JP4428532B2 - 電柱設計方法および電柱設計装置 - Google Patents
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Description
社団法人日本電気協会配電専門部会、配線規定(低圧及び高圧) JEAC7001−1999、1999年、pp.97、pp.407
ここで、
Kdc:風圧荷重(N/m)
K:風圧係数(N/m2)
dc:ケーブル外径(m)
Si:スパン長(m)[i=1、2、…]
Ti:張力(m)[i=1、2、…]
である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の電柱設計方法において、前記第2の処理は、前記第1の処理で設定した電柱の変位を基にして、ケーブルによる各張力を算出する張力算出処理と、前記張力算出処理で算出した張力から電柱に加わる荷重を算出する荷重算出処理とを含むことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の電柱設計方法において、前記第3の処理で用いた変位と荷重との関係は、片持ち梁の変位と荷重との関係であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電柱設計方法において、前記第4の処理は、前記第2の処理と前記第3の処理とで算出した両荷重の差を算出する誤差算出処理と、前記誤差算出処理で算出した前記両荷重の差が所定範囲か否かを判定する判定処理とを含むことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電柱設計方法において、ケーブルの張力に応じて伸縮するスプリングバランサーを介してケーブルが電柱に支持され、有風時に前記スプリングバランサーで緩和されたケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出することを特徴とする。
請求項6の発明は、有風時にケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出する電柱設計装置であって、電柱の変位として仮の値を設定する変位設定部と、前記変位設定部で設定した電柱の変位を可能にするケーブルの張力から、電柱に加わる荷重を算出する第1演算部と、前記変位設定部で設定した電柱の変位を基にして、変位と荷重との関係から電柱に加わる荷重を算出する第2演算部と、前記第1演算部と前記第2演算部とが算出した両荷重の差が所定範囲かどうかを判定し、所定範囲でないと判定したときに、前記変位設定部に別の仮の値の設定を指示する判定部と、前記両荷重の差が所定範囲であると判定部が判定したときに、両荷重の一方を電柱に加わる荷重とする出力部とを備えることを特徴とする電柱設計装置である。
請求項7の発明は、請求項6に記載の電柱設計装置において、前記第1演算部は、前記変位設定部で設定した電柱の変位を基にして、ケーブルによる各張力を算出し、算出した張力から電柱に加わる荷重を算出することを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項6または7に記載の電柱設計装置において、前記第2演算部が用いた変位と荷重との関係は、片持ち梁の変位と荷重との関係であることを特徴とする。
請求項9の発明は、請求項6〜8のいずれか1項に記載の電柱設計装置において、ケーブルの張力に応じて伸縮するスプリングバランサーを介してケーブルが電柱に支持され、有風時に前記スプリングバランサーで緩和されたケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出することを特徴とする。
請求項3および請求項8の発明により、想定された変位に対する荷重を得る場合に、片持ち梁の変位と荷重との一般的な関係を用いることができる。
請求項5および請求項9の発明により、請求項1、6および請求項2、7の発明をスプリングバランサーで支持されたケーブルに適用可能である。
(実施の形態1)
この実施の形態では、先に述べた図1と同様の図3に示す設計モデルを用いる。なお、この実施の形態では、電柱1やケーブル3などを区別する場合、例えば電柱11、12、…、1iのように表示する。この設計モデルでは、有風時に、1号柱である電柱11の変位がdS1であり、2号柱である電柱12の変位がdS2である。そして、i号柱である電柱1iの変位がdSiである。また、各変位dS1〜dSiは、無風時の初期状態から有風時の変化後の状態までの変位を表している。電柱11〜1iは、プレストレス構造のCP柱(コンクリートポール)である。
W0:ケーブル重量(N/m)
S:初期スパン長(m)
d0:初期弛度(m)
T0:初期張力(m)
L0:ケーブル自然長(m)
EA:ワイヤーヤング率×断面積(N)
である。
W0:ケーブル重量(N/m)
W:ケーブル合成荷重(N/m)
Kdc:風圧荷重(N/m)
K:風圧係数(N/m2)
dc:ケーブル外径(m)
S:初期スパン長(m)
dS:電柱変位総和(m)
d:弛度(m)
T:張力(m)
L0:ケーブル自然長(m)
EA:ワイヤーヤング率×断面積(N)
である。
の演算をして、電柱11の電柱荷重ΔT1を算出する。同様にして、電柱1iの電柱荷重ΔTiは、
の演算により求める。
EP:電柱平均ヤング率(N/m2)
IP:電柱平均断面2次モーメント(m4)
h:架設点地上高(m)
である。
の演算をして求める。これにより、仮に設定した電柱仮想変位dS1を用いて、2種類の式から算出した電柱荷重ΔT1、F1の誤差を算出している。同様にして、i号電柱である電柱1iの電柱荷重誤差Δiは、ケーブル水平張力方程式から算出した電柱荷重ΔTiと、片持ち梁荷重・変位式から算出した電柱荷重Fiとから、
の演算をして求める。
Δ1<δ
のとき、電柱荷重誤差Δ1が誤差判定値δの範囲内にあると判断する。同様に、電柱1iについて、
Δi<δ
のとき、電柱荷重誤差Δiが誤差判定値δの範囲内にあると判断する。
