JP3648723B2 - 鋼管鉄塔の主柱材内部壁調査方法および調査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼管鉄塔を構成する主柱材の内部壁調査方法と、その調査装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来、鋼管鉄塔の鋼管部材内部壁の表面劣化状態を調査するためには、現地で採取した鋼管を２つに割り膜厚測定器で調査する方法や、鋼管外部より板厚測定器で鋼管の厚みを調査する方法のほか、内視鏡を挿入して目視により評価する方法や、木槌で鋼管を打撃して腐食生成物の落下から評価する方法などがある。しかし、部材を破壊して調査する方法は時間とコストの面で効率が悪く、非破壊検査により鋼材外部から板厚測定器で調査しても精度的に問題がある。最近では、小型のＣＣＤカメラを管内に挿入して、その画像処理により管内腐食調査を行う方法も試されてるが、データの信頼性や処理方法などまだまだ問題点が多いのが現状である。
【０００３】
また、部材の調査のために、鋼管鉄塔の構成材である主柱材を取り外す場合、仮の部材を取り付けたりして対処しなくてはならないが、主柱材は鉄塔に働く主応力を担っている部材であり、容易に取り外すことは難しい。さらに、鋼管鉄塔の建設場所は山間部が多く、重機の搬入や作業性に難がある。
【０００４】
そのため、部材を取り外すことなく鋼管内部壁を調査する方法が必要となるが、鋼管鉄塔の主柱材はほぼ垂直に建設されており、部材の長さも数十メートルに達するため、鋼管内へ調査装置を挿入した後、任意の位置へ移動させて鋼管内部壁を調査することが難しい。
【０００５】
さらに、主柱材の部材径は、地上高が高くなるほど細く、低くなるほど太く変化するため、主柱材径に合わせて使用する調査装置を替える必要がある。
【０００６】
その上、作業は鉄塔の頂部へ登り、高所でかつ狭い作業スペース内で行わなくてはならず、大がかりな動力源や複雑な調査装置を使用することには難がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、鋼管鉄塔の主柱材内部へ調査装置を挿入し、鋼管中心部に調査装置を保持させた状態で鋼管内部壁の膜厚を調査する方法を提案するとともに、主柱材へ容易に挿入でき、任意位置の鋼管内部壁の膜厚測定が行える調査装置を、提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における鋼管鉄塔の主柱材内部壁調査方法は、モータ１６より回転力を得て伸縮する測定用アーム１３と該測定用アーム１３の先端に取り付けられたプローブ１４で構成される測定部と、測定部を円周方向へ回転させるための測定部両端に設けられた回転軸１５と、装置の下端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク１と、装置の上端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク２と、メインリンク１、２の開閉を制御する吊り下げ棒３とからなる調査装置を、鋼管鉄塔頂部の主柱材管端部からロープ１８に吊り下げて挿入し、前記ロープ１８の長さを調整することにより同一径の鋼管内または径の異なる鋼管内を移動させて、吊り上げ棒３を操作することによりメインリンク１を開き、メインリンク１の先端が主柱材内部壁Ｂへ達した後、メインリンク２が開いて装置を任意位置の鋼管中心に保持し、回転軸１５より測定部を任意方向へ回転させ、モータ１６より回転力を得て測定用アーム１３の伸縮を制御することにより、前記プローブ１４を鋼管内部壁Ｂに押し当てて膜厚を測定するものである。
【０００９】
また、調査装置に取り付けられた吊り上げ棒３にＵ字状に曲げられたチェーン７を介して連結された上部チェーン接続台６と、チェーン７のＵ字状に曲げられた部分に吊り下げられた下部チェーン接続台５と、前記下部チェーン接続台５に連結用軸８を介して連結されているリンク補助材２０と、該リンク補助材２０とピン接合で連結されているメインリンク１と、前記上部チェーン接続台６に連結用軸９を介して連結されているリンク補助材２１と、該リンク補助材２１とピン接合で連結されているメインリンク２により構成されており、ロープ１７により吊り上げ棒３を引き上げると、下部チェーン接続台５が装置中心方向へ移動し、連結用軸８およびリンク補助材２０も同調して移動するため、リンク補助材２０とピン接合で連結されたメインリンク１が開き、ついで、メインリンク１の先端が鋼管内部壁へ達すると、下部チェーン接続台５の動きが抑制され、上部チェーン接続台６が吊り上げ棒３の引き揚げ力を受け始めて装置中心方向へ移動し、連結用軸９およびリンク補助材２１も同調して移動するため、リンク補助材２１とピン接合で連結されたメインリンク２が開き、調査装置を鋼管中心に保持するものである。
