JP7303363B1 - Seismic reinforcement structure for electric pole and method for seismic reinforcement of electric pole - Google Patents
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Abstract
【課題】電化柱の交換の要否を容易に確認することができるとともに、施工性の向上が図られた電化柱の耐震補強構造、及び電化柱の耐震補強方法を提供する。【解決手段】電化柱の耐震補強構造100は、既設電化柱EPと、断面視円弧状の複数の部材が接合されて電化柱EPの外周を囲む筒状体を構成する上段鋼管ユニット11と、上段鋼管ユニット11と上下方向に離間し、断面視円弧状の複数の部材が接合されて電化柱EPの外周を囲む筒状体を構成する下段鋼管ユニット13と、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とを上下に接続する複数の棒材14と、を備え、棒材14は、全て上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の外周面に設けられており、電化柱EPは、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間で分断されていることことを特徴とする。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a seismic reinforcement structure for an electric utility pole and a method for seismic reinforcement of an electric utility pole, in which it is possible to easily confirm whether or not the electric pole needs to be replaced, and to improve workability. SOLUTION: An earthquake-resistant reinforcement structure 100 for an electric utility pole includes an existing electric pole EP, an upper steel pipe unit 11 forming a cylindrical body surrounding the outer periphery of the electric utility pole EP by joining a plurality of members having an arc shape when viewed in cross section, A lower steel pipe unit 13 which is spaced apart from the upper steel pipe unit 11 in the vertical direction and which is composed of a plurality of members having arcuate cross-sections joined to form a cylindrical body surrounding the electric pole EP, the upper steel pipe unit 11 and the lower steel pipe unit. The bars 14 are all provided on the outer peripheral surfaces of the upper steel pipe unit 11 and the lower steel pipe unit 13, and the electric pole EP is connected to the upper steel pipe unit 11 and the lower steel pipe unit 13. [Selection drawing] Fig. 1
Description
この発明は、電化柱の耐震補強構造、及び電化柱の耐震補強方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an earthquake-resistant reinforcement structure for an electric utility pole and an earthquake-resistant reinforcement method for an electric utility pole.
従来、大規模地震の際に電化柱が倒壊する被害が多発したことを受け、既存の電化柱の耐震を補強する補強構造について研究されている。 Conventionally, in response to the frequent damage caused by the collapse of electric utility poles during large-scale earthquakes, research has been conducted on reinforcement structures to reinforce the seismic resistance of existing electric utility poles.
既設の電化柱を補強する補強構造の一例として、特許文献1には、電化柱の外周を囲む筒状補強材を用いる補強構造の技術が開示されている。
As an example of a reinforcing structure that reinforces an existing electrified pole,
特許文献1に開示された柱体の補強構造によれば、電化柱を囲うように設けられる筒状補強材について、その内周面に棒状補強材が固設されていれば、棒状補強材が第1の充填材に埋もれてカバーされるので好ましいとされているが(特許文献1の明細書段落[0025]参照)、大地震等により想定外の水平荷重が入力されて棒状補強材が塑性変形(例えば座屈変形)したとき、内周面に固設された棒状補強材について外観から全数の塑性変形の有無が視認できないため、電化柱の交換の要否を容易に確認することができない点において、問題がある。また、電化柱を切断して上下に分断するためのワイヤソーを設置する際に、内周面の棒状補強材を避けるように筒状補強材内への挿入位置と筒状補強材内からの取出位置とを特定しているが(特許文献1の明細書段落[0032]-[0035]、図7~図10参照)、当該挿入位置と当該取出位置との間隔を十分に確保することができず、ワイヤソーの一部において電化柱からの摩擦抵抗が大きくなり、電化柱が全切断不能となるおそれがある点において、問題がある。
According to the column reinforcement structure disclosed in
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、電化柱の交換の要否を容易に確認することができるとともに、施工性の向上が図られた電化柱の耐震補強構造、及び電化柱の耐震補強方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and its object is to enable easy confirmation of whether or not an electric pole needs to be replaced, and to improve workability. To provide an earthquake-resistant reinforcement structure for an electric utility pole and an earthquake-resistant reinforcement method for an electric utility pole.
第1発明における電化柱の耐震補強構造は、既設電化柱の外周に鋼管ユニットが設置された電化柱の耐震補強構造であって、既設の電化柱と、断面視円弧状の複数の部材が接合されて前記電化柱の外周を囲む筒状体を構成する上段鋼管ユニットと、前記上段鋼管ユニットと上下方向に離間し、断面視円弧状の複数の部材が接合されて前記電化柱の外周を囲む筒状体を構成する下段鋼管ユニットと、前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとを上下に接続する複数の棒材と、を備え、前記棒材は、全て前記上段鋼管ユニット及び前記下段鋼管ユニットの外周面に設けられており、前記電化柱は、前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとの間で分断されていることを特徴とする。 The seismic reinforcement structure for an electric utility pole in the first invention is a seismic reinforcement structure for an electric utility pole in which a steel pipe unit is installed on the outer circumference of an existing electric pole, and the existing electric pole and a plurality of members having an arc shape in cross section are joined together. and an upper steel pipe unit forming a cylindrical body surrounding the outer circumference of the electric pole, and a plurality of members spaced apart from the upper steel pipe unit in the vertical direction and having an arc shape in cross section are joined to surround the outer circumference of the electric pole. a lower steel pipe unit forming a cylindrical body; and a plurality of bars vertically connecting the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit, wherein all of the bars are connected to the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit. and the electrified pole is separated between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit.
