JP2005248487A

JP2005248487A - 中空鋼管鉄塔の添接丸材による補強構造

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Publication number: JP2005248487A
Application number: JP2004058013A
Authority: JP
Inventors: Koji Nunotani; 孝治布谷; Minoru Matsunaga; 稔松永; Junji Maeda; 潤滋前田
Original assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Japan Steel Tower Co Ltd JST
Current assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Japan Steel Tower Co Ltd JST
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: JP4309783B2

Abstract

【課題】既設中空鋼管鉄塔の主柱材について、穴明け、切断、溶接等の現地加工を行うことなく、添接丸材等の取付けによって耐風性能、特に圧縮または引張強度を向上させる主柱材の補強構造を得ること。
【解決手段】主柱材の上端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割上支持プレートと、主柱材の下端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割下支持プレートと、上支持プレートの下面に固定された上支持プレート補強リブと、上支持プレートの下面に設けられた上十字溝ジョイント部と、下支持プレートの下面に固定された下支持プレート補強リブと、下支持プレートの上面に設けられた下十字溝ジョイント部と、上下支持プレート間で主柱材の両脇に設けられた１対の添接丸材と、各添接丸材の上下端に設けられた上下突起ジョイント部とからなる。上下突起ジョイント部が上下十字溝ジョイント部に嵌合され、高力ボルト摩擦接合される。
【選択図】図３

Description

本発明は、中空鋼管鉄塔を添接丸材によって補強する補強構造に関し、さらに詳しく言えば、中空鋼管鉄塔の主柱材の圧縮または引張強度を向上させる補強構造に関するものである。

近年、大型台風の襲来頻度が上がっている。また、局所地形によって強風が増速されることが、気流シミレーション等の数値解析、風洞実験等による研究で明らかにされてきた。

このような状況において、既設の送電鉄塔のうち、特に大容量送電に供される中空鋼管鉄塔の耐風補強の必要性が高まってきている。とりわけ、現地での交換が困難とされ、従来ほとんど補強が実施されていない中空鋼管鉄塔の主柱材の補強が重要視されるようになってきた。
特開２００３−３２１９４８号公報特開２００３−０７４２１３号公報

既設中空鋼管鉄塔の主柱材について、穴明け、切断、溶接等の現地加工を行うことなく、添接丸材等の取付けによって耐風性能、特に圧縮または引張強度を向上させる主柱材の補強構造を得ることを、本発明の解決課題としている。

本発明が対象とする中空鋼管鉄塔は、正方形基礎面の各隅部から高さ方向に延びかつ所定の間隔で鍛造フランジをボルト止めによって連結された主柱材と、隣接主柱材間で水平方向に延びる水平腹材と、隣接主柱材間で斜め方向に延びる長尺斜め腹材と、隣接主柱材間で逆の斜め方向に延び、長尺斜め腹材の中央部に交差する短尺斜め腹材とからなる。ただし、水平腹材は、必要に応じて選択的に設けられる。本発明は、このような中空鋼管鉄塔において、主柱材の上端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割上支持プレートと、主柱材の下端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割下支持プレートと、上支持プレートの下面に固定された上支持プレート補強リブと、上支持プレートの下面に設けられた上十字溝ジョイント部と、下支持プレートの下面に固定された下支持プレート補強リブと、下支持プレートの上面に設けられた下十字溝ジョイント部と、上下支持プレート間で主柱材の両脇に設けられた１対の添接丸材と、各添接丸材の上下端に設けられた上下突起ジョイント部とからなる補強構造によって、上記課題を解決している。

ここで、「上」または「下」とは、中空鋼管鉄塔の正方形基礎面に関して、鉄塔の高さ方向における位置関係をいう。また、「縦」とは、分割支持プレートの長手方向をいう。

上下支持プレートを上下端鍛造フランジに固定するフランジボルト部への応力発生を低減するために、上下支持プレートは縦に分割されている。横方向（幅方向、すなわち縦方向に垂直な方向）分割にすると、フランジボルト部への応力発生を低減できない。

添接丸材が主柱材に関してフランジボルト部よりも外側に位置するために、上下支持プレートに曲げモーメントが発生する。このモーメントに対抗するために、上下支持プレートの下面に上下支持プレート補強リブを溶接している。補強リブを支持プレートの下面に設ける理由は、雨水の滞留、ゴミ等の堆積、鳥の巣作り等を防止するためである。

添接丸材補強集合体が、主柱材と添接丸材とに設けられる。添接丸材補強集合体は、主柱材の外周を挟み込む１対の着脱自在の分割バンドと、バンドの中央部から直径方向外方に延びる第１フランジと、添接丸材の外面に直立固定された第２フランジとからなり、第１フランジと第２フランジとがボルトとナットとによって結合される。

