JPH1171713A - ケーブル吊橋架設時の制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吊橋架設時における橋桁の耐風制振作用の向
上をはかる。 【解決手段】 左右一対のメインケーブル２ａ，２ｂ
と、橋桁１の横幅方向中央部および両側端部との間を、
それぞれ左右一対の斜材４ａ，４ｂおよび左右一対の垂
直材３ａ，３ｂで接続することで、メインケーブル２
ａ，２ｂと橋桁１とを一体化し捩れ剛性の向上およびメ
インケーブル２ａ，２ｂの付加質量効果とでフラッター
発振風速を上昇させ、特に吹き下げ風の際の制振効果を
向上させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル吊橋の架
設時における耐風安定性の向上をはかるための制振構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ケーブル吊橋では、橋桁架設時に
橋桁ブロック相互を逐次剛結していたため、ある程度の
剛性が確保されていた。しかし近年主流となりつつある
箱桁吊橋の架設においては、架設時応力の低減あるいは
工期の短縮といった目的から、橋桁ブロックが相互にヒ
ンジで連結されて架設される、いわゆるオールヒンジ架
設方式がとられている。この方式では、前者の場合に比
べて系が全体的に柔らかくなり、耐風安定性の確保が重
要な問題となる。

【０００３】そのため、図７，８に示すように、支柱07
−07間に掛け渡された左右一対のメインケーブル01に橋
桁を中央径間中央側から架設する架設時に、左右一対の
メインケーブルから橋桁05に交叉状に一対の耐風索04を
たすき掛けに張設し、捩れ剛性を増加させてフラッター
発振風速を上昇させるようにした方式が提案されてい
る。なお、図７，８の符号03はケーブル連結金具、符号
06はハンガー索をそれぞれ示している。ここで、フラッ
ターとは、ある風速を超えると振動が発散する現象をい
い、振動が発散し始める風速をフラッター発振風速と呼
んでいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、耐風索をた
すき掛けしただけでは、メインケーブルの付加質量効果
を期待することができず、長い支間、狭い幅員を有する
といった耐風性上非常に不利な吊橋では、架設時の耐風
安定性を確保することが困難となるという問題点があ
る。

【０００５】本発明は、ケーブル吊橋の架設時におい
て、橋桁とメインケーブルとの間の相対変位を拘束する
ことで橋桁とメインケーブルとの一体化をはかり、橋梁
全体の捩れ剛性を向上させるとともに橋桁単独状態の場
合よりもメインケーブル質量の付加分だけ系全体の質量
を大きくするものである。すなわち、同一の空気力が作
用する場合に、より揺れにくい系にして、上記問題点の
解決をはかろうとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、吊橋の橋桁の
橋軸方向に掛け渡された左右一対のメインケーブルに上
記橋桁を取り付けるケーブル吊橋の架設時において、上
記左右一対のケーブルと、上記橋桁の横幅方向中央部と
の間および両側端部との間を、それぞれ左右一対の剛性
材製の斜部材および左右一対の剛性材製の垂直部材で連
結して課題解決の手段としている。

【０００７】本発明では、垂直部材により橋桁とメイン
ケーブルとの間の鉛直方向の相対変位が抑制され、さら
に斜部材により桁とメインケーブルとの間の橋軸直角方
向の相対変位が抑制される。

【０００８】橋桁とメインケーブルとの間の相対変位が
抑制されることで橋梁全体の捩れ剛性が高まり、さらに
メインケーブルの付加質量効果が加わり、不安定現象で
あるフラッター発振風速が上昇する。特に吹き下げ風に
対して制振効果が大きい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の一実施
形態としてのケーブル吊橋架設時の制振構造について説
明すると、図１はその正面図、図２(ａ)はその垂直材の
正面図、図２(ｂ)は同側面図、図３(ａ)はその第１アイ
プレートの正面図、図３(ｂ)は図３(ａ)のＡ−Ａ矢視側
面図、図４(ａ)はその第２アイプレートの正面図、図４
(ｂ)は図４(ａ)のＢ−Ｂ矢視断面図、図４(ｃ)は図４
(ａ)のＣ−Ｃ矢視断面図、図５(ａ)はそのケーブルバン
ドの正面図、図５(ｂ)は図５(ａ)のＤ−Ｄ矢視図、図６
は同風洞実験結果を示すグラフである。

