JPH073723A - 橋桁のダンパー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度の異なる振動に対する橋桁の応力に追随
した減衰特性が得られるようにした応力追随形の橋桁の
ダンパー装置を提供する。 【構成】 粘性液体を充填したシリンダ２１内に摺動可
能に配置され、かつ周囲に摺動方向と平行する複数のオ
リフィス溝２２ａを切欠き形成したピストン２２と、ピ
ストン２２に一端を連結し、かつシリンダ２１の一端を
液密に貫通して突出するロッド２３とを備えたダンパー
装置２０において、シリンダ２１の両側に接続するバイ
パス通路２４を設け、バイパス通路２４中には正逆方向
に設定圧力以上で前記通路を開放する一対のリリーフ弁
２５を設けるとともに、前記シリンダの内側先端部にお
いて、前記オリフィス溝２２ａに係合してオリフィスを
閉塞するストッパ２８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、通過車両等による振
動や地震時の振動等を制振する橋桁のダンパー装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高橋脚の道路橋，免振橋等の固有周期の
長い橋では、橋を往来する交通荷重等によって揺れ易
く、車輛の走行性が低下する可能性があり、また、地震
時における橋桁の変位が大きいため、橋桁とこれに隣接
する道路との間隙に大きな伸縮継手を介在させる必要が
ある。

【０００３】これに対し、橋桁の振動を制振する装置と
して橋台と橋桁の間にダンパー装置を設置する方法が考
えられる。このようなダンパー装置を設置した橋桁の一
例を図２に示す。同図の橋桁１は、山間部の谷２に構築
された複数の橋脚３の上部に掛け渡されており、その端
部下面はころがり支承４を介して橋台５上に設置されて
いる。そして、橋桁１の端部側面と橋台５の端部側面と
の間に該橋桁１の水平振動を制振するダンパー装置７が
設けられている。なお、橋桁１の上端部はダンパー装置
７の上方を覆うように延設されており、その端部と隣接
する道路との間隙には両者を連結する伸縮継手８が介在
されている。

【０００４】ダンパー装置７は、図３（ａ）に示すよう
に、前記橋台５に連結されて、シリコン油等の粘性のシ
リンダ油を充填したシリンダ９と、シリンダ９内に摺動
可能に配置され、かつ同図（ｂ）に示すように、複数の
オリフィス穴１０ａを形成したピストン１０と、ピスト
ン１０に一端を連結し、かつ前記シリンダ９の一端を液
密に貫通して突出し、突出端を前記橋桁１側に連結する
ロッド１１とからなっている。

【０００５】上記構成により、ロッド１１を通じてピス
トン１０が左右に移動すると、ピストン１０によって仕
切られる両側の油がオリフィス穴１０ａを通じて移動す
ることにより、粘弾性による所要の減衰効果が得られ、
その減衰特性は同図（ｃ）に示すように、シリンダ油の
粘度と、オリフィス穴１０ａの合計開口面積に依存して
個々のダンパー装置で一定である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来構造のダンパー装置７にあっては、オリフィス穴１
０ａの合計開口面積を大きく設定すれば、減衰係数が小
さくなり、中小規模の地震等により通常の交通振動より
速度が速い振動が橋桁に作用した場合にはこれに追随し
て良好な減衰効果が得られる。反面、減衰係数が小さい
から、通常の交通荷重による速度が遅い振動が加わった
場合であっても橋桁１の変位が大きくなり、車両の走行
性を低下させるという問題がある。また、減衰係数が小
さいと、大地震時には橋桁１の変位が大きくなり過ぎ、
ピストン１０がシリンダ９の端部に衝突してダンパー装
置７が破壊し、ひいては橋桁１が橋台５に衝突する惧れ
がある。ダンパー装置７の破壊を防止するためには、橋
桁１と橋台５との間隙を大きく取ってピストン１０の移
動量を大きく設定する必要があってダンパー装置７の小
型化に不利となるばかりか、大規模な伸縮継手８を必要
とするといった問題が生ずる。

【０００７】逆に、オリフィス穴１０ａの合計開口面積
を小さくして減衰係数を大きくした場合には、交通荷重
による遅い速度の振動は確実に減衰できるものの、中小
規模の地震等によりある程度速い速度の振動が橋桁１に
作用した場合、ダンパー装置７が大きな減衰力を負担し
なければならず、減衰力がダンパー装置７の機械的強度
の許容範囲を越えると、ダンパー装置７自体或いはその
支持機構が破壊される惧れがある。

