(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の方向に向かって波山が交互に連続して形成された波形プレートと、
前記波形プレートを両面から挟持するとともに、該波形プレートにおける前記第一の方向の一端側を支持する拘束部材とを備え、
前記波形プレートが弾性域で変形した後に該波形プレートが塑性域で変形し、その後、前記波形プレートの変形が前記拘束部材によって規制されると前記拘束部材は弾性域で変形し、その後、前記拘束部材が降伏点に達して塑性域での変形を開始するように、前記波形プレートよりも前記拘束部材の方が前記第一の方向へ作用する外力に対する降伏耐力が大きくなっていることを特徴とする制震装置。
【請求項２】
前記波形プレートと前記拘束部材との間に粘性流体が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記粘性流体は粘弾性体であることを特徴とする請求項２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記拘束部材の内表面に摩擦力を調整する摩擦調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制震装置。
【請求項５】
前記拘束部材は、前記波形プレートを挟持する位置に対応する外表面に、前記第一の方向に延在する補強リブが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制震装置。
【請求項６】
前記拘束部材は、前記波形プレートを挟持する位置に対応する外表面に、該波形プレートを視認する窓部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制震装置。
【請求項７】
前記波形プレートは、複数のプレートが積層された積層プレートであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の制震装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制震装置の設置方法であって、
前記拘束部材を第一の構造部材に結合し、前記波形プレートにおける前記第一の方向の他端側を第二の構造部材に結合して設置することを特徴とする制震装置の設置方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の制震装置の設置方法であって、
前記拘束部材を第一の構造部材に結合し、前記波形プレートにおける前記第一の方向の他端側を第二の構造部材と対向した状態で離間して設置することを特徴とする制震装置の設置方法。
【請求項１０】
前記第一の構造部材と前記第二の構造部材との間に、可動支承をさらに設けること特徴とする請求項８又は９に記載の制震装置の設置方法。
【請求項１１】
前記可動支承は、免震機能を有していることを特徴とする請求項１０に記載の制震装置の設置方法。
【請求項１２】
前記制震装置を、前記第二の構造部材を挟んで対をなして設置することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の制震装置の設置方法。
【請求項１３】
請求項１から６のいずれか一項に記載の制震装置に用いられる波形プレートであって、
複数のプレートが積層された積層プレートであることを特徴とする波形プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の制震装置、制震装置に用いられる波形プレート、及びこの制震装置の設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁や建築物、プラントなどの構造物において、躯体などの上部構造と基礎などの下部構造との間に配置され、地震などの大きな震動が作用したときにこの震動エネルギーを吸収し、下部構造に対する上部構造の相対変位を抑制する制震装置が提案されている。
【０００３】
このような制震装置は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
特許文献１には、橋梁における上下部構造間に、可動支承及び低降伏点鋼を用いたせん断パネル型ダンパーを併設して備えた支承構造が示されている。この支承構造によっては、レベルの高い地震発生時には、まずせん断パネル型ダンパーが降伏点に達し、その後に初めて可動支承が可動支承として機能するようになっている。このため上部構造の移動量が増大するなどの問題を解決しつつ、下部構造に加わる地震応答を保有耐力以下に低減することを可能としている。
【０００４】
また、特許文献２には、橋梁などの上下部構造間に設置され、所定レベル以上の地震に対してせん断塑性変形することで震動エネルギーを吸収するせん断パネル型ダンパーが示されている。そして、このせん断パネル型ダンパーにおいては、ウェブが、せん断パネルと、このせん断パネルよりも降伏せん断耐力の大きな下部拘束パネルとを有していることで、低サイクル疲労耐久性を向上可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７５５８８６号公報
【特許文献２】特許第４１９２２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されたせん断パネル型ダンパーにおいては、地震発生時には、せん断塑性変形することで地震エネルギーを吸収している。このため変形限界が小さく、想定範囲外の地震が発生して上部構造と下部構造との間の相対変位がこのせん断パネル型ダンパーの変形限界以上に大きくなってしまった場合には、震動エネルギーを十分に吸収することが難しい。そしてせん断変形に伴う耐力増加が大きいことや、また、せん断変形には至らないようなある程度の大きさを持つ地震動については震動エネルギーの吸収は難しく、これらの場合、下部構造となる基礎や橋脚が損傷してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、震動レベルの大小に関わらず確実に震動エネルギーを吸収し、制震効果の向上が可能な制震装置、制震装置の設置方法、及び波形プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る制震装置は、第一の方向に向かって波山が交互に連続して形成された波形プレートと、前記波形プレートを両面から挟持するとともに、該波形プレートにおける前記第一の方向の一端側を支持する拘束部材とを備え、前記波形プレートが弾性域で変形した後に該波形プレートが塑性域で変形し、その後、前記波形プレートの変形が前記拘束部材によって規制されると前記拘束部材は弾性域で変形し、その後、前記拘束部材が降伏点に達して塑性域での変形を開始するように、前記波形プレートよりも前記拘束部材の方が前記第一の方向へ作用する外力に対する降伏耐力が大きくなっていることを特徴とする。
【０００９】
このような制震装置によると、例えば構造物に比較的小さな震動（例えばレベル１地震動）が生じて構造物が第一の方向に変位し、この構造物によって波形プレートが第一の方向に力を受けた場合、波形プレートは第一の方向にアコーディオンのように弾性変形及び塑性変形して上記変位を抑制する。さらに大きな震動（例えばレベル２地震動）が発生した際には、この波形プレートは第一の方向に塑性変形することで、このより大きな震動エネルギーを吸収して変位を抑制する。さらにそれ以上の震動に対しては、波形プレートを押し付ける方向に力が作用した際には、最終的に構造物が拘束部材に接触することとなり、拘束部材が構造物のそれ以上の変位を抑制し、即ち拘束部材がストッパとして作用する。また、より大きな地震（例えばレベル３地震動）では、構造物によって拘束部材が押し付け力を受けて拘束部材が塑性変形することで、より大きな震動エネルギーを吸収することができる。さらに、波形プレートが押し付けられ、波山の頂部と拘束部材とが接触してこれらの間に大きな摩擦力が作用し、この摩擦力によって波形プレートの動きが規制された場合においても、拘束部材が変形して震動エネルギーの吸収が可能である。
