特開 2024-138906 橋梁の制振システム、及び橋梁の制振方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138906

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】橋梁の制振システム、及び橋梁の制振方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 1/00 20060101AFI20241002BHJP

   E01D 11/04 20060101ALI20241002BHJP

   E01D 19/16 20060101ALI20241002BHJP

   E01D 11/02 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

E01D1/00 K

E01D11/04

E01D19/16

E01D11/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049627

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉本 晃輔

【テーマコード（参考）】

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D059AA41

2D059BB06

2D059BB08

2D059GG06

(57)【要約】

【課題】橋桁を支える並列のワイヤロープの長さに因らず、発生する振動を確実に抑制する。
【解決手段】主塔と橋桁との間で、橋桁を主塔で支える並列に配置された複数のワイヤロープと、を有する橋梁の制振システムは、主塔又は橋桁に配置され、風向及び風速を測定する風向風速センサと、ワイヤロープのそれぞれに配置され、ワイヤロープの振動の変位を測定する振動センサと、ワイヤロープの各々の表面に複数配置されたプラズマアクチュエータと、プラズマアクチュエータを駆動する駆動部と、制御部と、を有し、制御部は、振動センサの測定結果に基づき、複数のワイヤロープの中から変位が所定の閾値を超えた第１ワイヤロープを特定し、風向風速センサの測定結果に基づいて第１ワイヤロープより風上に配置された第２ワイヤロープを特定し、第２ワイヤロープに配置されたプラズマアクチュエータの少なくとも一つを駆動部で駆動する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主塔と、橋桁と、前記主塔と橋桁との間で、前記橋桁を前記主塔で支える並列に配置された複数のワイヤロープと、を有する橋梁の制振システムであって、
前記主塔又は前記橋桁に配置され、風向及び風速を測定する風向風速センサと、
前記複数のワイヤロープのそれぞれに配置され、前記ワイヤロープの振動の変位を測定する振動センサと、
複数の前記ワイヤロープの各々の表面に複数配置されたプラズマアクチュエータと、
前記複数配置されたプラズマアクチュエータを駆動する駆動部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記振動センサで測定された測定結果に基づき、複数の前記ワイヤロープの中から変位が所定の閾値を超えた第１ワイヤロープを特定し、前記風向風速センサの測定結果に基づいて前記第１ワイヤロープより風上に配置された第２ワイヤロープを特定し、特定された前記第２ワイヤロープに配置された前記プラズマアクチュエータの少なくとも一つを前記駆動部で駆動する、
橋梁の制振システム。

【請求項2】

前記駆動部は、前記プラズマアクチュエータを間欠駆動する
請求項１に記載の橋梁の制振システム。

【請求項3】

前記駆動部は、前記ワイヤロープに配置されたプラズマアクチュエータのうち、気流の剥離点に近いプラズマアクチュエータを駆動する
請求項１に記載の橋梁の制振システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記振動センサで取得した変位に基づいて、前記ワイヤロープの振動の腹の変位を特定し、特定した腹の変位が閾値を超えたワイヤロープを前記第１ワイヤロープとして特定する請求項１に記載の橋梁の制振システム。

【請求項5】

主塔と、橋桁と、前記主塔と橋桁との間で、前記橋桁を前記主塔で支える並列に配置された複数のワイヤロープと、複数の前記ワイヤロープのそれぞれの表面に複数配置されたプラズマアクチュエータと、を有する橋梁の制振方法であって、
複数の前記ワイヤロープへの風向及び風速を測定する風測定ステップと、
複数の前記ワイヤロープそれぞれの振動の変位を測定する変位測定ステップと、
前記変位測定ステップの測定結果に基づいて、複数の前記ワイヤロープの中から変位が所定の閾値を超えた第１ワイヤロープを特定し、前記風測定ステップの測定結果に基づいて前記第１ワイヤロープより風上に配置された第２ワイヤロープを特定するワイヤロープ特定ステップと、
特定された前記第２ワイヤロープに配置されたプラズマアクチュエータの少なくとも一つを駆動する駆動ステップと、
を備える橋梁の制振方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁の制振システム、及び橋梁の制振方法に関する。

