橋梁制振装置および高架橋
【課題】高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得るとともに、地震等による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保する。
【解決手段】高架橋における径間中央の地盤に支柱１２を設置し、この支柱１２と橋桁１１２との間に、複数の制振ダンパ２０を備えた装置本体１４を設ける。各制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなる構成とし、一方の鉛直プレート３２において支柱１２に連結されるとともに、他方の鉛直プレート３４において橋桁１１２に連結された構成とする。そしてこれにより、橋桁１１２の上下振動を高減衰ゴム３６の剪断変形により減衰させるようにする。その際、鉛直プレート３２と支柱１２との連結を、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダ１６を介して行う。
【解決手段】高架橋における径間中央の地盤に支柱１２を設置し、この支柱１２と橋桁１１２との間に、複数の制振ダンパ２０を備えた装置本体１４を設ける。各制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなる構成とし、一方の鉛直プレート３２において支柱１２に連結されるとともに、他方の鉛直プレート３４において橋桁１１２に連結された構成とする。そしてこれにより、橋桁１１２の上下振動を高減衰ゴム３６の剪断変形により減衰させるようにする。その際、鉛直プレート３２と支柱１２との連結を、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダ１６を介して行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置および当該高架橋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比較的支間長の長い高架橋においては、大型車両等の通行により低周波振動が励起されるので、周辺環境へ大きな影響を与えてしまうことが多い。
【０００３】
このため従来より、高架橋の径間所定位置に橋梁制振装置を設けて、橋桁の上下振動を減衰させる工夫がなされている。このような橋梁制振装置としては、同調質量型の橋梁制振装置と、反力設置型の橋梁制振装置とが知られている。
【０００４】
同調質量型の橋梁制振装置は、図９（ａ）に示すように、また「特許文献１」や「特許文献２」にも記載されているように、橋桁２０２の径間所定位置にマスダンパ２１２が設置された構成となっている。
【０００５】
一方、反力設置型の橋梁制振装置は、同図（ｂ）に示すように、径間所定位置の地盤２に設置された反力構造物２２４と橋桁２０２との間に制振ダンパ２２２が設けられた構成となっている。
【０００６】
なお「特許文献３」には、このような反力設置型の橋梁制振装置の特殊な例として、水上に架設される橋梁に設けられた橋梁制振装置が記載されている。この橋梁制振装置は、橋桁の径間中央に上端部が固定された、上下方向に長い支持構造物と、この支持構造物の下端部に、水中に没するようにして取り付けられた開口板とからなっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−９６５１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２３９３号公報
【特許文献３】特開平８−１００４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記同調質量型の橋梁制振装置においては、マスダンパ２１２の重錘２１４として、橋桁２０２に対して１〜５％程度の重量を有する重錘が必要となり、また、５〜８％程度の粘性減衰が必要となる。このため、橋梁制振装置の構成が比較的複雑なものとなってしまう、という問題がある。また、この橋梁制振装置においては、特定次数の振動に対しては制振効果が得られるが、対象構造物の動特性の変動に対して調整を行うことが必要となる、という問題がある。
【０００９】
一方、反力設置型の橋梁制振装置においては、反力を負担する反力構造物２２４が必要となり、かつ、大きな粘性減衰を得るために大きなスペースが必要となる、という問題がある。しかも、この橋梁制振装置においては、地震や熱膨張による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性に乏しい、という問題がある。
【００１０】
なお、上記「特許文献３」に記載された反力設置型の橋梁制振装置は、水上に架設される橋梁を前提とするものであり、陸上に架設される高架橋に適用することは困難である。
【００１１】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができるとともに、地震等による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる橋梁制振装置およびこれを備えた高架橋を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、橋梁制振装置として、所定の支柱および制振ダンパを備えた構成とするとともに、これに橋軸方向スライダが追加配置された構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１３】
すなわち、本願発明に係る橋梁制振装置は、
高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、
上記径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と上記橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えてなり、
上記制振ダンパが、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、一方の鉛直プレートにおいて上記支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて上記橋桁に連結されており、
上記一方の鉛直プレートと上記支柱との連結または上記他方の鉛直プレートと上記橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われている、ことを特徴とするものである。
【００１４】
上記「径間所定位置」は、径間中央であってもよいし、径間中央から外れた位置であってもよい。
【００１５】
上記「支柱」は、鉛直方向の軸力に抵抗し得るように構成されたものであれば、その地盤に対する設置構造は特に限定されるものではない。
【００１６】
上記「制振ダンパ」は、単一であってもよいし、複数であってもよい。
【００１７】
上記「橋軸方向スライダ」は、一方の鉛直プレートと支柱との連結または他方の鉛直プレートと橋桁との連結を、橋軸直交方向の相対変位は規制した状態で、橋軸方向の相対変位を許容する態様で行うように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成に示すように、本願発明に係る橋梁制振装置は、高架橋における径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えているが、その制振ダンパは、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、その一方の鉛直プレートにおいて支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて橋桁に連結されているので、橋桁の上下振動を高減衰ゴムの剪断変形によるエネルギ吸収作用で効果的に減衰させることができる。そしてこれにより、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができる。
【００１９】
