JP2014084614A

JP2014084614A - キャップ付きコンクリートポール

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Publication number: JP2014084614A
Application number: JP2012233532A
Authority: JP
Inventors: Akira Hisamoto; 彰久本; Fusashi Matsumoto; 総史松本
Original assignee: Dainichi Concrete Kogyo Kk
Current assignee: Dainichi Concrete Kogyo Kk
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】内部に複数の鉄筋が埋設されたコンクリートポールと、該コンクリートポールの先端部に嵌合される筒形キャップとを備えるキャップ付きコンクリートポールにおいて、コンクリートポールと筒形キャップの接合部分で発生する作用点の高い位置からの負荷による大きな曲げモーメントに起因するポールの破壊を防止する。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、所定長さＬのコンクリートポール２と、所定長さＲの筒形キャップ３と、コンクリートポール２の上端面２０に当接するように配設される板状部材４と、該板状部材４を貫通して突出する複数の鉄筋５の先端部を板状部材４に固着する固着手段６とを備えることによって構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に夫々長手方向に延びる複数の鉄筋が埋設されたコンクリートポールの先端部に、所定長さの筒形キャップを嵌合させることでコンクリートポールの実質的な作用長を拡張するようにしたキャップ付きコンクリートポールに関する。

コンクリートポールの主な使用用途は、電力設備から送配電される電力を搬送する電力線や電話設備から送配信される信号を搬送する電話線を空中に架設した状態で支持する架線支持柱である。
そして、電力線の架線に使用されるコンクリートポールの長さは１４ｍ〜１７ｍにもなり、このような長尺なコンクリートポールを荷物として運搬するには、道路法及び道路交通法で定める法規制を遵守することが求められている。

具体的には、全長１２ｍを超える車両は特殊車両扱いとなり、道路管理者に通行許可の申請を行う旨が道路法に定められている。又、車両長さの１０％を超える荷物を運搬する場合は、警察に通行許可の申請をする旨が道路交通法に定められている。
更に、道路管理者が荷物の長さや走行する道路環境等により、誘導車の設置や夜間走行の通行条件を満たすことを前提に上記通行許可の申請を認可する旨が道路法に規定されている。

従って、道路法の規定での車両長さは荷物も含めた長さが対象となるため、１２ｍまでの長さのコンクリートポールであれば上記法規制に触れることなくトラックで目的地に運搬することが可能になる。又、１２ｍを超える長さのコンクリートポールを運搬する場合には、上記法規制に従った通行許可の申請や誘導車の設置が必要になってくるため、申請に手間がかかり、審査期間（２週間〜２ヶ月）による工期の遅れや申請及び誘導車の確保等にも費用がかかってくる。

一方、上下２本のポールをフランジ結合式の継手部を利用して連結する分割式コンクリートポールが下記の特許文献１に示すように提案されている。このような分割式コンクリートポールを使用すれば上述した運搬時の通行許可の申請や誘導車の設置の義務は負わないが、１本もののコンクリートポールを使用する場合に比べて製品コストが２倍以上かかってしまうという問題点がある。

上記フランジ結合式の継手部を利用して連結する分割式コンクリートポールは、フランジ継手のコストが非常に高いのでコストが２倍以上になる。そこで鋼製の筒型キャップを嵌合させて連結することにより連結部分の簡易化でコストダウンを図った２分割柱にすることにより、全長１２ｍの車両を使用すれば運搬時の通行許可や誘導車の設置の義務を回避することが可能であり、かつ製品コストもフランジ結合式コンクリートポールよりも安価になる。
そして、図６に示す如く、コンクリートポール（下柱）１０１と筒形キャップ（上柱）１０２を接合したキャップ付きコンクリートポール１０３において、その接合部分１０４が隙間無く密着して接合されている場合には、荷重点Ｔに力を加えると、筒形キャップ（上柱）１０２からコンクリートポール（下柱）１０１に円滑に曲げ応力が伝わり、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＡ５３７３）の曲げ性能に適合したポールであれば規定の荷重を負荷させた場合にポールの破壊は生じない。

特開２００８−１３９５１号公報

一般に、コンクリートポールの曲げ性能試験は、ポールの先端から０．２５ｍ下がった位置で負荷をかけ、ひび割れ試験荷重を負荷させた時に０．２５ｍｍ以上のひびが発生してはならないと規定されている。更にひび割れ試験荷重の２倍の負荷をかけた状態でコンクリートポールの折損が生じてはならないと規定されている。しかし、図６に示した、キャップ付きのコンクリートポール１０３はコンクリートポール１０１に鋼製の筒形キャップ１０２をかぶせた状態で柱の地上高さを嵩上げするため、下柱（コンクリートポール１０１）の受ける負荷は通常のコンクリートポールの受ける荷重よりも作用点の高い位置からの負荷となるために、大きな荷重となる。

