JP4232454B2

JP4232454B2 - Damping structure of bridge

Info

Publication number: JP4232454B2
Application number: JP2002369590A
Authority: JP
Inventors: 了大野; 剛志佐野
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP2004197502A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁、特に上部構造の制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の上部構造と下部構造との間に設置される支承は、上部構造の荷重を確実に下部構造に伝達する役割を果たすほか、温度変化、クリープ等による上部構造の伸縮や回転を円滑に吸収する役割も果たしている。
【０００３】
かかる支承は、荷重の伝達機能と回転機能をもったピン支承などの固定支承と、これらに加えて水平移動機能を併せ持ったローラ支承、ゴム支承などの可動支承に大別される。
【０００４】
一方、地震時における橋梁、特に上部構造の振動抑制についてさまざまな技術開発が行われてきた。
【０００５】
地震時において上部構造の振動を抑制する方法としては、上部構造と下部構造との間に可動支承の一種である免震支承を設置することにより上部構造への入力地震動を低減するとともに、かかる免震化によって増大する上部構造と下部構造との相対変位を減衰装置で抑制する手法が一般的であるが、可動支承と減衰性能が高いアクティブダンパー等の減衰装置とを組み合わせることも研究開発されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開2000-352113号公報
【０００７】
【非特許文献１】
株式会社大林組、技術インデックス、[online]、[平成１４年１２月１０日検索]、インターネット＜URL : http://techs.obayashi.co.jp/techs/srb/show_detail?data=1432&freeword=%83%5F%83%93%83%70%81%5B&id=0&start=10&count=5＞
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したアクティブダンパーは、橋梁の振動をセンサーで検出しつつ、該センサーで検出された振動を分析することによって、橋梁の振動が抑制されるような制御力を該橋梁に作用させる、あるいは橋梁の剛性を可変に構成しておき、やはり橋梁の振動が抑制されるように剛性を変化させる、いわゆるアクティブ制振であるため、システム全体の規模が大きくなり、必ずしも経済性に優れるとは言い難いという問題を生じていた。
【０００９】
また、そのような性質上、多数存在する既設の橋梁を耐震補強するにもやはり経済性の面で優れるとは言い難いという問題も生じていた。
【００１０】
さらには、既設の橋梁を耐震補強する場合において、上部構造と下部構造との間の支承を交換しなければ、減衰装置を設置するためのクリアランスを確保できず、結果として、所要の減衰性能を備えた減衰装置の設置を断念せざるを得ない場合もあるという問題も生じていた。
【００１１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、経済性に優れなおかつ既設の耐震補強にも適用可能な橋梁の制振構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る橋梁の制振構造は請求項１に記載したように、材軸方向に長孔が形成されるとともに該材軸方向に沿った両面に摩擦材が設けられた中間連結板と、一方の面にステンレス板がそれぞれ取り付けられた一対の側方連結板と、前記中間連結板及び前記一対の側方連結板を該中間連結板が該一対の側方連結板の間に挟み込まれた状態で前記材軸方向に沿って相対移動自在にかつ前記ステンレス板が前記摩擦材上を前記材軸方向に沿って摺動自在に連結する連結機構とから構成するとともに、該連結機構を、前記一対の側方連結板のうち、一方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に皿バネを介して挿入されたボルトを前記中間連結板に形成された前記長孔に挿通した上、他方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に貫通させて先端にナットを螺合し締結できるように構成したブレーキダンパーを用いた橋梁の制振構造であって、前記ブレーキダンパーの一端である前記中間連結板の非連結端を橋梁の上部構造及び該上部構造を所定の可動支承を介して支持する下部構造の一方に鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合するとともに、前記ブレーキダンパーの他端である前記一対の側方連結板の非連結端を前記上部構造及び下部構造の他方に鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合した橋梁の制振構造において、
前記ブレーキダンパーの両端部が、それぞれ、鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合される２つのブラケットを、それぞれ、前記上部構造及び前記下部構造に鉛直変位吸収手段を介して接合したものである。
【００１５】
本発明に係る橋梁の制振構造においては、連結機構を、一対の側方連結板のうち、一方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に皿バネを介して挿入されたボルトを中間連結板に形成された長孔に挿通した上、他方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に貫通させて先端にナットを螺合し締結できるように構成してある。
【００１６】
そのため、一対の側方連結板による中間連結板の挟着力、すなわち、皿バネによる押付け力をステンレス板と摩擦材との間の動的摩擦係数が所望の大きさになるように設定しておけば、橋梁に水平地震動が入力して上部構造と下部構造との間に相対水平変位が発生した場合、中間連結板の両面に設けられた摩擦材と一対の側方連結板のそれぞれに設けられたステンレス板とが摺動して、上述した動的摩擦係数に応じた摩擦力が発生し、これが熱に変換されることで、上部構造の振動が効果的に抑制される。なお、皿バネによる押付け力は、ボルト及びナットの締結トルクを適宜調整することで任意に設定することができる。