【０００８】この発明は以上の問題を解決するものであ
って、その目的は、速度の異なる振動に対する橋桁の応
力に追随した減衰特性が得られるようにした応力追随形
の橋桁のダンパー装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、橋台及び橋桁のいずれか一方に連結さ
れ、粘性流体が充填されたシリンダと、前記橋台及び橋
桁の他方に連結され、該シリンダ内に摺動可能に配置さ
れてオリフィスを形成したピストンとを備えたダンパー
装置において、前記シリンダの両側を接続するバイパス
通路を設け、このバイパス通路中には内圧が設定値を越
えたときに該バイパス通路を正逆方向に開放する一対の
リリーフ弁を設けるとともに、前記シリンダの内側端部
近傍に配置され、前記ピストンがシリンダの端部に向け
て大きく移動したとき前記オリフィス溝に係合してこれ
を閉塞するストッパを設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】以上の構成によれば、通常の交通荷重による遅
い速度の振動が橋桁に作用した場合、リリーフ弁は閉じ
たままであり、シリンダ油の粘性とオリフィス溝の開口
面積に応じて定まる減衰力により、高い減衰係数で橋桁
の振動が確実に抑制される。

【００１１】中小規模の地震等が発生した場合には、あ
る程度速度が速い振動が橋桁に作用し、バイパス通路の
内圧がリリーフ弁の設定値を越えると、該リリーフ弁が
開いて減衰係数を小さくすると同時に、減衰力が所定値
を越えないようにした状態で良好な振動エネルギーの減
衰効果が得られる。

【００１２】さらに、大地震により振幅が大きくなり過
ぎ、ピストンがシリンダの端部に衝突しそうになるまで
移動すると、オリフィス溝が閉塞されて急速に減衰係数
を高め、ピストンの移動を阻止して両者の衝突を回避す
る。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。図１はこの発明に係るダンパー装置を示
すものである。なお、同ダンパー装置は従来技術の項で
説明した図３と同様ないしは相当する構造により橋桁４
の一方の端部と橋台５との間に設けられるものである。

【００１４】図において、このダンパー装置２０は、前
記橋台５側に連結されるとともに、粘性のシリンダ油を
充填したシリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動可能に
配置され、周囲に４箇所のオリフィス溝２２ａを切欠形
成したピストン２２と、ピストン２２に一端を連結し、
かつ前記シリンダ２１の一端を液密に貫通して突出し、
突出端を前記橋桁４側に連結するロッド２３とを備えて
いる。ダンパー装置２０は、ピストン２２がシリンダ２
１のほぼ中央に位置するような状態で橋台５と橋桁１と
の間に設置される。

【００１５】シリンダ２１の両側にはバイパス通路２４
を構成する一対のバイパス管２４ａが接続され、ピスト
ン２２によって区画される両側に一端を連通していると
ともに、他端をバルブハウジング２４ｂに連通してい
る。バルブハウジング２４ｂ内は隔壁２４ｃによって仕
切られているとともに、この隔壁２４ｃはそれぞれ正逆
方向の一対のリリーフ弁２５及びこれを閉鎖方向に付勢
するバネ２６によって開閉可能に閉鎖されている。バネ
２６はリリーフ弁２５の開放圧力を設定するもので、バ
ルブハウジング２４に捩じ込まれた調整ネジ２７によっ
て該圧力が調整可能となっている。

【００１６】さらに、前部側バイパス管２４ａの先端部
において、シリンダ２１の内周部にはその長手方向に沿
って４つのストッパ２８が固定配置されている。ストッ
パ２４は、前記オリフィス溝２２ａに摺動可能に係合す
るもので、その幅及び高さはオリフィス溝２２ａの内側
幅及び深さにほぼ等しく、ピストン２２が移動してスト
ッパ２８にオリフィス溝２２ａが係合することで該オリ
フィスを閉塞し、ピストン２２の移動を阻止する。

【００１７】図２は、以上のダンパー装置２０に作用す
る振動速度と減衰力との関係を示すグラフであり、前記
バイパス通路２４がない場合には、速度の増加とともに
引張側及び圧縮側に一定の勾配（減衰係数）で減衰力が
上昇する。しかしながら、その減衰力が前記リリーフ弁
２５の設定値に到達すると、減衰係数が減じ、同時に減
衰力が設定値を越えることを防止し、以下の状態に対応
できる。

