【実施例】
【0041】
この実施例で示す鉄塔の斜材交換装置1は、
図1に示すように、間隔をおいて設置された4基(
図1においては鉄塔Tの正面側に表れる2基のみ示している。)の各主柱材Pを連結する複数の腹材のうち、引張荷重を受ける第1の斜材S1及びこの第1の斜材S1に交差する第2の斜材S2についての交換を可能にするものである。
【0042】
各主柱材Pは、この例では鋼管によって形成したものを示しており、図示しない地上の基礎部における平面視で正方形(あるいは長方形や他の多角形)の各頂点部位から立ち上げられ、互いに近接する方向に僅かに傾きながら上方に延在するものとなっている。このような主柱材Pを主要メンバーとする鉄塔Tは、その上部に電線等の架空線を保持するための腕金をが設けられている。
【0043】
また、鉄塔Tは、隣り合う2基の主柱材Pの間が鉄塔構面となって、この例では4つの鉄塔構面を有するものとなっている。
図1は、一方の主柱材P1と他方の主柱材P2との間の鉄塔構面Aを正面とする鉄塔Tの要部を図示している。以下、鉄塔構面Aを代表として示すことにより、斜材交換装置1の説明を行う。
【0044】
第1の斜材S1及び第2の斜材S2は、隣り合う一方の主柱材P1と他方の主柱材P2に連結されており、電線などの架空線等から鉄塔Tに作用する外力により、第1の斜材S1には引張荷重が作用し、第2の斜材S2には圧縮荷重が作用する状態になっているものとする。
【0045】
第1の斜材S1は、中間プレートMを介して二本のものが一直線に延在するように連結されたもので構成されており、斜め下方に位置する第1の斜材S1の下端部(一端部)がガセットプレートG1を介して一方の主柱材P1に連結され、斜め上方に位置する第1の斜材S1の上端部(他端部)がガセットプレートG2を介して他方の主柱材P2に連結されている。
【0046】
第2の斜材S2は、第1の斜材S1と左右対称となる位置に配置されている。即ち、第2の斜材S2は、中間プレートMを介して二本のものが一直線に延在するように連結されており、斜め上方に位置する第2の斜材S2の上端部(一端部)がガセットプレートG3を介して一方の主柱材P1に連結され、斜め下方に位置する第2の斜材S2の下端部(他端部)がガセットプレートG4を介して他方の主柱材P2に連結されている。
【0047】
また、第1の斜材S1は、左から右に向って約45度の角度で漸次上方に位置するように傾斜し、第2の斜材S2は、左から右に向って約45度の角度で漸次下方に位置するように傾斜している。そして、第1の斜材S1及び第2の斜材S2は、ガセットプレートG1、G2、G3、G4や中間プレートMに複数のボルト及びナットによって着脱可能に連結されている。なお、
図1においては、ボルトBのみを符号を付して示す。各ガセットプレートG1、G2、G3、G4は、一方の主柱材P1及び他方の主柱材P2のぞれぞれに溶接によって固定されている。
【0048】
斜材交換装置1は、
図1〜
図3に示すように、一方の主柱材P1の外面を挟んで圧迫することにより当該一方の主柱材P1に固定される第1挟持部材2と、他方の主柱材P2の外面を挟んで圧迫することにより当該他方の主柱材P2に固定される第2挟持部材3と、第1挟持部材2と第2挟持部材3とを連結する複数の連結部材を有する連結部材群4と、この連結部材群4の一連結部材によって構成されたギヤターンバックル(伸縮量調整部材)5と、他方の主柱材P2の外面を挟んで圧迫することにより当該他方の主柱材P2に固定される第3挟持部材6と、第2挟持部材3と第3挟持部材6との間隔を所定の間隔に維持する間隔維持部材7とを備えている。
【0049】
第1挟持部材2は、
図4に示すように、第1圧迫部材21と第2圧迫部材22とを備え、これらの第1圧迫部材21及び第2圧迫部材22をネジとしてのボルトB1及びナットN1で連結することにより、一方の主柱材P1の外面を圧迫し、当該一方の主柱材P1における軸方向の任意の位置に摩擦力により強固に固定することが可能になっている。
【0050】