【００１７】
また、中間連結板や側方連結板の非連結端は、橋梁の上部構造と下部構造のそれぞれに鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合してあるため、水平地震動が橋梁に作用しても、これら中間連結板や側方連結板には軸力しか伝達されず、かくして、上述した摩擦材とステンレス板との摺動による上部構造の振動エネルギー吸収が確実に行われる。
【００１８】
上部構造は、下部構造に対して水平面内、特に橋軸方向に沿って水平移動ができるよう、ローラ支承、ゴム支承、免震支承といった所定の可動支承で支持されていればよい。
【００１９】
なお、例えばゴム支承が採用されている場合、上部構造は、下部構造に対して相対鉛直変位を生じることになるが、かかる場合において、鉛直変位吸収手段を介して前記ブレーキダンパーを前記上部構造及び前記下部構造に接合しておけば、上述した相対鉛直変位を鉛直変位吸収手段で吸収することが可能となり、中間連結板や一対の側方連結板には、やはり軸力しか伝達されず、摩擦材とステンレス板との摺動による上述したエネルギー吸収の実効化をより確実に図ることが可能となる。
【００２０】
ブレーキダンパーは、その一端である中間連結板の非連結端を上部構造及び下部構造の一方にピン接合するとともに、その他端である一対の側方連結板の非連結端を上部構造及び下部構造の他方にピン接合した構成とする限り、その配置場所、配置方向、配置数等は任意である。
【００２１】
例えば、下部構造は橋台でも橋脚でもよい。また、上部構造である橋桁と下部構造である橋台あるいは橋脚との間にブレーキダンパーを橋軸方向に沿って単体で配置してもよいし、複数並設するようにしてもかまわない。さらには、ブレーキダンパーを互いに非平行となるように複数設置してもよい。かかる構成によれば、上部構造の振動を橋軸方向に限らず、全方位的にエネルギー吸収することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る橋梁の制振構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る橋梁の制振構造の配置状況を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る橋梁の制振構造１は、橋梁の下部構造である橋台３及び橋脚４と該橋台及び橋脚の上に設置された可動支承６で支持される上部構造たる橋桁２との間にブレーキダンパー５をそれぞれ設置してなる。
【００２４】
可動支承６は、橋台３あるいは橋脚４に対する橋桁２の相対水平移動を所定の範囲内で許容しつつ、橋桁２からの鉛直荷重を橋台３あるいは橋脚４に伝達するようになっており、免震支承、ローラ支承等を採用することができる。
【００２５】
図２は、ブレーキダンパー５とその取付け状況を示したものである。同図でわかるように、ブレーキダンパー５は、その一端である橋台側端部にて鉛直軸線廻りに回動自在に橋台３にピン接合してあるとともに、その他端である橋桁側端部においても高さ調整用台座１２を介して鉛直軸線廻りに回動自在に橋桁２にピン接合してある。なお、図２(b)は、橋台側におけるブレーキダンパー５の取付け状況を示しているが、橋脚においても、同図と対称に設置されている点を除き、橋台側と同様にブレーキダンパー５を設置してある。
【００２６】
ブレーキダンパー５は図３に示すように、中間連結板２１と、一対の側方連結板２２，２２と、中間連結板２１及び一対の側方連結板２２，２２を連結する連結機構２３とから構成してある。
【００２７】
中間連結板２１は、側方連結板２２，２２に連結される連結端と取付け用ブラケット２５にピン接合される非連結端とを両端に有するロッド状平板であり、その材軸方向に長孔２４を形成してあるとともに、該長孔の両脇には、それと平行にかつ長孔２４とほぼ同等の長さにわたって摩擦材２７，２７を設けてある。なお、かかる摩擦材２７，２７は、中間連結板２１の両面に設けてある。
【００２８】
一方、側方連結板２２，２２は、中間連結板２１に連結される連結端と取付け用ブラケット２６にピン接合される非連結端とを両端に有するロッド状平板であり、一方の面に矩形状のステンレス板２８をそれぞれ取り付けてある。
【００２９】
ここで、取付け用ブラケット２５は、高さ調整用台座１２を介して橋桁２の下面に固定し、取付け用ブラケット２６は、橋台３あるいは橋脚４の上面に固定してあるが、取付け用ブラケット２５及び取付け用ブラケット２６は、鉛直変位吸収手段としてのスプリングワッシャー２９を介して高さ調整用台座１２や橋台３あるいは橋脚４に取り付けてあり、該スプリングワッシャーによって橋桁２と橋台３あるいは橋脚４との間の相対鉛直変位を吸収できるようになっている。
【００３０】
連結機構２３は、中間連結板２１と側方連結板２２，２２との連結箇所でそれらが回転してしまうことがないよう、それらの材軸に沿って２つ並設してあり、図４の分解図でよくわかるように、一対の側方連結板２２，２２のうち、一方の側方連結板２２に穿孔されたボルト孔３５に平ワッシャー３３及び皿バネ３４を介してボルト３２を挿入するとともに、該ボルトを中間連結板２１に形成された長孔２４に挿通した上、他方の側方連結板２２に穿孔されたボルト孔３６及び平ワッシャー３７に貫通させ、その先端にナット３８を螺合して締結できるように構成してあり、かかる構成により、中間連結板２１及び側方連結板２２，２２を、該中間連結板が該側方連結板の間に挟み込まれた状態で材軸方向に沿って相対移動自在にかつステンレス板２８が摩擦材２７上を材軸方向に沿って摺動自在になるようになっている。
【００３１】
長孔２４及び摩擦材２７は、水平地震動によって生じる橋桁２と橋台３あるいは橋脚４との相対水平変位と同等又はそれ以上の長さを確保するものとし、水平地震動の規模は、設計上要求される設計地震動によって定める。
【００３２】
本実施形態に係る橋梁の制振構造１においては、連結機構２３を、一対の側方連結板２２，２２のうち、一方の側方連結板２２に穿孔されたボルト孔３５に皿バネ３４を介して挿入されたボルト３２を中間連結板２１に形成された長孔２４に挿通した上、他方の側方連結板２２に穿孔されたボルト孔３６に貫通させて先端にナット３８を螺合し締結できるように構成してある。
【００３３】
