JPS63134701A - 吊り橋の振動抑制装置 - Google Patents
吊り橋の振動抑制装置Info
- Publication number
- JPS63134701A JPS63134701A JP28118486A JP28118486A JPS63134701A JP S63134701 A JPS63134701 A JP S63134701A JP 28118486 A JP28118486 A JP 28118486A JP 28118486 A JP28118486 A JP 28118486A JP S63134701 A JPS63134701 A JP S63134701A
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- Japan
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- vibration
- suspension bridge
- tank
- liquid
- main tower
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、地震や風等によって吊り橋の主塔あるいは通
行部に引き起こされる振動を抑制するようにした、吊り
橋の振動抑制装置に関するものである。
行部に引き起こされる振動を抑制するようにした、吊り
橋の振動抑制装置に関するものである。
「従来の技術およびその問題点」−
・じｌｒ： りｈ１肴り斗しハｔ（バ丁１１Ｉ Ｌ；
噌すＪｌぜ十田り古ノー亡−ハ河岸間ばかりでなく、設
置条件の過酷な大海峡間等にも架設されるようになって
いる。
噌すＪｌぜ十田り古ノー亡−ハ河岸間ばかりでなく、設
置条件の過酷な大海峡間等にも架設されるようになって
いる。
本来、吊り橋は、吊り橋の横方向からの風や地震等によ
る振動に弱い、という構造上避けられない問題点を抱え
ている。極端な場合には、この風等により引き起こされ
る振動により、吊り橋の通行部が大振幅で揺動し、この
吊り橋自体の破壊を招くことすらあった。特に、萌述の
如く、吊り橋の設置される場所の設置条件が過酷になる
に連れて、吊り橋の振動を如何に抑制するか、という問
題は、吊り橋の設計上において極めて重要な考慮点の一
つとなりつつある。
る振動に弱い、という構造上避けられない問題点を抱え
ている。極端な場合には、この風等により引き起こされ
る振動により、吊り橋の通行部が大振幅で揺動し、この
吊り橋自体の破壊を招くことすらあった。特に、萌述の
如く、吊り橋の設置される場所の設置条件が過酷になる
に連れて、吊り橋の振動を如何に抑制するか、という問
題は、吊り橋の設計上において極めて重要な考慮点の一
つとなりつつある。
本発明は、前記問題に鑑みて、地震や風により吊り橋の
主塔や通行部に引き起こされる振動を抑制する、吊り橋
の振動抑制装置の提供を目的とする。
主塔や通行部に引き起こされる振動を抑制する、吊り橋
の振動抑制装置の提供を目的とする。
「問題点を解決するための手段」
本発明は、前記問題点を解決するために、吊り橋の主塔
または通行部の所定の位置に、この主塔または通行部の
固有の振動周期に一致する振動周期で、かつ、これら主
塔または通行部の振動に対して位相差を伴って振動する
液体を貯留するタンクを設けたような吊り橋の振動抑制
装置を構成している。
または通行部の所定の位置に、この主塔または通行部の
固有の振動周期に一致する振動周期で、かつ、これら主
塔または通行部の振動に対して位相差を伴って振動する
液体を貯留するタンクを設けたような吊り橋の振動抑制
装置を構成している。
「作用 」
この発明では、風や地震等により吊り橋に横揺れを中心
とする振動が引き起こされた場合、タンクに貯留された
液体が吊り橋の主塔や通行部の振動周期と同一周期で、
かつ所要の位相ずれした状態で振動し、これにより吊り
橋の主塔や通行部の横揺れを中心とする振動が抑制され
る。
とする振動が引き起こされた場合、タンクに貯留された
液体が吊り橋の主塔や通行部の振動周期と同一周期で、
かつ所要の位相ずれした状態で振動し、これにより吊り
橋の主塔や通行部の横揺れを中心とする振動が抑制され
る。
「実施例」
