(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
張架するケーブルストランドの長手方向に水平移動可能に吊橋側塔の頂部に設けられるサドルと、このサドルに連設され、ケーブルストランドの長手方向にサドルを強制移動させる移動手段と、サドル位置を基準点からの移動変位として検出するサドル位置検出手段と、吊橋側塔から左右両側の主塔側とアンカレイジ側とにそれぞれ延びるケーブルストランドの温度を測定し、かつ基準温度に対する既知量である主塔側とアンカレイジ側の各径間内ストランド長との関係から、主塔側に延びるケーブルストランドの張力とアンカレイジ側に延びるケーブルストランドの張力とを演算して求める張力算出手段と、張力算出手段で算出される主塔側張力，アンカレイジ側張力およびサドル位置検出手段で検出されるサドル位置から、側塔左右のケーブルストランドの張力が釣り合いストランドスリップを生じさせないサドル位置を演算するサドル位置演算手段と、サドル位置演算手段により求められたサドル位置に前記サドルを移動させるように移動手段を制御するサドル位置決め手段とを含むことを特徴とする吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置。
【請求項２】
サドル位置検出手段が、吊橋側塔の基準鉛直線に対する該側塔頂部の天端の所定位置の変位と、サドルと前記吊橋側塔頂部の天端との相対位置関係とを測定して、サドルの絶対位置を求める測定・演算手段から成る請求項１記載の吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、側塔を有する吊橋において、ケーブルストランド（以下、ストランドと略称する）架設段階を考慮した架設途中での側塔部におけるサドルとストランドの間の滑りを防止しながらストランドを架設することが可能な吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
側塔形式吊橋では、一般的に側塔両側の張力には不釣合いが生じ易いものであり、加えるにストランドの折れ角がかなり小さいために、ストランド架設時および完成後を通じて、側塔上サドルでのケーブルが滑り易い状態にある。このケーブル滑りに関しては、吊橋全体系の設計思想から決定される側塔構造とストランド配置、また、これを受けてそれらのストランドをどのように架設していくかの具体的架設方法の問題が存在する。
【０００３】
側塔構造とストランド配置の点については、（ａ）  側塔をロッカータイプとし、側塔左右のケーブルの応力不均衡を緩和するためにバックステイ径間にエキストラストランドを増設する構造（例、大鳴門橋）、（ｂ）  側塔をフレキシブルタイプとし、エキストラストランドは増設せずに、サドル押さえ蓋で側塔左右のケーブル応力不均衡に対抗しようとする構造（例、白鳥大橋）の２例がある。いずれの場合もストランド架設時の検討としては、１本１本のストランド架設段階まで掘り下げた考察が当然必要となる。
【０００４】
ストランド架設中のストランド滑り防止に関する典型的な先行技術としては、▲１▼特公昭５６−  ４４９６７号公報、▲２▼特公平  ４−  ２０４４１号公報、▲３▼特公平  ４−  ２６００２号公報に開示されるものが挙げられる。それらの先行技術のうち▲１▼、▲２▼については、エキストラストランドをバックステイ径間に増設することによって該径間のケーブル応力を小さくするようにしたものである。この場合、側塔左右のストランド応力アンバランス力を緩和する手法として、▲１▼では、サドルにカウンターウエイトを取付けることによってエキストラストランドの張力コントロールを行いながら対処しようとするものであり、▲２▼では、キャットウォーク系を用いてエキストラストランドの張力コントロールを行いながら対処しようとするものである。一方、▲３▼については、▲１▼、▲２▼の方法を補助するためのストランド押さえ装置に関わるものであり、これはストランドとサドルとの間の摩擦力を増加させる用途に使用される装置である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述する各先行技術のいずれの手法も、季節の違いによる或る温度変化の範囲内においては、ストランドとサドルとの間の摩擦力が効果を発揮し、ストランドスリップを防止できるが、丸１日に亘る間でもかなりの温度変化が生じて特に昼夜では温度差が大きいにもかかわらず、この温度変化に対応しての対策として利用することは技術的に困難であり、▲３▼に開示されるようなストランド押さえ装置の併用が不可欠である。
【０００６】
