JP2015507106A5 - - Google Patents

Description

垂直強化ピン（ＶＲＰ）の実施形態の利点は、結合部分（例えば橋梁の上部構造と下部構造）を互いに結合させ、このときこの支承は依然として制振機能を行うという点である。明らかに、ＶＲＰを備えた装置は、上述の基準すべてを満足する。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
構造システムにおける２つの部分を接続するためのコネクタとして使用されながら、一方の部分から他方の部分に、例えば橋梁又は建造物において上部構造の重量を下部構造へと、あるいは、機械の重量をその基礎部分へと力を移動させる支持物として使用される装置であって、項目及び関連する項目の用語として、「構造部分」は、前記構造システムの一部分、例えば上部構造又は下部構造を指し、一方、前記装置のコンポーネントは、「ピース」又は「前記装置のピース」と呼ばれ、
前記装置は、前記構造システムが静的負荷状態にあるとき、又は設計レベル未満の動的負荷を受けているときに、２つの接続された構造部分間の堅牢な接続を提供することができ、またこれは、前記構造システムが前記設計レベルを上回る動的負荷を受けたときに、前記装置内の１つ又は複数のＶ字形接触面ペア内の相対的滑りにより、過渡振動及び関連の慣性力の伝達を低減することができ、またこれは、前記相対的滑りの後に前記構造システムの元の状態を自己復元する能力を有し、
（ａ）前記装置は、その垂直方向に沿って少なくとも２つのピースを含み、
（ｂ）前記垂直方向は、静的負荷状態又は前記設計レベル未満の前記動的負荷のもと、前記装置により移動されるすべての前記力のなかでも最大振幅の力の方向であり、建造物及び橋梁については地球の重力がそのような力であり、したがって前記装置の水平面は地面に対して平行であり、
（ｃ）前記装置は、少なくとも１つのＶ字形接触面ペアを含み、前記接触表面ペア内のＶ字形接触面は、凹状であり、かつ少なくとも２つの小面により形成され、他方のＶ字形接触面は、凸状であり、かつ同数又はそれより少ない対になる小面により形成され、前記小面は、前記装置の前記水平面に対して平行でない平面のピースであり、
（ｄ）前記装置の前記Ｖ字形接触面ペアは、対になった２つの前記Ｖ字形表面が、接着剤によって一緒に接着されているか、又は追加の接着材料なしで単に重ねられているか、又はそれらの間にある単独若しくは複数の介在シートによって分離されているかのいずれかであってよく、最後の２つの場合、前記接触面ペアの少なくとも１つの小面ペアに沿った相対的滑りが許容され、
（ｅ）前記介在シートは、Ｖ字形接触面ペア内の２つの面の間に収容され、前記介在シートは、金属、複合材料、及びエラストマーを含む群から選択される材料から作製され、これによって、前記介在シートが前記Ｖ字形表面ペアの材料よりも柔らかい材料で作製されている場合、すべての関与する接触面ペア内に接触喪失を起こすことなく、相対的回転に対応することができ、かつ、前記介在シートが接触面を調節するための事前形成された切り抜きを含む場合には接触摩擦係数を調節することができ、
（ｆ）前記装置は、少なくとも１つのＶ字形接触面ペアを含み、最上部のＶ字形接触面は、前記構造システムの上部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、同様に、最下部のＶ字形接触面は、前記構造システムの前記下部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、前記上部構造及び下部構造は、前記装置内で前記Ｖ字形接触面ペアすべてを介して接続されており、
（ｇ）前記装置が、免震の目的で前記構造システムの上部構造と下部構造を接続しながら、前記上部構造の重量が前記Ｖ字形接触面ペアを介して前記下部構造へと移動される場合、各小面と前記装置の水平面との間の角度が、前記「設計レベル」を決定し、これにより動的負荷の振幅が前記レベルを超えた場合に一時的な滑りを開始することが許容され、前記レベルは、米国内の構造システムの現場についてその時点で有効な、ＵＳＧＳ発行の地震ハザードマップによって、又は前記装置が適用される国で発行されている有効な地震ハザードマップによって予測される地表最大加速度（ＰＧＡ）によって定量化される、装置。
（項目２）
構造システムにおける２つの部分を接続するためのコネクタとして使用されながら、一方の部分から他方の部分に、例えば橋梁又は建造物において上部構造の重量を下部構造へと、あるいは、機械の重量をその基礎部分へと力を移動させる支持物として使用される装置であって、項目及び関連する項目の用語として、「構造部分」は、前記構造システムの一部分、例えば上部構造又は下部構造を指し、一方、前記装置のコンポーネントは、「ピース」又は「前記装置のピース」と呼ばれ、