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図ないし第４図は、本発明の一実施例に係わる振動
抑制装置を備えた吊り橋を示すもので、この実施例の吊
りｉｆには、その主塔２．２及び通行部３にタンク４．
４、・・・が設けられている。
抑制装置を備えた吊り橋を示すもので、この実施例の吊
りｉｆには、その主塔２．２及び通行部３にタンク４．
４、・・・が設けられている。
主塔２には、風によって引き起こされる振動に対して最
も効果があるとされる頂部に、ゴム等の弾性体と鋼板と
の積層構造からなる支持台５が設けられ、この支持台５
上には、振動抑制作用を行９う箱体のタンク４ａが設け
られている。
も効果があるとされる頂部に、ゴム等の弾性体と鋼板と
の積層構造からなる支持台５が設けられ、この支持台５
上には、振動抑制作用を行９う箱体のタンク４ａが設け
られている。
また、通行部３には、その床版６下部に、通行部３の長
手方向に延在するタンク４ｂが固定されている。このタ
ンク４ｂには、その長手方向に間隔を置Ｃ１て隔壁（図
示路）が複数枚配置され、これにより、タンク４ｂの一
部が破損しても、内部に貯留された液体Ｗの流出が最小
限にくい止められ、また、老朽化等に伴うタンクの交換
等のメンテナンスが容易となっている。
手方向に延在するタンク４ｂが固定されている。このタ
ンク４ｂには、その長手方向に間隔を置Ｃ１て隔壁（図
示路）が複数枚配置され、これにより、タンク４ｂの一
部が破損しても、内部に貯留された液体Ｗの流出が最小
限にくい止められ、また、老朽化等に伴うタンクの交換
等のメンテナンスが容易となっている。
これらタンク４ａ’１４ｂは、第３図ないし第４図に示
すような外形寸法に形成され、かつ、おのおののタンク
４ａ、 ４ｂ中には、−前記吊り橋ｌの主塔２及び通行
部３の振動周期と同一の振動周期となるような条件で液
体Ｗが貯留されている。以上の構成において、タンク４
（４ａ、４ｂ ）及び液体Ｗは振動抑制装置Ｓを構成し
、この振動抑制装置Ｓが、風等によって引き起こされる
吊り橋ｌの主塔２及び通行部３の横揺れを中心とした振
動を抑制する。
すような外形寸法に形成され、かつ、おのおののタンク
４ａ、 ４ｂ中には、−前記吊り橋ｌの主塔２及び通行
部３の振動周期と同一の振動周期となるような条件で液
体Ｗが貯留されている。以上の構成において、タンク４
（４ａ、４ｂ ）及び液体Ｗは振動抑制装置Ｓを構成し
、この振動抑制装置Ｓが、風等によって引き起こされる
吊り橋ｌの主塔２及び通行部３の横揺れを中心とした振
動を抑制する。
すなわち、前記主塔２ないしは通行部３とタンク４とを
含む振動系は、第５図に示すような振動モデルに近似、
簡略化することができ、この振動モデルは、ばね定数Ｋ
。のばね４Ａ及び減衰率ｈ０のダッシュボット６Ａを介
して、質ｆｆｉＭｏの物体５Ａが支持されてなる振動系
Ａ（主塔２ないしは通行部３の振動モデル）と１．ばね
定数に、のばね４Ｂ及び減衰率り、のダッシュポット６
Ｂを介して、質ｍ Ｍ ｒの物体５Ｂが支持されてなる
振動系Ｂ（タンク４内の液体Ｗの振動モデル）とが直列
に接続されたようなモデルである。
含む振動系は、第５図に示すような振動モデルに近似、
簡略化することができ、この振動モデルは、ばね定数Ｋ
。のばね４Ａ及び減衰率ｈ０のダッシュボット６Ａを介
して、質ｆｆｉＭｏの物体５Ａが支持されてなる振動系
Ａ（主塔２ないしは通行部３の振動モデル）と１．ばね
定数に、のばね４Ｂ及び減衰率り、のダッシュポット６
Ｂを介して、質ｍ Ｍ ｒの物体５Ｂが支持されてなる
振動系Ｂ（タンク４内の液体Ｗの振動モデル）とが直列
に接続されたようなモデルである。
そして、このような振動モデルにおいて、物体５Ａに加
わる横方向の外力によって振動系Ａが振動を開始すると
、振動系Ｂはｌ／２周期の位相遅れをもって振動を開始
するから、この振動系Ａ・Ｂの振動周期を一致させるこ
とにより、振動系Ａの振動を抑制することができる。
わる横方向の外力によって振動系Ａが振動を開始すると
、振動系Ｂはｌ／２周期の位相遅れをもって振動を開始
するから、この振動系Ａ・Ｂの振動周期を一致させるこ
とにより、振動系Ａの振動を抑制することができる。
ここで、物体５Ｂは、物体５Ａの約２％程度の質量なの
