KR20150036258A - 케이블 및 하나 또는 그 이상의 스트레이크를 포함하는 인장 요소 및 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조적 요소 및 상기 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하기 위해 팽팽하게 배치된 적어도 하나의 케이블(101)을 포함하는 구조물을 제공한다. 상기 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크(104)가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면(102)을 형성한다. 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 연결된 스트레이크 루트 부분과 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 스트레이크 단부 부분사이의 거리인 높이를 가지며, 스트레이크는 높이를 횡단하는 폭을 가지며, 상기 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소된다. 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작다. 또한, 스트레이크는 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형이다.

Description

케이블 및 하나 또는 그 이상의 스트레이크를 포함하는 인장 요소 및 구조물{A CONSTRUCTION AND A TENSION ELEMENT COMPRISING A CABLE AND ONE OR MORE STRAKES}

본 발명은 구조적 요소 및 상기 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하기 위해 팽팽하게(in tension) 배치된 적어도 하나의 케이블을 포함하는 구조물에 관한 것이다. 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크(strake)가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면을 형성한다.

안테나 및 다리와 같은 구조물을 지지 또는 현수하는(suspending) 케이블은 바람과 비로 인해 자주 진동한다. 다리를 위한 케이블의 경우에 있어서, 다리를 통과하는 교통량도 진동에 기여하지만, 그러나 진동의 95%는 바람과 비에 의해 유도된다. 이들 진동은 이들이 케이블에 대한 손상 및 피로로 나타날 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

케이블 또는 스테이(stay)를 연결하기 위해 점착성 또는 마찰성 댐퍼(damper)를 도입함으로써 이들 진동을 감소시키려는 시도가 알려져 있다. 그러나 이런 수단은 비-바람에 의한 누로(淚路)(rivulets)를 방지하지 않는다. 이런 누로는 케이블의 케이블이 진동하게 하는 공기역학적 프로필을 변화시킨다.

본 발명의 실시예의 목적은 비와 바람에 의한 누로를 감소시키기 위해 개선된 구조물, 개선된 인장 요소, 및 개선된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 다른 목적은 케이블 상에 물 누로의 형성을 감소시키거나 또는 심지어 방지하는 것이다.

본 발명의 실시예의 또 다른 목적은 항력(drag force)을 증가시키지 않고 비와 바람에 의한 진동을 감소시키는 것이다.

제1 양태에 따라, 본 발명은 구조적 요소 및 상기 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하기 위해 팽팽하게 배치된 적어도 하나의 케이블을 포함하며, 상기 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면을 형성하며, 상기 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 연결된 스트레이크 루트 부분과 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 스트레이크 단부 부분사이의 거리인 높이를 가지며, 상기 스트레이크는 높이를 횡단하는 폭을 가지며, 상기 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소되며, 상기 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작고, 상기 스트레이크는 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 직선형인, 구조물을 제공한다.

높이가 케이블의 직경의 5%보다 작도록, 또한 스트레이크가 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하도록 스트레이크를 설계함으로써, 스트레이크는 공기(바람)가 케이블의 외측 표면을 따라 흐를 때, 직선형인 또는 오목한 제1 스트레이크 표면으로 인한 비의 램핑에 의해 이것이 표면으로부터 편향됨에 따라, 케이블의 이 외측 표면 상에 존재하는 임의의 물을 감소시키는 형상을 가지며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형이다. 그 효과는 케이블 상의 비 누로(rain riviluts)의 형성이 방지된다는 점이다. 이것은 케이블의 공기역학적 특성을 개선시키고, 그에 따라 전형적인 케이블에 비해 케이블 상에 작용하는 항력(drag force)을 증가시킴 없이, 비와 바람에 의한 진동이 최소화되거나 또는 심지어 방지된다.

오목한 또는 직선형인 표면 부분은 스트레이크의 임의의 부분 상에 형성될 수 있다. 그러나 오목한 표면을 정확하게 배치함으로써 이것은 이를 따라 물이 흐를 수 있고 또한 이로부터 물이 바람에 의해 배출될 수 있는 램프로서 작용할 수 있음을 인식해야 한다. 따라서 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 오목한 표면은 바람이 물을 케이블의 외측 표면으로부터 편향시키도록 배치된다.

후자를 달성하기 위해, 오목한 또는 직선형인 표면 부분은 이것이 케이블로부터 떨어져 마주하도록 배치되므로, 바람은 물을 케이블의 외측 표면을 따라 그리고 추가로 오목한 또는 직선형인 표면 부분 상으로 이동시킬 수 있다. 특수한 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 지점(예를 들어, 중심 지점)에서의 오목한 또는 직선형인 표면 부분은 케이블의 외측 표면의 접선(tangent)과 일치하는 접선을 형성한다. 또한, 오목한 표면 부분은 스트레이크 단부에서의 접선보다 작거나 또는 이와 동일한, 스트레이크 루트에서의 접선을 형성할 수 있다.

