JP2922079B2 - 制振ケーブル - Google Patents

制振ケーブル

Info

Publication number
JP2922079B2
JP2922079B2 JP5063867A JP6386793A JP2922079B2 JP 2922079 B2 JP2922079 B2 JP 2922079B2 JP 5063867 A JP5063867 A JP 5063867A JP 6386793 A JP6386793 A JP 6386793A JP 2922079 B2 JP2922079 B2 JP 2922079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cable
vibration
drag coefficient
damping
concave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5063867A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06272180A (ja
Inventor
北條哲男
山崎伸介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5063867A priority Critical patent/JP2922079B2/ja
Publication of JPH06272180A publication Critical patent/JPH06272180A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2922079B2 publication Critical patent/JP2922079B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B5/00Making ropes or cables from special materials or of particular form
    • D07B5/005Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
    • D07B5/006Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties by the properties of an outer surface polymeric coating
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2501/00Application field
    • D07B2501/20Application field related to ropes or cables
    • D07B2501/2015Construction industries
    • D07B2501/203Bridges

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吊構造用ケーブル例え
ば斜張橋ケーブル,吊橋ハンガー等のケーブル類あるい
は送電線ケーブル等に用いられるものでケーブルに作用
する風荷重の増大を招くことがなく、かつ風・雨による
振動を抑える制振ケーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】斜張橋等の吊構造ケーブルや送電線ケー
ブルには、防食対策として、ポリエチレン被覆された円
形断面を持つケーブルが広く用いられるようになってき
た。ところが円形断面を持つケーブルには、風による微
小振幅を伴う渦励振の他に、雨と風の相互作用により大
振幅で振動するレインバイブレーションが発生する。特
に、ポリエチレン被覆された円形断面ケーブルが傾斜し
て配置された場合、防食被覆部表面に降雨による水路が
形成され易く、ある風速域で発散的な振動が発生し、ケ
ーブル定着部に大きな角変化が生じて大きな曲げ応力や
疲労による破壊が懸念されるためこの振動を抑制する対
策として、以下の従来技術が挙げられる。
【0003】例えば、特開昭63−197703,特
開平1−146006に開示されているようなケーブル
を防食するためポリエチレンからなる防食被覆の全表面
に、図9(a),(b)又は(c),(d)に示すよう
なケーブル3の軸方向全長にわたって数mm程度の高さ
の線状突起7または溝6を設けることにより、防食ケー
ブル周辺の空気流を制御し、レインバイブレーションの
発生原因となる水路の形成を阻止し、振動を抑制する方
式。
【0004】図10に示すように、橋桁9を支持する
多数のケーブル3をワイヤーロープ8により相互に連結
して、ケーブルの見かけの剛度、減衰性能を高めること
により振動を抑制する方式。
【0005】図11に示すように、ケーブル3の定着
部近傍に、オイルダンパーあるいは粘弾性体を利用した
ダンパー類10を取り付けて減衰効果を増加させること
により振動を抑制する方式がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術は以下のような課題があった。
【0007】においては、防食被覆の表面に高さ数m
mで幅が数mm程度の線状突起もしくは溝を設けること
により、ケーブル表面に発生する水路の形成を阻害し、
レインバイブレーションの発現を抑制する方法である
が、この場合水路の形成を阻止するためには、ケーブル
全表面にわたってケーブル径の2〜3%程度の高さの突
起または溝を設けるため、円滑な表面を持つ円形ケーブ
ルに比べるとケーブル断面の抗力係数が著しく増加す
る。このために斜張橋の様な構造物においてはケーブル
に作用する風荷重が増大し、そのため桁や塔の設計断面
が過大となる恐れがある。また架設作業を行うとき、防
食被覆の切り欠き部から亀裂等の損傷が発生するのを防
止しなければならないことや、ケーブル設置時において
ケーブルがねじれることにより溝や突起が回転し、本来
の機能を発揮できない恐れがあるために、製作および架
設上の取扱いに大幅な制限を設定しなければならない問
題点があった。
【0008】においては、ケーブル相互をワイヤーロ
ープにより連結するために、クランプ等の治具によりケ
ーブルを締め付ける必要があるが、ケーブル表面層を構
