JPH10159016A - 斜張橋およびその減衰向上方法 - Google Patents

斜張橋およびその減衰向上方法

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JPH10159016A
JPH10159016A JP31751096A JP31751096A JPH10159016A JP H10159016 A JPH10159016 A JP H10159016A JP 31751096 A JP31751096 A JP 31751096A JP 31751096 A JP31751096 A JP 31751096A JP H10159016 A JPH10159016 A JP H10159016A
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JP
Japan
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cable
girder
tower
stayed bridge
vibration
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JP31751096A
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English (en)
Inventor
Shinji Kato
真志 加藤
Takuya Murakami
▲琢▼哉 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 風によって生ずる斜張橋の桁のねじれ振動の
減衰効率を、ケーブル制振装置の大型化によらずに向上
する。 【解決手段】 ケーブル1の桁側定着部3bを、桁2の
下端部とする。桁2の回転θに伴うケーブル支持位置4
におけるケーブル1と桁2との相対変位xtanθを、
有効に確保することができ、振動に伴う運動エネルギー
が、ケーブル支持位置4に配設されたケーブル制振装置
の熱エネルギーとして消散されるため、減衰が大きくな
り振動が治まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、風によって桁に
生ずるねじれ振動の減衰を向上させる構造を有する斜張
橋およびその減衰向上方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】桁を塔からケーブルで吊って支持するの
が斜張橋である。図4、図5、図6は先行技術1の斜張
橋を示す図面である。図5および図6は断面図で、図5
は静止状態を、図6は桁ねじれ振動状態を、各々示して
いる。図7はケーブルの桁側定着部を拡大して示す斜視
図である。図12は図7に示す斜張橋のケーブル桁側定
着部を拡大して詳細に示す側面図、図13は図12のA
−A線断面図である。
【0003】図面に示す様に、多くの斜張橋は、鉛直方
向に設けられた塔6と、該塔6と交差して水平方向に配
された桁2と、橋の幅方向両側に斜めに張設された、桁
2を塔6に支持するためのケーブル1と、桁2の路面位
置に設けられケーブル1に設置されたケーブル制振装置
とからなっている。
【0004】ケーブル1は、塔6の設けられた方向(鉛
直方向)に対して所定の角度傾斜して張設されている。
ケーブル1の上端は塔6に定着され、その下端は桁2の
路面近くに定着されている。図12において、9は定着
管、10は止水ゴムを示す。図12、図13に示す様
に、桁2の上端部の路面5またはデッキ面の上面にはダ
ンパー架台8が設けられ、ダンパー架台8の上面に設け
られた2機のオイルダンパー7(ケーブル制振装置)
が、ケーブル1の両側からケーブル1を支持している。
このオイルダンパー7がケーブル1を支持している位置
を、ダンパー設置位置4という。このように、桁2の上
端部の路面5に設置されたオイルダンパー7は、ダンパ
ー設置位置4に取り付けられ、ケーブル1の振動を減衰
させる。
【0005】先行技術1の斜張橋においては、図5、図
6に示す様に、桁2の重量を支えるためのケーブル1の
下端が、桁2の幅方向両側の路面近くに設定したケーブ
ル桁側定着部3bに固定されている。ケーブル桁側定着
部3bがこの位置に設定されているのはこの位置が最も
ケーブル1を固定し易く施工が容易だからである。
