JPH0396506A - 斜張橋におけるケーブルの制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は、斜張橋におけるケーブルの制振装置に関し
、更に詳しくは、ダンパーを使用して行う制振対策に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、斜張橋は第９図に示すように、塔ａから補剛桁
ｂを多数のケーブルＣで吊るＩＩＩ戒を採るが、近年に
おける斜張橋は長径間化し、ケーブルが長大化するとと
もにポリエチレン管被覆の大径ケーブルが採用され、こ
れに伴い風等に起因するケーブルの振動が問題となって
いる． 特開平１−１４６００６号公報には、このケーブルの制
振対策の１つとしてダンパーによる方法が開示されてお
り、他の防振対策に比べ総合的にして、かつ確実な効果
が期待できるものとして推奨されるが、公知のダンパー
方式はいわゆるシリンダ・ピストン形式の油圧ダンパー
を使用するものであることから、同公報で指摘されてい
るように難点がある． すなわち、従来の油圧ダンバ一方式は、シリンダの軸方
向のみのいわば一方向減衰であるので、ケーブルの軸直
角方向の平面内振動に対応するためには、ケーブルを中
心に放射状に少なくとも２箇所必要とされ、加えるに、
ケーブルの軸方向変位威分を加えた３次元的移動を許容
するため、ケーブルとの接合部に自在接手を配する必要
があり、全体的に構戒が複雑化する。

更にまた、油圧ダンパーにおいては微小な振幅あるいは
高い振動数の振動に対しては応答が悪く、かつ、シール
材は絶えず内部応力あるいはＩｇ擦力を受け、シール材
の破損が起こり易い、等の欠点をもつものであり、ケー
ブルの長大化・大径化に伴い複雑化するケーブル振動現
象に対応するには不具合な点が多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記実情に鑑み、従来の油圧ダンパーの有する
欠点を克服し、比較的簡単な構成で効果的な制振作用を
発揮することのできる斜張橋のケーブル制振装置を提供
することを目的とする．本発明はこのため、粘性体を介
して相対運動する二面間に働く粘性せん断抵抗を利用す
る粘性せん断型ダンパー方式を採用するものである。

口，発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の斜張橋のケーブル制振装置は、具体的には以下
の構威を採る．すなわち、斜張橋におけるケーブルと橋
桁との間に介装され、少なくともダンパー部とクランプ
部とからなり、前記ダンパー部は、上方を開口するとと
もに粘性体が充填されている有底の箱部を有し、該箱部
の空間内に平板状の抵抗板が、箱部の内側面あるいは該
箱部内に設置された隔壁に対し、所定の間隙を存して平
行状に対面して挿入されかつ、前記粘性体は前記抵抗板
を所定の面積にわたって没入させ、前記クランプ部は、
ケーブルを剛的に把持するとともに、該ケーブルの変位
を直接的に前記ダンパー部の抵抗板に伝達すべく連動さ
れ、前記ダンパー部の箱部は橋桁に固設されてなる、こ
とを特徴とする． 〔作用〕 ケーブルが濡れると、該変位はクランプ部を介してダン
パー部の抵抗板に伝達される。一方、箱部ば橋桁に固設
されたものであるので不動とみなされ、抵抗板と箱部及
び該箱部に固設された隔壁との間に相対的変位が生じる
。

しかるに、上記抵抗板と箱部・隔壁との間隙には粘性体
が介在されており、かつ両者は互いに仮面を対面して配
されているので、ここに粘性せん断抵抗が生じる。

すなわち、粘性せん断抵抗力は一般に、粘性体の粘性係
数、粘性体を介して相対運動を行う二面の面積及びその
相対速度にそれぞれ比例し、二面間の間隙距離に反比例
するものであるので、抵抗板にはこれらの次元に応じて
該抵抗板の運動を止める方向に抵抗力が作用するもので
ある．この結果、ケーブルの変位速度が大きいほど抵抗
板に大きな制動力がかかり、この抵抗仮にクランプ部を
介して連動するケーブルの揺れを速やかに減衰させる． また、この粘性せん断抵抗力は微小振幅運動に対しても
敏感に反応し、共振現象を生しる前に揺れを吸収する。

