JP2005299078A - Vibration proofing apparatus for bridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、土木建築分野において構造物間を連結する免震部材の技術分野に属し、詳しくは橋梁と下部構造物を鉛直方向に連結して橋梁の鉛直振動を抑制する橋梁用制振装置に関するものである。 The present invention belongs to the technical field of seismic isolation members that connect structures in the field of civil engineering and construction, and more particularly relates to a vibration control device for a bridge that suppresses vertical vibration of the bridge by vertically connecting the bridge and the lower structure. Is.
従来、構造物に発生する振動を抑制する装置として、特許文献1,2に記載の如き粘性ダンパーや粘弾性ダンパーを利用し制振装置や、特許文献3〜5に記載の如き摩擦ダンパーを利用した制振装置が知られている。
ところで、橋梁構造物の場合、橋桁は交通振動などにより鉛直方向の振動を受けているが、上記の粘性ダンパーや粘弾性ダンパーを利用した制振装置は、このような鉛直振動を抑制するためには次のような問題点がある。すなわち、粘性体又は粘弾性体の粘着力は通常余り大きくないため、大きな荷重を受ける場合には相応の大きな面積が必要となることから、制振装置は大きくなりがちであり、コンパクトな装置が得られず、経済性に欠ける。また、一般的に速度が小さいと抵抗力は小さいが、橋桁が受ける微振動の場合、振幅及び速度とも小さいため、充分な反力を得ることは困難である。 By the way, in the case of a bridge structure, the bridge girder is subjected to vertical vibrations due to traffic vibrations, etc., but the above-described vibration damper using the viscous damper or viscoelastic damper is used to suppress such vertical vibrations. Has the following problems. In other words, since the adhesive force of a viscous body or viscoelastic body is usually not so large, when a large load is applied, a correspondingly large area is required. Therefore, the vibration control device tends to be large, and a compact device is required. It cannot be obtained and is not economical. In general, when the speed is low, the resistance is small, but in the case of micro vibrations received by the bridge girder, since the amplitude and speed are both small, it is difficult to obtain a sufficient reaction force.
また、粘性ダンパーや粘弾性ダンパーは、ピストンとシリンダを用いた閉鎖型のダンパーであり、これらは圧力を高めることで比較的大きな力が得られるが、そのためには荷重速度が大きいことが条件となる。しかしながら、橋桁が受ける微振動は、振幅及び速度とも小さいため、充分な反力を得ることは困難である。しかも、粘性体や粘弾性体は、温度依存性が比較的大きく、高い温度では抵抗力は小さくなることから、性能の安定性に欠けるという問題点もある。 Viscous dampers and viscoelastic dampers are closed type dampers using pistons and cylinders, and these can obtain a relatively large force by increasing the pressure. Become. However, it is difficult to obtain a sufficient reaction force because the fine vibration received by the bridge girder is small in both amplitude and speed. In addition, the viscous body and the viscoelastic body have a relatively large temperature dependency, and the resistance force becomes small at a high temperature.
一方、摩擦ダンパーを利用した制振装置は、小さな変位に対しても減衰効果を発揮し、速度依存性が極めて小さいため、微振動対策には適しているものと考えられる。しかしながら、次のような問題点がある。すなわち、橋梁構造物の場合、橋桁は交通振動などによる鉛直方向の振動を受けるのに加え、温度変化による伸縮を常時生じており、制振装置はこの変形に対して追随する必要があるが、摩擦ダンパーでは対応できない。また、地震時には水平方向の変位を生じるため、特に積層ゴム支承などの免震支承を使用している場合は水平変位が大きく、制振装置は損傷を受けずにこの変形に追随する必要があり、しかも地震時には橋桁の直交方向に対しても変形するので、この変形に対しても追随する必要があるが、摩擦ダンパーを用いた制振装置では対応できないという問題点もある。 On the other hand, a vibration damping device using a friction damper exhibits a damping effect even for a small displacement and has extremely low speed dependence, and is therefore considered suitable for measures against fine vibration. However, there are the following problems. In other words, in the case of a bridge structure, the bridge girder is subject to vertical vibration due to traffic vibrations, etc., and is constantly expanding and contracting due to temperature changes, and the vibration control device must follow this deformation. Friction damper can not cope. Also, since horizontal displacement occurs during an earthquake, horizontal displacement is large especially when using seismic isolation bearings such as laminated rubber bearings, and the vibration control device must follow this deformation without being damaged. Moreover, since it deforms in the direction perpendicular to the bridge girder in the event of an earthquake, it is necessary to follow this deformation as well, but there is a problem that a vibration damping device using a friction damper cannot cope.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交通振動などに起因する鉛直方向の微振動を効果的に抑制でき、地震時における水平方向の相対変位や温度変化による橋桁の伸縮など、平面方向360度にわたる水平変位にも支障なく追従できるコンパクトで経済的な橋梁用制振装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to effectively suppress fine vertical vibrations caused by traffic vibrations, etc. An object of the present invention is to provide a compact and economical bridge vibration control device capable of following a horizontal displacement over 360 degrees in the plane direction, such as expansion and contraction of a bridge girder due to relative displacement and temperature change, without any trouble.