第1圧迫部材21は、周方向の長さが半円より僅かに短い円筒部21aと、この円筒部21aの外周面における周方向の各端部に溶接により接合されたフランジ21b、21bと、円筒部21aの外周面における周方向の中央部に溶接により接合されたブラケット21cと、このブラケット21c、フランジ21b、21b及び円筒部21aの外周面に溶接により接合され、これらの部材を補強する複数のリブ21dとを備えている。
【0051】
第2圧迫部材22も、第1圧迫部材21と同一の部材により構成されているので、
図4において同一の符号を付して各部材を示し、その説明を省略する。
【0052】
第1圧迫部材21及び第2圧迫部材22は、それぞれのフランジ21bを平行に対向させるように組み合わせることで、第1挟持部材2を構成するようになっている。そして、その平行に対向するフランジ21b、21b間には、当該フランジ21b、21bの間の間隔より狭い厚さとなるフィラープレート21eを介在させるようになっている。各フランジ21b、21bは、ボルトB1及びナットN1によって互いに近接する方向に締め付けられることで、各円筒部21aを一方の主柱材P1の外周面に圧迫するようになっている。
【0053】
各ブラケット21cは、第1圧迫部材21及び第2圧迫部材22をボルトB1及びナットN1で一方の主柱材P1に圧迫して固定した状態において、互いに平行となるよう形成された補強板21fを有している。この補強板21fには、連結部材群4の一方の端部に位置する第1リンク41の一端部が軸部材としてのボルトB2とこれに螺合するナットN2によって、回動自在に連結されるようになっている。
【0054】
第2挟持部材3及び第3挟持部材6についても、基本的に第1挟持部材2と同一の部材によって構成されているので、第1挟持部材2と同一の符号を
図2及び
図5において示すことによりその説明を省略する。この場合、第2挟持部材3及び第3挟持部材6は、それぞれのブラケット21cにおける各補強板21fが第1挟持部材2の補強板21fに平行となるように、他方の主柱材P2に圧迫固定されることになる。
【0055】
なお、
図5の第2挟持部材3及び第3挟持部材6は、他方の主柱材P2に取り付けられた状態において、第1挟持部材2とは反対側に位置することになるフィラープレート21eに代えて、後述する間隔維持部材7の一構成部材である支持部材71を設けたものとなっている。また、
図5においては、第3挟持部材6を示していないが、この第3挟持部材6も第2挟持部材3とは同一の構成になっていることは上述の通りである。
【0056】
連結部材群4は、
図2、
図3及び
図6に示すように、第1リンク41、第2リンク42、ギヤターンバックル5、第3リンク43、長さ調整用小径管44、長さ調整用大径管45、第4リンク46及び第5リンク47として示す複数の連結部材を備えている。そして、連結部材群4における隣り合う各連結部材同士、第1リンク41の一端部と第1挟持部材2の補強板21f、及び第5リンク47と第2挟持部材3の補強部21fは、上述した軸部材としてのボルトB2と、このボルトB2に螺合するナットN2によって回動自在に連結されている。
【0057】
また、連結部材の一つである長さ調整用小径管44は、その外周面の径が同じく連結部材の一つである長さ調整用大径管45の内周面の径よりやや小さく形成されており、長さ調整用大径管45内を軸方向にスムーズに移動可能になっている。これらの長さ調整用小径管44及び長さ調整用大径管45には、その軸心に直交する方向に貫通し、かつ軸方向に等間隔となるように配置された複数の貫通孔44a、45aが一直線上に形成されている。
【0058】
このよう形成された長さ調整用小径管44及び長さ調整用大径管45は、互いに重なり合う少なくとも2位置の貫通孔44a、45aにネジ棒4aを挿通し、そのネジ棒4aの両端部からナット4bを螺合して締め付けることにより、全体として所定の長さの連結部材を得ることが可能になっている。なお、
図6(e)〜(h)において、44b、45bは、長さ調整用小径管44及び長さ調整用大径管45のそれぞれを吊り上げるために、それぞれに溶接により設けられた吊り環である。
