JP5858816B2 - Steel pipe train wire pillar - Google Patents
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Description
本発明は鉄道の架線を支持するための鋼管製電車線柱に関するものであり、特に潮風による腐食の激しい地域にも建柱可能な鋼管製電車線柱に関するものである。 The present invention relates to a steel pipe train line pillar for supporting a railway overhead wire, and more particularly to a steel pipe train line pillar that can be built even in an area where corrosion due to sea breeze is severe.
鉄道用の電車線柱としては、従来から専ら耐食性に優れたコンクリート柱が使用されてきた。しかし、阪神淡路大震災後、コンクリート柱は耐震性に問題のあることが判明したため、鋼管製の電車線柱が検討されている。 Conventionally, concrete poles having excellent corrosion resistance have been used as train line poles for railways. However, after the Great Hanshin-Awaji Earthquake, concrete columns were found to have problems with earthquake resistance, so steel pipe train wire columns are being studied.
鋼管製の電車線柱においては当然ながら耐食性が要求されており、特に海岸に近く潮風に乗って飛来する塩分による腐食の激しい地域においては、その要求が特に大きい。 Of course, steel pipe train poles are required to have corrosion resistance, and particularly in areas where the corrosion is severe due to salt that comes close to the coast and rides on the sea breeze.
そこで本出願人は特許文献1に示すように、亜鉛めっきと微孔性シリケート系塗料とを外表面に施して耐食性を向上させた鋼管製の電車線柱を先に開発した。しかしこの鋼管製電車線柱は鋼管の両端を密閉して内部の腐食を防止しているため、当然に一体構造である。このため長尺の鋼管を現場まで搬送して建柱しなければならず、地形や道路事情によっては運搬が容易ではない場合があった。
Therefore, as shown in
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、長尺の鋼管を現場まで搬送する必要がなく、しかも耐食性に優れた鋼管製電車線柱を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a steel pipe train wire pole which does not need to transport a long steel pipe to the site and has excellent corrosion resistance.
上記の課題を解決するためになされた本発明は、5〜7mの長さを有し、端部にテーパー状の縮管部が形成された鋼管と、5〜7mの長さを有し、端部にテーパー状の拡管部が形成された鋼管とを接合した鉄道の架線を支持するための鋼管製電車線柱であって、前記拡管部に上下方向にボルト挿通用の長孔が形成され、前記縮管部と前記拡管部とがこのボルト挿通用の長孔を貫通するボルトにより締結されており、かつこれらの鋼管の内面及び外面が溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層により被覆されていることを特徴とするものである。 The present invention made to solve the above problems has a length of 5 to 7 m, a steel pipe having a tapered tube-shaped portion formed at the end, and a length of 5 to 7 m. a steel pipe catenary posts for supporting the railway overhead line that engaged against a steel pipe expanded portion tapered to the ends is formed a long hole for bolt insertion vertically into the expanded pipe portion is formed The contracted tube portion and the expanded tube portion are fastened by a bolt that penetrates the bolt insertion elongated hole, and the inner surface and the outer surface of these steel tubes are covered with a molten zinc aluminum magnesium alloy plating layer. It is characterized by this.
なお請求項2に記載のように、前記縮管部と前記拡管部とのテーパー率が1/100〜1/65であることが好ましい。また請求項3のように、前記縮管部及び前記拡管部の軸方向長さが、鋼管直径Dの2〜4倍であることが好ましい。
In addition, as described in
さらに請求項4のように、溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層が、鋼管に溶融亜鉛めっきを備え、さらに溶融Zn−Al−Mg合金めっきを備えたものであることが好ましく、また請求項5のように、溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層が、下層と中間層と上層の三層構造であり、下層はFe−Al合金層であり、中間層は質量%で、Al:4〜20%、Fe:0.1〜15%、Mg:0.1〜5%、残部Zn及び不可避的不純物からなる合金層であり、上層はAl:4〜20%、Mg:0.1〜5%、残部Zn及び不可避的不純物からなる合金層であることが好ましい。
Further as in
本発明の鉄道の架線を支持するための鋼管製電車線柱は、5〜7mの長さを有する上下の鋼管にテーパー状の縮管部と拡管部とを形成し接合したものであるから、従来のように長尺の鋼管を現場まで搬送する必要がない。またテーパーを利用して、正確に芯を合わせた状態で強固に接合することができる。さらにこれらの縮管部と拡管部とがボルトにより締結されているので、強風や地震等の外力を受けた場合にも、接合が外れるおそれはない。 Since steel pipe catenary posts for supporting the railway overhead line of the invention is that combined to form a condensed tube portion and the expanded portion and below the steel tube having a length to tapered in 5~7m contact There is no need to transport a long steel pipe to the site as in the prior art. Further, by using the taper, it is possible to bond firmly with the cores accurately aligned. Furthermore, since these contraction pipe parts and the pipe expansion parts are fastened by bolts, there is no possibility that the joint will come off even when an external force such as strong wind or earthquake is applied.
