特許 7459343 制振ブレース及び構造物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】制振ブレース及び構造物

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20240325BHJP

   F16F 7/12 20060101ALI20240325BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240325BHJP

   E01D 1/00 20060101ALI20240325BHJP

【ＦＩ】

F16F15/02 Z

F16F7/12

E04H9/02 311

E01D1/00 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023064784

(22)【出願日】2023-04-12

(62)【分割の表示】P 2019116117の分割

【原出願日】2019-06-24

(65)【公開番号】P2023095861

(43)【公開日】2023-07-06

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】591205536

【氏名又は名称】ＪＦＥシビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】内藤 仁志

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 泰邦

(72)【発明者】

【氏名】有薗 和樹

(72)【発明者】

【氏名】塩田 啓介

【審査官】正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１９８５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６５６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１７３７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １５／０２

Ｆ１６Ｆ ７／１２

Ｅ０４Ｈ ９／０２

Ｅ０１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸力材と、
前記軸力材が内挿される補剛材と、
前記軸力材の軸方向の両端に接合された第１取付部材及び第２取付部材と、
変位計と、を備え、
前記変位計は、
前記補剛材の一方の端部である摺動側端部及び前記第２取付部材の間に設置され、前記補剛材の一方の端部と前記第２取付部材との間の相対変位を測定し、
前記第１取付部材は、
端部接続材を介して前記補剛材と接合され、
前記補剛材の他方の端部である固定側端部は、
前記端部接続材に接合され、前記端部接続材を介して前記第１取付部材に固定されており、
前記補剛材の前記固定側端部と前記第１取付部材との間は、
連結板により接続固定されている、制振ブレース。

【請求項2】

前記軸力材及び前記補剛材は、
板状の部材により構成され、
前記補剛材の前記固定側端部と前記第１取付部材とは、
ボルトにより固定され、
前記補剛材の前記摺動側端部と前記軸力材は、
摺動自在に構成されている、請求項１に記載の制振ブレース。

【請求項3】

前記変位計は、
直線運動伝達部と、回転運動伝達部と、一方向回転変換部と、累積変位量表示部と、を備え、
前記直線運動伝達部は、
前記補剛材の前記一方の端部及び前記第２取付部材の間の前記相対変位に応じて前記軸力材の軸方向に直線運動し、
前記回転運動伝達部は、
前記直線運動伝達部の前記直線運動を回転運動に変換し、
前記一方向回転変換部は、
複数の回転要素で構成され、前記回転運動伝達部から伝達された正逆方向の回転を一方向回転に変換し、
前記累積変位量表示部は、
前記一方向回転変換部から伝達された前記一方向回転を利用して前記相対変位の累積を累積変位量として表示する、請求項１又は２に記載の制振ブレース。

【請求項4】

前記変位計は、
前記回転運動伝達部、前記一方向回転変換部、及び前記累積変位量表示部を有する本体部を備え、
前記第２取付部材に固定され、
前記直線運動伝達部は、
前記補剛材の前記摺動側端部に固定部材により接続される、請求項３に記載の制振ブレース。

【請求項5】

前記直線運動伝達部は、
前記固定部材に対し前記軸力材の軸方向の直角方向に移動自在に接続され、
前記軸力材の軸方向に前記固定部材と共に変位するように接続されている、請求項４に記載の制振ブレース。

【請求項6】

前記固定部材は、
前記軸力材の軸方向の直角方向に長径を有する長孔を備え、
前記直線運動伝達部は、
前記長孔に挿通される運動伝達ピンを備える、請求項５に記載の制振ブレース。

【請求項7】

前記変位計の前記本体部は、
前記本体部から突出する変位計固定プレートを備え、
前記変位計固定プレートは、
前記第２取付部材に固定されている、請求項４～６の何れか１項に記載の制振ブレース。

【請求項8】

前記変位計固定プレートは、
変位計固定添接板を介して前記第２取付部材に固定されている、請求項７に記載の制振ブレース。

【請求項9】

前記変位計は、
前記相対変位の最大値を表示する最大変位表示部を備える、請求項３～８の何れか１項に記載の制振ブレース。

【請求項10】

請求項１～９の何れか１項に記載の制振ブレースの前記第１取付部材及び前記第２取付部材が、架構の取付部に連結されている、構造物。

【請求項11】

前記変位計固定プレートは、
前記第２取付部材と前記取付部とを接合する添接板と一体に形成されている、請求項７を引用する請求項１０に記載の構造物。

【請求項12】

前記変位計固定添接板は、
前記第２取付部材と前記取付部とを接合する添接板と一体に形成されている、請求項８を引用する請求項１０に記載の構造物。

【請求項13】

前記制振ブレースは、
前記変位計のある前記第２取付部材を下方に位置する様に設置されている、請求項１０～１２の何れか１項に記載の構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地震発生時の地震エネルギーを吸収する軸力材と、これを補剛する補剛材とを具備する制振ブレース及び制振ブレースを備える構造物に関し、特に変位計を備えるものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、制振ブレースは、地震エネルギーなどの建築構造物を振動させるエネルギーを吸収し、建築構造物の柱や梁などの主要構造部材の損傷を低減するための制振ダンパーとして建築構造物に設置される。制振ブレースは、一般的には座屈拘束ブレースが用いられ、軸力材、補剛材、及び軸力材を主架構に接合するための取付部材で構成される。地震による建築構造物の振動により、座屈拘束ブレースは軸方向に圧縮される。座屈拘束ブレースの軸方向の圧縮は、座屈拘束ブレースの軸力材が負担する。軸方向圧縮により軸力材が座屈することなくブレース軸方向に塑性変形するように、座屈拘束ブレースは、軸力材のたわみ及び座屈を補剛する補剛材を備えている。補剛材は、座屈拘束ブレースに入力された軸力を負担することなく、軸力材の座屈拘束材として軸力材の周囲を覆うよう設けられている。座屈拘束ブレースは、上記の構造により、圧縮軸力作用時にも軸力材の全体座屈の発生を防止ないしは発生時期を遅らせて、安定した軸方向変形を生じせしめて、地震エネルギーの吸収能力を大きくするようになっている。

