JP2923186B2

JP2923186B2 - 制振ケーブル

Info

Publication number: JP2923186B2
Application number: JP5288638A
Authority: JP
Inventors: 哲示山上; 明信岸; 通斎藤; 勝松本; 正彦北沢
Original assignee: HANSHIN KOSOKU DORO KODAN; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: HANSHIN KOSOKU DORO KODAN; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: JPH07119058A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、斜張橋ケーブルの斜ケ
ーブルに適用される制振ケーブルに関する。なお、ニー
ルセン橋のストランドや、吊橋のストランドにも適用可
能である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、斜張橋は、図６に示すように、
橋桁11が主塔12から斜めに設置された複数のケーブル13
によって吊り下げられて構成されている。そして、ケー
ブル13は、図７あるいは図８に示すように、鋼製の素線
をパラレル又はセミパラレル状に束ねたストランド14
と、そのストランド14を保護するために、その外周に被
覆した高密度ポリエチレン15とによって構成されてい
る。なお、図中符号16は防錆材、符号20はスペーサスト
ランドをそれぞれ示している。

【０００３】ところで、このようなケーブル13は、雨を
含む風が吹いたとき、ケーブル13の上部および下部に表
面の雨滴が集まり、定常的な水路を形成する。この水路
の形成により風の剥離点が振動を生じる位置に固定され
ると同時に、斜ケーブル自体が持つ不安定性を増幅する
ため、レインバイブレーション（雨と風による振動）が
発生する。この振動を抑制するため、従来、図９に示す
ように、ケーブル13同志をワイヤ17で結合させたり、図
10に示すように、橋桁11あるいは主塔12のケーブル定着
部に粘性ダンパ18を設置したりして、制振していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワイヤ17で
ケーブル13同志を結合する場合、図11に示すように、ケ
ーブル13の中央付近にケーブルバンド19を介して固定す
ることが必要となり、そのため被覆部に外力が作用し、
高密度ポリエチレン15が損傷する危険性がある。また、
振動が数種類のモードで発生するため、全ての振動が抑
制できない。さらに、外観、美観を損なうなどの問題点
がある。

【０００５】また、ダンパー18を設置した場合も上記と
同様にケーブル損傷の可能性があるほか、ケーブル13の
定着部付近の構造が複雑になると共に、定着部付近にダ
ンパー18を設置するため、ダンパー効果が小さく振動を
効果的に抑制できないなどの問題点もある。これら問題
点を解決するため、特開昭63-197703号公報により、素
線を束ねたストランド外周に捲装されたラッピング材
に、筋状または瘤状突起物を設けることが提案されてい
る。

【０００６】ところが、ラッピング材に筋状あるいは瘤
状の突起を設ける場合、設置位置、本数、寸法、角度等
の条件によっては、逆に振動を誘発する要因となるた
め、その条件設定が必要となる。このことは、例えば図
１２に示す実験データより明らかである。すなわち、図
１２は、断面形状が円形のケーブルａに突設される突条
ｂの風の吹付け方向に対する角度εを変えたときの、風
速（横軸）と増幅度（縦軸）との関係を示すもので、こ
の図より突条ｂを突設する位置が増幅度に影響を与える
ことを読み取ることができる。

【０００７】また、図13(a)〜(c)に示す実験も行なわれ
た。すなわち、図13(a)に示すように、トリップワイヤ
Ｃを巻き付けた円柱模型ｄの風胴実験では、ワイヤの直
径ｄと円柱の直径Ｄの比率が0.066および0.10の場合
で、しかもθ＝30°に３本、４本または６本巻き付けた
場合は、規則的な渦を完全に消すことができた。しか
し、トリップワイヤの数が７本以上になった場合、およ
びワイヤを円柱に平行（θ＝０°）に取付けた場合に
は、渦は規則的に生起しており、その効果は表われなか
った。

【０００８】また、平板ｅを円柱ｄの表面に真直に沿わ
せた図13（ｂ）の場合は、平板ｅの高さｈを円柱直径Ｄ
の10％として６枚を平行に取付けたが、ほとんど効果は
表われなかった。しかし図13(c)のように、ある長さご
とに位置をずらせて短尺平板ｆを取付けた場合には、効
果が認められた。また、平行突起を60°間隔で設置した
場合、断面が六角形に近い形となり、ギャロッピングが
生じることも実験により判明した。

