(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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７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に鋼管製の垂直材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に鋼管製の斜材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（３ｂ）の上下端部の挿通穴23間の寸法、すなわち垂直材３ａ（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４ａ，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をもつ第２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12ａ, 12ｂ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３ｂ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54が突設され、さらにこの第１接続部54に角度θだけ回動した位置に、斜材４ｂの上端側のアイプレートを接続されるアイプレート状の第２接続部53が突設されている。
【００２０】
第１接続部54および第２接続部53に、接続ピンの挿通穴54ａ, 53ａ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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