【背景技術】

【0002】

斜張橋において主塔と橋桁との間に配されるケーブルの振動を抑制する発明として、例えば特許文献１、２に開示された発明がある。特許文献１に開示された並列ケーブル用制振装置は、並列のケーブルに固定される固定金具と、並列の一方のケーブルに固定された固定金具と他方のケーブルに固定された固定金具との間に設けられたゴムダンパと、ゴムダンパと固定金具とを接続する連結ロッドとを有している。この並列ケーブル用制振装置においては、一方の連結ロッドは、ケーブルの長さ方向と直角な面内において二本のケーブルを継ぐＸ方向に伸縮する伸縮手段と、ゴムダンパと固定金具との間をＸ方向に付勢する補助バネ手段を備えており、一方のケーブルからのカルマン渦によって他方のケーブルに生じる振動をゴムダンパと補助バネ手段により減衰させる。

【0003】

特許文献２に開示されたケーブル制振装置は、斜張橋のケーブルと橋桁との間に設けられ、ケーブルに固着されるクランプと、クランプの下方に設けられた粘弾性ゴムからなるダンパーと、ダンパーとクランプとの間を連結するワイヤーを有している。このケーブル制振装置においては、ケーブルが振動するとワイヤロープを介して粘弾性ゴムに振動力が伝達され、粘弾性ゴムに振動が生じる。粘弾性ゴムの振動によってケーブルの振動エネルギーが減衰され、ケーブルの振動が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００－１３６５０８号公報

【特許文献2】特開平１０－３７１２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

斜張橋に配される並列のケーブルや吊橋に配される並列のハンガーロープなどのワイヤロープにおいては、風下側のワイヤロープが風向に直角な方向に振動するウェイクギャロッピング（ＷＧ：Wake Galloping）や楕円軌道で振動するウェイクインデューストフラッター（ＷＩＦ：Wake Induced Flatter）と呼ばれる励振力が高い振動現象が発生することが知られている。特許文献１に開示された発明は並列したケーブル同士を連結ケーブルにより固定することでＷＧやＷＩＦによる振動を抑制するものであるが、この方法では連結ケーブルの面外方向の振動を抑制できない他、連結部が節となる振動が新たに発生するケースがあるため、十分な対策効果を得られない。また特許文献２に開示された発明は橋桁にダンパーを設置してケーブルと連結することで減衰を付加してＷＧやＷＩＧによる振動を抑制するものであるが、このような桁位置に設置するダンパーでは、ケーブルが長大化した際に十分な制振効果を得ることが難しい。これらの事例から、長大ケーブルにおいてもＷＧやＷＩＦによる振動を抑制可能な技術が望まれている。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、橋桁を支える並列のワイヤロープの長さに因らず、発生する振動を確実に抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面に係る橋梁の制振システムは、主塔と、橋桁と、前記主塔と橋桁との間で、前記橋桁を前記主塔で支える並列に配置された複数のワイヤロープと、を有する橋梁の制振システムであって、前記主塔又は前記橋桁に配置され、風向及び風速を測定する風向風速センサと、前記複数のワイヤロープのそれぞれに配置され、前記ワイヤロープの振動の変位を測定する振動センサと、複数の前記ワイヤロープの各々の表面に複数配置されたプラズマアクチュエータと、前記複数配置されたプラズマアクチュエータを駆動する駆動部と、制御部と、を有し、前記制御部は、前記振動センサで測定された測定結果に基づき、複数の前記ワイヤロープの中から変位が所定の閾値を超えた第１ワイヤロープを特定し、前記風向風速センサの測定結果に基づいて前記第１ワイヤロープより風上に配置された第２ワイヤロープを特定し、特定された前記第２ワイヤロープに配置された前記プラズマアクチュエータの少なくとも一つを前記駆動部で駆動する。