請求項1に記載の発明である橋梁用制振装置は、橋桁と下部構造体の間を摩擦ダンパーにより概ね鉛直方向に結合する橋梁用制振装置であって、摩擦ダンパーは、端部にガゼットプレートを結合した外周鋼管と、ルーズホールを持つガゼットプレートと、貫通孔を持つ摩擦材と、貫通孔を持つ押さえプレートとを備え、ルーズホールを持つガゼットプレートが、両側にそれぞれ摩擦材を介して押さえプレートにより挟持された状態で外周鋼管の中に設置され、ルーズホールを通ると共に摩擦材及び押さえプレートの貫通孔を通り外周鋼管にその両端部を嵌合した締付けボルトにより締め付けられた構造をしており、この摩擦ダンパーにおける双方のガゼットプレートが、互いに平行な一対の支持ボルトを介してそれぞれ橋桁と下部構造体に結合されていることを特徴としている。
A bridge vibration damping device according to
請求項2に記載の発明である橋梁用制振装置は、橋梁と下部構造体の間を摩擦ダンパーにより概ね鉛直方向に結合する橋梁用制振装置であって、摩擦ダンパーは、フランジ部分にルーズホールを持つと共にウェブ部分をガセットプレートとして延設した第1のH型断面部材と、第1のH型断面部材と同じ断面形状でウェブ部分をガセットプレートとして延設した第2のH型断面部材と、貫通孔を持つ摩擦材と、貫通孔を持つスプライスプレートとを備え、第1のH型断面部材と第2のH型断面部材がそれらのガセットプレートを外側にして直列に配置され、第1のH型断面部材のフランジ部分が、両側にそれぞれ摩擦材を介してスプライスプレートにより挟持され、ルーズホールを通ると共に摩擦材及びスプライスプレートの貫通孔を通る締付けボルトにより締め付けられ、第1のH型断面部材のフランジ部分を挟持するスプライスプレートの端部が第2のH型断面部材にフランジ部分を挟持した状態で固定された構造をしており、この摩擦ダンパーにおける双方のガゼットプレートが、互いに平行な一対の支持ボルトを介してそれぞれ橋桁と下部構造体に結合されていることを特徴としている。 A bridge vibration damping device according to a second aspect of the present invention is a bridge vibration damping device in which a bridge and a lower structure are coupled to each other in a substantially vertical direction by a friction damper, and the friction damper is loosely attached to a flange portion. A first H-shaped cross-section member having a hole and a web portion extending as a gusset plate, and a second H-shaped cross-section member having the same cross-sectional shape as the first H-shaped cross-section member and extending the web portion as a gusset plate A friction material having a through-hole and a splice plate having a through-hole, wherein the first H-shaped cross-sectional member and the second H-shaped cross-sectional member are arranged in series with their gusset plates on the outside, The flange portion of the H-shaped cross-section member of 1 is clamped by the splice plate on both sides via the friction material, and passes through the loose hole and the through hole of the friction material and the splice plate. The end portion of the splice plate that is clamped by the bolt and sandwiches the flange portion of the first H-shaped cross-section member is fixed with the flange portion sandwiched by the second H-shaped cross-section member. Both gusset plates in the friction damper are respectively connected to the bridge girder and the lower structure through a pair of support bolts parallel to each other.
請求項3に記載の発明である橋梁用制振装置は、橋桁と下部構造体の間を摩擦ダンパーにより概ね鉛直方向に結合する橋梁用制振装置であって、摩擦ダンパーは、一対のフランジプレートと、貫通孔を持つ摩擦材と、端部にガセットプレートを接続すると共にルーズホールを持つ摺動材とを備え、一対のフランジプレートが、その一端でガセットプレートに固定されると共に他端側にて摩擦材を介して摺動材を間に挟持し、摺動材のルーズホールと摩擦材の貫通孔を通る締付けボルトにより締め付けられた構造をしており、この摩擦ダンパーにおける双方のガゼットプレートが、互いに平行な一対の支持ボルトを介してそれぞれ橋桁と下部構造体に結合されていることを特徴としている。 A bridge damping device according to a third aspect of the present invention is a bridge damping device in which a bridge girder and a lower structure are coupled in a substantially vertical direction by a friction damper, and the friction damper includes a pair of flange plates. And a friction material having a through-hole, a sliding material having a loose hole and a gusset plate connected to the end, and a pair of flange plates fixed to the gusset plate at one end and on the other end side The sliding material is sandwiched between the friction materials, and is tightened by tightening bolts that pass through the loose hole of the sliding material and the through hole of the friction material. Both gusset plates in this friction damper are The bridge girder and the lower structure are connected to each other through a pair of support bolts parallel to each other.
