JP2017503095A - 摩擦減衰のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】公知の装置の制限から解放され、構造物の第１の構造要素と第２の構造要素の間の異なる成分に沿った変位を減衰することが可能な減衰装置を提供すること。【解決手段】第１の構造要素と第２の構造要素の間の相対運動を減衰するための摩擦減衰装置であって、第１の構造要素と第２の構造要素の間の第１の相対的な変位成分を減衰させるための第１の減衰システム１１０であって、第１及び第２の摩擦面が接触及び付勢されており、第１及び第２の摩擦面が並進運動可能である、第１の減衰システムと、第１の構造要素と第２の構造要素の間の第２の相対的な変位成分を減衰させるための第２の減衰システム１２０であって、第３及び第４の摩擦面が接触及び付勢されており、第３及び第４の摩擦面が回転運動可能であって、第２の減衰システムとを含んでおり、第１の減衰システム１１０及び第２の減衰システム１２０が直列に配置されている。

Description

本発明は、土木工学の分野に関するものである。特に、本発明は、構造物の第１の構造要素と第２の構造要素の間の相対的な変位、特に振動を減衰することを可能とする摩擦減衰のための装置及び方法に関するものである。

これに限定されないものの、より詳細には、本発明は、潜在的に振動若しくは大きな変位にさらされる橋の支柱、屋根部、構造要素の吊り通路又は他の懸垂式の構造物のような構造物におけるケーブルの振動を減衰する装置及び方法に関するものである。

土木工学構造物において、異なる構造要素は、頻繁に相対的な変位、例えば相対的な運動又は相対的な振動にさらされる。

粘弾性手段又は摩擦によって作用する手段を用いて相対的な変位を減衰することが知られている。

したがって、例えば特許文献１には、橋の支柱の振動を減衰するための装置が提案されている。この装置は、粘弾性式に作用するとともに、全ての方向において当該中間点周りに振動することができるように固定されたサブベースにおいてその長さの中間点に取り付けられた強固なポールを実行する。ポール脚部の変位は、例えば粘弾性要素を用いて減衰される。減衰され得る運動の大きさは、ポール脚部のレベルにおいてサブベースによって制限されている。この装置は、全ての方向における大きな変位を吸収することができるものではない。

さらに、特許文献１に記載されているようなシステムの実行は、機械的な挙動を用いることを伴うものであり、耐久性及び疲労に関するその性能は制限されており、したがって、この機械的な挙動は、動的な負荷の多数のサイクルにさらされる構造において用いられることに適したものではない。

特許文献２には、摩擦による内部でのダンパ作動を形成する減衰装置の他のタイプが記載されており、ケーブルの横方向の振動運動が減衰される。しかしながら、この解決手段は、同一の減衰装置において、構造物の第１の構造物と第２の構造物の間の大きな相対運動のいくつかの成分を減衰することができない。

特許文献３には、ケーブルの振動を減衰するための弾性的又は粘弾性的なリングを含む他の装置が記載されている。

特許文献４は、支柱の振動を減衰するための装置についての改善に関するものであるとともに、支柱のセグメントに取り付けられた環状の部材を実行するものである。圧力下のペースト又はグリースの受け台がリング状の空洞を満たす。強固な構造が環状の部材を基礎へ結合する。ここでも、この装置はあらゆる方向に沿った大きな変位を減衰するために適したものではない。

構造物の様々な構造要素が異なる成分、例えば２つ若しくは３つの方向に沿った並進運動又は２つの軸線周りの回転によって、あるいは線形に独立した変位の組合せによって互いに対して移動することが起こる。例えば、橋の支柱は、支柱に対して垂直であり、支柱によって支持された構造要素、例えば橋のスパンの方向へ向いた第１の方向及びこの第１の方向及び支柱に対して垂直な他の方向に沿って移動することがある。支柱の方向におけるより小さな大きさの変位は、例えば膨張によるものである。いくつかの構造要素は、同一の構造物の他の構造要素に対する回転も受ける。

しかしながら、存在する減衰装置は、様々な成分に沿ったこのような複合変位を減衰するために不十分に適用される。

仏国特許出願公開第２６６４９２０号明細書 欧州特許出願公開第１０３５３５０号明細書 仏国特許出願公開第２７５１６７３号明細書 仏国特許出願公開第２６３１４０７号明細書

本発明の１つの目的は、公知の装置の制限から解放され、構造物の第１の構造要素と第２の構造要素の間の異なる成分に沿った変位を減衰することが可能な減衰装置を提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、基本的な成分のそれぞれについて独立して選択され得る減衰によって、複合変位の各成分についての小さな及び／又は大きな大きさの変位に対処することを可能とすることにある。

本発明によれば、上記目的は、特に、土木構造物の第１の構造要素と第２の構造要素の間の相対運動を減衰するための摩擦減衰装置であって、
−前記第１の構造要素と前記第２の構造要素の間の第１の相対的な変位成分を減衰させるための第１の減衰システムであって、当該第１の減衰システムが第１の摩擦面及び第２の摩擦面を含んでおり、該第１及び第２の摩擦面が第１の摩擦係合を形成するために互いに対して接触及び付勢されており、前記第１の相対的な変位成分を減衰することができるように、前記第１及び第２の摩擦面が更に互いに対して並進運動可能である、前記第１の減衰システムと、
−前記第１の構造要素と前記第２の構造要素の間の第２の相対的な変位成分を減衰させるための第２の減衰システムであって、当該第２の減衰システムが第３の摩擦面及び第４の摩擦面を含んでおり、該第３及び第４の摩擦面が第２の摩擦係合を形成するために互いに対して接触及び付勢されており、前記第２の相対的な変位成分を減衰することができるように、前記第３及び第４の摩擦面が更に互いに対して回転運動可能である、前記第２の減衰システムと
を含んでおり、前記第１の減衰システム（１１０）及び前記第２の減衰システムが直列に配置されていることを特徴とする摩擦減衰装置によって達成される。