第2発明における電化柱の耐震補強構造は、第1発明において、前記電化柱と、前記上段鋼管ユニット及び前記下段鋼管ユニットと、の隙間に、第1充填材が充填されることを特徴とする。 A seismic reinforcement structure for an electric utility pole according to the second invention is characterized in that, in the first invention, a gap between the electric utility pole, the upper steel pipe unit, and the lower steel pipe unit is filled with a first filler. .
第3発明における電化柱の耐震補強構造は、第1発明又は第2発明において、前記棒材は、所定の間隙を保持する間隙保持部を介して、前記上段鋼管ユニット及び前記下段鋼管ユニットの外周に設けられることを特徴とする。 The seismic reinforcement structure for an electric pole according to the third invention is characterized in that, in the first invention or the second invention, the bar is attached to the outer circumferences of the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit via a gap holding part that holds a predetermined gap. characterized by being provided in
第4発明における電化柱の耐震補強方法は、既設電化柱の外周に鋼管ユニットを設置する電化柱の耐震補強方法であって、上下に延びる複数の棒材が全て外周に接合された断面視円弧状の複数の部材を接合して、既設の電化柱の外周に、上下方向に離間した上段鋼管ユニットと下段鋼管ユニットとを形成する鋼管ユニット形成工程と、前記鋼管ユニット形成工程において形成された前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとの間で、前記電化柱を上下に分断する分断工程と、を備えることを特徴とする。 A method for seismic reinforcement of an electric pole according to the fourth invention is a method for seismic reinforcement of an electric pole by installing a steel pipe unit on the outer circumference of an existing electric pole. a steel pipe unit forming step of joining a plurality of arc-shaped members to form an upper steel pipe unit and a lower steel pipe unit spaced apart in the vertical direction on the outer periphery of an existing electric pole; and a dividing step of vertically dividing the electric pole between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit.
第1発明~第4発明によれば、電化柱は、鋼管ユニットで補強されて、棒材が接合された上段鋼管ユニットと下段鋼管ユニットとの間で分断されている。このため、上段鋼管ユニットと下段鋼管ユニットの間が塑性ヒンジとなり、電化柱に加わる震動によるエネルギーが棒材の塑性変形によって吸収されやすくなる。また、棒材は全数外部に露出しており、棒材全数の塑性変形の有無が目視で簡単に視認できる。これにより、電化柱の交換の要否を容易に判断することができる。 According to the first to fourth inventions, the electrified pole is divided between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit, which are reinforced with the steel pipe units and joined with the bars. For this reason, a plastic hinge is formed between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit, and the energy due to the vibration applied to the electric pole is easily absorbed by the plastic deformation of the bar. In addition, since all the bars are exposed to the outside, the presence or absence of plastic deformation of all the bars can be easily visually confirmed. As a result, it is possible to easily determine whether or not the electric pole needs to be replaced.
また、第1発明~第4発明によれば、上段鋼管ユニットと下段鋼管ユニットとを上下に接続する複数の棒材を備え、棒材は、全て上段鋼管ユニット及び下段鋼管ユニットの外周面に設けられる。すなわち、棒材が内周面に設けられる場合と比べて、電化柱の分断に用いるワイヤソーを取り出す間隔を広く確保しやすい。このため、ワイヤソーの一部における摩擦抵抗の増加を避け、電化柱が分断不能となるリスクを低減することができる。これにより、施工性の向上を図ることができる。 Further, according to the first to fourth inventions, a plurality of bars for vertically connecting the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit are provided, and all the bars are provided on the outer peripheral surfaces of the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit. be done. That is, compared to the case where the bar is provided on the inner peripheral surface, it is easier to secure a wider interval for taking out the wire saw used for dividing the electric pole. Therefore, it is possible to avoid an increase in frictional resistance in a part of the wire saw and reduce the risk that the electric pole cannot be cut. Thereby, the improvement of workability can be aimed at.
特に、第2発明によれば、電化柱と、上段鋼管ユニット及び下段鋼管ユニットと、の隙間に、第1充填材が充填される。このため、電化柱に加わる震動によるエネルギーを、第1充填材及び鋼管ユニットを介して、各棒材に伝達しやすくなる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱の脆性破壊を防止することができる。 In particular, according to the second aspect of the invention, the gap between the electrified pole and the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit is filled with the first filler. For this reason, it becomes easy to transmit the energy due to the vibration applied to the electric pole to each bar via the first filler and the steel pipe unit. This makes it possible to more reliably absorb seismic energy and prevent brittle fracture of the utility pole.
特に、第3発明によれば、棒材は、間隙保持部を介して鋼管ユニットの外周に設けられる。すなわち、棒材は間接保持体によって電化柱からさらに離間する。このため、棒材が塑性変形する際に、電化柱や鋼管ユニットと接触してエネルギー吸収性能が阻害されることをさらに防ぐことができる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱の脆性破壊を防止することができる。 In particular, according to the third invention, the bar material is provided on the outer circumference of the steel pipe unit via the gap holding portion. That is, the bar is further separated from the electrified pole by the indirect support. Therefore, when the bar is plastically deformed, it is possible to further prevent the bar from coming into contact with the utility pole or the steel pipe unit and impairing the energy absorption performance. This makes it possible to more reliably absorb seismic energy and prevent brittle fracture of the utility pole.
以下、本発明の実施形態としての電化柱の耐震補強構造の一例について、図面を参照しながら詳細に説明をする。なお、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。 Hereinafter, an example of an earthquake-resistant reinforcement structure for an electric pole as an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the configuration in each figure is schematically described for explanation, and for example, the size of each configuration and the comparison of sizes for each configuration may be different from those in the drawings.
