JP2000001815A - Vibration-damping structure of bridge - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、風によるフラッタ
ー振動を抑制せしめる橋梁の制振構造に関し、特に、動
吸振器を備えた橋梁の制振構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bridge damping structure for suppressing flutter vibration caused by wind, and more particularly to a bridge damping structure provided with a dynamic vibration absorber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】吊り橋、斜張橋あるいは大スパンの連続
梁のような長径間の橋梁では、図１８に示すように、橋
梁が側方或いは斜方から強風を受けると、風の作用によ
ってハンガー３１を介してメインケーブル３２に吊り下
げられている補剛桁３０に破壊的振動（フラッター振
動）が生じる。このフラッター振動は、ある風速を越え
ると振動振幅が急激に大きくなる振動であり、特に、こ
こでは、補剛桁３０の上下振動と、補剛桁３０の捩じれ
振動との連成振動（連成フラッター）を意味する。この
連成フラッターは、支間長が長くなるほど、発生しやす
くなるため、中央支間長が２０００ｍを越えるような長
大橋の設計において特に問題となり、その連成フラッタ
ーに対する安全確保が最大課題となっている。即ち、支
間長が長くなるほど、低い風速で連成フラッターが発生
するため、連成フラッターが発生する風速（危険風速）
を上げることが最大の課題となる。従って、このような
課題を解決すべく、以下のような耐風安定性を確保する
手段が知られている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 18, when a long bridge such as a suspension bridge, a cable-stayed bridge or a long span continuous beam is used, when the bridge receives a strong wind from the side or the slope, the hanger is acted upon by the wind. Destructive vibration (flutter vibration) is generated in the stiffening girder 30 suspended from the main cable 32 via 31. The flutter vibration is a vibration in which the vibration amplitude suddenly increases when the wind speed exceeds a certain wind speed. In particular, here, the coupled vibration of the vertical vibration of the stiffening girder 30 and the torsional vibration of the stiffening girder 30 (coupling vibration) Flutter). This combined flutter is more likely to occur as the span length becomes longer. This is a particular problem in the design of a long bridge where the central span length exceeds 2000 m, and ensuring the safety of the combined flutter is the biggest issue. . That is, as the span length becomes longer, the combined flutter is generated at a low wind speed, so that the wind speed at which the combined flutter occurs (dangerous wind speed)
Is the biggest challenge. Therefore, in order to solve such a problem, means for securing the following wind resistance stability is known.
【０００３】従来では、補剛桁の断面剛性、特に捩じれ
定数に期待するものが多いため、補剛桁としてはトラス
形式が有利とされていた。しかし、このトラス形式は抗
力係数が大きく、風から受ける力も大きいのでこれに抵
抗するために鋼重も大きくなるという問題がある。それ
に対し、偏平な箱桁形式では、抗力係数が小さく、その
分鋼重を軽減することができるという利点を有し、空力
的には箱桁形式が有効であるとされている。[0003] Conventionally, since there are many expectations for the cross-sectional rigidity of a stiffening girder, especially for the torsional constant, a truss type has been considered to be advantageous as a stiffening girder. However, this truss type has a problem that the drag coefficient is large and the force received from the wind is large. On the other hand, the flat box girder type has an advantage that the drag coefficient is small and the steel weight can be reduced correspondingly, and the box girder type is said to be aerodynamically effective.
【０００４】しかし、長大吊橋の場合、偏平な箱桁を通
常のハンガーにより支持しただけでは、フラッターに対
して十分な安定性をもたせることが困難であるので、構
造を工夫することによる耐風対策として箱桁形式より、
桁高及び板厚を上げることによって耐風安定性を確保し
ようとする手段、更に、このフラッターに対応する手段
として、暴風時に箱桁の一部へ一時的に質量を付加する
手段（特開平９−１１１７１６）、ケーブルシステムの
改良による耐風安定性を確保する手段（特開平９−１３
７４０８、９−２７３１１３）、あるいは不安定化空気
力の低減化を計る等の手段として補剛桁中央部の鉛直ス
タビライザーや路面のグレーチング化が既に知られてい
る。However, in the case of a long-sized suspension bridge, it is difficult to provide sufficient stability against flutter simply by supporting a flat box girder with an ordinary hanger. From box girder format,
Means for securing wind resistance by increasing the girder height and plate thickness, and as means for responding to this flutter, means for temporarily adding mass to a part of a box girder during a storm (Japanese Patent Application Laid-Open No. 111716), means for securing wind resistance by improving the cable system (JP-A-9-13)
7408, 9-273113), or a vertical stabilizer at the center of the stiffening girder or a grating on the road surface is already known as a means for reducing the destabilizing aerodynamic force.
【０００５】一方、耐風安定化対策として制振装置を利
用したものには、動吸振器やアクティブフラップやジャ
イロモーメントを利用する装置がある。この動吸振器
は、橋梁に減衰を付加することに相等し、橋梁の曲げ振
動を抑える上下方向に振動する動吸振器が考えられてお
り、不安定化力の小さい渦振動等に対して既に適用例が
ある（例えば、土木学会第５０回年次学術講演会 奥多
摩大橋の振動実験Ｐ９２８・９２９）。また、アクティ
ブフラップを利用する装置は、橋桁の振動に合わせてフ
ラップ等の整流板をアクティブに振動させるものであ
り、橋梁に作用する不安定空気力を抑制するようになっ
ている。尚、アクティブフラップやジャイロモーメント
を利用する装置は、非常に高いフラッター抑制効果を有
することが計算及び実験により確認されている。On the other hand, as a countermeasure against wind stabilization, a device using a vibration damper, an active flap or a gyro moment is used. This dynamic vibration absorber is equivalent to adding damping to the bridge, and a dynamic vibration absorber that vibrates in the vertical direction to suppress the bending vibration of the bridge has been considered. There is an example of application (for example, the 50th Annual Scientific Meeting of the Japan Society of Civil Engineers Okutama Ohashi vibration experiment P928 / 929). Further, a device using an active flap vibrates a current plate such as a flap actively in accordance with vibration of a bridge girder, and suppresses unstable aerodynamic force acting on a bridge. It has been confirmed by calculations and experiments that an apparatus using an active flap or a gyro moment has a very high flutter suppressing effect.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
橋梁構造および形状の変更・工夫による手段は、補剛桁
の重量が大きくなったり、ケーブル、下部構造について
重量が増加するため、経済性の観点から検討の余地があ
り、実用性に欠けるという問題点がある。また、ケーブ
ルシステムの改善や自励空気力の低減化を計る鉛直スタ
ビライザーや路面の一部グレーチング化によって耐風安
定性を向上しようとする手段は、大きな改善策とはなり
得ず、連成フラッターに対する安全確保が十分でないと
いう問題点があった。尚、路面全体においてグレーチン
グの割合を増やすと耐風安定性能は飛躍的に向上する
が、車両の走行安定性に問題がある。However, the conventional bridge structure and the means by changing and devising the shape of the bridge require the weight of the stiffening girder and the weight of the cable and the lower structure to be increased. Therefore, there is room for examination, and there is a problem of lack of practicality. In addition, vertical stabilizers for improving the cable system and reduction of self-excited aerodynamic force, and means for improving the wind resistance by partially grating the road surface cannot be a major improvement measure. There was a problem that security was not sufficient. It should be noted that when the ratio of the grating is increased on the entire road surface, the wind resistance stability performance is remarkably improved, but there is a problem in the running stability of the vehicle.
【０００７】また、動吸振器は、主構造系に対して質量
比が大きい程制振効果は大きい（危険風速が十分に増加
する）ため、従来の動吸振器は、橋梁の重量に対して質
量比の大きい動吸振器を必要とするという問題点があ
る。連成フラッターは、フラッター振動の中でも特に不
安定化力が大きいためである。さらに、支間長が２００
０ｍを越える長大橋では、その連成フラッターの固有振
動数が約０．１Hz程度と、その振動数が相当低いため、
従来の上下方向に振動する動吸振器では、重力と撓みの
関係により長周期な振動に対して実現が困難であるとい
う問題点がある。例えば、動吸振器のばねを線形ばねと
仮定した場合、固有振動数を０．１Hzに同調するために
は、その静撓みは２５ｍにもなるためである。[0007] Also, since the dynamic damper has a larger damping effect (has a sufficiently increased dangerous wind speed) as the mass ratio to the main structural system is larger, the conventional dynamic damper has a mass ratio relative to the weight of the bridge. However, there is a problem that a dynamic vibration absorber having a large size is required. This is because coupled flutter has a particularly large destabilizing force among flutter vibrations. In addition, the span length is 200
On a long bridge exceeding 0 m, the natural frequency of the coupled flutter is about 0.1 Hz, which is quite low.
A conventional dynamic vibration absorber that vibrates in the vertical direction has a problem that it is difficult to realize long-period vibration due to the relationship between gravity and bending. For example, assuming that the spring of the dynamic vibration absorber is a linear spring, in order to tune the natural frequency to 0.1 Hz, the static deflection is as large as 25 m.
【０００８】また、ジャイロモーメントやアクティブフ
ラップを利用した方法は、電力を必要とするが、台風等
の暴風時に電力を安定供給するのは難しく、また、電力
が供給されたとしてもそのような悪環境時においては、
制振装置の駆動系や電気システムの安定動作に関する問
題点がある。A method using a gyro moment or an active flap requires electric power. However, it is difficult to stably supply electric power during a storm such as a typhoon. In the environment,
There is a problem with the stable operation of the drive system and the electric system of the vibration damping device.
【０００９】そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、フラッタ
ーに対する耐風安定性を確保する橋梁の制振構造を提供
することである。Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration damping structure for a bridge which secures wind stability against flutter.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
橋梁の風による振動の発現を抑制する制振構造であっ
て、上方に凹な湾曲軌道と、この軌道に沿って往復動す
る質量体と、前記質量体に作用する減衰手段とを有する
動吸振器を、前記橋梁の幅方向に前記湾曲軌道が延在す
るように配設したことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention,
A vibration damping structure for suppressing the occurrence of vibrations caused by wind of a bridge, comprising: a curved orbit that is concave upward, a mass body that reciprocates along the orbit, and damping means that acts on the mass body. The container is disposed so that the curved track extends in the width direction of the bridge.
