JP3590937B2

JP3590937B2 - 輸送路表面の支持方法

Info

Publication number: JP3590937B2
Application number: JP52135294A
Authority: JP
Inventors: カニングハム，ジョーン
Original assignee: カニングハム，ジョーン
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: UY23746A1; CN1122622A; AU6414494A; JPH08508319A; WO1994021860A1; US5400454A

Description

発明の背景と要約
本発明は例えば車両用の橋梁、鉄道用の構脚または高架歩道のような輸送表面を支持する方法に関する。更に特殊には本発明は、支持構造が地震または類似の災害において遭遇するような不慮の、不時の衝撃に対して抵抗性を有するような輸送路表面に対する恒常性のある方法に関する。
輸送路表面を支持する従来からの方法は事実上強固な構造、即ち、外力が加わった時にほとんど破損しない構造、を結果としている。この種の強固な支持構造に外力が加わると、各種の引っ張り、圧縮および曲げ力が構造物中に発生する。外力が十分に高いと支持構造は破損する可能性があり、その結果輸送路表面が損傷し輸送路表面上の人および車両の損傷の虞があるのみならず、輸送路表面の下即ち例えば地下道にある人および物体を損なうこととなる。この種の事件の損害を減少する為に、輸送路表面を支持する現存の方法はこの種の強固な支持構造の少なくともある部分の過剰設計がしばしば要求されている。
強固な構造の支持の方法はこれらの構造物のある程度の地震からのアイソレーションを行う為に装置、例えば熱吸収用の鉛のコアを含むゴムベアリングのような装置の使用が含まれる。これらのアイソレーション装置は若干種の公知の欠陥を有する。この装置は特定の物質の相互作用に依存しているが、そのあるものは時間とともに劣化する傾向があり、その結果保護能力の減少または周期的な置き換えに伴う出費を生じる。周知のベアリングはまた強大な地震に伴う変位の大きさに対応する能力があるとは考えられない。十分な衝撃吸収能力のないベアリングは地震の衝撃を減少するどころか強大にする可能性も存在する。
輸送路表面を支持するその他の公知の方法は、従来の懸吊ブリッジのようなフレキシブル構造となるが、これは外力に相当耐えるものである。しかし、これらの構造は一般に効果的にエネルギーを消費する装置を欠く為に、ばね類似の要領で外力の適用に応じてのエネルギーを貯蔵する傾向があり、その結果支持構造物の好ましくない振動を生じる。輸送路表面を支持する構造物の振動は、例えば強風状態中に輸送表面の使用を不能とする可能性がある。更に極端な状態の下では支持構造物の振動は上述のように輸送表面に損傷をもたらす可能性とともに人員と財産に損害を与える虞も存在する。
本発明の方法は簡単な施行技術と材料を使用するもので、特別な保守を要せず、大量の変位に応動する事ができる。本発明はその要素が比較的安定した平衡状態にあるまたは向かいつつある構造物の輸送路表面を支持する方法を提供するものである。「恒常性」は「有機体またはグループの相違するが独立した要素のまたは要素グループの間の平衡の比較的安定した状態またはこの種の状態への傾向」として定義される（ウエブスタ−、ニューカレジエートヂクショナリ、ジーアンドシーメリアムカンパニー、1976）。従って本発明の方法は恒常性動的平衡（ホメオスタティック）な方法と考えられる。
本発明は輸送路表面を支持する方法を提供するものであるが、これは輸送路表面用の通路に隣接する表面上に横方向に離隔配列された固定ベアリング部材を配列し、弾性部材の端部から内側に離隔した距離にベアリング部材のベアリング面上に長型の弾性部材を支持する事を含む。各弾性部材は弾性部材の両端の中間に加えられた荷重の大きさに比例する曲げを受けることができる。輸送表面は弾性部材との関連において設置され、その夫々が輸送部材の上に直接に作用する輸送部材の分担分のみを支持している。本発明の方法は曲り弾性部材と輸送表面の重量との間の平衡状態を確立する。