【0008】

本発明に係る制振システムにおいては、前記駆動部は、前記プラズマアクチュエータを間欠駆動する。

【0009】

本発明に係る制振システムにおいては、前記駆動部は、前記ワイヤロープに配置されたプラズマアクチュエータのうち、気流の剥離点に近いプラズマアクチュエータを駆動する。

【0010】

本発明に係る制振システムにおいては、前記制御部は、前記振動センサで取得した変位に基づいて、前記ワイヤロープの振動の腹の変位を特定し、特定した腹の変位が閾値を超えたワイヤロープを前記第１ワイヤロープとして特定する。

【0011】

本発明の一側面に係る制振方法は、主塔と、橋桁と、前記主塔と橋桁との間で、前記橋桁を前記主塔で支える並列に配置された複数のワイヤロープと、複数の前記ワイヤロープのそれぞれの表面に複数配置されたプラズマアクチュエータと、を有する橋梁の制振方法であって、複数の前記ワイヤロープへの風向及び風速を測定する風測定ステップと、複数の前記ワイヤロープそれぞれの振動の変位を測定する変位測定ステップと、前記変位測定ステップの測定結果に基づいて、複数の前記ワイヤロープの中から変位が所定の閾値を超えた第１ワイヤロープを特定し、前記風測定ステップの測定結果に基づいて前記第１ワイヤロープより風上に配置された第２ワイヤロープを特定するワイヤロープ特定ステップと、特定された前記第２ワイヤロープに配置されたプラズマアクチュエータの少なくとも一つを駆動する駆動ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、橋桁を支える並列のワイヤロープの長さに因らず、発生する振動を確実に抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明に係る制振システムが設置される橋の模式図である。

【図2】図２は、ハンガーロープの固定方法の一例を示す模式図である。

【図3】図３は、ハンガーロープの表面の模式図である。

【図4】図４は、ハンガーロープの水平方向の断面の模式図である。

【図5】図５は、プラズマアクチュエータの構成を示す模式図である。

【図6】図６は、図５のＡ－Ａ線断面図である。

【図7】図７は、制振システムの構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、制御装置１０の機能ブロック図である。

【図9】図９は、制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１０は、風速の推定方法を説明するための図である。

【図11】図１１は、プラズマアクチュエータに印加する交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図12】図１２は、本発明に係る制振システムが設置される橋の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0015】

図１は、本発明に係る制振システムが設置される橋１０００Ａの模式図である。橋１０００Ａは、吊橋であり、主塔１、アンカレイジ２、補剛桁３、メインケーブル４、及びハンガーロープ５を備えている。主塔１は、メインケーブル４を支え、メインケーブル４からの鉛直力を主塔１の図示省略した基礎に伝える。アンカレイジ２は、メインケーブル４を固定するためのコンクリートブロックである。補剛桁３は、道路面を載せる例えばトラス構造の橋桁である。メインケーブル４は、主塔１に架けられ、ハンガーロープ５を通じて補剛桁３をつり下げる。ハンガーロープ５は、補剛桁３を支えるためにメインケーブル４から鉛直に垂らされたワイヤロープである。なお、説明の便宜上、橋１０００Ａの橋軸方向の一方を第１方向と称し、第１方向とは正反対の方向（逆方向）を第２方向と称する場合がある。