例えば、図７の左方に通常のコンクリートポール１０１Ａを示し、且つ右方にキャップ付きコンクリートポール１０３（コンクリートポール１０１Ｂにキャップ１０２をかぶせたもの）を示す。これらの左右の柱の頂部から０．２５ｍ下がった同じ高さ位置で７ｋＮの負荷をかけた場合、１本もののコンクリートポール１０１Ａもキャップ付きコンクリートポール１０３もＢの位置での曲げ応力は、断面が同じ場合には同等である。しかしながら、１本もののコンクリートポール１０１ＡはＡＢ間にわたって軸方向に配置された鉄筋が長いため、鉄筋のぬけが発生することは無いが、キャップ付きコンクリートポール１０３は、負担する鉄筋の長さがＣＢ間という短い長さしかないために鉄筋のぬけが生じてしまう可能性が高い。すなわち１本もののコンクリートポール１０１Ａでは、７ｋＮの曲げ負荷による引張力をポール１０１Ａの頂部から下方へ４８７５ｍｍの長さにわたって鉄筋とコンクリートの付着で負担するが、キャップ付きコンクリートポール１０３では、負担する鉄筋の長さが５７５ｍｍしかないので鉄筋のぬけが生じる可能性が高くなり、折れ・ひび割れ等の破壊が生じてしまうという問題点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題を要約すると、内部に鉄筋が埋設されたコンクリートポールと、該コンクリートポールの先端部に嵌合される鋼製の筒形キャップとを備えるキャップ付きコンクリートポールにおいて、コンクリートポールと筒形キャップの接合部分で発生する高い作用点からの大きな曲げモーメントに起因する鉄筋のぬけを防止してキャップ付きコンクリートポールの破壊を防止し得る運搬が容易で設置コストが安価且つ工期の短縮にも寄与し得るキャップ付きコンクリートポールを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールは、内部に夫々長手方向に延びる複数の鉄筋（５）が埋設された所定長さのコンクリートポール（２）と、組立て時に該コンクリートポール（２）の先端部に嵌合されてコンクリートポールの作用長を拡張する所定長さの筒形キャップ（３）とを備える、キャップ付きコンクリートポールにおいて、前記コンクリートポール（２）の先端部の端面に当接するように配設される板状部材（４）と、前記コンクリートポール（２）の先端部の端面から前記板状部材（４）を貫通する前記複数の鉄筋（５）の先端部を前記板状部材（４）に固着する固着手段（６）とを、更に備えていることを特徴とする。

又、前記コンクリートポール（２）の長さ（Ｌ）は、１２ｍ以下に設定されていてもよい。
又、前記筒形キャップ（３）は、平均肉厚（ｔ）が３ｍｍ〜６ｍｍの鋼管材料によって形成されていてもよい。

又、前記筒形キャップ（３）の前記コンクリートポール（２）に対する嵌合長さ（Ｎ）は、６００ｍｍ以上に設定されていてもよい。
又、前記筒形キャップ（３）は、平均肉厚（ｔ）が３ｍｍ〜６ｍｍの鋼管材料によって形成されていてもよい。

又、前記板状部材（４）は、前記コンクリートポール（２）の先端部の端面形状に合わせた円環形状に形成されており、前記貫通する複数の鉄筋（５）を受け入れる複数の受入れ孔（８）を備えた所定肉厚の鋼製平板材料によって形成されていてもよい。
又、前記板状部材（４）の肉厚（ｕ）は、６ｍｍ以上に設定されていてもよい。

又、前記固着手段（６）は、前記板状部材（４）の前記筒形キャップ（３）側の端面（６０）に当接するように取り付けられる複数の固定ナット（６１）と、該固定ナット（６１）の雌ネジ部に螺合する前記複数の鉄筋（５）の先端部に刻設されている雄ネジ部（６２）とを備えることによって構成されていてもよい。

又、前記固着手段（６）は、前記複数の鉄筋（５）の端部にヘディング加工を行って作ったボタンヘッドによって固着することによって構成されていてもよい。

又、前記コンクリートポール（２）は、予め設定された所定長さ（Ｌ）のものを使用し、前記筒形キャップ（３）は、使用が想定される前記拡張した時のコンクリートポールの作用長（Ｍ）に対応した所定長さ（Ｒ）のものが複数用意されていてもよい。

本発明のキャップ付きコンクリートポールによれば、次に示す効果がある。
（１）先ず、所定長さのコンクリートポールの先端部に筒形キャップを嵌合させてコンクリートポールの作用長を拡張するようにしたから、コンクリートポール自体の長さを長くすることなく、コンクリートポールの実質的な作用長を必要な長さに拡張することが可能になる。又、嵌合式の筒形キャップの採用により製品コストを低く抑えることが可能になる。