このような接合構造とした本発明の鋼管製電車線柱は、鋼管の両端面を密封することはないが、鋼管の内面及び外面が溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層により被覆されているので、潮風中の塩分が付着しても腐食されることはない。なおこのめっきはめっき浴中への浸漬めっきにより行うことができるので、内面及び外面に確実に形成することができる。
その他の請求項に記載の技術による作用効果については、以下の実施形態の項で順次説明する。
The steel pipe train wire pole of the present invention having such a joining structure does not seal both end faces of the steel pipe, but the inner and outer surfaces of the steel pipe are covered with a hot dip zinc aluminum magnesium alloy plating layer. Even if the salt content is attached, it will not be corroded. Since this plating can be performed by immersion plating in a plating bath, it can be reliably formed on the inner surface and the outer surface.
The effects of the techniques described in the other claims will be sequentially described in the following embodiments.
図1において、1は下部が基礎に埋設される下側の鋼管、2は鋼管1の上端に接合され、その上端に架線支持金具が取り付けられる上側の鋼管である。下側の鋼管1の上端にはテーパー状の縮管部3が形成されており、上側の鋼管2の下端にはテーパー状の拡管部4が形成されている。これらの鋼管1、2としては、外径が355mm程度の鋼管が用いられ、その長さは運搬を容易にするために、5〜7mが適当である。なおこれらの鋼管1、2の内外面には溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層が形成されているが、この点については後述する。
In FIG. 1, 1 is a lower steel pipe whose lower part is embedded in the foundation, 2 is an upper steel pipe joined to the upper end of the
図2に示すように、下側の鋼管1のテーパー状の縮管部3に上側の鋼管2のテーパー状の拡管部4を被せ、ハンマーで打ち込んだり、重機で軸方向に押し込んだりすることにより縮管部3を拡管部4に圧入し、鋼管1、2を作業現場において接合して行く。なお本実施形態では下側の鋼管1の上端に縮管部3を形成し、上側の鋼管2の下端に拡管部4を形成したが、下側の鋼管1の上端に拡管部4を形成し、上側の鋼管2の下端に縮管部3を形成してもよい。
As shown in FIG. 2, by covering the tapered contracted
このような圧入による接合を行なうためには、拡管部4と縮管部3とのテーパー率が一致していることが必要であり、このテーパー率は好ましくは1/100〜1/65の範囲とする。ここでテーパー率とは、テーパー部の(直径差/軸方向長さ)を意味する値である。テーパー率がこの範囲より小さいと効果的な接合力を得られにくくなる。逆にテーパー率がこの範囲よりも大きくなると拡管部4が押し拡げられ過ぎてその肉薄化が進むので好ましくない。テーパー率を1/65以下にしておけば、拡管部4の肉厚減少をJISに規定される鋼管の肉厚変動の許容範囲内(−12.5%以下)に収めることができる。
In order to perform joining by such press-fitting, it is necessary that the taper ratios of the expanded
また、拡管部4と縮管部3の軸方向長さは、鋼管直径Dの2〜4倍としておくことが好ましい。この長さが鋼管直径Dの2倍未満では接合長さが不足して十分な接合強度が得られず、逆に4倍を超えると拡管部5と縮管部4が長くなり、鋼管1、2のテーパー加工のコストが高くなるので好ましくない。
Moreover, it is preferable to make the axial direction length of the
上記のようにテーパー加工された縮管部3を拡管部4に圧入するだけで接合面に大きな摩擦力が発生し、鋼管1と鋼管2が確実に接合されることが確認されている。しかし強風や地震等の外力を受けた場合を想定して、本発明ではさらに縮管部3と拡管部4とを図3、図4に示すようにボルト5により締結する。
It has been confirmed that a large frictional force is generated on the joint surface by simply press-fitting the tapered tube-reduced
鋼管1、2は5〜7mの長さを持つので、接合された後にこの接合部の内面には手が届かない。このため、縮管部3には予めボルト挿通孔6を形成するとともに、ナットホルダ7によりナット8を保持させておく。ナット8は回転しないようにナットホルダ7に保持されるもので、例えば四角ナットが好ましい。また、ナットホルダ7は溶接等により予め縮管部3の内面に取り付けておくものとする。
Since the