本願において、１つのシステムの第１の端部が他のシステムの第１の端部に対して固定された点に固定又は関節結合された接続によって接続されている場合、及び第１のシステムの第２の端部が、第２のシステムの第２の端部に対する変位が減衰されるべき点に固定又は関節結合された接続によって接続される場合には、２つの減衰システムは直列に配置されているとみなされる。

本発明は、特に装置に関するものであり、第１のシステムの第１の端部及び第２のシステムの第１の端部が固定又は旋回される接続によって互いに接続されており、第１の減衰システムの第２の端部は、固定された接続又は旋回する接続によって支柱に接続されており、第２の減衰システムの第２の端部は、固定された接続又は旋回する接続によって、構造要素、例えば基礎又は橋の床部に接続されている。

第１の構造要素は、第２の構造要素への固定点に固定された、テンションのかかったケーブルであり得る。

この解決手段は、特に、相対的な変位の各成分、したがって各タイプの対応する振動を独立して扱うことが可能な従来技術に対して利点を有している。

減衰されるべき異なる運動成分は、異なる軸線に沿った変位成分、例えば異なる軸線に沿った並進及び／又は回転であり得る。

第１の相対的な変位成分は、第１の構造要素と第２の構造要素の間で延在する第１の方向（Ｘ）に沿った第１の並進運動によって構成され得る。

第２の相対的な変位成分は、第１の方向とは異なる第３の方向（Ｙ）に沿った第２の並進運動によって構成され得る。

第３の方向は、第１の方向（Ｘ）及び第２の方向（Ｚ）に対して本質的に直交しているとともに、第１の構造要素（２０）に対して接線状となり得る。

加えて、減衰されるべき異なる運動成分は、異なる周波数による運動成分であり得る。例えば、第１の減衰システムが低周波数の変位を減衰するのに最適化され得る一方、他の減衰システムは、より高い周波数の変位、例えば振動を減衰するのに最適化され得る。

有利には、第１の（あるいは第２の）減衰装置による第１の成分（あるいは第２の成分）による変位の減衰は、直列な第２の（あるいは第１の）減衰装置による第２の（あるいは第１の）成分による変位の減衰には影響しない。

各減衰システムは、好ましくは、このシステムの主軸線を構成する１つの軸線に沿った相対的な大きな変位、又はこの１つの軸線周りの相対的な大きな変位を許容するものである。例えば、第１の減衰システムが軸線Ｘに沿った大きな並進運動を許容する一方、第２の減衰システムは、軸線Ｚ周りの大きな回転を許容する。例えば５００ｍｍを超えると、並進運動は大きいとみなされる。例えば１０°、好ましくは１５°を超えると、回転は大きいとみなされる。これら主軸線に沿った並進運動及び／又は回転は、摩擦面によって減衰される。

さらに、有利には、各減衰システムは、複数の部分を相対的な運動において互いに対して移動させることが可能であり、好ましくは更に主軸線とは異なる少なくとも１つの軸線に沿って又はこの軸線周りの小さな変位を許容する複数のガイド要素を含んでいる。例えば、第１の減衰システムのガイド要素は、軸線Ｙに沿った小さな並進運動又は軸線Ｚ周りの小さな回転を許容することができる。１０ミリメートルより小さな変位又は１°より小さな回転は、例えば小さな変位とみなされる。これら追加の自由度は、システムの構成部材への制約を制限する。

好ましい配置によれば、第１の変位成分は、前記第１の構造要素と前記第２の構造要素の間で延在する第１の方向（Ｘ）に沿った第１の並進運動である。

単独で適用されるか、又は上述の配置との組合せにおける他の好ましい配置によれば、第２の相対的な変位成分は、第２の方向（Ｙ）に沿った第２の並進運動である。これら２つの好ましい配置が存在する場合には、第２の方向（Ｙ）は、好ましくは第１の方向（Ｘ）に対して直交している。有利には、この第２の方向（Ｙ）は、好ましくは一般に細長い形状を有する要素、特にケーブルによって構成された第１の構造要素の長手方向に対して直交している。

本発明による解決手段の利点のうち１つは、複合的な相対運動すなわちいくつかの成分を含む運動を第１の構造要素と第２の構造要素の間に取り付けられた１つの装置を用いて減衰させることが可能であることにある。したがって、より長いアセンブリと、構造物のいくつかの構成においては問題となるより多くの空間とを必要とするいくつかの別の装置を用いなければならないことを回避することが可能である。

一方では第１の摩擦面に対して、他方では第２の摩擦面に対して、一方では第１の減衰システム内において、他方では第２の減衰システム内において用いられる材料の選択と、２つの摩擦要素の間の押圧力の調整とによって、問題となる相対運動成分の減衰の大きさを規定することが可能である。したがって、これについては、当該第１の（第２の）減衰システムによって扱われる相対的な変位の強さ及び／又は周波数及び／又はエネルギーについての値の範囲のような第１の（第２の）減衰システムの動作特性を規定することが可能である。

例えば、第１の摩擦要素のためのポリマー又はポリマーマトリクス材料と、第２の摩擦要素のために所定の表面硬さを有する金属材料を用いることで、振動の大きさの広い範囲へ減衰システムを作用させることが可能である。

両摩擦要素に対してポリマーを用いるか、又は２つの摩擦要素に対して鋼を用いることも可能である。

本発明は、本テキストにおいて上述したような少なくとも１つの減衰装置を含み、第１の構造要素及び第２の構造要素を含む土木構造物に関するものでもある。

このような土木構造物においては、第１の構造要素が第２の構造要素に対する固定点で固定された、テンションのかかるケーブルであり得る。

したがって、例えば、このような土木構造物においては、第２の構造要素は、基礎、特に橋の床部若しくは橋の床部に統合された構造要素又は吊るされた屋根要素若しくはこの吊るされた屋根に統合された構造要素であり得る。

