特許 7365627 門型装柱および電車線切替え方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-12

(45)【発行日】2023-10-20

(54)【発明の名称】門型装柱および電車線切替え方法

(51)【国際特許分類】

   B60M 1/12 20060101AFI20231013BHJP

   E04H 12/00 20060101ALI20231013BHJP

   H02G 1/02 20060101ALI20231013BHJP

【ＦＩ】

B60M1/12 D

E04H12/00 B

H02G1/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019116053

(22)【出願日】2019-06-24

(65)【公開番号】P2021000932

(43)【公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-05-10

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 新規性の喪失の例外の規定の適用を受けるための証明書提出

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】595040629

【氏名又は名称】株式会社シントーコー

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山岡 正英

(72)【発明者】

【氏名】出川 定弘

(72)【発明者】

【氏名】加藤 洋

(72)【発明者】

【氏名】豊嶋 伸次

【審査官】佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２６４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４０４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１５０８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１９３９３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｍ １／１２

Ｅ０４Ｈ １２／００

Ｈ０２Ｇ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道軌道の左右に立設された２本の電柱と、前記２本の電柱のうち一方の電柱の上部と他方の電柱の上部との間に横架されたビームと、を備えた門型装柱であって、
前記一方の電柱の中間部および前記他方の電柱の中間部と前記ビームとの間にそれぞれ斜め方向に配設され電柱とビームの剛比が大きくなるように変化させる一対の補強用鋼材を備え、
前記一対の補強用鋼材は、下端が前記電柱の高さ方向中間点もしくはそれよりも下方にて対応する前記電柱に接続されているとともに、建築限界を支障しないような傾斜角度に設定されて配設され、
前記ビームはＶ型をなすトラスビームであり、
前記一対の補強用鋼材は、前記一方の電柱の中間部および前記他方の電柱の中間部と前記トラスビームを構成する上側水平鋼材の左右両側部の第１節点もしくはそれよりも外側の部位との間にそれぞれ２本ずつ配設されていることを特徴とする門型装柱。

【請求項2】

前記トラスビームを構成する下側水平鋼材の左右両側部の斜鋼材との結合部と、前記一方の電柱および前記他方の電柱との間に、それぞれ水平方向に配設された一対の突っ張り材を備えることを特徴とする請求項１に記載の門型装柱。

【請求項3】

前記一対の突っ張り材の電柱側の端部は、電柱に卷回されるバンドを有する電柱接続金具によって前記電柱に接続され、
前記一対の突っ張り材の前記結合部の側の端部には、前記下側水平鋼材の端部と前記斜鋼材とを結合する結合金具を構成するプレートの両面に接触可能な断面コの字状をなす嵌合部が設けられ、前記嵌合部は前記プレートに相対移動可能に嵌合されていることを特徴とする請求項２に記載の門型装柱。

【請求項4】

トラスビームを備えた門型装柱によって垂下されているき電線、吊架線およびトロリー線を、き電吊架線およびトロリー線に切り替える電車線切替え方法であって、
既設の門型装柱のうち、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線に加えて切替え後のき電吊架線およびトロリー線を垂下させた場合に、電柱の根際に作用する所定の大きさの曲げモーメントに対する耐力が不足するものを抽出するステップと、
所定の大きさの曲げに対する耐力が不足する門型装柱の一方の電柱の中間部および他方の電柱の中間部とビームとの間に、電柱とビームの剛比が大きくなるように変化させる一対の補強用鋼材を、それぞれ建築限界を支障しないような傾斜角度で斜め方向に配設するステップと、
前記トラスビームを構成する下側水平鋼材の左右両側部の斜鋼材との結合部と、前記一方の電柱および前記他方の電柱との間に、それぞれ水平方向に一対の突っ張り材を配設するステップと、
前記既設の門型装柱に、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を残したまま新たにき電吊架線およびトロリー線を垂下させるステップと、
新たな門型装柱を設置して、前記新たなき電吊架線およびトロリー線を前記新たな門型装柱に移し替えるステップと、
前記既設の門型装柱および前記切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を撤去するステップと、
を含むことを特徴とする電車線切替え方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、き電線や吊架線、トロリー線等の電車線を支持する門型装柱および電車線切替え方法に関する。

