JP2001254312A - 斜張橋ケーブルの制振装置 - Google Patents
斜張橋ケーブルの制振装置Info
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Abstract
制振作用を得る。 【構成】本発明に係る斜張橋ケーブルの制振装置1は、
伸張制限機構である伸縮機構2を斜張橋ケーブル3と該
斜張橋ケーブルで引張支持されている桁7との間に介在
させてある。ここで、伸縮機構2は、連結要素4a、4
bが相互に回動することによって全長が可変となるとと
もに、各連結要素4a、4b相互の取合い角度が180
度、すなわち各連結要素4が一直線上に並んだときの長
さが設定最大長さとなり、該設定最大長さを超えるよう
な伸張方向の強制変形は拘束されることとなる。かかる
設定最大長さは、斜張橋ケーブル3の自励振動の成長が
抑制されるように設定しておく。
Description
に発生する風振動を抑制するのに用いられる斜張橋ケー
ブルの制振装置に関する。
ら斜めに張ったケーブルで弾性的に支持する構造であ
り、吊り橋と同様、主要部材にケーブルを用いている関
係上、耐風安定性については十分な確認が必要となる。
いために風による振動が発生しやすく、特に、並列ケー
ブルには、ウェイクギャロッピングと呼ばれる振幅の大
きな振動が発生しやすいことはよく知られているところ
である。
ロッピングをはじめとした斜張橋ケーブルの振動を抑制
すべく、さまざまな制振対策が研究開発されており、そ
の代表的なものとして、粘性体や高減衰ゴムを利用した
ダンパーがあるが、かかるダンパーでは、振幅が小さい
間はともかく、大振幅になればなるほど、またケーブル
長が長くなればなるほど減衰力が急激に小さくなるとい
う欠点があり、温度依存性の問題とともに斜張橋ケーブ
ルの制振装置として適用するにはどうしても限界があっ
た。
モードを変化させ、そのときに発生する減衰力を利用し
て斜張橋ケーブルの振動を抑制しようとする研究も行わ
れている。
さい間は、制振作用が全く期待できないとともに、永久
磁石を用いる関係上、過酷な環境下での耐久性や作動の
信頼性についても検討の余地があった。
たもので、振幅の大小に関わらず十分な制振作用を得る
ことが可能な斜張橋ケーブルの制振装置を提供すること
を目的とする。
め、本発明に係る斜張橋ケーブルの制振装置は請求項1
に記載したように、伸張方向の強制変形に対し設定最大
長さを限度として全長が可変に構成された伸張制限機構
を斜張橋ケーブルと該斜張橋ケーブルで引張支持されて
いる桁との間に介在させてなり、前記設定最大長さを、
前記斜張橋ケーブルの自励振動の成長が抑制されるよう
に設定したものである。
装置は、前記伸張制限機構を複数の連結要素がそれらの
端部にて回動自在となるように順次連結されてなる伸縮
機構で構成したものである。
装置は、前記連結要素のうち、互いに隣接する連結要素
の各連結部位に摩擦面をそれぞれ設けるとともに、該摩
擦面を回動方向に摺動自在となるように互いに当接させ
たものである。
おいては、斜張橋ケーブルと該斜張橋ケーブルで引張支
持されている桁との間に伸張制限機構を介在させる。
変形に対し設定最大長さを限度として全長が可変に構成
してあるが、かかる設定最大長さについては、斜張橋ケ
ーブルの自励振動の成長が抑制されるように設定する。
が作用しない限り、減衰力によって時間経過とともに振
幅が小さくなるのが一般的であるが、構造物がそれに接
している流体の流れによって振動する場合には、流体力
に加えて振動応答に支配された自励力が付加され、負の
流体減衰力による自励振動が発生する。すなわち、振動
に伴う自励力がその振動をさらに増長するように作用す
る循環現象が発生し、曲げ振動においてはギャロッピン
グ、ねじり振動においてはねじれフラッターという形で
顕れる。
を受けたとき、該斜張橋ケーブルには、両端を固定端と
した振動が発生するとともに自励振動によってその振幅
が増大するが、本発明においては、斜張橋ケーブルと桁
との間に伸張制限機構を介在させてあって、斜張橋ケー
ブルの振動が該伸張制限機構の設定最大長さに相当する
振幅に達したとき、伸張制限機構の全長が固定され、斜
張橋ケーブルは、端部の固定点が該伸張制限機構の取付
け箇所にシフトされた状態の振動モードに移行する。そ
して、かかる振動モードの移行に伴って、斜張橋ケーブ
ルには高次モードの振動が発生し、斜張橋ケーブルの振
動エネルギーは、高次振動モードの減衰という形で消費
され、かくして、斜張橋ケーブルの振動は、自励振動と