本発明は、土木構造物の第１の構造要素と第２の構造要素の間の相対運動を摩擦減衰するための方法であって、以下のステップ：
−前記第１の構造要素に対して固定された第１の摩擦面と、前記第１の摩擦面に対して移動可能な第２の摩擦面とを含み、前記第１の構造要素と前記第２の構造要素の間の第１の相対的な変位要素を減衰させるための第１の減衰システムを準備するステップと、
−前記第１の構造要素と前記第２の構造要素の間の第２の相対的な変位成分を減衰するための第２の減衰システムを準備するステップであって、前記第１の相対的な変位要素が前記第２の相対的な変位要素とは異なっており、前記第２の減衰システムが、第３の摩擦面及び第４の摩擦面を含んでいるステップと、
−一方では前記第１の摩擦面と前記第２の摩擦面の間の相対運動と、他方では前記第３の摩擦面と前記第４の摩擦面の間の相対運動が当該摩擦係合によって減衰されるように、２つの摩擦係合を形成するために、片方の摩擦面をもう片方の摩擦面に付勢して接触させることで、一方では前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面を配置し、他方では前記第３の摩擦面及び前記第４の摩擦面を配置するステップと
を含むことを特徴とする方法に関するものでもある。

本発明の実施例が添付の図面によって図示された説明において表される。

減衰装置を表す本発明の第１の実施例を斜視図で示す図である。 減衰装置の内部を示すためにいくつかの外部部分が取り外された図１に類似の図である。 図１の方向ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った減衰装置の正面図である。 図３の方向ＩＶに沿った断面図である。 図１の方向Ｖに沿った減衰装置の側面図である。 方向ＶＩ−ＶＩに沿った図５の断面図である。 方向ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った図６の断面図である。 方向ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った図６の断面図である。 方向ＩＸ−ＩＸに沿った図６の断面図である。 図１の方向Ｖによる減衰装置の側面図である。 方向ＸＩ−ＸＩに沿った図１０の断面図である。 方向ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った図１０の断面図である。 構造物内の減衰装置の運動機構を示す簡易化された描写による本発明の第１の実施例を示す図である。 構造物内の減衰装置の運動機構を示すことで、簡易化された本発明の第２の実施例を示す図である。 本発明の第３の実施例を簡略化して示す図である。

図１及び図１３から見て取れるように、第１の実施例に係る減衰装置１００が、この例では、ケーブル２０又は（第１の構造要素を形成する）支柱と第２の構造要素３０、例えば基礎、スラブ、吊り橋の床部、そうでなければこのような床部に統合して設けられた一部との間に設けられている。このケーブルは、鉄塔又は支柱（不図示）に結合され得る。

ケーブル２０に関しては、減衰装置１００は、例えばケーブル２０を包囲し、第１の固定点Ａ１を形成するスリーブ１０１によって取り付けられている。スリーブ１０１は、ケーブルに対して固定され得るとともに、ケーブルに沿って長手方向へ摺動可能となっている。

基礎３０に関しては、減衰装置１００は、例えば基礎３０に溶接されているか又はリベット留めされているとともに第２の固定点Ａ２を形成する取付フランジ１０２によって取り付けられている。

したがって、減衰装置１００は、減衰装置１００の長手方向又は主方向に対応する第１の方向Ｘに沿って第１の固定点Ａ１を第２の固定点Ａ２に結合している。この配置においては、第２の方向（Ｚ）は、ケーブル２０によって規定されており、第１の方向（Ｘ）に対して直交している。第１の方向（Ｘ）及び第２の方向（Ｚ）に対して直交した第３の方向（Ｙ）も規定されている。実際、第１の方向（Ｘ）及び第３の方向（Ｙ）を含む平面（Ｘ，Ｙ）は、点Ａ１におけるケーブル２０の接線に対して垂直な平面に対応している。典型的には、ケーブルは、この平面において第２の方向（Ｚ）に沿うよりも大きな大きさの運動にさらされる。

図１〜図１３に図示されたこの第１の実施例では、減衰装置１００は、ケーブル２０（図１及び図１３において減衰装置１００の上側部分）に隣接した減衰装置１００の一部に配置された第１の減衰システム１１０と、基礎３０（図１及び図１３において減衰装置１００の下側部分）に隣接して配置された減衰装置１００の一部に配置された第２の減衰システムとで構成されている。以下に詳述するように、第１の減衰システム１１０により、ケーブル２０と基礎３０の間で第１の方向Ｘに沿って並進成分を吸収及び減衰すること、例えば軸線Ｘに沿った変位又は振動を減速することが可能である。

第２の減衰システム１２０については、残りのアセンブリ１２０に対して相対的に中間部材１０３の軸線Ｚ周りの回転の形態で設定することで軸線Ｙに沿ったケーブルの変位を吸収及び減衰することが可能である。この第２の減衰システムでも、比較的緩慢な変位又は高周波の振動が減衰され得る。

この例では、当該第１及び第２の減衰システムを接続する中間部材１０３（図２参照）は、第１の減衰システム１１０と第２の減衰システム１２０に対して共通である。この強固な中間部材１０３は、第１の減衰システム１１０と第２の減衰システム１２０の間の材料接合部を形成している。したがって、第１の実施例に係る減衰システム１００は、直列に配置され、それぞれ異なる相対変位成分を減衰することが可能な２つの減衰システム１１０及び１２０を備えている。

中間部材１０３は、第１の減衰システム１１０の一部である第２の摩擦要素１１２（図２及び図４参照）を備えた第１の端部１０３ａ（図１及び図１３の上部）を備えている。この部材の第２の端部１０３ｂ（図１及び図１３の下部）は、第２の減衰システム１２０の一部である第３の摩擦要素１２１（図４及び図９）を備えている。