(電化柱の耐震補強構造100)
図を用いて、電化柱の耐震補強構造100について説明する。電化柱の耐震補強構造100は、上段耐震補強構造と下段耐震補強構造とを備える。電化柱の耐震補強構造100は、上段耐震補強構造と下段耐震補強構造との間に、さらに中段耐震補強構造とを備えてもよい。図1は、既設の電化柱EPの耐震補強工事の概要、及び鋼管ユニット10により補強された耐震補強構造100の模式斜視図である。図2は、耐震補強構造100の上段耐震補強構造及び下段耐震補強構造の一例を示す図1のA-A線断面図である。図3は、耐震補強構造100の中段耐震補強構造を示す図1のB-B線断面図である。
(Electrical pole earthquake-resistant reinforcement structure 100)
The
電化柱EPの耐震補強工事は、例えば図1に示すように、既設の電化柱EPの外周に、上段鋼管ユニット11と、上段鋼管ユニット11と上下方向に離間する下段鋼管ユニット13と、からなる鋼管ユニット10を設置して、耐震補強構造100を構築するものである。ここで、上段鋼管ユニット11は上段耐震補強構造の一部を構成し、下段鋼管ユニット13は下段耐震補強構造の一部を構成する。
For example, as shown in FIG. 1, the seismic reinforcement work for the electric utility pole EP consists of an upper
なお、本実施形態においては、電化柱の耐震補強構造100が、上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13よりも厚さを薄くすることで、強度が低くなるように調節された中段鋼管ユニット12で構成される中段耐震補強構造を備える例を説明するが、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間が塑性ヒンジ部として機能する構成であれば、これに限定されない。例えば、中段耐震補強構造は、中段鋼管ユニット13の代わりに鉄鋼材よりも強度の低い保護シート材等で構成されてもよく、設置が省略されてもよい。
In the present embodiment, the earthquake-
電化柱EPは、例えば直径400mmのPC電化柱を想定している。従来のPC電化柱は、その内部に設けられるPC鋼線PC1で補強されているが、大地震等により想定外の水平荷重が入力されることにより、電化柱EPを構成するコンクリートが圧壊し、電化柱EPが脆性的な破壊形態を呈するおそれがある。このため、本発明に係る電柱耐震補強工事では、後述のとおり、電化柱EPの外周を、複数の棒材14が全て外周面に接合された上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニットを備える鋼管ユニット10で囲み、その後上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間の位置で、電化柱EPを、埋設されたPC鋼線PC1ごとワイヤソーで切断する。
The electric pole EP is assumed to be a PC electric pole with a diameter of 400 mm, for example. Conventional PC electric poles are reinforced with PC steel wires PC1 installed inside them. There is a risk that the electric pole EP will exhibit a brittle fracture mode. For this reason, in the utility pole seismic reinforcement work according to the present invention, as will be described later, the outer periphery of the utility pole EP is surrounded by a
また、電化柱の耐震補強構造100は、例えば電化柱EPと鋼管ユニット10との隙間に、第1充填材M1が注入充填される。また、電化柱の耐震補強構造100は、例えば中空状の電化柱EPに穿設された、内部空洞EPaに連通する注入孔INと吐出確認孔OUTを介して、内部空洞EPaに第2充填材M2が注入充填される。また、電化柱の耐震補強構造100は、例えばPC鋼線PC1及び電化柱EPの分断により生じた隙間に、第3充填材M3が注入充填される(図3参照)。これにより、電化柱の耐震補強構造100は、鋼管ユニット10の外周に設けられた棒材14が塑性変形することで大地震時の入力エネルギーを吸収して脆性破壊を防ぐ構成となっている。ここで、第1充填材M1及び第2充填材M2としては、例えば無収縮モルタルが用いられる。第3充填材M3としては、分断された電化柱EPについて上下方向の圧縮力を負担することができる間詰用の材料が用いられ、例えば公知の合成樹脂、無収縮セメントミルク等が用いられる。
In addition, in the electric pole earthquake-
<鋼管ユニット10>
鋼管ユニット10は、溶融亜鉛めっき等の防錆処理が施された一般構造用圧延鋼板(SS400)等の鋼材からなる。鋼管ユニット10は、例えば図1に示すように、上段鋼管ユニット11と、下段鋼管ユニット13と、を備えている。上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の外周面には、複数本の鉄筋からなる棒材14が溶接されて取り付けられているとともに、棒材14が地震エネルギー吸収時に各鋼管プレートから剥離することを防止するための保護鋼材15も取り付けられている。なお、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とは上下に離間されており、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間には、例えば棒材14が取り付けられていない中段鋼管ユニット12が設けられる(図1、図3参照)。
<
The
上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とは、複数本(図示形態では8本)の棒材14で連結された上下一対且つ上下対称の部材である。よって、以下は、下段鋼管ユニット13は、符号のみを記載して上段鋼管ユニット11で代替して説明し、詳細な説明は省略する。
The upper
<上段鋼管ユニット11、下段鋼管ユニット13>
上段鋼管ユニット11(下段鋼管ユニット13)は、例えば図2に示すように、断面円弧状の第1補強部材11a(13a)と、断面円弧状の第2補強部材11b(13b)の2つのパーツに分割されている。
<Upper
The upper steel pipe unit 11 (lower steel pipe unit 13), for example, as shown in FIG. is divided into
第1補強部材11a(13a)は、例えば図4(a)に示すように、厚さ9mmの一般構造用圧延鋼板(SS400)等の鋼材から内周面の曲率半径が245mmの断面円弧状に曲げ加工された筒状体110(130)を基体とする部材である。
