KR20180126488A - 케이블, 특히 사장 케이블의 진동을 감쇠시키기 위한 개선된 장치 - Google Patents

케이블, 특히 사장 케이블의 진동을 감쇠시키기 위한 개선된 장치 Download PDF

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Abstract

댐핑장치(16)는 상기 케이블(8)을 수용하기 위해 적어도 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있는 통로 오리피스(24)를 포함하는 베이스(18); 상기 베이스(18)에 연결되고 상기 길이방향 축(X)에 대해 90°가 아닌 각도(αi)로 경사진 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22); 및 상기 실린더(22)에 대해, 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축(X)에 대해 90°가 아닌 각도(α'i)로 경사진 상보적 실린더를 포함하고, 상기 실린더 및 상기 상보적 실린더는 상기 길이방향 축에 직교하는 평면(P)의 일측면 상에 배치되며, 상기 직교하는 평면은 길이방향 축(X)을 따라 위치된 상기 베이스의 중심(C)을 포함한다.

Description

케이블, 특히 사장 케이블의 진동을 감쇠시키기 위한 개선된 장치
본 발명은 케이블, 특히 사장 케이블상에서 발생하는 진동을 감쇠시키기 위한 장치의 기술 영역에 관한 것이다.
공지의 방식으로, 교량상판의 현가에 사용되는 케이블과 같은 사장 케이블은 예를 들어 교량 위로 차량이 지나가거나 케이블에 가해지는 바람 등에 기인할 수 있는 진동에 영향받는다.
이러한 진동을 감쇠시키기 위해, 이런 케이블에 연결된 댐핑장치는 이러한 진동으로 인해 에너지를 적어도 부분적으로 소산시키는 데 자주 사용된다.
댐핑장치의 범위는 예를 들어 케이블과 케이블 앵커로부터 떨어져 위치한 고정 구조물 사이에 뻗어 있고 앵커에 직접 고정되는 소위 외부 장치, 및 케이블과 가령 케이블 앵커에 가까운 곳에 위치한 케이블 케이스 사이의 조인트 협력작용에 의해 진동을 감쇠하도록 구성된 내부 장치의 카테고리를 포함하는 여러 카테고리를 포함한다.
내부 댐핑장치는 종종 케이블과 케이스의 일부 사이에 삽입된 복수의 피스톤 댐퍼를 포함한다. 이 피스톤 댐퍼는 케이블에서 반경방향으로 뻗어 있다. 그런 다음, 상기 댐퍼는 먼저 케이블을 파지하는 수용부에, 다음으로 케이스에 형성된 반경방향 단부에 또는 단부 부근의 케이블의 대향 단부에 연결된다.
이 구성에는 단점이 있다. 케이스 내에 이와 같이 형성된 튜브는 케이스의 형상을 복잡하고 모양이 나쁘고/나쁘거나 케이스 직경을 매우 크게 한다. 이로 인해 난연성 또는 방폭형 장치와 같은 케이블 앵커 주변에 부과될 수 있는 추가 보호 장치의 배치 및 구성이 규정, 설계 제약 또는 사양에 따라 복잡해진다.
본 발명은 상기 상황을 개선하는 것을 목표로 한다.
이를 달성하기 위해, 본 발명은 케이블, 특히 사장 케이블의 진동을 감쇠시키기 위한 댐핑장치로서, 상기 댐핑장치는:
- 상기 케이블을 수용하기 위해 적어도 길이방향 축을 따라 뻗어 있는 통로 오리피스를 포함하는 베이스;
- 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축에 대해 90°가 아닌 각도로 경사진 적어도 하나의 피스톤 댐퍼; 및
- 상기 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축에 대해 90°가 아닌 각도로 경사진 상보적 피스톤 댐퍼를 포함하고,
상기 피스톤 댐퍼 및 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 길이방향 축에 직교하는 평면의 대향 측면 상에 위치하며, 상기 직교하는 평면은 길이방향 축을 따라 위치된 상기 베이스의 중심을 포함하는 댐핑장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 장치는 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축으로부터 90°와 다른 각도만큼 경사진 복수의 피스톤 댐퍼를 포함하며, 상기 댐핑장치는 각각의 피스톤 댐퍼에 대해 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축으로부터 90°와 다른 각도만큼 경사진 상보적 피스톤 댐퍼를 포함하고, 상기 피스톤 댐퍼와 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 길이방향 축에 수직이고 상기 중심을 포함하는 상기 평면의 대향 측면에 배치된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼와 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 평면에 대해 서로 대략 대칭으로 배치되지 된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 피스톤 댐퍼 및 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 서로 대략 균형을 이루는 X축을 따라 힘을 발생시키도록 구성된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼와 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 평면에 대해 서로 대략 대칭적으로 배치된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 각각의 피스톤 댐퍼와 길이방향 축 사이의 각도는 상응하는 피스톤 댐퍼와 길이방향 축에 의해 공동으로 정의된 예각이며, 상기 각도는 80°미만이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 각도는 45°미만, 바람직하게는 30°미만이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 댐핑장치는 내부에 베이스 및 적어도 하나의 피스톤 댐퍼가 배치되는 중앙 통로를 형성하는 튜브 케이스를 더 포함한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 튜브 케이스는 강체다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 튜브 케이스는 일반적으로 원통형이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 피스톤 댐퍼 또는 각각의 피스톤 댐퍼는 베이스에 대향하는 상기 피스톤 댐퍼의 일단을 통해 튜브 케이스에 연결된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 스위블 연결부를 통해 튜브 케이스에 연결된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 스위블 연결부를 통해 베이스에 연결된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 길이방향 축을 중심으로 균일하게 이격된 복수의 피스톤 댐퍼를 포함한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼 및 상보적인 피스톤 댐퍼는 길이방향 축에 직교하는 평면에 대략 위치한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 댐핑장치는 각각이 피스톤 댐퍼 및 관련 상보적인 피스톤 댐퍼를 포함하는 복수의 피스톤 댐퍼 쌍을 포함하며, 피스톤 댐퍼 쌍은 길이방향 축을 중심으로 균일하게 이격된 위치에서 베이스에 연결된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 베이스는 상기 케이블을 압축하도록 설계된 칼라를 포함하고, 상기 칼라는 상기 통로 오리피스의 내부를 한정한다.
