JPH1129906A - 吊橋の橋桁の制振方法及びその吊橋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 橋桁の下方の空間を利用して簡単な装置で橋
桁のねじれ振動を確実に抑制する。 【解決手段】 橋桁４の下面中央下にサブケーブル５を
架設し、サブケーブル５にゴム製ダンパー６を固定し、
橋桁４の断面方向両側部に両端を結合したサブハンガー
７によりゴム製ダンパー６を介してサブケーブル５を支
持し、橋桁４に生ずるねじれ振動エネルギーをゴム製ダ
ンパー６に吸収させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風力により吊橋の
橋桁に生じるねじれ振動を抑制する制振方法及びその吊
橋に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は耐風設計を行う際の橋桁の風速−
ねじれ応答振幅曲線である。対象とする吊橋が、耐風設
計条件を満足するためには、低風速域で生ずる限定振動
２１が許容振幅２５以下で、かつ高風速で生ずる発散振
動２３が設計風速の１．２倍の風速２６を上回る必要が
ある。この条件を満足できない場合、機械的制振装置を
設置し、減衰を付加することによって限定振動の振幅を
２２のように下げ、発散振動の発現風速を２４のように
上昇させる手法が検討される。あるいは、橋桁の外部に
付属品（例えば板材）を適当な場所に取り付けたり、橋
桁断面の形状を変更する等の手段によって、橋桁まわり
の空気の流れパターンを変化させ、耐風設計条件を満足
する断面を風洞実験によって見つけ出す空力的制振策が
検討される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】吊橋の耐風設計では、
危険な設計条件とならないように、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
ねじれ振動が橋桁に生じ、これを制振するために空力的
制振、機械的制振が行われることが多い。空力的制振
は、橋桁の断面の幾何形状を変更するか、断面まわりに
板材を配置し、橋桁まわ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
に空力的制振方法は、風洞実験により試行錯誤的に制振
できる橋桁断面を見つけ出すものであり、そのために多
くの日数、それにともなう多くの費用が必要となる。ま
た、多くの日数を費やしても、耐風設計条件を満足でき
る橋桁断面が見つけられるという保証もない。

【０００４】一方、機械的制振は、制振装置を橋桁に設
置し、減衰を付加的に与える手法であるが、桁のねじれ
振動は、ねじれ中心から離れた位置ではほぼ鉛直振動で
あるとみなすことができる。これを例えば、特開昭６２
−２０９２４４号公報に開示するような制振装置で抑え
るためには、振り子の振動方向を鉛直方向に設置する必
要があり、扁平な橋桁内部にこれを設置することは、広
いスペースが必要なことから容易ではない。すなわち、
長周期の振動を抑えるためには振り子のレバーを長くす
る必要があり、このため、機械的制振装置を設置するた
めの広いスペースが必要となるが、橋桁内部にそのよう
な広いスペースを確保することは容易なことではない。

【０００５】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、橋桁の下方の空間を利用して簡単
な装置で橋桁のねじれ振動を確実に抑制できる吊橋の橋
桁の制振方法及びその吊橋を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の制振
方法は、吊橋の橋桁のねじれ振動を抑制する制振方法に
おいて、前記橋桁の下面中央下に橋軸方向にサブケーブ
ルを架設し、前記サブケーブルに円筒状の高減衰ゴムな
どからなる粘弾性ダンパーを固定し、前記橋桁に両端を
結合され前記サブケーブルに直交するサブハンガーによ
り前記サブケーブルを前記ダンパーを介して支持し、前
記橋桁のねじれ振動に伴う前記サブハンガーの移動変位
を前記ダンパーに吸収させることによって前記橋桁のね
じれ振動を減衰させることを特徴とするものである。

【０００７】本発明の第１の制振方法では、別の表現を
用いれば、橋桁の断面方向の両側部に両端を結合された
サブハンガーがＶ字状に吊下されており、このサブハン
ガーの中にサブケーブルを通して橋軸方向に架設し、円
筒状の粘弾性ダンパーをサブケーブルに固定するととも
に、このダンパーにサブハンガーを摩擦的に接触させる
ようにしたものである。ダンパーは高減衰性のゴム製か
らなるものであり、サブケーブルは不動状態にあるた
め、サブケーブルの重量ないし張力負荷によりサブハン
ガーには高い張力が導入されており、サブハンガーはゴ
ム製ダンパーの表面に圧着されている。この状態で橋桁
にねじれ振動が生ずると、サブハンガーが移動するた
め、ゴム製ダンパーにねじれ変形（剪断変形）が生ずる
ので、ねじれ振動のエネルギーを効率的に吸収させるこ
とができる。したがって、橋桁のねじれ振動を簡単かつ
確実に減衰させることができる。スペース的にも橋桁下
方の広い空間を利用するものであるため、問題とならな
い。

