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JPS5930006Y2 - 橋梁における制振装置 - Google Patents

橋梁における制振装置

Info

Publication number
JPS5930006Y2
JPS5930006Y2 JP391374U JP391374U JPS5930006Y2 JP S5930006 Y2 JPS5930006 Y2 JP S5930006Y2 JP 391374 U JP391374 U JP 391374U JP 391374 U JP391374 U JP 391374U JP S5930006 Y2 JPS5930006 Y2 JP S5930006Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
bridge
weight
bridges
damping device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP391374U
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5096325U (ja
Inventor
一志 小川
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
Priority to JP391374U priority Critical patent/JPS5930006Y2/ja
Publication of JPS5096325U publication Critical patent/JPS5096325U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS5930006Y2 publication Critical patent/JPS5930006Y2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は自動車もしくは列車等の車輌の走行、地震、
風荷重等の外部強制力により生起される橋桁の振動を動
的吸収により減衰軽減して、橋梁の力学的安定および安
全を確保し得る、直列に吸振器を複数段設定してなる橋
梁における制振装置に関するものである。
一般に、橋梁を振動工学的に模式化するならば、第5図
Aに示すように、質量Mの重量体1と弾性定数にの弾性
体2と減衰定数Cの減衰器3から構成される橋梁振動系
が形成される。
上記橋梁振動系において、上記重量体1が周期的に振動
する外力により加振されたとき、重量体1が円振動数W
の上記振動外方に共振する場合の伝達率、即ち応答曲線
Hwは、第5図Bに示すように橋梁振動系の固有円振動
数W。
−月(7Mで頂点をなす立上り勾配および立下り勾配の
急峻なピークを形成している。
したがって、円振動数W。近傍で周期振動する外力が上
記重量体1、即ち橋桁に作用するような振動条件下にお
いては、橋梁並びにこの橋梁を通過中の車輌および人の
安全を確保することができないとともに、橋梁を通過中
の人に不快感を与える等の諸種の欠点がある。
そこで、最近土木学会論文集第205点・1972年9
月発行の歩行者の特性を考慮した歩道橋の動的設計に関
する研究に試験的に開示されているように、Wo近傍の
円振動数で周期振動する外力によって橋梁が加振される
ような振動条件下においては、従来橋梁の固有円振動数
45玉b<上記円振動数W。
に一致していたものを、橋桁に相当する重量体1に、質
量mの重錘1aと弾性定数にの弾性体2aを減衰定数C
の減衰器3aからなる吸振器1′aを第6図Aに示すよ
うに装着することによって、上記2連或振動系1′の固
有円振動数を上記円振動数W。
を避けるようにその両側にWl、W2として達成し、よ
って上記振動系1′の外力に対する伝達率を示す応答曲
線Hwには、第6図Bに示すようにW。
の点で谷をなし、Wl、W2の画点で立上り勾配の急峻
なピークをなす双頭状の固有共振ピークa1.a2が形
成されるので、円振動数がW。
近傍の外力に対しては橋梁の力学的安定を達成すること
はできる。
しかしながら、上記2連戊振動系1′が円振動数W1も
しくはW2近傍の外力により加振されるならば一長述し
たように、伝達率HwはW、、W、、において尖鋭な固
有共振ピークa1.a2の頂点値をとるために、走行車
輛、地震、風荷重等の多周波成分を有する外部強制力が
作用するとき、上記円振動数W1.W2近傍で共振しそ
の振動が問題となる。
この場合吸振器による橋梁の制振効果を全周波数にわた
ってあげるには、吸振器1’aを構成する減衰器3aの
減衰定数Cを十分高くする必要があるが極度に減衰定数
Cを高めると吸振器1’aの動的制振効果が期待できな
くなり制振効果を全周波数領域にわたって向上すること