さらに、吊り上げ棒３を開放すると、吊り上げ棒３に連結されたチェーン７が緩み、メインリンクとリンク補助材にまたがるように、メインリンクとリンク補助材の連結部に取り付けられたバネ１２により、メインリンク１、２の開きが戻る。
【作用】
【００１０】
本発明である鋼管鉄塔の主柱材内部壁調査方法では、鉄塔頂部の主柱材端部より調査装置を吊り下げた状態で挿入し、本体を鋼管中心部に保持させたまま調査位置まで降ろし、調査位置に達すると鋼管内部壁へ本体が備えたプローブを押し当てて膜厚（例えば、内部めっき厚や塗装厚など）の測定を行える。
【００１１】
調査装置は、頂部に取り付けられた吊り上げ棒を引き上げると、下端部で円周方向に数本備えられたメインリンクが開き始め、メインリンクの先端が鋼管内部壁へ達すると、今度は上端部で円周方向に数本備えられたメインリンクが開き始めて先端が鋼管内部壁へ達し鋼管中心部へ本体を保持できる。
【００１２】
調査装置は、ロープに吊り下げられ、鋼管内部壁と接するメインリンク先端にはベアリングを備えているため、ロープの挿入長さを調節することにより、傾斜して立てられた主柱材内部でも、調査装置本体を鋼管中心に保持した状態で降ろすように移動できる。
【００１３】
調査装置の測定部は、モータを内蔵し、そのモータの回転力により伸縮を制御できるアームを持ち、アーム先端にはプローブが取り付けられるため、調査装置が測定位置へ達すると、ロープを固定し、測定部よりアームを伸ばしてプローブを鋼管内部壁へ押し当て、膜厚の測定が行える。
【００１４】
調査装置の測定部両端には、回転軸が備えられ、回転軸はモータと連結されているため、測定部はモータより動力を得て円周回りに回転ができる。これにより、測定部に備えられたアームおよびプローブを鋼管の円周方向の任意の内部壁へ押し当てることができる。
【００１５】
調査装置の上部に取り付けられてある吊り上げ棒を開放することにより、吊り上げ棒に連結されたチェーンは緩み、メインリンクとリンク補助材にまたがるように、メインリンクとリンク補助材の連結部に取り付けられたバネにより、メインリンクの開きが戻る。これにより、調査装置は、鋼管中心部の保持状態より開放され、ロープに吊り下げられたのみの状態となり、ロープを引き上げることで鋼管外部へ取り出すことができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、一般的な鋼管鉄塔の構成材の取り付け状態図である。鋼管鉄塔の構成材である主柱材Ｄは、傾斜して立てられている。主柱材Ｄの鋼管径サイズは、一定区間ごとに太さが異なっており、一般的に地上へ近づくほど太くなる傾向を示す。なお、主柱材同士は、フランジで接合Ｈされている。
【００１７】
図２は、鉄塔頂部の主柱材端部Ｅの様子である。主柱材Ｄの端部は頂部プレートＩで覆われており、頂部プレートＩを取り外した後、主柱材端部Ｅより調査装置Ａを挿入する。
【００１８】
図３は、本発明の調査方法に使用する調査装置Ａの外観図である。調査装置の両端部には、メインリンク１、２が３本以上（図では４本）取り付けられ、メインリンク１、２とリンク補助材２０、２１がピン接合により連結され、双方にまたがるように、メインリンクとリンク補助材にまたがるように、メインリンクとリンク補助材の連結部に取り付けられたバネ１２が取り付けられている。調査装置の上端部には、ロープ１８と吊り上げ棒３およびロープ１７が備えられている。
【００１９】
