JPH1181228A - 吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊橋 - Google Patents
吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊橋Info
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- JPH1181228A JPH1181228A JP24062697A JP24062697A JPH1181228A JP H1181228 A JPH1181228 A JP H1181228A JP 24062697 A JP24062697 A JP 24062697A JP 24062697 A JP24062697 A JP 24062697A JP H1181228 A JPH1181228 A JP H1181228A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 静的変位によるねじれ変位を積極的に利用し
て、鋼重を増加させることなく、ダイバージェンスが耐
風設計上の照査風速以内で発生しない安定な吊橋を実現
できるようにする。 【解決手段】 予め横風によって橋桁１加わる空カモー
メントの方向を解析し、風上側の桁端が頭上げとなる空
カモーメントが生ずる場合は、吊橋が建設される地域に
おける高風速の発現頻度の高い方向の側のケーブルのサ
グＳ３を、風下側のケーブルサグＳ４よりも大きく設定
して、橋桁１の水平変位に伴うねじれ変位を空カモーメ
ントとは逆の頭下げ方向に発生させることにより、空カ
モーメントを相殺させる。
て、鋼重を増加させることなく、ダイバージェンスが耐
風設計上の照査風速以内で発生しない安定な吊橋を実現
できるようにする。 【解決手段】 予め横風によって橋桁１加わる空カモー
メントの方向を解析し、風上側の桁端が頭上げとなる空
カモーメントが生ずる場合は、吊橋が建設される地域に
おける高風速の発現頻度の高い方向の側のケーブルのサ
グＳ３を、風下側のケーブルサグＳ４よりも大きく設定
して、橋桁１の水平変位に伴うねじれ変位を空カモーメ
ントとは逆の頭下げ方向に発生させることにより、空カ
モーメントを相殺させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風力によって橋桁
に生ずるねじれ静的変形を抑制して、ダイバージェンス
を防止する吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊
橋に関する。
に生ずるねじれ静的変形を抑制して、ダイバージェンス
を防止する吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊
橋に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は吊橋に作用する風力と釣合を説明
する図で、図９（ａ）は変形前の状態、図９（ｂ）は変
形後の状態を示している。図９（ａ）に示すように吊橋
の橋桁１は、ケーブル２とハンガー３の張力により支え
られており、風速Ｖの横風を受けると、水平風軸方向の
抗力Ｄ、鉛直方向の揚力Ｌ、橋桁を転倒させようとする
空カモーメントＭの３種類の風荷重を受ける。
する図で、図９（ａ）は変形前の状態、図９（ｂ）は変
形後の状態を示している。図９（ａ）に示すように吊橋
の橋桁１は、ケーブル２とハンガー３の張力により支え
られており、風速Ｖの横風を受けると、水平風軸方向の
抗力Ｄ、鉛直方向の揚力Ｌ、橋桁を転倒させようとする
空カモーメントＭの３種類の風荷重を受ける。
【０００３】吊橋は撓み易い構造物であるため、横風を
受けると橋桁１が変形し、図９（ｂ）に示すように有限
量の水平変位４、鉛直変位５、ねじれ角６が生じた状態
で釣合状態になる。この時、例えば水平方向の釣合に着
目すると、変形後のハンガー張力７の水平成分８と、橋
桁１の曲げ剛性による総反力が構造系の内力となり、こ
れが抗力Ｄと等しくなることによって釣合状態を保持し
ている。つまり、吊橋の橋桁１は、構造自体が保有して
いる剛性と、内部張力を有している部材の変形後の張力
の双方を利用し、これらを復元力として風荷重に抵抗し
ている。
受けると橋桁１が変形し、図９（ｂ）に示すように有限
量の水平変位４、鉛直変位５、ねじれ角６が生じた状態
で釣合状態になる。この時、例えば水平方向の釣合に着
目すると、変形後のハンガー張力７の水平成分８と、橋
桁１の曲げ剛性による総反力が構造系の内力となり、こ
れが抗力Ｄと等しくなることによって釣合状態を保持し
ている。つまり、吊橋の橋桁１は、構造自体が保有して
いる剛性と、内部張力を有している部材の変形後の張力
の双方を利用し、これらを復元力として風荷重に抵抗し
ている。
【０００４】構造力学的に空カモーメントによるねじれ
角を減少させる従来技術として、例えば特開平５−２８
７７０８号公報に示されているものを挙げることができ
る。この従来技術は、これまでの吊橋においてハンガー
と橋桁との接続位置は図１０に示すように橋桁上面高さ
位置１１にあったが、これを空力中心の高さ位置１２に
設定変更したものである。
角を減少させる従来技術として、例えば特開平５−２８
７７０８号公報に示されているものを挙げることができ
る。この従来技術は、これまでの吊橋においてハンガー
と橋桁との接続位置は図１０に示すように橋桁上面高さ
位置１１にあったが、これを空力中心の高さ位置１２に