前記装置は、前記構造システムが静的負荷状態にあるとき、又は設計レベル未満の動的負荷を受けているときに、２つの接続された構造部分の間の堅牢な接続を提供することができ、またこれは、前記２つの接続された構造部分の後者が前記設計レベルを上回る前記動的負荷を受けたときに、前記構造システムの前記２つの接続された構造部分間で、滑りピンによりガイドされた相対的滑りを介して、水平方向と垂直方向との両方の過渡振動及び関連の慣性力の伝達を低減することができ、これは、前記相対的滑りの後に前記構造システムの元の状態を自己復元する能力を有し、
（ａ）前記装置は、その垂直方向に沿って少なくとも３つのピースを含み、
（ｂ）前記垂直方向は、静的負荷状態又は前記設計レベル未満の前記動的負荷のもと、前記装置により移動されるすべての前記力のなかでも最大振幅の力の方向であり、建造物及び橋梁については地球の重力がそのような力であり、したがって前記装置の水平面は地面に対して平行であり、
（ｃ）前記装置は、少なくとも１つのＶ字形接触面ペアを含み、前記接触表面ペア内のＶ字形接触面は、凹状であり、かつ少なくとも２つの小面により形成され、他方のＶ字形接触面は、凸状であり、かつ同数又はそれより少ない対になる小面により形成され、前記小面は、前記装置の前記水平面に対して平行でない平面のピースであり、
（ｄ）前記装置は、少なくとも１つのＶ字形接触面ペアを含み、最上部のＶ字形接触面は、前記構造システムの上部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、同様に、最下部のＶ字形接触面は、前記構造システムの前記下部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、前記上部構造及び下部構造は、前記装置内で前記Ｖ字形接触面ペアすべてを介して接続されており、
（ｅ）前記装置の前記Ｖ字形接触面ペアは、対になった２つの前記Ｖ字形表面が、接着剤によって一緒に接着されているか、又は追加の接着材料なしで単に重ねられているか、又はそれらの間にある単独若しくは複数の介在シートによって分離されているかのいずれかであってよく、最後の２つの場合、前記接触面ペアの少なくとも１つの小面ペアに沿った相対的滑りが許容され、
（ｆ）前記介在シートは、Ｖ字形接触面ペア内の２つの面の間に収容され、前記介在シートは、金属、複合材料、及びエラストマーを含む群から選択される材料から作製され、これによって、前記介在シートが前記Ｖ字形表面ペアの材料よりも柔らかい材料で作製されている場合、すべての関与する接触面ペア内に接触喪失を起こすことなく、相対的回転に対応することができ、かつ、前記介在シートが接触面を調節するための事前形成された切り抜きを含む場合には接触摩擦係数を調節することができ、
（ｇ）前記装置は、少なくとも１本の滑りピン及び前記ガイドされた滑りのための手段を含み、前記滑りピンは、前記滑りピンの長手方向に沿って２つの直線部分を有し、前記２つの部分は、前記装置内のＶ字形接触面内の相対する２つの小面間の角度に合致する角度で互いに向かって折れ曲がっており、前記ピンの一方の直線部分に沿った横断面形状は、前記表面ペア内の一方のＶ字形接触面と共に前記装置のピース内に組み込まれるガイドレールに適合するよう設計されているのに対して、前記ピンの他方の直線部分は、前記表面ペア内の他方のＶ字形接触面と共に前記装置の別のピースの一部であるか、又は前記装置の別のピースに固定されたサイドストッパーの開放スリットを通って滑ることができるような設計形状を備えており、これによって、前記滑りピンは、前記ガイドレールに沿って、又は前記サイドストッパーの開放スリットを通って、又はその両方を同時に、自由に動くことができ、Ｖ字形表面ペアを介して元々接触していた前記装置内で、前記２つのピース間で滑りが可能な接続を確立するが、前記ペアの間のいずれの他の相対的な動きも許されず、
（ｈ）前記装置は、追加の制振コアを備え、前記装置は、少なくとも１つの空洞を含み、少なくとも１つの前記空洞は、前記最上部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピースにおける点から始まり、少なくとも１つの前記空洞は、前記最下部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピースにおける点で終わり、すべての前記空洞は、例えば鉛及びスズ、又はこの部類の材料の混合物などの高い可塑性変形性能を備えた材料の群から選択される制振媒体で充填され、
（ｉ）前記装置が、免震の目的で前記構造システムの上部構造と下部構造を接続しながら、前記上部構造の重量が前記Ｖ字形接触面ペアを介して前記下部構造へと移動される場合、各小面と前記装置の水平面との間の角度が、前記「設計レベル」を決定し、これにより動的負荷の振幅が前記レベルを超えた場合に一時的な滑りを開始することが許容され、前記レベルは、米国内の構造システムの現場についてその時点で有効な、ＵＳＧＳ発行の地震ハザードマップによって、又は前記装置が適用される国で発行されている有効な地震ハザードマップによって予測される地表最大加速度（ＰＧＡ）によって定量化される、装置。