請求項4に記載の発明である橋梁用制振装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の橋梁用先進装置において、支持ボルトとガセットプレートの嵌合部に球面軸受を配設したことを特徴としている。
The vibration damping device for a bridge according to claim 4 is the advanced device for a bridge according to any one of
請求項5に記載の発明である橋梁用制振装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の橋梁用先進装置において、支持ボルトを通すための鋼管をガセットプレートの端部に取り付けたことを特徴としている。
The vibration damping device for a bridge according to claim 5 is the advanced device for bridge according to any one of
請求項1に記載の橋梁用制振装置は、橋桁と下部構造体の間を概ね鉛直方向に結合した摩擦ダンパーが、少ない変形によりエネルギー吸収を行い、また速度依存性が極めて小さいため、交通振動などに起因する鉛直方向の微振動に対して効果的にエネルギー吸収を行なうことができる。また、摩擦ダンパーは概ね鉛直方向に設定されているため、橋桁の水平移動に伴って伸縮しながら下端部を支点として回転運動を行なうが、傾き角度が小さいので水平方向の反力は小さく、常時の温度変化による橋桁の伸縮によって水平方向の反力は殆ど生じないことから、橋桁及び装置には過大な力がかかることがない。また、摩擦ダンパーの伸長方向は地震時における橋桁と下部構造物との相対変位により設定されるところ、相応の大きさの変形を許容することができると共に、収縮方向は橋桁の撓みや橋桁を支える支承の鉛直方向変形などの比較的小さな変形を許容することができる。そして、摩擦ダンパーに外周鋼管という閉鎖した囲いを用いたことにより、摺動部を保護すると共に座屈を抑制することができ、しかも設置後における締付けボルトの軸力の検査及び調整を容易に行なうことができる。
In the vibration damping device for a bridge according to
請求項2に記載の橋梁用制振装置は、請求項1に記載の橋梁用制振装置と同様な効果を奏するのに加えて、摩擦ダンパーにH型断面部材を用いたことにより、座屈を抑制すると共に、摩擦面数を増やしてダンパーとしての性能を高めることができる。
The bridge damping device according to claim 2 has the same effect as the bridge damping device according to
請求項3に記載の橋梁用制振装置は、請求項1に記載の橋梁用制振装置と同様な効果を奏するのに加えて、摩擦ダンパーにフランジプレートを用いたことにより、剛性を確保すると共にコストを低く押さえることができる。
The bridge damping device according to claim 3 has the same effect as the bridge damping device according to
請求項4に記載の橋梁用制振装置は、上記した効果に加えて、支持ボルトとガセットプレートの嵌合部に球面軸受を配設したことにより、橋桁と直交する方向の変位についても対応できることから、地震時における水平方向の相対変位や温度変化による橋桁の伸縮など、平面方向360度にわたる水平変位にも支障なく追従することができる。 In addition to the above-described effects, the bridge vibration damping device according to claim 4 can cope with displacement in a direction orthogonal to the bridge girder by providing a spherical bearing at the fitting portion between the support bolt and the gusset plate. Therefore, it is possible to follow the horizontal displacement over 360 degrees in the plane direction, such as horizontal relative displacement in the event of an earthquake and expansion / contraction of the bridge girder due to temperature change.
請求項5に記載の橋梁用制振装置は、上記した効果に加えて、支持ボルトを通すための鋼管をガセットプレートの端部に取り付けたことにより、ガセットプレートと直交する方向の変位に対応することができる。 In addition to the above-described effects, the bridge vibration damping device according to claim 5 is adapted to a displacement in a direction perpendicular to the gusset plate by attaching a steel pipe for passing the support bolt to the end of the gusset plate. be able to.
