ケーブル制振構造
【課題】 ケーブルの制振効果に優れ、かつ構造化簡易で施工性にも優れるケーブル制振構造を提供する。
【解決手段】 支柱１の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブル２によって被支持体３を吊持する構造体におけるケーブル２の制振構造であって、２本以上のケーブル２の中間部２ａと支柱１とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結した。
【解決手段】 支柱１の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブル２によって被支持体３を吊持する構造体におけるケーブル２の制振構造であって、２本以上のケーブル２の中間部２ａと支柱１とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結した。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、斜張橋等の被支持体が多数本のケーブルによって吊持された構造体における当該ケーブルの制振構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、構造物における支持構造の一種として、基盤上に支柱を立設し、この支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって、下方に配設された被支持体を吊持するものが知られている。図４は、従来のこの種の構造体の一例である斜張橋を示すもので、図中符号１０が所定の間隔をおいて設けられた橋脚に立設された支柱であり、符号１１が橋桁（被支持体）である。そして、この橋桁１１は、支柱１０の頂部から互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブル１２の下端部が連結されることにより、上記支柱１０によって支承されている。
【０００３】上記支承構造による斜張橋によれば、橋桁１１の荷重を、ケーブル１２を介して支柱１０における圧縮荷重として支承することができ、よって強度的に有利であるとともに、別途橋桁１１の下部に多数本の柱を必要としないために、外観にも優れ、かつ施工が容易で経済性にも優れるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記斜張橋のような、支柱１０から吊設された複数本のケーブル１２によって橋桁（被支持体）１１を支承する構造体においては、当該橋桁１１に重量の大きな車が通過した場合のように、大きな移動偏荷重が作用することにより、あるいは強風によりケーブル１２の下流側にカルマン渦が発生することにより、当該ケーブル１２に振動が発生し、この結果橋桁１１等の被支持体の支承が不安定になる虞がある。
【０００５】このため、例えば図４に示したような従来の斜張橋においては、上記ケーブル１２同士を水平方向に張設したワイヤ１３によって互いに連結することにより、上述したケーブル１２における振動の発生を抑制するようにしている。また、他のケーブルの制振構造として、ケーブル１２自体の外装材に異形物を添設し、ケーブル１２の固有振動数を変化させたり、あるいは当該ケーブル１２に直列的にスプリングやオイルダンパーを設けることにより、上記振動を抑制したものも知られている。
【０００６】しかしながら、図４に示した従来のケーブル１２の制振構造にあっては、ワイヤ１３によって個々のケーブル１２の振動を抑制することはできるものの、連結された複数本のケーブル１２全体の面外方向への振動が励起されるという問題点があった。
【０００７】また、ケーブルの外装材に異形物を添設するものにあっては、当該異形物の加工や取り付け作業に多大の手間を要するという欠点があり、さらにスプリングやオイルダンパーを設けるものによれば、各ケーブル毎に設置する必要があるために、施工費用の高騰化を招くとともに、当該スプリングやオイルダンパーによって、ケーブル１２に経時的なクリープ歪が生じて耐力の低下を招く虞があるために、その調整が難しいという問題点があった。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ケーブルの制振効果に優れ、かつ構造化簡易で施工性にも優れるケーブル制振構造を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明に係るケーブル制振構造は、支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって被支持体を吊持する構造体における上記ケーブルの制振構造であって、２本以上の上記ケーブルの中間部と支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって、当該ケーブルの延在方向と交差する方向に連結したことを特徴とするものである。
【００１０】ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の横繋ぎ材が、高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなることを特徴とするものであり、さらに請求項３に記載の発明は、上記横繋ぎ材が、アルミニウム材と高減衰ゴムとが長手方向と直交する方向に交互に積層されてなることを特徴とすものである。
【００１１】請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、被支持体を吊持する２本以上のケーブルの中間部と支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって互いに連結しているので、強風や大きな偏荷重の移動等によって上記ケーブルに振動が発生しようとする際に、上記横繋ぎ材の減衰効果によって、当該ケーブル自体における振動が減衰される。加えて、上記横繋ぎ材は、支柱に固定されているので、複数のケーブルにおける延在方向と直交する面外方向の振動も抑制される。
【００１２】この際に、複数本のケーブルは、支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する結果、互いの長さが異なるために、各ケーブルの固有振動数も異なる。これにより、各ケーブル間に相対変位が生じ、よって上記横繋ぎ材による減衰効果が有効に作用する。さらに、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、経時的にケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性に優れて経済的である。