ストランドスリップのメカニズムを考察すると、
（１）仮に、或る温度で側径間とバックステイ径間のストランド張力を調整し、側塔左右のストランド張力を一致させたとしても、以後のストランド自体の温度変化によって、ストランドの伸縮による張架状況の変化に基づいて両張力間に差異が生じることになる、
（２）一方、側塔と連結されたキャットウォーク系も温度変化により側塔左右で張力のアンバランスを起こし、側塔そのものを変位させてしまうことになる、
（３）以上の２点が相乗する結果、側塔左右のストランド張力のアンバランスが増大し、ストランドとサドルの間の許容摩擦力を超過したときに、側塔サドル上でストランドが滑ることになる、
であり、サドル位置なり、側塔位置をある時点で正しくセットしたとしても、それだけでは、数日間に亘る温度変化に対処して、ストランドスリップを起こさせないようにすることは殆ど不可能である。
【０００７】
以上述べたようなことから、架橋作業の上では大がかりな構造のストランド押さえ装置が必要で、しかもその取扱いに多くの工数と時間を費やさなければならなくて、これが架橋作業の上で問題点となっている。
【０００８】
本発明は、このような問題点の解消を図るために成されたものであり、本発明の目的は、季節による温度変動だけでなく、一日を通じての日常の温度変化にも起因して発生するストランド張力の変動にも即応することができて、側塔サドル部でのストランドスリップを起生させないようにし得ることにより、大がかりなストランド押さえ装置が省略できて橋梁用ケーブル架設作業の合理化並びにコスト低減化を果たさせることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため以下に述べる構成としたものである。即ち、請求項１の発明は、張架するケーブルストランドの長手方向に水平移動可能に吊橋側塔の頂部に設けられるサドルと、このサドルに連設され、ケーブルストランドの長手方向にサドルを強制移動させる移動手段と、サドル位置を基準点からの移動変位として検出するサドル位置検出手段と、吊橋側塔から左右両側の主塔側とアンカレイジ側とにそれぞれ延びるケーブルストランドの温度を測定し、かつ基準温度に対する既知量である主塔側とアンカレイジ側の各径間内ストランド長との関係から、主塔側に延びるケーブルストランドの張力とアンカレイジ側に延びるケーブルストランドの張力とを演算して求める張力算出手段と、張力算出手段で算出される主塔側張力，アンカレイジ側張力およびサドル位置検出手段で検出されるサドル位置から、側塔左右のケーブルストランドの張力が釣り合いストランドスリップを生じさせないサドル位置を演算するサドル位置演算手段と、サドル位置演算手段により求められたサドル位置に前記サドルを移動させるように移動手段を制御するサドル位置決め手段とを含むことを特徴とする吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置において、サドル位置検出手段が、吊橋側塔の基準鉛直線に対する該側塔頂部の天端の所定位置の変位と、サドルと前記吊橋側塔頂部の天端との相対位置関係とを測定して、サドルの絶対位置を求める測定・演算手段から成ることを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
上述の解決手段を備える本発明によれば、吊橋側塔の頂部に設けられるサドルが張架されるケーブルストランドの長手方向に移動し得る可動構造に形成され、モータ等の駆動源からなる移動手段によって長手方向に強制移動されるようになっている。そして、側塔から左右両側の主塔側とアンカレイジ側とにそれぞれ延びるケーブルストランドの温度が測定され、側塔左右のケーブルストランドの張力不釣合が該ケーブルストランドの温度変化に基づいて検出されると、側塔左右のケーブルストランドの張力が釣り合うことによってストランドスリップを生じさせないサドル位置がサドル位置演算手段により求められて、側塔上における前記求められたサドル位置にサドルは該サドル内のケーブルストランドと一体に強制移動させられる。したがって、ストランドを張架する作業時も含めて、吊橋側塔サドル部でのストランドスリップを有効的確に防止しながらケーブル架設を安定状態下で合理的に進行することができ、また、ケーブル架設時においてストランド押さえ装置を要しないかまたは小形の押さえ装置で対応することが可能である。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。図１は側塔形式吊橋の略示側面図であり、一対の主塔１は、中央径間２を有して対面立設されていて、頂部には主塔サドル１Ａが備えられる。側塔３は、この例では一方の主塔１とアンカレイジ４との間にそれぞれ側径間５およびバックステイ径間６を有して橋台１１上に鉛直形として枢支されていて、その頂部には、側塔サドル３Ａが備えられる。
