JP6723805B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、例えば斜張橋等に用いられるケーブルに対して制振性能を付与するケーブル制振用被覆材及びケーブル制振用棒材、並びにその制振性能付与方法に関し、既設の構造物のケーブルに適用可能なケーブル制振用被覆材及びケーブル制振用棒材、並びにその制振性能付与方法に関する。

図２０は、一般的な斜張橋の側面図である。一般的な斜張橋は、図２０に示すように、橋桁１０１と、橋桁１０１に対して垂直に立つ主塔１０２と、主塔１０２から橋桁１０１に向けて斜めに設置された複数の斜ケーブル１０３と、斜ケーブル１０３同士を結合するワイヤ１０４とによって構成されている。そして、主塔１０２から延びる複数の斜ケーブル１０３によって橋桁１０１が吊り下げられている。

上記斜ケーブル１０３は、一般的に、鋼線束をプラスチック製の被覆材によって被覆したものであり、その断面形状は円形で平滑な表面を有している。このような斜ケーブル１０３の問題点として、風と雨の相互作用によって生じるレインバイブレーションが挙げられる。レインバイブレーションは、実際の橋梁においても確認される現象で、斜ケーブル１０３の表面に雨滴が集中して水路が形成されるとともに、この水路によって盛り上がった部分が気流に晒されて、斜ケーブル１０３が不安定に振動することによって生じる。

レインバイブレーション以外の振動現象としてドライギャロッピングも近年着目されつつある。ドライギャロッピングは、降雨がない状況下で斜ケーブル１０３の軸方向に対して所定の角度をなして流れる気流によって生じる大振幅振動現象である。さらに別の振動現象として、例えば複数本の斜ケーブル１０３を並列に設けた並列ケーブルにおいては、ウェイクギャロッピング、ウェイクフラッター等の励振力の大きな制振現象が注目されている。

上記各種の制振現象の発生を抑制する試みとして、例えば特許文献１には、芯材と、当該芯材の表面に設けられた複数の螺旋突起を有する被覆材とを有する制振ケーブルが開示されている。特許文献１に開示の技術によれば、制振ケーブルに生じる振動を抑制するとともに風荷重を低減することができる。

特許文献１に開示の制振ケーブルは、芯材と被覆材とが一体となっているため、新設の橋梁に適用することはできるが、既設の橋梁のケーブルに対して制振性能を付与することはできない。

そこで、既設の橋梁のケーブルに対して制振性能を付与する技術として、ケーブル同士を連結する方法や、ケーブルを固定する両端部の近傍に制振ダンパーを設置することによりケーブルの振動を減衰させる方法が検討されている。しかしながら、ケーブル同士を連結する方法は、美観を損ねる問題がある他、高所でケーブル同士を連結する付帯工事が必要となるため、安全性及び経済性の面で採用しにくいという問題がある。また制振ダンパーを設置する場合には、実質的にケーブルを制振することができなかったり、また一旦ケーブルを制振できたかに見えても経時後にケーブルの振動が再発したり、するケースもある。

このような状況の中で、例えば非特許文献１には、明石海峡大橋のハンガーロープに対して制振性能を付与する技術が開示されている。図２１は明石海峡大橋のハンガーロープ（ケーブル）の模式図である。非特許文献１に開示の斜ケーブル１０３は、図２１に示すように、断面略円形状のケーブル本体１１２の外周に２本のヘリカルロープ１１３を螺旋状に巻き付けることでケーブル本体１１２に対して制振性能を付与している。２本のヘリカルロープ１１３は互いに等間隔でケーブル本体１１２に巻き付けられている。

特開２０１１−１７４２４３号公報

本四技報Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．９３ ２０００．４（明石海峡大橋のハンガーロープ制振対策）

非特許文献１に開示の制振対策における問題点として、（ａ）ケーブル本体１１２に対して２本のヘリカルロープ１１３を等間隔に巻き付けることができずにヘリカルロープ１１３の巻き付け間隔Ｐに疎密が生じやすいこと、（ｂ）ケーブル本体１１２とヘリカルロープ１１３とが密着されていないためヘリカルロープ１１３の自重によりヘリカルロープ１１３が下方に垂れてケーブル本体１１２の下方ほどヘリカルロープ１１３の巻き付け間隔Ｐが密になる傾向があること、（ｃ）ヘリカルロープ１１３の巻き付け間隔Ｐに疎密が生じることで、ケーブル本体１１２の美観が損なわれたり、ケーブル本体１１２の制振性能が低下したりすること等が挙げられる。

本発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、ケーブルに簡便に取り付けることができ、かつ効果的に制振性能を付与するとともに付与した制振性能を維持しやすいケーブル制振用被覆材及びケーブル制振用棒材を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明のケーブル制振用被覆材（以下「被覆材」とも記す）は、ケーブルの表面を被覆するように螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材本体と、前記被覆材本体の長手方向に互いに略平行に延びるように前記被覆材本体の表面に一体的に設けられた４本以上１５本以下の螺旋突起と、を備えている。

