JP2004132112A - 鉄塔の最下構造 - Google Patents

Abstract

【課題】新設の基礎および主柱材ならびに既設の基礎および主柱材が負担する荷重応力を軽減するとともに、既設の用地内にて建替え工事が可能な鉄塔の最下構造を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う鉄塔の最下構造において、前記既設基礎２Ａ〜２Ｄ間を結ぶ構面３上に複数の新設基礎４Ａ〜４Ｄを設置するとともに、これら新設基礎と既設主柱材との間を補強部材５、６で連結して、既設基礎２と新設基礎４で基礎応力を分担するように構成したことを特徴とするもので、鉄塔の増容量化に伴う付加応力の少なくとも全てを新設基礎４にて負担することが可能となり、上部材は最下節の補強のみで済み、既設基礎の補強をすることがなく、建替えの施工が簡素で低コストである。しかも、新設部材は既設の構面内に設置できて、用地費用が増加することがなく安価である。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の各既設基礎上に既設主柱材が立設されて構成された鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う送電用等の鉄塔の増強工事の際の最下構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、遠隔地にある発電所から電力需要地までの間は多数の鉄塔間に張設された送電線により電力供給がなされている。電力需要の増加に対しては送電線の容量を増加する必要があるが、近年では、電力需要地の近傍の住宅や各種施設等の密集化により、送電ルートのための用地の確保が困難になってきている。そのため、特に電力需要地の近傍における電力増加に対しては、既設送電線の増容量化により対処している。このような既設送電線の増容量化は、送電用鉄塔の建替え工事が必要となり、従来は、嵩上げ工法、包み込み工法等により建替え工事を行っている。通常、これらの従来工法による既設送電線の増容量化のための建替え工事では、既設基礎の周囲等に新設基礎および新規上部材を設置して、これらに容量増加分はもとより既設容量も負担するように構成していた。
【０００３】
このような既設送電線の増容量化のための建替え工事例として、例えば、図７に示したような下記特許文献１である特開昭６３−１４７０１９号公報に開示された嵩上げ工法による鉄塔下部構造の構築工法や、図８に示したような下記特許文献２である特開平１１−１１７５７５号公報に開示された包み込み工法による送電線の鉄塔構造およびその工法がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１４７０１９号公報（公報第２頁第１欄最下行〜第２欄第５行目）
【特許文献２】
特開平１１−１１７５７５号公報（段落１６第２行目〜第１１行目）
【０００５】
図７に示したものは、鉄塔を中心としてそれを支承する複数箇所の既設基礎１０１を、ほぼ４５°回転させた位置に新設の基礎１０２を構築した後、地中梁１０３上の嵩上げ装置１０４にて既設の鉄塔を所定の高さまで上昇させた状態で、鉄塔主材の下端と前記新設の基礎１０２間に新規主材ａ０　を接続して構築するものである。
【０００６】
また、前記図８に示したものは、鉄塔の最下パネルＫ１　を除く新設鉄塔ＴＮ　本体（パネルＫ２　〜Ｋ１６）を既設鉄塔Ｔ０　の外側に該既設鉄塔Ｔ０　と接触せず、かつ平面視同方向に配置し、４つの既設基礎Ｆ０　〜Ｆ０　のそれぞれの間に位置して、それぞれ４つの新設基礎ＦＮ　〜ＦＮ　を設置する。最下パネルＫ１　では、各新設基礎ＦＮ　〜ＦＮ　に対の主柱材Ｐ１　、Ｐ１　が上開きのＶ字形状に上方に延設し、かつ、この対の主柱材Ｐ１　、Ｐ１　の上部を新設鉄塔本体（パネルＫ２　〜Ｋ１６）の主柱材Ｐ２　に連結するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあって、前記図７および図８のいずれのものも、既設送電線の増容量化により増加して上部に付加される応力は、すべて新設基礎により分担されるように構成されるため、新設基礎および新設主柱材等にかなりの負担が強いられて高い強度が要求されて、コスト高を招いていた。さらには、新設基礎を既設基礎に対して４５°回転させた位置に配設するため、既設基礎間を結ぶ構面上つまり、新設基礎が投影面の外側にはみ出して配設されて余分な新たな用地を必要とし、コスト高や、場合によっては用地確保の断念による工事中止を余儀なくされる事態を招いた。
【０００８】
