送電用鉄塔の補強方法

【課題】送電用鉄塔基礎の不等沈下によって発生した支柱材の応力を緩和・解放した状態で送電用鉄塔を補強する。
【解決手段】送電用鉄塔の支柱材１を、ジャッキ４を介して支持鋼材３によって仮設支持する鉄塔支持工程と、送電用鉄塔基礎２の上端部のコンクリートを除去して内部の支柱材１を露出させた後、この露出した支柱材１の任意の箇所を切断予定位置とし、その上下部分の支柱材１に対して支圧板５を固設するとともに、前記切断予定位置で支柱材１を切断する支柱材切断工程と、前記切断部を含めた支柱材１の周囲に支柱材１とほぼ平行して複数の軸力筋６を配置するとともに、該軸力筋群の周囲に支柱材１の周方向に沿って螺旋状に螺旋鉄筋７を配置した後、その外周に型枠８を設置し、切断された前記支柱材を位置ズレさせた状態のままで前記送電用鉄塔基礎２と連続するようにコンクリートを打設するコンクリート打設工程とからなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤帯に構築された送電用鉄塔において、送電用鉄塔基礎の不等沈下により発生した送電用鉄塔支柱材の応力を緩和・解放した状態で送電用鉄塔を補強する送電用鉄塔の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平野部の軟弱地盤帯では、高度経済成長期に、地下水のくみ上げ等により地盤沈下が発生し、地域によっては現在もこの傾向が続いている。このような地域に構築された送電用鉄塔のうち、比較的基礎への負荷荷重が大きい基幹系送電線用の鉄塔では、杭基礎や、より剛性の高いマット基礎が用いられているため、地盤沈下の影響を受けにくい。しかしながら、小規模な二次系送電線用の鉄塔では、一般に標準基礎といわれる逆Ｔ字型の独立基礎が多く採用されているため、地盤性状の影響を受けやすく、脚間の不等沈下が多数確認されている。
【０００３】
従来より、軟弱地盤帯に構築された送電用鉄塔は、送電用鉄塔基礎の不等沈下が発生して、その沈下量が許容値を超えた場合には、何らかの補強工事もしくは鉄塔の立て替えが必要であった。
【０００４】
従来の補強工法としては、例えば下記特許文献１では、図２０に示されるように、送電用鉄塔主柱材５０の切断すべき位置の上下部分にそれぞれ固定金具５１、５１を取り付け、これら固定金具５１、５１の両横側に、ジャッキ取付材５２を介して主柱材５０と平行に油圧ジャッキ５３、５３を装着し、次いで主柱材５０の所定位置を切断し、当該油圧ジャッキ５３、５３により所定寸法のせり上げまたはせり下げを行った後、図２１に示されるように、Ｌ型鋼の継ぎ材５４で切断した支柱材５０、５０の上下を再結合する工法が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２では、多数のフランジ付き鋼管をボルトで接続した支柱から成る既設の鉄塔において、上下のフランジ付き鋼管の間にジャッキを介設して所要高さ押し上げ、フランジ間にスペーサを挿入してボルトで再接続する工法が開示されている。
【特許文献１】特開昭５７−７７７６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０４６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、支柱材は、切断後、送電用鉄塔基礎の不等沈下に伴う支柱材内部に蓄積された応力が解放されるものであるから、切断された支柱材が同軸上に位置することはほとんどなく、必ず両切断面間に水平方向（平面的な）のずれが生じる。ところが、上記特許文献１、２記載の発明では、例えば図２１に示されるように、この水平方向のずれを強制的に同軸上に位置矯正し、切断後の支柱材５０、５０を継ぎ材５４で再結合するものであるため、支柱材５０、５０には二次的な応力が残留することになるなどの問題があった。
【０００７】
また、不等沈下量の分だけせり上げることによって、一時的に送電用鉄塔の傾斜が矯正されるものの、送電用鉄塔基礎の耐力不足により経時的にさらに沈下するおそれもあるため、鉄塔の補強工事とともに、送電用鉄塔基礎の耐力補強との組合せが容易な工法が強く望まれていた。