本発明によれば、帯状の被覆材が制振性能を発揮する表面形状を有しているので、既設のケーブルに対して被覆材を巻き付けることで、従来は新設時のみに適用できた制振対策を既設のケーブルに施すことができる。また、従来のロープよりも幅がある帯状の被覆材を巻きつけるので、従来のロープに比してケーブルに対する位置ずれが生じたり捻じれたりしにくく、耐久性の高い制振対策を施すことができる。このため、本発明の被覆材を巻き付けたケーブルは、従来のロープを巻き付けたケーブルに比して制振性能を維持しやすく、かつ見栄えが悪くなりにくい。また本発明の被覆材を巻き付けたケーブルは、ダンパー等を取り付けた場合に必要となる維持管理も不要であるためライフサイクルコストを低減することもできる。

さらに、被覆材自身の巻き癖によって被覆材を既設のケーブルに抱き着かせることができるので、既設のケーブルに対して被覆材を巻き付ける作業が容易となるし、巻き付けた被覆材がケーブルに対して上下に動作しにくい。しかも、既設のケーブルに対して被覆材を取り付ける作業に必要となる足場も少なく済ますことができる。すなわち例えば、既設のケーブルの上端から被覆材を巻き付ける作業を開始し、ケーブルの長手方向に沿って被覆材を下方に滑らせながら被覆材を巻き付けることができるし、また逆に既設のケーブルの下端から被覆材を巻き付ける作業を開始し、ケーブルの長手方向に沿って被覆材を上方に昇らせながら被覆材を巻き付けることができる。通常、既設のケーブルに対して空力対策を施す場合には道路の交通規制を実施する等して広範囲の足場を確保する必要があるが、本発明の被覆材は、上述のようにケーブルに取り付けるに際し必要となる足場を、ケーブルの上端近傍又は下端近傍のみとすることができるので、交通規制を最小限に抑えつつ既設のケーブルに対して被覆材を取り付けることができる。

上記構成によれば、被覆材本体と突起とが一体になっているので、突起のみに意図せず外力が加わっても突起が被覆材本体から外れにくい。このような被覆材を既設のケーブルに取り付けることにより、ケーブルの外周面に突起を設けることができる。この突起によりケーブルが雨風に晒されたときに当該外周面上に水路が形成されることを抑制することができ、当該水路に起因するレインバイブレーションの発生を抑制することができる。

さらに、既存のケーブルに対して被覆材を巻き付けたことで、被覆材も含めたケーブルの外径は、元のケーブルよりも大きくなって風荷重自体は大きくなるとも考えられるが、上記突起による風荷重（抗力）の低減効果により、結果としては風荷重を低下させることができる。
上記螺旋突起により、ケーブルが雨風に晒されたときに当該外周面上に水路が形成されることを抑制できるので、当該水路に起因するレインバイブレーションを抑制することができるし、ドライギャロッピングが発生することを抑制することも可能となる。しかも、上記螺旋突起によりケーブルに作用する風荷重を低減することもできる。
ところで、既設のケーブルに対してロープを螺旋状に巻き付ける場合には、巻き付けるロープの本数は２本が限度であり、３本以上のロープをケーブルに巻き付けようとすると、ロープ同士がケーブルの表面で重なってしまう場合もあるが、本発明のように複数の螺旋突起を一体に設けた帯状の被覆材をケーブルに巻き付けることにより、螺旋突起同士がケーブルの表面で交差することなくケーブルの表面に複数の（つまり２本以上の）螺旋突起を設けることができる。しかも、帯状の被覆材が互いに重なることなくケーブルの表面全体を覆うことによりケーブルの表面に均一に離間して螺旋突起を設けることができる。
また本発明のように被覆材の表面に複数の螺旋突起を設けることで、従来のロープのように自重でロープ同士の間隔が狭くなってしまうこともないので、螺旋突起の疎密が生じて見栄えが悪くなることもないし、制振性能が長期に亘って低下することも少ない。本発明のケーブル制振用被覆材によれば風荷重の抑制効果が得られる特定の位置に螺旋突起を設置することが容易であり、設計当初に想定したケーブルにかかる風荷重を超える可能性
も低い。

好ましくは、前記被覆材本体の幅方向の長さＴ１に対する前記螺旋突起の幅方向の長さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は０．００５以上０．６以下である。

上記構成によれば、ケーブルの表面に対して被覆材に重なりが生じないように巻き付けることにより、被覆材に設ける螺旋突起の本数が過剰に多くなることを抑制し、既存のケーブルに対して適度な間隔で螺旋突起を設けることができる。

上記構成において、突起はその断面が略矩形状であることが好ましい。

従来のように既設のケーブルに対してロープを巻き付ける場合に断面形状が略矩形のロープを採用すると、ケーブルの表面においてロープが捻じれてしまうことで、必ずしも空力対策に有効とは言えなくなるケースもあるが、上記の被覆材をケーブルに巻き付ける場合には被覆材自体がケーブルの表面で捻じれないので、突起の底面を常にケーブルの表面に向かうように突起をケーブルの表面に設けることができ、空力対策に有効である。