【0016】

橋１０００Ａには、ハンガーロープ５の振動を抑える制振システムを構成する複数の風向風速計２０と、複数の振動センサ３０が配置されている。風向風速計２０は、橋１０００Ａに向かって吹く風の風向と風速を測定する測定器である。風向風速計２０は、主塔１の上下方向に上部から下方に所定間隔で複数設置されている。図１では風向風速計２０が上部、中央部、下部の３箇所に設置されているものを示している。風向風速計２０は、例えばプロペラと尾翼を備えた飛行機型ものであるが、超音波を用いる風向風速計であってもよい。また、ハンガーロープ５に向かって吹く風の風向及び風速を測定する風向風速計として例えばドップラーライダーを用いてもよい。風向風速計２０としてドップラーライダーを用いる場合、風向風速計２０は、補剛桁３上において橋１０００Ａの橋軸方向に所定の間隔で配置される。風向風速計２０としてドップラーライダーを用いることにより、振幅が大きいハンガーロープ５の長手方向中央部の風向と風速を測定することができる。

【0017】

振動センサ３０は、例えば加速度センサである。振動センサ３０は、複数のハンガーロープ５の各々設けられており、ハンガーロープ５の振動の変位を測定する。振動センサ３０が加速度センサである場合、振動センサ３０は、振幅の大きいハンガーロープ５の中央部付近に設けるのが良いが、ハンガーロープ５に設置する作業や点検の作業を容易にするという観点では、補剛桁３の近傍に設置されるのが好ましい。なお、ハンガーロープ５の振動を測定するために非接触式の光学式変位計を振動センサ３０として補剛桁３に設置してもよい。非接触式の光学式変位計でハンガーロープ５の長手方向中央部を測定することにより、振幅が大きいハンガーロープ５の長手方向中央部の変位を測定することができる。

【0018】

図２は、ハンガーロープ５の固定方法の一例を示す模式図である。ケーブルバンド６は、橋１０００Ａにおいて補剛桁３を吊るハンガーロープ５をメインケーブル４に固定するための部材である。ケーブルバンド６は、メインケーブル４に取り付けられ、ハンガーロープ５の荷重をメインケーブル４に伝える。ケーブルバンド６においては、メインケーブル４の長手方向に所定の間隔で二本のハンガーロープ５が鞍掛される。

【0019】

図３は、ハンガーロープ５の表面の模式図である。ハンガーロープ５の表面には、複数のプラズマアクチュエータ４０が配置されている。プラズマアクチュエータ４０は、誘電体バリア放電を用いて気体の流れを誘起し、気体の流れを制御するデバイスである。プラズマアクチュエータ４０は、ハンガーロープ５において、ケーブルバンド６と補剛桁３との間の中心を基準にしてケーブルバンド６から補剛桁３までの距離の少なくとも７５％の長さで配置される。なお、プラズマアクチュエータ４０は、ハンガーロープ５の中心軸方向に所定の間隔で複数配置してもよい。

【0020】

図４は、ケーブルバンド６に鞍掛された二本のハンガーロープ５の水平方向の断面の模式図である。図４においては、説明の便宜上、一つのケーブルバンド６に鞍掛された二本のハンガーロープ５のうち前述した橋軸方向における第１方向側で補剛桁３の橋軸直角方向の一方側である第３方向側に垂らされたものをハンガーロープ５_１１と称し、第１方向側で補剛桁３の橋軸直角方向の他方側である第４方向側に垂らされたものをハンガーロープ５_１２と称する。また、一つのケーブルバンド６に鞍掛された二本のハンガーロープ５のうち前述した橋軸方向における第２方向側で且つ第３方向側に垂らされたものをハンガーロープ５_２１と称し、第２方向側で且つ第４方向側（第３方向とは正反対の方向）に垂らされたものをハンガーロープ５_２２と称する。

【0021】

プラズマアクチュエータ４０は、ハンガーロープ５の表面において円周方向に所定の間隔で配置されている。本実施形態においては、四つのプラズマアクチュエータ４０がハンガーロープ５の表面に配置されている。説明の便宜上、ハンガーロープ５_１１、５_１２、５_２１、５_２２のそれぞれにおいて、第１方向側に配置されたプラズマアクチュエータ４０をプラズマアクチュエータ４０_１１、第２方向側に配置されたプラズマアクチュエータ４０をプラズマアクチュエータ４０_１２、第３方向側に配置されたプラズマアクチュエータ４０をプラズマアクチュエータ４０_２１、第４方向側に配置されたプラズマアクチュエータ４０をプラズマアクチュエータ４０_２２と称する。