図６は、図３で示した調査装置の内部機構の様子である。調査装置の内部機構は、調査装置Ａに取り付けられた吊り上げ棒３にＵ字状に曲げられたチェーン７を介して連結された上部チェーン接続台６と、チェーン７のＵ字状に曲げられた部分に吊り下げられた下部チェーン接続台５と、前記下部チェーン接続台５に連結用軸８を介して連結されているリンク補助材２０と、該リンク補助材２０とピン接合で連結されているメインリンク１と、前記上部チェーン接続台６に連結用軸９を介して連結されているリンク補助材２１と、該リンク補助材２１とピン接合で連結されているメインリンク２により構成されており、連結用軸８、９はそれぞれ下部ホルダー１０および上部ホルダー１１で覆われている。
調査装置Ａを鋼管内部へ挿入した後、ロープ１７により吊り上げ棒３を引き上げると、下部チェーン接続台５が装置中心方向へ移動し、下部チェーン接続台５と連結されている連結用軸８およびリンク補助材２０も同調して装置中心方向へ移動するため、リンク補助材２０とピン接合で連結されたメインリンク１が開く。メインリンク１の先端が鋼管内部壁Ｂへ達すると、鋼管内部壁より反力を得てメインリンク１の開きが抑制され、同時に下部チェーン接続台５の動きが抑制される。これに伴い、上部チェーン接続台６が吊り上げ棒３の引き揚げ力を受け始めて装置中心方向へ移動し、上部チェーン接続台６に連結されている連結用軸９およびリンク補助材２１も同調して装置中心方向へ移動するため、リンク補助材２１とピン接合で連結されたメインリンク２が開き、調査装置を鋼管中心に保持することができる。
さらに、吊り上げ棒３を開放すると、吊り上げ棒３に連結されたチェーン７が緩み、メインリンクとリンク補助材にまたがるように、メインリンクとリンク補助材の連結部に取り付けられたバネ１２により、メインリンク１、２の開きが戻る。
【００２０】
図４は、本発明の調査方法のうち、調査装置Ａの本体を主柱材Ｄの中心部へ保持しながら主柱材内部壁面Ｂの膜厚を調査している様子である。鋼管鉄塔を構成する主柱材Ｄの任意位置の鋼管内部壁Ｂにおいて、調査装置Ａの両端部へ備えられた数本のメインリンク１、２が開かれ、それらの先端が鋼管内部壁Ｂを押すことにより、調査装置Ａは鋼管中心部へ保持される。さらに、調査装置上部に取り付けられたロープ１８を固定することにより、調査装置Ａを任意の高さへ固定する。これらの方法により、調査装置Ａは、主柱材Ｄ内部の任意位置で安定することができ、鋼管中心部へ保持され続けた状態で測定部よりアーム１３を伸ばし、鋼管内部壁Ｂへプローブ１４を押し当てることができる。
【００２１】
図４に示すように、調査装置Ａは、主柱材端部より挿入後、両端部に取り付けられたメインリンク１、２を開き、本体を鋼管中心に保持した状態で鋼管内部の移動を行う。このとき、調査装置Ａの上端部には、吊り上げ装置２２より降ろされたロープ１８が取り付けられており、吊り上げ装置２２によりロープ１８の挿入長さを調整して装置を降ろすように移動させる。なお、メインリンク先端には、ベアリング１９を備えており、ベアリング１９が鋼管内部壁Ｂを滑走して調査装置Ａの移動を助ける。
【００２２】
また、調査装置Ａの中央に備えた測定部は伸縮する測定用アーム１３を有し、内蔵されたモータ１６より回転力を得てアーム１３の伸縮を制御する。測定用アーム１３を伸ばすことで、その先端に取り付けたプローブ１４を鋼管内部壁Ｂに押しつけることができるため、鋼管内部壁Ｂの膜厚が測定される。さらに、回転軸１５により測定部は円周方向へ回転できるため、あらゆる方向の鋼管内部壁Ｂを測定できる。
【００２３】
図５は、主柱材Ｄのサイズが変わる部分を、調査装置Ａが移動している状態図である。フランジＨを境に主柱材Ｄのサイズが変わる場合においても、調査装置Ａは、下端部のメインリンク１が先行して開き始め、広がった主柱材内部壁Ｂへメインリンク１の先端が達して、下端部のメインリンク１が鋼管内部壁Ｂを保持した後、上端部のメインリンク２が開き始める機構のため、主柱材Ｄのサイズが変わる部分においても調査装置Ａは、しっか りと鋼管中心部へ保持される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明した手順で行うことにより、以下に記載するような効果を奏する。
【００２５】
「請求項１」の調査方法により、測定部は伸縮可能なアームを備え、かつ両端部へ回転軸を備えているため、鋼管中心部へ本体を保持した状態で鋼管内部壁任意位置の膜厚測定ができる。また、部材を取り外したり取り替えたりせず調査ができ、経済的かつ安全的に作業時間の短縮ができる。
【００２６】