【０００８】
そこで本発明の第１の課題は、送電用鉄塔基礎の不等沈下により発生した支柱材の応力を緩和・解放した状態で送電用鉄塔を補強することにある。
【０００９】
第２に、前記送電用鉄塔の補強とともに、送電用鉄塔基礎の耐力を補強することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、送電用鉄塔基礎の不等沈下により、送電用鉄塔支柱材に発生した応力を緩和・解放する送電用鉄塔の補強方法であって、
前記送電用鉄塔の支柱材を、ジャッキを介して支持鋼材によって仮設支持する鉄塔支持工程と、送電用鉄塔基礎の上端部のコンクリートを除去して内部の支柱材を露出させた後、この露出した支柱材の任意の箇所を切断予定位置とし、その上下部分の支柱材に対して支圧板を固設するとともに、前記切断予定位置で支柱材を切断する支柱材切断工程と、前記切断部を含めた支柱材の周囲に補強鉄筋を配置するとともに、その外周に型枠を設置し、切断された前記支柱材を位置ズレさせた状態のままで前記送電用鉄塔基礎と連続するようにコンクリートを打設するコンクリート打設工程とからなる送電用鉄塔の補強方法が提供される。
【００１１】
上記請求項１記載の本発明では、送電用鉄塔の支柱材を切断後、前記切断部を含めた支柱材の周囲に補強鉄筋を配置するとともに、その外周に型枠を設置し、切断された前記支柱材を位置ズレさせた状態のままで前記送電用鉄塔基礎と連続するようにコンクリートを打設するようにした。従って、送電用鉄塔基礎の不等沈下によって、支柱材に発生した応力を確実に緩和・解放した状態で送電用鉄塔を補強できるようになる。
【００１２】
請求項２に係る本発明として、前記補強鉄筋は、前記支柱材とほぼ平行して配置された複数の軸力筋と、該軸力筋群の周囲に支柱材の周方向に沿って螺旋状に配置した螺旋鉄筋とからなる請求項１記載の送電用鉄塔の補強方法が提供される。
【００１３】
上記請求項２記載の発明は、補強鉄筋を前記支柱材とほぼ平行して配置された複数の軸力筋と、該軸力筋群の周囲に支柱材の周方向に沿って螺旋状に配置した螺旋鉄筋とから構成するようにしたものであり、特に周方向鉄筋として螺旋鉄筋を用いることにより、定着長を抑えることができ、補修する躯体部分をコンパクト化できるようになるとともに、既設基礎柱体をコンクリートの打ち換え等を行わずに補強できるようになる。
【００１４】
請求項３に係る本発明として、前記補強鉄筋を、前記送電用鉄塔基礎部分まで連続するように配置し、前記送電用鉄塔基礎と一体化を図るようにコンクリートを打設する請求項１、２いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法が提供される。
【００１５】
上記請求項３記載の発明は、前記補強鉄筋（軸力筋及び螺旋鉄筋）を、前記送電用鉄塔基礎部分まで連続するように配置し（鉄塔基礎の上端部分を取り囲むように配置）、この補強鉄筋の配置領域にコンクリートを打設することにより、補強部分と鉄塔基礎部分とが一体的に接続され、より強固に補強が行われるようになる。これにより、支柱材のズレによって発生する送電用鉄塔基礎部分への応力増加に対しても補強が可能となる。
【００１６】
請求項４に係る本発明として、事前に、前記送電用鉄塔基礎に近接し、かつ地表面に頭部を突出させた状態で１又は複数の補強用杭を打ち込んでおき、前記コンクリート打設工程において、前記補強用杭の地表面突出部を含めて、前記型枠を配置し、前記送電用鉄塔基礎と補強用杭との一体化を図るようにコンクリートを打設する請求項１〜３いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法が提供される。
【００１７】
上記請求項４記載の本発明は、送電用鉄塔の補強と同時に、送電用鉄塔基礎の耐力増強を目的とするものであり、事前に、前記補強がなされる送電用鉄塔基礎に近接し、かつ地表面に頭部を突出させた状態で１又は複数の補強用杭を打ち込んでおき、前記コンクリート打設工程において、前記補強用杭の地表面突出部を含めて、前記型枠を配置し、前記送電用鉄塔基礎と補強用杭との一体化を図るようにコンクリートを打設することにより、鉄塔支柱の補強と同時に送電用鉄塔基礎の耐力補強が同時になされるようになる。
