JPH0726510A - 斜材ケーブルの制振方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複数本のケーブルを一定着点に用
いて１ザイルとした斜材ケーブルの制振方法に関し、ウ
エイクギャロッピングをケーブルの間隔を所定の間隔に
規制して防止するものである。 【構成】 斜張橋の主塔と橋桁に張架される斜材ケーブ
ル３，４であって、一ザイルを構成する複数本のケーブ
ル３，４の間隔Ｓを、式 1.0×Ｄ＜Ｓ＜2.0×Ｄ；（Ｓ
はケーブルの間隔、Ｄはケーブルの直径）で表わす間隔
としたことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、斜張橋の斜材ケーブル
であって、複数本のケーブルを一定着点に用いて１ザイ
ルとした斜材ケーブルの制振方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、河川等に跨設される斜張橋は、技
術の進歩と共に長スパンのものが施工されるようにな
り、図１３に示すように、主塔２０と橋桁２１の間に所
定の緊張力で張架される斜材ケーブル２２も次第に長く
なっている。

【０００３】前記斜材ケーブル２２が長くなるにしたが
って、各ケーブルそれ自体の重量が増大するので、製造
の面では予め工場で製作して品質の向上と現場での省力
化を図ることの障害となり、ケーブルの運送の面では荷
姿が大きくなり過ぎてトンネル等の通行に障害となるこ
とがあり、張設施工の面ではケーブルの緊張用のジャッ
キが大型となり緊張作業の能率が悪くなって工期が長く
なる、等の種々の問題点がある。

【０００４】そこで、最近では斜材ケーブルの重量化を
防ぐために、一定着点に２本の並列ケーブルや複数本の
ケーブルを採用して、各ケーブルを軽量化してプレハブ
化を進めて運送や張架作業及び緊張作業またはケーブル
の交換作業の容易化を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
複数本のケーブルを一定着点に用いる方法において、低
風速の風の影響で、風上ケーブルがもたらす風の乱れに
よって風下ケーブルが風向きに対して直交する方向に振
動するというウエイクギャロッピングが発生するという
問題点がある。

【０００６】この振動現象を風洞実験により検証する
と、図１４に示すような実験装置を作り、図１５に示す
ように、ケーブルを２本で並設した場合と、図１６に示
すように、３本のケーブルとした場合において、各々の
実験結果を図１８乃至図２３に示す。

【０００７】各図において、θはケーブルの傾斜角を示
し、βは風向角であって風軸に直交する鉛直面から測っ
た角度であり、ケーブル２３の模型は直径４ｍｍのアル
ミニウム製パイプで、その長さ２５００ｍｍで、単位長
さ当りの重量が２６６ｇｆ／ｍである。

【０００８】また図の横軸には風速Ｖ＝ｍ／ｓ、換算風
速Ｖｒ＝Ｖ／ｆＤ（ｆは固有振動数であって、ｆ＝１
０．５Ｈｚ、Ｄはケーブル２３の直径）、縦軸に無次元
倍振幅＝２Ａ／Ｄ（図１７参照）として表わしている。
Ｓはケーブル２３の間隔を示している。

【０００９】この結果を見るとβ＝０°で２本のケーブ
ルでも３本のケーブルでも風下ケーブル２３においてウ
エイクギャロッピングが発生している（図中の破線の円
で示す）。

【００１０】また、図２４に示すように、ケーブルを束
ねたタイプとしても、同様に実験した結果は、図２５に
示すように、ギャロッピングが発生している。尚、αは
風向に対する迎角を示している。

【００１１】このように、斜材ケーブルの一ザイルにお
いて、一定着点に複数本のケーブルを張架したもので
は、一本のケーブルとした場合のカルマン渦によって生
じる渦励振とともに、風下ケーブルのウエイクギャロッ
ピングの発生を防ぐことができないと言う問題点があっ
た。

【００１２】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、斜材ケーブルにおいて複数本のケーブルを一ザイ
ルとする場合のウエイクギャロッピングを、ケーブルの
間隔を所定の間隔に規制して防止するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
し上記目的を達成するための要旨は、斜張橋の主塔と橋
桁に張架される斜材ケーブルであって、一ザイルを構成
する複数本のケーブルの間隔を、式 1.0×Ｄ＜Ｓ＜2.0
×Ｄ ；（Ｓはケーブルの間隔、Ｄはケーブルの直径）
で表わす間隔としたことである。更に、同様の効果を得
る方法として、前記ケーブルの間隔を、式 Ｓ≧6.0×
Ｄで表わす間隔としたことである。そして、一ザイルを
構成する複数本のケーブルの間隔を、主塔と橋桁の間の
一部の範囲で所定のケーブル間隔としたことである。

