JP2017053157A - 分割コンクリート柱 - Google Patents

Abstract

【課題】上側柱と下側柱との連結強度を向上できる分割コンクリート柱を提供する。
【解決手段】上側柱２と、この上側柱２の下側に分割可能に連結する下側柱３を具備する。上側柱２は、筒状の柱状部４と、この柱状部４の下端部に位置するフランジ継手部５とを有する。下側柱３は、筒状の柱状部６と、この柱状部６の上端部に位置するフランジ継手部７とを有する。フランジ継手部５，７は、柱状部４，６の軸方向の端部に配置されたフランジ部11と、このフランジ部11に一体的に設けられ柱状部４，６の端部から軸方向の一部に亘って柱状部４，６の外周面に沿って配設される補強部12とを有する。そして、上側柱２と下側柱３とは、フランジ部11同士を溶融亜鉛めっきが施されたボルト13を用いて固定して連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート柱の中間部にて、上側柱と、下側柱とがそれぞれに設けられたフランジ部を介して連結される分割コンクリート柱に関する。

コンクリート柱である電柱は、一般的に７〜１７ｍの長さで１つのコンクリート構造物で形成された、いわゆる１本ものが主流である。

これらのようなコンクリート柱では、設置された状態にて、架線等への風圧荷重等の作用により、電柱の頂部から地際に向かって作用する曲げ応力が徐々に大きくなる。

したがって、コンクリート柱は、風圧荷重等による曲げ応力に応じた曲げ性能を有する電柱を選定するのが一般的である。

具体的には、曲げ応力によるひび割れ等の破損の発生が抑制されるプレストレストコンクリートとするために、軸方向の全長に亘って配設された緊張鋼材と、頂部から漸次大きくなる曲げ応力に対応するために頂部から段階的に断面力を向上させるように配設された非緊張鋼材とが設けられた構成である。

なお、コンクリート柱では、緊張鋼材の端部は切断された状態でコンクリート内部に埋め込まれており、非緊張鋼材の端部は先端処理をしない状態でコンクリート内部に埋め込まれているのが一般的である。

ここで、コンクリート柱を運搬する際には、積載重量や積載物の長さに応じて制限等があるため、所定の長さを超えると所定の許可を受けるか、または、積載車両の前後に誘導車両を配置する必要がある。

このような運搬等における問題に対して、例えば特許文献１に示すように、上側柱としての上ポールと、下側柱としての中ポールとがフランジ部を介して連結された状態で設置され、設置前には分割された状態で運搬できる構成のコンクリート柱が知られている。

この特許文献１のコンクリート柱は、フランジ部にコンクリート製の柱状部の外周面を構成する補強部としての外筒部が設けられ、外筒部と柱状部との一体性を向上させるために、この外筒部の内周面に凹凸部としての線材が固着することにより、柱状部との接触面積を大きくしている。

また、特許文献１の構成以外にも、フランジ部と柱状部との一体性を向上させるために、柱状部の端部の外周面を覆うように配設される補強部としての補強バンドがフランジ部に溶接して一体的に設けられた構成において、補強バンドの内周面にリング筋を溶接する柱状部との接触面積を大きくする構成や、補強バンドとして縞鋼板を用いて柱状部との接触面積を大きくする構成や、補強バンドまたはフランジ部に異形鉄筋を溶接して、この異形鉄筋を柱状部に埋め込む構成等が知られている。

特開２００８−１０１３２５号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、補強部にリング筋等の線材や異形鉄筋等を設けたり、補強部自体を縞鋼板で形成したりする必要があり、構造が複雑化するものの、フランジ部同士の連結強度については検討されておらず、風圧荷重等による応力が上側柱と下側柱との連結部分に集中して、この連結部分が損傷して連結強度が低下する可能性や、連結部分の耐食によって連結強度が低下する可能性が考えられる。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、上側柱と下側柱との連結強度が低下しにくい分割コンクリート柱を提供することを目的とする。

請求項１に記載された分割コンクリート柱は、筒状の柱状部の少なくとも軸方向の一端部である下端部にフランジ継手部が設けられた上側柱と、筒状の柱状部の少なくとも軸方向の他端部である上端部にフランジ継手部が設けられ、前記上側柱の下側に互いのフランジ継手部を介して分割可能に連結される下側柱とを具備し、前記フランジ継手部は、前記柱状部の軸方向の端部に配置されたフランジ部と、このフランジ部に一体的に設けられ前記柱状部の前記端部から軸方向の一部に亘って前記柱状部の外周面に沿って配設される補強部とを有し、前記上側柱と前記下側柱とは、フランジ部同士が溶融亜鉛めっきが施されたボルトにて固定されて連結されるものである。