そのため、一対の側方連結板２２，２２による中間連結板２１の挟着力、すなわち、皿バネ３４による押付け力をステンレス板２８と摩擦材２７との間の動的摩擦係数が所望の大きさになるように設定しておけば、橋梁に水平地震動が入力して橋桁２と橋台３又は橋脚４との間に相対水平変位が発生した場合、中間連結板２１の両面に設けられた摩擦材２７と一対の側方連結板２２，２２のそれぞれに設けられたステンレス板２８とが摺動し、上述した動的摩擦係数に応じた摩擦力が発生し、これが熱に変換されることで、橋桁２の振動が効果的に抑制される。なお、皿バネ３４による押付け力は、ボルト３２及びナット３８の締結トルクを適宜調整することで任意に設定することができる。
【００３４】
動的摩擦係数の大きさは、ブレーキダンパー５の設計耐力とそのストローク長、すなわち長孔２４の長さとの兼ね合いで設定すればよい。すなわち、設計耐力を大きくするのであれば、皿バネ３４の押付け力を大きくすることで動的摩擦係数を大きくすればよい。
【００３５】
このようにすれば、わずかな相対水平変位でも大きなエネルギー吸収が可能となり、かかる場合には、ストローク長は短くてもかまわない。
【００３６】
一方、このようにブレーキダンパー５の設計耐力を大きくすると、それに応じた反力が橋台３や橋脚４に作用してより大きな応力が生じることとなるため、断面を大きくする等、下部構造の規模を大きくせねばならない。
【００３７】
したがって、下部構造である橋台３や橋脚４の規模を抑えるべく、設計耐力を小さくする一方、ストローク長を長くするのが望ましい。
【００３８】
本実施形態に係るブレーキダンパー５は、中間連結板２１及び側方連結板２２，２２の長さ、ひいてはストローク長を所望の長さに設定できるため、設計耐力を小さくしてストローク長でエネルギー吸収をかせぐ後者の方法を採用することが可能であり、その意味では、橋梁に最適な減衰装置であると言える。
【００３９】
なお、設計耐力を低くした場合においては、地震時のみならず、橋台３や橋脚４のクリープ、温度変化等による変形にも追従することが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る橋梁の制振構造１によれば、皿バネ３４による押付け力をステンレス板２８と摩擦材２７との間の動的摩擦係数が所望の大きさになるように設定しておくことで、地震発生時、中間連結板２１の両面に設けられた摩擦材２７と一対の側方連結板２２，２２のそれぞれに設けられたステンレス板２８とが摺動して動的摩擦係数に応じた摩擦力が発生する。そのため、橋桁２の振動を効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、従来においては、橋梁の地震応答を十分に低減させることができなかったため、橋梁に使用される伸縮継手の伸縮量を大きく設定せざるを得なかったが、本実施形態に係る橋梁の制振構造１によれば、上述したように橋桁２の振動を効果的に抑制することができるため、伸縮継手の伸縮量を小さく設定することが可能となる。
【００４２】
そのため、伸縮継手の伸縮量を大きく設定した場合の弊害、例えば維持管理が難しい、構造上の欠点となる、車両通過時に騒音が発生する、コストが高くなるといった弊害を未然に防止することができる。
【００４３】
また、本実施形態に係る橋梁の制振構造１によれば、中間連結板２１や側方連結板２２，２２の非連結端が橋桁２と橋台３あるいは橋脚４のそれぞれに鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合してあるため、水平地震動が橋梁に作用しても、これら中間連結板２１や側方連結板２２，２２には軸力しか伝達されず、かくして、上述した摩擦材２７とステンレス板２８との摺動による橋桁２の振動エネルギー吸収を確実に行うことができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る橋梁の制振構造１によれば、中間連結板２１を一対の側方連結板２２，２２で挟み込むように連結してブレーキダンパー５を構成してあるため、ブレーキダンパー５の全体高さを抑えることが可能となる。
【００４５】
そのため、橋桁２と橋台３あるいは橋脚４との間のクリアランスが小さい場合にも設置することが可能となり、新設される橋梁はもちろんのこと、既存の橋梁にも適用して耐震補強を行うことが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態に係る橋梁の制振構造１によれば、取付け用ブラケット２５及び取付け用ブラケット２６を鉛直変位吸収手段としてのスプリングワッシャー２９を介して高さ調整用台座１２や橋台３あるいは橋脚４に取り付けたので、該スプリングワッシャーにより、橋桁２と橋台３あるいは橋脚４との間の相対鉛直変位を吸収することができる。
【００４７】
そのため、中間連結板２１や一対の側方連結板２２，２２には、やはり軸力しか伝達されず、摩擦材２７とステンレス板２８との摺動による上述したエネルギー吸収の実効化をより確実に図ることが可能となる。
【００４８】
本実施形態では、橋桁２の側に高さ調整用台座１２を用いたが、可動支承６の高さが低い場合など、ブレーキダンパー５の設置高さを調整する必要がない場合にはこれを省略し、取付け用ブラケット２５を直接、橋桁２に固定するようにしてもかまわない。
【００４９】
また、本実施形態では、ブレーキダンパー５を橋軸方向と平行に単体で配置したが、これに代えて図５に示すように、互いに非平行となるように複数設置してもよい。例えば、互いに直交するように二つのブレーキダンパー５，５を設置することが考えられる。
【００５０】
かかる構成によれば、橋軸方向に限らず、橋軸直交方向の橋桁２の振動についても振動エネルギーを吸収することができるため、結局、全方位的にエネルギー吸収することが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る橋梁の制振構造によれば、地震発生時、中間連結板の両面に設けられた摩擦材と一対の側方連結板のそれぞれに設けられたステンレス板とが摺動して動的摩擦係数に応じた摩擦力が発生する。そのため、上部構造の振動を効果的に抑制することが可能となる。
【００５２】
また、中間連結板や側方連結板の非連結端が上部構造と下部構造のそれぞれに鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合してあるため、水平地震動が橋梁に作用しても、これら中間連結板や側方連結板には軸力しか伝達されず、かくして、上述した摩擦材とステンレス板との摺動による橋桁の振動エネルギー吸収を確実に行うことができる。
【００５３】