【００１１】上方に凹な湾曲軌道には、図３に示すレー
ルや、図４に示す複数のローラが列設されて設けられた
湾曲軌道を形成するものや、図５に示す質量体の下面が
下に凸の湾曲軌道を形成するものが含まれる。また、質
量体に作用する減衰手段は、図３に示す質量体である台
車や、図４、図５のローラに設けられている。橋梁に
は、吊り橋、傾張橋、大スパンの連続梁のような長径間
の橋梁が含まれる。The curved track which is concave upward is formed by a rail shown in FIG. 3, a curved track formed by arranging a plurality of rollers shown in FIG. 4, and a lower surface of a mass body shown in FIG. Which form a downwardly curved trajectory. In addition, the damping means acting on the mass body is provided on a truck, which is the mass body shown in FIG. 3, and on the rollers shown in FIGS. Bridges include long span bridges such as suspension bridges, cable-stayed bridges, and long span continuous beams.
【００１２】これにより、湾曲軌道の曲率半径を大きく
することによって、動吸振器の固有振動数の長周期化を
容易に行うことができるため、長周期の風による振動
（フラッター振動）に動吸振器の振動数を同調すること
ができ、風による振動（フラッター振動）の発現を抑制
できる。また、橋梁の幅方向に湾曲軌道が延在し、質量
体がその軌道に沿って往復動するため、橋梁の捩じれ振
動方向に対して制振力を負荷することができる。さら
に、動吸振器の動作に電気を必要としないため、台風等
の悪環境時においても安定して風による振動（フラッタ
ー振動）の発現を抑制できる。[0012] Thus, by increasing the radius of curvature of the curved orbit, the natural frequency of the dynamic vibration absorber can be easily made longer, so that the vibration (flutter vibration) caused by the long-period wind is reduced. The frequency of the vessel can be tuned, and the occurrence of wind-induced vibration (flutter vibration) can be suppressed. In addition, since the curved track extends in the width direction of the bridge, and the mass body reciprocates along the track, a damping force can be applied in the torsional vibration direction of the bridge. Further, since the operation of the dynamic vibration absorber does not require electricity, it is possible to stably suppress the occurrence of vibration (flutter vibration) due to wind even in a bad environment such as a typhoon.
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、前記橋梁は補剛桁をメインケーブル
からつり下げるものであり、前記動吸振器は、前記補剛
桁の内部に配設されていること又は前記メインケーブル
の間に掛け渡されていることを特徴とする。これによ
り、補剛桁上の空間を一切必要としないため、車線を制
限する等の交通の障害になることが無く、その空間を通
常の橋梁と同様に限度一杯に有効に利用することができ
る。また、メインケーブルの間に掛け渡すと、動吸振器
による重量増加分はメインケーブルのみの負荷になるた
め、補剛桁を支持するハンガーや補剛桁に負担がかから
ない。さらに、橋梁の架設時など補剛桁がまだ不完全で
補剛桁に動吸振器を設置できない場合でも、橋梁はメイ
ンケーブルから架設されるため、架設時の耐風安定性を
高めることができる。尚、架設時は、補剛桁が完全につ
ながっていなかったり、舗装等がされていなく重量が軽
いため、振動が発生しやすいからである。According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the bridge suspends a stiffening girder from a main cable, and the dynamic vibration absorber includes a stiffening girder of the stiffening girder. It is characterized by being disposed inside or being bridged between the main cables. This eliminates the need for any space on the stiffening girder, so there is no obstacle to traffic, such as limiting lanes, and that space can be used to the fullest extent like a normal bridge. . Further, when the stiffener is bridged between the main cables, the weight increase due to the dynamic vibration absorber is applied only to the main cable, so that no load is applied to the hanger or the stiffener that supports the stiffening girder. Furthermore, even when a stiffening girder is still incomplete and a dynamic vibration absorber cannot be installed on the stiffening girder, such as when a bridge is erected, the bridge is erected from the main cable, so that wind resistance during erection can be improved. It is because vibration is likely to be generated when the stiffening girder is not connected completely or is not paved or the like and the weight is light during the erection.
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、前記橋梁は補剛桁をメインケーブル
からつり下げるものであり、前記動吸振器は前記補剛桁
より上方に配設されていることを特徴とする。これによ
り、質量体の回転中心から補剛桁の回転中心までの距離
を大きくできるため、実際の動吸振器の質量比よりも動
吸振器の性能を表す等価質量比を大きくできる。このた
め、橋梁の風による振動（フラッター振動）の発現を抑
制でき、耐風安定化特性を一層向上させることができ
る。また、質量体の質量を小さくしても、橋梁の風によ
る振動（フラッター振動）の発現を抑制できる。尚、請
求項２記載のメインケーブルの間に掛け渡した場合（図
９参照）は、捩じれ振動時において、図１８（ｂ）に示
すように、補剛桁とメインケーブルがほぼ同じように振
動するため、補剛桁よりも上方に設置しているにもかか
わらず、等価質量比が大きくなることはない。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the bridge suspends a stiffening girder from a main cable, and the dynamic vibration absorber is located above the stiffening girder. It is characterized by being arranged in. Thereby, the distance from the rotation center of the mass body to the rotation center of the stiffening girder can be increased, so that the equivalent mass ratio representing the performance of the dynamic vibration absorber can be larger than the actual mass ratio of the dynamic vibration absorber. Therefore, the occurrence of vibration (flutter vibration) due to the wind of the bridge can be suppressed, and the wind resistance stabilizing characteristics can be further improved. Further, even if the mass of the mass body is reduced, the occurrence of vibration (flutter vibration) due to the wind of the bridge can be suppressed. In the case where the main cable is bridged between the main cables (see FIG. 9), as shown in FIG. 18 (b), the stiffening girder and the main cable vibrate in substantially the same manner during torsional vibration. Therefore, the equivalent mass ratio does not increase despite being installed above the stiffening girder.
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記動吸
振器の固有振動数が、前記橋梁の曲げ固有振動数と捩じ
れ固有振動数との間に設定されていることを特徴とす
る。これにより、橋梁の上下振動と捩じれ振動との連成
振動（曲げ捩じれ連成フラッター）に対しても高い耐風
安定化特性を実現できる。尚、曲げ捩じれ連成フラッタ
ーは、無風時の曲げ（上下）の振動モードの一つと捩じ
れの振動モードの一つとが、風速の増加に伴いお互い連
成して振動するようになり、さらに風速が増加すること
により自励振動として発現するものである。従って、曲
げ捩じれ連成フラッターの振動数は、風速により大きく
影響され、無風時の前記曲げ固有振動数と捩じれ固有振
動数との間に位置するため、無風時の橋梁の前記固有振
動数に一致しない。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the natural frequency of the dynamic vibration absorber is substantially equal to the bending natural frequency of the bridge and the torsion. It is characterized by being set between the natural frequency. Thus, high wind stabilization characteristics can be realized even for combined vibration of bending and torsional vibration of a bridge (bending torsional coupled flutter). In addition, the bending torsion coupled flutter is such that one of the bending (up and down) vibration modes and one of the torsional vibration modes in a windless state are coupled with each other as the wind speed increases, and vibrate. By increasing, it appears as self-excited vibration. Therefore, the frequency of the bending torsion coupled flutter is greatly affected by the wind speed and is located between the bending natural frequency and the torsional natural frequency when there is no wind, so that it matches the natural frequency of the bridge when there is no wind. do not do.
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記動吸
振器の固有振動数が、前記橋梁の捩じれ固有振動数の付
近に設定されていることを特徴とする。これにより、橋
梁の捩じれ振動（捩じれフラッター）に対して高い耐風
安定化特性を実現できる。尚、橋梁の捩じれフラッター
の振動数（捩じれ方向のみの自励振動）は、無風時の橋
梁の捩じれ固有振動数に近く、連成フラッターのように
風速による変化は大きくない。According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the natural frequency of the dynamic vibration absorber is close to the torsional natural frequency of the bridge. Is set to. Thereby, high wind stabilization characteristics against torsional vibration (twist flutter) of the bridge can be realized. The frequency of the torsional flutter of the bridge (self-excited vibration only in the torsional direction) is close to the torsional natural frequency of the bridge when there is no wind, and the change due to the wind speed is not large unlike the combined flutter.
【００１７】請求項６記載の発明は、橋梁の風による振
動の発現を抑制する制振構造であって、上方に凹な湾曲
軌道と、この軌道に沿って往復動する質量体と、前記質
量体に作用する減衰手段とを有する動吸振器を、前記橋
梁の幅方向に沿って前記湾曲軌道が延在するように配設
し、前記動吸振器の固有振動を変化させる駆動手段と、
前記橋梁の振動数を検出する検出手段と、検出された振
動数に応じて駆動手段を制御する制御手段とを設けたこ
とを特徴とする。このように、検出手段により橋梁の振
動数を検出し、その振動数に応じて駆動手段により動吸
振器の固有振動数を所望の固有振動数に変化させること
によって、風速の変化や橋梁の動特性の変化にかかわら
ず、常に制振効果を発揮することができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a vibration damping structure for suppressing the occurrence of vibration of a bridge due to wind, wherein a curved orbit is concave upward, a mass body reciprocates along the orbit, and A dynamic vibration absorber having damping means acting on a body, a driving means for arranging the curved orbit so as to extend along a width direction of the bridge, and changing a natural vibration of the dynamic vibration absorber;
A detection means for detecting the vibration frequency of the bridge and a control means for controlling the driving means according to the detected vibration frequency are provided. In this way, by detecting the bridge frequency by the detecting means and changing the natural frequency of the dynamic vibration absorber to a desired natural frequency by the driving means according to the frequency, the change in wind speed and the dynamic Irrespective of a change in characteristics, a vibration damping effect can always be exerted.
