JP2019120055A - レバレッジの原理に基づいた橋梁ダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、衝撃吸収効果が優れるダンパーを提供することにある。【解決手段】本発明は、レバーの原理に基づいた橋のダンパーに関わり、シュートと、滑り台座と、固定台座と、スリップシャフトと、回転アセンブリと、粘弾性材料層と、複数のせん断鋼板と、シュートは、橋梁のブリッジデッキの下端に固定され、滑り台座は、スライド式にシュートに設けられ、固定台座は、橋梁の支持梁に固定され、せん断鋼板は、支持梁に固定され、スリップシャフトは、回転自在に固定台座に設けられ、回転アセンブリは、一体型回転軸と、連結鉄柱と、複数の回転鋼板と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、住宅の耐震化の技術分野に関し、特に、レバレッジの原理に基づいた橋梁ダンパーに関わる。

ここ数年間、中国は工学的構造の免震、衝撃吸収、振動制御の面で多くの研究を行い、実りある研究成果を達成した。従来の耐震設計は、構造自体の耐震性能を高めることを通じて、地震に対応したが、言い換えれば、構造自体に地震エネルギーを貯蔵もしくは消費することを通じて、構造耐震防止基準を満たした（小地震に破損されなく、中地震の時は修理でき、大地震が発生しても倒れないこと）。この耐震方式は、自己調整能力が欠如し、不確実な地震の作用の下で、安全性能要件を満たさない可能性が大きい。しかし、構造振動制御技術は、構造耐震のために合理的で有効な経路を提供した。そのうち、エネルギー消費による衝撃吸収は受動的な制御対策であり、地震エネルギーを特殊装置の機構とコンポーネントに導いた上、エネルギーを吸収かつ消費して、主体構造の安全を保護する。

現在も様々な振動エネルギー吸収装置があるが、振動エネルギー吸収装置の中に拡大構造を設計していない問題があり、衝撃吸収効果さえ拡大すれば、わずかな作用の下でより著しいエネルギー吸収効果が得られる。

中国特許出願公開第１０５６７２１２２号明細書 中国実用新案第２０４４５６４９７号明細書 中国実用新案第２０４７５３８７４号明細書

先行技術に存在する技術的問題に対して、本発明の目的は、レバレッジの原理に基づいた衝撃吸収効果が良好な橋梁ダンパーを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、以下のような態様を採用する。

本発明にかかる橋梁ダンパーは、シュートと、滑り台座と、固定台座と、スリップシャフトと、回転アセンブリと、粘弾性材料層と、複数のせん断鋼板と、を含む橋梁ダンパーであって、シュートは、橋梁のブリッジデッキの下端に固定され、滑り台座は、スライド式にシュートに設けられ、固定台座は、橋梁の支持梁に固定され、せん断鋼板は、支持梁に固定され、スリップシャフトは、回転自在に固定台座に設けられ、回転アセンブリは、一体型回転軸と、連結鉄柱と、複数の回転鋼板と、を有し、回転軸は、滑り台座に設けられ、連結鉄柱の上端が回転軸と連結され、複数の回転鋼板は、連結鉄柱の下端に設けられ、スリップシャフトと相互スライドする連結鉄柱がスリップシャフトを貫通し、複数のせん断鋼板は、複数の放置槽を形成し、回転鋼板と粘弾性材料層は、全部放置槽内に位置し、二つの粘弾性材料層の間に回転鋼板やせん断鋼板が設けられる。

更には、橋梁の方向に沿って設置されたシュートは、基板と、基板の下側の両端に設けられた第一突板と、を有し、第一突板と基板がサッシポケットを形成した。形成されたサッシポケットは、構造が簡単であり、滑り台座がスライドしやすい。

更には、滑り台座は、台座と、二つのラグと、を有し、二つのラグは、台座の前後両端にそれぞれ設けられ、台座上に回転槽が設けられ、正面から見ると、半円形のラグと回転槽が完全な円形を形成した。この方式を回転アセンブリーの重量を支えるために用いることができ、回転軸も台座に対して回転することができ、ダンパー全体の衝撃吸収効果を得る重要な条件となる。