また、前記波形プレートよりも前記拘束部材の方が前記第一の方向へ作用する外力に対する降伏耐力が大きくなっていることで、構造物に震動が発生して第一の方向に力が作用した際には、まず波形プレートが変形して降伏点に達し、その後、拘束部材が変形して降伏点に達することになり、二段階での震動エネルギーの吸収が可能となる。
【００１０】
また、前記波形プレートと前記拘束部材との間に粘性流体が充填されていてもよい。
【００１１】
このような粘性流体によって、波形プレートが動作した際に発生するせん断抵抗による粘性減衰力で震動エネルギーの一部が消費されるため、震動エネルギーの減衰効果を向上できる。
【００１２】
また、前記粘性流体は粘弾性体であってもよい。
【００１３】
このような粘弾性体によって、せん断抵抗による粘性減衰力に加え、履歴減衰を得ることができる。
【００１４】
さらに、前記拘束部材の内表面に摩擦力を調整する摩擦調整手段が設けられていてもよい。
【００１５】
このような摩擦調整手段によって、例えば低摩擦化すると拘束部材との間で波形プレートが円滑に動作可能となり、微小震動に対する震動エネルギーの吸収効果を高めることができる。あるいは高摩擦化すると、波形プレートが動作した際の摩擦力で震動エネルギーの一部が消費されるため、より大きな震動に対して震動エネルギーの減衰効果を向上できる。
【００１６】
さらに、前記拘束部材は、前記波形プレートを挟持する位置に対応する外表面に、前記第一の方向に延在する補強リブが設けられていてもよい。
【００１７】
このような補強リブによって、拘束部材による波形プレートに対する変形拘束力を維持しながら、一方では、補強リブの設けられていない部分でせん断変形を促すことが可能となる。このため、例えば想定範囲外の大地震発生時には、波形プレートの変形を拘束して破損を防止しつつ自身の変形を容易とし、震動エネルギーの吸収効果を向上できる。
【００１８】
さらに、前記拘束部材は、前記波形プレートを挟持する位置に対応する外表面に、該波形プレートを視認する窓部を有していてもよい。
【００１９】
このような窓部によって、波形プレートの変形状態や亀裂等の発生状況を目視等によって確認することができる。
【００２０】
また、前記波形プレートは、複数のプレートが積層された積層プレートであってもよい。
【００２１】
波形プレートは、例えば板材をプレス成形で曲げ加工されることで製造される。ここで、波形プレートを積層プレートとすることで、降伏耐力の向上を図ることができる。そして、各々のプレートをそれぞれ曲げ加工した後に積層することで、厚板を曲げ加工する場合と比べ曲げ加工を容易に行うことができる。また、各々のプレートの厚さや積層枚数を適宜調整することで、波形プレートの降伏耐力調整の自由度が増す。
【００２２】
また、本発明に係る制震装置の設置方法は、上記の制震装置の設置方法であって、前記拘束部材を第一の構造部材に結合し、前記波形プレートにおける前記第一の方向の他端側を第二の構造部材に結合して設置することを特徴とする。
【００２３】
このような制震装置の設置方法によると、波形プレートが第二の構造部材に結合されているため、比較的小さな震動から大きな震動までの震動エネルギーを制震装置のみで吸収でき、第一の構造部材と第二の構造部材との間の相対変位を抑制する。また、拘束部材がストッパ機能として作用し、安全性の確保も可能となる。
【００２４】
さらに、本発明に係る制震装置の設置方法は、上記の制震装置の設置方法であって、前記拘束部材を第一の構造部材に結合し、前記波形プレートにおける前記第一の方向の他端側を第二の構造部材と対向した状態で離間して設置することを特徴とする。
【００２５】
このような制震装置の設置方法によると、例えば、既存の免震構造や制震構造を有する構造物に対して制震装置をさらに追加して設置することで、想定範囲外の地震によって第一の構造部材に対する第二の構造部材の相対変位が所定の値を超過した際などに、制震構造のフェールセーフ機能として本発明の制震装置を使用することが可能となる。従って、確実に震動エネルギーの吸収を行い、また、さらなる安全性の確保も可能となる。
【００２６】
また、制震装置の設置方法において、前記第一の構造部材と前記第二の構造部材との間に、可動支承をさらに設けてもよい。
【００２７】
このように可動支承と制震装置とを併設することで、これらの相乗効果によって震動エネルギーの吸収効果をさらに向上できる。
【００２８】
また、前記可動支承は、免震機能を有していてもよい。
【００２９】
このような免震機能を有する可動支承によって、震動エネルギーを減衰させ、震動エネルギーの吸収効果のさらなる向上が可能となる。
【００３０】
さらに、制震装置の設置方法において、前記制震装置を、前記第二の構造部材を挟んで対をなして設置してもよい。
【００３１】
このようにすることで、対をなす制震装置のうち一方の制震装置における波形プレートに引張力が作用した際には、他方の制震装置における波形プレートには押し付け力が作用することとなる。このため、波形プレートの押し付け時のエネルギー吸収履歴と引っ張り時のエネルギー吸収履歴とが同時に作用することとなり、微妙に相違するエネルギー吸収履歴を平均化することができ、より安定した震動エネルギーの吸収を期待できる。
【００３２】
また、本発明に係る波形プレートは、上記の制震装置に用いられる波形プレートであって、複数のプレートが積層された積層プレートであることを特徴とする。
【００３３】
このような波形プレートによると、厚板を曲げ加工して製造した波形プレートと同等の降伏耐力の向上を図りながら、各々のプレートをそれぞれ曲げ加工した後に積層することで、曲げ加工を容易に行うことができる。また、降伏耐力調整の自由度が増す。
【発明の効果】
【００３４】
請求項１の制震装置によると、波形プレートと、これを覆う拘束部材とによって、震動レベルの大小に関わらず確実に震動エネルギーを吸収し、制震効果の向上が可能となる。さらに、二段階での震動エネルギーの吸収で、より高い制震効果を得ることができる。
【００３５】
また、請求項２の制震装置によると、粘性流体によって減衰効果を得ることができ、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００３６】
また、請求項３の制震装置によると、粘弾性体によって履歴減衰を得ることができ、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００３７】
さらに、請求項４の制震装置によると、摩擦調整手段によっても、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００３８】
さらに、請求項５の制震装置によると、補強リブによって、拘束部材の強度を確保しながら拘束部材の変形に対する柔軟性も確保できるため、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００３９】
さらに、請求項６の制震装置によると、窓部によって波形プレートが機能しているか否かの判断が容易にでき、使用性の向上につながる。
【００４０】
また、請求項７の制震装置によると、降伏耐力を維持しながら波形プレートの加工が容易となることで、製作性向上によるコスト低減につながる。
【００４１】
また、請求項８の制震装置の設置方法によると、波形プレートを第二の構造部材に結合することで、安全性を確保しながら制震効果の向上が可能となる。
【００４２】
さらに、請求項９の制震装置の設置方法によると、波形プレートを第二の構造部材と離間して設置することで、フェールセーフ機能として制震装置を使用でき、さらに安全性を確保しながら制震効果の向上が可能となる。
【００４３】
また、請求項１０の制震装置の設置方法によると、可動支承と制震装置との相乗効果で、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００４４】
また、請求項１１の制震装置の設置方法によると、可動支承の免震機能によって、免震・制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００４５】
さらに、請求項１２の制震装置の設置方法によると、対をなして制震装置を設置することで、安定した震動エネルギーの吸収を期待でき、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００４６】