請求項２に記載された分割コンクリート柱は、請求項１記載の分割コンクリート柱において、性能が同一もしくは異なる上側柱と下側柱とが組み合わされて連結されるものである。

請求項３に記載された分割コンクリート柱は、請求項１または２記載の分割コンクリート柱において、ボルトは、工具を用いて人力で締め付け可能なサイズであり、フランジ部は、前記ボルトのサイズに応じた柱状部からの突出長さを有するものである。

請求項４に記載された分割コンクリート柱は、請求項１ないし３のいずれか一記載の分割コンクリート柱において、上側柱および下側柱は、柱状部にプレストレスを導入するための緊張材と前記柱状部を補強するための非緊張材とが配設されたプレストレストコンクリート柱であり、前記緊張材および前記非緊張材の端部をフランジ部に固定して、前記柱状部に対してフランジ継手部を固定するものである。

請求項５に記載された分割コンクリート柱は、請求項４記載の分割コンクリート柱において、緊張材および非緊張材は、筋状の線材部と、この線材部の端部に位置し線材部より大径のリベットヘッド部とを有し、フランジ部は、前記リベットヘッド部を係止可能な固定孔を有し、前記緊張材および前記非緊張材は、前記リベットヘッド部が前記固定孔に係止され、前記線材部が前記固定孔から柱状部側へ引き込まれてこの柱状部内に埋設されるものである。

本発明によれば、上側柱におけるフランジ部と、下側柱におけるフランジ部とが溶融亜鉛めっきが施されたボルトを用いて連結されるため、上側柱と下側柱との連結強度の低下を抑制できる。

本発明の一実施の形態に係る分割コンクリート柱の構成を示す断面図である。 同上分割コンクリート柱のフランジ継手部を示す平面図である。 同上分割コンクリート柱のフランジ継手部を示す端面図である。 同上分割コンクリート柱の非緊張材の端部を示す側面図である。

以下、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１において、１は分割コンクリート柱であり、この分割コンクリート柱１は、コンクリート電柱、照明用ポール、防球ネット用ポールおよびアンテナ用ポール等として用いられる。

分割コンクリート柱１は、上側柱２と、この上側柱２の下側に連結される下側柱３とを備えた、いわゆる組立式の構成である。

上側柱２は、外周面が下方へ向かって漸次大径となるテーパ状である筒状のプレストレストコンクリート製の柱状部４を有している。また、この柱状部４の軸方向の一端部である下端部には、金属製（例えば鋼製）のフランジ継手部５が一体的に設けられている。

下側柱３は、外周面が上側柱２の柱状部４の外周面と連続的に下方に向かって漸次大径となるテーパ状である筒状の柱状部６を有している。また、この柱状部６の軸方向の他端部である上端部には、金属製（例えば鋼製）のフランジ継手部７が一体的に設けられている。

これら上側柱２および下側柱３は、柱状部４，６にプレストレスを与えるための図示しない緊張材としての筋状の緊張鋼材、および、柱状部４，６を補強するための非緊張材としての筋状の非緊張鋼材８が、柱状部４，６内を通ってフランジ継手部５，７まで配設されている。

図２および図３に示すように、フランジ継手部５は、柱状部４の端部に配置されたフランジ部11と、このフランジ部11に一体的に設けられた補強部12とを有している。なお、フランジ継手部７は、フランジ継手部５と同一の構成である。

フランジ部11は、内側が開口された円板状、すなわち所定の厚みを有するリング状であり、開口された内径が柱状部４，６と同径で、外径が柱状部４，６の外径より大きい。

そして、柱状部４にフランジ継手部５が取り付けられた状態では、フランジ部11は、内周面が柱状部４の内周面と連続的な面を構成するように配置されているとともに、外周面が柱状部４，６の外周面より径方向の外側へ突出するように配置されている。

また、フランジ部11の内周面と外周面との間には、フランジ部11の端面から柱状部４側へ突出するように円筒状の補強部12が溶接により一体的に設けられている。

この補強部12は、柱状部４のフランジ部11側の端部から柱状部４の軸方向の一部に亘って柱状部４の外周面に沿って配設されている。すなわち、補強部12の内径は柱状部４，６の外径と略同一であり、補強部12によって柱状部４の端部の外周面が覆われるように構成されている。