【００１５】
７は主ケーブル、８はキャットウォーク、１０はストームロープであって、主ケーブル７は、主塔サドル１Ａ、側塔サドル３Ａおよびスプレーサドル９を介してアンカレイジ４に連結固定されている。
【００１６】
この側塔形式吊橋のケーブル架設工法の概要を次に説明する。ストランドリールを一方のアンカレイジ４上に置かれたアンリーラ（図示せず）にセットし、キャットウォーク８上に配置されたローラ上を経て、例えばホーリング方式によって、前記アンカレイジ４から他方のアンカレイジ４に向かってストランドを引出し、各サドルの位置で所定の断面形状に整形してサドル内で決められた位置に収める。なお、これら一連の作業は昼間に行われる。そして、夜間の気温が安定した時間帯に基準ストランドに合わせてサグを調整し、所定のストランド張り渡し形状にする。このような過程を２本の主ケーブル７のストランド本数に見合った回数繰り返し、全ストランド架設後、油圧式スクイズィングマシンを用いて、断面円形のケーブルに仕上げる。その後、ケーブルバンドの架設、キャットウォーク８の盛り替え、ハンガーロープの架設、ケーブル等の防食工事が行われてケーブル架設は完了する。
【００１７】
図２以降の各図に、図１の吊橋側塔サドル部における本発明の実施例に係るストランドの滑り防止装置の概要が構造図として示され、図２は全体のシステム図、図３は図２に図示される側塔サドル３Ａ部の平面図、図４は同じく側塔サドル３Ａ部の右側面図、図５は同じく側塔サドル３Ａ部の図４での矢視線Ａに添う正面図、図６は同じく側塔サドル３Ａ部の図４での矢視線Ｂに添う正面図である。側塔３頂部の天端２１は、平滑仕上げされた水平坦面に形成されていて、架設する主ケーブル７のストランド１２の長手方向に添う左右両側部には、一対の凹条溝２２が平行に凹設されている。
【００１８】
側塔サドル３Ａは、横断面が大略Ｕ字形のトラフ状体に形成されてこの凹部内にストランド１２が介挿されるようになっているとともに、その基底部には前記凹部の軸線に平行に延びる一対の凸条２３が下向きに突設されていて、側塔サドル３Ａは凸条２３を前記凹条溝２２に嵌合させた状態で前記天端２１上に乗載されている。このように設けられてなる側塔サドル３Ａは、凸条２３と凹条溝２２とが嵌合していることによって、天端２１上において前記凹部の軸線方向に、即ち、ストランド１２の長手方向にだけ摺動自在となっている。なお、凸条２３と凹条溝２２の摺接面間には、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）板２４を介挿させていて、凸条２３・凹条溝２２間の摩擦抵抗を可及的に小さくするように形成しており、これによって側塔サドル３Ａが円滑、軽快に摺動し得るようになっている。この場合、摩擦抵抗軽減のための部材としては前記フッ素樹脂板２４に限らなく、その他に摩擦抵抗が小さい材質の異質の板を代替することは勿論可能である。
【００１９】
側塔サドル３Ａには、サドル水平移動装置で実現される移動手段２５が連結される。サドル水平移動装置２５は、側塔３頂部に取付けられて側塔サドル３Ａに接続した移動用スクリュージャッキ２６と、該ジャッキ２６のスクリュー部に出力軸が連結されて側塔３頂部に取付けた減速機２８と、該減速機２８に連結して側塔３頂部に取付けたモータ２７とによって構成され、モータ２７を可逆的に駆動することにより、側塔サドル３Ａを主塔１側とアンカレイジ４側とにストランド１２の長手方向に添って移動させるようになっている。
【００２０】
側塔サドル３Ａの主塔１側端部には、さらに仮設サドル３１が同軸的に連結されているとともに、サドル上面用ストランド押え装置２９が側塔サドル３Ａに、サドル側面用ストランド押え装置３０が仮設サドル３１にそれぞれ取付けられている。両ストランド押え装置２９，３０は、ストランド１２を架設の際に固定するために使用される装置であって、フレームおよび油圧スライドジャッキを備える周知の構造であり、その使用目的よりして比較的小形の構造で十分である。
【００２１】
