JP2004143920A

JP2004143920A - ポールの支持構造

Info

Publication number: JP2004143920A
Application number: JP2003324783A
Authority: JP
Inventors: Terutaka Ozaki; 小崎　照卓; Keiji Ando; 安藤　慶治; Takashi Okuya; 奥谷　恭士
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP3811477B2

Abstract

【課題】　耐風圧性が高く、設置面積の少ない、低コストのポールの支持構造を提供することを目的とする。
【解決手段】　ポールの支持構造において、前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材をポールの外周に固定し、前記束材を前記ポールの上下方向に所定間隔をおいて複数段設置し、前記ポールの上端、複数段の束材の自由端部、地面に設けたアンカーとの間に初期導入張力を付与された張弦材を設置したことを特徴とするポールの支持構造。
【選択図】図１

Description

　照明、航空障害灯、アンテナ、非常時放送設備、送電線を支持するのポールの支持構造に関する。

　高さ２０〜１００ｍの位置で照明、航空障害灯、アンテナ、非常時放送設備、送電線を支持するのポールの構造は、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように単柱からなるポールの場合は、ポールの上部あるいは中途から、３本以上のワイヤーロープ等からなる支線を斜め下方に根開き状に張設して支持する支線支持タイプの支持構造と、図３（ｃ）、（ｄ）に示されるような塔体を形鋼材や鋼管をトラス状に組立てたトラスタイプの支持構造、及び前記トラスタイプ支持構造と前記支線支持タイプの支持構造を組み合わせたものが知られている。
実開平６−３５９１２号公報

　前記の従来技術は、支線支持タイプの支持構造では、支線の端部を支持する地面支点が広くなり、大きな設置面積が必要となるため、狭い場所には建設できないという問題が生じる。
　また、トラスタイプの支持構造は、受風面積が大きくなるため、鋼材を多く必要とし高コストになる。

　本発明は、前記の従来技術の問題点を解消する耐風圧性が高く、設置面積の少ない、低コストのポールの支持構造を提供することを目的とする。

　前記の課題を解決するために本発明は次のように構成される。
　本第１発明は、ポールの支持構造において、ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材をポールの外周に固定し、前記束材を前記ポールの上下方向に所定間隔をおいて複数段設置し、前記ポールの上端、複数段の束材の自由端部、地面に設けたアンカーとの間に張弦材を初期導入張力を付与して設置したことを特徴とする。

　本第２発明は、照明用、航空障害灯用、アンテナ用、非常時放送設備用、送電線用のポールの支持構造において、前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材を前記ポールの外周に固定し、前記束材を前記ポールの上下方向に所定間隔をおいて複数段設置し、前記ポールの上端、複数段の束材の自由端部、地面に設けたアンカーとの間に張弦材を初期導入張力を付与して設置したことを特徴とする。

　本第３発明は、本第１又は第２発明のポールの支持構造において、前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材を少なくとも３方向に放射状に延出することを特徴とする。

　本第４発明は、本第１〜第３のいずれか１つの発明のポールの支持構造において、前記ポールの上下方向に複数段設置される束材間の各セクションに設置される張弦材の初期導入張力が上方から下方へ行くに従い大きくなるように制御されていることを特徴とする。

　本第５発明は、本第１〜第４発明のいずれかのポールの支持構造において、前記ポールの上部に、少なくとも１つ以上の制振装置が設けられて、共振を抑制するようにしたことを特徴とする。

　本発明の構成である、地面に設置したアンカーとポールに固定した束材間に支線としての張弦材が初期導入張力を付与して設置されるので、束材の上方向の変形が抑制され、束材の上方向の変形を抑制することで、ポールの接合部に風によるポールの変形に抵抗する曲げモーメントを生じさせ、その結果として、ポールが風を受けた時の変形を抑制する拘束効果が発揮でき、高い耐風性を有するという効果を奏する。
　また、支線としての張弦材は束材の自由端部と地面に設置したアンカーとの間にほぼ垂直に設置されるため、従来技術の支線の自重によるたわみを防止でき、支線の根開きを小さくできるので設置面積を少なくすることができる。
　ポールに束材を固定し、束材の端部と地面に設置したアンカーとの間に張弦材を設置するだけの構成なので、低コストで構築が可能となる。
　ポールの上下方向に複数段設置される束材間の各セクションに設置される張弦材の初期導入張力が上方から下方に行くに従い大きくなるように制御されているので、ポールの変形抑制効果が増大し、最下段の束材と地面に設置されたアンカーとの間に設置される張弦材に付与される初期導入張力も過大になることがなく、アンカーの強度を大きなものとする必要がないという効果を奏する。
　また、ポールの上部に、少なくとも１つ以上の制振装置が設けられて、共振を抑制するようにしたので、ポールの高さが高くなっても、ポールの共振時の振幅を著しく低減することができるので、ポール頂部の変形を小さく抑制することができる。

