JP3828142B1

JP3828142B1 - 鋼管ポールの建柱方法

Info

Publication number: JP3828142B1
Application number: JP2006055626A
Authority: JP
Inventors: 晃川原
Original assignee: ヨシモトポール株式会社
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP2007231643A

Abstract

【課題】簡便な方法で強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に優れ、柱管の着脱が容易な鋼管ポールの建柱方法を提供する。
【解決手段】柱管の途中に第１フランジを有する鋼管ポールを基礎管と連結して建柱する方法であって、上端に第２フランジを有する基礎管を、該第２フランジの上面が地面より低くなるように露出させて固定した後に、前記柱管における第１フランジ以下の部分を前記基礎管の内部に挿入して、前記第１フランジと第２フランジとを連結することを特徴とする鋼管ポールの建柱方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管ポールの建柱方法に関する。
具体的には、例えば、道路標識や外灯などに用いる円形鋼管や角形鋼管を使用した鋼管ポールの建柱方法に関する。

道路標識や外灯などに用いる円形鋼管や角形鋼管を使用した鋼管ポール用基礎は、強風などよる繰り返し荷重に長期間耐える耐久性と施工性が求められている。
図４は、従来から広く一般的に実施されている鋼管ポールの建柱方法を示している。この方法は、地耐力の計算に基づく基礎コンクリート打設容量の基礎部を掘削除去しその中心に柱管を建て転倒防止の支柱で支え、コンクリート６を打設する、コンクリートが強度を発現する１５〜２０日後に支柱を取り除き、照明器具や標識を取り付け、鋼管柱の根元周辺を最終仕上げする手順で行われていた。
この建柱方法は、アンカーボルトやベースプレート等は不要であり鋼管ポールのコストは低く抑えられる一方で市街地において、転倒防止支柱を含め施工場所の占有面積を広く使用し１５〜２０日以上に渡って通行の妨げとなり、大きな問題となっていた。

そこで、図５に示すように、柱管１の地際部をベースプレートに置き換えて、柱の建柱と基礎工事を分離し、基礎部の工事を先行し、基礎部分を掘削除去し必要数のアンカーボルトをコンクリート６でグランドラインに固定する。その後１５〜２０日後ベースプレートが溶接されたポールを建柱し所定の器具を取り付ける工法が採用されることとなった。
この工法では転倒防止の支柱は不要なため、施工占有面積が図４の工法より縮小される。コンクリート６打設後アンカーボルト上部と基礎部に、コンクリート６の硬化に影響しないような養生用の渡し材を用いることで、凹凸が有るため通行がしにくいことは有っても通行ができるため辛うじて問題回避できた。但しコストは図４の方法を上回ることとなった。

また、上記の図５の方法は鋼管ポールの風圧荷重、長期耐久性の観点から、ベースプレートは概ね４００ｍｍ角形以上の大きな物となり、風荷重による転倒モーメントがベースプレートの荷重方向の反対側を支点としたテコの力でアンカーボルトを強く引き抜くことになりアンカーボルトを強力な物にする必要が有った。更に必要強度を有しかつ施工時及び基礎部の占有面積の少ないものが望まれていた。

鋼管ポールは、市街地に多くかつ歩道上に施工されるのが大半であること、また歩道の無い細街路・路地にも必要なもので時には祭りや行事により邪魔になり一時的に撤去の必要が生じたり、更に自動車などの衝突や接触により破損する事も多いため建て替えが早急に実施できることが望まれていた。
特に施工時の通行の妨げに成らないことは無論のことで、施工後においても細街路や路地に置いては、歩行の妨げになると、歩行者は鋼管ポールを回避するために車道側や道路の中心近くを歩行することとなり、交通安全上非常に危険であることから対応策が求められていた。
しかし、基礎やベースプレートの大きさから建柱場所や面積に制約され解決がなされていなかった。