【0003】

鋼材を制振ブレースの軸力材として使用する場合には、繰り返し荷重による疲労耐久性及び最大伸縮量の限界を考慮して使用する必要がある。つまり、大地震の作用を受けた場合に、疲労耐久性及び最大伸縮量の限界値に対して、制振ブレースの残存寿命を把握し、継続使用が可能か、取り換えの必要があるのか判定することが重要である。座屈拘束ブレースの残存寿命を測定するために、座屈拘束ブレースに取り付ける変位計（累積変位計又は最大変位計）が知られており、変位計の適用例として、座屈拘束ブレースにより構成された制振ダンパーに適用した場合が示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１２８８９６号公報

【文献】特開２０１７－１９８５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１及び特許文献２に開示されているところによれば、制振ダンパーに累積変位計や最大変位計が取り付けられており、制振ダンパーを構成する補剛材の一端と軸力材に接合されている取付部材との間に変位計が装着されている。これにより、補剛材の一端と取付部材との間の相対変位を計測する。しかし、これらの変位計付き制振ダンパーにおいては、補剛材の他端と他端側の取付部材との間が接合されておらず、補剛材と取付部材との相対変位を測定することは可能であるが、軸力材全長の伸縮量の測定としては精度に課題があった。そのため、軸力材の全長の伸縮量によって把握される、制振ダンパーの残存寿命の判定精度に課題があった。

【0006】

本発明は上記要請に応えるものであって、軸力材の全長の伸縮量を精度良く測定する変位計を備える制振ブレース及び構造物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る制振ブレースは、軸力材と、前記軸力材が内挿される補剛材と、前記軸力材の軸方向の両端に接合された第１取付部材及び第２取付部材と、変位計と、を備え、前記変位計は、前記補剛材の一方の端部である摺動側端部及び前記第２取付部材の間に設置され、前記補剛材の一方の端部と前記第２取付部材との間の相対変位を測定し、前記第１取付部材は、端部接続材を介して前記補剛材と接合され、前記補剛材の他方の端部である固定側端部は、前記端部接続材に接合され、前記端部接続材を介して前記第１取付部材に固定されており、前記補剛材の前記固定側端部と前記第１取付部材との間は、連結板により接続固定されている。

【0008】

本発明に係る構造物は、上記の制振ブレースの前記第１取付部材及び前記第２取付部材が、架構の取付部に連結されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、補剛材の一方の端部と第２取付部材との間の相対変位を測定する変位計を備え、補剛材の他方の端部が第１取付部材に固定されているため、変位計は、軸力材の伸縮量を精度良く測定することができ、制振ブレースの残存寿命の判定精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る制振ブレース５０が用いられる構造物の一例の模式図である。

【図2】図１の橋脚９０の正面図である。

【図3】実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の側面図である。

【図4】図３の制振ブレース５０の断面を示した図である。

【図5】図３の制振ブレース５０の補剛材５２の固定側端部５２ａの断面図である。

【図6】図３の制振ブレース５０の第２取付部材５３ｂの断面図である。

【図7】実施の形態１に係る制振ブレース５０の補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定された固定部材２１の断面図である。

【図8】実施の形態１に係る制振ブレース５０の第２取付部材５３ｂ及び変位計１０の断面図である。

【図9】実施の形態１に係る変位計１０の内部構造の一例を示す説明図である。

【図10】実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。

【図11】実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。

【図12】実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。

【図13】図１２の変位計付制振ブレース１００ｃの断面図である。

【図14】図１２の変位計付制振ブレース１００ｃの断面図である。

【図15】図１２の変位計付制振ブレース１００ｃの断面図である。

【図16】図１２の変位計付制振ブレース１００ｃの断面図である。

【図17】実施の形態２に係る変位計付制振ブレース２００の側面図である。

【図18】図１７の変位計付制振ブレース２００の断面図である。

【図19】実施の形態２に係る変位計付制振ブレース２００が振動を受けて補剛材５２が変位したときの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。各図は模式的に示すものであって、各部材の相対的な大きさや板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

【0012】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る制振ブレース５０が用いられる構造物の一例の模式図である。図２は、図１の橋脚９０の正面図である。図２は、図１のＭ方向視点における橋脚９０の構造を表したものである。橋脚９０は、地盤９３に形成された基礎９２の上に立設され、地盤９３の谷に渡された橋梁９１を支持するものである。図２に示される様に、橋脚９０は、例えば２本の柱９６の間に柱９６に直交する方向に梁９４を渡して接合して形成される。柱９６と梁９４とにより形成される架構には、斜めに制振ブレース５０が設置されている。制振ブレース５０の両端に備えられた取付部材５３（図３参照）は、梁９４の中央部及び柱９６と梁９４との接合部に設けられているガセットプレート等の取付部９５に接合されている。

