JP2619604B2 - 鉄塔構造物の脚材据付調整方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送電線鉄塔などの鉄
塔構造物の脚材据付調整方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電線鉄塔や無線鉄塔などを据付けする
場合、基礎部の脚材は、予め地図上で架線計画に従って
計画された設置位置の中心点を中心にしてｍｍ単位で正
確に据付けされる。この中心点は予め測量によって絶対
的原点として位置決めされ、この原点を通る送電線の折
れ角の１／２の方向を正面として、正面方向に対し４５
°の方向で原点を通る２つの直線上に、それぞれ２つの
脚部で合計４つの脚部を一般には設けるように脚部の据
付けが行なわれる（図２６参照）。

【０００３】据付けされた脚部の上には鉄塔が設置さ
れ、脚部は山腹などの斜面に掘削された掘削穴に脚柱を
埋込みコンクリートで固めて固定される。脚柱は、固定
する前にその下端と据付架台との固定状態を予め据付調
整して固定される。据付調整は次のようにして行なわれ
る。

【０００４】図２７に示すように、中心点Ｏには中心杭
が埋設され、この中心点Ｏを中心として４つの脚柱まで
の距離が設計通りであるかどうかを測定する。この測定
は、対角寸法、対角斜距離、対辺斜距離、高低差（レベ
ル）脚柱の傾き（転び）、垂直度（立ち）、回転（マイ
マイ）などについて行なわれる。

【０００５】上記測定をする場合、脚柱上端のフランジ
上で図示のように６点を測定点１〜６として設定し、例
えば対角寸法は中心点０〜測定点１の間の距離、対角斜
距離は測定点１〜５又は５〜１間の距離、対辺斜距離は
測定点２〜４間の距離というように測定する。

【０００６】上記測定には、一般に鋼製巻尺、箱尺、視
準器、水糸（重錘付き）などが使用される。図２８の
（ａ）に示すように、対角、対角斜距離などを測定する
ときは巻尺で直接測定点１〜５間又は５〜１間を、
（ｂ）に示すように、高低差を測定する場合は箱尺を測
定点に垂直に立て視準器（レベル）で高低差を測定す
る。（ｃ）では転び、（ｄ）では立ちが測定される。

【０００７】図２９の（ａ）に示すように、脚柱の高低
差が大きい場合は、途中に仮ポイントを設定し、その仮
ポイントに箱尺をセットして仮ポイントごとに設定した
値を合計して高低差とする。（ｂ）に示すように、脚柱
と脚柱の間に山の起伏があり脚柱間の距離が直接測定で
きないときは、視準器（トランシット）で角度測定、斜
距離測定（鋼製巻尺を用いて）を行ない電卓で計算によ
り間接測定する。

【０００８】以上のようにして測定された各脚柱間の距
離が設計通りであるかどうかが比較され、距離に過不足
があると、図３０に示すように、脚柱のいずれか又はい
くつかに対してその下端を据付用架台に固定している固
定部及び脚柱上部に接続したサポートをそれぞれ調整し
て各脚柱の位置及び各脚柱間の距離が設計値に対し据付
誤差許容値内となるようにする。

【０００９】各脚柱のいずれをどれだけ移動すれば良い
かについては、脚柱のずれ量や脚相互間の相対位置関係
によってそれぞれ異なるためその状態に応じて勘と経験
に基づいて調整が行なわれる。各脚柱の最終的な固定位
置が決定され調整が終了すると脚柱は掘削穴内にコンク
リートで固められる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように送電線
鉄塔などを設置する場合、脚柱の据付寸法測定と据付調
整を並行して行なう。この調整作業はサポートの出し入
れ操作、据付用架台の上下、左右、前後、回転操作によ
って行なわれ、特に脚柱は非常に重いため（１〜５
ｔ）、作業員がバールなどで脚柱をこじて動かし、固定
ボルトで固定しなければならない。このため、このとき
の調整箇所、調整方向、調整量は作業員の勘と経験で判
断し、許容値以内になるまで何回も調整作業と測定を繰
り返し実施する必要がある。

【００１１】又、据付寸法の測定をする場合、測定箇所
が多く、特に急峻な山岳地の場合、作業員が敷地内を何
回も上り下りしなければならず、多くの労力と時間が必
要であり、レベル測定は高低差が大きい場合、長尺の箱
尺（５ｍ）を不安定な位置で手持ちで支持するため、大
きく揺れ動き、測定に時間がかかるとともに測定誤差が
大きくなる。測定距離が長い場合（１５〜３０ｍ）、テ
ープのたるみが生じ測定誤差が大きくなり、急峻な山岳
地では脚材の高低差が非常に大きくなり（１０ｍ以
上）、レベルと箱尺を何回も盛り替える必要があり、時
間と労力がかかる。更に測定誤差も大きくなり、計算間
違いの恐れがある。

【００１２】脚〜脚間に中尾根や仮設物が存在する場
合、間接法で測定しなければならないため測定誤差が大
きくなり、トランシットの位置選定が難しく非常に時間
がかかる。転びの測定は鉄筋組立後も行う必要がある
が、鉄筋と水糸が干渉するため測定ができず鉄筋を一旦
解体する必要があり、時間と労力を要する。

【００１３】脚柱の据付作業は、狭い掘削穴内で重い脚
柱をバールなどを用いて手作業でｍｍ単位で行なうた
め、労力と時間がかかるとともに作業員の負担が大き
く、特に鉄筋組立後の修正作業は非常に困難である。据
付の誤差修正作業は、作業員の勘と経験によって調整箇
所、調整方向、調整量を判断し、許容値以内になるまで
何回も測定と調整作業を繰り返すために多くの時間と労
力が必要である。また、作業の指揮には経験を多く積ん
だ熟練作業員が従事する必要がある。