その際、高減衰ゴムに十分な振動減衰性能を発揮させるためには、橋桁の上下振動に伴って生じる高減衰ゴムの剪断ひずみが、ある程度大きい値となるようにしておく必要がある。そのためには、１対の鉛直プレート相互間の間隔を比較的小さい値に設定しておくことが必要となる。しかしながら、このようにした場合には、地震や熱膨張により橋桁が橋軸方向に変位すると、高減衰ゴムに大きな負荷がかかってしまい破損してしまうおそれがある。
【００２０】
その点、本願発明に係る橋梁制振装置においては、制振ダンパにおける一方の鉛直プレートと支柱との連結または他方の鉛直プレートと橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われているので、地震や熱膨張による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴムに大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを未然に回避することができる。
【００２１】
このように本願発明によれば、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができるとともに、地震等による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。
【００２２】
しかも、本願発明に係る橋梁制振装置は、径間所定位置の地盤に設置された支柱と橋桁との間に、１対の鉛直プレートおよび高減衰ゴムからなる制振ダンパが設けられるとともに、これに橋軸方向スライダが追加配置されただけの構成であるので、橋梁制振装置を比較的簡単でコンパクトな構成とすることができる。
【００２３】
上記構成において、「橋桁」の種類は特に限定されるものではないが、この橋桁が鋼桁である場合には、コンクリート桁等に比して低周波振動が発生しやすいので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。
【００２４】
上記構成において、「制振ダンパ」の向きは特に限定されるものではないが、この制振ダンパが、その１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２５】
すなわち、この制振ダンパにおいては、その１対の鉛直プレートと直交する方向に関しては、支柱と橋桁との間に生じる相対変位を許容することはほとんど不可能であるが、その１対の鉛直プレートと平行な方向に関しては、高減衰ゴムの剪断変形分だけは上記相対変位を許容することが可能である。そこで、支柱と橋桁との間に生じる橋軸方向の相対変位については、橋軸方向スライダの介在により許容されることに鑑み、１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置すれば、支柱と橋桁との間において橋軸方向と直交する水平方向に生じる相対変位を、高減衰ゴムの剪断変形分だけは許容することが可能となる。したがって、この相対変位が橋桁の熱膨張によるもの程度の大きさであれば、高減衰ゴムに過大な負荷がかかってしまわないようにすることが可能となる。
【００２６】
上記構成において、「橋軸方向スライダ」の具体的な構成が特に限定されるものではないことは上述したとおりであるが、これを直動転がりガイドとして構成すれば、支柱と橋桁との間における橋軸方向の相対変位がより円滑に行われるようにすることができ、また、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようにすることができる。
【００２７】
上記構成において、橋軸方向スライダと、制振ダンパ、支柱または橋桁との間に、橋軸方向と直交する水平方向の相対変位を許容する橋軸直交方向スライダが設けられた構成とすれば、地震や熱膨張により、橋桁が橋軸方向と直交する水平方向に大きく変位した場合においても、これに対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴムに大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを一層効果的に回避することができる。
【００２８】
本願発明に係る橋梁制振装置の適用対象となる高架橋の橋桁が、複数の主桁を有する構成となっている場合には、これら各主桁毎に本願発明に係る橋梁制振装置が設けられた構成とすれば、橋桁の上下振動をより効果的に減衰させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本願発明の一実施形態に係る橋梁制振装置１０を備えた高架橋１１０を示す側面図であり、図２は、そのII-II 線断面図である。
【００３１】
これらの図に示すように、本実施形態に係る高架橋１１０は、比較的支間長の長い道路橋であって、上り線用の高架橋１１０と下り線用の高架橋１１０とが互いに隣接して延びている。
【００３２】
この高架橋１１０は、支間長が５０ｍ程度で幅員が１４ｍ程度に設定されている。そして、この高架橋１１０は、橋桁１１２がその橋軸方向両端部において支承１１６を介して橋脚１１４に載置されてなる単純桁橋として構成されている。
【００３３】
この高架橋１１０の橋桁１１２は、鋼桁として構成されている。すなわち、この橋桁１１２は、鉄筋コンクリート製の床版１２２と、この床版１２２を支持する３本の鋼製の主桁１２４と、これら各主桁１２４相互間を連結する鋼製の横桁１２６とからなっている。
【００３４】
橋梁制振装置１０は、高架橋１１０の径間中央に設けられており、大型車両等の通行により生じる橋桁１１２の上下振動を減衰させるように構成されている。その際、この橋梁制振装置１０は、高架橋１１０の橋桁１１２における各主桁１２４毎に設けられている。
【００３５】
この橋梁制振装置１０は、径間中央において地盤２に設置された支柱１２と、この支柱１２と橋桁１１２との間に設けられた装置本体１４と、この装置本体１４と支柱１２との間に介装された橋軸方向スライダ１６とからなっている。その際、支柱１２は、長さが９ｍ程度で直径が５００ｍｍ程度の鋼管で構成されており、その下端部において基礎１８を介して地盤２に固定されている。
【００３６】
図３は、図１のIII 部詳細図であり、図４は、図２のIV部詳細図である。また、図５は、図３のＶ部詳細図であり、図６は、図４のVI部詳細図である。
【００３７】
これらの図に示すように、橋梁制振装置１０の支柱１２は、その上端縁に環状フランジ８２が形成されており、また、その上端部外周面には、環状フランジ８２を支持する複数の鉛直リブ８４が溶接されている。
【００３８】
橋梁制振装置１０の装置本体１４は、４つの制振ダンパ２０と、下部取付架台２２と、上部取付架台２４とからなっている。
【００３９】
４つの制振ダンパ２０は、橋軸方向に互いに近接して配置された１対の制振ダンパ２０が、橋軸直交方向に互いに近接して２組配置されている。
【００４０】
これら各制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなり、一方の鉛直プレート３２において下部取付架台２２に固定されるとともに、他方の鉛直プレート３４において上部取付架台２４に固定されている。その際、これら各制振ダンパ２０は、その１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられている。高減衰ゴム３６の肉厚は、２０ｍｍ程度の値に設定されている。
【００４１】
下部取付架台２２は、平行に配置された１対の鉛直支持プレート４２と、これら各鉛直支持プレート４２の下端面に溶接されたベースプレート４４と、各鉛直支持プレート４２の背面に溶接された複数の鉛直リブ４６と、１対のベースプレート４４間に跨るようにして両ベースプレート４４の下面に配置された取付用プレート４８とからなっている。そして、この下部取付架台２２の各鉛直支持プレート４２に、各制振ダンパ２０の鉛直プレート３２がボルト締めにより固定されている。また、この下部取付架台２２は、その各ベースプレート４４において取付用プレート４８を介して橋軸方向スライダ１６のスライダ部１６Ｂにボルト締めにより固定されている。