「請求項２」の調査装置の機構により、調査装置の両端部に備えられたメインリンクは、下方が開ききった後、上方が開きはじめ、部材径サイズが異なる位置においても、調査装置に備えた両端部のメインリンクは開いて主柱材内部壁より反力を得て調査装置を鋼管中心へ保持するため、鋼管内部壁の任意位置の調査を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼管鉄塔の構成材取り付け状態図。
【図２】鋼管鉄塔頂部の主柱材端部の状態図
【図３】調査装置の全体構造図
【図４】調査状況の全体概要と調査装置の取り付け状態図。
【図５】鋼管径が変化する位置における調査装置の状態図。
【図６】調査装置の内部機構の構造図。
【符号の説明】
Ａ 調査装置
Ｂ 鋼管内部壁
Ｄ 主柱材
Ｅ 主柱材端部
Ｇ 水平材
Ｈ フランジ接合
Ｉ 頂部プレート
Ｊ リブ
１ メインリンク（下端部）
２ メインリンク（上端部）
３ 吊り上げ棒
５ 下部チェーン接続台
６ 上部チェーン接続台
７ チェーン
８連結用軸
９連結用軸
１０ 下部ホルダー
１１ 上部ホルダー
１２ バネ
１３ 測定用アーム
１４ プローブ
１５ 回転軸
１６ モーター
１７ ロープ
１８ ロープ
１９ ベアリング
２０ リンク補助材（下端部）
２１ リンク補助材（上端部）
２２ 吊り上げ装置

Claims (2)

1. モータ１６より回転力を得て伸縮する測定用アーム１３と該測定用アーム１３の先端に取り付けられたプローブ１４で構成される測定部と、測定部を円周方向へ回転させるための測定部両端に設けられた回転軸１５と、装置の下端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク１と、装置の上端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク２と、メインリンク１、２の開閉を制御する吊り下げ棒３とからなる調査装置を、鋼管鉄塔頂部の主柱材管端部からロープ１８に吊り下げて挿入し、前記ロープ１８の長さを調整することにより同一径の鋼管内または径の異なる鋼管内を移動させて、吊り上げ棒３を操作することによりメインリンク１を開き、メインリンク１の先端が主柱材内部壁Ｂへ達した後、メインリンク２が開いて装置を任意位置の鋼管中心に保持し、回転軸１５より測定部を任意方向へ回転させ、モータ１６より回転力を得て測定用アーム１３の伸縮を制御することにより、前記プローブ１４を鋼管内部壁Ｂに押し当てて膜厚を測定することを特徴とする鋼管鉄塔の主柱材内部壁調査方法。
2. モータ１６より回転力を得て伸縮する測定用アーム１３と該測定用アーム１３の先端に取り付けられたプローブ１４で構成される測定部と、測定部を円周方向へ回転させるための測定部両端に設けられた回転軸１５と、装置の下端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク１と、装置の上端部に円周方向へ３本以上取り付けられ、鋼管中心に保持するためのメインリンク２と、メインリンク１、２の開閉を制御する吊り下げ棒３とからなる調査装置で、調査装置に取り付けられた吊り上げ棒３にＵ字状に曲げられたチェーン７を介して連結された上部チェーン接続台６と、チェーン７のＵ字状に曲げられた部分に吊り下げられた下部チェーン接続台５と、前記下部チェーン接続台５に連結用軸８を介して連結されているリンク補助材２０と、該リンク補助材２０とピン接合で連結されているメインリンク１と、前記上部チェーン接続台６に連結用軸９を介して連結されているリンク補助材２１と、該リンク補助材２１とピン接合で連結されているメインリンク２により構成されており、ロープ１７により吊り上げ棒３を引き上げると、下部チェーン接続台５が装置中心方向へ移動し、連結用軸８およびリンク補助材２０も同調して移動するため、リンク補助材２０とピン接合で連結されたメインリンク１が開き、ついで、メインリンク１の先端が鋼管内部壁へ達すると、下部チェーン接続台５の動きが抑制され、上部チェーン接続台６が吊り上げ棒３の引き揚げ力を受け始めて装置中心方向へ移動し、連結用軸９およびリンク補助材２１も同調して移動するため、リンク補助材２１とピン接合で連結されたメインリンク２が開き、調査装置を鋼管中心に保持することを特徴とする鋼管鉄塔の主柱材内部壁調査装置。

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