케이블은 이것이 바람과 비에 노출되는 야외용으로 구성될 수 있다. 케이블은 돛대(mast)를 지지하기에 및/또는 다리 또는 플랫포옴과 같은 구조물을 현수하기에 적절할 수 있다. 예를 들어, 케이블은 케이블 스테이형(stayed) 다리와 함께 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 케이블은 현수교의 주 케이블 또는 현수기(suspender) 케이블일 수 있다. 더욱이, 케이블은 예를 들어 케이블 스테이형 다리를 위한 경사진 케이블일 수 있다.

본 발명의 내용에 있어서, "케이블(cable)" 및 "스테이(stay)"라는 용어는 달리 설명되지 않는 한 동의어로서 인식될 것이다.

케이블은 원통형 솔리드 와이어(solid wire)와 같은 고형체(solid material)에 의해 형성될 수 있다. 더욱이, 케이블은 서로에 대해 꼬이거나 또는 비틀릴 수 있는 다수의 스트랜드(strand)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이블은 나선형으로 비틀린 스트랜드를 포함하는 와이어 로프일 수 있다. 스트랜드의 개수는 하나 또는 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 15개 또는 20개와 같은 다수일 수 있다. 다수의 스트랜드인 경우에, 스트랜드는 서로 평행하게 연장할 수 있으며, 또는 스트랜드는 비틀리거나 또는 꼬일 수 있다.

케이블의 외측 표면은 처리되지 않은/그대로이거나 또는 매끄러울 수 있다. 예를 들어 매끄러운 외측 표면을 형성하도록, 외피가 스트랜드 둘레에 제공될 수 있다. 매끄러움에 의해, 스트레이크가 형성되지 않은 영역에서 표면이 매끄럽다는 것을 인식해야 한다. 외피는 케이블의 부식 보호부로서 작용할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 외피는 예를 들어 그 내부에 다수의 만입부(indentation)가 제공되는 매끄럽지 않은 외측 표면을 형성한다. 외피의 매끄럽지 않은 외측 표면은 처리되지 않은/그대로이거나 또는 이 매끄럽지 않은 외측 표면을 제공하도록 일부러 제조될 수 있다.

적어도 하나의 스트레이크는 돌기 또는 돌출부 또는 융기부를 형성하기 위해 케이블로부터(케이블의 기하학적 중심에 대해) 방사방향으로 연장한다. 스트레이크는 케이블의 외측 표면을 따라 길이방향으로 연장할 수 있다.

적어도 하나의 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 고정되거나 조여지는 분리된 요소를 형성할 수 있다. 스트레이크는 접착제에 의해 케이블의 외측 표면에 고정/부착될 수 있다. 대안적으로, 또는 보완책으로서, 스트레이크를 외측 표면에 고정하기 위해 조임(fastening) 요소가 제공될 수 있다. 이런 조임 요소의 일 예는 클램프 또는 다수의 클램프이다.

일 실시예에 있어서, 다수의 스트레이크는 이것이 케이블로부터 분리 및 재-부착될 수 있도록 케이블에 부착된다.

일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 케이블에 영구적으로 고정된다. 영구적인 고정이라 함은 스트레이크가 스트레이크 및/또는 케이블을 영구적으로 손상시키지 않고 케이블로부터 제거될 수 없다는 것으로 인식되어야 한다. 일 예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 용접에 의해, 예를 들어 초음파 용접에 의해 케이블에 고정된다.

일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 케이블 또는 상기 케이블의 둘레에 형성된 외피의 일체형 부분을 형성한다. "일체형 부분을 형성한다(form an integral part)"라 함은 스트레이크 및 케이블/외피가 예를 들어 케이블 및 스트레이크를 하나의 부재로 형성함으로써 하나의 단일형 요소를 형성한다는 것으로 인식되어야 한다. 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크 및 케이블/외피는 단일체 요소를 형성한다. "단일체 요소(monolithic element)"라는 용어는 본 발명의 내용에서 케이블과 스트레이크 사이에 시임(예를 들어, 용접 시임)이 형성될 수 없다는 것으로 인식되어야 한다.

따라서 "외측 표면에 연결되는(connected to the outer surface)"이라는 표현은 적어도 하나의 스트레이크가 케이블의 외측 표면에 부착되는 분리된 요소라는 것과 그리고 다른 실시예에서 적어도 하나의 스트레이크가 케이블과 하나의 부재로 형성된다는 것 모두를 포함한다.