본 발명은 또한 상술한 바와 같은 케이블 및 댐핑장치를 포함하고, 상기 케이블이 댐핑장치의 베이스의 통로 오리피스에 끼워지는 교량과 같은 건설공사에 관한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 건설공사는 케이블의 일단이 상기 케이블을 앵커링하도록 끼워지는 앵커 블록을 포함하고, 상기 댐핑장치는 내부에 베이스와 적어도 하나의 피스톤 댐퍼가 위치되는 중앙 통로를 형성하는 튜브 케이스를 포함하며, 상기 피스톤 댐퍼 또는 각 피스톤 댐퍼는 베이스의 맞은편의 상기 피스톤 댐퍼의 일단에 의해 튜브 케이스에 연결되고, 상기 튜브 케이스는 상기 앵커 블록에 대해 고정된다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 건설공사는 교량이다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명은 첨부도면을 참조로 순전히 예로서 주어진 하기의 상세한 설명을 읽은 후 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 건설공사를 도시하는 도면이다.
도 2는 교량상판에 도 1의 건설공사 케이블의 앵커 존을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 댐핑장치를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 장치의 베이스의 평면도이다.
도 5는 도 3의 장치의 피스톤 댐퍼의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 변형에 따른 댐핑장치의 개략도이다.
도 1은 본 발명에 따른 건설공사(2)를 도시한 것이다. 도 1의 비제한적인 예에서, 건설공사는 사장 케이블 교량이다.
대안으로, 건설공사는 조종탑 또는 현수교일 수 있다.
교량은 상판(4), 파일론(6) 및 복수의 케이블(8)을 포함한다. 케이블(8)은 파일론(6)과 상판(4) 중 하나 사이에서 뻗어 있고 상판(4)이 현가된 사장 케이블을 형성한다.
예를 들어, 각각의 케이블(8)은 서로 접촉하는 복수의 스트랜드를 포함한다. 스트랜드의 구성은, 예를 들어, 스트랜드가 서로 평행하게 그리고 서로 접촉해 뻗어 있는 번들 내부에 스트랜드가 연장된 공지의 구성일 수 있다.
케이블(8)은 도면의 예에서 벗겨진 것으로 도시되어 있다. 변형으로서, 길이의 전부 또는 일부에 걸쳐 적어도 하나의 보호 피복을 제공한다. 예를 들어, 이는 각각의 스트랜드에 대한 개별 외피 및/또는 복수의 스트랜드를 포함한 공동 외피를 포함할 수 있다.
아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 교량(2)은 케이블(8) 중 하나에 결합된 본 발명에 따른 댐핑장치를 포함한다. 이점적으로, 각각의 케이블은 본 발명에 따른 댐핑장치와 관련된다.
도 2는 상판(4)에서의 케이블(8)에 대한 앵커 존(10)의 세부내용을 도시한 것이다.
이 앵커 존(10)은 상판(4)에 대해 고정되고 케이블(8)의 일단을 수용하는 앵커 블록(12)을 포함한다. 앵커 블록(12)은 예를 들어 공지된 디자인일 수 있다.
앵커 존(10)은 또한 제 1 튜브(14), 본 발명에 따른 댐핑장치(16) 및 제 2 튜브(17)를 포함한다. 선택적으로, 앵커 존(10)은 또한 화재방지장치 및/또는 방폭 장치(미도시)를 포함한다.
제 1 튜브(14), 댐핑장치(16) 및 제 2 튜브(17)는 차례로 서로 인접하게 배치된다. 예를 들어, 적어도 일부는 서로 고정되어 있다.
제 1 튜브(14)는 케이블(8), 앵커 블록(12) 및 상기 케이블(8)을 상기 앵커 블록(12)에 고정시키는데 사용되는 필수 요소를 보호하도록 구성된다. 또한, 제 1 튜브(14)는 앵커 블록 부근에 케이블(8)을 가이드하도록 구성된다. 앵커 블록(12)이 상판(4)에 직접 고정되지 않은 일부 실시예에서, 제 1 튜브도 또한 앵커 블록에 고정되고 앵커 블록에 가해진 힘을 상판에 전달하도록 구성된다. 이점적으로, 이는 제 3자가 앵커 블록(12)에서 케이블(8)을 앵커링하는 요소에 접근하는 것을 방지하도록 구성된다.
제 1 튜브(14)는 상판(4)에 고정되고 그 내부에 케이블(8)을 포함한다. 이점적으로, 케이블이 내부에 배치되고 통로 벽이 케이블을 가이드하기 위해 케이블과 협력하는 통로를 포함한다.
예를 들어, 제 1 튜브(14)는 성형 튜브 또는 수용 튜브로 알려져 있다.
제 2 튜브(17)는 케이블(8)로의 접근을 방지하도록 구성된 케이스다. 예를 들어, 튜브(17)는 파손방지 튜브(anti-vandalism tube)로 알려져 있다.
예를 들어, 튜브(17)는 케이블(8) 위로 미끄러져 케이블을 지닌다. 예를 들어, 스위블 커넥션 타입의 연결부를 통해 장치(16)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 이 연결부는 튜브(17)와 장치(16) 사이에 개입된 칼라를 통해 구현될 수 있다.
