JP2921335B2 - Bridge girder damper device - Google Patents
Bridge girder damper deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、通過車両等による振
動や地震時の振動等を制振する橋桁のダンパー装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a damper device for a bridge girder for damping vibrations caused by passing vehicles or the like and earthquakes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高橋脚の道路橋，免振橋等の固有周期の
長い橋では、橋を往来する交通荷重等によって揺れ易
く、車輛の走行性が低下する可能性があり、また、地震
時における橋桁の変位が大きいため、橋桁とこれに隣接
する道路との間隙に大きな伸縮継手を介在させる必要が
ある。2. Description of the Related Art A bridge having a long natural cycle, such as a high-pier road bridge or a vibration-isolated bridge, is liable to shake due to a traffic load passing through the bridge and the like, and the traveling performance of a vehicle may be reduced. Because the displacement of the bridge girder is large, it is necessary to interpose a large expansion joint in the gap between the bridge girder and the road adjacent thereto.
【０００３】これに対し、橋桁の振動を制振する装置と
して橋台と橋桁の間にダンパー装置を設置する方法が考
えられる。このようなダンパー装置を設置した橋桁の一
例を図３に示す。同図の橋桁１は、山間部の谷２に構築
された複数の橋脚３の上部に掛け渡されており、その端
部下面はころがり支承６を介して橋台５上に設置されて
いる。そして、橋桁１の端部側面と橋台５の端部側面と
の間に該橋桁１の水平振動を制振するダンパー装置７が
設けられている。なお、橋桁１の上端部はダンパー装置
７の上方を覆うように延設されており、その端部と隣接
する道路との間隙には両者を連結する伸縮継手８が介在
されている。On the other hand, as a device for damping the vibration of a bridge girder, a method of installing a damper device between an abutment and a bridge girder has been considered. FIG. 3 shows an example of a bridge girder provided with such a damper device. The bridge girder 1 shown in FIG. 1 is bridged over an upper part of a plurality of piers 3 constructed in a valley 2 in a mountainous area, and the lower surface of the end is mounted on an abutment 5 via a rolling bearing 6 . A damper device 7 for damping horizontal vibration of the bridge girder 1 is provided between the end side surface of the bridge girder 1 and the end side surface of the abutment 5. The upper end of the bridge girder 1 extends so as to cover the upper part of the damper device 7, and a gap between the end and an adjacent road is provided with an expansion joint 8 connecting them.
【０００４】ダンパー装置７は、図４（ａ）に示すよう
に、前記橋台５に連結されて、シリコン油等の粘性のシ
リンダ油を充填したシリンダ９と、シリンダ９内に摺動
可能に配置され、かつ同図（ｂ）に示すように、複数の
オリフィス穴１０ａを形成したピストン１０と、ピスト
ン１０に一端を連結し、かつ前記シリンダ９の一端を液
密に貫通して突出し、突出端を前記橋桁１側に連結する
ロッド１１とからなっている。[0004] As shown in FIG. 4 (a), a damper device 7 is connected to the abutment 5, and is provided with a cylinder 9 filled with a viscous cylinder oil such as silicone oil and slidably disposed in the cylinder 9. And a piston 10 having a plurality of orifice holes 10a, one end connected to the piston 10, and projecting through one end of the cylinder 9 in a liquid-tight manner, as shown in FIG. Is connected to the bridge girder 1 side.
【０００５】上記構成により、ロッド１１を通じてピス
トン１０が左右に移動すると、ピストン１０によって仕
切られる両側の油がオリフィス穴１０ａを通じて移動す
ることにより、粘弾性による所要の減衰効果が得られ、
その減衰特性は同図（ｃ）に示すように、シリンダ油の
粘度と、オリフィス穴１０ａの合計開口面積に依存して
個々のダンパー装置で一定である。When the piston 10 moves left and right through the rod 11, the oil on both sides separated by the piston 10 moves through the orifice hole 10a, thereby obtaining a required damping effect by viscoelasticity.