【００１８】
請求項５に係る本発明として、送電用鉄塔基礎の配設領域全体にマット基礎を配設し、前記コンクリート打設工程で打設したコンクリートが前記マット基礎に接続して設けられる請求項１〜４いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法が提供される。
【００１９】
上記請求項５記載の本発明も、送電用鉄塔の補強と同時に、送電用鉄塔基礎の耐力増強を目的とするものであり、送電用鉄塔基礎の配設領域全体にマット基礎を配設し、前記コンクリート打設工程で打設したコンクリートが前記マット基礎に接続して設けられることにより、送電用鉄塔基礎の床板の耐力とマット基礎の耐力との相互作用により、地耐力が一段と補強されるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳説のとおり本発明によれば、送電用鉄塔基礎の不等沈下により発生した支柱材の応力を緩和・解放した状態で送電用鉄塔の補強ができるようになる。また、鉄塔の補強と同時に、簡単に送電用鉄塔基礎の耐力補強が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２２】
本発明に係る送電用鉄塔の補強方法では、図１に示されるように、鉄塔を構成する複数の支柱材１、１…と、これら各支柱材１に対応して、コンクリート床板２Ａと柱体２Ｂとからなる逆Ｔ字型の独立基礎（送電用鉄塔基礎２）が設けられた送電用鉄塔を対象とする。
【００２３】
本発明に係る送電用鉄塔の補強方法は、送電用鉄塔基礎の不等沈下により、送電用鉄塔の支柱材１に発生した応力の緩和・解放を主たる目的として、送電用鉄塔を補強する方法である。以下、手順に沿って説明する。
【００２４】
〔第１形態例〕
（鉄塔支持工程）
鉄塔支持工程では、図２及び図３に示されるように、送電用鉄塔の支柱材１をジャッキ４を介して支持鋼材３によって仮設支持し、必要に応じてジャッキ４の操作により送電用鉄塔の矯正を行う。支持鋼材３による支持方法は、図２に示されるように、支柱材１、１…の全体を支持する方法や、図３に示されるように、補強する送電用鉄塔基礎に対応した特定の支柱材１のみを支持する方法とすることができる。
【００２５】
（支柱材切断工程）
その後、図４に示されるように、対象となる送電用鉄塔基礎２の周囲の表面土を掘り出し、送電用鉄塔基礎２の柱体２Ｂ上部を露出させるとともに、この送電用鉄塔基礎２の柱体上部（斜線部）のコンクリートを解体（はつり除去）して、内部の支柱材１を露出させる。そして、図５に示されるように、この露出した支柱材１の任意の箇所を切断予定位置とし、その上下部分の支柱材１に対して垂設するように複数段の、図示例では上下各２段の支圧板５、５…を固設し、その後、図６に示されるように、前記切断予定位置で支柱材１を切断する。なお、前記支圧板５は、支柱材１の切断後に固設するようにしてもよい。
【００２６】
前記支圧板５は、例えば図７に示されるように、断面Ｌ字型を成す部材を用い、一方の面を支柱材１の各面から垂設させた状態で取付け、ボルト締め、溶接等により支柱材１に固設される。
【００２７】
この支柱材１の切断後は、これまで送電用鉄塔基礎の不等沈下に伴う支柱材１の歪みにより、支柱材１の内部に蓄積していた応力が解放され、図６に示されるように、切断部上側の支柱材１と下側の支柱材１との間に位置ずれが生じるようになる。この位置ズレは、通常Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の三次元的方向への位置ズレである。
【００２８】
（コンクリート打設工程）