【００４２】
上部取付架台２４は、下部取付架台２２における１対の鉛直支持プレート４２の中央に位置するようにして配置された鉛直支持プレート５２と、この鉛直支持プレート５２の上端面に溶接されたトッププレート５４と、鉛直支持プレート５２の上端部両面に溶接された複数の鉛直リブ５６とからなっている。そして、この上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両面に、各制振ダンパ２０の鉛直プレート３４がボルト締めにより固定されている。また、この上部取付架台２４は、そのトッププレート５４においてライナプレート５８を介して主桁１２４の下部フランジ１２４Ａにボルト締めにより固定されている。
【００４３】
なお、主桁１２４における上部取付架台２４の固定部位には、そのウェブ１２４Ｂの下端部両面に複数の鉛直リブ１２４Ｃが溶接されている。
【００４４】
橋軸方向スライダ１６は、レール部１６Ａとスライダ部１６Ｂとからなっている。
【００４５】
レール部１６Ａは、橋軸方向に延びる１対のレール本体６２と、これら１対のレール本体６２の各々を固定支持する１対の帯状プレート６４と、これら１対の帯状プレート６４を固定支持する支持プレート６６とからなっている。そして、このレール部１６Ａは、その支持プレート６６において、支柱１２の環状フランジ８２にボルト締めにより固定されている。
【００４６】
スライダ部１６Ｂは、１対のレール本体６２に２つずつ載置された４つのスライダ本体７２と、これら４つのスライダ本体を２つずつ直列配置で固定支持する１対の帯状プレート７４とからなっている。そして、このスライダ部１６Ｂは、その１対の支持プレート７４において、下部取付架台２２の取付用プレート４８にボルト締めにより固定されている。
【００４７】
この橋軸方向スライダ１６は、そのレール部１６Ａの各レール本体６２に対してスライダ部１６Ｂの各スライダ本体７２を橋軸方向に移動可能とする一方、橋軸直交方向に関しては、その水平方向および鉛直方向いずれの方向にも遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようになっている。
【００４８】
これを実現するため、この橋軸方向スライダ１６は、直動転がりガイドとして構成されている。すなわち、この橋軸方向スライダ１６は、橋軸方向に延びる複数の溝が形成されたレール本体６２と、橋軸方向に延びる直線部を有する複数の無限軌道溝が形成されたスライダ本体７２とが、これら各無限軌道溝に沿って配置された多数の鋼球７０を介して係合した構成となっている。そしてこれにより、レール部１６Ａに対してスライダ部１６Ｂを極めて小さい摩擦係数で橋軸方向に移動可能とする一方、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにするようになっている。
【００４９】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００５０】
本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、高架橋１１０における径間中央の地盤２に設置された支柱１２と、この支柱１２と橋桁１１２との間に設けられた制振ダンパ２０とを備えているが、その制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなり、一方の鉛直プレート３２において下部取付架台２２を介して支柱１２に連結されるとともに、他方の鉛直プレート３４において上部取付架台２４を介して橋桁１１２に連結されているので、橋桁１１２の上下振動を高減衰ゴム３６の剪断変形によるエネルギ吸収作用で効果的に減衰させることができる。そしてこれにより、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができる。
【００５１】
その際、高減衰ゴム３６に十分な振動減衰性能を発揮させるためには、橋桁１１２の上下振動に伴って生じる高減衰ゴム３６の剪断ひずみが、ある程度大きい値（具体的には１０％程度）となるようにしておく必要がある。そのためには、１対の鉛直プレート３２、３４相互間の間隔を比較的小さい値に設定しておくことが必要となる。
【００５２】
具体的には、本実施形態のような支間長が５０ｍ程度の高架橋１１０の場合、車両通行に伴う主桁１２４の鉛直方向の最大振幅は３ｍｍ程度である。したがって、これに対して、高減衰ゴム３６に１０％程度の剪断ひずみを生じさせるためには、高減衰ゴム３６の肉厚を３０ｍｍ以下にする必要がある。このため、高減衰ゴム３６は、その肉厚が２０ｍｍ程度の値に設定されている。
【００５３】
しかしながら、単にこのようにした場合には、地震や熱膨張により橋桁１１２が橋軸方向に変位すると、高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかってしまい破損してしまうおそれがある。
【００５４】
その点、本実施形態に係る橋梁制振装置１０においては、制振ダンパ２０における一方の鉛直プレート３２と支柱１２との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダ１６を介して行われているので、地震や熱膨張による橋桁１１２の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを未然に回避することができる。
【００５５】
しかも、本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、径間所定位置の地盤２に設置された支柱１２と橋桁１１２との間に、１対の鉛直プレート３２、３４および高減衰ゴム３６からなる制振ダンパ２０が設けられるとともに、これに橋軸方向スライダ１６が追加配置されただけの構成であるので、橋梁制振装置１０を比較的簡単でコンパクトな構成とすることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、その橋桁１１２が鋼桁であり、コンクリート桁等に比して低周波振動が発生しやすいので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。
【００５７】
また、本実施形態に係る橋梁制振装置１０においては、各制振ダンパ２０が、その１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００５８】
すなわち、この制振ダンパ２０においては、その１対の鉛直プレート３２、３４と直交する方向に関しては、支柱１２と橋桁１１２との間に生じる相対変位を許容することはほとんど不可能であるが、その１対の鉛直プレート３２、３４と平行な方向に関しては、高減衰ゴム３６の剪断変形分だけは上記相対変位を許容することが可能である。
【００５９】
そこで、支柱１２と橋桁１１２との間に生じる橋軸方向の相対変位については、橋軸方向スライダ１６の介在により許容されることに鑑み、本実施形態のように、１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置すれば、支柱１２と橋桁１１２との間において橋軸方向と直交する水平方向に生じる相対変位を、高減衰ゴム３６の剪断変形分だけは許容することが可能となる。したがって、この相対変位が橋桁１１２の熱膨張によるもの程度の大きさであれば、高減衰ゴム３６に過大な負荷がかかってしまわないようにすることが可能となる。
【００６０】
特に本実施形態においては、４つの制振ダンパ２０が設けられており、そして、これら４つの制振ダンパ２０は、装置本体１４の一部として上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両側に１対ずつ対称配置で２組設けられているので、橋桁１１２の上下振動に伴う、各制振ダンパ２０の高減衰ゴム３６の剪断変形が、安定的に行われるようにすることができ、これにより制振効果を確実に得ることができる。なお、このように４つの制振ダンパ２０が設けられた構成とする代わりに、２つの制振ダンパ２０が、上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両側に１つずつ対称配置で設けられた構成とした場合においても、略同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