본 발명의 내용에 있어서, "스트레이크 루트 부분(strake root part)"이라는 용어는 케이블의 외측 표면에 가장 가까운 스트레이크의 부분을 지칭할 것이다. 적어도 하나의 스트레이크가 케이블의 외측 표면에 고정되는 분리된 요소를 형성하는 실시예에 있어서, 스트레이크 루트 부분은 케이블의 외측 표면과 접촉한다. 스트레이크 및 케이블/외피가 일체형 제품을 형성하거나 또는 단일체 요소를 형성하는 실시예에 있어서, 스트레이크 루트 부분은 케이블과 스트레이크 사이의 전이부(transition)에 의해 형성될 것이다.

이와는 달리 "스트레이크 단부 부분(strake end part)"은 스트레이크의 자유단부, 즉 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 단부를 형성한다.

본 발명의 내용에 있어서, 스트레이크와 관련하여 사용되는 "높이(height)"라는 용어는 이것이 연결되는 케이블의 반경과 평행한 방향으로 연장하는 스트레이크의 치수, 즉 케이블의 외측 표면과 직교하는 방향으로 스트레이크 단부 부분과 스트레이크 루트 부분 사이의 거리를 지칭할 것이다. 이 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작다.

본 발명의 내용에 있어서, 스트레이크와 관련하여 사용될 때의 "폭(width)"이라는 용어는 스트레이크의 높이를 횡단하여 연장하는 스트레이크의 치수를 지칭할 것이다. 스트레이크의 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소될 수 있다.

본 발명의 내용에 있어서, 스트레이크와 관련하여 사용될 때의 "길이(length)"라는 용어는 스트레이크의 가장 긴 치수를 지칭할 것이며, 상기 길이는 높이와 폭 모두를 횡단한다. 적어도 하나의 스트레이크가 스트레이크의 길이를 따라 케이블에 연결된다.

스트레이크 및/또는 케이블은 스틸, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 아연과 같은 금속 재료를 포함할 수 있다. 더욱이, 스트레이크 및/또는 케이블은 PVC, PE, HDPE와 같은 플라스틱 재료, 및/또는 천연 또는 합성 고무와 같은 고무 재료, 및/또는 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 벡트란(vectran)을 포함하는 복합물을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 스트레이크의 높이는 4%보다 작은 것과 같은, 3%보다 작은 것과 같은, 2%보다 작은 것과 같은, 1%보다 작은 것과 같은, 0.5%보다 작은 것과 같은, 0.4%보다 작은 것과 같은, 0.3%보다 작은 것과 같은, 0.2%보다 작은 것과 같은, 0.1%보다 작은 것과 같은, 케이블의 직경의 5%보다 작다.

스트레이크의 높이는 9mm 아래와 같은, 8mm 아래와 같은, 7mm 아래와 같은, 6mm 아래와 같은, 5mm 아래와 같은, 4mm 아래와 같은, 3mm 아래와 같은, 2mm 아래와 같은, 1mm 아래와 같은, 10mm 아래일 수 있다.

스트레이크의 가장 넓은 부분은 0.1%와 같은, 0.5%와 같은, 1%와 같은, 2%와 같은, 3%와 같은, 4%와 같은, 5%와 같은, 케이블의 원주의 0.1 내지 5% 를 구성할 수 있다.

스트레이크의 가장 넓은 부분은 1mm와 같은, 2.5mm와 같은, 5mm와 같은, 7.5mm와 같은, 10mm와 같은, 12.5mm와 같은, 15mm와 같은, 17.5mm와 같은, 20mm와 같은, 22.5mm와 같은, 25mm와 같은, 0.1 내지 25mm의 범위일 수 있다.

케이블의 직경은 50mm와 같은, 100mm와 같은, 150mm와 같은, 200mm와 같은, 250mm와 같은, 300mm와 같은, 350mm와 같은, 50 내지 350mm일 수 있다.

케이블로부터 물 누로의 램핑을 가능하게 하기 위해, 제1 스트레이크 표면 부분은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분으로 연장할 수 있으며, 그에 따라 케이블의 외측 표면을 따라 흐르는 누로를 위한 램프를 제공한다.

일 실시예에 있어서, 스트레이크의 횡단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴을 형성한다. 삼각형의 경우, 삼각형의 두 변(side)은 케이블로부터 떨어져 마주할 수 있으며, 삼각형의 제3 변은 케이블의 외측 표면과 접촉한다. 따라서 후자의 예에 있어서, 스트레이크는 케이블로부터 멀리 연장하는 팁에서, 즉 스트레이크 단부 부분에서 종료하는 테이퍼진 부분을 형성한다. 케이블로부터 떨어져 마주하는 변들 중 하나는 오목한 또는 직선형인 제1 스트레이크 표면이다.

