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JP7619456B2 - Apparatus, method and program for calculating pole unbalanced load - Google Patents
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JP7619456B2 - Apparatus, method and program for calculating pole unbalanced load - Google Patents

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Description

本開示は、主として屋外に存在する電柱や信号柱等のポールに布設されている、電力線や電話線等のケーブルの布設条件の違いによる、ポールに発生する不平衡荷重を解消するための技術に関する。 This disclosure relates to technology for eliminating unbalanced loads that occur on poles, such as utility poles and signal poles, due to differences in the installation conditions of cables, such as power lines and telephone lines, that are installed on poles that are primarily outdoors.

従来、ポールを布設する際には、ポールに布設される予定のケーブルにより発生する張力及び、その他付属物における荷重の合力を考え、これがポールに作用する荷重の合力(不平衡荷重)となり、この不平衡荷重に、風圧の強さ・土壌の硬さ等の不確定要素の影響も含んだうえで、使用するポールの種別等を決定している。 Traditionally, when installing a pole, the resultant force of the tension generated by the cable to be installed on the pole and the load of other accessories is taken into consideration. This results in a resultant load acting on the pole (unbalanced load). The type of pole to be used is then determined based on this unbalanced load, including the effects of uncertain factors such as wind pressure strength and soil hardness.

ポールには種類ごとに許容できる荷重の基準として設計荷重が設定されており、ポールを実際に構築する際の設計者は、先の不平衡荷重に、風圧の強さ・土壌の硬さ等の不確定要素の影響を考慮した上で、発生する荷重に耐えることのできる設計荷重を有するポールを選定する。また、不平衡荷重の向きに応じて、電柱の倒壊等を防ぐために、不平衡荷重を相殺する向きに支線・支柱等を設置することもある。このように、布設されるケーブルにより発生する張力の大きさと向きに応じて、ポールに作用する不平衡荷重を想定し、この不平衡荷重により、ポールの変形や、破壊につながるひび等が発生しないように、使用するポールの種別等が決定されている。 Design loads are set for each type of pole as a standard for the allowable load, and when the designer actually constructs the pole, they select a pole with a design load that can withstand the unbalanced load mentioned above, taking into account the effects of uncertainties such as the strength of wind pressure and the hardness of the soil. Also, depending on the direction of the unbalanced load, guys and supports may be installed in a direction that offsets the unbalanced load to prevent the pole from collapsing. In this way, the unbalanced load acting on the pole is assumed depending on the magnitude and direction of the tension generated by the cable to be laid, and the type of pole to be used is determined so that this unbalanced load does not cause deformation of the pole or cracks that could lead to its destruction.

現状、ポールにかかる不平衡荷重は、新たにケーブルが布設される場合を除き、設計時の条件(大きさ、向き)から変化しないことを前提としている。しかし実際は、施工時の偏りや、経時的に外的環境にさらされることによって不平衡荷重の条件が、設計時より悪化しポールの変形や、破壊につながるひび等が発生する危険性がある。こうした不平衡荷重の発生や、それに伴うポールの変形、ひびは、現在定期的な点検等で発見しているが、設計荷重のより大きなポールへの更改等で対応せざるを得ないケースが多く、多大な更改コストがかかっている。 Currently, it is assumed that the unbalanced load on the pole will not change from the design conditions (magnitude, direction) except when a new cable is laid. However, in reality, uneven construction or exposure to the external environment over time can cause the unbalanced load conditions to worsen from the design conditions, raising the risk of the pole deforming or cracking, which could lead to destruction. Such unbalanced loads and the resulting deformation and cracks in the pole are currently discovered through regular inspections, but in many cases the only solution is to upgrade to poles with a larger design load, which incurs huge upgrade costs.

また、ケーブルの余長がある場合はケーブルの弛度変更、用地折衝が可能な場合はポールの位置変更等を行って、不平衡荷重の解消工事を実施しているケースもあるが、実際の施工時には、どの程度の弛度変更やポールの位置変更によって不平衡荷重が解消されるのかを計算で求めておらず、施工時の現場の判断で決定している。現在、不平衡荷重を評価しようとした場合には、張力T(kN)、単位長さ辺りのケーブル荷重w(kN/m)、スパン長S(=ケーブル布設位置間の距離)(m)、ケーブルの実長L(m)、ケーブルの弛度d(m)を用いて、ケーブルの張力を求めている(非特許文献1参照)。 In addition, in some cases, work is carried out to eliminate unbalanced loads by changing the cable slack if there is excess cable length, or by changing the pole position if site negotiations are possible, but in actual construction, the extent to which the unbalanced load will be eliminated by changing the slack or pole position is not calculated, but is determined on-site at the time of construction. Currently, when attempting to evaluate unbalanced loads, the cable tension is calculated using the tension T (kN), cable load per unit length w (kN/m), span length S (= distance between cable installation positions) (m), actual cable length L (m), and cable slack d (m) (see non-patent document 1).