で、前記主塔２ないしは通行部３の振動１鼎Ｔ。は、構
造設計上の見地から定められた質ｆｉｔ Ｍ ｏ及びば
ね定数Ｋ。によりほぼ一義的に決定される。したがって
、前記タンク４内に貯留された液体Ｗの振動周期Ｔ、が
前記Ｔ０に一致するように、このタンク４の寸法及び容
量を設定すれば良い。この、タンク４内に貯留された液
体Ｗの挙動は、次のようにして解析できる。
で、前記主塔２ないしは通行部３の振動１鼎Ｔ。は、構
造設計上の見地から定められた質ｆｉｔ Ｍ ｏ及びば
ね定数Ｋ。によりほぼ一義的に決定される。したがって
、前記タンク４内に貯留された液体Ｗの振動周期Ｔ、が
前記Ｔ０に一致するように、このタンク４の寸法及び容
量を設定すれば良い。この、タンク４内に貯留された液
体Ｗの挙動は、次のようにして解析できる。
スロッシングの第ｊ次の固有振動周期Ｔｊと第ｊ次の固
有円振動数ωｊとの関係は、 次式で表される。
有円振動数ωｊとの関係は、 次式で表される。
Ｔｊ＝２π／ωｊ ・・・・・・（１）そし
て、前記（１）式において、■（を液体の貯留深さ、り
を重力加速度とすると、前記ωｊは次式で与えられるｍ
である。
て、前記（１）式において、■（を液体の貯留深さ、り
を重力加速度とすると、前記ωｊは次式で与えられるｍ
である。
ωｊ＝ ｋｊ ］Ｔｔａｎｈ（ｋｊＴＨ） −・・
（２）さらに、前記（２）式におけるｋｊは、タンク４
の幅を２ａとすれば、次式で与えられる。
（２）さらに、前記（２）式におけるｋｊは、タンク４
の幅を２ａとすれば、次式で与えられる。
ｋｊ＝（２ｊ−１）π／２ａ −・・−Ｃ３）従
って、以上示した（１）〜（３）式からスロッシングの
固有振動周期Ｔｊを求めることができ、特に、前述した
振動抑制のためには、第１次のスロッシングにおける固
有振動周期を用いれば良い。
って、以上示した（１）〜（３）式からスロッシングの
固有振動周期Ｔｊを求めることができ、特に、前述した
振動抑制のためには、第１次のスロッシングにおける固
有振動周期を用いれば良い。
なお、振動数の変化に対する振動抑制効果の変化のシミ
ュレーションの結果、第６図及び第７図に示すような特
性が得られた。第６図は、タンク内に液体（水）を貯留
した状態で行ったシミュレーション結果、第７図はタン
クを空の状態にして行ったシミュレーション結果である
。
ュレーションの結果、第６図及び第７図に示すような特
性が得られた。第６図は、タンク内に液体（水）を貯留
した状態で行ったシミュレーション結果、第７図はタン
クを空の状態にして行ったシミュレーション結果である
。
図示した結果に見るように、第７図に示すような固存振
動数に近い振動数で大きな振幅を有する構造物にタンク
を設け、所定条件で液体を貯留することにより、第６図
に示すように振動を抑制することができる。
動数に近い振動数で大きな振幅を有する構造物にタンク
を設け、所定条件で液体を貯留することにより、第６図
に示すように振動を抑制することができる。
さらに、シミュレーションの結果、液体の有効質ｆｆ１
Ｍ、と主塔２、通行部３等の構造物の質ｆｆ１Ｍとの比
率を、 Ｍ Ｉ／Ｍ ＝ １１５０〜１／ １００ ・・・
・・・（４）に設定すれば、有効な振動抑制効果が発揮
されることが判明した。つまり、前記有効質爪Ｍｌが構
造物の質ｆｆ１Ｍの１／ １００以下では、十分な制振
効果が得られず、また、１１５０以上では、液体の質ｍ
が構造物の溝造設計上に与える影響が大きくなり、再度
（１が遺物の購造設計を行う必要がある場合があるため
、前記（４）式の如き比率の設定を行う必要が生じるの
である。
Ｍ、と主塔２、通行部３等の構造物の質ｆｆ１Ｍとの比
率を、 Ｍ Ｉ／Ｍ ＝ １１５０〜１／ １００ ・・・
・・・（４）に設定すれば、有効な振動抑制効果が発揮
されることが判明した。つまり、前記有効質爪Ｍｌが構
造物の質ｆｆ１Ｍの１／ １００以下では、十分な制振
効果が得られず、また、１１５０以上では、液体の質ｍ
が構造物の溝造設計上に与える影響が大きくなり、再度
（１が遺物の購造設計を行う必要がある場合があるため
、前記（４）式の如き比率の設定を行う必要が生じるの
である。
なお、この発明の吊り橋の振動抑制装置Ｓは、前記実施
例に限定されない。−例として、前記タンク４の形状は
、吊り橋ｌの形状及び設置条件等により、筒状、球形、
