JP2019085859A - 鋼管鉄塔の圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧入突合せ型フランジ継手の圧入部の主柱材内面とハブ部先端のテーパー部との間に形成される隙間部からの発錆を防止するとともに、隙間部に充填した材料が経年劣化しても補修可能な圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法を提供すること。【解決手段】 鋼管鉄塔の主柱材端部に取り付けられた圧入突合せ型フランジ継手において、圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部内に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤の塗布面にシート状の保護材を貼り付ける工程と、隙間部の残りの凹部に接着剤を充填して隙間部を埋める工程とを備える。【選択図】図１３

Description

本発明は、鋼管鉄塔の主柱材の端部に取り付けられる圧入突合せ型フランジ継手において、圧入部に形成される隙間部の防錆方法に関するものである。

一般に鋼管鉄塔は、縦方向に沿って配置される複数の主柱と、横方向に配置され、主柱同士を連結する複数の水平材と、主柱や水平材と傾斜するように配置され、主柱同士を連結する複数の斜材とを備えている。前記主柱は、両端にフランジ継手を有する円筒状の鋼管で形成された主柱材を複数連設し、各主柱材のフランジ継手同士をボルトナットで接合して構成されている。前記水平材および斜材は、鋼管端部の開口部にその直径方向に割込み挿入された連結材が、溶接等の手段により固定されている構造が一般的である。前記連結材は、鋼管鉄塔の主柱材および水平材に設けられたガセットプレートとボルトナットで接合される。

前記フランジ継手には、リブ付きフランジ継手とリブなしフランジ継手とがあり、リブなしフランジ継手には、突合せ型フランジ継手と圧入突合せ型フランジ継手がある（例えば、非特許文献１参照。）。リブ付きフランジ継手は、リング状のフランジ部と主柱材外面との間に複数のリブプレートを溶接固定したものである。リブなしフランジ継手は、フランジ部とハブ部を鍛造により一体成形したものである。

前記突合せ型フランジ継手は、フランジ継手のハブ部の先端と主柱材の端部とを突き合わせ、ハブ部と主柱材の突合せ部を外面側と内面側から溶接して接合したものである。前記圧入突合せ型フランジ継手は、主柱材の端部をフランジ継手のハブ部先端のテーパー部に圧入し、この圧入部を外面側から溶接して接合したものである。（例えば、特許文献１参照。）。突合せ型フランジ継手は、ハブ部と主柱材の突合せ部を外面側と内面側から溶接する必要があるため、主柱材の鋼管径が小さい場合は、主柱材内部に溶接するための作業スペースが確保できないことから、圧入突合せ型フランジ継手が使用されている。

圧入突合せ型フランジ継手は、主柱材の端部をフランジ継手のハブ部先端のテーパー部に圧入し、この圧入部の外面側のみ溶接をすることから、図９および図１０に示すように、主柱材内面とハブ部先端のテーパー部との間に隙間部が形成される。フランジ継手に隙間部があると、主柱材に溶融亜鉛めっき処理を施す際に、フランジ継手の隙間部内に溶融亜鉛が進入せず、不めっきが生じる場合があり、発錆の原因となるという問題があった。また、主柱材の内部に流入する雨水や主柱材内面に発生する結露などの水分が隙間部に溜まり、錆が生じやすくなるという問題もあった。そのため、圧入突合せ型フランジ継手では、圧入部の主柱材内面とハブ部先端のテーパー部との間に形成される隙間部に油性のコーキング材を充填して隙間部を埋めることで、隙間部からの発錆を防止している。

実開昭５０−００３１３０号公報

鋼管鉄塔細部構造専門委員会，「送電用鋼管鉄塔の細部構造」，電気協同研究，社団法人電気協同研究会，昭和５８年９月２０日，第３９巻，第３号，ｐ．３９−４１

しかしながら、圧入突合せ型フランジ継手の圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部に充填した油性のコーキング材は、経年劣化により、ひび割れや剥離が生じる場合がある。コーキング材にひび割れや剥離が生じると、そこから水分が浸入して、隙間部内に錆が発生するという問題があった。