【００１４】この発明は、上記のような従来の脚材の据
付調整方法に伴う種々の困難な問題点に留意して、光波
測距儀により脚材の正確な座標位置を求めると共に脚材
の転び、立ちについて傾斜計により測定して正確な取付
状態を把握し、脚材の位置が許容誤差内となるように移
動させる指示値を演算に基づいて求めて修正作業をする
ことにより脚材の据付調整作業の労力の軽減化、作業効
率の向上、測定精度向上を図ることのできる据付調整方
法及び装置を提供することを課題とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明は、予め測量により中心点を定めた鉄塔
構造物の複数の脚材をそれぞれの設置位置付近に掘削し
た掘削穴に仮設し、上記少なくとも２脚の脚材が見える
位置に光波測距儀を設置して光波を発し、各脚材頂部に
反射ミラーを取付けて反射した光波を受光し脚材までの
距離を位相差測定法により測定すると共に各脚材に取付
けた傾斜計により各脚材の立ち、転びを測定し、上記光
波測定により得た各脚材の中心位置データから鉄塔中心
を求めこれを原点とする鉄塔座標系に各脚材中心位置を
変換した鉄塔中心又は設計上の鉄塔中心を中心とする各
脚材の中心位置及び立ち、転びの測定値を設計値と比較
してそれぞれの測定値が設計値に対し所定の許容誤差内
となるように各脚材の取付状態を微調整することから成
る鉄塔構造物の脚材据付調整方法としたのである。

【００１６】この据付調整方法では、前記脚材頂部付近
を支持するサポートや脚材基礎部について前記測定によ
り得られる取付状態を脚材中心の据付誤差が許容誤差内
となるように移動させるときのそれぞれの移動量を予め
算出し、その結果に基づいて移動させて前記微調整を行
なうのが好ましい。上記脚材据付調整方法を実施する装
置として、鉄塔構造物の複数の脚材の頂部に取付けられ
る反射ミラーに光波を発して測定位置から脚材までの距
離を測定する光波測距儀と、各脚材に取付けられ各脚材
の立ち、転びを測定する傾斜計と、上記各測定器からの
測定信号を受信し、光波測定により得た各脚材の中心位
置データから演算により鉄塔中心を求めこれを原点とす
る鉄塔座標系に各脚材中心位置を変換した鉄塔中心又は
設計上の鉄塔中心を中心とする各脚材の中心位置及び傾
斜計からの立ち、転びの測定値を求めると共にこれらを
設計値と比較して設計値に対する誤差を得、その演算結
果の信号を出力する演算制御部とを備えて成る鉄塔構造
物の脚材据付調整装置を採用することができる。

【００１７】

【作用】この発明は以上の脚材据付調整方法及び装置と
したので、脚材の据付調整作業は演算によって示される
許容誤差内の指示値に従って行なわれ、労力が大きく軽
減され、作業能率が大きく向上する。

【００１８】上記脚材据付調整方法では、測定を開始す
る前の予備作業として、予め別の測量により鉄塔の中心
点が杭で示され、これを中心として鉄塔構造物の複数の
脚材がその所定位置の付近に掘削した掘削穴内で大略位
置に設置される。

【００１９】次に、光波測距儀が任意の位置に設置され
るが、この位置はできるだけ４脚が見渡せる位置が望ま
しい。しかし、４脚全部が見えないときは最小限２脚が
見える位置でそれぞれ脚材の位置を測定し、その後他の
２脚が見える位置へ移動して他の２脚を測定するように
してもよい。

【００２０】各脚材位置の測定では、光波測距儀から光
波を発して各脚材頂部の反射ミラー間で光波を往復させ
その距離を位相差測定法により測定する。又、各脚に取
付けた傾斜計により立ち、転びが測定される。

【００２１】次に、設計上の鉄塔座標系に対して上記測
定から得た各脚材の中心位置データによる鉄塔座標系に
変換してこれによる各脚材中心位置と鉄塔中心位置を求
め、設計上の鉄塔中心又は座標変換された系の鉄塔中心
を中心とする各脚材の中心位置及び立ち、転びの測定値
を設計値と比較することにより、それぞれの測定値が許
容誤差内であるように各脚材の取付位置を微調整するの
である。

【００２２】その場合、第二の発明のように、据付誤差
が許容誤差内となるように移動調整量を予め計算により
算出しておき、それらの計算データに基づいて脚材を微
調整するようにすれば微調整が極めてスムースに能率よ
く行なわれる。第３の発明の脚材据付調整装置は、上記
据付調整方法において測定したデータに基づいて鉄塔中
心や脚材中心位置、あるいは脚材の立ち、転びを演算に
よって求め、その測定値や演算結果を演算制御部から出
力することにより、例えば表示器にそれらの値を表示し
たり、あるいは脚材位置を調整する装置に送信してもよ
い。

【００２３】

【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１はこの発明による脚材据付調整方法を
示す概略図である。１は光波測距儀であり、ＬＥＤラン
プなどにより特定波長の光波を発し、反射ミラー２で反
射された光波を受光し、光波の位相のずれを測定して距
離を測定する装置である。この光波測距儀は、各脚材を
見渡せる任意の位置に設置される。