【０００９】また、ケーブルを保護する目的で被覆され
たラッピング材そのものに突起を設けることにより、施
行時や供用後にクラック等の損傷を生じ易くする可能性
がある。本発明は、従来の制振ケーブルにおける上述の
問題点の解決をはかった制振ケーブルを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の制振ケーブルは、固定部材間に張設される
ケーブルにおいて、素線を束ねて形成したストランドの
複数本をより合わせて構成されたケーブル芯材と、同芯
材を被覆する高密度ポリエチレン層とをそなえ、同ポリ
エチレン層の外周が高密度ポリエチレンの外層で被覆さ
れるとともに、同外層の外周に上記ケーブルの軸線方向
に沿った複数の平行突起が設けられ、同平行突起が、ピ
ッチを28〜32°、高さを３〜７mm、幅を９〜13mmに設定
されていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上述の本発明の制振ケーブルでは、外層の外周
に、ケーブルの軸線方向に沿って設けた複数の平行突起
が、ケーブル表面に雨滴が集中するのを防止するととも
に、平行突起の存在によりケーブル周囲の空気流れが制
御され、振動の誘発を抑制する作用を行なう。このこと
は実験により確認されている。また、ケーブル芯材の被
覆を二重構造とし、かつ外層の外周に平行突起を設けた
ことにより、平行突起に対する外部からの損傷に対し
て、表面の損傷が大部まで拡大するのを防止でき、ケー
ブルの防錆作用が行なわれる。

【００１２】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
制振ケーブルについて説明すると、図１，図２は制振ケ
ーブルの断面図、図３は作用を説明するため制振ケーブ
ルの断面図、図４，図５は実験データを示すグラフであ
る。

【００１３】この実施例の制振ケーブルも、橋桁を主塔
から斜めに吊り下げて斜張橋を構成するもので、図１，
２において、符号１はストランドを示していて、複数本
のストランド１をより合わせてケーブル芯材10が形成さ
れている。この芯材10の外側は、高密度ポリエチレン層
で被覆されていて、内層２を形成している。さらに、内
層２の外側には高密度ポリエチレンでなる外層３で被覆
されている。外層３には、ほぼ矩形状の断面を有し制振
ケーブルの軸線に対して平行な複数の平行突起４が所定
のピッチ、高さ、幅で設けられていて、制振ケーブル５
を構成している。

【００１４】次に、上述の構成の制振ケーブルについて
行なった実験例を説明する。［実験１］実験に使用したケーブル５の各部寸法を図
１，図２に示す。すなわち、内層２の外径をそれぞれ14
5mm，180mmとし、その外側の外層３に、頂点より30°の
ピッチで突起４を12本設けた。突起４の幅は11mm、高さ
は５mm、外層３の膜厚は４mmとした。なお、内層２の膜
厚は10.5mmとした。実験は、ケーブル５を懸吊しこれに
直接雨、風を吹きつけた（図３参照）。このときの風速
は約３m/s〜24m/s，雨量は20mm/hとした。この実験の結
果、平行突起４により雨滴６が途中で分断され、集中し
た水路の形成は見受けられなかった。

【００１５】図４(a)は、突起がない場合におけるケー
ブルの振動（振幅）を縦軸にとり、横軸に風洞風速（m/
s）をとって、実験結果を示したものであり、また図４
(b)は、この実施例のケーブル５の振動（振幅）を縦軸
にとり、横軸に風洞風速（m/s）をとって、実験結果を
示したものであって、図４(a)，図４(b)のグラフは、突
起がない場合、風速９〜16m/sの範囲で発生していた振
動をこの実施例のケーブルでは抑えることができる、と
いうことを示している。なお、図４(a)，図４(b)中の各
記号は、図５に示すとおりである。

【００１６】［実験２］突起４（12箇所）のピッチを
28〜32°，高さ３〜７mm，幅９〜13の範囲で変化させ、
上記と同条件で実験した。その結果雨滴の集中もなく、
振動も実験１と同程度であった。