して成長することなくすみやかに収斂する。なお、振幅
が減少した結果、斜張橋ケーブルの振幅が伸張制限機構
の設定最大長さに相当する振幅を下回ると、斜張橋ケー
ブルは、伸張制限機構から拘束されなくなって端部の固
定点が再び元の場所にシフトし、以下、上述した作用を
繰り返すこととなる。
形に対し設定最大長さを限度として全長が可変に構成さ
れたものである限り、その構成をどのようにするかは任
意であるが、例えば、かかる伸張制限機構を複数の連結
要素がそれらの端部にて回動自在となるように順次連結
されてなる伸縮機構で構成することが考えられる。ま
た、一般的な摩擦ダンパーや粘性ダンパーのストローク
長を改良して本発明の伸張制限機構とすることもでき
る。なお、伸張制限機構を上述した伸縮機構とした場合
には、設定最大長さを例えば、各連結要素相互の取合い
角度が180度、すなわち各連結要素が一直線上に並ん
だ状態の長さとすることができる。
で斜張橋ケーブルが振動する際、伸縮機構は、その連結
要素が相互に回動することによって該ケーブルの振動に
追従することとなるが、かかる連結要素のうち、互いに
隣接する連結要素の各連結部位に摩擦面をそれぞれ設け
るとともに、該摩擦面を回動方向に摺動自在となるよう
に互いに当接させたならば、連結要素の回動動作に伴っ
て摩擦減衰が発生するため、伸張制限機構が作動しない
小さな振幅での斜張橋ケーブルの振動に対しても、摩擦
減衰の形で振動エネルギーを減衰させることが可能とな
る。
ルが並列ケーブルに限定されるものではないことは言う
までもない。
ルの制振装置の実施の形態について、添付図面を参照し
て説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。
の制振装置を示した全体図である。同図でわかるよう
に、本実施形態に係る斜張橋ケーブルの制振装置1は、
伸張制限機構である伸縮機構2を斜張橋ケーブル3と該
斜張橋ケーブルで引張支持されている桁7との間に介在
させてある。
a、4bがそれらの端部にて回動自在となるように順次
連結して構成するとともに、その下端では桁7の取付部
5に、上端では斜張橋ケーブル3の取付部6にそれぞれ
ヒンジ接合してあり、かかる構成においては、連結要素
4a、4bが相互に回動することによって全長が可変と
なるとともに、各連結要素4a、4b相互の取合い角度
が180度、すなわち各連結要素4が一直線上に並んだ
ときの長さが設定最大長さとなり、該設定最大長さを超
えるような伸張方向の強制変形は拘束されることとな
る。
の自励振動の成長が抑制されるように設定しておく。
位を詳細に示したものである。同図でわかるように、連
結要素4bの端部には内周面11に摩擦面が形成された
中空円筒部12を固着してあるとともに、連結要素4a
の端部に設けられたブラケット部13、13間には外周
面14に摩擦面が形成された円筒部15を固着してあ
り、該円筒部の摩擦面と中空円筒部12の摩擦面とが回
動方向(図2(a)の矢印方向)に摺動自在となるように
円筒部15を中空円筒部12の内部に嵌め込んで互いに
当接させてある。
擦面は、所定の摩擦材を貼り付けるようにしてもよい
し、中空円筒部12の内周面や円筒部15の外周面に凹
凸を形成して構成してもよい。
置1においては、斜張橋ケーブル3が風による流体力を
受けたとき、該斜張橋ケーブルには、両端を固定端とし
た振動が発生するとともに自励振動によってその振幅が
増大しようとするが、本実施形態においては、斜張橋ケ
ーブル3と該斜張橋ケーブルで引張支持されている桁7
との間に伸張制限機構である伸縮機構2を介在させてあ
る。
い間は、伸縮機構2が斜張橋ケーブル3の動きに追従す
るように伸縮するが、斜張橋ケーブル3の振動が図3
(a)に示すように伸縮機構2の設定最大長さLに相当す
る振幅に達したとき、伸縮機構2の全長がLに固定さ
れ、斜張橋ケーブル3の振動モードは、伸縮機構2が未
だ設定最大長さLに達していないときの両端を固定点と
した振動モード(図3(b))から、一方の端部の固定点
が伸縮機構2の取付け箇所にシフトされた状態の振動モ
ード(図3(c))に移行する。
て、斜張橋ケーブル3には高次モードの振動が発生し、
斜張橋ケーブル3の振動エネルギーは、高次振動モード
の減衰という形で消費され、かくして、斜張橋ケーブル
3の振動は、自励振動として成長することなくすみやか
に収斂する。
ル3の振幅が伸縮機構2の設定最大長さLに相当する振
幅を下回ると、斜張橋ケーブル3は、伸縮機構2から拘