本実施例に係るストランドの滑り防止装置のメカニズムは以上説明の通りであって、サドル水平移動装置２５、サドル上面用ストランド押え装置２９およびサドル側面用ストランド押え装置３０に対して、制御系統である電気回路系および油圧回路系が図２に示される如く接続されている。即ち、サドル水平移動装置２５のモータ２７に関連して制御盤３２および測温ユニット３３等が配設され、一方、両ストランド押え装置２９，３０の油圧スライドジャッキに関連して油圧ユニット３４等が配設される。制御盤３２および測温ユニット３３は、本実施例における電気制御系統の構成要件であるサドル位置検出手段、張力算出手段、サドル位置演算手段およびサドル位置決め手段の各要素を実現するための装置であり、その具体的態様に関しては図７，図８を参照して述べる後述の説明によって明らかにされる。
【００２２】
図７には実施例に係る電気制御系統のブロック示回路図が示され、図８には同じく自動制御の動作を説明するフローチャートが示される。図２，図７を参照して、側塔サドル３Ａには、該サドル３Ａが側塔３の基準点に対する位置を検出するための検出器であるストロークセンサ３５が取付けられていて、このストロークセンサ３５からの位置信号が位置演算回路３７に導入される。この位置演算回路３７では、側塔３の基準鉛直線に対する側塔３頂部の天端２１の所定位置の変位（側塔３の基部等に設けられるレーザー鉛直儀などによって直接測量が可能）ならびに側塔サドル３Ａと側塔３の天端２１との相対位置関係から側塔サドル３Ａの絶対位置が演算されるようになっている。これらのストロークセンサ３５および位置演算回路３７によってサドル位置検出手段１３が構成される。
【００２３】
側塔サドル３Ａに近い個所のストランド１２には測温センサ３６が埋設あるいは添設されていて、この測温センサ３６からの温度信号が張力演算回路３８に導入される。この張力演算回路３８では、基準温度に対する既知量である主塔１側の径間内ストランド１２長さおよびアンカレイジ４側の径間内ストランド１２長さと、前記温度信号に対する変量である主塔１側の径間内ストランド１２長さおよびアンカレイジ４側の径間内ストランド１２長さとから、現状の主塔１側ストランド張力およびアンカレイジ４側ストランド張力が演算されるようになっている。これらの測温センサ３６および張力演算回路３８によって張力算出手段１４が構成される。
【００２４】
位置演算回路３７および張力演算回路３８から導出されるサドル位置信号および主塔１側ストランド張力信号、アンカレイジ４側ストランド張力信号はサドル位置演算手段１５に導かれる。このサドル位置演算手段１５では、それらの信号から両ストランド張力を釣り合わすことができるサドル位置が演算され、サドル位置信号として後段のサドル位置決め手段１６に導出される。
【００２５】
サドル位置決め手段は、電力増幅回路を要素とする電気回路に構成されていて、現在の側塔サドル３Ａ位置がサドル位置演算手段１５から導入されたサドル位置信号に合致するようにモータ２７に駆動出力を与えて、スクリュージャッキ２６を介して側塔サドル３Ａを主塔１側またはアンカレイジ４側に移動させるようになっている。
【００２６】
次に本実施例においてストランドの滑り防止のために行う側塔サドル３Ａ水平移動制御の態様につき図８を併せ参照して以下に説明する。ストランドの滑り防止装置の制御系がステップＳ1 で自動制御開始に入ると、次のステップＳ2 に移行して、側塔サドル３Ａのスタート値が目標値（基準温度に対応して演算により求められるサドル位置）に合致しているかがチェックされる。この場合の「スタート値」とは自動モード切換え時の側塔サドル３Ａの位置、即ち、サドル位置検出手段１３が出力するサドル位置信号（測定値）であって、例えば側塔３天端の変位をレーザー鉛直儀で測量し、かつ側塔サドル３Ａと側塔３天端の相対位置を前記ストロークセンサ３５で測定し、両者を重合することによってサドル絶対位置が求められる。側塔サドル３Ａのスタート値が目標値に合致していることがチェックされると、ステップＳ3 に移って制御系が自動補正モードに切換えられて、自動制御運転に入る。
【００２７】
つづいてステップＳ4 に移り、張力算出手段１４によって側塔サドル３Ａの現在の温度から決まる温度差と設定値とが先ず比較される。ここで温度差とは、現在値と前回値（前回制御をかけた時の温度）との差の絶対値である。そして比較結果が温度差≧設定値であると、ステップＳ5 に進み、補正開始指令が出されることによって、張力算出手段１４による張力の算出、サドル位置演算手段１５による張力が釣り合うサドル位置の演算が行われて、つづいてステップＳ6 に移行してサドル位置決め手段１６によるサドル水平移動装置２５の駆動が成され、かつ同時に並行してステップＳ7 で側塔サドル３Ａの現在値と目標値との比較が行われる。そして、側塔サドル３Ａの現在値が目標値と合致したところでステップＳ8 に移って補正のための自動制御が完了する。このようにして、側塔サドル３Ａは、側塔左右のケーブルストランド１２の張力不釣合がケーブルストランド１２の温度変化に基づいて検出されると、ストランド１２との間でスリップが生じない位置に自動的に移動制御される。