일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 2개의 오목한 표면을 포함한다. 상기 2개의 표면은 동일한 형상일 수 있으며 또한 동일한 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 오목한 형상 및/또는 크기는 상이할 수 있다. 적어도 하나의 스트레이크의 2개의 오목한 표면은 서로 떨어져 마주할 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 팁은 가능한 한 날카로운 것이 바람직하다. 그러나 팁이 아무리 날카롭더라도, 이것은 항상 반경을 형성할 것이며, 이 반경은 팁이 날카로울수록 감소된다는 것을 인식해야 한다. 일 실시예에 있어서, 팁의 반경은 0.8mm 아래외 같은, 0.6mm 아래와 같은 1mm 아래이다.

날카로움에 대한 대안으로서, 스트레이크의 팁은 평탄하거나 또는 오목면(concavity)을 형성할 수 있다. 후자의 경우에 스트레이크의 일반적인 형상은 사다리꼴일 수 있음을 인식해야 한다.

본 발명의 내용에 있어서, 케이블의 외측 표면으로부터 멀리 연장하는 삼각형의 두개의 측부 표면은 이들 측부가 필수적으로 케이블의 외측 표면과 법선(normal)을 형성하지 않더라도 "방사방형 측부 표면(radial side surface)"으로 지칭될 것이다. 방사방향 측부 표면이 케이블의 외측 표면과 만나는 지점/전이부는 본 발명의 내용에 있어서 각각의 방사방향 측부 표면과 케이블의 외측 표면의 "접촉 지점(contact point)"으로 지칭될 것이다. 더욱이, 케이블의 외측 표면과 접촉하는 삼각형의 그 변은 본 발명의 내용에 있어서 삼각형의 "접촉 표면(constact surface)"으로 지칭될 것이다.

적어도 하나의 스트레이크가 사다리꼴을 형성하는 경우에, 사다리꼴은 전술한 "접촉 표면(contact surface)"과 전술한 2개의 "방사방향 측부 표면(radial side surface)"에 의해 형성될 수 있다. 스트레이크 단부 부분은 2개의 측부 표면들 사이에 형성될 수 있다. 이 표면은 평탄하거나 또는 오목할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 2개의 방사방향 측부 표면의(삼각형의 및/또는 사다리꼴의) 각각은 각각의 방사방향 측부 표면의 접촉 지점을 통해 연장하는 외측 표면의(케이블의) 법선을 횡단하는 방향으로 연장한다.

다른 실시예에 있어서, 2개의 방사방향 측부 표면들 중(삼각형의 및/또는 사다리꼴의) 첫 번째는 각각의 제1 방사방향 측부 표면의 접촉 지점을 통해 연장하는 외측 표면(케이블의)의 법선과 일치하며, 2개의 방사방향 측부 표면들 중 두 번째는 각각의 제2 방사방향 측부 표면의 접촉 지점을 통해 연장하는 외측 표면의(케이블의) 법선과 일치하지 않는다.

케이블의 외측 표면과 오목한 또는 직선형인 표면 부분 사이의 매끄러운 전이부는 이에 대한 접선이 케이블의 외측 표면에 대한 접선과 일치하도록 제1 표면 부분을 제공함으로써 달성될 수 있다. 물방울이 외측 표면으로부터 오목한 또는 직선형인 표면으로 이동할 때, 바람과 중력에 의해 형성된 물방울의 모멘텀이 상당히 감소되지 않기 때문에, 오목한 또는 직선형인 표면과 케이블 사이의 전이부가 매끄러울수록 물의 분출/방출이 더욱 효과적임을 인식해야 한다.

그럼에도 불구하고, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 오목한 표면을 형성하는 오목한 표면 부분, 및 스트레이크의 오목한 표면 부분과 케이블의 외측 표면을 상호 연결하는 전이 부분을 포함한다. 달리 말하면, 전이 부분은 오목한 표면보다 스트레이크 루트 부분에 더 가까울 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 스트레이크 루트 부분은 전이 부분을 형성할 수 있다. 유사하게, 오목한 표면은 스트레이크 루트 부분보다 스트레이크 단부 부분에 더 가까울 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 스트레이크 단부 부분은 오목한 표면에 의해 형성된다.

더욱이, 각각의 방사방향 측부 표면은 전이 부분의 전이 표면 및 오목한 또는 직선형인 표면 부분의 표면에 의해 형성될 수 있음을 인식해야 한다. 후자의 표면은 오목할 수 있거나 또는 오목하지 않을 수 있다.

물방울이 케이블의 외측 표면을 따라 흐를 때, 이들은 처음에 상기 전이 표면과 만날 것임을 인식해야 한다. 따라서 그 접촉 지점에 대한 전이 표면의 각도는 물방울들이 케이블의 외측 표면을 따라 흘러서 전이 표면에 도달하였을 때, 얼마나 많은 물방울이 정지될 것인지를 결정한다. 전이 표면이 접촉 지점에서 외측 표면의 법선을 횡단하는 방향으로 연장하는 실시예에 있어서, 접촉 표면은 물방울을 각각의 방사방향 측부 표면의 오목한 또는 직선형인 표면상으로 안내할 수 있다.