図1〜図5は本発明に係る第1のタイプの橋梁用制振装置を示すもので、図1は第1のタイプの橋梁用制振装置の設置状況を示す説明図、図2は第1のタイプの橋梁用制振装置が水平変形した状態を示す説明図、図3は図2に直交する方向に水平変位した状態を示す説明図であり、図4は第1のタイプの橋梁用制振装置の断面図、図5は図4のA−A矢視図である。
FIGS. 1 to 5 show a first type of vibration damping device for a bridge according to the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing an installation state of the first type of vibration damping device for a bridge. FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a
図1及び図2に示すように、橋桁Bは下部構造体Sの上に積層ゴム支承Rを介して支持されている。そして、橋梁用制振装置は、摩擦ダンパー100を主体とするもので、その摩擦ダンパー100を、橋桁Bの底部と下部構造体Sから突設したブラケットSbの間に概ね鉛直方向に結合した状態で配設されている。橋桁Bの振動を抑制するためには、振幅の大きな梁中央部で行うことが効果的ではあるが、現実的には図1及び図2で示すように梁端部にて行われる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bridge beam B is supported on the lower structure S via a laminated rubber support R. The bridge damping device is mainly composed of the
摩擦ダンパー100は、端部に蓋板101を介してガゼットプレート102を結合した横断面が四角状の外周鋼管103と、ルーズホール104を持つガゼットプレート105と、貫通孔を持つ2枚の摩擦材106と、貫通孔を持つ2枚の押さえプレート107とを備えている。そして、ルーズホール104を持つガゼットプレート105が、両側にそれぞれ摩擦材106を介して押さえプレート107により挟持された状態で外周鋼管103の中に設置され、ルーズホール104を通ると共に各摩擦材106及び各押さえプレート107の貫通孔を通り外周鋼管103にその両端部を嵌合した締付けボルト108により固定された構造をしている。図中109は隙間を埋める調整プレート、110は皿バネ、111は座金、112はナットである。
The
この摩擦ダンパー100は、外周鋼管103の蓋板101に結合したガゼットプレート102とルーズホール104を持つガセットプレート105が、互いに平行な支持ボルト113,114を介してそれぞれ橋桁Bと下部構造物Sに結合される。図示の例では、それぞれ一対のリブプレート115,116が立設した上下のベースプレート117,118を使用し、その対向するリブプレート115,116の間にガセットプレート102,105を位置させた状態で、これらの貫通孔に支持ボルト113,114を通してナット119,120で締め付けることで結合される。そして、図示の例では、ガセットプレート102と支持ボルト113の嵌合部、ガセットプレート105と支持ボルト114の嵌合部には、それぞれ所定範囲で自由に回動できるように球面軸受121,122が配設されている。
In this
このように橋桁Bと下部構造体Sの間に鉛直方向に取り付けられた摩擦ダンパー100は、橋桁Bの撓みや積層ゴム支承Rの収縮に伴って下方に収縮する。通常の場合、橋桁Bの端部付近における収縮量は少なく、せいぜい数mm程度である。したがって、摩擦ダンパー100の収縮方向の摺動長さは施工時の誤差を考慮しても50mm前後で充分と言える。
Thus, the
地震時には、橋桁Bと下部構造物Sは大きな相対変位を生ずる。大地震時における橋桁Bと下部構造物Sの相対変位は400mm以上になることが多い。この場合、摩擦ダンパー100は、平行に設置された支持ボルト113,114を支点として支持されており、下部の支点を中心に回転運動をする。そして、摩擦ダンパー100は、ガセットプレート105にルーズホール104があるので、このガセットプレート105と摩擦材106の間で摺動して摩擦力を発生することにより、振動エネルギーを熱に変えて発散する。そして、想定外の大地震に対応するためには、図4及び図5に示すように、ルーズホール104の端部を開放形にすることが、摩擦ダンパー100及び橋桁Bに損傷を与えないために効果的である。
During an earthquake, the bridge girder B and the substructure S cause a large relative displacement. In many cases, the relative displacement between the bridge girder B and the substructure S during a large earthquake is 400 mm or more. In this case, the
この第1のタイプの橋梁用制振装置では、外周鋼管103を用いることにより、摩擦ダンパー100の強度を高めることができ、摩擦部を保護すると共に損傷を防止することができる。さらに、締付けボルト108のナット112を外周鋼管103の外部より締め付けることが可能となるため、現地における摩擦力の調整や摩擦ダンパー100のメンテナンスを容易に行なうことができる。
In the first type of vibration damping device for bridges, by using the outer
また、図示の橋梁用制振装置は、ガセットプレート102,105と支持ボルト113,114の嵌合部にそれぞれ球面軸受121,122を配設してあることにより、橋桁Bと直交方向の変位についても対応することができる。
The bridge vibration damping device shown in the figure has
さらに、締付けボルト108が単数である場合は、圧縮荷重が掛かった時にガセットプレート105が回転するのを外周鋼管103により拘束できる。したがって、締付けボルト108を摩擦ダンパー100の長さ方向に複数本並べる必要がなく、長さの短いコンパクトな橋梁用制振装置を作製することができる。
Further, when the number of the
図6〜図10は本発明に係る第2のタイプの橋梁用制振装置を示すもので、図6は第2のタイプの橋梁用制振装置の設置状況を示す説明図、図7は第2のタイプの橋梁用制振装置が水平変形した状態を示す説明図、図8は図7に直交する方向に水平変位した状態を示す説明図であり、図9は第2のタイプの橋梁用制振装置の断面図、図10は図9のA−A矢視図である。 FIGS. 6 to 10 show a second type of vibration damping device for a bridge according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory view showing the installation status of the second type of vibration damping device for a bridge. FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which a type 2 bridge vibration damping device is horizontally deformed, FIG. 8 is an explanatory view showing a state in which it is horizontally displaced in a direction orthogonal to FIG. 7, and FIG. 9 is for a second type bridge FIG. 10 is a cross-sectional view of the vibration damping device, and FIG.