また、請求項１３の波形プレートによると、降伏耐力を維持しながら加工が容易となることで、製作性向上によるコスト低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る制震装置が設けられた橋梁の全体斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る制震装置が設けられた橋梁の要部拡大図である。
【図３】本発明の第一実施形態の制震装置の全体斜視図である。
【図４】本発明の第一実施形態の制震装置の側面図である。
【図５】本発明の第一実施形態の制震装置の断面図であって、図４のＡ−Ａ断面を示すものである。
【図６】本発明の第一実施形態の制震装置において、（ａ）は波形プレートにおける力−変位履歴曲線の例を示すものであり、（ｂ）は拘束部材における力−変位曲線の例を示すものである。
【図７】本発明の第一実施形態の制震装置における力−変位曲線を示すものである。
【図８】本発明の第二実施形態の制震装置の断面図であって、図５と同じ断面位置を示すものである。
【図９】本発明の第二実施形態の第一変形例の制震装置の断面図であって、図５と同じ断面位置を示すものである。
【図１０】本発明の第二実施形態の第二変形例の制震装置の断面図であって、図５と同じ断面位置を示すものである。
【図１１】本発明の第三実施形態の制震装置の全体斜視図である。
【図１２】本発明の第三実施形態の制震装置の側面図である。
【図１３】本発明の第三実施形態の第一変形例に係る制震装置の斜視図である。
【図１４】本発明の第三実施形態の第二変形例に係る制震装置の斜視図である。
【図１５】本発明の第三実施形態の第三変形例に係る制震装置の斜視図である。
【図１６】本発明の第四実施形態の制震装置の全体斜視図である。
【図１７】制震装置の断面図であって、図５と同じ断面位置を示すものである。また（ａ）は、本発明の第四実施形態の制震装置を、（ｂ）は、仮に波形状保持部材が設けられていない場合を示すものである。
【図１８】本発明の第四実施形態の制震装置に関し、波形プレートの変形の様子を示す上面図であって、（ａ）は波形プレートに変形が生じていない状態を、（ｂ）は波形プレートに引っ張り変形が生じた場合を、（ｃ）は圧縮変形が生じた場合を示すものである。
【図１９】本発明の第四実施形態の変形例に係る制震装置の全体斜視図である。
【図２０】本発明の第五実施形態の制震装置の全体斜視図である。
【図２１】本発明の第六実施形態の制震装置に関し、波形プレートを示す上面図であって、（ａ）は積層前の状態を、（ｂ）は積層後の状態を示すものである。
【図２２】本発明の第六実施形態の変形例の制震装置に関し、波形プレートを示す上面図であって、（ａ）は積層前の状態を、（ｂ）は積層後の状態を示すものである。
【図２３】本発明の制震装置の第一の設置例を示す図である。
【図２４】本発明の制震装置の第一の設置例の他の例を示す図である。
【図２５】本発明の制震装置の第二の設置例を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態の制震装置に関し、波形プレートの設置方向が異なる場合の例を示す全体斜視図である。
【図２７】本発明の制震装置を建築物に適用した例を示す図である。
【図２８】本発明の制震装置をＬＮＧタンクに適用した例を示す図である。
【図２９】本発明の制震装置に関し、制震効果を確認する実験を行った実施例での波形プレートと拘束部材との位置関係を示す断面図である。
【図３０】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体１の実験結果を示す変形履歴ループであり、横軸は水平方向（第一の方向Ｄ１）の変位を、縦軸は水平荷重を示す。
【図３１】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体２の実験結果を示す変形履歴ループであり、横軸は水平方向（第一の方向Ｄ１）の変位を、縦軸は水平荷重を示す。
【図３２】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体３の実験結果を示す変形履歴ループであり、横軸は水平方向（第一の方向Ｄ１）の変位を、縦軸は水平荷重を示す。
【図３３】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体４の実験結果を示す変形履歴ループであり、横軸は水平方向（第一の方向Ｄ１）の変位を、縦軸は水平荷重を示す。
【図３４】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体５の解析結果を示す変形履歴ループであり、横軸は水平方向（第一の方向Ｄ１）の変位を、縦軸は水平荷重を示す。
【図３５】本発明の制震装置に関し、実施例での供試体５の解析での変形の様子を示す概略上面図であって、（ａ）は水平変位が０ｍｍの場合、（ｂ）は水平変位が−５ｍｍの場合、（ｃ）は水平変位が−１０ｍｍの場合、（ｄ）は水平変位が−１５ｍｍの場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る制震装置１について説明する。
まず、制震装置１の設けられる橋梁１１について説明する。
図１及び図２に示すように、橋梁１１は、基礎となる複数の橋脚１２と、これら複数の橋脚１２間にわたって橋脚１２上に載置された複数の主桁１３と、隣接する主桁１３同士の間にこれら主桁１３に直角に配されて、隣接する主桁１３同士を接続する複数の横桁１４とを有している。
またこの橋梁１１は、橋脚１２上で、隣接する主桁１３同士の間に配されて制震装置１の反力受け架台となる押さえ梁１５を有している。なお、図示はしないが橋梁１１は、これら主桁１３、横桁１４、押さえ梁１５の上部に床版が敷設される。
【００４９】
制震装置１は、橋脚１２上で、主桁１３の延在方向となる橋梁１１の長手方向に取り付け面を向け、当該長手方向に直交する直交方向に延びる押さえ梁１５に対し、この取り付け面に当接して設置されている。即ち、上部構造（第二の構造部材）となる主桁１３、横桁１４、押さえ梁１５と、下部構造（第一の構造部材）となる橋脚１２との間に配置されており、地震などに起因する震動エネルギーを吸収する制震ストッパ装置となっている。
なお、制震装置１は必ずしも橋梁１１に設けられるものではなく、本実施形態では一例として橋梁１１に設置した場合について説明を行う。
【００５０】
次に制震装置１について説明する。
図３から図５に示すように、制震装置１は、第一の方向Ｄ１に向かって複数（本実施形態では４つ）の波山２０が配された波形プレート２１と、この波形プレート２１を第一の方向Ｄ１に直交する第二の方向Ｄ２、即ち波山２０の頂部の方向から挟持する拘束部材２２とを備えている。そして本実施形態では、第一の方向Ｄ１が橋梁１１の長手方向と平行となるように制震装置１が設置されている（図１及び図２参照）。
【００５１】
ここで挟持とは、波形プレート２１に外力が作用しない自然状態では拘束部材２２と接触していてもよいし非接触となっていてもよく、外力が作用した状態で波形プレート２１が拘束部材２２に当接して挟持されることを意味している。
【００５２】
波形プレート２１は、例えば鋼板などをプレス成形して、第一の方向Ｄ１に向かって交互に連続した複数の波山２０を板上に形成したものであり、第一の方向Ｄ１の一端側２１ａで拘束部材２２に固定され、支持されている。また、他端側２１ｂには、第一の方向Ｄ１に表面を向けて取り付けられた板状の反力受けプレート３１を有し、この反力受けプレート３１にボルト３２が挿通され、このボルト３２によって波形プレート２１が押さえ梁１５に結合されている。
そして、この反力受けプレート３１には、反力受けプレート３１の表面から第一の方向Ｄ１に突出して、波形プレート２１の他端側２１ｂにおける表面に接続されるリブ３４が設けられている。このリブ３４は上下に所定間隔をあけて複数（本実施形態では、波形プレート２１を挟んで片側に３つずつ）が設けられている。
【００５３】
ここで、この波形プレート２１は、図６（ａ）に示すように、例えば降伏耐力が２００［ｋＮ］程度となるように、材料及び波形形状などを調整したものである。この数値は、制震装置１が取り付けられる橋梁１１の寸法や形状、及び想定する震動の大きさに応じて適宜変更可能である。