成しているポリエチレンからなる防食被覆はクリープが
大きい材料であるため締め付け力が弱まり、そのため滑
りに対する十分な安全率を保つには定期的なメンテナン
スが必要となる。また、ケーブルを連結するワイヤーロ
ープは、斜張橋の景観を損ねる。
【0009】においては、制振ダンパーを全ケーブル
に取り付けるため、ケーブル定着部近傍に付属構造物を
設けることが必要となる。また、橋梁が大型化してケー
ブル長が長くなると、橋桁近傍では十分な制振効果が得
られなくなり高い位置に設ける必要が生じて、美観の面
からも好ましくない。
【0010】本発明は、従来技術のようにケーブルに付
加的な部材を取り付けたり、防食被覆の強度特性に大き
な悪影響を与えることもなく、比較的容易に製作可能な
対策でケーブルに作用する風荷重の増大を招くことがな
く、レインバイブレーションの発生を抑制した制振ケー
ブルを提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決する手段および作用】雨と風の相互作用に
より円形の防食ケーブルに発生するレインバイブレーシ
ョンと呼ばれる振動現象は、防食ケーブルの上面および
下面の特定位置にある幅をもった水路の形成が原因と考
えられることから、この水路形成の阻止がレインバイブ
レーション抑制の対策となる。
【0012】水路形成の阻止のために本発明は、防食被
覆の表面に複数の円形状又は多角形状の凹または凸の集
合部を設ける。この凹部または凸部は、ケーブル表面の
滑らかな気流を乱すことにより水路の形成を阻止するこ
とができ、レインバイブレーションの発生を抑制する。
【0013】凹または凸の集合部はケーブル全長にわた
って整列あるいはランダムに多数配置し、その面積の和
が、ケーブルの単位表面積(凹凸部も含めた)に占める
割合が10〜30%の範囲になるようにする。この理由
は、ケーブルに作用する風荷重の増大を招くことがなく
レインバイブレーションを抑制させるためである。レイ
ンバイブレーションの抑制のためには、出来るだけ凹凸
部を多く施した方がよいが、ケーブルの表面の凹凸部が
増加すると平滑な面が減少しその結果、抗力係数が増加
して風荷重が増大する。円断面の抗力係数は平滑な表面
を持つ形状が最も小さく、直径が10〜20cmのケー
ブルの場合風速が50m/s程度では、抗力係数CD
0.5〜0.6である。ケーブルの表面に溝または突起
を施した場合、その程度が大きいほど、また加工面積が
広いほど平滑な表面からの変形が大きくなり、その結果
抗力係数は大きくなり、従来例ではCD =1.2を示す
ものもある。本発明ではケーブル表面への凹凸加工面積
を10%〜30%と小さくして、抗力係数の増加の抑制
を図ったもので風速50m/sでも抗力係数CD は約
0.6で凹凸のない円断面とほぼ同等である。従って、
従来の表面に溝又は突起を設け従来の制振ケーブルの抗
力係数1.0〜1.2に比べ、ケーブルへの風荷重を大
幅に低減させしかもレインバイブレーションの発生も抑
制できるものである。
【0014】また、本発明ではケーブル表面に形成する
凹凸は単独ではなく、複数のものを集合部として配置し
ている。これは空気流の乱流作用をより効果的に行わせ
しめるためである。
【0015】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示すものであ
り、ケーブル素線1の集合体からなるケーブルの表面
に、ポリエチレンからなる防食被覆2が施され、その防
食ケーブル3の被覆部表面に楕円形の凹部4aを複数
(3ケ)集合した集合部4を整列配置したものである。
【0016】図2は凹部の形状例の詳細を示す。
【0017】ケーブル外径140mmの表面に7mm×
12mmの楕円形状凹部4a3個を1集合体とし、ケー
ブル軸方向に45度の角度を持って直交するように配置
したもので、ケーブルの単位表面積に対応する凹部の面
積の和は約15%である。1個の凹部は大きくすると乱
流効果が減少して制振効果が得にくくなるため、小さく
して複数個集めた集合部4を形成したもので、凹部4a
1個の面積は約70mmm2 とケーブル断面積の0.4
%程度としてこれを3個配置したものを1つの集合部4
とした。
【0018】また、凹部4aの深さはケーブル径の2〜
3%以上になると、凹部のケーブル表面積に占める割合
増とともに抗力係数が増加するため、ケーブルに作用す
る風荷重が増加してしまう。このため制振効果が得られ
かつ抗力係数が増加しない範囲とするため、凹部4aの
深さは1〜1.5mmとケーブル径の約1%以下とし、
前記の通り、凹部のケーブル表面積に占める割合を15
%とした。
【0019】図3は本発明の第2の実施例を示すもので
あり、ケーブル素線1の集合体からなるケーブルの表面
に、ポリエチレンからなる防食被覆2が施され、その防
食ケーブル3の被覆部表面に円形状の凸部5aを複数
(6ケ)集合した集合部5を整列配置したものである。
【0020】図4は凸部5aの形状の詳細を示す。
【0021】ケーブル外径140mmの表面に直径6m
mの円形状凸部5a6個を1集合体として、ケーブル軸
方向に45度の角度を持って直交するように配置したも
のである。この場合、ケーブル単位表面積に対応する凸
部の面積の和は12%である。1個凸部の面積は約30
mm2 とケーブル断面積の0.2%程度としてこれを6
個配置したものを1つの集合部とした。凸部の突起の高
さは1〜1.5mmとケーブル径の約1%程度とした。
【0022】図5及び図7は本発明の前記第1実施例と
第2実施例および従来例の風洞実験結果を示す。図5に
おいて、円滑な表面を持つ無対策のケーブルは、降雨条
件の場合、風速9〜10m/s程度で発散的な振動即ち
レインバイブレーションが発生するが、本発明の第1実
施例及び第2実施例のケーブルではレインバイブレーシ
ョンは全く発生しない。一方、図6に示すように1個の
凹部または凸部の面積が約230mm2 (ケーブル断面
積の約1.5%)と大きくし、単独配置した従来例の場
合は、15m/s以上になると乱流効果が減少してレイ
ンバイブレーションが発生した。
【0023】図7は本発明における凹凸形状と抗力係数
D の関係を実験したものでケーブル径の1%の凹また
は凸部の深さ(高さ)の円形状の表面加工面積を変化さ
せて、抗力係数を測定した結果を示したものである。こ
れによれば、ケーブル表面への加工度が単位表面積に対
応する凹または凸部の面積の和が30%以下では抗力係