The damping characteristic is constant for each damper device depending on the viscosity of the cylinder oil and the total opening area of the orifice hole 10a as shown in FIG.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来構造のダンパー装置７にあっては、オリフィス穴１
０ａの合計開口面積を大きく設定すれば、減衰係数が小
さくなり、中小規模の地震等により通常の交通振動より
速度が速い振動が橋桁に作用した場合にはこれに追随し
て良好な減衰効果が得られる。反面、減衰係数が小さい
から、通常の交通荷重による速度が遅い振動が加わった
場合であっても橋桁１の変位が大きくなり、車両の走行
性を低下させるという問題がある。また、減衰係数が小
さいと、大地震時には橋桁１の変位が大きくなり過ぎ、
ピストン１０がシリンダ９の端部に衝突してダンパー装
置７が破壊し、ひいては橋桁１が橋台５に衝突する惧れ
がある。ダンパー装置７の破壊を防止するためには、橋
桁１と橋台５との間隙を大きく取ってピストン１０の移
動量を大きく設定する必要があってダンパー装置７の小
型化に不利となるばかりか、大規模な伸縮継手８を必要
とするといった問題が生ずる。In the damper device 7 having such a conventional structure, the orifice hole 1 is provided.
If the total opening area of 0a is set to be large, the damping coefficient will be small, and if vibrations faster than normal traffic vibrations act on the bridge girder due to small or medium-sized earthquakes, a good damping effect will follow. can get. On the other hand, since the damping coefficient is small, there is a problem that the displacement of the bridge girder 1 becomes large even when vibration having a low speed due to a normal traffic load is applied, and the traveling performance of the vehicle is reduced. If the damping coefficient is small, the displacement of bridge girder 1 will be too large during a large earthquake,
There is a possibility that the piston 10 collides with the end of the cylinder 9 and the damper device 7 is destroyed, so that the bridge girder 1 collides with the abutment 5. In order to prevent the damper device 7 from being destroyed, it is necessary to set a large gap between the bridge girder 1 and the abutment 5 to set a large amount of movement of the piston 10, which is disadvantageous for downsizing the damper device 7, There is a problem that a large-scale expansion joint 8 is required.
【０００７】逆に、オリフィス穴１０ａの合計開口面積
を小さくして減衰係数を大きくした場合には、交通荷重
による遅い速度の振動は確実に減衰できるものの、中小
規模の地震等によりある程度速い速度の振動が橋桁１に
作用した場合、ダンパー装置７が大きな減衰力を負担し
なければならず、減衰力がダンパー装置７の機械的強度
の許容範囲を越えると、ダンパー装置７自体或いはその
支持機構が破壊される惧れがある。Conversely, when the total opening area of the orifice hole 10a is reduced and the damping coefficient is increased, vibration at a low speed due to traffic load can be surely damped, but a relatively high speed due to a small-to-medium-scale earthquake or the like can be obtained. When the vibration acts on the bridge girder 1, the damper device 7 has to bear a large damping force, and when the damping force exceeds the allowable range of the mechanical strength of the damper device 7, the damper device 7 itself or its supporting mechanism is moved. There is a risk of being destroyed.
【０００８】この発明は以上の問題を解決するものであ
って、その目的は、速度の異なる振動に対する橋桁の応
力に追随した減衰特性が得られるようにした応力追随形
の橋桁のダンパー装置を提供するものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a stress-following type bridge girder damper device capable of obtaining a damping characteristic following a bridge girder stress caused by vibrations of different speeds. Is what you do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、橋台及び橋桁のいずれか一方に連結さ
れ、粘性流体が充填されたシリンダと、前記橋台及び橋
桁の他方に連結され、該シリンダ内に摺動可能に配置さ
れてオリフィスを形成したピストンとを備えたダンパー
装置において、前記シリンダの両側を接続するバイパス
通路を設け、このバイパス通路中には内圧が設定値を越
えたときに該バイパス通路を正逆方向に開放する一対の
リリーフ弁を設けるとともに、前記シリンダの内側端部
近傍に配置され、前記ピストンがシリンダの端部に向け
て大きく移動したとき前記オリフィス溝に係合してこれ
を閉塞するストッパを設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention relates to a cylinder which is connected to one of an abutment and a bridge girder, and is connected to a cylinder filled with a viscous fluid, and the other of the abutment and the bridge girder, A damper device having a piston slidably disposed in the cylinder and having an orifice, a bypass passage connecting both sides of the cylinder is provided, and when the internal pressure exceeds a set value in the bypass passage, A pair of relief valves that open the bypass passage in the forward and reverse directions, and are disposed near the inner end of the cylinder, and engage with the orifice groove when the piston moves largely toward the end of the cylinder. And a stopper for closing the stopper is provided.
【００１０】[0010]
【作用】以上の構成によれば、通常の交通荷重による遅
い速度の振動が橋桁に作用した場合、リリーフ弁は閉じ
たままであり、シリンダ油の粘性とオリフィス溝の開口
面積に応じて定まる減衰力により、高い減衰係数で橋桁
の振動が確実に抑制される。According to the above construction, when a slow speed vibration caused by a normal traffic load acts on the bridge girder, the relief valve remains closed, and the damping force determined according to the viscosity of the cylinder oil and the opening area of the orifice groove. Thereby, the vibration of the bridge girder is reliably suppressed with a high damping coefficient.