【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明の構成に加えて、前記駆動手段は、前記湾曲軌道を前
記橋梁の長手方向に傾斜させることを特徴とする。この
ように、湾曲軌道を傾斜させることにより、簡単に動吸
振器の固有振動数を所望の固有振動数に変化させること
ができる。According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the driving means tilts the curved track in the longitudinal direction of the bridge. In this manner, by inclining the curved orbit, the natural frequency of the dynamic vibration absorber can be easily changed to a desired natural frequency.
【００１９】請求項８記載の発明は、請求項６記載の発
明の構成に加えて、前記検出手段は、前記橋梁の捩じれ
振動モードの振動数を検出するものであり、前記制御手
段は、検出された前記捩じれ振動モードの振動数に応じ
て前記駆動手段を制御するものであることを特徴とす
る。捩じれ振動モードは、橋梁の上下振動と捩じれ振動
との連成振動（曲げ捩じれ連成フラッター）と、橋梁の
捩じれ振動（捩じれフラッター）に含まれている。従っ
て、風速による変化が大きい曲げ捩じれ連成フラッター
に対して、風速の変化にかかわらず、動吸振器の固有振
動数を常に最適にすることができ、一方、風速による変
化が小さい捩じれフラッターに対しては、橋梁の動特性
の変化にかかわらず、動吸振器の固有振動数を常に最適
にすることができるので、いずれの場合にも常に制振効
果を発揮できる。According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the detecting means detects a frequency of the torsional vibration mode of the bridge, and the control means includes a detecting means. The driving means is controlled in accordance with the determined frequency of the torsional vibration mode. The torsional vibration mode is included in a combined vibration of vertical and torsional vibration of a bridge (bending torsional coupled flutter) and a torsional vibration of a bridge (torsional flutter). Therefore, the natural frequency of the dynamic vibration absorber can always be optimized regardless of the change in the wind speed, while the change in the wind speed can be minimized for the torsional flutter with a large change due to the wind speed. Therefore, the natural frequency of the dynamic vibration absorber can always be optimized irrespective of the change in the dynamic characteristics of the bridge, so that the vibration damping effect can be always exerted in any case.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。動吸振器２は、図１に示すように、
橋梁１の軸方向に複数個配置されており、図２に示すよ
うに、補剛桁４内部に配設されている。尚、補剛桁４
は、ハンガー６によりメインケーブル５に吊り下げられ
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The dynamic vibration absorber 2 is, as shown in FIG.
A plurality of bridges 1 are arranged in the axial direction, and as shown in FIG. In addition, stiffening girder 4
Is suspended from the main cable 5 by a hanger 6.
【００２１】上記の動吸振器２は、図３に示すように、
台車７が上方に凹のほぼ円弧状レール（湾曲軌道）８上
を走行する形式であり、橋梁構造物１が振動する際、台
車７がレール８上を走行することにより、橋梁構造物１
に制振力を付与するようになっている。このレール８
は、一般的な動吸振器のバネに相当するものであり、レ
ールの曲率半径の大きさにより動吸振器２の固有振動数
が調整される（図１３参照）。このレール８は、台車７
の振子運動の固有振動に対して、台車７の質量と橋梁構
造物１の質量との質量比に応じた適切な同調を行うよう
に形成されている。The above-mentioned dynamic vibration absorber 2 is, as shown in FIG.
The trolley 7 travels on a substantially arc-shaped rail (curved track) 8 that is concave upward, and when the bridge structure 1 vibrates, the trolley 7 travels on the rail 8, thereby causing the bridge structure 1 to move.
To provide vibration control. This rail 8
Is equivalent to a spring of a general dynamic vibration absorber, and the natural frequency of the dynamic vibration absorber 2 is adjusted by the magnitude of the radius of curvature of the rail (see FIG. 13). This rail 8 is a trolley 7
With respect to the natural vibration of the pendulum motion, an appropriate tuning is performed according to the mass ratio of the mass of the bogie 7 to the mass of the bridge structure 1.
【００２２】上記の台車７には、減衰器１０が設けられ
ており、質量体である台車７が湾曲軌道８上を走行する
ときにその質量体に減衰力が作用するようになってい
る。この減衰器１０は、台車７の車輪１１の回転軸に取
り付けられており、台車７の振子運動の固有振動に対し
て、台車７の質量と橋梁構造物１の質量との質量比に応
じた適切な同調を行うようになっている。尚、減衰器１
０の減衰係数は、動吸振器２の質量比と固有振動数比と
によって決定されるが、橋梁構造物１の連成フラッター
振動は風速に伴いその固有振動数が変化するため、最適
パラメータを算出することにより決定される（図１３参
照）。The bogie 7 is provided with an attenuator 10, and when the bogie 7 as a mass body travels on the curved track 8, a damping force acts on the mass body. The attenuator 10 is attached to the rotation axis of the wheel 11 of the bogie 7, and according to the natural vibration of the pendulum motion of the bogie 7, corresponds to the mass ratio of the mass of the bogie 7 to the mass of the bridge structure 1. The proper tuning is done. In addition, attenuator 1
Although the damping coefficient of 0 is determined by the mass ratio of the dynamic vibration absorber 2 and the natural frequency ratio, the coupled flutter vibration of the bridge structure 1 changes its natural frequency with the wind speed. It is determined by calculation (see FIG. 13).
【００２３】また、本実施形態に係る動吸振器２の異な
る形態を説明する。この動吸振器２は、図４（ａ）に示
すように、複数のローラー１６を円弧状に並べて湾曲軌
道８が形成されており、各ローラー１６は、図４（ｂ）
に示すように、ローラーガイド１５に回転可能に軸支さ
れている。この湾曲軌道８は、両側を支持部材９により
固定されており、湾曲軌道８上を質量体である台車７が
走行するようになっている。また、ローラー部１６に
は、減衰器が組み込まれており、動吸振器２に減衰力を
容易に付加するようになっている。Further, different forms of the dynamic vibration absorber 2 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 4A, the dynamic vibration absorber 2 has a curved orbit 8 formed by arranging a plurality of rollers 16 in an arc shape.
As shown in (1), it is rotatably supported by the roller guide 15. The curved track 8 is fixed on both sides by support members 9, and the bogie 7 as a mass body runs on the curved track 8. Further, a damper is incorporated in the roller portion 16 so that a damping force is easily applied to the dynamic vibration absorber 2.
【００２４】さらに、別の動吸振器２の形態を説明す
る。図５に示すように、この動吸振器２は、円弧状の底
面を有する質量体１９を２箇所に設けられた支持ローラ
ー１８で支持するように形成されている。この質量体１
９の円弧状底面が湾曲軌道を形成している。また、ロー
ラー部には、減衰器が組み込まれており、動吸振器２に
減衰力を容易に付加するようになっている。尚、この動
吸振器２は質量体１９の底面の形状を調整することによ
り固有振動数が調整される。Further, another embodiment of the dynamic vibration absorber 2 will be described. As shown in FIG. 5, the dynamic vibration absorber 2 is formed so that a mass body 19 having an arc-shaped bottom surface is supported by support rollers 18 provided at two places. This mass 1
Nine arc-shaped bottom surfaces form a curved trajectory. Further, an attenuator is incorporated in the roller portion, and a damping force is easily applied to the dynamic vibration absorber 2. The dynamic frequency of the dynamic vibration absorber 2 is adjusted by adjusting the shape of the bottom surface of the mass body 19.
【００２５】図３乃至図５に示す湾曲軌道型動吸振器２
は、図６に示すように、振り子型動吸振機２２と等価的
に等しい。この振り子型動吸振器２２は、補剛桁４上方
に設けられた中心軸にリンク２０を介して台車７が設け
られており、この台車７は、中心軸を台車７の回転軸と
して走行するようになっている。尚、リンク２０は、湾
曲軌道型のレール８に相当するものであり、リンク２０
の長さを調整することにより動吸振器２２の固有振動数
が調整される。The curved orbital type dynamic vibration absorber 2 shown in FIGS.
Is equivalently equivalent to the pendulum type dynamic vibration absorber 22 as shown in FIG. The pendulum type dynamic vibration absorber 22 is provided with a bogie 7 via a link 20 on a central axis provided above the stiffening girder 4, and the bogie 7 runs with the central axis as a rotation axis of the bogie 7. It has become. The link 20 corresponds to the curved track type rail 8, and the link 20
By adjusting the length, the natural frequency of the dynamic vibration absorber 22 is adjusted.
【００２６】尚、図３乃至図５に示す本動吸振器２は、
補剛桁４内部に配設される場合に限らず、補剛桁４の上
方に設けられていても良い。具体的には、図７に示すよ
うに、動吸振器２が、補剛桁４の上面から伸びる支柱１
２により支持される基盤１３上に設けられている場合
や、図８に示すように、動吸振器２が、補剛桁４の上面
に設けられた門型フレーム１４上に設けられている場合
や、図９に示すように、動吸振器２が、メインケーブル
５にまたがって配設される場合である。The main vibration absorber 2 shown in FIG. 3 to FIG.
The present invention is not limited to the case where it is disposed inside the stiffening girder 4, and may be provided above the stiffening girder 4. Specifically, as shown in FIG. 7, the dynamic vibration absorber 2 includes a support 1 extending from the upper surface of the stiffening girder 4.
8 or when the dynamic vibration absorber 2 is provided on a portal frame 14 provided on the upper surface of the stiffening girder 4 as shown in FIG. Alternatively, as shown in FIG. 9, the dynamic vibration absorber 2 is disposed over the main cable 5.
【００２７】尚、本実施形態に係る動吸振器２・２２
は、十分な質量を有すれば、一つでも効果があるが、動
吸振器２が橋梁１に与える荷重や空間上の制限から、図
１に示すように、橋梁１の長手方向に複数個に分散させ
て（質量を分散させて）、配置するのが好ましい。The dynamic vibration absorbers 2.22 according to the present embodiment
Is effective as long as it has a sufficient mass. However, due to the load imposed on the bridge 1 by the dynamic vibration absorber 2 and space limitations, as shown in FIG. It is preferable to disperse (disperse the mass) and arrange.