【００５４】
拘束部材２２は、上記波形プレート２１を、波山２０の頂部に当接するように、第二の方向Ｄ２の両面から挟持して覆う一対の側板部２５と、これら側板部２５に結合され、波形プレート２１を上方から覆う上板部２６とを有している。さらにこれら２つの側板部２５と、上板部２６とに結合されて波形プレート２１における一端側２１ａから波形プレート２１を覆うエンドプレート２７を有している。波形プレート２１はこのエンドプレート２７に例えば溶接などによって固定されている。そして、波形プレート２１は、一対の側板部２５同士の間の上部に配置されている。
【００５５】
さらに、この拘束部材２２には、エンドプレート２７の表面上から側板部２５の外表面上にわたって第一の方向Ｄ１に延びて、補強リブ３３（本実施形態では３つ）が設けられている。この補強リブ３３は、側板部２５が波形プレート２１を覆っている位置、即ち、拘束部材２２の外表面の上部に設けられており、拘束部材２２の強度向上を図る部材である。
【００５６】
この拘束部材２２は、図６（ｂ）に示すように、波形プレート２１よりも降伏耐力を大きくし、例えば降伏耐力が１０００［ｋＮ］程度となるように、材料、板厚、板幅などを調整したものである。この数値は、波形プレート２１と同様に制震装置１が取り付けられる構造物の寸法や形状、及び想定する震動の大きさに応じて適宜変更可能である。
【００５７】
さらに拘束部材２２は、側板部２５及びエンドプレート２７の下部に結合された板状をなすベースプレート２８を有しており、このベースプレート２８は側板部２５及びエンドプレート２７に対して、第一の方向Ｄ１、第二の方向Ｄ２にはみ出すようにフランジ状に設けられている。そして、このベースプレート２８にアンカーボルト３０が挿通されることで、拘束部材２２が橋脚１２の上部に載置され、結合されている。
【００５８】
このような制震装置１においては、例えばレベル１以下の地震動が主桁１３、横桁１４に発生した場合には、押さえ梁１５を介して波形プレート２１に震動が伝達される。この結果、図５の実線及び２点鎖線で示すように、波形プレート２１が第一の方向Ｄ１にアコーディオンのように伸縮することとなる。この際、波形プレート２１は弾性変形、場合によっては塑性変形して震動による上部構造と下部構造との間の相対変位を吸収する。
【００５９】
そして、例えばレベル１地震動を超えるレベル２地震動が発生した場合には、波形プレート２１は、さらに第一の方向Ｄ１に塑性変形してこの震動エネルギーを吸収する。
【００６０】
そしてさらに想定範囲外の大きな震動に対しては、拘束部材２２がストッパとなり、この拘束部材２２が塑性変形して震動エネルギーを吸収する。より具体的には、波形プレート２１を押し付ける方向に力が作用した際には、最終的に波形プレート２１の他端側２１ｂの反力受けプレート３１を介して、拘束部材２２に上部構造が接触する。そして拘束部材２２が上部構造のそれ以上の変位を抑制し、即ち拘束部材２２がストッパとして作用する。また、より大きな地震（例えばレベル３地震動）では、当接した上部構造によって、拘束部材２２が押し付け力を受けて拘束部材２２自身が塑性変形することで、より大きな震動エネルギーを吸収することができる。さらに、波形プレート２１が押し付けられ、波山２０の頂部と拘束部材２２とが接触してこれらの間に大きな摩擦力が作用し、この摩擦力によって波形プレート２１の動きが規制された場合においても、拘束部材２２が変形して震動エネルギーの吸収が可能である。
【００６１】
なお、拘束部材２２には、その上部で外表面に補強リブ３３が設けられているため、波形プレート２１に対する変形拘束力を維持しながら、一方で補強リブ３３の設けられていない部分で、拘束部材２２のせん断変形を促すことができる。このため、例えば想定範囲外の大地震発生時（例えばレベル３地震動発生時）には、波形プレート２１の変形を拘束部材２２が拘束して、制震装置１全体の破損を防止しつつ、拘束部材２２自身の変形を容易とし、震動エネルギーの吸収効果を向上できる。なお、このような本実施形態の構造によって、拘束部材２２が上部で剛となり下部で柔となることは解析によっても確認されている。
【００６２】
ここで、波形プレート２１及び拘束部材２２が震動による荷重を受けた際の反力と、第一の方向Ｄ１への変位量との関係については図７に示す通りとなる。なお図７は、図６（ａ）及び図６（ｂ）をまとめて正の方向のグラフのみ描いたものである。図７の実線に示すように、まず波形プレート２１が弾性域Ａ１で変形し、その後、降伏点ＹＰ１に達する。降伏点ＹＰ１以降は波形プレート２１が塑性域Ａ２で変形することとなる。しばらく塑性変形した後、波形プレート２１の変形が拘束部材２２によって規制される。この際、拘束部材２２はまず弾性域Ａ３で変形し、その後、拘束部材２２が降伏点ＹＰ２に達して塑性域Ａ４での変形を開始する。このようにして微小震動から大きな震動までの震動エネルギーを吸収することが可能となっている。
【００６３】
また、図７の破線に示すように、仮に、波形プレート２１を有さず、主に塑性変形によって震動エネルギーを吸収するせん断パネル型ダンパーを橋梁１１に設置した場合には、本実施形態の制震装置１と比較して、変形開始時の初期剛性が高くなり、降伏点ＹＰに至るまでより立ち上がりが急なグラフとなる。即ちこの場合、降伏変位が極めて小さくなるばかりか、比較的小さな震動（例えばレベル１地震動）に対して十分に震動エネルギーを吸収することができない。また、大きな地震動（例えばレベル２地震動）に対しても十分な降伏変位を確保することができず、押さえ梁１５とその周辺の部材の剛性が十分に大きくない場合において設計通りのエネルギー吸収が期待できない。一方で、本実施形態の制震装置１では、波形プレート２１の材質、波山２０のピッチを適宜変更することで初期剛性を調整でき、かつ降伏変位を大きくでき、比較的小さな地震動から大きな地震動に対して震動エネルギーを効率良く吸収することが可能となる。
【００６４】
本実施形態の制震装置１によると、波形プレート２１と、これを覆う拘束部材２２とによって、震動レベルの大小に関わらず確実に震動エネルギーを吸収し、制震効果の向上が可能となる。また、拘束部材２２においては補強リブ３３が設けられていることによって、拘束部材２２の強度を確保しながらも、拘束部材２２の変形に対する柔軟性も確保できる。従って、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００６５】
なお、波形プレート２１及び拘束部材２２については、材料及び形状を調整することによって降伏耐力を近いものとし、即ち降伏点ＹＰ１、ＹＰ２同士を近づけることで、波形プレート２１の変形から拘束部材２２の変形へ滑らかに移行させることができる。即ち、波形プレート２１の塑性変形時から拘束部材２２の弾性変形時に移行する際に発生し得る衝撃を緩和することができ、震動エネルギーの吸収効果の向上が可能となる。
【００６６】
また、本実施形態では、押さえ梁１５各々に対して１つの制震装置１が、押さえ梁１５の片側の表面に当接して配置されているが、これに限定されることはなく、上部構造となる主桁１３及び横桁１４と、下部構造となる橋脚１２との間で、これらの相対移動を規制するように配置されていればよい。即ち、押さえ梁１５ではなく、直接主桁１３などを支持してもよい。
【００６７】
さらに、本実施形態では、制震装置１における拘束部材２２の下部をベースプレート２８によって橋脚１２に結合しているが、例えば、エンドプレート２７側で下部構造に結合されていてもよく、拘束部材２２と下部構造との結合位置は、本実施形態には限定されない。
【００６８】
また、補強リブ３３は必ずしも設けなくともよく、設置数量も拘束部材２２に必要とされる強度に応じて適宜選択可能である。
【００６９】
さらに、波形プレート２１は、押さえ梁１５に結合されて設置されていなくともよく、即ち、離間して設置されていてもよい。この場合、震動が発生した際の上部構造と下部構造との間の相対変位が、波形プレート２１と押さえ梁１５との間の離間距離よりも大きくなった際に初めて押さえ梁１５に波形プレート２１が当接することとなる。このような設置例は、後述する第二の設置例にて詳細を説明する。
