JP4473703B2 - 主柱材内部調査方法およびその調査方法に適した鉄塔 - Google Patents

Description

この発明は、鉄塔の主柱材の内部を調査する方法およびその調査方法に適した鉄塔に関する。

送電線等の鉄塔は、主柱材を基礎として、斜材，水平材，補助材等が連結されて組み立てられている。鉄塔の主柱材として鋼管が用いられる場合、その主柱材の頂部（開口部）は、雨水の浸入を防止するために、頂板によって塞がれている。また、鉄塔の構造によっては主柱材の開口部を塞ぐ頂板の上部に別の構造が構築されている場合がある。

ここで、一般的な四角鉄塔の全体構成を図１に示す。四角鉄塔の頂点には架空地線Ｌ１が架設されており，四角鉄塔のアームには送電線Ｌ２〜Ｌ７が架設されている。

図２に、図１に示した四角鉄塔の頂部の斜視図を示す。一般的な四角鉄塔の場合、４つの主柱材１０１ａ〜１０１ｄの開口部は頂板１０３ａ〜１０３ｄによって塞がれており、その頂板１０３ａ〜１０３ｄの上部にはアングル材１０４ａ〜１０４ｄを用いて四角錐構造のパネル（最上段パネル）が構築されており、その四角錐構造の頂点（鉄塔頂板１０５）には架空地線Ｌ１が架設されている。このような構造の鉄塔では、頂板１０３ａ〜１０３ｄを容易に取り外すことができない。

そこで、従来、鉄塔の主柱材１０１ａ〜１０１ｄの内部を調査する場合、頂板１０３ａ〜１０３ｄを取り外さない方法が実施されている。頂板１０３ａ〜１０３ｄを取り外さずに内部調査を行う方法として、主柱材１０１ａ〜１０１ｄに調査装置挿入用の孔開け加工を施して、内部調査完了後、溶接によって閉塞する方法（方法１）や架空地線Ｌ１を別位置に移して最上段パネルを一旦解体して内部調査を実施する方法（方法２）がある。
特開平０７−３２５５６号公報 特開２０００−２４１１５２号公報 特開２０００−２６６５３２号公報 特開２０００−３２１０４７号公報 特開２００２−２４２３３２号公報 特開２００４−１１０１３号公報 登録実用新案第３０５０１５２号公報 登録実用新案第３０５６６５８号公報

しかし、主柱材１０１ａ〜１０１ｄに穴を空ける方法（方法１）では、主柱材１０１ａ〜１０１ｄに対して孔開け，溶接を行うので、熱影響による主柱材の強度低下が懸念される。また、高所での溶接作業であるため、溶接の品質管理が非常に難しい。さらに、調査のための孔開けした箇所を閉塞してしまうので、再度内部調査を行うときには孔開け加工を別の位置に施さなければならない。

また、最上段パネルを解体する方法（方法２）では、架空地線Ｌ１の移動，最上段パネルの解体に時間を要し、内部調査を実施するまでの期間，内部調査が完了して復旧するまでの期間が長期になるので、停電状態である期間が長くなる。

この発明の目的は、工期が短く，主柱材の強度に影響を及ぼすことなく主柱材の内部を調査することができる方法およびその方法に適した鉄塔を提供することである。

この発明によれば、主柱材内部調査方法は、アングル材を主柱材として構成された第１のパネルと、鋼管を主柱材として構成された第２のパネルとを含む鉄塔の鋼管の内部を調査する。第２のパネルは、上記第１のパネルの直下に設けられる。上記鋼管のうち調査対象となる鋼管は、上記第１のパネルを構成するアングル材のうちの１つと頂板を介して接合されている。上記方法では、工程（ａ）と、工程（ｂ）とを行う。工程（ａ）では、上記調査対象となる鋼管に上記頂板を介して接合されているアングル材を切断する。工程（ｂ）では、上記工程（ａ）において切断されたアングル材に接合されている頂板を取り外す。