平面楕円状等の種々の形状に変更しても良い。この場合
、前記理論を適宜変更し、その形状に応じた式に基づい
てタンクの寸法、液体の貯留深さ等を設定すれば良い。
例に限定されない。−例として、前記タンク４の形状は
、吊り橋ｌの形状及び設置条件等により、筒状、球形、
平面楕円状等の種々の形状に変更しても良い。この場合
、前記理論を適宜変更し、その形状に応じた式に基づい
てタンクの寸法、液体の貯留深さ等を設定すれば良い。
また、前記タンク４内に貯留される液体Ｗには、一般に
水が使用されるが、浦等粘性係数が水と異なる液体を使
用することにより、また、タンク４内に仕切板等を適切
に配置して浦波効果を持たせることにより、粘性抵抗に
起因する振動減衰率を調整することもできる。さらに、
タンク４が鋼板で溝成される場合、この液体Ｗ中に防錆
剤を混入することで、タンク４内体の耐久性を増すこと
もできる。
水が使用されるが、浦等粘性係数が水と異なる液体を使
用することにより、また、タンク４内に仕切板等を適切
に配置して浦波効果を持たせることにより、粘性抵抗に
起因する振動減衰率を調整することもできる。さらに、
タンク４が鋼板で溝成される場合、この液体Ｗ中に防錆
剤を混入することで、タンク４内体の耐久性を増すこと
もできる。
［発明の効果ｊ
以上詳細に説明したように、本発明は、吊り橋の主塔ま
たは通行部の所定の位置に設けたタンク内に、この主塔
または通行部の固有の振動周期に一致する振動周期で、
かつ、これら主塔または通行部の振動に対して位相差を
伴って振動する液体を貯留したような措成であり、風や
地震等により吊り橋に横揺れを中心とする振動が引き起
こされた場合、この液体が吊り橋の主塔や通行部の振動
周期と同一周期で、かつ１／２周期の位相遅れを持った
状態で振動し、これにより吊り橋の主塔や通行部の横揺
れを中心とする振動が抑制される。
たは通行部の所定の位置に設けたタンク内に、この主塔
または通行部の固有の振動周期に一致する振動周期で、
かつ、これら主塔または通行部の振動に対して位相差を
伴って振動する液体を貯留したような措成であり、風や
地震等により吊り橋に横揺れを中心とする振動が引き起
こされた場合、この液体が吊り橋の主塔や通行部の振動
周期と同一周期で、かつ１／２周期の位相遅れを持った
状態で振動し、これにより吊り橋の主塔や通行部の横揺
れを中心とする振動が抑制される。
従って、この発明によれば、地震や風により吊り橋の主
塔や通行部に引き起こされる振動を抑制する、吊り橋の
振動抑制装置を実現することができる。
塔や通行部に引き起こされる振動を抑制する、吊り橋の
振動抑制装置を実現することができる。
ＡｒＲ１７Ｆｉ／７’１ｍｊｌｊｈ！ｅ５０日第１図な
いし第４図は、この発明の一実施例である振動抑制装置
を備えた吊り橋を示す図であって、第１図はその正面図
、第２図は同平面図、第３図は第２図のＩＩ！−ＴＩＩ
’ 線に沿う断面図、第４図は第２図の■−■’線に沿
う断面図、第５図は構造物の振動モデルを示す概略図、
第６図は本発明の振動抑制装置を備えた構造物の振動状
況を示す図、第７図は空のタンクを備えた構造物の振動
状況を示１図である。
いし第４図は、この発明の一実施例である振動抑制装置
を備えた吊り橋を示す図であって、第１図はその正面図
、第２図は同平面図、第３図は第２図のＩＩ！−ＴＩＩ
’ 線に沿う断面図、第４図は第２図の■−■’線に沿
う断面図、第５図は構造物の振動モデルを示す概略図、
第６図は本発明の振動抑制装置を備えた構造物の振動状
況を示す図、第７図は空のタンクを備えた構造物の振動
状況を示１図である。
Ｗ・・・・・・液体、Ｓ・・・・・・振動抑制装置、■
・・・・・・吊り橋、２・・・・・・主塔、３・・・・
・・通行部、４・・・・・・タンク。
・・・・・・吊り橋、２・・・・・・主塔、３・・・・
・・通行部、４・・・・・・タンク。
Claims (1)
- 吊り橋の主塔または通行部の所定の位置にタンクが設け
られ、このタンクの内部には、前記主塔または通行部の
それぞれの固有の振動周期に一致する振動周期で、かつ
、これら主塔または通行部の振動に対して所要の位相差
を伴って振動する液体が貯留されていることを特徴とす