The first reinforcing
筒状体110は、例えば図4(b)に示すように、上端の縁沿いにおいて、吊上げ孔h1が穿設されている(図4では5カ所)。吊上げ孔h1は、筒状体110を電化柱EPの装着位置まで吊り上げるためのフックボルトをかけるために用いる、シャックル等を挿通するための孔である。吊上げ孔h1は、例えば直径10mmの孔となっている。
As shown in FIG. 4B, for example, the
筒状体110(130)は、例えば図4(b)に示すように、複数のボルト孔112(132)が穿設されている。複数のボルト孔112(132)は、筒状体110(130)と第2補強部材11b(13b)の筒状体111(131)とをボルト接合するための孔である。また、このボルト孔112の内側となる筒状体110の内周面には、M20のボルトと螺合するナット113が溶接されている。このため、上段鋼管ユニット11(下段鋼管ユニット13)は、後述の第2補強部材11b(13b)の筒状体111の外側からボルト孔115にM20のボルトをねじ回すだけで第2補強部材11b(13b)と第1補強部材11a(13a)の接合が短時間で容易にできるようになっている。
A plurality of bolt holes 112 (132) are drilled in the cylindrical body 110 (130), as shown in FIG. 4(b), for example. The plurality of bolt holes 112 (132) are holes for bolting the tubular body 110 (130) and the tubular body 111 (131) of the second reinforcing
筒状体110(130)は、例えば図2に示すように、筒状体110の内周面の中心線の上部(筒状体130の内周面の中心線の下部)に、第1充填材M1を充填するための隙間S1を確保するスペーサー114(134)が突設されてもよい。スペーサー114(134)は、例えば高さ10mm、厚さ16mmの鋼材のフラットバーからなる。 The cylindrical body 110 (130) is, for example, as shown in FIG. A spacer 114 (134) may protrude to secure a gap S1 for filling the material M1. The spacer 114 (134) consists of a steel flat bar with a height of 10 mm and a thickness of 16 mm, for example.
上段鋼管ユニット11(下段鋼管ユニット13)は、例えば電化柱EPとの隙間S1に、第1充填材M1が充填されている。この場合、電化柱EPに加わる震動によるエネルギーを、第1充填材M1及び鋼管ユニット10を介して、各棒材14に伝達しやすくなる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱EPの脆性破壊を防止することができる。
In the upper steel pipe unit 11 (lower steel pipe unit 13), for example, the gap S1 between the electric pole EP is filled with the first filler M1. In this case, it becomes easier to transmit energy due to vibration applied to the electric pole EP to each
また、このとき、例えば図1に示すように、電化柱EPの内部空洞EPaに、第2充填材M2が、第1充填材M1より上方の位置まで充填されてもよい。この場合、電化柱EPの分断により生じた隙間に第3充填材M3を注入充填する際に、分断位置より下方の内部空洞EPa内が既に第2充填材M2で満たされているため、内部空洞EPa内に第3充填材M3が落下することを防ぎ、第3充填材M3を効率よく充填することができる。 Further, at this time, as shown in FIG. 1, for example, the internal cavity EPa of the electric pole EP may be filled with the second filler M2 up to a position above the first filler M1. In this case, when the third filler M3 is injected and filled into the gap created by the division of the electric pole EP, the internal cavity EPa below the division position is already filled with the second filler M2. It is possible to prevent the third filler M3 from falling into the EPa and efficiently fill the third filler M3.
一方、第2補強部材11b(13b)は、例えば図5(a)に示すように、厚さ9mmの一般構造用圧延鋼板(SS400)等の鋼材から内周面の曲率半径が254mmの断面円弧状に曲げ加工された筒状体111(131)を基体とする部材である。
On the other hand, as shown in FIG. 5A, the second reinforcing
筒状体111は、例えば図5(b)に示すように、筒状体110と同様、上端の縁沿いにおいて、吊上げ孔h1が穿設されている(図5では3カ所)。
Like the
筒状体111(131)は、例えば複数のボルト孔115(135)が穿設されている。複数のボルト孔115(135)は、筒状体111(131)と第1補強部材11a(13a)の筒状体110(130)とをボルト接合するための孔である。
A plurality of bolt holes 115 (135), for example, are formed in the cylindrical body 111 (131). The plurality of bolt holes 115 (135) are holes for bolting the tubular body 111 (131) and the tubular body 110 (130) of the first reinforcing
筒状体111と筒状体131とは、予め外周に設けられた棒材14を介して接合されている。
The
<中段耐震補強構造>
中段耐震補強構造とは、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13の間の構造を指す。
<Middle seismic reinforcement structure>