上記構成において、被覆材が熱収縮する材質で構成されていることが好ましい。このような材質で構成されている被覆材を既設のケーブルに巻き付けることにより、巻き付けた被覆材を加熱することで被覆材を既設のケーブルに密着させることができる。これにより被覆材の自重で既設のケーブルから被覆材が垂れ下がることを一層防止することが可能となる。

本発明のケーブル制振用被覆材は、ケーブルの表面を被覆するように螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材本体と、前記被覆材本体の表面に一体的に設けられた突起と、を備えている。前記突起は、内部に芯材を有している。

上記構成によれば、芯材によって突起を補強することができるし、芯材によって被覆材の巻き癖をより強固なものとすることができる。これにより被覆材に対して外力が加わっても突起を変形しにくくすることができるし、既設ケーブルに対して被覆材をより巻き付きやすくすることができる。

本発明のケーブルの制振性能付与方法は、制振性能を発揮する表面形状を有し、螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材をケーブルの表面に取り付ける工程と、取り付けた前記被覆材を巻き締めることにより前記被覆材の螺旋ピッチを調整する工程と、取り付けた前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程とを含むことを特徴とする。

本発明のケーブルの制振性能付与方法によれば、制振性能を発揮する表面形状を有する被覆材がケーブルの表面に固定されることによりケーブルに対して制振性能を付与することができる。ここで、ケーブルに対する被覆材の巻き付けにおいては、被覆材に螺旋状の巻き癖がついているので、ケーブルの表面に対して被覆材を容易に巻き付けることができるし、その巻き付けた被覆材がケーブルに対して上下に動作しにくく、被覆材がケーブルから外れにくい。しかも、被覆材が帯状であるため、従来のロープを巻き付ける場合に比して捻じれが生じにくいし、被覆材の自重による位置ズレも生じにくい。このため、ケーブルに付与された制振性能を長期に亘って維持することが可能となる。

本発明のケーブルの制振性能付与方法は、制振性能を発揮する表面形状を有し、螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材をケーブルの表面に取り付ける工程と、取り付けた前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程と、を備えている。前記被覆材は、熱収縮する材質で構成され、前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程は、前記被覆材を加熱することにより前記被覆材を熱収縮させ、前記ケーブルと前記被覆材とを密着させる。

上記構成によれば、被覆材が熱収縮する材質で構成されているので、ケーブルに取り付けられた被覆材を加熱することにより、ケーブルと被覆材とを密着させることができる。これにより被覆材の自重によってケーブルに対して被覆材に位置ズレが生じることを一層防止することができる。

本発明の目的は、ケーブルに簡便に取り付けることができ、かつ効果的に制振性能を付与するとともに付与した制振性能を持続しやすいケーブル制振用被覆材及びケーブル制振用棒材を提供することである。

実施形態１のケーブル制振用被覆材の正面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 ケーブルに対してケーブル制振用被覆材を巻き付ける状態を示す正面図である。 主塔から橋桁に向けて斜めに設置されたケーブルに対してケーブル制振用被覆材を巻き付ける状態を示す正面図である。 主塔から橋桁に向けて斜めに設置されたケーブルに対してケーブル制振用被覆材を巻き付けた後の状態を示す正面図である。 主塔から橋桁に向けて斜めに設置されたケーブルに対してケーブル制振用被覆材を密着させた後の状態を示す正面図である。 実施形態２のケーブル制振用被覆材の断面図である。 実施形態３のケーブル制振用被覆材の断面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 実施形態４のケーブル制振用被覆材の正面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 実施形態５のケーブル制振用被覆材の正面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。 実施形態６のケーブル制振用棒材の正面図である。 図１６の棒材を既設のケーブルに巻き付けた状態を示す正面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。 制振ケーブルの設置角度を説明する斜視図である。 一般的な斜張橋の側面図である。 明石海峡大橋のハンガーロープ（ケーブル）の模式図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜実施形態１：ケーブル制振用被覆材＞
図１は、本実施形態のケーブル制振用被覆材の正面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。本実施形態のケーブル制振用被覆材１（以下「被覆材」とも記す）は、図１乃至図３に示すように、外力を加えていない自然状態で螺旋状の巻き癖がついたものであり、例えば斜張橋等のケーブルに巻き付けられるものである。この被覆材１は、図３に示すように、螺旋に延びる方向に垂直な面で切断した断面が略円形であり、所定の内径Ｉを有している。この内径Ｉよりも直径の大きいケーブルに本実施形態の被覆材１を取り付けてもよいし、被覆材１の内径Ｉよりも直径の小さいケーブルに本実施形態の被覆材１を取り付けてもよい。被覆材１の内径Ｉよりも大きい直径のケーブルに取り付けることで、ケーブルに被覆材１を取り付けやすいし、取り付けた被覆材１がケーブルの外周面に密着する。被覆材１の内径Ｉよりも直径の小さいケーブルに本実施形態の被覆材１を取り付けることで、本実施形態の被覆材１をケーブルの軸方向に送りやすい。ただし、被覆材１の内径Ｉよりも直径の小さいケーブルに被覆材１を取り付ける場合には、被覆材１を取り付けた後に被覆材１を巻き締める作業が必要となる。上記巻き癖は、被覆材を構成する樹脂を円筒状の芯材に巻き付けて、溶融成形することによって付与することができる。