なお、ケーブルの濡れは周期的なものであり、抵抗力は
その方向を交互に変えてあらわれる。

また、粘性せん断抵抗はその性質上、緩慢な変位に対し
ては抵抗力を発生せず、この変位を許容するものである
． 〔実施例〕 本発明の斜張橋のケーブル制振装置の実施例を図面に基
づいて説明する． 第１図〜第５図はその一実施例のケーブル制振装置Ｓを
示す．すなわち、第１図は本装置の全体の取付け構造を
示し、第２図は本装置の拡大側面を示し、第３図〜第５
図はその要部の内部構造を示す． 第１図において、Ｃは斜張橋のケーブルであって、該ケ
ーブルＣはアンカーＡを介して橋桁Ｇに結合される。

そして、本ケーブル制振装置ＳはケーブルＣの端部近傍
において、ケーブルＣと橋桁Ｇとの間に介装設置される
． 第２図を参照して、この斜張橋ケーブル制振装置Ｓは、
減衰機能を発揮するダンバ一部１と、ダンバ一部Ｉの上
位に配されるケーブルＣへの取付けをなすクランプ部２
と、ダンパー部１の下位に配され橋桁Ｇへの取付けをな
す架台部３とからなるものであり、これらのダンパー部
ｌ・クランプ部２・架台部３は直列して互いに剛的に接
合されて組み立てられている． 以下、各部の細部構造について説明する。

第３図〜第５図はダンバ一部１の内部構造を示す． 図において、ダンバ一部１は、底仮５と囲壁６とからな
る上方に開口する箱部７と、該箱部７内に設置された隔
壁８と、箱部７の上位に配される蓋仮９と、該Ｍ板９の
下面に固設され箱部７の空間内に装入される抵抗板１０
と、該箱部７内に充填され抵抗板ＩＯを所定の面積にわ
たって没入させる粘性流体Ｌと、を基本的横或要素とし
て含む。

更には、蓋板９の下面に固設され箱部７の外側に配され
るカバ一体１２を含む。

もっと詳しくは、箱部７の囲壁６は長辺部と短辺部とか
らなり、断面が矩形状をなし、底板５に液密に固設され
る．該囲壁６の内面、特には長辺部の内面６ａは平滑な
平面とされる，１３は底板５の角部に開設されたボルト
挿通孔である．　隔壁８も平滑な平面をなし、箱部７の
中央に長手方向に沿って固定して配される． これにより、箱部７の囲壁６の長手方向の内面６ａと隔
壁８とは等間隔をもって対設される．抵抗板１０はこの
箱部７の囲壁６と隔壁８との間隙空間に、箱部７の上方
から挿入される．該抵抗板１０もその表面を平滑とされ
、前記囲壁６と隔壁８との間隙空間の中間位置に配され
る．これにより、囲壁６の内面６ａｓ隔壁８及び抵抗Ｆ
ｉ１　０は互いにその仮面が平行状になって対置される
ことになる． なお、抵抗ｖｉｌＯの箱部７に挿入される部分の面積は
可及的大きくされることが好ましいが、抵抗仮１０の板
面方向の移動を許容すべく箱部７と両側部及び下方部に
一定のすき間が確保される。

また、抵抗ＦｉｌＯと囲壁６の内面６ａ及び隔壁８との
すき間も可及的小さくされることが好ましいが、抵抗板
１０の仮面直角方向への変位或分も考慮して、例えば１
０ｍｍ程度が目安とされる。

粘性体Ｌは箱部７内に所定量充填され、抵抗仮１０と囲
壁６の内面６ａ及び隔壁８との間隙を満たす．該粘性体
Ｌの粘度は高温外気においても、少なくとも５００ボイ
ズ以上に維持される。

しかして、抵抗板１０と囲壁６の内面６ａ及び隔壁８と
の対向面、並びにその対向面相互の間隙に充填される粘
性体Ｌによって、「粘性せん断抵抗発生部」が構威され
る． なお、粘性体Ｌは、通常の粘性体、例えばシリコン油な
どのほか、特に減衰特性の向上を図るため高粘度の粘性
体、例えばポリイソブチレン、ポリプロピレン、ポリブ
テンなどの高分子粘性体あるいはアスファルトなどが使
用される．抵抗板１０はその上部を蓋Ｆｉ．９に固設さ
れるが、該Ｍ仮９は箱部７の開口縁より所定の隙間を存
して上方に配される．該Ｍ板９の下面には箱部７の外周
を囲むカバ一体ｌ２が固設される．このダンバ一部１は
、上方部において蓋板９を介してクランプ部２に結合さ
れ、下方部は箱部７の底Ｆｉ．５を介して架台部３に結
合される．第２図を参照して、クランプ部２は、半割り
状にしてケーブル・Ｃを外径方向から締＃Ｉ４をもって
締め付けて固定するクランプ１５と、該クランプｌ５の
下面から垂設される介装板１６と、該介装板１６を支持
固定する基板１７とからなる．基板ｌ７とダンパー部１
の蓋板９とはボルト・ナットよりなる固定具１８をもっ
て固定される．また、架台部３は、上下の基板２０．２
１を柱部材２２を介して剛的に組立てられ、上部基板２
０はボルト・ナントよりなる固定具２３をもってダンパ
ー部ｌの底板５に固定される。下部基板２１は取付けポ
ルト２４をもって橋桁Ｇに埋め込み態様で取り付けられ
る。