　本発明の実施形態を図により説明する。
　図１に示されるように、照明、航空障害灯、アンテナ、非常時放送設備、送電線を支持するポール１は、高さが２０〜１００ｍに達するため、複数の鋼管等を接続して構成される。複数の鋼管等の接合部の近傍に、鋼管を中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材２がその端部を鋼管の外周に固定して設置される。図１に示されるものは、等間隔で４本の束材２が固定されている。束材２は、ポール１を構成する鋼管等の接合部の近傍に固定されるので、複数段の束材２がポール１の上下方向にほぼ等間隔で設置されることになる。束材２の水平方向の延出長さは、ポール１の上方向の数段の束材２は若干短くされ、ポール１の下部の束材２の水平方向の延出長さはそれより長く、ポール１の下部の複数段の束材２の水平方向の延出長さをほぼ同一とする。地面に設置されるアンカーの設置位置は、最下段の束材２の自由端部のほぼ真下とされる。そのため、ポール１の上端、束材の自由端部、地面に設置したアンカーとの間に設置されるワイヤーロープ等の張弦材３は、根開きの小さい状態で設置される。

　ポール１の上端と最上段の束材２との間、最上段の束材２と上から２段目の束材との間、・・・、下から２段目の束材２と最下段の束材２との各セクションに設置される張弦材３には、上方から下方に行くに従い大きくなる初期導入張力が付加される。複数の鋼管を接続してポール１を組立てる前に、各セクションごとに束材２と束材２との間の張弦材３に所定の初期導入張力を付与しながら複数の鋼管を接続してポール１を組立て、ポール１を地面の基礎上に立設し、最下段の束材２と地面に設置したアンカーとの間の張弦材３に所定の初期導入張力を付加してポール１の設置が完了する。このような施工手順とすることにより各セクションに付与される初期導入張力の制御が容易となる。

　本発明のポールの支持構造は、図２（ｂ）に示されるように、ポール１の複数段の束材間の各セクションに上方から下方に行くに従い大きくなる初期導入張力を付与されて張弦材３が設置されているので、ポール１に風が当たると、風上側の束材２の自由端部は上方向に変形しようとするが、束材２間に設置された張弦材３が束材２の上方向の変形を抑制し、ポール１を構成する鋼管の接合部にポール１の変形に抵抗する矢印のような曲げモーメントが発生し、風によるポール１の変形を小さくすることができる。

　ところで、通常、高さの高いポールの風による横方向の変形、特に頂部についての横方向の変形は、図４に点線（Ａ）で示すようにポールの高さの１／１００（許容値）以下に抑え込むようにするのを設計の目安とされているが、ポール１の高さが８０ｍを越えると、風による振動時の共振の影響により、前記のポール１の頂部の変形が大きくなる。例えば、図４に示すように、張弦材３がない場合は×印の折れ線（イ）のようになり、張弦材があり共振を生じる場合は黒丸印の折れ線（ロ）のようになり、ポール１の上部に、制振装置があり共振を生じない場合は黒三角印の線図（ハ）のようになる。

　図４からわかるように、制振装置をポール１の上部に設けると、ポール１が風により振動しても、ポール頂部の変形を著しく小さく抑制することができるため、共振によりポール１が損傷するのを防止できる共に、ポール１の耐久性を向上させることができる。制振装置をポール１の上部に１つ、または上下または左右方向に複数設ける形態でもよい。

　ポール１の上部に、少なくとも１つ以上の制振装置を取り付ける場合、図５（ａ）に示すように、ポール１の上端部に制振装置４を設ける外付け式のようにしてもよく、図５（ｂ）に示すように、ポール１を構成する鋼管内部に制振装置４を設ける内蔵式のようにすることもできる。

　ポール１に取り付ける制振装置４本体の構成の一形態としては、例えば、図６に示すように、内部が密閉された収納容器５内に、粘性減衰液６と、第１，第２の圧縮コイルスプリング７，８と、この第１，第２の圧縮コイルスプリング７，８の中間に配設されて係合され、前記粘性減衰液６内を移動する重り９としてもよい。前記の第１，第２の圧縮コイルスプリング７，８の基端側は、それぞれ底板１１の上面に固定されている環状支持部または蓋材となっている頂板１０下面に固定されている環状支持部内に位置して位置決め配置されている。前記重り９は中央部に環状の張り出し鍔部を有すると共にこれに一体に上下に截頭円錐状体を備えて嵌合設置が容易とされている。なお、前記頂板１０は収納容器５の本体側に複数のボルト・ナット１６により着脱自在に固定されて、収納容器５内を密閉している。

　図５（ａ）および図６では、ポール１の上端部に制振装置支持用の鋼製頂板１５を固定し、収納容器５の底板１１を、前記頂板１５に複数のボルト・ナット１２により着脱可能に取り付けている形態が示されている。なお、必要に応じ、雷撃を受けた場合に、制振装置４内の重り９や粘性減衰液６に影響がないようにするために収納容器５の筒部は鋼管とし、その上下部の頂板１０および底板１１は鋼板とするとよい。

