(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋ハンガー工法に係る線条に加わる風圧荷重を該線条の外径和を用いて算定する風圧荷重の算定方法において、
前記線条が中量級であり、かつ前記外径和及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和が前記螺旋ハンガーの外径以下であるときには、
前記線条の外径和に代えて、
ｒh＋ｒl＋Ｉhl×ｓｉｎ（θ＋△θ）＋Ｄｓ
ここに、ｒh：最上円半径
ｒl：最下円半径
Ｉhl：最上円及び最下円の中心間距離
θ：線条の重心の回転角度
△θ：線条の配置で幾何学的に決まる角度
Ｄｓ：吊り線である線条の外径
により求めた前記線条の修正鉛直高さ及び前記螺旋ハンガーの厚さの２倍の和を用いることを特徴とする、
風圧荷重の算定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、螺旋ハンガー工法に係る線条が架設される電柱の設計、吊り線の設計、ケーブル支持線の設計等（以下「電柱の設計等」という）において用いられる風圧荷重の算定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な風圧荷重の算定方法は、電柱の間で架設された線条に加わる風圧荷重を該線条の外径を単純に足し算して得られる和を用いて算定するというものである。
【０００３】
かかる一般的な方法には螺旋ハンガー工法に対して不経済な電柱等の設計をもたらす問題があるので、本発明者らは、この問題を解決し得る以下のような風圧荷重の算定方法の発明をし特許出願をしている（特願平１１−３２５３９５号）。
【０００４】
すなわち、第一の風圧荷重の算定方法（以下「第一の方法」という）としては、螺旋ハンガー工法で一束化されている線条に重量がある場合に適用される方法であって、螺旋ハンガー工法に係る前記線条の外径和に代えて、前記線条の鉛直高さ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和を用いることとしたもの、がある。
【０００５】
また、第二の風圧荷重の算定方法（以下「第二の方法」という）としては、螺旋ハンガー工法で一束化されている線条が軽量である場合に適用される方法であって、螺旋ハンガー工法に係る前記線条の外径和と螺旋ハンガーの厚さの２倍の和が前記螺旋ハンガーの外径以下であるときには、前記線条の外径和に代えて、前記線条の外径和及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和を用いることとしたもの、がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのような風圧荷重の算定方法では、螺旋ハンガー工法で一束化されている線条が軽量級の線条であるともいえず、しかも重量級の線条であるともいえないような、中量級の線条である場合には、以下のような不都合がある。
【０００７】
すなわち、重量級の線条であるときには、該線条が風圧を受けても全く浮き上がらないのに対し（図５（ａ）参照）、中量級の線条であるときには、該線条が風圧を受けて吊り線である頂部の線条を中心に回転して浮き上がることとなる（図２参照）。
それゆえ、かかる環境下での重量級の線条の挙動を前提とした第一の方法では、中量級の線条の場合に適用すると、過小な風圧荷重を算定してしまうこととなり、適切でない電柱の設計等となってしまう。
【０００８】
また、軽量級の線条であるときには、該線条が風圧を受けて頂部の線条を中心に回転して真横に浮き上がり該線条のすべてで風圧を受けていることとなるのに対し（図５（ｂ）参照）、中量級の線条であるときには、該線条が風圧を受けて浮き上がるが、軽量級の線条と異なり、該線条相互間に重なる部分を保有するため、該線条のすべてで風圧を受けていることとはならない（図２参照）。
それゆえ、かかる環境下での軽量級の線条の状態を前提とした第二の方法では、中量級の線条の場合に適用すると、過大な風圧荷重を見込んでしまうこととなり、不合理かつ不経済な電柱の設計等となってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、中量級の線条が螺旋ハンガー工法で一束化されている場合にあっても、信頼性が高く、合理的かつ経済的な電柱の設計等を担保することが可能となるような風圧荷重の算定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る風圧荷重の算定方法は、螺旋ハンガー工法に係る線条に加わる風圧荷重を該線条の外径和を用いて算定する風圧荷重の算定方法において、前記線条が中量級であり、かつ前記線条の外径和及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和が前記螺旋ハンガーの外径以下であるときには、
前記線条の外径和に代えて、
ｒh＋ｒl＋Ｉhl×ｓｉｎ（θ＋△θ）＋Ｄｓ
ここに、ｒh：最上円半径
ｒl：最下円半径
Ｉhl：最上円及び最下円の中心間距離
θ：線条の重心の回転角度
△θ：線条の配置で幾何学的に決まる角度
Ｄｓ：吊り線である線条の外径
により求めた前記線条の修正鉛直高さ及び前記螺旋ハンガーの厚さの２倍の和を用いることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る風圧荷重の算定方法によれば、中量級の線条が螺旋ハンガー工法で一束化されている場合にあっても、実際に風圧を受けることとなる該線条の投影面積に合致するような風圧荷重の算定が可能となるので、算定結果としての風圧荷重が過大となったり、過小となったりするようなこととはならない。