そこで、本発明は、前記従来の鉄塔の建替えにおける諸課題を解決して、新設の基礎および主柱材ならびに既設の基礎および主柱材が負担する荷重応力を軽減するとともに、既設の用地内にて建替え工事が可能な鉄塔の最下構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、複数の各既設基礎上に既設主柱材が立設されて構成された鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う鉄塔の最下構造において、前記既設基礎間を結ぶ構面上に複数の新設基礎を設置するとともに、これら新設基礎と既設主柱材との間を補強部材で連結して、既設基礎と新設基礎で基礎応力を分担するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記既設主柱材における最下節上側節点間を水平補強部材にて連結したことを特徴とする。また本発明は、前記鉄塔の増容量化に対応して付加された応力に対して、前記補強部材の剛性を調整することにより、既設基礎が負担する基礎応力は既設の基礎応力以下にして、既設基礎と新設基礎とに分担させるように構成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【００１０】
【実施の形態】
以下、本発明の鉄塔の最下構造を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の鉄塔の最下構造の鉄塔の第１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）は鉄塔基礎部の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ矢視の鉄塔正面図、図２（Ａ）は図１（Ａ）のＢ矢視図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ斜視図、図３（Ａ）は新設補強材と既設腹材との取合いを示す具体的な構造例を示す鉄塔正面図、図３（Ｂ）（Ｃ）は節点部側の要部拡大図である。本発明の基本構成は、図１に示すように、複数の各既設基礎２Ａ〜２Ｄ上に既設主柱材１、１・・が立設されて構成された鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う鉄塔の最下構造において、前記既設基礎２Ａ〜２Ｄ間を結ぶ構面３上に複数の新設基礎４Ａ〜４Ｄを設置するとともに、これら新設基礎４Ａ〜４Ｄと既設主柱材１、１・・との間を補強部材５、６で連結して、既設基礎２Ａ〜２Ｄと新設基礎４Ａ〜４Ｄで基礎応力を分担するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
以下詳細に説明する。図１（Ａ）に示すように、既設の鉄塔は、基礎である地上の構面３の４隅に埋設された各既設基礎２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄから上方に主柱材１が立設されて構成されている。図示の例では、既設基礎２の構面３は正方形から構成されているが、構面３が三角形や多角形から構成される鉄塔であってもよいことは言うまでもない。各主柱材１は、基礎側の最下部から最上部の先端部まで多段の節部１Ａ、１Ｂ、１Ｃ（１Ｃ以降は図示省略）、・・・１Ｎから構成され、各節間は節点により連結（後述する図３の例のように、主柱材１が節１Ａ、１Ｂ間毎の節点１ＡＢにて分割されておらず、長尺の主柱材１による通し構造とされてもよい。節点１ＡＢは、上下の既設腹材１０Ａ、１０Ｂの集結点を構成する）される。図１および図２では、既設部分は破線で描かれている。
【００１２】
鉄塔の増容量化に伴う電線および付属部品の重量増に対応して鉄塔の建替えがなされる場合に、本発明では、図１（Ａ）の既設基礎２Ａ、２Ｂ間を１例として説明すると、既設基礎２Ａ、２Ｂ間を結ぶ構面３上に新設基礎４Ａを設置するとともに、図１（Ｂ）に示すように、これら新設基礎４Ａと既設主柱材１、１（最下節１Ａ、１Ａにおける上側節点１ＡＢ、１ＡＢ）との間を傾斜補強部材５Ａ、６Ａで連結して、既設基礎２Ａ、２Ｂと新設基礎４Ａで鉄塔の増容量化に伴う基礎応力を分担するように構成する。さらに、鉄塔上部の重量増に伴う節点１ＡＢ、１ＡＢ間および新設の傾斜補強部材５Ａ、６Ａの上端部間が拡開する傾向を抑制するために、既設主柱材１、１における最下節１Ａ、１Ａの上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間を水平補強部材７Ａにて連結する。このような最下構造は図２（Ａ）および図２（Ｂ）にて理解されるように、隣接する既設基礎２Ｂ・２Ｃ、２Ｃ・２Ｄ、および２Ｄ・２Ａ間の各面にて採用される。
