長スパン線状構造物の強風下空力弾性振動に関する基礎研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452371
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 伊藤 学 埼玉大学, 工学部, 教授 (00010661)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤野 陽三 東京大学, 工学部, 教授 (20111560) ; 沈 赤 埼玉大学, 工学部, 助手 (10251141) ; 奥井 義昭 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40214051) ; 山口 宏樹 埼玉大学, 工学部, 教授 (50134474)
• Keywords: 長スパン構造物 / 斜張橋ケーブル / ガスト応答 / レインバイブレーション / 渦励振 / ギャロッピング / 非一様風 / 風洞実験

Research Abstract

架空送電線や長大橋梁のような非常に長いスパンの線状構造物では,風の作用がスパン方向に一様とは考えにくく,非一様風による対風挙動の検討が重要となる。本研究では,このような問題の基礎研究として,風がスパン方向のある一部分に局所的に作用する場合を考え,この時空力弾性振動の特性を,風洞実験および解析によって明確にした。
今年度に行った具体的な研究内容は以下のとおりである。
(1)超長大斜張橋のケーブルのレインバイブレーションを想定し,スパンの長いタウトストリップ小型模型を作成してその一部に局所的一様風を当てる風洞実験を行った。模型断面としては円形断面に人工水路を取り付けたものとし,水路の周方向振動に対応させて模型のねじれ振動数をたわみ振動数に一致するように調整した。なお、実験には埼玉大学工学部所有の50×50cm風洞を使用した。
(2)局所風の作用位置および作用長をパラメーターとして対風挙動を測定し,風の局所性による応答の変化について考察を加えた。ただし,ねじれに対する構造減衰が大きくなってしまったことから,レインバイブレーション的挙動は測定されず,渦励振とギャロッピングに関する考察にとどまる。
(3)長スパンケーブルの,差分法に基づく波動解析法ならびに波動制御法について数値解析による検討を行った。
(4)ガスト応答については,空間相関の仮定が及ぼす解析結果への影響を数値解析によって検討し,非一様風の特性の取り込み等について考察を加えた。