댐핑장치(16)는 케이블(8)에 결합된다. 이는 케이블(8)에 가해진 진동을 감쇠시키도록 구성된다. 이러한 진동은 예를 들어 상판을 지나는 차량, 바람 등에 기인할 수 있다.
댐핑장치(16)는 상술한 바와 같은 내부 타입의 댐핑장치이다. 다시 말하면, 장치(16)와 케이블 및 케이블 케이스에 장착된 댐퍼들 간의 협력에 의해 케이블 진동을 감쇠하도록 구성된다. 또한, 후술된 바와 같이 상판(4)에 간접적으로 고정된다.
도 3을 참조하면, 댐핑장치(16)(이하, 장치(16)라 함)는 케이블(8) 및 앵커 블록(12)(및/또는 상판(4))에 기계적으로 연결된다. 보다 구체적으로는, 이는 케이블에 직접 연결되고 앵커 블록(및/또는 상판)에 간접적으로 연결된다.
장치(16)는 베이스(18), 튜브 케이스(20) 및 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)를 포함하고, 각각이 장치(16)의 댐퍼를 형성한다. 바람직하게는, 장치(16)는 복수의 피스톤 댐퍼(22)를 포함한다.
본 발명의 목적을 위해, "피스톤 댐퍼" 또는 보다 간단하게 "실린더"는 대략 직선 운동 거리를 갖는 피스톤 댐퍼를 의미한다. 하기에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 대략 선형의 이동 거리를 갖는 이 피스톤 댐퍼는 보내진 에너지의 적어도 일부를, 이점적으로는 점성 댐핑에 의해 소산시키도록 구성된다.
베이스(18)는 케이블(8)을 피스톤 댐퍼(22)에 기계적으로 연결하도록 구성된다.
이를 달성하기 위해, 베이스(18)는 그 내부에 케이블을 수용하고 케이블을 파지하도록 구성된다. 베이스(18)는 또한 피스톤 댐퍼(22)에 연결되도록 구성된다. 케이블을 콤팩트하게 구성하는 것이 유리하다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 베이스(18)의 내부는 케이블(8)이 내부에 끼워지는 통로 오리피스(24)를 형성한다. 통로 오리피스(24)는 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있다. 예를 들어, 통로 오리피스(24)는 X축을 따라 뻗어 있는 대략 원통형 형상이다. 예를 들어, 이는 케이블의 횡단면에 대해 상보적인 횡단면 형상을 갖는다. 예를 들어, 이 단면의 모양은 일반적으로 원형, 육각형 또는 임의적이다. 도 3에 도시된 것과 같이 정지 상태의 구성에서, 케이블(8)은 또한 적어도 국소적으로 길이방향 X축을 따라 대략 뻗어 있다. 그러나, 케이블(8)과 X축 사이의 이러한 정렬은 진동의 결과로서 손상될 수 있다.
베이스(18)는 칼라(26) 및 부착장치(28)를 포함한다.
칼라(26)는 케이블(8)을 압축하도록 구성된다. 즉, 칼라(26)는 압축 칼라(compaction collar)인 것이 유리하다.
"압축"은 구심성 반경방향 힘의 인가를 의미한다. 이는 베이스와 케이블 사이의 양호한 기계적 결합을 보장하고, 따라서 케이블(8)로부터 베이스(18)로의 양호한 진동 전달을 보장한다.
칼라(26)는 내부(24)상의 통로 오리피스(24)를 한정한다. 칼라(26)는 X축을 따라 대체로 원통형 형상이다.
칼라(26)는 이점적으로는 통로 오리피스(24)의 직경을 조절하기 위한 기구를 포함한다. 이는 수용 오리피스(24)와 케이블(8)의 벽의 최적의 파지를 보장한다. 예를 들어, 이 기구는 서로 이격되어 있는 칼라의 2개의 원주방향 오리피스 및 이들 에지를 서로 부착시키기 위한 조절장치를 포함하며, 선택적으로 이들 에지 사이에서 치수를 조절할 수 있는 원주 간극을 정의한다. 선택적으로, 조절기구는 또한 상기 에지들에 대향하는 칼라(26)의 2개의 원주 에지들과, 2개의 원주형 하프-칼라가 회전하게 하고 따라서 힌지 둘레에 정의된 힌지형 커넥션을 포함한다. 대안으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 칼라는 2개의 상보적 칼라부를 포함하며, 칼라부의 원주 에지는 칼라와 통로(24) 및 케이블상에 칼라의 양호한 파지를 형성하도록 서로 조절 가능하게 고정될 플랜지부를 정의한다.
부착장치(28)는 베이스(18)에 피스톤 댐퍼(22)를 연결하도록 구성된다. 이들은 칼라(26)에 고정된다.
이점적으로, 적어도 하나의 부착장치(28)는 대응하는 피스톤 댐퍼(들)(22)가 스위블 연결부를 통해 베이스(18)에 연결되도록 형성된다. 바람직하게는, 이들 모두가 그러하다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서, 각각의 부착장치(28)는 2개의 피스톤 댐퍼를 베이스에 연결하도록 형성된다. 대안으로, 각각의 부착장치(28)는 단일 피스톤 댐퍼 또는 2개 이상의 피스톤 댐퍼를 베이스에 연결하도록 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 각각의 부착장치(28)는 예를 들어 칼라(26)에 그리고 각 피스톤 댐퍼에 대해 고정된 2개의 업스탠드(30)를 포함할 수 있고, 피스톤 댐퍼는 업스탠드(30)에 끼워진 핀(32)을 베이스(18)에 연결한다.
