JP3422679B2 - 橋桁の振動減衰装置 - Google Patents

橋桁の振動減衰装置

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JP3422679B2
JP3422679B2 JP03124998A JP3124998A JP3422679B2 JP 3422679 B2 JP3422679 B2 JP 3422679B2 JP 03124998 A JP03124998 A JP 03124998A JP 3124998 A JP3124998 A JP 3124998A JP 3422679 B2 JP3422679 B2 JP 3422679B2
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衛 井澤
太郎 利根川
武良 佐藤
猛康 鈴木
誉 金子
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Kumagai Gumi Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造の簡素化と更
なる減衰効率の向上を図ることができる橋桁の振動減衰
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】構造物の振動制御方法としては、構造
物の振動周期に同調させた付加振動系を取付け、構造物
の振動エネルギーを前記付加振動系の振動エネルギーに
転換し、さらにこの付加振動系の減衰機構にて前記振動
エネルギーを吸収させる方法や、建築構造物の地震に
よる振動の制御方法として、振り子とてこの作用を利用
した方法、等がある。
【0003】しかしながら、の方法は地震のような衝
撃的な振動に対しては制振効果が不十分であり、また、
の方法は橋桁の振動減衰手段として採用した場合に
は、橋桁の内部空間に振り子を設置するのが困難であ
る。
【0004】そこで、本出願人の内の1名は、特開平8
−120619号において、地震等により橋桁が振動し
た時にも、橋桁の振動を速やかに減衰させることができ
る橋桁の振動減衰装置を提案した。
【0005】特開平8−120619号において提案さ
れた橋桁の振動減衰装置は、図9の力学モデルに示すよ
うに、橋台や橋脚等の橋桁支点部1の橋桁内側部位にレ
バー2を枢着し、重錘3と、この重錘3の両端を支持す
るばね4と、重錘3の振動エネルギーを吸収するための
ダンパー5と、前記ばね4及びダンパー5の反力を受け
るフレーム6とからなる制振装置7を移動自在に設け、
この制振装置7を前記レバー2の一端部に係止すると共
に、この制振装置7の両端部にばね8を介装して該ばね
8を橋桁9に固定し、さらに、前記橋桁支点部1に連結
されたロッド10を前記レバー2の他端部に係止した構
成である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した特開平8−1
20619号で提案された橋桁の振動減衰装置は、理論
上は地震等により橋桁が振動した時にも、橋桁の振動を
速やかに減衰させることができるものではあるが、フレ
ームが必須の構成要件であるので、スペース上から桁幅
の狭い橋桁には設置できず、また、必然的に重たい重錘
が必要となる、という問題を内在していた。
【0007】加えて、ロッドやレバーの枢着部には、ピ
ンを採用しているのみであるから、レバー回転時におけ
る抵抗が大きくなって、所期の振動減衰効果が得られな
いという問題や、橋台や橋脚と橋桁の上下方向の相対変
位、すなわち、ピンの軸方向の変位に対しては追従でき
ないという問題が有る。また、特開平8−120619
号で提案された橋桁の振動減衰装置では、制振装置を円
滑に移動させることが必須の要件であるが、制振装置を
円滑に移動させるための具体的な構成については、全く
明らかにされていない。
【0008】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、フレームをなくしてフレームによ
って引起こされる問題をなくすると共に、更なる減衰効
率の向上を図ることができる橋桁の振動減衰装置を提供
することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る橋桁の振動減衰装置は、弾性体及
びダンパーの反力を受けるフレームをダンパー本体に兼
ねさせた構成としている。そして、このようにすること
で、構造が簡素化して制振設計が容易に行えると共に、
