JPH0450605B2 - - Google Patents
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- JPH0450605B2 JPH0450605B2 JP2578782A JP2578782A JPH0450605B2 JP H0450605 B2 JPH0450605 B2 JP H0450605B2 JP 2578782 A JP2578782 A JP 2578782A JP 2578782 A JP2578782 A JP 2578782A JP H0450605 B2 JPH0450605 B2 JP H0450605B2
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
- E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
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- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高架道路等の構造物に生ずる低周
波振動を制御する振動制御装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vibration control device for controlling low frequency vibrations occurring in structures such as elevated roads.
一般に高架道路は、第１図に示すように地中深
く埋設された基礎（図示せず）上に梁部２と脚部
３とから成る橋脚１が固定されており、またこの
橋脚１はその梁部２上に、主桁４を介して橋梁５
を支持している。ところで従来、このような構成
の高架道路において、自動車等が架梁５上を走行
すると、橋脚１および橋梁５に、第１図の点線で
示すような振動が生じていた。この振動は低周波
振動であるため地面を通し、周辺の建造物に共振
を与える、いわゆる低周波公害として大きな社会
問題となつている。従来、その対策として高架道
路に補強が施されていたが、振動系が多少変わる
だけで根本的な対策とはなつていなかつた。 Generally, as shown in Figure 1, in an elevated road, a pier 1 consisting of a beam part 2 and a leg part 3 is fixed on a foundation (not shown) buried deep underground. A bridge 5 is installed on the beam part 2 via the main girder 4.
is supported. Conventionally, in an elevated road having such a configuration, when a car or the like runs on the bridge 5, vibrations as shown by dotted lines in FIG. 1 occur in the bridge pier 1 and the bridge 5. Since this vibration is a low-frequency vibration, it passes through the ground and resonates with surrounding buildings, causing so-called low-frequency pollution, which has become a major social problem. Conventionally, elevated roads were reinforced as a countermeasure, but this only slightly changed the vibration system and was not a fundamental countermeasure.
そこでその改善策として第２図に示すテンドン
方式の振動制御装置が提案されている。第２図
は、いわゆるテンドン方式を梁にして利用した例
を示す振動制御装置を示す構成図で、図中６は梁
でその両端を支持台７で支持されている。梁６の
両端付近には一対のアーム８が取り付けられ、ア
ーム８の先端に加えられる梁６の長手方向の力に
より梁６にモーメントを発生させることができる
ようになつている。９は一対のテンドン、１０は
油圧アクチユエータ、１１はセンサー、１２はフ
イルター、１３は制御装置、１４は油圧駆動の装
置である。 Therefore, as a solution to this problem, a tendon-type vibration control device shown in FIG. 2 has been proposed. FIG. 2 is a block diagram showing a vibration control device using a so-called tendon system as a beam. In the figure, reference numeral 6 denotes a beam, and both ends of the beam are supported by support stands 7. A pair of arms 8 are attached near both ends of the beam 6, and a moment can be generated in the beam 6 by a force applied to the tip of the arm 8 in the longitudinal direction of the beam 6. 9 is a pair of tendons, 10 is a hydraulic actuator, 11 is a sensor, 12 is a filter, 13 is a control device, and 14 is a hydraulically driven device.
今、梁６に振動が生じ、梁６が第２図において
下方に運動しようとしているとすると、梁６のほ
ぼ中央に取り付けられたセンサー１１は、この動
きを検知しその信号をフイルター１２に送り、必
要な信号に変換した後、制御装置１３に送りこ
む。制御装置１３は油圧アクチエータ１０を駆動
する油圧駆動装置１４に必要な指令を出し、結局
油圧アクチユエータ１０は第２図に示した矢印方
向の振動量に応じた引張方向の制御力Ｐを発生す
る。この制御力Ｐは次式で与えられる。 Now, suppose that the beam 6 is vibrating and is about to move downward in FIG. , after converting it into a necessary signal, sends it to the control device 13. The control device 13 issues necessary commands to the hydraulic drive device 14 that drives the hydraulic actuator 10, and the hydraulic actuator 10 eventually generates a control force P in the tensile direction corresponding to the amount of vibration in the direction of the arrow shown in FIG. This control force P is given by the following equation.