数CD の減少がみられ、20%以下では凹凸のない円形
断面の抗力係数0.5とほぼ同等となる。また、円形断
面はレイノルズ数の影響を受け、その凹凸の度合いによ
り抗力係数が大きく変化することが知られている。図8
は平滑なケーブルと従来の制振ケーブルおよび本発明の
制振ケーブルのレイノルズ数に対する抗力係数CD を比
較して表したものである。表面が円滑な無対策のケーブ
ルは低レイノルズ数域では、抗力係数CD は1.2であ
り、3〜4×105 で限界レイノルズ数に達し、それ以
降抗力係数はやや増加して設計風速50m/s領域に相
当するレイノルズ数5.5×105 において抗力係数C
D は0.52となった。
【0024】前記の本発明の実施例1及び第2実施例で
は限界レイノルズ数は1×105 程度となり、その後抗
力係数の増加は認められず、設計風速50m/s領域に
相当するレイノルズ数5.5×105 において抗力係数
D は0.63となった。従って、橋梁の設計上風荷重
を算出するためのケーブルの抗力係数CD は、本発明の
実施例では平滑な断面に比べてもわずかに増加するのみ
である。
【0025】一方、これまで制振対策を行った図9に示
すような断面の従来例の制振ケーブルでは、形状変化が
大きいため4〜5×104 で限界レイノルズ数に達し、
風速50m/sでは抗力係数CD は1.2となり、抗力
係数は本発明の制振ケーブルまたは平滑な表面を持つ無
対策ケーブルの約2倍以上となる。従って、このような
断面形状では制振ケーブル設計風荷重が過大となる恐れ
があり、レインバイブレーションの制振効果は得られて
も合理的な橋梁の設計とならない。
【0026】以上、ケーブルの防食被覆がポリエチレン
樹脂からなる場合についての実施例を示したが、ケーブ
ルの表面がフッ素樹脂で被覆された場合本発明を適用し
ても、同様の効果が得られる。
【0027】また、本発明における凹凸の形状は円形,
楕円形の他6角形、4角、5角形等の多角形でも同様の
効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、ケーブル1の表面の防
食被覆2に、複数の円形状あるいは多角形状の凹または
凸部の集合部をケーブルの単位表面積に対応する凹また
は凸部の面積の和が10〜30%の範囲になるよう多数
形成し配置することにより、防食ケーブル表面上に、雨
と風の相互作用によって生じる水路の形成を阻止し、そ
れが原因で発生するレインバイブレーション発生を抑制
することができ、かつケーブル表面形状の変化に伴う抗
力係数の増加を招くことがなく、平滑な円断面とほぼ同
程度の抗力係数に抑えることができる。これにより、他
の制振ケーブルと比べるとケーブルへの風荷重を大幅に
低減でき、橋梁の合理的な設計が可能となる。特に、長
大斜張橋の場合、多数のケーブルが密に配置されるた
め、桁の橋軸直角方向の耐荷力はケーブルに生じる風荷
重に支配されるため、ケーブルの低抗力化は橋梁の設計
上きわめて有効である。
【0029】また、橋梁が長大化するとケーブル長も長
くなるため、減衰装置の取り付けによる効果は少なくな
り、空力的な対策が有効となる。本発明による空力的な
対策を用いれば構造を付加する必要もなく、美観を損な
うこともない。
【0030】以上のように、本発明は制振機能を持ち、
ケーブルに作用する風荷重を低減させ、優れた効果を発
揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例でケーブル表面に楕円形の
凹部を配置した制振ケーブルを示す図。
【図2】本発明の第1実施例の凹部の形状詳細を示す
図。
【図3】本発明の第2実施例でケーブル表面に円形の凸
部を配置した制振ケーブルを示す図。
【図4】本発明の第2実施例の凸部の形状詳細を示す
図。
【図5】レインバイブレーション風洞実験結果を示す
図。
【図6】風洞実験に用いた従来制振ケーブルの表面凹凸
の形状詳細を示す図。
【図7】表面加工面積と抗力係数の関係をグラフ。
【図8】本発明と従来例の制振ケーブルおよび無対策ケ
ーブルとレイノルズ数の関係をグラフ。
【図9】従来技術による制振ケーブル断面を示す図で
(a)は斜視図、(b)は一部拡大図、(c)は他の例
の斜視図、(d)は一部拡大図。
【図10】ワイヤロープ張り渡しによる制振法の従来技
術を示す図。
【図11】減衰装置取り付けによる制振法の従来技術を
示す図。
【符号の説明】
1…ケーブル素線 2…防食被覆 3…ケーブル 4…凹部集合部 4a…凹部 5…凸状集合部 5a…凸部 6…溝 7…突起 8…ワイヤーロー
プ 9…桁 10…減衰装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D07B 1/00 - 1/16 E01D 1/00 E01D 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面の防食被覆に凹凸状の加工が施され
    ている空中懸架ケーブルにおいて、防食被覆表面に複数
    の円形または多角形状の凹または凸の集合部を、ケーブ
    ルの単位表面積に対応する凹または凸の面積の和が10
    〜30%の範囲内になるように多数形成したことを特徴
    とする制振ケーブル。
  2. 【請求項2】 ケーブル表面の防食被覆がポリエチレン
    樹脂またはフッ素樹脂からなる請求項1記載の制振ケー
    ブル。
JP5063867A 1993-03-23 1993-03-23 制振ケーブル Expired - Lifetime JP2922079B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5063867A JP2922079B2 (ja) 1993-03-23 1993-03-23 制振ケーブル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5063867A JP2922079B2 (ja) 1993-03-23 1993-03-23 制振ケーブル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06272180A JPH06272180A (ja) 1994-09-27
JP2922079B2 true JP2922079B2 (ja) 1999-07-19

