制振装置の設計・製作・性能評価

設備種別

その他設備

事業領域

技術コンサルティング・エンジニアリング

制振装置(※)の設計・製作および性能評価までのトータルソリューションの提供

※制振装置(同調質量ダンパー, 英称:Tuned Mass Damper, 略称:TMD)により、構造物の振動エネルギーを消費し、対象構造物本体の振動を抑制します。

概要

インフラ構造物は、様々な外力(風、地震、歩行外力、交通荷重など)にさらされ、その外力に応じた様々な揺れが生じます。
このような揺れを抑える対策の一つとして、制振装置(同調質量ダンパー:Tuned Mass Damper=略称「TMD」)があります。
当社の制振装置(TMD)は、概念図に示すように、本体の構造物の代わりに制振装置(TMD)が大きく揺れることで、揺れを振動装置で吸収し構造物自体の揺れを抑制します。
当社では制振装置の設計および製作はもちろん、現地での性能確認から、構造物の揺れの計測、強度検討まで、トータルでお手伝いします。

[対象構造物]

照明柱、歩道橋、道路橋、煙突、高層建物等

制振検討業務(技術コンサルティング~エンジニアリング業務)

  • 技術コンサルティング業務

    対象構造物の振動特性調査および
    TMDの設計

  • Step01

    現地振動測定

    • 振動測定(固有振動数、構造減衰の評価)

    • 加振減衰試験

  • Step02

    評価

    • 振動使用性および疲労損傷検討など

  • Step03

    対策案立案

    • TMDを含む複数対策案の比較検討

    • 最適な対策案の提案

  • TMD採用の場合

  • Step04

    TMDの設計

    • 装置の諸元決定

    • 設計図面作成

  • エンジニアリング業務

    TMDの製作・設置

  • Step05

    装置の製作、製品検査

  • Step06

    装置の据付

  • Step07

    制振効果の確認

※カナデビアエンジニアリングとTESolution Co., Ltd.(韓国、TES)は、より精度の高い制振装置(TMD)を提供するため、業務・技術協力を行っています。

コンサルタント業務事例

対象構造物

  • 建設後50年以上経過した某歩道橋

  • 上部工形式:連続鋼桁鋼床版

  • 対象支間長: 32m(P1↔P2間)+ 24.8m(P2↔H2間)

検討概要

  • 固有振動解析(振動モード、固有振動数、一般化質量の算出)(図1)

  • 現地振動計測(通勤時振動、加振減衰振動、歩行振動の計測)

  • 解析と実測結果の比較および制振対象の検討(図2 & 3)

  • 制振装置諸元および目標制振性能の検討(図4)

図1 固有振動解析結果

図2 歩行者と制振装置を考慮した応答シミュレーションの解析モデル

図3 歩行による歩道橋の応答シミュレーション(現地計測値と解析値の比較、制動装置なし)

図4 TMDありとなしの場合の応答シミュレーションの比較(TMD質量比2.5%、理論上の最大制振性能時)

施工事例

カナデビアエンジニアリング単独、共同実施、共同改良案件

[概要]

カナデビアエンジニアリングが単独で実施

  • 歩道橋

  • 最大支間長:47.7m

  • 固有振動数:約1.8Hz

  • 設置年:2001年

[制振装置の概要]

  • タイプ:TMD(2セット、高欄設置型)

  • 制御方向:鉛直方向

  • 仕様:駆動重錘 135kg

[概要]

カナデビアエンジニアリングとTESが共同で実施

  • 鋼製煙突

  • 高さ:50m

  • 固有振動数:1.57Hz(X, Y)

  • 設置年:2011年

[制振装置の概要]

  • タイプ:TMD(2セット)

  • 制御方向:水平2方向

  • 仕様:駆動重錘 240kg

[概要]

TESが単独で実施(2018年にカナデビアエンジニアリングと共同して日本国内向けに改良)

  • 斜張橋

  • 最大支間長:484m

  • 固有振動数:約0.5Hz

  • 設置年:2012年

[制振装置の概要]

  • タイプ:TMD(4セット)

  • 制御方向:鉛直方向

  • 仕様:駆動重錘 3.25ton

TESが単独で実施した実績例

カナデビアエンジニアリングとTESolution(韓国, TES)はより制度の高い制振装置(TMD)を提供するため、業務・技術協力を行っています。

[概要]

  • 吊橋(吊りケーブル・吊り部材)

  • 最大支間長:1,800m

  • ケーブル固有振動数:約1Hz〜40Hz

  • 設置年:2015年

[制振装置の概要]

  • タイプ:ストックブリッジダンパー(120セット)

  • 制御方向:水平方向

  • 仕様:駆動重錘 4.62Kg+7.90Kg(1セット当たり)

  • ※吊橋ハンガーケーブル振動対策用

ストックブリッジダンパー(SBダンパー)を用いた円形断面吊り材に生じる渦励振の制振対策

[概要]

  • アルペンスキージャンプ台タワー

  • 高さ:115m

  • 固有振動数:0.49Hz(X), 0.39Hz(Y)

  • 設置年:2009年(※平昌オリンピック, ジャンプ台)

[制振装置の概要]

  • タイプ:TMD(1セット)

  • 制御方向:水平2方向

  • 仕様:駆動重錘 25.0ton(X), 23.0ton(Y)

[概要]

  • 高層建物

  • 高さ:185m(39階)

  • 固有振動数:0.25Hz(X), 0.24Hz(Y)

  • 設置年:2010年

[制振装置の概要]

  • タイプ:TMD(1セット)

  • 制御方向:水平2方向

  • 仕様:駆動重錘 160ton