The middle seismic reinforcing structure refers to a structure between the upper
中段耐震補強構造は、例えば図1に示す、少なくとも何れかのスリット126の位置を分断位置として、電化柱EPが分断される。この分断位置は、電化柱EPの塑性ヒンジ部として機能する。すなわち、電化柱の耐震補強構造100は、後述のとおり、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とを上下に接続する複数の棒材14を備え、棒材14は、全て上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の外周面に設けられる。また、電化柱EPは、鋼管ユニット10で補強されて、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間で上下に分断されている。この場合、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間が塑性ヒンジとなり、電化柱EPに加わる震動によるエネルギーが塑性変形によって吸収されやすくなる。また、外部に露出した棒材14の全数の塑性変形の有無が目視で簡単に視認できる。これにより、電化柱EPの交換の要否を容易に判断することができる。
In the middle seismic reinforcing structure, the electrification pole EP is divided at the position of at least one of the
中段耐震補強構造は、例えば図3に示すように、中段鋼管ユニット12と、第1充填材M1と、第3充填材M3と、棒材14と、で構成される。中段鋼管ユニット12は、例えば第1補強部材11aと同様の断面円弧状の第1補強部材12aと、第2補強部材11bと同様の断面円弧状の第2補強部材12bと、の2つのパーツに分割されている。
For example, as shown in FIG. 3, the middle stage earthquake-resistant reinforcement structure is composed of a middle stage
第1補強部材12aは、例えば厚さ4.5mmの一般構造用圧延鋼板(SS400)等の鋼材から内周面の曲率半径が245mmの断面円弧状に曲げ加工された筒状体120を基体とする部材である。第1補強部材12aは、第1補強部材11a(13a)よりも厚さが薄いため、第1補強部材11a(13a)と比べて塑性変形しやすい。
The first reinforcing
筒状体120は、例えば図4(b)に示すように、複数のボルト孔122が穿設されている。複数のボルト孔122は、筒状体120と第2補強部材12bの筒状体121とをボルト接合するための孔である。また、このボルト孔122の内側となる筒状体120の内周面には、上段鋼管ユニット11を構成する第1補強部材11aと同様に、M20のボルトと螺合するナットが溶接されている。このため、中段鋼管ユニット12は、後述の第2補強部材12bの筒状体121の外側からボルト孔125にM20のボルトをねじ回すだけで第2補強部材12bと第1補強部材12aの接合が短時間で容易にできるようになっている。
A plurality of bolt holes 122 are bored in the
中段鋼管ユニット12は、例えば電化柱EPとの隙間S1に、第1充填材M1が充填されている。また、電化柱EPの分断により生じた隙間に、スリット126まで満たされるように第3充填材M3が充填されている(図3参照)。電化柱EPは、例えば電化柱EPの外周を覆う形状の隙間S2に挿通されたワイヤソーによって、PC鋼線PC1及び第1充填材M1ごと分断される。
In the middle
一方、第2補強部材12bは、例えば厚さ4.5mmの一般構造用圧延鋼板(SS400)等の鋼材から内周面の曲率半径が254mmの断面円弧状に曲げ加工された筒状体121を基体とする部材である。第2補強部材12bは、第1補強部材11b(13b)よりも厚さが薄いため、第2補強部材11b(13b)と比べて塑性変形しやすい。
On the other hand, the second reinforcing
筒状体121は、例えば図5(b)に示すように、複数のボルト孔125が穿設されている。複数のボルト孔125は、筒状体121と第1補強部材12aの筒状体120とをボルト接合するための孔である。
A plurality of bolt holes 125 are bored in the
筒状体121は、例えば分断位置において、中段鋼管ユニット12内の電化柱EPを分断する治具を挿通するためのスリット126が設けられている。なお、本実施形態においては、スリット126が上下方向に離間して2つ設けられる例を示したが、電化柱EPの分断は少なくとも一方のスリット126の位置において実施されればよく、他方のスリット126は一方のスリット126において電化柱EPが分断不能となった場合に備えて予備的に設けられる。
The
なお、本実施形態においては、筒状体110と筒状体130との間に第1補強部材12aとしての筒状体120が設けられ、筒状体111と筒状体131との間に第2補強部材12bとしての筒状体121が設けられる例を示したが、中段耐震補強構造の設置を省略する場合は、筒状体120及び筒状体121が設けられなくてもよい。
In this embodiment, a
<棒材14>
棒材14は、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とを上下に接続するように、全て上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の外周面に設けられる。棒材14は、例えばD25(SD390)の異形鋼棒からなる鉄筋である。棒材14は、例えば全長900mmで、その上端及び下端から200mmの範囲の長手方向の両端部分が、各筒状体110、130に溶接により接合されている。棒材14は、中間部分が固定されずフリーとなっており、フリーとなっている区間が地震時に塑性変形し、電化柱の耐震補強構造100に入力されたエネルギーを吸収する。棒材14は、地震等により外力が加わることで、塑性変形する。この場合、棒材14が塑性変形する際に、電化柱EP、鋼管ユニット10、第1充填材M1等と接触してエネルギー吸収性能が阻害されることを防ぐことができる。これにより、確実に地震エネルギーを吸収して電化柱EPの脆性破壊を防止することができる。
<Bar 14>
The
棒材14は、例えば図4(a)に示すように、所定の間隙を保持する間隙保持部14aを介して、各筒状体110、130を上下方向に接続するように、各筒状体110、130の外周面に設けられる。間隙保持部14aは、例えば厚さ4.5mmの長さ200mmのスペーサーである。間隙保持体14aは、各筒状体110、130の外周面から少し浮かせた状態で、端部から200mmの範囲だけ間隙保持体14aごとK形フレア溶接で強固に固定されて、各筒状体110、130と一体化される。すなわち、棒材14は間接保持体14aによって電化柱EPからさらに離間する。この場合、棒材14が塑性変形する際に、電化柱EPや鋼管ユニット10、第1充填材M1等と接触してエネルギー吸収性能が阻害されることをさらに防ぐことができる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱EPの脆性破壊を防止することができる。なお、間隙保持部14aは、例えば図5(a)に示すように、各筒状体111、131についても同様に設けられる。