主柱材の圧縮強度を補強する場合には、１対の縦分割上支持プレートが補強すべき主柱材の上端鍛造フランジの下面にボルト止めされ、また、１対の縦分割下支持プレートが補強すべき主柱材の下端鍛造フランジの上面にボルト止めされ、これにより当該主柱材の圧縮強度を補強する。他方、主柱材の引張強度を補強する場合には、１対の縦分割上支持プレートが補強すべき主柱材の上端鍛造フランジに隣接する主柱材の下端鍛造フランジの上面にボルト止めされ、また、１対の縦分割下支持プレートが補強すべき主柱材の下端鍛造フランジに隣接する主柱材の上端鍛造フランジの下面にボルト止めされ、これにより当該主柱材の引張強度を補強する。

本発明の補強構造によれば、隣接主柱材の上下鍛造フランジ間が１対の添接丸材によって支持されるので、主柱材の、圧縮または引張強度が増加する。また、新設する部品に関しては予め工場において切断、穴明け、溶接等の加工が施されるので、既設中空鋼管鉄塔の構成部材にはなんら現地加工を施すことなく、ボルトとナットによる簡単な組付け作業だけで補強工事が完了する。添接丸材自体も、添接丸材補強集合体によって補強される。

図面を参照して、本発明にもとづく中空鋼管鉄塔のバンド式補強材による補強構造の実施例について説明する。

まず、図１、２において、本発明が対象とする中空鋼管鉄塔１０は、正方形基礎面２０の各隅部から高さ方向に延びる主柱材１と、隣接主柱材１間で水平方向に延びる水平腹材２と、隣接主柱材１間で斜め方向に延びる長尺斜め腹材３と、隣接主柱材１間で逆の斜め方向に延び、長尺斜め腹材３の中央部に交差する短尺斜め腹材４、４とからなる。ただし、水平腹材２は、必要に応じて選択的に設けられる。図１、２は、本発明の補強構造を適用した既設の中空鋼管鉄塔１０を示すが、以下に述べる構成を除いて、従来の中空鋼管鉄塔と基本構成においてはなんら相違はない。

本発明の補強構造は、図３−７に最もよく示すように、このような中空鋼管鉄塔１０において、主柱材１の上端鍛造フランジ１２ａにボルト止めされる１対の縦分割上支持プレート５、５（図４、５）と、主柱材１の下端鍛造フランジ１２にボルト止めされる１対の縦分割下支持プレート６、６（図６、７）と、上支持プレート５、５の下面に溶接固定された上支持プレート補強リブ５１、５１（図３、５）と、上支持プレート５、５の下面に設けられた上十字溝ジョイント部５２、５２（図３、５）と、下支持プレート６、６の下面に溶接固定された下支持プレート補強リブ６１、６１（図３、７）と、下支持プレート６、６の上面に設けられた下十字溝ジョイント部６２、６２（図３、６）と、上下支持プレート５、６間で主柱材１の両脇に設けられた１対の添接丸材７、７（図１、３）と、各添接丸材７の上下端に設けられた上下突起ジョイント部８、８（図１０、１２）とからなる。

上十字溝ジョイント部５２は、図５、１０に最もよく示すように、縦分割上支持プレート５の下面に垂直に溶接固定された基板５２１と、基板５２１に高力ボルト摩擦接合されかつ上突起ジョイント部８に高力ボルト摩擦接合される連結板５２２とからなる。下十字溝ジョイント部６２は、図６、１０に最もよく示すように、縦分割上支持プレート６の上面に垂直に溶接固定された基板６２１と、基板６２１に高力ボルト摩擦接合されかつ下突起ジョイント部８に高力ボルト摩擦接合される連結板６２２とからなる。

図３、８、９に最もよく示すように、添接丸材補強集合体９が、主柱材１と添接丸材７、７とに設けられる。添接丸材補強集合体９は、主柱材１の長手方向に間隔をあけて数箇所（図３では２箇所）設けられる。添接丸材補強集合体９は、主柱材１の外周を挟み込み、慣用のボルトとナット（図示せず）とによって固定された１対の着脱自在の分割バンド９１、９１と、各バンド９１の中央部から直径方向外方に延びる第１フランジ９１１と、添接丸材７の外面に直立固定された第２フランジ７１とからなり、第１フランジ９１１と第２フランジ７１とが慣用のボルトとナット（図示せず）とによって結合される。

主柱材１の圧縮強度を補強する場合には、図３に示すように、１対の縦分割上支持プレート５、５が補強すべき主柱材１の上端鍛造フランジ１１の下面にボルト止めされ、また、１対の縦分割下支持プレート６、６が補強すべき主柱材１の下端鍛造フランジ１２の上面にボルト止めされ、これにより当該主柱材１の圧縮強度を補強する。他方、主柱材１の引張強度を補強する場合には、図１３に示すように、１対の縦分割上支持プレート５、５が補強すべき主柱材１の上端鍛造フランジ１１に隣接する主柱材１ａの下端鍛造フランジ１２ａの上面にボルト止めされ、また、１対の縦分割下支持プレート６、６が補強すべき主柱材１の下端鍛造フランジ１２に隣接する主柱材１ｂの上端鍛造フランジ１１ｂの下面にボルト止めされ、これにより当該主柱材１の引張強度を補強する。