【００１２】
そして、それ故に、信頼性が高く、合理的かつ経済的な電柱の設計等を担保することが可能となる。
【００１３】
このような技術的手段において、「ｒh：最上円半径」とは、螺旋ハンガー工法に係る２本の線条が風圧を受けて吊り線である頂部の線条を中心に回転した結果浮き上がった状態にある場合において、該頂部の線条以外の２本の線条のうちの上部の線条の断面半径、を意味する（図４参照）。また、「ｒl：最下円半径」とは、螺旋ハンガー工法に係る２本の線条が風圧を受けて前記頂部の線条を中心に回転した結果浮き上がった状態にある場合において、該頂部の線条以外の２本の線条のうちの下部の線条の断面半径、を意味する（図４参照）。
さらに、「Ｉhl：最上円及び最下円の中心間距離」とは、螺旋ハンガー工法に係る２本の線条が風圧を受けて吊り線である頂部の線条を中心に回転した結果浮き上がった状態にある場合において、前記上部の線条の円形断面の中心と前記下部の線条の円形断面の中心との距離、を意味する（図４参照）。
さらにまた、「θ：線条の重心の回転角度」とは、螺旋ハンガー工法に係る２本の線条の重心が該線条が風圧を受けて浮き上がり前記頂部の線条を中心に回転した結果、鉛直方向から振れることとなっている角度、を意味する（図４参照）。
また、「△θ：線条の配置で幾何学的に決まる角度」とは、前記上部の線条の円形断面の中心及び前記下部の線条の円形断面の中心を通る直線と、前記上部の線条及び前記下部の線条のうち径の小さい方の線条の円形断面の中心を通り、螺旋ハンガー工法に係る線条の重心及び吊り線である線条の中心を通る直線への垂線とがなす角度、を意味する（図４参照）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態に係る風圧荷重の算定方法が適用される螺旋ハンガー工法に係る架空線路の概略構成を示す側面図（図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は部分図）、図２は該螺旋ハンガー工法に係る架空線路の詳細構成及び作用を示す横断面図、図５は前記した第一の方法及び第二の方法に係る風圧荷重の算定方法が適用される螺旋ハンガー工法に係る架空線路の詳細構成及び作用を示す横断面図である。
【００１６】
本実施の形態における架空線路は、図６に示すように、風圧を受けても殆ど浮き上がらないような重量級のケーブル３ｂに属するとはいえないし、風圧を受けると真横に浮き上がるような軽量級のケーブル３ｃに属するともいえないような、中量級のケーブル３ａを主たる線条とし、架設作業を容易にする螺旋ハンガー工法で架設されている。
なお、図６は、風洞実験により、螺旋ハンガー工法により吊るされるケーブルに風速４０ｍ／ｓ程度の風を当てて、ケーブル重量（ｋｇｆ／ｍ）ごとの線条の浮き上り角度を計測したものである。
【００１７】
この架空線路１は、具体的には、図１に示すように、電柱２の間で架設された複数の線条たるケーブル３が連続した螺旋ハンガー４によってルーズに一束化された構造になっている。
【００１８】
かかる架空線路１において前記した第一の方法をそのまま適用した場合、ケーブル３に加わる風圧荷重の値は、ケーブルの鉛直高さＨ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｈを用いて算定されることになる（図５（ａ）参照）。ここで、図５（ａ）のうち、左図は風速０ｍ／ｓの環境下でのケーブル３の状態、中央図は風速３０ｍ／ｓ以上の環境下でのケーブル３の状態、右図はケーブルの鉛直高さＨ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｈ、を示す。
【００１９】
重量級のケーブル３ｂである場合には、図５（ａ）に示すように、ケーブル３は、風圧を受けても全く浮き上がらない。
【００２０】
しかしながら、中量級のケーブル３ａである場合には、図２に示すように、ケーブル３は、風圧を受けると吊り線である頂部のケーブル３を中心に回転して浮き上がるような挙動を示す。
【００２１】
それゆえ、ケーブルの鉛直高さＨ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｈを用いる第一の方法では、中量級のケーブル３ａの場合に適用すると、過小な風圧荷重を算定してしまうこととなり、適切でない電柱の設計等となってしまう。
【００２２】
また、かかる架空線路１において前記した第二の方法をそのまま適用した場合、ケーブル３に加わる風圧荷重の値は、ケーブルの外径和Σｄ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｄ’を用いて算定されることになる（図５（ｂ）参照）。ここで、図５（ｂ）のうち、左図は風速０ｍ／ｓの環境下でのケーブル３の状態、中央図は風速３０ｍ／ｓ以上の環境下でのケーブル３の状態、右図はケーブルの外径和Σｄ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｄ’、を示す。
【００２３】
軽量級のケーブル３ｃである場合には、図５（ｂ）に示すように、ケーブル３は、風圧を受けて吊り線である頂部のケーブル３を中心に回転して真横に浮き上がりケーブル３のすべてで風圧を受けているような状況となる。