　図５（ｂ）および図７では、収納容器５の外周面に雌ねじ孔を有する被支持部１３が周方向に等角度間隔で設けられ、ポール１を構成する上部の鋼管の外周面にボルト支持用孔が周方向に等角度間隔で設けられ、前記ボルト支持用孔に挿通されると共に前記被支持部１３にねじ込まれるボルト１４により、制振装置４を所定の位置に設置する形態が示されている。

　前記のような制振装置４では、制振装置４の第１，第２圧縮コイルスプリング７，８および重り９の固有振動数は、ポール１の固有振動数と一致させるようにするとよい。

　このようにすると、ポール１が風による共振により、固有振動数で揺れだすと、制振装置の中の重り９が逆位相で揺れ、ポール１の動きを抑制する力を生み出し、ポール１の振動を抑制することができ、例えば、制振装置がない場合に比べて共振時の振幅を１／１０程度に抑制することもできる。減衰係数比は、粘性減衰液６の粘度，量および重り９の質量により定まるので、これらを変化させることにより、ポール１の受ける振動に対して、所望の減衰比が得られるように設定すればよい。なお、図示の制振装置４を横向き配置にする形態でもよく（ただし、蓋は上部側になるようにする）、また他の公知の制振装置を使用してもよい。

　（作用）
　前記のように本発明においては、地面に設置したアンカーと束材間に支線としての張弦材を初期導入張力を付与して設置されているので、束材の上方向の変形が抑制され、束材の上方向の変形を抑制することで、ポールの接合部に風によるポールの変形に抵抗する曲げモーメントを生じさせ、その結果として、ポールが風を受けた時の変形を抑制する拘束効果が発揮でき、高い耐風性を有する。
　また、支線としての張弦材は束材の自由端部と地面に設置したアンカーとの間にほぼ垂直に設置されるため、従来技術の支線の自重によるたわみを防止でき、支線の根開きを小さくできるので設置面積を少なくすることができる。
　ポールに束材を固定し、束材の端部と地面に設置したアンカーとの間に張弦材を設置するだけの構成なので、低コストのポールの支持構造となる。
ポールの上下方向に複数段設置される束材間の各セクションに設置される張弦材の初期導入張力が上方から下方に行くに従い大きくなるように制御されているので、ポールの変形抑制効果が増大し、最下段の束材と地面に設置されたアンカーとの間に設置される張弦材に付与される初期導入張力も過大になることがない。
　また、ポールの上部に、少なくとも１つ以上の制振装置が設けられて、共振を抑制するようにしたので、ポールの高さが高くなっても、ポールの共振時の振幅を著しく低減することができるので、ポール頂部の変形を小さく抑制することができる。

（ａ）（ｂ）本発明のポールの支持構造を示す斜視図及び平面図（ａ）（ｂ）本発明のポールの支持構造の作用を示す図従来のポールの支持構造を示す図ポールの高さと頂部の変形との関係を示す説明図（ａ）および（ｂ）は制振装置を付属させたポールを示す斜視図ポールの上端部に制振装置を取付けた形態を示す縦断正面図ポールの内部に制振装置を取付けた形態を示す縦断正面図

符号の説明

１：ポール
２：束材
３：張弦材
４：制振装置
５：収納容器
６：粘性減衰液
７：第１圧縮スプリング
８：重り
９：重り
１０：頂板
１１：底板
１２：ボルト・ナット
１３：被支持部
１４：ボルト
１５：頂板
１６：ボルト・ナット

Claims

ポールの支持構造において、前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材をポールの外周に固定し、前記束材を前記ポールの上下方向に所定間隔をおいて複数段設置し、前記ポールの上端、複数段の束材の自由端部、地面に設けたアンカーとの間に張弦材を初期導入張力を付与して設置したことを特徴とするポールの支持構造。
照明用、航空障害灯用、アンテナ用、非常時放送設備用、送電線用のポールの支持構造において、前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材を前記ポールの外周に固定し、前記束材を前記ポールの上下方向に所定間隔をおいて複数段設置し、前記ポールの上端、複数段の束材の自由端部、地面に設けたアンカーとの間に張弦材を初期導入張力を付与して設置したことを特徴とするポールの支持構造。
前記ポールを中心として横方向に水平に適宜な長さ延出する束材を少なくとも３方向に放射状に延出することを特徴とする請求項１又は２に記載のポール支持構造。
前記ポールの上下方向に複数段設置される束材間の各セクションに設置される張弦材の初期導入張力が上方から下方へ行くに従い大きくなるように制御されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポールの支持構造。
前記ポールの上部に、少なくとも１つ以上の制振装置が設けられて、共振を抑制するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポールの支持構造。