この種の平衡状態から始まって、弾性部材の端部間に印加された付加荷重は各弾性部材の中央部の第１平衡位置からの付加荷重の量に比例する量の曲げを起こさせ、第２の更に下方に曲がった位置を形成する。弾性部材の端部は中間点が下方に曲がるに伴って、同様付加荷重の大きさに比例した距離、ベアリング部材に対してスライドする。弾性部材の移動は曲げ弾性部材と輸送表面の荷重との間の新しい平衡状態を確立する。付加荷重を除去すると、中間点は曲りを減少し、その最初の平衡点と事実上同じ位置に戻る。弾性部材の端部もまた反対方向に対応する距離戻って、同様にその最初の平衡位置と同一の位置にもどる。弾性部材の底部に上向きに加えられた力またはベアリング支持体のどれかに加えられた力に応じて弾性部材の中間点は曲り、弾性部材の端部は同様の要領でスライドする。
構造物によって支持された荷重の変化に応じての弾性部材の曲りとスライデイングとは、弾性部材がベアリング表面に係合しているときショックとエネルギー吸収の作用を行う。吸収されたエネルギーは主として弾性部材とベアリング表面との間の摩擦接触で発生する熱の形で消費される。好ましくは、弾性部材はベアリング表面に外力による曲げ中にホメオスタテイック、または臨界的な角度で、即ち、構造物に対する支持体の垂直軸から約25乃至約50度の範囲内の角度、で係合する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の方法の実施例による輸送路表面の支持の上平面図であり、
図２は図１に示す輸送表面用の支持体の断面図で、原初平衡位置での支持構造体と輸送表面を示すものであり、
図３は図１の方法による輸送路表面用の支持体の断面図で、印加した力に応じての支持構造の弾性部材の曲りを示し、
図４は図１の方法による輸送路表面用の支持体の断面図で、ベアリング部材の水平変位の結果による輸送表面の水平変位を示し、
図５は図１の方法による輸送路表面用の支持体の上部平面図で、支持構造体の各種部分の変位を示し、
図６は図１の方法による輸送路表面用の支持体の断面図で、１乃至それ以上のベアリング部材の大変位による輸送路表面の水平変位を示し、
図７は、支持体と輸送路表面との間に介挿された鉛−ゴム地震動アイソレータを有する輸送路表面用の従来の支持体の断面図であり、この様な方式で得られる水平変位の程度を示し、
図８は本発明の方法の別の実施例による輸送炉表面の支持体の側面図であり、
図９は図８の方法の複合弾性部材の詳細図であり、
図10は図９の複合弾性部材の単一部材の詳細図であり、
図11は１個の大型複合弾性部材として結合された図10の単一部材の断面図であり、
図12a−12dは個々の弾性部材と弾性部材の集合の複合形状の各種実施例の断面図であり、
図13は本発明の方法の別の実施例による輸送路表面の支持体の断面図である。
好ましい実施例の説明
ここで図面を参照すると、図１は、輸送路表面36用の通路34に隣接する地面またはその他の表面32上に配置された、横方向に離隔された固定ベアリング支持体30を有する構造28を示す。ベアリング支持体30の各対は他のベアリング支持体30の対から通路に沿って所定の距離離れて配置される。図２に示すように弾性支持部材38は通路34にほぼ直角に配列されて、その中央部分40がベアリング支持体30対の間に伸びており終端部42はベアリング支持体30対を越えて長手方向に伸びている。