【0059】
ギヤターンバックル5は、
図2及び
図3に示すように、第2リンク42に連結される第1連結端部5aと第3リンク43に連結される第2連結端部5bとの間の寸法を、四角柱状に突出する入力軸5cを操作用ハンドル(図示せず)で回動することにより、調整することを可能にするものである。
【0060】
また、上記連結部材群4は、
図3に示すように、一方の主柱材P1及び他方の主柱材P2にそれぞれ固定された状態の第1挟持部材2及び第2挟持部材3の軸心を通るような平面P3の両側の位置であって当該平面P3に対して対称となる位置に一対設けられている。即ち、各連結部材群4は、
図1に示す鉄塔構面Aの両側に当該鉄塔構面Aに対して対称となる位置に設けられるようになっている。
【0061】
間隔維持部材7は、
図1、
図2、
図3及び
図5に示すように、第2挟持部材3及び第3挟持部材6のそれぞれにおける第1圧迫部材21と第2圧迫部材22とに挟まれた状態でボルトB1及びナットN1によって固定され、これらの第1圧迫部材21及び第2圧迫部材22の外方に突出する支持部材71、71と、これらの支持部材71、71に連結される荷重伝播部材72とを備えている。
【0062】
支持部材71は、
図5に示すように、四角形の平板状の鉄板によって形成されたものであり、一方の辺に沿うように、2本のボルトB1がそれぞれ挿通する貫通孔が形成されていると共に、他方の辺に沿うように、荷重伝播部材72と連結するためのネジとしてのボルトB3の挿通する3つの貫通孔が形成されている。ボルトB3の挿通する3つの貫通孔は等間隔に形成されている。
【0063】
荷重伝播部材72は、2本の山型鋼73、73によって構成されている。各山型鋼73には、その一方の鋼板部73aの長手方向に一定の間隔をおいて連結孔73bが複数形成されている。各連結孔73bは、支持部材71におけるボルトB3を挿通する貫通孔と同一のピッチ(間隔)で形成されている。このように構成された荷重伝播部材72は、各山型鋼73の一方の鋼板部73aで支持部材71を挟み付けた状態で、各連結孔73b等を通るボルトB3及びナットN3によって、当該支持部材71と強固に連結された状態になるようになっている。
【0064】
即ち、間隔維持部材7は、他方の主柱材P2にその軸方向に間隔をおいて取り付けられた第2挟持部材3と第3挟持部材6とを、支持部材71及び荷重伝播部材72によって強固に連結するようになっている。また、第2挟持部材3と第3挟持部材6との間隔は、当該第2挟持部材3及び第3挟持部材6に固定された各支持部材71、71の間の方向に一定の間隔で形成されたものとなる連結孔73bのピッチで調整することが可能になっている。
【0065】
また、荷重伝播部材72には、他方の主柱材P2に沿って作業員の昇降を可能にするステップ駒74が連結孔73bを利用してネジとしてのボルトB3及びナットN3によって取付可能になっている。
【0066】
上記のように構成された鉄塔の斜材交換装置1においては、引張荷重を受ける第1の斜材S1であって、斜め下方に位置する第1の斜材S1の下端部の下側における一方の主柱材P1に第1挟持部材2を取り付け、斜め上方に位置する第1の斜材S1の上端部の下側における他方の主柱材P2に第2挟持部材3を取り付け、かつ当該第2挟持部材3の下側における他方の主柱材P2に第3挟持部材6を取り付ける。
【0067】
この際、第1挟持部材2は、ガセットプレートG1の下縁に近接あるいは接するようにして、一方の主柱材P1に圧迫固定する。
【0068】
一方、第2挟持部材3は、ガセットプレートG2の下縁近傍となるようにして、他方の主柱材P2に仮に圧迫固定する。
【0069】
また、第3挟持部材6は、ガセットプレートG4の上縁に近接あるいは接するようにして、他方の主柱材P2に圧迫固定する。
【0070】
そして、第2挟持部材3と第3挟持部材6とを間隔維持部材7で連結する。この際、第2挟持部材3がガセットプレートG2にできる限り接近した状態となるように、支持部材71と荷重伝播部材72との連結位置を調整してから、当該第2挟持部材3を他方の主柱材P2に正規に圧迫固定する。