【００２８】次に、本実施形態に係る動吸振器２・２２
の動作を説明する。橋梁の振動に伴い動吸振器２３は、
レール８上を走行し、橋梁の振動に対して抑振力を付与
する。この抑振力は、台車７がレール８上を走行すると
きに台車７に働く力（主に遠心力の反力）であり、この
抑振力のうち、水平方向の力は、橋梁構造物１の捩じれ
振動の抑振に効果的であり、垂直方向の力は、橋梁構造
物１の上下振動（曲げ振動）の抑振に効果的である。即
ち、本動吸振器２による抑振力は、水平方向の抑振力と
垂直方向の抑振力を有するため、上下振動（曲げ振動）
と捩じれ振動の連成振動である曲げ捩じれ連成フラッタ
ーに効果的である。Next, the dynamic vibration absorber 2.22 according to the present embodiment
Will be described. With the vibration of the bridge, the dynamic vibration absorber 23
It travels on the rails 8 and applies a vibration suppressing force to the vibration of the bridge. This damping force is a force acting on the bogie 7 when the bogie 7 travels on the rail 8 (mainly a reaction force of centrifugal force). Among the damping forces, the horizontal force is the bridge structure. 1 is effective in suppressing torsional vibration, and the vertical force is effective in suppressing vertical vibration (bending vibration) of the bridge structure 1. That is, since the vibration damping force of the main vibration absorber 2 has a horizontal vibration damping force and a vertical vibration damping force, the vertical vibration (bending vibration) occurs.
It is effective for bending torsion coupled flutter which is a coupled vibration of torsional vibration.
【００２９】次に、本実施形態に係る振り子型動吸振器
２２の性能評価を説明する。動吸振器２・２２の性能
は、質量比（動吸振器の効率）で評価され、質量比が大
きければ、大きい程性能が良くなることが知られてい
る。即ち、質量比が大きいと、振動の抑制力となる動吸
振器の慣性力も大きくなるためである。本実施形態に係
る振り子型動吸振器２２の性能を表すための指標を等価
質量比と定義すれば、等価質量比と実際の質量比との関
係式は、式１１のようになる。Next, performance evaluation of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 according to the present embodiment will be described. The performance of the dynamic vibration absorbers 2 and 22 is evaluated by a mass ratio (efficiency of the dynamic vibration absorber), and it is known that the higher the mass ratio, the better the performance. That is, when the mass ratio is large, the inertia force of the dynamic vibration absorber, which is a vibration suppressing force, also increases. If an index for expressing the performance of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 according to the present embodiment is defined as an equivalent mass ratio, a relational expression between the equivalent mass ratio and the actual mass ratio is as shown in Expression 11.
【００３０】[0030]
【数１１】 [Equation 11]
【００３１】振り子式動吸振器２２は、回転運動方向に
作用する動吸振器であるため、式１１は、橋梁の捩じれ
成分のみを対象として、その捩じれ振動に対する本動吸
振器２２の効果を説明したものである。ここで、ｌ1 を
大きくすればする程、等価質量比が大きくなるため、本
実施形態に係る振り子型動吸振器２２の振動抑制効果が
顕著であることがわかる。Since the pendulum-type dynamic vibration absorber 22 is a dynamic vibration absorber acting in the direction of rotational movement, Equation 11 describes the effect of the main vibration absorber 22 on the torsional vibration of only the torsional component of the bridge. It was done. Here, as l 1 is increased, the equivalent mass ratio is increased, and thus it can be seen that the vibration suppressing effect of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 according to the present embodiment is significant.
【００３２】次に、式１１の関係が成立する過程を説明
する。まず、橋梁のフラッター振動は、一般に連成フラ
ッターと捩じれフラッターに分けて考えられる。連成フ
ラッター時の振動モードは、橋桁の断面で表すと、図１
５（ａ）に示す上下振動モードと、図１５（ｂ）に示す
捩じれ振動モードの連成したモードである。ここで、捩
じれ振動モードは、橋梁の断面が平行四辺形になるた
め、補剛桁３０に注目すれば、その補剛桁３０のほぼ中
央部に回転中心を持ち、メインケーブル３２とハンガー
３１とを付加質量と考えた回転の振動モードと言える。Next, a process in which the relationship of Expression 11 is established will be described. First, the flutter vibration of a bridge is generally considered to be divided into coupled flutter and torsional flutter. The vibration mode at the time of coupled flutter is represented by the cross section of the bridge girder as shown in FIG.
This is a coupled mode of the vertical vibration mode shown in FIG. 5A and the torsional vibration mode shown in FIG. Here, in the torsional vibration mode, since the cross section of the bridge is a parallelogram, if attention is paid to the stiffening girder 30, the stiffening girder 30 has a center of rotation substantially in the center, and the main cable 32 and the hanger 31 Can be said to be a vibration mode of rotation in which is considered as an additional mass.
【００３３】従って、振り子式動吸振器２２及び橋梁の
運動方程式は式１のように表すことができる。Accordingly, the equation of motion of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 and the bridge can be expressed as in the following equation (1).
【００３４】[0034]
【数１】 (Equation 1)
【００３５】ここで、解析モデルを図１０に示すが、各
パラメータは、以下の通りである。 ｍ1 ：補剛桁とケーブル（メインケーブルとハンガー）
の単位長さあたりの質量の和 Ｉ ：補剛桁とケーブル（メインケーブルとハンガー）
の単位長さあたりの回転質量の和 ｋ1 ：橋梁のフラッター時の回転モードの等価な剛性値 ｍ2 ：動吸振器の質量 ｃ2 ：動吸振器に付加する減衰係数 ｌ2 ：動吸振器の曲率半径 ｌ1 ：振子型動吸振器の回転中心と補剛桁回転中心との
距離 η ：ケーブル重量を含んだ補剛桁の上下振動変位 θ ：ケーブル重量を含んだ補剛桁の回転角 φ ：動吸振器の補剛桁に対する相対回転角 Ｍ ：橋梁に作用するモーメント外力Here, an analysis model is shown in FIG. 10, and each parameter is as follows. m 1 : Stiffening girder and cable (main cable and hanger)
Of mass per unit length of stiffener I: Stiffening girder and cable (main cable and hanger)
K 1 : Equivalent rigidity value of the rotation mode when the bridge is fluttering m 2 : Mass of the dynamic vibration absorber c 2 : Damping coefficient added to the dynamic vibration absorber l 2 : Dynamic vibration absorber L 1 : Distance between the rotation center of the pendulum type dynamic vibration absorber and the rotation center of the stiffening girder η: Vertical vibration displacement of the stiffening girder including the cable weight θ: Rotation angle of the stiffening girder including the cable weight φ: Relative rotation angle of the dynamic vibration absorber to the stiffening girder M: Moment external force acting on the bridge
【００３６】ここで、式１の右辺のＭ（橋梁に作用する
モーメント外力）は、式２に示すように、周期的外力と
する。Here, M (moment external force acting on the bridge) on the right side of Equation 1 is a periodic external force as shown in Equation 2.
【００３７】[0037]
【数２】 (Equation 2)
【００３８】また、無次元化を行うために、式１に記号
３を導入する。In order to reduce the dimension, a symbol 3 is introduced into the equation (1).
【００３９】[0039]
【数３】 (Equation 3)
【００４０】これにより、橋梁の回転角θは、式４のよ
うに表される。As a result, the rotation angle θ of the bridge is expressed by the following equation (4).
【００４１】[0041]
【数４】 (Equation 4)
【００４２】一方、図１１に示すように、一般的な動吸
振器では、主系の変位ｘ1 は、式５のように表される。On the other hand, as shown in FIG. 11, in a general dynamic vibration absorber, the displacement x 1 of the main system is expressed by Expression 5.
【００４３】[0043]
【数５】 (Equation 5)
【００４４】尚、各変数は、記号６で無次元化したもの
である。Each variable is dimensionlessized by the symbol 6.
【００４５】[0045]
【数６】 (Equation 6)
【００４６】次に、ｆ＝１、ｈ＝１とすると、式４に示
す振り子型動吸振器２２を備えた橋梁の回転角θは、式
７のように表される。Next, assuming that f = 1 and h = 1, the rotation angle θ of the bridge provided with the pendulum type dynamic vibration absorber 22 shown in Expression 4 is expressed by Expression 7.
【００４７】[0047]
【数７】 (Equation 7)
【００４８】また、式５の一般的な動吸振器の主系の変
位は、式８のように表される。In addition, the displacement of the main system of the general dynamic vibration absorber of Expression 5 is expressed by Expression 8.
【００４９】[0049]
【数８】 (Equation 8)
【００５０】ここで、一般的な動吸振器の効率は、伝達
関数の分母の実部で表すことができ、質量比μに相当す
る。また、本実施形態に係る振り子型動吸振器２２の効
率は、式７及び式８の比較から式９のように表され、等
価質量比μe を定義する。Here, the efficiency of a general dynamic vibration absorber can be represented by the real part of the denominator of the transfer function, and corresponds to the mass ratio μ. Further, the efficiency of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 according to the present embodiment is expressed as Expression 9 by comparing Expressions 7 and 8, and defines the equivalent mass ratio μ e .
【００５１】[0051]
【数９】 (Equation 9)
【００５２】次に、橋梁の慣性モーメントＩとして回転
半径ａとの関係を式１０で表す。Next, the relationship between the moment of inertia I of the bridge and the radius of gyration a is expressed by equation (10).
【００５３】[0053]
【数１０】 (Equation 10)
【００５４】等価質量比μe は、式９及び式１０から式
１１のように表される。The equivalent mass ratio μ e is expressed as in Equations 9 and 10 to Equation 11.
