(57)【要約】【課題】簡易な構成で、地震、風、通行車両等によって橋梁の主桁に生ずる上下振動のエネルギーを効果的に消費して、橋梁の寿命を延ばし、橋梁の利用者の快適性を格段に高めることにある。【解決手段】高い方の端部２ａを橋梁５の主桁５ａ下部に対し相対的に水平移動可能にその主桁下部に結合されるとともに低い方の端部５ｂを前記主桁を支持する橋脚５ｃまたは橋台の主桁支点より下方の位置に結合されて前記高い方の端部の上下動を許容する傾斜したプロップ状部材２と、前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部とに結合されて前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部との相対的な水平移動を制動するダンパー３と、を具えてなる、プロップ式制振装置である。【選択図】図１
2005083090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高い方の端部（２ａ）を橋梁（５）の主桁（５ａ）下部に対し相対的に水平移動可能にその主桁下部に結合されるとともに低い方の端部（５ｂ）を前記主桁を支持する橋脚（５ｃ）または橋台の主桁支点より下方の位置に結合されて前記高い方の端部の上下動を許容する傾斜したプロップ状部材（２）と、
前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部とに結合されて前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部との相対的な水平移動を制動するダンパー（３）と、
を具えてなる、プロップ式制振装置。
【請求項２】
前記ダンパー（３）は、免震ゴム（３ｄ）を有するものであることを特徴とする、請求項１記載のプロップ式制振装置。
【請求項３】
前記ダンパー（３）は、磁気式制振部（３ｇ）を有するものであることを特徴とする、請求項１または２記載のプロップ式制振装置。
【請求項４】
前記プロップ状部材（２）の低い方の端部（２ｂ）は、前記主桁を支持する橋脚（５ｃ）または橋台に揺動可能にピン結合されていることを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載のプロップ式制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高架橋等の橋梁の主桁に地震、風、通行車両等が原因で発生する上下振動をプロップ（つっかえ棒）状部材の先端部で横方向の変位に変換し、その変位エネルギーをダンパーで消費して主桁の上下振動を低減させるプロップ式制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物は、地震、風、通行車両等で外力を受けると変形し、その内部にエネルギーを蓄える。このエネルギーによって構造物は次の変形を生じ、釣り合いを保とうとする。もしもこのエネルギーを次の変形が起こる前に消費することができれば、構造物の変形を小さくすることができる。例えば、道路や鉄道等の橋梁の主桁は、地震、風、通行車両等から外力を受けると上下に振動する。もしもこれらの主桁に生ずる上下振動のエネルギーを消費することができれば、橋梁の寿命を延ばし、橋梁の利用者の快適性を格段に高めることができる。
【０００３】
ところで、建築物の床構造の上下振動を制振する制振装置として従来、鋼板とそれに向き合う連結板との間に粘弾性板を配置してその粘弾性板の両面を鋼板と連結板とに接着し、その鋼板を、床を支持する梁の中央部側面に固定する一方、連結板を、逆Ｖ字状に傾斜した二本の直状部材の互いに近接した高い方の端部に結合し、それらの直状部材の互いに離間した低い方の端部を、梁の両端部を支持する胴差の下方の支持部材にそれぞれ固定することで、連結板を床と一緒に上下振動しないように建築物の軸組みに固定して、床の上下振動のエネルギーを粘弾性板の上下方向のせん断変形で吸収するようにしたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００２−７０２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる逆Ｖ字状に傾斜した二本の直状部材で連結板を上下動しないように固定する制振構造を橋の主桁に適用しようとすると、一般に橋の主桁の支間距離はかなり長いため、直状部材も極めて長くなってそれらの直状部材の傾斜が殆どなくなって、連結板を上下動しないように固定することは実際上極めて困難である。
【０００５】
この発明は上記課題に着目してなされたものであり、橋の主桁の下に傾斜した直状部材を設けて、従来は連結板が床と一緒に上下動しないように固定していたその直状部材の高い方の端部の上下動を許容し、その上下動を利用して制振効果を生ずるようにした制振装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を有利に解決したこの発明のプロップ式制振装置は、高い方の端部を橋梁の主桁下部に対し相対的に水平移動可能にその主桁下部に結合されるとともに低い方の端部を前記主桁を支持する橋脚または橋台の主桁支点より下方の位置に結合されて前記高い方の端部の上下動を許容する傾斜したプロップ状部材と、前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部とに結合されて前記プロップ状部材の高い方の端部と前記主桁下部との相対的な水平移動を制動するダンパーと、を具えてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