【００１４】

【作用】本発明の斜材ケーブルの制振方法によれば、例
えばケーブル間隔Ｓを、図２６に示すように、1.0×Ｄ
＜Ｓ＜2.0×Ｄとしたことで、図２７に示すように、風
上ケーブルと風下ケーブルの隙間から空気の上下移動を
円滑にせしめて上下の空気圧の差を解消するので、図２
８に示すように、ウエイクギャロッピングを防止できる
ことになる。

【００１５】また、ケーブルの間隔Ｓを、図２９乃至図
３０に示すように、Ｓ≧6.0×Ｄと十分に離れた間隔と
することで、風下ケーブルが後流渦の受けないこととな
り、図３１に示すように、ウエイクギャロッピングを防
止できることになる。

【００１６】前記ケーブルの間隔Ｓを、主塔と橋桁の間
の一部の範囲で所定の間隔とすることでも、ウエイクギ
ャロッピングが防止され、他の部分においては主塔側の
定着部と橋桁の定着部に到るまでケーブル間隔が漸次拡
大若しくは減少して風の影響による振動特性が変化する
ことでウエイクギャロッピングが防止される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明に係る実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る制振方法
の第１実施例の平面図である。これについて説明する
と、主塔側の定着部１と橋桁側の定着部２に、ケーブル
３，４の端部を各々定着する。

【００１８】手順としては、先に橋桁側の定着部２に穿
設した貫通孔に鋼管５及びアンカープレート６を配設
し、各ケーブル端部のマンション７を前記貫通孔の一端
側から差込み、ナット８で各々締結する。

【００１９】そして、図示のように鋼管５内に防振ゴム
９を嵌着し、端部ケーブルスペーサ１０を前記ケーブル
３，４にボルト等で装着する。この端部ケーブルスペー
サ１０の部分の断面の構造が図８に示すものと同様なも
のとなる。

【００２０】次に、前記ケーブル３，４における定着部
１，２の間の略全範囲に亘って、適宜間隔でケーブルバ
ンド１１を取り付ける。該ケーブルバンド１１は、図３
乃至図４に示すように、上下二つ割で、ケーブル３，４
の一部外周形状に沿う凹部を有した鋼製バンド１１ａ，
１１ｂと、該鋼製バンドの両端部のフランジに穿設され
た孔に挿通されて締結されるボルト１１ｃ・ナット１１
ｄで構成されている。

【００２１】そして、前記ケーブル３，４の間隔Ｓは、
ケーブルの外形寸法を例えばＤ＝９６ｍｍとした場合で
Ｓ＝１．１×Ｄ＝１０５．６ｍｍとなっており、この両
ケーブルの隙間（＝９．６ｍｍ）を維持するために硬質
ゴム製若しくは鋼製のスペーサ１２が介在されている。

【００２２】こうしてケーブル３，４にケーブルバンド
１１を取付けた後に、ケーブル３，４の端部に繋着した
吊り上げ用のワイヤーを介してウインチで引張上げて、
主塔側の定着部１に前記ケーブル３，４の端部を前述の
橋桁側の定着部２の場合と同様な定着作業をして架設す
る。

【００２３】このようにケーブル３，４からなる一ザイ
ルを橋桁と主塔に所要数架設して、各々の定着部におい
て緊張用小型ジャッキで各ケーブルの緊張作業を行っ
て、ケーブル３，４からなる各ザイルを橋桁と主塔の間
に張架するものである。

【００２４】前記一ザイルは２本のケーブルを並設した
タイプとしたが、これを３本のケーブルとした場合、４
本，５本のケーブルとした場合には、ケーブルバンド１
１ｅ，１１ｆ，１１ｇで複数のケーブルを各々締結し、
その隙間を維持するスペーサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを
介在させるもので、これらの状態が図５乃至図７に示す
断面図のようになっている。