Family

ID=13241692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5063867A Expired - Lifetime JP2922079B2 (ja) 1993-03-23 1993-03-23 制振ケーブル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2922079B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4894045B2 (ja) * 2007-07-02 2012-03-07 北海道電機株式会社 絶縁電線
IN2014KN02894A (ja) * 2012-06-28 2015-05-08 Univ Danmarks Tekniske

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06272180A (ja) 1994-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI620851B (zh) 包括纜線及複數列板的結構及拉力元件及用以減低雨水及風在一纜線造成振動的方法
US20100314811A1 (en) Method For Improving The Stability Against Vibrations Of A Stay Cable
JP3476198B2 (ja) 吊り橋における橋桁の吊持方法
JP2922079B2 (ja) 制振ケーブル
KR100674594B1 (ko) 사장교 케이블의 진동저감유니트 및 그 진동저감방법
JPH0849215A (ja) 吊橋のケーブル構造
JP2898205B2 (ja) 制振ケーブル
KR20100076140A (ko) Mr유체 케이블 및 그 시스템
JP2923186B2 (ja) 制振ケーブル
JP6723805B2 (ja) ケーブル制振用被覆材及びケーブルの制振性能付与方法
CN207672430U (zh) 直径120mm热挤聚乙烯半平行钢丝斜拉索双螺旋线结构
Wardlaw Wind effects on bridges
JPH11350420A (ja) ケーブルの耐風制振方法とその構造
JPH01146006A (ja) 斜張橋ケーブル空力不安定振動総合制振装置
JP2001193013A (ja) 端箱桁橋梁
JPH04202870A (ja) レインバイブレーションの発生を抑制した防食ケーブル
AU5196001A (en) Overhead cable
JPS6260512B2 (ja)
JPH0571104A (ja) 架設ケーブルの外套保護管
JPH0841823A (ja) 架設ケーブルの外套保護管
JP2936087B2 (ja) 橋梁用ケーブル
JP2771774B2 (ja) 定着装置
JPH0835207A (ja) 斜張橋ケーブルの制振構造
CN219080079U (zh) 一种抑制干索驰振的斜拉索
JP2850662B2 (ja) 斜張橋における斜材ケーブルの制振装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990323

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090430

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 11

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100430

Year of fee payment: 11

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430

Year of fee payment: 12

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110430

Year of fee payment: 12

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120430

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 14