本実施形態の被覆材１は、被覆材本体２と、螺旋突起３とを有する。

被覆材本体２は、既存のケーブルに巻き付けやすい螺旋状の巻き癖がついた帯状の膜部材であり、ここでの巻き癖は、ケーブルの軸方向に被覆材本体２同士の隙間Ｔができるようにしている。このような巻き癖によりケーブルに巻き付けたときに被覆材本体２同士が互いに重なることを防止することができる。被覆材本体２の長手方向の長さは、被覆する対象のケーブルの全長によって適宜変更することができる。ここで、被覆材本体２の長手方向とは、螺旋状の巻き癖がついた被覆材本体の巻き癖を伸ばした状態での長手方向を意味するものであり、図１の巻き癖で巻かれた状態のケーブルの軸方向を意味するものではない。また被覆材本体２の厚みは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以上６ｍｍ以下である。被覆材の幅方向（長手方向に直交する方向）の長さは、特に限定されず、例えば５ｃｍ以上２００ｃｍ以下とすることができる。

螺旋突起３は、被覆材本体２の外周面に一体に形成され、被覆材本体２の長手方向に略平行に延びる突起である。螺旋突起３は、図２及び図３に示すように、その断面形状が略矩形状となって被覆材本体２の外側に盛り上がっている。図１に示す形態では、１２本の螺旋突起３が被覆材本体２の外周面に互いに等間隔で形成されており、図３に示す断面で見ると、１２本の螺旋突起３は、被覆材本体２の周方向に互いに等間隔（この場合３０°間隔）で並んでいる。螺旋突起３の本数は上記に限られず、１本以上１５本以下であることが好ましく、４本以上１５本以下であることがより好ましく、さらに好ましくは４本以上１２本以下である。上記図１乃至図３に示す被覆材１を幅方向に２分割、３分割又は４分割することによって被覆材本体２の外周面に６本、４本又は３本の螺旋突起３を設けてもよい。

図１に示すように、上記螺旋突起３の１本が被覆材本体２の外周を１周するときにケーブルの軸方向に進む軸方向距離（螺旋ピッチ）Ｐ、つまり１本の螺旋突起３における任意の位置と、当該位置から螺旋突起３が被覆材本体２の外周面を１周して到達する位置との間の距離Ｐは、被覆材本体２の外径Ｄ（図３）の２．９倍以上８倍以下、つまり２．９Ｄ以上８Ｄ以下にされている。上記距離Ｐは、被覆材本体２の外径Ｄの２．９倍以上６倍以下であることが好ましく、より好ましくは２．９倍以上４．８倍以下である。

図４は被覆材１の長手方向に垂直な面（つまり幅方向に平行な面）で被覆材を切断したときの被覆材１の断面図である。図４において、被覆材１の幅方向の長さＴ１に対する螺旋突起３の幅方向の長さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は０．００５以上０．６以下である。ここで、被覆材１に複数の螺旋突起３が形成されている場合にはその全ての螺旋突起３の幅方向の長さの和を螺旋突起３の幅方向の長さＴ２というものとする。つまり、本実施形態では、図４に示すように、螺旋突起３の幅方向の長さＴ２は１本の螺旋突起３の幅の１２倍となる。上記長さの比Ｔ２／Ｔ１は、０．０１以上０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．１以上０．４以下である。

図３に示すように、螺旋突起３の被覆材本体２の外周面からの高さＨは、被覆材本体２の外径Ｄの１．５％以上５％以下であり、被覆材本体２の外径Ｄの１．９％以上５％以下が好ましく、１．９％以上３．６％以下がより好ましい。さらに、被覆材本体２の周方向における各螺旋突起３の周方向幅Ｗは、螺旋突起３の高さＨの１倍以上３倍以下である。

（取付方法）
次に、本実施形態のケーブル制振用被覆材１の取付方法を説明する。図５は、ケーブルに対して被覆材を巻き付ける状態を示す正面図であり、図６乃至図８はそれぞれ、ケーブル４の下端から被覆材１を巻き付ける作業を開始してから、その取り付けが完了するまでの状態を示す正面図である。本実施形態の被覆材１は、図５に示すようにケーブル４に対して巻き付けていくことによりケーブル４に制振性能を付与している。ここでのケーブル４の全長は特に限定されないが、長手方向の長さが７５ｍ以上のケーブルに適用することが好ましい。このケーブル４は、図６乃至図８に示すように、主塔５から橋桁６に向けて斜めに延び、橋桁６を支持するために設けられている。