設定変更したものである。
【０００５】このように、ハンガー３と橋桁１との接続
位置を空力中心の高さ位置１２とすることにより、空カ
モーメントが発生するのを防止することができる。つま
り、水平風軸方向の抗力Ｄ（図１０中の左側に矢印で示
す）が、空力中心高さ位置１２から距離δずれた場合に
発生していたような付加モーメントＤδは作用しないた
め、ねじれ角の発生を抑制できる。
位置を空力中心の高さ位置１２とすることにより、空カ
モーメントが発生するのを防止することができる。つま
り、水平風軸方向の抗力Ｄ（図１０中の左側に矢印で示
す）が、空力中心高さ位置１２から距離δずれた場合に
発生していたような付加モーメントＤδは作用しないた
め、ねじれ角の発生を抑制できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】吊橋の耐風設計上重要
な空力不安定現象の１つにダイバージェンスがある。ダ
イバージェンスとは、図１１に示すように風速Ｖが迎角
αで吹いた場合に、この迎角αにおける空カモーメント
ＭによってさらにΔαの迎角増分が生じ、このα＋Δα
の迎角における空カモーメントがさらに新たな迎角増分
を生み出す結果、ねじれ変位が発散してしまう空力的不
安定現象のことである。一般の橋桁では、桁のねじれ剛
性とハンガー張力（図９の符号７参照）による復元力が
十分に大きく、耐風設計上の照査風速以内で、このよう
なダイバージェンスが生ずることはない。しかし、橋が
長くなってくると、相対的に桁のねじれ剛性が低下し、
ダイバージェンスが耐風設計上の照査風速以下で生ずる
ようになってくる（松田，樋上，宇野：超長大橋の設計
上考慮すべき対風応答と新形式橋梁の提案〜その１設計
上考慮すべき対風応答〜，土木学会第４９回年次学術講
演会，平成６年９月）。そして、これに対処するために
ねじれ剛性を増加させると、鋼重が増加するという新た
な問題が発生する。
な空力不安定現象の１つにダイバージェンスがある。ダ
イバージェンスとは、図１１に示すように風速Ｖが迎角
αで吹いた場合に、この迎角αにおける空カモーメント
ＭによってさらにΔαの迎角増分が生じ、このα＋Δα
の迎角における空カモーメントがさらに新たな迎角増分
を生み出す結果、ねじれ変位が発散してしまう空力的不
安定現象のことである。一般の橋桁では、桁のねじれ剛
性とハンガー張力（図９の符号７参照）による復元力が
十分に大きく、耐風設計上の照査風速以内で、このよう
なダイバージェンスが生ずることはない。しかし、橋が
長くなってくると、相対的に桁のねじれ剛性が低下し、
ダイバージェンスが耐風設計上の照査風速以下で生ずる
ようになってくる（松田，樋上，宇野：超長大橋の設計
上考慮すべき対風応答と新形式橋梁の提案〜その１設計
上考慮すべき対風応答〜，土木学会第４９回年次学術講
演会，平成６年９月）。そして、これに対処するために
ねじれ剛性を増加させると、鋼重が増加するという新た
な問題が発生する。
【０００７】本発明の技術的課題は、静的変位によるね
じれ変位を積極的に利用して、鋼重を増加させることな
く、ダイバージェンスが耐風設計上の照査風速以内で発
生しない安定な吊橋を実現できるようにすることにあ
る。
じれ変位を積極的に利用して、鋼重を増加させることな
く、ダイバージェンスが耐風設計上の照査風速以内で発
生しない安定な吊橋を実現できるようにすることにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の吊橋
ダイバージェンスの防止方法は、少なくとも２つの主塔
に架設された２本のケーブルからハンガーを垂設し、こ
れらハンガーを介して橋桁の両側を吊下支持する吊橋に
おいて、予め横風によって橋桁に加わる空カモーメント
の方向を解析し、風上側の桁端が頭上げとなる空カモー
メントが生ずる場合は、吊橋が建設される地域における
高風速の発現頻度の高い方向の側のケーブルのサグを、
風下側のケーブルサグよりも大きく設定して、橋桁の水
平変位に伴うねじれ変位を空カモーメントとは逆の頭下
げ方向に発生させることにより、空カモーメントを相殺
させることを特徴としている。
ダイバージェンスの防止方法は、少なくとも２つの主塔
に架設された２本のケーブルからハンガーを垂設し、こ
れらハンガーを介して橋桁の両側を吊下支持する吊橋に
おいて、予め横風によって橋桁に加わる空カモーメント
の方向を解析し、風上側の桁端が頭上げとなる空カモー
メントが生ずる場合は、吊橋が建設される地域における
高風速の発現頻度の高い方向の側のケーブルのサグを、
風下側のケーブルサグよりも大きく設定して、橋桁の水
平変位に伴うねじれ変位を空カモーメントとは逆の頭下
げ方向に発生させることにより、空カモーメントを相殺
させることを特徴としている。
【０００９】また、本発明に係る第２の吊橋ダイバージ
ェンスの防止方法は、少なくとも２つの主塔に架設され
た２本のケーブルからハンガーを垂設し、これらハンガ
ーを介して橋桁の両側を吊下支持する吊橋において、予
め横風によって橋桁に加わる空カモーメントの方向を解
析し、風上側の桁端が頭下げとなる空カモーメントが生
ずる場合は、吊橋が建設される地域における高風速の発
現頻度の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケ
ーブルサグよりも小さく設定して、橋桁の水平変位に伴
うねじれ変位を空カモーメントとは逆の頭上げ方向に発
生させることにより、空カモーメントを相殺させること
を特徴としている。