【００１８】すなわち、通常の交通荷重による速度の遅
い振動の場合、リリーフ弁２５は閉じたままであり、ピ
ストン２２をシリンダ油の粘性とオリフィス溝２２ａの
開口面積に応じた減衰係数に設定しておくことで、橋桁
４の振動は確実に抑制される。

【００１９】中小規模の地震等が発生し、振動速度があ
る程度早くなりリリーフ弁２５の設定値を越えてバイパ
ス通路２４の内圧が高くなると、該リリーフ弁２５が開
いて減衰係数が小さくなると同時に、減衰力が設定値を
越えないようにして良好に振動エネルギーを減衰し、こ
れによってダンパー装置２０及びその支持機構を保護す
る。

【００２０】さらに、大地震が発生した場合、橋桁１の
振幅が大きくなり過ぎ、ピストン２２がシリンダ２１の
端部に衝突しそうになると、オリフィス溝２２ａがスト
ッパ２８に係合して減衰係数を急速に高くしてピストン
２２の移動を阻止し、橋桁１が橋台５に衝突することを
未然に回避する。

【００２１】なお、本実施例のダンパー装置２０にあっ
ては、ストッパ２８がシリンダ２１の長手方向前端部
（図１中で右端部）の領域に設けられておらず、ピスト
ン２２の最大引張（右方向への変位）時におけるストッ
パ機能は有していないが、橋桁１の他端側にも同一のダ
ンパー装置２０を対向配設すれば当該他方のダンパー装
置２０がストッパとして機能し、橋桁１の他端側の橋台
５に対する衝突を回避することができる。

【００２２】また、本実施例ではシリンダ２１を橋台５
に連結し、ピストン２２（ロッド２３）を橋桁５に連結
したが、この連結関係は逆であっても同様の効果を得る
ことができる。

【００２３】さらに、本実施例のダンパー装置２０は、
橋桁１の一方の端部に設置したが、両端に設置してもよ
く、この場合、両ダンパー装置２０の外側（圧縮側）に
のみ第２の凸部２４ｃを形成すればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したこの発明に係る橋桁のダン
パー装置にあっては、次のような優れた効果が得られ
る。 通常の交通荷重による橋桁の振動を、高い減衰係数で
確実に抑制することができる。 中小規模の地震が
発生すると、減衰係数が低くなって良好な振動エネルギ
ーの減衰が図れるとともに、ダンパー装置自体或いはそ
の支持機構の機械的破壊を防止することができる。 さらに、大地震時には橋桁が橋台に衝突、ひいては橋
桁が橋台に衝突する被害を未然に防止できる。 大きな振幅の振動の発生が抑制されるので、橋台と橋
桁との間隙を小さくすることができ、伸縮継手を小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るダンパー装置の側断面図であ
る。

【図２】同ダンパー装置の変位速度と減衰力との関係を
示すグラフである。

【図３】高橋脚道路橋及びこれに設けたダンパー装置の
説明図である。

【図４】（ａ）は従来の一般的なダンパー装置の側断面
図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ｃ）は同ダンパー装置の変位と減衰係数との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 橋桁 ５ 橋台 ２０ ダンパー装置 ２１ シリンダ ２２ ピストン ２２ａ オリフィス溝 ２３ ロッド ２４ バイパス通路 ２５ リリーフ弁 ２８ ストッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 橋台及び橋桁のいずれか一方に連結さ
   れ、粘性流体が充填されたシリンダと、前記橋台及び橋
   桁の他方に連結され、該シリンダ内に摺動可能に配置さ
   れてオリフィスを形成したピストンとを備えたダンパー
   装置において、 前記シリンダの両側を接続するバイパス通路を設け、こ
   のバイパス通路中には内圧が設定値を越えたときに該バ
   イパス通路を正逆方向に開放する一対のリリーフ弁を設
   けるとともに、前記シリンダの内側端部近傍に配置さ
   れ、前記ピストンがシリンダの端部に向けて大きく移動
   したとき前記オリフィス溝に係合してこれを閉塞するス
   トッパを設けたことを特徴とする橋桁のダンパー装置。