なお、クランプ部２及び架台部３において、介装板ｌ６
あるいは柱部材２２の長さを調整することにより、ダン
パー部１の抵抗Ｆｉ．１　００箱部７の空間内への挿入
深さを適正状態に維持することができる。

次に、このケーブル制振装置Ｓの設置に関し、留意すべ
き事項を述べる． 先ず、本装置Ｓのダンパー部Ｉの長手部をケーブルＣの
水平面投影線に直交するように配することを基本とする
。しかし、ケーブルＣを含む鉛直面において、必ずしも
本装置Ｓを該ケーブルＣに対して直交（第１図における
α−９０゜）して配する必要はない。９０゜からずれる
とき、抵抗板１０の変位において軸方向或分があらわれ
るが、抵抗板ｌＯと該抵抗板１０を収容する箱部の内面
６ａ及び隔壁８のすき間距離によって吸収される。

（実施例の作用・効果） 風等の作用により斜張橋のケーブルは次のような振動が
生しる。

■渦励振：ケーブルの後流域に形或されるカルマン渦に
よって発生する振動。

■ウエーク・ギヤロビング：ダブルケーブルで、上流側
ケーブルの後流＋１ｉに下２ｉｉ側ケーブルが位置する
ことによって発生する振動。

■レイン・バイブレーシリン：降雨を伴う強風時に発生
するケーブルの空力不安定振動。

なお、上記のケーブル振動の内、最も励振力が強いのは
■のレイン・パイプレーシヲンである。

ケーブルＣがｔｌれると、該変位はクランプ部２を介し
てダンバ一部１の抵抗Ｆｉ１０に伝達される。

一方、ダンパー部ｌの箱部７は架台部３を介して橋桁Ｇ
に固設されたものであるので不動とみなされ、抵抗板１
０と箱部７の囲壁６の内面６ａ及び隔壁８との間に相対
的変位が生じる。

しかるに、上記抵抗板１０と箱部７の囲壁６の内面６ａ
及び隔壁８との間には粘性体Ｌが介在されており、かつ
両者は互いに仮面を対面して配されているので、ここに
粘性せん断抵抗が生しる。

すなわち、粘性せん断抵抗力は一般に、粘性体の粘性係
数、粘性体を介して相対運動をｊテう二面の面積及びそ
の相対速度にそれぞれ比例し、二面間の間隙距離に反比
例するものであるので、抵抗板１０にはこれらの次元に
応して該抵抗仮１０の運動を止める方向に抵抗力が作用
するものである・。

本実施例装置Ｓにおいては、対面する二面の面積は大き
く採られ、かつ、二面間の間隙距離も可及的小さくされ
ているので、発生する粘性せん断抵抗力は大きい。

この結果、ケーブルＣの変位速度が大きいほど抵抗板１
０に大きな制動力がかかり、この抵抗板ｌＯにクランプ
部２を介して連動するケーブルＣの揺れを速やかに減衰
させる。

特に、粘性体Ｌに高粘度の高分子粘性体を使用するとき
は、上記特性は一層顕著になる。

すなわち、この粘性体は非ニュートン流体特性、すなわ
ち擬塑性流体特性（流体の速度Ｖが大きくなるほど高粘
度から低粘度に変化して疏動し易く、抵抗力Ｆの増加の
度合いが小さくなる特性。抵抗力Ｆは速度Ｖのほぼ０．
５〜０．６乗に比例する。第６図参照．）を示し、その
抵抗力の発生は同一速度であれば変位振幅、振動数によ
らず一定であり、一定速度が与えられると該抵抗力は矩
形波的な立ち上がりを示すので、ｖＩｌ振動に対して極
めて敏感であり、即答性に優れる特性を有する。