【００２４】反射ミラー２は、測定対象である鉄塔構造
物の脚材３（この実施例では４脚）の頂部にセットされ
る。脚材３は、据付架台４にボルト、ナット等の固定手
段により仮設され、位置調整用のサポート５が付設され
ている。

【００２５】上記脚材３は掘削穴６内に仮設されるが、
この掘削穴６は予め測量によって決められる鉄塔中心位
置を中心として大略の脚材据付位置に掘削される。

【００２６】脚材３には傾斜計７が測定しようとする脚
材に対し着脱自在に取り付けられ、この傾斜計７により
脚材３の立ち、転びが測定される。

【００２７】８はノート型パソコンと略称される小形パ
ーソナルコンピュータであり、通信ケーブル９を介して
光波測距儀１と傾斜計７の測定データがこのパーソナル
コンピュータ８へ送られる。

【００２８】図２に光波測距儀１の外観及びその内部構
造の一例を示す。図示のものは市販されている光波測距
儀の１つであり、単に一例として示したものである。
又、外観と内部構造は同一機種のものではない。図示の
光波測距儀は、一般に土木、建築、測量等に使用され
る。１０１は送・受光光学系、１０２はＥＤＭ光学ユニ
ット、１０３は受光ブロック、１０４は送光ブロック、
１０５は視準望遠鏡である。

【００２９】図示の光波測距儀１は、送・受光光学系の
レンズを介して測距光を出力し、反射ミラー２（プリズ
ム）で送り返される光を受光し、光波が射出されて返っ
てくるまでの時間を測定して所定位置までの距離を測定
する。この受光時間の測定は、実際には光波の位相差を
測定する位相差測定法により行なわれるが、この測定原
理については既に公知の方法であり、詳しい説明は省略
する。

【００３０】図３、図４は反射ミラー設定具を示す。図
示の反射ミラー設定具２０は、反射ミラー２を光波測距
儀１に対して所定角度で正確に脚材３の頂部に取り付け
るための手段である。

【００３１】反射ミラー２は、フレーム２１内につまみ
２２により水平軸の周りに回転自在に支持され、フレー
ム２１の下方に垂直ピン２３、上方にはピンポール２４
を、フレーム２１の適宜位置に水準器２５を有する。ピ
ンポール２４は、ばねクランプ２６により支持アーム２
７の先端に吊り下げられ、常にピンポール２４が垂直と
なるように取り付けられる。

【００３２】支持アーム２７は垂直軸２８に対して蝶ね
じ２９により角度を調整して一点鎖線で示すようにピン
ポール２４の方向が常に垂直となるように取り付けられ
る。垂直軸２８はボールクランプ３０により３点調整台
３１に対し前後左右方向の位置を調整される。

【００３３】３点調整台３１は３つのつまみ３２で垂直
軸の傾きの微調整ができ、ベースプレート３３上に設け
られている。ベースプレート３３の下方には磁石ベース
３４が設けられ、つまみ３５により磁性体金属に吸着力
を入、切する。

【００３４】従って、磁石ベース３４を脚材３の頂部フ
ランジに吸着させて反射ミラー２が脚材３に取り付けら
れる。その際反射ミラー２の下方の垂直ピン２３が頂部
フランジの面エッジ部に正確に当接する作業を容易とす
るために頂部フランジ上には十字マークを入れた透明な
アクリルゲージ板３６が設置される。

【００３５】一般に脚材３は傾斜状に設けられるから、
その頂部フランジも当然傾いて設置されるが、その場合
であってもピンポール２４、垂直ピン２３が垂直となる
ように支持アーム２７および垂直軸２８を傾けて設置さ
れる。

【００３６】さらに、反射ミラー２に対して光波測距儀
１の据付位置は一般に高低差が生じるから、光波測距儀
１からの光波を反射ミラー２で反射して光波測距儀１の
受光レンズで正確に受光できるようにするには、反射ミ
ラー２を水平軸の回りにつまみ２２により上下動させて
光波を反射するように設定する。図５、図６は脚材３の
立ち、転びを測定する傾斜計７及びその機能図を示す。

【００３７】傾斜計７は、ベースプレート４１に対し予
め垂直方向に対し９°傾斜させて固定したケーシング４
２内に、２つの角度センサ４３、４４を設けたものであ
る。４５はハンドル、４６は取付用の磁石ベースであ
る。

【００３８】角度センサ４３は転び（Ｘ方向）測定用、
４４は立ち（Ｙ方向）測定用であり、内部構造は全く同
一のものである。但し、取付は互いに垂直軸周りに９０
°方向が異なる。

【００３９】角度センサ４３、４４は、図６に示すよう
に、内部には２つの磁気抵抗素子Ｒ₁ 、Ｒ₂ が含まれ、
これに近接して磁石Ｍが左右に移動可能に設けられてい
る。Ｖ₁ は入力、Ｖ₂ 、Ｖ₃ は出力電圧である。磁石Ｍ
が磁気抵抗素子Ｒ₁ 、Ｒ₂ に対して中央に位置している
点をＯ点として左右いずれかに振れるとそのずれに比例
して出力電圧が変化するのを測定することにより傾斜角
度を測定する。

【００４０】なお、傾斜計７のベースプレート４１に対
しケーシング４２を予め９°傾けて設けているのは、鉄
塔構造物の脚材が平均してこの角度傾いて設計されると
いう経験に基づいている。