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、簡便な方法で強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に優れ、柱管の着脱が容易な鋼管ポールの建柱方法を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果、基礎管と柱管に設けた一対のフランジを連結することにより、簡便な方法で強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れ、柱管の着脱が容易な鋼管ポールの建柱方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）柱管の途中に第１フランジを有する鋼管ポールを基礎管と連結して建柱する方法であって、上端に第２フランジを有する基礎管を、該第２フランジの上面が地面より低くなるように露出させて固定した後に、前記柱管における第１フランジ以下の部分を前記基礎管の内部に挿入して、前記第１フランジと第２フランジとを連結し、
前記第１フランジの外径を柱管の外径より５０〜１００ｍｍ大きくし、前記第２フランジの外径を第１フランジの外径よりボルト径の６〜１０倍だけ大きくし、該第２フランジを定着クランプ材とボルトで連結し、前記第１フランジを前記第２フランジと定着クランプとの間に挟み込むことを特徴とする鋼管ポールの建柱方法。
（２）前記基礎管の周囲にコンクリートを敷設し、または、土砂、砂利などを填圧して該基礎管を固定することを特徴とする（１）に記載の鋼管ポールの建柱方法。
（３）鋼管基礎杭を前記基礎管として使用することを特徴とする（１）または（２）のいずれか一項に記載の鋼管ポールの建柱方法。

本発明によれば、基礎管と柱管に設けた一対のフランジを有する鋼管ポールのフランジ以下の柱管部を基礎管の内部に挿入し、連結することにより風圧荷重による基礎への転倒荷重・曲げモーメントの荷重点は基礎管の上部下端部が３６０度の方向からの全ての荷重を受け持つ。
曲げ荷重による上部への引き抜き力は殆ど発生しない。その為フランジは僅かに発生する引き抜き力と、鋼管ポールの直線柱体から突き出たアームの照明器具や標識板に受ける風荷重による回転力を止める為のごく小径のフランジでよい。小径のフランジで有ることが、図５に示した従来のベースプレートに比較し細街路や路地では、道路巾の外面に近い位置に施工できることができ、道路の有効巾確保に有効である。

また、基礎管の施工終了後、建柱作業において鋼管ポールを基礎管の内部に落し込み挿入した時点で、鋼管ポールは転倒しないため、安全であり施工作業を短時間で終了することができる。同様に施工後の伐柱・建て替えも容易である。
必要に応じ、建柱済で使用中の鋼管ポールの直線柱体から突き出たアームの方向を、道路に対し９０度に施工されているものを、道路と平行や４５度に重機などが無くても簡単に変更できる、更に締結クランプ材を使用した場合は任意の方向に簡単に変更できる。

これは柱と基礎管の連結部のボルトを外した時点で図５に示すベープレート方式では転倒するが、柱管を基礎管の内部に落し込み挿入している本発明では転倒することが無く、基礎管フランジに加工してあるネジ穴の角度度の設定より、定着クランプ材使用では任意の角度に回転させ再度ボルトで連結することで、容易に方向を変えることができる。
本発明によれば、簡便な方法で強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れ、柱管の着脱が容易であり、また、鋼管ポールを使用しない場合には鋼管ポールの箇所にカバープレートを設置することによりフラットな地面を維持することができる、当然道路工事の時点で将来必要と予測される場所に予め基礎管の施工を先行しておくことも、フラットな路面が容易に確保できることの利点である。
以上のように、本発明は鋼管ポールと基礎管の組み合わせによる建柱方法で総合して、安全で安価、簡便なシステムを提供することができ、産業上有用な著しい効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。
図４は、従来から広く一般的に実施されている鋼管ポールの建柱状況を示す図であり、転倒防止支柱はコンクリート６の強度が発現するまでの期間１５〜２０日は支柱を取り外すことができない、本来コンクリートは打設後９０％以上の強度を発現するに四週（２８日）間は必要で、大型標識などは１５日でなく２８日後に転倒防止支柱を取り外すことになるため、現在ではこの工法は使用されていない。

図５は、柱管と基礎を分離した従来方式の鋼管ポールの建柱状況を示す図である。基礎工事でアンカーボルトをコンクリート６を打設しコンクリート６の強度が発現するまでの期間１５〜２０日は養生期間とする、その後ベースプレートの加工を施した柱管１を重機によりアンカーボルトに締結する。
この工法では転倒防止の支柱は不要なため、施工占有面積が図４の工法より縮小される。コンクリート６の打設後アンカーボルト上部と基礎部に、コンクリート６の硬化に影響しないような養生用の渡し材を用いることで、凹凸が有るため通行がしにくいことは有っても通行ができるため辛うじて問題回避できた。但しコストは図４の方法を上回ることとなった。