コンクリート打設工程では、先ず、図８に示されるように、前記切断部を含めた支柱材１の周囲に、支柱材１とほぼ平行して複数の軸力筋（兼曲げモーメント筋）６、６…を配置するとともに、該軸力筋群６、６…の周囲を支柱材１の周方向に沿って螺旋状に螺旋鉄筋７を配置する。その後、図９に示されるように、前記配筋の外周にコンクリート打設用の型枠８を設置し、切断された前記支柱材を位置ズレさせた状態のままで前記送電用鉄塔基礎２と連続するようにコンクリートを打設する。そして、図１０に示されるように、前記型枠８を除去し、周囲を覆土して送電用鉄塔の補強工事を終える。
【００２９】
このように、本発明に係る補強方法では、切断部における支柱材１、１間のずれを強制的に修正するのではなく、前記位置ズレした状態のまま、すなわち支柱材１に蓄積された応力を解放させた状態で、補強対策が行われるので、長期的に安定した補強がなされるようになる。
【００３０】
なお、前記軸力筋６及び螺旋鉄筋７は、一般的な軸力筋とフープ筋との組合せとしても良い。また、前記軸力筋６としては、図８に示されるように、ロッド６ａの両端にそれぞれヘッド６ｂ、６ｂが設けられて構成された、所謂Ｔヘッドバーを用いるようにしてもよい。
【００３１】
前記螺旋鉄筋７は、一般的に通常のフープ鉄筋に比して密に配置でき、構造耐力を高めることができるため、前記切断部の周囲に配置することにより、定着部の長さ（高さ）と幅を短く抑えることができるようになり、配筋時間も短縮できる本補強工法で採用するのが望ましい。また、鉄塔基礎２のコンクリート解体範囲が低減でき、工事時間の短縮化が図れるようになる。なお、本実施例では軸力筋６、６…の周囲に螺旋鉄筋７を配置するようにしたが、支柱材１が切断されていることから、これに代えて拘束鋼管（図示せず）を配置するようにしてもよい。
【００３２】
また、図１１に示されるように、前記軸力筋６及び螺旋鉄筋７を、前記送電用鉄塔基礎２部分まで連続して配置するとともに、この軸力筋６及び螺旋鉄筋７の配置領域にコンクリートを打設するようにしてもよい。これにより、鉄塔基礎２の補強も同時にでき、送電用鉄塔基礎２の強度を増すことができる。
【００３３】
〔第２形態例〕
本発明の第２形態例に係る送電用鉄塔の補強方法は、送電用鉄塔の補強と同時に、送電用鉄塔基礎２の耐力増強を目的とするものである。具体的には、図１２に示されるように、事前に、前述の補強がなされる送電用鉄塔基礎２に近接し、かつ地表面に頭部を突出させた状態で１又は複数の補強用杭１０、１０を打ち込んでおき、前述と同様に鉄塔支持工程、支柱材切断工程を経た後、コンクリート打設工程において、図１３に示されるように、前記補強用杭１０、１０の地表面突出部を含めて、コンクリート打設用の型枠８を配置し、前記送電用鉄塔基礎２と連続してコンクリートを打設するようにする。
【００３４】
このようにして構築した補強部Ｒは、図１４及び図１５に示されるように、送電用鉄塔の各独立基礎２、２…に施すことができ、これにより、既設鉄塔基礎のコンクリートの打ち換えや、鉄塔の建て替えなどの大規模な補強工事によらずに、送電用鉄塔が建った状態のまま、送電用鉄塔基礎２の耐力を個別的に強化できるようになる。
【００３５】
〔第３形態例〕
本形態例も前記第２形態例と同様に、送電用鉄塔の補強と同時に、送電用鉄塔基礎２の耐力増強を目的とするものである。具体的には、図１６及び図１７に示されるように、送電用鉄塔基礎２、２…の配設領域全体にマット基礎１１を配設し、前記コンクリート打設工程で打設した補強部Ｒが前記マット基礎１１に接続して設けられるようにする。なお、マット基礎１１と補強部Ｒとの定着力を高めるため、補強部Ｒのコンクリート形状に上方に向けて拡張したテーパを付けたり、螺旋配筋７を密に配置して型枠代わりとし、螺旋鉄筋７の内側にのみ事前にコンクリートを打設したりすることが好ましい。
【００３６】
従来、鉄塔基礎をマット型のスラブで補強する場合、図１８及び図１９に示されるように、鉄塔基礎３０、３０…の柱体部分に定着部材３３を取り付けて支柱材１と一体化させていた。かかる方法では、構造上、基礎３０の柱体部（マットで補強された下部）の耐力不足により、スラブ梁３１と送電用鉄塔基礎２、２…の足し合わせによる地耐力の増加が見込めず、自重増のため、杭３２を打つ必要があった。
【００３７】
