JP6907097B2 - 柱状構造物の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、電車線路を支持するコンクリート柱などの柱状構造物の支持構造に関する。

従来の電柱等の柱状構造物の支持構造においては、基礎に電柱を植え込むための所定の直径及び深さの穴を掘削し、この穴と電柱との間に砂やシリコーンゴムなどの低反発部材からなる充填材を充填し、さらに充填材の上面に、電柱の外周面を包囲するように、厚さ20〜30mm程度のモルタルを電柱と一体に円環状に打設して、モルタルヒューズを形成している（例えば、特許文献１参照）。このような従来の柱状構造物の支持構造では、通常時にはモルタルヒューズが電柱や電線などの重量を支持し、地震などの異常振動の発生時にはモルタルヒューズを破壊させることによって、重量を充填材に支持させ、それよって振動エネルギーを減衰させて振動を抑制し、電柱の折損を防止している。

特開２０１５−１８７３８１号公報

上記従来の柱状構造物の支持構造においては、モルタルヒューズが現場打ちであるため、異常振動時にモルタルヒューズが破損するように強度をその都度適度に調整して打設することが困難であり、モルタルヒューズの厚さが薄すぎると、通常時にそれが破損して充填材が変形し電柱が傾斜してしまう可能性がある一方、厚すぎると、異常振動時にモルタルヒューズが破損せずに電柱に過大な力が作用し電柱が損傷する可能性があった。このような問題を解決するために、熟練作業員の知識、技術、経験などを必要とせず、誰でも、同じ性能を発揮できるように電柱に取り付けられる電柱支持部材が要望されている。
したがって、本発明の課題は、簡単な構造で、特別な技能を必要とせずに組立ができ、異常振動時に柱状構造物を折損させずにこれを支持することができる柱状構造物の支持構造を提供することである。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の柱状構造物１の支持構造は、柱状構造物１とこの柱状構造物１の底部１ａを支持する基礎２との間に着脱自在に装着されて、前記柱状構造物１の下部外周を支持する支持部３を備える。支持部３は、柱状構造物１の外周面に接合してこれを包囲し当該柱状構造物１に発生する振動が所定値を超えたときに変形する複数の内側接合部材５Ａ，５Ｂと、この内側接合部材５Ａ，５Ｂを包囲するように基礎２上に配置される複数の外側接合部材６Ａ，６Ｂと、内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂとを締結、一体化して基礎２上に固定する複数の固定部材７とを備える。外側接合部材６Ａ，６Ｂは、内側接合部材５Ａ，５Ｂの外側面に接合してそれの外方移動を止める接合面６ｂと、この接合面６ｂの下部から内側接合部材５Ａ，５Ｂ側へ延出し当該内側接合部材５Ａ，５Ｂの外縁部下面を載せ受ける内側フランジ部６ｃと、接合面６ｂの反対側の外側面６ｄとを具備する。固定部材７は、内側接合部材５Ａ，５Ｂの上面５ｄと外側接合部材の上面６ｆ及び外側面６ｄに接合する押さえ部材８と、この押さえ部材８と外側接合部材６Ａ，６Ｂを上下方向に貫通し下部において基礎２に固定されると共に螺合されるナット１０により内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂとを基礎２の上に締め付けるボルト９とを具備する。

本発明の柱状構造物の支持構造は、簡単な構造で、特別な技能を必要とせずに組立ができ、異常振動時に柱状構造物を折損させずにこれを支持することができる。

本発明の実施形態に係る柱状構造物の支持構造の斜視図である。 図１の柱状構造物の支持構造の正面図である。 図１の柱状構造物の支持構造の平面図である。 図３におけるIV−IV断面図である。 図４の一部の拡大図である。 図１の柱状構造物の支持構造における支持部の施工過程を示す断面図である。 図１の柱状構造物の支持構造における支持部の施工過程を示す斜視図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図に示す電柱１は、電車線路の構成物を軌道に沿って支持する柱状構造物である。電柱１は、例えば、予め引張をかけた鉄筋とコンクリートとによって構成されたプレストレスコンクリート柱のような、断面が略円形状のコンクリート柱である。
電柱１は、図４に示すように、電柱基礎２に支持される底部１ａと、支持部３に支持される側部１ｂなどを備えている。