ェンスの防止方法は、少なくとも２つの主塔に架設され
た２本のケーブルからハンガーを垂設し、これらハンガ
ーを介して橋桁の両側を吊下支持する吊橋において、予
め横風によって橋桁に加わる空カモーメントの方向を解
析し、風上側の桁端が頭下げとなる空カモーメントが生
ずる場合は、吊橋が建設される地域における高風速の発
現頻度の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケ
ーブルサグよりも小さく設定して、橋桁の水平変位に伴
うねじれ変位を空カモーメントとは逆の頭上げ方向に発
生させることにより、空カモーメントを相殺させること
を特徴としている。
【００１０】また、前記第１の吊橋ダイバージェンスの
防止方法に係る吊橋は、横風によって風上側の桁端が頭
上げとなる空カモーメントが生ずる橋桁の場合、当該吊
橋が建設される地域における高風速の発現頻度の高い方
向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブルのサグよ
りも大きく設定したものであり、第２の吊橋ダイバージ
ェンスの防止方法に係る吊橋は、横風によって風上側の
桁端が頭下げとなる空カモーメントが生ずる橋桁の場
合、当該吊橋が建設される地域における高風速の発現頻
度の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブ
ルのサグよりも小さく設定したものである。
防止方法に係る吊橋は、横風によって風上側の桁端が頭
上げとなる空カモーメントが生ずる橋桁の場合、当該吊
橋が建設される地域における高風速の発現頻度の高い方
向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブルのサグよ
りも大きく設定したものであり、第２の吊橋ダイバージ
ェンスの防止方法に係る吊橋は、横風によって風上側の
桁端が頭下げとなる空カモーメントが生ずる橋桁の場
合、当該吊橋が建設される地域における高風速の発現頻
度の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブ
ルのサグよりも小さく設定したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図示実施形態により本発明
を説明するが、その前に本発明の基本原理を図５乃至図
８に基づき説明する。一般的な吊橋は、図５及び図６に
示すように２本のケーブル２，２からハンガー３，３を
介して橋桁１の断面の両端を吊す形態をとっており、各
ケーブル２，２が形成する凹形懸垂曲線の下り勾配から
登り勾配の接続によってできる谷の部分であるケーブル
サグ（以下、単にサグという）の形状が、吊橋側方（図
５の図面に垂直方向）より見て同一となるように設定さ
れ、主塔１１Ａ，１１Ｂにおけるケーブル固定位置Ｏ
Ａ，ＯＢ間を結ぶ仮想直線上の位置Ｏａ，Ｏｂから、垂
れ下がったケーブル２，２の最下端位置までの長さであ
るサグ長Ｓ１，Ｓ２が同一長さとなるように設定されて
いる。換言すれば、ここでいうサグ長Ｓ１，Ｓ２とは、
垂れ下がったケーブル２，２の最下端位置をとおる鉛直
線がケーブル２，２と交差する点と前記ケーブル固定位
置ＯＡ，ＯＢ間を結ぶ仮想直線と交差する点Ｏａ，Ｏｂ
（吊橋側方より見て同一位置である）との間の距離をい
う。後述のサグ長Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６についても同
様である。
を説明するが、その前に本発明の基本原理を図５乃至図
８に基づき説明する。一般的な吊橋は、図５及び図６に
示すように２本のケーブル２，２からハンガー３，３を
介して橋桁１の断面の両端を吊す形態をとっており、各
ケーブル２，２が形成する凹形懸垂曲線の下り勾配から
登り勾配の接続によってできる谷の部分であるケーブル
サグ（以下、単にサグという）の形状が、吊橋側方（図
５の図面に垂直方向）より見て同一となるように設定さ
れ、主塔１１Ａ，１１Ｂにおけるケーブル固定位置Ｏ
Ａ，ＯＢ間を結ぶ仮想直線上の位置Ｏａ，Ｏｂから、垂
れ下がったケーブル２，２の最下端位置までの長さであ
るサグ長Ｓ１，Ｓ２が同一長さとなるように設定されて
いる。換言すれば、ここでいうサグ長Ｓ１，Ｓ２とは、
垂れ下がったケーブル２，２の最下端位置をとおる鉛直
線がケーブル２，２と交差する点と前記ケーブル固定位
置ＯＡ，ＯＢ間を結ぶ仮想直線と交差する点Ｏａ，Ｏｂ
（吊橋側方より見て同一位置である）との間の距離をい
う。後述のサグ長Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６についても同
様である。
【００１２】次に、このようにサグ長Ｓ１，Ｓ２が同一
長さに設定されたものにおける橋桁１の水平変位に伴う
ねじれ変形が生じる過程について図６に基づき説明する
が、ここでは説明の都合上、左右のケーブル２，２の位
置Ｂ１，ｂ１は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする
半径ベクトルＯａＢ１、Ｏｂｂ１で描かれる軌跡上を変
位するものとし、またハンガー３，３は、橋桁１の変位
後も鉛直を保つものとする。
長さに設定されたものにおける橋桁１の水平変位に伴う
ねじれ変形が生じる過程について図６に基づき説明する
が、ここでは説明の都合上、左右のケーブル２，２の位
置Ｂ１，ｂ１は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする
半径ベクトルＯａＢ１、Ｏｂｂ１で描かれる軌跡上を変
位するものとし、またハンガー３，３は、橋桁１の変位
後も鉛直を保つものとする。
【００１３】まず、無風時にＡ１であった風上の桁端が
水平方向にδ変位し、Ａ２に達したとする。この時、ベ
クトルＡ１ａ１で示す桁は、 半径ベクトルＯａＢ１＝半径ベクトルＯｂｂ１ ハンガーベクトルＢ１Ａ１＝ハンガーベクトルｂ１ａ１ ハンガーベクトルＢ１Ａ１＝ハンガーベクトルＢ２Ａ２ ハンガーベクトルｂ１ａ１＝ハンガーベクトルｂ２ａ２ なので、ケーブル位置Ｂ１は、半径ベクトルＯａＢ１で
描かれる円弧上の位置Ｂ２に、またケーブル位置ｂ１
は、半径ベクトルＯｂｂ１で描かれる円弧上の位置ｂ２
に、それぞれ変位し、桁ベクトルＡ１ａ１が水平を保ち
桁ベクトルＡ２ａ２に至る。
水平方向にδ変位し、Ａ２に達したとする。この時、ベ
クトルＡ１ａ１で示す桁は、 半径ベクトルＯａＢ１＝半径ベクトルＯｂｂ１ ハンガーベクトルＢ１Ａ１＝ハンガーベクトルｂ１ａ１ ハンガーベクトルＢ１Ａ１＝ハンガーベクトルＢ２Ａ２ ハンガーベクトルｂ１ａ１＝ハンガーベクトルｂ２ａ２ なので、ケーブル位置Ｂ１は、半径ベクトルＯａＢ１で
描かれる円弧上の位置Ｂ２に、またケーブル位置ｂ１
は、半径ベクトルＯｂｂ１で描かれる円弧上の位置ｂ２
に、それぞれ変位し、桁ベクトルＡ１ａ１が水平を保ち
桁ベクトルＡ２ａ２に至る。
【００１４】しかし、橋桁１には、その断面形状によっ
て、風上側の桁端を上方に上げようとするいわゆる頭上
げという空カモーメント、あるいは風上側の桁端を下方
に下げようとするいわゆる頭下げという空カモーメント
が作用するので、実際には桁ベクトルＡ２ａ２は水平を
保つことがなく、橋桁には水平変位に伴うねじれ変形が
生じる。
て、風上側の桁端を上方に上げようとするいわゆる頭上
げという空カモーメント、あるいは風上側の桁端を下方
に下げようとするいわゆる頭下げという空カモーメント
が作用するので、実際には桁ベクトルＡ２ａ２は水平を
保つことがなく、橋桁には水平変位に伴うねじれ変形が
生じる。
【００１５】ところで、空カモーメントの作用が、頭上
げあるいは頭下げのいずれの方向に作用するかは、予め
風洞実験により解析されており、更に吊橋が架設される
地域における高風速の発現頻度の高い方向がいずれの方
向であるかは気象データから得ることができる。
げあるいは頭下げのいずれの方向に作用するかは、予め
風洞実験により解析されており、更に吊橋が架設される
地域における高風速の発現頻度の高い方向がいずれの方
向であるかは気象データから得ることができる。
【００１６】したがって、横風（発現頻度の高い方向よ
り吹く高風速）を受けた場合、橋桁の水平変位に伴う空
カモーメントの作用によって引き起こされるねじれ変形
と逆向きにねじれ変位を生じさせることができれば、こ
の逆向きのねじれ変位によって空カモーメントを相殺さ
せることができて、空カモーメントの作用により起こる
ねじれ変形を抑制することが可能となり、ダイバージェ
ンスを防止することができる。
り吹く高風速）を受けた場合、橋桁の水平変位に伴う空
カモーメントの作用によって引き起こされるねじれ変形
と逆向きにねじれ変位を生じさせることができれば、こ
の逆向きのねじれ変位によって空カモーメントを相殺さ
せることができて、空カモーメントの作用により起こる
ねじれ変形を抑制することが可能となり、ダイバージェ
ンスを防止することができる。
【００１７】図７は横風（発現頻度の高い方向より吹く
高風速）により頭上げの空カモーメントが作用する橋桁
に、その水平変位に伴い頭下げ方向のねじれ変位を惹起
させる原理の説明図であり、風上側のサグ長Ｓ３が風下
側のサグ長Ｓ４よりも長くなるように各ケーブル２Ａ，
２Ｂのサグを設定したものである。なお、ここでも説明
の都合上、左右のケーブル２Ａ，２Ｂの位置Ｂ３，ｂ３
は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする半径ベクトル
ＯａＢ３、Ｏｂｂ３で描かれる軌跡上を変位するものと
し、またハンガー３Ａ，３Ｂは、橋桁１の変位後も鉛直
を保つものとする。
高風速）により頭上げの空カモーメントが作用する橋桁
に、その水平変位に伴い頭下げ方向のねじれ変位を惹起
させる原理の説明図であり、風上側のサグ長Ｓ３が風下
側のサグ長Ｓ４よりも長くなるように各ケーブル２Ａ，
２Ｂのサグを設定したものである。なお、ここでも説明
の都合上、左右のケーブル２Ａ，２Ｂの位置Ｂ３，ｂ３
は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする半径ベクトル
ＯａＢ３、Ｏｂｂ３で描かれる軌跡上を変位するものと
し、またハンガー３Ａ，３Ｂは、橋桁１の変位後も鉛直
を保つものとする。
【００１８】まず、無風時にＡ３であった風上の桁端が
水平方向にδ変位してＡ４に達し、この時、ベクトルＡ
３ａ３で示す桁が水平を保ち破線で示すベクトルＡ４ａ
４に至ったと仮定すると、 半径ベクトルＯａＢ３＞半径ベクトルＯｂｂ３ ハンガーベクトルｂ３ａ３＝ハンガーベクトルｂ４ａ４ なので、右側のケーブル２Ｂの変位後の位置ｂ４（破線
で示す）は、半径ベクトルＯｂｂ３で描かれる円弧より
も下側にくることになる。しかし、実際にはケーブル２
Ｂの変位後の位置は、位置Ｏｂを中心とする半径ベクト
ルＯｂｂ３で描かれる軌跡上の位置ｂ５にあり、また風
下の桁端の位置は、位置ｂ５の鉛直下で位置Ａ４を中心
とする半径ベクトルＡ４ａ４で描かれる円弧上の位置ａ
５にあり、かつこれら変位後の右側のケーブル２Ｂの位