る吊り橋の振動抑制装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28118486A JPS63134701A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 吊り橋の振動抑制装置 |
| US07/042,365 US4783937A (en) | 1986-08-06 | 1987-04-24 | Device for suppressing vibration of structure |
| GB8709813A GB2194017B (en) | 1986-08-06 | 1987-04-24 | Device for suppressing vibration of structure |
| CN87103224A CN1014440B (zh) | 1986-08-06 | 1987-04-27 | 抑制结构振动的装置 |
| FR878705997A FR2606054B1 (fr) | 1986-08-06 | 1987-04-28 | Dispositif destine a eliminer les vibrations dans les structures ou ossatures de batiments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28118486A JPS63134701A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 吊り橋の振動抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134701A true JPS63134701A (ja) | 1988-06-07 |
Family
ID=17635514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28118486A Pending JPS63134701A (ja) | 1986-08-06 | 1986-11-26 | 吊り橋の振動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539946A (en) * | 1993-09-01 | 1996-07-30 | Kawada Industries, Inc. | Temporary stiffening girder for suspension bridge |
| US5784739A (en) * | 1995-10-16 | 1998-07-28 | Kawada Industries, Inc. | Super-long span suspension bridge |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5930006U (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-24 | 武田 剛 | 塵収納容器 |
-
1986
- 1986-11-26 JP JP28118486A patent/JPS63134701A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5930006U (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-24 | 武田 剛 | 塵収納容器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539946A (en) * | 1993-09-01 | 1996-07-30 | Kawada Industries, Inc. | Temporary stiffening girder for suspension bridge |
| US5784739A (en) * | 1995-10-16 | 1998-07-28 | Kawada Industries, Inc. | Super-long span suspension bridge |
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