について重大な弱点をもち、たとえ十分な上記減衰定数
Cが設定されるとしても上述したような最適な減衰効果
を実現するための他の条件である重量体1と重錘1aの
質量比m/Mについてm:M=1:20程度の設定しな
ければならず、歩道橋のような軽重量の橋梁においては
実施可能でも吊橋や斜張橋等の重量の大きい橋梁におい
ては実用上問題となり、たとえば1000 tの重量を
もった橋桁に対しては吸振器の重量を50 tにも設定
しなければならない等の諸種の問題点が残っている。
なお、橋桁に加わる衝撃荷重を吸収するものとして、防
振ゴムなどの弾性体と金属板とを交互に積層してなる緩
衝部を上記橋桁に設けたものがあるが、この構造では、
上記積層方向、たとえば橋桁の長手方向と水平方向に加
わった衝撃荷重に対しては、この衝撃を吸収できるが、
上記積層方向とは異なる方向に加わった衝撃荷重に対し
ては殆んど吸収作用が得られない。
また、上記構造では、衝撃荷重が加わった時に各弾性体
が同時にかつ均等に圧縮変形するだけであるから、橋桁
に加わる外力が、それがたとえ上記積層方向に加わるも
のであっても、橋桁の固有振動数近傍の周期振動を有す
るものであれば、これによって橋桁に大きな振れが生ず
るのを防止することができない。
この考案はかかる事情に鑑みて、橋桁の所要位置に弾性
体と減衰器と重錘からなる吸振器を直列に複数段連結し
てなる制振装置を装着することによって、吸振器相互の
相乗作用により橋桁に対する割振装置の重量比を著しく
小さく設定することができ、また、減衰器の減衰定数C
を適当に設定することにより、橋梁と制振装置からなる
連成振動系の外力に対する伝達率を示す応答曲線を上記
外力の周波数領域において平担化して多数波成分の外部
強制力が作用しても防振効果を向上させることが容易と
なり、橋梁の力学的安定と安全を確保しうる橋梁におけ
る制振装置を提供することを目的とする。
以下、この考案に係る橋梁における制振装置の一実施例
を図面にしたがって説明する。
第1図はこの考案に係る橋梁における制振装置の一実施
例で、同図中、6は吸振器で、この吸振器6は質量m2
の重錘21.弾性定数に2の弾性体22および減衰定数
C2のオイル等の粘性流体からなる減衰器23から構成
されており、さらに5も吸振器で゛、この吸振器5は上
記吸振器6の全体を重錘とする形になっていて、吸振器
6のケース11からなる質量m1の重錘11.弾性定数
に1の弾性体12および減衰定数C1のオイル等の粘性
流体からなる減衰器13から構成されており、このよう
に吸振器5が吸振器6を内蔵する2重構造をなして制振
装置7が設定される。
第2図Aは上記制振装置7を橋桁に装着した振動系を表
示する模式図で、8は橋梁4並びに吸振器5および吸振
器6を2段直列接続してなる割振装置7から構成される
連成振動系で、上記橋梁4は橋桁である質量Mの重量体
1、弾性定数にの弾性体2および減衰定数Cの減衰器3
がら構成されている。
第1図のケース11と重錘21が第2図Aの質量m19
m2の重錘にそれぞれ該当する。
つぎに、上記構成の作動について説明する。
上記連成振動系8の任意の振動外力に対する伝達率を示
す応答曲線Hwは、第2図Bに示すように重量体1およ
び重錘11,21の3自由度系に対応して、円振動数W
3.W4.W5の3点に固有共振ピークb1.b2.b
3を形成しており、円振動数W3.W4゜W5近傍の振
動外力に対して上記連成振動系8の応答を鈍化するため
に、減衰器13.23の減衰定数01、C2を大きくす
ることによって上記固有共振ピークb、、b2.b3の
ピーク値を低く設定して、応答曲線Hwを円振動数Wに
対して勾配の緩慢な傾斜を画かせてでき得る限り平坦化
し、円振動数W3.W4.W5近傍の振動外力に対して
のみならず、任意の振動外力に対して連成振動系8の応
答を鈍化および平坦化することができ、振動外力によっ
て生起された重量体1の振動を弾性体12により重錘1
1の振動に伝達転化するとともに、この重錘11の振動
を減衰器13で吸収し、さらに上記重錘11の振動を弾
性体22により重錘21の振動に伝達転化するとともに
、この重錘21の振動を減衰器23により吸収して、車
輌の走行、地震および空気力学的な乱れ等に起因する多
数波成分を含んだ外力に対して橋梁の力学的安定および
安全を確保することができる。
すなわち、複数の吸振器5,6を直列に設置することに
より、これら吸振器5,6が連成振動をし、つまり吸振
器5,6相互間で運動エネルギーを吸収させ、橋梁に生
ずる振動を最少限度に抑えることができる。
また、上記制振装置7を橋梁4に装着することによって
橋梁4の振動外力に対する最適な減衰効果を実現する場
合に、重量体1および重錘11,21の質量比にライて
はM : ml: m2=1000 : 10 : 1
程度で十分であり、たとえば重量1000 tの橋梁に
