CN1602378A - 构造物的减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种构造物的减振装置，该减振装置可有效且充分地对在构造体中面外方向所发生的振动予以控制。在以留预定间隔地设置在上述构造体(12)上的支撑点(13)之间，配设具有整体长度比这些支撑点之间的间隔更长的张力部件(14)，并将第一连接片(15)直接或通过刚性部件呈转动自如地连接于该张力部件(14)的任意处，再将第二连接片(16)呈转动自如地连接于构造体上，更且使这些第一连接片的另一端与第二连接片的另一端呈转动自如地相连接，而在构成上述构造物的构造体，以及上述第一连接片和第二连片的连接部(21)之间，设有施力部件(17)及缓冲部件(18)，该施力部件(17)通过对于这些第一连接片和第二连接片加以施力，以对于张力部件付与张力，该缓冲部件(18)通过上述第一连接片和第二连接片的转动而使其起工作。

Description

构造物的减振装置
技术领域
本发明涉及到一种构造物的减振装置，尤其是一种适用于高架式的高速公路或铁路轨道或具有构成桥梁的桥板，也就是说构造体的构造物上，并可控制在构造体的面外方向上所发生的振动。
并且，本发明也可适用于：在构成具有斜坡的屋顶的构造体上或在设置成垂直的玻璃幕墙中所采用的支撑构造体上，对于在这些构造体的面外方向上所发生的振动，进行控制的减振装置上。
背景技术
近年来，对于在高架式的高速公路或铁路轨道，或具有构成桥梁的桥板的构造物，为了控制因在交通性振动或地震等时所发生的上述构造体的上下振动所引起的掉落或损坏等的被害，已实施了各种措施，以如图5所示的减振装置作为其中一方案已提示。
在图中以符号1所示的减振装置，例如是适用于桥板3的，该桥板3是由多数个桥墩2所支撑的水平设置的构造体，其中由弹簧等所构成的弹性部件4，以及由油阻尼器等所构成的缓冲部件5，均呈平行地吊设在上述桥板3下面且在上述桥墩2相互间的大概中央处上，并且在这些弹性部件4和缓冲部件5的下端，安装有配重部件6。
在如此构成的现有减振装置1中，如果在上述桥板3中发生面外方向(图示举例中为上下方向)的振动时，通过上述弹性部件4及缓冲部件5，使上述桥板3和配重部件6的相对运动得以衰减，来控制上述桥板3的上下振动。
然而，在这种现有技术中，仍有如下的问题必须改进。
亦即，在上述的现有技术中，为了有效地对上述桥板3的上下振动进行控制，必须相对于上述桥板3的固有振动数，适当地设定上述弹性部件4的弹性系数及缓冲部件5的阻尼系数，因此，能得到有效的减振功能的范围很小，且其设定也很繁杂。
并且，虽然配重部件6的重量越重越有效，但是难以将重量等于主体构造物的10％的重量附加在实际的构造物上。
再加上，配重部件6仅在重力加速度方向起作用，以致无法将现有的减振装置设置在具有斜坡的屋顶的构造体上或在设置成垂直的玻璃幕墙中所采用的支撑构造体上。
本发明是鉴于这种现有问题而成的，其目的在于提供一种构造物的减振装置，该减振装置可更有效且充分地对在用来构成构造物的构造体中面外方向所发生的振动予以控制。
发明内容
为了达成上述目的，本发明的权利要求1所述的构造物的减振装置，是可用来控制构成构造物的构造体的面外方向所发生的振动的一种构造物的减振装置，其特征在于，在以留预定间隔地设置在上述构造体上的支撑点之间，配设具有整体长度比这些支撑点之间的间隔更长的张力部件，并将第一连接片直接或通过刚性部件呈转动自如地连接于该张力部件的任意处，再将第二连接片呈转动自如地连接于上述构造体上，更且使这些第一连接片的另一端与第二连接片的另一端呈转动自如地相连接，而在构成上述构造物的构造体，以及上述第一连接片和第二连片的连接部之间，设有施力部件及缓冲部件，该施力部件通过对于这些第一连接片和第二连接片加以施力，以对于上述张力部件付与张力，该缓冲部件通过上述第一连接片和第二连接片的转动而使其起工作。
本发明的权利要求2所述的构造物的减振装置，其特征在于，在权利要求1所述的上述第一连接片和第二连接片的连接部上，设有附加质量。
本发明的权利要求3所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1或2所述的上述张力部件，是由绳索所构成的。