また本実施形態においては、橋軸方向スライダ１６が、直動転がりガイドとして構成されているので、支柱１２と橋桁１１２との間における橋軸方向の相対変位がより円滑に行われるようにすることができ、また、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようにすることができる。
【００６２】
さらに本実施形態においては、橋梁制振装置１０の適用対象となる高架橋１１０の橋桁１１２が、複数の主桁１２４を有しているが、これら各主桁１２４毎に橋梁制振装置１０が設けられているので、橋桁１１２の上下振動をより効果的に減衰させることが可能となる。
【００６３】
図７は、本実施形態の高架橋１１０の橋桁１１２を振動モデルとして、この高架橋１１０に橋梁制振装置１０を設けた場合の制振効果を、これを設けなかった場合との比較で確認するために行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００６４】
同図から明らかなように、橋梁制振装置１０を設けなかった場合には、橋桁１１２の上下振動の振幅が、４Ｈｚ付近で非常に大きなものとなっているが、橋梁制振装置１０を設けた場合には、４Ｈｚ付近での振幅がかなり小さいものとなっている。また、４Ｈｚ付近以外の振動数帯においても、橋梁制振装置１０を設けた場合には、これを設けなかった場合に比して、全体的に振幅が小さくなっている。この結果から、橋梁制振装置１０を設けた場合には、広範囲の振動数帯に対して制振効果が得られることが確認できた。
【００６５】
なお、上記実施形態においては、橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と支柱１２との間に設けられているものとして説明したが、この橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と主桁１２４との間に設けられるようにした場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、橋梁制振装置１０が、高架橋１１０における径間中央に設けられているものとして説明したが、径間中央から外れた位置に設けられた構成とすることも可能である。その際、橋梁制振装置１０を設けるべき具体的な位置は、高架橋１１０の橋桁１１２に生じる上下振動の振動モード等に応じて適宜決定するようにすればよい。
【００６７】
なお、上記実施形態に係る橋梁制振装置１０および高架橋１１０の諸元を示す数値は、あくまでも例示的なものであり、これ以外の値に設定されていてもよいことはもちろんである。
【００６８】
図８は、上記実施形態の変形例に係る橋梁制振装置３１０を示す、図４と同様の図である。
【００６９】
同図に示すように、本変形例に係る橋梁制振装置３１０も、その基本的な構成は上記実施形態に係る橋梁制振装置１０と同様であるが、本変形例においては、橋軸方向スライダ１６の他に橋軸直交方向スライダ３１６が追加配置されている点で、上記実施形態の場合と異なっている。
【００７０】
この橋軸直交方向スライダ３１６は、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間に設けられている。
【００７１】
この橋軸直交方向スライダ３１６は、橋軸方向スライダ１６と同様、レール部３１６Ａおよびスライダ部３１６Ｂからなり、その構成自体は橋軸方向スライダ１６の場合と同様であるが、橋軸方向スライダ１６を鉛直軸線回りに９０°回転させた状態で配置されている。そして、この橋軸直交方向スライダ３１６の追加配置により、橋桁１１２が支柱１２に対して橋軸方向と直交する水平方向に相対変位するのを許容するようになっている。
【００７２】
本変形例の構成を採用することにより、地震や熱膨張により、橋桁１１２が橋軸方向と直交する水平方向に大きく変位した場合においても、これに対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、各制振ダンパ２０の高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを一層効果的に回避することができる。
【００７３】
なお、上記変形例においては、橋軸直交方向スライダ３１６が、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間に設けられているものとして説明したが、この橋軸直交方向スライダ３１６が、橋軸方向スライダ１６と支柱１２との間に設けられるようにした場合においても、上記変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。また、橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と主桁１２４との間に設けられる場合には、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間あるいは橋軸方向スライダ１６とと主桁１２４との間に橋軸直交方向スライダ３１６が設けられた構成とすることが可能であり、このようにした場合においても上記変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本願発明の一実施形態に係る橋梁制振装置を備えた高架橋を示す側面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】図１のIII 部詳細図
【図４】図２のIV部詳細図
【図５】図３のＶ部詳細図
【図６】図４のVI部詳細図
【図７】上記高架橋を振動モデルとして、これに上記橋梁制振装置を設けた場合の制振効果を、これを設けなかった場合との比較で確認するために行ったシミュレーションの結果を示すグラフ
【図８】上記実施形態の変形例に係る橋梁制振装置を示す、図４と同様の図
【図９】同調質量型の橋梁制振装置を示す側面図（同図（ａ））および反力設置型の橋梁制振装置を示す側面図（同図（ｂ））
【符号の説明】
【００７５】
２ 地盤
１０、３１０ 橋梁制振装置
１２ 支柱
１４ 装置本体
１６、３１６ 橋軸方向スライダ
１６Ａ、３１６Ａ レール部
１６Ｂ、３１６Ｂ スライダ部
１８ 基礎
２０ 制振ダンパ
２２ 下部取付架台
２４ 上部取付架台
３２、３４ 鉛直プレート
３６ 高減衰ゴム
４２ 鉛直支持プレート
４４ ベースプレート
４６ 鉛直リブ
４８ 取付用プレート
５２、５６ 鉛直支持プレート
５４ トッププレート
５８ ライナプレート
６２ レール本体
６４、７４ 帯状プレート
６６ 支持プレート
７０ 鋼球
７２ スライダ本体
８２ 環状フランジ
８４ 鉛直リブ
１１０ 高架橋
１１２ 橋桁
１１４ 橋脚
１１６ 支承
１２２ 床版
１２４ 主桁
１２４Ａ 下部フランジ
１２４Ｂ ウェブ
１２４Ｃ 鉛直リブ
１２６ 横桁
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置および当該高架橋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比較的支間長の長い高架橋においては、大型車両等の通行により低周波振動が励起されるので、周辺環境へ大きな影響を与えてしまうことが多い。
【０００３】
このため従来より、高架橋の径間所定位置に橋梁制振装置を設けて、橋桁の上下振動を減衰させる工夫がなされている。このような橋梁制振装置としては、同調質量型の橋梁制振装置と、反力設置型の橋梁制振装置とが知られている。
【０００４】
同調質量型の橋梁制振装置は、図９（ａ）に示すように、また「特許文献１」や「特許文献２」にも記載されているように、橋桁２０２の径間所定位置にマスダンパ２１２が設置された構成となっている。
【０００５】