【００１０】この実施形態の制振構造も、図６に示した
ような、吊橋の橋桁の橋軸方向に掛け渡された左右一対
のメインケーブルに、橋桁を中央径間中央側から架設す
る架設時における橋桁の振動（主として風による）を抑
制しようとするためのもので、図１に示すように、橋桁
１の左右両端部が左右一対のメインケーブル２ａ，２ｂ
に剛管製の垂直材３ａ，３ｂでそれぞれ連結されるとも
に、橋桁１の橋幅方向中央部が左右一対のメインケーブ
ル２ａ，２ｂに剛管製の斜材４ａ，４ｂでそれぞれ連結
されていて、左右一対の垂直材３ａ，３ｂおよび左右一
対の斜材４ａ，４ｂで構成された正面視Ｍ形のストラッ
ト構造体で、橋桁１がメインケーブル２ａ，２ｂに剛接
続される構造となっている。

【００１１】上記垂直材３ａ，３ｂおよび斜材４ａ，ｂ
の各端部の接続は、アイプレート接続となっている。そ
のために、垂直材３ａ，３ｂの両端部には、図２(ａ),
(ｂ)に示すように、後述のアイプレートに接続ピンを介
して接続されるアイプレート部21を有するとともに、垂
直材３ａ，３ｂの各両端部に嵌合する筒体状のキャップ
22が取り付けられている。アイプレート部21は接続ピン
の挿通穴23をそなえるとともに、挿通穴23の周辺部は厚
肉に形成されている。

【００１２】垂直材３ａ（３ｂ）の両端部とキャップ22
との嵌合部（重合部）を、上下端部でリード角を互いに
逆向きに形成されたネジ結合構造にしておくと、垂直材
３ａ（３ｂ）を回転することにより当該垂直材３ａ（３
ｂ）の上下端部の挿通穴23間の寸法、すなわち垂直材３
ａ（３ｂ）の実質長さを簡単に調節することができる。
斜材４ａ，４ｂの両端部も同じ構造となっている。

【００１３】一方、橋桁１の左側端部には、図３(ａ),
(ｂ)に示すような第１アイプレート30Ａが溶接されてい
る。第１アイプレート30Ａは全体として下方に向かって
拡がる台形の板状の主体部31と、この主体部31に設けら
れた厚肉部32と、補強三角板33とをそなえ、厚肉部32に
接続ピンの挿通穴33が形成されている。

【００１４】橋桁１の右側端部にも、同様の第１アイプ
レート30Ｂが溶接されていて、左右の第１アイプレート
30Ａ，30Ｂに垂直材３ａ，３ｂの各下端部（のアイプレ
ート）が接続ピン34ａ，34ｂにより回動可能に接続され
ている。

【００１５】また、橋桁１の橋幅方向中央部と斜材４
ａ，４ｂの各内端部との接続部Ｙには、図４(ａ),(ｂ),
(ｃ)に示すように、水平方向に２個の挿通穴41ａ，41ｂ
をもつアイプレート41が、同アイプレート41の左右に溶
接された補強三角板42ａ, 42ｂにより橋桁１に溶接され
ている。

【００１６】第２アイプレート41の２個の挿通穴41ａ,
41ｂには、左右一対の接続ピン43ａ，43ｂがそれぞれ挿
通されて斜材４ａ，４ｂの各内端部が回動可能に連結さ
れる。なお挿通穴41ａ, 41ｂの各周辺部は厚肉部に形成
されている。

【００１７】次に垂直材３ａ（３ｂ）とメインケーブル
２ａ（２ｂ）との接続金具としてのケーブルバンド50Ａ
（50Ｂ）について説明する。なおケーブルバンド50Ａ，
50Ｂは互いに対称構造であるため、以下、右側のケーブ
ルバンド50Ｂについて説明する。

【００１８】図５に示すように、ケーブルバンド50Ｂ
は、内側を半円形部51ａに形成された上部体51と、内側
を上部体51に形成された半円形部と同じ半径の半円形部
に形成された下部体52との２つ割り構造となっていて、
上部体51および下部体52の各両端部に突設されたフラン
ジ部51ｂ, 52ｂをボルト結合して一体化することによ
り、メインケーブル２ａを上記両半円形部で把持できる
ようになっている。