【背景技術】

【0002】

き電線や吊架線、トロリー線等の架空電車線を支持する電車線支持構造物として、軌道の左右に立設される２本の電柱と電柱の上部間に横架されたビームとからなるラーメン構造を有する門型装柱がある。門型装柱の電柱にはコンクリート柱や鋼管柱、角鋼管柱などが、ビームにはトラス型ビームや鋼管ビームなどがある。
また、従来、首都圏における電車線路の架線設備は、コンパウンド架線（電線の本数が５本）やツインシンプル架線（電線の本数が６本）が主流であったが、これらの設備は部品点数が多いとともに、き電線の位置が高く保守点検が困難であるという課題があった。そこで、老朽化した設備の切替え時期に併せて、例えば機能は同じでありながら構成する設備の部品点数が少なくスリム化されたインテグレート架線（電線の本数が３本）に切り替える工事が行われている。

【0003】

ところで、インテグレート架線用の門型装柱は、コンクリート柱と鋼管ビームとから構成されている。一方、コンパウンド架線やツインシンプル架線用の門型装柱は、トラス型ビームを使用している。そのため、インテグレート架線への切替えに際しては、門型装柱の変更が必要となる。
一方、鉄道は社会にとって重要なインフラであるため、インテグレート架線への切替え工事は、列車の営業運転を止めることなく進める必要がある。そこで、本発明者らは、コンパウンド架線やツインシンプル架線からインテグレート架線へ切り替える工事の際に、先ず既存のき電線、吊架線およびトロリー線と並行してインテグレート架線用のき電吊架線およびトロリー線を、既存のトラス型ビームを備えた門型装柱を利用して配設しておいて、後から門型装柱をインテグレート架線用のものに順に切り替えて行く方法を考えた。

【0004】

しかしながら、上記のような方法の工事を行う場合、インテグレート架線用のき電吊架線を併設することで一時的に既存の門型装柱への荷重が増加するため、既設の門型装柱の中には、所定の耐力を維持できなくなるものがあることが明らかになった。具体的には、既設の門型装柱においては、基礎に近い電柱の根際に掛かる曲げモーメントに対する耐力が不足することが多い。

【0005】

そして、上記のように耐力が不足する門型装柱が、電車線に所定の大きさの張力を付与するために設定された所定の距離（例えば１６００ｍ）の区間に１本でもあると、当該区間において新しい電車線支持構造物がすべて完成するまで電車線の架設工事を進めることができない。ただし、門型装柱を補強することで、新しい電車線支持構造物の完成を待たずに電車線の架設工事を進めることができることが分かった。
従来、門型装柱に対する補強技術に関しては、地震発生時における電柱の揺れを抑制するために、電柱とビームとの間に斜め方向にダンパーを配設するようにした発明が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－３９８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、門型装柱に掛かる荷重には地震の際の揺れの他に、風による荷重もある。上述した特許文献１の門型装柱の補強方法にあっては、地震の際の往復揺動によるエネルギーを、電柱とビームとの間に設けたダンパーが伸縮することによって吸収することはできる。しかし、風による荷重は長時間にわたり一方向へ作用し続けダンパーが伸縮しないため、電柱の根際に掛かる曲げモーメントによる応力をダンパーでは減らせないという課題がある。

【0008】

そこで、本発明者らは、門型装柱の補強構造について検討を行なった。その結果、既設の門型装柱は、ビームの許容曲げモーメントに余裕があるため、電柱とビームとの間に斜め方向に補強用の鋼材を配設することによって、電柱の根際に掛かる曲げモーメントによる応力を小さくして許容耐力を越えないようにすることができることを見出した。
しかし、単に斜め方向の鋼材を追加したのでは、今度はビームに掛かる曲げモーメントが増加してビームの特に電柱に近い部位で変形が起きてしまうおそれがあることが分かった。