Ｐ（ｔ）＝−GX（ｔ） −−(1)
第(1)式中Ｘ（ｔ）は梁の振動状態を表わす状態
ベクトルで、Ｇはセンサーやアクチエータの取付
位置等から適当に定められたフイードバツクゲイ
ンマトリツクスである。発生した制御力Ｐはテン
ドン９を介して前記アーム８に加えられ第２図
中、Ｍなるモーメントを発生する。このようにし
て、梁６に生じた振動は梁６下方に運動しようと
する時に、この動きを止めようとするモーメント
Ｍで制御される。梁６が上方に運動しようとする
瞬間においても全く同じ原理で、この場合は反対
向きのモーメント−Ｍにより制御される。 P (t) = -G This is the feedback gain matrix. The generated control force P is applied to the arm 8 via the tendon 9 and generates a moment M in FIG. In this way, the vibrations generated in the beam 6 are controlled by the moment M that attempts to stop the downward movement of the beam 6. Exactly the same principle applies at the moment when the beam 6 attempts to move upwards, but in this case it is controlled by a moment -M in the opposite direction.
従つて、この原理を実際の橋梁に用いる場合に
は、第２図中、１０で示した油圧アクチエータの
ような直線状の運動をするアクチユエータが必要
であり、特に電気力を用いた制御をしようとする
場合、設計がし易く安価な回転機を用いることは
困難であつた。 Therefore, when this principle is applied to an actual bridge, an actuator that moves in a straight line, such as the hydraulic actuator shown at 10 in Figure 2, is required, and control using electric force is particularly recommended. In this case, it has been difficult to use a rotary machine that is easy to design and inexpensive.
この発明は、このような欠点を除くもので、高
架道路等の振動制御装置において、微小変動用と
してピニオン・ラツク機構を用いて回転機より制
御力を得る振動制御装置を提供するものである。 The present invention eliminates these drawbacks and provides a vibration control device for elevated roads, etc., which uses a pinion rack mechanism to obtain control force from a rotating machine for minute fluctuations.
以下この発明の一実施例を図面により詳述す
る。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第３図はこの発明の一実施例を示す図で、第３
図において６，７，８，９，１１，１２，１３は
第２図に示したものと同様であるが、第２受のも
のと異なるところは油圧アクチユエータ１０の変
わりに回転機１６を、また油圧駆動装置１４の変
わりに電力増幅装置１５が設けられている。さら
に一対のアーム８の間にはギア１７とラツクギア
１８より成り、かつ上記ラツクギア１８が軸方向
に移動するよう案内部材１９を持つた一対のピニ
オン・ラツク機構２０が設けられている。このピ
ニオン・ラツク機構２０のラツクギア１８の一端
は回転機１６の軸に取り付けられたギア１７と噛
み合うように取り付けられ、またその他端はそれ
ぞれ一対のテンドン９の一端に連結されている。 FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, 6, 7, 8, 9, 11, 12, and 13 are the same as those shown in FIG. A power amplification device 15 is provided instead of the hydraulic drive device 14. Further, a pair of pinion/rack mechanisms 20 are provided between the pair of arms 8, which are comprised of a gear 17 and a rack gear 18, and have a guide member 19 so that the rack gear 18 moves in the axial direction. One end of the rack gear 18 of this pinion rack mechanism 20 is attached to mesh with a gear 17 attached to the shaft of the rotating machine 16, and the other end is connected to one end of a pair of tendons 9, respectively.