【0022】

図５は、プラズマアクチュエータ４０の構成を示す模式図であり、図６は、図５のＡ－Ａ線断面図である。プラズマアクチュエータ４０は、第１電極４０１、第２電極４０２_１、４０２_２、誘電体層４０３、及び絶縁層４０４を有する。誘電体層４０３は、例えば誘電体セラミックであって帯状に形成されている。第１電極４０１及び第２電極４０２_１、４０２_２は、例えばチタンを白金でコーティングしたチタン電極であり、帯状に形成されている。第１電極４０１は、誘電体層４０３の表面に配置されており、第２電極４０２_１、４０２_２は、上下方向にみて第１電極４０１と重ならないように誘電体層４０３の裏面に配置されている。絶縁層４０４は、絶縁体で形成されており、誘電体層４０３の裏面と第２電極４０２_１、４０２_２を覆っている。

【0023】

第１電極４０１は交流電圧を出力する交流電源２００に接続されている。第２電極４０２_１、４０２_２は、スイッチ２０１に接続されている。スイッチ２０１は、交流電源２００と第２電極４０２_１、４０２_２に接続されており、後述する制御装置１０により制御される。スイッチ２０１が制御装置１０によって制御されることにより、交流電源２００と第２電極４０２_１を接続して第１電極４０１と第２電極４０２_１に交流電圧を印可する状態、交流電源２００と第２電極４０２_２を接続して第１電極４０１と第２電極４０２_２に交流電圧を印可する状態、交流電源２００を第２電極４０２_１、４０２_２に接続せず、第１電極４０１と第２電極４０２_１、４０２_２に交流電圧を印可しない状態のいずれかの状態に切り替えることができる。

【0024】

交流電源２００から第１電極４０１と第２電極４０２_１へ交流電圧が印加されると、第１電極４０１と誘電体層４０３とに挟まれた部分で放電が生じ、誘電体層４０３の表面で第１電極４０１から右方向へ気体の流れが誘起される。また、交流電源２００から第１電極４０１と第２電極４０２_２へ交流電圧が印加されると、第１電極４０１と誘電体層４０３とに挟まれた部分で放電が生じ、誘電体層４０３の表面で第１電極４０１から左方向へ気体の流れが誘起される。交流電源２００が出力する交流電圧は、誘電体層４０３の表面で気体の流れを誘起できるものであり、一定の振幅で数ｋＶの電圧であって、周波数は数ｋＨｚである。

【0025】

図７は、本発明に係る制振システム１００の構成の一例を示すブロック図である。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ１０２（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、及びインターフェース１０４を有している。ＲＯＭ１０２は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成され、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムを格納している。ＲＡＭ１０３は、半導体メモリ等によって構成され、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行する際に用いる情報を記憶する。インターフェース１０４は、スイッチ２０１を制御する信号をＣＰＵ１０１からの指示に応じて出力する。また、インターフェース１０４は、風向風速計２０が出力する風向の情報と風速の情報を取得し、振動センサ３０が測定したハンガーロープ５の変位を取得する。制御装置１０においては、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２からプログラムを読み出して実行することで、ハンガーロープ５の振動を抑制する機能が実現する。