이런 전이 표면이 짧을수록(즉, 케이블의 외측 표면과 오목한 부분의 시작부 사이의 거리가 작을수록) 오목한 또는 직선형인 표면이 더욱 효과적일 것임을 인식해야 한다.

일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 원주 길이의 두 배와 같은, 케이블의 원주보다 더 길다. 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크의 길이는 케이블의 길이와 동일하거나 또는 이보다 더 길다. 스트레이크가 케이블 둘레에 나선형 형상을 형성한다면, 그 길이는 케이블의 길이보다 더 길 것임을 인식해야 한다.

스트레이크는 케이블의 길이방향을 횡단하는 방향으로 연장할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 스트레이크는 케이블의 외측 표면을 따라 연장하는 나선형 라인을 형성한다. 나선형 라인의 피치는 케이블의 길이방향에 대해 30 내지 60°의 범위와 같은, 40 내지 50°의 범위와 같은, 20 내지 70°범위일 수 있다. 나선형 라인은 케이블의 전체 길이를 따라 길이방향으로 연장할 수 있다. 대안적으로, 또는 보완책으로서, 하나 또는 그 이상의 스트레이크가 케이블의 일부를 따라서만 연장할 수 있다.

케이블이 모든 방향으로부터 바람에 노출될 수 있기 때문에, 적어도 하나의 스트레이크는 케이블 및 적어도 하나의 스트레이크 상에 작용하는 힘이 바람 방향과는 독립적일 수 있도록 케이블에 대해 배치될 수 있으며, 그에 따라 전방향(omnidirectional) 해결책으로 되며, 즉 적어도 하나의 스트레이크를 구비한 케이블은 바람 방향과는 실질적으로 독립적인 성능을 갖는다. 이것이 충족되지 않는다면, 적어도 하나의 스트레이크를 구비한 케이블은 덴 하르토그 갤로핑 진동(Den Hartog galloping vibration)에 대한 위험성을 도입할 수 있는 어떤 바람 방향으로 비대칭으로 나타날 수 있다. 일단 케이블이 다가오는 바람에 횡단방향으로 이동/진동한다면, 순간적인 바람 받음각(wind angle of attack)이 주기적으로 변한다. 공기역학적 힘이 받음각에 의존한다는 사실과 조합하여, 에너지가 지속적으로 진동으로 공급되는 일부 불행한 조합이 발생할 수 있다. 결과적으로, 진동 폭이 매우 커지고 심각해질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 스트레이크의 횡단면 형상은 비대칭인 반면에, 다른 실시예에 있어서 스트레이크의 횡단면 형상은 대칭이다.

제2 양태에 따라, 본 발명은 구조적 요소의 적어도 일부를 지탱하기 위한 인장 요소를 제공하며, 상기 인장 요소는 케이블 및 적어도 하나의 스트레이크를 포함하며, 상기 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면을 형성하며, 상기 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 연결되는 스트레이크 루트 부분과 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 스트레이크 단부 부분사이의 거리인 높이를 가지며, 상기 스트레이크는 높이를 횡단하는 폭을 가지며, 상기 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소되며, 상기 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작고, 상기 스트레이크는 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 직선형인, 구조물을 제공한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 인장 요소는 제1 양태에 따른 발명의 특징부 및/또는 요소의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

제3 양태에 따라, 본 발명은 구조물의 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하는 케이블에서 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은

- 적어도 2개의 표면 부분을 갖는 적어도 하나의 스트레이크를 제공하는 단계; 및

- 제1 스트레이크 표면 부분이 케이블로부터 떨어져 마주하도록 제2 스트레이크 표면 부분을 케이블의 외측 표면에 연결하는 단계를 포함하며,

상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형이다.

비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위한 방법은 본 발명의 전술한 제1 양태에 따른 구조물과 함께 또한 본 발명의 전술한 제2 양태에 따른 인장 요소와 함께 사용될 수 있음을 인식해야 한다. 따라서 본 발명의 제1 및 제2 양태의 특징부는 본 발명의 제3 양태의 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위한 방법에 관해서도 적용할 수 있다.

본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 이제 하기에 추가로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 케이블을 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 케이블의 횡단면을 도시하고 있다.
도 3은 제1 실시예의 스트레이크의 횡단면을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이블을 도시하고 있다.
도 5는 도 4의 케이블의 횡단면을 도시하고 있다.
도 6은 제2 실시예의 스트레이크의 횡단면을 도시하고 있다.
도 7은 제3 실시예의 횡단면을 도시하고 있다.
도 8은 제4 실시예의 횡단면을 도시하고 있다.