置ｂ５と風下の桁端の位置ａ５は、 ハンガーベクトルｂ３ａ３＝ハンガーベクトルｂ５ａ５ を満たす位置関係にあるので、桁ベクトルＡ４ａ５（想
像線で示す）は桁ベクトルＡ３ａ３（実線で示す）に対
し頭下げとなる。
水平方向にδ変位してＡ４に達し、この時、ベクトルＡ
３ａ３で示す桁が水平を保ち破線で示すベクトルＡ４ａ
４に至ったと仮定すると、 半径ベクトルＯａＢ３＞半径ベクトルＯｂｂ３ ハンガーベクトルｂ３ａ３＝ハンガーベクトルｂ４ａ４ なので、右側のケーブル２Ｂの変位後の位置ｂ４（破線
で示す）は、半径ベクトルＯｂｂ３で描かれる円弧より
も下側にくることになる。しかし、実際にはケーブル２
Ｂの変位後の位置は、位置Ｏｂを中心とする半径ベクト
ルＯｂｂ３で描かれる軌跡上の位置ｂ５にあり、また風
下の桁端の位置は、位置ｂ５の鉛直下で位置Ａ４を中心
とする半径ベクトルＡ４ａ４で描かれる円弧上の位置ａ
５にあり、かつこれら変位後の右側のケーブル２Ｂの位
置ｂ５と風下の桁端の位置ａ５は、 ハンガーベクトルｂ３ａ３＝ハンガーベクトルｂ５ａ５ を満たす位置関係にあるので、桁ベクトルＡ４ａ５（想
像線で示す）は桁ベクトルＡ３ａ３（実線で示す）に対
し頭下げとなる。
【００１９】したがって、横風を受けた場合、この図７
の橋桁では水平変位に伴う空カモーメントが頭上げ方向
に作用するが、この頭上げ方向の空カモーメントを、風
上側のサグ長Ｓ３を風下側のサグ長Ｓ４よりも長く設定
することにより引き起こされる逆向き（頭下げ方向）の
ねじれ変位によって相殺させ、抑制することができる。
このため、耐風設計上の照査風速以内でダイバージェン
スが発生するのを防止することができる。
の橋桁では水平変位に伴う空カモーメントが頭上げ方向
に作用するが、この頭上げ方向の空カモーメントを、風
上側のサグ長Ｓ３を風下側のサグ長Ｓ４よりも長く設定
することにより引き起こされる逆向き（頭下げ方向）の
ねじれ変位によって相殺させ、抑制することができる。
このため、耐風設計上の照査風速以内でダイバージェン
スが発生するのを防止することができる。
【００２０】図８は横風（発現頻度の高い方向より吹く
高風速）により頭下げの空カモーメントが作用する橋桁
に、その水平変位に伴い頭上げ方向のねじれ変位を惹起
させる原理の説明図であり、風上側のサグ長Ｓ５が風下
側のサグ長Ｓ６よりも短くなるなるように各ケーブル２
Ｃ，２Ｄのサグを設定したものである。なお、ここでも
説明の都合上、左右のケーブル２Ｃ，２Ｄの位置Ｂ５，
ｂ６は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする半径ベク
トルＯａＢ５、Ｏｂｂ６で描かれる軌跡上を変位するも
のとし、またハンガー３Ｃ，３Ｄは、橋桁１の変位後も
鉛直を保つものとする。
高風速）により頭下げの空カモーメントが作用する橋桁
に、その水平変位に伴い頭上げ方向のねじれ変位を惹起
させる原理の説明図であり、風上側のサグ長Ｓ５が風下
側のサグ長Ｓ６よりも短くなるなるように各ケーブル２
Ｃ，２Ｄのサグを設定したものである。なお、ここでも
説明の都合上、左右のケーブル２Ｃ，２Ｄの位置Ｂ５，
ｂ６は、それぞれ位置Ｏａ，Ｏｂを中心とする半径ベク
トルＯａＢ５、Ｏｂｂ６で描かれる軌跡上を変位するも
のとし、またハンガー３Ｃ，３Ｄは、橋桁１の変位後も
鉛直を保つものとする。
【００２１】まず、無風時にＡ５であった風上の桁端が
水平方向にδ変位してＡ６に達し、この時、ベクトルＡ
５ａ６で示す桁が水平を保ち破線で示すベクトルＡ６ａ
７に至ったと仮定すると、 半径ベクトルＯａＢ５＜半径ベクトルＯｂｂ６ ハンガーベクトルｂ６ａ６＝ハンガーベクトルｂ７ａ７ なので、右側のケーブル２Ｄの変位後の位置ｂ７（破線
で示す）は、半径ベクトルＯｂｂ６で描かれる円弧より
も上側にくることになる。しかし、実際にはケーブル２
Ｄの変位後の位置は、位置Ｏｂを中心とする半径ベクト
ルＯｂｂ６で描かれる軌跡上の位置ｂ８にあり、また風
下の桁端の位置は、位置ｂ８の鉛直下で位置Ａ６を中心
とする半径ベクトルＡ６ａ７で描かれる円弧上の位置ａ
８にあり、かつこれら変位後の右側のケーブル２Ｄの位
置ｂ８と風下の桁端の位置ａ８は、 ハンガーベクトルｂ６ａ６＝ハンガーベクトルｂ８ａ８ を満たす位置関係にあるので、桁ベクトルＡ６ａ８（想
像線で示す）は桁ベクトルＡ５ａ６（実線で示す）に対
し頭上げとなる。
水平方向にδ変位してＡ６に達し、この時、ベクトルＡ
５ａ６で示す桁が水平を保ち破線で示すベクトルＡ６ａ
７に至ったと仮定すると、 半径ベクトルＯａＢ５＜半径ベクトルＯｂｂ６ ハンガーベクトルｂ６ａ６＝ハンガーベクトルｂ７ａ７ なので、右側のケーブル２Ｄの変位後の位置ｂ７（破線
で示す）は、半径ベクトルＯｂｂ６で描かれる円弧より
も上側にくることになる。しかし、実際にはケーブル２
Ｄの変位後の位置は、位置Ｏｂを中心とする半径ベクト
ルＯｂｂ６で描かれる軌跡上の位置ｂ８にあり、また風
下の桁端の位置は、位置ｂ８の鉛直下で位置Ａ６を中心
とする半径ベクトルＡ６ａ７で描かれる円弧上の位置ａ
８にあり、かつこれら変位後の右側のケーブル２Ｄの位
置ｂ８と風下の桁端の位置ａ８は、 ハンガーベクトルｂ６ａ６＝ハンガーベクトルｂ８ａ８ を満たす位置関係にあるので、桁ベクトルＡ６ａ８（想
像線で示す）は桁ベクトルＡ５ａ６（実線で示す）に対
し頭上げとなる。
【００２２】したがって、横風を受けた場合、この図８
の橋桁では水平変位に伴う空カモーメントが頭下げ方向
に作用するが、この頭下げ方向の空カモーメントを、風