本実施形態の被覆材１の取付では、まず、図６に示すようにケーブル４に被覆材１の端部を巻き込ませる。当該端部を巻き込ませると、被覆材１自体が巻き癖を有しているので、被覆材１がケーブル４を巻き込んでいく。このため、図６に示すように、被覆材１をケーブル４に対して上側に回転させながら滑らせることによりケーブル４に被覆材１を巻き進めることができる。言い換えると、作業者は、ケーブル４の下端でケーブル４に対して被覆材１を回転しながら上側に滑らせるだけの作業をすることで、ケーブル４に被覆材１を巻き付けていくことができる。このようにして図７に示すようにケーブル４の上端まで被覆材１を巻き上げていく。図７に示す状態では、ケーブル４と被覆材１との間に若干の隙間があるので、ケーブル４に対して被覆材１を上下動させることができる。

次いで、被覆材１の上端から被覆材１を巻き締める。これにより図８に示すように、ケーブル４と被覆材１との隙間をなくすようにケーブル４の表面に対し被覆材１を固定することができる。このとき被覆材１同士が互いに重ならないように被覆材１を巻き締める。これによりケーブル４の表面全体が被覆材１に覆われるように（つまりケーブル４の表面が露出しないように）均一に被覆材１が巻き付けられるので、螺旋突起が前記外周面を１周するときに前記芯材の軸方向に進む軸方向距離（螺旋ピッチ）Ｐを一定とすることができる。なお、ここでの巻き締め強さを任意に変更することにより、被覆材１とケーブル４との密着度を調整することができる。

最後に、被覆材１の下端とケーブル４とを固定し、被覆材１の上端とケーブル４とを固定する。ここでの固定方法としては、ケーブル４を覆う被覆材１のさらに外周にステンレス製、鋼製又は樹脂製のバンドを巻き付けることによってケーブル４と被覆材１とを固定してもよいし、被覆材１とケーブル４とにそれぞれボルトとナットを設け、ナットにボルトを締め付けることで固定してもよいし、被覆材１の外周面を覆うカバーを設け、当該カバーをボルトとナットで締め付けるか又は溶接することでケーブル４と被覆材１とを固定してもよいし、被覆材をケーブル４に溶接又は溶着することによって固定してもよいし、被覆材１として熱収縮性を有する材料を用い、被覆材１の表面に温風を吹き当てることにより被覆材１を熱収縮させて被覆材１をケーブル４に固定してもよい。このように被覆材１をケーブル４に固定することによりケーブル４に対して制振性能を付与することができる。

（作用効果等）
本実施形態によれば、帯状の被覆材１が制振性能を発揮する螺旋突起３を有しているので、既設のケーブル４に対して被覆材１を巻き付けることで、従来は新設時のみに適用できた制振性能を既設のケーブル４に付与することができる。また、従来のロープよりも幅がある帯状の被覆材１を巻きつけるので、従来のロープに比してケーブル４に対する位置ずれが生じたり捻じれたりしにくく、耐久性の高い制振対策を施すことができる。このため、本実施形態の被覆材１を巻き付けたケーブル４は、従来のロープを巻き付けたケーブルに比して制振性能を維持しやすく、かつ見栄えが悪くなりにくい。また本実施形態の被覆材１を巻き付けたケーブル４は、ダンパー等を取り付けた場合に必要となる維持管理も不要であるためライフサイクルコストを低減することもできる。

さらに、被覆材自身の巻き癖によって被覆材１を既設のケーブル４に抱き着かせることができるので、既設のケーブル４に対して被覆材１を巻き付ける作業が容易となる。しかも、既設のケーブル４に対して被覆材１を取り付ける作業に必要となる足場も少なく済ますことができる。すなわち例えば、既設のケーブル４の上端から被覆材１を巻き付ける作業を開始し、ケーブル４の長手方向に沿って被覆材１を下方に滑らせながら被覆材１を巻き付けることができるし、また逆に既設のケーブル４の下端から被覆材１を巻き付ける作業を開始して、ケーブル４の長手方向に沿って被覆材１を上方に昇らせながら被覆材１を巻き付けることができる。

通常、既設のケーブル４に対して空力対策を施す場合には道路の交通規制を実施する等して広範囲の足場を確保する必要があるが、本実施形態の被覆材１は、上述のようにケーブル４に取り付けるに際し必要となる足場を、ケーブル４の上端近傍又は下端近傍のみとすることができるので、交通規制を最小限に抑えつつ既設のケーブル４に対して被覆材１を取り付けることができる。

上記実施形態では、被覆材１は、被覆材本体２と、前記被覆材本体２の表面に設けられた螺旋突起３と、を一体に有しているので、螺旋突起３のみに意図せず外力が加わっても螺旋突起３が被覆材本体２から外れにくい。このような被覆材１を既設のケーブル４に取り付けることにより、ケーブル４の外周面に螺旋突起３を設けることができる。この螺旋突起３によりケーブル４が雨風に晒されたときに当該外周面上に水路が形成されることを抑制することができ、当該水路に起因するレインバイブレーションの発生を抑制することができるし、ドライギャロッピングが発生することを抑制することも可能となる。しかも、上記螺旋突起によりケーブルに作用する風荷重を低減することもできる。