업스탠드(30)는 예를 들어 플레이트 형태, 예를 들어 평판 형태이다. 부착장치(28)의 업스탠드(30)는 서로 평행하게 배열된다. 이들은 X축과 거의 평행하다. 이들은 또한 관련 피스톤 댐퍼(들)의 일단이 부착장치(28)에 부착을 위해 통과할 수 있도록 서로 이격되어 있다.
각각의 축(32)은 피스톤 댐퍼(22)의 일단과 협동하도록 배치된다. 부착장치(28)의 각 축(32)은 대응하는 업스탠드(30)에 직각으로 배치된다.
이점적으로, 부착장치(28)는 X축 주위로 균일하게 이격되거나 분포된다.
도 3 및 도 4의 예에서, 베이스(18)는 2개의 피스톤 댐퍼(22)를 베이스(18)에 부착하도록 각각 구성된 3개의 부착장치(28)를 포함한다. 2개의 연속 부착장치(28) 사이의 X축 주위의 각도 이격은 도 4에 도시된 바와 같이 대략 120°이다.
더욱이, 이점적으로, 부착장치(28)는 칼라(26)의 길이방향 중간 영역에서 칼라(26)에 고정된다. 다시 말하면, 부착장치(28)는 칼라(26)를 따라 대략 중간 높이에 배치된다. 그러나, 후술된 바와 같이, 다른 구성도 고려된다.
튜브 케이스(20)는 외부 환경으로부터 제 1 및 제 2 튜브(14, 18) 사이에 위치한 베이스(18) 및 케이블 부분을 보호하도록 구성된다. 또한, 튜브 케이스(20)는 피스톤 댐퍼(22)에 의해 케이블(8)의 진동을 감쇠시킬 수 있도록 구성된다.
본 명세서 및 도면으로 명백해지듯이, 튜브 케이스(20)는 피스톤 댐퍼(22)가 연결되는 장치(16)의 영역에서 케이블 주변의 케이스를 형성한다.
튜브 케이스(20)는 앵커 블록(12) 또는 상판(4)에 대해 고정될 것이다. 이를 달성하기 위해, 튜브 케이스(20)는 제 1 튜브(14)에 고정될 것이다. 예를 들어, 튜브 케이스(20) 일부분을 형성하고 제 1 튜브(14)에 고정되는 하부 길이방향 단부에 배열된 부착링(34)을 포함한다.
튜브 케이스(20)는 대체로 원통형이다. 이점적으로, 튜브 케이스의 모양은 적어도 그 외부면상에서 회전 실린더이다.
케이스는 중공이다. 케이스의 내부는 베이스(18), 피스톤 댐퍼(22) 및 케이블(8)이 끼워지는 중앙 통로를 한정한다. 이 통로는 예를 들어 대략 원통형일 수 있다.
케이스(20)는 또한 강체다. 예를 들어, 스틸로 만들어질 수 있다.
장치의 사용 구성에서, 케이스(20)는 X축과 대략 일치하는 축을 따라 뻗어 있다.
이 경우, "대략 일치하는"은 피스톤 댐퍼, 케이스 및 베이스가 함께 연결되고 케이블이 베이스에 끼워지는 댐핑장치의 사용 구성에서 케이블(8)의 진동 및 이러한 진동을 감쇠시키기 위한 피스톤 댐퍼(22)의 움직임의 영향을 받아 베이스(18)와 케이스(22) 사이의 상대 이동에 의해 야기될 수 있는 정렬 오프세트를 제외하고 이들 축들이 일치하는 것을 의미한다.
케이스(20)는 관련된 피스톤 댐퍼(22)를 케이스(20)에 연결하도록 구성된 각 피스톤 댐퍼(22)에 대한 부착요소(36)를 포함한다. 피스톤 댐퍼(22)가 베이스(18)에 연결된 단부 맞은편에 있는 피스톤 댐퍼의 단부에 이런 연결이 이루어진다.
이점적으로, 적어도 하나의 부착요소(36)는 스위블 연결부를 통해 케이스(20)와 관련된 피스톤 댐퍼(22) 간에 연결을 형성하도록 구성된다. 바람직하게는, 이들 모두가 그러하다.
도 3을 참조하면, 각각의 부착요소(36)는 케이스(20)에 고정된다. 이점적으로, 각각의 부착요소(36)는 케이스의 내벽에 고정된다. 예를 들어, 이들은 케이스의 길이방향 가장자리에 가깝게 배치된다.
이점적으로, 이들 부착요소(36)는 케이스(20)가 뻗어 있는 축을 중심으로 균일하게 분포된 위치에서 케이스에 고정된다. 예를 들어, 6개의 부착요소(36)를 포함하며, 이 중 3개는 케이스를 따라 제 1 거리에서 이 축을 중심으로 균일하게 분포되고, 이 중 3개는 케이스를 따라 제 2 거리에서 이 축을 중심으로 균일하게 분포된다. 제 1 거리에 위치된 부착요소는 제 2 거리에 있는 부착요소(36)와 원주방향으로 정렬되는 것이 유리하다. 예를 들어, 두 거리는 케이스(20)의 길이방향 대향 단부 또는 케이스를 따른 임의의 위치에 대응한다.
예를 들어, 각 부착요소(36)는 서로 평행하게 배열된 2개의 업스탠드(38) 및 상기 업스탠드에 끼워지는 핀(40)을 포함한다.
케이스의 견고한 특성으로 인해, 부착요소는 서로에 대해 움직이지 않는다. 따라서, 피스톤 댐퍼는 튜브 케이스를 통해 서로 견고하게 연결된다.