【００５５】[0055]
【数１１】 [Equation 11]
【００５６】尚、湾曲軌道型動吸振器２の円弧状湾曲軌
道８を補剛桁４内部に取り付けた場合には、式１１のｌ
1 が曲線軌道の曲率半径ｌ2 とほぼ等しくなる。これに
より、湾曲軌道型の動吸振器２においても、式１１が成
立することが言える。尚、この曲率半径ｌ2 は、フラッ
ター振動数に応じて決まる値であり、動吸振器の固有振
動数は、ほぼそのフラッター振動数に近い値になる。When the arcuate curved orbit 8 of the curved orbital type dynamic vibration absorber 2 is mounted inside the stiffening girder 4,
1 becomes approximately equal to the radius of curvature l 2 of the curved orbit. Thereby, it can be said that Expression 11 is satisfied also in the curved orbital type dynamic vibration absorber 2. The radius of curvature l 2 is a value determined according to the flutter frequency, and the natural frequency of the dynamic vibration absorber is a value substantially close to the flutter frequency.
【００５７】ここで、動吸振器２・２２の固有振動数ｆ
TMD と曲率半径ｌ2 との関係は式１２で表される。Here, the natural frequency f of the dynamic vibration absorbers 2.22
The relationship between the TMD and the radius of curvature l 2 is represented by Expression 12.
【００５８】[0058]
【数１２】 (Equation 12)
【００５９】この式１２より、フラッター振動数を０．
１Hzと仮定すると、ｌ2 は２５ｍとなり、０．０９Hzと
すると、３１ｍとなる。一方、橋梁の慣性モーメントを
表す橋梁の回転半径ａは、橋桁の幅を４０ｍとすると、
一般に１４から１８ｍ程度である。これらの値を式１１
にそれぞれ代入すると、等価質量比μe が実際の質量比
μよりも大きくなることがわかる。From the equation (12), the flutter frequency is set to 0.
Assuming 1 Hz, l 2 will be 25 m, and 0.09 Hz will be 31 m. On the other hand, the radius of gyration a of the bridge representing the moment of inertia of the bridge is as follows, assuming that the width of the bridge girder is 40 m.
Generally, it is about 14 to 18 m. These values are calculated by Equation 11
Respectively, it can be seen that the equivalent mass ratio μ e becomes larger than the actual mass ratio μ.
【００６０】以上より、回転系にとりつけた振り子型動
吸振器２２及び湾曲軌道型動吸振器２は、振り子の支点
距離ｌ1 及び曲率半径ｌ2 が長い程、等価質量比μe が
向上すると言える。また、橋梁の回転半径ａよりもｌ1
・ｌ2 の方が大きい場合には、実際の動吸振器の重量比
よりも、動吸振器２・２２の性能を示す等価質量比μ e
は、その２乗で大きくなると言える。From the above, the pendulum type motion attached to the rotating system
The vibration absorber 22 and the curved orbital type dynamic vibration absorber 2 are supported by a fulcrum of a pendulum.
Distance l1And radius of curvature lTwoIs longer, the equivalent mass ratio μeBut
It can be said that it will improve. In addition, the turning radius a of the bridge is l1
・ LTwoIs larger, the weight ratio of the actual dynamic vibration absorber
Than the equivalent mass ratio μ indicating the performance of the dynamic vibration absorbers 2 and 22 e
Can be said to increase with its square.
【００６１】また、図１２に示すように、湾曲軌道型動
吸振器２を補剛桁の上方ｌの位置に取り付けた場合、ｌ
1 は、式１３のように表せる。As shown in FIG. 12, when the curved orbital type dynamic vibration absorber 2 is mounted at a position l above the stiffening girder,
1 can be expressed as in Expression 13.
【００６２】[0062]
【数１３】 (Equation 13)
【００６３】これにより、動吸振器２を補剛桁４から高
い位置に取り付ける程、ｌ1 の値は大きくなるため、動
吸振器２の等価質量比μe は増加し、耐風安定化性能は
向上する。As a result, as the dynamic vibration absorber 2 is mounted at a position higher than the stiffening girder 4, the value of l 1 increases, so that the equivalent mass ratio μ e of the dynamic vibration absorber 2 increases, and the wind resistance stabilizing performance is improved. improves.
【００６４】尚、本モデルでは、簡単化のため、連成フ
ラッターの回転成分のみを対象として、その回転振動に
対する動吸振器２・２２の効果を示したが、捩じれフラ
ッターに対する効果も連成フラッターの場合と同様であ
る。捩じれフラッターは、捩じれ振動のみ発生し、連成
フラッターと同時に発生しないためである。In this model, for the sake of simplicity, the effect of the dynamic vibration absorbers 2 and 22 on the rotational vibration was shown only for the rotational component of the coupled flutter, but the effect on the torsional flutter was also reduced. Is the same as This is because torsional flutter generates only torsional vibration and does not occur simultaneously with combined flutter.
【００６５】次に、振り子型動吸振器２２の連成フラッ
ターに対する耐風安定化効果を説明する。図１３に示す
ように、橋梁を断面の２次元でモデル化すると、解析モ
デルは、動吸振器を含めた３自由度系の運動方程式１４
により表される。Next, the effect of the pendulum type dynamic vibration absorber 22 on stabilizing wind resistance against combined flutter will be described. As shown in FIG. 13, when the bridge is modeled in a two-dimensional cross section, the analytical model is a three-degree-of-freedom system of motion equation 14 including a dynamic vibration absorber.
Is represented by
【００６６】[0066]
【数１４】 [Equation 14]
【００６７】 ｍ1 ：補剛桁とケーブル（メインケーブルとハンガー）
の単位長さあたりの質量の和 Ｉ ：補剛桁とケーブル（メインケーブルとハンガー）
の単位長さあたりの回転質量の和 ｋ1 ：橋梁の上下振動モード、回転モードの等価な剛性
値 ｋη：橋梁の上下振動モード、回転モードの等価な剛性
値 ｍ2 ：単位長さあたりの動吸振器の質量 ｃη：橋梁の上下振動モード、回転モードの等価な減衰
係数 ｃ2 ：橋梁の上下振動モード、回転モードの等価な減衰
係数 ｌ2 ：動吸振器の曲率半径 ｌ1 ：振子型動吸振器の回転中心と補剛桁回転中心との
距離 η ：ケーブル重量を含んだ補剛桁の上下振動変位 θ ：ケーブル重量を含んだ補剛桁の回転角 φ ：動吸振器の補剛桁に対する相対回転角 Ｍ ：橋梁に作用するモーメント外力 Ｌ ：自励空気力の揚力（上下方向の力） Ｍ ：自励空気力の空力モーメント力（回転成分の力）M 1 : stiffening girder and cable (main cable and hanger)
Of mass per unit length of stiffener I: Stiffening girder and cable (main cable and hanger)
K 1 : equivalent stiffness value of vertical vibration mode and rotation mode of bridge kη: equivalent stiffness value of vertical vibration mode and rotation mode of bridge m 2 : dynamic per unit length Mass of vibration absorber cη: Equivalent damping coefficient of vertical vibration mode and rotation mode of bridge c 2 : Equivalent damping coefficient of vertical vibration mode and rotation mode of bridge l 2 : Radius of curvature of dynamic vibration absorber l 1 : Pendulum type motion Distance between the center of rotation of the vibration absorber and the center of rotation of the stiffening girder η: Vertical vibration displacement of the stiffening girder including the cable weight θ: Rotation angle of the stiffening girder including the cable weight φ: Stiffening girder of the dynamic vibration absorber Relative rotation angle with respect to M: Moment external force acting on the bridge L: Lift of self-excited aerodynamic force (vertical force) M: Aerodynamic moment force of self-excited aerodynamic force (force of rotational component)
【００６８】想定橋梁の諸元は、中央径間長２５００
ｍ、側径間長１０００ｍの長大吊橋で、橋桁幅３８．５
ｍ、単位長あたりの吊り構造部とケーブルとを合わせた
単位長さあたりの重量及び極慣性モーメントをそれぞれ
４６．７tf/m、１２１２０．０tfｍ2/m とした。また、
曲げ及び捩じれの固有振動数は、それぞれ０．０６４９
Hz、０．１４９Hz、減衰は曲げ、捩じれともに対数減衰
率でδ＝０．０２とした。The specifications of the assumed bridge are as follows:
m, a long suspension bridge with a span of 1000 m, with a bridge girder width of 38.5
m, the weight per unit length of the suspension structure and the cable per unit length and the polar moment of inertia were 46.7 tf / m and 12120.0 tfm 2 / m, respectively. Also,
The natural frequencies of bending and torsion are each 0.0649
Hz and 0.149 Hz, and the attenuation was logarithmic attenuation rate δ = 0.02 for both bending and twisting.
【００６９】また、重量ｍ2 の動吸振器を補剛桁内部の
位置ｌに取り付けた場合タイプ１と、重量ｍ2 の動吸振
器を補剛桁上方３５ｍの位置ｌに取り付けた場合タイプ
２について解析を行った。 タイプ１：ｍ2 ＝２３３５kg（μ＝５％）ｌ＝０ｍ タイプ２：ｍ2 ＝４６７kg（μ＝１％）ｌ＝３５ｍ[0069] The weight m the type 1 when attached to the 2 of the dynamic vibration reducer to HoTsuyoshiketa internal position l, type when fitted with a dynamic vibration absorber weight m 2 at the position l of HoTsuyoshiketa above 35m 2 Was analyzed. Type 1: m 2 = 2335 kg (μ = 5%) l = 0 m Type 2: m 2 = 467 kg (μ = 1%) l = 35 m
【００７０】これらの解析結果における動吸振器のパラ
メータと連成フラッターの発生風速（危険風速）との関
係は、図１４に示すように、動吸振器の減衰比ζと動吸
振器の固有振動数ｆとにより表される。これにより、本
解析結果における動吸振器のパラメータは、危険風速が
８４m/s の地点で最適値となる。As shown in FIG. 14, the relationship between the parameters of the dynamic vibration absorber and the wind speed (dangerous wind speed) of the coupled flutter in these analysis results is shown in FIG. 14, where the damping ratio 動 of the dynamic vibration absorber and the natural vibration of the dynamic vibration absorber are shown. And represented by the number f. As a result, the parameters of the dynamic vibration absorber in this analysis result become optimal values at the point where the dangerous wind speed is 84 m / s.