しかし本形態例では、送電用鉄塔基礎２、２…の柱体部分が補強できるため、前述の床板の耐力とマット基礎１１の耐力との相互作用により、地耐力が一体的に評価できるようになり、杭を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】送電用鉄塔の全体図である。
【図２】送電用鉄塔の支持要領図（その１）である。
【図３】送電用鉄塔の支持要領図（その２）である。
【図４】送電用鉄塔基礎２のコンクリート解体部分を示す縦断面図である。
【図５】支柱材１の切断予定位置を示す縦断面図である。
【図６】支柱材１の切断後の状態を示す縦断面図である。
【図７】支柱材１への支圧板５の固設要領を示す、(A)は側面図、(B)はそのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図８】鉄筋の配筋状態を示す縦断面図である。
【図９】コンクリートの打設状態を示す縦断面図である。
【図１０】工事終了後の送電用鉄塔を示す縦断面図である。
【図１１】他の形態例に係る鉄筋の配筋状態を示す縦断面図である。
【図１２】第２形態例に係る杭１０の打ち込み状態を示す縦断面図である。
【図１３】第２形態例に係るコンクリートの打設状態を示す縦断面図である。
【図１４】第２形態例に係る工事終了後の送電用鉄塔を示す縦断面図である。
【図１５】その基礎伏図である。
【図１６】第３形態例に係る工事終了後の送電用鉄塔を示す縦断面図である。
【図１７】その基礎伏図である。
【図１８】従来のマット基礎による補強後の送電用鉄塔を示す縦断面図である。
【図１９】その基礎伏図である。
【図２０】従来の送電用鉄塔の補強方法に使用される装置の側面図である。
【図２１】継ぎ材５４で結合した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…支柱材、２…送電用鉄塔基礎、３…支持鋼材、４…ジャッキ、５…支圧板、６…軸力筋、７…螺旋鉄筋、８…型枠

【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電用鉄塔基礎の不等沈下により、送電用鉄塔支柱材に発生した応力を緩和・解放する送電用鉄塔の補強方法であって、
前記送電用鉄塔の支柱材を、ジャッキを介して支持鋼材によって仮設支持する鉄塔支持工程と、送電用鉄塔基礎の上端部のコンクリートを除去して内部の支柱材を露出させた後、この露出した支柱材の任意の箇所を切断予定位置とし、その上下部分の支柱材に対して支圧板を固設するとともに、前記切断予定位置で支柱材を切断する支柱材切断工程と、前記切断部を含めた支柱材の周囲に補強鉄筋を配置するとともに、その外周に型枠を設置し、切断された前記支柱材を位置ズレさせた状態のままで前記送電用鉄塔基礎と連続するようにコンクリートを打設するコンクリート打設工程とからなる送電用鉄塔の補強方法。
【請求項２】
前記補強鉄筋は、前記支柱材とほぼ平行して配置された複数の軸力筋と、該軸力筋群の周囲に支柱材の周方向に沿って螺旋状に配置した螺旋鉄筋とからなる請求項１記載の送電用鉄塔の補強方法。
【請求項３】
前記補強鉄筋を、前記送電用鉄塔基礎部分まで連続するように配置し、前記送電用鉄塔基礎と一体化を図るようにコンクリートを打設する請求項１、２いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法。
【請求項４】
事前に、前記送電用鉄塔基礎に近接し、かつ地表面に頭部を突出させた状態で１又は複数の補強用杭を打ち込んでおき、前記コンクリート打設工程において、前記補強用杭の地表面突出部を含めて、前記型枠を配置し、前記送電用鉄塔基礎と補強用杭との一体化を図るようにコンクリートを打設する請求項１〜３いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法。
【請求項５】
送電用鉄塔基礎の配設領域全体にマット基礎を配設し、前記コンクリート打設工程で打設したコンクリートが前記マット基礎に接続して設けられる請求項１〜４いずれかに記載の送電用鉄塔の補強方法。

【図１】