電柱基礎２は、電柱１を固定するために地中あるいは地上に設けられるコンクリート構造物であり、電柱１の自重、電車線及び腕金などの重量、張力及び風圧などによる荷重を支えて電柱１の底部１ａを受け入れる深さ200mm程度の所定の深さの建て込み穴２ａを有する。建て込み穴２ａの内周面と電柱１の外周面との間には、幅が25mm〜50mm程度の環状の間隙が形成され、ここに免震部材４が充填される。免震部材４は、砂、シリコーンゴム等で構成される。

電柱１と基礎２とは、支持部３を介して接合される。支持部３は、通常時には電柱１の側部１ｂを機械的構造によって支持しているが、異常振動時には、この機械的構造が変形し、それによって電柱１の側部１ｂを解放し、電柱１の底部１ａを電柱基礎２に直接支持させる。

支持部３は、電柱１と、この電柱１の底部１ａを支持する基礎２とに着脱自在に装着され、電柱１の側部１ｂを機械的構造によって支持する。支持部３は、通常時には電柱１を水平方向で支持しているが、電柱１に発生する振動が所定値を超えたときに、機械的構造が破壊される。すなわち、支持部３は、通常時には電柱１の振動及び傾きを防止し、電柱１を所定の位置に保持可能な程度の強度を備えているが、電柱１に発生する振動が所定値を超えたとき、電柱１と接合する側の少なくとも一部が塑性変形（圧縮変形）されるように予め強度が調整されている。

図１ないし図３に示すように、支持部３は、内側接合部材５Ａ，５Ｂと、外側接合部材６Ａ，６Ｂと、これらを締結、一体化して基礎２上に固定する複数の固定部材７とを具備する。内側接合部材５Ａ，５Ｂを電柱基礎２に固定部材７によって固定し、地震時に内側接合部材５Ａ，５Ｂを塑性変形（圧縮変形）させる構造である。

内側接合部材５Ａ，５Ｂは、図３に示すように、半円環状で、両端面５ａを有し、また図５に示すように、断面矩形状で、内周の接合面５ｂ、その反対側の外側面５ｃ、上面５ｄ、下面５ｅを有する。内側接合部材５Ａ，５Ｂは、両端面５ａを向き合わせ、内周の接合面５ｂを電柱１の外周に接合させ、電柱１を包囲するように配置される。内側接合部材５Ａ，５Ｂは、モルタルやアルミニウムのような軟質金属、合成樹脂成形体などで構成され、電柱１に発生する振動が所定値を超えたときに容易に塑性変形し、電柱１の外周面と内側接合部材５Ａ，５Ｂの接合面５ｂとの間に隙間が形成されるように外側に圧縮変形する。

外側接合部材６Ａ，６Ｂは、支持部３の外周部を構成する部材である。外側接合部材６Ａ，６Ｂは、その内側に内側接合部材５Ａ，５Ｂが嵌合し、内側接合部材５Ａ，５Ｂの外側を抑えている。外側接合部材６Ａ，６Ｂは、内側接合部材５Ａ，５Ｂよりも剛性の高い金属製の半円環状の部材であり、例えば、地震によって電柱１に発生する振動が所定値を超えた場合であっても破損しないような機械的性質を有する鋼材のような硬い材料によって形成される。外側接合部材６Ａ，６Ｂは、内側接合部材５Ａ，５Ｂとは異なり塑性変形しないため、変形後の内側接合部材５Ａ，５Ｂを新品と交換した後に再使用可能である。

外側接合部材６Ａ，６Ｂは、図３に示すように、両端面６ａを向き合わせ、内側接合部材５Ａ，５Ｂの外周を包囲するように配置される。外側接合部材６Ａ，６Ｂは、図５に示すように、内側接合部材５Ａ，５Ｂの外側面５ｃに接合してそれの外方移動を止める接合面６ｂと、この接合面６ｂの下部から内側接合部材５Ａ，５Ｂ側へ延出し、それの外縁部下面５ｅを載せ受ける内側フランジ部６ｃと、接合面６ｂの反対側の外側面６ｄと、基礎２と免震部材４の上面に載る下面６ｅと、その反対側に上面６ｆとを具備する。