各ベアリング支持体30はその中に、好ましくは頂部部分46に、ベアリング表面44を有すること図３に示す通りである。ベアリング表面44はその一端部42から内側に距離を置いて離れて弾性部材38に係合されている。図面は各ベアリング支持体30に唯一個のベアリング面44を示すのみであるが、一個のベアリング支持体30に１個以上のベアリング面44を設けてもよい。ベアリング表面44は図３に点線で示すように構造体の中心に向かった下向きの角度を持っていてもよい。ベアリング支持体30に直角に弾性部材38の上方への移動を阻止する適当な安全ガード部材取り付け部材をベアリング支持体30に取り付けて弾性部材38がベアリング支持体30上にベアリング面44から外れる事を防止している。
弾性部材38は好ましくはベアリング表面44に臨界角48、即ち構造物の支持体の垂直軸から約25乃至約50度の範囲の角度で係合している。臨界角48は支持構造体28にショックとエネルギーを吸収させるのに最適であること、以下に記載の通りである。この範囲外の角度も動作し得るので本発明の範囲内に含められる。
各弾性部材38の夫々は端部42間の弾性部材の中央部分40に加えられた荷重の大きさに応じて曲りが可能である。輸送表面36が２またはそれ以上の弾性部材38の中央部分に敷かれると弾性部材38の夫々がその上に直接に作用する輸送表面36の分担分のみを支持する。本発明の方法は曲げ弾性部材40と輸送表面36の重量の間の平衡状態を達成する事図２に示す通りである。
平衡状態から始めると、弾性部材38の両端42の中間に加えられた付加荷重100は付加荷重100の量に比例した量最初の平衡位置から曲げられて、更に下方に曲げられた第２の位置を取ること図３に示す通りである。弾性部材38の各端部42は、中央点40が下方に曲がるのでベアリング表面44に対して同様付加荷重100の量に比例した距離摺動する。弾性部材38の運動は、曲げ弾性部材38と輸送表面36の重量と付加荷重100とで構成される全付加荷重と弾性部材38の曲げとの間の新平衡状態を作る。付加荷重100が除去されると、中間点40は曲げを戻し、その最初の、僅かに曲がった平衡位置とほぼ同じ位置を取る。弾性部材38の両端42は反対方向に対応する距離スライドし、同様にその最初の平衡位置とほぼ同じ位置に戻る。
同様な要領で、弾性部材38の底部に上方に加えられた力に応じて弾性部材38の中央点40は上方に曲り両端はベアリング面44に対してスライドする。両端42の夫々は、ベアリング支持体30のどれかに加えられた外部力または中央点40の曲げに応じて他の端部42のどれかに対して夫々のベアリング面44の上でユニークな、固有な運動を行い得る。
加えた力がベアリング支持体30の移動を起こさないものとすると、輸送表面36とその支持構造体28は僅かな振動を伴って事実上それらの最初の平衡位置に戻るだろう。ベアリング支持体30のどれかが変形するか失われるかすると、輸送表面36とその支持構造体28は新しい平衡状態に達するが、そこではその最初の位置からの輸送表面36の移動は移動した弾性部材端部42の数とこれらの端部42の数とこれらの端部42の全移動の積に比例してベアリング支持体30によって支持状態に残っている弾性部材端部の数に逆比例する。換言すれば、輸送表面36の最初の位置からの全変位は一般に端部42の全変位の分数で、その分子は変位した端部42の数を示し、分母はシステム内の支持端部42の全数を示している。
図４に示すように、図１に示す構造28のベアリング支持体30の一つが弾性部材38の底部に対して上方に移動したとすると、輸送表面36の上方移動50は影響を受ける支持体30の上方移動52よりも小さい。同様に、ベアリング支持体30のどれかが、全部ではなく、図５に示すように移動したとすると、輸送表面36の下方移動は図６に示すように影響を受けるベアリング支持体30の下方移動56よりも小さい。
図７は従来の地震振動アイソレーション方法を使用して構成した支持構造物108を示す。従来の構造体58は一対の横方向に離隔する固定支持体110を有する。各支持体110の鉛−ゴムアイソレータ112は輸送表面116を支持している固体ビーム114に係合している。従来方法は支持構造物108中に、図７の点線が示すように、ショックに応じて限定された量の移動118を有するだけの結果となる。これとは対称的に、本発明の方法は、支持構造体28を結果とするが、これは衝撃に対して相当な量移動する事ができ、一方支持構造28の運動の一部に輸送表面36の運動を通常限定している。