【0026】

図８は、ＣＰＵ１０１がプログラムを実行することにより制御装置１０において実現する機能を示す機能ブロック図である。取得部１０１Ａは、風向風速計２０が測定した風向及び風速と、振動センサ３０が測定したハンガーロープ５の変位の測定結果を、インターフェース１０４を介して取得する。特定部１０１Ｂは、取得部１０１Ａが取得した変位の測定結果に基づいて、変位があらかじめ定められた閾値を超えたハンガーロープ５を特定し、取得部１０１Ａが取得した風向に基づいて、変位が閾値を超えたハンガーロープ５より風上側に隣接するハンガーロープ５を特定する。駆動部１０１Ｃは、この特定部１０１Ｂが特定した、あらかじめ定められた閾値を超えたハンガーロープ５より風上側に隣接するハンガーロープに設置されているプラズマアクチュエータ４０を駆動するために、当該プラズマアクチュエータ４０に接続されているスイッチ２０１を制御する。

【0027】

次に制御装置１０が実行する処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。まず制御装置１０は、振動センサ３０の測定結果を取得し（ステップＳ１０１）、風向風速計２０の測定結果を取得する（ステップＳ１０２）。次に制御装置１０は、複数のハンガーロープ５のそれぞれについて振動の腹の変位を特定する（ステップＳ１０３）。ハンガーロープ５の振動の腹の変位の特定については、例えば「斜張橋ケーブルの振動モニタリングデータの活用手法について 沿岸技術研究センター論文集 Ｎｏ．１８（２０１８） ｐｐ２７－３０」に記載された方法で特定することができる。

【0028】

次に制御装置１０は、複数の振動センサ３０から取得した変位のうちあらかじめ定められた閾値を超えた変位があるか判断する（ステップＳ１０４）。ここで閾値は、例えばハンガーロープ５の補剛桁３からケーブルバンド６までの長さや、ハンガーロープ５の直径に基づいて決定される。なお閾値は、例えば上記の論文に記載されている粘性せん断ダンパーの許容値を用いてもよい。制御装置１０は、複数の振動センサ３０から取得した変位のうちあらかじめ定められた閾値を超えた変位がない場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、処理の流れをステップＳ１０１へ戻す。

【0029】

制御装置１０は、複数の振動センサ３０から取得した変位のうちあらかじめ定められた閾値を超えた変位がある場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、変位が閾値を超えたハンガーロープ５に向かって流れる風の風向と風速を特定する（ステップＳ１０５）。ここで制御装置１０は、風向風速計２０から取得した測定結果に基づいて、変位が閾値を超えたハンガーロープ５に向かって流れる風の風向を特定する。また、制御装置１０は、主塔１の上下方向に設置された風向風速計２０で測定された風速に基づいて、ハンガーロープ５に向かって流れる風の風速の分布を推定する。

【0030】

図１０は、ハンガーロープ５に向かって流れる風の風速の推定方法の一例を説明するための図である。図１０に示す例では、主塔１の上下方向の複数個所に設置された風向風速計２０で測定した風速から鉛直方向における対数分布で風速を推定し、補剛桁３からメインケーブル４までの間でハンガーロープ５の振動の腹の位置における風速Ｕを特定する。なお、風速の推定方法の一例として対数分布を用いる方法を説明したが、風速の推定は、橋１０００Ａの立地や地表付近の粗度、及び過去の実測データにより推定してもよい。また、風向風速計２０としてドップラーライダーを用いる場合は、鉛直方向における風速の分布を測定し、ハンガーロープ５の振動の腹の位置における風速Ｕを特定してもよい。