第１の実施例に係る減衰装置の第１の減衰システム１１０を説明する。この減衰システムは、第１の減衰システムの他の要素に対して相対的な中間部材１０３の軸線Ｘに沿った並進運動を可能とするものである。この並進運動に必要な力は、減衰を達成するために、部材１０３及び第１の減衰システム１２０の要素が接触する摩擦領域の摩擦によって規定される。

より正確にいえば、中間部材１０３の第１の端部１０３ａが第１の方向（Ｘ）に沿って延び、互いにかつ第１の方向（Ｘ）に平行な２つの平面を規定するスライド部を形成する。これら平面は、第１の減衰システム１１０の第２の摩擦要素１１２を備えている。非限定的な例では、この第２の摩擦要素は、第１の方向（Ｘ）に沿って延びる第２の一連の摩擦パッドの形態で実施される。第２の一連の摩擦パッドとの摩擦によって協働するために、第１の減衰システム１１０は、ここではチューブ１１３の内側で突出し、弾性的な復帰手段、例えばスプリングブレードによって押圧される第１の一連の摩擦パッドの形態の摩擦要素１１１を備えた中空チューブ１１３を備えている。チューブ１１３は、第１の一連の摩擦パッド１１１及び第２の一連の摩擦パッド１１２の１つの面が互いに対して摩擦するようにスライド部の周りで係合している。その摩擦面は、用いられ得る一連のパッドとは異なる要素によって定められ得る。

したがって、制御された圧力でのこの接触により、（第１の方向Ｘに沿ったケーブル２０の初動に従う）中空チューブ１１３とスライド部１０３の間の（図１、図２及び図１３における上部及び／又は底部へ向いた）第１の方向Ｘに沿った相対的な並進変位中に、第１の一連の摩擦パッド１１１（ここではディスク状のパッド）の表面と第２の一連の摩擦パッド１１２（ここでは延長されたトラックの形状、例えば長方形のパッド）の表面の間の摩擦によって、軸線Ｘに沿った相対運動成分を減衰させることが可能である。

弾性的な復帰手段は、チューブ１１３の内側方向へ付勢され、摩擦パッド１１１のための支持部１１６をそれぞれ支持する２つの強固な舌部１１５を押圧するスプリングブレード（羽根状ばね）を有するシステムで形成されることができる。支持部１１６は、穿孔１１３ａにおいてチューブ１１３の壁部を横断している。ここで、２つの強固な舌部１１５、したがって２つの摩擦パッドは、第２の一連の摩擦パッド１１２を支持するスライド部の上述の２つの面のそれぞれと対で動作する。しかし、これに代えて、中間部材１０３の第１の端部１０３ａを形成するスライド部の一方側において、強固な舌部１１５のような１つの支持部によって支持された１つの摩擦パッドを用いることが可能である。スプリングブレード１１４によるこの復帰システムも、第２の方向Ｚに沿ったケーブル２０のわずかな変位を吸収することが可能である。この変位は、一般的に第１の方向Ｘ又は第３の方向Ｙに沿った変位成分よりもかなり小さい。温度変化によるケーブル材料の膨張又は収縮による１０〜２０ｍｍの変位が一般的である。

システムの異なるタイプは、強固な舌部１１５及びこれにつづき摩擦パッド１１１においてスプリングブレード１１４によって作用する圧力の膨張を調整するために設けられ得る。スライド部１０３ａを収容する端部を含むその長さの大部分では、中空チューブ１１３が正方形断面を有している。スライド部を収容する反対側の端部において中空チューブ１１３が例えば溶接によってスリーブ１０１と一体的に固定されている。

図示のケースでは、スライド部１０３ａは、正方形断面を有する中空円筒であるとともに、２つずつ反対の他の２つの側におけるガイドパッド１０４を形成し第２の一連の摩擦パッド１１２を支持する側と互い違いとなる摩擦パッドを支持するものである。これらガイドパッド１０４は、２つずつ対向するチューブ１１３の壁部を貫通して配置されたガイド要素１１７のための支持部として、及び第１の一連の摩擦パッド１１１を支持する側と、チューブ１１３とスライド部１０３の間の（第３の方向Ｙに沿った）いかなる横方向移動も制限するためのアバットメント（ａｂｕｔｍｅｎｔ）としての役割を担うこれらガイド要素１１７と互い違いとするための支持部として機能する。

この例では、中間部材１０３は、第１の減衰システムの中空チューブ１１３に挿通される雄部材である。この構成を逆にし、第１の構造要素２０に結合された雄部材の周囲をスライドする雌中間部材を形成することも可能である。

ガイド要素１１７により、アセンブリ１０３及びケーブル２０に対する中間部材１０３の相対的な変位が可能となり、ケーブルは、純粋に軸線Ｘに沿った並進運動、軸線Ｙに沿う限定された大きさの並進運動又は軸線周りの限定された角度の回転が可能であるように構成されている。

各接合部におけるこれらガイド要素のおかげで、減衰される必要のない、第２の構造要素３０に対する第１の構造要素２０の相対的な運動についての変位成分は、自由のままであるか、又は低い剛性（軽度の剛性）の機械的な結合によって抑制される。典型的には、減衰される必要があるもの以外にも軸線に沿った変位のために必要とされる力あるいはトルクは、減衰される方向に沿った３〜５００ｍｍ又は１〜１５°の変位に必要な力あるいはトルクの１〜１５％のオーダーである。

このような配置により、本発明による減衰装置１００は、軸線Ｘに沿った大きな大きさを並進運動を受容することができ、その一方、公知の外部摩擦減衰装置を平均位置の上方及び下方で５０ｍｍ（ミリメートル）のオーダーの軸線Ｘに沿った移動量まで使用可能とする。したがって、本発明による減衰装置１００により、ケーブル２０の垂直方向の移動を５０ｍｍを超えて、例えば５００ｍｍまで、更には７００ｍｍ又は１０００ｍｍまで、更にそれを超えて減衰することが可能である。