本発明の弾性部材38は、図１−６に示すように一体的な部材でも、図８に示すような複合フレキシブル部材60でもよい。複合部材60は、図９に示すように、拘束バンド64で相互に保持したもの、図10に示す弾性部材サブユニットの束であっても、または、束60に沿って所定の距離離れて位置する複数個の拘束バンドであってもよい。図11において、複合部材60を断面で示すが、サブユニット62とバンド64が明らかになっている。弾性サブユニット62は図12a−ｄに示すような任意適当な形の中空または中実断面のものでよい。複合部材60の断面もまた図11および図12a−ｂに示すように任意適当な形でよい。
弾性部材38はまた図13に示すように組み合わせ部材70でもよい。組み合わせ部材70は固体の中央プラットフォーム72を持っていてもよく、その上に輸送表面36が支持される。プラットフォーム72は両端に部分74を有するがこれは少なくとも１個のフレキシブル部材76がその端部74に夫々取り付けられている。
同様に、図13に示すように、輸送表面36は支持構造28上に張り出していてもよい。このような実施例においては、輸送表面36はフレキシブル部材76の曲りに対する適当なクリアランス80を設ける為にフレキシブル部材76の外端部78の上に上げねばならない。これは輸送表面36とプラットフォーム72との間にスペーサ部材82を介挿することによって為される。
上述した好ましい実施例は限定を形成するものではなく、当業者によって変形され得るものである。この種の変形は本発明の精神内にあるものと考えられ、以下の請求項の保護下にあるものと考えられる。本発明は広範囲のカバレージを有するパイオニア発明である。

Claims

輸送表面を支持する方法であって、以下の工程を具備する方法：
輸送表面の通路に隣接する表面上に横向きに離隔位置する一対の第一の固定ベアリング支持体を配列する工程；
前記一対の第一の固定ベアリング支持体のそれぞれに、第一の長型弾性部材との係合の為の第一のベアリング表面を形成する工程；
第一の長型弾性部材が両側終端部分から内側に隔離した距離において支持され、前記終端部分の中間の前記第一の長型弾性部材の中央部分に荷重が加えられた時に、更に下方の位置に曲がるように平衡位置から曲がるものであって、前記第一の長型弾性部材を前記通路にほぼ直角に配列させ、前記第一の長型弾性部材の前記中央部分が前記一対の第一のベアリング支持体の間に延び、前記第一の長型弾性部材の終端部分を前記一対の第一のベアリング支持体を超えて長手方向に延在させる工程；
前記一対の第一のベアリング支持体から所定の距離を離して、前記通路に隣接する表面上に横向きに離隔位置する一対の第二の固定ベアリング支持体を配列する工程；
前記一対の第二の固定ベアリング支持体のそれぞれに、第二の長型弾性部材との係合の為の第二のベアリング表面を形成する工程；
第二の長型弾性部材が両側終端部分から内側に隔離した距離において支持され、前記終端部分の中間の前記第二の長型弾性部材の中央部分に荷重が加えられた時に、更に下方の位置に曲がるように平衡位置から曲がるものであって、前記第一の長型弾性部材および第二の長型弾性部材の少なくとも一つが、前記輸送表面を支持する強固な中央プラットフォームを含む複合部材を備え、該プラットフォームは、その両端部分に取り付けられた少なくとも一個のフレキシブル部材を有するようにし、前記第二の長型弾性部材を前記通路にほぼ直角に配列させ、前記第二の長型弾性部材の前記中央部分が前記一対の第二のベアリング支持体の間に延び、前記第二の長型弾性部材の前記終端部分を前記一対の第二のベアリング支持体を超えて長手方向に延在させる工程；