重錘も軽いものが使用できるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る橋桁の振動減衰装置
は、橋台又は橋脚、或いは、橋桁の内側に転がり軸受を
介してレバーを枢着すると共に、このレバーの一方端部
には橋台又は橋脚、或いは、橋桁と相対移動が自在な制
振装置を、直接或いはリンクを介して転がり軸受を用い
て枢着し、また、他方端部には他端が橋桁或いは橋台又
は橋脚に取付けられたロッドを、直接或いはリンクを介
して球面転がり軸受を用いて枢着してなり、前記制振装
置は、ダンパーに弾性体を介して連結された重錘とで構
成されていると共に、必要に応じてリンクとロッドとの
枢着部、リンクと制振装置との枢着部に球面転がり軸受
を介設したものである。
【0011】本発明に係る橋桁の振動減衰装置によれ
ば、弾性体及びダンパーの反力を受けるフレームをダン
パー本体に兼ねさせたので、構造が簡素化して制振設計
が容易に行えると共に、重錘も軽いものが使用でき、レ
バーが回転する際の抵抗がより少なくなるので、設計値
に近い振動減衰効果が得られるようになる。
【0012】また、本発明に係る橋桁の振動減衰装置
は、橋台又は橋脚、或いは、橋桁の内側にレバーを枢着
すると共に、このレバーの一方端部には橋台又は橋脚、
或いは、橋桁と相対移動が自在な制振装置を、また、他
方端部には他端が橋桁或いは橋台又は橋脚に取付けられ
たロッドを、夫々直接或いはリンクを介して枢着してな
り、前記制振装置は、ダンパーに弾性体を介して連結さ
れた重錘とで構成されていると共に、前記レバーとロッ
ドの枢着部、或いは、レバーとロッドに枢着されたリン
クの枢着部に球面転がり軸受を介設したものである。
【0013】これらの本発明に係る橋桁の振動減衰装置
によれば、レバーとロッドの枢着部、或いは、レバーと
ロッドに枢着されたリンクの枢着部に球面転がり軸受を
介設しているので、橋台又は橋脚と橋桁に上下方向の相
対変位があった場合にも、追従が可能となる。
【0014】また、本発明に係る橋桁の振動減衰装置に
おける制振装置の移動を転がり軸受を用いた車輪によっ
て行へば、制振装置の移動時における抵抗を最大限減少
させることができるので、振動減衰効果の低下を防止す
ることができる。
【0015】上記した本発明に係る橋桁の振動減衰装置
では、地震等により橋桁が振動した場合には、振動に伴
って重錘が振動して慣性力を発生する。この慣性力が弾
性体、ダンパーを介してレバーの一方端部に伝えられる
と、レバーは橋桁との枢着部を中心として回転しようと
するので、レバーの他方端部に橋台又は橋脚からの反力
が生じる。従って、重錘の慣性力に前記反力が加わっ
て、橋桁により大きな制振力を作用させることになる。
【0016】また、橋桁に作用する振動エネルギーは、
前記した重錘の振動エネルギーに転換され、一方、重錘
の振動エネルギーはダンパーによって吸収されるので、
重錘の振動は短時間で減衰し、これに伴って橋桁の振動
も早期に減衰する。
【0017】
【実施例】以下、本発明に係る橋桁の振動減衰装置を図
1〜図8に示す実施例に基づいて説明する。図1は本発
明における橋桁の振動減衰装置のレバー方式の力学モデ
ルを示した平面図で、(a)は中立時、(b)は振動発
生時、図2は本発明における橋桁の振動減衰装置のリン
ク方式の力学モデルを示した平面図で、(a)は中立
時、(b)は振動発生時、図3は請求項における本発
明に係る橋桁の振動減衰装置の具体的モデルを示した平
面図、図4は図3の矢視A−A図、図5の(a)は図3
の矢視B−B図、(b)は図3の矢視C−C図、図6は
図3におけるレバー部近傍を拡大した図で、(a)は平
面図、(b)はレバーを側面方向から見た図、図7の
(a)は図6の矢視A−A図、(b)は図6の矢視B−
B図、図8は図3における制振装置の車輪部の拡大断面
図である。
【0018】図1において、11は例えば橋桁であり、
その内側にレバー12の中間部をピン13によって枢着
している。そして、このレバー12の一方端部には制振
装置14がピン15によって枢着されている。この制振
装置14は、ダンパー14aに、弾性体例えばばね14
bを介して重錘14cが連結された構成であり、橋桁1
1と相対移動が自在なように成されている。
【0019】16は前記レバー12の他方端部にピン1
7によって枢着されたロッドであり、このロッド16は
例えば橋台18に取付けられている。上記した図1はレ
バー12の一方端部に制振装置14を、また、他方端部
にロッド16を直接枢着した構成であるが、この場合に
は、レバー12のこれら枢着部位には長孔12aを設け
る必要がある。これに対して、図2に示したように、レ
バー12と制振装置14やロッド16の間にリンク19