【００１１】中小規模の地震等が発生した場合には、あ
る程度速度が速い振動が橋桁に作用し、バイパス通路の
内圧がリリーフ弁の設定値を越えると、該リリーフ弁が
開いて減衰係数を小さくすると同時に、減衰力が所定値
を越えないようにした状態で良好な振動エネルギーの減
衰効果が得られる。When a small-to-medium-scale earthquake or the like occurs, vibrations with a relatively high speed act on the bridge girder, and when the internal pressure of the bypass passage exceeds the set value of the relief valve, the relief valve opens to reduce the damping coefficient. At the same time, a good vibration energy damping effect can be obtained in a state where the damping force does not exceed a predetermined value.
【００１２】さらに、大地震により振幅が大きくなり過
ぎ、ピストンがシリンダの端部に衝突しそうになるまで
移動すると、オリフィス溝が閉塞されて急速に減衰係数
を高め、ピストンの移動を阻止して両者の衝突を回避す
る。Further, when the amplitude becomes too large due to a large earthquake and the piston moves until it is likely to collide with the end of the cylinder, the orifice groove is closed and the damping coefficient is rapidly increased, and the movement of the piston is prevented to prevent the piston from moving. Avoid collisions.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。図１はこの発明に係るダンパー装置を示
すものである。なお、同ダンパー装置は従来技術の項で
説明した図３と同様ないしは相当する構造により橋桁１
の一方の端部と橋台５との間に設けられるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a damper device according to the present invention. The damper device has a bridge girder 1 similar to or equivalent to that of FIG.
Is provided between one end of the abutment 5 and the abutment 5.
【００１４】図において、このダンパー装置２０は、前
記橋台５側に連結されるとともに、粘性のシリンダ油を
充填したシリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動可能に
配置され、周囲に４箇所のオリフィス溝２２ａを切欠形
成したピストン２２と、ピストン２２に一端を連結し、
かつ前記シリンダ２１の一端を液密に貫通して突出し、
突出端を前記橋桁１側に連結するロッド２３とを備えて
いる。ダンパー装置２０は、ピストン２２がシリンダ２
１のほぼ中央に位置するような状態で橋台５と橋桁１と
の間に設置される。In FIG. 1, this damper device 20 is connected to the abutment 5 side, is provided with a cylinder 21 filled with viscous cylinder oil, and is slidably disposed in the cylinder 21, and has four orifices around it. A piston 22 having a notch formed with a groove 22a, and one end connected to the piston 22;
And projecting through one end of the cylinder 21 in a liquid-tight manner,
And a rod 23 for connecting the protruding end to the bridge girder 1 side. In the damper device 20, the piston 22 is
The bridge 1 is installed between the abutment 5 and the bridge girder 1 so as to be located substantially at the center of the bridge 1.
【００１５】シリンダ２１の両側にはバイパス通路２４
を構成する一対のバイパス管２４ａが接続され、ピスト
ン２２によって区画される両側に一端を連通していると
ともに、他端をバルブハウジング２４ｂに連通してい
る。バルブハウジング２４ｂ内は隔壁２４ｃによって仕
切られているとともに、この隔壁２４ｃはそれぞれ正逆
方向の一対のリリーフ弁２５及びこれを閉鎖方向に付勢
するバネ２６によって開閉可能に閉鎖されている。バネ
２６はリリーフ弁２５の開放圧力を設定するもので、バ
ルブハウジング２４に捩じ込まれた調整ネジ２７によっ
て該圧力が調整可能となっている。On both sides of the cylinder 21, a bypass passage 24 is provided.
Are connected, one end thereof communicates with both sides defined by the piston 22, and the other end communicates with the valve housing 24b. The inside of the valve housing 24b is partitioned by a partition 24c, and the partition 24c is opened and closed by a pair of forward and reverse relief valves 25 and a spring 26 for urging the relief valves 25 in a closing direction. The spring 26 sets the opening pressure of the relief valve 25, and the pressure can be adjusted by an adjusting screw 27 screwed into the valve housing 24.