上側のサグ長Ｓ５を風下側のサグ長Ｓ６よりも短く設定
することにより引き起こされる逆向き（頭上げ方向）の
ねじれ変位によって相殺させ、抑制することができる。
このため、耐風設計上の照査風速以内でダイバージェン
スが発生するのを防止することができる。
の橋桁では水平変位に伴う空カモーメントが頭下げ方向
に作用するが、この頭下げ方向の空カモーメントを、風
上側のサグ長Ｓ５を風下側のサグ長Ｓ６よりも短く設定
することにより引き起こされる逆向き（頭上げ方向）の
ねじれ変位によって相殺させ、抑制することができる。
このため、耐風設計上の照査風速以内でダイバージェン
スが発生するのを防止することができる。
【００２３】図１は本発明のダイバージェンスの防止方
法を適用した吊橋の一実施形態を示す概略側面図、図２
はその正面断面図である。ここに例示する吊橋は、両端
をアンカー（図示せず）に固定され、主塔１１Ａ，１１
Ｂに架設された２本のケーブル２Ａ，２Ｂから多数のハ
ンガーを垂設し、両側のハンガー３Ａ，３Ｂによって橋
桁１の両側を支持する構成であり、橋桁１の重量はハン
ガー３Ａ，３Ｂを介してケーブル２Ａ，２Ｂから主塔１
１Ａ，１１Ｂに伝えられるようになっている。また橋桁
１は、予め風洞実験によって横風（発現頻度の高い方向
より吹く高風速）に対する空カモーメントの方向が解析
され、頭上げの空カモーメントＭ１が作用するものであ
ることが解っている。
法を適用した吊橋の一実施形態を示す概略側面図、図２
はその正面断面図である。ここに例示する吊橋は、両端
をアンカー（図示せず）に固定され、主塔１１Ａ，１１
Ｂに架設された２本のケーブル２Ａ，２Ｂから多数のハ
ンガーを垂設し、両側のハンガー３Ａ，３Ｂによって橋
桁１の両側を支持する構成であり、橋桁１の重量はハン
ガー３Ａ，３Ｂを介してケーブル２Ａ，２Ｂから主塔１
１Ａ，１１Ｂに伝えられるようになっている。また橋桁
１は、予め風洞実験によって横風（発現頻度の高い方向
より吹く高風速）に対する空カモーメントの方向が解析
され、頭上げの空カモーメントＭ１が作用するものであ
ることが解っている。
【００２４】本実施形態では、主塔１１Ａ，１１Ｂにお
ける風上側のケーブル２Ａの固定位置ＯＡ，ＯＢを、風
下側のケーブル２Ｂの固定位置ＯＣ，ＯＤよりも高位置
に設定することにより、風上側のサグ長Ｓ３がこれと吊
橋側方よりみて同一位置となる風下側のサグ長Ｓ４より
も長くなるように各ケーブル２Ａ，２Ｂのサグを設定し
ている。
ける風上側のケーブル２Ａの固定位置ＯＡ，ＯＢを、風
下側のケーブル２Ｂの固定位置ＯＣ，ＯＤよりも高位置
に設定することにより、風上側のサグ長Ｓ３がこれと吊
橋側方よりみて同一位置となる風下側のサグ長Ｓ４より
も長くなるように各ケーブル２Ａ，２Ｂのサグを設定し
ている。
【００２５】このように、風上側のサグ長Ｓ３を風下側
のサグ長Ｓ４よりも長く設定することにより、前述の図
７で説明した原理に基づき、橋桁１の水平変位に伴い頭
下げ方向のねじれ変位を発生させることができる。この
ため、水平変位に伴う頭上げの空カモーメントＭ１を、
前記逆向き（頭下げ方向）のねじれ変位によって相殺さ
せ、抑制することができ、耐風設計上の照査風速以内で
ダイバージェンスが発生するのを防止することができ
る。
のサグ長Ｓ４よりも長く設定することにより、前述の図
７で説明した原理に基づき、橋桁１の水平変位に伴い頭
下げ方向のねじれ変位を発生させることができる。この
ため、水平変位に伴う頭上げの空カモーメントＭ１を、
前記逆向き（頭下げ方向）のねじれ変位によって相殺さ
せ、抑制することができ、耐風設計上の照査風速以内で
ダイバージェンスが発生するのを防止することができ
る。
【００２６】図３は本発明のダイバージェンスの防止方
法を適用した吊橋の他の実施形態を示す概略側面図、図
４はその正面断面図である。ここに例示する吊橋は、両
端をアンカー（図示せず）に固定され、主塔１１Ａ，１
１Ｂに架設された２本のケーブル２Ｃ，２Ｄから多数の
ハンガーを垂し、両側のハンガー３Ｃ，３Ｄによって橋
桁１Ａの両側を支持する構成であり、橋桁１Ａの重量は
ハンガー３Ｃ，３Ｄを介してケーブル２Ｃ，２Ｄから主
塔１１Ａ，１１Ｂに伝えられるようになっている。また
橋桁１Ａは、予め風洞実験によって横風（発現頻度の高
い方向より吹く高風速）に対する空カモーメントの方向
が解析され、頭下げの空カモーメントＭ２が作用するも
のであることが解っている。
法を適用した吊橋の他の実施形態を示す概略側面図、図
４はその正面断面図である。ここに例示する吊橋は、両
端をアンカー（図示せず）に固定され、主塔１１Ａ，１
１Ｂに架設された２本のケーブル２Ｃ，２Ｄから多数の
ハンガーを垂し、両側のハンガー３Ｃ，３Ｄによって橋
桁１Ａの両側を支持する構成であり、橋桁１Ａの重量は
ハンガー３Ｃ，３Ｄを介してケーブル２Ｃ，２Ｄから主
塔１１Ａ，１１Ｂに伝えられるようになっている。また
橋桁１Ａは、予め風洞実験によって横風（発現頻度の高
い方向より吹く高風速）に対する空カモーメントの方向
が解析され、頭下げの空カモーメントＭ２が作用するも
のであることが解っている。
【００２７】この実施形態では、主塔１１Ａ，１１Ｂに
おける風上側のケーブル２Ｃの固定位置と風下側のケー
ブル２Ｄの固定位置を、いずれも同一の高さとなる位置
ＯＡ，ＯＢに設定してあるが、風上側のケーブル２Ｃの
サグ、つまり風上側のケーブル２Ｃが形成する凹形懸垂
曲線の勾配を、風下側のケーブル２Ｄのそれよりも緩や
かに設定することにより、風上側のサグ長Ｓ５がこれと