a,19bを介在させれば、レバー12に長孔12aを
設ける必要がなくなると共に、レバー12の回転がより
円滑に行えるようになる。
【0020】次に、レバー12の一方端部に制振装置1
4を、また、他方端部にロッド16を直接枢着した本発
明に係る橋桁の振動減衰装置の具体的モデルを、図3〜
図8に基づいて説明する。この図3〜図8に示す具体的
モデルにおいては、図1及び図2で説明したロッド16
をブラケット20とし、このブラケット20とレバー1
2の枢着部には、図7(a)に示すように、球面転がり
軸受21を介設し、橋台18と橋桁11との上下方向の
相対変位にも容易に追従できるものを開示している。
【0021】また、この具体的モデルでは、図7(a)
(b)に示すように、レバー12と橋桁11との枢着
部、及びレバー12と制振装置14との枢着部に、夫々
転がり軸受22a,22bを介設し、レバー12がピン
13を中心として回転する際の抵抗を少なくするものを
開示している。
【0022】14fはダンパー14aの本体の両側に配
置されたゴムパッドであり、図1や図2の力学モデルで
説明したばね14bに代わるものである。そして、制振
装置14は、これらのゴムパッド14fに夫々重錘14
cを取付けた構成であり、この重錘14cの外側には、
図8に示すように、転がり軸受14dを用いた車輪14
eが取付けられ、例えば橋桁11に設けたガイドレール
11aに案内されて移動し、制振装置14の移動時にお
ける抵抗を減少させるものを開示している。なお、本実
施例では2つの重錘14cは一体で移動するように、一
体に連結したものを示している。
【0023】本発明に係る橋桁の振動減衰装置は上記し
た構成であり、次に地震等により橋桁11が振動した場
合の動きについて説明する。図1(a)に示す中立時か
ら、地震等により橋桁11が振動した場合には、ピン1
3とピン17間の距離をa、ピン13とピン15間の距
離をbとした場合、橋桁11の変位に対してダンパー1
4aがb/a倍変位する。そして、ダンパー14aの変
位に伴い、転がり軸受14dを用いた車輪14eによっ
て、ゴムパッド14fを介して重錘14cが滑らかに振
動して慣性力を発生する(図1(b)参照)。
【0024】この慣性力がゴムパッド14f、ダンパー
14aを介してレバー12の一方端部に伝えられると、
レバー12はピン13を中心として滑らかに回転しよう
とするので、レバーの他方端部に橋台18からの反力が
生じる。従って、重錘14cの慣性力に前記反力が加わ
って、ピン13を介して橋桁11により大きな制振力を
作用させることになる。
【0025】また、橋桁11に作用する振動エネルギー
は、前記した重錘14cの振動エネルギーに転換され、
一方、重錘14cの振動エネルギーはダンパー14aに
よって吸収されるので、重錘14cの振動は短時間で減
衰し、これに伴って橋桁11の振動も早期に減衰する。
この振動の減衰時、橋台18と橋桁11に上下方向の相
対変位があった場合にも、球面転がり軸受21の作用に
よって追従が可能となる。
【0026】図3〜図8に示した実施例では、レバー1
2の一方端部に制振装置14を、また、他方端部にロッ
ド16を直接枢着したものについて説明したが、図2に
示したような、レバー12と制振装置14やロッド16
の間にリンク19a,19bを介在させものでも良い
ことは言うまでもない。
【0027】この場合、レバー12とブラケット20
(ロッド16)に枢されたリンク19の両端の枢
部に球面転がり軸受21を介設すれば、橋台18と橋桁
11との上下方向の相対変位に対する追従量がより大き
くなる。
【0028】なお、レバーが回転する際の抵抗の若干の
増加を考慮しない場合には、転がり軸受22aは介設し
なくても良い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る橋桁
の振動減衰装置によれば、弾性体及びダンパーの反力を
受けるフレームをダンパー本体に兼ねさせたので、構造
が簡素化して制振設計が容易に行えると共に、重錘も軽
いものが使用できるようになる。加えて、構造の簡素化
により、桁幅の狭い橋桁にも設置することができる。
【0030】また、本発明に係る橋桁の振動減衰装置の
レバーの枢着部に転がり軸受を介設すれば、レバーが回
転する際の抵抗がより少なくなるので、より設計値に近
い振動減衰効果が得られるようになる。
【0031】また、本発明に係る橋桁の振動減衰装置の
レバーとロッドの枢部、或いは、レバーとロッドに枢
されたリンクの枢部に球面転がり軸受を介設すれ
ば、橋台又は橋脚と橋桁に上下方向の相対変位があった