【００１３】ここで、上記横繋ぎ材としては、減衰効果を有する各種の素材が適用可能であるが、例えば請求項２に記載の発明のように、汎用材である高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなるものを用いることが好適である。
【００１４】さらに、上記横繋ぎ材の好ましい態様としては、請求項３に記載の発明のように、アルミニウム材と高減衰ゴムとを長手方向と直交する方向に交互に積層して一体化したものが挙げられる。かかる構成の横繋ぎ材を用いた場合には、ケーブルの振動によって当該横繋ぎ材の曲げ変形を受ける際に、アルミニウム材間に挟持された高減衰ゴムが両アルミニウム材の相対変位を緩衝することにより、上記振動を減衰させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のケーブル制振構造を斜張橋のケーブルに適用した一実施形態を示すもので、図中符号１が図示されない橋脚上に立設された支柱である。そして、この支柱１の上端部に、複数本（図では両方向のそれぞれ３本ずつ、合計６本）のケーブル２の上端が連結され、互いに異なる角度で傾斜するように配設されたこれらケーブル２の下端部が橋桁（被支持体）３に連結されることにより、当該橋桁３はケーブル２を介して支柱１により支承されている。
【００１６】そして、全てのケーブル２の中間部２ａと支柱１とは、水平方向に配設された振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結されている。ここで、横繋ぎ材４としては、高減衰ゴム、高分子化合物を用いた粘弾性材、アルミニウム材および細い鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなるものが用いられている。
【００１７】また、図２は、本発明の他の実施形態を示すもので、このケーブル制振構造においては、高さ方向の２箇所において、全てのケーブル２の中間部２ｂ、２ｃと支柱１とが、それぞれ水平方向に配設された振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結されている。
【００１８】さらに、図３は、上記横繋ぎ材の他の実施形態を示すもので、この横繋ぎ材５は、長手方向に対向配置されたアルミニウム材６の板面間に高減衰ゴム７を挟むことにより、これらアルミニウム材６と高減衰ゴム７とを長手方向と直交する交互に積層・一体化したもので、同様に支柱１とケーブル２の中間部２ａ、２ｂ、２ｃとを連結するものである。
【００１９】以上の構成からなるケーブルの制振構造によれば、橋桁３を吊持するケーブル２の中間部２ａまたは中間部２ｂ、２ｃと支柱１とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材４または横繋ぎ材５によって互いに連結しているので、強風や大きな偏荷重の移動等によってケーブル２に振動が発生しようとする際に、横繋ぎ材４、５の減衰効果によって、ケーブル２自体における振動を減衰することができる。特に、図３に示した横繋ぎ材５によれば、アルミニウム材６間に挟持された高減衰ゴム７によって、ケーブル２における振動を横繋ぎ材５の曲げ変形による減衰効果によって効果的に抑制することができる。
【００２０】しかも、横繋ぎ材４、５は、支柱１に固定されているので、複数のケーブル２における延在方向と直交する面外方向の振動も抑制することができる。この際に、ケーブル２は、支柱１の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜しているので、互いの長さが異なる。この結果、各ケーブル２の固有振動数も異なることになり、よって各ケーブル２間に相対変位が生じて、横繋ぎ材４、５による減衰効果をより一層有効に発揮させることができる。さらに、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、経時的にケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性に優れて経済的である。
【００２１】なお、上記実施形態においては、本発明を斜張橋におけるケーブル２の制振構造に適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の支柱の上部から下方へ傾斜して吊設された複数本のケーブルで支持体を支承する各種の構造体における当該ケーブルの制振に適用することができ、かつ同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３のいずれかに記載のケーブル制振構造によれば、強風等によってケーブルに振動が発生しようとする際に、横繋ぎ材の減衰効果によって、当該ケーブル自体における振動を減衰することができるとともに、上記横繋ぎ材を支柱に固定している結果、複数のケーブルにおける延在方向と直交する面外方向の振動も効果的に抑制することができる。しかも、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、ケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性が容易でかつ経済性にも優れるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す正面図である。
【図３】上記実施形態で使用される他の振動減衰材の構成を示す要部の正面図である。
【図４】従来の斜張橋のケーブル制振構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 支柱
２ ケーブル
２ａ、２ｂ、２ｃ ケーブルの中間部
３ 橋桁（被支持体）
４、５ 横繋ぎ材
６ アルミニウム材
７ 高減衰ゴム
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、斜張橋等の被支持体が多数本のケーブルによって吊持された構造体における当該ケーブルの制振構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、構造物における支持構造の一種として、基盤上に支柱を立設し、この支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって、下方に配設された被支持体を吊持するものが知られている。図４は、従来のこの種の構造体の一例である斜張橋を示すもので、図中符号１０が所定の間隔をおいて設けられた橋脚に立設された支柱であり、符号１１が橋桁（被支持体）である。そして、この橋桁１１は、支柱１０の頂部から互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブル１２の下端部が連結されることにより、上記支柱１０によって支承されている。