この劣化したコーキング材の補修方法として、補修塗装またはコーキング材の取替えが考えられるが、補修塗装の場合、劣化したコーキング材は塗料の付着性が良くないことから、コーキング材を塗装で補修することは困難であった。また、コーキング材の取替えの場合、鉄塔建設後に、主柱の内部に位置している劣化したコーキング材を除去することは困難であった。したがって、コーキング材が劣化すると有効な補修方法が無い状況であった。

そこで、本発明の課題は、圧入突合せ型フランジ継手の圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部からの発錆を防止するとともに、隙間部に充填した材料が経年劣化しても補修可能な圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の鋼管鉄塔の圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法は、鋼管鉄塔の主柱材端部に取り付けられた圧入突合せ型フランジ継手において、圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部内に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤の塗布面にシート状の保護材を貼り付ける工程と、隙間部の残りの凹部に接着剤を充填して隙間部を埋める工程と、を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、圧入突合せ型フランジ継手の圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部において、隙間部内の主柱材内面とハブ部外面とに接着剤を塗布し、接着剤の塗布面にシート状の保護材を貼り付けることで、保護材に接着剤が浸透し、接着剤が硬化することにより、隙間部内の主柱材内面とハブ部外面とを被覆して保護を行う。すなわち、接着剤が浸透した保護材は、硬化してライニング材として機能する。したがって、主柱材の内部に流入する雨水や主柱材内面に発生する結露などの水分に対して保護する効果を有し、隙間部からの発錆を防止することができる。

また、上記構成によれば、保護材貼り付け後の隙間部の残りの凹部に接着剤を充填して、隙間部を埋めることにより、主柱材の内部に流入する雨水や主柱材内面に発生する結露などの水分が隙間部に溜まることを防止することができる。

さらに、上記構成によれば、前記接着剤は、従来使用されてきた油性のコーキング材と同様に経年により劣化するが、同種の接着剤または塗料で上塗りすることが可能であるため、接着剤が劣化しても補修が可能である。

本発明の鋼管鉄塔の圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法によれば、保護材と接着剤により、隙間部内の主柱材内面とハブ部外面とを被覆することで、隙間部からの発錆を防止することができる。また、保護材貼り付け後の隙間部の残りの凹部に接着剤を充填して隙間部を埋めることで、主柱材の内部に流入する雨水や主柱材内面に発生する結露などの水分が隙間部に溜まることを防止することができる。さらに、接着剤が経年劣化しても、同種の接着剤または塗料で上塗りして補修することができる。

鋼管鉄塔の一例を示す正面図である。 鋼管鉄塔の下部付近を示す拡大正面図である。 突合せ型フランジ継手の側面図である。 突合せ型フランジ継手の上面図である。 図４のＡ−Ａ線から見た主柱材に取り付けた後の突合せ型フランジ継手の側面図である。 圧入突合せ型フランジ継手の側面図である。 圧入突合せ型フランジ継手の上面図である。 図７のＢ−Ｂ線から見た主柱材に取り付ける前の圧入突合せ型フランジ継手の側面図である。 図７のＢ−Ｂ線から見た主柱材に取り付けた後の圧入突合せ型フランジ継手の側面図である。 図９の圧入突合せ型フランジ継手の圧入部の拡大図である。 図１０の圧入部の隙間部への接着剤の塗布状況を示す圧入部の拡大図である。 図１１の圧入部の隙間部への保護材の貼り付け状況を示す圧入部の拡大図である。 図１２の保護材貼り付け後の隙間部の残りの凹部への接着剤の充填状況を示す圧入部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