一方、反力設置型の橋梁制振装置は、同図（ｂ）に示すように、径間所定位置の地盤２に設置された反力構造物２２４と橋桁２０２との間に制振ダンパ２２２が設けられた構成となっている。
【０００６】
なお「特許文献３」には、このような反力設置型の橋梁制振装置の特殊な例として、水上に架設される橋梁に設けられた橋梁制振装置が記載されている。この橋梁制振装置は、橋桁の径間中央に上端部が固定された、上下方向に長い支持構造物と、この支持構造物の下端部に、水中に没するようにして取り付けられた開口板とからなっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−９６５１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２３９３号公報
【特許文献３】特開平８−１００４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記同調質量型の橋梁制振装置においては、マスダンパ２１２の重錘２１４として、橋桁２０２に対して１〜５％程度の重量を有する重錘が必要となり、また、５〜８％程度の粘性減衰が必要となる。このため、橋梁制振装置の構成が比較的複雑なものとなってしまう、という問題がある。また、この橋梁制振装置においては、特定次数の振動に対しては制振効果が得られるが、対象構造物の動特性の変動に対して調整を行うことが必要となる、という問題がある。
【０００９】
一方、反力設置型の橋梁制振装置においては、反力を負担する反力構造物２２４が必要となり、かつ、大きな粘性減衰を得るために大きなスペースが必要となる、という問題がある。しかも、この橋梁制振装置においては、地震や熱膨張による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性に乏しい、という問題がある。
【００１０】
なお、上記「特許文献３」に記載された反力設置型の橋梁制振装置は、水上に架設される橋梁を前提とするものであり、陸上に架設される高架橋に適用することは困難である。
【００１１】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができるとともに、地震等による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる橋梁制振装置およびこれを備えた高架橋を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、橋梁制振装置として、所定の支柱および制振ダンパを備えた構成とするとともに、これに橋軸方向スライダが追加配置された構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１３】
すなわち、本願発明に係る橋梁制振装置は、
高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、
上記径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と上記橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えてなり、
上記制振ダンパが、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、一方の鉛直プレートにおいて上記支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて上記橋桁に連結されており、
上記一方の鉛直プレートと上記支柱との連結または上記他方の鉛直プレートと上記橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われている、ことを特徴とするものである。
【００１４】
上記「径間所定位置」は、径間中央であってもよいし、径間中央から外れた位置であってもよい。
【００１５】
上記「支柱」は、鉛直方向の軸力に抵抗し得るように構成されたものであれば、その地盤に対する設置構造は特に限定されるものではない。
【００１６】
上記「制振ダンパ」は、単一であってもよいし、複数であってもよい。
【００１７】
上記「橋軸方向スライダ」は、一方の鉛直プレートと支柱との連結または他方の鉛直プレートと橋桁との連結を、橋軸直交方向の相対変位は規制した状態で、橋軸方向の相対変位を許容する態様で行うように構成されたものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成に示すように、本願発明に係る橋梁制振装置は、高架橋における径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えているが、その制振ダンパは、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、その一方の鉛直プレートにおいて支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて橋桁に連結されているので、橋桁の上下振動を高減衰ゴムの剪断変形によるエネルギ吸収作用で効果的に減衰させることができる。そしてこれにより、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができる。
【００１９】
その際、高減衰ゴムに十分な振動減衰性能を発揮させるためには、橋桁の上下振動に伴って生じる高減衰ゴムの剪断ひずみが、ある程度大きい値となるようにしておく必要がある。そのためには、１対の鉛直プレート相互間の間隔を比較的小さい値に設定しておくことが必要となる。しかしながら、このようにした場合には、地震や熱膨張により橋桁が橋軸方向に変位すると、高減衰ゴムに大きな負荷がかかってしまい破損してしまうおそれがある。
【００２０】
その点、本願発明に係る橋梁制振装置においては、制振ダンパにおける一方の鉛直プレートと支柱との連結または他方の鉛直プレートと橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われているので、地震や熱膨張による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴムに大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを未然に回避することができる。
【００２１】
このように本願発明によれば、高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができるとともに、地震等による橋桁の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。
【００２２】
しかも、本願発明に係る橋梁制振装置は、径間所定位置の地盤に設置された支柱と橋桁との間に、１対の鉛直プレートおよび高減衰ゴムからなる制振ダンパが設けられるとともに、これに橋軸方向スライダが追加配置されただけの構成であるので、橋梁制振装置を比較的簡単でコンパクトな構成とすることができる。
【００２３】
上記構成において、「橋桁」の種類は特に限定されるものではないが、この橋桁が鋼桁である場合には、コンクリート桁等に比して低周波振動が発生しやすいので、本願発明の構成を採用することが特に効果的である。
【００２４】
上記構成において、「制振ダンパ」の向きは特に限定されるものではないが、この制振ダンパが、その１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられた構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００２５】
すなわち、この制振ダンパにおいては、その１対の鉛直プレートと直交する方向に関しては、支柱と橋桁との間に生じる相対変位を許容することはほとんど不可能であるが、その１対の鉛直プレートと平行な方向に関しては、高減衰ゴムの剪断変形分だけは上記相対変位を許容することが可能である。そこで、支柱と橋桁との間に生じる橋軸方向の相対変位については、橋軸方向スライダの介在により許容されることに鑑み、１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置すれば、支柱と橋桁との間において橋軸方向と直交する水平方向に生じる相対変位を、高減衰ゴムの剪断変形分だけは許容することが可能となる。したがって、この相対変位が橋桁の熱膨張によるもの程度の大きさであれば、高減衰ゴムに過大な負荷がかかってしまわないようにすることが可能となる。