一方、拡管部4には図3に示すように上下方向にボルト挿通用の長孔9を形成しておく。長孔9としたのは、テーパー加工された縮管部3を拡管部4に圧入した場合の軸方向の圧入深さ(停止位置)が不可避的にばらつくためである。しかし50mm程度の長孔9を形成しておけば問題はなく、この長孔9からボルト挿通孔6にボルト5を挿入し、ナット8に螺合させて締結すればよい。
On the other hand, a
なお、接合の際には長孔9の位置をナット8の位置に対応させて周方向の位置合わせをしたうえ、圧入する。位置合わせを容易にするための鋼管1、2の適宜の位置にマーキングを施すことも可能である。本実施形態では2本のボルト5を180°位置に配置したが、3本以上としても差し支えない。このように5とナット8により接合部を締結しておけば、何らかの外力により摩擦接合がゆるんだ場合にも、電車線柱としての機能が損なわれることはない。
At the time of joining, the positions of the
上記したナットホルダ7とナット8が取り付けられた鋼管1と、長孔9が形成された鋼管2の内面及び外面は、溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層により被覆されている。この溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層は、鋼管に溶融亜鉛めっきを施し、さらに溶融Zn−Al−Mg合金めっきを施すことにより形成したものである。この溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層については、本出願人の出願に係る特開2010−70810号公報に記載されているが、その概要を説明すると次の通りである。
The inner surface and the outer surface of the
この溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層は、例えば350g/m2以上で、下層と中間層と上層の三層構造からなる。溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金のめっき量を350g/m2以上のように厚めとすることにより、さらに高い耐食性が得られる。下層はFeとAlの合金層であるが、厳密にはFe−Al合金層、Fe−Al−Zn合金層、Fe−Al−Si合金層、Fe−Al−Zn−Si合金層の何れかである。このような合金層は鋼材からのFeの拡散を阻害するバリアー層として機能し、脆いFe−Zn合金層の生成を防ぐことができる。 This molten zinc aluminum magnesium alloy plating layer is, for example, 350 g / m 2 or more and has a three-layer structure of a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer. Higher corrosion resistance can be obtained by increasing the plating amount of the molten zinc aluminum magnesium alloy to 350 g / m 2 or more. The lower layer is an alloy layer of Fe and Al. Strictly speaking, any one of an Fe-Al alloy layer, an Fe-Al-Zn alloy layer, an Fe-Al-Si alloy layer, and an Fe-Al-Zn-Si alloy layer is used. is there. Such an alloy layer functions as a barrier layer that inhibits diffusion of Fe from the steel material, and can prevent formation of a brittle Fe—Zn alloy layer.
中間層は質量%で、Al:4〜20%、Fe:0.1〜15%、Mg:0.1〜5%、残部Zn及び不可避的不純物からなる合金層である。Alは耐食性を向上させる成分であり、4%以上でこの効果が発揮されるが、20%を超えても効果の向上は認められないので、4〜20%とした。 The intermediate layer is an alloy layer composed of Al: 4 to 20%, Fe: 0.1 to 15%, Mg: 0.1 to 5%, the balance Zn and unavoidable impurities. Al is a component that improves the corrosion resistance, and this effect is exhibited at 4% or more, but even if it exceeds 20%, no improvement in the effect is observed, so 4 to 20%.
Feを0.1〜15%としたのは、0.1%未満ではめっき密着性を向上させる効果が不十分であり、15%を超えても効果の向上が認められないからである。 The reason why the content of Fe is 0.1 to 15% is that if it is less than 0.1%, the effect of improving the plating adhesion is insufficient, and if it exceeds 15%, the improvement of the effect is not recognized.