上記主柱材内部調査方法では、鋼管主柱材に穴を空けることなく、鋼管主柱材の内部調査を行うことができる。よって、熱影響によって鋼管主柱材の強度を低下することなく、鋼管主柱材の内部を調査することができる。また、鉄塔の頂部構造を解体することなく鋼管主柱材の内部調査を実施することができるので、従来と比較すると、工期を短縮することができる。

好ましくは、上記工程（ａ）では、上記調査対象となる鋼管に上記頂板を介して接合されているアングル材を把持する部材把持治具を設置した後、そのアングル材を切断する。

上記主柱材内部調査方法では、アングル材の荷重を部材把持治具に分担させることができるので、安全性を向上することができる。

好ましくは、上記方法では、さらに、工程（ｃ）と、工程（ｄ）とを行う。工程（ｃ）では、上記工程（ｂ）において取り外した頂板を上記鋼管に取り付ける。工程（ｄ）では、上記工程（ａ）において切断されたアングル材を継ぎ手によって修復する。

この発明によれば、鉄塔は、第１のパネルと、第２のパネルとを備える。第１のパネルは、アングル材を主柱材として構成されている。第２のパネルは、上記第１のパネルの直下に設けられ、かつ、鋼管を主柱材として構成されている。上記第１のパネルを構成するアングル材のうち少なくとも１つは、上記第２のパネルを構成する鋼管のうち少なくとも１つと頂板を介して接合されており、かつ、そのアングル材には継ぎ手が形成されている。

上記鉄塔では、アングル材に形成された継ぎ手を分解して鋼管から頂板を取り外すことができる。よって、鋼管主柱材に穴を空けることなく、鋼管主柱材の内部調査を行うことができるので、熱影響によって鋼管主柱材の強度を低下することなく、鋼管主柱材の内部を調査することができる。また、鉄塔の頂部構造を解体することなく鋼管主柱材の内部調査を実施することができるので、従来と比較すると、工期を短縮することができる。

この発明によれば、もう１つの主柱材内部調査方法は、上記鉄塔に含まれる第２のパネルのうち上記頂板を介して上記アングル材と接合されている鋼管の内部を調査する。上記方法では、工程（ａ）と、工程（ｂ）とを行う。工程（ａ）では、上記アングル材に形成された継ぎ手を分解する。工程（ｂ）では、上記工程（ａ）において継ぎ手が分解されたアングル材に接合された頂板を取り外す。

上記主柱材内部調査方法では、アングル材にあらかじめ継ぎ手が形成されているので、頂板の取り外し／取り付けを容易に行うことができる。よって、工期をさらに短縮することができる。

好ましくは、上記工程（ａ）では、上記継ぎ手が形成されたアングル材を把持する部材把持治具を設置した後、そのアングル材の継ぎ手を分解する。

好ましくは、上記主柱材内部調査方法は、さらに、工程（ｃ）と、工程（ｄ）とを行う。工程（ｃ）では、上記工程（ｂ）において取り外した頂板を上記鋼管に取り付ける。工程（ｄ）では、上記工程（ａ）において分解された継ぎ手を再度組み立てる。

以上のように、本発明の主柱材内部調査方法では、熱影響によって鋼管主柱材の強度を低下することなく、鋼管主柱材の内部を調査することができる。また、鉄塔の頂部構造を解体することなく鋼管主柱材の内部調査を実施することができるので、従来と比較すると、調査期間を短縮することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（第１の実施形態）
＜調査対象（鉄塔）の構成＞
図２は、この発明の第１の実施形態による主柱材内部調査方法の調査対象となる四角鉄塔の頂部の斜視図である（なお、この図ではアーム部を省略している）。鉄塔の頂部は、４つのアングル材（ここでは等辺山形鋼）１０４ａ〜１０４ｄによって構成される四角錐構造の第１パネル（最上段パネル）と、４つの鋼管１０１ａ〜１０１ｄによって構成される直方体構造の第２パネルとによって構築されている。