【００７１】これにより、各動吸振器２２の連成フラッ
ターの危険風速及び各種パラメータは、表１に示すよう
になる。Thus, the dangerous wind speed and various parameters of the combined flutter of each dynamic vibration absorber 22 are as shown in Table 1.
【００７２】[0072]
【表１】 [Table 1]
【００７３】表１より、タイプ１及びタイプ２のいずれ
の動吸振器も設置しない場合の危険風速は、６５m/s で
あるが、タイプ１の動吸振器やタイプ２の動吸振器を設
置した場合には、危険風速が８４m/s まで増加する。即
ち、本実施形態に係る動吸振器を設置することにより、
風速が８４m/s 以上になるまで連成フラッターが発生し
ないため、橋梁構造物の安全性を高めることができる。
また、質量比５％の動吸振器２２（タイプ１）を設置す
ることにより、連成フラッターの危険風速が約３０％増
加することがわかる。また、本動吸振器２２を補剛桁か
ら上方３５ｍの位置に取り付けることにより、質量比１
％の動吸振器２２（タイプ２）で、補剛桁内に設置され
た５％質量比の動吸振器２２と略等しい効果が得られる
ことがわかる。According to Table 1, the dangerous wind velocity when neither the type 1 nor the type 2 dynamic vibration absorber is installed is 65 m / s, but the type 1 dynamic absorber and the type 2 dynamic vibration absorber are installed. In that case, the critical wind speed increases to 84m / s. That is, by installing the dynamic vibration absorber according to the present embodiment,
Since the combined flutter does not occur until the wind speed exceeds 84 m / s, the safety of the bridge structure can be improved.
Also, it can be seen that the dangerous wind speed of the combined flutter is increased by about 30% by installing the dynamic vibration absorber 22 (type 1) having a mass ratio of 5%. Further, by mounting the main vibration absorber 22 at a position 35 m above the stiffening girder, the mass ratio 1
It can be seen that an effect equivalent to that of the dynamic vibration absorber 22 of 5% mass ratio installed in the stiffening girder can be obtained by the dynamic vibration absorber 22 (type 2) of the%.
【００７４】次に、本実施形態の変形例を説明する。図
１５及び図１６（ｂ）に示すように、動吸振器２３は、
図２に示す動吸振器２のレール８を傾斜できるようにし
たものであり、台車７やレール８等の図２と共通する部
分に関しては、説明を省略する。図２に示す動吸振器２
と図１５に示す動吸振器２３の異なる点は、図１５の動
吸振器２３には、レール８の傾斜角度を調整できる傾斜
角調整装置２４〜２６が設けられている点である。この
傾斜角調整装置２４〜２６は、検出手段を構成する捩じ
れ振動検出器２６、周波数分析器２５と、制御手段を構
成する動吸振器の固有振動数制御装置２４と、駆動手段
を構成する油圧シリンダ２７（図１６（ｂ）参照）とを
有しており、橋梁の捩じれ振動数に基づいてレール８を
傾斜させることにより動吸振器の固有振動数を所望の固
有振動数に変更するようになっている。Next, a modification of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 15 and 16B, the dynamic vibration absorber 23
The rails 8 of the dynamic vibration absorber 2 shown in FIG. 2 can be tilted, and the description of the parts common to FIG. 2 such as the bogie 7 and the rails 8 is omitted. Dynamic vibration absorber 2 shown in FIG.
15 differs from the dynamic vibration absorber 23 shown in FIG. 15 in that the dynamic vibration absorber 23 shown in FIG. 15 is provided with inclination angle adjusting devices 24 to 26 that can adjust the inclination angle of the rail 8. The tilt angle adjusting devices 24 to 26 include a torsional vibration detector 26 and a frequency analyzer 25 that constitute a detecting unit, a natural frequency control device 24 of a dynamic vibration absorber that constitutes a control unit, and a hydraulic pressure that constitutes a driving unit. And a cylinder 27 (see FIG. 16 (b)). By inclining the rail 8 based on the torsional frequency of the bridge, the natural frequency of the dynamic vibration absorber is changed to a desired natural frequency. Has become.
【００７５】捩じれ振動検出器２６は、周波数分析器２
５に接続されており、橋梁の振動波形を検出し、検出し
た振動波形を周波数分析器２５に出力するようになって
いる。この捩じれ振動検出器２６は、補剛桁４の内部の
上面中央に設けられている。周波数分析器２５は、動吸
振器の固有振動数制御装置２４と接続されており、橋梁
の振動波形から橋梁の捩じれ振動モードの振動数（周波
数）を算出し、その周波数を固有振動数制御装置２４に
出力するようになっている。固有振動数制御装置２４
は、この周波数に基づいて、動吸振器２３の最適な固有
振動数を算出し、動吸振器２３が最適な状態になるよう
に、図１６（ｂ）に示すように、レール支持板２９を支
持する油圧シリンダ２７の昇降を制御するようになって
いる。The torsional vibration detector 26 is the frequency analyzer 2
5 for detecting the vibration waveform of the bridge and outputting the detected vibration waveform to the frequency analyzer 25. The torsional vibration detector 26 is provided at the center of the upper surface inside the stiffening girder 4. The frequency analyzer 25 is connected to the natural frequency controller 24 of the dynamic vibration absorber, calculates the frequency (frequency) of the torsional vibration mode of the bridge from the vibration waveform of the bridge, and converts the frequency to the natural frequency controller. 24. Natural frequency control device 24
Calculates the optimum natural frequency of the dynamic vibration absorber 23 based on this frequency, and moves the rail support plate 29 as shown in FIG. 16B so that the dynamic vibration absorber 23 is in the optimum state. The lifting and lowering of the hydraulic cylinder 27 to be supported is controlled.
【００７６】油圧シリンダ２７ａ、２７ｂは、それぞれ
シリンダロッド２８ａ、２８ｂを備えており、シリンダ
ロッド２８ｂを昇降させることにより、レール支持板２
９を橋梁の長手方向に水平面に対して傾斜角度αで傾斜
させるようになっている。このレール支持板２９上に
は、レール８が敷設されている。The hydraulic cylinders 27a and 27b are provided with cylinder rods 28a and 28b, respectively.
9 is inclined at an inclination angle α with respect to a horizontal plane in the longitudinal direction of the bridge. The rail 8 is laid on the rail support plate 29.
【００７７】固有振動数制御装置２４には、橋梁の捩じ
れ振動モードの振動数（周波数）に応じた動吸振器２３
の固有振動数を実現できる傾斜角度αがテーブルデータ
として格納されており、この傾斜角度αに基づいて油圧
シリンダ２７を制御するようになっている。この動吸振
器の固有振動数は、橋梁の捩じれ振動モードの振動数
（周波数）と等しくなるときに、動吸振器の制振効果が
最大となるので、動吸振器の固有振動数が橋梁の捩じれ
振動モードの振動数と等しくなるように傾斜角度αを決
定する。また、データテーブルは、実験や数値解析によ
り橋梁の各振動数に応じて、動吸振器の制振効果が最大
となるように、予め算出された傾斜角度αをデータ群と
してまとめたものである。尚、傾斜角度αは、レール８
を傾斜角度αで傾けると、橋梁の振動数に応じて所望の
動吸振器の固有振動数を実現できるように、予め実験や
数値解析により求められた角度である。The natural frequency controller 24 includes a dynamic vibration absorber 23 corresponding to the frequency (frequency) of the torsional vibration mode of the bridge.
Is stored as table data, and the hydraulic cylinder 27 is controlled based on the inclination angle α. When the natural frequency of the dynamic vibration absorber becomes equal to the frequency (frequency) of the torsional vibration mode of the bridge, the vibration damping effect of the dynamic vibration absorber becomes maximum. The inclination angle α is determined so as to be equal to the frequency of the torsional vibration mode. In addition, the data table is obtained by gathering a previously calculated inclination angle α as a data group so that the vibration damping effect of the dynamic vibration absorber is maximized according to each frequency of the bridge through experiments and numerical analysis. . In addition, the inclination angle α is the rail 8
Is an angle previously determined by experiment or numerical analysis so that a desired natural frequency of the dynamic vibration absorber can be realized in accordance with the frequency of the bridge when the angle is tilted at the tilt angle α.
【００７８】以上より、固有振動数制御装置２４は、周
波数分析器２５から捩じれ振動モードの振動数（周波
数）を取り込むと、テーブルデータからその周波数に対
応する傾斜角度αを選択し、油圧シリンダ２７のシリン
ダロッド２８ｂを上昇させて傾斜角度α分だけ傾斜させ
るようになっている。As described above, when the natural frequency controller 24 receives the frequency (frequency) of the torsional vibration mode from the frequency analyzer 25, the natural frequency controller 24 selects the inclination angle α corresponding to the frequency from the table data, and The cylinder rod 28b is raised to be inclined by the inclination angle α.