【０００３】上記支承構造による斜張橋によれば、橋桁１１の荷重を、ケーブル１２を介して支柱１０における圧縮荷重として支承することができ、よって強度的に有利であるとともに、別途橋桁１１の下部に多数本の柱を必要としないために、外観にも優れ、かつ施工が容易で経済性にも優れるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記斜張橋のような、支柱１０から吊設された複数本のケーブル１２によって橋桁（被支持体）１１を支承する構造体においては、当該橋桁１１に重量の大きな車が通過した場合のように、大きな移動偏荷重が作用することにより、あるいは強風によりケーブル１２の下流側にカルマン渦が発生することにより、当該ケーブル１２に振動が発生し、この結果橋桁１１等の被支持体の支承が不安定になる虞がある。
【０００５】このため、例えば図４に示したような従来の斜張橋においては、上記ケーブル１２同士を水平方向に張設したワイヤ１３によって互いに連結することにより、上述したケーブル１２における振動の発生を抑制するようにしている。また、他のケーブルの制振構造として、ケーブル１２自体の外装材に異形物を添設し、ケーブル１２の固有振動数を変化させたり、あるいは当該ケーブル１２に直列的にスプリングやオイルダンパーを設けることにより、上記振動を抑制したものも知られている。
【０００６】しかしながら、図４に示した従来のケーブル１２の制振構造にあっては、ワイヤ１３によって個々のケーブル１２の振動を抑制することはできるものの、連結された複数本のケーブル１２全体の面外方向への振動が励起されるという問題点があった。
【０００７】また、ケーブルの外装材に異形物を添設するものにあっては、当該異形物の加工や取り付け作業に多大の手間を要するという欠点があり、さらにスプリングやオイルダンパーを設けるものによれば、各ケーブル毎に設置する必要があるために、施工費用の高騰化を招くとともに、当該スプリングやオイルダンパーによって、ケーブル１２に経時的なクリープ歪が生じて耐力の低下を招く虞があるために、その調整が難しいという問題点があった。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ケーブルの制振効果に優れ、かつ構造化簡易で施工性にも優れるケーブル制振構造を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明に係るケーブル制振構造は、支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって被支持体を吊持する構造体における上記ケーブルの制振構造であって、２本以上の上記ケーブルの中間部と支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって、当該ケーブルの延在方向と交差する方向に連結したことを特徴とするものである。
【００１０】ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の横繋ぎ材が、高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなることを特徴とするものであり、さらに請求項３に記載の発明は、上記横繋ぎ材が、アルミニウム材と高減衰ゴムとが長手方向と直交する方向に交互に積層されてなることを特徴とすものである。
【００１１】請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、被支持体を吊持する２本以上のケーブルの中間部と支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって互いに連結しているので、強風や大きな偏荷重の移動等によって上記ケーブルに振動が発生しようとする際に、上記横繋ぎ材の減衰効果によって、当該ケーブル自体における振動が減衰される。加えて、上記横繋ぎ材は、支柱に固定されているので、複数のケーブルにおける延在方向と直交する面外方向の振動も抑制される。
【００１２】この際に、複数本のケーブルは、支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する結果、互いの長さが異なるために、各ケーブルの固有振動数も異なる。これにより、各ケーブル間に相対変位が生じ、よって上記横繋ぎ材による減衰効果が有効に作用する。さらに、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、経時的にケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性に優れて経済的である。
【００１３】ここで、上記横繋ぎ材としては、減衰効果を有する各種の素材が適用可能であるが、例えば請求項２に記載の発明のように、汎用材である高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなるものを用いることが好適である。
【００１４】さらに、上記横繋ぎ材の好ましい態様としては、請求項３に記載の発明のように、アルミニウム材と高減衰ゴムとを長手方向と直交する方向に交互に積層して一体化したものが挙げられる。かかる構成の横繋ぎ材を用いた場合には、ケーブルの振動によって当該横繋ぎ材の曲げ変形を受ける際に、アルミニウム材間に挟持された高減衰ゴムが両アルミニウム材の相対変位を緩衝することにより、上記振動を減衰させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のケーブル制振構造を斜張橋のケーブルに適用した一実施形態を示すもので、図中符号１が図示されない橋脚上に立設された支柱である。そして、この支柱１の上端部に、複数本（図では両方向のそれぞれ３本ずつ、合計６本）のケーブル２の上端が連結され、互いに異なる角度で傾斜するように配設されたこれらケーブル２の下端部が橋桁（被支持体）３に連結されることにより、当該橋桁３はケーブル２を介して支柱１により支承されている。
【００１６】そして、全てのケーブル２の中間部２ａと支柱１とは、水平方向に配設された振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結されている。ここで、横繋ぎ材４としては、高減衰ゴム、高分子化合物を用いた粘弾性材、アルミニウム材および細い鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなるものが用いられている。
