JPH06136718A - ケ−ブル制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 斜張橋のケ−ブルの振動を減衰する。特開平
３−１１０２０７号公報の「斜張ケ−ブルのダンパ−装
置」に開示される装置の問題点を解決する。構造が簡単
で部品点数が少なく、粘弾性部材の取付けや除去が容易
で、大きな振幅を許容でき、振幅が大きくても粘弾性部
材による効果的な減衰性能が得られる。すなわち、固体
の粘弾性物質の持つ減衰性能を最大限に有効に利用でき
る容易なケ−ブル制振装置を提供する。 【構成】 ケ−ブルを非接触に囲む定着管を補剛桁に固
定する。定着管の自由端側にケ−ブルを非接触に囲む固
定側部材を固定する。固定側部材に対向させてケ−ブル
に運動側部材を固定する。固定側部材と運動側部材との
間を固体の粘弾性部材によりケ−ブルの軸方向にのみ接
続して、ケ−ブルの振動方向には粘弾性部材を拘束しな
いようにする。ケ−ブルが振動すると粘弾性部材が剪断
変形して抵抗し、ケ−ブルの振動エネルギ−の少なくと
も一部が熱として消費される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構造物に一端を張設さ
れたケ−ブルに発生した振動を減衰し、風雨による継続
的な加振力が作用してもケ−ブルの振幅の無制限な拡大
を抑制できるケ−ブル制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁部を剛性の高い補剛桁とし、補剛桁
をまたぐ高い主塔の頂上から補剛桁の両縁部分を多数の
ケ−ブルで吊り下げてなる斜張橋は、強風による橋梁部
の揺れやたわみが少なく、大きな交通重量にも耐え得る
長いスパンを得られるため、近年の大型橋梁構造に採用
される頻度が高い。この場合、斜張橋の設計スパンの拡
大および設計交通重量の増加に伴って、必要な主塔の高
さは増し、そのケ−ブルは長さを増すとともに大口径化
する傾向にある。

【０００３】ところで、長くて太いケ−ブルは、多少の
風雨によっても加振力が大きく作用して振動を起し易
い。例えば、ケ−ブルの風下でカルマン渦が分離する加
振力による渦励振、風上側のケ−ブルが発生するカルマ
ン渦列が風下側のケ−ブルを加振するウェ−ク・ギャロ
ッピング、降雨を伴う強風時に発生するケ−ブルの空力
不安定振動であるレイン・バイブレ−ション等が知られ
ている。

【０００４】しかし、ケ−ブルの構造減衰が小さいこと
から、風雨による継続的な加振力が作用すると、時間経
過とともにケ−ブルの振幅が拡大してケ−ブル定着部で
の角折れが大きくなり、この角折れ部に疲労破壊をもた
らす可能性もある。

【０００５】そこで、ケ−ブルに発生した振動を速やか
に減衰し、風雨による継続的な加振力が作用しても振幅
の拡大を抑制できるケ−ブル制振装置を斜張橋に設置す
る提案がなされており、実際に斜張橋にケ−ブル制振装
置を取付けた例も近年いくつか報告されている。このよ
うなケ−ブル制振装置の設計における一般的な課題（目
標）は、製作、取付、維持管理の合計のコストが低く
て、制振効果が大きく、美観に優れて信頼性も高い実用
的な装置を得ることにある。

【０００６】このようなケ−ブル制振装置の例として
は、実開平１−１７４４０７号公報の「斜張橋のケ−
ブル防振装置」、実開平３−５０６０９号公報の「並
列配置されたケ−ブル用相対振幅制振装置」、特開平
３−９６５０６号公報の「斜張橋におけるケ−ブル制振
装置」、および特開平３−１１０２０７号公報の「斜
張ケ−ブルのダンパ−装置」がある。

【０００７】ここで、は、ケ−ブルに沿って延長した
定着管（保護管）内に減衰機構を収納したもので、減衰
機構は、ケ−ブル軸方向にストロ−クを持たせたダンパ
と、ケ−ブルの振動を軸方向の運動に変換するリンク機
構とからなり、ダンパ内の粘性流体の流動抵抗がケ−ブ
ルの振動を抑制し、ダンパ内の粘性流体の攪拌に伴う発
熱がケ−ブルの振動エネルギ−を消費する。また、
は、並列に張設された２本のケ−ブルの中間点同士をダ
ンパ付きのリンク機構で接続したもので、ダンパ内の粘
性流体の流動抵抗がリンク機構の変形に逆らい、ダンパ
内の粘性流体の攪拌に伴う発熱がリンク機構を変形させ
るケ−ブル間の相対振動のエネルギ−を消費する。