第１の実施例による減衰装置１００の第２の減衰システム１２０を説明する。この減衰システムは、第２の減衰システムの他の構成要素に対して中間部材１０３の軸線Ｚ周りの回転を可能とするものである。この回転に必要なトルクは、減衰を達成するために、部材１０３及び第２の減衰システム１２０の要素に接触する摩擦領域の摩擦によって規定される。

より詳細には、中間部材の第２の端部１０３ｂは、互いに平行かつ第１の方向（Ｘ）に平行で、第３の一連の摩擦パッド（ここではディスク状のパッド１２１、図４参照）の形態で作動壁の内側へ突出し、２つの作動壁を互いに分離する空間の方向へ弾性復帰手段（ここではスプリングブレード１２４）によって押圧される第３の摩擦要素１２１を備えた２つの平坦な作動壁を有するあぶみ金（ｓｔｉｒｒｕｐ）を形成している。これら作動壁は、それぞれ第３の一連の摩擦パッド１２１によって包囲された貫通孔も備えている。

この第３の一連の摩擦パッド１２１と摩擦によって協働するために、減衰システム１００は、２つの翼部（ウイング）１２３ｂと、貫通孔（図９参照）の間及びこれら貫通孔に整列された開口部を包囲し中央ウェブ１２３ａの側部に配置された第４の一連の摩擦パッド１２２（ここではパッド１２１よりも大きな直径のディスク状のパッド１２２）の形状の第４の摩擦要素１２２を備えた中央ウェブ１２３ａとを含むＩ字状のはり１２３を更に含んでいる。前記はり１２３は２つの作動壁の間であぶみ金１０３ｂに係合することができ、その結果、ウェブ１２３ａの端部セグメントは、はり１２３の翼部１２３ｂの間に収容される作動壁の端部セグメントのエッジ部を有する上記作動壁の間に配置される。減衰装置１００は、前記開口部及び前記貫通孔を前記回転軸線（Ｒ）に対して同軸に貫通する材料シャフト１２９を更に含んでいる（図４、図６、図７、図１１及び図１２参照）。これに代えて（図２参照）、上述の材料シャフト１２９を省略し、第３の方向Ｙに平行な正確な側方のサポート部のような、他の側方のガイド部があぶみ金１０３ｂとはり１２３で用いられる。したがって、前記はり１２３と前記あぶみ金１０３ｂの間の前記回転軸線（Ｒ）周りの回転運動中に、第３の一連の摩擦パッド１２１の表面と第４の一連の摩擦パッド１２２の表面は、互いにこすれ、前記回転軸線（Ｒ）周りの回転運動へ変換することで軸線Ｙに沿った相対的な変位を減衰する。回転軸線（Ｒ）がウェブ１２３ａの開口部及びあぶみ金１０３ｂの作動壁の貫通孔を貫通し、第３の方向（Ｚ）に平行であるように理解される。

この実施例では、作動が可能であるように、及び特に中央ウェブ１２３ａの上端部の各側で重なることであぶみ金１０３ｂを取り付けることができるように、Ｉ字状のはりのスパン、すなわち、各翼部１２３ｂ間の間隔があぶみ金１０３ｂの作動壁の幅よりも大きい。さらに、あぶみ金１０３ｂとはり１２３の間の軸線Ｒ（材料シャフト２９）周りの最大回転角度は、ガイド手段を構成するはりの翼部１２３ｂに当接するあぶみ金１０３ｂの作動壁の端部セグメントのエッジ部によって制限される。

このような配置により、減衰装置１００は、第２の方向Ｙに沿ったケーブルの変位の大きな大きさを補償するのに十分な角度値による軸線Ｒに沿った中間部材の回転運動を受容することが可能である。１つの例では、最大回転角度は、平均位置に対して±１５°のオーダーにあり、すなわち３０°の角度変位である。構成要素の長さに応じて、この運動により、−５００ｍｍ〜＋５００ｍｍのオーダーにおける第２の方向に沿ったケーブルの並進成分について補償することが可能である。中立位置に対する方向に応じて最大の大きさを異ならせることができるので、１０°の角度（２０°の角変位）、２５°の角度（５０°の角変位）又はさらに３０°の角度（６０°の角変位）を考慮することができる。

ケーブル２０の変位運動は、それぞれ第１の方向Ｘ、第２の方向Ｚ、第３の方向Ｙに沿った３つの基本並進運動に分解されることができると理解される。ケーブルの回転運動は、一般にかなり小さく、一般に無視することが可能である。３つの並進成分及びあり得る回転成分は、それぞれ第１の減衰システム（第１の方向Ｘに沿った並進成分）、第２の減衰システム（第３の方向Ｙに沿った基本運動のために補償するための軸線Ｒ周りの回転成分）及びスプリングブレードの変位（第２の方向Ｚに沿った基本並進運動と同一の成分）によって許容される運動の３つの成分によって減衰される。したがって、ケーブルのＸ方向の並進成分が本質的に第１の減衰システムによって減衰される一方、（Ｘ方向及びケーブルに対して垂直な）Ｙ方向の並進成分は、本質的に第２の減衰システムによって減衰される。ケーブルのＺ方向の並進成分は、一般にＸ方向及びＹ方向の成分よりもかなり小さい。

図示の例では、第２の減衰システム１２０の弾性復帰手段は、第１の減衰システム１１０に類似したものである。すなわち第３の一連の摩擦パッドのパッド１２１のための支持部１２６を支持する強固な舌部１２５と、あぶみ金１０３ｂの内側の方向へ付勢され、強固な舌部１２５を動かすスプリングブレード１２４は上述したようなものである。