【００１３】
図３は新設補強部材と既設腹材との取合いを示す具体的な構造例を示す鉄塔正面図および節点部の要部拡大図である。既設鉄塔では、各節１Ａ、１Ｂ毎に略十字状に交差配置された断面略Ｌ字形のアングル材等からなる既設腹材１０Ａ・１０Ａ、１０Ｂ・１０Ｂが補強部材として配設されており、既設腹材１０が内付き（Ｌ字形の起立部が鉄塔の内側を向いて組み込まれる）の場合は、該既設腹材１０と交差する新設の傾斜補強材５、６のいずれかを外付きとし、既設腹材１０が外付きの場合は、該既設腹材１０と交差する新設の傾斜補強材５、６のいずれかを内付き配置とするものである。図３（Ｂ）（Ｃ）は節点１ＡＢ部の変形例で、図３（Ｂ）は、１つの新設の接続板８により、傾斜補強部材６Ａと水平補強部材７Ａとを増設した例である。図３（Ｃ）は、１つの新設の水平接続板９により水平補強部材７Ａを増設するとともに、傾斜補強部材６Ａは既設の主柱材１Ａに接続して増設したものである。
【００１４】
図４は本発明の鉄塔の最下構造の鉄塔の第２実施の形態を示す鉄塔正面図である。本実施の形態のものは、既設鉄塔における主柱材１の補強のために設置される既設腹材１０の配設形態が異なる例である。図４（Ａ）に示したものは、既設鉄塔において主柱材１Ａ、１Ａ　にて区画される最下節には既設腹材が撤去され、腹材が配設されない形態のもので、第２段目の主柱材１Ｂ、１Ｂ　にて区画される節には交差状の既設腹材１０Ｂ、１０Ｂが配設されている。前記最下節の上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間を水平補強部材７Ａにて連結補強するとともに、これら各上側節点１ＡＢ、１ＡＢと既設基礎２Ａ、２Ｂ間に設置された新設基礎４Ａとを新設傾斜補強部材５Ａ、６Ａにて連結するものである。
【００１５】
図４（Ｂ）に示したものは、既設鉄塔において各主柱材１Ａ・１Ａ、１Ｂ・１Ｂ，・・・１Ｎ・１Ｎ（図示省略）にて区画される各節には下開き状の既設腹材１０Ａ・１０Ａ、１０Ｂ・１０Ｂ、・・・１０Ｎ、１０Ｎが配設されたもので、最下節の上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間を水平補強部材７Ａにて連結補強するとともに、これら各上側節点１ＡＢ、１ＡＢと既設基礎２Ａ、２Ｂ間に設置された新設基礎４Ａとを新設傾斜補強部材５Ａ、６Ａにて連結するものである。本実施の形態のものでは、最下節の上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間に配設されていた水平材を取り外して新設の水平補強部材７Ａが設置される。
【００１６】
図５は前記図４（Ａ）に示したものの具体的な構造例を示す鉄塔正面図で、最下節の上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間を水平補強部材７Ａにて連結補強するとともに、これら各上側節点１ＡＢ、１ＡＢと既設基礎２Ａ、２Ｂ間に設置された新設基礎４Ａとを新設の傾斜補強部材５Ａ、６Ａにて連結するものである。新設補強部材である傾斜補強部材５Ａ、６Ａ同士の取合いについては、新設基礎４Ａに固定された接続板を挟んで背中合せに、一方の傾斜補強部材５Ａを内向きに他方の傾斜補強部材６Ａを外向きに連結して配設するものである。本実施の形態のものでは、既設鉄塔において上側節点１ＡＢ、１ＡＢ間に既設の水平材がないので、これを取り外すことなく、新設の水平補強部材７Ａを配設すればよい。
【００１７】
図６は主柱材脚部の鉛直反力と補強部材の剛性との関係を示すもので、横軸が補強部材の剛性、縦軸が既設主柱材脚部の鉛直反力である。これによると、補強部材がない場合は、既設主柱材脚部の鉛直反力は２２０ｋＮ（左縦軸）で反力負担割合は１．０（右縦軸）であるが、新設の補強部材の剛性を上げていくと（あるいは既設の主柱材剛性に対する新設の補強部材剛性の割合を上げていくと）既設主柱材脚部の反力および反力負担割合が減少することが示されている。ここでＬ４５×４等は補強部材のサイズを表している。数値が大きい程、剛性が高くなる。したがって、本発明では、鉄塔の増容量化に対応して付加された応力に対して、前記補強部材の剛性を調整することにより、既設基礎が負担する基礎応力は既設の基礎応力以下にして、既設基礎と新設基礎とに最適に分担させることを可能にする。
【００１８】