피스톤 댐퍼(22)는 상판에 대해 고정된 케이블 및 튜브 케이스와 협력하여 케이블(8)의 진동을 감쇠시키도록 구성된다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 각각의 피스톤 댐퍼(22)는 대략 Yi축을 따라 뻗어 있고, 여기서 i는 피스톤 댐퍼를 인덱싱하는 정수이다.
각 피스톤 댐퍼는 대향 단부에서 베이스(18) 및 케이스(20)에 동시에 연결된다. 즉, 피스톤 댐퍼의 단부 중 일단은 베이스(18)에 고정되고 타단은 케이스에 고정된다. 이점적으로, 상술한 바와 같이, 베이스 및 케이스(20)에 대한 피스톤 댐퍼의 연결은 스위블 연결부를 통해 이루어진다.
도 5를 참조하면, 각 피스톤 댐퍼(22)는 실린더(42), 실린더(42) 내에서 이동하는 피스톤(44), 및 피스톤(44)에 일단이 고정된 로드(46)를 포함한다. 로드(46)의 대향 단부는 베이스 상에 부착장치(28)의 축(32) 또는 케이스의 부착요소(36)의 핀(40)과 협동하는 연결요소(48)를 포함한다. 피스톤(44)은 또한 로드(46) 상에 지지된 연결요소(48)의 맞은편에 로드(46)의 대향 단부에 케이스(20)의 부착요소(36)의 핀(40) 또는 베이스(18)의 부착장치(28)의 핀(32)과 협동하는 연결모듈(50)을 포함한다.
예를 들어, 연결요소(48) 및 연결모듈(50)은 각각 스위블 연결부를 형성하도록 부착요소(36)의 핀(40) 또는 부착요소의 핀(32)과 협동하는 스위블 연결부를 포함한다. 이점적으로는, 이들은 시스템을 형성하는 피스톤 댐퍼 사이에 형성된 커넥션들이 조절되도록, 즉, 실질적으로 어떠한 유격도 없도록 구성된다.
피스톤 댐퍼는 이점적으로는 유압 피스톤 댐퍼이다.
본 발명의 구성에서, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)는 X축에 직교하는 평면 내에서 X축에 직교하지 않는다. 다시 말하면, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)는 베이스(18)의 길이방향 X축에 대해 90°가 아닌 각도 αi만큼 경사져 있다. 이점적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이들 모두가 그러하다.
다시 말하면, 대응하는 피스톤 댐퍼(22)의 Yi축은 길이방향의 X축에 대해 기울어져 있다. 즉, X축과 Yi축은 평행하거나 일치하지 않는다. 더욱이, Yi축은 길이방향 X축에 직각인 평면에 있지 않다.
각각의 피스톤 댐퍼(22)와 X축 사이에 예각(αi)이 있다. 본 발명과 관련하여, 이 각도는 유리하게는 80°미만이다.
즉, 각도 αi가 고려된 피스톤 댐퍼와 X축에 의해 정의된 두 보각(補角) 사이의 예각에 해당한다고 가정하면, 각도 αi는 80°미만이다.
이점적으로, 각도 αi는 60°미만이다. 더 이점적으로, 이 각도는 45°미만이다. 또한 이점적으로는, 30°미만이다.
예를 들어, 일실시예에서, 이 각도는 대략 25°와 같다. 이 값은 피스톤 댐퍼의 존재로 인한 전체 크기와 장치(16)의 댐핑 성능 간의 효율적인 절충이다.
이러한 피스톤 댐퍼의 경사 구성은 케이블이 진동의 영향을 받지 않고 케이블이 피스톤 댐퍼에 부하를 전혀 가하지 않는 장치의 휴지 구성임을 알 수 있다.
이점적으로, 적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 (이 평면으로부터 피스톤 댐퍼를 야간 오정렬시킬 수 있는 진동의 영향을 받은 피스톤 댐퍼의 변위의 결과로서) X축에 대략 직교하는 평면 내에 뻗어 있다. 각도 αi는 이 반경방향 면내에서 정의된다. 이점적으로, 모든 피스톤 댐퍼는 이러한 구성을 갖는다.
대안으로, 피스톤 댐퍼 중 적어도 일부는 X축에 직각인 평면에 뻗어있지 않다. 이러한 구성에서, 장치(16)는, 예를 들어, X축에 대해 반경이 아닌 평면에 뻗어있는 각각의 피스톤 댐퍼가 베이스에 가하는 경향이 있는 비틀림 응력의 균형을 이루도록 서로에 대해 그리고 베이스(18)에 대해 배치된 복수의 피스톤 댐퍼를 포함한다.
예를 들어, 장치는 X축에 직각인 평면에 대해 대칭으로 배치된 짝수 개의 피스톤 댐퍼 쌍을 포함한다.
더욱이, 본 발명과 관련하여, X축으로부터 90°가 아닌 각도 αi로 기울어진 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)에 대해, 댐핑장치(16)는 90°가 아닌 α'i로 표시된 각도로 또한 기울어진 상보적 피스톤 댐퍼(22)를 포함한다. 피스톤 댐퍼(22) 및 그 상보적인 피스톤 댐퍼는 X축에 직교하는 평면(P)의 각 측에 위치한다.
평면(P)은 베이스(18)의 중심(C)을 관통한다. 중심(C)은 X축을 따라 위치한다. 이는 유리하게는 베이스의 디자인 중심에 해당한다. 예를 들어, 중심 C는 이 축을 따라 베이스의 중간 높이에 있다. 케이블이 베이스에 파지된 장치의 어셈블리 구성에서, 이 중심(C)은 케이블(8)의 해당 섹션의 중심에 대응한다는 것을 알 수 있다.