（２）又、コンクリートポールの先端部の端面に当接する板状部材と、該板状部材を貫通する複数の鉄筋を当該板状部材に固着する固着手段とを更に備えるようにしたから、前述した筒形キャップとコンクリートポールの接合部分において、高い作用点からの大きな曲げモーメントがかかっても上記板状部材と固着手段とによる抗力によるアンカー効果で鉄筋のぬけを生ずることなく、該コンクリートポールの破断は生じない。
これについて、他の従来例として図１７に示すごとく、既存の商品であるキャップ方式鋼管も開発されているが、このキャップ方式鋼管の使われ方は、既に建っているコンクリートポール２０１の高さが不足してきた場合に、コンクリートポール２０１の上端部に所定高さＹ１のキャップ２０２を取付けて嵩上げ用として使用されるもので、新設の柱に使用される目的のものでは無い。また、嵩上げ高さも１〜２ｍの長さと短いもので、新設の柱に適用する場合には、今回の目的として考えている道路法や道路交通法の通行許可や誘導車の設置の義務を回避することが必要だが、このためには、接合後の全長が１４ｍ（１２ｍ＋嵩上げ２ｍ）は使用可能だが接合後の長さが１５〜１７ｍの柱には下柱であるコンクリートポールが１３ｍ〜１５ｍとなり適用できない。なお図１７中、寸法Ｙ１は上記のごとく嵩上げ用キャップ２０２の高さ（この場合２５００ｍｍ）であり、寸法Ｙ２は、寸法Ｙ１から、コンクリートポール２０１とキャップ２０２との嵌合部高さＹ３（この場合５００ｍｍ）を引いた、キャップ２０２による実質的な嵩上げ高さ（この場合２０００ｍｍ）である。
また、この商品が設置を対象としている既設のコンクリートポールには、本発明による鉄筋のぬけを防止する板状部材は設けられていないので、高い作用点からの大きな曲げモーメントによる鉄筋のぬけが生じてコンクリートポールに破断を生じさせる可能性があるという問題点がある。

（３）又、前記コンクリートポールの長さを１２ｍ以下に設定した場合には、該コンクリートポールをトレーラー等の大型の特殊車両を使用することなく、トラックを使用して目的地に運搬することが可能になるため、上述した通行許可の申請や誘導車の設置の義務を負うことなく、コンクリートポールの運搬コストの削減と工期の短縮とが図られるようになる。
又、前記拡張されたコンクリートポールの作用長を１４ｍ〜１７ｍの範囲に設定した場合には、電力線や電話線等の通信線との共架線用のポールとして広く使用されている長さのコンクリートポールとして本発明のキャップ付きコンクリートポールを利用できるようになり、汎用性の高いコンクリートポールを安価に提供できるようになる。

（４）又、前記筒形キャップのコンクリートポールに対する嵌合長さ（Ｎ）を６００ｍｍ以上に設定した場合には、筒形キャップの支持力が高まり、筒形キャップを確実に支持して、筒形キャップの安定した姿勢を保つことができるようになる。
又、前記筒形キャップを平均肉厚が３ｍｍ〜６ｍｍの鋼管材料によって形成した場合には、筒形キャップに要求される機械的強度が確保され、筒形キャップの軽量化を図ることができるようになる。

（５）又、前記板状部材をコンクリートポールの先端部の端面形状に合わせた円環形状に形成し、前記貫通する複数の鉄筋を受け入れる複数の受入れ孔を備えた所定肉厚の鋼製平板材料によって形成した場合には、前記筒形キャップの嵌合に支障にならない必要最小限の大きさの板状部材が提供できるようになる。
又、前記板状部材の肉厚を６ｍｍ以上に設定すれば、前述した高い作用点からの大きな曲げモーメントが生じても鉄筋の抜けを確実に防止してコンクリートポールに対する鉄筋の付着力を保ってコンクリートポールの破壊を防止することが可能になる。

（６）又、前記固着手段を前記板状部材の筒形キャップ側の端面に当接する複数の固定ナットと、該固定ナットの雌ネジ部に螺合する前記複数の鉄筋の先端部に刻設されている雄ネジ部とを備えることによって構成した場合には、夫々の固定ナットを締め付けることによって複数の鉄筋が板状部材と一体になって前記高い作用点からの大きな曲げモーメントに耐えられる抗力を得るようになる。

又、前記コンクリートポールとしては、予め設定された所定長さのものを使用し、前記筒形キャップを、使用が想定されるコンクリートポールの作用長に対応した所定長さのものを予め複数用意しておくことによって構成した場合には、使用する筒形キャップの組み合わせを替えることによって使用が想定される種々のコンクリートポールの全長の変化に対応できるようになり、キャップ付きコンクリートポールの無駄のない効率的な製造と管理が可能になる。