かかるプロップ式制振装置にあっては、橋脚または橋台上の主桁支点と、プロップ状部材の低い方の端部が結合された橋脚または橋台の位置との高さの差ゆえに、主桁が上方に揺れるとプロップ状部材の高い方の端部が主桁下部に対し相対的に主桁支点に近づく方向へ水平移動し、主桁が下方に揺れるとプロップ状部材の高い方の端部が主桁下部に対し相対的に主桁支点から遠ざかる方向へ水平移動する。そして、プロップ状部材の高い方の端部と主桁下部とに結合されたダンパーが、このプロップ状部材の高い方の端部と主桁下部との相対的な水平移動を制動する。
【０００８】
従って、この発明のプロップ式制振装置によれば、簡易な構成で、地震、風、通行車両等によって橋梁の主桁に生ずる上下振動のエネルギーを効果的に消費し得て、橋梁の寿命を延ばし、橋梁の利用者の快適性を格段に高めることができる。
【０００９】
なお、この発明のプロップ式制振装置においては、前記ダンパーはオイルダンパーや低降伏点鋼あるいはポリマーさらには単に鋼材等を摺動可能に重ねたものでも良いが、前記ダンパーが、免震ゴム（高減衰ゴム）を有するものや、永久磁石で銅板を制動する磁気式制振部を有するもの、あるいはそれらの両方を有するものであるとより好ましい。このようにすれば、免震ゴムや磁気式制振部は構成が単純であるので、制振装置の維持管理を容易なものとすることができる。
【００１０】
また、この発明のプロップ式制振装置においては、前記プロップ状部材は低い方の端部が前記主桁を支持する橋脚または橋台に固定結合されていて、高い方の端部の上下動をプロップ状部材自身の弾性変形で許容するものでもよいが、前記プロップ状部材の低い方の端部が、前記主桁を支持する橋脚または橋台に揺動可能にピン結合されているとより好ましい。このようにすれば、主桁の上下動に伴うプロップ状部材の高い方の端部の上下動がより容易になるので、プロップ状部材の高い方の端部と主桁下部との相対的な水平移動をより円滑なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ），（ｂ）は、この発明のプロップ式制振装置の一実施例を模式的に示す正面図および側面図、図２は、上記実施例の制振装置を斜め下方から見た状態で磁気式制振部の組立て方とともに示す斜視図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記実施例の制振装置を示す断面図、一部切欠き正面図および下面図、図４（ａ）は橋梁の主桁の上下振動の状態を示す概念図、図４（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、上記実施例の制振装置の主桁静止時、主桁上昇時および主桁下降時の状態をそれぞれ示す作動説明図、図５（ａ），（ｂ）は、上記実施例のプロップ式制振装置と同様の構成の制振装置模型がありの場合となしの場合との片持ち梁の振動減衰状態を示す特性線図である。
【００１２】
図中符号１で示すこの実施例の制振装置は、図１および図２に示すように、傾斜したプロップ（つっかえ棒）状部材２と、ダンパー３とを具えており、ここにおけるプロップ状部材２の高い方の端部２ａは、取付け金具４を介して、橋梁５の主桁５ａの下部に対し相対的に水平移動可能にその主桁５ａの下部フランジ５ｂに結合され、またプロップ状部材２の低い方の端部２ｂは、主桁５ａを支持する橋脚５ｃの、主桁支点を構成するゴム支床５ｄの上端より下方の位置に、高い方の端部２ａの上下動を許容するようにピン６を介して上下揺動可能に結合されている。
【００１３】
ここで、取付け金具４は、主桁５ａの下部フランジ５ｂに穴あけ等の加工をせずにその下部フランジ５ｂに固定可能なように、図３に示すように、主桁５ａの下部フランジ５ｂに各々掛合する断面Ｌ字状の二枚の取付け板４ａと、それらの取付け板４ａの水平部との間に下部フランジ５ｂを挟持する支圧板４ｂと、取付け板４ａの鉛直部の内側に支持されてその支圧板４ｂを下部フランジ５ｂに押圧する押圧ボルト４ｃとを有しており、これにより、プロップ状部材２の高い方の端部２ａを取付け金具４を介して主桁５ａの下部フランジ５ｂに結合しても、下部フランジ５ｂの剛性低下を避けることができる。
【００１４】
一方、ここにおけるダンパー３は、プロップ状部材２の高い方の端部２ａと主桁５ａ下部とに結合されてそれらプロップ状部材２の高い方の端部２ａと主桁５ａの下部との相対的な水平移動を制動するものであり、図２および図３に示すように、取付け金具４に複数本の固定ボルト３ａで固定される断面コ字状の上部プレート３ｂと、プロップ状部材２の高い方の端部２ａに溶接等で一体化された断面コ字状の下部プレート３ｃと、互いに加硫接着された複数枚のゴム板からなり上部プレート３ｂと下部プレート３ｃとの間に介挿されて上下面をそれら上部プレート３ｂと下部プレート３ｃとにそれぞれ加硫接着された免震ゴム（高減衰ゴム）３ｄと、互いに摺動可能に交互に配置された各々複数枚の減衰用銅板３ｅと永久磁石装着ステンレス板３ｆとを具えてなりそれら減衰用銅板３ｅと永久磁石装着ステンレス板３ｆとを上部プレート３ｂと下部プレート３ｃとにそれぞれ固定された磁気式制振部３ｇ（図３では省略する）と、上部プレート３ｂと下部プレート３ｃと免震ゴム３ｄとに互いに整列するよう形成された複数の長孔３ｈにそれぞれ遊挿されてナット３ｉで抜け止めされ下部プレート３ｃの脱落を防止する複数本の支持ボルト３ｊとを有している。