既設のケーブル４に対して従来のロープを螺旋状に巻き付ける場合には、巻き付けるロープの本数は２本が限度であり、３本以上のロープをケーブルに巻き付けようとすると、ロープ同士がケーブルの表面で重なってしまう場合もあるが、本実施形態では複数の螺旋突起３を一体に設けた帯状の被覆材１をケーブル４に巻き付けるので、螺旋突起３同士がケーブル４の表面で交差することなくケーブル４の表面に複数の（つまり２本以上の）螺旋突起３を設けることができる。しかも、螺旋突起３を有する帯状の被覆材１が互いに重なることなく均一にケーブル４の表面全体を覆うことによりケーブル４の表面に均一に離間して螺旋突起３を設けることができる。

さらに、既存のケーブル４に対して被覆材１を巻き付けたことで、被覆材１も含めたケーブル４の外形自体は、元のケーブル４よりも大きくなって風荷重自体は大きくなるとも考えられるが、上記螺旋突起３による風荷重（抗力）の低減効果により、結果としては風荷重を低下させることができる。

上記実施形態では、図４に示すように被覆材１の幅方向の長さＴ１に対する螺旋突起３の幅方向の長さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は０．００５以上０．６以下であるので、被覆材１が重ならないようにケーブル４の表面に被覆材１を巻き付けることにより、被覆材１に設ける螺旋突起３の本数が過剰に多くなることを抑制し、既存のケーブル４に対して適度な間隔で螺旋突起３を設けることができる。

また本実施形態のように被覆材本体２の表面に複数の螺旋突起３を設けることで、従来のロープのように自重によってロープ同士の間隔が狭くなってしまうこともないので、見栄えが悪くなることもないし、制振性能が長期に亘って低下しにくい。このように螺旋突起３同士の重なりが生じないので、ケーブル４にかかる風荷重が極端に増加することもないし、設計当初に想定したケーブル４にかかる風荷重を超える可能性も低い。

（変形例）
上記実施形態では、被覆材本体２と螺旋突起３とは熱収縮性を有する材質で一体に成形されていることが好ましい。このような材質の被覆材１を用いることにより、既設のケーブル４に巻き付けた被覆材１の両端を加熱することで被覆材１を既設のケーブル４に密着させることができる。これにより被覆材１の自重により既設のケーブル４から被覆材１が垂れ下がることを一層防止することが可能となる。上記熱収縮性を有する材質としては、例えば、ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、硬質ポリ塩化ビニル、軟質ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン又はポリフッ化ビニリデンを例示することができる。

上記では被覆材１の両端を加熱することによってケーブル４に対して被覆材１を固定する場合を説明したが、それのみに限られず、被覆材全体を加熱することにより被覆材全体を収縮させてケーブル４の表面全体に被覆材１を固定してもよいし、ケーブル４の両端に加えてケーブル４の両端の中間を複数箇所加熱してケーブル４と被覆材１とを複数箇所で固定してもよい。なお、被覆材１を熱収縮させて固定する方法を採用しない場合には、被覆材１を構成する材料に熱収縮する材質のものを用いなくてもよく、一般的な樹脂材料を用いることができる。

上記実施形態においては、螺旋突起３の断面形状が略矩形の場合を説明したが、螺旋突起３の断面形状はこのような形状のみに限られず、図３の螺旋突起３の側面が傾斜した台形状であってもよいし、螺旋突起３の上面の端部が湾曲した湾曲面であってもよい。このように湾曲面とすることで、気流の剥離特性を向上させることができるし、螺旋突起３の上面の端部に負荷がかかっても、その端部にかかる応力集中を緩和することができる。

上記実施形態においては、ケーブル４に対して１枚の被覆材１を巻き付ける場合を説明したが、ケーブル４に対して２枚以上の被覆材１を巻き付けてもよい。

＜実施形態２＞
本実施形態は、上記実施形態１の被覆材の螺旋突起３の内部に芯材７を通したことが異なる他は、実施形態１の被覆材１と同様である。したがって、実施形態２の被覆材１の正面図は上記実施形態１の図１と同形状である。図９は、実施形態２の被覆材１の断面図である。図９に示すように螺旋突起３の内部に芯材７を組み込むことにより、芯材７によって螺旋突起３を補強することができるし、芯材７によって被覆材１の巻き癖をより強固なものとすることができる。これにより被覆材１を加熱した時に螺旋突起３を変形しにくくすることができるし、既設のケーブル４に対して被覆材１をより巻き付けやすくなる。ここでの芯材７は、特に限定されないが、鋼線を用いることが好ましく、例えばＰＣ鋼線、亜鉛めっき鋼線、ＳＵＳ線等を用いることが好ましい。

＜実施形態３＞
本実施形態のケーブル制振用被覆材１１は、上記実施形態１の被覆材１に対し突起が延びる方向を変更したことが異なる他は実施形態１と同様のものである。図１０は、実施形態３の被覆材１１の正面図であり、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。実施形態１では、被覆材１の長手方向に平行に延びる螺旋突起３を設けているので、被覆材１を螺旋状にケーブル４に巻き付けることで、螺旋状の突起が設けられているが、実施形態３では、ケーブル４の長手方向（軸方向）に延びる平行突起１３を被覆材本体１２の表面に設けている。このように被覆材本体１２の表面に平行突起１３を設けた場合でも、被覆材１１の断面は、図１１に示すように、実施形態１のそれと略同一形状となる。本実施形態の被覆材１１でも上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