フランジ部11における補強部12より外側の部分、すなわち補強部12からの突出部分には、上側柱２と下側柱３とを固定するためのボルト13を挿通可能な複数（例えば１６個）の挿入孔14が設けられている。

これら挿入孔14は、フランジ部11の周方向に等間隔で配置されており、フランジ部11の一端面側から他端面側へ貫通して形成されている。

また、フランジ部11には、上側柱２のフランジ継手部５に対して下側柱３のフランジ継手部７を位置決めするための図示しないガイドピンを嵌合可能な複数（例えば２つ）の嵌合穴15が設けられている。

これら嵌合穴15は、挿入孔14間の一部に配置されており、フランジ部11の端面からの深さがガイドピンの軸方向の長さより短い。すなわち、フランジ継手部５およびフランジ継手部７の一方の嵌合穴15にガイドピンが嵌合して装着された状態では、フランジ部11の端面からガイドピンの一部が突出した状態になり、このガイドピンの突出した部分を、フランジ継手部５およびフランジ継手部７の他方の嵌合穴15に嵌合することで、フランジ継手部５に対してフランジ継手部７が位置決めされる。

そして、上側柱２と下側柱３とは、フランジ継手部５，７同士のフランジ部11の端面が突き合わされてガイドピンにて位置決めされた状態で、ボルト13によって固定される。より具体的には、フランジ部11が位置決めされた状態において、図１に示すように挿入孔14の下側柱３側から挿入孔14にボルト13を挿入するとともに、上側柱２側から座金16を介してナット17を螺着することにより、互いに固定されて連結される。

ここで、連結部材であるボルト13、ナット17および座金16は、それぞれの表面全体に溶融亜鉛めっきが施されている。なお、ボルト13、ナット17および座金16だけでなく、フランジ継手部５，７の表面全体にも溶融亜鉛めっきが施された構成が好ましい。

ボルト13およびナット17は、トルクレンチ等の工具を用いて人力で締め付け可能な最小限のサイズが好ましい。また、フランジ部11は、ボルト13のサイズに応じた柱状部４，６からのフランジ部11の突出長さを有する。すなわち、柱状部４，６からフランジ部11の外側端部までの長さである出幅はボルト13のサイズによって決定され、そのフランジ部11の出幅を可能な限り小さく設定することが好ましい。具体的には、例えばボルト13、ナット17および座金16として最大サイズがＭ１６のものを用いることにより、フランジ部11の出幅を５０ｍｍにすることが可能である。

フランジ部11における補強部12より内側、すなわち柱状部４，６の延長上には、緊張鋼材を固定するための複数（例えば２０個）の固定孔18と、非緊張鋼材８を固定するための複数（例えば４個）の固定孔19とが設けられている。

固定孔18，19は、柱状部４，６側に配置される小径部21と、柱状部４，６とは反対側に配置され小径部21より大径の大径部22とを有している。すなわち、固定孔18，19は、小径部21と大径部22とにより連続した段差状に形成され、フランジ部11の軸方向の一端面側から他端面側へ貫通している。

ここで、図４に示すように、非緊張鋼材８は、筋状の線材部23と、この線材部23の端部に位置し線材部23より大径のリベットヘッド部24とを有している。

線材部23は、固定孔19の小径部21より小径であり、小径部21に挿通可能である。また、リベットヘッド部24は、固定孔19の大径部より小径で小径部21より大径であり、固定孔19の大径部22に挿通可能である一方、小径部21には挿通されずに係止される。

そして、非緊張鋼材８は、リベットヘッド部24が小径部21に係止され、線材部23のみが小径部21を通って固定孔19から柱状部４，６側へ引き込まれて、線材部23が柱状部４，６内に埋設される。

図示しない緊張鋼材も非緊張鋼材８と同様に構成され、リベットヘッド部24が固定孔18に係止され、固定孔18から柱状部４，６側へ引き込まれた線材部が柱状部４，６内に埋設される。

なお、非緊張鋼材８は、柱状部４，６を形成するコンクリートを流し込む前の型枠内に配筋される。すなわち、型枠にセットされたフランジ部11の固定孔19に線材部23を挿入し、フランジ部11の柱状部４，６側となる一方側から他方側へ線材部23の端部を露出させる。そして、フランジ部11から露出した線材部23の端部にリベットヘッド部24が形成されて、そのリベットヘッド部24が小径部21に係止される。