【0013】

橋梁９１が地震等により振動し、図２に示される矢印Ｗ方向に変位すると、橋脚９０も、振動し架構が変形する。制振ブレース５０は、架構の変形により矢印Ｖに示される様に伸縮し、振動によるエネルギーを吸収する。振動によるエネルギーの吸収は、制振ブレース５０の軸力材５１が塑性変形することにより行われる。制振ブレース５０が振動によるエネルギーを吸収することにより、橋脚９０及び橋梁９１に及ぶ振動が減衰される。

【0014】

実施の形態１において、橋脚９０には、８本の制振ブレース５０が設置されている。そのうち、１箇所の制振ブレースは、変位計１０が設けられている変位計付制振ブレース１００である。橋脚９０に設置されている制振ブレース５０のうち、少なくとも１箇所に変位計付制振ブレース１００を設置することにより、制振ブレース５０を管理する管理者等は、変位計付制振ブレース１００が受けた変位量又は伸縮量、特に最大変位量及び累積変位量を知ることができる。変位計付制振ブレース１００により、管理者等は、変位計１０により測定される最大変位量及び累積変位量から疲労寿命を判定することができる。例えば、最大変位量及び累積変位量の少なくとも１つが所定の値以上である場合、制振ブレース５０は交換される。また、変位計付制振ブレース１００の疲労寿命を判定することにより、同じ橋脚９０に設置されたその他の制振ブレース５０の寿命も予測できる。つまり、構造物の少なくとも１箇所に設置された変位計付制振ブレース１００の変位計１０により、構造物に設置された全ての制振ブレース５０の寿命が予測される。そのため、構造物に設置された制振ブレース５０の交換時期が適切に行われるため、構造物の安全性及び信頼性を適正に維持することができる。なお、変位計１０を全ての制振ブレース５０の中で最も変位量が大きい制振ブレース５０に設置すると、その変位量の計測値により制振ブレース５０の交換時期を予測出来る。これは、変位計１０を設置した制振ブレース５０以外の制振ブレース５０は、変位計１０を設置した制振ブレース５０よりも変位量が小さく疲労寿命が長いため、安全側で寿命判定ができるからである。

【0015】

なお、図２に示される橋脚９０に設置される制振ブレース５０の数及び位置は、一例であり、適宜変更することができる。なお、変位計付制振ブレース１００及び制振ブレース５０は、橋脚９０だけでなく、水門などの土木構造物、ビル又は塔などの建築構造物に適用することができる。

【0016】

（制振ブレース５０）
図３は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の側面図である。図４は、図３の制振ブレース５０の断面を示した図である。図４は、図３のＡ－Ａ部の断面である。変位計付制振ブレース１００は、制振ブレース５０に変位計１０を取り付けて構成される。変位計付制振ブレース１００の変位計１０を取り付ける構造以外の制振ブレース５０の構造は、図２に示される他の制振ブレース５０と同じである。

【0017】

図４に示される様に、制振ブレース５０は、円筒形状の軸力材５１と、軸力材５１の外周を覆う円筒形状の補剛材５２を有する。図３に示されている中心軸Ｌは、制振ブレース５０の中心軸であり、軸力材５１の中心軸と同じである。補剛材５２の中心軸も中心軸Ｌと同じ位置になるように同心配置されている。つまり、軸力材５１は、円筒形状の補剛材５２の内部の中心を長手方向に貫通するものである。軸力材５１は、補剛材５２により外周を包囲され、変形が拘束される。軸力材５１の長手方向の一方の端部５１ａは、固定側口金５４ａに接合されている。また、補剛材５２の長手方向の一方の端部である固定側端部５２ａは、固定材４１及び連結板４０により軸力材５１に接合されている第１取付部材５３ａに接続されている。これにより、補剛材５２の固定側端部５２ａは、第１取付部材５３ａと相対変位しないように固定される。

【0018】

軸力材５１の長手方向の他方の端部５１ｂは、摺動側口金５４ｂに接合されている。補剛材５２の長手方向の端部である摺動側端部５２ｂは、軸力材５１及び摺動側口金５４ｂと相対変位ができるように構成されている。補剛材５２の内側面と軸力材５１の外周面及び摺動側口金５４ｂの外周面との間は、所定の隙間が形成されており、制振ブレース５０に橋脚９０の変形による荷重が加わった場合に軸力材５１が伸縮しても、補剛材５２は中心軸Ｌ方向の荷重が加わらないように構成されている。

【0019】

固定側口金５４ａ及び摺動側口金５４ｂは、軸力材５１が接合されている側と反対方向に突出する取付部材５３に接合されている。取付部材５３は、固定側口金５４ａに接合されている方を第１取付部材５３ａ、摺動側口金５４ｂに接合されている方を第２取付部材５３ｂと称する場合がある。取付部材５３は、制振ブレース５０を橋脚９０などの構造物に設けられたガセットプレート等の取付部９５と接合するための継手となる。

【0020】

（軸力材）
軸力材５１は、長尺材であって、断面円筒形状の鋼材である。実施の形態１においては、断面円筒形状の鉄鋼製の長尺材である軸力材５１が示されているが、軸力材５１は、例えば、棒鋼又は平板を断面十字に接合したものであってもよく、制振ブレース５０の中心軸Ｌに対し垂直な面で切った断面形状は限定されるものではない。軸力材５１の長手方向の一方の端部５１ａには、固定側口金５４ａが接合されている。また、軸力材５１の長手方向の他方の端部５１ｂには、摺動側口金５４ｂが接合されている。