【0009】

本発明は、上述したような課題に着目してなされたもので、既設の電柱の根際に掛かる曲げモーメントを小さくことができる門型装柱を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、補強鋼材を設けて既設の電柱の根際に掛かる曲げモーメントを小さくことでビームに掛かる曲げモーメントが増加したとしてもビームが変形を起こすのを防止することができる門型装柱を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、架線切替えまでの期間を短縮するとともに、列車の通常営業運転を中断することなく電車線の切替え工事を進めることができる電車線切替え方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明に係る門型装柱は、
鉄道軌道の左右に立設された２本の電柱と、前記２本の電柱のうち一方の電柱の上部と他方の電柱の上部との間に横架されたビームと、を備えた門型装柱であって、
前記一方の電柱の中間部および前記他方の電柱の中間部と前記ビームとの間にそれぞれ斜め方向に配設され電柱とビームの剛比が大きくなるように変化させる一対の補強用鋼材を備え、
前記一対の補強用鋼材は、下端が前記電柱の高さ方向中間点もしくはそれよりも下方にて対応する前記電柱に接続されているとともに、建築限界を支障しないような傾斜角度に設定されて配設され、
前記ビームはＶ型をなすトラスビームであり、
前記一対の補強用鋼材は、前記一方の電柱の中間部および前記他方の電柱の中間部と前記トラスビームを構成する上側水平鋼材の左右両側部の第１節点もしくはそれよりも外側の部位との間にそれぞれ２本ずつ配設されているように構成した。
既存の門型装柱を補強するにあたり、補強用鋼材の取付位置によっては建築限界を支障し列車と衝突する危険があるためである。なお、ここで建築限界とは、軌道，鉄道上において障害となる工作物や構築物の設置が許されない空間範囲をいう。

【0011】

上記のような構成を有する門型装柱によれば、電柱とビームの剛比を変化させることで、電柱の根際に掛かる曲げモーメントを小さくすることができ、それによって電柱の根際に掛かる曲げモーメントによる応力を小さくして許容応力を越えないようにすることができる。また、それによって、すべての門型装柱を新しいものに置き換える前に電車線を切り替える作業を行うことができる。

【0013】

さらに、前記ビームはＶ型をなすトラスビームであり、前記一対の補強用鋼材は、前記一方の電柱の中間部および前記他方の電柱の中間部と前記トラスビームを構成する上側水平鋼材の左右両側部の第１節点もしくはそれよりも外側の部位との間にそれぞれ２本ずつ配設されているため、補強用鋼材が建築限界を支障しにくくすることができるとともに、ビームが変形を起こす部位をビームの上側水平鋼材の左右両側部の第１節点よりも外側に限定することができ、補強のための設計、検討を容易に行うことができる。

【0014】

また、望ましくは、前記トラスビームを構成する下側水平鋼材の左右両側部の斜鋼材との結合部と、前記一方の電柱および前記他方の電柱との間に、それぞれ水平方向に配設された一対の突っ張り材を備えるようにする。
かかる構成によれば、突っ張り材によって曲げモーメントに対抗することができ、それによってビームが変形を起こすのを防止することができる。

【0015】

さらに、望ましくは、前記一対の突っ張り材の電柱側の端部は、電柱に卷回されるバンドを有する電柱接続金具によって前記電柱に接続され、
前記一対の突っ張り材の前記結合部の側の端部には、前記下側水平鋼材の端部と前記斜鋼材とを結合する結合金具を構成するプレートの両面に接触可能な断面コの字状をなす嵌合部が設けられ、前記嵌合部は前記プレートに相対移動可能に嵌合されているようにする。
かかる構成によれば、結合金具を含む装柱側の部材に何ら加工を施すことなく突っ張り材をトラスビームに接続することができるため、既設の装柱の強度を低下させることがないとともに、突っ張り材の接続作業を短時間に終了することができる。