本発明の実施の形態を示す図で、キャップ付きコンクリートポールを示す斜視図である。本発明の実施の形態を示す図で、キャップ付きコンクリートポールを示す側断面図である。本発明の実施の形態を示す図で、筒形キャップに対するコンクリートポールの接合部分を拡大して示す図２中の矢視Ｅ部の拡大図である。本発明の他の実施の形態を示す図で、筒形キャップとコンクリートポールの接合部分を拡大して示す図２中のＦ−Ｆ断面図である。本発明の実施の形態を示す図で、筒形キャップの荷重点に横断面方向の曲げ荷重がかかった場合の力の伝達状態を示す説明図である。従来のキャップ付きコンクリートポールを示す図で、筒形キャップの荷重点に横断面方向の曲げ荷重がかかった場合の筒形キャップとコンクリートポールとの間に隙間がない場合の力の伝達状態を示す説明図である。従来の一本もののコンクリートポールと、従来のキャップ付きコンクリートポールとに夫々横断面方向の曲げ荷重を作用させたときの状態を比較して示す図である。本発明の効果を試すために行った比較試験１（従来タイプ１）の内容と結果を示す説明図である。本発明の効果を試すために行った比較試験２（従来タイプ２）の内容と結果を示す説明図である。本発明の効果を試すために行った比較試験３（本発明タイプ１）の内容と結果を示す説明図である。本発明の効果を試すために行った比較試験４（本発明タイプ２）の内容と結果を示す説明図である。本発明の効果を試すために行った比較試験５（本発明タイプ３）の内容と結果を示す説明図である。比較試験１（従来タイプ１）と比較試験２（従来タイプ２）における接合部分での筒形キャップとコンクリートポールの離れ（隙間）量を表化したものである。比較試験３（本発明タイプ１）乃至比較試験５（本発明タイプ３）において使用した筒形キャップとコンクリートポールの嵌合前後の横断面形状と曲げ荷重方向を示す説明図である。比較試験３（本発明タイプ１）と比較試験４（本発明タイプ２）における接合部分での筒形キャップとコンクリートポールの離れ（隙間）量を表化したものである。比較試験５（本発明タイプ３）における接合部分での筒形キャップとコンクリートポールの離れ（隙間）量を表化したものである。従来のキャップ付きコンクリートポールの他の例を示す図である。

以下、本発明に係るキャップ付きコンクリートポール１の構造と、筒形キャップにかかる横断面方向の曲げ荷重に対するキャップ付きコンクリートポール１の力の伝達状態とについて図示の実施の形態と比較試験１乃至比較試験５を例にとって具体的に説明する。
最初に、図１乃至図５に基づいて本実施の形態に係るキャップ付きコンクリートポール１の構造について説明する。

（１）キャップ付きコンクリートポールの構造（図１乃至図５及び図１４参照）
本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、前述した電力線や電話線等の架線支持柱として利用できる他、ケーブルテレビ・有線放送・ＰＨＳアンテナ用の通信線、無線ＬＡＮケーブル、水道やガスメーターの監視線、交通信号の制御線、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（登録商標））の情報線や地域気象観測システム（ＡＭｅＤＡＳ）の情報線等、種々の架線支持柱として利用可能である。
そして、本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、図２に示すごとく、内部に夫々長手方向Ｚに延びる複数の鉄筋５が埋設された所定長さＬのコンクリートポール２と、組立て時に該コンクリートポール２の先端部に嵌合されてコンクリートポールの作用長Ｍを拡張する所定長さＲの筒形キャップ３とを備えることによって基本的に構成されている。

又、本発明のキャップ付きコンクリートポール１の特徴的構成として、上記コンクリートポール２の上端面に当接するように板状部材４（図３、図４）が配設されており、上記コンクリートポール２の上端面から上記板状部材４を貫通して例えば突出する複数の鉄筋５の先端部を上記板状部材４に固着する固着手段６が更に備えられている。

コンクリートポール２は、一例として上端面２０及び下端面２１（図１乃至図３）が解放されているコンクリート製の長尺な円管状の部材である。そして、該コンクリートポール２の側胴部２２には、図３及び図４に示すごとく、コンクリートポール２の長手方向Ｚに延びる一例として８本の鉄筋５が同一円周上に等間隔で配置されている。
又、コンクリートポール２の上端面２０（末口）の直径Ｄ（図２）は、下端面２１（元口）の直径Ｄ０よりも幾分小さめに設定されており、下端面２１から上端面２０にかけて緩やかな傾斜を有するテーパ管形状のコンクリートポール２になっている。
因みに、本実施の形態では、末口の直径Ｄ（図２）が約２５７ｍｍ、元口の直径Ｄ０（図２）が約４１７ｍｍ、コンクリートポール２の長さＬが約１２ｍのコンクリートポール２を使用している。

筒形キャップ３（図２）は、一例として平均肉厚ｔが３ｍｍ〜６ｍｍ程度の鋼管材料によって形成されている。又、本実施の形態では、図１４に示す如く、平均肉厚ｔが約６ｍｍの平板状のＳＳ４００材製の鋼板３をくの字形３ａに折り曲げてその端面を溶接して管状に成形したＵＯＥ加工鋼管を一例として使用している。
因みに、本実施の形態では、図２中、末口外径Ｄ１が約２０４ｍｍ、元口外径Ｄ２が約２７９ｍｍ、長さＲが約５６００ｍｍ、平均肉厚ｔが約６ｍｍの筒形キャップ３が使用されており、該筒形キャップ３の上記コンクリートポール２に対する嵌合長さＮを約６００ｍｍに設定している。
そして、このようにして構成される筒形キャップ３を上述したコンクリートポール２の上部に嵌合させることによって拡張されるコンクリートポールの作用長Ｍは約１７ｍになっている。

板状部材４は、図３及び図４に示す如く、上記コンクリートポール２の上端面２０の形状に合わせて一例として円環形状に形成された所定肉厚ｕの鋼製平板材料によって形成されている。
そして、本実施の形態では肉厚ｕが約６ｍｍの板状部材４が使用されており、該板状部材４には上述した８本の鉄筋５の上方に突出した部分を貫通状態で受け入れる８個の受入れ孔８が上記鉄筋５と同じ円周上に等間隔で配置されている。