As shown in FIG. 4(a), for example, the
(電化柱の耐震補強構造100の施工方法)
次に、本発明の実施形態に係る電化柱の耐震補強構造100の施工方法(電化柱EPの耐震補強方法)について説明する。電化柱EPの耐震補強方法は、鋼管ユニット形成工程と、分断工程と、を備える。
(Construction method of earthquake-
Next, a method for constructing the earthquake-
<事前準備>
本発明の実施形態に係る電柱耐震補強工事の施工方法を実施する準備工として、予め耐震補強工事の対象である既設の電化柱EPが建植されている基礎の形式、障害物の有無を確認する。勿論、施工に支障がある添接物等があれば、施工前に撤去できるものは撤去しておく。また、後述の鋼管ユニット形成工程において内部空洞EPaに第2充填材M2を注入充填するための孔を削孔する。具体的には、例えば図1に示すように、電化柱EPの所定の高さに、電化柱EPの外周面から内部空洞EPaに連通する注入孔INと吐出確認孔OUTを削孔する。吐出確認孔は、例えば上段鋼管ユニット11の上端から1D(電化柱EPの外周断面の直径)だけ上方の位置に設けられる。なお、第2充填材M2は予め内部空洞EPaに充填されてもよく、電化柱EPの分断前であれば後述の第1充填材M1の充填後に充填されてもよい。
<Advance preparation>
As a preparatory work for carrying out the construction method of the utility pole seismic reinforcement work according to the embodiment of the present invention, the type of the foundation on which the existing electric pole EP that is the target of the seismic reinforcement work is erected and the presence or absence of obstacles are confirmed in advance. do. Of course, if there are attachments or the like that interfere with construction, remove those that can be removed before construction. Further, in the steel pipe unit forming step described later, a hole is drilled to fill the internal cavity EPa with the second filler M2. Specifically, for example, as shown in FIG. 1, an injection hole IN and a discharge confirmation hole OUT are drilled at a predetermined height of the electric pole EP from the outer peripheral surface of the electric pole EP to communicate with the internal cavity EPa. The discharge confirmation hole is provided, for example, at a position above the upper end of the upper
また、電化柱EPを分断する位置(図1のスリット126の位置)に、分断用治具として用いるワイヤソーを挿通するための、内部に隙間S2を有するワイヤソー用配管21を、電化柱EPの外周に予め巻き付けて仮配置する。なお、ワイヤソー用配管21はワイヤソーで分断される程度の強度を有する材料が用いられ、例えば合成樹脂(プラスチック)製が用いられる。
In addition, a wire saw
上段鋼管ユニット11の第1補強部材11aと、下段鋼管ユニット13の第1補強部材13aとは、例えば図4(b)に示すように、上下に延びる複数の棒材14が溶接により外周に予め接合され、一体化されている。補強部材の吊り上げ回数を低減するために、各第1補強部材11a、13aの間には、中段鋼管ユニット12の第1補強部材12aが粘着テープ等で仮止めされてもよい。ただし、各補強部材11a、12aの間、及び各補強部材12a、13aの間を塑性ヒンジとして機能させるため、第1補強部材12aは各補強部材11a、13aと一体化はされていない。また、上段鋼管ユニット11の第2補強部材11bと、下段鋼管ユニット13の第2補強部材13bとは、例えば図5(b)に示すように、上下に延びる複数の棒材14が溶接により外周に予め接合され、一体化されている。また、第1補強部材12aと同様に、各第2補強部材11b、13bの間には、中段鋼管ユニット12の第2補強部材12bが粘着テープ等で仮止めされてもよいが、第2補強部材12bは各補強部材11b、13bと一体化はされていない。
The
<鋼管ユニット形成工程>
鋼管ユニット形成工程では、鋼管ユニット10を、補強対象である電化柱EPとの位置関係が所定の位置となるように構築する。詳しくは、電化柱EPの外周に、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とを設置する。本実施形態においては、上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の各部材に仮止めされた中段鋼管ユニット12の各部材を用いて、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との設置に伴い、中段鋼管ユニット12も構築される例を示したが、各鋼管ユニット11、13の各部材と独立した中段鋼管ユニット12の各部材を用いて、各鋼管ユニット11、13の設置の前後において中断鋼管ユニット12を別途構築してもよい。
<Steel pipe unit formation process>
In the steel pipe unit forming step, the
まず、各第1補強部材11a、12a、13aを、電化柱EPに沿って吊り上げる。具体的には、例えば予め電化柱EPに固定したハンガー部材に設けられたフックボルトと吊上げ孔h1に挿通したシャックルとを連結して吊り上げる。吊り上げ時は、フックボルトで長さを調整することなく、チェーンブロックなどの他の長さ調整治具を用いて、ハンガー部材と各第1補強部材11a、12a、13aとの間隔を調整してもよい。
First, each first reinforcing