【０００８】本発明の第２の制振方法は、板状の高減衰
ゴムなどからなる粘弾性ダンパーを用い、粘弾性ダンパ
ーを介してサブハンガーの両端部を橋桁に面接合するも
のである。すなわち、第２の制振方法は、吊橋の橋桁の
ねじれ振動を抑制する制振方法において、前記橋桁の下
面中央下に橋軸方向にサブケーブルを架設し、前記サブ
ケーブルに直交するサブハンガーの中央部を該サブケー
ブルに固定するとともに両端部をそれぞれ板状の粘弾性
ダンパーを介して前記橋桁に面接合し、前記橋桁のねじ
れ振動に伴う前記サブハンガーの移動変位を前記ダンパ
ーに吸収させることによって前記橋桁のねじれ振動を減
衰させることを特徴とする。

【０００９】Ｖ字状のサブハンガーの中央部をサブケー
ブルに固定してその中央部にサブケーブルの重量ないし
張力負荷をかけておき、橋桁との結合をそれぞれ板状の
粘弾性ダンパーを介して面接合する。橋桁のねじれ振動
に伴い、サブハンガーに張力変動が発生し、サブハンガ
ーの端部に面接合された粘弾性ダンパーを変形させるの
で、ねじれ振動エネルギーを吸収することができる。し
たがって、第２の制振方法は前記第１の制振方法と同様
の効果を持つ。

【００１０】また、前記第１の制振方法に係る吊橋は、
橋桁の下面中央下に橋軸方向に架設されたサブケーブル
と、前記サブケーブルに固定された円筒状の粘弾性ダン
パーと、前記橋桁に両端を結合され、前記サブケーブル
を前記ダンパーを介して直交状態に支持するサブハンガ
ーとを有するものであり、第２の制振方法に係る吊橋
は、橋桁の下面中央下に橋軸方向に架設されたサブケー
ブルと、前記サブケーブルに直交し、中央部を該サブケ
ーブルに固定するとともに両端部をそれぞれ板状の粘弾
性ダンパーを介して前記橋桁に面接合されたサブハンガ
ーとを有するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の制振方法を使用し
た吊橋の概略側面図、図２はその中央断面図である。こ
こに例示する吊橋１０は、両端をアンカー（図示せず）
に固定され、主塔１に架設された２本の主ケーブル２か
ら多数のハンガー３を垂設し、両側のハンガー３によっ
て橋桁４の両側を支持する構成であり、橋桁４の重量は
ハンガー３を介して主ケーブル２から主塔１に伝えられ
るようになっている。本発明では、橋桁４の下面中央下
に橋軸方向にサブケーブル５を架設し、サブケーブル５
に円筒状の粘弾性ダンパー６を固定する。ダンパー６は
高減衰性を有するゴム製のものであり、これをサブケー
ブル５の中央部その他所定の箇所に固定する。サブケー
ブル５の両端は主塔１の基礎または脚部、あるいは両岸
のアンカー等に固定される。一方、サブハンガー７をサ
ブケーブル５に直交するようにその両端を橋桁４の断面
方向の下面両側部に結合し、サブハンガー７によりゴム
製ダンパー６を介してサブケーブル５の張力を支持す
る。これによりサブケーブル５の張力による負荷がＶ字
状のサブハンガー７の中央部にかかり、ゴム製ダンパー
６の外周面にサブハンガー７が密着することになる。

【００１２】ゴム製ダンパー６はその内周面がサブケー
ブル５に固定され、外周面にサブハンガー７が密着し摩
擦的に接触しているので、橋桁４がねじれ振動を起こ
し、図２に示すように橋桁４の位置がねじれ変形後の位
置８に移ると、サブケーブル５は不動であるため、サブ
ハンガー７に高い張力が発生し、この張力作用のもとで
サブハンガー７はゴム製ダンパー６の外周上を矢印９の
方に変位する。このサブハンガー７の変位９により、ゴ
ム製ダンパー６には矢印１０の方向のねじれ変形（剪断
変形）が生ずるので、ねじれ振動のエネルギーをゴム製
ダンパー６に吸収させ、効果的に散逸させることができ
る。ゴム製ダンパー６及びサブハンガー７の設置箇所
は、吊橋１０の橋軸方向に、ねじれ振動エネルギーを散
逸させるべき量に応じて複数箇所設置すれば良く、中央
の１箇所でも良い。また、１つのゴム製ダンパー６に密
着させるサブハンガー７の数は１本に限らず複数本でも
良い。また、サブハンガー７を帯板状に形成することも
できる。

