層３Ｂに接する表面には、シリコンなどを塗布する、あるいはクラフトテープなどを貼付するなどして、弾性シール材の染み込み防止処理が施される。

【0044】

また、その他の弾性シール材３の成形方法としては、例えば、連続気泡構造体６Ａを成形する空間を型枠で形成し、型枠を設けて弾性シール材３を形成することで、弾性シール材３の内部に中空状空間を形成する。次いで、弾性シール材３の内部に中空状空間にウレタンフォームなどの発泡材を流し込んで硬化させて連続気泡構造体６Ａを形成する。なお、型枠は液体処理などで溶かすなどして取り除くことが望ましい。なお、先に説明した弾性シール材３の成形方法のように、ウレタンフォームなどの柔軟な連続気泡構造体６Ａを上記の型枠の代わりに使用して弾性シール材３を形成した場合には、弾性シール材３の硬化後に型枠を取り除く必要がない。このように、弾性シール材３は、導水層６を構成する連続気泡構造体６Ａを設けることで、弾性シール材３の伸縮時に連続気泡構造体６Ａが力を受け止めることで導水層６が潰れてしまうことを抑制できる。

【0045】

なお、以上は橋軸方向に隣接する橋桁同士の間の遊間に設置される伸縮装置に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、橋桁と橋台との間の遊間に設置される伸縮装置に対しても同様に適用可能である。

【0046】

また、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、例えば、実施の形態１、変形例１、変形例２、変形例３及び実施の形態２を適宜組み合わせた伸縮装置など、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0047】

１，１１ 橋梁用伸縮装置
２ 継手
２Ａ 継手の表面板
２Ｂ 継手の腹板
３ 弾性シール材
３Ａ 弾性シール材の上層
３Ｂ 弾性シール材の下層
３Ｃ 弾性シール材の支持層
３Ｃ１ 弾性シール材の側壁（支持層）
３Ｃ２ 弾性シール材の支持壁（支持層）
３Ｄ 弾性シール材の支持層
３Ｄ１～３Ｄ３ 弾性シール材の支柱（支持層）
５，６ 導水層
６Ａ 連続気泡構造体
５０ 橋桁
Ｓ 遊間
δ 継手の隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】