【０００８】一方、は、補剛桁とケ−ブルの間を特殊
な減衰器により直接に接続したもので、減衰器内の粘性
体の変形抵抗がケ−ブルの振動を抑制し、粘性体の変形
に伴う発熱がケ−ブルの振動エネルギ−を消費する。
は、と同様に、ケ−ブルに沿って延長した定着管に減
衰機構を収納したもので、減衰機構は、定着管に固定し
たフランジと、ケ−ブルに固定したフランジと、両方の
フランジを接続する粘弾性物質とからなり、粘弾性物質
の変形抵抗がケ−ブルの振動を抑制し、粘弾性物質の変
形に伴う発熱がケ−ブルの振動エネルギ−を消費する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これらの公知なケ−ブ
ル制振装置は、いずれも実際に斜張橋に応用するために
解決すべき課題をいくつか残している。すなわち、に
おいては、１組のダンパとリンク機構で減衰できるのは
特定の１方向の振動のみであるため最低２組を備える必
要があり、これらを収納するために大口径の定着管（保
護管）が必要である。また、ダンパとリンク機構が比較
的に高価なものとなる、ダンパのオイル漏れや機構摺動
部の摩耗等の可能性のため定期的な保守点検が必要であ
る、等の問題がある。は、平行線ケ−ブルにおけるウ
ェ−ク・ギャロッピングに対する制振装置であり、平行
線ケ−ブル以外のケ−ブルのレイン・バイブレ−ション
等の制振には使用できない。においては、強固な支持
機構を含む大型の減衰器が補剛桁上にずらりと配置され
るから、斜張橋の美観を損なうとともに橋梁の保守点検
や清掃の邪魔である、製作、取付けが高価につく、とい
う問題がある。

【００１０】一方、においては、構造が複雑でフラン
ジ等の部品が多く必要である、粘弾性物質の充填に熟練
が必要で斜張橋への取付け工事も容易でない、粘弾性物
質の除去と再利用が困難であるという問題に加えて、ケ
−ブルの余り大きな振幅を許容できず、振幅が大きいと
粘弾性物質による減衰効果が著しく低下するという問題
がある。すなわち、一般的な粘弾性物質は、伸びに対し
断面積の縮小、圧縮に対し断面積の増大を伴うが、定着
管側のフランジとケ−ブル側のフランジと定着管の内壁
とで密封された容積を一杯に満たす粘弾性物質では、こ
の伸縮に伴う断面積変化を十分に許容できず、定着管の
内径に対するケ−ブルの可能な振幅を制限して見掛け上
の弾性係数が著しく高まり、定着管に必要な取付け強度
も増大し、粘弾性物質の変形による振動エネルギ−の消
費量も不十分となる。

【００１１】一方、粘弾性物質を半液状（例えば軟らか
い餅状）のものとすれば、定着管側のフランジとケ−ブ
ル側のフランジと定着管の内壁とで密封された容積内で
ケ−ブルの振動と逆方向の粘弾性物質の流動（逃げ）が
可能となり、伸縮に伴う断面積変化を吸収して、定着管
の内径に対するケ−ブルの可能な振幅も大きく採れる
が、粘弾性物質の密封構造がさらに複雑化し、さらに、
半液状の粘弾性物質では減衰定数等の算出が容易でない
ため、設計段階における減衰性能の見積りも困難にな
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記〜の
公知なケ−ブル制振装置に比べて、製作、取付、維持管
理のコストがそれぞれ小さく、補剛桁に対するケ−ブル
の振幅が実質的かつ効率的に安定して減衰され、定着管
の内径に対するケ−ブルの可能な振幅も大きく採れ、設
計段階における減衰性能の見積りも容易で、補剛桁上の
構造が簡略化されて美観にも優れるケ−ブル制振装置を
提供することを目的としている。

【００１３】請求項１のケ−ブル制振装置は、構造物に
一端を張設されたケ−ブルの空中高さに配置されて該ケ
−ブルの振動を抑制するケ−ブル制振装置において、該
構造物に位置関係を固定した固定側部材と、該固定側部
材に対向させてケ−ブルに固定した運動側部材と、ケ−
ブルの可能な振動方向とほぼ垂直な方向に関してのみ前
記運動側部材と固定側部材とを相互に連結する固体の粘
弾性部材とからなり、ケ−ブルの振動により該粘弾性部
材にほぼ剪断力のみを作用させるものである。

【００１４】請求項２のケ−ブル制振装置は、請求項１
のケ−ブル制振装置において、前記固定側部材を、ケ−
ブルに沿って延長された定着管に固定されてケ−ブルを
非接触に囲む環状の第１フランジとし、前記運動側部材
を、第１フランジとケ−ブルの軸方向に対向させた第２
フランジとし、前記粘弾性部材を、環状に一体形成して
第１フランジと第２フランジの対向面間に配置したもの
である。

【００１５】請求項３のケ−ブル制振装置は、請求項１
のケ−ブル制振装置において、前記固定側部材を、ケ−
ブルに沿って延長した定着管の水平方向に対向する管壁
部分とし、前記運動側部材を、該部分との対向面を形成
したケ−ブル・クランプ部材とし、前記粘弾性部材を、
円柱状に形成して、ケ−ブルを挟んで水平方向に定着管
断面を横断させて配置したものである。

【００１６】

【作用】請求項１のケ−ブル制振装置においては、粘弾
性部材はケ−ブルの可能な振動方向を拘束しないから、
固体の粘弾性部材の弾性係数および許容可能なケ−ブル
の振幅に対して、その伸縮に伴う断面積変化が全く影響
しない。従って、固体の粘弾性部材は、見掛け上、低い
弾性係数を維持したままで、ケ−ブルの大きな振幅を許
容でき、粘弾性部材の変形による仕事量を増大して、ケ
−ブルの振動エネルギ−のより多くを消費できる。ケ−
ブルの可能な振動方向とほぼ垂直な方向にのみ運動側部
材と固定側部材を連結する固体の粘弾性部材には、ケ−
ブルが振動するとほぼ剪断変形のみが発生し、剪断に関
する往復の歪−作用力のヒステリシス・ル−プに沿った
減衰性能を発揮する。従って、断面積の拘束がない場合
の圧縮変形に伴う断面積（被圧面積）の増大がもたらす
弾性係数の増大からも無関係である。

【００１７】固体の粘弾性部材（例えば粘弾性ゴム）
は、弾性復元力のある網状またはスポンジ状の組織の隙
間に、高粘性の流動体または層状の組織（相互にすべり
が可能な）が安定的に保持された材料と考えることがで
きる。固体の粘弾性部材が外力に抵抗しつつ変形する際
には、内部の微小な領域のそれぞれにおいて攪拌や摩擦
すべりを発生して、外力による仕事の一部を熱に変換す
る。従って、ケ−ブルの振動１往復における固体の粘弾
性部材の作用力と変形量の関係は、作用力に遅れて変形
量が変化する、いわゆるヒステリシス・ル−プを形成
し、ヒステリシス・ル−プの内側の面積が１往復におけ
る発熱量である。

【００１８】固体の粘弾性部材は、一般的には、圧縮方
向で可能な変形量が伸延方向よりも小さく、伸縮に伴う
断面積の増減により同一荷重下における変形量は圧縮方
向で小さく、圧縮が進むと荷重を増しても変形が余り進
行しなくなる。従って、伸縮方向では、粘弾性部材の作
用力と変形量の関係（ヒステリシス・ル−プ）は非対称
である。また、固体の粘弾性部材を伸縮方向に配置して
定着管とケ−ブルを接続した場合には、振幅がごく小さ
い間しかケ−ブルの振動を減衰できない。

【００１９】請求項２のケ−ブル制振装置においては、
前記の公知な装置と同様に、補剛桁に固定した定着管
の自由端側でケ−ブルの振動を捕える。しかし、振動エ
ネルギ−の消費は、ダンパによらず、固体の粘弾性部材
の剪断変形に伴う発熱として遂行される。固体の粘弾性
部材は、ケ−ブルの振動に応じて繰返し剪断変形しつつ
ケ−ブルの振動に抵抗し、発熱してケ−ブルの振動エネ
ルギ−の少なくとも一部を消費する。

【００２０】環状に一体形成した固体の粘弾性部材は、
ケ−ブルのあらゆる方向の振動に対して等しく抵抗し、
１往復の振動における作用力と変形量の関係（ヒステリ
シス・ル−プ）が対称であり、定着管とケ−ブルが接触
しない範囲のあらゆる振幅を許容できる。対称なヒステ
リシス・ル−プは、ケ−ブル制振装置の設計を容易にす
る。定着管と組合せる粘弾性部材の必要量は、剪断方向
に変形させた場合に最小となり、従って、同一振幅を許
容するケ−ブル制振装置をコンパクトに構成できる。

【００２１】請求項３のケ−ブル制振装置においては、
定着管の断面を横断する粘弾性部材に直角な方向のケ−
ブルの振動が粘弾性部材に繰返しの剪断力を作用する。

【００２２】

【発明の実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２３】図１は、第１実施例のケ−ブル制振装置の
模式図である。図中、(a) は全体の側面図、(b) は(a)
の部分的な拡大図である。ここでは、定着管に固定した
外フランジ板とケ−ブルに固定した内フランジ板との間
を環状の粘弾性体によってケ−ブルの軸方向にのみ接続
している。

【００２４】図１(a) において、斜張橋の補剛桁Ｋに
は、図示しない主塔の頂上からケ−ブルＣが斜めに張設
されている。補剛桁Ｋに下端を固定した定着管Ｔは、ケ
−ブルＣに沿ってケ−ブルＣの振動の減衰に都合のよい
高さにまで延長され、定着管Ｔの自由端近くにおいて、
定着管Ｔとケ−ブルＣの間には、減衰装置Ｓが配置され
ている。ケ−ブルＣは、風雨に曝されて矢印のように振
動する。

【００２５】図１(b) において、減衰器Ｓは、クランプ
Ｐを用いてケ−ブルＣに固定した内フランジＦと、定着
管Ｔに溶接した外フランジＥとの間を環状の粘弾性体Ｇ
でケ−ブルＣの軸方向に接続して構成される。内フラン
ジＦは、２ピ−スに形成されており、クランプＰを緩め
ればケ−ブルＣに着脱自在となり、軸方向の位置調整も
容易である。粘弾性体Ｇは、剪断歪と作用力の関係がヒ
ステリシス・ル−プを形成する機能材料である。

【００２６】このように構成されたケ−ブル制振装置に
おいては、ケ−ブルＣの振動に応じて、外フランジＥと
内フランジＦが相互間隔を保って相対的に平面移動し、
粘弾性体Ｇに剪断変形を与える。粘弾性体Ｇに作用する
剪断力と変形量の関係は振幅に応じたヒステリシス・ル
−プを形成し、１周期ごとにヒステリシス・ル−プ内の
面積に相当する振動エネルギ−が熱変換されて、ケ−ブ
ルＣの振動エネルギ−から差引かれる。従って、ケ−ブ
ルＣの振動の振幅は、加振力が途絶えれば速やかに収束
し、加振力が継続的に作用している場合でも、少なくと
も振幅の際限のない拡大は阻止される。

【００２７】図２は、図１(b) の粘弾性体の形状の別の
例を示す平面図である。図中、(a)、(b)、(c) は、図１
(b) における、内フランジＦと外フランジＥの間を接続
する粘弾性体のそれぞれ別の形状および配置の例であ
る。

【００２８】図２において、(a) は、２ピ−スの粘弾性
体Ｇ１を組合せて図示しないケ−ブルの断面を囲む例
で、既設のケ−ブルに対する後からの取付が容易であ
る。(b)は、粘弾性体Ｇ２に切欠きＩおよび貫通孔Ｊを
形成することによって、同一の材料から異なった減衰特
性を得る例である。(c) は、断面方形の４個の粘弾性体
Ｇ３を図示しないケ−ブルの断面の周囲に配置する例で
ある。

【００２９】また、これらの他にも、例えば、同心円状
にド−ナツ型のものを複数本配置する、方形または円柱
状または扇型のものを複数個、ケ−ブルの周囲に断続的
に配置する等の選択も可能である。図１の粘弾性体Ｇの
形状および配置に関するこのような工夫により、同１の
性質および同一の厚さの粘弾性体を利用したケ−ブル制
振装置に対して、ケ−ブルＣの振動の想定される振動数
や振幅に応じた種々の減衰特性を設計できる。

【００３０】図３は、第２実施例のケ−ブル制振装置の
部分的な説明図である。図中、(a)は、図１(b) に相当
する部分的な断面図、(b) は、(a) におけるＸ−Ｘ断面
図である。ここでは、図１(a) の装置の改善例が示さ
れ、定着管の外側に粘弾性体を配置しており、ケ−ブル
のより大きな振幅を許容できる。

【００３１】図３(a)、(b) において、定着管Ｔに形成さ
れた上下の窓Ｑには、それぞれ一対の板Ｅ１が溶接され
ている。ケ−ブルＣには、左右の部分を切欠いた内フラ
ンジＦ１がクランプＰを用いて固定される。内フランジ
Ｆ１は、板Ｅ１に対して両側から粘弾性体Ｇ４に挟まれ
て接続される。内フランジＦ１は、クランプＰを緩めれ
ばケ−ブルＣに着脱自在で、軸方向の位置調整も容易で
ある。粘弾性体Ｇ４は、第１実施例と同様、剪断歪と作
用力の関係がヒステリシス・ル−プを形成する機能材料
である。

【００３２】このように構成されたケ−ブル制振装置に
おいて、ケ−ブルＣが矢印のように振動すると、内フラ
ンジＦ１と板Ｅ１とは、相互間隔を保って相対的に平面
運動し、粘弾性体Ｇ４に繰返しの剪断変形を与える。こ
のとき、板Ｅ１は、図１(b)の外フランジＥほどには、
ケ−ブルＣの断面の移動を妨げないから、ケ−ブルＣの
より大きな振幅を許容でき、同一の振幅を許容する装置
に対して、より細径の定着管Ｔを採用できる。

【００３３】図４は、第３実施例のケ−ブル制振装置の
部分的な説明図である。図中、(a)は、図１(b) に相当
する部分的な断面図、(b) は、(a) におけるＸ−Ｘ断面
図である。ここでは、図１(a) の装置の改善例が示さ
れ、第２実施例と同様、定着管の外側に粘弾性体を配置
している。

【００３４】図４(a)、(b) において、定着管Ｔの先端に
は円柱状の箱体Ｅ２が溶接されている。箱体Ｅ２内のケ
−ブルＣには、内フランジＦ２がクランプＰを用いて固
定され、内フランジＦ２は、箱体Ｅ２の底面に相当する
内壁に対して両側から４組、合計８個の粘弾性体Ｇ５に
挟まれて接続されている。内フランジＦ２は、２ピ−ス
に形成されており、クランプＰを緩めればケ−ブルＣに
着脱自在となって軸方向の位置調整も容易である。粘弾
性体Ｇ５は、第１実施例と同様、剪断歪と作用力の関係
がヒステリシス・ル−プを形成する機能材料である。

【００３５】このように構成されたケ−ブル減衰装置に
おいて、ケ−ブルＣが矢印のように振動すると、箱体Ｅ
２の前記内壁と内フランジＦ２は、相互間隔を保って相
対的に平面運動して、粘弾性体Ｇ５に繰返しの剪断変形
を与える。このとき、箱体Ｅ２の前記内壁は、図１(b)
の外フランジＥほどにはケ−ブルＣの移動を妨げないか
ら、ケ−ブルＣのより大きな振幅を許容でき、同一の振
幅を許容する装置に対して、より細径の定着管Ｔを採用
できる。また、箱体Ｅ２の重量による慣性力が定着管Ｔ
の自由端の移動を妨げるから、定着管が細長くて剛性が
不足する場合や定着管Ｔの取付けの剛性が不足する場合
でも定着管Ｔの振幅が効果的に抑制され、ケ−ブルＣの
振幅が効率的に粘弾性体Ｇ５の変形に反映される。

【００３６】図５は、第４実施例のケ−ブル制振装置の
部分的な説明図である。図中、(a)は、図１(b) に相当
する部分的な断面図、(b) は、(a) におけるＸ−Ｘ断面
図である。ここでは、図１(a) の装置の改善例が示さ
れ、ケ−ブルを挟んで水平方向に定着管断面を横断させ
て円柱状の粘弾性ゴム棒を配置しており、全体構成の一
層の簡略化が実現されている。

【００３７】図５(a)、(b) において、ケ−ブルＣには、
一対の板Ｆ３が４本のクランプねじＰ２を用いて固定さ
れている。一対の板Ｆ３と定着管Ｔの内壁には、ケ−ブ
ルＣを挟んで定着管Ｔの断面を横断するように、２個の
粘弾性ゴム棒Ｇ６が配置される。粘弾性ゴム棒Ｇ６は、
板Ｆ３に対して接着、定着管Ｔの内壁に対しては定着管
Ｔの外側から直接にネジ止めされている。粘弾性ゴム棒
Ｇ６は、第１実施例と同様に、剪断歪と作用力の関係が
ヒステリシス・ル−プを形成する機能材料である。

【００３８】このように構成されたケ−ブル減衰装置に
おいては、粘弾性ゴム棒Ｇ６の軸に直角な方向の振動成
分が粘弾性ゴム棒Ｇ６に繰返しの剪断力を作用する。ケ
−ブルＣが矢印のように粘弾性ゴム棒Ｇ６の軸に直角な
方向に振動する場合、粘弾性ゴム棒Ｇ６を挟む定着管Ｔ
の内壁と板Ｆ３は、相互間隔を保って相対的に平面運動
し、粘弾性ゴム棒Ｇ６に繰返しの剪断力を作用する。ま
た、ケ−ブルＣの振幅が比較的大きい場合、粘弾性ゴム
棒Ｇ６には繰返しの引張り力が作用する。

【００３９】斜張橋のケ−ブルには、実際上、風向きと
垂直な方向、すなわちケ−ブルを含む鉛直面内で専ら振
動が発生するから、粘弾性ゴム棒Ｇ６を伸縮させる水平
方向の振動については余り考慮する必要がない。また、
発生し得る水平方向の小さな振幅については、粘弾性ゴ
ム棒Ｇ６が伸縮して十分に吸収できる。粘弾性ゴム棒Ｇ
６の軸方向の振幅をさらに許容するために、粘弾性ゴム
棒Ｇ６の断面積に対する全長の比を大きく採る、すなわ
ち細長くすると都合がよい。

【００４０】図７〜図９は、図１〜図５の実施例に採用
した粘弾性ゴムの減衰特性を他の材料と比較して説明す
るもので、図７は粘弾性ゴムの剪断歪と作用力の関係の
説明図、図８は摩擦素子の剪断歪と作用力の説明図、図
９はダンパの変位と作用力の関係の説明図である。各図
中、(a) は負荷状態の模式図、(b) は荷重と変位の線図
である。

【００４１】図７において、(a) のように粘弾性ゴムを
配置して、一定の振幅で剪断変形させたとき、荷重Ｗと
変位Ｙの関係は(b) のようにヒステリシス・ル−プを形
成する。ヒステリシス・ル−プの形状および面積は振幅
に依存し、振動の周波数にも多少影響されるが、あらゆ
る周波数と振幅の組合せにおいて幅広のヒステリシス・
ル−プを形成するから、粘弾性ゴムを剪断変形させる形
式のケ−ブル制振装置は、あらゆる周波数と振幅の振動
に対して効率的で安定した制振を行うことができる。こ
れは、図８の摩擦素子が振幅について、図９のダンパが
周波数について制振効果が制限されるのと対照的であ
る。

【００４２】図８において、摩擦素子は、多数の摩擦板
を圧縮して構成されており、板同士が相互に摩擦力を作
用して荷重に抵抗する。摩擦素子を(a) のように一定の
振幅で剪断変形させたとき、荷重Ｗと変位Ｙの関係は
(b) のように、板の最大静止摩擦力Ｗ１、Ｗ２で一気に
変形する方形のヒステリシス・ル−プを形成する。荷重
が最大静止摩擦力Ｗ１、Ｗ２を越えない振動は摩擦素子
の変形に至らず、荷重が最大静止摩擦力Ｗ１、Ｗ２を越
える場合、ヒステリシス・ル−プの形状および面積は
(b) に同一であり、振動の周波数に全く影響されない。
ここでは、各板間で最大静止摩擦係数が一定の場合を示
したが、各板間の静止摩擦係数を何種類かに異ならせれ
ば、荷重Ｗ１以下で変位を始め、荷重Ｗ１以上で変位を
終了するようにヒステリシス・ル−プの形状を調整でき
る。

【００４３】図９において、ダンパは、粘性流体を満た
したシリンダに開口を形成したピストンを組合せたもの
で、粘性流体を攪拌してエネルギ−を消費し、ピストン
の速度に比例した抵抗力を発生する。ダンパに(a) のよ
うに一定の振幅の正弦波振動を強制的に与えたとき、ピ
ストンには変位に対しπ／２進んだ抵抗力（荷重Ｗ）が
作用し、荷重Ｗと変位Ｙの関係は(b) のような種々の楕
円形のヒステリシス・ル−プを形成する。ヒステリシス
・ル−プの形状は振動の周波数（実際にはピストンの移
動速度）に依存し、周波数が低いと荷重Ｗ（抵抗力）が
小さく、周波数が高いと荷重Ｗが大きくなる。

【００４４】次に、図１の装置（第１実施例）の減衰性
能を評価するために、前記の公知な装置、すなわち、
特開平３−１１０２０７号公報の「斜張ケ−ブルのダン
パ−装置」の場合と設計数値を揃えて、計算により比較
する。ここで、ケ−ブル長さＬは１００ｍ、ケ−ブル重
量Ｗは８９．３kg/m、ケ−ブル張力Ｔは６．５×１０⁵
kg、ケ−ブルの振動の周波数ｆは１．４Hz、ケ−ブルに
沿った制振装置の取付け位置Ｘは６ｍ、粘弾性ゴムの粘
性減衰定数は１．１×１０⁴ kgf・s/m 、制振装置におけ
るケ−ブルの振幅Ａは０．００３ｍで、それぞれ共通と
する。

【００４５】等価粘性減衰定数をｈｅとして、最大荷重
Ｆが９４０kgf /cm²となるヒステリシス・ル−プを仮定
すると、図１の装置の装置における減衰性能の式は、 Ｗ ＝ ０．１４１ kgf/m ｈｅｑ＝（１／４π）×（ΔＷ／Ｗ） Ｃ ＝ ΔＷ／（πＡ² ω） となり、図１の装置と前記の公知な装置のそれぞれに
おける、弾性係数Ｋ、等価粘性減衰定数ｈｅ、ケ−ブル
構造の対数減衰係数δは、次の表１に示されるとおりで
ある。

【００４６】

【表１】

【００４７】ここまでの実施例においては、斜張橋のケ
−ブルの制振を行う例についてのみ説明したが、それぞ
れの実施例は、吊橋のハンガ−ケ−ブルの制振にも応用
可能である。

【００４８】図９は、第５実施例のケ−ブル制振装置の
説明図である。ここでは、吊橋のハンガ−ケ−ブルのた
めのケ−ブル制振装置が示され、図中、(a) は、吊橋の
側面図、(b) は、(a) のケ−ブル制振装置の部分的な拡
大図である。

【００４９】図９(a)、(b) において、吊橋の補剛桁Ｋ２
には、主ケ−ブルＣ２から垂直に多数のハンガ−ケ−ブ
ルＨが張設されている。補剛桁Ｋ２に固定した円筒状の
型枠部Ｔ２は、ハンガ−ケ−ブルＨの振動の減衰に都合
のよい高さに減衰装置Ｓ２を支持する。減衰装置Ｓ２
は、実質的に第１実施例と同一な構成であって、型枠部
Ｔ２に固定されたフランジ板と、ハンガ−ケ−ブルＨに
固定されたフランジ板と、両方のフランジ板の間をハン
ガ−ケ−ブルＨの軸方向にのみ円環状に接続する固体の
粘弾性体とからなる。

【００５０】このように構成されたケ−ブル制振装置に
おいて、ハンガ−ケ−ブルＨが振動すると、ハンガ−ケ
−ブルＨの振動に応じて固体の粘弾性体にはほぼ剪断力
のみが作用し、粘弾性体の変形抵抗がハンガ−ケ−ブル
Ｈの振動を抑制し、粘弾性体の変形伴う発熱がハンガ−
ケ−ブルＨの振動エネルギ−を消費する。

【００５１】

【発明の効果】請求項１のケ−ブル制振装置は、機械的
な摺動部分や運動部分を全く含まず、前記の公知な装
置に比較して、構造が簡単でフランジ等の部品数が少な
くて済み、粘弾性部材の取付けに熟練が不必要で、構造
物への取付け工事や粘弾性物質の除去と再利用が極めて
容易で、格段に大きな振幅を許容でき、振幅が大きくて
も粘弾性部材による効果的な減衰性能が得られる。換言
すれば、粘弾性部材の変形による振動エネルギ−の消費
が十分で、固体の粘弾性物質の持つ減衰性能を最大限に
有効に利用でき、ケ−ブルの振動による固定側部材への
荷重の負担も小さくて済む。また、半液状の粘弾性体を
用いる場合のような密封構造は全く不必要で、減衰性能
の設計演算も容易であり、あらゆる周波数と振幅の振動
に対して効率的な制振が遂行され、粘弾性部材の必要量
も少なくてよい。

【００５２】請求項２のケ−ブル制振装置においては、
補剛桁上に追加する構造が定着管のみとなって斜張橋の
構造が複雑化せず、補剛桁の保守点検や清掃に都合が良
く、美観にも優れる。また、製作および取付のコストが
小さく、給油等の保守点検も不要で、メンテナンス用の
足場等を設ける必要がない。

【００５３】請求項２のケ−ブル制振装置においては、
部品点数が削減されて、装置構造がさらに簡単になる。

【００５４】一般に、ケ−ブルの静的変形に対処するた
めに、ケ−ブル定着部に隣接させてケ−ブル角折れ緩衝
装置が設置される。この場合、ケ−ブル制振装置とケ−
ブル定着部の間にケ−ブル角折れ緩衝装置が位置するこ
とになり、ケ−ブル制振装置の減衰効果は低下する。し
かし、本ケ−ブル制振装置では弾性効果が小さくて大き
な振幅を許容できるため、ケ−ブル角折れ緩衝装置を設
置しても大きな減衰効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のケ−ブル制振装置の模式図であ
る。

【図２】図２の粘弾性体の形状の別の例を示す平面図で
ある。

【図３】第２実施例のケ−ブル制振装置の部分的な拡大
図である。

【図４】第３実施例のケ−ブル制振装置の部分的な拡大
図である。

【図５】第４実施例のケ−ブル制振装置の部分的な拡大
図である。

【図６】粘弾性ゴムの減衰性能の説明図である。

【図７】摩擦素子の減衰性能の説明図である。

【図８】ダンパの減衰性能の説明図である。

【図９】第５実施例のケ−ブル制振装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｃ ケ−ブル Ｅ 外フランジ Ｆ 内フランジ Ｇ 粘弾性体 Ｋ 補剛桁 Ｐ クランプ Ｓ 減衰装置 Ｔ 定着管

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 信夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物に一端を張設されたケ−ブルの空
   中高さに配置されて該ケ−ブルの振動を抑制するケ−ブ
   ル制振装置において、該構造物に位置関係を固定した固
   定側部材と、該固定側部材に対向させてケ−ブルに固定
   した運動側部材と、ケ−ブルの可能な振動方向とほぼ垂
   直な方向に関してのみ前記運動側部材と固定側部材とを
   相互に連結する固体の粘弾性部材とからなり、ケ−ブル
   の振動により該粘弾性部材にほぼ剪断力のみを作用させ
   ることを特徴とするケ−ブル制振装置。
2. 【請求項２】 請求項１のケ−ブル制振装置において、
   前記固定側部材を、ケ−ブルに沿って延長された定着管
   に固定されてケ−ブルを非接触に囲む環状の第１フラン
   ジとし、前記運動側部材を、第１フランジとケ−ブルの
   軸方向に対向させた第２フランジとし、前記粘弾性部材
   を、環状に一体形成して、第１フランジと第２フランジ
   の対向面間に配置したことを特徴とするケ−ブル制振装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１のケ−ブル制振装置において、
   前記固定側部材を、ケ−ブルに沿って延長した定着管の
   水平方向に対向する内壁部分とし、前記運動側部材を、
   該内壁部分との対向面を形成したケ−ブル・クランプ部
   材とし、前記粘弾性部材を、円柱状に形成して、ケ−ブ
   ルを挟んで水平方向に定着管断面を横断させて配置した
   ことを特徴とするケ−ブル制振装置。