第４図はこの発明によるピニオン・ラツク機構
の動作原理を示す図である。振動を制御する力Ｐ
の大きさは、高架道路等の構造や規模によつても
異なるが、通常の高架道路で第１図に示した橋梁
１と橋脚１間の距離が数十ｍ、主桁４と橋梁５を
合わせた重量が数百トン程度ものもでは、数十ト
ン程度の力となる。しかし、テンドン９のストロ
ーク自体は、数mm程度の範囲であり、第４図に示
したピニオン・ラツク機構２０でのストロークδ
でカバーし得る範囲である。従つて上記ストロー
ク範囲δにおいて回転力Ｔは、ギアの効率や摩擦
を無視し、ラツクギア１８と噛み合つているギア
１７の歯数をn1、有効半径をｒとし、回転機１６
の軸に取り付けられたギア１７の歯数をn0とする
と、
T′＝pr −−(2)
Ｔ＝n0／n1T′−−(3)
なる関係で、直接方向の力Ｐに変換される。 FIG. 4 is a diagram showing the operating principle of the pinion rack mechanism according to the present invention. Force P that controls vibration
The size of the bridge differs depending on the structure and scale of the elevated road, but on a normal elevated road, the distance between the bridge 1 and the piers 1 shown in Figure 1 is several tens of meters, and the distance between the main girder 4 and the bridge 5 is If the combined weight is several hundred tons, the force will be approximately several tens of tons. However, the stroke itself of the tendon 9 is in the range of several mm, and the stroke δ in the pinion rack mechanism 20 shown in FIG.
This is the range that can be covered by Therefore, in the above-mentioned stroke range δ, the rotational force T is calculated by ignoring gear efficiency and friction, and assuming that the number of teeth of the gear 17 meshing with the rack gear 18 is n 1 and the effective radius is r,
If the number of teeth of the gear 17 attached to the shaft of is n 0 , then the force P in the direct direction is converted.
なお、この実施例ではデンドン９として引張り
圧縮に耐える棒を用いた例を示したが、代わりに
ワイヤを用いて常時張力を持たせておき、張力の
変化により振動を制御しても良く、この場合にも
ピニオン・ラツク機構を用いて回転力を直線方向
の制御力に変換することができることはいうまで
もない。 In this example, a rod that can withstand tension and compression is used as the dendon 9, but instead, a wire may be used to maintain constant tension and vibrations may be controlled by changing the tension. Needless to say, the pinion rack mechanism can also be used to convert rotational force into linear control force.
また、第５図、第６図、第７図、第８図は他の
実施例を示したもので、いずれによつても回転機
によるトルクＴを直線方向の力Ｐに変換すること
ができる。 Further, FIGS. 5, 6, 7, and 8 show other embodiments, and any of them can convert torque T from a rotating machine into linear force P. .
第５図は、ラツクギア１８と噛み合うギア１７
と、回転機１６の軸に取り付けられたギアの間に
複数のギア１７が噛み合わされた一実施例を示
し、第６図はテンドン９のストロークが小さいた
めにラツクギア１８と噛み合うギア１７の歯の一
部を省略した一実施例を示し、また第７図は回転
機１６を２台用いた一実施例を示す。さらに第８
図は、回転機１６の軸に取り付けられたギア１７
が直接、ラツクギア１８と噛み合う一実施例を示
したものである。 FIG. 5 shows gear 17 meshing with rack gear 18.
FIG. 6 shows an embodiment in which a plurality of gears 17 are meshed between gears attached to the shaft of a rotating machine 16. FIG. An embodiment is shown with some parts omitted, and FIG. 7 shows an embodiment using two rotating machines 16. Furthermore, the eighth
The figure shows a gear 17 attached to the shaft of a rotating machine 16.
This figure shows an embodiment in which the rack gear 18 directly meshes with the rack gear 18.
このように高架道路等の振動を制御しようとす
る場合テンドン９に加えなければならない力は大
きいがストロークは小さいため、この発明の振動
制御装置を用いれば、第４図中のピニオン・ラツ
ク機構２０により、回転機により発生するトルク
Ｔから、制御力Ｐを得ることができ、制御に電気
力を用いた場合には設計がし易く安価な回転機を
使用することが可能となる。 When attempting to control the vibrations of an elevated road, etc., the force that must be applied to the tendon 9 is large, but the stroke is small, so if the vibration control device of the present invention is used, the pinion rack mechanism 20 in Therefore, the control force P can be obtained from the torque T generated by the rotating machine, and when electric force is used for control, it is possible to use an inexpensive rotating machine that is easy to design.