【0006】先行技術1に示すような施工例は、本州四
国連絡橋公団による櫃石島橋、ならびに、首都高速道路
公団による横浜ベイブリッジ等に採用されている。図8
は従来の斜張橋の先行技術2を示す断面図であり、桁断
面ねじれ変形時の状況が示されている。図8に示す様
に、斜張橋は、桁2の幅方向中央部にケーブル桁側定着
部3bを設定し、そこを回転中心11とする一面吊りを
採用している。この斜張橋においては、ケーブル桁側定
着部3bとダンパー設置位置4とが所定の距離x(図8
参照)を隔てて離れているために、桁2の回転θに伴っ
てxtanθの相対変位が生じ、ケーブル制振装置から
効果的に振動エネルギーが散逸され高い減衰値が確保さ
れている。ただし、図8に示す様に、ケーブル桁側定着
部3bは桁断面において桁2のやや上端寄りに位置して
いる。(参考文献:著者;山口宏樹、高野晴夫、小笠原
政文、下里哲弘、加藤真志、加藤久人。斜張橋振動減衰
のエネルギー的評価法と鶴見つばさ橋への適用、土木学
会論文集、No. 543/I−36,pp.217−22
7,1996.7)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図9は斜張橋の塔と桁
との間に張設されたケーブルの力学的モデルを示す平面
図、図10はケーブルの拘束例を示す同平面図、図11
はダンピング効果のある制振装置によるケーブルの拘束
例を示す同平面図である。図9に示すケーブル1の振動
を抑制するには、振動の腹(中心部)に近いところを拘
束して制振するのが効率的であり、拘束する位置(ダン
パー設置位置)が、ケーブル固定点(ケーブル桁側定着
部3b)の近くでは、ケーブル変位が小さく効果が少な
い。ただし、図10に示す様に、拘束具12であまり堅
固に拘束するとそこが節となり、別の振動が発生する。
従って、先行技術1に示す様に、オイルダンパー7や、
高減衰ゴム等の制振装置を使用する。
【0008】以上述べた様に、ケーブル制振装置である
ダンパーの設置位置4はケーブル1の固定点からある程
度離れないと制振効果は期待できない。また、ダンパー
設置位置4とケーブル桁側定着部3bとが接近していて
は前記の効果が薄い。従って、ダンパー設置位置4をケ
ーブル桁側定着部3bからなるべく離すべきである。
【0009】このため、先行技術2においては、図5、
図6、図12、図13に示す様に、桁2の路面5上にダ
ンパー架台8を設け、そして、その上にオイルダンパー
(ケーブル制振装置)7を設けて、ケーブル1をケーブ
ル桁側定着部3bからある程度の距離上方に離れた位置
で(オイルダンパー7によって)支持するようになって
いる。
【0010】しかしながら、オイルダンパー7は、ダン
パー設置位置4を上方に設定すればするほどダンパーの
架台が大型化し、景観上の障害が生ずる。更に、取付位
置が路面上高くなるため、施工上、維持管理上の問題も
生じる。
【0011】また、長大橋の耐風設計では、小さい対数
減衰率を仮定して風洞実験が行われるが、減衰が小さい
と有害なねじれ振動が桁に生じる。従って、これを制振
するために空力的制振や機械的制振が行われることが多
い。
【0012】空力的制振は、桁の断面の幾何形状を変更
するか、あるいは、断面周りに板材を配置し、桁周りの
空気の流れパターンを変化させることによって振動を抑
える手法である。このような空力的制振においては、通
常、制振できる断面を捜すため、高コストの風洞実験に
何日も時間を費やすといった問題がある。
【0013】機械的制振は、制振装置を橋体に設置し、
減衰を付加的に与える手法であるが、装置の設計、製作
に高額な費用を要するといった問題がある。従って、こ
の発明の目的は、上述の問題点を解決し、ねじれ振動の
減衰を、少ない工程および低コストで効率的に向上する
ことができ、且つ、従来技術と同一のダンパ設置位置で
ケーブルに付加する減衰を増大させることができる構造
を有する斜張橋およびその減衰向上方法を提供すること
にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の斜
張橋は、鉛直方向に設けられた塔と、前記塔と交差して
水平方向に配された桁と、前記塔および前記桁に対して
所定角度傾斜して張設された、前記桁を前記塔に支持す
るためのケーブルと、前記桁の路面上に設けられた、前
記ケーブルの振動を減衰させるためのケーブル制振装置
とからなる斜張橋において、前記ケーブルの上端が前記