【0016】

また、本出願の他の発明は、
トラスビームを備えた門型装柱によって垂下されているき電線、吊架線およびトロリー線を、き電吊架線およびトロリー線に切り替える電車線切替え方法において、
既設の門型装柱のうち、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線に加えて切替え後のき電吊架線およびトロリー線を垂下させた場合に、電柱の根際に作用する所定の大きさの曲げモーメントに対する耐力が不足するものを抽出するステップと、
所定の大きさの曲げに対する耐力が不足する門型装柱の一方の電柱の中間部および他方の電柱の中間部とビームとの間に、電柱とビームの剛比が大きくなるように変化させる一対の補強用鋼材を、それぞれ建築限界を支障しないような傾斜角度で斜め方向に配設するステップと、
前記トラスビームを構成する下側水平鋼材の左右両側部の斜鋼材との結合部と、前記一方の電柱および前記他方の電柱との間に、それぞれ水平方向に一対の突っ張り材を配設するステップと、
前記既設の門型装柱に、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を残したまま新たにき電吊架線およびトロリー線を垂下させるステップと、
新たな門型装柱を設置して、前記新たなき電吊架線およびトロリー線を前記新たな門型装柱に移し替えるステップと、
前記既設の門型装柱および前記切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を撤去するステップと、を含むようにした。
かかる方法によれば、すべての門型装柱を新しいものに置き換える前に電車線を切り替えることができるため、架線切替えまでの期間を短縮することができるとともに、列車の通常営業運転を中断することなく電車線の切替え工事を進めることができるようになる。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る門型装柱によれば、既設の電柱の根際に掛かる曲げモーメントを小さくすることができるとともに、補強鋼材を設けて既設の電柱の根際に掛かる曲げモーメントを小さくことでビームに掛かる曲げモーメントが増加したとしても、ビームが変形を起こすのを防止することができるという効果が得られる。
また、本発明に係る電車線の切替え方法によれば、工期を短縮するとともに列車の通常営業運転を中断することなく電車線の切替え工事を進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る門型装柱の一実施形態を示す正面図である。

【図2】門型装柱が横風による力Ｐおよびピームの自重による荷重Ｗを受けた際の曲げモーメントの大きさを示すもので、（Ａ）は補強前の曲げモーメント図、（Ｂ）は補強後の曲げモーメント図である。

【図3】（Ａ）は補強用鋼材を電柱に接続する接続金具の構成例を示す図、（Ｂ）は補強用鋼材をトラスビームに接続する接続金具の構成例を示す図である。

【図4】（Ａ）は突っ張り材の構成例を示す正面図、（Ｂ）は突っ張り材をトラスビームに接続する接続金具の構成例を示す正面図、（Ｃ）はその平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、本発明の実施形態に係る電車線支持構造物としての門型装柱について、図１を用いて説明する。なお、既設の門型装柱には、１線跨り、２線跨り、３線跨り、４線跨り等が存在するが、図１には最も代表的な２線跨りの門型装柱に適用した例が示されている。
また、門型装柱には、図１に示すような２本の電柱と１本のビームからなる基本的な門型装柱構造のもの（１層１径間）の他、３本の電柱と１本のビームからなる門型装柱（１層２径間）や、４本の電柱と１本のビームからなる門型装柱（１層３径間）などがあり、本実施形態の門型装柱は、それら他の形態の門型装柱にも適用することができる。