鋼管鉄塔の構成の一例として、図１に鋼管鉄塔の正面図、図２に鋼管鉄塔の下部付近の拡大正面図を示す。ここで、本発明の鋼管鉄塔の圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法を説明するのに先立って、鋼管鉄塔１００について説明する。鋼管鉄塔１００は、地上から縦方向に沿って立設される鉄塔本体１１０と、鉄塔本体１１０から横方向に向けて突出する腕金１２０とを備えている。

鉄塔本体１１０は、縦方向に沿って配置され、鉄塔本体１１０の上端まで延びる主柱１１１，・・・を複数備える。そして、鉄塔本体１１０は、横方向に配置され、主柱１１１，１１１同士を連結する複数の水平材１１３，・・・と、主柱１１１や水平材１１３と傾斜するように配置され、主柱１１１，１１１同士を連結する複数の斜材１１４，・・・とを備えている。

各主柱１１１は、両端にフランジ継手１１７，１１７を有する円筒状の鋼管で形成された主柱材１１２を複数連設し、鉛直方向に対して若干傾斜する方向（略鉛直方向）に沿って配置される各主柱材１１２が、フランジ継手１１７，１１７同士をボルトナットで接合されて構成されている。

腕金１２０は、鉄塔本体１１０から横方向に沿って突出する一対の腕金主材１２１，１２１を備える。また、腕金１２０は、鉄塔本体１１０から突出し、腕金主材１２１と傾斜するように配置され、鉄塔本体１１０と腕金主材１２１の先端とを連結する一対の腕金吊材１２２，１２２または一対の腕金支材１２３，１２３を備えている。

前記水平材１１３および斜材１１４は、鋼管端部の開口部にその直径方向に割込み挿入された連結材１１５が、溶接等の手段により固定されている。前記連結材１１５にはボルト穴が設けられており、主柱材１１２および水平材１１３に設けられたガセットプレート１１６とボルトナットで接合される。なお、水平材１１３および斜材１１４の鋼管端部の構造としては、Ｕ字プレート継手、Ｉ字プレート継手、Ｔ字プレート継手、十字プレート継手、溝形プレート継手が一般に用いられている。図２では、Ｕ字プレート継手を鋼管端部の構造の一例として示している。このＵ字プレート継手の場合は、連結材１１５のＵ字状プレートの内側にガセットプレート１１６を挿入して、ボルトナットにより連結材１１５とガセットプレート１１６とを接合している。

前記主柱材１１２両端のフランジ継手１１７には、リブなしフランジ継手が使用される場合がある。リブなしフランジ継手は、ボルト穴１３が設けられた環状のフランジ部１と筒状のハブ部２とを鍛造により一体成形したものであり、突合せ型フランジ継手１３１と圧入突合せ型フランジ継手１３２がある。

図３に突合せ型フランジ継手１３１の側面図、図４に突合せ型フランジ継手１３１の上面図、図５に図４のＡ−Ａ線から見た主柱材１１２に取り付けた後の突合せ型フランジ継手１３１の側面図を示す。前記突合せ型フランジ継手１３１は、図３から図５に示すように、筒状のハブ部２の外面および内面が、ハブ部２の先端からフランジ部１にかけて傾斜を付けて形成されている。この突合せ型フランジ継手１３１は、ハブ部２の先端と主柱材１１２の端部とを突き合わせ、ハブ部２と主柱材１１２の突合せ部を外面側と内面側から溶接６して、主柱材１１２と接合される。

図６に圧入突合せ型フランジ継手１３２の側面図、図７に圧入突合せ型フランジ継手１３２の上面図、図８に図７のＢ−Ｂ線から見た主柱材１１２に取り付ける前の圧入突合せ型フランジ継手１３２の側面図、図９に図７のＢ−Ｂ線から見た主柱材１１２に取り付けた後の圧入突合せ型フランジ継手１３２の側面図、図１０に図９の圧入突合せ型フランジ継手１３２の圧入部１２の拡大図を示す。前記圧入突合せ型フランジ継手１３２は、図６から図９に示すように、筒状のハブ部２の外面が、ハブ部２の先端に傾斜を付けて設けられた第１テーパー部３と、第１テーパー部３の下端に設けられた段部５と、段部５からフランジ部１にかけて傾斜を付けて設けられた第２テーパー部４とで形成されている。この圧入突合せ型フランジ継手１３２は、図９および図１０に示すように、主柱材１１２の端部が段部５に当接するまで、ハブ部２の第１テーパー部３に主柱材１１２を圧入し、圧入部１２の主柱材１１２端部とハブ部２とを外面側から溶接６して、主柱材１１２と接合される。