特開2020-98126,“設備状態検出装置、装置状態検出方法、及びプログラム”(NTT)JP 2020-98126, "Equipment status detection device, equipment status detection method, and program" (NTT)

“架空送電線の弛度”、竹下英世、昭和41年9月15日発行"Sag of Overhead Transmission Lines", Hideyo Takeshita, published September 15, 1966

理論上は張力を任意に調整するためのスパン長の変更幅を算出できるが、実際は該当スパンの張力が変化することで、不平衡荷重が変化した結果、ポールが変形し、スパン長が変化することになり、先に算出した結果の張力とは一致しない。 In theory, it is possible to calculate the amount of change in span length required to adjust the tension as desired, but in reality, when the tension in the span changes, the unbalanced load changes, causing the pole to deform and the span length to change, which will not match the tension calculated previously.

本開示は、ケーブルの布設条件を変化させたときのポールの不平衡荷重の変化を算出可能にすることを目的とする。 The purpose of this disclosure is to make it possible to calculate the change in unbalanced load on a pole when the cable installation conditions are changed.

そこで本開示では、ケーブル布設条件によりケーブルの張力が異なることを利用し、ケーブル布設条件の変更前後でのポールの不平衡荷重を、ポールに作用する力のつり合いの定式化から評価することを特徴とする。 Therefore, this disclosure takes advantage of the fact that the cable tension differs depending on the cable installation conditions, and is characterized by evaluating the unbalanced load on the pole before and after changing the cable installation conditions by formulating the balance of forces acting on the pole.

本開示に係る装置及び方法は、
ケーブルの布設条件を変化させたときの、そのケーブルが布設されているポールを対象ポールと考え、
対象ポールに布設されている各ケーブルの張力及び対象ポールの不平衡荷重を計算する。
The apparatus and method according to the present disclosure include:
When the cable installation conditions are changed, the pole on which the cable is installed is considered as the target pole,
The tension of each cable installed on the target pole and the unbalanced load on the target pole are calculated.

本開示のプログラムは、本開示に係る装置に備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラムであり、本開示に係る装置が実行する方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。The program of the present disclosure is a program for causing a computer to realize each functional unit of the device of the present disclosure, and is a program for causing a computer to execute each step of the method performed by the device of the present disclosure.

本開示によれば、ケーブルの布設条件を変化させたときのポールの不平衡荷重の変化を計算することができ、不平衡荷重を解消するケーブルの布設条件を求めることが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to calculate the change in the unbalanced load on the pole when the cable installation conditions are changed, and to determine the cable installation conditions that eliminate the unbalanced load.

本開示の装置が実行する不平衡荷重の解消のフロー図である。FIG. 13 is a flow diagram of the process for eliminating an unbalanced load performed by the device of the present disclosure. ケーブルの張力の算出時の必要情報の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of information required for calculating cable tension. ポールに作用する力学的要素の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of mechanical elements acting on a pole. ポールの変形を表す例の説明図である。11A and 11B are explanatory diagrams showing examples of deformation of a pole. 力のつり合い式の収束計算例のフロー図である。FIG. 13 is a flow chart of an example of convergence calculation of a force balance equation. ポールの変形Δが変わることによるケーブルの張力Tへのフィードバックの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of feedback to cable tension T as a result of changes in pole deformation Δ. 実長の変更による不平衡荷重の解消イメージの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an image of eliminating an unbalanced load by changing the actual length. ケーブル張力Tと実長Lの関係の一例ある。An example of the relationship between cable tension T and actual length L is given below. スパン長の変更による不平衡荷重の解消イメージの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an image of eliminating unbalanced load by changing the span length. 弛度の変更による不平衡荷重の解消イメージの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an image of eliminating unbalanced load by changing the sag. 設備系のケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)変更時の影響例の説明図であり、(a)はケーブル布設条件の変更前を示し、(b)はケーブル布設条件の変更後を示す。1A and 1B are diagrams illustrating examples of the effects of changing the cable installation conditions (actual length, span length, slack, etc.) of a facility system, where (a) shows the state before the cable installation conditions are changed, and (b) shows the state after the cable installation conditions are changed. ポールに発生する不平衡荷重例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of an unbalanced load generated on a pole. ポールとケーブルの接続形態の一例であり、(a)は引き留めを示し、(b)引き通しを示す。1A and 1B are examples of connection configurations between a pole and a cable, where (a) shows a retaining connection and (b) shows a pulling connection. 実施形態例1の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the first embodiment. 実施形態例2の機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram of a second embodiment.