【0020】

図１に示す門型装柱１０は、２本の電柱１１Ａ，１１Ｂ、該電柱１１Ａ，１１Ｂによって水平に支持されたトラスビーム１２、トラスビーム１２の中央部から垂下された下束１３、下束１３もしくは電柱１１Ａ（または１１Ｂ）に固定され吊架線１４およびトロリー線１５を支持する可動ブラケット１６などから構成されている。図１に示されているトラスビーム１２は、側方から見たときにＶ字型をなすＶトラスビームである。また、符号１７が付されているのは電柱基礎、符号１８が付されているのは絶縁用の碍子、符号ＣＬが付されているのは建築限界を示す線である。

【0021】

上記Ｖトラスビーム１２は、２本の上側水平鋼材（上弦材）１２ａと１本の下側水平鋼材（下弦材）１２ｂを備え、上側水平鋼材１２ａと下側水平鋼材１２ｂとの間に垂直方向や斜め方向の束材１２ｃが配設されてトラス構造が構成されている。
なお、コンパウンド架線やツインシンプル架線の門型装柱には、トラスビームの上にき電線を吊架するためのやぐらと呼ばれる構造を備えているものや、電柱の上部に取り付けられた腕木からき電線を吊架する構成のものがあるが、図１においては、き電線を吊架する構造については、図示を省略している。

【0022】

本実施形態の門型装柱においては、電柱１１Ａ，１１Ｂのほぼ中間高さ位置とトラスビーム１２を構成する上側水平鋼材１２ａの第１節点との間に、例えばステンレスやアルミなどの金属管（パイプ）からなる補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂが設けられている。図１からは分からないが、補強用鋼材２１Ａと２１Ｂは、それぞれ前後２本ずつ設けられており、下端は電柱金具および電柱バンドによって電柱に接続され、上端はビーム金具および三角ボルトによってトラスビームに接続されている。上記電柱金具とビーム金具は、それぞれ断面コ字状のチャンネル鋼を組み合わせることで構成されている。
ここで、上側水平鋼材１２ａの第１節点とは、Ｖトラスビームを構成する束材１２ｃの端部が結合される節点のうち、左右方向最も外側のものを意味する。したがって、第１節点は、Ｖトラスビームの門型装柱には同一高さ位置に４つあることになる。

【0023】

上記補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂの電柱１１Ａ，１１Ｂに対する結合高さ位置は、下方であるほど電柱根際に作用する曲げモーメントを小さくすることができるが、結合位置を下げ過ぎると建築限界を支障してしまう。そこで、本実施形態の門型装柱においては、例えばビームの上側水平鋼材１２ａから下方４ｍの位置に、補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂの下端を結合することとした。
なお、Ｖトラスビーム１２を構成する上側水平鋼材１２ａの両端は、電柱１１Ａ，１１Ｂの上から例えば１ｍの位置に固定されている。したがって、補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂの下端結合位置（高さ）は、Ｖトラスビーム１２の上端結合高さのほぼ２分の１の位置（高さ）である。

【0024】

さらに、本実施形態の門型装柱においては、電柱１１Ａ，１１ＢとＶトラスビーム１２を構成する下側水平鋼材１２ｂの両端部の結合金具１２ｆとの間に、例えばやアルミなどの金属管（パイプ）からなる補強用の突っ張り材２２Ａ，２２Ｂがほぼ水平姿勢をなすように設けられている。突っ張り材２２Ａ，２２Ｂは、左右それぞれ１本ずつである。下側水平鋼材１２ｂの両端部の結合金具１２ｆには、上方へ向かう斜鋼材１２ｄと下方へ向かう斜鋼材１２ｅの端部が結合されている。斜鋼材１２ｄの他端は上側水平鋼材１２ａの端部に結合され、斜鋼材１２ｅの他端は図示しない接続金具によって電柱に接続される。
Ｖトラスビーム１２を構成する下側水平鋼材１２ｂの両端部は、図１では、上側水平鋼材１２ａの第１節点の真下に位置しており、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂの長さは、電柱１１Ａまたは１１Ｂと第１節点との距離とほぼ同一長さになるように設計されている。