図１は、本発明における鋼管ポールの建柱方法の実施形態を例示する側縦断面図である。
図１において、１は柱管、２は基礎管、３、３´、３´´は第１フランジ、４は第２フランジ、５はボルト、５´はボルト穴、６はコンクリート、７はグリ石、９は定着クランプ材を示す。
本発明の鋼管ポールの建柱方法について、図１を用いて以下に説明する。

図１に示すように、本発明の鋼管ポールの建柱方法は、柱管１の途中に第１フランジ３を有する鋼管ポールを基礎管１と連結して建柱する方法であって、上端に第２フランジ４を有する基礎管２を、該第２フランジ４の上面が地面より例えば第１フランジ３の厚さの寸法だけ低くなるように露出させて固定した後に、前記柱管における第１フランジ３以下の部分を前記基礎管２の内部に挿入して、前記第１フランジ３と第２フランジ４とを連結することを特徴とする。

まず、地面に基礎管２を埋めるための穴を掘る。本発明は柱管１が60〜165mmφの比較的小径の鋼管を対象としており、穴の大きさは柱管の風圧荷重計算に基づき基礎の大きさを設置場所による固有の地耐力を考慮して決定すする。また、基礎の深さと巾は相関関係にあり、設置場所の条件で決めればよい。
図１における設定は本発明の最大値に近いものであり、基礎の巾は概ね400〜1000□、深さは１〜2.0mでよく、また、上記の穴の底部にグリ石７を敷くことによって、基礎管２及び基礎全体の沈み込みを防止することができる。

次に、上端に第２フランジ４を有する基礎管２を、該第２フランジ４の上面が地面より低くなるように露出させて固定する。
第２フランジ４を有する基礎管２を、該第２フランジ４の上面が地面より例えば、第１フランジ３の厚さの寸法だけ低くなるように露出させて固定することによって、図２に示すように、鋼管ポールを使用しない場合に柱管１を取り外し、第２フランジ４の上面にカバープレート８を設置することによって、地面をフラットに維持することができ、歩行者などの通行の邪魔にならない。
なお、本発明においては、基礎管２の径は問わないが、図１に示すように、柱管１を基礎管２に差し込む必要がある一方で、基礎管２と柱管１の径が違い過ぎると柱管１がぐらついて不安定になるので、基礎管２の内径を柱管１の外径より5mm〜8mm程度大きくすることが好ましい。

また、照明部品や柱管１が破損した場合には、フランジ３、４を取り外すことによって、柱管１のみを交換することができるのでまた、本発明においては、柱管１に取り付けるフランジ３の位置は問わないが、図１に示すように、フランジ３の下部を基礎管２に差し込むため、基礎管２の長さと同等以下で９０％程度が好ましい。

ここに、本発明に用いる第１フランジ３および第２フランジ４は、図１及び図２の実施形態においては、複数のボルト穴を有するフランジを用いており、通しボルトによって、第１フランジ３と第２４とを連結することができるので、あらかじめ地面にアンカーボルトを埋め込んでおく必要がなく、歩行者などの通行の邪魔にならない。
また、第１フランジ３を複数のボルト穴を有するフランジとし、第２フランジ４を第１フランジ３と同数または倍数のボルト用ネジ溝を有する合いフランジとすることにより、第１フランジ３の向きを変えることにより、柱管１の方向を変更することができる。
例えば、図１に示すように、第１フランジ３のボルト穴を４個、第２フランジ４のボルト用ネジ溝を８個とすることにより、柱管１の方向を４５度刻みに変更することができる。
同様に、第２フランジ４のボルト用ネジ溝を１６個とすることにより、柱管１の方向を22.5度刻みに変更することができる。

図１（a）〜（c）は、本発明に用いる第１フランジと第２フランジの連結部を例示する詳細図である。
まず、図１（a）はボルト５の頭が第１フランジ３の上面から突出している場合を示し、図１（b）はボルト５の頭が第１フランジ３´の上面から突出していない場合を示す。図１（b）のように、ボルト５の頭を第１フランジの上面から突出させないことによって、通行の邪魔にならない。
また、図1（ｃ）の実施形態においては、第１フランジ３´´の外径を柱管１の外径より５０〜１００ｍｍ大きくし、第２フランジ４の外径を第１フランジ３´´の外径よりボルト径の６〜１０倍だけ大きくし、第２フランジ４を定着クランプ材９とボルトで連結し、第１フランジ３´´を第２フランジ４と定着クランプ９との間に挟み込むことを特徴とする。