【００２８】
なお、ステップＳ2 において側塔サドル３Ａのスタート値が目標値に合致していない場合は、ステップＳ5 に飛ばして補正開始、サドル移動、サドル位置の現在値と目標値との比較をスタート値が目標値に合致する迄順次行わせて、自動補正モードに移行させるようにする。
【００２９】
ところで、側塔サドル３Ａの位置検出は、上記実施例における検出方法の他に、例えばアンカレッジ等の座標既知点にセットした光波測距離儀などによって直接に測量することも可能であり、このような検出手段も本発明の範囲に包含される。なお、ケーブルの張力、特に水平張力の変化を求めるには、左右の両支点間に張られた放物線ケーブルにおいて温度変化によるケーブルの長さの変化を求める計算式及びケーブルの垂距の変化に基づく水平張力の変化を求める計算式によって容易に得られるものであるが、懸垂線に関するカテナリーの式に基づいてより厳密な値を得ることが可能である。
【００３０】
また、ストランド１２の温度を測定するには、側塔サドル３Ａに近い一個所で適当な一本を選定して測温センサでダイレクトに測温する例の他、同じ個所で複数本を選定して測温センサでそれぞれダイレクトに測温してその平均値を求めたり、あるいはストランド１２の長手方向に分散した数個所を選んで同様な方法で測温してその平均値を求めるなどの測定手段も勿論可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明による吊橋側塔サドル部におけるストランドの滑り防止装置は、側塔左右のケーブルストランドの張力不釣合を該ケーブルストランドの温度変化に基づいて検出して、側塔左右のケーブルストランドの張力が釣り合うことによってストランドスリップを生じさせないサドル位置を演算により求め、側塔上における前記求めたサドル位置にサドルを強制移動させるように構成されている。したがって、側塔左右のケーブルストランドの微小な温度変化に起因する張力不釣合にも追随し、これを解消して側塔サドルにおけるケーブルストランドのスリップ防止を図ることができるとともに、従来の押さえ装置とは違って、上下の作用方向でなく、スリップ力の発生の方向に近いケーブルストランドの長手方向に側塔サドルが直接、かつ有効に作用するため、極めて効率的でコンパクトな設備でスリップに対処することが可能である。また、側塔サドルでのストランドスリップに対して、ストランド押さえ装置なしで、または小型のストランド押さえ装置を補助的に使用することで確実に対処することができるため、ケーブル架設作業の合理化ならびに低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】側塔形式吊橋の略示側面図である。
【図２】本発明の実施例に係るストランドの滑り防止装置の全体構造を示すシステム図である。
【図３】図２図示の側塔サドル３Ａ部の平面図である。
【図４】図２図示の側塔サドル３Ａ部の右側面図である。
【図５】図４における矢視線Ａに添う正面図である。
【図６】図４における矢視線Ｂに添う正面図である。
【図７】本発明の実施例に係るストランドの滑り防止装置における電気制御系統のブロック示回路図である。
【図８】本発明の実施例に係るストランドの滑り防止装置における自動制御の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…主塔、１Ａ…主塔サドル、２…中央径間、３…側塔、３Ａ…側塔サドル、
４…アンカレイジ、  ５…側径間、  ６…バックステイ径間、
７…主ケーブル、  ８…キャットウォーク、  ９…スプレーサドル、
１０…ストームロープ、  １１…橋台、  １２…ストランド、
１３…サドル位置検出手段、１４…張力算出手段、１５…サドル位置演算手段、
１６…サドル位置決め手段、  ２１…天端、  ２２…凹条溝、  ２３…凸条、
２４…フッ素樹脂板、  ２５…移動手段、  ２６…移動用スクリュージャッキ、
２７…モータ、  ２８…減速機、  ２９…上面用ストランド押さえ装置、
３０…側面用ストランド押さえ装置、  ３１…仮設サドル、  ３２…制御盤、
３３…測温ユニット、  ３４…油圧ユニット、  ３５…ストロークセンサ、
３６…測温センサ、  ３７…位置演算回路、  ３８…張力演算回路。
【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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