【００１６】さらに、前部側バイパス管２４ａの先端部
において、シリンダ２１の内周部にはその長手方向に沿
って４つのストッパ２８が固定配置されている。ストッ
パ２８は、前記オリフィス溝２２ａに摺動可能に係合す
るもので、その幅及び高さはオリフィス溝２２ａの内側
幅及び深さにほぼ等しく、ピストン２２が移動してスト
ッパ２８にオリフィス溝２２ａが係合することで該オリ
フィスを閉塞し、ピストン２２の移動を阻止する。Further, four stoppers 28 are fixedly disposed on the inner peripheral portion of the cylinder 21 along the longitudinal direction at the distal end of the front-side bypass pipe 24a. Stock
The orifice 28 is slidably engaged with the orifice groove 22a, and its width and height are substantially equal to the inner width and depth of the orifice groove 22a. Engages to close the orifice and prevent the piston 22 from moving.
【００１７】図２は、以上のダンパー装置２０に作用す
る振動速度と減衰力との関係を示すグラフであり、前記
バイパス通路２４がない場合には、速度の増加とともに
引張側及び圧縮側に一定の勾配（減衰係数）で減衰力が
上昇する。しかしながら、その減衰力が前記リリーフ弁
２５の設定値に到達すると、減衰係数が減じ、同時に減
衰力が設定値を越えることを防止し、以下の状態に対応
できる。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the vibration speed acting on the damper device 20 and the damping force. In the case where the bypass passage 24 is not provided, the speed increases and the pressure becomes constant on the tension side and the compression side. The damping force increases with a gradient (damping coefficient) of. However, when the damping force reaches the set value of the relief valve 25, the damping coefficient is reduced, and at the same time, the damping force is prevented from exceeding the set value, and the following conditions can be dealt with.
【００１８】すなわち、通常の交通荷重による速度の遅
い振動の場合、リリーフ弁２５は閉じたままであり、ピ
ストン２２をシリンダ油の粘性とオリフィス溝２２ａの
開口面積に応じた減衰係数に設定しておくことで、橋桁
１の振動は確実に抑制される。That is, in the case of slow vibration caused by normal traffic load, the relief valve 25 remains closed, and the piston 22 is set to a damping coefficient corresponding to the viscosity of the cylinder oil and the opening area of the orifice groove 22a. By the bridge girder
1 is reliably suppressed.
【００１９】中小規模の地震等が発生し、振動速度があ
る程度早くなりリリーフ弁２５の設定値を越えてバイパ
ス通路２４の内圧が高くなると、該リリーフ弁２５が開
いて減衰係数が小さくなると同時に、減衰力が設定値を
越えないようにして良好に振動エネルギーを減衰し、こ
れによってダンパー装置２０及びその支持機構を保護す
る。When a small-to-medium-scale earthquake or the like occurs, the vibration speed increases to some extent, and exceeds the set value of the relief valve 25, and the internal pressure of the bypass passage 24 increases, the relief valve 25 opens to decrease the damping coefficient. The damping force does not exceed the set value, and the vibration energy is favorably damped, thereby protecting the damper device 20 and its supporting mechanism.
【００２０】さらに、大地震が発生した場合、橋桁１の
振幅が大きくなり過ぎ、ピストン２２がシリンダ２１の
端部に衝突しそうになると、オリフィス溝２２ａがスト
ッパ２８に係合して減衰係数を急速に高くしてピストン
２２の移動を阻止し、橋桁１が橋台５に衝突することを
未然に回避する。Further, when a large earthquake occurs, the amplitude of the bridge girder 1 becomes too large, and when the piston 22 is about to collide with the end of the cylinder 21, the orifice groove 22a engages with the stopper 28 to rapidly reduce the damping coefficient. To prevent the movement of the piston 22 to prevent the bridge girder 1 from hitting the abutment 5 beforehand.
【００２１】なお、本実施例のダンパー装置２０にあっ
ては、ストッパ２８がシリンダ２１の長手方向前端部
（図１中で右端部）の領域に設けられておらず、ピスト
ン２２の最大引張（右方向への変位）時におけるストッ
パ機能は有していないが、橋桁１の他端側にも同一のダ
ンパー装置２０を対向配設すれば当該他方のダンパー装
置２０がストッパとして機能し、橋桁１の他端側の橋台
５に対する衝突を回避することができる。In the damper device 20 of the present embodiment, the stopper 28 is not provided in the region of the front end (the right end in FIG. 1) of the cylinder 21 in the longitudinal direction. Although it does not have a stopper function at the time of rightward displacement), if the same damper device 20 is disposed opposite to the other end of the bridge girder 1, the other damper device 20 functions as a stopper and the bridge girder 1 Can be prevented from colliding with the abutment 5 on the other end side.