【0025】

門型装柱では，電柱根際だけではなくビームを含む門型構造で曲げモーメントを分担するため，単独柱と比べて荷重に対する耐力が向上する。この分担割合は電柱とビームの剛比で決まるため、ビームの断面二次モーメントを変更することで、電柱根際に掛かる曲げモーメントが変化する。図２（Ａ）に、所定の大きさの横荷重Ｐおよびビームの自重による縦荷重Ｗを、鋼管ビームを有する門型装柱に付与した際における曲げモーメントの大きさを示す。図２（Ｂ）には、補強材を設けるなどして電柱とビームの剛比を大きくしたときの門型装柱の曲げモーメントの大きさを示す。図２の（Ａ）と（Ｂ）とを比較すると、電柱とビームの剛比を大きくすることで、電柱根際の曲げモーメントによる応力を小さくできることが分かる。

【0026】

一方、既設の門型装柱には、基礎に近い電柱の根際に掛かる曲げモーメントに対する耐力が不足するものがある。
本実施形態の門型装柱は、上記のような知見から、電柱１１Ａ，１１ＢとＶトラスビーム１２との間に、補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂを設けることで電柱とビームの剛比を大きくすることによって、電柱の根際に掛かる曲げモーメントが許容応力を越えないようにしたものである。

【0027】

ただし、電柱１１Ａ，１１ＢとＶトラスビーム１２との間に、補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂを追加しただけでは、トラスビーム１２に掛かる曲げモーメントが増加してトラスビーム１２の特に電柱に近い部位が変形してしまうおそれがあった。そこで、本実施形態の門型装柱は、上記のように電柱１１Ａ，１１ＢとＶトラスビーム１２を構成する下側水平鋼材１２ｂの両端部の結合金具１２ｆとの間に、補強用の突っ張り材２２Ａ，２２Ｂを設けている。

【0028】

このうち、右側の突っ張り材２２Ｂは門型装柱に左方向からの風が作用した際にＶトラスビーム１２が変形しないように抵抗し、左側の突っ張り材２２Ａ，２２Ｂは門型装柱に右方向からの風が作用した際にＶトラスビーム１２が変形しないように抵抗する機能を有する。つまり、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂはもっぱら圧縮する方向の力に耐えればよく、伸長する方向の力には耐えるように機能しなくてもよい。
そのため、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂは、以下に説明するような構造（図４）によって、電柱１１Ａ，１１ＢとＶトラスビーム１２との間に配設されている。

【0029】

次に、補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂを電柱１１Ａ，１１Ｂに接続する接続金具と補強用鋼材２１Ａ，２１ＢをＶトラスビーム１２に接続するビーム金具の構成例について、図３を用いて説明する。
補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂの下端を電柱１１Ａ，１１Ｂに接続するための電柱金具３０は、図３（Ａ）に示すように、電車線と平行な方向の２本のチャンネル鋼材３１Ａ，３１Ｂと、電車線と直角方向の２本のチャンネル鋼材３１Ｃ，３１Ｄの端部を溶接やボルト等で結合することで形成された矩形状の枠体３１およびチャンネル鋼材３１Ｃ，３１Ｄの中央部に結合された電柱バンド３２とによって構成されている。電柱バンド３２は、既設の多くの電柱において可動ブラケットなどを取りけるために設けられているものと同様な構成を有しており、この電柱バンド３２によって電柱金具３０は電柱に固定される。

【0030】

また、枠体３２には、チャンネル鋼材３１Ｃ，３１Ｄと所定の間隔をおいて平行に配設された補助鋼材３３Ａ，３３Ｂが設けられている。そして、鋼材３１Ｃと３３Ａとの間に一対の補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）のうち一方の鋼材の下端部が、また鋼材３１Ｄと３３Ｂとの間に補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）の他方の鋼材の下端部がそれぞれ挿入される。そして、鋼材３１Ｃと３３Ａを貫通するボルト３４Ａによって、また鋼材３１Ｄと３３Ｂを貫通するボルト３４Ｂによって、補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）の下端部が枠体３１に結合され、枠体３１と一体の電柱バンド３２によって電柱１１Ａ（または１１Ｂ）に固定される。