実施形態１においては、被覆材本体２の長手方向に平行に延びる螺旋突起３を１２本設ける場合を説明し、実施形態３においては、ケーブル４の長手方向に平行に延びる平行突起１３を１２本設ける場合を説明したが、実施形態１においても実施形態３においても、突起の本数は１２本に限定されず、１本以上の範囲で適宜変更することができる。

＜実施形態４＞
図１２は、実施形態４の被覆材２１の正面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。本実施形態の被覆材２１は、上記実施形態１の被覆材１に設ける螺旋突起３に代えて多数の凹部２３を点在させたことが異なる他は実施形態１の被覆材１と同様のものである。

本実施形態において、多数の凹部２３は、図１３に示すように、被覆材本体２の外周面から円柱形状に内側に凹んだ形状を有するものであり、被覆材本体２の周方向に互いに等間隔（この場合６０°間隔）で集中して並ぶように設けられている。凹部２３の形状は、被覆材本体２の外周面から被覆材本体２の中心側に向けて被覆材本体２の厚みの１５％以上５０％以下の厚みで凹ませたものであり、つまり凹部２３の高さは、被覆材本体２の厚みの１５％以上５０％以下である。このような凹部２３を被覆材本体２の外周面に多数設けることによって、被覆材の表面に水路を形成しにくくすることができ、凹部２３による表面粗度により抗力を軽減することができる。

本実施形態では、凹部２３の形状が略円柱形状の場合を説明したが、凹部２３の形状は円柱形状のみに限られるものではなく、三角柱形状、四角柱形状、五角柱形状等の多角柱形状であってもよいし、楕円柱形状又は円錐台形状であってもよい。また凹部２３の形成位置は、図１２及び図１３に示す形態のみに限られず、ケーブルの軸方向に沿って所定の間隔で離間して設けられていてもよいし、被覆材本体２の長手方向に沿って所定の間隔で離間して設けられていてもよいし、被覆材本体２の表面にランダムに設けられていてもよい。また上記のように凹部を点在する形態のみに限られず、被覆材本体２の外周面に螺旋状に螺旋凹部を設けてもよいし、被覆材本体２の外周面にケーブル軸方向に平行に連なる平行凹部を設けてもよい。なお、本実施形態では、被覆材本体２の周方向に互いに６０°間隔で凹部２３を設ける場合を説明したが、上記互いの凹部２３の間隔は、例えば周方向に３０°以上９０°以下の間隔で設けることが好ましく、より好ましくは周方向に４０°以上６０°以下の間隔で設けることであり、さらに好ましくは周方向に４５°間隔で凹部２３を設けることである。

＜実施形態５＞
図１４は、実施形態５の被覆材３１の正面図であり、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。本実施形態の被覆材３１は、上記実施形態１の被覆材１に設ける螺旋突起３に代えて多数の凸部３３を点在して設けたことが異なる他は実施形態１の被覆材１と同様のものである。

本実施形態において、多数の凸部３３は、図１５に示すように、被覆材本体２の外周面から外側に円柱形状に延びる形状を有するものであり、被覆材本体２の周方向に互いに等間隔に並ぶように設けられている。凸部３３の形状は、被覆材本体２の外周面から被覆材本体２の外側に向けて被覆材本体２の厚みの１５％以上５０％以下の厚みで突出させたものであり、つまり凸部３３の高さは被覆材本体２の厚みの１５％以上５０％以下である。このような凸部３３を被覆材本体２の外周面に点在して多数設けることによって、被覆材の表面に水路を形成しにくくすることができ、凸部３３による表面粗度により抗力を軽減することができる。

本実施形態では、凸部３３の形状が略円柱形状の場合を説明したが、凸部３３の形状は円柱形状のみに限られるものではなく、三角柱形状、四角柱形状、五角柱形状等の多角柱形状であってもよいし、楕円柱形状又は円錐台形状であってもよい。また凸部３３の形成位置は、図１４及び図１５に示す形態のみに限られず、被覆材本体２の表面にランダムに設けられていてもよい。

＜実施形態６＞
図１６は、実施形態６のケーブル制振用棒材の正面図であり、図１７は、既設のケーブルに対してケーブル制振用棒材を取り付けた後の状態の正面図であり、図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。本実施形態の棒材４３は、上記実施形態１のケーブル制振用被覆材における被覆材本体を省略した構成であり、図１６に示すように、既設のケーブルの表面に巻き付くように巻き癖がついたものである。このように巻き癖がついていることで、従来のロープに比してケーブルに対する位置ずれが生じたり捻じれたりしにくく、耐久性の高い制振対策を施すことができる。このため、図１７に示すように、本実施形態の棒材４３を巻き付けたケーブル４０は、従来のロープを巻き付けたケーブルに比して制振性能を維持しやすく、かつ見栄えが悪くなりにくい。