図6及び図7に示すように、橋桁Bは下部構造体Sの上に積層ゴム支承Rを介して支持されている。そして、橋梁用制振装置は、摩擦ダンパー200を主体とするもので、その摩擦ダンパー200を、橋桁Bの底部と下部構造体Sから突設したブラケットSbの間に概ね鉛直方向に結合した状態で配設されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the bridge beam B is supported on the lower structure S via a laminated rubber support R. The bridge damping device is mainly composed of the
摩擦ダンパー200は、フランジ部分201にルーズホール202を持つと共にウェブ部分をガセットプレート203として延設した第1のH型断面部材204と、第1のH型断面部材204と同じ断面形状でウェブ部分をガセットプレート205として延設した第2のH型断面部材206と、貫通孔を持つ摩擦材207と、貫通孔を持つスプライスプレート208とを備えている。ここで、摩擦材207は8枚であり、スプライスプレート208はH型断面部材のフランジ部分外面に合う大サイズが2枚、フランジ部分内面に合う小サイズが4枚である。そして、第1のH型断面部材204と第2のH型断面部材206がそれらのガセットプレート203,205を外側にして直列に配置されており、第1のH型断面部材204のフランジ部分201が、両側にそれぞれ摩擦材207を介してスプライスプレート208により挟持され、ルーズホール202を通ると共に各摩擦材207及び各スプライスプレート208の貫通孔を通る締付けボルト209により締め付けられ、第1のH型断面部材204のフランジ部分201を挟持するスプライスプレート208の端部が第2のH型断面部材206にフランジ部分210を挟持した状態で固定された構造をしている。図中211は皿バネ、212は座金、213はナットである。
The
この摩擦ダンパー200は、第1のH型断面部材204のガセットプレート203と第2のH型断面部材206のガセットプレート205が、互いに平行な支持ボルト214,215を介してそれぞれ橋桁Bと下部構造物Sに結合される。図示の例では、それぞれ一対のリブプレート216,217が立設した上下のベースプレート218,219を使用し、その対向するリブプレート216,217の間にガセットプレート203,205を位置させた状態で、これらの貫通孔に支持ボルト214,215を通してナット220,221で締め付けることで結合される。なお、ガセットプレート203と支持ボルト214の嵌合部、ガセットプレート205と支持ボルト215の嵌合部に、先の橋梁用制振装置で説明した球面軸受を配設してもよい。
In this
このように橋桁Bと下部構造体Sの間に鉛直方向に取り付けられた摩擦ダンパー200は、橋桁Bの撓みや積層ゴム支承Rの収縮に伴って下方に収縮する。通常の場合、橋桁Bの端部付近における収縮量は少なく、せいぜい数mm程度である。したがって、摩擦ダンパー200の収縮方向の摺動長さは施工時の誤差を考慮しても50mm前後で充分と言える。
Thus, the
地震時には、橋桁Bと下部構造物Sは大きな相対変位を生ずる。大地震時における橋桁Bと下部構造物Sの相対変位は400mm以上になることが多い。この場合、摩擦ダンパー200は、平行に設置された支持ボルト214,215を支点として支持されており、下部の支点を中心に回転運動をする。そして、摩擦ダンパー200は、第1のH型断面部材204のフランジ部分201にルーズホール202があるので、このフランジ部分201と摩擦材207の間で摺動して摩擦力を発生することにより、振動エネルギーを熱に変えて発散する。
During an earthquake, the bridge girder B and the substructure S cause a large relative displacement. In many cases, the relative displacement between the bridge girder B and the substructure S during a large earthquake is 400 mm or more. In this case, the
この摩擦ダンパー200においても、想定外の大地震に対応するためには、ルーズホール202の端部を開放形にすることが、摩擦ダンパー200及び橋桁Bに損傷を与えないために効果的である。
Also in the
この第2のタイプの橋梁用制振装置は、座屈強度の高いH型断面部材を使用しているため、摩擦ダンパー200の強度を高めることができる。また、ウェブ部分の厚いH型断面部材を使用することにより、ガセットプレート203,205を厚くして摩擦ダンパー200の端部接合部の強度を高くすることができる。
Since this second type of vibration damping device for bridge uses an H-shaped cross-section member with high buckling strength, the strength of the
また、H型断面部材のフランジ部分が4面あるため、それぞれに摩擦摺動部分を設けることができる。また、締付けボルト209を複数本使用することにより、H型断面部材相互間の回転変形を拘束することができる。
Moreover, since there are four flange portions of the H-shaped cross-section member, a friction sliding portion can be provided for each. Further, by using a plurality of tightening
図11〜図15は本発明に係る第3のタイプの橋梁用制振装置を示すもので、図11は第3のタイプの橋梁用制振装置の設置状況を示す説明図、図12は第3のタイプの橋梁用制振装置が水平変形した状態を示す説明図、図13は図12に直交する方向に水平変位した状態を示す説明図であり、図14は第3のタイプの橋梁用制振装置の断面図、図15は図14のA−A矢視図である。 FIGS. 11 to 15 show a third type of vibration damping device for a bridge according to the present invention, FIG. 11 is an explanatory view showing the installation status of the third type of vibration damping device for a bridge, and FIG. FIG. 13 is an explanatory view showing a state in which a type 3 vibration damping device for a bridge is horizontally deformed, FIG. 13 is an explanatory view showing a state of being horizontally displaced in a direction orthogonal to FIG. 12, and FIG. 14 is for a third type of bridge FIG. 15 is a cross-sectional view of the vibration damping device, and FIG.