この結果、ケーブルＣの運動エネルギーは速やかに吸収
され、かつ本装置の各構成部材に対して振動によって生
ずる有害な応力等が生ずることはない。

また、上記の微振動に対する敏感性から、ケーブルが共
振を起こす以前に振動を吸収し、有害な共振振動を阻止
するものである。

更に、本装置においては、粘性体に内圧が発生しないの
で、従来の油圧ダンパーにおけるＯリング等のシール材
を使用することがなく、ノールに対するメンテナンスフ
リーとなる， 本実施例装置Ｓの作動、すなわちケーブルＣが屠れてこ
れに連動する抵抗仮ＩＯと箱部７・隔壁８との間に発生
する粘性せん断抵抗力の作用において、本装置Ｓの取付
け位故姿勢並びにケーブルＣの振動中に生ずる面外変位
成分は抵抗板ＩＯの仮面の前後面のすき間によって喚収
される。

従って、本装Ｓによれば、ダンパー部ｌ内にケーブルＣ
の面内・面外の３次元的にあらわれる振動に対処できる
ａ能を有しており、簡単な機構にかかわらず、多機能を
発揮することができる。それ故、従来の油圧ダンバ一方
式に比べ、格段の製作費用・設置手間の低減を図ること
ができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である
．すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲に包含さ
れるものである。

■叙上の実施例ではダンパー部ｌの箱部７内に隔壁８が
１箇所配されているが、第７図に示すように、複数箇所
（図では２箇所）に配することができ、各隔壁８間に抵
抗板１０が配されるものである。これにより、より大き
な減衰力を得ることができる。

また、これとは逆に、隔壁８を設けず、抵抗仮ＩＯを囲
壁内面に対設する態様を採ることができる。

■架台部３を設けず、ダンバ一部１の箱部７の底部を直
接的に橋桁に固定してもよい． ■クランプ部２において、第８図に示すように介装Ｆｉ
１６を２枚（１６Ａ，１６Ｂ）から構威し、それぞれに
調整用の細長孔２６を設け締具２７により介装板１６の
高さを調整可能な構造とすること．ハ，発明の効果 本発明の斜張橋のケーブルの制振装置は上記構或よりな
り、作用を奏するものであるので、以下の特有の効果を
有する。

■本装置によれば、機構が簡単であるうえ、ケーブルの
軸直角方向（平面方向）の移動に加えて、軸方向の移動
も許容するものであるので、単独の装置で対応でき、従
来の油圧ダンパー方式に比べ格段に製作・設置費用の、
低減を図ることができる．■本装置は減衰力を粘性せん
断抵抗によるので、微小振動に対しても敏感に反応し、
共振現象に至るまでに揺れを吸収でき、？３［雑な斜張
橋のケーブル振動に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の斜張橋のケーブル制振装置の実施例を示
し、第１図はその一実施例の本装置の取付け構造図、第
２図は第１図の■一■線拡大側面図、第３図は第２図の
Ｉ−Ｉ［１線断面図、第４図は第３図のｒＶ−ＴＶ線断
面図、第５図は第３図のＶ一Ｖ線断面図、第６図は本装
置の速度一抵抗力特性図、第７図はダンパー部の他の態
様図、第８図はクランプ部の他の態様図である。第９図
は斜張橘の全体構或を示す図である。 Ｃ・・・ケーブル、Ｇ・・・橋桁、１・・・ダンバ一部
、２・・・クランプ部、３・・・架台部、７・・・箱部
、８・・・隔壁、ｌＯ・・・抵抗板、Ｌ・・・粘性体 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）斜張橋におけるケーブルと橋桁との間に介装され、
   少なくともダンパー部とクランプ部とからなる制振装置
   であって、 前記ダンパー部は、上方を開口するとともに粘性体が充
   填されている有底の箱部を有し、該箱部の空間内に平板
   状の抵抗板が、箱部の内側面あるいは該箱部内に設置さ
   れた隔壁に対し、所定の間隙を存して平行状に対面して
   挿入されかつ、前記粘性体は前記抵抗板を所定の面積に
   わたって没入させ、 前記クランプ部は、ケーブルを剛的に把持するとともに
   、該ケーブルの変位を直接的に前記ダンパー部の抵抗板
   に伝達すべく連動され、前記ダンパー部の箱部は橋桁に
   固設されてなる、 ことを特徴とする斜張橋のケーブル制振装置。 ２）ダンパー部の箱部は架台部を介して橋桁に固設され
   てなる請求項１に記載の斜張橋のケーブル制振装置。