【００２２】また、本実施例ではシリンダ２１を橋台５
に連結し、ピストン２２（ロッド２３）を橋桁１に連結
したが、この連結関係は逆であっても同様の効果を得る
ことができる。In this embodiment, the cylinder 21 is connected to the abutment 5.
And the piston 22 (rod 23) is connected to the bridge girder 1 , but the same effect can be obtained even if this connection relationship is reversed.
【００２３】さらに、本実施例のダンパー装置２０は、
橋桁１の一方の端部に設置したが、両端に設置してもよ
く、この場合、両ダンパー装置２０の外側（圧縮側）に
のみ第２の凸部２４ｃを形成すればよい。Further, the damper device 20 of this embodiment is
Although installed at one end of the bridge girder 1, it may be installed at both ends. In this case, the second convex portion 24c may be formed only on the outside (compression side) of both damper devices 20.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上詳述したこの発明に係る橋桁のダン
パー装置にあっては、次のような優れた効果が得られ
る。通常の交通荷重による橋桁の振動を、高い減衰係
数で確実に抑制することができる。 中小規模の地震が
発生すると、減衰係数が低くなって良好な振動エネルギ
ーの減衰が図れるとともに、ダンパー装置自体或いはそ
の支持機構の機械的破壊を防止することができる。さ
らに、大地震時には橋桁が橋台に衝突、ひいては橋桁が
橋台に衝突する被害を末然に防止できる。大きな振幅
の振動の発生が抑制されるので、橋台と橋桁との間隙を
小さくすることができ、伸縮継手を小さくすることがで
きる。The bridge girder dam according to the present invention described in detail above.
In the par device, the following excellent effects can be obtained.
You. Vibration of bridge girder due to normal traffic load
The number can be reliably suppressed. Small and medium quake
When this occurs, the damping coefficient decreases and good vibration energy
The damper device itself or its damper device.
Mechanical destruction of the supporting mechanism can be prevented. Sa
In addition, during a large earthquake, the bridge girder collides with the abutment,
Damage colliding with the abutment can be prevented. Large amplitude
Since the occurrence of vibration of the bridge is suppressed, the gap between the abutment and the bridge girder is
It is possible to make the expansion joint smaller
Wear.
【図１】この発明に係るダンパー装置の側断面図であ
る。FIG. 1 is a side sectional view of a damper device according to the present invention.
【図２】同ダンパー装置の変位速度と減衰力との関係を
示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a displacement speed and a damping force of the damper device.
【図３】高橋脚道路橋及びこれに設けたダンパー装置の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a high pier road bridge and a damper device provided thereto.
【図４】（ａ）は従来の一般的なダンパー装置の側断面
図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（ｃ）は同ダンパー装置の変位と減衰係数との関係を示
すグラフである。FIG. 4A is a side sectional view of a conventional general damper device. (B) is a sectional view taken along line AA of (a).
(C) is a graph showing the relationship between the displacement of the damper device and the damping coefficient.
１ 橋桁 ５ 橋台 ２０ ダンパー装置 ２１ シリンダ ２２ ピストン ２２ａ オリフィス溝 ２３ ロッド ２４ バイパス通路 ２５ リリーフ弁 ２８ ストッパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bridge girder 5 Abutment 20 Damper device 21 Cylinder 22 Piston 22a Orifice groove 23 Rod 24 Bypass passage 25 Relief valve 28 Stopper
Claims (1)
れ、粘性流体が充填されたシリンダと、前記橋台及び橋
桁の他方に連結され、該シリンダ内に摺動可能に配置さ
れてオリフィスを形成したピストンとを備えたダンパー
装置において、 前記シリンダの両側を接続するバイパス通路を設け、こ
のバイパス通路中には内圧が設定値を越えたときに該バ
イパス通路を正逆方向に開放する一対のリリーフ弁を設
けるとともに、前記シリンダの内側端部近傍に配置さ
れ、前記ピストンがシリンダの端部に向けて大きく移動
したとき前記オリフィス溝に係合してこれを閉塞するス
トッパを設けたことを特徴とする橋桁のダンパー装置。1. A cylinder filled with a viscous fluid connected to one of an abutment and a bridge girder, and connected to the other of the abutment and the bridge girder and slidably disposed in the cylinder to form an orifice. A damper device having a piston, a bypass passage connecting both sides of the cylinder, and a pair of relief valves for opening the bypass passage in forward and reverse directions when an internal pressure exceeds a set value in the bypass passage. And a stopper arranged near the inner end of the cylinder, wherein the stopper engages with the orifice groove and closes the orifice groove when the piston largely moves toward the end of the cylinder. Bridge girder damper device.
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |