JPH06272180A - 制振ケーブル - Google Patents
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- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
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- D07B5/00—Making ropes or cables from special materials or of particular form
- D07B5/005—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties
- D07B5/006—Making ropes or cables from special materials or of particular form characterised by their outer shape or surface properties by the properties of an outer surface polymeric coating
-
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- D07B2501/2015—Construction industries
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- Ropes Or Cables (AREA)
Abstract
部を設けて振動を抑制し、かつケーブルに作用する風荷
重を低減する制振ケーブルを提供するものである。 【構成】 ケーブル素線1の集合体からなるケーブルの
表面に防食被覆2を施したケーブル3において、被覆表
面に多数の円形状または多角形の凹部4aまたは凸部が
5aで構成される集合体4,5を整列あるいはランダム
に多数配置する。この凹凸部により風の乱れを生じさ
せ、ケーブル1の振動は抑制される。また、凹凸部の加
工面積を、ケーブル単位表面積に対応する面積の和が1
0〜30%の範囲になるようにして、ケーブルの抗力係
数の増加を抑え、ケーブルに作用する風荷重の増大を招
くことがない。
Description
ば斜張橋ケーブル,吊橋ハンガー等のケーブル類あるい
は送電線ケーブル等に用いられるものでケーブルに作用
する風荷重の増大を招くことがなく、かつ風・雨による
振動を抑える制振ケーブルに関するものである。
ブルには、防食対策として、ポリエチレン被覆された円
形断面を持つケーブルが広く用いられるようになってき
た。ところが円形断面を持つケーブルには、風による微
小振幅を伴う渦励振の他に、雨と風の相互作用により大
振幅で振動するレインバイブレーションが発生する。特
に、ポリエチレン被覆された円形断面ケーブルが傾斜し
て配置された場合、防食被覆部表面に降雨による水路が
形成され易く、ある風速域で発散的な振動が発生し、ケ
ーブル定着部に大きな角変化が生じて大きな曲げ応力や
疲労による破壊が懸念されるためこの振動を抑制する対
策として、以下の従来技術が挙げられる。
開平1−146006に開示されているようなケーブル
を防食するためポリエチレンからなる防食被覆の全表面
に、図9(a),(b)又は(c),(d)に示すよう
なケーブル3の軸方向全長にわたって数mm程度の高さ
の線状突起7または溝6を設けることにより、防食ケー
ブル周辺の空気流を制御し、レインバイブレーションの
発生原因となる水路の形成を阻止し、振動を抑制する方
式。
多数のケーブル3をワイヤーロープ8により相互に連結
して、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。
部近傍に、オイルダンパーあるいは粘弾性体を利用した
ダンパー類10を取り付けて減衰効果を増加させること
により振動を抑制する方式がある。
技術は以下のような課題があった。
mで幅が数mm程度の線状突起もしくは溝を設けること
により、ケーブル表面に発生する水路の形成を阻害し、
レインバイブレーションの発現を抑制する方法である
が、この場合水路の形成を阻止するためには、ケーブル
全表面にわたってケーブル径の2〜3%程度の高さの突
起または溝を設けるため、円滑な表面を持つ円形ケーブ
ルに比べるとケーブル断面の抗力係数が著しく増加す
る。このために斜張橋の様な構造物においてはケーブル
に作用する風荷重が増大し、そのため桁や塔の設計断面
が過大となる恐れがある。また架設作業を行うとき、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
止しなければならないことや、ケーブル設置時において
ケーブルがねじれることにより溝や突起が回転し、本来
の機能を発揮できない恐れがあるために、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
題点があった。
ープにより連結するために、クランプ等の治具によりケ
ーブルを締め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め付け力が弱まり、そのため滑
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
スが必要となる。また、ケーブルを連結するワイヤーロ
ープは、斜張橋の景観を損ねる。
に取り付けるため、ケーブル定着部近傍に付属構造物を
設けることが必要となる。また、橋梁が大型化してケー
ブル長が長くなると、橋桁近傍では十分な制振効果が得
られなくなり高い位置に設ける必要が生じて、美観の面
からも好ましくない。
加的な部材を取り付けたり、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
対策でケーブルに作用する風荷重の増大を招くことがな
く、レインバイブレーションの発生を抑制した制振ケー
ブルを提供することを目的とするものである。
より円形の防食ケーブルに発生するレインバイブレーシ
ョンと呼ばれる振動現象は、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た水路の形成が原因と考
えられることから、この水路形成の阻止がレインバイブ
レーション抑制の対策となる。
覆の表面に複数の円形状又は多角形状の凹または凸の集
合部を設ける。この凹部または凸部は、ケーブル表面の
滑らかな気流を乱すことにより水路の形成を阻止するこ
とができ、レインバイブレーションの発生を抑制する。
って整列あるいはランダムに多数配置し、その面積の和
が、ケーブルの単位表面積(凹凸部も含めた)に占める
割合が10〜30%の範囲になるようにする。この理由
は、ケーブルに作用する風荷重の増大を招くことがなく
レインバイブレーションを抑制させるためである。レイ
ンバイブレーションの抑制のためには、出来るだけ凹凸
部を多く施した方がよいが、ケーブルの表面の凹凸部が
増加すると平滑な面が減少しその結果、抗力係数が増加
して風荷重が増大する。円断面の抗力係数は平滑な表面
を持つ形状が最も小さく、直径が10〜20cmのケー
ブルの場合風速が50m/s程度では、抗力係数CD は
0.5〜0.6である。ケーブルの表面に溝または突起
を施した場合、その程度が大きいほど、また加工面積が
広いほど平滑な表面からの変形が大きくなり、その結果
抗力係数は大きくなり、従来例ではCD =1.2を示す
ものもある。本発明ではケーブル表面への凹凸加工面積
を10%〜30%と小さくして、抗力係数の増加の抑制
を図ったもので風速50m/sでも抗力係数CD は約
0.6で凹凸のない円断面とほぼ同等である。従って、
従来の表面に溝又は突起を設け従来の制振ケーブルの抗
力係数1.0〜1.2に比べ、ケーブルへの風荷重を大
幅に低減させしかもレインバイブレーションの発生も抑
制できるものである。
凹凸は単独ではなく、複数のものを集合部として配置し
ている。これは空気流の乱流作用をより効果的に行わせ
しめるためである。
り、ケーブル素線1の集合体からなるケーブルの表面
に、ポリエチレンからなる防食被覆2が施され、その防
食ケーブル3の被覆部表面に楕円形の凹部4aを複数
(3ケ)集合した集合部4を整列配置したものである。
12mmの楕円形状凹部4a3個を1集合体とし、ケー
ブル軸方向に45度の角度を持って直交するように配置
したもので、ケーブルの単位表面積に対応する凹部の面
積の和は約15%である。1個の凹部は大きくすると乱
流効果が減少して制振効果が得にくくなるため、小さく
して複数個集めた集合部4を形成したもので、凹部4a
1個の面積は約70mmm2 とケーブル断面積の0.4
%程度としてこれを3個配置したものを1つの集合部4
とした。
3%以上になると、凹部のケーブル表面積に占める割合
増とともに抗力係数が増加するため、ケーブルに作用す
る風荷重が増加してしまう。このため制振効果が得られ
かつ抗力係数が増加しない範囲とするため、凹部4aの
深さは1〜1.5mmとケーブル径の約1%以下とし、
前記の通り、凹部のケーブル表面積に占める割合を15
%とした。
あり、ケーブル素線1の集合体からなるケーブルの表面
に、ポリエチレンからなる防食被覆2が施され、その防
食ケーブル3の被覆部表面に円形状の凸部5aを複数
(6ケ)集合した集合部5を整列配置したものである。
mの円形状凸部5a6個を1集合体として、ケーブル軸
方向に45度の角度を持って直交するように配置したも
のである。この場合、ケーブル単位表面積に対応する凸
部の面積の和は12%である。1個凸部の面積は約30
mm2 とケーブル断面積の0.2%程度としてこれを6
個配置したものを1つの集合部とした。凸部の突起の高
さは1〜1.5mmとケーブル径の約1%程度とした。
第2実施例および従来例の風洞実験結果を示す。図5に
おいて、円滑な表面を持つ無対策のケーブルは、降雨条
件の場合、風速9〜10m/s程度で発散的な振動即ち
レインバイブレーションが発生するが、本発明の第1実
施例及び第2実施例のケーブルではレインバイブレーシ
ョンは全く発生しない。一方、図6に示すように1個の
凹部または凸部の面積が約230mm2 (ケーブル断面
積の約1.5%)と大きくし、単独配置した従来例の場
合は、15m/s以上になると乱流効果が減少してレイ
ンバイブレーションが発生した。
CD の関係を実験したものでケーブル径の1%の凹また
は凸部の深さ(高さ)の円形状の表面加工面積を変化さ
せて、抗力係数を測定した結果を示したものである。こ
れによれば、ケーブル表面への加工度が単位表面積に対
応する凹または凸部の面積の和が30%以下では抗力係
数CD の減少がみられ、20%以下では凹凸のない円形
断面の抗力係数0.5とほぼ同等となる。また、円形断
面はレイノルズ数の影響を受け、その凹凸の度合いによ
り抗力係数が大きく変化することが知られている。図8
は平滑なケーブルと従来の制振ケーブルおよび本発明の
制振ケーブルのレイノルズ数に対する抗力係数CD を比
較して表したものである。表面が円滑な無対策のケーブ
ルは低レイノルズ数域では、抗力係数CD は1.2であ
り、3〜4×105 で限界レイノルズ数に達し、それ以
降抗力係数はやや増加して設計風速50m/s領域に相
当するレイノルズ数5.5×105 において抗力係数C
D は0.52となった。
は限界レイノルズ数は1×105 程度となり、その後抗
力係数の増加は認められず、設計風速50m/s領域に
相当するレイノルズ数5.5×105 において抗力係数
CD は0.63となった。従って、橋梁の設計上風荷重
を算出するためのケーブルの抗力係数CD は、本発明の
実施例では平滑な断面に比べてもわずかに増加するのみ
である。
すような断面の従来例の制振ケーブルでは、形状変化が
大きいため4〜5×104 で限界レイノルズ数に達し、
風速50m/sでは抗力係数CD は1.2となり、抗力
係数は本発明の制振ケーブルまたは平滑な表面を持つ無
対策ケーブルの約2倍以上となる。従って、このような
断面形状では制振ケーブル設計風荷重が過大となる恐れ
があり、レインバイブレーションの制振効果は得られて
も合理的な橋梁の設計とならない。
樹脂からなる場合についての実施例を示したが、ケーブ
ルの表面がフッ素樹脂で被覆された場合本発明を適用し
ても、同様の効果が得られる。
楕円形の他6角形、4角、5角形等の多角形でも同様の
効果が得られる。
食被覆2に、複数の円形状あるいは多角形状の凹または
凸部の集合部をケーブルの単位表面積に対応する凹また
は凸部の面積の和が10〜30%の範囲になるよう多数
形成し配置することにより、防食ケーブル表面上に、雨
と風の相互作用によって生じる水路の形成を阻止し、そ
れが原因で発生するレインバイブレーション発生を抑制
することができ、かつケーブル表面形状の変化に伴う抗
力係数の増加を招くことがなく、平滑な円断面とほぼ同
程度の抗力係数に抑えることができる。これにより、他
の制振ケーブルと比べるとケーブルへの風荷重を大幅に
低減でき、橋梁の合理的な設計が可能となる。特に、長
大斜張橋の場合、多数のケーブルが密に配置されるた
め、桁の橋軸直角方向の耐荷力はケーブルに生じる風荷
重に支配されるため、ケーブルの低抗力化は橋梁の設計
上きわめて有効である。
くなるため、減衰装置の取り付けによる効果は少なくな
り、空力的な対策が有効となる。本発明による空力的な
対策を用いれば構造を付加する必要もなく、美観を損な
うこともない。
ケーブルに作用する風荷重を低減させ、優れた効果を発
揮する。
凹部を配置した制振ケーブルを示す図。
図。
部を配置した制振ケーブルを示す図。
図。
図。
の形状詳細を示す図。
ーブルとレイノルズ数の関係をグラフ。
(a)は斜視図、(b)は一部拡大図、(c)は他の例
の斜視図、(d)は一部拡大図。
術を示す図。
示す図。
プ 9…桁 10…減衰装置
Claims (2)
- 【請求項1】 表面の防食被覆に凹凸状の加工が施され
ている空中懸架ケーブルにおいて、防食被覆表面に複数
の円形または多角形状の凹または凸の集合部を、ケーブ
ルの単位表面積に対応する凹または凸の面積の和が10
〜30%の範囲内になるように多数形成したことを特徴
とする制振ケーブル。 - 【請求項2】 ケーブル表面の防食被覆がポリエチレン
樹脂またはフッ素樹脂からなる請求項1記載の制振ケー
ブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5063867A JP2922079B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 制振ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5063867A JP2922079B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 制振ケーブル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06272180A true JPH06272180A (ja) | 1994-09-27 |
JP2922079B2 JP2922079B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=13241692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5063867A Expired - Lifetime JP2922079B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 制振ケーブル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2922079B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009016088A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Hokkaido Denki Kk | 絶縁電線 |
CN104428469A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-03-18 | 丹麦技术大学 | 包括缆线和多个翼板的结构和张紧元件 |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP5063867A patent/JP2922079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009016088A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Hokkaido Denki Kk | 絶縁電線 |
CN104428469A (zh) * | 2012-06-28 | 2015-03-18 | 丹麦技术大学 | 包括缆线和多个翼板的结构和张紧元件 |
JP2015524519A (ja) * | 2012-06-28 | 2015-08-24 | ダンマルクス テクニスケ ウニベルシテット | ケーブル及び複数の輪がねを有する構造及び引張り要素 |
CN104428469B (zh) * | 2012-06-28 | 2018-07-27 | 丹麦技术大学 | 包括缆线和多个翼板的结构和张紧元件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2922079B2 (ja) | 1999-07-19 |
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