第２及び第３の摩擦面は、有利には、回転軸線に対して偏心している。一般に、減衰システムにおける回転の減衰のための摩擦面は、有利には偏心している。

取外し可能な外カバー１１８，１２８により、それぞれ第１の減衰システム１１０及び第２の減衰システム１２０が包囲され、保護されることが可能である。

したがって、上述の減衰装置は、第１の構造要素２０と一体的に統合された第１の要素１１３と、第２の構造要素３０と一体的に統合された第２の要素１２３と、第１の要素１１３に対して線形の軸線に沿って並進可能かつ第２の要素１２３に対して軸線周りに旋回可能な中間部材１０３とを含んでいる。第１の要素１１３に対する中間部材１０３のガイドのための手段は、軸線Ｙ及び／又は軸線Ｚ及び／又は第１の要素１１３に対する中間部材１０３の回転の制限された自由度を可能とするものである。同様に、第２の要素１２３に対する中間部材１０３のガイドのための手段は、第２の要素１２３に対する中間部材１０３の制限された並進運動及び／又は回転自由度を可能とするものである。

中間部材は、互いに組み立てられたか、又は互いに結合された異なる構成要素によって置換されることも可能である。

追加的な自由度を設定することが可能である。例えば、第１の要素１１３は、ケーブル２０に対する回転及び／又は並進運動において自由であり得る。同様に、第２の要素は、第２の構造要素３０に対する回転及び／又は並進運動において自由であり得る。追加的な減衰システムは、他の変位成分を減衰するために、第１又は第２の減衰システム１１０，１２０と直列に取り付けられることが可能である。第１又は第２の減衰システム１１０，１２０と並列な減衰システムは、大きな力又はトルクのケースにおいても考慮されることができる。

図１４において概略的に図示された第２の実施例について説明する。この第２の実施例は、直列に配置され、それぞれ１つの異なる相対的な変位成分を減衰することができる３つの摩擦減衰システム１１０，１２０，１３０を含んでいる。この趣旨で、図１〜図１３に関連する上述の第１の減衰システム１１０及び第２の減衰システム１２０に加えて、減衰装置１００は、第２の構造要素に対して固定された第１の摩擦面と、第２の減衰システム１２０に対して固定された第２の摩擦面とを含む、第２の構造要素（ケーブル２０）と第２の構造要素（基礎３０）の間の相対的な第３の変位成分を減衰するための第３の減衰システム１３０を含んでおり、第３の減衰システムの第１の摩擦面と第２の摩擦面の間の相対運動を摩擦係合で減衰するように、第３の減衰システムの第１の摩擦面及び第２の摩擦面は、摩擦係合を形成するために互いに対して接触及び付勢されており、第１の減衰システム、第２の減衰システム及び第３の減衰システムが直列に配置されており、第３の相対変位成分が第１の相対変位成分及び第２の相対変位成分とは異なっている。

第１の実施例のように基礎３０へ直接結合する代わりに、第２の減衰システム１２０の下端部はここでは第３の減衰システム１３０に結合されている。

好ましくは、第３の相対変位成分は、第２の減衰システムによって許容され、減衰される当該第２の方向周りの回転が生じる第２の方向Ｒとは異なり、第３の方向に対して平行な軸線Ｒ’周りの回転運動により減衰される。図１４において、回転軸線Ｒ’は、第３の方向Ｙに対して平行であるとともに、第２の方向Ｚに沿ったケーブルの基本並進運動を減衰させることが可能である。この回転は、好ましくは例えば不図示の摩擦パッドを用いて減衰される。図１４に図示されているように、例による非線形の形態では、第３の減衰システムは、第２の減衰システム１２０と基礎３０の間に取り付けられている。しかしながら、この回転は、回転軸線Ｒ’とは異なる他の回転軸線周りに生じ得る。さらに、図１４の実施例は、Ｒ’に対して平行、かつ、支柱２０と第１の減衰システム１１０の間に配置された軸線Ｒ”周りの減衰されない回転を備えている。

互いに対して接触圧をもって接触する２つの摩擦面の間の摩擦によって減衰を達成する、摩擦パッド、より一般的には摩擦要素に関して、上述のように、摩擦材料及び摩擦係合を達成する対において存在する材料の選択は、対応する減衰システムの減衰特性のための決定パラメータである。１つの例では、第１の摩擦面が第１の摩擦材料で構成され、同じ減衰システムの対応する第２の摩擦面が同一又は異なる第２の摩擦材料で構成されている。前記第１の摩擦材料及び前記第２の摩擦材料のうち少なくとも１つは、低減された摩擦係数を有するポリマー又はポリマーマトリクスである。このタイプの摩擦材料は、多数の利点を有するとともに、とりわけ、摩擦係数が時間にわたって、及び変化する湿度状況及び温度状況において本質的に一定であるという事実を有する。このようなポリマー材料は、任意に潤滑剤を含んでいる。さらに、このようなポリマー材料は、好ましくはポリエチレンテレフタレートを基礎とするものである。

本発明は、固定点から取り外された形態でケーブル２０と基礎３０の間に取り付けられる減衰装置１００を有し、固定点（第３の固定点Ａ３）の位置において基礎３０上に取り付けられた、ケーブル２０を有する土木構造物に関するものでもある。このタイプの配置は、ケーブルの統合された部分であるとともに（特許文献２におけるように）実際に視認可能であるもののより一般的にはケーブル２０周りに同心状の、「内部減衰装置」と呼ばれる他のタイプの減衰装置とは対照的な「外部減衰装置」と呼ばれる減衰装置に対応している。

図１５には、第１の減衰システム１１０の第１の要素１１３は、結合された態様で、軸線Ｙに対して平行で、ケーブル２０に対して軸線Ｙ周りに要素１１３を旋回させることが可能なシャフト１３１（Ｒ”）によりスリーブ１０１に結合されている。さらに、第２の減衰システム１２０の要素１２３は、結合された態様で、軸線Ｙに対して平行な軸線Ｒ’周りの回転を許容し、第２の構造要素３０に対して軸線Ｙ周りに要素１２３を旋回させることが可能な旋回軸１２９により、第２の構造要素３０に結合されている。スリーブ１０１は、ケーブル２０に対して平行な軸線Ｚに沿って縦方向に任意にまだ移動することが可能である。シャフト１３１は、任意で、及び好ましくは減衰されない。シャフト１２９は、好ましくは、要素１２３と基礎３０に統合されたあぶみ金１３３の間の第５及び第６の摩擦面１３２、例えばパッドを用いて減衰される。