対しては制振装置の重錘の重量は11 tでよく、巨大
橋梁のみならず軽重量の橋梁においても従来の制振装置
の重量と比較して著しく軽重量化することができる。
第1図に示す制振装置7を橋桁1に装着する場合の略斜
視図である第3図に明瞭に示すように、X−X軸方向の
制振装置7の装着位置については橋桁1の振動曲線d、
eに示すように腹の部分が上記橋桁1の全長lの1/4
.2/4.3/4点に集中するので、これらl /4,
2 l /4.31 /4位置に装着することが最も効
果的であり、Y−Y軸方向の装着位置については、X−
X軸に関して左右対称に装着することが 橋梁1の振動
を絶縁制振する上で最適効果を発揮することができる。
第4図Aは第1図に表示する制振装置7の変形例を示し
、第1図おいて減衰器13としてオイル等の粘性流体を
利用しているのに反し、第4図においては一般のオイル
ダンパ、エアーダンパ等が利用されており、第4図Aに
おいて第1図ど同一部分は同一番号を付してその詳しく
説明を省略する。
また、第4図Bは他の変形例を示し、吸振器6を弾性体
12′を介して橋梁に連結しており、その作用効果は実
施例と同一であるので、第4図Bにおいて第1図と同一
部分には同一番号を付してその詳しい説明を省略する。
この考案は以−L詳述したように、橋桁の所要位置に、
弾性体と減衰器と重錘からなる吸振器を直列に複数段連
結してなる制振装置を装着することによって、橋桁と制
振装置からなる多重連成振動系の外力に対する伝達率を
示す応答曲線を、この橋梁の受は得る外力の全周波数領
域において可能な限り平担化して防振効果を全振動範囲
に向−L拡大するとともに、橋梁に対する制振装置の重
量比を著しるしく小さく設定することができるので、小
型橋梁のみならず斜張橋、吊橋等の大型橋梁に対しても
十分に絶縁制振効果を発揮することができ、橋梁の力学
的安定および安全を確保し得る橋梁における制振装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は当該考案にかかる橋梁における制振装置の一実
施例、第2図Aは第1図の制振装置を橋梁に装着した振
動系の模式図、第2図Bは同特性図、第3図は当該制振
装置を橋梁に装着した略斜視図、第4図A、Bは第1図
の制振装置の変形例、第5図Aは制振装置を装着しない
橋梁の振動模式図、第5図Bは同特性図、第6図Aは従
来例にかかる制振装置を橋梁に装着した振動系の模式図
、第6図Bは同特性図である。 1・・・・・・橋桁、5,6・・・・・・吸振器、7・
・・・・・制振装置、11゜21・・・・・・重錘、1
2.22・・・・・・弾性体、13.23・・・・・・
減衰器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 橋桁の所要位置に弾性体と減衰器と重錘からなる吸振器
    を直列に複数段設定してなることを特徴とする橋梁にお
    ける制振装置。
JP391374U 1974-12-29 1974-12-29 橋梁における制振装置 Expired JPS5930006Y2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP391374U JPS5930006Y2 (ja) 1974-12-29 1974-12-29 橋梁における制振装置

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JP391374U JPS5930006Y2 (ja) 1974-12-29 1974-12-29 橋梁における制振装置

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Publication Number Publication Date
JPS5096325U JPS5096325U (ja) 1975-08-12
JPS5930006Y2 true JPS5930006Y2 (ja) 1984-08-28

Family

ID=28064487

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JP391374U Expired JPS5930006Y2 (ja) 1974-12-29 1974-12-29 橋梁における制振装置

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JPS473411U (ja) * 1971-01-29 1972-09-05

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JPS5096325U (ja) 1975-08-12

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