【００７９】次に、本実施形態に係る動吸振器２３の動
作を説明する。捩じれ振動検出器２６が橋梁の振動波形
を検出し、その振動波形を周波数分析器２５に出力す
る。周波数分析器２５は、振動波形から捩じれ振動モー
ドの振動数（周波数）を算出し、固有振動数制御装置２
４にその振動数（周波数）を出力する。固有振動数制御
装置２４は、動吸振器２３の固有振動数が最適となるよ
うに、データテーブルから橋梁の捩じれ振動モードの振
動数（周波数）に対応した傾斜角度αを算出する。そし
て、固有振動数制御装置２４は、レール８が橋梁の長手
方向に水平面に対して傾斜角度αで傾斜するように、油
圧シリンダ２７ｂのシリンダロッド２８ｂを上昇又は下
降させる。シリンダロッド２８ｂが上昇又は下降し、レ
ール８が台車７の運動方向に直角な面内で傾斜角度αだ
け傾斜すると、動吸振器２３の固有振動数が橋梁の振動
数（周波数）に対応した最適な固有振動数に変更され
る。このように、橋梁の振動数（周波数）の変化に応じ
て動吸振器の固有振動数を制御することにより、動吸振
器２３は、常に最大の抑振効果を発揮できる。Next, the operation of the dynamic vibration absorber 23 according to this embodiment will be described. The torsional vibration detector 26 detects the vibration waveform of the bridge and outputs the vibration waveform to the frequency analyzer 25. The frequency analyzer 25 calculates the frequency (frequency) of the torsional vibration mode from the vibration waveform, and calculates the natural frequency control device 2
4 outputs the frequency (frequency). The natural frequency control device 24 calculates the inclination angle α corresponding to the frequency (frequency) of the torsional vibration mode of the bridge from the data table so that the natural frequency of the dynamic vibration absorber 23 is optimized. Then, the natural frequency control device 24 raises or lowers the cylinder rod 28b of the hydraulic cylinder 27b so that the rail 8 is inclined at an inclination angle α with respect to the horizontal plane in the longitudinal direction of the bridge. When the cylinder rod 28b is raised or lowered and the rail 8 is tilted by the tilt angle α in a plane perpendicular to the direction of movement of the bogie 7, the natural frequency of the dynamic vibration absorber 23 is optimized according to the frequency (frequency) of the bridge. The natural frequency. As described above, by controlling the natural frequency of the dynamic vibration absorber in accordance with the change in the frequency (frequency) of the bridge, the dynamic vibration absorber 23 can always exert the maximum damping effect.
【００８０】次に、本実施形態に係る動吸振器２３の原
理を図１７に基づいて説明する。図１７（ａ）は、振動
状態を示し、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）を側面視し
たものである。レール８を傾斜角度αで傾けたときの動
吸振器の固有振動数ｆは、数１５で表せる。Next, the principle of the dynamic vibration absorber 23 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 (a) shows a vibration state, and FIG. 14 (b) is a side view of FIG. 14 (a). The natural frequency f of the dynamic vibration absorber when the rail 8 is inclined at the inclination angle α can be expressed by Expression 15.
【００８１】[0081]
【数１５】 (Equation 15)
【００８２】数１５で示すように、傾斜角度αの値に応
じて動吸振器２３の固有振動数ｆを変化させることがで
きる。数１２と対比すれば、傾斜角度αにより固有振動
数ｆが変化するのがわかる。尚、ｇは重力加速度、Ｌ
は、図１６（ａ）に示すように、レール８の曲率半径を
示す。これにより、風速の増加に伴い長大吊り橋のフラ
ッター振動数が変化しても、風速の増加に伴うフラッタ
ー振動数の変化に応じてレール８の傾斜角度αを制御す
ることにより、動吸振器の固有振動数ｆを最適化するこ
とができるため、常に動吸振器２３の抑振効果を最大に
することができる。As shown in Expression 15, the natural frequency f of the dynamic vibration absorber 23 can be changed according to the value of the inclination angle α. In comparison with Equation 12, it can be seen that the natural frequency f changes depending on the inclination angle α. G is the gravitational acceleration, L
Indicates the radius of curvature of the rail 8 as shown in FIG. As a result, even if the flutter frequency of the long suspension bridge changes with an increase in the wind speed, the inclination angle α of the rail 8 is controlled according to the change in the flutter frequency with the increase in the wind speed, so that the characteristic of the dynamic vibration absorber is improved. Since the frequency f can be optimized, the damping effect of the dynamic vibration absorber 23 can always be maximized.
【００８３】尚、捩じれ振動検出器２６には、例えば傾
斜角度計を用いることができるが、振動のねじれ成分を
検出できるものであれば、傾斜角度計に限定するもので
はない。また、固有振動制御装置２４は、油圧シリンダ
２７ｂのシリンダロッド２８ｂを昇降させることによ
り、レール支持板２９を傾斜させているが、これに限る
ものではなく、シリンダロッド２８ａを昇降させる場合
や、シリンダロッド２８ａ、２８ｂ共に昇降させること
によりレール支持板２９を傾斜させてもよい。The torsional vibration detector 26 can be, for example, an inclinometer, but is not limited to an inclinometer as long as it can detect the torsional component of vibration. The natural vibration control device 24 tilts the rail support plate 29 by raising and lowering the cylinder rod 28b of the hydraulic cylinder 27b. However, the present invention is not limited to this. The rail support plate 29 may be inclined by raising and lowering both the rods 28a and 28b.
【００８４】また、駆動手段を構成する油圧シリンダ２
７ａ、２７ｂは、レール支持板２９を橋梁の長手方向に
傾斜させるのではなく、レール８の曲率半径が変化する
ように設けられていてもよい。従って、この場合、レー
ル８は、水平面に対して傾斜せず、曲率半径が変化す
る。The hydraulic cylinder 2 constituting the driving means
The rails 7a and 27b may be provided so that the radius of curvature of the rail 8 changes instead of inclining the rail support plate 29 in the longitudinal direction of the bridge. Therefore, in this case, the rail 8 does not tilt with respect to the horizontal plane, and the radius of curvature changes.
【００８５】動吸振器２３は、図２に示す動吸振器２に
傾斜角調整装置２４〜２６を設けたものであるが、これ
に限られず、図４、図５に示す動吸振器に設けても良
い。また、動吸振器２３は、図２に示すように、補剛桁
４の内部に配設した場合に限られず、図７〜図９に示す
ように、補剛桁４の上方に配設されてもよい。The dynamic vibration absorber 23 is obtained by providing the dynamic vibration absorber 2 shown in FIG. 2 with the inclination angle adjusting devices 24 to 26, but is not limited to this. The dynamic vibration absorber 23 is provided in the dynamic vibration absorber shown in FIGS. May be. Further, the dynamic vibration absorber 23 is not limited to the case where it is disposed inside the stiffening girder 4 as shown in FIG. 2, and is disposed above the stiffening girder 4 as shown in FIGS. 7 to 9. You may.
【００８６】[0086]
【発明の効果】請求項１記載の発明は、湾曲軌道の曲率
半径を大きくすることによって、動吸振器の固有振動数
の長周期化を容易に行うことができるため、長周期の風
による振動（フラッター振動）に動吸振器の振動数を同
調することができ、風による振動（フラッター振動）の
発現を抑制できるという効果を奏する。また、橋梁の幅
方向に湾曲軌道が延在し、質量体がその軌道に沿って往
復動するため、橋梁のねじれ振動方向に対して制振力を
負荷できるという効果を奏する。さらに、動吸振器の動
作に電気を必要としないため、台風等の悪環境時におい
ても安定して風による振動（フラッター振動）の発現を
抑制できるという効果を奏する。According to the first aspect of the present invention, it is possible to easily increase the natural frequency of the dynamic vibration absorber by increasing the radius of curvature of the curved trajectory. The frequency of the dynamic vibration absorber can be tuned to (flutter vibration), and the effect of suppressing the occurrence of wind-induced vibration (flutter vibration) can be suppressed. In addition, since the curved track extends in the width direction of the bridge, and the mass body reciprocates along the track, it is possible to apply a damping force in the torsional vibration direction of the bridge. Furthermore, since electricity is not required for the operation of the dynamic vibration absorber, there is an effect that even in a bad environment such as a typhoon, the occurrence of vibration (flutter vibration) due to wind can be suppressed stably.
【００８７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、補剛桁上の空間を一切必要としない
ため、車線を制限する等の交通の障害になることが無
く、その空間を通常の橋梁と同様に限度一杯に有効に利
用できるという効果を奏する。また、メインケーブルの
間に掛け渡した場合、動吸振器による重量増加分はメイ
ンケーブルのみの負荷になるため、補剛桁を支持するハ
ンガーや補剛桁に負担がかからない。さらに、橋梁の架
設時など補剛桁がまだ不完全で補剛桁に動吸振器を設置
できない場合でも、橋梁はメインケーブルから架設され
るため、架設時の耐風安定性を高めることができるとい
う効果を奏する。According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, since no space is required on the stiffening girder, there is no obstacle to traffic such as restriction of lanes. The effect is that the space can be effectively used as much as possible like a normal bridge. Further, when the stiffener is bridged between the main cables, the weight increase due to the dynamic vibration absorber is applied only to the main cable, so that the hanger or the stiffener supporting the stiffening girder is not burdened. Furthermore, even when the stiffening girder is still incomplete and a dynamic vibration absorber cannot be installed on the stiffening girder, such as when installing a bridge, the bridge is installed from the main cable, so that wind resistance during installation can be improved. It works.
【００８８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、質量体の回転中心から補剛桁の回転
中心までの距離を大きくできるため、実際の動吸振器の
質量比よりも動吸振器の性能を表す等価質量比を大きく
できる。このため、橋梁の風による振動（フラッター振
動）の発現を抑制でき、耐風安定化特性を一層向上でき
るという効果を奏する。また、質量体の質量を小さくし
ても、橋梁の風による振動（フラッター振動）の発現を
抑制できるという効果を奏する。According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the distance from the center of rotation of the mass body to the center of rotation of the stiffening girder can be increased. The equivalent mass ratio representing the performance of the dynamic vibration absorber can be made larger than the ratio. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of vibration (flutter vibration) due to the wind of the bridge, and it is possible to further improve the wind resistance stabilization characteristics. Further, even if the mass of the mass body is reduced, the effect of suppressing the occurrence of vibration (flutter vibration) due to the wind of the bridge can be achieved.
【００８９】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、橋梁の上
下振動と捩じれ振動との連成振動（曲げ捩じれ連成フラ
ッター）に対しても高い耐風安定化特性を実現できると
いう効果を奏する。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to third aspects, coupled vibration of vertical and torsional vibration of a bridge (bending torsional coupled flutter) is provided. This has the effect of achieving high wind resistance stabilization characteristics.
【００９０】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、橋梁の捩
じれ振動（捩じれフラッター）に対して高い耐風安定化
特性を実現できるという効果を奏する。According to the fifth aspect of the invention, in addition to the effects of the first to third aspects, a high wind stabilization characteristic against torsional vibration (twist flutter) of the bridge can be realized. This has the effect.