前記突合せ型フランジ継手１３１は、ハブ部２と主柱材１１２の突合せ部を外面側と内面側から溶接６する必要があるため、主柱材１１２の鋼管径が小さい場合は、主柱材１１２内部に溶接するための作業スペースが確保できないことから、圧入突合せ型フランジ継手１３２が使用されている。

前記圧入突合せ型フランジ継手１３２は、圧入部１２の主柱材１１２端部とハブ部２とを外面側から溶接６していることから、図９および図１０に示すように、圧入部１２の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３との間に隙間部７が形成される。

本発明は、鋼管鉄塔１００の主柱材１１２の端部に取り付けられた圧入突合せ型フランジ継手１３２において、圧入部１２の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３との間に形成される隙間部７の防錆方法に関するもので、隙間部７の主柱材１１２内面とハブ部２外面とにシート状の保護材８を貼り付けて被覆し、隙間部７の残りの凹部１１に接着剤１０を充填して隙間部７を埋めることで、隙間部７からの発錆を防止するものである。

本発明の第１の工程では、隙間部７の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３外面とに接着剤９を塗布する。図１１は、図１０の圧入部１２の隙間部７への接着剤９の塗布状況を示す圧入部１２の拡大図である。前記接着剤９には、例えばエポキシ樹脂系の接着剤に、シランカップリング剤と脱泡剤を添加したものを用いることができる。まず、エポキシ樹脂の主剤および硬化剤と、シランカップリング剤と、脱泡剤を混合して接着剤９を作成する。次いで、図１１に示すように、隙間部７の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３外面とに接着剤９を塗布する。

なお、接着剤９は、隙間部７の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３外面とに後述する保護材８が接着できるものであれば、エポキシ樹脂系に限られず、種々の接着剤を使用してもかまわないが、鋼管鉄塔１００の構成材には通常溶融亜鉛めっき処理が施されていることから、亜鉛めっき面への付着性能が高いエポキシ樹脂系の接着剤を使用することが好ましい。

第２の工程では、隙間部７の接着剤９の塗布面にシート状の保護材８を貼り付けるとともに、塗布した接着剤９を保護材８に浸透させる。図１２は、図１１の圧入部１２の隙間部７への保護材８の貼り付け状況を示す圧入部１２の拡大図である。前記保護材８は、ガラス繊維の織物であるガラスクロスで形成されている。また、保護材８は、隙間部７に挿入可能で、隙間部７内の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３外面を覆うことができる形状に形成されている。

図１２に示すように、第１の工程で隙間部７に接着剤９を塗布した後、速やかにシート状の保護材８を隙間部７に挿入し、接着剤９の塗布面に保護材８を配置する。次いで、ヘラ等で保護材８を主柱材１１２内面側およびハブ部２外面側に押圧して、接着剤９と保護材８の間の気泡を除去するとともに、保護材８に接着剤９を浸透させながら保護材８を貼り付ける。

接着剤９の塗布面にシート状の保護材８を貼り付け、接着剤９が硬化することにより、保護材８を隙間部７の主柱材１１２内面およびハブ部２の第１テーパー部３外面に強固に固定することができ、隙間部７の主柱材１１２内面とハブ部２の第１テーパー部３外面とを被覆して保護することができる。すなわち、接着剤９が浸透した保護材８は、硬化してライニング材として機能する。したがって、主柱材１１２の内部に流入する雨水や主柱材１１２内面に発生する結露などの水分に対して保護する効果を有し、隙間部７からの発錆を防止することができる。