上記８本の鉄筋５の先端部に刻設された雄ネジ部６２を上記板状部材４の鉄筋受け入れ孔８に貫通させ、８個の固定ナット６１で固定することで構成されコンクリート打設時に一体成型されている。
そして、上記固定ナット６１を鉄筋５の先端部の雄ネジ部６２に螺合させて締め付けることによって、上記鉄筋５のぬけを、上記板状部材４を介してコンクリートポール２の引張側半断面Ｊ全体で受け持つことで防止している。

又、このようにして構成される本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、図２及び図５に示すように地面ＧＬ下方の地中Ｇに埋設される地際部２３から下端面２１までの長さＳが約２．５ｍ、地面ＧＬ上方の地上ＧＵに立設される部分の長さＶが約１４．５ｍに設定されており、上記筒形キャップ３の末口端面３０の下方、約０．２５ｍの距離Ｘに荷重点Ｔをとった時の該荷重点Ｔから地面ＧＬまでの長さＷが約１４．２５ｍに設定されている。

（２）筒形キャップ３に曲げ荷重がかかった時のキャップ付きコンクリートポールの力の伝達状態（図５乃至図７参照）
コンクリートポールに関するＪＩＳ規格（ＪＩＳＡ５３７３）では、曲げ性能に関して以下のように規定されている。例えば、ポールの作用長Ｍが１７ｍ、ポール末口の直径が１９ｃｍ、荷重点Ｔにかかるひび割れ試験荷重が１０ｋＮのキャップ付きコンクリートポール１を考えると、筒形キャップ３の荷重点Ｔに１０ｋＮの曲げ荷重がかかった場合にポール側面に０．２５ｍｍを超えるひびが発生してはならない。
又、最大設計曲げ荷重の２倍の負荷をかけた場合にポールが破壊してはならないということになっている。

そして、板状部材４と固着手段６を有しない図６及び図７に示す従来のキャップ付きコンクリートポール１０３の場合には、作用点の高い位置からの負荷による大きな曲げモーメントを嵌合部分ＢＣ間の短い距離で受け持つようになり、図７中、右側の半断面部分で引張力が発生し、且つ左側の半断面部分で圧縮力が発生する。
このような曲げをＢＣ間の短い距離で受け持つと、コンクリートポール１０１Ｂに対する図示しない鉄筋の付着力よりも曲げ引張力が大きくなって鉄筋のぬけが生じてコンクリートポール１０１Ｂの破断が生じてしまう。

これに対して、本発明では、前述した板状部材４と固着手段６の採用によって上記接合部分２４で作用点の高い位置からの負荷による大きな曲げモーメントが発生しても、上記複数の鉄筋５を固定ナット６１で固定することによって、上述したように板状部材４を介してコンクリートポール２の引張側半断面Ｊ（図４）の全体で受け持つようになり、該鉄筋５のぬけを効果的に防止してコンクリートポール２の破壊を未然に防止できるように構成されている。

（３）比較試験の内容と結果（図８乃至図１６参照）
次に、図８乃至図１６に基づいて本発明のキャップ付きコンクリートポール１の効果を試すために行った比較試験１〜比較試験５の内容と結果について説明する。
尚、比較試験１及び２では、板状部材４と固着手段６を有しない従来のキャップ付きコンクリートポール１０３について行った条件の違う二種の曲げ性能試験を行い、比較試験３〜比較試験５では、板状部材４と固着手段６を有する本発明のキャップ付きコンクリートポール１について行った条件の違う三種の曲げ性能試験を行って、夫々の曲げ性能試験の結果を比較した。

（Ａ）比較試験１（図２、図８及び図１３、１４参照）
比較試験１では、図２に示す如く、ポールの作用長Ｍが１６ｍ、荷重点Ｔにかかる最大設計曲げ荷重（以下、適宜、ひび割れ試験荷重、という）が７ｋＮ、コンクリートポール１０１の末口の直径Ｄが２４７．３ｍｍ、元口の直径Ｄ０が４０３．３ｍｍ、長さＬが１１．７ｍ、筒形キャップ１０２の末口外径Ｄ１が１９９．４ｍｍ、元口外径Ｄ２が２６４．４ｍｍ、長さＲが４８７５ｍｍ、平均肉厚ｔが４．５ｍｍ、材質がＳＴＫ４９０材、嵌合長さＮを５７５ｍｍ、荷重点Ｔの位置を筒形キャップ１０２の末口端面３０から２５０ｍｍの位置、荷重点Ｔ（図２、図８）から地際部２３（地面ＧＬ）までの長さＷを１３．２５ｍにした条件下で曲げ性能試験を実施した。このとき、キャップ３の荷重点Ｔからコンクリートポールの上端面までの長さＬ１は４０５０ｍｍである。なお、図８中に示す、ポールの形状寸法「１６ｍ−１９−７００」の意味は、コンクリートポール１０１にキャップ１０２を取り付けた全長１６ｍ、コンクリートポールの上端面の直径１９ｃｍ、コンクリートポールのひび割れ試験荷重７００ｋｇ（７ＫＮに相当）である。以下、図９乃至図１１について同様である。また図１３に示す、「１６−７」の意味は、コンクリートポール１０１にキャップ１０２を取り付けた全長１６ｍ、及びコンクリートポールのひび割れ試験荷重７ＫＮであり、同じく「１４−７」の意味は、コンクリートポール１０１にキャップ１０２を取り付けた全長１４ｍ、及びコンクリートポールのひび割れ試験荷重７ＫＮであり、以下図１３、図１５及び図１６について同様である。