また、本発明に係る橋梁の制振構造によれば、中間連結板を一対の側方連結板で挟み込むように連結してブレーキダンパーを構成してあるため、ブレーキダンパーの全体高さを抑えることができる。そのため、上部構造と下部構造との間のクリアランスが小さい場合にも設置することが可能となり、新設される橋梁はもちろんのこと、既存の橋梁にも適用して耐震補強を行うことが可能となる。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る橋梁の制振構造の配置状況を示した全体図。
【図２】ブレーキダンパー５とその取付け状況を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＡ−Ａ線方向の矢視図。
【図３】ブレーキダンパーの詳細図であり、(a)は平面図、(b)はＢ−Ｂ線方向の矢視図。
【図４】連結機構２３の分解図。
【図５】ブレーキダンパー５の配置に関する変形例を示した平面図。
【符号の説明】
１橋梁の制振構造
２橋桁（上部構造）
３橋台（下部構造）
４橋脚（下部構造）
５ブレーキダンパー
６可動支承
２１中間連結板
２２側方連結板
２３連結機構
２４長孔
２７摩擦材
２８ステンレス板
２９スプリングワッシャー（鉛直変位吸収手段）
３２ボルト
３４皿バネ
３５，３６ボルト孔
３８ナット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bridge, and more particularly to a superstructure damping structure.
[0002]
[Prior art]
The support installed between the superstructure and the substructure of the bridge plays a role of reliably transmitting the load of the superstructure to the substructure, and smoothly absorbs the expansion and contraction and rotation of the superstructure due to temperature change, creep, etc. It also plays a role.
[0003]
Such bearings are roughly classified into fixed bearings such as pin bearings having a load transmission function and a rotation function, and movable bearings such as roller bearings and rubber bearings having a horizontal movement function in addition to these.
[0004]
On the other hand, various technologies have been developed for vibration suppression of bridges, especially superstructures, during earthquakes.
[0005]
As a method of suppressing the vibration of the superstructure during an earthquake, the seismic isolation bearing, which is a kind of movable bearing, is installed between the superstructure and the substructure to reduce the input ground motion to the superstructure and A method to suppress relative displacement between the superstructure and the substructure, which are increased by seismicization, is generally used by a damping device, but the combination of a movable bearing and a damping device such as an active damper with high damping performance is also being researched and developed Yes.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-352113 A [0007]
[Non-Patent Document 1]
Obayashi Corporation, Technical Index, [online], [Search on December 10, 2002], Internet <URL: http://techs.obayashi.co.jp/techs/srb/show_detail?data=1432&freeword=%83 % 5F% 83% 93% 83% 70% 81% 5B & id = 0 & start = 10 & count = 5>
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the active damper described above applies a control force to the bridge to suppress the vibration of the bridge by analyzing the vibration detected by the sensor while detecting the vibration of the bridge with the sensor, or This is so-called active vibration control, in which the rigidity of the bridge is made variable and the rigidity is changed so that vibration of the bridge is also suppressed, so the overall system scale becomes large and it is not necessarily excellent in economic efficiency. It was difficult.