【００４１】図７は上記光波測距儀１、傾斜計７、パー
ソナルコンピュータ８から成る測定装置の全体概略ブロ
ック図である。パーソナルコンピュータ８にはキーボー
ド１０が設けられ、光波測距儀１、傾斜計７による測定
データが送られ、ＣＰＵ（中央処理装置）１１を介して
処理され、測定データはメモリ１２に記憶される。測定
データ等は表示器１３に表示され、プリンタ１４により
プリントされることもある。１５は機器に内蔵される持
運び自在の電源である。

【００４２】以上の測定装置を用いて各脚材の据付装置
を測定し、その装置が設計値に対し許容誤差内であるか
について計算により比較して判断し、その結果に基づい
て各脚材の据付位置の修正を指示して各脚材の据付修正
作業を次のようにして行なう。

【００４３】図８に脚材の据付修正作業の処理フローチ
ャートを示す。なお、図示のフローチャートでは図示省
略しているが、事前準備作業として鉄塔の設計プログラ
ムに対し鉄塔の諸元データを入力して据付寸法の設計デ
ータを計算し、そのデータをフロッピーディスクに保管
する。そして、このフロッピーディスクを現場へ持参
し、設計データを読み込んだ後に図８の測定開始をする
ものとする。

【００４４】測定を開始すると、ステップＳ₁ で光波測
距儀１による各脚材３までの距離を測定し、測定点の座
標測定が行なわれる。ステップＳ₂ では傾斜計７による
転び、立ちの測定が行なわれる。この測定は、１つの脚
材３に反射ミラー２、傾斜計７を取付け、測定終了後他
の脚材３について同様に順次実施していく。

【００４５】測定が終るとステップＳ₃ で脚材頂部のフ
ランジ中心座標計算、ステップＳ_４で脚位置回転角計
算、ステップＳ_５ でフランジ回転角計算が行なわれ
る。これらの計算は後で説明する演算方法に従って行な
われる。

【００４６】さらに、測定開始前に読み込まれた前述の
据付寸法の設計データからステップＳ₆ で各脚材のフラ
ンジの理想座標値計算が行なわれる。そしてステップＳ
₇ で上記各脚のフランジの各測定点、フランジ中心位置
の実測値と各脚材の設計値に基づく対応する点の理想値
との比較を行なう。

【００４７】そして、この比較の結果、各点の測定値が
理想値と±２ｍｍ以上の誤差を含むときは、測定誤差が
大きいものと判断してステップＳ₈ で再測定の指示を表
示する。誤差が±２ｍｍ以下のときは測定誤差はないも
のとして測定を終了する（ステップＳ₉ ）。

【００４８】なお、このとき上記測定点の測定データ、
回転角等についてのデータはフロッピーディスクに保管
しておく。

【００４９】次に、ステップＳ₁₀では上記各脚材の測定
データから鉄塔中心座標計算が行なわれ、ステップＳ₁₁
では鉄塔中心回転角計算が行なわれる。さらに、測定値
座標変換がステップＳ₁₂で行なわれる。この座標変換
は、例えば４脚のうち２脚が既にコンクリート打設さ
れ、脚材を大きく修正することができないようなとき、
その２脚を動かさないものとして鉄塔中心を設定する際
に行なわれる。４脚全てを位置修正するときはこの座標
変換は不要である。座標変換の方法は後で詳しく説明す
る。

【００５０】ステップＳ₁₃では据付寸法計算が行なわれ
る。この据付寸法とは、図２７に示す寸法であって、対
角寸法、対角斜距離、対辺斜距離などである。

【００５１】上記据付寸法を計算すると、ステップＳ₁₄
でそれぞれの据付寸法に対して設計値と実測値を比較
し、その誤差が所定の設定許容値内であるかどうかを判
断する。この比較の結果据付寸法が許容値内であれば修
正作業なしに据付作業は終了する。

【００５２】いずれかの据付寸法が据付許容値内でない
ときは、ステップＳ₁₅で微調整作業量を計算する。調整
量は小数点以下を四捨五入し（ステップＳ₁₆）、ステッ
プＳ₁₇では各脚材の据付位置の最大脚から順次その据付
位置を誤差範囲内で仮想的に移動させて内部シュミレー
ションを行なう。誤差最大脚の位置を誤差０としたとき
に上記据付寸法が許容値範囲内となるかそれとも反対に
誤差が大きくなるかを見るのである。

【００５３】ステップＳ₁₈で据付許容値内であるかを判
断し、許容値内でなければ、さらに他の脚を移動させて
据付寸法の変化を見る。据付寸法の誤差が全て据付許容
値内になると、そのときの各脚の据付位置に対する微調
整量をステップＳ₁₉で指示し、据付微調整作業を実施す
る（ステップＳ₂₀）。そして、微調整作業が終了する
と、先頭に戻って再度測定点の座標測定を行ない、上記
処理フローを繰り返す。

【００５４】さて、以上の処理フローチャートで実行さ
れる計算による測定点の座標や誤差の測定を求める方法
について以下説明する。なお、以下の説明は理解し易く
するため必らずしもフローチャートの順序通りではない
が、フローチャートの各ステップで行なわれる具体的な
演算はそれぞれが対応する説明を参照されたい。

【００５５】まず図９に以下で取り扱う座標系および測
定点を示す。鉄塔の中心（または偏心杭）を原点とし
て、方向杭をｙ軸方向、これと直角な方向をｘ軸、ｚ軸
は鉛直方向として鉄塔座標系（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）を構
成する。また、各脚の測定点は鉄塔中心方向をＰ６とし
て図のようにＰ１〜Ｐ５と設定する。