図11及び図12に示すように、橋桁Bは下部構造体Sの上に積層ゴム支承Rを介して支持されている。そして、橋梁用制振装置は、摩擦ダンパー300を主体とするもので、その摩擦ダンパー300を、橋桁Bの底部と下部構造体Sから突設したブラケットSbの間に概ね鉛直方向に結合した状態で配設されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the bridge beam B is supported on the lower structure S via a laminated rubber support R. The bridge vibration damping device is mainly composed of the
摩擦ダンパー300は、貫通孔を持つ一対のフランジプレート301と、貫通孔を持つ4枚の摩擦材302と、ルーズホール303を持つと共に端部にガセットプレート304を有する摺動材305とを備えている。ここで、摩擦材302は4枚であり、摺動材305は2枚である。そして、一対のフランジプレート301が、その一端でガセットプレート306に固定されると共に、他端側では真中に中間板307を挟んだ状態でそれぞれ摩擦材302を介して2枚の摺動材305を挟持し、各摺動材305のルーズホール303を通ると共に一対のフランジプレート301、各摩擦材302及び中間板307の貫通孔を通る締付けボルト308により締め付けられた構造をしている。摺動材305のガセットプレート304は、2枚の摺動材305の間に挿入された状態で、ボルト309とナット310により回動自在に取り付けられている。また、フランジプレート301のガセットプレート306は、一対のフランジプレート301の間に挿入された状態で、ボルト311とナット312により回動自在に取り付けられている。図中313は皿バネ、314は座金、315はナットである。
The
この摩擦ダンパー300は、摺動材305のガセットプレート304とフランジプレート301のガセットプレート306が、互いに平行な支持ボルト316,317を介してそれぞれ橋桁Bと下部構造体Sに結合される。図示の例では、ガセットプレート304,306の端部に沿ってそれぞれ支持ボルト316,317を通すための鋼管318,319を溶接で取り付けてある。そして、それぞれ一対のリブプレート320,321が立設した上下のベースプレート322,323を使用し、その対向するリブプレート320,321の間にガセットプレート304,306の鋼管318,319を位置させた状態で、リブプレート320,321の貫通孔とこの鋼管318,319に支持ボルト316,317を通してナット324,325で締め付けることで結合される。
In the
このように橋桁Bと下部構造体Sの間に鉛直方向に取り付けられた摩擦ダンパー300は、橋桁Bの撓みや積層ゴム支承Rの収縮に伴って下方に収縮する。通常の場合、橋桁Bの端部付近における収縮量は少なく、せいぜい数mm程度である。したがって、摩擦ダンパー300の収縮方向の摺動長さは施工時の誤差を考慮しても50mm前後で充分と言える。
The
地震時には、橋桁Bと下部構造物Sは大きな相対変位を生ずる。大地震時における橋桁Bと下部構造物Sの相対変位は400mm以上になることが多い。この場合、摩擦ダンパー300は、ガセットプレート304,306がそれぞれ摺動材305、フランジプレート301に対して回動するとともに、それらと直交する支持ボルト315,316を支点として回転運動をする。そして、摩擦ダンパー300は、摺動材305にルーズホール303があるので、この摺動材305と摩擦材302の間で摺動して摩擦力を発生することにより、振動エネルギーを熱に変えて発散する。
During an earthquake, the bridge girder B and the substructure S cause a large relative displacement. In many cases, the relative displacement between the bridge girder B and the substructure S during a large earthquake is 400 mm or more. In this case, the
この摩擦ダンパー300においても、想定外の大地震に対応するためには、ルーズホール303の端部を開放形にすることが、摩擦ダンパー300及び橋桁Bに損傷を与えないために効果的である。
Also in this
この第3のタイプの橋梁用制振装置は、摩擦ダンパーにフランジプレートを用いたことにより、剛性を確保すると共にコストを低く押さえることができる。また、摺動材はその間に中間板を設置することにより、枚数を増加させることができ、これによって減衰性能の向上を図ることができる。 In this third type of vibration damping device for bridges, the flange plate is used for the friction damper, so that the rigidity can be ensured and the cost can be kept low. In addition, the number of the sliding members can be increased by installing an intermediate plate between them, thereby improving the damping performance.