[0009]
In addition, due to such properties, there has also been a problem that it is difficult to say that it is excellent in terms of economy even if a large number of existing bridges are seismically reinforced.
[0010]
Furthermore, in the case of seismic reinforcement of existing bridges, if the support between the upper structure and the lower structure is not exchanged, the clearance for installing the attenuation device cannot be secured, resulting in the required attenuation performance. There has also been a problem that it may be necessary to give up the installation of the attenuation device provided.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a bridge damping structure that is excellent in economy and can be applied to existing seismic reinforcement.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the bridge damping structure according to the present invention has a long hole formed in the material axis direction and a friction material provided on both surfaces along the material axis direction as described in claim 1. The intermediate connection plate, a pair of side connection plates each having a stainless plate attached to one surface thereof, and the intermediate connection plate and the pair of side connection plates. A stainless steel plate that is slidably connected on the friction material along the material axis direction and is relatively movable along the material axis direction while being sandwiched between the plates, The coupling mechanism is inserted into the elongated hole formed in the intermediate coupling plate by inserting a bolt inserted through a disc spring into a bolt hole drilled in one of the pair of side coupling plates. In addition, the bolt hole drilled in the other side connecting plate A bridge damping structure using a brake damper configured to be screwed and fastened with a nut at the tip, wherein the unconnected end of the intermediate connecting plate, which is one end of the brake damper, is the upper structure of the bridge And a lower structure that supports the upper structure via a predetermined movable support, and is pin-coupled so as to be rotatable about a vertical axis, and the pair of side connection plates that are the other ends of the brake damper are not connected. In the vibration damping structure of a bridge in which an end is pin-joined to the other of the upper structure and the lower structure so as to be rotatable around a vertical axis ,
Two brackets each having both ends of the brake damper pin-joined so as to be rotatable about a vertical axis are joined to the upper structure and the lower structure via vertical displacement absorbing means , respectively.
[0015]
In the bridge vibration damping structure according to the present invention, the coupling mechanism is an intermediate coupling of a bolt inserted through a disc spring into a bolt hole drilled in one of the side coupling plates. It is configured to be inserted into a long hole formed in the plate and penetrated into a bolt hole drilled in the other side connecting plate so as to be screwed and fastened to the tip.
[0016]
Therefore, the clamping force of the intermediate connecting plate by the pair of side connecting plates, that is, the pressing force by the disc spring, should be set so that the dynamic friction coefficient between the stainless steel plate and the friction material becomes a desired magnitude. For example, when horizontal seismic motion is input to the bridge and a relative horizontal displacement occurs between the upper structure and the lower structure, the friction material provided on both sides of the intermediate connecting plate and the pair of side connecting plates are provided. The stainless steel plate slides to generate a frictional force corresponding to the above-described dynamic friction coefficient, which is converted into heat, thereby effectively suppressing the vibration of the superstructure. The pressing force by the disc spring can be arbitrarily set by appropriately adjusting the fastening torque of the bolt and nut.
[0017]
In addition, the unconnected ends of the intermediate connecting plate and the side connecting plate are pin-connected to the upper structure and the lower structure of the bridge so as to be rotatable about the vertical axis, so that even if horizontal earthquake motion acts on the bridge Only the axial force is transmitted to the intermediate connecting plate and the side connecting plate, and thus the vibration energy of the upper structure is surely absorbed by the sliding of the friction material and the stainless steel plate.
[0018]
The upper structure may be supported by a predetermined movable bearing such as a roller bearing, a rubber bearing, or a seismic isolation bearing so that the upper structure can be moved horizontally in the horizontal plane, particularly along the bridge axis direction.
[0019]
For example, when a rubber bearing is employed, the upper structure causes a relative vertical displacement with respect to the lower structure. In such a case, the brake damper is connected to the upper structure and the vertical structure through a vertical displacement absorbing means. If it is joined to the lower structure, the above-described relative vertical displacement can be absorbed by the vertical displacement absorbing means, and only axial force is transmitted to the intermediate connecting plate and the pair of side connecting plates, and friction The above-described energy absorption can be more effectively achieved by sliding between the material and the stainless steel plate.
[0020]
In the brake damper, the unconnected end of the intermediate connecting plate, which is one end thereof, is pin-joined to one of the upper structure and the lower structure, and the unconnected ends of a pair of side connecting plates, which are the other ends, are connected to the upper structure and the lower structure. As long as it is configured to be pin-bonded to the other, the arrangement location, arrangement direction, number of arrangements, etc. are arbitrary.