【0021】

軸力材５１は、塑性変形する材料によって形成され、軸力材５１が塑性変形する際に制振ブレース５０に入力されたエネルギーを吸収し、より高い耐震、制振ダンパーとしての効果が得られる。

【0022】

（補剛材５２）
補剛材５２は、例えば断面円筒形状の鋼管であり、管内部に軸力材５１を貫通させる構造になっている。なお、補剛材５２は、円筒形状に限られない。軸力材５１が軸力によりたわんだ際に、軸力材５１が座屈しないようそのたわみを拘束できれば、例えば、断面が矩形の角筒であってもよい。補剛材５２の長手方向寸法は、軸力材５１の長手方向寸法よりも長くなっていることが望ましい。また、軸力材５１と補剛材５２との間にモルタル等を充填して補剛しても良い。さらには、角型鋼管を複数接合して補剛材５２を形成し、軸力材５１のたわみを拘束しても良い。補剛材５２の構造は、軸力材５１の形状及びたわみの態様に応じて適宜変更することができる。

【0023】

図５は、図３の制振ブレース５０の補剛材５２の固定側端部５２ａの断面図である。図６は、図３の制振ブレース５０の第１取付部材５３ａの断面図である。図５に示される様に補剛材５２は、固定側端部５２ａの外周から２つの固定材４１により包囲されている。２つの固定材４１は、連結板４０及び補剛材５２の固定側端部５２ａを挟み込んだ状態でボルト４２及びナット４３により互いに締結固定されている。補剛材５２の固定側端部５２ａは、２つの固定材４１により締め付けられ、固定材４１が補剛材５２に対し中心軸Ｌ方向に変位しないように固定される。連結板４０は、一方の端部が固定材４１に対し中心軸Ｌ方向に変位しないように固定され、他方の端部が添接板６０を介して第１取付部材５３ａに固定されている。これにより、補剛材５２の固定側端部５２ａは、第１取付部材５３ａに対し中心軸Ｌ方向に変位しないように固定される。

【0024】

補剛材５２の長手方向の他方の端部である摺動側端部５２ｂは、軸力材５１及び摺動側口金５４ｂに対し径方向に隙間を持っており、軸力材５１及び摺動側口金５４ｂと相対変位ができるように構成されている。従って、制振ブレース５０に橋脚９０の変形による荷重が加わった場合に軸力材５１が伸縮しても、補剛材５２は中心軸Ｌ方向の荷重が加わらないように構成されている。つまり、実施の形態１の制振ブレース５０においては、補剛材５２には、軸力（制振ブレース５０の中心軸Ｌ方向に働く力）が入力されない。補剛材５２に軸力が入力されないため、補剛材５２は、軸力が作用する場合と比較して、軸力材５１の座屈を拘束出来る板厚及び外径の範囲の中で板厚を薄く、また外径をより小さくすることができる。これにより、補剛材５２を大きくする必要がなく、制振ブレース５０のコスト及び重量を抑えることができる。

【0025】

（変位計１０）
図３（ａ）は、制振ブレース５０に中心軸Ｌ方向に荷重が加わっていない通常の状態を示している。図３（ｂ）は、制振ブレース５０が中心軸Ｌ方向に伸びる荷重が加わった状態を示している。図３（ｃ）は、制振ブレース５０が中心軸Ｌ方向に縮む荷重が加わった状態を示している。上述したように、制振ブレース５０は、補剛材５２に軸力が加わらず変形しないのに対し、軸力材５１が軸力を受けて伸縮できるように構成されている。従って、軸力材５１が接合されている第２取付部材５３ｂに対し、補剛材５２の摺動側端部５２ｂは、中心軸Ｌ方向に相対変位する。つまり、図３（ｂ）に示される様に軸力材５１が距離δだけ伸びるように変形した場合、補剛材５２の摺動側端部５２ｂは、第２取付部材５３ｂから距離δだけ離れるように変位する。また、図３（ｃ）に示される様に軸力材５１が距離δだけ縮むように変形した場合、補剛材５２の摺動側端部５２ｂは、第２取付部材５３ｂに距離δだけ近づく様に変位する。

【0026】

変位計１０は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂと第２取付部材５３ｂの相対変位の距離δを検知できる様に制振ブレース５０に取り付けられる。

【0027】

図７は、実施の形態１に係る制振ブレース５０の補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定された固定部材２１の断面図である。図８は、実施の形態１に係る制振ブレース５０の第２取付部材５３ｂ及び変位計１０の断面図である。変位計１０は、直線運動伝達部１１と、回転運動伝達部８（図９参照）、一方向回転変換部９（図９参照）、及び累積変位量表示部１２を内部に有する本体部１３と、を備える。直線運動伝達部１１が本体部１３に対し中心軸Ｌ方向に直線運動する。そして、本体部１３に内蔵された回転運動伝達部８及び一方向回転変換部９が直線運動伝達部１１の直線運動を一方向回転に変換する。累積変位量表示部１２は、一方向回転により指針３２（図９参照）が表示回転軸３１（図９参照）周りに移動することにより、直線運動伝達部１１の変位の累積を表示する。

【0028】

言い換えると、変位計１０は、直線運動伝達部１１と本体部１３との相対変位の累積値を表示するものである。実施の形態１においては、制振ブレース５０の疲労寿命を判定するため、変位計１０の直線運動伝達部１１と本体部１３との相対変位は、軸力材５１の伸縮量と一致させる必要がある。そのため、変位計１０の本体部１３は、第２取付部材５３ｂに固定され、直線運動伝達部１１は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定される。これにより、第２取付部材５３ｂと補剛材５２の摺動側端部５２ｂとの相対変位が、変位計１０の直線運動伝達部１１と本体部１３との相対変位と一致する。そして、変位計１０は、軸力材５１の伸縮量の累積値を表示することができる。