【００１３】図３は本発明の他の実施形態を示す概略断
面図である。この例は、上記の円筒状の粘弾性ダンパー
６の代わりにサブハンガー７の両端部を面接合する板状
の粘弾性ダンパー１１を用いるものである。ここでは、
各々１対のダンパー１１が用いられ、サブハンガー７の
端部のプレート１２の両面にダンパー１１を接着剤など
により接合している。ダンパー１１は橋桁４の下面に取
り付けられたブラケット１３の内部に同じく接着等で接
合されている。サブハンガー７の端部とダンパー１１と
の接合は両面でも良く片面でも良い。また、サブハンガ
ー７の中央部をサブケーブル５に固定する。その固定方
法は特に限定されない。このような構成によるサブハン
ガー７により橋桁４の下面中央下に架設されたサブケー
ブル５を支持する。粘弾性ダンパー１１は、例えば十分
な弾性変形能を有した高減衰ゴムからなるものである。

【００１４】サブハンガー７はその中央部がサブケーブ
ル５に固定され、両端部がそれぞれ粘弾性ダンパー１１
を介して橋桁４に面接合されている。サブハンガー５に
は張力がかかっているので、ねじれ振動が生ずる前から
ダンパー１１には初期変形が生じている。橋桁４にねじ
れ振動が生じ、図３に示すように変位８を生ずると、左
側のサブハンガー７には引張の張力変動が生じ、矢印９
の方に変位する。このサブハンガー７の変位９によっ
て、端部プレート１２とブラケット１３の間に面接合さ
れた粘弾性プレート１１が剪断変形を起こし、ねじれ振
動エネルギーを吸収するため、前記の実施形態と同様に
橋桁４のねじれ振動を粘弾性ダンパー１１に効率よく減
衰させることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、橋桁の
下方の空間を利用した簡単な装置を設置するものである
ため、スペース上の問題は全くなく、かつ、橋桁のねじ
れ振動に伴う変位をサブハンガーの変位に置換してゴム
製ダンパーまたは粘弾性ダンパーに吸収させることが可
能なため、確実に橋桁のねじれ振動を減衰させることが
できる。したがって、耐風設計条件を、時間や労力をか
けることなく、簡単にクリアできる可能性が非常に高
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制振方法に係る吊橋の概略側面図であ
る。

【図２】吊橋の中央断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図である。

【図４】耐風設計に用いる風速−ねじれ応答振幅曲線で
ある。

【符号の説明】

１ 主塔 ２ 主ケーブル ３ ハンガー ４ 橋桁 ５ サブケーブル ６ 粘弾性ダンパー（ゴム製ダンパー） ７ サブハンガー １０ 吊橋 １１ 粘弾性ダンパー（ゴム製ダンパー） １２ プレート １３ ブラケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吊橋の橋桁のねじれ振動を抑制する制振
   方法において、 前記橋桁の下面中央下に橋軸方向にサブケーブルを架設
   し、前記サブケーブルに円筒状の粘弾性ダンパーを固定
   し、前記橋桁に両端を結合され前記サブケーブルに直交
   するサブハンガーにより前記サブケーブルを前記ダンパ
   ーを介して支持し、前記橋桁のねじれ振動に伴う前記サ
   ブハンガーの移動変位を前記ダンパーに吸収させること
   によって前記橋桁のねじれ振動を減衰させることを特徴
   とする吊橋の橋桁の制振方法。
2. 【請求項２】 吊橋の橋桁のねじれ振動を抑制する制振
   方法において、 前記橋桁の下面中央下に橋軸方向にサブケーブルを架設
   し、前記サブケーブルに直交するサブハンガーの中央部
   を該サブケーブルに固定するとともに両端部をそれぞれ
   板状の粘弾性ダンパーを介して前記橋桁に面接合し、前
   記橋桁のねじれ振動に伴う前記サブハンガーの移動変位
   を前記ダンパーに吸収させることによって前記橋桁のね
   じれ振動を減衰させることを特徴とする吊橋の橋桁の制
   振方法。
3. 【請求項３】 前記ダンパーが高減衰性のゴム製である
   ことを特徴とする請 求項１または請求項２記載の吊橋の橋桁の制振方法。
4. 【請求項４】 橋桁の下面中央下に橋軸方向に架設され
   たサブケーブルと、 前記サブケーブルに固定された円筒状の粘弾性ダンパー
   と、 前記橋桁に両端を結合され、前記サブケーブルを前記粘
   弾性ダンパーを介して直交状態に支持するサブハンガー
   と、を有する吊橋。
5. 【請求項５】 橋桁の下面中央下に橋軸方向に架設され
   たサブケーブルと、 前記サブケーブルに直交し、中央部を該サブケーブルに
   固定するとともに両端部をそれぞれ板状の粘弾性ダンパ
   ーを介して前記橋桁に面接合されたサブハンガーと、を
   有する吊橋。