【００５６】光波測距儀１はできるだけ４脚が見通せる
任意の位置に据付け各測定点を測定する。光波測距儀１
は任意の方向で０セットすると、図のようにその方向を
ｙ’軸として、機械中心を原点としたｘ’−ｙ’−ｚ’
座標系を構成する。測定点の位置データは（ｘ_n ’、
ｙ’_n 、ｚ’_n ）の座標値として送り出される。

【００５７】但し、鉄塔座標系（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）は
後で説明する設計座標系と同じものであるが、測定点の
測定データと設計値とを区別するために便宜上小文字に
て表わしている。

【００５８】以上のように定められた座標系に対し、光
波測距儀１で実測される各測定点までの距離のデータ
は、機械中心を原点とした位置データであり、従って鉄
塔座標系に座標変換する必要がある。そこで各測定点の
位置データの処理を次の手順で行なう。

【００５９】 任意の位置で光波測距儀を０セットす
る（光波測距儀側）。

【００６０】 鉄塔中心を測定し（ｘ₁ ’、ｙ₁ ’、
ｚ₁ ’）を読み込む。

【００６１】 方向杭を測定し（ｘ₂ ’、ｙ₂ ’、ｚ
₂ ’）を読み込む。

【００６２】 鉄塔中心を原点とし、方向杭をｙ軸と
する座標系をコンピュータ上で構成し、以後の測定はこ
の座標系に変換して扱う（以後の読み込み座標に使用す
る座標変換値ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ、回転角αを求める）。

【００６３】 各測定点の（ｘ_n ’、ｙ’_n 、
ｚ’_n ）を読み込み（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）に変換し、表
示、記録する。

【００６４】各測定値はこの座標値を用いて計算する。

【００６５】光波測距儀のｘ’−ｙ’−ｚ’座標系から
鉄塔座標系への座標変換をする場合、原点の変換値ｄ
ｘ、ｄｙ、ｄｚおよび座標系の回転角αは、 ｄｘ＝−ｘ₁ ’ ｄｙ＝−ｙ₁ ’ ｄｚ＝−ｚ₁ ’ α＝ＡＲＣＴＡＮ｛（ｙ₂ ’−ｙ₁ ’）／（ｘ₂ ’−ｘ₁ ’）｝ (1) で表わされ、これらに基づいて光波測距儀で測定した測
定点の座標（ｘ_n ’、ｙ’_n 、ｚ’_n ）を次式により鉄
塔座標系（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）に変換する。 ｘ_n ＝ｘ_n ’・ｃｏｓα−ｙ_n ’・ｓｉｎα＋ｄｘ ｙ_n ＝ｘ_n ’・ｓｉｎα＋ｙ_n ’・ｃｏｓα＋ｄｙ ｚ_n ＝ｘ_n ’＋ｄｚ (2) 例えばＡ脚に関する据付寸法は次式となる。

【００６６】 対辺斜距離 Ａ−Ｂ：｛（ｘａ₄ −ｘｂ₂ ）² ＋（ｙａ₄ −ｙｂ₂ ）² ＋（ｚ ａ₄ −ｚｂ₂ ）² ｝^1/2 Ａ−Ｄ：｛（ｘａ₂ −ｘｄ₄ ）² ＋（ｙａ₂ −ｙｄ₄ ）² ＋（ｚ ａ₂ −ｚｄ₄ ）² ｝^1/2 対角斜距離 Ａ−Ｃ（Ｂ）：｛（ｘａ₅ −ｘｃ₁ ）² ＋（ｙａ₅ −ｙｃ₁ ）² ＋（ｚａ₅ −ｚｃ₁ ）² ｝^1/2 Ａ−Ｃ（Ｄ）：｛（ｘａ₁ −ｘｃ₅ ）² ＋（ｙａ₁ −ｙｃ₅ ）² ＋（ｚａ₁ −ｚｃ₅ ）² ｝^1/2 対角寸法 ０−Ａ：（ｘａ₃ ² ＋ｙａ₃ ² ）^1/2 レベル ０−Ａ ｚａ₃ (3) 以下同様に各脚に対して計算できる。

【００６７】現場でフランジの測定点を実測する場合、
ミラーの据付け誤差や視準の目測誤差などの測定誤差が
発生する恐れがあり、以下実測値の採用処理方法につい
て述べる。

【００６８】図１０のように中心の座標がａ₀ でΔｆだ
け回転しているポストに直径φのフランジが乗っている
と仮定した場合の各測定点の座標ａ_n を求める。脚材の
実測転び寸法（対角開き係数）をαｄとすると、

【００６９】

【数１】

【００７０】以上より各測定点の座標ａ_n はつぎの通り
となる。

【００７１】

【数２】

【００７２】この座標を各測定の理想座標とする。実測
座標ａ_n ’と理想座標ａ_n の差Δａ_n は Δａ₁ ＝ａ₁ ’−ａ₁ ，Δａ₂ ＝ａ₂ ’−ａ₂ ，Δａ₃ ＝ａ₃ ’−ａ₃ Δａ₄ ＝ａ₄ ’−ａ₄ ，Δａ₅ ＝ａ₅ ’−ａ₅ ，Δａ₆ ＝ａ₆ ’−ａ₆ (6) となり、この値が大きく異なる場合は、測定誤差が大き
いとして再測定指示を行う。

【００７３】次に、各脚材の各測定点及びフランジ中心
の設計座標の設定について、例えばＡ脚の場合を図１１
に示す。設計上の座標を（Ｘ_n 、Ｙ_n 、Ｚ_n ）、実測し
た座標を（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ）とする。Ａ点での座標を
記号化して表わすと次のようになる。 Ａ_n ＝（Ｘ_n 、Ｙ_n 、Ｚ_n ） ａ_n ＝（ｘ_n 、ｙ_n 、ｚ_n ） フランジの中心座標はＡ₀ 、ａ₀ と表す。