本发明的权利要求4所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1或2所述的上述张力部件，是通过呈相互转动自如地相连接的多条钢杆所构成的。
本发明的权利要求5所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1乃至4中任何一项所述的上述第一连接片及第二连接片，分别在沿上述张力部件的长度方向留间隔的两处各配设一组，并在构成这些每一组的第一连接片或第二连接片之间，配设上述施力部件及缓冲部件。
本发明的权利要求6所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1乃至5中任何一项所述的上述缓冲部件，是油阻尼器。
本发明的权利要求7所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1乃至6中任何一项所述的上述缓冲部件，是主动型阻尼器，而在上述构造体上设有用来检测上述构造体摇振的传感器，并且设有控制器，该控制器根据来自该传感器的检测信号，对于上述主动型阻尼器的工作进行调节。
本发明的权利要求8所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求7所述的上述传感器，是加速度传感器。
本发明的权利要求9所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求7所述的上述传感器，是位移传感器。
本发明的权利要求10所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求7所述的上述传感器，是速度传感器。
本发明的权利要求11所述的构造物的减振装置，其特征在于，权利要求1乃至5中任何一项所述的上述缓冲部件，是粘性弹性体或弹性塑性体。
附图说明
图1是显示本发明的一实施方式的主要部示意前视图。
图2是显示本发明的一实施方式的主要部示意俯视图。
图3是用来说明本发明的一实施方式的工作状态的主要部放大示意图。
图4是显示本发明的另一实施方式的示意前视图。
图5是显示现有技术例的主要部前视图。
图6是显示本发明的另一实施方式的前视图。
图7是显示本发明的另一实施方式的前视图。
图8(a)，(b)均是显示本发明的变形例的前视图。
图9是显示本发明的变形例的俯视图。
图10是显示本发明的变形例的前视图。
图11是显示本发明的变形例的前视图。
图12是显示本发明的变形例的前视图。
图13(a)，(b)，(c)均是显示本发明的变形例的前视图。
图14是显示本发明的变形例的前视图。
图15是显示本发明的变形例的前视图。
图16是显示本发明的变形例的前视图。
具体实施方式
下面，参照图1乃至图3，说明本发明的一实施方式。
与图1中以符号10所示的本实施方式有关的构造物的减振装置10，是适用于作为构造体的，由于多数个桥墩11所支撑的桥板12上的，其基本构成为：在上述桥板12下面处以留预定间隔地设有支撑点13(本实施方式中，其分别设在相邻的每一个桥墩11上)，并在这些支撑点13之间，配设具有整体长度比这些间隔更长的张力部件14，再将第一连接片15呈转动自如地连接于该张力部件14的任意处，并且将第二连接片16呈转动自如地连接于该第一连接片15和上述桥板12之间，而在上述第一连接片15或第二连接片16，以及构成上述构造体物的构造体(本实施方式中则是与上述桥墩11之间)上，设有施力部件17及缓冲部件18，该施力部件17通过对于这些第一连接片15和第二连接片16加以施力，以对于上述张力部件14付与张力，该缓冲部件18通过上述第一连接片15和第二连接片16的转动而使其起工作。
另外，在上述第一连接片15和第二连接片16的连接部21上，设有附加质量25。
接着对这些更进一步地说明，在本实施方式中、上述张力部件14采用绳索，其两端部，分别固定在设于上述桥墩11上的上述支撑点13上。
在本实施方式中，上述第一连接片15及第二连接片16，沿上述张力部件14的长度方向，配设在上述桥板12下方且上述相邻的桥墩2之间的大概中央两处留间隔，而每一条第一连接片15的一端，通过枢销19呈转动自如地连接于上述张力部件14上，并且，上述每一条第二连接片16的一端，通过枢销20呈转动自如地连接于上述桥板12的下面处。
