JP7163255B2 - 線条破断被害の対策方法 - Google Patents
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Description
この架空地線GWは、非特許文献1に示されるような絶縁体となる磁器製の碍子10を介して、電柱11の上部に位置する腕金12に吊下されている(図7参照)。
なお、この図において、符号AFはATき電線(Auto-transformer Feeder)、符号PWはAT(Auto Transformer)保護線、符号Mはちょう架線、符号Tはトロリ線、符号RLは線路をそれぞれ示している。
この柱状構造体の制振装置は、柱状構造体となる電柱上に間隔をおいて取り付けられる下部バンド部材及び上部バンド部材と、これらバンド部材のいずれか一方に接続される平板状のセンタープレートと、これらバンド部材のいずれか他方に接続されるサイドプレートと、これらサイドプレート及びセンタープレートとの間に接着される粘弾性体とを具備する。
そして、このような柱状構造体の制振装置では、粘弾性体の変形による振動エネルギーの吸収により、センタープレート及びサイドプレートの面方向に沿った柱状構造体の振動変形を抑制することができる。
しかしながら、現状では、電柱振動の振幅に応じた細かい対策についての研究は進んでおらず、この点において新たな技術の提供が期待されていた。
本発明に示す線条破断被害の対策方法では、高架線上にて線条を支持する電柱の振動振幅を測定する測定段階と、該測定段階で測定された電柱の振動振幅が、段階的に大きさが設定された第1振幅基準値、第2振幅基準値、第3振幅基準値を超えたか否かに基づき複数の対応策を提示する対策段階と、を具備する。
そして、前記対策段階では、最も小さい値に設定された第1振幅基準値と、該第1振幅基準値よりも大きい第2振幅基準値との間に前記電柱の振動振幅の測定値がある場合に、当該電柱を強化する『電柱対策』又は金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を実施する指示を出し、また、前記第2振幅基準値と該第2振幅基準値よりも大きい第3振幅基準値との間に前記電柱の振動振幅の測定値がある場合に、当該電柱を強化する『電柱対策』又は線条の取付金具に追加される『金具対策』とともに、金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を実施する指示を出し、また、前記電柱の振動振幅の測定値が前記第3振幅基準値を超えた場合に、当該電柱を強化する『電柱対策』、線条の取付金具に追加される『金具対策』及び金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を全て実施する指示を出すことを特徴とする。
この実施形態に係る線条破断被害の対策方法は「測定段階」と「対策段階」とからなるものであって、各段階について以下に説明する。
桁式高架橋などにおいて、列車通過時の高架橋の桁振動により架線線条が疲労破断する事象が生じることから、本実施形態においては、まず、電車線路設備の損傷の発生条件に基づき、高架橋の桁たわみ量と高架橋上の電柱の振動振幅値(A)との関係を示す連成振動解析モデルを作成することとした。
この連成振動解析モデルは、図1に示されるように、高架橋1と電柱11とを連結させた状態で、高架橋1の長さ方向に沿う橋軸方向(矢印x方向)、高架橋1の幅方向に沿う橋直方向(矢印y方向)及び電柱11に沿う鉛直方向(矢印z方向)に振動を与えた場合における応答変位の解析値を示すものであって、応答変位の解析値が、営業線における実測値と概ね一致する設定がなされている。
図1にて符号2で示すものは高架橋1を形成する剛な梁要素、符号3で示すものは桁はり要素、符号Lで示すものは列車走行ラインである。
さらに、本実施形態では、線条加振試験の測定値と線条ひずみ計算モデルの計算値とを比較することにより、各線条(AT保護線(PW)、架空地線(GW)、き電線(AF))を支持する電柱11の天端位置において、図2~図4に示されるような、電柱の振動振幅値(A)と、これにより生じる線条ひずみの大きさ(H)との相関関係をそれぞれ求めるようにした。
その結果、電柱の振動振幅値(A)と線条ひずみの大きさ(H)を実験的に把握した線条加振試験の値が、電柱の振動振幅値(A)と線条ひずみの大きさ(H)とを計算式により算出した線条ひずみ計算モデルの傾向によく一致することを確認した。
図3には、架空地線(GW)を支持した場合における電柱天端位置の振動振幅値(A)と、これにより生じる線条ひずみの大きさ(H)との関係が示されている。
図4には、き電線(AF)を支持した場合における電柱天端位置の振動振幅値(A)と、これにより生じる線条ひずみの大きさ(H)との関係が示されている。
そして、本実施形態では、上記線条の中で最も、振動振幅値(A)に対するひずみが大きいAT保護線(PW)を代表例として、線条ひずみの大きさ(H)が、予め定めたおよそ「50×10-6」、「100×10-6」、「300×10-6」等の判定基準(図2に符号H1~H3で示す)に到達したか否かを示す振幅基準値(A1~A3)に基づき、各種の振動対策を提示するようにした。
図5に示すフローチャートについて以下、ステップ(S)毎に説明する。
まず、振動振幅を測定する高架線上の電柱を選択する。
ステップS1で選択した電柱の天端に振動計を設置して、高架橋を列車が通過した際の振動振幅値(A)を測定する。
ステップS2で測定した高架橋を列車が通過した際の振動振幅値(A)が、金具摩滅管理の必要な20mmを超えるか否かを判断し(ステップS3)、NOの場合に振動対策が不要である(ステップS4)として、本フローチャートを終了する。
また、ステップS3にて、ステップS2で測定した振動振幅値(A)が金具摩滅管理の必要な20mmを超えるYESの場合(ステップS5)で、かつその振動振幅値(A)が20~50mmの範囲内にある場合にはステップS6に進み、50~100mmの範囲内にある場合にはステップS7に進み、100mmを超える場合にはステップS8に進む。
すなわち、電柱全振幅が20mmを超える場合は、振幅値に応じて各種の対策を実施する。対策の目的は、線条疲労破断を防止することと、金具の損傷防止や摩滅抑制をすることにある。