図16〜図20は本発明に係る第3のタイプの橋梁用制振装置の変形例を示すもので、図16はこの変形例である橋梁用制振装置の設置状況を示す説明図、図17はこの変形例である橋梁用制振装置が水平変形した状態を示す説明図、図18は図17に直交する方向に水平変位した状態を示す説明図であり、図19はこの変形例である橋梁用制振装置の断面図、図20は図19のA−A矢視図である。 16 to 20 show a modification of the third type bridge damping device according to the present invention, and FIG. 16 is an explanatory view showing the installation status of the bridge damping device according to this modification. 17 is an explanatory view showing a state in which the bridge damping device according to this modification is horizontally deformed, FIG. 18 is an explanatory view showing a state in which the bridge is horizontally displaced in a direction orthogonal to FIG. 17, and FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view of a certain bridge vibration damping device, and FIG.
図16及び図17に示すように、橋桁Bは下部構造体Sの上に積層ゴム支承Rを介して支持されている。そして、橋梁用制振装置は、摩擦ダンパー400を主体とするもので、その摩擦ダンパー400を、橋桁Bの底部と下部構造体Sから突設したブラケットSbの間に概ね鉛直方向に結合した状態で配設されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the bridge beam B is supported on the lower structure S via a laminated rubber support R. The bridge damping device is mainly composed of the
摩擦ダンパー400は、貫通孔を持つ一対のフランジプレート401と、貫通孔を持つ4枚の摩擦材402と、ルーズホール403を持つと共に端部にガセットプレート404を有する摺動材405とを備えており、さらに、この摩擦ダンパー400は、フランジプレート401が通る細長状開口を有する蓋板451を一方の端部に有すると共に、貫通孔を持つ横断面が四角状の外周鋼管452を備えている。ここで、摩擦材402は4枚であり、摺動材405は2枚である。そして、一対のフランジプレート401が、その一端でガセットプレート406に固定されると共に、他端側では真中に中間板407を挟んだ状態でそれぞれ摩擦材402を介して2枚の摺動材405を挟持し、さらに、各フランジプレート401の外側にそれぞれ皿バネ413と座金414を挟んで外周鋼管452が被せられ、この状態で各摺動材405のルーズホール403を通ると共に一対のフランジプレート401、各摩擦材402及び中間板407の貫通孔、さらには外周鋼管452の貫通孔を通る締付けボルト408とそれと螺合するナット415により締め付けられた構造をしている。摺動材405のガセットプレート404は、2枚の摺動材405の間に挿入された状態で、ボルト409とナット410により回動自在に取り付けられている。また、フランジプレート401のガセットプレート406は、一対のフランジプレート401の間に挿入された状態で、ボルト411とナット412により回動自在に取り付けられている。そして、この一対のフランジプレート401が蓋板451の細長状開口を通るようにして外周鋼管452が配置されている。
The
この摩擦ダンパー400は、摺動材405のガセットプレート404とフランジプレート401のガセットプレート406が、互いに平行な支持ボルト416,417を介してそれぞれ橋桁Bと下部構造体Sに結合される。図示の例では、ガセットプレート404,406の端部に沿ってそれぞれ支持ボルト416,417を通すための鋼管418,419を溶接で取り付けてある。そして、それぞれ一対のリブプレート420,421が立設した上下のベースプレート422,423を使用し、その対向するリブプレート420,421の間にガセットプレート404,406の鋼管418,419を位置させた状態で、リブプレート420,421の貫通孔とこの鋼管418,419に支持ボルト416,417を通してナット424,425で締め付けることで結合される。
In the
このように橋桁Bと下部構造体Sの間に鉛直方向に取り付けられた摩擦ダンパー400は、橋桁Bの撓みや積層ゴム支承Rの収縮に伴って下方に収縮する。通常の場合、橋桁Bの端部付近における収縮量は少なく、せいぜい数mm程度である。したがって、摩擦ダンパー400の収縮方向の摺動長さは施工時の誤差を考慮しても50mm前後で充分と言える。
Thus, the
地震時には、橋桁Bと下部構造物Sは大きな相対変位を生ずる。大地震時における橋桁Bと下部構造物Sの相対変位は400mm以上になることが多い。この場合、摩擦ダンパー400は、ガセットプレート404,406がそれぞれ摺動材405、フランジプレート401に対して回動するとともに、それらと直交する支持ボルト415,416を支点として回転運動をする。そして、摩擦ダンパー400は、摺動材405にルーズホール403があるので、この摺動材405と摩擦材402の間で摺動して摩擦力を発生することにより、振動エネルギーを熱に変えて発散する。
During an earthquake, the bridge girder B and the substructure S cause a large relative displacement. In many cases, the relative displacement between the bridge girder B and the substructure S during a large earthquake is 400 mm or more. In this case, in the
この摩擦ダンパー400においても、想定外の大地震に対応するためには、ルーズホール403の端部を開放形にすることが、摩擦ダンパー400及び橋桁Bに損傷を与えないために効果的である。
Also in this
この図16〜図20で説明した橋梁用制振装置は、第3のタイプの橋梁用制振装置と同様に、摩擦ダンパーにフランジプレートを用いたことにより、剛性を確保すると共にコストを低く押さえることができる。また、摺動材はその間に中間板を設置することにより、枚数を増加させることができ、これによって減衰性能の向上を図ることができる。さらに、外周鋼管を被せた構造としたことにより、摩擦部を保護すると共に損傷を防止することができる。 The bridge damping device described with reference to FIGS. 16 to 20 uses a flange plate as a friction damper, as in the third type of bridge damping device, to ensure rigidity and keep costs low. be able to. In addition, the number of the sliding members can be increased by installing an intermediate plate between them, thereby improving the damping performance. Furthermore, by using a structure that covers the outer peripheral steel pipe, it is possible to protect the friction portion and prevent damage.