【0071】
更に、ギヤターンバックル5を含む連結部材群4を第1挟持部材2及び第2挟持部材3に連結する。この際、長さ調整用小径管44と長さ調整用大径管45とにより連結部材群4の全長を大まかに調整した上で、当該全長をギヤターンバックル5で微調整することにより、この連結部材群4を第1挟持部材2及び第2挟持部材3に簡単に連結することができる。これにより、連結部材群4が第1の斜材S1に沿って延在した状態になる。
【0072】
以上のようにして、斜材交換装置1を鉄塔Tの所定の位置に設置した状態において、ギヤターンバックル5の長さを漸次縮減することにより、連結部材群4に引張荷重が徐々に発生することになる。これにより、第1の斜材S1に作用していた引張荷重が徐々に減少するので、当該第1の斜材S1の引張荷重が零になった時点でギヤターンバックル5による長さの減縮を停止する。この第1の斜材S1の引張荷重が零になる時点は、当該第1の斜材S1をガセットプレートG1、G2や中間プレートMに固定するボルトBがそのボルト挿通孔に対して移動自在となることから、簡単にかつ確実に確認することができる。そこで、第1の斜材S1を新たなものに交換する。
【0073】
そして、更に、ギヤターンバックル5の長さを減縮調整し、第2の斜材S2の圧縮荷重を零にしてから、当該第2の斜材S2を新たなものに交換する。
【0074】
第1の斜材S1及び第2の斜材S2を交換した後は、ギヤターンバックル5を伸長する方向に調整をして、当該ギヤターンバックル5に作用する引張荷重を完全に除去した後、ギヤターンバックル5を含む連結部材群4を第1挟持部材2及び第2挟持部材3から取り外すことになる。また、第1挟持部材2、第2挟持部材3、第3挟持部材6及び間隔維持部材7については、そのまま各主柱材P1、P1から取り外すか、他の第1の斜材S1等の交換のため各主柱材P1、P2の所定の位置に移動する。
【0075】
以上のように作業することにより、引張荷重の作用する第1の斜材S1及び圧縮荷重の作用する第2の斜材S2を、簡単に交換することができる。
【0076】
また、第1挟持部材2及び第2挟持部材3は各主柱材P1、P2の外面を圧迫することによる摩擦力を利用して当該各主柱材P1、P2に固定しているので、突風等による想定外の大きさの外力が鉄塔Tに作用した場合には、各主柱材P1、P2に連結する端部である第1挟持部材2及び第2挟持部材3が当該各主柱材P1、P2に沿って移動するおそれがある。即ち、第1の斜材S1や第2の斜材S2は主柱材P1、P2に対してほぼ45度の方向に延在しており、連結部材群4もその角度とほぼ同じ方向に延在することになることから、想定外の大きさの外力が鉄塔Tに作用すると、連結部材群4に発生する引張荷重のうち各主柱材P1、P2の軸方向の分力が想定を超える大きさになり、第1挟持部材2又は第2挟持部材3が各主柱材P1、P2に沿って滑るおそれがある。
【0077】
この場合、連結部材群4から第1挟持部材2に作用する分力は、当該第1挟持部材2を一方の主柱材P1の軸方向上方に作用する力となる。また、連結部材群4から第2挟持部材3に作用する分力は、当該第2挟持部材3を他方の主柱材P2の軸方向下方に作用する力となる。
【0078】
しかし、第1挟持部材2については、ガセットプレートG1の下縁に近接あるいは接するように設けることができるので、一方の主柱材P1との間の摩擦力を超える分力が当該主柱材P1の軸方向の上方に作用したとしても、上方に滑り移動するのを確実に防止することができる。
【0079】
一方、第2挟持部材3は、他方の主柱材P2との間の摩擦力を超える分力が当該主柱材P2の軸方向の下方に作用したとしても、その摩擦力を超える力の成分が間隔維持部材7を介して第3挟持部材6に伝えられることになるので、その力の成分が第3挟持部材6における他方の主柱材P2との間の摩擦力を超えなければ、当該主柱材P2の軸方向の下方に移動することがない。また、上記力の成分が第3挟持部材6と他方の主柱材P2との間の摩擦力を超える大きさになったとしても、第3挟持部材6をガセットプレートG4の上縁に近接あるいは接するように設けることができるので、当該第3挟持部材6が下方に滑り移動するのを確実に防止することができ、よって第2挟持部材3も下方に移動するのを確実に防止することができる。