同様に、各第2補強部材11b、12b、13bも設置する。このとき、第2補強部材12bに設けられたスリット126が、電化柱EPの外周に巻き付けて仮配置したワイヤソー用配管21の位置に来るように、各第2補強部材11b、12b、13b又は仮配置したワイヤソー用配管21の高さを調節する。その後、各第2補強部材11b、12b、13bと各第1補強部材11a、12a、13aとをボルト接合して、上段鋼管ユニット11、中段鋼管ユニット12、及び下段鋼管ユニット13を構築する。
Similarly, each second reinforcing
各鋼管ユニット11、12、13を設置した後、例えば図6(a)に示すように、ワイヤソー用配管21の仮配置を解いて、第2補強部材12bに設けられたスリット126からワイヤソー用配管21の両端を取り出し、中段鋼管ユニット12の外部に露出させた状態で、養生テープ22をスリット126に貼着してワイヤソー用配管21を固定する。このとき、ワイヤソー用配管21は図6に示す隙間S2を形成するように配置される。なお、ワイヤソーによって棒材14が誤って分断されないよう、ワイヤソー用配管21は棒材14をまたがない2地点から取り出す必要がある。すなわち、スリット126の両端は、棒材14をまたがない位置に設けられる。
After installing the respective
ワイヤソー用配管21を養生テープ22で固定した後、上段鋼管ユニット11の上部から、各鋼管ユニット11、12、13内の隙間S1に第1充填材M1を注入し、上段鋼管ユニット11の上部まで第1充填材M1で満たす。このとき、ワイヤソー配管21内の隙間S2には第1充填材M1が侵入せず、中段鋼管ユニット12内に隙間S2が維持される。
After fixing the wire saw
以上で、鋼管ユニット10の設置が完了となる。
Installation of the
第1補強部材11a(13a)にスペーサー114(134)が設けられる場合、スペーサー114(134)は、例えば図2に示すように、電化柱EPに接することで、第1補強部材11a(13a)と電化柱EPとの間に隙間S1を形成する。なお、図示を省略したが、前述のハンガー部材を用いて、隙間S1が一定となるように、上段鋼管ユニット11の一部を支持してもよい。
When the spacer 114 (134) is provided on the first reinforcing
また、第1充填材M1を注入する場合、図1に示すように、鋼管ユニット10の下端と既設の電化柱EPの基礎との間に、下段鋼管ユニット13の筒状体130,131の下端を挿し込む凹溝が形成された断面凹字状のゴム材5を介装すると好ましい。この場合、鋼管ユニット10に充填した第1充填材M1が下端から漏出することを防ぐことができる。なお、ゴム材5とは、加えた力の方向に大きく伸縮し、力を除くと元の形状に戻る特性(弾性変形)を有したゴム弾性体を指している。
When injecting the first filler M1, as shown in FIG. 1, between the lower end of the
<分断工程>
分断工程では、鋼管ユニット形成工程において鋼管ユニット10が設置された後に、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間で、電化柱EPを上下に分断する。分断方法として、公知のワイヤソーを用いて切断する例を説明する。
<Dividing process>
In the dividing step, the electric pole EP is vertically divided between the upper
前工程において隙間S1に第1充填材M1を充填した場合、第1充填材M1の圧縮強度が24N/mm2以上の強度に達していることを確認する。その後、例えば図6(a)に示すように、中段鋼管ユニット12に含まれるワイヤソー用配管21内の隙間S2にワイヤソー23を挿通し、ワイヤソー23をメインプーリー24と補助プーリー25との間に設置する。その後、ワイヤソーが棒材14に接触していないことを確認した上で、ワイヤソーを回転させ、ワイヤソー用配管21ごと電化柱EP、PC鋼線PC1、第1充填材M1、及び第2充填材M2を切断する。
When the gap S1 is filled with the first filler M1 in the previous step, it is confirmed that the compressive strength of the first filler M1 reaches a strength of 24 N/mm 2 or more. After that, as shown in FIG. 6A, for example, the wire saw 23 is inserted into the gap S2 in the wire saw
なお、本発明における電化柱の耐震補強構造100は、棒材14が鋼管ユニット10の外周側に設けられるため、例えば図6(b)に示すように鋼管ユニット10の内周側に設けられる棒材14’を備える場合と比べて、棒材14同士の間隔が大きくなり、ワイヤソー23の回転半径が大きくなるように配置しやすい。また、ワイヤソー23の回転半径が大きい場合、例えば図7(a)に示すように、ワイヤソー23が矢印で示される切断方向に移動しても、回転半径が切断不能となる半径まで下がりにくく、電化柱EPの全切断不能となりにくい。一方で、ワイヤソー23の回転半径が小さい場合、例えば図7(b)に示すように、切断に伴いワイヤソー23が矢印で示される切断方向に移動したとき、回転半径が小さくなる(図7(b)内の右肩下がり斜線参照)ことでワイヤソー23が電化柱EPから受ける摩擦抵抗が大きくなり、電化柱EPの全切断不能となるリスクがある。すなわち、棒材14が鋼管ユニット10の外周に設けられることで、鋼管ユニット10の内周に設けられる場合と比べて、ワイヤソー23を取り出す間隔を広く確保しやすいため、ワイヤソー23の一部における電化柱EPからの摩擦抵抗の増加を避け、電化柱EPの全切断不能となるリスクの低減を図ることができる。これにより、施工性の向上を図ることができる。
In addition, in the earthquake-
電化柱EPを分断した後、分断によって生じた隙間に、例えば図3に示すように第3充填材M3を充填する。具体的には、分断によって生じた隙間内の粉塵を回収した後に、その隙間に注入パイプ及びエア抜きパイプ等を設置し、電動式ディスペンサ等を用いて第3充填材M3を注入して充填する。 After the electrification pole EP is divided, the gaps generated by the division are filled with a third filler M3 as shown in FIG. 3, for example. Specifically, after collecting the dust in the gap generated by the division, an injection pipe, an air release pipe, etc. are installed in the gap, and the third filler M3 is injected and filled using an electric dispenser or the like. .