【００２６】
上記構成において、「橋軸方向スライダ」の具体的な構成が特に限定されるものではないことは上述したとおりであるが、これを直動転がりガイドとして構成すれば、支柱と橋桁との間における橋軸方向の相対変位がより円滑に行われるようにすることができ、また、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようにすることができる。
【００２７】
上記構成において、橋軸方向スライダと、制振ダンパ、支柱または橋桁との間に、橋軸方向と直交する水平方向の相対変位を許容する橋軸直交方向スライダが設けられた構成とすれば、地震や熱膨張により、橋桁が橋軸方向と直交する水平方向に大きく変位した場合においても、これに対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴムに大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを一層効果的に回避することができる。
【００２８】
本願発明に係る橋梁制振装置の適用対象となる高架橋の橋桁が、複数の主桁を有する構成となっている場合には、これら各主桁毎に本願発明に係る橋梁制振装置が設けられた構成とすれば、橋桁の上下振動をより効果的に減衰させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本願発明の一実施形態に係る橋梁制振装置１０を備えた高架橋１１０を示す側面図であり、図２は、そのII-II 線断面図である。
【００３１】
これらの図に示すように、本実施形態に係る高架橋１１０は、比較的支間長の長い道路橋であって、上り線用の高架橋１１０と下り線用の高架橋１１０とが互いに隣接して延びている。
【００３２】
この高架橋１１０は、支間長が５０ｍ程度で幅員が１４ｍ程度に設定されている。そして、この高架橋１１０は、橋桁１１２がその橋軸方向両端部において支承１１６を介して橋脚１１４に載置されてなる単純桁橋として構成されている。
【００３３】
この高架橋１１０の橋桁１１２は、鋼桁として構成されている。すなわち、この橋桁１１２は、鉄筋コンクリート製の床版１２２と、この床版１２２を支持する３本の鋼製の主桁１２４と、これら各主桁１２４相互間を連結する鋼製の横桁１２６とからなっている。
【００３４】
橋梁制振装置１０は、高架橋１１０の径間中央に設けられており、大型車両等の通行により生じる橋桁１１２の上下振動を減衰させるように構成されている。その際、この橋梁制振装置１０は、高架橋１１０の橋桁１１２における各主桁１２４毎に設けられている。
【００３５】
この橋梁制振装置１０は、径間中央において地盤２に設置された支柱１２と、この支柱１２と橋桁１１２との間に設けられた装置本体１４と、この装置本体１４と支柱１２との間に介装された橋軸方向スライダ１６とからなっている。その際、支柱１２は、長さが９ｍ程度で直径が５００ｍｍ程度の鋼管で構成されており、その下端部において基礎１８を介して地盤２に固定されている。
【００３６】
図３は、図１のIII 部詳細図であり、図４は、図２のIV部詳細図である。また、図５は、図３のＶ部詳細図であり、図６は、図４のVI部詳細図である。
【００３７】
これらの図に示すように、橋梁制振装置１０の支柱１２は、その上端縁に環状フランジ８２が形成されており、また、その上端部外周面には、環状フランジ８２を支持する複数の鉛直リブ８４が溶接されている。
【００３８】
橋梁制振装置１０の装置本体１４は、４つの制振ダンパ２０と、下部取付架台２２と、上部取付架台２４とからなっている。
【００３９】
４つの制振ダンパ２０は、橋軸方向に互いに近接して配置された１対の制振ダンパ２０が、橋軸直交方向に互いに近接して２組配置されている。
【００４０】
これら各制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなり、一方の鉛直プレート３２において下部取付架台２２に固定されるとともに、他方の鉛直プレート３４において上部取付架台２４に固定されている。その際、これら各制振ダンパ２０は、その１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられている。高減衰ゴム３６の肉厚は、２０ｍｍ程度の値に設定されている。
【００４１】
下部取付架台２２は、平行に配置された１対の鉛直支持プレート４２と、これら各鉛直支持プレート４２の下端面に溶接されたベースプレート４４と、各鉛直支持プレート４２の背面に溶接された複数の鉛直リブ４６と、１対のベースプレート４４間に跨るようにして両ベースプレート４４の下面に配置された取付用プレート４８とからなっている。そして、この下部取付架台２２の各鉛直支持プレート４２に、各制振ダンパ２０の鉛直プレート３２がボルト締めにより固定されている。また、この下部取付架台２２は、その各ベースプレート４４において取付用プレート４８を介して橋軸方向スライダ１６のスライダ部１６Ｂにボルト締めにより固定されている。
【００４２】
上部取付架台２４は、下部取付架台２２における１対の鉛直支持プレート４２の中央に位置するようにして配置された鉛直支持プレート５２と、この鉛直支持プレート５２の上端面に溶接されたトッププレート５４と、鉛直支持プレート５２の上端部両面に溶接された複数の鉛直リブ５６とからなっている。そして、この上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両面に、各制振ダンパ２０の鉛直プレート３４がボルト締めにより固定されている。また、この上部取付架台２４は、そのトッププレート５４においてライナプレート５８を介して主桁１２４の下部フランジ１２４Ａにボルト締めにより固定されている。
【００４３】
なお、主桁１２４における上部取付架台２４の固定部位には、そのウェブ１２４Ｂの下端部両面に複数の鉛直リブ１２４Ｃが溶接されている。
【００４４】
橋軸方向スライダ１６は、レール部１６Ａとスライダ部１６Ｂとからなっている。
【００４５】
レール部１６Ａは、橋軸方向に延びる１対のレール本体６２と、これら１対のレール本体６２の各々を固定支持する１対の帯状プレート６４と、これら１対の帯状プレート６４を固定支持する支持プレート６６とからなっている。そして、このレール部１６Ａは、その支持プレート６６において、支柱１２の環状フランジ８２にボルト締めにより固定されている。
【００４６】
スライダ部１６Ｂは、１対のレール本体６２に２つずつ載置された４つのスライダ本体７２と、これら４つのスライダ本体を２つずつ直列配置で固定支持する１対の帯状プレート７４とからなっている。そして、このスライダ部１６Ｂは、その１対の支持プレート７４において、下部取付架台２２の取付用プレート４８にボルト締めにより固定されている。
【００４７】
この橋軸方向スライダ１６は、そのレール部１６Ａの各レール本体６２に対してスライダ部１６Ｂの各スライダ本体７２を橋軸方向に移動可能とする一方、橋軸直交方向に関しては、その水平方向および鉛直方向いずれの方向にも遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようになっている。
【００４８】
これを実現するため、この橋軸方向スライダ１６は、直動転がりガイドとして構成されている。すなわち、この橋軸方向スライダ１６は、橋軸方向に延びる複数の溝が形成されたレール本体６２と、橋軸方向に延びる直線部を有する複数の無限軌道溝が形成されたスライダ本体７２とが、これら各無限軌道溝に沿って配置された多数の鋼球７０を介して係合した構成となっている。そしてこれにより、レール部１６Ａに対してスライダ部１６Ｂを極めて小さい摩擦係数で橋軸方向に移動可能とする一方、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにするようになっている。