図５に示すように、外側接合部材６Ａ，６Ｂは、それの下面６ｅの外側部が基礎２の上に載り、下面６ｅの内側部が免震部材４の上に載り、内側フランジ部６ｃの内側面６ｇと電柱１の外周（側部１ｂ）との間に隙間Ｇ１が形成されるように配置される。外側接合部材６Ａ，６Ｂの内側フランジ部６ｃ上に内側接合部材５Ａ，５Ｂを載せ受けて両者を嵌合させた状態において、内側フランジ部６ｃの内側面６ｇ、電柱１の側部１ｂ、免震部材４の上面、内側接合部材５Ａ，５Ｂの下面５ｅとの間に環状の隙間Ｇ１が形成される。外側接合部材６Ａ，６Ｂの外側部の、基礎２の上に載る部位には、上下方向に貫通するボルト挿通孔６ｈが形成される。

内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂとを一体に基礎２上に固定するための固定部材７は、押さえ部材８とボルト９とを具備する。

図５によく示すように、押さえ部材８は、断面が概略扁平Ｌ字状の鋼板材で構成され、上面押さえ部８ａと、外側押さえ部８ｂとを具備する。上面押さえ部８ａは、内側接合部材５Ａ，５Ｂの上面５ｄの外側の一部と、外側接合部材６Ａ，６Ｂの上面６ｆに接合する押さえ面８ｃと、ボルト挿通孔６ｈに対応するボルト挿通孔８ｄと、内側端面８ｅとを有し、内側端面８ｅと電柱１の外周との間に隙間Ｇ２が形成されるように配置される。外側押さえ部８ｂは、上面押さえ部８ａの外側端から下方へ直角に突出するように形成される。外側押さえ部８ｂは、接合部材６Ａ，６Ｂの外側面６ｄに接合する外側押さえ面８ｆを有する。

ボルト９は、下部において基礎２に固定され、基礎２から垂直に立ち上がる上部が、ボルト挿通孔６ｈ、８ｄを通して外側接合部材６Ａ，６Ｂと押さえ部材８とを上下方向に貫通する。ボルト９は、これに螺合されるナット１０により、押さえ部材８を介して内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂとを基礎２の上に一体に締め付け固定する。

次に、この実施形態に係る柱状構造物の支持構造の施工方法を説明する。
電柱１の新設時には、図６、図７に示すように、予め電柱基礎２に形成された建て込み穴２ａに電柱１を建て込み、電柱１の外周面と電柱基礎２の内周面との間の間隙部に、シリコーンゴム又は砂からなる免震部材４を充填する。次に、ボルト９の径よりも大きい穴径の植込み穴２ｂをドリルによって所定の深さで電柱基礎２に形成し、これにボルト９を植込み固定する。次いで、内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂとを互いに嵌合させ、外側接合部材６Ａ，６Ｂのボルト挿通孔６ｈにボルト９を通して両部材５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂを基礎２上に配置する。次いで、押さえ部材８の挿通孔８ｄにボルト９を通して、押さえ部材８を両接合部材５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ上に置き、外側押さえ部８ｂを外側接合部材６Ａ，６Ｂの外周部に係合させる。ボルト９にナット１０を螺合させて押さえ部材８、内側接合部材５Ａ，５Ｂ、外側接合部材６Ａ，６Ｂを基礎２の上に一体に締め付け固定する。これで、図１ないし図４に示すように、電柱１と電柱基礎２とが支持部３を介して接合され、支持部３によって電柱１の側部９ｂが支持される。

改修時には既存の内側接合部材５Ａ，５Ｂを除去し、新設時と同様の施工方法によって、電柱１と電柱基礎２とが支持部３を介して接合され、それによって電柱１が支持される。

次に、この実施形態に係る柱状構造物の支持構造の作用を説明する。
地上に電柱１を設置した場合には、地震の周期と電柱１の周期とが離れているため、電柱１が共振して大きく振動することが少ない。一方、高架橋上に電柱１を設置したときには、高架橋の固有振動数と電柱１の固有振動数とが比較的近いと、地震によって高架橋が振動すると電柱１が共振して大きく振動することがある。通常時には、電柱１に発生する振動が比較的小さく所定値未満であるため、支持部３が電柱１の振動及び移動などを抑え、支持部３が電柱１や電線などの重量を受け持って電柱１の底部１ａを電柱基礎２に支持している。一方、大規模な地震によ伴う異常振動時には、電柱１に発生する振動が比較的大きく所定値を超えるため、内側接合部材５Ａ，５Ｂが外側に潰れるように圧縮変形する。その結果、図８に示すように、接合部材５Ａ，５Ｂの接合面５ｂと電柱１の外周面との間に隙間が形成されて、支持部３から電柱１の側部１ｂが解放され、免震部材４が電柱１や電線などの重量を受け持ってこれらを支持する。電柱１が振動すると免震部材４が復元力を電柱１に作用させて、電柱１の振動を抑え電柱１の損傷が防止される。