【0029】

図７に示される様に、直線運動伝達部１１は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定される。補剛材５２の摺動側端部５２ｂは、２つの部材により構成された固定部材２１により外周を包囲されている。固定部材２１の２つの部材は、補剛材５２を挟み込み、ボルト４２及びナット４３により互いに締結固定することにより、補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定される。直線運動伝達部１１は、固定部材２１に対し中心軸Ｌ方向に相対変位しないように固定される。つまり、直線運動伝達部１１は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂと共に中心軸Ｌ方向に直線運動する。

【0030】

図８（ａ）に示される様に、本体部１３は、筐体から突出して形成された変位計固定プレート１６を備える。変位計固定プレート１６は、２枚の変位計固定添接板２０により板面方向から挟まれ、第２取付部材５３ｂに接続固定される。つまり、変位計固定添接板２０は、変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとの両者を間に挟み込んで、ボルト４２及びナット４３が締結されることにより、変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとを一体化させている。また、図３に示される様に、変位計固定添接板２０は、第２取付部材５３ｂと構造物に形成された取付部９５とを接続する。つまり、変位計固定添接板２０は、添接板６０の機能も有している。

【0031】

図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとの接合部分の構造の変形例を示す断面図である。図８（ｂ）に示される様に、変位計固定プレート１６の片面側のみに変位計固定添接板２０を用い、１枚の変位計固定添接板２０と１枚の添接板６０とで変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとを接続しても良い。つまり、変位計固定プレート１６と１枚の変位計固定添接板２０とを接続固定し、１枚の添接板６０及び変位計固定添接板２０と第２取付部材５３ｂとを接続固定し、変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとを接続する。このとき、１枚の変位計固定添接板２０と１枚の添接板６０とは、第２取付部材５３ｂと橋脚９０の取付部９５とを接続する機能を有している。この構成によれば、変位計固定添接板２０が第２取付部材５３ｂに固定された状態のまま、制振ブレース５０に変位計１０を設置又は取り外しができる。

【0032】

図８（ｃ）に示される様に、変位計固定プレート１６は、第２取付部材５３ｂに直接取り付けられても良い。このとき、変位計固定プレート１６は、ボルト４２及びナット４３により第２取付部材５３ｂの板面に直接固定される。この構成により、変位計固定プレート１６と第２取付部材５３ｂとの接合部分の部品点数を削減することができ、変位計１０の取付作業も容易になる。このとき、変位計固定プレート１６は、変位計固定添接板２０及び添接板６０の機能を有している。つまり、変位計固定プレート１６は、第２取付部材５３ｂ及び橋脚９０の取付部９５の双方に接合されている。そして、変位計固定プレート１６は、第２取付部材５３ｂを挟んで相対する添接板６０と共に、第２取付部材５３ｂを取付部９５に固定している。

【0033】

（変位計１０による累積変位測定）
図９は、実施の形態１に係る変位計１０の内部構造の一例を示す説明図である。図３に示されるように、補剛材５２と第２取付部材５３ｂとの相対変位は、軸力材５１の軸方向の伸縮変位によって生じる。軸力材５１の軸方向の伸縮変位は、制振ブレース５０の軸方向に作用する圧縮及び引張りの軸荷重により生じる。

【0034】

図９（ａ）は、軸力材５１が引張り方向に変位したときの累積変位量表示部１２の動作を示し、図９（ｂ）は、軸力材５１が圧縮方向に変位したときの累積変位量表示部１２の動作を示している。なお、図９（ａ）、（ｂ）において、Ｒ１は矢印Ｒ視点において時計回りの回転を示しており、Ｒ２は反時計回りの回転を示している。

【0035】

軸力材５１が引張り方向に変位すると、図９（ａ）に示すように、直線運動伝達部１１の往動作によりラック歯に噛合しているピニオン７０が正回転し、このピニオン７０の回転がウォーム８１を介してウォーム歯車７１にＲ１方向の回転として伝達される。

【0036】

ウォーム歯車７１に伝達されたＲ１方向の回転は、第１ワンウェイクラッチ７２及び第１クラッチ歯車７３を介して第１分岐歯車７４にＲ２方向の回転として伝達される。第１分岐歯車７４に伝達されたＲ２方向の回転は、第２分岐歯車７５を介して合成歯車７６にＲ１方向の回転として伝達される。

【0037】

そして、合成歯車７６に伝達されたＲ１方向の回転が出力軸７７を介して表示回転軸３１に伝達されることで、累積変位量表示部１２の指針３２が、軸力材５１が引張り方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回りに回転する。

【0038】

また、軸力材５１が圧縮方向に変位すると、図９（ｂ）に示すように、直線運動伝達部１１の復動作によりラック歯に噛合しているピニオン７０が逆回転し、このピニオン７０の回転がウォーム８１を介してウォーム歯車７１にＲ２方向の回転として伝達される。

【0039】

ウォーム歯車７１に伝達されたＲ２方向の回転は、第２ワンウェイクラッチ７８及び第２クラッチ歯車７９を介して第３分岐歯車８０にＲ１方向の回転として伝達される。第３分岐歯車８０に伝達されたＲ１方向の回転は、出力軸７７に同軸に固定されている合成歯車７６にＲ１方向の回転として伝達される。