さらに、第１の要素１１３は、上述の態様で、摩擦面１１１，１１２を通して、これら２つの構成要素上で中間部材１０３’に対してスライドすることが可能である。しかし、この例では、中間部材１０３’は、スライド条に要素１１３が係合する中空チューブによって構成されている。この並進運動は、要素１１３上及びチューブ１０３’上の摩擦面により減衰される。

さらに、中間部材１０３’は、軸線Ｚに対して平行な軸線Ｒ周りに旋回可能である。この回転は、要素１０３’及び要素１２３の反対側の摩擦面に結合された半円状の摩擦面１２１によって減衰される。

摩擦面は、任意に、シャフト１３１及び／又は１２９周りの回転を減衰するように設けられることも可能である。

好ましくは、図１３に見られるように、減衰装置１００は、ケーブル２０及び基礎３０と共に、頂点がケーブル２０と基礎３０の間の固定点Ａ３に配置された、鋭角αを有する直角三角形を形成している。この場合、直角は、ケーブル２０（第２の方向Ｚ）と減衰装置１００（第１の方向Ｘ）の間に形成されている。

２０ ケーブル（第１の構造要素）
３０ 第２の構造要素
Ｘ 第１の方向
Ｚ 第２の方向
Ｙ 第３の方向
Ａ１ 第１の固定点
Ａ２ 第２の固定点
Ａ３ 第３の固定点
１００ 減衰装置（第１の実施例）
１００’ 減衰装置（第２の実施例）
１０１ スリーブ
１０２ 取付フランジ
１０３ 中間部材
１０３ａ 中間部材の第１の端部（スライド部）
１０３ｂ 中間部材の第２の端部（あぶみ金（ｓｔｉｒｒｕｐ））
１０４ ガイドパッド
１１０ 第１の減衰システム
１１１ 第１の摩擦面（第１の一連の摩擦パッド）
１１２ 第２の摩擦面（第２の一連の摩擦パッド）
１１３ 中空チューブ
１１３ａ 穿孔
１１４ スプリングブレード
１１５ 強固な舌部
１１６ サポート部
１１７ ガイド要素
１１８ 外カバー
１２０ 第２の減衰システム
１２１ 第３の摩擦面（第３の一連の摩擦パッド）
１２２ 第４の摩擦面（第４の一連の摩擦パッド）
１２３ Ｉ字状のはり
１２３ａ 中央のブレード
１２４ スプリングブレード
１２５ 強固な舌部
１２６ サポート部
１２８ 外カバー
１２９ Ｚ方向における回転軸線（材料シャフト）
１３０ 第３の減衰システム
１３１ Ｙ方向における回転軸線（材料シャフト）
１３２ 第５及び第６の摩擦面
１３３ あぶみ金（ｓｔｉｒｒｕｐ）

Claims (18)