본 발명의 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 특정한 예는 단지 예로 주어졌으며, 그 이유는 본 발명의 목적 및 범위 내에서의 다양한 변화 및 수정이 이 상세한 설명으로부터 본 기술분야의 숙련자에게 명백하기 때문임을 인식해야 한다.

도 1은 외측 표면(102)을 형성하는 케이블(100)을 도시하고 있다. 도면의 실시예에 있어서, 외피(도 2 참조)가 케이블 상에 제공되며, 또한 이 외피는 케이블의 외측 표면(102)을 형성한다. 다수의 스트레이크(104)가 케이블의 외측 표면(102) 상에 제공된다. 각각의 스트레이크는 케이블(100)의 길이방향을 횡단하는 방향으로 연장한다. 도 1에 있어서, 각각의 스트레이크(104)는 케이블의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장한다. 더욱이, 각각의 스트레이크(104)는 각각의 스트레이크가 원주의 오직 6번(6^th) 만을 덮도록 케이블의 원주의 오직 일부의 둘레로만 연장할 수 있다. 스트레이크들은 케이블 둘레에 나선형 패턴을 함께 형성한다. 도 1에서 스트레이크(104)는 2개의 나선형 패턴으로 제공되고 있음을 인식해야 한다. 케이블은 2개의 스트레이크(2개의 나선형 패턴의 각각으로부터 하나)를 통해 연장하는 다수의 제1 횡단면(103)(파선으로 도시된), 및 임의의 스트레이크를 통해서는 연장하지 않는 다수의 제2 횡단면(105)(쇄선으로 도시된)을 형성한다. 동일한 나선형 패턴의 임의의 2개의 인접한 스트레이크들은 중첩되며, 또한 미리 결정된 거리만큼 이격되어 있으며, 도면에서 임의의 2개의 인접한 스트레이크는 약 25mm 만큼 이격되어 있다. 도 1 내지 도 3의 실시예에 있어서, 각각의 스트레이크의 길이는 100mm 이다. 더욱이, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 스트레이크의 단부는 케이블의 방사방향으로 연장하고 또한 스트레이크의 팁을 통해 연장하는 라인에 대해 45°의 경사진 각도를 형성한다. 스트레이크의 경사진 표면의 제공은 케이블의 드래그가 감소되게 한다.

또한, 도 1 내지 도 3의 실시예에 있어서, 나선형 패턴의 피치각(pitch angle)은 케이블의 길이방향에 대해 60°이다.

도 2는 도 1의 섹션 A-A 에 대응하는 케이블의 횡단면을 도시하고 있다. 도면에서는 외피(106)가 보이고 있다. 외피(106)의 내측에, 케이블이 제공된다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 스트레이크(104)는 외피(106)의 전체 외측 표면(102)의 둘레로 연장하지 않는다.

하나의 스트레이크(104)의 횡단면(도 2의 섹션 B-B 에 대응하는)을 도 3에 서 볼 수 있다. 도면으로부터, 오목한 표면(108)이 스트레이크(104)의 양측에 형성되는 것을 인식해야 한다. 오목한 표면들은 반대 방향으로 마주하고 있으며 또한 스트레이크 루트 부분(110)에 더 가깝게 위치되는 반면에, 선형 부분(111)이 스트레이크 단부 부분(112)에 가깝게 위치된다. 선형 부분(111)은 선형 측부 표면(113)을 형성한다. 따라서 2개의 방사방향 측부 표면들의 각각은 오목한 표면(108) 및 선형 측부 표면(111)을 형성한다. 도 3의 실시예에 있어서, 단부 표면(114)은 실질적으로 평탄하다. 그러나 다른 실시예에 있어서, 단부 표면은 둥글거나 또는 날카로울 수 있다.

도 4 내지 도 6은 2개의 스트레이크(104)가 나선형 패턴으로 제공되는 케이블의 제2 실시예를 도시하고 있다. 따라서 도 1 내지 도 3의 제1 실시예와 도 4 내지 도 6의 제2 실시예의 사이의 하나의 차이점은 제1 실시예에서는 다수의 스트레이크(104)가 제공되는 반면에 제2 실시예에서는 단지 2개의 스트레이크(104)가 제공된다는 점이다. 제2 실시예의 2개의 스트레이크는 외측 표면을 따라 연장하고, 따라서 이들은 케이블(100)의 원주 또는 직경의 2배보다 더 길다.

도 1의 횡단면(A-A)을 도시하고 있는 도 5로부터 단지 2개의 스트레이크(104)가 케이블의 외피(106) 상에 제공되는 것을 인식해야 한다. 상이하게 작동되더라도, 도 6 및 2는 스트레이크(104)의 동일한 횡단면 형상을 도시하고 있으며, 따라서 도 3의 설명이 참조된다.