【0040】

そして、合成歯車７６に伝達されたＲ１方向の回転が出力軸７７を介して表示回転軸３１に伝達されることで、累積変位量表示部１２の指針３２が、軸力材５１が圧縮方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回りに回転する。

【0041】

ここで、ラックで構成される直線運動伝達部１１に噛み合うピニオン７０からウォーム８１までを回転運動伝達部８と称する。また、ウォーム歯車７１から第１ワンウェイクラッチ７２又は第２ワンウェイクラッチ７８を経て合成歯車７６に至るまでの部分を、一方向回転変換部９と称する。一方向回転変換部９は、正逆両方向に回転する回転運動伝達部８の回転運動を一方向回転に変換するものである。

【0042】

変位計１０は、以上に説明した機構を備えることにより、軸力材５１の伸縮による往復直線運動による累積変位を測定し、累積変位量表示部１２に表示させることができる。

【0043】

（変位計１０による最大変位測定）
変位計１０は、圧縮側変位表示部材１４と、引張り側変位表示部材１５と、を備えている。圧縮側変位表示部材１４は、本体部１３を貫通している直線運動伝達部１１の補剛材５２側の側面及びラック歯に摺動自在に係合している。圧縮側変位表示部材１４は、本体部１３に接触しないときには直線運動伝達部１１上で停止している、門型、又は輪型形状の部材である。圧縮側変位表示部材１４は、軸力材５１が圧縮方向に変位する際には、図３（ｃ）に示される様に、本体部１３の補剛材５２側を向く側面の一部に当接しながら直線運動伝達部１１上を端に向かって摺動していく。

【0044】

引張り側変位表示部材１５は、本体部１３を貫通している直線運動伝達部１１の自由端側に突出している直線運動伝達部１１の側面及びラック歯に摺動自在に係合している。また、引張り側変位表示部材１５は、本体部１３に接触しないときには直線運動伝達部１１上で停止している門型、又は輪型形状の部材である。引張り側変位表示部材１５は、軸力材５１が引張り方向に変位する際には、本体部１３の前述した側面１７ａに対して逆側の側面１７ｂの一部に当接しながら直線運動伝達部１１の自由端側に摺動していく。

【0045】

圧縮側変位表示部材１４及び引張り側変位表示部材１５は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の状態を経た後に、図３（ａ）に示される通常状態に戻っても、直線運動伝達部１１上における位置がそのままの状態で維持される。従って、圧縮側変位表示部材１４及び引張り側変位表示部材１５の当初の位置、つまり図３（ａ）に示される圧縮側変位表示部材１４及び引張り側変位表示部材１５の位置からの移動距離が、軸力材５１の伸縮の最大値を示す。つまり、変位計１０は、圧縮側変位表示部材１４及び引張り側変位表示部材１５により相対変位の最大値を表示する最大変位表示部を備える。

【0046】

（変位計付制振ブレース１００の効果）
以上に説明したように、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００は、軸力材５１と、軸力材５１が内挿された補剛材５２と、軸力材５１の軸方向の両端のそれぞれに接合された第１取付部材５３ａ及び第２取付部材５３ｂと、補剛材５２の摺動側端部５２ｂ及び第２取付部材５３ｂに設置された変位計１０と、を備える。補剛材５２の固定側端部５２ａは、第１取付部材５３ａと相対変位しないように固定されている。
また、補剛材５２は、鋼管であり、補剛材５２の固定側端部５２ａと第１取付部材５３ａとの間は、連結板４０により接続固定されている。
このように構成されることにより、補剛材５２は、制振ブレース５０の一方の端部の第１取付部材５３ａと相対変位しないように固定される。そのため、制振ブレース５０の他方の端部の第２取付部材５３ｂと補剛材５２との相対変位を測定することにより軸力材５１の伸縮を精度良く測定することができる。

【0047】

また、変位計１０は、直線運動伝達部１１と、回転運動伝達部８と、一方向回転変換部９と、累積変位量表示部１２と、を備える。直線運動伝達部１１は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂ及び第２取付部材５３ｂの間の相対変位に応じて軸力材５１の軸方向に直線運動し、回転運動伝達部８は、直線運動伝達部１１の直線運動を回転運動に変換し、一方向回転変換部９は、複数の回転要素で構成され、回転運動伝達部８から伝達された正逆方向の回転を一方向回転に変換する。累積変位量表示部１２は、一方向回転変換部９から伝達された一方向回転を利用して相対変位の累積を累積変位量として表示する。
また、変位計１０は、回転運動伝達部８、一方向回転変換部９、及び累積変位量表示部１２を有する本体部１３を備え、第２取付部材５３ｂに固定されている。直線運動伝達部１１は、補剛材５２の摺動側端部５２ｂに固定部材２１により接続されている。
以上の構成により、変位計１０が橋脚９０などの構造物の取付部９５に接続されている第２取付部材５３ｂに固定されている。そのため、変位計１０は、橋脚９０が振動した際においても比較的安定している部分に設置されており、振動による破損及び誤計測を抑制することができる。特に、補剛材５２は、長手方向の端部の１箇所が接合されているだけで、摺動側端部５２ｂ側が振動の影響を受けやすい。