【００４９】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００５０】
本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、高架橋１１０における径間中央の地盤２に設置された支柱１２と、この支柱１２と橋桁１１２との間に設けられた制振ダンパ２０とを備えているが、その制振ダンパ２０は、平行に配置された１対の鉛直プレート３２、３４の間に高減衰ゴム３６が設けられてなり、一方の鉛直プレート３２において下部取付架台２２を介して支柱１２に連結されるとともに、他方の鉛直プレート３４において上部取付架台２４を介して橋桁１１２に連結されているので、橋桁１１２の上下振動を高減衰ゴム３６の剪断変形によるエネルギ吸収作用で効果的に減衰させることができる。そしてこれにより、広範囲の振動数帯に対して制振効果を得ることができる。
【００５１】
その際、高減衰ゴム３６に十分な振動減衰性能を発揮させるためには、橋桁１１２の上下振動に伴って生じる高減衰ゴム３６の剪断ひずみが、ある程度大きい値（具体的には１０％程度）となるようにしておく必要がある。そのためには、１対の鉛直プレート３２、３４相互間の間隔を比較的小さい値に設定しておくことが必要となる。
【００５２】
具体的には、本実施形態のような支間長が５０ｍ程度の高架橋１１０の場合、車両通行に伴う主桁１２４の鉛直方向の最大振幅は３ｍｍ程度である。したがって、これに対して、高減衰ゴム３６に１０％程度の剪断ひずみを生じさせるためには、高減衰ゴム３６の肉厚を３０ｍｍ以下にする必要がある。このため、高減衰ゴム３６は、その肉厚が２０ｍｍ程度の値に設定されている。
【００５３】
しかしながら、単にこのようにした場合には、地震や熱膨張により橋桁１１２が橋軸方向に変位すると、高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかってしまい破損してしまうおそれがある。
【００５４】
その点、本実施形態に係る橋梁制振装置１０においては、制振ダンパ２０における一方の鉛直プレート３２と支柱１２との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダ１６を介して行われているので、地震や熱膨張による橋桁１１２の橋軸方向変位に対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを未然に回避することができる。
【００５５】
しかも、本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、径間所定位置の地盤２に設置された支柱１２と橋桁１１２との間に、１対の鉛直プレート３２、３４および高減衰ゴム３６からなる制振ダンパ２０が設けられるとともに、これに橋軸方向スライダ１６が追加配置されただけの構成であるので、橋梁制振装置１０を比較的簡単でコンパクトな構成とすることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態に係る橋梁制振装置１０は、その橋桁１１２が鋼桁であり、コンクリート桁等に比して低周波振動が発生しやすいので、本実施形態の構成を採用することが特に効果的である。
【００５７】
また、本実施形態に係る橋梁制振装置１０においては、各制振ダンパ２０が、その１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００５８】
すなわち、この制振ダンパ２０においては、その１対の鉛直プレート３２、３４と直交する方向に関しては、支柱１２と橋桁１１２との間に生じる相対変位を許容することはほとんど不可能であるが、その１対の鉛直プレート３２、３４と平行な方向に関しては、高減衰ゴム３６の剪断変形分だけは上記相対変位を許容することが可能である。
【００５９】
そこで、支柱１２と橋桁１１２との間に生じる橋軸方向の相対変位については、橋軸方向スライダ１６の介在により許容されることに鑑み、本実施形態のように、１対の鉛直プレート３２、３４を橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置すれば、支柱１２と橋桁１１２との間において橋軸方向と直交する水平方向に生じる相対変位を、高減衰ゴム３６の剪断変形分だけは許容することが可能となる。したがって、この相対変位が橋桁１１２の熱膨張によるもの程度の大きさであれば、高減衰ゴム３６に過大な負荷がかかってしまわないようにすることが可能となる。
【００６０】
特に本実施形態においては、４つの制振ダンパ２０が設けられており、そして、これら４つの制振ダンパ２０は、装置本体１４の一部として上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両側に１対ずつ対称配置で２組設けられているので、橋桁１１２の上下振動に伴う、各制振ダンパ２０の高減衰ゴム３６の剪断変形が、安定的に行われるようにすることができ、これにより制振効果を確実に得ることができる。なお、このように４つの制振ダンパ２０が設けられた構成とする代わりに、２つの制振ダンパ２０が、上部取付架台２４の鉛直支持プレート５２の両側に１つずつ対称配置で設けられた構成とした場合においても、略同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
また本実施形態においては、橋軸方向スライダ１６が、直動転がりガイドとして構成されているので、支柱１２と橋桁１１２との間における橋軸方向の相対変位がより円滑に行われるようにすることができ、また、橋軸直交方向の遊びを略ゼロにして、鉛直方向の力を確実に伝達させるようにすることができる。
【００６２】
さらに本実施形態においては、橋梁制振装置１０の適用対象となる高架橋１１０の橋桁１１２が、複数の主桁１２４を有しているが、これら各主桁１２４毎に橋梁制振装置１０が設けられているので、橋桁１１２の上下振動をより効果的に減衰させることが可能となる。
【００６３】
図７は、本実施形態の高架橋１１０の橋桁１１２を振動モデルとして、この高架橋１１０に橋梁制振装置１０を設けた場合の制振効果を、これを設けなかった場合との比較で確認するために行ったシミュレーションの結果を示すグラフである。
【００６４】
同図から明らかなように、橋梁制振装置１０を設けなかった場合には、橋桁１１２の上下振動の振幅が、４Ｈｚ付近で非常に大きなものとなっているが、橋梁制振装置１０を設けた場合には、４Ｈｚ付近での振幅がかなり小さいものとなっている。また、４Ｈｚ付近以外の振動数帯においても、橋梁制振装置１０を設けた場合には、これを設けなかった場合に比して、全体的に振幅が小さくなっている。この結果から、橋梁制振装置１０を設けた場合には、広範囲の振動数帯に対して制振効果が得られることが確認できた。
【００６５】
なお、上記実施形態においては、橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と支柱１２との間に設けられているものとして説明したが、この橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と主桁１２４との間に設けられるようにした場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、橋梁制振装置１０が、高架橋１１０における径間中央に設けられているものとして説明したが、径間中央から外れた位置に設けられた構成とすることも可能である。その際、橋梁制振装置１０を設けるべき具体的な位置は、高架橋１１０の橋桁１１２に生じる上下振動の振動モード等に応じて適宜決定するようにすればよい。
【００６７】
なお、上記実施形態に係る橋梁制振装置１０および高架橋１１０の諸元を示す数値は、あくまでも例示的なものであり、これ以外の値に設定されていてもよいことはもちろんである。
【００６８】
図８は、上記実施形態の変形例に係る橋梁制振装置３１０を示す、図４と同様の図である。