曲げ性能試験の結果は図８に示す通りである。その曲げ試験手順としては、まず筒形キャップ３の先端荷重点Ｔを矢印Ａ方向（図８中コンクリートポールを上方から見て時計回り方向；図中下方向；以下同様）へひび割れ試験荷重（７ＫＮ）が作用するまで曲げ、次に逆方向へ戻して、キャップ３の先端荷重をＢ方向（図８中コンクリートポールを上方から見て反時計回り方向；図中上方向；以下同様）へひび割れ試験荷重（７ＫＮ）、更にはそれを超えて破壊荷重（１４ＫＮ）が作用するまで曲げる。このときの破壊荷重１１．５ＫＮはひび割れ試験荷重の２倍（２００％）以上になることが好ましいが、実際は、図８に示すごとく、１．６４倍（１６４％）にしか達しなかった。

又、曲げ荷重がひび割れ試験荷重の７ｋＮの時と、ひび割れ試験荷重の１．５倍の１０．５ｋＮの時の接合部分１０４における筒形キャップ１０２とコンクリートポール１０１の離れ（隙間）量は図１３の上段表に示す通りであり、曲げ荷重の大きさに比例して大きくなることが確認された。

（Ｂ）比較試験２（図９及び図１３、１４参照）
比較試験２では、ポールの作用長Ｍが１４ｍ、荷重点Ｔにかかるひび割れ試験荷重が７ｋＮ、コンクリートポール１０１の末口の直径Ｄが２４７．３ｍｍ、元口の直径Ｄ０が４０３．３ｍｍ、長さＬが１１．７ｍ、筒形キャップ１０２の末口外径Ｄ１が１９８．８ｍｍ、元口外径Ｄ２が２３７．１ｍｍ、長さＲが２８７５ｍｍ、平均肉厚ｔが４．５ｍｍ、材質がＳＴＫ４９０材、嵌合長さＮを５７５ｍｍ、荷重点Ｔの位置を筒形キャップ１０２の末口端面３０から２５０ｍｍの位置、荷重点Ｔから地際部２３（地面ＧＬ）までの長さＷを１１．３５ｍにした条件下で曲げ性能試験を実施した。このとき、キャップ３の荷重点Ｔからコンクリートポールの上端面までの長さＬ２は２０５０ｍｍである。

曲げ性能試験の結果は図９に示す通りであり、図９のキャップの実質長さＬ２（＝２０５０ｍｍ）が図８の対応する長さＬ１（＝４０５０ｍｍ）より２０００ｍｍだけ短いため（Ｌ２＜Ｌ１）、それだけ曲げ強度が大きくなり、安全率を考慮したひび割れ試験荷重の２倍以上（２２６％）の１５．８ｋＮでコンクリートポール１０１の地際部２３でコンクリートポール１０１は圧壊した。尚、接合部分１０４の近辺では破壊は確認されなかった。

又、曲げ荷重が７ｋＮの時と、１０．５ｋＮの時の接合部分１０４における筒形キャップ１０２とコンクリートポール１０１の離れ（隙間）量は図１３の下段表に示す通りであり、曲げ荷重の大きさに比例して大きくなるが、ポールの作用長Ｍが短くなった分、上記比較試験１よりも小さな値が得られた。

（Ｃ）比較試験３（図１０及び図１４及び図１５参照）
比較試験３では、ポールの作用長Ｍが１６ｍ、荷重点Ｔにかかるひび割れ試験荷重が７ｋＮ、コンクリートポール２の末口の直径Ｄが２４３ｍｍ、元口の直径Ｄ０が４０３．３ｍｍ、長さＬが１２ｍ、筒形キャップ３の末口外径Ｄ１が１９８ｍｍ、元口外径Ｄ２が２５９．３ｍｍ、長さＲが４６００ｍｍ、平均肉厚ｔが３．５ｍｍ、材質がＳＳ４００材、嵌合長さＮを６００ｍｍ、荷重点Ｔの位置を筒形キャップ３の末口端面３０から２５０ｍｍの位置、荷重点Ｔから地際部２３（地面ＧＬ）までの長さＷを１３．２５ｍ、板状部材４（図３参照）の肉厚ｕを６ｍｍにした条件下で曲げ性能試験を実施した。このとき、キャップ３の荷重点Ｔからコンクリートポールの上端面までの長さＬ３は３７５０ｍｍである。

曲げ性能試験の結果は図１０に示す通りであり、破壊曲げ強度は２．１倍（２１１％）に達し、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４付近での変形や破壊はなく、コンクリートポール２の地際部２３で破壊した。１６ｍ‐７ｋＮ柱の比較試験１（図８）と比較試験３（図１０）との違いは、比較試験１では規格を満足しない１６４％で嵌合部破壊したものが、比較試験３では、嵌合部も健全で２００％の規格をクリアするほどの大きな改善効果が現われた。