塔に定着され、その下端が前記桁の下面部に定着されて
いることに特徴を有するものである。
【0015】請求項2記載の発明の方法は、鉛直方向に
設けられた塔と、前記塔と交差して水平方向に配された
桁と、前記塔および前記桁に対して所定角度傾斜して張
設された、前記桁を前記塔に支持するためのケーブル
と、前記桁の路面上に設けられた、前記ケーブルの振動
を減衰させるためのケーブル制振装置とからなる斜張橋
の減衰向上方法において、前記ケーブルの上端を前記塔
に定着し、その下端を前記桁の下面部に定着することに
より、前記桁のねじれ振動に伴う前記ケーブルと前記桁
との相対変位を大きくとり、ねじれ振動の減衰を向上さ
せることに特徴を有するものである。
【0016】この発明の斜張橋は、機械的に減衰を向上
させることにより、有害な空力振動を抑制する手法であ
る。そこで、高価な桁の制振装置を改めて設置せず、ケ
ーブル単一振動を抑制するために設置されているケーブ
ル制振装置を、桁のねじれ抑制向上のために有効に利用
せんとするものである。これを可能とするため、桁の幅
方向両側または中央の下面部をケーブル桁側定着部とす
ることにより、該定着部と桁上端部の路面上に設けられ
たケーブル制振装置により支持されるダンパー設置位置
との間の距離が、図5、図6に示す従来の斜張橋よりも
大きくなり、ケーブルと桁との相対変位が確保され、こ
れにより、桁のねじれ振動に伴うケーブル制振装置を変
形させ、エネルギーを効果的に消散させることができ
る。更に、定着部とダンパー設置位置との距離が従来の
斜張橋よりも大きくなっているため、ダンパーがケーブ
ルに付加する減衰も大きくなっている。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図1、図2および図3はこ
の発明の一実施態様を示す図面であり、図1は静止状態
を示す断面図、図2は桁ねじれ振動状態を示す断面図、
図3はケーブル定着部を示す斜視図である。この発明の
斜張橋は、図4に示す従来の斜張橋とは、ケーブルの桁
側定着部の位置が異なる点のみが異なっている。図面に
示すように、斜張橋は、鉛直方向に設けられた塔6と、
塔6と交差して水平方向に配された桁2と、塔6と桁2
間に斜めに張設された、桁2を塔6に支持するためのケ
ーブル1と、桁2の路面5上に設けられケーブル1に設
置されたケーブル制振装置とからなっている。なお、ケ
ーブル制振装置には、例えば、オイルダンパー7が使用
されている(図12、図13参照)。
【0018】ケーブル1は、塔2の設けられた方向(鉛
直方向)に対して所定の角度傾斜して張設されている。
ケーブル1の上端は塔6の上端部に定着され(ケーブル
上端塔側定着部3a)、その下端は桁2の下面部に定着
されている(ケーブル下端桁側定着部3b)。
【0019】ケーブル下端の桁側定着部3bを桁2の下
面部とすることにより、ダンパー設置位置4とこのケー
ブル桁側定着部3bとの間の距離x(図2参照)を、先
行技術1(図6参照)よりも大きくして、桁のねじれ振
動に伴うケーブルと桁との相対変位を大きくとることが
でき、ダンパーを有効に作用させることによりねじれ振
動の減衰を向上することができる。
【0020】このように、ケーブル1の桁側定着部3b
を、桁2の下面部とする結果、図2に示すように、桁2
の回転θに伴うダンパー設置位置4におけるケーブル1
と桁2との相対変位xtanθを、先行技術1よりも大
きく有効に確保することができ、振動に伴う運動エネル
ギーがケーブル制振装置(オイルダンパー7)の熱エネ
ルギーとして消散されるため、減衰が大きくなり振動が
治まる。
【0021】本実施態様では、ケーブルを橋の両側に2
本配したが、ケーブルを橋の幅方向中央部に1本配し、
即ち、ケーブル1を桁2の中央で貫通させてその下端を
桁2の下面で定着して桁側定着部3bとし、そこを回転
中心とする一面吊りを採用してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下に示す工業上有用な効果がもたらされる。
【0023】 ケーブル制振装置は、ケーブルそのも
のの振動を抑制するために設置するものである。これを
桁のねじれ振動に伴う減衰付加にも利用するため、桁の
制振を目的とした機械的制振装置を改めて設置する必要
が無い。
【0024】 ケーブルを有効に制振するためには、
ケーブル定着部から離れた、ケーブル変位モードの大き