【0031】

補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂの上端をＶトラスビーム１２に接続するためのビーム金具４０は、図３（Ｂ）に示すように、電車線と平行な方向の２本のチャンネル鋼材４１Ａ，４１Ｂと、ビーム１２と平行な方向の２本のチャンネル鋼材４１Ｃ，４１Ｄおよびチャンネル鋼材４１Ｃ，４１Ｄと所定の間隔をおいて平行に配設された補助鋼材４３Ａ，４３Ｂとからなる矩形状の枠体４２とによって構成されている。そして、チャンネル鋼材４１Ａ，４１Ｂが、三角ボルトによってＶトラスビーム１２の２本の上弦材１２ａのそれぞれに結合される。

【0032】

さらに、鋼材４１Ｃと４３Ａとの間に一対の補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）のうち一方の鋼材の上端部が、また鋼材４１Ｄと４３Ｂとの間に補強用鋼材２１Ａの他方の鋼材の上端部がそれぞれ挿入される。そして、鋼材４１Ｃと４３Ａを貫通するボルト４４Ａによって、また鋼材４１Ｄと４３Ｂを貫通するボルト４４Ｂによって、補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）の上端部が枠体４２に結合され、枠体４２が三角ボルトによって４個所でＶトラスビーム１２の２本の上弦材１２ａに結合されることで、補強用鋼材２１Ａ（または２１Ｂ）の上端部がＶトラスビーム１２に固定される。

【0033】

次に、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂを電柱１１Ａ，１１Ｂに接続する接続金具と突っ張り材２２Ａ，２２ＢをＶトラスビーム１２に接続するビーム金具の構成例について、図４を用いて説明する。
突っ張り材２２Ａ（２２Ｂ）を電柱１１Ａ（１１Ｂ）に接続する接続金具５０は、図４（Ａ）に示すように、可動ブラケットなどを取りけるために設けられているものと同様な構成を有する電柱バンド５１と、電柱バンド５１に一体的に設けられた結合金具５２とからなり、結合金具５２に突っ張り材２２Ａ（または２２Ｂ）の端部がボルト５３等により結合されることで、電柱１１Ａ（１１Ｂ）に固定される。

【0034】

突っ張り材２２Ａ（２２Ｂ）の端部をＶトラスビーム１２に接続するためのビーム金具６０は、図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、突っ張り材２２Ａ（または２２Ｂ）の端部にボルト６１により結合される結合部６０Ａと、Ｖトラスビーム１２側の結合金具１２ｆの厚みと同一の間隔を有する嵌合部６０Ｂとを備えている。
上記のように構成することによって、ビーム金具６０の嵌合部６０Ｂは結合金具１２ｆに対して相対移動可能となり、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂは引っ張りに対してはあまり寄与することがなく、もっぱら圧縮に対して抗する部材として働くこととなる。

【0035】

なお、破線で示すように、嵌合部６０Ｂの一部に結合金具１２ｆの外側へはみ出すはみ出し部６０Ｃを設け、このはみ出し部６０Ｃにボルト６２を挿通させるようにしても良い。このように構成することで、はみ出し部６０Ｃおよびボルト６２を設けることで、ビーム側の結合金具１２ｆには何ら加工を行うことなくＶトラスビーム１２が大きく変形した際に、嵌合部６０Ｂと結合金具１２ｆとの嵌合が外れて、突っ張り材２２Ａ，２２Ｂの端部がＶトラスビーム１２から脱落するのを防止することができる。なお、嵌合部の長さを充分に大きく設計しておけば、はみ出し部およびボルト６２を設けずに、単に嵌合部６０Ｂを結合金具１２ｆに遊嵌させるように構成しても脱落のおそれを回避することができる。