第２パネルは、４つの鋼管１０１ａ〜１０４ｄを主柱材として構成されている。鋼管主柱材１０１ａ〜１０４ｄは、ガセットプレートＰａ１〜Ｐａ４，Ｐｂ１〜Ｐｂ４，Ｐｃ１〜Ｐｃ４，Ｐｄ１〜Ｐｄ４を介して水平材１１ａ〜１１ｄ，１３ａ〜１３ｄ，斜材１２ａ〜１２ｄとボルト結合されている。また、鋼管主柱材１０１ａ〜１０１ｄの開口部（頂部取付部１０２ａ〜１０２ｄ）は頂板１０３ａ〜１０３ｄとボルト結合されている。

第１パネル（最上段パネル）は、４つのアングル材１０４ａ〜１０４ｄを主柱材として構成されている。アングル材１０４ａ〜１０４ｄは、斜材１４ａ〜１４ｄ，水平材１５ａ〜１５ｄとボルト結合されている。また、アングル材１０４ａ〜１０４ｄの一端（四角錐構造の頂点側）は鉄塔頂板１０５とボルト結合されており、アングル材１０４ａ〜１０４ｄの他端（四角錐構造の底面側）は頂板１０３ａ〜１０３ｄに溶接されている。鉄塔頂板１０５の上部には架空地線Ｌ１が架設されている。

図３に、頂板１０３ａ〜１０３ｄと頂板取付部１０２ａ〜１０２ｄとの接合の様子を示す。頂板１０３ａ〜１０３ｄと頂板取付部１０２ａ〜１０２ｄとはボルト結合される。よって、ボルトをはずすことによって、頂板１０３ａ〜１０３ｄと頂板取付部１０２ａ〜１０２ｄとを容易に分離することができる。

＜荷重荷担治具＞
図４に、本実施形態による内部調査方法に用いられる部材把持治具の構成を示す。この部材把持治具は、アングル把持金具２１と、鋼管把持金具２２と、伸縮部２３とを備える。アングル把持金具２１は、図２に示したアングル材１０４ａ〜１０４ｄを把持する。鋼管把持金具２２は、図２に示した鋼管１０１ａ〜１０１ｄを把持する。伸縮部２３は、長さを任意に変更することができるような伸縮構造を有する。

＜主柱材内部調査方法＞
次に、本実施形態による主柱材内部調査方法について図５〜図１０を参照しつつ説明する。なお、ここでは、鋼管主柱材１０１ａの内部の腐食の度合いを調査するものと想定する。また、図５〜図１１では、斜材１４ｃ，１４ｄを省略する。

〔ステップＳＴ１００〕
まず、鋼管主柱材１０１ａの内部調査を実施する前に、突き合わせ継ぎ手を作成するためのけがき作業に用いる定規・形板を用意する。さらに、突き合わせ継ぎ手用の部材も用意する。突き合わせ継ぎ手用の部材は、所定の長さを有するアングル材（等辺山形鋼）であり、所定の位置にボルト穴が開けられている。

〔ステップＳＴ１０１〕
まず、調査対象となる鋼管主柱材１０１ａの頂板１０３ａの上部に設けられたアングル材１０４ａのうち切断すべき箇所を選択する。次に、けがき用の定規・形板を用いて、選択した箇所にボルト穴および切断線をけがきする（図５）。

〔ステップＳＴ１０２〕
次に、部材把持治具の伸縮部２３の長さを調整して、部材把持治具のアングル把持金具２１をアングル材１０４ａのうちけがきした箇所の上部に取り付ける。一方、部材把持治具の鋼管把持金具２２を鋼管主柱材１０１ａに取り付ける。これにより、アングル材１０４ａに加えられた荷重が治具に分担される（図６）。なお、部材把持治具の鋼管把持金具２２を鋼管主柱材１０１ａに取り付ける際、ガセットプレートＰａ３に鋼管把持金具２２の一部が接触するように接合すれば、部材把持治具をより強固に取り付けることができる。また、部材把持治具に加えてワイヤーを用いて補強しても構わない。

〔ステップＳＴ１０３〕
次に、ステップＳＴ１０１においてけがきしたとおりにアングル材１０４ａにボルト穴を開ける。また、ステップＳＴ１０１においてけがきした切断線に沿ってアングル材１０４ａを切断する（図７）。さらに、ボルト穴および切断面に対して防錆処理も行う。