吊橋側方よりみて同一位置となる風下側のサグ長Ｓ６よ
りも長くなるように各ケーブル２Ｃ，２Ｄのサグを設定
している。
おける風上側のケーブル２Ｃの固定位置と風下側のケー
ブル２Ｄの固定位置を、いずれも同一の高さとなる位置
ＯＡ，ＯＢに設定してあるが、風上側のケーブル２Ｃの
サグ、つまり風上側のケーブル２Ｃが形成する凹形懸垂
曲線の勾配を、風下側のケーブル２Ｄのそれよりも緩や
かに設定することにより、風上側のサグ長Ｓ５がこれと
吊橋側方よりみて同一位置となる風下側のサグ長Ｓ６よ
りも長くなるように各ケーブル２Ｃ，２Ｄのサグを設定
している。
【００２８】このように、風上側のサグ長Ｓ５を風下側
のサグ長Ｓ６よりも短く設定することにより、前述の図
８で説明した原理に基づき、橋桁１Ａの水平変位に伴い
頭上げ方向のねじれ変位を発生させることができる。こ
のため、水平変位に伴う頭下げの空カモーメントＭ２
を、前記逆向き（頭上げ方向）のねじれ変位によって相
殺させ、抑制することができ、耐風設計上の照査風速以
内でダイバージェンスが発生するのを防止することがで
きる。
のサグ長Ｓ６よりも短く設定することにより、前述の図
８で説明した原理に基づき、橋桁１Ａの水平変位に伴い
頭上げ方向のねじれ変位を発生させることができる。こ
のため、水平変位に伴う頭下げの空カモーメントＭ２
を、前記逆向き（頭上げ方向）のねじれ変位によって相
殺させ、抑制することができ、耐風設計上の照査風速以
内でダイバージェンスが発生するのを防止することがで
きる。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、横
風による橋桁の水平変位に伴い頭上げの空カモーメント
が生ずる場合、発現頻度の高い方向より吹く高風速の風
に対して風上側となるサグ長を風下側のサグ長よりも長
く設定したので、橋桁の水平変位に伴い頭上げの空カモ
ーメントが生じても、吊橋にこの空カモーメントとは逆
の頭下げ方向のねじれ変位を発生させて、空カモーメン
トを相殺させ、これを抑制することができる。このため
鋼重を増加させることなく、耐風設計上の照査風速以内
でダイバージェンスが発生するのを防止することができ
る。
風による橋桁の水平変位に伴い頭上げの空カモーメント
が生ずる場合、発現頻度の高い方向より吹く高風速の風
に対して風上側となるサグ長を風下側のサグ長よりも長
く設定したので、橋桁の水平変位に伴い頭上げの空カモ
ーメントが生じても、吊橋にこの空カモーメントとは逆
の頭下げ方向のねじれ変位を発生させて、空カモーメン
トを相殺させ、これを抑制することができる。このため
鋼重を増加させることなく、耐風設計上の照査風速以内
でダイバージェンスが発生するのを防止することができ
る。
【００３０】また、本発明によれば、横風による橋桁の
水平変位に伴い頭下げの空カモーメントが生ずる場合、
発現頻度の高い方向より吹く高風速の風に対して風上側
となるサグ長を風下側のサグ長よりも短く設定したの
で、橋桁の水平変位に伴い頭下げの空カモーメントが生
じても、吊橋にこの空カモーメントとは逆の頭上げ方向
のねじれ変位を発生させて、空カモーメントを相殺さ
せ、これを抑制することができる。このため鋼重を増加
させることなく、耐風設計上の照査風速以内でダイバー
ジェンスが発生するのを防止することができる。
水平変位に伴い頭下げの空カモーメントが生ずる場合、
発現頻度の高い方向より吹く高風速の風に対して風上側
となるサグ長を風下側のサグ長よりも短く設定したの
で、橋桁の水平変位に伴い頭下げの空カモーメントが生
じても、吊橋にこの空カモーメントとは逆の頭上げ方向
のねじれ変位を発生させて、空カモーメントを相殺さ
せ、これを抑制することができる。このため鋼重を増加
させることなく、耐風設計上の照査風速以内でダイバー
ジェンスが発生するのを防止することができる。
【図１】本発明のダイバージェンスの防止方法に係る吊
橋の一実施形態を示す概略側面図である。
橋の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１の吊橋の正面断面図である。
【図３】本発明のダイバージェンスの防止方法に係る吊
橋の他の実施形態を示す概略側面図である。
橋の他の実施形態を示す概略側面図である。
【図４】図３の吊橋の正面断面図である。
【図５】本発明の基本原理の説明図である。
【図６】本発明の基本原理の説明図である。
【図７】本発明の基本原理の説明図である。
【図８】本発明の基本原理の説明図である。
【図９】吊橋に作用する風力と釣合の説明図である。
【図１０】従来のダイバージェンスの防止方法に係る吊
橋の例を示す概略側面図である。
橋の例を示す概略側面図である。
【図１１】ダイバージェンスの発生メカニズムの説明図
である。
である。
１，１Ａ 橋桁 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ ケーブル ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ ハンガー １１Ａ，１１Ｂ 主塔 Ｓ３，Ｓ５ 風上側のサグ長 Ｓ４，Ｓ６ 風下側のサグ長
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも２つの主塔に架設された２本
のケーブルからハンガーを垂設し、これらハンガーを介
して橋桁の両側を吊下支持する吊橋のダイバージェンス
を防止する方法において、 予め横風によって橋桁に加わる空カモーメントの方向を
解析し、 風上側の桁端が頭上げとなる空カモーメントが生ずる場