이에 따라 정의된 쌍의 2개의 피스톤 댐퍼의 기저부에 대한 해당 커넥션은 평면(P)의 각 측면 상에 위치된다. 동일한 설명은 케이스(20)에 대한 이들 피스톤 댐퍼의 대응 연결부에 적용된다.
이점적으로, 장치 내의 모든 피스톤 댐퍼는 각각이 피스톤 댐퍼 및 X축에 대해 90°가 아닌 각도로 경사진 대응하는 피스톤 댐퍼를 포함하는 쌍으로 배열되고, 이들 2개의 피스톤 댐퍼는 평면(P)의 각 측면 배치된다.
바람직하게는, 피스톤 댐퍼는 X축 주위로 균일하게 이격되어 있다. 보다 상세하게, 부착장치(28)를 참조로 기술된 바와 같이, 이들은 X축을 중심으로 균일하게 이격된 위치에 있는 베이스에 유리하게 연결된다.
피스톤 댐퍼가 쌍으로 배열되면, 이 쌍은 X축을 중심으로 균일하게 이격된 위치에서 베이스에 연결된다. 예를 들어, 3쌍의 피스톤 댐퍼를 포함하는 장치의 경우, 이 쌍은 X축을 중심으로 120°간격으로 배치된다.
또한, Yi 및 Y'i(도 6)를 사용하여 각각 피스톤 댐퍼 및 상보적 피스톤 댐퍼의 방향을 나타내기 위해, 반경방향 평면에 뻗어 있는 한 쌍의 피스톤 댐퍼의 Yi 및 Y'i 축이 점(Ci)에서 교차한다.
이점적으로, 피스톤 댐퍼 쌍 전부 또는 일부에 대해, 이 지점(Ci)은 대략 평면(P)에 위치한다.
또한 이점적으로, 피스톤 댐퍼 쌍 중 적어도 일부에 대해, 이 지점(Ci)은 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 대략 점(C)에 대응한다.
도 3에 도시된 제 1 구성에서, 모든 또는 일부 쌍의 피스톤 댐퍼는 이점적으로는 평면(P)에 대해 대략 대칭적으로 위치한다.
본 명세서에서, "대략 대칭"이라는 용어는 피스톤 댐퍼가 베이스(18)에 대한 피스톤 댐퍼 변위를 고려하여 평면(P)에 대해 대칭이라는 것을 의미하고; 주어진 쌍에서 피스톤 댐퍼의 대칭 변위를 평면(P)에 대해 반드시 일으킬 필요가 없는 것을 말한다.
이 구성에서, 한 쌍의 2개의 피스톤 댐퍼의 축(Yi, Y'i)은 평면(P)에 대해 대략 대칭이다. 한 쌍의 두 피스톤 댐퍼 각각의 각도(αi 및 α'i)는 대략 동일한다. 더욱이, 베이스(8)의 각각의 부착장치(28)에 대해, 부착장치가 포함하는 2개의 핀(32)은 평면(P)에 대해 서로 대칭으로 배열된다. 유사하게, 댐핑장치의 어셈블리 구성에서, 케이스(20)의 부착요소(36)가 (상술한 바와 같이, 케이스(20)가 베이스(18)에 대한 수평방향으로 변위되는 것을 제외하고는) 평면(P)에 대해 서로 대략 대칭으로 배치된다.
이점적으로, 이러한 방식으로 대칭인 한 쌍의 피스톤 댐퍼는 대략 동일한 점성계수를 갖는다. 점성계수는 피스톤 댐퍼의 거동 모델에서 도출된다. 예를 들어, 이 모델은 관계식 F = c * v로 표현되며, 여기서 F는 피스톤 댐퍼에 의해 생성 된 힘이고, v는 피스톤 댐퍼 피스톤의 변위 속도이며, c는 점성계수다. 다른 모델, 가령, 용어 v가 1이 아닌 지수를 갖는 모델들이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 3의 예에서, 댐핑장치(16)는 3쌍의 피스톤 댐퍼를 포함하고, 각각의 내부에 2개의 피스톤 댐퍼가 평면(P)에 대해 대략 대칭으로 배열된다.
도 6에 도시된 제 2 구성에서, 적어도 한 쌍의 피스톤 댐퍼의 피스톤 댐퍼는 평면(P)에 대해 대칭이 아니다.
이 제 2 구성에서, 각도(αi 및 α'i)는 서로 상이하다. 더욱이, 2개의 피스톤 댐퍼의 베이스 및 케이스에 대한 연결은 평면(P)에 대해 대칭이 아니다.
장치는 예를 들어 피스톤 댐퍼 각각에 대한 부착장치(28)를 포함한다. 각각의 이들 부착 피스톤 댐퍼(28)는 단일 핀(32)을 포함한다. 더욱이, 이들 장치(28)는 베이스를 따른 오프셋 위치에 있고 평면(P)의 대향 측면 상에 위치된다.
케이스(20)에 대한 2개의 피스톤 댐퍼 각각의 부착요소(36)는 이 평면(P)에 대해 비대칭인 위치에서 평면(O)의 대향 측면 상에 위치된다.
이점적으로는, 이러한 구성에서, 한 쌍의 피스톤 댐퍼는 서로 대략 균형을 이루는 X축을 따라 힘을 발생시키도록 구성된다. 다시 말하면, 이러한 발생된 힘은 거의 같은 방향이지만 사실상 서로 반대다.
예를 들어, 이를 달성하기 위해, 2개의 피스톤 댐퍼의 점성계수는 서로의 함수로 정의된다. 이점적으로는, 각도(αi 및 c')와 연관된 피스톤 댐퍼의 점성계수를 나타내기 위해 c를 사용하여 각도(α'i)와 연관된 점성계수를 나타낼 수 있다(예를 들어, c 및 c'는 상술한 피스톤 댐퍼의 거동 모델로부터 유도된다); 다음의 관계가 관찰된다.