【００７４】また、その他の脚の設計上の座標および実
測した座標をつぎのように表す。 ・設計上座標 Ｂ脚 中心座標＝Ｂ₀ ，測定点座標＝Ｂ
_n Ｃ脚 中心座標＝Ｃ₀ ，測定点座標＝Ｃ_n Ｄ脚 中心座標＝Ｄ₀ ，測定点座標＝Ｄ_n ・実側座標 Ｂ脚 中心座標＝ｂ₀ ，測定点座標＝ｂ
_n Ｃ脚 中心座標＝ｃ₀ ，測定点座標＝ｃ_n Ｄ脚 中心座標＝ｄ₀ ，測定点座標＝ｄ_n フランジの中心座標はそれぞれつぎのように表せる。 Ａ₀ ＝（Ａ₁ ＋Ａ₃ ＋Ａ₅ ＋Ａ₆ ）/4，ａ₀ ≒（ａ₁ ＋ａ₃ ＋ａ₅ ＋ａ₆ ）/4 Ｂ₀ ＝（Ｂ₁ ＋Ｂ₃ ＋Ｂ₅ ＋Ｂ₆ ）/4，ｂ₀ ≒（ｂ₁ ＋ｂ₃ ＋ｂ₅ ＋ｂ₆ ）/4 Ｃ₀ ＝（Ｃ₁ ＋Ｃ₃ ＋Ｃ₅ ＋Ｃ₆ ）/4，ｃ₀ ≒（ｃ₁ ＋ｃ₃ ＋ｃ₅ ＋ｃ₆ ）/4 Ｄ₀ ＝（Ｄ₁ ＋Ｄ₃ ＋Ｄ₅ ＋Ｄ₆ ）/4，ｄ₀ ≒（ｄ₁ ＋ｄ₃ ＋ｄ₅ ＋ｄ₆ ）/4 (7) また、各設計座標と実測座標の差は次式とする。 ΔＡ_n ＝ａ_n −Ａ_n ΔＢ_n ＝ｂ_n −Ｂ_n ΔＣ_n ＝ｃ_n −Ｃ_n ΔＤ_n ＝ｄ_n −Ｄ_n (8) 次に、鉄塔中心座標系の補正について図１２を参照して
説明する。

【００７５】鉄塔基礎の施工は地形や機械工具等の条件
によって、４脚同時に行われない場合が多い。たとえ
ば、Ａ、Ｃ脚を先行して施工し、Ｂ、Ｄ脚を後から施工
するような場合、Ａ、Ｃ脚はすでにコンクリートが打設
してあり、Ｂ、Ｄ脚を据付けるときにはＡ、Ｃ脚は動か
すことができない。

【００７６】先行脚の据付けに若干の誤差があった場合
は、設計上の鉄塔中心を基準とするよりも、先行脚を基
準として残りの脚を据付ける方が鉄塔構造や鉄塔組立に
悪影響を及ぼさない。また、その誤差は数ｍｍオーダー
であり、線路に対して影響は全くない。このようなケー
スを想定し、鉄塔中心の誤差（補正量）の把握を行な
う。

【００７７】鉄塔中心の設計上の座標をＰ₀ （０，０，
０）、脚を基準とした座標をｐ₀ 、その差をΔＰ₀ とす
る。各脚の中心誤差の平均をΔＰ₀ とする。 ΔＰ₀ ＝（ｎａ・ΔＡ₀ ＋ｎｂ・ΔＢ₀ ＋ｎｃ・ΔＣ₀ ＋ｎｄ・ΔＤ₀ ）／４ ＜但し、ｎａ、ｎｂ、ｎｃ、ｎｄは施工完了脚は１、据付け脚は０である。＞ (9) つぎにｐ₀ を中心とした正規の対角方向と各脚の実際の
据付け方向との差を回転角 ΔＦ_a ，ΔＦ_b ，ΔＦ_c ，ΔＦ_d と仮定すると、鉄塔中心の回転角ΔＦ₀ は次式で求め
る。 ΔＦ₀ ＝（ｎａ・ΔＦ_a ＋ｎｂ・ΔＦ_b ＋ｎｃ・ΔＦ_c ＋ｎｄ・ΔＦ_d ）／４ (10) 以上より、先行施工した脚より求めた座標系は正規の座
標系に中心座標ΔＰ₀で回転角ΔＦ₀ だけ補正を加えた
ものとなる。よって、新規に据付ける脚はこの補正後の
座標系上で据付けすればよい。

【００７８】次に、各脚（フランジ）の据付け修正指示
を行うために、各脚の据付け誤差の把握を行う。

【００７９】図１３に示すように各測定点の設計座標Ａ
_n と実測座標ａ_n との誤差はつぎのように求める。（但
し、座標系は鉄塔中心座標補正を行ったものとする。）
式(7) 、(8) よりフランジ中心座標は設計上及び実測上
つぎのとおりとなる。

【００８０】中心座標は設計上及び実測上つぎのとおり
となる。 Ａ₀ ＝（Ａ₁ ＋Ａ₃ ＋Ａ₅ ＋Ａ₆ ）／４ ａ₀ ＝（ａ₁ ＋ａ₃ ＋ａ₅ ＋ａ₆ ）／４ (11) また、脚の設計座標と実測座標の据付け誤差は次式とな
る。 ΔＡ₀ ≒ａ₀ −Ａ₀ (12) つぎにａ₀ を中心とした各測定点ａ_n の回転角ｆ_n を求
める。