【００２５】そして、一ザイルにおける複数のケーブル
（３本〜５本）の互いの間隔Ｓを、Ｓ＝１．１×Ｄと
し、1.0×Ｄ＜Ｓ＜2.0×Ｄの範囲としたので、ウエイク
ギャロッピングが発生することなく、耐風安定性に優れ
た斜材ケーブルとなるのである。

【００２６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。一ザイルに２本のケーブル３，４を橋桁の定着部２
と主塔側の定着部１の間に架設して、図２に示すよう
に、鋼製ケーブルスペーサ１３でケーブル間隔Ｓを、ケ
ーブルの外形寸法を例えばＤ＝７４ｍｍとした場合でＳ
＝６．０×Ｄ＝４４４ｍｍとなるようにする。

【００２７】また、前記ケーブルスペーサ１３はケーブ
ル間隔Ｓが長いので、３枚のプレート１４を並設して二
つ割のバンド１５の一方１５ａ，１５ａに固着した梯子
状に補強した構成とする。そして、バンド１５ａとバン
ド１５ｂをケーブル３，４に装着してボルト１１ｃ及び
ナット１１ｄで締結する。

【００２８】このようにして風下ケーブル（例えばケー
ブル４）が後流渦の受けないこととなり、ウエイクギャ
ロッピングが生じないものとなる。

【００２９】前記一ザイルは２本のケーブルを並設した
タイプとしたが、これを３本のケーブルとした場合、４
本，５本のケーブルとした場合には、互いのケーブルの
間隔Ｓを６．０×Ｄに維持するプレート１４ａ，１４
ｂ，１４ｃを有するケーブルスペーサ１６，１７，１８
を取り付けた状態が図１０乃至図１２に示すものとな
る。尚、バンドは図８に示したバンド１５の構成と同様
であり説明を省略する。

【００３０】これらの場合にも、複数本のケーブルが互
いにＳ＝６．０×Ｄの間隔に維持されるので、ウエイク
ギャロッピングが生じないものである。

【００３１】次に、他の実施例について説明する。前記
ケーブルの間隔Ｓとする範囲を、前記定着部１，２の間
において一部の範囲とするのである。例えば、図１乃至
図２に示すように、中央部において所定のケーブルの間
隔Ｓとし、前記定着部１，２に到る間では間隔が漸次拡
大・減少するようにセットするのである。従って、定着
部１，２におけるケーブルの間隔は３×Ｄ乃至４×Ｄ程
度の間隔となっている。

【００３２】こうすることで、所定のケーブルの間隔Ｓ
とした中央部の範囲ではウエイクギャロッピングが生じ
ることがなく、また、ケーブルの間隔が漸次拡大・減少
している範囲ではケーブルの間隔が平行でないので振動
特性が変化してこれもウエイクギャロッピングが生じな
いのである。

【００３３】また、所定のケーブルの間隔Ｓとした前記
一部の範囲を、中央部に限らず定着部１，２のいずれか
の側に偏った範囲としてもウエイクギャロッピングが生
じることなく、前述と同様の作用・効果を得ることがで
きるものである。

【００３４】この外、端部ケーブルスペーサ１０は、定
着部１，２の近傍でのケーブルの位置決めに使用してい
るもので、図１に示すようにケーブルの間隔Ｓを狭くし
た場合にケーブルを３本〜５本としたときには、各々図
１０乃至図１２に示す構造となり（ケーブルの間隔は任
意である）、図２に示すようにケーブルの間隔Ｓを広く
した場合にケーブルを３本〜５本としたときには、各々
図５乃至図７に示す構造となる。また、この端部ケーブ
ルスペーサ１０は、一ザイルの複数本のケーブルの間隔
がケーブルバンド１１，１１ｅ…やケーブルスペーサ１
２，１２ａ…で維持されるので、場合によっては不要と
なるものである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の斜材ケー
ブルの制振方法は、一ザイルを構成する複数本のケーブ
ルの間隔を、式 1.0×Ｄ＜Ｓ＜2.0×Ｄで表わす間隔と
し、若しくは前記ケーブルの間隔Ｓを、式 Ｓ≧6.0×
Ｄ で表わす間隔としたので、上下の空気圧の差を解消
し、または風下ケーブルが後流渦の受けないようにな
り、いずれもウエイクギャロッピングを防止できると云
う優れた効果を奏する。これによって、一定着部に複数
本のケーブルを並設させることが可能となり、ケーブル
単体の軽量化によるプレハブ化に伴う品質の向上若しく
は運送や張設作業や交換作業、更に緊張用ジャッキの小
型化が可能となると云う優れた効果を奏する。