【0036】

次に、上記実施形態の門型装柱を利用した電車線の切替え方法の手順について、き電線、吊架線およびトロリー線を備えるコンパウンド架線またはツインシンプル架線から、き電吊架線およびトロリー線を備えるインテグレート架線への切替えを例にとって説明する。
電車線の切替えに際しては、先ず既設の門型装柱のうち、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線に加えて切替え後のき電吊架線およびトロリー線を垂下させた場合に、電柱の根際に作用する所定の大きさの曲げモーメントに対する耐力が不足するものを抽出する（ステップ１）。既設の電柱の耐力は、設備管理システムの設備管理情報や現地の電柱の表示などを確認することで知ることができる。設備管理情報等がない場合には、電柱の根際の所定位置に歪ゲージを貼付して電柱の上部に所定の大きさの横荷重を付与し、そのときの歪ゲージの値（歪量）を読み取り、計算式を用いて算出しても良い。

【0037】

次に、所定の大きさの曲げモーメントに対する耐力が不足する門型装柱の一方の電柱１１Ａの中間部および他方の電柱１１Ｂの中間部とビーム１２との間に、電柱とビームの剛比を大きくするように変化させる一対の補強用鋼材２１Ａ，２１Ｂを、それぞれ建築限界を支障しないような傾斜角度で斜め方向に配設する（ステップ２）。
続いて、上記トラスビームを構成する下側水平鋼材の左右両側部の斜鋼材との結合部（結合金具１２ｆ）と、上記一方の電柱および他方の電柱との間に、それぞれ水平方向に一対の突っ張り材２２Ａ，２２Ｂを配設する（ステップ３）。

【0038】

次に、上記既設の門型装柱に、切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を残したまま新たにき電吊架線およびトロリー線を垂下させる（ステップ４）。これにより、電車線の切替えが終了し、インテグレート架線による列車運行を開始することができる。続いて、インテグレート架線用の新たな門型装柱を設置して、既設の門型装柱に仮垂下されているき電吊架線およびトロリー線を、新たな門型装柱に移し替える（ステップ５）。その後、上記既設の門型装柱および切替え前のき電線、吊架線およびトロリー線を撤去（ステップ６）して、一連の工事が完了する。あるいは、インテグレート架線への切替え後の荷重における、電柱根際に発生する曲げモーメントが既設電柱の許容応力を下回ることが確認できた場合、これらの装置を撤去することもできる。

【0039】

また、上記のような手順に従った電車線切替え方法によれば、すべての門型装柱を新しいもの（インテグレート架線用）に置き換える前に電車線を切り替えることができるので、架線切替えまでの期間を短縮することができるとともに、列車の通常営業運転を中断することなく電車線の切替え工事を進めることができる。なお、架線切替えまでの期間を短縮することで、切替え後はビームよりも高い位置にあるき電線の点検作業がなくなり、電車線の保守点検作業を早期に容易化することができる。

【0040】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、本発明を、Ｖトラスビームを備えた門型装柱に適用した場合を説明したが、本発明はそれに限定されず、例えば平面トラスビームなど他の形態のビームを備えた門型装柱にも適用することができる。
また、上記実施形態では、コンパウンド架線やツインシンプル架線からインテグレート架線への切替えを例にとって説明したが、本発明は他の形式の架線の切替えにも利用することができる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 門型装柱
１１Ａ，１１Ｂ 電柱
１２ Ｖトラスビーム
１２ａ 上弦材（上側水平鋼材）
１２ｂ 下弦材（下側水平鋼材）
１２ｃ 束材
１２ｄ，１２ｅ 斜鋼材
１３ 下束
１４ 吊架線
１５ トロリー線
１６ 可動ブラケット
１７ 電柱基礎
２１Ａ，２１Ｂ 補強用鋼材
２２Ａ，２２Ｂ 突っ張り材
ＣＬ 建築限界

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】