〔ステップＳＴ１０４〕
次に、突き合わせ継ぎ手用部材とアングル材１０４ａとをボルト結合することによって突き合わせ継ぎ手３００を組み立てる（図８）。

〔ステップＳＴ１０５〕
次に、ステップＳＴ１０４において組み立てた突き合わせ継ぎ手３００を分解する（図７）。また、アングル材１０４ａとアングル材１０４ｄとにボルト接合された斜材１４ｄ（図２参照）も取り外す。

〔ステップＳＴ１０６〕
次に、頂板１０３ａと頂板取付部１０２ａとを接合しているボルトをはずして、頂板１０３ａを頂板取付部１０２ａから取り外す。次に、ファイバースコープを鋼管主柱材１０１ａの開口部（頂板取付部１０２ａ）から挿入する（図９）。次に、鋼管１０１ａの内部の画像を取得できる装置（例えば、ファイバースコープやＣＣＤカメラ）によって鋼管主柱材１０１ａの内部を撮影することにより、鋼管主柱材１０１ａの内部の腐食の度合いを調査する。

〔ステップＳＴ１０７〕
次に、鋼管主柱材１０１ａの内部調査を完了すると、取り外した頂板１０３ａと頂板取付部１０２ａとをボルト結合して、取り外した頂板１０３ａを頂板取付部１０２ａに再度取り付ける（図７）。

〔ステップＳＴ１０８〕
次に、突き合わせ継ぎ手用部材とアングル材１０４ａとをボルト結合することによって突き合わせ継ぎ手３００を組み立てる（図８）。また、アングル材１０４ａとアングル材１０４ｄとを接続する斜材１４ｄ（図２参照）を取り付ける。

〔ステップＳＴ１０９〕
次に、部材把持治具の鋼管把持金具２１を鋼管主柱材１０１ａから取り外す。一方、部材把持治具のアングル把持金具２２をアングル材１０４ａから取り外す（図１０）。

＜効果＞
以上のように、本実施形態によれば、鋼管主柱材１０１ａに穴を空けることなく、鋼管主柱材１０１ａの内部調査を行うことができる。よって、熱影響によって鋼管主柱材１０１ａの強度を低下することなく、鋼管主柱材１０１ａの内部を調査することができる。また、最上段パネルを解体することなく鋼管主柱材１０１ａの内部調査を実施することができるので、従来と比較すると、工期を短縮することができる。

また、一度突き合わせ継ぎ手を形成することにより、次回から内部調査を容易に実施することができる。

また、部材把持治具によってアングル材１０４ａの荷重が分担されているので、鉄塔構造の強度面での安全性が高くなる。

また、ステップＳＴ１０１においてけがきを行いステップＳＴ１０３においてけがきどおりに主柱材を加工することにより、突き合わせ継ぎ手３００を正確に作成することができる。

また、ステップＳＴ１０４において突き合わせ継ぎ手３００を予め形成しているので、ステップＳＴ１０８において突き合わせ継ぎ手３００を容易に組み立てることが可能である。これにより、鋼管主柱材１０１ａの内部調査を実施している最中に悪天候や地震によって調査を中断せざるを得ない状況になっても、鉄塔の構造を迅速に復旧することができる。

なお、本実施形態では、頂板１０３ａを取り外す前（ステップＳＴ１０７の前）に突き合わせ継ぎ手３００を予め形成している（ステップＳＴ１０４）が、頂板１０３ａを再度取り付けた後（ステップＳＴ１０８の後）に突き合わせ継ぎ手３００を形成しても構わない。

なお、斜材１４ａとアングル材１０４ａとがボルト結合されている部分よりもステップＳＴ１０３においてアングル材１０４ａを切断する部分の方が下側（頂板１０３ａ側）である場合、ステップＳＴ１０５，ＳＴ１０９において斜材の取り付け／取り外しを行わなくても構わない。