場合の追従が可能となり、制振装置の所期の機能を満足
することができる。
【0032】また、本発明に係る橋桁の振動減衰装置に
おける制振装置の移動を転がり軸受を用いた車輪によっ
て行へば、制振装置の移動時における抵抗を最大限減少
させることができるので、振動減衰効果の低下を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明における橋桁の振動減衰装置のレバー方
式の力学モデルを示した平面図で、(a)は中立時、
(b)は振動発生時を示す図である。
【図2】発明における橋桁の振動減衰装置のリンク方
式の力学モデルを示した平面図で、(a)は中立時、
(b)は振動発生時を示す図である。
【図3】請求項における本発明に係る橋桁の振動減衰
装置の具体的モデルを示した平面図である。
【図4】図3の矢視A−A図である。
【図5】(a)は図3の矢視B−B図、(b)は図3の
矢視C−C図である。
【図6】図3におけるレバー部近傍を拡大した図で、
(a)は平面図、(b)はレバーを側面方向から見た図
である。
【図7】(a)は図6の矢視A−A図、(b)は図6の
矢視B−B図である。
【図8】図3における制振装置の車輪部の拡大断面図で
ある。
【図9】従来の橋桁の振動減衰装置の一実施例の力学モ
デルを示した図である。
【符号の説明】
11 橋桁 12 レバー 13 ピン 14 制振装置 14a ダンパー 14b ばね 14c 重錘 14d 転がり軸受 14e 車輪 14f ゴムパッド 15 ピン 16 ロッド 17 ピン 18 橋台 19a リンク 19b リンク 20 ブラケット 21 球面転がり軸受 2a 転がり軸受 2b 転がり軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 利根川 太郎 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 武良 大阪府大阪市此花区島屋5丁目1番109 号 住金デザインアンドエンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 鈴木 猛康 茨城県つくば市大字鬼ケ窪1043 株式会 社熊谷組技術研究所内 (72)発明者 金子 誉 茨城県つくば市大字鬼ケ窪1043 株式会 社熊谷組技術研究所内 (72)発明者 勝川 藤太 茨城県つくば市大字鬼ケ窪1043 株式会 社熊谷組技術研究所内 (56)参考文献 特開 平8−120619(JP,A) 特開 平8−219231(JP,A) 特開 平11−153183(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E01D 1/00 E01D 19/04 101 E04H 9/02 341

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 橋台又は橋脚、或いは、橋桁の内側に転
    がり軸受を介してレバーを枢着すると共に、このレバー
    の一方端部には橋台又は橋脚、或いは、橋桁と相対移動
    が自在な制振装置を、直接或いはリンクを介して転がり
    軸受を用いて枢着し、また、他方端部には他端が橋桁或
    いは橋台又は橋脚に取付けられたロッドを、直接或いは
    リンクを介して球面転がり軸受を用いて枢着してなり、
    前記制振装置は、ダンパーに弾性体を介して連結された
    重錘とで構成されていると共に、必要に応じてリンクと
    ロッドとの枢着部、リンクと制振装置との枢着部に球面
    転がり軸受を介設したことを特徴とする橋桁の振動減衰
    装置。
  2. 【請求項2】 橋台又は橋脚、或いは、橋桁の内側にレ
    バーを枢着すると共に、このレバーの一方端部には橋台
    又は橋脚、或いは、橋桁と相対移動が自在な制振装置
    を、また、他方端部には他端が橋桁或いは橋台又は橋脚
    に取付けられたロッドを、夫々直接或いはリンクを介し
    て枢着してなり、前記制振装置は、ダンパーに弾性体を
    介して連結された重錘とで構成されていると共に、前記
    レバーとロッドの枢着部、或いは、レバーとロッドに枢
    着されたリンクの枢着部に球面転がり軸受を介設したこ
    とを特徴とする橋桁の振動減衰装置。
  3. 【請求項3】 制振装置の移動を転がり軸受を用いた車
    輪によって行うことを特徴とする請求項1又は2に記載
    の橋桁の振動減衰装置。
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