【００１７】［実験３］突起４の高さを５，10，15mm
で凹凸をつけ、他は実験１と同条件で実験した。その結
果、雨滴が集中する10，15mmの部分にクラック（隅部）
が見受けられた。このクラックは、外層３でとまってい
た。

【００１８】なお、本発明の制振ケーブルにおいて、外
層の外面に突設する突条を平行突起としたのは、主とし
て次の理由による。すなわち、ケーブルは、製作時に素
線を平行に束ね、その上から高密度ポリエチレン管を押
出し形成して形成される。このとき、ケーブルは常に一
直線に移動しているため、平行突起が最も製作し易い。
また、ケーブルの全断面で、制振効果を得るために突起
は平行であることで必要ある。また、熱影響をさけるた
め、外層は薄くした方が良く、したがって外層に溝を形
成するよりは突起を設ける方が、製作がやさしい。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の制振ケー
ブルによれば、次のような効果が得られる。 (1) 制振ケーブルの表面に、同ケーブルの軸線方向に沿
って複数の平行突起を設け、この平行突起を、そのピッ
チを28〜32°，高さを３〜７mm，幅を９〜13mmに設定し
たことにより、制振ケーブル表面に雨滴の集中するのが
防止できるほか、制振ケーブル周囲の空気流れが制御さ
れて不安定な振動の発生を抑制できる（実験の結果によ
る）。 (2) 制振ケーブルの被覆を二重構造とし、かつ外層に平
行突起を設けたことにより、平行突起に対する外部から
の損傷が内部まで拡大するのを防ぐことができ、ケーブ
ルの防錆上有利である。 (3) 制振ケーブルにおいて、被覆外層（防食被覆）の表
面に、例えば数mmないし十数mmの幅の突起（もしくは
溝）のように、防食被覆に見かけ上の大きな切り欠きを
設けたものでは防食被覆の持つ収縮力に対し応力集中点
が生じて亀裂が入るおそれがあるが、本発明の制振ケー
ブルではそのようなおそれはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての制振ケーブルの断面
図。

【図２】同変形例の断面図。

【図３】同作用を説明するための断面図。

【図４】(a) 同実験結果を示すグラフ。 (b) 同実験結果を示すグラフ。

【図５】図４(a)，(b)中の各記号の説明図。

【図６】一般的な斜張橋の側面図。

【図７】従来のケーブルの断面図。

【図８】従来の他のケーブルの断面図。

【図９】従来のケーブル振動抑制手段を施した斜張橋の
側面図。

【図10】従来の他のケーブル振動抑制手段を施した斜張
橋の側面図。

【図11】図９の要部を拡大して示す側面図。

【図12】従来の制振ケーブルの制振性能実験データを示
すグラフ。

【図13】(a) 同第１の実験用制振ケーブルの正面図
（左）と側面図（右）。 (b) 同第２の実験用制振ケーブルの正面図（左）と側面
図（右）。 (c) 同第３の実験用制振ケーブルの正面図（左）と側面
図（右）。

【符号の説明】

１，14 ストランド２内層３外層４平行突起５制振ケーブル６雨滴 10 ケーブル芯材 11 橋桁 12 主塔 13 ケーブル

フロントページの続き (72)発明者岸明信神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者斎藤通長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者松本勝京都府宇治市木幡御蔵山45の33 (72)発明者北沢正彦大阪府吹田市山田西４丁目６−１−205 (56)参考文献特開平４−202870（ＪＰ，Ａ) 特開平６−272180（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118406（ＪＰ，Ａ) 特開平４−62207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D07B 1/00 - 5/00 E01D 1/00 E01D 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部材間に張設されるケーブルにおい
て、素線を束ねて形成したストランドの複数本をより合
わせて構成されたケーブル芯材と、同芯材を被覆する高
密度ポリエチレン層とをそなえ、同ポリエチレン層の外
周が高密度ポリエチレンの外層で被覆されるとともに、
同外層の外周に上記ケーブルの軸線方向に沿った複数の
平行突起が設けられ、同平行突起が、ピッチを28〜32
°、高さを３〜７mm、幅を９〜13mmに設定されているこ
とを特徴とする、制振ケーブル。