又、本比較試験３では、筒形キャップ３として図１４に示すＵＯＥ加工鋼管を使用し、同図に示すＡ、Ｂ二方向に曲げ荷重をかけて曲げ性能試験を実施した。
曲げ荷重が３．５ｋＮの時と、７ｋＮの時の接合部分２４における筒形キャップ３とコンクリートポール２の離れ（隙間）量は図１５に示す通りであり、曲げ荷重の大きさに比例して大きくなるが、板状部材４と固着手段６が効いて、その値は極めて低く抑えられている。
又、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４では、極端な傾きや折れ曲がりは目視によって確認できなかった。

（Ｄ）比較試験４（図１１及び図１４及び図１５参照）
比較試験４では、ポールの作用長Ｍが１４ｍ、荷重点Ｔにかかるひび割れ試験荷重が７ｋＮ、コンクリートポール２の末口の直径Ｄが２１７ｍｍ、元口の直径Ｄ０が３７７ｍｍ、長さＬが１２ｍ、筒形キャップ３の末口外径Ｄ１が１９７ｍｍ、元口外径Ｄ２が２３１．７ｍｍ、長さＲが２６００ｍｍ、平均肉厚ｔが３ｍｍ、材質がＳＳ４００材、嵌合長さＮを６００ｍｍ、荷重点Ｔの位置を筒形キャップ３の末口端面３０から２５０ｍｍの位置、荷重点Ｔから地際部２３（地面ＧＬ）までの長さＷを１１．３５ｍ、板状部材４の肉厚ｕを６ｍｍにした条件下で曲げ性能試験を実施した。このとき、キャップ３の荷重点Ｔからコンクリートポールの上端面までの長さＬ４は１７５０ｍｍである。

曲げ性能試験の結果は図１１に示す通りであり、前記比較試験３と同様、破壊曲げ強度は２．２倍（２２１％）に達し、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４付近での変形や破壊はなく、コンクリートポール２の地際部２３で破壊した。

又、本比較試験でも図１４に示す筒形キャップ３を使用し、同図に示すＡ、Ｂ二方向に曲げ荷重をかけて曲げ性能試験を実施した。
曲げ荷重が３．５ｋＮの時と、７ｋＮの時の接合部分２４における筒形キャップ３とコンクリートポール２の離れ（隙間）量は図１５に示す通りであり、曲げ荷重が大きくなると幾分大きくなるが、板状部材４と固着手段６を設けたことによる効果で、前述した比較試験２の場合よりも格段に小さくなっている。
又、本比較試験４でも前記比較試験３と同様、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４では、極端な傾きや折れ曲がりは目視によって確認できなかった。

（Ｅ）比較試験５（図１２及び図１６参照）
比較試験５では、ポールの作用長Ｍが１７ｍ、荷重点Ｔにかかるひび割れ試験荷重が７ｋＮ、コンクリートポール２の末口の直径Ｄが２５７ｍｍ、元口の直径Ｄ０が４１７ｍｍ、長さＬが１２ｍ、筒形キャップ３の末口外径Ｄ１が２０４ｍｍ、元口外径Ｄ２が２７９ｍｍ、長さＲが５６００ｍｍ、平均肉厚ｔが６ｍｍ、材質がＳＳ４００材、嵌合長さＮが基準値で６００ｍｍ（実行値で７００ｍｍ）、荷重点Ｔの位置を筒形キャップ３の末口端面３０から２５０ｍｍの位置、荷重点Ｔから地際部２３（地面ＧＬ）までの長さＷを１４．２５ｍ、板状部材４の肉厚ｕを６ｍｍにした条件下で曲げ性能試験を実施した。このとき、キャップ３の荷重点Ｔからコンクリートポールの上端面までの長さＬ５は４７５０ｍｍである。

曲げ性能試験の結果は図１２に示す通りであり、破壊曲げ強度は２．１９倍（２１９％）に達し、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４付近での変形や破壊はなく、コンクリートポール２の地際部２３の位置で破壊した。

又、本比較試験でも図１４に示す筒形キャップ３を使用し、同図に示すＡ、Ｂ二方向に曲げ荷重をかけて曲げ性能試験を実施した。
曲げ荷重が７．５ｋＮの時と、１０ｋＮの時の接合部分２４における筒形キャップ３とコンクリートポール２の離れ（隙間）量は図１６に示す通りであり、曲げ荷重が大きくなってもその大きさはほとんど変わらず、板状部材４と固着手段６を設けたことによる効果で、前述した比較試験３，４と比較しても格段に小さくなっている。
又、本比較試験５でも前記比較試験３、４と同様、筒形キャップ３とコンクリートポール２の接合部分２４では、極端な傾きや折れ曲がりは目視によって確認できなかった。

このように、本発明のキャップ付きコンクリートポール１によれば、内部に鉄筋５が埋設されたコンクリートポール２と、該コンクリートポール２の先端部に嵌合される鋼製の筒形キャップ３の接合部分２４で発生する作用点の高い位置からの負荷による大きな曲げモーメントに起因する鉄筋５のぬけを防止してキャップ付きコンクリートポール１の破壊を防止することが可能になる。
又、本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、コンクリートポール２と筒形キャップ３を分解して運搬することができるから、運搬が容易で設置コストが安価であり、工期の短縮にも寄与することができる。