さらに、棒材自身の巻き癖によって棒材４３を既設のケーブル４０に抱き着かせることができるので、既設のケーブル４０に対して棒材４３を巻き付ける作業が容易となるし、巻き付けた棒材４３が既設のケーブル４０に対して上下に動作しにくい。しかも、棒材４３自体が剛性を有しているので、上記実施形態１〜５の被覆材と同様、既設のケーブルに対して棒材を取り付ける作業に必要となる足場も少なく済ますことができる。

図１８に示すように、棒材４３は、その断面が略矩形状であるので、略矩形の棒材４３の底面が常にケーブル４０の表面に向かうように棒材４３をケーブル４０に取り付けることができる。これにより既設のケーブルの空力対策に有効となる。

本実施形態においては、棒材４３が単一の材料で構成されている場合を説明したが、例えば実施形態２のように棒材４３の内部に芯材を有するものを用いてもよい。内部に芯材を備えることにより棒材４３を補強することができるし、芯材によって棒材４３の巻き癖をより強固なものとすることができる。これにより棒材４３に対して外力が加わっても棒材４３が変形しにくく、かつ既設ケーブルに対して棒材４３をより巻き付きやすくすることができる。

（取付方法）
上記実施形態の棒材を既設のケーブルに取り付ける場合、既設のケーブルの下端又は上端から棒材４３を巻き付けて、棒材４３の下端とケーブル４０とを固定し、棒材４３の上端とケーブル４０とを固定する。ここでの固定方法としては、ケーブルに対して被覆材を取り付ける方法と同様の方法を用いることができる。本実施形態の棒材４３は、巻き癖がついているので、ケーブル４０に取り付けやすく、かつ取り付けた棒材４３がケーブル４０に対して上下に動作しにくい。

図１９は、既設のケーブルの設置角度を説明する斜視図である。耐風工学的には風向き９に対する偏角γが１７°以上６０°以下のときにレインバイブレーションが生じやすいと考えられている。図１９における偏角γはｓｉｎ^-1（ｃｏｓα・ｃｏｓβ）によって特定される。ここで、風向角βは、水平面に投影した既設のケーブル４と風向き９の直交面とのなす角度である。

上記実施形態のケーブル制振用被覆材及びケーブル制振用棒材は、図１９における水平面に対する角度（傾斜角α）が９°以上６０°以下となる既設のケーブル４に適用されることが好ましく、より好ましくは９°以上４０°以下である。このような角度で設置されたケーブル４に取り付けることにより、レインバイブレーション及びドライギャロッピングが発生することを抑制する効果を高めることができる。

上記各実施形態においては、既設のケーブル４に対して被覆材１又は棒材４３を取り付ける場合を説明したが、既設のケーブルに取り付ける場合のみに限られず、斜張橋等に設置前のケーブルに上記各実施形態の被覆材１を取り付けてもよい。

１、１１、２１、３１ ケーブル制振用被覆材（被覆材）
２、１２ 被覆材本体
３ 螺旋突起
４ ケーブル
５ 主塔
６ 橋桁
７ 芯材
１３ 平行突起
２３ 凹部
３３ 凸部
４０ ケーブル
４３ 棒材
１０１ 橋桁
１０２ 主塔
１０３ 斜ケーブル
１０４ ワイヤ
１１２ ケーブル本体
１１３ ヘリカルロープ

Claims (7)

1. ケーブルの表面を被覆するように螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材本体と、
   前記被覆材本体の長手方向に互いに略平行に延びるように前記被覆材本体の表面に一体的に設けられた４本以上１５本以下の螺旋突起と、を備えているケーブル制振用被覆材。
2. 前記被覆材本体の幅方向の長さＴ１に対する前記螺旋突起の幅方向の長さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は０．００５以上０．６以下である請求項１記載のケーブル制振用被覆材。
3. 前記螺旋突起は、その断面が略矩形状である請求項１又は２記載のケーブル制振用被覆材。
4. 前記被覆材は、熱収縮する材質で構成されている請求項１乃至３のいずれか一項記載のケーブル制振用被覆材。
5. ケーブルの表面を被覆するように螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材本体と、
   前記被覆材本体の表面に一体的に設けられた突起と、を備え、
   前記突起は、内部に芯材を有しているケーブル制振用被覆材。
6. 制振性能を発揮する表面形状を有し、螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材をケーブルの表面に取り付ける工程と、
   取り付けた前記被覆材を巻き締めることにより前記被覆材の螺旋ピッチを調整する工程と、
   取り付けた前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程とを含む、ケーブルの制振性能付与方法。
7. 制振性能を発揮する表面形状を有し、螺旋状の巻き癖がついた帯状の被覆材をケーブルの表面に取り付ける工程と、
   取り付けた前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程と、を備え、
   前記被覆材は、熱収縮する材質で構成され、
   前記被覆材を前記ケーブルに固定する工程は、前記被覆材を加熱することにより前記被覆材を熱収縮させ、前記ケーブルと前記被覆材とを密着させる、ケーブルの制振性能付与方法。

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