此外，上述每一条第一连接片15和每一条第二连接片16的另一端，通过枢销21相互呈转动自如地连接，并在上述每一条第一连接片15和每一条第二连接片16的另一端设有附加质量25，更且上述每一条第一连接片15形成为比第二连接片16还短，再者用来构成上述每一条第一连接片15和第二连接片16的连接部的每一根枢销21，使其位于作为上述两条第一连接片15和上述张力部件14的连接部的两根枢销19之内侧。
加上，在本实施方式中，如图2所示，上述减振装置10，安装在沿上述桥板12的面方向呈平行地设置的两组桥墩11之间，并共用用来使上述减振装置10的每一条第一连接片15和第二连接片16连接的两根枢销21，并且，这两根枢销21具有充分的重量，以使得能起附加质量25的作用，同时，并将上述施力部件17呈成对平行地设置在这些枢销21之间，并且将上述缓冲部件18以与上述两根枢销21连接的状态配设在这些施力部件17之间。
更且，上述两个施力部件17由拉伸弹簧而构成，这两个施力部件17通过对上述两根枢销21向相互接近的方向加以施力，通过对使上述每一条第一连接片15和张力部件14相连接的连接部的两根枢销19向从上述桥板12离开的方向加以施力，使得对于上述张力部件14付与张力，并使该上述张力部件14保持在拉紧状态。
下面，对如此构成的与本实施方式有关的减振装置10的作用进行说明。
万一发生地震等时，上述桥板12，以上述桥墩11所支撑的支撑部作为固定端，正如其中间部产生弯曲一样，在桥板12的面外方向的上下方向产生振动。
然后，如图3所示，例如当上述桥板12从以单点虚线所示的通常状态向以两点虚线所示的下方挠曲时，随之同时，上述每一根枢销20也随着上述桥板12向下移动，同样地与上述这些枢销20连接的上述每一条第二连接片16也承受使其向下移动的作用力。
然而，作为上述每一条第一连接片15的一侧连接部的每一根枢销19，由于上述张力部件14保持在拉紧状态而其位置被限制，故随着上述每一条第二连接片16的下降，上述的每一条第二连接片16以上述每一枢销19为中心转动。
这些第一连接片15的转动方向，是与上述每一条第二连接片16相连接的连接部的每一枢销21相离远的方向，而在直接附加与枢销21的附加质量25，产生由其重力所致的惯性力。
结果，以致设在上述两根枢销21之间的两个施力部件17被拉伸，在上述张力部件14得以保持在拉紧状态的同时，上述缓冲部件18也被拉伸，因此而产生阻尼功能。
因此，将上述的桥板12的上下振动转换成附加质量25的运动的同时，通过产生阻尼功能，桥板12的上下振动受到控制。
另外，如图3所示，上述桥板12的挠曲量为X，上述枢销21的横向位移为βX时，通过上述第一连接片15和第二连接片16来构成的放大机制，而呈现“β》1”，其结果，以致增大上述缓冲部件18的工作量，并且，如果附加质量25的质量为m’时，其工作为βm’··X，产生在桥板12上的惯性力通过杠杆作用而成为β2m’··X，而使附加质量25获得m’β2的实际工作，故其质量效果被提高。
另外，当上述桥板12向上振动时，其振动方向虽然是缓解上述张力部件14的拉紧状态的方向，但是通过上述施力部件17对于上述两根枢销21始终向接近的方向加以施力，因此可使上述的张力部件14保持在拉紧状态。
从而，上述第一连接片15或者缓冲部件18的运动方向与上述方向相反，通过同样的放大机制阻尼效果被提高。
结果，对于上述桥板12的面外方向的上下振动可获得有效的阻尼功能，同时也可获得高度的减振功能。
附带而言，上述实施方式所示的各种构件的各项形状及尺寸，均仅为一例，可根据设计需求作各种改变。
譬如，在上述实施方式中，由绳索构成的上述张力部件14为例提示，也可以由多条钢杆14a，14b，14c，构成张力部件14，以取代之，如图4所示。
此外，在上述实施方式中，作为缓冲部件18而举例提示油阻尼器，也可采用粘性弹性体或弹性塑性体，以取代之。
另外，如图6所示，也可将连结脚22安装在上述张力部件14上，并通过枢销19将上述第一连接片15的一端部呈转动自如地连接在该连结脚22上，更且，例如也可将重锤23安装在上述枢销21上，以增加减振装置10的可动部的惯性质量。