更には、台座上端の両端に第二突板が設けられ、第二突板と台座がスロットを形成し、第二突板は、第一突板と基板により形成されたサッシポケット内に位置する。このような滑り構造は簡単で、滑り台座がシュートに沿ってスライドし、ブリッジデッキと支持梁が橋梁方向に従って変位しても、ダンパーを破損しない。

更には、固定台座は、二つの固定軸受と、基体と、を有し、二つの固定軸受は、橋梁の方向に沿って設けられ、基体は、固定軸受の?端に設けられ、スリップシャフトは、固定軸受上に設けられた。固定座は構造が簡単で、制作コストが低く、スリップシャフトは固定座に対して回転することができる。

更には、スリップシャフト上に連結鉄柱の貫通に用いる貫通孔が設けられ。連結鉄柱が揺れ動くと、スリップシャフトを動かして固定座に対して回転し、連結鉄柱がスリップシャフトに対してスライドする。

更には、連結鉄柱の下端に複数のノッチが設けられ、複数の回転鋼板が連結鉄柱の下端のノッチに嵌着され。連結鉄柱と回転鋼板の固定方式は、簡単で堅固である。

更には、粘弾性材料層は４個あり、せん断鋼板は３個あり、回転鋼板は２個あり、三つのせん断鋼板が二つの放置槽を形成し、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板の順に前から後ろへ並ばれ、粘弾性材料層、せん断鋼板。粘弾性材料層、せん断鋼板、回転鋼板の数量と配列順序により、より良い衝撃吸収効果が得られる。

更には、粘弾性材料層、せん断鋼板と回転鋼板は、加硫方式にて接着する。硫化方式連結は、成熟した技術であり、衝撃吸収効果も良い。

要約すると、本発明は以下の効果を有する。

本発明は、構造が簡単で、衝撃吸収効果が著しく、良好な衝撃吸収効果があり、ブリッジデッキと支持梁が水平面で左右方向の相対変位を発生し、回転鋼板と粘弾性材料層とが大きく相対変位し、良好な衝撃吸収効果が得られる。本発明は、材料調達が簡単で、制作しやすく、設置と取り外しが便利で、ヒステリシス性能が安定し、交換しやすく、重要な経済的価値と使用価値があり、構造耐震分野で幅広く応用される可能性がある。

図1は、本発明の正面図である。 図2は、本発明の立体図である。 図3は、シュート、滑り台座、固定座、スリップシャフトの分解図である。 図4は、回転アセンブリーの立体図である。 図5は、複数のせん断鋼板と粘弾性材料層の分解図である。

そのうち、1はブリッジデッキ、2は支持梁、3は橋脚、4はシュート、5は滑り台座、6は固定座、7は回転軸、8は連結鉄柱、9は回転鋼板、10は粘弾性材料層、11はせん断鋼板、12は放置槽、13は基板、14は第一突板、15はサッシポケット、16は台座、17はラグ、18は第二突板、19はスロット、20は固定軸受け、21は基体、22はスリップシャフト、23はスリップシャフト上の貫通孔である。

本発明は、添付の図面および特定の実施形態に関連してさらに詳細に説明される。

説明を分かりやすくするため、下記の方位を次のように定める。すなわち、下記の上下左右前後は、図1の投影関係の上下左右前後と一致する。図1において、スライド回転軸は図示していない。

既存技術で、橋梁は、ブリッジデッキと、支持梁と、橋脚と、を有し、支持梁は橋脚上に位置し、ブリッジデッキは支持梁上に位置し、支持梁とブリッジデッキの間に連結部品を設け、支持梁がブリッジデッキを支持する役割を果たし、車両がブリッジデッキの上で走行する。

図1から図5に示されたように、シュートと、滑り台座と、固定台座と、スリップシャフトと、回転アセンブリと、粘弾性材料層と、複数のせん断鋼板と、を含む橋梁ダンパーであって、シュートは、橋梁のブリッジデッキの下端に固定され、滑り台座は、スライド式にシュートに設けられ、固定台座は、橋梁の支持梁に固定され、せん断鋼板は、支持梁に固定され、スリップシャフトは、回転自在に固定台座に設けられ、回転アセンブリは、一体型回転軸と、連結鉄柱と、複数の回転鋼板と、を有し、回転軸は、滑り台座に設けられ、連結鉄柱の上端が回転軸と連結され、複数の回転鋼板は、連結鉄柱の下端に設けられ、スリップシャフトと相互スライドする連結鉄柱がスリップシャフトを貫通し、複数のせん断鋼板は、複数の放置槽を形成し、回転鋼板と粘弾性材料層は、全部放置槽内に位置し、二つの粘弾性材料層の間に回転鋼板やせん断鋼板が設けられ。