なお、保護材８は、接着剤９が浸透して硬化した後に、水分に対して保護する効果を有するものであれば、材料や形態は特に限定されない。例えば、保護材８の材料としては、ガラス繊維以外の炭素繊維や合成繊維でもよく、また、保護材８の形態としては、織物以外の不織布やシートでもよい。

第３の工程では、隙間部７の残りの凹部１１に接着剤１０を充填して隙間部７を埋める。図１３は、図１２の隙間部７に保護材８を貼り付けた後の隙間部７の残りの凹部１１への接着剤１０の充填状況を示す圧入部１２の拡大図である。図１３に示すように、まず、第２の工程で隙間部７に保護材８を貼り付けた後、隙間部７の残りの凹部１１に、保護材８の貼り付け時に使用した接着剤１０を充填する。次いで、接着剤１０を充填させた隙間部７の上端をヘラ等で平滑に処理して、隙間部７を埋める。これにより、隙間部７に主柱材１１２の内部に流入する雨水や主柱材１１２内面に発生する結露などの水分が溜まることを防止することができる。

また、第３の工程で充填させた接着剤１０が経年により劣化した場合、主柱材１１２の内部に流入した雨水や主柱材１１２内面に発生する結露などの水分が接着剤１０の劣化部から隙間部７に浸入する可能性があるが、隙間部７に貼り付けた保護材８は、浸透させた接着剤９が硬化することにより、隙間部７の主柱材１１２内面およびハブ部２の第１テーパー部３外面を被覆し、ライニング材として機能していることから、水分に対して保護する効果を有し、隙間部７からの発錆を防止することができる。

さらに、第３の工程で充填させた接着剤１０は、従来使用されてきた油性のコーキング材と同様に経年により劣化するが、同種の接着剤１０または塗料で上塗りすることが可能であることから、接着剤１０が劣化しても補修が可能である。

なお、第３の工程で充填させた接着剤１０が経年により劣化した際の補修方法としては、従来から用いられている鋼管鉄塔１００の主柱１１１内面用の塗装装置を使用することができる。この補修方法は、主材１１１の内部に挿入可能な形状に形成され、塗料等を噴霧する機能を有する塗装装置を主柱１１１の頂部から挿入し、塗装装置をワイヤなどによって吊り下げた状態で補修箇所の位置まで降下させ、第３の工程で使用した接着剤１０と同種の接着剤１０または塗料を補修箇所に吹き付けることで、接着剤１０の経年劣化部の補修を行うことができる。

１ フランジ部
２ ハブ部
３ 第１テーパー部
４ 第２テーパー部
５ 段部
６ 溶接箇所
７ 隙間部
８ 保護材
９ 隙間部の主柱材内面とハブ部先端の第１テーパー部外面とに塗布する接着剤
１０ 隙間部に保護材を貼り付けた後の隙間部の残りの凹部に充填する接着剤
１１ 凹部
１２ 圧入部
１３ ボルト穴
１００ 鋼管鉄塔
１１０ 鉄塔本体
１１１ 主柱
１１２ 主柱材
１１３ 水平材
１１４ 斜材
１１５ 連結材
１１６ ガセットプレート
１１７ フランジ継手
１２０ 腕金
１２１ 腕金主材
１２２ 腕金吊材
１２３ 腕金支材
１３１ 突合せ型フランジ継手
１３２ 圧入突合せ型フランジ継手

Claims (1)

1. 鋼管鉄塔の主柱材端部に取り付けられた圧入突合せ型フランジ継手において、
   圧入部の主柱材内面とハブ部外面との間に形成される隙間部内に接着剤を塗布する工程と、
   前記接着剤の塗布面にシート状の保護材を貼り付ける工程と、
   隙間部の残りの凹部に接着剤を充填して隙間部を埋める工程と、
   を備えることを特徴とする鋼管鉄塔の圧入突合せ型フランジ継手の防錆方法。

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