前記第一の長型弾性部材を前記第一のベアリング表面と係合するように配置し、および前記第二の長型弾性部材を前記第二のベアリング表面と係合するように配置し、前記第一の長型弾性部材および前記第二の長型弾性部材の前記中央部分の曲がりに応じて、または前記第一のベアリング支持体および前記第二のベアリング支持体のどれかに加えられた外力に応じて、前記第一の長型弾性部材の終端部分を前記第一のベアリング支持体に対しておよび前記第二の長型弾性部材の終端部分を前記第二のベアリング支持体に対してスライド移動可能とする工程；
前記第一の長型弾性部材および前記第二の長型弾性部材上で前記輸送表面を支持する工程；および
前記輸送表面と前記プラットフォームとの間にスペーサ部材を設ける工程であって、前記輸送表面は端部を有し、また前記プラットフォームの両終端部分から外側に張り出す大きさに形成されており、前記スペーサ部材は前記輸送表面の前記端部と前記フレキシブル部材との間にクリアランスを設ける工程。
輸送表面を支持する方法であって、以下の工程を具備する方法：
輸送表面の通路に隣接する表面上に横向きに離隔位置する一対の第一の固定ベアリング支持体を配列する工程；
前記一対の第一の固定ベアリング支持体のそれぞれに、第一の長型弾性部材との係合の為の第一のベアリング表面を形成する工程；
第一の長型弾性部材が両側終端部分から内側に隔離した距離において支持され、前記終端部分の中間の前記第一の長型弾性部材の中央部分に荷重が加えられた時に、更に下方の位置に曲がるように平衡位置から曲がるものであって、前記第一の長型弾性部材を前記通路にほぼ直角に配列させ、前記第一の長型弾性部材の前記中央部分が前記一対の第一のベアリング支持体の間に延び、前記第一の長型弾性部材の終端部分を前記一対の第一のベアリング支持体を超えて長手方向に延在させる工程；
前記一対の第一のベアリング支持体から所定の距離を離して、前記通路に隣接する表面上に横向きに離隔位置する一対の第二の固定ベアリング支持体を配列する工程；
前記一対の第二の固定ベアリング支持体のそれぞれに、第二の長型弾性部材との係合の為の第二のベアリング表面を形成する工程；
第二の長型弾性部材が両側終端部分から内側に隔離した距離において支持され、前記終端部分の中間の前記第二の長型弾性部材の中央部分に荷重が加えられた時に、更に下方の位置に曲がるように平衡位置から曲がるものであって、前記第一の長型弾性部材および第二の長型弾性部材の両方が、前記輸送表面を支持する強固な中央プラットフォームを含む複合部材を備え、該プラットフォームは、その両端部分に取り付けられた少なくとも一個のフレキシブル部材を有するようにし、前記第二の長型弾性部材を前記通路にほぼ直角に配列させ、前記第二の長型弾性部材の前記中央部分が前記一対の第二のベアリング支持体の間に延び、前記第二の長型弾性部材の前記終端部分を前記一対の第二のベアリング支持体を超えて長手方向に延在させる工程；
前記第一の長型弾性部材を前記第一のベアリング表面と係合するように配置し、および前記第二の長型弾性部材を前記第二のベアリング表面と係合するように配置し、前記第一の長型弾性部材および前記第二の長型弾性部材の前記中央部分の曲がりに応じて、または前記第一のベアリング支持体および前記第二のベアリング支持体のどれかに加えられた外力に応じて、前記第一の長型弾性部材の終端部分を前記第一のベアリング支持体に対しておよび前記第二の長型弾性部材の終端部分を前記第二のベアリング支持体に対してスライド移動可能とする工程；
前記第一の長型弾性部材および前記第二の長型弾性部材上で前記輸送表面を支持する工程；および
前記輸送表面と前記プラットフォームとの間にスペーサ部材を設ける工程であって、前記輸送表面は端部を有し、また前記プラットフォームの両終端部分から外側に張り出す大きさに形成されており、前記スペーサ部材は前記輸送表面の前記端部と前記フレキシブル部材との間にクリアランスを設ける工程。