以上が本発明の基本的な実施の形態であるが、本発明のキャップ付きコンクリートポール１は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略、あるいは当業者において周知、慣用の技術を追加することが可能である。
例えば、コンクリートポール２は、予め設定された所定長さＬ（一例として１２ｍ）のものを使用し、筒形キャップ３は、使用が想定される前記拡張した時のコンクリートポールの作用長Ｍ（一例として１４ｍ、１５ｍ、１６ｍ、１７ｍ）に対応した所定長さＲ（一例として２．６ｍ、３．６ｍ、４．６ｍ、５．６ｍ）のものを予め複数（一例として４種）用意しておくことが可能である。

又、板状部材４の形状は、円環形状に限らず、円板形状、矩形状、角環形状等、種々の形状が採用可能であり、板状部材４の肉厚ｕも筒形キャップ３の長さＲや元口外径Ｄ２の大きさ等に対応して適宜可変することが可能である。
この他、コンクリートポール２と筒形キャップ３の各部の寸法は種々可変でき、筒形キャップ３のコンクリートポール２に対する嵌合長さＮも６００ｍｍに限らず、筒形キャップ３の長さＲや元口外径Ｄ２の大きさ等に対応して適宜変更することが可能である。

本発明は、内部に複数の鉄筋が埋設されたコンクリートポールと、組立て時に該コンクリートポールの先端部に嵌合されてコンクリートポールの作用長を拡張する筒形キャップとを備える、キャップ付きコンクリートポールの製造、使用分野等で利用でき、特にコンクリートポールと筒形キャップの接合部分で発生する作用点の高い位置からの負荷による大きな曲げモーメントに起因する鉄筋のぬけを防止してキャップ付きコンクリートポールの破壊を防止したい場合に利用可能性を有する。

１、１０３キャップ付きコンクリートポール
２、１０１、１０１Ａ、１０１Ｂコンクリートポール
３、１０２筒形キャップ
４板状部材
５鉄筋
６固着手段
８受入れ孔
２０上端面
２１下端面
２２側胴部
２３地際部
２４接合部分
３０末口端面
６０端面
６１固定ナット
６２雄ネジ部
Ｔ荷重点
Ｂ点
Ｃ点
Ｌ長さ
Ｍ作用長
Ｎ嵌合長さ
ｔ平均肉厚
ｕ肉厚
Ｒ長さ
Ｚ長手方向
Ｄ（末口の）直径
Ｄ０（元口の）直径
Ｄ１末口外径
Ｄ２元口外径
Ｊ引張側半断面
ＧＬ地面
Ｇ地中
ＧＵ地上
Ｓ長さ
Ｖ長さ
Ｗ長さ
Ｘ距離

Claims

内部に夫々長手方向に延びる複数の鉄筋（５）が埋設された所定長さのコンクリートポール（２）と、組立て時に該コンクリートポール（２）の先端部に嵌合されてコンクリートポールの作用長を拡張する所定長さの筒形キャップ（３）とを備える、キャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記コンクリートポール（２）の先端部の端面に当接するように配設される板状部材（４）と、
前記コンクリートポール（２）の先端部の端面から前記板状部材（４）を貫通する前記複数の鉄筋（５）の先端部を前記板状部材（４）に固着する固着手段（６）とを、更に備えていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記コンクリートポール（２）の長さ（Ｌ）は、１２ｍ以下に設定されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記拡張されたコンクリートポールの作用長（Ｍ）は、１４ｍ〜１７ｍの範囲に設定されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記筒形キャップ（３）の前記コンクリートポール（２）に対する嵌合長さ（Ｎ）は、６００ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記筒形キャップ（３）は、平均肉厚（ｔ）が３ｍｍ〜６ｍｍの鋼管材料によって形成されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記板状部材（４）は、前記コンクリートポール（２）の先端部の端面形状に合わせた円環形状に形成されており、前記貫通する複数の鉄筋（５）を受け入れる複数の受入れ孔（８）を備えた所定肉厚の鋼製平板材料によって形成されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項６記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記板状部材（４）の肉厚（ｕ）は、６ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記固着手段（６）は、前記板状部材（４）の前記筒形キャップ（３）側の端面（６０）に当接するように取り付けられる複数の固定ナット（６１）と、該固定ナット（６１）の雌ネジ部に螺合する前記複数の鉄筋（５）の先端部に刻設されている雄ネジ部（６２）とを備えることによって構成されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記固着手段（６）は前記複数の鉄筋（５）の端部にヘディング加工を行って作ったボタンヘッドによって固着することによって構成されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。
請求項１記載のキャップ付きコンクリートポールにおいて、
前記コンクリートポール（２）は、予め設定された所定長さ（Ｌ）のものを使用し、前記筒形キャップ（３）は、使用が想定される前記拡張した時のコンクリートポールの作用長（Ｍ）に対応した所定長さ（Ｒ）のものが複数用意されていることを特徴とする、キャップ付きコンクリートポール。