内側接合部材５Ａ，５Ｂは、外側接合部材６Ａ，６Ｂと押さえ部材８との間で上下に挟まれて支持される。内側接合部材５Ａ，５Ｂは、外側接合部材６Ａ，６Ｂとの間、あるいは内側接合部材５Ａ，５Ｂと押さえ部材８との間を直接するためのボルト等の結合部材がない。このため、内側接合部材５Ａ，５Ｂの強度、変形の均一性が確保でき本来の強度以下での変形や変形の偏りによる電柱１の意図しない損傷が防止される。内側接合部材５Ａ，５Ｂが変形して、電柱１が傾斜したとき、外側接合部材６Ａ，６Ｂとの間の締結ボルト等の結合部材があると、電柱１がこれに接触して固定され、振動の抑制が不十分となって電柱１の損傷を招く不都合が生じやすいが、これが解消できる。単一のボルト９で内側接合部材５Ａ，５Ｂと外側接合部材６Ａ，６Ｂの双方を固定できるので取付作業を短時間で完了することができる。

１ 電柱（柱状構造物）
１ａ 底部
１ｂ 下部の側部
２ 基礎
２ａ 建て込み穴
２ｂ 植え込み穴
３ 支持部
４ 免震部材
５Ａ 内側接合部材
５Ｂ 内側接合部材
５ａ 端面５
５ｂ 接合面
５ｃ 外側面
５ｄ 上面
５ｅ 下面
６Ａ 外側接合部材
６Ｂ 外側接合部材
６ａ 端面
６ｂ 接合面
６ｃ 内側フランジ部
６ｄ 外側面
６ｅ 下面
６ｆ 上面
６ｇ 内側面
６ｈ ボルト挿通孔
７ 固定部材
８ 押さえ部材
８ａ 上面押さえ部
８ｂ 外側押さえ部
８ｃ 押さえ面
８ｄ ボルト挿通孔
８ｅ 内側端面
８ｆ 外側押さえ面
９ ボルト
１０ ナット
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ 隙間

Claims (4)

1. 柱状構造物とこの柱状構造物の底部を支持する基礎との間に着脱自在に装着されて、前記柱状構造物の下部外周を支持する支持部を備え、
   前記支持部は、前記柱状構造物の外周面に接合してこれを包囲し当該柱状構造物に発生する振動が所定値を超えたときに変形する複数の内側接合部材と、この内側接合部材を包囲するように前記基礎上に配置される複数の外側接合部材と、前記内側接合部材と前記外側接合部材とを締結、一体化して前記基礎上に固定する複数の固定部材とを備え、
   前記外側接合部材は、前記内側接合部材の外側面に接合してそれの外方移動を止める接合面と、この接合面の下部から前記内側接合部材側へ延出し当該内側接合部材の外縁部下面を載せ受ける内側フランジ部と、前記接合面の反対側の外側面とを具備し
   前記固定部材は、前記内側接合部材の上面と前記外側接合部材の上面及び外側面に接合する押さえ部材と、この押さえ部材と前記外側接合部材を上下方向に貫通し下部において前記基礎に固定されると共に螺合されるナットにより前記内側接合部材と前記外側接合部材とを前記基礎の上に締め付けるボルトとを具備することを特徴とする柱状構造物の支持構造。
2. 前記内側フランジ部の内側面と前記柱状構造物の外周との間には環状の隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の支持構造。
3. 前記基礎は、前記柱状構造物の底部外周との間に環状の間隙を介してこれを受け入れる建て込み穴を具備し、前記間隙内に免震部材が充填され、
   前記外側接合部材は、それの下面の外側部が前記基礎の上に載り、当該下面の内側部が前記免震部材の上に載り、前記内側フランジ部の内側面と前記柱状構造物の外周との間に隙間が形成されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の柱状構造物の支持構造。
4. 前記押さえ部材は、前記外側接合部材の上面上から前記内側接合部材の上面上へ延出し、内側端が前記柱状構造物の外周との間に所定の間隔を置いて配置される上面押さえ部と、
   この上面押さえ部の外側端から下方へ突出し、前記外側接合部材の外側面に当接する外側押さえ面を有する外側押さえ部とを具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の柱状構造物の支持構造。

Images