また、本実施形態では、アングル材１０４ａを突き合わせ継ぎ手によって修復しているが、図１１のように重ね継ぎ手によってアングル材１０４ａを修復しても構わない。この場合、切断されたアングル材１０４ａのうち頂板１０３ａに接合されている方のアングル材１０４ａを頂板１０３ａから取り外し、重ね継ぎ手に適合した部材を頂板１０３ａに新たに溶接すればいい。また、斜材１４ｄ（図１１では省略）を取り付けるためのボルト穴が必要な場合には、その部材にボルト穴を適宜開ければいい。

なお、アングル材１０４ａの荷重を分担するために部材把持治具を複数用いる構成にしても構わない。

また、突き合わせ継ぎ手，重ね継ぎ手，および継ぎ手を形成する箇所は、所定の施行基準（例えば、日本鉄塔協会が定める施行基準）に従って作成されるのが好ましい。このようにすれば、鉄塔の強度を所定のレベルに保つことが可能である。

なお、本実施形態では四角鉄塔について説明しているが、三角鉄塔，矩形鉄塔，烏帽子型鉄塔等のような頂部が角状になっている鉄塔に対しても同様の作用・効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
＜調査対象（鉄塔）の構成＞
この発明の第２の実施形態による送電線用鉄塔の頂部の上部では、アングル材１０４ａには図１０のようにあらかじめ突き合わせ継ぎ手３００が形成されている。その他の構造は、図２と同様である。

＜主柱材内部調査方法＞
次に、本実施形態による主柱材内部調査方法について図７〜図１０を参照しつつ説明する。なお、ここでは、鋼管主柱材１０１ａの内部の腐食度合いを調査するものと想定する。

〔ステップＳＴ２０１〕
まず、部材把持治具の伸縮部２３の長さを調整して、部材把持治具のアングル把持金具２１をアングル材１０４ａのうち突き合わせ継ぎ手３００の上部に取り付ける。一方、部材把持治具の鋼管把持金具２２を鋼管主柱材１０１ａに取り付ける。これにより、アングル材１０４ａに加えられた荷重が治具に分担される（図８）。

〔ステップＳＴ２０２〕
次に、突き合わせ継ぎ手用の部材とアングル材１０４ａとを接合するボルトを外して、突き合わせ継ぎ手３００を分解する（図７）。また、アングル材１０４ａとアングル材１０４ｄとにボルト結合された斜材１４ｄ（図２参照）を取り外す。

〔ステップＳＴ２０３〕
次に、頂板１０３ａと頂板取付部１０２ａとを接合しているボルトをはずして、頂板１０３ａを頂板取付部１０２ａから取り外す。次に、ファイバースコープを鋼管主柱材１０１ａの頂部（頂板取付部１０２ａ）から挿入する（図９）。次に、ファイバースコープによって鋼管主柱材１０１ａの内部を撮影することにより、鋼管主柱材１０１ａの内部の腐食の度合いを調査する。

〔ステップＳＴ２０４〕
次に、鋼管主柱材１０１ａの内部調査を完了すると、取り外した頂板１０３ａと頂板取付部１０２ａとをボルト結合して、取り外した頂板１０３ａを頂板取付部１０２ａに再度取り付ける（図７）。

〔ステップＳＴ２０５〕
次に、突き合わせ継ぎ手用の部材とアングル材１０４ａとをボルト結合することによって突き合わせ継ぎ手３００を組み立てる（図８）。また、アングル材１０４ａとアングル材１０４ｄとを接続する斜材１４ｄ（図２参照）を取り付ける。

〔ステップＳＴ２０６〕
次に、部材把持治具の鋼管把持金具２１を鋼管主柱材１０１ａから取り外す。一方、部材把持治具のアングル把持金具２２をアングル材１０４ａから取り外す（図１０）。

＜効果＞
以上のように、本実施形態によれば、あらかじめアングル材１０４ａに突き合わせ継ぎ手３００が形成されているので、頂板１０３ａの取り外し／取り付けを容易に行うことができる。よって、工期をさらに短縮することができる。

なお、アングル材１０４ａに図１１のようにあらかじめ重ね継ぎ手４００が形成された構造も同様の作用・効果を得ることができる。

また、アングル材１０４ｂ〜１０４ｄにあらかじめ突き合わせ継ぎ手が形成されている場合も同様の作用・効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明は鋼管の内部調査等に対して有用である。