【0048】

実施の形態１においては、第２取付部材５３ｂに変位計固定プレート１６を固定することにより、変位計１０を制振ブレース５０に取り付けているため、制振ブレース５０が構造物に設置された後であっても、変位計１０を制振ブレース５０に設置することができる。そのため、変位計１０の仕様を決定する前に先行して制振ブレース５０の製作、調達、及び設置が可能となる。よって、変位計付制振ブレース１００を設置する工期の短縮が図れる。また、橋脚９０等の構造物に複数の制振ブレース５０を設置した後に、どの制振ブレース５０に変位計１０を取り付けるかを決定することができる。さらには、ボルト接合により第２取付部材５３ｂと変位計固定プレート１６とを固定することにより、変位計１０の点検、補修、及び交換をする作業が容易になるという利点がある。制振ブレース５０の第２取付部材５３ｂは、添接板６０を用いて橋脚９０のガセットプレート等の取付部９５に固定されているが、変位計１０は、添接板６０を変位計固定添接板２０に変更するだけで、第２取付部材５３ｂに設置することができる。

【0049】

また、図２に示される様に、変位計１０が設置されている側を下方に位置するように変位計付制振ブレース１００を構造物に設置することにより、制振ブレース５０の検査時及び交換時においても、作業者が変位計１０を確認し易いという利点がある。また、制振ブレース５０は、変位計１０側を下にすることにより、開口している補剛材５２の摺動側端部５２ｂが下側に向いているため、雨水が補剛材５２に浸入しにくく、滞留するのを防止できる。これによって、制振ブレース５０を構成する各部材の腐食を抑制することができる。

【0050】

（変位計付制振ブレース１００の変形例）
図１０は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。変形例に係る変位計付制振ブレース１００ａは、制振ブレース５０ａに変位計１０を設置したものである。制振ブレース５０ａは、制振ブレース５０に対し、補剛材５２の摺動側端部５２ｂと変位計１０との取付構造は同じであるが、補剛材５２の固定側端部５２ａが固定側口金５４ａに溶接４４などの接合手段により固定されている点で異なる。

【0051】

図１１は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。変形例に係る変位計付制振ブレース１００ｂは、制振ブレース５０ｂに変位計１０を設置したものである。制振ブレース５０ｂは、制振ブレース５０に対し、補剛材５２の摺動側端部５２ｂと変位計１０との取付構造は同じであるが、補剛材５２の固定側端部５２ａが端部接続材４５を介して第１取付部材５３ａに接合されている点で異なる。端部接続材４５は、円筒形状の補剛材５２の固定側端部５２ａの開口に溶接などの手段により接合されている。端部接続材４５には、第１取付部材５３ａが溶接４４などの接合手段により固定されている。

【0052】

図１０及び図１１に示される様に、補剛材５２の固定は、連結板４０によらずとも、溶接等の接合手段により行っても、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００と同様の効果を得ることが出来る。

【0053】

図１２は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００の変形例を示す側面図である。図１３、図１４、図１５、及び図１６は、図１２の変位計付制振ブレース１００ｃの断面図である。図１３は、図１２のＰ－Ｐ部、図１４は図１２のＱ－Ｑ部、図１５は図１２のＲ－Ｒ部、図１６は図１２のＳ－Ｓ部の各断面を示している。変形例に係る変位計付制振ブレース１００ｃは、制振ブレース５０ｃに変位計１０を設置したものである。制振ブレース５０ｃは、制振ブレース５０、５０ａ、及び５０ｂと異なり、板状の部材で構成されている。制振ブレース５０ｃの軸力材１５１は、図１３に示される様に板状の鋼材で構成されており、板の面方向から２枚の補剛材１５２により挟まれることにより伸縮による座屈変形を抑えられている。補剛材１５２は、断面がＴ字形状の部材であり、軸力材１５１の面と対向している面方向の剛性が高い。軸力材１５１を挟んで対称的に配置されている２枚の補剛材１５２の間には軸力材１５１と並列に２枚のスペーサ５７が挟まっている。２枚の補剛材１５２とスペーサ５７とは、ボルト４２及びナット４３により締結固定されている。軸力材１５１は、補剛材１５２とスペーサ５７とに包囲され、間隙を持って配置されており、中心軸Ｌ方向に伸縮できるように配置されている。

【0054】

図１４に示される様に、補剛材１５２の固定側端部１５２ａは、軸力材１５１と一体に形成されている第１取付部材５３ａにボルト４２及びナット４３により固定されている。補剛材１５２の固定側端部１５２ａは、第１取付部材５３ａに対し中心軸Ｌ方向に相対変位しないように固定される。

【0055】

図１５に示される様に、軸力材１５１と一体に形成されている第２取付部材５３ｂは、摺動ピン５６が面方向に突出するように設置されている。摺動ピン５６は、補剛材５２に設けられた長孔５５に挿通されており、中心軸Ｌ方向に移動自在に構成されている。つまり、第２取付部材５３ｂは、補剛材５２の摺動側端部５２ｂに対し中心軸Ｌ方向に移動できる様に構成されている。つまり、軸力材１５１が中心軸Ｌ方向に荷重を受けて伸縮しても、補剛材５２には荷重が伝達しないように構成されている。

【0056】

図１６に示される様に、補剛材１５２の摺動側端部１５２ｂは、固定部材２１を補剛材１５２の間に挟み、ボルト４２及びナット４３により固定している。固定部材２１には、直線運動伝達部１１が固定されている。変位計１０は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００と同様に、第２取付部材５３ｂに固定されているため、軸力材１５１の伸縮により変位計１０の本体部１３と直線運動伝達部１１とが相対変位する。これにより、変位計１０は、軸力材１５１の伸縮による累積変位を測定することができる。