再加上，主动型阻尼器使用于上述缓冲部件18上，如图7所示，再将用来检测该桥板12的摇振的传感器24，安装在上述桥板12上，更且，设置控制器25用以根据来自上述传感器24的检测信号来对上述可调节孔的开度进行调节，而在该控制器25上，通过根据由上述传感器24所检测的摇振程度来对上述可调节孔进行调节，以实现使上述缓冲部件18的阻尼力调整为适当值。
再者，上述传感器24，可采用用来检测上述桥板12在振动时的振幅的移动传感器，或采用用来检测桥板12的摇振加速度的加速度传感器等。
此外，作为上述构造体而言，除了上述例之外，还能考虑到行人天桥或跨线桥，立体停车场，或者高架式人行道等人造地基。
另外，上面对把支撑点13设在桥墩11的技术例进行了说明，也可将支撑点13设在作为上述构造体的桥板12上。
此外，也可使用作为：在构成具有斜坡的屋顶的构造体上或在设置成垂直的玻璃幕墙中所采用的支撑构造体上，对于这些构造体中的面外方向上所发生的振动，进行控制的减振装置。
另外，对上述第一连接片15和第二连接片16，以及与上述张力部件14相连接的连接方式，上述施力部件17及缓冲部件18的设置位置等，均可进行适当改变。
例如，如图8(a)所示，也可构成为：将如图9所示的矩形框架26配设在上述桥板12的下方，并通过将上述张力部件14分别张设在该框架26的每一角部和上述桥墩11或上述桥板12之间，来支撑上述框架26，而通过呈转动自如地相互连接的上述第一连接片15和第二连接片16，使该框架26中一对平行边的各个两端部和上述桥板12予以连接，另外，将上述施力部件17及缓冲部件18夹装在连接这些第一连接片15和第二连接片16的连接部的枢销21，及上述框架26的一对平行边中设在上述枢销21间的枢销27之间。另外，如图8所示(b)，也可使其上下反倒设置。
在此，上述第一连接片15及第二连接片16，构成为：用来连接这些的枢销21，使其位于在上述框架26中比上述枢销19和枢销20相连接的直线更内侧。
此外，上述施力部件17由压缩弹簧所构成，通过利用该施力部件17来向使上述两个枢销21相互离开的方向加以施力，来使上述框架26向下施力的同时，在上述张力部件14上作用恒久张力。
更且，如图10所示，也可构成为：将枢销20以留预定间隔地设置在上述桥板12的下部，再将第二连接片16呈转动自如地连接于这些枢销20上，再来，通过枢销21将第一连接片15呈转动自如地连接于这些第二连接片16的另一端上，并且，通过枢销19将该第一连接片15的另一端分别与连接片28的两端部连接，该连接片28是配设成与上述两根枢销20的连结线平行的，而将上述施力部件17及缓冲部件18夹装在上述枢销21间，并将上述张力部件14张设在上述连接片28的两端部及上述桥板12或桥墩11之间。
在此，上述枢销21，使其位于比上述枢销19和枢销20的连结线的外侧，并且上述施力部件17由拉伸弹簧而构成，通过利用该施力部件17加以施力以使上述每一枢销21相互接近，以对于上述连接片28向下施力的同时，使得始终在上述张力部件14上作用恒久张力。。
此外，如图11所示，也可构成为：上述每一枢销21，使其位于比上述枢销19和枢销20的连结线更内侧，并且，以压缩弹簧作为上述施力部件17，并向使上述枢销21以相互离开的方向加以施力。
此外，如图12所示，也可构成为：通过一根枢销20来对于图10所示的变形例中所示的一对第二连接片16进行连接，更且，上述一对呈转动自如地与这些第二连接片16的另一端相连接的第一连接片15的另一端，将其通过一根枢销19连接于上述张力部件14上。
而且，将上述缓冲部件18和施力部件17均夹装在连接上述第一连接片15和第二连接片16的枢销21间，并且，在该例中，该施力部件17是由拉伸弹簧所构成的。
再加上，如图13(a)所示，也可构成为：将图12所示的一对第一连接片15的另一端，在上述一对第二连接片16的内侧中，通过枢销19连接于上述两根枢销21的上方处，并且将连杆29呈向下地连接于枢销19上的同时，也将该连杆29的另一端连接于上述张力部件14上。
此外，如图13(b)所示，也可将上述施力部件17夹装在上述枢销20和枢销19之间，也可以使该施力部件17和上述缓冲部件18彼此替换地设置。
此外，如图13(c)所示，也可将张力部件14连接于第一连接片15、15上。