【００８１】

【数３】

【００８２】同様にＡ₀ を中心とした設計上の回転角Ｆ
_n は次式となる。

【００８３】

【数４】

【００８４】設計上の回転角Ｆ_n と実測上の回転角ｆ_n
との差座標ΔＦ_n は ΔＦ_n ＝ｆ_n −Ｆ_n (15) となり、これらの平均値を脚の回転角誤差座標ΔＦａと
する。 ΔＦａ＝ΣΔＦ_n ／６ (16) 式(12)、(16)より実測した脚の据付け誤差は中心座標Δ
Ａ₀ でΔＦａだけ回転していることとなる。

【００８５】次に、据付け微調整作業による脚材の動き
について説明する。

【００８６】据付けの微調整作業はサポートや脚材基礎
部などを動かして行うが、それぞれの作業で脚材がどの
ような動きをするかを把握する。

【００８７】(1) 据付けサポート調整による動き 図１４のように、ｘ、ｙ軸方向にサポートがあり、これ
を動かして、ポスト頂部ａ₀ を（Δｘ₁ ，Δｙ₁ ）移動
させた場合を考える。

【００８８】

【数５】

【００８９】(2) 脚材基礎部の調整による動き 図１６のようにサポートで支持された脚材の基礎部をΔ
ｘ₂ ，Δｙ₂ 移動したときの頂部の変化量Δｘ₂ ’，Δ
ｙ₂ ’はそれぞれ

【００９０】

【数６】

【００９１】(3) 脚材レベル調整ボルトの調整による動
き 図１７の（ａ）に示すように脚材のレベル調整用ボルト
による変化はｘ，ｙ軸方向にほとんど影響が無いと仮定
できる。そのため転び、立ちの変化も無視できる。

【００９２】調整ボルトの調整量Δｚ’によるレベルの
変化量Δｚ₃ は Δｚ₃ ＝Δｚ’ (29) (4) 脚材の回転による動き 図１７の（ｂ）に示すように脚材の芯ａ₀ を中心として
脚材を回転させた場合、中心座標に変化は無いため、レ
ベル、転び、立ちへの影響は無視できる。

【００９３】但し「まいまい」及び「測定ポイント座
標」は変化する。

【００９４】以上よりサポートによって（Δｘ₁ ，Δｙ
₁ ）、基礎部を（Δｘ₂,Δ y₂ ）、レベルをΔｚ₃ それ
ぞれ微調整した場合のポスト（フランジ）中心座標ａ₀
の変化は次の表１に示す通りである。

【００９５】

【表１】

【００９６】よって、脚材中心の据付け誤差がΔａ
₀ （Δｘ，Δｙ，Δｚ）、ΔαＤ、ΔβＤの場合、上記
各項目を満足する（Δｘ₁ ，Δｙ₁ ）、（Δｘ₂ ，Δｙ
₂ ）、Δｚ₃ を求めれば微調整を行うことができる。

【００９７】上記の関係式より各作業ポイントの調整量
を算出する。

【００９８】

【数７】

【００９９】上式から計測時のポスト中心（フランジ
面）据付け誤差がΔａ₀ （Δｘ，Δｙ，Δｚ）、Δａ
Ｄ、ΔβＤのとき サポートによる頂部の微調整量：Δｘ₁ ，Δｙ₁ 基礎部の微調整量 ：Δｘ₂ ，Δｙ₂ レベル調整ボルトの微調整量 ：Δｚ₃ を求めるとそれぞれつぎのとおりとなる。

【０１００】

【数８】

【０１０１】以上が図８のフローチャートに従って実行
する測定演算処理の詳細な説明であるが、この演算処理
の結果については図１８〜図２５にそれぞれ表示してい
る。

【０１０２】図１８は鉄塔についての設計条件の入力値
である。図１９にその設計データに基づく各脚の設計座
標の計算結果を示す。図２０は上記設計データに基づい
て各脚について対角寸法、対角斜距離などの据付設計寸
法の計算結果を示す。図２１は基準線、対角斜距離変更
基準の出力画面である。

【０１０３】図２２は各脚の対角斜距離値についての実
測値の出力画面である。図２３に測定点の平均値によっ
て理想フランジがあると仮定した値と設計値の差を表示
している。図２４は測定点の実測値と設計値の差分を表
示している。図２５はＢ、Ｄ脚がコンクリート打設を完
了としたときのＡ、Ｃ脚の据付誤差修正指示値を表示し
ている。

【０１０４】なお、以上の実施例では原則として４脚が
全て見渡せる位置に光波測距儀を設置して測定するとし
ているが、必らずしも４脚全てが見渡せない状態でも測
定は可能である。

【０１０５】例えば図９の光波測距儀を図示の位置から
点Ｑへ移動させた場合について考える。まず図示の元の
位置でＣ、Ｄ脚の２脚が見えるものとすると、元の位置
でＣ、Ｄ脚の２脚の位置を測定する。次に、点Ｑへ移動
してここでもＣ、Ｄの２脚が見えるとすると、点Ｑで再
びＣ、Ｄの２脚を測定すると、Ｃ、Ｄ脚の正確な位置が
確定される。従って、この位置を通りかつ設計上の鉄塔
中心を通る設計座票が設定できる。