【0031】

次に制御装置１０は、閾値を超える変位が特定されたハンガーロープ５の風上側で隣接するハンガーロープ５に設けられたプラズマアクチュエータ４０を駆動する（ステップＳ１０６）。ここで制御装置１０は、以下のルールに従ってプラズマアクチュエータ４０を駆動する。なお、以下のルールではケーブルバンド６で折り返されて並列となったハンガーロープ５のそれぞれ一本とし、風上から風下に並ぶハンガーロープ５の本数をｎとする。
（１）並列なハンガーロープ５について、風上側から順に１番目、２番目、・・・、ｎ－１番目、ｎ番目とした場合、ｎ番目に位置するケーブルとｎ－１番目に位置するハンガーロープ５の両方で、特定した変位が閾値を超えていない場合、ｎ－１番目およびｎ番目のハンガーロープ５に設けられたプラズマアクチュエータ４０を駆動しない。
（２）風上側からｎ番目のケーブルにのみ閾値を超えた変位が検出された場合には、ｎ―１番目のハンガーロープ５に設置されたプラズマアクチュエータ４０のみを駆動する。
（３）ｎ番目に位置するケーブルとｎ－１番目に位置するハンガーロープ５の両方の変位が閾値を超えた場合、最も風下側であるハンガーロープ５（ここではｎ番目のハンガーロープ５）を除き、それよりも風上側のｎ－１番目のハンガーロープ５と、変位が閾値を超えたｎ－１番目のハンガーロープよりも更に風上側のｎ－２番目のハンガーロープ５との、２つのハンガーロープ５に設けられたプラズマアクチュエータ４０を駆動する。即ち、変位の閾値を超えた互いに隣接配置されたハンガーロープがＮ本（Ｎ＞２）あった場合、その中で最も風下のハンガーロープを除き、それよりも風上側にある互いに隣接するハンガーロープ（Ｎ－１本）と、このＮ－１本の中で最も風上側のハンガーロープより、更に風上側に隣接配置されたハンガーロープ１本の、計Ｎ本に設けられたプラズマアクチュエータを駆動する。
（４）ハンガーロープ５の表面で風による気流の剥離点に近いプラズマアクチュエータ４０を駆動する。

【0032】

例えば、図４で風向が第３方向であり、ハンガーロープ５_１２、５_２２の変位が閾値を超えておらず、ハンガーロープ５_１１、５_２１の変位が閾値を超えた場合、制御装置１０は、ハンガーロープ_１２、５_２２に配置されたプラズマアクチュエータ４０を駆動し、ハンガーロープ_１１、５_２１に配置されたプラズマアクチュエータ４０を駆動しない。なお、制御装置１０は、風向が第３方向である場合、空気の流れの剥離点Ｐ１がプラズマアクチュエータ４０_１１、４０_１２の風下側になるため、剥離点Ｐ１に近いプラズマアクチュエータ４０_１１、４０_１２を駆動し、プラズマアクチュエータ４０_２１、４０_２２を駆動しない。制御装置１０は、プラズマアクチュエータ４０の駆動に際し、プラズマアクチュエータ４０_１１、４０_１２より風下側に気流が発生するようにスイッチ２０１を制御して交流電圧を印可する。

【0033】

また、例えば、図４で風向が第１方向であり、ハンガーロープ５_２１、５_２２の変位が閾値を超えておらず、ハンガーロープ５_１１、５_１２の変位が閾値を超えた場合、制御装置１０は、ハンガーロープ５_２１、５_２２に配置されたプラズマアクチュエータ４０を駆動し、ハンガーロープ_１１、５_１２に配置されたプラズマアクチュエータ４０を駆動しない。なお、制御装置１０は、風向が第１方向である場合、空気の流れの剥離点Ｐ２がプラズマアクチュエータ４０_２１、４０_２２の風下側になるため、剥離点Ｐ２に近いプラズマアクチュエータ４０_２１、４０_２２を駆動し、プラズマアクチュエータ４０_１１、４０_１２を駆動しない。制御装置１０は、プラズマアクチュエータ４０の駆動に際し、プラズマアクチュエータ４０_２１、４０_２２より風下側に気流が発生するようにスイッチ２０１を制御して交流電圧を印可する。

【0034】

なお、制御装置１０は、プラズマアクチュエータ４０の駆動に際し、スイッチ２０１を制御することにより、交流電圧が印可される状態と交流電圧が印可されない状態を交互に繰り返すバースト制御を行う。これによりプラズマアクチュエータ４０は、間欠的に駆動される。プラズマアクチュエータ４０のバースト制御は、例えば、「プラズマアクチュエータの間欠的バースト駆動による駆動時間削減と空力性能改善 流体力学講演会／航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム 2020 オンライン論文集」に記載されている制御方法である。