此外，如图14所示，也可构成为：将图13中所示的一对第一连接片15的另一端，分别设置位于比上述第二连接片16更外侧，并通过在图14中以虚线所示的连接板30使这些第一连接片15的另一端呈转动自如地与上述张力部件14相连接。
更且如图15所示，也可将本发明适用于如幕墙等墙壁构造中，以对于该幕墙进行减振。也可使施力部件17设成如图16所示的状态。
这些任何一的变形例，均可获得与上述实施方式相同的作用效果。
更且，上面针对上述桥板12为水平状态进行了说明，仍可作为在构成具有斜坡的屋顶的构造体上或在设置成垂直的玻璃幕墙中所采用的支撑构造体上，对于这些构造体中面外方向上所发生的振动进行控制的减振装置。
发明的效果
如上面说明，根据本发明的构造物的减振装置，通过使桥板板等构造体的面外方向所发生的振动直接传递到缓冲部件上，以使该缓冲部件进行工作，并且，通过将上述构造体中面外方向所发生的振动放大而传递到缓冲部件上，使得尽可能增大该缓冲部件的工作量，以吸收因上述构造体的振动所产生的能量，充分地确保该构造体的减振功能。

Claims (11)

1、一种构造物的减振装置，可控制用来构成构造物的构造体的面外方向所发生的振动的一种构造物的减振装置，其特征在于：在以留预定间隔地设置在上述构造体上的支撑点之间，配设具有整体长度比这些支撑点之间的间隔更长的张力部件，并将第一连接片直接或通过刚性部件呈转动自如地连接于该张力部件的任意处，再将第二连接片呈转动自如地连接于上述构造体上，更且使这些第一连接片的另一端与第二连接片的另一端呈转动自如地相连接，而在构成上述构造物的构造体，以及上述第一连接片和第二连接片的连接部之间，设有施力部件及缓冲部件，该施力部件通过对于这些第一连接片和第二连接片加以施力，以对于上述张力部件付与张力，该缓冲部件通过上述第一连接片和第二连接片的转动而使其起工作。
2、根据权利要求1所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述第一连接片和第二连接片的连接部上，设有附加质量。
3、根据权利要求2所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述张力部件，是由绳索所构成的。
4、根据权利要求1或2所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述张力部件，是通过呈相互转动自如地相连接的多条钢杆所构成的。
5、根据权利要求1乃至4中任何一项所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述第一连接片及第二连接片，分别在沿上述张力部件的长度方向留间隔的两处各配设一组，并在构成这些每一组的第一连接片或第二连接片之间，配设上述施力部件及缓冲部件。
6、根据权利要求1乃至5中任何一项所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述缓冲部件，是油阻尼器。
7、根据权利要求1乃至6中任何一项所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述缓冲部件，是主动型阻尼器，而在上述构造体上设有用来检测上述构造体的摇振的传感器，并且设有控制器，该控制器根据来自该传感器的检测信号，对于上述主动型阻尼器的工作进行调节。
8、根据权利要求7所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述传感器，是加速度传感器。
9、根据权利要求7所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述传感器，是位移传感器。
10、根据权利要求7所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述传感器，是速度传感器。
11、根据权利要求1乃至5中任何一项所述的构造物的减振装置，其特征在于：上述缓冲部件，是粘性弹性体或弹性塑性体。
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