【００９１】請求項６乃至請求項８記載の発明は、風速
の変化や橋梁の動特性の変化にかかわらず、常に制振効
果を発揮できるという効果を奏する。The invention according to claims 6 to 8 has an effect that the vibration damping effect can always be exerted irrespective of a change in wind speed or a change in dynamic characteristics of a bridge.
【図１】本発明に係る橋梁の全体を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an entire bridge according to the present invention.
【図２】本発明に係る橋桁の断面を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a cross section of a bridge girder according to the present invention.
【図３】本発明に係る湾曲軌道型動吸振器を説明する図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating a curved orbital dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図４】本発明に係る湾曲軌道型動吸振器の他の実施形
態を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another embodiment of the curved orbital dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図５】本発明に係る湾曲軌道型動吸振器の他の実施形
態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another embodiment of the curved orbital dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図６】本発明に係る湾曲軌道型動吸振器と等価である
振り子型動吸振器を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a pendulum type dynamic vibration absorber equivalent to the curved orbital dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図７】本発明に係る橋梁の断面を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section of a bridge according to the present invention.
【図８】本発明に係る橋梁の断面を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a cross section of a bridge according to the present invention.
【図９】本発明に係る橋梁の断面を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a cross section of a bridge according to the present invention.
【図１０】回転系に作用する振り子型動吸振器の力学モ
デルを説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a dynamic model of a pendulum type dynamic vibration absorber acting on a rotating system.
【図１１】一般的な動吸振器の力学モデルを説明する図
である。FIG. 11 is a diagram illustrating a dynamic model of a general dynamic vibration absorber.
【図１２】湾曲軌道型動吸振器を補剛桁上方に取り付け
た場合を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a case where a curved orbital type dynamic vibration absorber is mounted above a stiffening girder.
【図１３】上下・回転振動をする橋梁と振り子式動吸振
器の力学モデルを説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a dynamic model of a bridge that vibrates vertically and rotationally and a pendulum type dynamic vibration absorber.
【図１４】動吸振器の固有振動数及び減衰比と、連成フ
ラッターの発生風速との関係を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the natural frequency and the damping ratio of the dynamic vibration absorber and the wind speed of the generated combined flutter.
【図１５】本発明に係る湾曲軌道型動吸振器の他の実施
形態を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating another embodiment of the curved orbital dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図１６】本発明に係る動吸振器を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a dynamic vibration absorber according to the present invention.
【図１７】回転系に作用する振り子型動吸振器の力学モ
デルを説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a dynamic model of a pendulum type dynamic vibration absorber acting on a rotating system.
【図１８】補剛桁の振動モードを説明する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a vibration mode of a stiffening girder.
１ 橋梁 ２ 動吸振器 ３ 塔柱 ４ 補剛桁 ５ メインケーブル ６ ハンガー ７ 台車 ８ レール ９ 支持部材 １０ 減衰器（ダンパー） １１ 車輪 １２ 支柱 １３ 支持台 １４ 門型フレーム １５ ローラーガイド １６ ローラー １７ 質量体 １８ 支持ローラー １９ 質量体 ２０ リンク ２１ リンク ２２ 動吸振器 ２３ 動吸振器 ２４ 固有振動制御装置 ２５ 周波数分析器 ２６ 捩じれ振動検出器 ２７ 油圧シリンダ ２８ シリンダロッド ２９ レール支持板 REFERENCE SIGNS LIST 1 bridge 2 dynamic vibration absorber 3 tower 4 stiffening girder 5 main cable 6 hanger 7 carriage 8 rail 9 support member 10 attenuator (damper) 11 wheel 12 support 13 support stand 14 portal frame 15 roller guide 16 roller 17 mass Reference Signs List 18 support roller 19 mass body 20 link 21 link 22 dynamic vibration absorber 23 dynamic vibration absorber 24 natural vibration controller 25 frequency analyzer 26 torsional vibration detector 27 hydraulic cylinder 28 cylinder rod 29 rail support plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉井 謙一 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 濱崎 義弘 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 松久 寛 滋賀県大津市比叡平１−22−27 (72)発明者 小林 紘士 滋賀県草津市野路町1916 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kenichi Sugii 1-3-18 Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Kobe Steel, Ltd. 1-318, Kobe Kobe Steel, Ltd.Kobe Head Office (72) Inventor Hiroshi Matsuhisa 1-2-22-27 Hieidaira, Otsu City, Shiga Prefecture (72) Koji Kobayashi 1916 Nojicho, Kusatsu City, Shiga Prefecture
Claims (8)
振構造であって、 上方に凹な湾曲軌道と、この軌道に沿って往復動する質
量体と、 前記質量体に作用する減衰手段とを有する動吸振器を、
前記橋梁の幅方向に前記湾曲軌道が延在するように配設
したことを特徴とする橋梁の制振構造。1. A vibration damping structure for suppressing the occurrence of vibration of a bridge due to wind, comprising: an upwardly concave curved orbit; a mass body reciprocating along the orbit; and a damping means acting on the mass body. A dynamic vibration absorber having
A vibration damping structure for a bridge, wherein the curved track is disposed so as to extend in a width direction of the bridge.
つり下げるものであり、前記動吸振器は、前記補剛桁の
内部に配設されていること又は前記メインケーブルの間
に掛け渡されていることを特徴とする請求項１記載の橋
梁の制振構造。2. The bridge according to claim 1, wherein the stiffening girder is suspended from a main cable, and the dynamic vibration absorber is disposed inside the stiffening girder or bridged between the main cables. The vibration damping structure for a bridge according to claim 1, wherein:
つり下げるものであり、前記動吸振器は前記補剛桁より
上方に配設されていることを特徴とする請求項１記載の
橋梁の制振構造。3. The bridge according to claim 1, wherein the bridge suspends a stiffening girder from a main cable, and the dynamic vibration absorber is disposed above the stiffening girder. Damping structure.
の曲げ固有振動数と捩じれ固有振動数との間に設定され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の橋梁の制振構造。4. The natural frequency of the dynamic vibration absorber is set between a bending natural frequency and a torsional natural frequency of the bridge. The vibration control structure of the bridge described in.
の捩じれ固有振動数の付近に設定されていることを特徴
とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の橋梁の
制振構造。5. The bridge control system according to claim 1, wherein a natural frequency of the dynamic vibration absorber is set near a torsional natural frequency of the bridge. Swing structure.
振構造であって、 上方に凹な湾曲軌道と、この軌道に沿って往復動する質
量体と、 前記質量体に作用する減衰手段とを有する動吸振器を、
前記橋梁の幅方向に沿って前記湾曲軌道が延在するよう
に配設し、 前記動吸振器の固有振動を変化させる駆動手段と、 前記橋梁の振動数を検出する検出手段と、 検出された振動数に応じて駆動手段を制御する制御手段
とを設けたことを特徴とする橋梁の制振構造。6. A vibration damping structure for suppressing the occurrence of vibration of a bridge due to wind, comprising: an upwardly concave curved trajectory; a mass body reciprocating along the trajectory; and damping means acting on the mass body. A dynamic vibration absorber having
A driving unit for arranging the curved track so as to extend along the width direction of the bridge, and changing a natural vibration of the dynamic vibration absorber; a detection unit for detecting a vibration frequency of the bridge; A vibration damping structure for a bridge, comprising: a control unit that controls a driving unit according to a frequency.
梁の長手方向に傾斜させることを特徴とする請求項６記
載の橋梁の制振構造。7. The vibration damping structure for a bridge according to claim 6, wherein said driving means inclines the curved track in a longitudinal direction of the bridge.
モードの振動数を検出するものであり、前記制御手段
は、検出された前記捩じれ振動モードの振動数に応じて
前記駆動手段を制御するものであることを特徴とする請
求項６記載の橋梁の制振構造。8. The detecting means detects a frequency of the torsional vibration mode of the bridge, and the control means controls the driving means in accordance with the detected frequency of the torsional vibration mode. The vibration damping structure for a bridge according to claim 6, wherein the bridge is a bridge.
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Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| WO2005116340A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Tutech Innovation Gmbh | Device for damping the oscillations of a supporting structure |
| EP1800020A1 (en) * | 2004-09-15 | 2007-06-27 | TuTech Innovation GmbH | Device for damping vibrations in a building |
| JP2010065512A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co Ltd | Bridge, and construction method of the same |
| CN107964865A (en) * | 2018-01-08 | 2018-04-27 | 河北工业大学 | A kind of girder severe and the short beam suspension bridge of rigidity function separate type lightweight |
| CN110485269A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 莆田学院 | A kind of rail-guided formula bridge shock-proof check block device |
| CN112229667A (en) * | 2020-12-14 | 2021-01-15 | 湖南大学 | Method and system for acquiring device parameters of bridge health detection vehicle |
| CN114197290A (en) * | 2021-12-29 | 2022-03-18 | 同济大学 | Vortex suppression device for split box girder bridge and split box girder bridge |
| CN114861115A (en) * | 2022-03-29 | 2022-08-05 | 长安大学 | Method and system for calculating vertical natural vibration frequency and vibration mode of cable-stayed bridge |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005116340A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Tutech Innovation Gmbh | Device for damping the oscillations of a supporting structure |
| EP1800020A1 (en) * | 2004-09-15 | 2007-06-27 | TuTech Innovation GmbH | Device for damping vibrations in a building |
| JP2010065512A (en) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co Ltd | Bridge, and construction method of the same |
| CN107964865A (en) * | 2018-01-08 | 2018-04-27 | 河北工业大学 | A kind of girder severe and the short beam suspension bridge of rigidity function separate type lightweight |
| CN107964865B (en) * | 2018-01-08 | 2024-04-02 | 河北工业大学 | Light short girder suspension bridge with separated girder weight and rigidity functions |
| CN110485269A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-22 | 莆田学院 | A kind of rail-guided formula bridge shock-proof check block device |
| CN110485269B (en) * | 2019-09-16 | 2024-01-26 | 莆田学院 | Rail guide type bridge anti-seismic stop block device |
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