【００７０】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る制震装置４１について説明する。
なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図８に示すように、制震装置４１は、波形プレート２１と拘束部材５２との間に充填された粘性流体５５をさらに有しており、この粘性流体５５は、例えばビンガム流体などである。ここで、波形プレート２１と拘束部材５２との間に粘性流体５５として、粘弾性体を充填してもよい。この粘弾性体は、例えばアクリル系粘弾性体、ゴムアスファルト系粘弾性体、天然ゴム、高減衰ゴムなどである。
【００７１】
また、拘束部材５２は、第一実施形態の拘束部材２２に対して、側板部２５及び上板部２６に結合されて、波形プレート２１の他端側２１ｂと同じ側の第一の方向Ｄ１の端部を閉塞し、粘性流体５５の流出や外部からの水などの浸入を防止する塞ぎ板５３をさらに有している。
【００７２】
このような制震装置４１においては、波形プレート２１が動作した際に発生する粘性減衰力で震動エネルギーの一部が消費されるため、波形プレート２１の弾性域Ａ１の範囲内においても、微小地震の震動エネルギーの減衰効果を期待できる。
【００７３】
本実施形態の制震装置４１によると、粘性流体５５を充填したことによって、微小地震の震動エネルギーの吸収に加え、減衰効果も得られ、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【００７４】
なお図９に示すように、制震装置は、粘性流体５５に代えて、波形プレート２１と拘束部材５２との間の摩擦力を低減する摩擦低減手段（摩擦調整手段）６０を有している制震装置６１であってもよい。
【００７５】
この摩擦低減手段６０は、例えば付着防止剤であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）によるコーティングを拘束部材５２の内表面に施したものや、また、単純に潤滑油を拘束部材５２の内表面に塗布したものである。
【００７６】
そして、このような摩擦低減手段６０によって、拘束部材５２との間で波形プレート２１が円滑に動作可能となり、比較的小さな地震による震動エネルギーの吸収効果を向上できる。
【００７７】
なお、潤滑油などが漏れ出さない場合には、拘束部材５２における塞ぎ板５３は必ずしも設けなくともよい。
【００７８】
さらに、図１０に示すように、制震装置は、摩擦低減手段６０に代えて、波形プレート２１と拘束部材５２との間の摩擦力を増大する摩擦増大手段（摩擦調整手段）７０を設けた制震装置７１であってもよい。このような摩擦増大手段７０は、例えば、ブラスト加工や樹脂塗装などを拘束部材５２の内表面に施したものである。
【００７９】
そして、このような摩擦増大手段７０によって、波形プレート２１が動作した際に発生する摩擦力で震動エネルギーの一部が消費される。即ち、摩擦力−変位曲線がヒステリシスを描き、震動エネルギーの減衰効果を向上できる。
【００８０】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態に係る制震装置８１について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図１１、１２に示すように、制震装置８１は、第一実施形態における制震装置１とは、拘束部材８２、反力受けプレート８３の形状が異なっている。
【００８１】
拘束部材８２は、波形プレート２１を、波山２０の頂部に当接するように、第二の方向Ｄ２の両面から挟持して覆う側板部８４と、これら一対の側板部８４各々に一体に結合されて、波形プレート２１の一端側２１ａで第二の方向Ｄ２に互いに離間するように折れ曲がって形成された一対の屈曲部８５とを有している。
【００８２】
さらに拘束部材８２は、これら一対の屈曲部８５に第一の方向Ｄ１から接触して取り付けられているとともに、波形プレート２１の一端側２１ａを第二の方向Ｄ２から挟持するエンドプレート８６を有している。
【００８３】
エンドプレート８６は、波形プレート２１の一端側２１ａを第二の方向Ｄ２の両側から挟持する一対の側部８７と、これら一対の側部８７各々に一体に結合されて、第一の方向Ｄ１から屈曲部８５に接するように第二の方向Ｄ２に互いに離間するように折れ曲がって形成された一対の接触部８８とから構成されている。
【００８４】
そして、屈曲部８５と接触部８８とが接触した状態で、これらを貫通するようにボルト９０が挿通され、ナット９１によって屈曲部８５と接触部８８とが締結されている。さらに、波形プレート２１をエンドプレート８６の側部８７が挟持した状態で、これらを貫通するようにボルト９０が挿通され、ナット９１によって波形プレート２１とエンドプレート８６とが締結されている。このようにして、拘束部材８２と波形プレート２１の一端側２１ａとが固定されている。
【００８５】
なお、この拘束部材８２には、屈曲部８５の表面上から側板部８４の外表面上にわたって第一の方向Ｄ１に延びて、４つの補強リブ８９が設けられているが、数量は第一実施形態の補強リブ３３のように３つであってもよく、数量は限定されない。
【００８６】
反力受けプレート８３は、波形プレート２１の他端側２１ｂを挟持する一対の側部９２と、これら一対の側部９２各々に一体に結合されて、第一の方向Ｄ１から押さえ梁１５に結合可能となるように第二の方向Ｄ２に互いに離間するように折れ曲がって形成された一対の当接部９３とから構成されている。
【００８７】
そして、波形プレート２１を側部９２が第二の方向Ｄ２の両側から挟持した状態で、これらを貫通するようにボルト９０が挿通されて、ナット９１によって波形プレート２１と側部９２とが締結されており、このようにして波形プレート２１に反力受けプレート８３が取り付けられている。
【００８８】
本実施形態の制震装置８１によると、波形プレート２１を拘束部材８２及び反力受けプレート８３に確実に固定することができ、想定範囲外の大地震発生時であっても、確実に制震効果の向上を図ることができる。
【００８９】
ここで、図１３に示すように、ベースプレート９８は第二の方向Ｄ２の中央で二つに分割されて構成されていてもよい。このような構成によって、例えば、波形プレート２１の寸法公差に対しても拘束部材８２の設置位置を調整することができる。このため波形プレート２１の寸法公差に対する要求が小さくなり、品質管理の面で好ましい。
また、このような分割構成によって、拘束部材８２による波形プレート２１の拘束度の調整が可能となり、設置時の作業性向上につながる。
【００９０】
また、図１４に示すように、拘束部材９４は、一対の側板部８４各々に一体に結合されて、波形プレート２１の他端側２１ｂで第二の方向Ｄ２に互いに離間するように折れ曲がって形成された一対の屈曲部９５をさらに有していてもよい。即ち、側板部８４、屈曲部８５、屈曲部９５が一体としてＣ型鋼となっている。このようなＣ型鋼を拘束部材９４に適用することで、拘束部材９４の剛性が増大し、拘束力を大きくすることができる。従って制震装置の耐力を向上することが可能となる。ここで、補強リブ８９は、図１５に示すように必ずしも設けられなくともよいが、補強リブ８９が設けられる場合と比較して拘束力は小さくなる。
【００９１】
なお、本実施形態では、拘束部材８２の上方は開口しており、波形プレート２１は露出した状態となっているが、例えば、第一実施形態の上板部２６等を有し、上部が覆われていてもよい。
【００９２】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態に係る制震装置８１について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図１６及び図１７（ａ）に示すように、制震装置１Ａは、第三実施形態の制震装置８１が、波形状保持部材１３０をさらに備えている。
【００９３】
波形状保持部材１３０は、波形プレート２１における波山２０と、この波山２０に当接する拘束部材９４の内表面との間に配されている。具体的には、波山２０の谷側となる位置で波形プレート２１と拘束部材９４との間に挿入されて、下方からベースプレート９８によって支持されている。これにより、波形状保持部材１３０は、拘束部材９４の内表面及び波形プレート２１に対して、相対移動可能に設けられている。
