JPH04202870A - 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 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、斜張橋、二一ルセンアごチ橋等のケーブルを
用いた吊構造物および鉄塔制振用ローブ等の土木構造物
定着用ロープとして用いられている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に関するものである
。

〔従来の技術〕

斜張橋等に用いられるケーブルは、空中に懸架された状
態で風雨、直射日光等の厳しい環境条件にさらされるた
め、耐久性を維持するため素線に対する高度の防食対策
が必要とされ、近年では、ポリエチレン被覆タイプの円
形ケーブルが広く用いられるようになってきた。

以来、従来からケーブルで観測されてきた微小振幅を伴
う渦励振とは別に、雨と風の相互作用である大振幅を伴
うレインバイブレーションが観測されるようになった。

この振動は、第１２図に示すように、風向きＡに対して
三次元的に傾斜して配置された防食ケーブル１２の上面
、下面の特定位置に水路１０が形成され、この水路１０
が防食ケーブル１２の表面に生じる空気流に作用して空
力特性を不安定化し、矢印Ｂ方向に大きな起振力を発生
させることにより、防食ケーブル１２に大きな振動を生
じさせるものである。

防食ケーブル１２に大振幅の振動が発生した場合、ケー
ブル定着点近傍に大きな曲げ応力が発生し、またケーブ
ル定着点に大きな角変化が生しることにより、ケーブル
本体及びケーブル定着点近傍の防水カバー等の付属構造
物の疲労破壊が懸念されるため、振動を抑制する対策が
必要とされている。これまで実施されている斜張橋等の
防食ケーブルとしては、以下の従来技術がある。

Ａ、第１３図に示すように、橋桁１３を支持する多数の
防食ケーブル１２にわたって、ワイヤローブ６を張り渡
し、このワイヤローブ６により防食ケーブル１２を相互
に連結して、防食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。

Ｂ、第１４図に示すように、防食ケーブル１２の橋桁定
着部近傍を、油圧ダンパーもしくは高減衰性能を存する
粘性材料を用いた制振ダンパー７を介して橋桁１３に連
結し、防食ケーブル１２の減衰性能を高めることにより
振動を抑制する方式。

Ｃ１第１５図ないし第１８図に示すように、ケーブル１
を防食するためのポリエチレンからなる防食被覆３の表
面に、ケーブル１の軸に沿って延長する数鵬ないし拾数
閣程度の幅の突起８または溝９を設けることにより、防
食ケーブル１２の周辺の空気流を制御し振動を抑制する
方式。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記Ａの方式においては、防食ケーブル１２相互をワイ
ヤローブ６により連結するため、クランプ等の治具によ
り防食ケーブル１２を締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、締付力が弱まり、そ
のためクランプの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を必要とする。またこの方式は橋
梁等の構造物の架設完了後に施工する必要があり、かつ
最適な振動減衰効果を得るためには、施工現場において
試行錯誤的な作業が必要になり、多大な労力と長い工期
を必要とする。

前記Ｂの方式においては、−本一本の防食ケーブル１２
に制振ダンパー７を取付ける必要があるため、多数の防
食ケーブル１２により橋桁１３を支持するマルチタイプ
の斜張橋に適用する場合には、多くの制振ダンパー７や
付属構造物を設置することになり、そのため多大な工期
およびコストを必要とする。また制振ダンパー７は、ケ
ーブル定着部から一定長離れた橋桁上に設置されること
が多く、そのため美観の点からも好ましくない。

前記Ｃの方式においては、防食ケーブル１２におけるポ
リエチレンからなる防食被覆３の表面に、数閣ないし拾
数閣の幅の突起８もしくは溝９を設けるため、ポリエチ
レンからなる防食被覆３に見かけ上の大きな切り欠きを
設けることになり、そのため前記防食被覆３の持つ収縮
力に対して応力集中点が生じて亀裂がはいる等長期強度
特性に懸念が持たれる。

また防食ケーブルの製作および架設時において、防食被
覆の表面に突起８もしくは溝９をもつ防食ケーブルをリ
ールに巻取ったり、架設作業を行なうとき、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するた
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る。

本発明は、従来のように防食ケーブルに付加的な部材を
取り付けて減衰性能を高める方式によらず、かつ防食被
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防食ケーブルの耐風安定性を
向上させ振動問題を克服できるレインパイプレーシラン
の発生を抑制した防食ケーブルを提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決する手段および作用〕

まず第１発明の構成および作用を第１図と第６図ないし
第８図と第１２図とによって説明する。

第１図は第１発明の防食ケーブル１１を示すものであっ
て、多数のケーブル素線ＩＡの集合体からなるケーブル
１の周囲に、フッ素樹脂のような撥水性の高い高分子材
料からなる防食被覆２が設けられている。