Figure pct00001
바람직하게는, 제 2 구성에서, X축에 직교하는 평면에 위치된 피스톤 댐퍼 쌍 중 적어도 일부에 대해, 이들 피스톤 댐퍼의 방향의 교점(Ci)은 평면(P)에 위치하고, 대략 중심(C)에 대응한다.
제 1 및 제 2 구성에서, 피스톤 댐퍼는 X축에 직교하는 평면 내에 배치되거나 배치되지 않을 수도 있음을 알 수 있다. 그러나, 상술한 비틀림 특성이 적용될 수 없는 것이 유리하다. 게다가, 장치는 X축에 대하여 반경방향 평면에 배치되지 않은 한 쌍의 피스톤 댐퍼와 X축에 직각인 평면에 배치된 한 쌍의 피스톤 댐퍼를 포함할 수 있다.
또한, X축에 대해 반경방향으로 뻗어 있지 않는 한 쌍의 2개의 피스톤 댐퍼의 Yi, Y'i 방향은 대략 평면(P)에 위치한 교차점(Ci)을 이점적으로 갖는 것을 알 수 있다.
더욱이, 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 구성들은 조합된다. 예를 들어, 상기 장치는 평면(P)에 대해 대칭적으로 배치된 한 쌍의 피스톤 댐퍼 및 평면(P)에 대해 비대칭인 한 쌍의 피스톤 댐퍼를 포함한다.
댐핑장치(16)를 케이블(8) 상에 배치하기 위해, 케이블(8)이 앵커 블록(12)에 삽입되어 고정되기 전에 케이스(20)가 튜브(14)에 고정된다.
그 다음, 케이블(8)은 (특히 튜브(14 및 17) 안으로) 삽입되어 앵커 블록(12)에 고정된다.
베이스는 연이어 필요한 위치에 케이블(8)을 파지하게 되고 피스톤 댐퍼(22)는 베이스(18)에 연결된다. 그런 후, 케이스는 튜브(14)로부터 해제되어 피스톤 댐퍼 상에 위치된다. 피스톤 댐퍼를 베이스 및 케이스에 부착하기 위해, 각각의 피스톤 댐퍼(22)의 연결요소(48) 및 연결모델(50) 중 하나는 베이스(18)의 부착장치(28)의 핀(32)에 연결되고, 다른 하나는의 케이스(20)의 부착요소(36)의 핀(40)에 결합된다. 피스톤 댐퍼(22)의 방향은 2개의 가능한 방향 중에서 선택된다. 이점적으로, 피스톤 댐퍼는 로드(46)의 자유 단부가 피스톤 댐퍼상의 높은 지점에 대응하도록 베이스(18) 및 케이스에 고정된다.
케이스(20)는 링(34)을 통해 튜브(14)에 고정되고, 제 2 튜브(17)가 케이스(20)에 추가된다.
다른 설치 방법에서, 장치(16)의 요소는 예를 들어 케이블이 삽입되어 고정되기 전에 서로 고정될 수 있다. 케이블은 베이스(18)에 삽입된 후 고정되고, 그 후에 베이스는 케이블을 따라 필요한 위치에서 케이블을 파지하게 된다. 그런 다음, 케이스(20)는 튜브(14)에 고정된다.
댐핑장치(16)가 작동중일 때, 케이블(8)은 진동을 받아서 케이블(8)이 움직이게 된다. 케이블(8)이 베이스(18)에 의해 파지되기 때문에, 이들 움직임은 베이스(18) 및 상기 베이스(18)에 연결되어 있는 피스톤 댐퍼(22)에 전달된다. 이들은 그 자체가 상판(4)에 고정된 케이스(20)에 고정되어 있기 때문에, 피스톤 댐퍼(22)로 전달된 운동으로 인해 실린더(42) 내에서 피스톤(44)이 변위하게 되고, 따라서 피스톤 댐퍼(22)에 의해 이들 진동의 에너지를 소산시킨다.
스위블 연결부가 피스톤 댐퍼를 베이스와 케이스에 연결하는 사실로 인해, 피스톤 댐퍼는 텐션 및 압축 상태와는 다른 작동을 하게 하는 경향이 있는 변위 및 회전을 수용한다.
본 발명에 따른 댐핑장치는 몇 가지 이점을 갖는다.
비반경방향 레이아웃의 피스톤 댐퍼 구성, 즉, 반경방향 평면의 길이방향 X축에 직각이 아닌 구성은 시스템을 더 컴팩트하게 한다. 튜브 케이스의 직경을 줄일 수 있다. 더욱이, 케이스의 구성은 앵커 존(10)에 포함될 수 있는 임의의 추가 보호의 설계 및 설치를 단순화한다.
게다가, 특히 평면(P)의 각 측면에 위치한 피스톤 댐퍼 쌍의 구성으로 인해 댐핑 및 안정성 성능을 감소시키지 않고도 이러한 결과를 얻는다.
더욱이, 피스톤 댐퍼가 강체 케이스(20)에 연결되어 서로 단단히 연결되어 있는 피스톤 댐퍼 쌍의 레이아웃은 X축에 대한 경사로 인해 피스톤의 댐핑 성능에 패러사이트(parasite)를 야기하는 효과가 늘어난 것을 보상하는 효과가 있다. 피스톤 댐퍼의 경사로 베이스에 길이방향 힘이 가해지며, 상기 힘은 특히 댐핑장치의 다양한 요소의 유격 및 유연성으로 인해 이들 패러사이트 효과를 증가시키는 경향이 있다. (가능하게는 한 쌍의 다른 피스톤 댐퍼에 대한 한 피스톤 댐퍼의 댐핑 거동의 선택과 함께) 평면(P)에 대한 피스톤 댐퍼의 구성은 이 현상을 균형있게 조정할 수 있고, 따라서 장치의 댐핑 성능을 개선하는데 기여한다. 이 효과는 피스톤 댐퍼를 케이스 및 베이스에 연결하는 데 있어 조절되는 특성, 다시 말하면 전혀 유격이 없는 특성으로 인해 또한 강화된다.