シュートは、ブリッジの橋梁の方向に沿って設定される、すなわち、滑り台座がシュートに沿ってスライドする方向は橋梁の方向と一致する。橋梁の方向とは、車両が走行する前進方向と後退方向を指す。シュートは、基板と、基板の下方両端に設けた第一突板と、を有し、第一突板の数は二個である。一つの第一突板が基板の下側の左に設けられ、他の第一突板が基板の下側の右に設けられている。第一突板と基板が相互固定され、第一突板と基板が一体になってもよく、第一突板と基板がサッシポケットを形成する。

滑り台座は、台座と、二つのラグと、を有し、二つのラグは、台座の前後両端にそれぞれ設けられ、台座上に回転槽が設けられ、正面から見ると、半円形のラグと回転槽が完全な円形を形成した。台座上端の両端に第二突板を設置し、第二突板は二つあり、一つの第二突板は台座上端の左側に設けられ、他の第二突板は台座上端の右側に設けられ、二つの第二突板と台座がスロットを形成し、第二突板は、第一突板と基板によって形成されたサッシポケット内に位置し、第一突板は、第二突板と台座により形成されたスロット内に位置している。第一回転軸が回転槽内に位置し、二つのラグで回転軸の両端を吊り上げる。滑り台座を次のように設計してもよい。すなわち、滑り台座は、台座と、二つの軸受けと、を有し、二つの軸受けを台座の前後両端に固定し、二つの軸受けを回転軸の前後両端にそれぞれ覆設する。前後方向に沿って回転軸を設置し、回転軸と滑り台座の組立方式は複数あり、実際の需要に応じて、選択し設計することができる。

固定台座は、二つの固定軸受と、基体と、を有し、二つの固定軸受は、橋梁の方向(前後方向)に沿って設けられ、基体は、固定軸受の?端に設けられ，すなわち、基体は二つの部分があり、一つの部分は固定軸受けの左側に設けられ、他の部分の基体は固定軸受けの右側に設けられている。固定座全体を支持梁に固定し、二つの固定軸受けをスリップシャフトに覆設し、スリップシャフトを固定軸受けに設置する。

スリップシャフト上に連結鉄柱の貫通に用いる貫通孔が設けられ。連結鉄柱は棒状であり、スリップシャフトに正方形穴を設置し、連結鉄柱がスリップシャフトの正方形穴を貫通する。連結鉄柱が揺れ動くと、スリップシャフトを動かして固定座に対して回転し、連結鉄柱がスリップシャフトに対してスライドする。

連結鉄柱の下端に複数のノッチが設けられ、ノッチ数量と回転鋼板数量が一致し、複数の回転鋼板が連結鉄柱の下端のノッチに嵌着され。回転軸、連結鉄柱および回転鋼板は一体となり、相互固定されている。

各粘弾性材料層の前後両端は、それぞれせん断鋼板や回転鋼板である。粘弾性材料層は４個あり、せん断鋼板は３個あり、回転鋼板は２個あり、三つのせん断鋼板が二つの放置槽を形成し、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板の順に前から後ろへ並ばれ、粘弾性材料層、せん断鋼板。粘弾性材料層、せん断鋼板、回転鋼板の間の連結方式が硫化連結，最後面の回転鋼板と支持梁を相互固定する。実際に使用する時、粘弾性材料層、せん断鋼板、回転鋼板の数量は、実際状況に基づいて選択する。