【００２４】
しかしながら、中量級のケーブル３ａである場合には、図２に示すように、ケーブル３は、風圧を受けると浮き上がるが、軽量級のケーブル３ｃと異なり、ケーブル３相互間に図２に示すような重なる部分Ｌを保有するので、ケーブル３のすべてで風圧を受けているような状況とはならない。
【００２５】
それゆえ、ケーブルの外径和Σｄ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｄ’を用いる第一の方法では、中量級のケーブル３ａの場合に適用すると、過大な風圧荷重を見込んでしまうこととなり、不合理かつ不経済な電柱の設計等となってしまう。
【００２６】
そこで、本実施の形態に係る風圧荷重の算定方法では、ケーブルの外径和Σｄ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｄ’（図５参照）が螺旋ハンガー４の外径以下であるときには、ケーブルの外径和Σｄ（図５参照）に代えて、
ｒh＋ｒl＋Ｉhl×ｓｉｎ（θ＋△θ）＋Ｄｓ
ここに、ｒh：最上円半径
ｒl：最下円半径
Ｉhl：最上円及び最下円の中心間距離
θ：線条の重心の回転角度
△θ：線条の配置で幾何学的に決まる角度
Ｄｓ：吊り線である線条の外径
により求めたケーブルの修正鉛直高さＨｍ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍ｈの和Σｈｍを用いることとした。
【００２７】
なお、図４は、本実施の形態に係る風圧荷重の算定方法におけるケーブルの修正鉛直高さＨｍの算定方法を示す作用図及び算式である。
【００２８】
ここで、本実施の形態における螺旋ハンガー工法に係る架空線路１について、本実施の形態による風圧荷重の算定結果及び前記した第二の方法による風圧荷重の算定結果を調べたところ、図３（図３（ａ）は第二の方法による風圧荷重の算定結果、図３（ｂ）は本実施の形態による風圧荷重の算定結果）に示す結果が得られた。
【００２９】
図３によれば、第二の方法による風圧荷重の算定結果（図３（ａ）参照）では、風洞実験の結果に比して、相当に過大な値になったのに対し、本実施の形態による風圧荷重の算定結果（図３（ｂ）参照）では、風洞実験の結果に比して、略同等の値になったことが確認できた。
【００３０】
したがって、本実施の形態に係る風圧荷重の算定方法によれば、中量級のケーブルが螺旋ハンガー工法で一束化されている場合にあっても、風圧荷重の算定結果が過大となったり、過小となったりするようなこととはならず、風洞実験の結果に略合致した値とすることができた。その結果、本実施の形態による風圧荷重の算定結果（図３（ｂ）参照）を用いて行う電柱の設計等では、信頼性が高く、合理的かつ経済的な設計が担保されることとなった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る風圧荷重の算定方法によれば、以上のように構成したため、中量級の線条が螺旋ハンガー工法で一束化されている場合にあっても、信頼性が高く、合理的かつ経済的な電柱の設計等を担保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る風圧荷重の算定方法が適用される螺旋ハンガー工法に係る架空線路の概略構成を示す側面図（図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は部分図）である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る風圧荷重の算定方法が適用される螺旋ハンガー工法に係る架空線路の詳細構成及び作用を示す横断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による風圧荷重の算定結果及び第一の風圧荷重の算定方法による風圧荷重の算定結果の対比を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施の形態に係る風圧荷重の算定方法におけるケーブルの鉛直高さＨの算定方法を示す作用図及び算式である。
【図５】第一の風圧荷重の算定方法及び第二の風圧荷重の算定方法が適用される螺旋ハンガー工法に係る架空線路の詳細構成及び作用を示す横断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態が適用される中量級のケーブルの範囲を示すグラフである。
【符号の説明】
１…架空線路
２…電柱
３…ケーブル（線条）
３ａ…中量級のケーブル
３ｂ…重量級のケーブル
３ｃ…軽量級のケーブル
４…螺旋ハンガー
Ｈｍ…ケーブルの修正鉛直高さ
ｈ…螺旋ハンガーの厚さの２倍
Σｈｍ…ケーブルの修正鉛直高さ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和
Ｌ…重なる部分
Ｈ…ケーブルの鉛直高さ
Σｈ…ケーブルの鉛直高さ及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和
Σｄ…ケーブルの外径和
Σｄ’…ケーブルの外径和及び螺旋ハンガーの厚さの２倍の和
【図１】
0003738436.tif 000002
【図２】
0003738436.tif 000003
【図３】
0003738436.tif 000004
【図４】
0003738436.tif 000005
【図５】
0003738436.tif 000006
【図６】
0003738436.tif 000007