特開 2024-90934 電化柱の耐震補強構造、及び電化柱の耐震補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090934

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】電化柱の耐震補強構造、及び電化柱の耐震補強方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240627BHJP

   E04G 23/08 20060101ALI20240627BHJP

   E04H 12/00 20060101ALI20240627BHJP

   E04H 12/08 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 F

E04G23/08 D

E04H12/00 B

E04H12/08

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022207131

(22)【出願日】2022-12-23

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-07-04

(71)【出願人】

【識別番号】591075641

【氏名又は名称】東鉄工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】草野 英明

(72)【発明者】

【氏名】小林 昂樹

【テーマコード（参考）】

2E176

【Ｆターム（参考）】

2E176AA04

2E176AA11

2E176BB28

2E176BB36

2E176DD22

(57)【要約】

【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１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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
を特徴とする電化柱の耐震補強構造。

【請求項2】

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
を特徴とする請求項１に記載の電化柱の耐震補強構造。

【請求項3】

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
を特徴とする請求項１又は２に記載の電化柱の耐震補強構造。

【請求項4】

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
を特徴とする電化柱の耐震補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１１０４４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【発明の効果】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、既設電化柱の電柱耐震補強工事の概要及び鋼管ユニットにより補強された電化柱の耐震補強構造を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、上段耐震補強構造及び下段耐震補強構造を示す図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図３は、中段耐震補強構造の分断位置を示す図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】図４は、鋼管ユニットの第１補強部材を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。

【図5】図５は、鋼管ユニットの第２補強部材を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。

【図6】図６は、分断工程実施前の中段耐震補強構造の分断位置を示す図であり、（ａ）が本発明の断面図、（ｂ）が比較例の断面図である。

【図7】図７は、分断工程実施中の中段耐震補強構造の分断位置を示す図であり、（ａ）が本発明の断面図、（ｂ）が比較例の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

（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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

＜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）。

【0023】

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。

【0024】

＜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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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）。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

＜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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

＜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。

【0046】

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。

【0047】

（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。

【0048】

＜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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

＜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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

以上で、鋼管ユニット１０の設置が完了となる。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

＜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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

以上で、電化柱の耐震補強構造１００の設置完了となる。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【符号の説明】

【0070】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】