【００９４】
ここで、本実施形態では、この波形状保持部材１３０は、波形プレート２１で第一の方向Ｄ１の中央位置に形成された波山２０に対応する位置で、隣接する波山２０の谷側に、複数（本実施形態では三つ）が設けられている。
そして各々の波形状保持部材１３０は、波山２０の形状に沿って波山２０に対向する湾曲面１３１ａが形成された凸頭部１３１と、凸頭部１３１と拘束部材９４の内表面との間に配されて凸頭部１３１と一体に形成されたブロック状をなす土台部１３２とを有している。そしてこの波形状保持部材１３０は、外力が作用しない自然状態で波山２０の頂部との間に隙間が形成されている。
【００９５】
この隙間に関しては、波形プレート２１に対して第一の方向Ｄ１に引っ張る引張力が作用して、予め設定された最大設計変形量の引っ張り変形が波形プレート２１に生じた際に、ちょうど波山２０と、波形状保持部材１３０における凸頭部１３１の湾曲面１３１ａとが、第二の方向Ｄ２から接触する寸法に設定されている（図８（ｂ）参照）。
【００９６】
さらに、この隙間は、波形プレート２１に対して第一の方向Ｄ１に押し込む圧縮力が作用して、予め設定された最大設計変形量の圧縮変形が波形プレート２１に生じた際に、ちょうど波山２０と湾曲面１３１ａとが、第一の方向Ｄ１から接触する寸法に設定されている（図８（ｃ）参照）。
【００９７】
また、本実施形態では、波形プレート２１の波山２０の頂部と波山２０に当接する拘束部材９４の内表面とは、波形プレート２１に対して第一の方向Ｄ１に外力が作用しない状態で非接触となっている。また、波形プレート２１に対して第一の方向Ｄ１に外力が作用して最大設計変形量の圧縮変形が生じた際に、波山２０の頂部と拘束部材９４の内表面とが接触するようになっている。
【００９８】
本実施形態の制震装置１Ａによると、波形プレート２１に外力が作用しない自然状態では、波形プレート２１と拘束部材９４とは非接触となっており、即ち、これら波形プレート２１と拘束部材９４との間には隙間が設けられている。
【００９９】
ここで、波形プレート２１が第一の方向Ｄ１に押し付けられるように、波形プレート２１に圧縮力が作用すると、波山２０が高くなるように波形プレート２１が変形する。この際、本実施形態では波形プレート２１と拘束部材９４との間の隙間によって、このような波形プレート２１の変形を許容できる。従って、局所的に波山２０が変形してしまうことを防止でき、波形プレート２１全体が十分に震動エネルギーの吸収を行なって、波形プレート２１が震動減衰機能を十分に発揮することができる。
【０１００】
さらに、波形プレート２１に対して第一の方向Ｄ１に外力が作用し、最大設計変形量の圧縮変形が生じた際には、波山２０の頂部と拘束部材９４の内表面とが接触することで、拘束部材９４による拘束力が波形プレート２１に作用することになる。従って、最大設計変形量の圧縮変形が生じるまでは波形プレート２１の圧縮変形を許容し、震動エネルギーを吸収しつつ、最大設計変形量以上の波形プレート２１の変形を抑制することができる。
【０１０１】
また、波形プレート２１と拘束部材９４との間には隙間が設けられているため、波形プレート２１が引っ張り変形から圧縮変形に移行する際に、図１７（ｂ）に示すように、波形プレート２１に微小な全体座屈が生じてしまうおそれがある（本図では一次モードの変形）。この点、本実施形態では、このような全体座屈を抑制するように、波形状保持部材１３０によって波形プレートが所定の形状となるように変形が抑制される。即ち、波山２０の高さ寸法、波山２０の第一の方向Ｄ１の幅寸法が、凸頭部１３１の湾曲面１３１ａの形状に応じて、所定の値の範囲内に収まることになる。
【０１０２】
具体的には、波形プレート２１に対して、図１８（ａ）に示すように外力が作用していない状態から、図１８（ｂ）に示すように引張力が作用する状態となると、波山２０と湾曲面１３１ａとが第二の方向Ｄ２から接触し、波山２０の高さがこれ以上に低くならないように変形を抑制する。
【０１０３】
そして、波形プレート２１に対して、図１８（ｃ）に示すように、圧縮力が作用すると、波山２０と湾曲面１３１ａとが第一の方向Ｄ１から接触し、波山２０がこれ以上に高くならないように変形を抑制する。
【０１０４】
このようにして、図１７（ｂ）に示すような全体座屈を抑制でき、波山２０が所定の形状を保ったまま、波形プレート２１が伸縮変形可能となるため、圧縮変形時に全体座屈が発生することによる降伏耐力の一時的な低下を抑制することが可能となる。
【０１０５】
また、例えば、一部の波山２０で板厚が極端に薄くなっている等、波形プレート２１に製作誤差が生じている場合には、波形プレート２１が伸縮変形する際に、この波山２０には、他の波山２０よりも大きな変形が生じてしまうことがある。そこで、このような製作誤差のある波山２０の谷側に、波形状保持部材１３０を設けることで、このような一部の波山２０が局所的に変形してしまうことを抑制できる。
【０１０６】
本実施形態では波形状保持部材１３０は波形プレート２１の第一の方向Ｄ１の中央位置の波山２０に設けられているため、波形プレート２１での一次モードの変形を抑制可能である。ここで、波形状保持部材１３０の設置箇所は本実施形態の場合に限定されず、波山２０の数量に応じて決定すればよい。また、二次モード以上の振動モードの変形を抑制するように、波形状保持部材１３０の設置位置は適宜選択することも可能である。
即ち、波形状保持部材１３０は、少なくとも隣接する二つの波山２０の谷側に設けられていればよい。
【０１０７】
なお、波形状保持部材１３０における凸頭部１３１については、波山２０に対向する面が必ずしも湾曲面１３１ａに形成されている必要はない。例えば、凸頭部１３１が上方から見て断面三角形状とされ、三角形の頂点が波山２０の頂部に対応する谷側の位置に接触するようになっていてもよい。また土台部１３２の形状も様々に選択可能である。
【０１０８】
ここで、図１９に示すように、波形状保持部材１３０Ａは、波形プレート２１の上下方向全域にわたって上下に延びる形状となっていなくともよく、例えば上下に間隔をあけて複数（本図では、各々の波山２０に対して三個ずつ）が設けられていてもよい。そしてこの場合、詳細は図示しないが、波形状保持部材１３０Ａが上下方向に移動しないように、例えば拘束部材９４の内表面に、波形状保持部材１３０Ａを上下から挟み込んで支持するようなガイドを設ける。
【０１０９】
なお、本実施形態では、波形プレート２１の波山２０の数量が第三実施形態のものよりも多くなっているが、第三実施形態と同じ数量であってもよく、波山２０の数量は限定されない。
また、ベースプレート９８と波形プレート２１との間には隙間が設けられていないが、第三実施形態の制震装置８１と同様に隙間が設けられていてもよい。
【０１１０】
〔第五実施形態〕
次に、本発明の第五実施形態に係る制震装置１Ｂについて説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図２０に示すように、制震装置１Ｂは、第三実施形態の制震装置８１の拘束部材９４が窓部１４０をさらに有している。なお、本実施形態では、図１５に示したものと同様に補強リブ８９は設けられていない。
【０１１１】
窓部１４０は、拘束部材９４が波形プレート２１を挟持する位置に対応する側板部８４に形成されて第二の方向Ｄ２に内外を連通する開口部８４ａに設けられ、例えば、強化ガラス１４１と強化ガラス１４１が嵌め込まれた窓枠１４２とを有し、波形プレート２１を外部から視認可能となっている。
【０１１２】
本実施形態の制震装置１Ｂによると、このような窓部１４０によって、波形プレート２１の変形状態や、亀裂等の発生状況を確認することができ、波形プレート２１が機能しているか否かの判断が容易となり、波形プレート２１の交換時期を容易に把握することができる等、使用性の向上につながる。
【０１１３】
なお、本実施形態では、制震装置１Ｂは、窓部１４０の上方に設けられた罫書き装置１４４をさらに備えている。
罫書き装置１４４は、拘束部材９４の側板部８４に取りつけられた板状をなすスクラッチプレート１４５と、このスクラッチプレート１４５の表面に接触する罫書き用針１４６と、罫書き用針１４６を支持し、拘束部材９４の屈曲部９５を相対移動可能に貫通し、反力受けプレート８３の当接部９３に固定された支持部１４７とを有している。