【００１５】
かかる実施例のプロップ式制振装置１にあっては、橋脚５ｃのゴム支床５ｄの上端の主桁支点と、プロップ状部材２の低い方の端部５ｂが結合された橋脚５ｃの位置との高さの差ゆえに、図４（ａ）のＡ部に二点鎖線で示すように主桁５ａが上方に揺れると、プロップ状部材２の高い方の端部２ａが、図４（ｃ）に矢印Ｈで示すように主桁５ａの下部フランジ５ｂに対し相対的に主桁支点に近づく方向（図では左方）へ水平移動し、図４（ａ）のＢ部に二点鎖線で示すように主桁５ａが下方に揺れると、プロップ状部材２の高い方の端部２ａが、図４（ｄ）に矢印Ｈで示すように主桁５ａの下部フランジ５ｂに対し相対的に主桁支点から遠ざかる方向（図では右方）へ水平移動する。そして、プロップ状部材２の高い方の端部２ａと主桁５ａの下部フランジ５ｂとに結合されたダンパー３が、このプロップ状部材２の高い方の端部２ａと主桁５ａの下部フランジ５ｂとの相対的な水平移動を制動する。
【００１６】
従って、この実施例のプロップ式制振装置１によれば、簡易な構成で、地震、風、通行車両等によって橋梁５の主桁５ａに生ずる上下振動のエネルギーを効果的に消費し得て、橋梁の寿命を延ばし、橋梁の利用者の快適性を格段に高めることができる。
【００１７】
しかも、この実施例のプロップ式制振装置１によれば、ダンパー３は、免震ゴム（高減衰ゴム）３ｄおよび、永久磁石装着ステンレス板３ｆの多数の永久磁石で減衰用銅板３ｅ銅板を制動する磁気式制振部３ｇを有しており、免震ゴム３ｄや磁気式制振部３ｇは構成が単純であるので、制振装置１の維持管理を容易なものとすることができる。
【００１８】
さらに、この実施例のプロップ式制振装置１によれば、プロップ状部材２の低い方の端部２ｂが、主桁５ａを支持する橋脚５ｃにピン６を介して揺動可能に結合されていることから、主桁５ａの上下動に伴うプロップ状部材２の高い方の端部２ａの上下動がより容易になるので、プロップ状部材２の高い方の端部２ａと主桁５ａの下部フランジ５ｂとの相対的な水平移動をより円滑なものとすることができる。
【００１９】
図５は、この実施例のプロップ式制振装置１と同様の構成の模型を片持ち梁の基部付近に設けて振動実験を行った結果を示し、図５（ａ）は、プロップ式制振装置模型有りの場合、図５（ｂ）はプロップ式制振装置模型なしの場合をそれぞれ示す。
【００２０】
図５から明らかなように、プロップ式制振装置模型を取り付けた場合は１０秒程度で大きな振動が収まっているのに対し、プロップ式制振装置模型を取り付けない場合は１０秒経過してもそれほど振動が減衰していず、大きな振動が続いている。この結果からも、上記実施例の制振装置１が大きな制振効果を有することは明らかである。
【００２１】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で所要に応じて適宜変更することができ、例えば所要に応じて磁気式制振部３ｇを省略してもよく、またプロップ状部材２の低い方の端部２ｂを主桁５ａを支持する橋脚５ｃに固定結合してもよい。そしてこの発明のプロップ式制振装置は、橋脚５ｃのみならず橋台と橋桁とに渡して設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
かくしてこの発明のプロップ式制振装置によれば、簡易な構成で、地震、風、通行車両等によって橋梁の主桁に生ずる上下振動のエネルギーを効果的に消費し得て、橋梁の寿命を延ばし、橋梁の利用者の快適性を格段に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ），（ｂ）は、この発明のプロップ式制振装置の一実施例を模式的に示す正面図および側面図である。
【図２】上記実施例のプロップ式制振装置を斜め下方から見た状態で磁気式制振部の組立て方とともに示す斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記実施例のプロップ式制振装置を示す断面図、一部切欠き正面図および下面図である。
【図４】（ａ）は橋梁の主桁の上下振動の状態を示す概念図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、上記実施例のプロップ式制振装置の主桁静止時、主桁上昇時および主桁下降時の状態をそれぞれ示す作動説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、上記実施例のプロップ式制振装置と同様の構成の制振装置模型がありの場合となしの場合との片持ち梁の振動減衰状態を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  プロップ式制振装置
２  プロップ状部材
２ａ  高いほうの端部
２ｂ  低い方の端部
３  ダンパー
３ａ  固定ボルト
３ｂ  上部プレート
３ｃ  下部プレート
３ｄ  免震ゴム
３ｅ  減衰用銅板
３ｆ  永久磁石装着ステンレス板
３ｇ  磁気式制振部
３ｈ  長孔
３ｉ  ナット
３ｊ  支持ボルト
４  取付け金具
４ａ  取付け板
４ｂ  支圧板
４ｃ  押圧ボルト
５  橋梁
５ａ  主桁
５ｂ  下部フランジ
５ｃ  橋脚
５ｄ  ゴム支床
６  ピン
【図１】
2005083090.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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