【００３６】一ザイルを構成する複数本のケーブルの間
隔を、主塔と橋桁の間の一部の範囲で所定のケーブル間
隔としたことでも、同様の効果を得ることができるとと
もに、ケーブルの間隔を維持するケーブルバンドやケー
ブルスペーサの使用数が少なくなりケーブル全体の軽量
化となって架設や張設の作業が容易にな作業能率が向上
すると云う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る一部を断面にした平
面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る一部を断面にした平
面図である。

【図３】図１のａ−ａ線に沿う縦断面図である。

【図４】図１の一部を拡大して示す平面図である。

【図５】一ザイルを３本のケーブルとした場合のａ−ａ
線に沿う縦断面図である。

【図６】一ザイルを４本のケーブルとした場合のａ−ａ
線に沿う縦断面図である。

【図７】一ザイルを５本のケーブルとした場合のａ−ａ
線に沿う縦断面図である。

【図８】図２のｂ−ｂ線に沿う縦断面図である。

【図９】図２の一部を拡大して示す平面図である。

【図１０】一ザイルを３本のケーブルとした場合のｂ−
ｂ線に沿う縦断面図である。

【図１１】一ザイルを４本のケーブルとした場合のｂ−
ｂ線に沿う縦断面図である。

【図１２】一ザイルを５本のケーブルとした場合のｂ−
ｂ線に沿う縦断面図である。

【図１３】斜張橋の側面図である。

【図１４】風洞実験装置の概略を示す概略図である。

【図１５】従来例に係るケーブル間隔の、２本の並設ケ
ーブルとした場合を示す説明図である。

【図１６】同従来例に係るケーブル間隔の、３本の並設
ケーブルとした場合を示す説明図である。

【図１７】無次元倍振幅の説明図である。

【図１８】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図１９】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図２０】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図２１】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図２２】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図２３】所定の条件における風速と無次元倍振幅の関
係を示す特性線図である。

【図２４】２本若しくは３本のケーブルを隙間なく束ね
た場合の説明図（イ）、（ロ）である。

【図２５】隙間なく束ねたケーブルを使用しての所定の
条件における風速と無次元倍振幅の関係を示す特性線図
（イ）、（ロ）である。

【図２６】本発明に係るケーブル間隔としたケーブルの
説明図である。

【図２７】同空気の流れを説明する説明図である。

【図２８】同所定の条件における風速と無次元倍振幅の
関係を示す特性線図である。

【図２９】本発明に係るケーブル間隔とした、２本のケ
ーブルの説明図である。

【図３０】本発明に係るケーブル間隔とした、３本のケ
ーブルの説明図である。

【図３１】同所定の条件における風速と無次元倍振幅の
関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ 主塔側の定着部、 ２ 橋桁側の定着部、 ３，４ ケーブル、 １１，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ ケーブルバンド、 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ スペーサ、 １３，１６，１７，１８ ケーブルスペーサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 昭好 東京都千代田区二番町12番地 株式会社エ スイー内 (72)発明者 及川 孝一 東京都千代田区二番町12番地 株式会社エ スイー内 (72)発明者 竹田 哲夫 東京都府中市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜張橋の主塔と橋桁に張架される斜材ケ
   ーブルであって、一ザイルを構成する複数本のケーブル
   の間隔を、 式 1.0×Ｄ＜Ｓ＜2.0×Ｄ （Ｓはケーブルの間隔、Ｄはケーブルの直径）で表わす
   間隔としたことを特徴とする斜材ケーブルの制振方法。
2. 【請求項２】 斜張橋の主塔と橋桁に張架される斜材ケ
   ーブルであって、一ザイルを構成する複数本のケーブル
   の間隔を、 式 Ｓ≧6.0×Ｄ （Ｓはケーブルの間隔、Ｄはケーブルの直径）で表わす
   間隔としたことを特徴とする斜材ケーブルの制振方法。
3. 【請求項３】 一ザイルを構成する複数本のケーブルの
   間隔を、主塔と橋桁の間の一部の範囲で所定のケーブル
   間隔としたことを特徴とする請求項１または２に記載の
   斜材ケーブルの制振方法。