合は、吊橋が建設される地域における高風速の発現頻度
の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブル
サグよりも大きく設定して、橋桁の水平変位に伴うねじ
れ変位を前記空カモーメントとは逆の頭下げ方向に発生
させることにより、空カモーメントを相殺させることを
特徴とする吊橋ダイバージェンスの防止方法。 - 【請求項２】 少なくとも２つの主塔に架設された２本
のケーブルからハンガーを垂設し、これらハンガーを介
して橋桁の両側を吊下支持する吊橋のダイバージェンス
を防止する方法において、 予め横風によって橋桁に加わる空カモーメントの方向を
解析し、 風上側の桁端が頭下げとなる空カモーメントが生ずる場
合は、吊橋が建設される地域における高風速の発現頻度
の高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブル
サグよりも小さく設定して、橋桁の水平変位に伴うねじ
れ変位を前記空カモーメントとは逆の頭上げ方向に発生
させることにより、空カモーメントを相殺させることを
特徴とする吊橋ダイバージェンスの防止方法。 - 【請求項３】 少なくとも２つの主塔に架設された２本
のケーブルと、これらケーブルから垂設するハンガー
と、ハンガーの下端に連結され、かつ横風によって風上
側の桁端が頭上げとなる空カモーメントが生ずる橋桁と
からなる吊橋において、 当該吊橋が建設される地域における高風速の発現頻度の
高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブルの
サグよりも大きく設定したことを特徴とする吊橋。 - 【請求項４】 少なくとも２つの主塔に架設された２本
のケーブルと、これらケーブルから垂設するハンガー
と、これらハンガーの下端に連結され、かつ横風によっ
て風上側の桁端が頭下げとなる空カモーメントが生ずる
橋桁とからなる吊橋において、 当該吊橋が建設される地域における高風速の発現頻度の
高い方向の側のケーブルのサグを、風下側のケーブルの
サグよりも小さく設定したことを特徴とする吊橋。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24062697A JPH1181228A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊橋 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24062697A JPH1181228A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊橋 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1181228A true JPH1181228A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17062304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24062697A Pending JPH1181228A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 吊橋ダイバージェンスの防止方法及びその吊橋 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1181228A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900785A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种确定大跨桥梁结构主梁横向动位移的方法 |
| CN103900784A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种确定大跨桥梁结构主梁横向静位移的方法 |
| CN104060540A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-09-24 | 长安大学 | 一种空间缆索悬索桥临时横撑及其吊装施工方法 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24062697A patent/JPH1181228A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900785A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种确定大跨桥梁结构主梁横向动位移的方法 |
| CN103900784A (zh) * | 2014-04-14 | 2014-07-02 | 东南大学 | 一种确定大跨桥梁结构主梁横向静位移的方法 |
| CN103900785B (zh) * | 2014-04-14 | 2016-03-16 | 东南大学 | 一种确定大跨桥梁结构主梁横向动位移的方法 |
| CN104060540A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-09-24 | 长安大学 | 一种空间缆索悬索桥临时横撑及其吊装施工方法 |
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