도 7 및 8은 스트레이크(104)의 2개의 횡단면을 도시하고 있다. 두 경우에 있어서, 스트레이크(104)는 직선형 표면 상에 조여지는/형성되는 것으로 도시고 있지만, 그러나 대부분의 케이블은 둥근 표면을 가질 것임을 인식해야 한다.

초기에, 도 7의 스트레이크(104)의 형상은 점선(대안적인 형상을 도시함)을 무시하는 것으로 논의되었다. 스트레이크(104)는 오목한 부분(116) 및 전이 부분(118)을 포함한다. 오목한 부분은 스트레이크 단부 부분(112)에 가깝게 위치되며, 전이 부분(118)은 스트레이크 루트 부분(110)에 가깝게 위치된다. 스트레이크는 2개의 방사방향 측부 표면(120)을 형성하며, 그 각각은 선형 측부 표면(113), 오목한 표면(108), 및 전이 표면(122)(도면에서 선형임)에 의해 형성된다. 스트레이크는 외측 표면(102) 상에 형성된 접촉 지점(124)으로부터 연장한다. 도 4의 실시예에서 스트레이크 단부 부분(114)은 평탄하다.

물이 화살표(126)로 도시된 바와 같이 외측 표면(102)을 따라 흐를 때, 이것은 처음에는 전이 표면(122)과 접촉하고, 그리고 추가로 오목한 표면(108)을 따라 위로, 그리고 이어서 선형 표면(113) 상으로 흐르며, 그리고 마지막으로 스트레이크를 떠난다. 외측 표면 상에 포함된 임의의 물방울이 이들 표면을 따라 흐르며, 또한 오목한 표면으로 인해 이것은 스트레이크의 외측 표면(102)으로부터 멀리 가압된다. 전이 표면이 외측 표면(102)에 대해 경사졌다면[경사진 전이 표면(122')에 의해 도시됨], 이것은 외측 표면(102)과 직교하는 방향으로 연장하는 전이 표면(122)에 의해 정지되는 대신에, 오목한 표면(108) 상으로 안내될 것임을 인식해야 한다. 더욱이, 물방울이 평탄한 단부 부분(114) 상에 수집될 위험이 있으며, 따라서 이것이 날카로울수록 물의 이런 수집의 위험이 더 낮아진다. 일 실시예에 있어서, 단부 부분은 점선(128)으로 도시된 바와 같이 날카롭다.

도 8은 스트레이크(104)가 삼각형 횡단면을 갖는 대안을 도시하고 있다. 따라서 전이 부분(118) 또는 오목한 부분(108)이 형성되지 않는다. 선형 측부 표면(113)은 외측 표면(102)을 횡단하는 방향으로 연장하며, 또한 케이블의 외측 표면(102) 상에 형성된 법선(130)과는 평행하지 않다. 케이블이 원형일 때, 이 법선(130)이 케이블의 방사방향으로 연장하는 것을 인식해야 한다.

오목한 표면은 물방울을 스트레이크(104) 상으로 인내하도록 형성될 수 있다. 이런 오목한 표면(108)이 램프로서 기능할 것임을 인식해야 한다.

도 8에 있어서, 스트레이크는 팁(130)을 형성하고 있지만, 그러나 다른 실시예에 있어서 평탄한 또는 오목한 단부 표면(114')이 점선(114')으로 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.

실시예:

실시예 1. 케이블 또는 스테이는 그 위에 적어도 하나의 스트레이크가 제공되는 외측 표면을 형성하며, 상기 스트레이크는 케이블 또는 스테이의 외측 표면에 근접하여 제공된 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향해 연장하는 돌출부를 형성하며, 또한 스트레이크의 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소된다.

실시예 2. 실시예 1에 따른 케이블 또는 스테이로서, 스트레이크의 횡단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴을 형성한다.

실시예 3. 실시예 1 또는 2에 따른 케이블 또는 스테이로서, 스트레이크는 적어도 하나의 오목한 표면을 형성한다.

실시예 4. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 적어도 하나의 오목한 표면은 바람이 물을 케이블 또는 스테이의 외측 표면으로부터 편향시키도록 배치된다.

실시예5. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 적어도 하나의 지점에서 오목한 표면은 케이블 또는 스테이의 외측 표면의 접선과 일치하는 접선을 형성한다.

실시예 6. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 각각의 스트레이크는 스트레이크의 반대측 상에 배치되는 2개의 오목한 표면을 포함한다.

실시예 7. 실시예 6에 따른 케이블 또는 스테이로서, 2개의 오목한 표면은 서로 떨어져 마주한다.