第１図は高架道路の斜視図、第２図はテンドン
方式を梁に利用した公知例を示す図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す図、第４図は実施例にお
ける動作原理を示す図、第５図〜第８図はこの発
明の他の実施例を示す図である。図中１は橋脚、
２は梁部、３は脚部、４は主桁、５は橋梁、６は
梁、７は支持台、８はアーム、９はテンドン、１
０は油圧アクチユエータ、１１はセンサー、１２
はフイルター、１３は制御装置、１４は油圧駆動
装置、１５は電力増幅装置、１６は回転機、１７
はギア、１８はラツクギア、１９は案内部材、２
０はピニオン・ラツク機構である。なお図中同一
あるいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。
Figure 1 is a perspective view of an elevated road, Figure 2 is a diagram showing a known example of using the tendon method for beams, Figure 3 is a diagram showing an embodiment of this invention, and Figure 4 is the operating principle in the embodiment. , and FIGS. 5 to 8 are diagrams showing other embodiments of the present invention. 1 in the figure is a pier,
2 is a beam part, 3 is a leg part, 4 is a main girder, 5 is a bridge, 6 is a beam, 7 is a support stand, 8 is an arm, 9 is a tendon, 1
0 is a hydraulic actuator, 11 is a sensor, 12
is a filter, 13 is a control device, 14 is a hydraulic drive device, 15 is a power amplification device, 16 is a rotating machine, 17
is a gear, 18 is a rack gear, 19 is a guide member, 2
0 is a pinion rack mechanism. Note that the same or corresponding parts in the figures are indicated by the same reference numerals.
Claims (1)
装置において、所定の間隔を隔てて上記構造物に
結合された一対のアームと、上記一対のアームに
一端部がそれぞれ連結した長手方向を有する一対
の結合部材と、上記振動を検出する検出器と、上
記構造物に固定された回転機と、上記検出器の出
力信号に基づき上記振動を低減させるための制御
力に相当する回転力を上記回転機が発生するよう
に上記回転機を駆動制御する制御手段と、上記回
転機の回転軸に結合されたギア、上記一対の結合
部材の他端部にそれぞれ結合され、上記ギアと噛
み合つて上記結合部材の長手方向でかつ互いに反
対方向となるように移動するラツクギアとを有
し、上記回転機の回転軸で発生する回転方向の制
御力を上記一対の結合部材の長手方向に沿つた直
線方向の制御力に変換する一対のピニオン・ラツ
ク機構とを具備したことを特徴とする振動制御装
置。1. A vibration control device for a structure that generates vibrations in response to an external force, including a pair of arms coupled to the structure at a predetermined distance, and a pair of arms each having one end connected to the pair of arms in the longitudinal direction. a coupling member, a detector for detecting the vibration, a rotating machine fixed to the structure, and a rotational force corresponding to a control force for reducing the vibration based on the output signal of the detector. a control means for driving and controlling the rotating machine so that the rotational speed is generated; a gear coupled to the rotating shaft of the rotating machine; and a gear coupled to the other end of the pair of coupling members and meshing with the gear to generate the a rack gear that moves in the longitudinal direction of the coupling members and in opposite directions to each other, and the control force in the rotational direction generated on the rotating shaft of the rotating machine is applied in a linear direction along the longitudinal direction of the pair of coupling members. A vibration control device characterized by comprising a pair of pinion/rack mechanisms that convert the control force into control force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2578782A JPS58144221A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | Vibration controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2578782A JPS58144221A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | Vibration controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58144221A JPS58144221A (en) | 1983-08-27 |
| JPH0450605B2 true JPH0450605B2 (en) | 1992-08-14 |
Family
ID=12175536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2578782A Granted JPS58144221A (en) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | Vibration controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58144221A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2229789B (en) * | 1989-03-16 | 1992-08-05 | Topexpress Ltd | Improved methods and apparatus for the active control of vibration |
| JP2682774B2 (en) * | 1992-09-14 | 1997-11-26 | 日立造船株式会社 | Structure damping device |
| CN110424250B (en) * | 2019-07-12 | 2021-03-09 | 东南大学 | System for actively preventing concrete beam from colliding and using method thereof |
| CN111335145B (en) * | 2020-03-08 | 2021-07-23 | 北京工业大学 | Displacement amplification type multidimensional energy dissipation device for preventing plastic hinge from being generated at end part of pier |
-
1982
- 1982-02-19 JP JP2578782A patent/JPS58144221A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58144221A (en) | 1983-08-27 |
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