[0021]
For example, the substructure may be an abutment or a pier. In addition, a brake damper may be arranged alone along the bridge axis direction between the bridge girder as the upper structure and the abutment or pier as the lower structure, or a plurality of brake dampers may be arranged side by side. Furthermore, a plurality of brake dampers may be installed so as to be non-parallel to each other. According to such a configuration, the vibration of the superstructure can be absorbed not only in the bridge axis direction but in all directions.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a bridge damping structure according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components that are substantially the same as those of the prior art are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0023]
FIG. 1 is an overall view showing an arrangement state of a bridge damping structure according to the present embodiment. As can be seen from the figure, the bridge damping structure 1 according to the present embodiment includes an abutment 3 and a pier 4 which are lower structures of the bridge, and an upper portion supported by a movable support 6 installed on the abutment and the pier. Brake dampers 5 are installed between the bridge girder 2 and the structure.
[0024]
The movable support 6 transmits the vertical load from the bridge girder 2 to the abutment 3 or the pier 4 while allowing the relative horizontal movement of the bridge girder 2 with respect to the abutment 3 or the pier 4 within a predetermined range. Bearings, roller bearings, etc. can be adopted.
[0025]
FIG. 2 shows the brake damper 5 and its mounting state. As can be seen from the figure, the brake damper 5 is pin-joined to the abutment 3 so as to be rotatable around the vertical axis at the abutment side end portion at one end thereof, and also at the other end of the bridge girder side end portion. It is pin-joined to the bridge girder 2 via a height adjustment base 12 so as to be rotatable about a vertical axis. Fig. 2 (b) shows the state of installation of the brake damper 5 on the abutment side, but the brake damper 5 is also installed on the pier in the same way as on the abutment side, except that it is installed symmetrically. It is installed.
[0026]
As shown in FIG. 3, the brake damper 5 includes an intermediate connecting plate 21, a pair of side connecting plates 22 and 22, and a connecting mechanism 23 that connects the intermediate connecting plate 21 and the pair of side connecting plates 22 and 22. It is configured.
[0027]
The intermediate connecting plate 21 is a rod-shaped flat plate having both ends of a connecting end connected to the side connecting plates 22 and 22 and a non-connecting end that is pin-joined to the mounting bracket 25. 24, and friction materials 27 and 27 are provided on both sides of the long hole in parallel with the long hole and over the same length as the long hole 24. The friction materials 27 and 27 are provided on both surfaces of the intermediate connecting plate 21.
[0028]
On the other hand, the side connecting plates 22 and 22 are rod-shaped flat plates having a connecting end connected to the intermediate connecting plate 21 and a non-connecting end pin-connected to the mounting bracket 26 at both ends. Shaped stainless steel plates 28 are respectively attached.
[0029]
Here, the mounting bracket 25 is fixed to the lower surface of the bridge girder 2 via the height adjustment pedestal 12, and the mounting bracket 26 is fixed to the upper surface of the abutment 3 or the pier 4. The mounting bracket 26 is attached to the height adjusting pedestal 12, the abutment 3 or the pier 4 via a spring washer 29 as a vertical displacement absorbing means, and the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4 are attached by the spring washer. The relative vertical displacement between them can be absorbed.
[0030]
Two connection mechanisms 23 are arranged along the material axes so that they do not rotate at the connection points between the intermediate connection plate 21 and the side connection plates 22 and 22, as shown in FIG. As can be clearly understood from the exploded view of FIG. 2, the bolt 32 is inserted into the bolt hole 35 drilled in one of the pair of side connecting plates 22 and 22 through the flat washer 33 and the disc spring 34. At the same time, the bolt is inserted into the long hole 24 formed in the intermediate connecting plate 21, and then penetrated into the bolt hole 36 and the flat washer 37 drilled in the other side connecting plate 22, and a nut 38 is provided at the tip thereof. The intermediate connecting plate 21 and the side connecting plates 22 and 22 can be fastened by screwing together, and the intermediate connecting plate 21 and the side connecting plates 22 and 22 are sandwiched between the side connecting plates. Along the stainless steel Scan plate 28 is adapted to be slidable along the upper friction member 27 in Zaijiku direction.
[0031]
The long hole 24 and the friction material 27 ensure a length equal to or greater than the relative horizontal displacement between the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4 caused by the horizontal ground motion, and the scale of the horizontal ground motion is required in design. Determined by design seismic motion.
[0032]
In the bridge damping structure 1 according to the present embodiment, the connecting mechanism 23 is provided with a disc spring 34 in a bolt hole 35 drilled in one of the pair of side connecting plates 22, 22. The bolt 32 inserted through the hole is inserted into a long hole 24 formed in the intermediate connecting plate 21, and is passed through a bolt hole 36 drilled in the other side connecting plate 22, and a nut 38 is screwed into the tip. It is configured so that it can be fastened.