このような罫書き装置１４４によって、波形プレート２１の伸縮変形に応じて罫書き用針１４６がスクラッチプレート１４５上を移動し、波形プレート２１の変形の履歴を記録することができる。
【０１１４】
〔第六実施形態〕
次に、本発明の第六実施形態に係る制震装置１Ｃについて説明する。
なお、第一実施形態及び第五実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の制震装置１Ｃは、波形プレート１５１が第三実施形態の制震装置８１と異なっている。
【０１１５】
図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、波山１５０が形成された波形プレート１５１は、第一のプレート１５１ａと第二のプレート１５１ｂとが、第二の方向Ｄ２に積層された積層プレートとなっている。
具体的には、第一のプレート１５１ａには、第一の方向Ｄ１にエンドプレート８６から反力受けプレート８３に向かって、第二の波山１５０ｂ、第一の波山１５０ａが交互に形成されている。また、第二のプレート１５１ｂには、第一の方向Ｄ１にエンドプレート８６から反力受けプレート８３に向かって、第一の波山１５０ａ、第二の波山１５０ｂが交互に形成されている。
【０１１６】
そして、第一の波山１５０ａの山側の曲率半径Ｒ１と、第二の波山１５０ｂの谷側の曲率半径Ｒ２とが一致するように、これら波山１５０の形状が決定されている。これにより、第一のプレート１５１ａにおける第一の波山１５０ａの山側が第二のプレート１５１ｂにおける第二の波山１５０ｂの谷側に入り込むように、第一のプレート１５１ａと第二のプレート１５１ｂとを第二の方向Ｄ２に積層した際には、第一のプレート１５１ａと第二のプレート１５１ｂとが隙間無く接触した状態で積層される。
【０１１７】
本実施形態の制震装置１Ｃによると、波形プレート１５１は例えば板材をプレス成形で曲げ加工して製造される。
ここで、波形プレート１５１が積層プレートとなっていることで、第一のプレート１５１ａ、第二のプレート１５１ｂの各々の板厚を薄くしても、降伏耐力の向上を図ることができる。
【０１１８】
また、第一のプレート１５１ａ、第二のプレート１５１ｂ各々をそれぞれ曲げ加工した後に積層することで、曲げ加工を容易に行うことが可能となり、降伏耐力を維持しながら、波形プレート１５１の製作性向上によるコスト低減につながる。さらに、積層するプレート各々の厚さや、積層するプレートの枚数を適宜調整することで、波形プレート１５１の降伏耐力調整の自由度が増す。
具体的には例えば、図２２に示すように三枚のプレートを積層してもよく、即ち、第一のプレート１５１ａ及び第二のプレート１５１ｂに加えて、第三のプレート１５１ｃをさらに設ける。第三のプレート１５１ｃには、第一の方向Ｄ１にエンドプレート８６から反力受けプレート８３に向かって、第四の波山１５０ｄ、第三の波山１５０ｃが交互に形成されている。そして、第二の波山１５０ｂの山側の曲率半径Ｒ３と、第三の波山１５０ｃの谷側の曲率半径Ｒ５とが一致するように、また、第一の波山１５０ａの谷側の曲率半径Ｒ４と、第四の波山１５０ｄの山側の曲率半径Ｒ６とが一致するようにこれら波山１５０の形状が決定されている。
【０１１９】
次に、第一実施形態に係る制震装置１（制震装置４１、６１、７１、８１、１Ａ、１Ｂ１Ｃであってもよい）の設置方法について第一の設置例を用いて説明する。
【０１２０】
ここで、図２３に示すように、本設置例においては、橋梁１１は複数（本設置例では４つ）の主桁１３と、隣接する主桁１３同士を接続する複数の横桁１４とを有している。また橋梁１１は、橋脚１２上で直交方向の外側に位置する主桁１３同士の間に設けられた押さえ梁１５と、橋脚１２上で直交方向中央の主桁１３同士の間に設けられた中央押さえ梁１０５とを有している。そして、中央押さえ梁１０５は、橋脚１２から上方に離間した状態で配置されており、中央押さえ梁１０５の下面には、主桁１３同士の間において下方へ突出する突出部材１０６が結合されている。そして、この突出部材１０６はその表面を長手方向に向けて配された板状部１０７と、板状部１０７の直交方向の両側に設けられた一対のフランジ部１０８を有し、即ち、この突出部材１０６は上方から見て断面Ｈ状をなしている。
【０１２１】
さらに、橋梁１１は、主桁１３と橋脚１２との間に設けられた例えばゴム支承、滑り支承、摩擦支承、摩擦振り子型球面支承などの免震機能を有する可動支承１０９を有している。
なお、この可動支承１０９は免震機能を有していなくともよい。
【０１２２】
制震装置１は、波形プレート２１に取り付けられた反力受けプレート３１が、各々の押さえ梁１５に長手方向の一方側から対向するように、ベースプレート２８、アンカーボルト３０によって、各々の押さえ梁１５に対して１つずつ橋脚１２上に結合して設置する。
【０１２３】
また、中央押さえ梁１０５においては、波形プレート２１に取り付けられた反力受けプレート３１が、突出部材１０６の各々のフランジ部１０８に直交方向から対向するように１対の制震装置１を設置する。
【０１２４】
そして、これら全ての制震装置１における反力受けプレート３１は、上部構造となる押さえ梁１５、中央押さえ梁１０５の突出部材１０６に結合する。
【０１２５】
即ち、押さえ梁１５においては、制震装置１は第一の方向Ｄ１が橋梁１１の長手方向に平行となるように設置され、中央押さえ梁１０５においては、制震装置１は第一の方向Ｄ１が橋梁１１の直交方向に平行となるように設置されていることとなる
【０１２６】
このように制震装置１を設置することで、波形プレート２１が上部構造となる押さえ梁１５及び中央押さえ梁１０５に結合されているため、比較的小さな震動から大きな震動までの震動エネルギーを制震装置１のみで吸収して制震効果を向上できる。また、拘束部材５２が波形プレート２１の変形、破損を抑制するストッパ機能として作用し、安全性の確保も可能となる。
【０１２７】
さらに、可動支承１０９を併設しているので、制震装置１との相乗効果によって、さらなる免震・制震効果の向上が可能となる。
【０１２８】
また、長手方向及び直交方向の２方向からの震動エネルギーの吸収が可能となるため、この点についても制震効果の向上を期待できる。そして、中央押さえ梁１０５においては、対をなして制震装置１を設けたことで、一方の制震装置１における波形プレート２１に引張力が作用した際には、他方の制震装置１における波形プレート２１には押し付け力が作用することとなる。このため、波形プレート２１の押し付け時のエネルギー吸収履歴と引っ張り時のエネルギー吸収履歴とが同時に作用することとなり、微妙に相違するエネルギー吸収履歴を平均化することができる。従って、より安定した震動エネルギーの吸収を期待でき、制震効果のさらなる向上が可能となる。
【０１２９】
なお、本設置例では可動支承１０９は必ずしも設置しなくともよい。
【０１３０】
また、図２４に示すように、中央押さえ梁１０５では、突出部材１０６に対して制震装置１が一つだけ設置されていてもよい。
【０１３１】
次に、制震装置１（制震装置４１、６１、７１、８１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の設置方法について第二の設置例を用いて説明する。
第一の設置例と同様に、各押さえ梁１５に対して１つ、中央押さえ梁１０５に対して２つの制震装置１を設置する。
【０１３２】
図２５に示すように、本設置例では、制震装置１における反力受けプレート３１は、上部構造となる押さえ梁１５、中央押さえ梁１０５に結合せずに離間して設置する。
【０１３３】
このように制震装置１を設置することで、まず可動支承１０９によって免震を行う。そして、震動エネルギーが所定の値を超過して、押さえ梁１５及び中央押さえ梁１０５と橋脚１２との間の相対変位が、押さえ梁１５及び中央押さえ梁１０５と反力受けプレート３１との間の離間距離を上回ると、制震装置１が初めて機能することとなる。
【０１３４】
従って、制震装置１をフェールセーフ機能として使用することが可能となり、確実に震動エネルギーの吸収を行い、また、さらなる安全性の確保も可能となる。
【０１３５】