실시예 8. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 각각의 스트레이크는 케이블 또는 스테이의 원주보다 더 길다.

실시예 9. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 각각의 스트레이크는 케이블 또는 스테이의 외측 표면을 따라 연장하는 나선형 라인을 형성한다.

실시예 10. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 케이블 또는 스테이는 다리를 지지하는데 사용되도록 구성된다.

실시예 11. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 케이블 또는 스테이는 케이블 또는 스테이의 외측 표면을 형성하는 외피에 수용되는 적어도 하나의 스트랜드를 포함한다.

실시예 12. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 스트레이크의 횡단면 형상은 비대칭이다.

실시예 13. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이로서, 케이블 또는 스테이의 외측 표면은 실질적으로 매끄럽다.

실시예 14. 선행하는 임의의 실시예에 따른 케이블 또는 스테이에 사용하기 위한 스트레이크.

실시예 15. 그 위에 적어도 하나의 스트레이크가 제공되는 외측 표면을 형성하는 케이블 또는 스테이로서, 스트레이크는 케이블 또는 스테이의 외측 표면에 근접하여 제공된 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향해 연장하는 돌출부를 형성하며, 스트레이크의 횡단면 형상은 실질적으로 직사각형이며, 스트레이크의 방사방향 연장부는 케이블의 직경의 5% 아래이다.

Claims (11)

1. 구조적 요소 및 상기 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하기 위해 팽팽하게 배치된 적어도 하나의 케이블을 포함하며, 상기 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면을 형성하는 구조물에 있어서,
   상기 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 연결된 스트레이크 루트 부분과 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 스트레이크 단부 부분 사이의 거리인 높이를 가지며, 상기 스트레이크는 높이를 횡단하는 폭을 가지며, 상기 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소되며, 상기 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작고, 상기 스트레이크는 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형인 것을 특징으로 하는 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   제1 스트레이크 표면 부분은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분으로 연장하는 것을 특징으로 하는 구조물.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   스트레이크의 횡단면 형상은 삼각형 또는 사다리꼴을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물.
4. 선행하는 청구항들 중 하나의 청구항에 있어서,
   적어도 하나의 지점에서의 오목한 표면은 케이블의 외측 표면의 접선과 일치하는 접선을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물.
5. 선행하는 청구항들 중 하나의 청구항에 있어서,
   적어도 하나의 스트레이크는 2개의 오목한 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물.
6. 청구항 5에 있어서,
   2개의 오목한 표면은 서로 떨어져 마주하는 것을 특징으로 하는 구조물.
7. 선행하는 청구항들 중 하나의 청구항에 있어서,
   적어도 하나의 스트레이크는 케이블의 원주보다 더 긴 것을 특징으로 하는 구조물.
8. 선행하는 청구항들 중 하나의 청구항에 있어서,
   적어도 하나의 스트레이크는 케이블의 외측 표면을 따라 연장하는 나선형 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조물.
9. 선행하는 청구항들 중 하나의 청구항에 있어서,
   적어도 하나의 스트레이크는 케이블 및 적어도 하나의 스트레이크 상에 작용하는 힘이 바람 방향과는 독립적이도록 케이블에 대해 배치되는 것을 특징으로 하는 구조물.
10. 구조적 요소의 적어도 일부를 지탱하기 위한 인장 요소로서,
    인장 요소는 케이블 및 적어도 하나의 스트레이크를 포함하며, 상기 케이블은 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위해 적어도 하나의 스트레이크가 그 위에 돌출부를 형성하는 외측 표면을 형성하며, 상기 스트레이크는 케이블의 외측 표면에 연결된 스트레이크 루트 부분과 스트레이크를 케이블로부터 멀리 외향하여 종료시키는 스트레이크 단부 부분사이의 거리인 높이를 가지며, 상기 스트레이크는 높이를 횡단하는 폭을 가지며, 상기 폭은 스트레이크 루트 부분으로부터 스트레이크 단부 부분을 향한 방향으로 감소되며, 상기 높이는 케이블의 직경의 5%보다 작고, 상기 스트레이크는 케이블로부터 떨어져 마주하는 제1 스트레이크 표면 부분을 포함하며, 상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형인 것을 특징으로 하는 인장 요소.
11. 구조물의 구조적 요소의 중량의 적어도 일부를 지탱하는 케이블에서 비와 바람에 의한 진동을 감소시키기 위한 방법으로서,
    적어도 2개의 표면 부분을 갖는 적어도 하나의 스트레이크를 제공하는 단계; 및
    제1 스트레이크 표면 부분이 케이블로부터 떨어져 마주하도록 제2 스트레이크 표면 부분을 케이블의 외측 표면에 연결하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 스트레이크 표면 부분은 오목하거나 또는 직선형인 것을 특징으로 하는 진동 감소 방법.

Images