以上、4つの例を挙げて本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による橋梁用制振装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail by giving four examples. However, the vibration damping device for a bridge according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the gist of the present invention is described. Naturally, various changes can be made without departing from the scope.
B:橋桁、S:下部構造体、Sb:ブラケット、R:積層ゴム支承
100:摩擦ダンパー、101:蓋板、102:ガセットプレート、103:外周鋼管、104:ルーズホール、105:ガセットプレート、106:摩擦材、107:押さえプレート、108:締付けボルト、109:調整プレート、110:皿バネ、111:座金、112:ナット、113,114:支持ボルト、115,116:リブプレート、117,118:ベースプレート、119,120:ナット、121,122:球面軸受
200:摩擦ダンパー、201:フランジ部分、202:ルーズホール、203:ガセットプレート、204:第1のH型断面部材、205:ガセットプレート、206:第2のH型断面部材、207:摩擦材、208:スプライスプレート、209:締付けボルト、210:フランジ部分、211:皿バネ、212:座金、213:ナット、214,215:支持ボルト、216,217:リブプレート、218,219:ベースプレート、220,221:ナット
300:摩擦ダンパー、301:フランジプレート、302:摩擦材、303:ルーズホール、304:ガセットプレート、305:摺動材、306:ガセットプレート、307:中間板、308:締付けボルト、309:ボルト、310:ナット、311:ボルト、312:ナット、313:皿バネ、314:座金、315:ナット、316,317:支持ボルト、318,319:鋼管、320,321:リブプレート、322,323:ベースプレート、324,325:ナット
400:摩擦ダンパー、401:フランジプレート、402:摩擦材、403:ルーズホール、404:ガセットプレート、405:摺動材、406:ガセットプレート、407:中間板、408:締付けボルト、409:ボルト、410:ナット、411:ボルト、412:ナット、413:皿バネ、414:座金、415:ナット、416,417:支持ボルト、418,419:鋼管、420,421:リブプレート、422,423:ベースプレート、424,425:ナット、451:蓋板、452:外周鋼管
B: Bridge girder, S: Substructure, Sb: Bracket, R: Laminated rubber bearing 100: Friction damper, 101: Cover plate, 102: Gusset plate, 103: Outer steel pipe, 104: Loose hole, 105: Gusset plate, 106 : Friction material, 107: holding plate, 108: clamping bolt, 109: adjustment plate, 110: disc spring, 111: washer, 112: nut, 113, 114: support bolt, 115, 116: rib plate, 117, 118: Base plate, 119, 120: nut, 121, 122: spherical bearing 200: friction damper, 201: flange portion, 202: loose hole, 203: gusset plate, 204: first H-shaped cross section member, 205: gusset plate, 206 : Second H-shaped cross-section member, 207: friction material, 208: splice Rate, 209: Clamping bolt, 210: Flange part, 211: Disc spring, 212: Washer, 213: Nut, 214, 215: Support bolt, 216, 217: Rib plate, 218, 219: Base plate, 220, 221: Nut 300: friction damper, 301: flange plate, 302: friction material, 303: loose hole, 304: gusset plate, 305: sliding material, 306: gusset plate, 307: intermediate plate, 308: tightening bolt, 309: bolt, 310: nut, 311: bolt, 312: nut, 313: disc spring, 314: washer, 315: nut, 316, 317: support bolt, 318, 319: steel pipe, 320, 321: rib plate, 322, 323: base plate , 324, 325: nut 400: friction damper , 401: flange plate, 402: friction material, 403: loose hole, 404: gusset plate, 405: sliding material, 406: gusset plate, 407: intermediate plate, 408: tightening bolt, 409: bolt, 410: nut, 411: bolt, 412: nut, 413: disc spring, 414: washer, 415: nut, 416, 417: support bolt, 418, 419: steel pipe, 420, 421: rib plate, 422, 423: base plate, 424, 425 : Nut, 451: lid plate, 452: outer peripheral steel pipe
Claims (5)
The advanced device for a bridge according to any one of claims 1 to 3, wherein a steel pipe for passing a support bolt is attached to an end of the gusset plate.
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