[0033]
Therefore, the dynamic friction coefficient between the stainless steel plate 28 and the friction material 27 is set to a desired magnitude by the clamping force of the intermediate connecting plate 21 by the pair of side connecting plates 22, 22, that is, the pressing force by the disc spring 34. If the horizontal ground motion is input to the bridge and a relative horizontal displacement occurs between the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4, the friction material 27 provided on both surfaces of the intermediate connecting plate 21 is set. And the stainless steel plate 28 provided on each of the pair of side connection plates 22 and 22 generate a frictional force corresponding to the above-described dynamic friction coefficient, which is converted into heat, thereby the bridge girder. 2 vibration is effectively suppressed. The pressing force by the disc spring 34 can be arbitrarily set by appropriately adjusting the fastening torque of the bolt 32 and the nut 38.
[0034]
The magnitude of the dynamic friction coefficient may be set in consideration of the design strength of the brake damper 5 and its stroke length, that is, the length of the long hole 24. That is, if the design yield strength is increased, the dynamic friction coefficient may be increased by increasing the pressing force of the disc spring 34.
[0035]
In this way, a large amount of energy can be absorbed even with a slight relative horizontal displacement. In such a case, the stroke length may be short.
[0036]
On the other hand, when the design strength of the brake damper 5 is increased in this way, the reaction force corresponding to the brake damper 5 acts on the abutment 3 and the pier 4 to generate a larger stress. Must be increased.
[0037]
Therefore, in order to reduce the scale of the abutment 3 and the pier 4 which are substructures, it is desirable to reduce the design strength while increasing the stroke length.
[0038]
The brake damper 5 according to the present embodiment can set the length of the intermediate connecting plate 21 and the side connecting plates 22 and 22 and thus the stroke length to a desired length. It is possible to adopt the latter method that earns power, and in that sense, it can be said to be an optimum damping device for a bridge.
[0039]
When the design proof strength is lowered, it is possible to follow not only the earthquake but also the deformation of the abutment 3 and the pier 4 due to creep, temperature change, and the like.
[0040]
As described above, according to the bridge damping structure 1 according to the present embodiment, the dynamic friction coefficient between the stainless steel plate 28 and the friction material 27 becomes a desired magnitude due to the pressing force of the disc spring 34. With this setting, when an earthquake occurs, the friction material 27 provided on both surfaces of the intermediate connection plate 21 and the stainless plate 28 provided on each of the pair of side connection plates 22 and 22 slide. Thus, a friction force corresponding to the dynamic friction coefficient is generated. Therefore, the vibration of the bridge girder 2 can be effectively suppressed.
[0041]
Also, in the past, the earthquake response of the bridge could not be sufficiently reduced, so the expansion amount of the expansion joint used for the bridge had to be set large, but the bridge control according to the present embodiment was limited. According to the vibration structure 1, since the vibration of the bridge girder 2 can be effectively suppressed as described above, the expansion / contraction amount of the expansion joint can be set small.
[0042]
Therefore, it is possible to prevent the adverse effects of setting the expansion / contraction amount of the expansion joint to a large value, for example, the difficulty of maintenance and management, the structural defects, the noise generated when passing the vehicle, and the high cost. .
[0043]
Further, according to the bridge damping structure 1 according to the present embodiment, the unconnected ends of the intermediate connecting plate 21 and the side connecting plates 22, 22 rotate around the vertical axis around the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4 respectively. Since the pins are movably connected, even if horizontal seismic motion acts on the bridge, only the axial force is transmitted to the intermediate connecting plate 21 and the side connecting plates 22, 22. The vibration energy of the bridge girder 2 can be reliably absorbed by sliding with the stainless steel plate 28.
[0044]
Moreover, according to the bridge damping structure 1 according to the present embodiment, the brake damper 5 is configured by connecting the intermediate connecting plate 21 so as to be sandwiched between the pair of side connecting plates 22, 22. 5 can be suppressed.
[0045]
Therefore, it can be installed even when the clearance between the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4 is small, and it can be applied to existing bridges as well as newly built bridges for seismic reinforcement. It becomes possible.
[0046]
Further, according to the bridge damping structure 1 according to the present embodiment, the mounting bracket 25 and the mounting bracket 26 are mounted on the height adjusting base 12, the abutment 3, or the pier via the spring washer 29 as a vertical displacement absorbing means. 4, the relative vertical displacement between the bridge girder 2 and the abutment 3 or the pier 4 can be absorbed by the spring washer.
[0047]
For this reason, only the axial force is transmitted to the intermediate connecting plate 21 and the pair of side connecting plates 22, 22, and the above-described energy absorption by sliding between the friction material 27 and the stainless steel plate 28 is more reliably realized. It becomes possible to plan.
[0048]
In the present embodiment, the height adjustment base 12 is used on the bridge girder 2 side. However, when the height of the brake support 5 need not be adjusted, such as when the height of the movable support 6 is low, this is used. It may be omitted and the mounting bracket 25 may be directly fixed to the bridge girder 2.
[0049]
In the present embodiment, the brake dampers 5 are arranged as a single unit parallel to the bridge axis direction, but instead, as shown in FIG. 5, a plurality of brake dampers 5 may be installed so as to be non-parallel to each other. For example, it is conceivable to install two brake dampers 5 and 5 so as to be orthogonal to each other.