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
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、ある幅をもって形成される水路１０が原因と考えら
れるので、第１発明の場合は、防食ケーブルにおける防
食被覆材料特性に着目して、この水路の形成を防止した
ものである。

防食ケーブルにおける防食被覆２の表面上を流下する雨
水５の状態は、防食被覆２の表面と雨水５との接触角θ
（第６図に示すように防食被覆２の表面と接する水滴５
Ａの端部位置における水滴５Ａの接線角）と密接な関係
を持っている。

従来使用されているポリエチレンからなる防食被覆３と
雨水５との接触状態は、第７図に示すように接触角θ５
５°〜８５°であり、この程度の接触角θでは隣接する
水滴５Ａが連らなり、数ｍないし袷数ｍ／ｓｅｃの風速
域において防食ケーブルに振動が発生しても、十分に安
定した水路１０を形成する。

第１発明は、従来のポリエチレンからなる防食被覆より
も雨水５に対して撥水性の高い高分子材料をケーブル表
面の防食被覆２として用いることにより、雨水５と防食
被覆２との接触角θを大きくして水路１０の形成を防止
したものである。

撥水性の高い高分子材料としてはフッ素樹脂等の高分子
材料を使用し、その高分子材料を、ポリエチレンからな
る防食被覆の上に被覆してもよく、あるいはケーブル１
の表面に直接被着してもよい。

フッ素樹脂を防食被覆２として使用した場合、接触角θ
は、写真撮影による測定の結果、第８図に示すような形
状であり、９０＠〜９５＠の範囲になった。

この場合、防食ケーブル１１の上に障った雨水５は、玉
状態となって防食ケーブル１１の下面に滑り落ち、また
防食ケーブル１１に沿って流れる雨水５は細い糸状とな
り、防食ケーブル１１の表面に明確な水路１０は形成さ
れず、防食ケーブルに振動が発生するのを抑制すること
ができた。

次に第２発明を第２図ないし第５図によって説明する。

第２発明も第１発明と同様に振動の原因となるケーブル
の上面および下面の水路ｌｏの形成を妨げるものである
が、第１発明の場合は防食被覆２の材料特性を利用して
いるのに対し、第２発明の場合は、防食被覆３の表面の
形状効果を利用したものである。

すなわち、防食ケーブル１１におけるポリエチレンから
なる防食被覆３の表面に１■以下の細がいピッチＰで浅
溝４を形成したものである。

水滴と防食被覆との接触状態を観察すると、防食被覆３
上の水滴５Ａの形状は、第９図に示すように、防食被覆
３の表面における円周方向または軸方向に延長する多数
の細かいピッチの浅溝４の存在により玉状態になり、接
触角θは、平滑表面の防食被覆の場合に比べて著しく大
きくなる。

第１Ｏ図は深さ０．５閣の浅溝で切削ピッチＰを種々変
えた場合の接触角θの実験結果を示すもので、円周方向
に延長する浅溝４Ａを切削により形成した場合および軸
方向に延長する浅溝４Ｂを切削により形成した場合の何
れも、浅い溝４Ａ。

４ＢのピッチＰが０．４閣付近で水滴の接触角θが９５
°を超える大きな値となった。

第２発明の場合も、第１発明の場合と同様に防食ケーブ
ルの表面に振動を生じさせる安定した水路１０は形成さ
れず、防食ケーブルの振動の発生を妨げることができた
。

〔実施例〕

第１図は第１発明の実施例を示すものであって、空中に
懸架され、かつ表面に防食被覆が施されている防食ケー
ブルにおいて、ケーブル１の表面を、水に対して撥水性
の高い高分子材料からなる防食被覆２により被覆してい
る。

前記防食被覆２を構成する材料は、十分な防食性および
耐候性を持つものでなければならない。

水に対する撥水性に加えて、これ７らの条件を満たす材
料として、フッ素樹脂があげられる。

前記撥水性の高い高分子材料からなる防食被覆２を、ケ
ーブル素線の集合体からなるケーブル１の表面に直接被
覆してもよ（、あるいはケーブル１の表面を被覆するポ
リエチレン被覆の表面に重ねて被覆してもよい。

第２図および第３図は第２発明の第１実施例を示すもの
であって、ケーブル素線ＩＡの集合体からなるケーブル
１の表面にポリエチレンからなる防食被覆３が施され、
その防食被覆３の表面に、円周方向に延長する深さＺの
浅溝４Ａが細かいピンチＰで多数設けられている。

第４図および第５図は第２発明の第２実施例を示すもの
であって、ケーブル素線ＩＡの集合体からなるケーブル
１の表面にポリエチレンからなる防食被覆３が施され、
その防食被覆３の表面に、軸方向に延長する深さＺの浅
溝４Ｂが細かいピッチＰで多数設けられている。