1. 土木構造物の第１の構造要素（２０）と第２の構造要素（３０）の間の相対運動を減衰するための摩擦減衰装置（１００）であって、
   −前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間の第１の相対的な変位成分を減衰させるための第１の減衰システム（１１０）であって、当該第１の減衰システムが第１の摩擦面（１１１）及び第２の摩擦面（１１２）を含んでおり、該第１及び第２の摩擦面が第１の摩擦係合を形成するために互いに対して接触及び付勢されており、前記第１の相対的な変位成分を減衰することができるように、前記第１及び第２の摩擦面が更に互いに対して並進運動可能である、前記第１の減衰システムと、
   −前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間の第２の相対的な変位成分を減衰させるための第２の減衰システム（１２０）であって、当該第２の減衰システムが第３の摩擦面（１２１）及び第４の摩擦面（１２２）を含んでおり、該第３及び第４の摩擦面が第２の摩擦係合を形成するために互いに対して接触及び付勢されており、前記第２の相対的な変位成分を減衰することができるように、前記第３及び第４の摩擦面が更に互いに対して回転運動可能である、前記第２の減衰システムと
   を含んでおり、前記第１の減衰システム（１１０）及び前記第２の減衰システム（１２０）が直列に配置されていることを特徴とする摩擦減衰装置。
2. 前記第１の相対的な変位成分が、前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間で延在する第１の方向（Ｘ）に沿った第１の並進運動によって構成されていること、及び前記第２の相対的な変位成分が前記第１の方向とは異なる第３の方向（Ｙ）に沿った第２の並進運動によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の減衰装置（１００）。
3. 前記第３の方向（Ｙ）が、前記第１の方向（Ｘ）及び第２の方向（Ｚ）に対して本質的に直交しているとともに、前記第１の構造要素（２０）に対して接線状となっていることを特徴とする請求項２記載の減衰装置（１００）。
4. 前記第２の相対的な変位成分が、前記回転、前記第２の方向（Ｚ）に対して平行な軸線（Ｒ）周りになされる回転に基づき前記減衰装置へ投影されることを特徴とする請求項１記載の減衰装置（１００）。
5. 前記第１及び第２の相対的な変位成分が、共に並進運動によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の減衰装置（１００）。
6. 前記第１の構造要素が前記第２の構造要素（３０）への固定点において固定されたテンションのかかったケーブルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の減衰装置（１００）。
7. 前記第１の減衰システム（１１０）と前記第２の減衰システム（１２０）の間の中間部材を更に含み、該中間部材（１０３）が、前記第２の摩擦面（１１２）を備えた第１の端部と、前記第３の摩擦面（１２１）を備えた第２の端部とを含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の減衰装置（１００）。
8. 前記中間部材（１０３）の前記第１の端部が、前記第１の方向（Ｘ）に沿って延在し、前記第１の方向（Ｘ）に沿って延在する第２の摩擦パッドの形態の前記第２の摩擦面（１１２）を備えた、互いに、かつ、前記第１の方向（Ｘ）に対して平行な２つの平面を規定するスライド部を形成していること、及び当該減衰装置（１００）が、当該チューブ（１１３）の内側において突出し、前記チューブ（１１３）の内側の方向において弾性復帰手段によって押圧される第１の摩擦パッドの形態の前記第１の摩擦面（１１１）を備えたチューブを含み、第１の一連の摩擦パッドと第２の一連の摩擦パッドが互いに対してこすれるように前記チューブ（１１３）が前記スライド部の周りで係合していることを特徴とする請求項７記載の減衰装置（１００）。
9. 前記中間部材（１０３）の前記第２の端部が、２つの作動壁の内側において突出し、かつ、２つの前記作動壁を分離する空間の方向に弾性復帰手段（１１４）によって押圧される第３の摩擦パッドの形態の前記第３の摩擦面を備えた、互いに対して、及び第１の方向（Ｘ）に対して平行な前記２つの平坦な作動壁を有するあぶみ金を形成しており、前記作動壁がそれぞれ前記第３の摩擦パッドによって包囲された貫通孔を備えていること、当該減衰装置（１００）が、２つの翼部と、中央ウェブのスライド部に配置され、前記貫通孔に整列された該貫通孔間の開口部を包囲する第４の摩擦パッドの形態の前記第４の摩擦面（１２２）を備えた中央ウェブとを有するＩ字状のはり（１２３）を更に含んでおり、前記ウェブの端部セグメントが前記はりの前記翼部間に収容される前記作動壁の前記端部セグメントのエッジ部を有する前記作動壁間に配置されるように、前記はりが前記あぶみ金と係合していること、及び前記はりと前記あぶみ金の間の前記回転軸線（Ｒ）周りの回転運動中に前記第３の摩擦パッド及び前記第４の摩擦パッドが互いにこすれるとともに、前記回転運動を減衰することを特徴とする請求項７又は８記載の減衰装置（１００）。
10. 当該減衰装置が、前記第２の構造要素（３０）に対して固定された第５の摩擦面と、前記第２の減衰システムに対して固定された第６の摩擦面とを含む、前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間の第３の相対的な変位成分を減衰するための第３の減衰システム（１３０）を更に含んでおり、前記第５の摩擦面と前記第６の摩擦面の間の相対運動が第３の摩擦係合によって減衰されるように、前記第５の摩擦面及び前記第６の摩擦面が該第３の摩擦係合を形成するために互いに接触し、付勢されており、前記第１の減衰システム（１１０）、前記第２の減衰システム（１２０）及び前記第３の減衰システムが直列に配置されており、前記第３の相対的な変位成分が、前記第１の相対的な変位成分及び前記第２の相対的な変位成分とは異なっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の減衰装置（１００）。
11. 前記第５及び第６の摩擦面は、前記第３の相対的な変位成分を減衰するために、互いに対して回転することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の減衰装置（１００）。
12. 前記第１の摩擦面が第１の摩擦材料で構成されていること、前記第２の摩擦面が第２の摩擦材料で構成されていること、並びに前記第１の摩擦材料及び前記第２の摩擦材料のうち少なくとも１つが低減された摩擦係数を有するポリマー材料であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の減衰装置（１００）。
13. 第１の構造要素（２０）及び第２の構造要素（３０）を含む土木構造物において、
    当該土木構造物が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の少なくとも１つの減衰装置（１００）を含んでいることを特徴とする土木構造物。
14. 前記第１の構造要素（２０）が前記第２の構造要素（３０）に対する固定点に固定された、テンションのかかったケーブルであることを特徴とする請求項１３記載の土木構造物。
15. 前記第２の構造要素（３０）が、基礎、特に橋の床部であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の土木構造物。
16. 前記ケーブル（２０）が前記固定点（Ａ３）の位置において前記基礎（３０）に取り付けられていること、及び前記減衰装置（１００）が前記固定点（Ａ３）から外れた形態で前記ケーブルと前記基礎の間に取り付けられていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の土木構造物。
17. 前記減衰装置（１００）が、前記ケーブル及び前記基礎と共に、頂点が前記固定点（Ａ３）に配置された、鋭角を有する直角三角形を形成していることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の土木構造物。
18. 土木構造物の第１の構造要素（２０）と第２の構造要素（３０）の間の相対運動を摩擦減衰するための方法であって、以下のステップ：
    −前記第１の構造要素（２０）に対して固定された第１の摩擦面（１１１）と、前記第１の摩擦面（１１１）に対して移動可能な第２の摩擦面（１１２）とを含み、前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間の第１の相対的な変位要素を減衰させるための第１の減衰システム（１１０）を準備するステップと、
    −前記第１の構造要素（２０）と前記第２の構造要素（３０）の間の第２の相対的な変位成分を減衰するための第２の減衰システム（１２０）を準備するステップであって、前記第１の相対的な変位要素が前記第２の相対的な変位要素とは異なっており、前記第２の減衰システム（１２０）が、第３の摩擦面（１２１）及び第４の摩擦面（１２２）を含んでいるステップと、
    −一方では前記第１の摩擦面と前記第２の摩擦面の間の相対運動と、他方では前記第３の摩擦面と前記第４の摩擦面の間の相対運動が当該摩擦係合によって減衰されるように、２つの摩擦係合を形成するために、片方の摩擦面をもう片方の摩擦に付勢して接触させることで、一方では前記第１の摩擦面及び前記第２の摩擦面を配置し、他方では前記第３の摩擦面及び前記第４の摩擦面を配置するステップと
    を含むことを特徴とする方法。

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