以上、本発明の実施形態、及び制震装置１の設置例について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば波形プレート２１（１５１）は、波山２０（１５０）が完全な波形をなしていなくともよい。具体的には、円弧形状、サインカーブ状、台形状、凹凸形状などが例示される。そして、同じ形状の波山２０が並んでいなくともよく、波山２０のピッチも等間隔でなくともよい。
【０１３６】
また、波形プレート２１（１５１）は、上述したように鋼板をプレス成形したものであり、さらに冷間加工によって製造されるため、プレス成形後にＳＲ（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｒｅｌｉｅｖｉｎｇ）処理が施されることが好ましい。これによって、冷間加工で生じた鋼板の加工硬化によるひずみを除去し、設計値通りの降伏耐力を得ることができる。
【０１３７】
また、図２６に示すように、波形プレート２１（１５１）の波山２０（１５０）が、第二の方向Ｄ２にではなく、上下に突出して形成されるように、波形プレート２１及び拘束部材２２（５２、８２、９４）が設けられていてもよい。この場合、下側の拘束部材２２（５２、８２、９４）とベースプレート２８との間にはブロック状の支持台２００が設けられて、拘束部材２２（５２、８２、９４）を下方から支持している。
【０１３８】
また、上述の実施形態では制震装置１、４１、６１、７１、８１を設置する構造物は橋梁１１として説明を行なったが、橋梁１１に限定されず、図２７に示すように建築物１２０に設けてもよい。また図２８に示すようにＬＮＧタンク１２１などに適用することも可能である。
【０１３９】
なお、上述した実施形態は適宜組み合わせてもよい。
【０１４０】
〔実施例〕
ここで、波形プレートを伸縮させ、制震効果を確認する実験、解析を行った。以下、図２９〜図３５を参照して説明する。
【０１４１】
（実験準備）
実験には、表１に示す波形プレートの供試体１〜４を用いた。また、供試体５については同様の条件で解析を行った。
【表１】
0005589127.tif 000002
【０１４２】
図２９に示すように、表１において各々の記号が示すものは、下記の通りである。
・ｄ：拘束部材における側板部同士の隙間量
・ｄ０：波山の頂部と拘束部材との間の隙間量
・ｒ：波山の曲率半径（内径）
・ｔ：波形プレートの板厚（９ｍｍ）
・ＳＲ：ＳＲ処理あり
・ＳＰＡＣＥ：波形状保持部材あり
【０１４３】
（実験結果）
供試体１の波形プレートでは、図３０のＢ部に示すように、圧縮側の載荷時に履歴ループに乱れが生じていることがわかる。また、Ｃ部に示すように波形プレートが拘束部材に接触後、圧縮側の載荷時に荷重が急激に上昇していることがわかる。
【０１４４】
供試体２の波形プレートでは、図３１に示すように、図３０の供試体１と比較すると、波形プレートにＳＲ処理を施すことで、明確な設計初期降伏点を得られることがわかる。
【０１４５】
供試体３の波形プレートでは、図３２のＤ部に示すように、圧縮側での履歴ループの乱れが、供試体１と比較すると、波形状保持部材によって改善していることがわかる。
【０１４６】
供試体４の波形プレートでは、図３３のＥ部に示すように、圧縮側での履歴ループに顕著な荷重の低下が現われず、かつ、ＳＲ処理による明確な設計初期降伏点が得られることがわかる。
なお、この供試体４の実験結果は、十分な履歴載荷を得られることを示している。
【０１４７】
供試体５の波形プレートでは、図３４に示すように圧縮側での履歴ループに関し、水平荷重が極端に大きくなっていることがわかる。即ち、波形プレートと拘束部材との間に隙間がない場合には、制震効果を十分に得られていないことがわかる。具体的には、図３５（ａ）から（ｄ）に示すように、水平変位が大きくなると、波形プレートの全体が変形せずに、移動端部（反力受けプレート側に位置する波形プレートの他端側の端）のみが変形してしまう。
【０１４８】
このように、実験では、波形プレートと拘束部材との間に隙間がない供試体５よりも、隙間のある供試体１〜４の方が制震効果が高く、また、波形状保持部材が設けられた供試体３、４、及び、ＳＲ処理が施された供試体２、４がさらに制震効果が高いことが確認できた。
【符号の説明】
【０１４９】
１…制震装置  １１…橋梁  １２…橋脚  １３…主桁  １４…横桁  １５…押さえ梁  ２０…波山  ２１…波形プレート  ２２…拘束部材  ２５…側板部  ２６…上板部  ２７…エンドプレート  ２８…ベースプレート  ３０…アンカーボルト  ３１…反力受けプレート  ３２…ボルト  ３３…補強リブ  ３４…リブ  Ａ１…弾性域  Ａ２…塑性域  ＹＰ１…降伏点  ＹＰ…降伏点  Ａ３…弾性域  Ａ４…塑性域  ＹＰ２…降伏点  ４１…制震装置  ５２…拘束部材  ５３…塞ぎ板  ５５…粘性流体  ６０…摩擦低減手段（摩擦調整手段）  ６１…制震装置  ７０…摩擦増大手段（摩擦調整手段）  ７１…制震装置  ８１…制震装置  ８２…拘束部材  ８３…反力受けプレート  ８４…側板部  ８５…屈曲部  ８６…エンドプレート  ８７…側部  ８８…接触部  ８９…補強リブ  ９０…ボルト  ９１…ナット  ９２…側部  ９３…当接部  ９４…拘束部材  ９５…屈曲部  ９８…ベースプレート  １０１…橋梁  １０５…中央押さえ梁  １０６…突出部材  １０７…板状部  １０８…フランジ部  １０９…可動支承  １１１…橋梁  １２０…建築物  １２１…ＬＮＧタンク  Ｄ１…第一の方向  Ｄ２…第二の方向  １Ａ…制震装置  １３０…波形状保持部材  １３１…凸頭部  １３１ａ…湾曲面  １３２…土台部  １３０Ａ…波形状保持部材  １Ｂ…制震装置  １４０…窓部  １４１…強化ガラス  １４２…窓枠  １４４…罫書き装置  １４５…スクラッチプレート  １４６…罫書き用針  １４７…支持部  ８４ａ…開口部  １Ｃ…制震装置  １５０…波山  １５０ａ…第一の波山  １５０ｂ…第二の波山  １５１…波形プレート  １５１ａ…第一のプレート  １５１ｂ…第二のプレート  ２００…支持台
【図１】
0005589127.tif 000003
【図２】
0005589127.tif 000004
【図３】
0005589127.tif 000005
【図４】
0005589127.tif 000006
【図５】
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【図６】
0005589127.tif 000008
【図７】
0005589127.tif 000009
【図８】
0005589127.tif 000010
【図９】
0005589127.tif 000011
【図１０】
0005589127.tif 000012
【図１１】
0005589127.tif 000013
【図１２】
0005589127.tif 000014
【図１３】
0005589127.tif 000015
【図１４】
0005589127.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
0005589127.tif 000018
【図１７】
0005589127.tif 000019
【図１８】
0005589127.tif 000020
【図１９】
0005589127.tif 000021
【図２０】
0005589127.tif 000022
【図２１】
0005589127.tif 000023
【図２２】
0005589127.tif 000024
【図２３】
0005589127.tif 000025
【図２４】
0005589127.tif 000026
【図２５】
0005589127.tif 000027
【図２６】
0005589127.tif 000028
【図２７】
0005589127.tif 000029
【図２８】
0005589127.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
0005589127.tif 000036
【図３５】
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