以上で、電化柱の耐震補強構造100の設置完了となる。
This completes the installation of the earthquake-
本実施形態によれば、電化柱EPは、鋼管ユニット10で補強されて、棒材14が接合された上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13との間で分断されている。このため、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニットとの間が塑性ヒンジとなり、電化柱EPに加わる震動によるエネルギーが棒材14の塑性変形によって吸収されやすくなる。また、棒材14は全数外部に露出しており、棒材14全数の塑性変形の有無が目視で簡単に視認できる。これにより、電化柱EPの交換の要否を容易に判断することができる。
According to this embodiment, the electric pole EP is reinforced with the
また、本実施形態によれば、上段鋼管ユニット11と下段鋼管ユニット13とを上下に接続する複数の棒材14を備え、棒材14は、全て上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13の外周面に設けられる。すなわち、棒材14が内周面に設けられる場合と比べて、電化柱EPの分断に用いるワイヤソー23を取り出す間隔を広く確保しやすい。このため、ワイヤソー23の一部における摩擦抵抗の増加を避け、電化柱EPが分断不能となるリスクを低減することができる。これにより、施工性の向上を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, a plurality of
また、本実施形態によれば、電化柱EPと、上段鋼管ユニット11及び下段鋼管ユニット13と、の隙間に、第1充填材M1が充填される。このため、電化柱EPに加わる震動によるエネルギーを、第1充填材M1及び鋼管ユニット10を介して、各棒材14に伝達しやすくなる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱EPの脆性破壊を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the gaps between the electric pole EP and the upper
また、本実施形態によれば、棒材14は、間隙保持部14aを介して鋼管ユニット10の外周に設けられる。すなわち、棒材14は間接保持体14aによって電化柱EPからさらに離間する。このため、棒材14が塑性変形する際に、電化柱EPや鋼管ユニット10と接触してエネルギー吸収性能が阻害されることを防ぐことができる。これにより、より確実に地震エネルギーを吸収して電化柱EPの脆性破壊を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
例えば、中段耐震補強構造は、第1充填材M1を充填する際の仮設ユニットとして中段鋼管ユニット12が用いられ、施工完了時の耐震補強構造において中段鋼管ユニット12が取り外されてもよい。また、中段耐震補強構造は、第1充填材M1が硬化するまでに第1充填材M1を支持できる程度の強度があれば、例えば仮留め用のシート等、鉄鋼材料以外に置き換えてもよい。
For example, in the middle seismic reinforcement structure, the middle
100:耐震補強構造
10:複数の鋼管ユニット
11:上段鋼管ユニット
h1:吊上げ孔
11a、12a、13a:第1補強部材
11b、12b、13b:第2補強部材
110、111、120、121、130、131:筒状体
112、122、132:ボルト孔
113:ナット
114、134:スペーサー
115、125、135:ボルト孔
12:中段鋼管ユニット
126:スリット
13:下段鋼管ユニット
14:棒材
14a:間隙保持体
15:保護鋼材
21:ワイヤソー用配管
22:養生テープ
23:ワイヤソー
24:メインプーリー
25:補助プーリー
5:ゴム材
EP:PC電化柱
EPa:内部空洞
PC1:PC鋼線
S1:隙間
S2:隙間
IN:注入孔
OUT:吐出確認孔
M1:第1充填材
M2:第2充填材
M3:第3充填材
100: Seismic reinforcement structure 10: Plural steel pipe units 11: Upper steel pipe unit h1: Lifting
Claims (4)
既設の電化柱と、
断面視円弧状の複数の部材が接合されて前記電化柱の外周を囲む筒状体を構成する上段鋼管ユニットと、
前記上段鋼管ユニットと上下方向に離間し、断面視円弧状の複数の部材が接合されて前記電化柱の外周を囲む筒状体を構成する下段鋼管ユニットと、
前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとを上下に接続する複数の棒材と、
を備え、
前記棒材は、全て前記上段鋼管ユニット及び前記下段鋼管ユニットの外周面に設けられており、
前記電化柱は、前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとの間で分断されていること
を特徴とする電化柱の耐震補強構造。 An earthquake-resistant reinforcement structure for an electric pole in which a steel pipe unit is installed on the outer circumference of an existing electric pole,
existing electric poles,
an upper steel pipe unit configured by joining a plurality of members having an arc shape in cross section to form a cylindrical body surrounding the outer periphery of the electric pole;
a lower steel pipe unit vertically spaced apart from the upper steel pipe unit and configured by joining a plurality of members having an arc shape in cross section to form a cylindrical body surrounding the outer periphery of the electric pole;
a plurality of bars vertically connecting the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit;
with
All of the bars are provided on the outer peripheral surfaces of the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit,
An earthquake-resistant reinforcement structure for an electric pole, wherein the electric pole is divided between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit.
を特徴とする請求項1に記載の電化柱の耐震補強構造。 The seismic reinforcement structure for an electric pole according to claim 1, wherein a gap between the electric pole and the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit is filled with a first filler.
を特徴とする請求項1又は2に記載の電化柱の耐震補強構造。 The seismic reinforcement of the electric pole according to claim 1 or 2, wherein the bars are provided on the outer peripheries of the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit via a gap holding part that holds a predetermined gap. structure.
上下に延びる複数の棒材が全て外周に接合された断面視円弧状の複数の部材を接合して、既設の電化柱の外周に、上下方向に離間した上段鋼管ユニットと下段鋼管ユニットとを形成する鋼管ユニット形成工程と、
前記鋼管ユニット形成工程において形成された前記上段鋼管ユニットと前記下段鋼管ユニットとの間で、前記電化柱を上下に分断する分断工程と、を備えること
を特徴とする電化柱の耐震補強方法。 A method for seismically reinforcing an electric pole by installing a steel pipe unit on the outer circumference of an existing electric pole,
An upper steel pipe unit and a lower steel pipe unit are formed on the outer periphery of an existing electrified pole by joining a plurality of members that are arcuate in cross section and have a plurality of vertically extending bars all joined to the outer periphery. a steel pipe unit forming step;
and a dividing step of vertically dividing the electric utility pole between the upper steel pipe unit and the lower steel pipe unit formed in the steel pipe unit forming step.
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JP (1) | JP7303363B1 (en) |
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CN110130671A (en) * | 2019-05-24 | 2019-08-16 | 国网山东省电力公司平度市供电公司 | It is broken the interior bracing means and restorative procedure of electric pole |
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2022
- 2022-12-23 JP JP2022207131A patent/JP7303363B1/en active Active
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