この実施の形態では、スプリングバランサーを用いた伝送線路に対して、この発明を適用している。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けてその説明を省略する。この実施の形態の伝送線路では、図10に示すように、ケーブル3の末端がスプリングバランサー5を介在させて、電柱2に把持されている。スプリングバランサー5は、図11に示すように、有風時にケーブル3の張力を受けて伸長することにより、支線4の張力を緩和する。
W0:ケーブル重量(N/m)
S:初期スパン長(m)
d0:初期弛度(m)
T0:初期張力(m)
L0:ケーブル自然長(m)
EA:ワイヤーヤング率×断面積(N)
Δ0:スプリングバランサーの初期変位(m)
KS:スプリングバランサーのバネ定数(N/m)
である。
W0:ケーブル重量(N/m)
W:ケーブル合成荷重(N/m)
Kdc:風圧荷重(N/m)
K:風圧係数(N/m2)
dc:ケーブル外径(m)
S:初期スパン長(m)
dS:電柱変位総和(m)
d:弛度(m)
T:張力(m)
L0:ケーブル自然長(m)
EA:ワイヤーヤング率×断面積(N)
Δ:スプリングバランサーの変位(m)
KS:スプリングバランサーのバネ定数(N/m)
である。
3 ケーブル
3A 異種ケーブル
4 支線
5 スプリングバランサー
11 変位設定部
12 第1演算部
13 第2演算部
14 判定部
15 出力部
S1 ステップ(第1の処理)
S2 ステップ(第2の処理、張力算出処理)
S3 ステップ(第2の処理、荷重算出処理)
S4 ステップ(第3の処理)
S5 ステップ(第4の処理)
S6 ステップ(第4の処理)
S7 ステップ(第4の処理)
Claims (9)
- 有風時にケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出する電柱設計方法であって、
電柱の変位として仮の値を設定する第1の処理(ステップS1)と、
前記第1の処理(ステップS1)で設定した電柱の変位を可能にするケーブルの張力から、電柱に加わる荷重を算出する第2の処理(ステップS2、S3)と、
前記第1の処理(ステップS1)で設定した電柱の変位を基にして、変位と荷重との関係から電柱に加わる荷重を算出する第3の処理(ステップS4)と、
前記第2の処理(ステップS2、S3)と前記第3の処理(ステップS4)とで算出した両荷重の差が所定範囲か否かを判定する第4の処理(ステップS5、S6)と、
前記第4の処理(ステップS5、S6)で前記両荷重の差が前記所定範囲と判定されたときに、前記両荷重の一方を電柱に加わる荷重として出力する第5の処理(ステップS7)と、
前記第4の処理(ステップS5、S6)で前記両荷重の差が前記所定範囲でないと判定されたときに、処理を前記第1の処理(ステップS1)に戻す第6の処理と、
を含み、前記第6の処理の後、前記第1の処理(ステップS1)で別の仮の値の設定をすることを特徴とする電柱設計方法。 - 前記第2の処理(ステップS2、S3)は、
前記第1の処理(ステップS1)で設定した電柱の変位を基にして、ケーブルによる各張力を算出する張力算出処理(ステップS2)と、
前記張力算出処理(ステップS2)で算出した張力から電柱に加わる荷重を算出する荷重算出処理(ステップS3)と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の電柱設計方法。 - 前記第3の処理(ステップS4)で用いた変位と荷重との関係は、片持ち梁の変位と荷重との関係である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電柱設計方法。 - 前記第4の処理(ステップS5、S6)は、
前記第2の処理(ステップS2、S3)と前記第3の処理(ステップS4)とで算出した両荷重の差を算出する誤差算出処理(ステップS5)と、
前記誤差算出処理(ステップS5)で算出した前記両荷重の差が所定範囲か否かを判定する判定処理(ステップ6)と、
を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電柱設計方法。 - ケーブルの張力に応じて伸縮するスプリングバランサー(5)を介してケーブルが電柱に支持され、有風時に前記スプリングバランサー(5)で緩和されたケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電柱設計方法。 - 有風時にケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出する電柱設計装置であって、
電柱の変位として仮の値を設定する変位設定部(11)と、
前記変位設定部(11)で設定した電柱の変位を可能にするケーブルの張力から、電柱に加わる荷重を算出する第1演算部(12)と、
前記変位設定部(11)で設定した電柱の変位を基にして、変位と荷重との関係から電柱に加わる荷重を算出する第2演算部(13)と、
前記第1演算部(12)と前記第2演算部(13)とが算出した両荷重の差が所定範囲かどうかを判定し、所定範囲でないと判定したときに、前記変位設定部(11)に別の仮の値の設定を指示する判定部(14)と、
前記両荷重の差が所定範囲であると判定部(14)が判定したときに、両荷重の一方を電柱に加わる荷重とする出力部(15)と、
を備えることを特徴とする電柱設計装置。 - 前記第1演算部(12)は、
前記変位設定部(11)で設定した電柱の変位を基にして、ケーブルによる各張力を算出し、算出した張力から電柱に加わる荷重を算出する、
ことを特徴とする請求項6に記載の電柱設計装置。 - 前記第2演算部(13)が用いた変位と荷重との関係は、片持ち梁の変位と荷重との関係である、
ことを特徴とする請求項6または7に記載の電柱設計装置。 - ケーブルの張力に応じて伸縮するスプリングバランサー(5)を介してケーブルが電柱に支持され、有風時に前記スプリングバランサー(5)で緩和されたケーブルの張力で発生する電柱の変位により、電柱の不平衡荷重を算出する、
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の電柱設計装置。
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