束されなくなって端部の固定点が図3(b)に示すように
再び元の場所にシフトし、以下、上述した作用を繰り返
すこととなる。
内で斜張橋ケーブル3が振動する際、伸縮機構2は、そ
の連結要素4a、4bが相互に回動することによって該
ケーブルの振動に追従することとなるが、円筒部15の
外周面に形成された摩擦面と中空円筒部12の内周面に
形成された摩擦面が連結要素4a、4bの回動動作に伴
って互いに摺動して摩擦減衰が発生する。
な振幅での斜張橋ケーブル3の振動に対しても、摩擦減
衰の形で振動エネルギーが減衰する。
張橋ケーブルの制振装置1によれば、斜張橋ケーブル3
と桁7との間に伸張制限機構である伸縮機構2を介在さ
せたので、斜張橋ケーブル3の振動が所定の振幅に達し
たとき、その振動モードを変化させ、その際に発生する
高次モードの振動によって、斜張橋ケーブル3の振動エ
ネルギーを速やかに消費させることが可能となる。
して成長させることなくすみやかに収斂させることがで
きる。そして、永久磁石を用いた従来の制振装置とは異
なり、過酷な環境下でも長期間にわたって確実な作動性
と耐久性が期待できる。
制振装置1によれば、伸縮機構2の設定最大長さLの限
度内で斜張橋ケーブル3が振動する際、連結要素4a、
4bの回動動作に伴って円筒部15の外周面に形成され
た摩擦面と中空円筒部12の内周面に形成された摩擦面
が互いに摺動し摩擦減衰が発生する。
な振幅での斜張橋ケーブル3の振動に対しても、摩擦減
衰の形で振動エネルギーを減衰させることが可能とな
る。
ブルの制振装置1によれば、斜張橋ケーブル3の振幅が
小さいときには摩擦減衰により、振幅が大きいときには
かかる摩擦減衰に加えて振動モード変化に伴う減衰によ
り、斜張橋ケーブル3の振動を減衰させることができる
ため、さまざまな種類や大きさの振動に適応することが
可能となる。
結要素4a、4bがそれらの端部にて回動自在となるよ
うに順次連結して構成するとともに、その下端では桁7
の取付部5に、上端では斜張橋ケーブル3の取付部6に
それぞれヒンジ接合して構成したが、例えば図4に示す
ようにパンタグラフ状に構成してもよい。
いの中心にてヒンジ接合された複数の連結要素22a、
22bがそれらの端部にて回動自在となるように順次連
結して構成するとともに、その下端では連結要素23を
介して桁7の取付部5に、上端では連結要素23を介し
て斜張橋ケーブル3の取付部6にそれぞれヒンジ接合し
てある。
については伸縮機構2と実質的に同一であり、その説明
についてはここでは省略する。
ケーブルの制振装置によれば、斜張橋ケーブルと桁との
間に伸張制限機構を介在させたので、斜張橋ケーブルの
振動が所定の振幅に達したとき、その振動モードを変化
させ、その際に発生する高次モードの振動によって、斜
張橋ケーブルの振動エネルギーを速やかに消費させるこ
とが可能となる。そのため、斜張橋ケーブルを自励振動
として成長させることなくすみやかに収斂させることが
できる。
全体図。
構成する伸縮機構の詳細図であり、(a)は該伸縮機構の
連結部位の詳細図、(b)はA―A線に沿う断面図。
作用を示した図。
図。
置 2 伸縮機構(伸張制限機
構) 3 斜張橋ケーブル 4a、4b 連結要素 7 桁
Claims (3)
- 【請求項1】 伸張方向の強制変形に対し設定最大長さ
を限度として全長が可変に構成された伸張制限機構を斜
張橋ケーブルと該斜張橋ケーブルで引張支持されている
桁との間に介在させてなり、前記設定最大長さを、前記
斜張橋ケーブルの自励振動の成長が抑制されるように設
定したことを特徴とする斜張橋ケーブルの制振装置。 - 【請求項2】 前記伸張制限機構を複数の連結要素がそ
れらの端部にて回動自在となるように順次連結されてな
る伸縮機構で構成した請求項1記載の斜張橋ケーブルの
制振装置。 - 【請求項3】 前記連結要素のうち、互いに隣接する連
結要素の各連結部位に摩擦面をそれぞれ設けるととも
に、該摩擦面を回動方向に摺動自在となるように互いに
当接させた請求項2記載の斜張橋ケーブルの制振装置。
Priority Applications (1)
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JP2000066233A JP4332976B2 (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | 斜張橋ケーブルの制振装置 |
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