【０１０６】同様にしてＡ、Ｂの２脚のみ見える位置か
らＡ、Ｂの２脚を測定して、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４脚を測
定するようにしてもよい。以上から分るように、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの４脚のうち最小限２脚が見えれば本発明の
方法により全ての脚の位置が正確に測定できるのであ
る。

【０１０７】

【効果】以上詳細に説明したように、この発明による脚
材据付調整方法は設定位置付近に設けた掘削穴に仮設し
た鉄塔構造物の脚材の位置を光波測距儀で測定すると共
に転び、立ちを傾斜計で測定し、測定値を設計値と比較
して許容誤差内となるように各脚材の取付状態を微調整
することとしたから、脚材の位置を正確に測定してその
測定に基づいて脚材の据付位置を正確な位置に調整で
き、かつその調整は従来のように勘と経験によるのでは
なく正確な測定に基づいて行なえるから作業のやり直し
などが少なく調整作業の困難が軽減されるなど大きな利
点が得られる。脚材据付調整装置は上記調整方法におけ
る最も重要な光波測距儀による脚材位置の測定や傾斜計
による転び、立ちの測定に基づく演算とその測定値や演
算結果とを出力することにより、調整作業の際の調整量
を正確に得ることができ、上記調整方法を実施する上で
有効なデータを与えて脚材の据付調整作業を実施する際
に極めて有利となるという利点を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の脚材据付寸法測定方法を説明する概略
図

【図２】光波測距儀の一例の概略図

【図３】反射ミラーを含む設定具の説明図

【図４】同上の平面図

【図５】傾斜計の概略図

【図６】同上の機能説明図

【図７】実施例の測定装置の全体概略図ブロック図

【図８】測定装置の中で演算処理するフローチャート

【図９】光波測距儀を含む測定点の座標系の説明図

【図１０】Ａ脚についての測定点の座標系の説明図

【図１１】鉄塔中心の座標誤差の説明図

【図１２】脚フランジの据付誤差の説明図

【図１３】脚フランジの測定誤差の説明図

【図１４】微調整作業による脚材頂部の動きの説明図

【図１５】微調整作業による脚材の転び、レベル、立ち
の変化の説明図

【図１６】脚材基礎部の調整による脚材頂部の動きの説
明図

【図１７】脚材のレベル調整によるレベル変化の説明図

【図１８】鉄塔構造物の設計条件の入力画面を示す図表

【図１９】各脚の設計座標の計算結果を示す図表

【図２０】同上の設計寸法の計算結果を示す図表

【図２１】基準線、座標変更基準の入力画面を示す図表

【図２２】実測値の出力画面を示す図表

【図２３】測定点の平均値と設計値の差分表示画面を示
す図表

【図２４】測定点の実測値と設計値の差分表示画面を示
す図表

【図２５】コンクリート打設完了Ｂ、Ｄ脚に対するＡ、
Ｃ脚の据付誤差修正指示画面を示す図表

【図２６】従来の脚材据付方法の説明図

【図２７】従来の脚材据付方法における測定方法の説明
図

【図２８】従来の脚材据付方法における測定方法の説明
図

【図２９】同上の測定方法に用いられる距離の間接測定
方法の説明図

【図３０】同上の据付方法における据付修正作業の説明
図

【符号の説明】

１ 光波測距儀 ２ 反射ミラー ３ 脚材 ４ 据付架台 ５ サポート ６ 掘削穴 ７ 傾斜計 ８ パーソナルコンピュータ ９ 通信ケーブル

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め測量により中心点を定めた鉄塔構造
   物の複数の脚材をそれぞれの設置位置付近に掘削した掘
   削穴に仮設し、上記少なくとも２脚の脚材が見える位置
   に光波測距儀を設置して光波を発し、各脚材頂部に反射
   ミラーを取付けて反射した光波を受光し脚材までの距離
   を位相差測定法により測定すると共に各脚材に取付けた
   傾斜計により各脚材の立ち、転びを測定し、上記光波測
   定により得た各脚材の中心位置データから鉄塔中心を求
   めこれを原点とする鉄塔座標系に各脚材中心位置を変換
   した鉄塔中心又は設計上の鉄塔中心を中心とする各脚材
   の中心位置及び立ち、転びの測定値を設計値と比較して
   それぞれの測定値が設計値に対し所定の許容誤差内とな
   るように各脚材の取付状態を微調整することから成る鉄
   塔構造物の脚材据付調整方法。
2. 【請求項２】 前記脚材頂部付近を支持するサポートや
   脚材基礎部について前記測定により得られる取付状態を
   脚材中心の据付誤差が許容誤差内となるように移動させ
   るときのそれぞれの移動量を予め算出し、その結果に基
   づいて移動させて前記微調整を行なうことを特徴とする
   請求項１に記載の鉄塔構造物の脚材据付調整方法。
3. 【請求項３】 鉄塔構造物の複数の脚材の頂部に取付け
   られる反射ミラーに光波を発して測定位置から脚材まで
   の距離を測定する光波測距儀と、各脚材に取付けられ各
   脚材の立ち、転びを測定する傾斜計と、上記各測定器か
   らの測定信号を受信し、光波測定により得た各脚材の中
   心位置データから演算により鉄塔中心を求めこれを原点
   とする鉄塔座標系に各脚材中心位置を変換した鉄塔中心
   又は設計上の鉄塔中心を中心とする各脚材の中心位置及
   び傾斜計からの立ち、転びの測定値を求めると共にこれ
   らを設計値と比較して設計値に対する誤差を得、その演
   算結果の信号を出力する演算制御部とを備えて成る鉄塔
   構造物の脚材据付調整装置。