【００１７】また、図２は、本発明の他の実施形態を示すもので、このケーブル制振構造においては、高さ方向の２箇所において、全てのケーブル２の中間部２ｂ、２ｃと支柱１とが、それぞれ水平方向に配設された振動減衰効果を有する横繋ぎ材４によって、ケーブル２の延在方向と交差する方向に連結されている。
【００１８】さらに、図３は、上記横繋ぎ材の他の実施形態を示すもので、この横繋ぎ材５は、長手方向に対向配置されたアルミニウム材６の板面間に高減衰ゴム７を挟むことにより、これらアルミニウム材６と高減衰ゴム７とを長手方向と直交する交互に積層・一体化したもので、同様に支柱１とケーブル２の中間部２ａ、２ｂ、２ｃとを連結するものである。
【００１９】以上の構成からなるケーブルの制振構造によれば、橋桁３を吊持するケーブル２の中間部２ａまたは中間部２ｂ、２ｃと支柱１とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材４または横繋ぎ材５によって互いに連結しているので、強風や大きな偏荷重の移動等によってケーブル２に振動が発生しようとする際に、横繋ぎ材４、５の減衰効果によって、ケーブル２自体における振動を減衰することができる。特に、図３に示した横繋ぎ材５によれば、アルミニウム材６間に挟持された高減衰ゴム７によって、ケーブル２における振動を横繋ぎ材５の曲げ変形による減衰効果によって効果的に抑制することができる。
【００２０】しかも、横繋ぎ材４、５は、支柱１に固定されているので、複数のケーブル２における延在方向と直交する面外方向の振動も抑制することができる。この際に、ケーブル２は、支柱１の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜しているので、互いの長さが異なる。この結果、各ケーブル２の固有振動数も異なることになり、よって各ケーブル２間に相対変位が生じて、横繋ぎ材４、５による減衰効果をより一層有効に発揮させることができる。さらに、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、経時的にケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性に優れて経済的である。
【００２１】なお、上記実施形態においては、本発明を斜張橋におけるケーブル２の制振構造に適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の支柱の上部から下方へ傾斜して吊設された複数本のケーブルで支持体を支承する各種の構造体における当該ケーブルの制振に適用することができ、かつ同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３のいずれかに記載のケーブル制振構造によれば、強風等によってケーブルに振動が発生しようとする際に、横繋ぎ材の減衰効果によって、当該ケーブル自体における振動を減衰することができるとともに、上記横繋ぎ材を支柱に固定している結果、複数のケーブルにおける延在方向と直交する面外方向の振動も効果的に抑制することができる。しかも、ケーブルと直列に構造物以外のものを接続していないために、ケーブルの耐力が低下する虞もなく、かつ構造が簡易であるために施工性が容易でかつ経済性にも優れるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す正面図である。
【図３】上記実施形態で使用される他の振動減衰材の構成を示す要部の正面図である。
【図４】従来の斜張橋のケーブル制振構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 支柱
２ ケーブル
２ａ、２ｂ、２ｃ ケーブルの中間部
３ 橋桁（被支持体）
４、５ 横繋ぎ材
６ アルミニウム材
７ 高減衰ゴム
【特許請求の範囲】
【請求項１】 支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって被支持体を吊持する構造体における上記ケーブルの制振構造であって、２本以上の上記ケーブルの中間部と上記支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって、当該ケーブルの延在方向と交差する方向に連結したことを特徴とするケーブル制振構造。
【請求項２】 上記横繋ぎ材は、高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載のケーブル制振構造。
【請求項３】 上記横繋ぎ材は、アルミニウム材と高減衰ゴムとが長手方向と直交する方向に交互に積層されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル制振構造。
【請求項１】 支柱の上部から下方へ向けて互いに異なる角度で傾斜する複数本のケーブルによって被支持体を吊持する構造体における上記ケーブルの制振構造であって、２本以上の上記ケーブルの中間部と上記支柱とを、振動減衰効果を有する横繋ぎ材によって、当該ケーブルの延在方向と交差する方向に連結したことを特徴とするケーブル制振構造。
【請求項２】 上記横繋ぎ材は、高減衰ゴム、粘弾性材、アルミニウム材および鋼線の１種または２種以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載のケーブル制振構造。
【請求項３】 上記横繋ぎ材は、アルミニウム材と高減衰ゴムとが長手方向と直交する方向に交互に積層されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブル制振構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００１−２５４３１３（Ｐ２００１−２５４３１３Ａ）
【公開日】平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−６９７４２（Ｐ２０００−６９７４２）
【出願日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年９月２１日（２００１．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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