い所にケーブル制振装置を設置することが望まれるた
め、ケーブル桁側定着部を桁の下面部に設定することに
より、ダンパー設置位置を前記のケーブル桁側定着部
(桁の下面部)から上方に離れた位置に設定することが
でき、ケーブルの単独振動を効率的に制振することがで
きる。
【0025】 の結果、桁にねじれ変位が生じた場
合のケーブルとダンパー設置位置の相対変位を大きくと
ることができるため、ダンパーは有効に作用し、ねじれ
振動の減衰を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施態様を示す断面図であり静止
状態を示している。
【図2】この発明の一実施態様を示す断面図であり桁ね
じれ振動状態を示している。
【図3】この発明の斜張橋のケーブル桁側定着部を示す
斜視図である。
【図4】先行技術1の斜張橋を示す斜視図である。
【図5】先行技術1の斜張橋を示す断面図であり静止状
態を示している。
【図6】先行技術1の斜張橋を示す断面図であり桁ねじ
れ振動状態を示している。
【図7】従来の斜張橋のケーブル桁側定着部を拡大して
示す斜視図である。
【図8】先行技術2の斜張橋を示す断面図であり桁断面
ねじれ変形時の状態を示している。
【図9】斜張橋の塔と桁との間に張設されたケーブルの
力学的モデルを示す平面図である。
【図10】斜張橋の塔と桁との間に張設されたケーブル
の拘束例の力学的モデルを示す平面図である。
【図11】斜張橋の塔と桁との間に張設されたケーブル
のダンピング効果のある制振装置による拘束例の力学的
モデルを示す平面図である。
【図12】図7に示す従来の斜張橋のケーブル桁側定着
部を拡大して詳細に示す側面図である。
【図13】図12のA−A線断面図である。
【符号の説明】
1 ケーブル 2 桁 3a ケーブル上端塔側定着部 3b ケーブル下端桁側定着部 4 ダンパー設置位置 5 路面 6 塔 7 オイルダンパー(ケーブル制振装置) 8 架台 9 定着管 10 止水ゴム 11 回転中心 12 堅固な拘束具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛直方向に設けられた塔と、前記塔と交
    差して水平方向に配された桁と、前記塔および前記桁に
    対して所定角度傾斜して張設された、前記桁を前記塔に
    支持するためのケーブルと、前記桁の路面上に設けられ
    た、前記ケーブルの振動を減衰させるためのケーブル制
    振装置とからなる斜張橋において、前記ケーブルの上端
    が前記塔に定着され、その下端が前記桁の下面部に定着
    されていることを特徴とする斜張橋。
  2. 【請求項2】 鉛直方向に設けられた塔と、前記塔と交
    差して水平方向に配された桁と、前記塔および前記桁に
    対して所定角度傾斜して張設された、前記桁を前記塔に
    支持するためのケーブルと、前記桁の路面上に設けられ
    た、前記ケーブルの振動を減衰させるためのケーブル制
    振装置とからなる斜張橋の減衰向上方法において、前記
    ケーブルの上端を前記塔に定着し、その下端を前記桁の
    下面部に定着することにより、前記桁のねじれ振動に伴
    う前記ケーブルと前記桁との相対変位を大きくとり、ね
    じれ振動の減衰を向上させることを特徴とする斜張橋の
    減衰向上方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112942070A (zh) * 2021-02-02 2021-06-11 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 一种具有横向减隔震支撑体系的桥梁结构
WO2021180298A1 (en) * 2020-03-09 2021-09-16 Dywidag-Systems International Gmbh Cable bending limiting arrangement and combination of a cable bending limiting arrangement with a cable, an anchorage, a compacting clamp unit and a recess pipe

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