Mgを0.1〜5%としたのは、0.1%未満では耐食性を向上させる効果が不十分であり、5%を超えるとめっき層が脆くなって密着性が低下するためである。MgはMgZn2相としてめっき層中に微細に分散し、腐食時には亜鉛の腐食生成物が保護皮膜となり、耐食性を向上させる。 The reason why Mg is set to 0.1 to 5% is that if it is less than 0.1%, the effect of improving the corrosion resistance is insufficient, and if it exceeds 5%, the plating layer becomes brittle and the adhesion decreases. Mg is finely dispersed in the plating layer as the MgZn 2 phase, and during corrosion, the corrosion product of zinc becomes a protective film, improving the corrosion resistance.
上層はAl:4〜20%、Mg:0.1〜5%、残部Zn及び不可避的不純物からなる合金層である。Alが4%未満では耐食性を向上させる効果が不足するとともに、めっき浴中のMgの酸化を防止することができなくなる。また、20%を超えても効果の向上は認められない。 The upper layer is an alloy layer made of Al: 4 to 20%, Mg: 0.1 to 5%, the balance Zn and inevitable impurities. If Al is less than 4%, the effect of improving the corrosion resistance is insufficient, and oxidation of Mg in the plating bath cannot be prevented. Moreover, even if it exceeds 20%, the improvement of an effect is not recognized.
Mgを0.1〜5%としたのは、0.1%未満では耐食性を向上させる効果が不十分であり、5%を超えるとめっき層が脆くなって密着性が低下するためである。 The reason why Mg is set to 0.1 to 5% is that if it is less than 0.1%, the effect of improving the corrosion resistance is insufficient, and if it exceeds 5%, the plating layer becomes brittle and the adhesion decreases.
この上層はめっき層の断面を観察すると、Feを含有する下層や中間層から明確に区別することができる。なお耐食性のさらなる向上のために、中間層又は上層に0.8%未満のSiを添加することができる。0.8%を超えても耐食性の向上は認められない。 This upper layer can be clearly distinguished from the lower layer and the intermediate layer containing Fe when the cross section of the plating layer is observed. In order to further improve the corrosion resistance, less than 0.8% Si can be added to the intermediate layer or the upper layer. Even if it exceeds 0.8%, no improvement in corrosion resistance is observed.
上記した溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層は、AlとMgの作用によって通常の溶融亜鉛めっき層よりも優れた耐食性を有し、潮風による塩分避雷地域においても腐食するおそれがない。また本発明の鋼管製電車線柱は端部が封鎖されておらず、鋼管の内部に塩分が進入する可能性があるが、浸漬めっき法により内面外面ともに上記のめっき層が形成されているため、内面腐食のおそれもない。 The above-mentioned hot-dip zinc-aluminum-magnesium alloy plating layer has corrosion resistance superior to that of a normal hot-dip galvanization layer due to the action of Al and Mg, and there is no risk of corrosion even in a salt lightning protection area caused by sea breeze. In addition, the steel pipe train wire pole of the present invention is not sealed at the end, and salt may enter the inside of the steel pipe, but the above plating layer is formed on the inner and outer surfaces by immersion plating. There is no risk of internal corrosion.
以上に説明したように、本発明の鉄道の架線を支持するための鋼管製電車線柱は、5〜7mの長さを有する上下の鋼管1、2を接合したものであるから、建柱しつつ連結できるので電車線柱建設現場に大きなクレーンや多くの建設要員が不要である。さらに長尺の鋼管を現場まで搬送する必要がないので輸送費削減メリットが大きく、地形や道路状況によって長尺の鋼管の搬送が困難な場所にも容易に建柱可能である。また縮管部3と拡管部4がボルト5により締結されているので、強風や地震等の外力を受けた場合にも、接合が外れるおそれはない。尚、電車線柱建設現場事情により、現場にて大きなクレーンが使用でき、現場にて長尺に組み立てた後に建柱する場合でも、同様に輸送費削減メリットは享受できるため有効である。
As explained above, the steel pipe train line pillar for supporting the railway overhead wire according to the present invention is formed by joining the upper and
さらに本発明の鋼管製電車線柱は、鋼管1、2の内面及び外面が溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき層により被覆されているので、潮風中の塩分が付着しても腐食されることはなく、塩分が飛来する沿岸地域においても耐食性に不安はない。
Furthermore, because the steel pipe train wire poles of the present invention are coated with the hot-dip zinc aluminum magnesium alloy plating layer on the inner and outer surfaces of the
1 鋼管
2 鋼管
3 縮管部
4 拡管部
5 ボルト
6 ボルト挿通孔
7 ナットホルダ
8 ナット
9 長孔
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