長スパン架空ケーブルの動的耐風設計システムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 59850078
• Research Institution: Univ. of Tokyo
• Principal Investigator: 藤野 陽三 東京大学, 工学部, 助教授 (20111560)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠 泉 東京大学, 工学部, 助手 (20178875) ; 山口 宏樹 埼玉大学, 工学部, 講師 (50134474) ; 宮田 利雄 横浜国立大学, 工学部, 教授 (80010817) ; 伊藤 学 東京大学, 工学部, 教授 (00010661)
• Keywords: ケーブル / ギャロッピング / 減衰 / 耐風設計 / バフェッティング / 振動 / 送電線 / ランダム振動 / 風 / 風洞実験

Research Abstract

(1)8字形断面を有するケーブルの自励振動
近年、通信ケーブルとして用いられることのある8字形断面をもつケーブルの三次元模型(スパン15m)を作成し、そのギャロッピング特性を風洞実験により明らかにした。
ギャロッピングの発生にはケーブルの風圧変形が大きく影響を及ぼしていること、ケーブルの振動は振幅が大きくなるに従いねじれ運動が重畳しし定常振幅に落着くこと、発振風速はサグ比によって大きくは異ならないこと、振動モードは逆対称一次モードが支配的であるが、ケーブルの大きさによっては一次モード、あるいは高次モードも出現しうること、などが明らかにされた。
また、準定常空気力を仮定し、理論的に発振風速の予測を行ない、実験値と整合的であることも示した。
(2)送電線のガスト応答解析
多導体ケーブルと塔を一体化させたモデルを用い、強風時のガスト応答特性をランダム振動論を用いて調べた。多導体ケーブルの場合、ケーブルが支配的な振動モードは振動数が近接しており、それによりケーブルより塔へ伝達される風圧力は一本ケーブルの場合の線型和では表わせないことが明らかとなった。これは現行設計が安全側すぎることを示唆するものである。
(3)ケーブルの振動減衰性
ケーブルの風による応答を考える上で重要な減衰特性を三次元模型を用い調べた。対称一次モードは張力変動を伴なうため、逆対称一次モードに比べ減衰が大きく、またその減衰特性はサグ比により大きく異なることがわかった。

Research Products

• [Publications] 伊藤、藤野 他: 土木学会論文集. 356. 217-225 (1985)
• [Publications] 山口、山脇、藤野、伊藤: 土木学会論文集. 356. 259-268 (1985)
• [Publications] 藤野、山口、伊藤: 日本風工学論文集. 8. 221-226 (1984)
• [Publications] 藤野 他: 世界風工学会議論文集. 7. (1987)
• [Publications] 藤野、木村、プーンサック: 日本風工学会誌.