【0080】
なお、上記説明では、引張荷重が作用する第1の斜材S1の一端部が一方の主柱材P1にあって下方に位置し、当該第1の斜材S1の他端部が他方の主柱材P2にあって上方に位置する場合における当該第1の斜材S1及びこれに交差する第2の斜材S2を交換する際の手順及び効果を示した。しかし、第1の斜材S1の一端部が一方の主柱材P1にあって上方に位置し、第1の斜材S1の他端部が他方の主柱材P2にあって下方に位置する場合も同様の効果を奏することができる。但し、この場合には、他方の主柱材P2における第1の斜材S1の他端部の下側に第1挟持部材2を設け、一方の主柱材P1における第1の斜材S1の一端部の下側に第2挟持部材3を設け、かつ当該一方の主柱材P1における第2挟持部材3の下側に第3挟持部材6を設けることになるが、その他の点では上述した手順と同様の手順で斜材S1、S2の交換作業を行うことができる。
【0081】
以上より、想定を超える大きさの外力が鉄塔Tに作用した場合でも、摩擦力を利用して主柱材P1、P2に連結する端部である第1挟持部材2や第2挟持部材3が当該主柱材P1、P2に沿って移動するのを確実に防止することができ、斜材の交換作業を極めて安全に行うことができる。
【0082】
また、一対の連結部材群4が鉄塔構面Aの両側に所定の間隔をおいて均等に振り分けられるようにして設けられることになるので、連結部材群4が第1の斜材S1や第2の斜材S2に干渉するのを避けることができると共に、第1の斜材S1に代わって、当該第1の斜材S1と同様にバランスの良い安定した引張荷重を各主柱材P1、P2に作用させることができる。
【0083】
更に、第1挟持部材2、ギヤターンバックル5を含む連結部材群4の各連結部材及び第2挟持部材3は、互いに隣り合う部材が軸部材としてのボルトB2によって回動自在に連結されるようになっているので、ギヤターンバックル5によって張力が発生した際には各ボルトB2が一直線上に配置された状態になり、連結部材群4が一直線上に並んだ極めて安定した状態になる。従って、安全性の向上を図ることができる。しかも、引張荷重を解除した際には、その荷重が完全に除去されたことを各ボルトB2の位置で容易に確認することができる利点がある。
【0084】
第1挟持部材2、第2挟持部材3及び第3挟持部材6がそれぞれ第1圧迫部材21と第2圧迫部材22とを備えたものとなっているので、これらの第1圧迫部材21及び第2圧迫部材22をボルトB1及びナットN1で連結して主柱材P1、P2に押し付けることにより、当該第1挟持部材2、第2挟持部材3及び第3挟持部材6を一方及び他方の主柱材P1、P2における任意の位置に容易に固定することができる。
【0085】
また、間隔維持部材7は、ボルトB1及びナットN1を用いて第2挟持部材3及び第3挟持部材6のそれぞれに固定される支持部材71、71と、これらの支持部材71、71にボルトB3及びナットN3を用いて連結される荷重伝播部材72とを備えているので、第2挟持部材3と第3挟持部材6との間の力の伝達を確実に行うことができると共に、第2挟持部材3及び第3挟持部材6に対する荷重伝播部材72の着脱を容易に行うことができる。
【0086】
しかも、荷重伝播部材72は支持部材71とボルトB3及びナットN3で連結するための連結孔73bを所定の間隔をおいて複数有しているので、その連結孔73bの間隔で第2挟持部材3をガセットプレートG2の下縁近傍に位置させることができる。
【0087】
更に、ステップ駒74が荷重伝播部材72の連結孔73bを利用してボルトB3及びナットN3で当該荷重伝播部材72に取付可能に構成されているので、間隔維持部材7を設置するために、他方の主柱材P2に設けたステップ駒を一時的に取り外す必要が生じた場合でも、作業員の昇降に支障をきたすことがないという利点がある。