以上、本発明の各実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、既設基礎、既設主柱材の形状、形式およびそれらの数（つまり構面の平面形状）、既設鉄塔の増容量化の形態、新設基礎、新設補強部材の形状、形式およびそれらの数、新設補強部材の既設主柱材および新設基礎への設置形態（接続板の形状および該接続板への新設補強部材や既設腹材への連結形態）ならびに剛性の調整形態（厚さ、寸法、材質等）等については適宜選定できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明してきたように本発明によれば、複数の各既設基礎上に既設主柱材が立設されて構成された鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う鉄塔の最下構造において、前記既設基礎間を結ぶ構面上に複数の新設基礎を設置するとともに、これら新設基礎と既設主柱材との間を補強部材で連結して、既設基礎と新設基礎で基礎応力を分担するように構成したことにより、鉄塔の増容量化に伴う付加応力の少なくとも全てを新設基礎にて負担することが可能となり、上部材は最下節の補強のみで済み、既設基礎の補強をすることがなく、建替えの施工が簡素で低コストである。しかも、新設部材は既設の構面内に設置できて、用地費用が増加することがなく安価である。
【００２０】
また、前記既設主柱材における最下節上側節点間を水平補強部材にて連結した場合は、鉄塔の増容量化に伴う付加応力の増大による節点間の拡開傾向および新設の傾斜補強部材の上開き傾向を効果的に抑制して強度を向上させることができる。
さらに、前記鉄塔の増容量化に対応して付加された応力に対して、前記補強部材の剛性を調整することにより、既設基礎が負担する基礎応力は既設の基礎応力以下にして、既設基礎と新設基礎とに分担させるように構成した場合は、既設基礎を補強をすることなく、新設補強部材の剛性のみを考慮して施工するだけで、既設基礎と新設基礎の応力負担割合を選定することができ、設計が簡便となる。かくして、本発明によれば、新設の基礎および主柱材ならびに既設の基礎および主柱材が負担する荷重応力を軽減するとともに、既設の用地内にて建替え工事が可能な鉄塔の最下構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鉄塔の最下構造の鉄塔の第１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）は鉄塔基礎部の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ矢視の鉄塔正面図である。
【図２】同、図２（Ａ）は図１（Ａ）のＢ矢視図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ斜視図である。
【図３】同、図３（Ａ）は新設補強材と既設腹材との取合いを示す具体的な構造例を示す鉄塔正面図、図３（Ｂ）（Ｃ）は節点部例の要部拡大図である。
【図４】本発明の鉄塔の最下構造の鉄塔の第２実施の形態を示す鉄塔正面図である。
【図５】前記図４（Ａ）に示したものの具体的な構造例を示す鉄塔正面図である。
【図６】主柱材脚部の鉛直反力と補強部材の剛性との関係を示す図である。
【図７】従来の嵩上げ工法による鉄塔下部構造の構築工法を示す説明図である。
【図８】従来の包み込み工法による送電線の鉄塔構造およびその工法を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・・主柱材
１Ａ
〜１Ｎ・・・節
１ＡＢ・・・節点
２・・・・既設基礎
２Ａ
〜２Ｄ・・・既設基礎
３・・・・構面
４・・・・新設基礎
４Ａ
〜４Ｄ・・・新設基礎
５・・・・傾斜補強部材
６・・・・傾斜補強部材
７・・・・水平補強部材
８・・・・接続板
９・・・・水平接続板
１０・・・・既設腹材

Claims (3)

1. 複数の各既設基礎上に既設主柱材が立設されて構成された鉄塔の増容量化に対応して建替えを行う鉄塔の最下構造において、前記既設基礎間を結ぶ構面上に複数の新設基礎を設置するとともに、これら新設基礎と既設主柱材との間を補強部材で連結して、既設基礎と新設基礎で基礎応力を分担するように構成したことを特徴とする鉄塔の最下構造。
2. 前記既設主柱材における最下節上側節点間を水平補強部材にて連結したことを特徴とする請求項１に記載の鉄塔の最下構造。
3. 前記鉄塔の増容量化に対応して付加された応力に対して、前記補強部材の剛性を調整することにより、既設基礎が負担する基礎応力は既設の基礎応力以下にして、既設基礎と新設基礎とに分担させるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄塔の最下構造。

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