緊張鋼材は、柱状部４，６を形成するコンクリートを流し込む前の型枠内において配筋される。すなわち、型枠にセットされたフランジ部11の固定孔18に線材部を挿入し、フランジ部11の柱状部４，６側となる一方側から他方側へ線材部23の端部を露出させる。そして、フランジ部11から露出した線材部の端部にリベットヘッド部が形成されて、そのリベットヘッド部24を小径部21に係止してフランジ部11に固定する。また、フランジ部11に固定した緊張鋼材に引張力を加えた状態で型枠内にコンクリートを流しこみ、例えば遠心成形等により成形した後に、緊張鋼材の引張力を解除して柱状部４，６にプレストレスを導入する。

次に、上記分割コンクリート柱１の施工方法を説明する。

分割コンクリート柱１を施工する際には、上側柱２と下側柱３とが分割された状態で施工現場まで運送する。

施工現場において、設置面の地中に下側柱３の下端側を埋設して建柱し、この下側柱３のフランジ部11の各嵌合穴15にガイドピンを嵌合して装着する。

また、上側柱２を吊り上げて、上側柱２のフランジ部11の下端面と、下側柱３のフランジ部11の上端面とを突き合わせるようにして、下側柱３のフランジ部11から上方へ突出したガイドピンを上側柱２のフランジ部11の嵌合穴15に嵌合し、上側柱２と下側柱３とを位置決めする。

このように上側柱２と下側柱３とを位置決めした状態で、フランジ部11の各挿入孔14にボルト13を挿入し、座金16を介してナット17を螺着して、フランジ継手部５，７同士を締結する。

なお、ボルト13およびナット17によりフランジ部11同士を締結する際には、まず、トルクレンチを用いて図２に示す平面視にて対角順に各ナット17を１００Ｎ・ｍ毎に２周締め付ける１次締め付けを行う。

この１次締め付け後、ボルト13のナット17から突出した部分（余長ねじ部）からナット17、座金16およびフランジ部11に亘って、直線状のけがき線を設ける。

また、トルクレンチを用いて各ナット17を、けがき線を基準にして１２０度±３０度の範囲で回転させるいわゆる角度締めにより本締めし、フランジ継手部５，７同士を締結して、上側柱２と下側柱３とを連結固定する。

なお、分割コンクリート柱１を設置した後の設計変更や上側柱２のみが破損した場合等に上側柱２を取り替える際には、ボルト13による締結を解除して、上側柱２を取り除き、上述のように新たな上側柱２を下側柱３に連結する。

次に、上記一実施の形態の効果等を説明する。

上記分割コンクリート柱１によれば、上側柱２のフランジ部11と下側柱３のフランジ部11とが溶融亜鉛めっきが施されたボルト13を用いて連結されるため、連結部材であるボルト13の耐食性を向上でき、上側柱２と下側柱３との連結強度の低下を抑制できる。そのため、簡単な構成で上側柱２と下側柱３と連結状態を保持できる。

また、ボルト13以外の連結部材であるナット17および座金16や、フランジ継手部５，７も溶融亜鉛めっきを施すことにより、より連結強度の低下を防止できる。

分割コンクリート柱１は、上側柱２と下側柱３とが分割可能に連結された構成であるため、例えば上側柱２が破損した場合や、地上高および設計荷重等の設計変更の場合等に、上側柱２のみを取り替えることができ、作業性が良好であるとともに、下側柱３をそのまま使用できるため経済的である。

また、分割コンクリート柱１は、上側柱２と下側柱３とを分割した状態で運搬できるため、運搬する際の積載重量や積載物の長さの制限等に対応しやすく、運搬しやすい。さらに、１本もののコンクリート柱と比較して、１体当たりの質量が軽くなり長さが短くなるため、施工性を向上でき、例えば施工の際に既設の架線をかわしやすく、また、狭隘な場所等でも施工しやすい。

さらに、フランジ部11に嵌合穴15が設けられ、ガイドピンを用いて上側柱２と下側柱３とを位置決めできるため、例えばボルト13とナット17とを螺合する際等に下側柱３に対して上側柱２がずれにくいため、上側柱２と下側柱３とを容易かつ確実に連結できる。

電柱等においては、一般的にフランジ部11の出幅が短い方が好ましいとされているが、人力で締付可能なサイズのボルト13を用いることにより、フランジ部11の出幅を最小限に抑えることができる。