このように、定着クランプ材９を第２フランジ４にボルトで締め付け、この間に第１フランジ３´´を挟み込んで固定し、ボルトを緩めることで、柱管１に設けられた第１フランジ３´´が回転方向にフリーになることから、柱管１の方向を任意の方向に変更することができる。
ここに、第１フランジ３´´の外径を柱管１の外径より５０〜１００ｍｍ大きくするのは、外径を柱管１の外径との差が50mm未満では強風や地震による回転モーメントへの抵抗が十分でなく、100mmを超えてもその効果は変わらないからである。
また、第２フランジ４の外径を第１フランジ３´´の外径よりボルト径の６〜１０倍だけ大きくするのは、ボルト締結のための作業スペースを確保するためである。

また、基礎管２の固定方法は、図２に示すように、地耐力の計算に基づく基礎コンクリート打設容量の基礎部を掘削除去し、基礎管２を基礎穴に配置して周囲にコンクリートを敷設することを基本とするが、土砂、砂利などを填圧してもよい。
土砂による基礎管の固定は、図３に示すように、基礎管として鋼管基礎杭１０を用い、この鋼管基礎杭１０を地面に打ち込む鋼管基礎杭工法を用いることが好ましい。但し柱管径が76mmφ以下で柱高さが４ｍ以下の小さな鋼管ポールの場合は、基礎管に対し土
砂を埋め戻す方法でもよい。

図１及び図２に示す本発明の鋼管ポールの建柱方法を下記条件で実施した。
＜実施条件＞
・基礎管の径：185.0mmφ、板厚：6.0mm、内径：173.0mmφ
長さ：1.0m クリアランス：7.8mm
片側クリアランス：3.9mm
・柱管の径：165.2mmφ、板厚：5.0mm、長さ：7.0m 挿入長さ：0.9m
・第１フランジ（フランジ）径：266mmφ、ボルト穴の数：４、ボルト径：12mm
・第２フランジ（フランジ）径：266mmφ、ボルト穴の数：８、ボルト径：12mm
・定着クランプ材使用の第1フランジ（フランジ）径：240mmφ
第２フランジ径：340mmφボルト穴の数：８、ボルト径：12mm
定着クランプ材径：内径180mmφ外径340mmφボルト穴の数：８、
ボルト径：12mm
・コンクリート基礎：600mm□×1.3m深さ

その結果、本発明によれば、簡便な方法で強風や地震などによる繰り返し荷重に対する耐久性、施工性に加に優れ、柱管の着脱が容易であり、また、鋼管ポールを使用しない場合には鋼管ポールの箇所にカバープレートを設置することによりフラットな地面を維持することができることが確認できた。

本発明における鋼管ポールの建柱方法の実施形態を例示する側縦断面図である。本発明における鋼管ポール使用しないときの実施形態を例示する側縦断面図である。基礎管に杭方式の基礎管材を用いた本発明の実施形態を例示する側縦断面図である。従来一般的に使用されている建柱方法の実施形態を例示する側縦断面図である。従来の工法で基礎と鋼管ポールを分離したベースプレート加工を施した鋼管ポール用基礎を例示する側断面図である。

符号の説明

１柱管
２基礎管
３、３´、３´´ 第１フランジ
４第２フランジ
５ボルト
５´ボルト穴
６コンクリート
７グリ石
８カバープレート
９定着クランプ材
１０鋼管基礎杭

Claims

柱管の途中に第１フランジを有する鋼管ポールを基礎管と連結して建柱する方法であって、上端に第２フランジを有する基礎管を、該第２フランジの上面が地面より低くなるように露出させて固定した後に、前記柱管における第１フランジ以下の部分を前記基礎管の内部に挿入して、前記第１フランジと第２フランジとを連結し、
前記第１フランジの外径を柱管の外径より５０〜１００ｍｍ大きくし、前記第２フランジの外径を第１フランジの外径よりボルト径の６〜１０倍だけ大きくし、該第２フランジを定着クランプ材とボルトで連結し、前記第１フランジを前記第２フランジと定着クランプとの間に挟み込むことを特徴とする鋼管ポールの建柱方法。
前記基礎管の周囲にコンクリートを敷設し、または、土砂、砂利などを填圧して該基礎管を固定することを特徴とする請求項１に記載の鋼管ポールの建柱方法。
鋼管基礎杭を前記基礎管として使用することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の鋼管ポールの建柱方法。