【0035】

図１１は、このバースト制御によりプラズマアクチュエータ４０に印加される交流電圧の波形の一例を示す図である。図１１に示したＴ_ｏｎはプラズマアクチュエータ４０に交流電圧が印可される時間であり、Ｔ_ｏｆｆはプラズマアクチュエータ４０に交流電圧が印可されない時間である。バースト制御の周波数をｆｐとした場合、ｆｐ＝１／（Ｔ_ｏｎ＋Ｔ_ｏｆｆ）である。制御装置１０は、ステップＳ１０５で特定した風速をＵ、ハンガーロープ５の直径をｄとした場合、ｆｐ＝０．２Ｕ／ｄとしてバースト制御の周波数を決定する。交流電圧をプラズマアクチュエータ４０に印加し続ける場合と比較すると、バースト制御を行うことにより、プラズマアクチュエータ４０の駆動時間を短くして電力消費を抑え、ハンガーロープ５の表面からの流れの剥離を抑制することができる。制御装置１０は、プラズマアクチュエータ４０の駆動を開始した後、処理の流れをステップＳ１０１へ戻す。

【0036】

以上説明したように本実施形態によれば、変位が大きいハンガーロープ５へ流れる空気の流れをプラズマアクチュエータ４０によって変えるため、ハンガーロープ５の変位を小さくし、ＷＧやＷＩＦの発生を抑えることができる。なお、上述した実施形態では、ハンガーロープ５_１１、５_１２をそれぞれ一本とした見た場合、二本が補剛桁３に向かって並列にメインケーブル４から垂らされているが、三本以上で並列にメインケーブル４から垂らす構成としてもよい。複数本の並列なハンガーロープで補剛桁３を支持することにより橋１０００Ａの強度を確保することができ、複数本のハンガーロープを垂らす構成としても、制振システム１００によりＷＧやＷＩＦの発生が抑えることができる。

【0037】

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【0038】

上述した実施形態では、制振システム１００は、吊橋である橋１０００Ａのハンガーロープ５の制振を行っているが、図１２に示す斜張橋である橋１０００Ｂにおいて、ケーブル７の振動抑制に適用してもよい。ケーブル７は、主塔１と人や車が通行する主桁８を繋ぎ主桁８を支えるワイヤロープである。ケーブル７は、例えば主桁８の幅方向の一端側で二本が並列に設けられ、幅方向の他端側でも二本が並列に設けられている。ケーブル７の表面には、図示省略した複数のプラズマアクチュエータ４０が配置されている。橋１０００Ｂに制振システム１００を適用し、振動センサ３０が加速度センサである場合、振動センサ３０は、例えば主桁８の近傍に設置される。制振システム１００を橋１０００Ｂに適用することにより、風向や風速に応じてプラズマアクチュエータ４０を駆動し、並列に設けられたケーブル７においてＷＧやＷＩＦが発生するのを抑えることができる。

【0039】

上述した実施形態においては、ハンガーロープ５の表面に四つのプラズマアクチュエータ４０が配置されているが、四つ以上のプラズマアクチュエータ４０をハンガーロープ５の表面に配置してもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 主塔
２ アンカレイジ
３ 補剛桁
４ メインケーブル
５ ハンガーロープ
６ ケーブルバンド
７ ケーブル
１０ 制御装置
２０ 風向風速計
３０ 振動センサ
４０ プラズマアクチュエータ
１００ 制振システム
２００ 交流電源
２０１ スイッチ
４０１ 第１電極
４０２_１、４０２_２ 第２電極
４０３ 誘電体層
４０４ 絶縁層
１０００Ａ、１０００Ｂ 橋

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】