緊張鋼材および非緊張鋼材８のいずれも端部がフランジ部11に固定されているため、柱状部４，６とフランジ継手部５，７とを簡単な構成で強固に連結でき、例えば従来の構成のように、柱状部４，６とフランジ継手部５，７との一体性を向上させるために、補強部12に線材や異形鉄筋等を設けたり、補強部12自体を縞鋼板で形成したりする必要がなく、補強部12の構成を簡略化できるとともに、フランジ部11からの補強部12の長さを短くでき、製造コストや材料コストを抑えることができる。

特に、緊張鋼材および非緊張鋼材８がリベットヘッド部24を有し、このリベットヘッド部24をフランジ部11の固定孔18，19に固定する構成にすることにより、簡単な構成で確実に緊張鋼材および非緊張鋼材８をフランジ部11に固定できる。

なお、上記一実施の形態では、下側柱３の下端が地中に埋設された構成としたが、このような構成には限定されず、例えば下側柱３を中間体とした構成、すなわち設置面に設置された基礎体や下端柱の上側に下側柱３が連結され、その下側柱３の上側に上側柱２を連結される構成等にも適用できる。

また、上側柱２および下側柱３のいずれもテーパ状の形状としたが、このような構成には限定されず、上側柱２および下側柱３の形状はそれぞれ適宜決定できる。

すなわち、分割コンクリート柱１は、性能が同一もしくは異なる上側柱２と下側柱３とが組み合わされて連結されることにより、用途に適するように形状および強度等の性能を調整可能である。例えば、下側柱３をテーパ状ではない円筒状（ノーテーパ状）にすることで、テーパ状の場合に比べて地際を細くできる。また、下側柱３を高強度化することで、設計変更やメンテナンスの際に上側柱２のみを取り替えて対応できる。さらに、一般的に、電力会社用の電柱として使用する場合には架線が少なく、通信会社用の電柱として使用する場合には架線が多いが、それぞれの強度に適した性能および形状となるように上側柱２と下側柱３とを組み合わせることができる。

１ 分割コンクリート柱
２ 上側柱
３ 下側柱
４ 柱状部
５ フランジ継手部
６ 柱状部
７ フランジ継手部
８ 非緊張材としての非緊張鋼材
11 フランジ部
12 補強部
13 ボルト
18 固定孔
19 固定孔
23 線材部
24 リベットヘッド部

Claims (5)

1. 筒状の柱状部の少なくとも軸方向の一端部である下端部にフランジ継手部が設けられた上側柱と、
   筒状の柱状部の少なくとも軸方向の他端部である上端部にフランジ継手部が設けられ、前記上側柱の下側に互いのフランジ継手部を介して分割可能に連結される下側柱とを具備し、
   前記フランジ継手部は、前記柱状部の軸方向の端部に配置されたフランジ部と、このフランジ部に一体的に設けられ前記柱状部の前記端部から軸方向の一部に亘って前記柱状部の外周面に沿って配設される補強部とを有し、
   前記上側柱と前記下側柱とは、フランジ部同士が溶融亜鉛めっきが施されたボルトにて固定されて連結される
   ことを特徴とする分割コンクリート柱。
2. 性能が同一もしくは異なる上側柱と下側柱とが組み合わされて連結される
   ことを特徴とする請求項１記載の分割コンクリート柱。
3. ボルトは、工具を用いて人力で締め付け可能なサイズであり、
   フランジ部は、前記ボルトのサイズに応じた柱状部からの突出長さを有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の分割コンクリート柱。
4. 上側柱および下側柱は、柱状部にプレストレスを導入するための緊張材と前記柱状部を補強するための非緊張材とが配設されたプレストレストコンクリート柱であり、
   前記緊張材および前記非緊張材の端部をフランジ部に固定して、前記柱状部に対してフランジ継手部を固定する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の分割コンクリート柱。
5. 緊張材および非緊張材は、筋状の線材部と、この線材部の端部に位置し線材部より大径のリベットヘッド部とを有し、
   フランジ部は、前記リベットヘッド部を係止可能な固定孔を有し、
   前記緊張材および前記非緊張材は、前記リベットヘッド部が前記固定孔に係止され、前記線材部が前記固定孔から柱状部側へ引き込まれてこの柱状部内に埋設される
   ことを特徴とする請求項４記載の分割コンクリート柱。

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