（項目３）
追加の垂直強化機構を備え、前記装置は、少なくとも１本の垂直整列ピンを含み、前記垂直整列ピンそれぞれの一方の端部は、前記最上部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピース又は前記装置のピースより上に固定され、前記ピンの他方の端部は、前記最下部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピース又は前記装置のピースより下に固定され、垂直整列ピンのいずれも、前記装置の対応するピースに固定された後は、そのいずれの端部でも、その端部を中心に自由に回転することはできない、項目１又は２に記載の装置。
（項目４）
構造システムの２つの部分を接続するためのコネクタとして使用され、かつ、一方の部分から他方の部分に、例えば橋梁又は建造物において上部構造の重量を下部構造へと、あるいは、機械の重量をその基礎部分へと力を移動させる支持物として使用される装置であって、本項目における用語として、「構造部分」は、前記構造システムの一部分、例えば上部構造若しくは下部構造を指し、一方、前記装置のコンポーネントは、ピース又は前記装置のピースと呼ばれ、ピース又は構造部分は、前記構造システムのコンポーネントであり、
前記装置は、前記構造システムが静的負荷状態にあるとき、又は設計レベル未満の動的負荷を受けているときに、２つの接続された構造部分間の堅牢な接続を提供することができ、またこれは、前記２つの接続された構造部分の後者が前記設計レベルを上回る前記動的負荷を受けるときに、前記構造システムの前記２つの接続された構造部分間で、少なくとも１本の垂直強化ピンを介して、水平方向と垂直方向との両方の過渡振動及び関連の慣性力の伝達を低減することができ、これは、前記相対的滑りの後に前記構造システムの元の状態を自己復元する能力を有し、
（ａ）前記装置は少なくとも４つのピースを含み、
（ｂ）前記垂直方向は、静的負荷状態又は前記設計レベル未満の前記動的負荷のもと、前記装置により移動されるすべての前記力のなかでも最大振幅の力の方向であり、建造物及び橋梁については地球の重力がそのような力であり、したがって前記装置の水平面は地面に対して平行であり、
（ｃ）前記装置は、少なくとも１つのＶ字形接触面ペアを含み、最上部のＶ字形接触面は、前記構造システムの上部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、同様に、最下部のＶ字形接触面は、前記構造システムの前記下部構造に、直接又は他のピースを介してのいずれかで取り付けられている装置ピースに属し、前記上部構造及び下部構造は、前記装置内で前記Ｖ字形接触面ペアすべてを介して接続されており、
（ｄ）前記装置の前記接触面ペアは、対になった前記２つの表面が接着剤によって一緒に接着されているか、又は追加の接着材料なしで単に重ねられていてよく、後者の場合、前記２つの面の間の相対的な動きが許容され、接触面ペア間の前記相対的な動きは、前記２つの面の間の変位に差があるが、この差により、前記接触面ペアのすべての小面ペア間の接触喪失とならず、換言すれば、少なくとも１つの接触小面ペアが接触したままであることを意味し、
（ｅ）前記装置は、少なくとも２本の垂直整列ピンを含み、前記垂直整列ピンそれぞれの一方の端部は、前記最上部の接触面を備えた装置のピースに固定され、前記ピンの他方の端部は前記最下部の接触面を備えた前記装置のピースに固定され、これにより、垂直整列ピンのいずれも、前記装置の対応するピースに固定された後は、そのいずれの端部でも、その端部を中心に自由に回転することはできず、
（ｆ）前記装置が、免震の目的で前記構造システムの上部構造と下部構造を接続しながら、前記上部構造の重量が前記Ｖ字形接触面ペアを介して前記下部構造へと移動される場合、各小面と前記装置の水平面との間の角度が、前記「設計レベル」を決定し、これにより動的負荷の振幅が前記レベルを超えた場合に一時的な滑りを開始することが許容され、前記レベルは、米国内の構造システムの現場についてその時点で有効な、ＵＳＧＳ発行の地震ハザードマップによって、又は前記装置が適用される国で発行されている有効な地震ハザードマップによって予測される地表最大加速度（ＰＧＡ）によって定量化され、
（ｇ）前記装置は、追加の制振コアを備え、前記装置は、少なくとも１つの空洞を含み、少なくとも１つの前記空洞は、前記最上部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピースにおける点から始まり、少なくとも１つの前記空洞は、前記最下部のＶ字形接触面を備えた前記装置のピースにおける点で終わり、すべての前記空洞は、例えば鉛及びスズ、又はこの材料の部類の混合物などの高い可塑性変形性能を備えた材料の群から選択される制振媒体で充填されている、装置。

Claims (15)

1. 滑動可能な構造支持システムであって、該システムは、
   １つ以上の構造負荷を受けるように構成された第１の構造と、