[0050]
According to such a configuration, vibration energy can be absorbed not only in the bridge axis direction but also in the vibration of the bridge girder 2 in the direction orthogonal to the bridge axis, so that energy can be absorbed in all directions after all.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the bridge damping structure according to the present invention, when an earthquake occurs, the friction material provided on both surfaces of the intermediate connection plate and the stainless plate provided on each of the pair of side connection plates, Slides to generate a frictional force according to the dynamic friction coefficient. For this reason, it is possible to effectively suppress the vibration of the superstructure.
[0052]
In addition, since the unconnected ends of the intermediate connecting plate and the side connecting plate are pin-joined to the upper structure and the lower structure so as to be rotatable around the vertical axis, even if horizontal earthquake motion acts on the bridge, Only the axial force is transmitted to the connecting plate and the side connecting plate, and thus the vibration energy of the bridge girder can be reliably absorbed by the sliding between the friction material and the stainless steel plate.
[0053]
Further, according to the bridge vibration damping structure of the present invention, the brake damper is configured by connecting the intermediate connecting plate so as to be sandwiched between the pair of side connecting plates, thereby suppressing the overall height of the brake damper. Can do. Therefore, it can be installed even when the clearance between the superstructure and the substructure is small, and it can be applied to existing bridges as well as newly built bridges, and seismic reinforcement can be performed. .
[0054]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an arrangement state of a bridge damping structure according to the present embodiment.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a brake damper 5 and its mounting state, where FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is an arrow view in the direction of the line AA.
FIGS. 3A and 3B are detailed views of the brake damper, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is an arrow view in the BB line direction.
4 is an exploded view of the coupling mechanism 23. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a modified example related to the arrangement of the brake damper 5;
[Explanation of symbols]
1 Damping structure of bridge 2 Bridge girder (superstructure)
3 Abutment (lower structure)
4 Pier (lower structure)
5 Brake damper 6 Movable support 21 Intermediate connecting plate 22 Side connecting plate 23 Connecting mechanism 24 Long hole 27 Friction material 28 Stainless steel plate 29 Spring washer (vertical displacement absorbing means)
32 bolt 34 disc spring 35, 36 bolt hole 38 nut

Claims

材軸方向に長孔が形成されるとともに該材軸方向に沿った両面に摩擦材が設けられた中間連結板と、一方の面にステンレス板がそれぞれ取り付けられた一対の側方連結板と、前記中間連結板及び前記一対の側方連結板を該中間連結板が該一対の側方連結板の間に挟み込まれた状態で前記材軸方向に沿って相対移動自在にかつ前記ステンレス板が前記摩擦材上を前記材軸方向に沿って摺動自在に連結する連結機構とから構成するとともに、該連結機構を、前記一対の側方連結板のうち、一方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に皿バネを介して挿入されたボルトを前記中間連結板に形成された前記長孔に挿通した上、他方の側方連結板に穿孔されたボルト孔に貫通させて先端にナットを螺合し締結できるように構成したブレーキダンパーを用いた橋梁の制振構造であって、前記ブレーキダンパーの一端である前記中間連結板の非連結端を橋梁の上部構造及び該上部構造を所定の可動支承を介して支持する下部構造の一方に鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合するとともに、前記ブレーキダンパーの他端である前記一対の側方連結板の非連結端を前記上部構造及び下部構造の他方に鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合した橋梁の制振構造において、
前記ブレーキダンパーの両端部が、それぞれ、鉛直軸線廻りに回動自在にピン接合される２つのブラケットを、それぞれ、前記上部構造及び前記下部構造に鉛直変位吸収手段を介して接合したことを特徴とする橋梁の制振構造。An intermediate connecting plate in which a long hole is formed in the material axis direction and a friction material is provided on both surfaces along the material axis direction, and a pair of side connecting plates each having a stainless plate attached to one surface, The intermediate connecting plate and the pair of side connecting plates are relatively movable along the material axis direction with the intermediate connecting plate being sandwiched between the pair of side connecting plates, and the stainless steel plate is the friction material. And a bolt hole formed in one of the pair of side connecting plates. The bolt hole has a connecting mechanism that slidably connects the upper side along the material axis direction. A bolt inserted through a disc spring is inserted into the elongated hole formed in the intermediate connecting plate, and is passed through a bolt hole drilled in the other side connecting plate, and a nut is screwed into the tip. Using a brake damper configured to be fastened A bridge damping structure having a vertical axis on one of the upper structure of the bridge and the lower structure that supports the upper structure via a predetermined movable support with the unconnected end of the intermediate connecting plate being one end of the brake damper The joint of the pair of side connecting plates, which is the other end of the brake damper, is joined to the other of the upper structure and the lower structure so as to be rotatable about a vertical axis. In the vibration control structure of the bridge
The two ends of the brake damper are respectively connected to the upper structure and the lower structure via vertical displacement absorbing means, and the two brackets are connected to each other so as to be rotatable about a vertical axis. Damping structure for bridges.