第２発明の第１実施例および第２実施例の場合、浅溝４
Ａ、４ＢのピッチＰを０．２〜１■の範囲内に設定する
必要があり、好ましい範囲０．４〜０．６閣である。ま
た浅溝４Ａ、４Ｂの深さをあまり深くすると、防食被覆
３の強度、耐久性が低下し、また浅すぎると雨水５との
接触角θを大きくする効果が発渾できなくなるため、実
用上、浅溝４Ａ。

４Ｂの深さを０．２〜０．５−程度にする。さらにまた
、浅溝４Ａ、４Ｂの形状は、■字状、Ｕ字状の何れでも
よく、その浅溝を例えばバイト切削により形成する。

なお防食被覆３に設ける浅溝の延長方向は、ケーブルに
対して螺旋状であっても、またメツシュ状であっても同
様の効果を得ることができる。

第１１図は、従来の平滑なポリエチレン防食被覆を有す
る防食ケーブル１２（第１２図参照）と本発明の防食ケ
ーブル１１とについて、風洞実験により振動発生状況を
比較した結果を示している。

第１１図かられかるように、従来の防食ケーブルの場合
は、風速９〜１４ｍ／ｓｅｃにおいて最大８０厘に達す
る振動が発生するのに対し、本発明の防食ケーブルの場
合は、風速２０ｍ／ｓｅｃまで１０−以下の振動しか発
生しないので、振動抑制効果が大きいことがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ケーブル１の表面を撥水性の高い高分
子材料からなる防食被覆２により被覆するか、あるいは
ケーブル１を被覆する防食被覆３の表面に、細かいピッ
チの浅溝４を形成するので、防食ケーブル上に雨と風の
相互作用によって生しる水Ｂ１０の発生を妨げ、その水
路工０が原因となる防食ケーブルの振動現象を抑制する
ことができる。

また前記従来の場合は、各防食ケーブルの間にワイヤロ
ー１６を張設したり制振用ダンパー７を取付けたりする
現場作業が必要であったが、本発明では、これらの作業
を必要とせず、同時にメンテナンス等の長期にわたる作
業も不要になる。さらに本発明によれば、防食ケーブル
付近の美観を損なうことがなく、またケーブル１を被覆
する防食被覆の強度および耐久性を低下させることもな
い優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る防食ケーブルの縦断斜？
ｉ１図である。第２図は第２発明の第１実施例に係る防
食ケーブルの縦断斜視図、第３図はその防食ケーブルの
一部を拡大して示す縦断側面図、第４図は第２発明の第
２実施例に係る防食ケーブルの縦断斜視図、第５図はそ
の一部を拡大して示す縦断正面図である。 第６図は被覆材と水との接触角を説明するための側面図
、第７図は従来の平滑ポリエチレン被覆面に付着した水
滴を示す側面図、第８図はフッ素・樹脂被覆面に付着し
た水滴を示す側面図、第９図は防食被覆における浅溝を
有する表面に付着した水滴を示す側面図である。 第１０図は第２発明の防食ケーブルにおけるポリエチレ
ンからなる防食被覆の表面に設けた浅溝のピッチと水滴
の接触角との関係を示す図、第１１図は本発明の防食ケ
ーブルおよび従来の防食ケーブルについて行なったレイ
ンバイブレーシラン実験結果を示す図、第１２図はレイ
ンパイプレーシゴンの発生原理を説明するための斜視図
である。 第１３図および第１４図は従来の防食ケーブルの振動抑
制手段を示す側面図、第１５図は従来の振動抑制ケーブ
ルの一例を示す縦断斜視図、第１６図はその振動抑制ケ
ーブルの一部を拡大して示す縦断正面図、第１７図は従
来の振動抑制ケーブルの他の例を示す縦断斜視図、第１
８図はその振動抑制ケーブルの一部を拡大して示す縦断
正面図である。 図において、１はケーブル、２および３は防食被覆、４
は浅溝、５は雨水、５Ａは水滴、１１は防食ケーブルで
ある。 ＩＡ　　　　　　　　ＩＡ 第６図 第７図 θ＝５５°〜８５゜ Ｂ　　　　１０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）空中に懸架され、かつ表面に防食被覆が施されて
   いる防食ケーブルにおいて、ケーブル１の表面を水に対
   して撥水性の高い高分子材料からなる防食被覆２により
   被覆し、雨と風の相互作用により発生するレインバイブ
   レーションの発生を抑制した防食ケーブル。
2. （２）空中に懸架され、かつ表面に防食被覆が施されて
   いる防食ケーブルにおいて、ケーブル１の表面を被覆す
   る防食被覆３の表面に、細かいピッチの浅溝４を形成し
   、雨と風の相互作用により発生する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。