상기 설명은 교량에 본 발명을 적용하는 구성 내에서 비제한적으로 이루어졌다.
일반적으로, 어떤 유형의 건설공사(2)이 고려되는지에 관계없이, 건설공사는 앵커 블록 내부에 케이블(8)의 일단이 끼워진 앵커 블록(12)을 포함한다. 그런 후, 제 1 튜브와 같은 중간 요소에 의해 고정된 앵커 블록(12)에 대해 케이스(20)가 고정된다.

Claims (19)

  1. 케이블(8), 특히 사장 케이블의 진동을 감쇠시키기 위한 댐핑장치로서, 상기 댐핑장치(16)는:
    - 상기 케이블(8)을 수용하기 위해 적어도 길이방향 축(X)을 따라 뻗어 있는 통로 오리피스(24)를 포함하는 베이스(18);
    - 상기 베이스(18)에 연결되고 상기 길이방향 축(X)에 대해 90°가 아닌 각도(αi)로 경사진 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22); 및
    - 상기 피스톤 댐퍼(22)에 대해, 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축(X)에 대해 90°가 아닌 각도(α'i)로 경사진 상보적 피스톤 댐퍼를 포함하고,
    상기 피스톤 댐퍼 및 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 길이방향 축에 직교하는 평면(P)의 대향 측면 상에 위치하며, 상기 직교하는 평면은 길이방향 축(X)을 따라 위치된 상기 베이스의 중심(C)을 포함하는 댐핑장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스(18)에 연결되고 상기 길이방향 축(X)으로부터 90°와 다른 각도(αi)만큼 경사진 복수의 피스톤 댐퍼를 포함하고, 상기 댐핑장치는 각각의 피스톤 댐퍼(22)에 대해 상기 베이스에 연결되고 상기 길이방향 축(X)으로부터 90°와 다른 각도(α'i)만큼 경사진 상보적 피스톤 댐퍼를 포함하며, 상기 피스톤 댐퍼와 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 길이방향 축(X)에 수직이고 상기 중심(C)을 포함하는 상기 평면의 대향 면에 배치되는 댐핑장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼 및 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 평면(P)에 대해 서로 대칭으로 배치되지 않는 댐핑장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피스톤 댐퍼 및 상기 상보적 피스톤 댐퍼는 서로 대략 균형을 이루는 길이방향 X축을 따라 힘을 발생시키도록 구성되는 댐핑장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼와 상보적 피스톤 댐퍼는 상기 평면(P)에 대해 서로에 대해 대략 대칭으로 배치되는 댐핑장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 피스톤 댐퍼와 길이방향 축 사이의 각도(αi)는 상응하는 피스톤 댐퍼(22)와 길이방향 축(X)에 의해 공동으로 정의된 예각이고, 상기 각도(αi)는 80° 미만인 댐핑장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각도(αi)는 45°미만, 바람직하게는 30°인 댐핑기구.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스(18) 및 상기 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)가 내부에 배치되는 중앙 통로를 형성하는 튜브 케이스(20)를 더 포함하는 댐핑장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 튜브 케이스(20)는 강체인 댐핑장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 튜브 케이스는 대체로 원통형인 댐핑장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤 댐퍼 또는 각각의 피스톤 댐퍼는 베이스(18)에 대향하는 상기 피스톤 댐퍼의 일단을 통해 튜브 케이스에 연결되는 댐핑장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 스위블 연결부를 통해 튜브 케이스에 연결되는 댐핑장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 피스톤 댐퍼는 스위블 연결부를 통해 튜브 케이스에 연결되는 댐핑장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 피스톤 댐퍼에 대해, 상기 피스톤 댐퍼 및 상보적인 피스톤 댐퍼는 길이방향 축에 직교하는 평면 내에 대략 위치되는 댐핑장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    각각이 피스톤 댐퍼 및 관련 상보적 피스톤 댐퍼를 포함하는 복수의 피스톤 댐퍼(22) 쌍을 포함하고, 상기 피스톤 댐퍼 쌍은 길이방향 축 주위로 균일하게 이격된 위치에서 베이스(22)에 연결되는 댐핑장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    베이스는 상기 케이블을 수용 및 압축하도록 설계된 칼라(26)를 포함하고, 상기 칼라(26)는 상기 통로 오리피스(24)의 내부를 한정하는 댐핑장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 케이블(8) 및 댐핑장치(16)를 포함하고, 상기 케이블이 댐핑장치(16)의 베이스(18)의 통로 오리피스(24)에 끼워지는 교량과 같은 건설공사.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 건설공사는 케이블(8)의 일단이 상기 케이블(8)을 앵커링하도록 끼워지는 앵커 블록(12)을 포함하고, 상기 댐핑장치(16)는 내부에 베이스(18)와 적어도 하나의 피스톤 댐퍼(22)가 위치되는 중앙 통로를 형성하는 튜브 케이스(20)를 포함하며, 상기 피스톤 댐퍼(22) 또는 각 피스톤 댐퍼(22)는 베이스의 맞은편의 상기 피스톤 댐퍼의 일단에 의해 튜브 케이스(20)에 연결되고, 상기 튜브 케이스(20)는 상기 앵커 블록(12)에 대해 고정되는 건설공사.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 건설공사(2)는 교량인 건설공사.
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