【００６９】
同図に示すように、本変形例に係る橋梁制振装置３１０も、その基本的な構成は上記実施形態に係る橋梁制振装置１０と同様であるが、本変形例においては、橋軸方向スライダ１６の他に橋軸直交方向スライダ３１６が追加配置されている点で、上記実施形態の場合と異なっている。
【００７０】
この橋軸直交方向スライダ３１６は、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間に設けられている。
【００７１】
この橋軸直交方向スライダ３１６は、橋軸方向スライダ１６と同様、レール部３１６Ａおよびスライダ部３１６Ｂからなり、その構成自体は橋軸方向スライダ１６の場合と同様であるが、橋軸方向スライダ１６を鉛直軸線回りに９０°回転させた状態で配置されている。そして、この橋軸直交方向スライダ３１６の追加配置により、橋桁１１２が支柱１２に対して橋軸方向と直交する水平方向に相対変位するのを許容するようになっている。
【００７２】
本変形例の構成を採用することにより、地震や熱膨張により、橋桁１１２が橋軸方向と直交する水平方向に大きく変位した場合においても、これに対する追従性を確保することができる。そしてこれにより、各制振ダンパ２０の高減衰ゴム３６に大きな負荷がかかって破損してしまうおそれを一層効果的に回避することができる。
【００７３】
なお、上記変形例においては、橋軸直交方向スライダ３１６が、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間に設けられているものとして説明したが、この橋軸直交方向スライダ３１６が、橋軸方向スライダ１６と支柱１２との間に設けられるようにした場合においても、上記変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。また、橋軸方向スライダ１６が、装置本体１４と主桁１２４との間に設けられる場合には、橋軸方向スライダ１６と装置本体１４との間あるいは橋軸方向スライダ１６とと主桁１２４との間に橋軸直交方向スライダ３１６が設けられた構成とすることが可能であり、このようにした場合においても上記変形例の場合と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本願発明の一実施形態に係る橋梁制振装置を備えた高架橋を示す側面図
【図２】図１のII-II 線断面図
【図３】図１のIII 部詳細図
【図４】図２のIV部詳細図
【図５】図３のＶ部詳細図
【図６】図４のVI部詳細図
【図７】上記高架橋を振動モデルとして、これに上記橋梁制振装置を設けた場合の制振効果を、これを設けなかった場合との比較で確認するために行ったシミュレーションの結果を示すグラフ
【図８】上記実施形態の変形例に係る橋梁制振装置を示す、図４と同様の図
【図９】同調質量型の橋梁制振装置を示す側面図（同図（ａ））および反力設置型の橋梁制振装置を示す側面図（同図（ｂ））
【符号の説明】
【００７５】
２ 地盤
１０、３１０ 橋梁制振装置
１２ 支柱
１４ 装置本体
１６、３１６ 橋軸方向スライダ
１６Ａ、３１６Ａ レール部
１６Ｂ、３１６Ｂ スライダ部
１８ 基礎
２０ 制振ダンパ
２２ 下部取付架台
２４ 上部取付架台
３２、３４ 鉛直プレート
３６ 高減衰ゴム
４２ 鉛直支持プレート
４４ ベースプレート
４６ 鉛直リブ
４８ 取付用プレート
５２、５６ 鉛直支持プレート
５４ トッププレート
５８ ライナプレート
６２ レール本体
６４、７４ 帯状プレート
６６ 支持プレート
７０ 鋼球
７２ スライダ本体
８２ 環状フランジ
８４ 鉛直リブ
１１０ 高架橋
１１２ 橋桁
１１４ 橋脚
１１６ 支承
１２２ 床版
１２４ 主桁
１２４Ａ 下部フランジ
１２４Ｂ ウェブ
１２４Ｃ 鉛直リブ
１２６ 横桁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、
上記径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と上記橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えてなり、
上記制振ダンパが、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、一方の鉛直プレートにおいて上記支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて上記橋桁に連結されており、
上記一方の鉛直プレートと上記支柱との連結または上記他方の鉛直プレートと上記橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われている、ことを特徴とする橋梁制振装置。
【請求項２】
上記橋桁が鋼桁である、ことを特徴とする請求項１記載の橋梁制振装置。
【請求項３】
上記制振ダンパが、上記１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられている、ことを特徴とする請求項１または２記載の橋梁制振装置。
【請求項４】
上記橋軸方向スライダが、直動転がりガイドとして構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の橋梁制振装置。
【請求項５】
上記橋軸方向スライダと、上記制振ダンパ、上記支柱または上記橋桁との間に、橋軸方向と直交する水平方向の相対変位を許容する橋軸直交方向スライダが設けられている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の橋梁制振装置。
【請求項６】
上記橋桁が複数の主桁を備えてなり、これら各主桁毎に請求項１〜５いずれか記載の橋梁制振装置が設けられている、ことを特徴とする高架橋。
【請求項１】
高架橋の径間所定位置に設けられ、橋桁の上下振動を減衰させるように構成された橋梁制振装置において、
上記径間所定位置の地盤に設置された支柱と、この支柱と上記橋桁との間に設けられた制振ダンパとを備えてなり、
上記制振ダンパが、平行に配置された１対の鉛直プレートの間に高減衰ゴムが設けられてなり、一方の鉛直プレートにおいて上記支柱に連結されるとともに他方の鉛直プレートにおいて上記橋桁に連結されており、
上記一方の鉛直プレートと上記支柱との連結または上記他方の鉛直プレートと上記橋桁との連結が、橋軸方向の相対変位を許容する橋軸方向スライダを介して行われている、ことを特徴とする橋梁制振装置。
【請求項２】
上記橋桁が鋼桁である、ことを特徴とする請求項１記載の橋梁制振装置。
【請求項３】
上記制振ダンパが、上記１対の鉛直プレートを橋軸方向と直交する鉛直面に沿って延びるように配置した状態で設けられている、ことを特徴とする請求項１または２記載の橋梁制振装置。
【請求項４】
上記橋軸方向スライダが、直動転がりガイドとして構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の橋梁制振装置。
【請求項５】
上記橋軸方向スライダと、上記制振ダンパ、上記支柱または上記橋桁との間に、橋軸方向と直交する水平方向の相対変位を許容する橋軸直交方向スライダが設けられている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の橋梁制振装置。
【請求項６】
上記橋桁が複数の主桁を備えてなり、これら各主桁毎に請求項１〜５いずれか記載の橋梁制振装置が設けられている、ことを特徴とする高架橋。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１４４４７３（Ｐ２００９−１４４４７３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５１５５（Ｐ２００７−３２５１５５）
【出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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