ステップS2で測定した振動振幅値(A)が、20mm(第1振幅基準値A1)~50mm(第2振幅基準値A2)の範囲内にある場合には、電柱を強化する『電柱対策』又は金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を実施する指示を出す。
ステップS2で測定した振動振幅値(A)が、50mm(第2振幅基準値A2)~100mm(第3振幅基準値A3)の範囲内にある場合には、当該電柱を強化する『電柱対策』又は線条の取付金具に追加される線条ひずみ低減用の『金具対策』とともに、金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を実施する指示を出す。
ここで示す『金具対策』としては、図6に示されるような、電柱11の腕金12に支持されかつ線条(架空地線GW、AT保護線など)を吊下する碍子10の下部位置に、線条の揺れによる碍子10の回転を制限しない線条ひずみ低減用の連結金具20を設けること、が含まれる。
この連結金具20は、碍子10の下部位置にて線条を把持する架線取付金具21の周囲に取り付けられる。
また、『金具対策』として、線条の外層に剛性の高いラインガードを巻き付けることで該線条の剛性を増加させることが含まれる。
ステップS2で測定した振動振幅値(A)が、100mm(第3振幅基準値A3)を超える場合には、当該電柱を強化する『電柱対策』、線条の取付金具に追加される線条ひずみ低減用の『金具対策』及び金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を全て実施する指示を出す。
そして、以上のようなステップS4~S8を経た後は、本フローチャートを終了する。
また、この「対策段階」では、第2振幅基準値A2と該第2振幅基準値A2よりも大きい第3振幅基準値A3との間に振動振幅値(A)がある場合に、当該電柱11の支持を強化する『電柱対策』又は線条の取付金具に追加される線条ひずみ低減用の『金具対策』とともに、金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を実施する指示を出すようにした。
さらにこの「対策段階」では、振動振幅値(A)が第3振幅基準値A3を超えた場合に、当該電柱11の支持を強化する『電柱対策』、線条の取付金具に追加される線条ひずみ低減用の『金具対策』及び金具の摩滅を管理する『摩滅管理』を全て実施する指示を出すようにした。
すなわち、上記線条破断被害の対策方法では、線条疲労破断や金具摩滅の原因となる『電柱対策』、『摩滅管理』を優先して実施し、その後、線条ひずみ低減用の『金具対策』を追加して行うことで、線条ひずみを現状の半分以下に低減できると考えられる。
そして、以上のように示される線条破断被害の対策方法では、振動振幅値(A)の大きさに基づき最適な対策の組み合わせを取得することができ、AT保護線(PW)、架空地線(GW)などの線条とその支持金具に破損被害が生じることを未然に防止することが可能となる。
また、電柱の振動振幅値(A)と比較される第1振幅基準値、第2振幅基準値、第3振幅基準値は、電柱の高さや、隣接する電柱の径間長にかかわらない値として使用可能である。
また、「対策段階」では、第3振幅基準値よりも大きい第4振幅基準値以降の基準値を順次設定し、該第4振幅基準値以降の基準値に応じた種々の電柱振動の対応策を提示しても良い。
10 碍子
11 電柱
20 連結金具
A 振動振幅値
A1 第1振幅基準値
A2 第2振幅基準値
A3 第3振幅基準値
Claims (7)
- 高架線上にて線条を支持する電柱の振動振幅を測定する測定段階と、
該測定段階で測定された電柱の振動振幅が、段階的に大きさが設定された第1振幅基準値、第2振幅基準値、第3振幅基準値を超えたか否かに基づき複数の対応策を提示する対策段階と、を具備し、
前記対策段階では、
最も小さい値に設定された第1振幅基準値と、該第1振幅基準値よりも大きい第2振幅基準値との間に前記電柱の振動振幅の測定値がある場合に、当該電柱を強化する電柱対策又は金具の摩滅管理を実施する指示を出し、
前記第2振幅基準値と該第2振幅基準値よりも大きい第3振幅基準値との間に前記電柱の振動振幅の測定値がある場合に、当該電柱を強化する電柱対策又は線条の取付金具に追加される金具対策とともに、金具の摩滅管理を実施する指示を出し、
前記電柱の振動振幅の測定値が前記第3振幅基準値を超えた場合に、当該電柱を強化する電柱対策、線条の取付金具に追加される金具対策及び金具の摩滅管理を全て実施する指示を出すことを特徴とする線条破断被害の対策方法。 - 前記対策段階では、電柱の振動振幅の測定値が第1振幅基準値に満たない場合に、対応策が不要との指示を出すことを特徴とする請求項1に記載の線条破断被害の対策方法。
- 前記対策段階では、前記第3振幅基準値よりも大きい第4振幅基準値以降の基準値を順次設定し、該第4振幅基準値以降の基準値に応じた電柱振動の対応策を提示することを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の線条破断被害の対策方法。
- 前記電柱対策として、電柱を支える支線を新設する又は支線の強度の変更を含む支線対策、電柱の振動を抑制する振動抑制部材の設置を含む抑制対策を提示することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の線条破断被害の対策方法。
- 前記金具対策として、碍子の下部位置にある線条を吊下するための取付金具に、線条ひずみ低減用の連結金具を追加することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の線条破断被害の対策方法。
- 前記金具対策として、線条の外層として剛性の高いラインガードを巻き付けることで該線条の剛性を増加させることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の線条破断被害の対策方法。
- 前記第1振幅基準値は20mm、第2振幅基準値は50mm、第3振幅基準値は100mmにそれぞれ設定されることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の線条破断被害の対策方法。
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