補強工事にさいしては、中空鋼管鉄塔１０の全高、または必要箇所において、まず、慣用の仮支持材（図示せず）で仮補強をした後、隣接主柱材１の上下端鍛造フランジ１１、１２を止めているボルトとナットとを上下鍛造フランジ１１、１２から外し、各鍛造フランジ１１、１２にそれぞれ上支持プレート５、５および下支持プレート６、６をボルトとナットとによって取り付ける。次いで、補強すべき主柱材１の両脇に添接丸材７、７を配置し、上下十字突起ジョイント部８、８と、上下十字溝ジョイント部５２、６２とを連結板５２２、６２２をかいして高力ボルト（図示せず）によって摩擦接合（ボルト滑りによる添接丸材分担応力低減を防止するため）する。主柱材１の必要箇所に添接丸材補強集合体９を取り付け、添接丸材７、７に連結固定する。最後に、仮支持材を取り外す。

本発明の補強構造が適用された中空鋼管鉄塔の一部側面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線から見た平面図である。図１に示す中空鋼管鉄塔の部分拡大側面図であって、本発明の補強構造の一実施例を示す。図３のＩＶ−ＩＶ線から見た補強構造の横断面図である。図３のＶ−Ｖ線から見た補強構造の横断面図である。図３のＶＩ−ＶＩ線から見た補強構造の横断面図である。図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線から見た補強構造の横断面図である。図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線から見た補助バンドの横断面図である。図８のＩＸ−ＩＸから見た正面図である。図３における補強構造の左半分の部分拡大側面図である。図１０における添接丸材の端部の平面図である。図１０における添接丸材の端部の斜視図である。図１に示す中空鋼管鉄塔の部分拡大側面図であって、本発明補強構造の別の実施例を示す。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ主柱材２水平腹材
３長尺斜め腹材４短尺斜め腹材
５縦分割上支持プレート６縦分割下支持プレート
７添接丸材８上下十字突起ジョイント部
９添接丸材補強リブ１０中空鋼管鉄塔
１１，１１ｂ上端鍛造フランジ
１２，１２ａ下端鍛造フランジ
２０正方形基礎面５１上支持プレート補強リブ
５２上十字溝ジョイント部６１下支持プレート補強リブ
６２下十字溝ジョイント部７１第２フランジ
９１分割バンド５２１，６２１基板
５２２，６２２連結板９１１第１フランジ

Claims

正方形基礎面の各隅部から高さ方向に延びかつ所定の間隔で鍛造フランジをボルト止めによって連結された主柱材と、該隣接主柱材間で水平方向に延びかつ選択的に設けられる水平腹材と、前記隣接主柱材間で斜め方向に延びる長尺斜め腹材と、前記隣接主柱材間で逆の斜め方向に延び、前記長尺斜め腹材の中央部に交差する短尺斜め腹材とからなる中空鋼管鉄塔において、
前記主柱材の上端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割上支持プレートと、
前記主柱材の下端鍛造フランジにボルト止めされる１対の縦分割下支持プレートと、
前記上支持プレートの下面に固定された上支持プレート補強リブと、
前記上支持プレートの下面に設けられた上十字溝ジョイント部と、
前記下支持プレートの下面に固定された下支持プレート補強リブと、
前記下支持プレートの上面に設けられた下十字溝ジョイント部と、
前記上下支持プレート間で前記主柱材の両脇に設けられた１対の添接丸材と、前記各添接丸材の上下端に設けられた上下突起ジョイント部とからなり、
前記上下突起ジョイント部が前記上下十字溝に嵌合され、ボルト止めされる、中空鋼管鉄塔の添接丸材による補強構造。
添接丸材補強集合体が、前記主柱材と前記添接丸材とに設けられている、請求項１に記載の補強構造。
前記添接丸材補強集合体は、前記主柱材の外周を挟み込む１対の着脱自在の分割バンドと、該バンドの中央部から直径方向外方に延びる第１フランジと、前記添接丸材の外面に直立固定された第２フランジとからなり、前記第１フランジと前記第２フランジとがボルトとナットとによって結合される、請求項１に記載の補強構造。
前記１対の縦分割上支持プレートが補強すべき主柱材の上端鍛造フランジの下面にボルト止めされ、また、前記１対の縦分割下支持プレートが前記補強すべき主柱材の下端鍛造フランジの上面にボルト止めされ、これにより当該主柱材の圧縮強度を補強する、請求項１に記載の補強構造。
前記１対の縦分割上支持プレートが補強すべき主柱材の上端鍛造フランジに隣接する主柱材の下端鍛造フランジの上面にボルト止めされ、また、前記１対の縦分割下支持プレートが前記補強すべき主柱材の下端鍛造フランジに隣接する主柱材の上端鍛造フランジの下面にボルト止めされ、これにより当該主柱材の引張強度を補強する、請求項１に記載の補強構造。