一般的な四角鉄塔の全体を示す図である。 図１に示した四角鉄塔の頂部の拡大図である。 図２に示した頂板と頂板取付部との接合の様子を示す図である。 部材把持治具の構成を示す図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 この発明の実施形態による主柱材内部調査方法を説明するための図である。 重ね継ぎ手によって修復される場合について説明するための図である。

符号の説明

１０１ａ〜１０１ｄ 鋼管主柱材
１０２ａ〜１０２ｄ 頂板取付部
１０３ａ〜１０３ｄ 頂板
１０４ａ〜１０４ｄ アングル材（等辺山形鋼）
１０５ 鉄塔頂板
１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄ，１５ａ〜１５ｄ 水平材
１２ａ〜１２ｄ，１４ａ〜１４ｄ 斜材
Ｐａ１〜Ｐａ４，Ｐｂ１〜Ｐｂ４，Ｐｃ１〜Ｐｃ４，Ｐｄ１〜Ｐｄ４ ガセットプレート
２１ アングル把持金具
２２ 鋼管把持金具
２３ 伸縮部
３００ 突き合わせ継ぎ手
４００ 重ね継ぎ手

Claims (7)

1. アングル材を主柱材として構成された第１のパネルと、
   前記第１のパネルの直下に設けられ、かつ、鋼管を主柱材として構成された第２のパネルとを含む鉄塔の前記鋼管の内部を調査する方法であって、
   前記鋼管のうち調査対象となる鋼管は、
   前記第１のパネルを構成するアングル材のうちの１つと頂板を介して接合されており、
   前記方法では、
   前記調査対象となる鋼管に前記頂板を介して接合されているアングル材を切断する工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）において切断されたアングル材に接合されている頂板を取り外す工程（ｂ）とを行う、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
2. 請求項１において、
   前記工程（ａ）では、
   前記調査対象となる鋼管に前記頂板を介して接合されているアングル材を把持する部材把持治具を設置した後、当該アングル材を切断する、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
3. 請求項１において、
   前記方法では、さらに、
   前記工程（ｂ）において取り外した頂板を前記鋼管に取り付ける工程（ｃ）と、
   前記工程（ａ）において切断されたアングル材を継ぎ手によって修復する工程（ｄ）とを行う、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
4. アングル材を主柱材として構成された第１のパネルと、
   前記第１のパネルの直下に設けられ、かつ、鋼管を主柱材として構成された第２のパネルとを備える鉄塔であって、
   前記第１のパネルを構成するアングル材のうち少なくとも１つには、継ぎ手が形成されており、かつ、当該アングル材の端部には、頂板が溶接されており、
   前記第２のパネルを構成する鋼管のうち少なくとも１つの開口端部には、前記頂板とボルト接合される頂板取付部が形成されている
   ことを特徴とする鉄塔。
5. アングル材を主柱材として構成された第１のパネルと、前記第１のパネルの直下に設けられ、かつ、鋼管を主柱材として構成された第２のパネルとを備え、前記第１のパネルを構成するアングル材のうち少なくとも１つが、前記第２のパネルを構成する鋼管のうち少なくとも１つと頂板を介して接合されており、かつ、当該アングル材に継ぎ手が形成されている鉄塔において、前記第２のパネルのうち前記頂板を介して前記アングル材と接合されている鋼管の内部を調査する方法であって、
   前記アングル材に形成された継ぎ手を分解する工程（ａ）と、
   前記工程（ａ）において継ぎ手が分解されたアングル材に接合された頂板を取り外す工程（ｂ）とを行う、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
6. 請求項５において、
   前記工程（ａ）では、
   前記継ぎ手が形成されたアングル材を把持する部材把持治具を設置した後、当該アングル材の継ぎ手を分解する、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
7. 請求項５において、
   前記主柱材内部調査方法は、さらに、
   前記工程（ｂ）において取り外した頂板を前記鋼管に取り付ける工程（ｃ）と、
   前記工程（ａ）において分解された継ぎ手を再度組み立てる工程（ｄ）とを行う、
   ことを特徴とする主柱材内部調査方法。
   

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