   該第１の構造を構造的に支持するように構成された、該第１の構造と連絡している第２の構造と、
   該第１の構造と該第２の構造との間に配置された支承と
   を含み、該第１の構造および該第２の構造の負荷伝達の間に生じる振動を減少させるように、該第１の構造の重量および該第１の構造によって受けられた該構造負荷を該第２の構造に伝達するために、該支承は、少なくとも１つのＶ字形リッジを用いて、該第１の構造と該第２の構造との間に規定された接触表面の間で該第１の構造および該第２の構造を作用可能に結合する、システム。
2. 前記Ｖ字形リッジは、点またはエッジにおいてある角度で接合された少なくとも２つの小面をさらに含み、該Ｖ字形リッジの該角度は、前記１つ以上の構造負荷により水平方向に移動する前記第１の構造の重量に対する前記システムの抵抗を規定する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の構造および前記支承に結合された垂直配列ピンと、
   前記第２の構造および該支承に結合された垂直配列ピンと
   をさらに含み、該ピンの各々は、そのそれぞれの上端部および下端部に対して回転することができない、請求項２に記載のシステム。
4. 前記Ｖ字形リッジに対応するエラストマーブロックを構成する表面に接触するように配置されたシートをさらに含み、該ブロックの一部は、前記第１の構造と前記第２の構造との間の摩擦を調節するように取り外し可能である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つの支承は、エラストマーブロックにおける複数の垂直埋め込みピンをさらに含み、各ピンは、前記第１の構造と関連付けられた第１のパッドと前記第２の構造と関連付けられた第２のパッドとの間に延びている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記表面は、複数のＶ字形リッジを含む、請求項２に記載のシステム。
7. 前記第１の構造または前記第２の構造に外部から結合されたストッパーをさらに含み、該ストッパーは、前記構造負荷が該第１の構造によって受けられた場合に該構造負荷によってもたらされる該第１の構造または該第２の構造の横方向運動または縦方向運動を制限するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記構造負荷は、横方向負荷、地震負荷、または、横方向負荷および地震負荷の両方を含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記システムは、前記構造負荷によってもたらされるエネルギーを消散させる、請求項６に記載のシステム。
10. 前記システムは、陸橋、建造物、または、機械の基礎に結合されている、請求項６に記載のシステム。
11. 滑動可能な構造支持システムであって、該システムは、
    構造負荷を受けるように構成された第１の構造と、
    該第１の構造を構造的に支持するように構成された、該第１の構造と連絡している第２の構造と、
    該システムの過渡振動を減少させる複数の滑りピンを含む、該第１の構造と該第２の構造との間の支承と
    を含み、該支承は、少なくとも１つのＶ字形リッジを用いて、該第１の構造と該第２の構造との間に規定された接触表面の間で該第１の構造および該第２の構造を作用可能に結合し、該Ｖ字形リッジの少なくとも２つの隣接する小面は、点またはエッジにおいてある角度で接合され、該複数の滑りピンは、該Ｖ字形リッジによって規定された該角度に対応する２つ以上の細長い部材を含む、システム。
12. 制振コアを有する変形可能リングをさらに含み、該リングは、前記滑りピンの対向する端部に結合され、該制振コアは、該ピンが滑動させられると伸びまたは縮む、請求項１１に記載のシステム。
13. 各々が制振コアを有する複数の変形可能リングをさらに含み、各リングは、前記複数の滑りピンのうちの１つの端部に結合され、該ピンが互いの方へ滑動させられると、別の滑りピンに結合された該複数の変形可能リングのうちの別のリングに接触するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記システムは、一時的分離を分離以前の位置に戻すことによって、前記構造負荷によってもたらされる前記第１の構造または前記第２の構造における該一時的分離を支持するように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記支承は、シートよりも低い降伏強度を有する消散ピンであって、前記負荷によってもたらされる振動を消散させるために実質的可塑性変形が可能である消散ピンと、
    該負荷によってもたらされる振動に横方向に抵抗するように該シートよりも大きい降伏強度を有する強化ピンと
    を含み、各ピンは、前記システムに垂直に埋め込まれ、前記第１の構造および前記第２の構造に固定されている、請求項１４に記載のシステム。