【0057】

変形例に係る変位計付制振ブレース１００ｃによれば、軸力材１５１及び補剛材１５２は、板状の部材により構成され、補剛材１５２の固定側端部１５２ａと第１取付部材５３ａとは、ボルト４２により固定され、補剛材１５２の摺動側端部１５２ｂと軸力材１５１とは、摺動自在に構成されている。このように構成されていても、実施の形態１と同様の効果を得ることが出来る。

【0058】

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１に係る変位計付制振ブレース１００に対し、変位計１０の直線運動伝達部１１と補剛材５２の摺動側端部５２ｂに取り付けられた固定部材２１との接続構造を変更したものである。実施の形態２では、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。

【0059】

図１７は、実施の形態２に係る変位計付制振ブレース２００の側面図である。図１８は、図１７の変位計付制振ブレース２００の断面図である。図１８は、図１７のＧ－Ｇ部の断面である。実施の形態２に係る制振ブレース５０の補剛材５２の摺動側端部５２ｂに取り付けられた固定部材２２１には、中心軸Ｌの直角方向に長径を有する長孔２２２が形成されている。変位計１０が備える直線運動伝達部２１１は、端部に運動伝達ピン２２３が設けられており、長孔２２２内を中心軸Ｌに対し垂直方向に移動自在に構成されている。また、運動伝達ピン２２３と長孔２２２とは、中心軸Ｌ方向においては隙間が小さく構成されている。そのため、軸力材５１が伸縮することにより補剛材５２の摺動側端部５２ｂと第１取付部材５３ａとの相対変位が生じた場合は、運動伝達ピン２２３と長孔２２２とが接触して直線運動伝達部２１１が移動するように構成されている。

【0060】

図１９は、実施の形態２に係る変位計付制振ブレース２００が振動を受けて補剛材５２が変位したときの断面図である。図１９は、図１７のＧ－Ｇ部の断面である。制振ブレース５０は、補剛材５２と軸力材５１との間に隙間を有する。図１７に示される様に補剛材５２は、固定側端部５２ａにおいて第１取付部材５３ａと固定されているが、摺動側端部５２ｂが片持ち梁の自由端となっている。そのため、補剛材５２の摺動側端部５２ｂは、橋脚９０の振動により軸力材５１の中心軸Ｌの直角方向に変位しやすい。従って、第２取付部材５３ｂに固定されている変位計１０の直線運動伝達部２１１と摺動側端部５２ｂに固定されている固定部材２２１との間には、中心軸Ｌの直角方向に変位が生じる。

【0061】

固定部材２２１と直線運動伝達部２１１とが相対変位できないように固定されていた場合、補剛材５２の摺動側端部５２ｂと第２取付部材５３ｂとの相対変位により、直線運動伝達部２１１又は変位計１０の内部の構造に荷重が掛かり、部品の破損や変位の誤計測などの影響を受ける場合がある。例えば、直線運動伝達部２１１がラック部材により構成されている場合、ラック部材が中心軸Ｌの直角方向に曲げを受け、ラック部材が損傷したり、変位計１０の本体部１３の内部においてラックとピニオン７０との噛み合わせ部などの損傷及び誤作動を招く。しかし、実施の形態２に係る変位計付制振ブレース２００によれば、固定部材２２１と直線運動伝達部２１１とは、中心軸Ｌの直角方向に相対変位自在な構造となっているため、橋脚９０などの構造物の振動の影響を受けることなく、精度良く制振ブレース５０の累積変位及び最大変位量を計測でき、変位計１０の破損を抑制することができる。

【符号の説明】

【0062】

８ 回転運動伝達部、９ 一方向回転変換部、１０ 変位計、１１ 直線運動伝達部、１２ 累積変位量表示部、１３ 本体部、１４ 圧縮側変位表示部材、１５ 引張り側変位表示部材、１６ 変位計固定プレート、１７ａ 側面、１７ｂ 側面、２０ 変位計固定添接板、２１ 固定部材、３１ 表示回転軸、３２ 指針、４０ 連結板、４１ 固定材、４２ ボルト、４３ ナット、４５ 端部接続材、５０ 制振ブレース、５０ａ 制振ブレース、５０ｂ 制振ブレース、５０ｃ 制振ブレース、５１ 軸力材、５１ａ 端部、５１ｂ 他方の端部、５２ 補剛材、５２ａ 固定側端部、５２ｂ 摺動側端部、５３ 取付部材、５３ａ 第１取付部材、５３ｂ 第２取付部材、５４ａ 固定側口金、５４ｂ 摺動側口金、５５ 長孔、５６ 摺動ピン、５７ スペーサ、６０ 添接板、７０ ピニオン、７１ ウォーム歯車、７２ 第１ワンウェイクラッチ、７３ 第１クラッチ歯車、７４ 第１分岐歯車、７５ 第２分岐歯車、７６ 合成歯車、７７ 出力軸、７８ 第２ワンウェイクラッチ、７９ 第２クラッチ歯車、８０ 第３分岐歯車、８１ ウォーム、９０ 橋脚、９１ 橋梁、９２ 基礎、９３ 地盤、９４ 梁、９５ 取付部、９６ 柱、１００ 変位計付制振ブレース、１００ａ 変位計付制振ブレース、１００ｂ 変位計付制振ブレース、１００ｃ 変位計付制振ブレース、１５１ 軸力材、１５２ 補剛材、１５２ａ 固定側端部、１５２ｂ 摺動側端部、２００ 変位計付制振ブレース、２１１ 直線運動伝達部、２２１ 固定部材、２２２ 長孔、２２３ 運動伝達ピン、Ｌ 中心軸、Ｒ 矢印、Ｖ 矢印、Ｗ 矢印、δ 距離。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】