【００１９】下部体52に、垂直材３ａの上端側のアイプ
レート21を接続されるアイプレート状の第１接続部53が
突設され、さらにこの第１接続部53に角度θだけ回動し
た位置に、斜材４ａの上端側のアイプレート21を接続さ
れるアイプレート状の第２接続部54が突設されている。

【００２０】第１接続部53および第２接続部54に、接続
ピン55および56の挿通穴53ａ, 54ａが形成されるととも
に、挿通穴53ａの挿通方向に対して挿通穴54ａの挿通方
向が９０°偏向して形成されている。なお挿通穴53ａ,
54ａの周辺は厚肉部に形成されている。

【００２１】上述の構成により、橋桁１と左右のメイン
ケーブル２ａ，２ｂとは剛結合されて両者の間の相対変
位が拘束され、橋桁１とメインケーブル２ａ，２ｂとは
一体構造となる。さらに、メインケーブル２ａ，２ｂの
質量が橋桁１に付加されるため、橋桁１を含む振動系の
質量が大きくなり、より揺れにくい系（構造）となる。

【００２２】図６は、この実施形態のものの風洞実験に
おける迎角−フラッター発振風速曲線（曲線Ｍがこの実
施形態のもの）を、垂直材および斜材を設けない場合の
同様の実験結果（曲線Ｆ）と共に示すグラフであり、こ
のグラフからこの実施形態のものは、迎角３度以下の領
域においてフラッター発振風速が向上していることが判
る。なお図６中の横軸は橋桁に当たる風の迎角（吹き上
げを正とする）を、縦軸はフラッター発振風速をあらわ
している。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のケーブル
吊橋架設時の制振構造によれば、垂直部材により橋桁と
メインケーブルとの間の鉛直方向の相対変位が抑制さ
れ、さらに斜部材により桁とメインケーブルとの間の橋
軸直角方向の相対変位が抑制されることで橋梁全体の捩
れ剛性が高まり、さらに橋桁にメインケーブルの付加質
量効果が加わるため、不安定現象であるフラッター発振
風速が上昇する。特に吹き下げ風に際して制振効果が大
きい、という利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのケーブル吊橋架設
時の制振構造を示す正面図。

【図２】(ａ)同垂直材の正面図。 (ｂ)同側面図。

【図３】(ａ)同第１アイプレートの正面図。 (ｂ)(ａ)図のＡ−Ａ矢視側面図。

【図４】(ａ)同第２アイプレートの正面図。 (ｂ)(ａ)図のＢ−Ｂ矢視断面図。 (ｃ)(ａ)図のＣ−Ｃ矢視断面図。

【図５】(ａ)同ケーブルバンドの正面図。 (ｂ)(ａ)図のＤ−Ｄ矢視図。

【図６】同風洞実験結果を示すグラフ。

【図７】従来のケーブル吊橋の架設時の制振構造を示す
正面図。

【図８】図７のＥ−Ｅ矢視断面図。

【符号の説明】

１ 橋桁 ２ａ，２ｂ メインケーブル ３ａ，３ｂ 垂直部材としての鋼管製の垂直材 ４ａ，４ｂ 斜部材としての鋼管製の斜材 21 アイプレート部 22 筒体 23 （接続ピン）の挿通穴 30Ａ，30Ｂ 第１アイプレート 31 主体部 33 （接続ピン34ａ, 34ｂ）の挿通穴 41 第２アイプレート 41ａ, 41ｂ （接続ピン43ａ, 43ｂ）の挿通穴 50Ａ，50Ｂ ケーブルバンド 51 上部体 52 下部体 53 第１接続部 53ａ 接続ピンの挿通穴 54 第２接続部 54ａ 接続ピンの挿通穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 真二 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吊橋の橋桁の橋軸方向に掛け渡された左
   右一対のメインケーブルに上記橋桁を取り付けるケーブ
   ル吊橋の架設時において、上記左右一対のケーブルと、
   上記橋桁の横幅方向中央部との間および両側端部との間
   が、それぞれ左右一対の剛性材製の斜部材および左右一
   対の剛性材製の垂直部材で連結されていることを特徴と
   する、ケーブル吊橋架設時の制振構造。