本発明の原理は、以下の通りである。

地震が発生すると、ブリッジデッキと支持梁が水平面の左右方向で（ブリッジデッキの幅方向）相対変位が発生し、シュートと滑り台座が左右方向に沿って揺れ動き、回転軸が滑り台座に対して左右方向で回転し、連結鉄柱が回転軸に伴って回転し、連結鉄柱の回転によってスリップシャフトが固定座に対して回転し、連結鉄柱がスリップシャフトに対してスライドし、回転鋼板が連結鉄柱に伴って回転し、回転鋼板の回転によって粘弾性材料層が変形し、粘弾性材料層が回転鋼板とせん断鋼板の間で変形し、地震エネルギーを吸収して、衝撃吸収効果を得る。このダンパーはレバレッジ原理（スリップシャフトのところがレバー支点となる）を利用したので、拡大効果があり、ブリッジデッキと支持梁が水平面で左右方向の一点相対変位を発生すると、回転鋼板の回転によって回転鋼板と粘弾性材料層がかなり大きな相対変位を発生して、より良い衝撃吸収効果を得られ、ダンパーは左右方向（ブリッジデッキの幅方向）でしか衝撃吸収効果を得ることができなく、ブリッジデッキと支持梁が橋梁方向（前後方向）の相対変位を発生すると、滑り台座およびその下側の部品が支持梁の前後方向に沿って移動し、滑り台座がシュートに沿って前後に移動し、ダンパー全体を破損しない。

前記実施形態は、本発明のかなり優れた実施方式であるが、これら実施形態を使用した目的は、本発明を説明するためであり、本発明を限定するのではない。本発明の原則と原理を違反しないことを前提に行った変更、修正、代替、簡略化は、全部同等の置換方式として取り扱うものとし、全部本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (1)

1. シュートと、滑り台座と、固定台座と、スリップシャフトと、回転アセンブリと、粘弾性材料層と、複数のせん断鋼板と、を含む橋梁ダンパーであって、前記シュートは、橋梁のブリッジデッキの下端に固定され、前記滑り台座は、スライド式にシュートに設けられ、前記固定台座は、橋梁の支持梁に固定され、前記せん断鋼板は、支持梁に固定され、前記スリップシャフトは、回転自在に前記固定台座に設けられ、前記回転アセンブリは、一体型回転軸と、連結鉄柱と、複数の回転鋼板と、を有し、前記回転軸は、前記滑り台座に設けられ、前記連結鉄柱の上端が前記回転軸と連結され、前記の複数の回転鋼板は、前記連結鉄柱の下端に設けられ、スリップシャフトと相互スライドする連結鉄柱がスリップシャフトを貫通し、前記複数のせん断鋼板は、複数の放置槽を形成し、前記回転鋼板と前記粘弾性材料層は、全部放置槽内に位置し、二つの粘弾性材料層の間に回転鋼板やせん断鋼板が設けられ、橋梁の方向に沿って設置されたシュートは、基板と、基板の下側の両端に設けられた第一突板と、を有し、前記第一突板と前記基板がサッシポケットを形成し、前記滑り台座は、台座と、二つのラグと、を有し、前記の二つのラグは、台座の前後両端にそれぞれ設けられ、前記台座上に回転槽が設けられ、正面から見ると、半円形のラグと回転槽が完全な円形を形成し、前記台座上端の両端に第二突板が設けられ、前記第二突板と台座がスロットを形成し、前記第二突板は、前記第一突板と前記基板により形成されたサッシポケット内に位置し、前記第一突板は、前記第二突板と前記台座により形成されたスロット内に位置し、前記固定台座は、二つの固定軸受と、基体と、を有し、前記の二つの固定軸受は、橋梁の方向に沿って設けられ、前記基体は、前記固定軸受の?端に設けられ、前記スリップシャフトは、前記固定軸受上に設けられ、前記スリップシャフト上に連結鉄柱の貫通に用いる貫通孔が設けられ、前記連結鉄柱の下端に複数のノッチが設けられ、複数の回転鋼板が前記連結鉄柱の下端のノッチに嵌着され、粘弾性材料層は４個あり、せん断鋼板は３個あり、回転鋼板は２個あり、三つのせん断鋼板が二つの放置槽を形成し、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板、粘弾性材料層、回転鋼板、粘弾性材料層、せん断鋼板の順に前から後ろへ並ばれ、粘弾性材料層、せん断鋼板、回転鋼板の間の連結方式が硫化連結になったことを特徴とするレバレッジの原理に基づいた橋梁ダンパー。

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