以下、本開示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。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are considered to be identical to each other.

(実施形態例1)
本実施形態例を実行するための機能ブロック図を、図14に示す。本実施形態に係る装置は、不平衡荷重算出部12と、ケーブル布設条件算出部13と、を備える。本実施形態に係る装置が実行する方法を、図1に示す。本実施形態に係る装置は、不平衡荷重算出部12がポールに作用する不平衡荷重を計算し(S11)、ケーブル布設条件算出部13が不平衡荷重を解消するためのケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を決定し(S12)、上記のケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を実現するための実施方法を決定する(S13)。本開示の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。以下、詳細に説明する。
(Example 1)
A functional block diagram for implementing this embodiment is shown in FIG. 14. The device according to this embodiment includes an unbalanced load calculation unit 12 and a cable installation condition calculation unit 13. A method implemented by the device according to this embodiment is shown in FIG. 1. In the device according to this embodiment, the unbalanced load calculation unit 12 calculates the unbalanced load acting on the pole (S11), the cable installation condition calculation unit 13 determines the cable installation conditions (actual length, span length, slack, etc.) for eliminating the unbalanced load (S12), and determines an implementation method for realizing the above cable installation conditions (actual length, span length, slack, etc.) (S13). The device of the present disclosure can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided via a network. A detailed description will be given below.

まずステップS11について説明する。ポール91に作用する不平衡荷重の計算のためには、ポール91に布設されているケーブル92による張力を計算する必要がある。図2には、2本のポール91の間に布設されているケーブル92の張力を計算するために必要な条件を図示している。ここで、Tは張力(kN)、wは単位長さ辺りのケーブル92の荷重(kN/m)、Sはスパン長(すなわちポール91の布設位置間の距離)(m)、Lはケーブル92の実長(m)、dはケーブル92の弛度(m)を表す。この時、ケーブル92に発生する張力Tは、式(1)もしくは式(2)で表現される。

Figure 0007619456000001
Figure 0007619456000002
First, step S11 will be described. In order to calculate the unbalanced load acting on the pole 91, it is necessary to calculate the tension of the cable 92 laid on the pole 91. Figure 2 illustrates the conditions required to calculate the tension of the cable 92 laid between two poles 91. Here, T represents the tension (kN), w represents the load of the cable 92 per unit length (kN/m), S represents the span length (i.e., the distance between the laying positions of the poles 91) (m), L represents the actual length of the cable 92 (m), and d represents the slackness of the cable 92 (m). At this time, the tension T generated in the cable 92 is expressed by formula (1) or formula (2).
Figure 0007619456000001
Figure 0007619456000002

ここで、wは布設されるケーブル92毎に規定される数値である。S、L、dはケーブル92の布設条件を表すもので、S、L、dを計測する方法例としては、ケーブル92の表面を3次元座標の点で表現した3次元点群データとして取得し求める方法がある(特許文献1参照)。Here, w is a numerical value specified for each cable 92 to be laid. S, L, and d represent the laying conditions of the cable 92. An example of a method for measuring S, L, and d is to obtain and calculate three-dimensional point cloud data in which the surface of the cable 92 is represented by points in three-dimensional coordinates (see Patent Document 1).

次に、ステップS12について説明する。具体的には、計算された不平衡荷重に基づき、不平衡荷重を解消するためのケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を決定するための方法を記載する。図3には、ポール91に作用する力学的要素を表現しており、ポール91に布設されているケーブル92の張力T、T・・・と、不平衡荷重によりポール91が変形することによる反力Fが考えられ、これらの力の間で、以下式(3)の力のつり合いを考えることができる。
(数3)
(ΣT)+F=0 (3)
Next, step S12 will be described. Specifically, a method for determining cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) for eliminating the unbalanced load based on the calculated unbalanced load will be described. Fig. 3 shows the mechanical elements acting on a pole 91, including tensions T1 , T2 , ... of a cable 92 installed on the pole 91 and a reaction force F caused by deformation of the pole 91 due to the unbalanced load. The balance of forces between these forces can be considered as shown in the following formula (3).
(Equation 3)
(ΣT n )+F=0 (3)

式(3)は各ポール91にて考えることができる。また不平衡荷重によりポール91が変形することによる反力Fは式(4)のように考えることができる。
(数4)
F=f(Δ) (4)
ここで、Δはポール91の変形を表すもので、例えば、ポール91の頭部変位83等で表現できる(図4)。頭部変位83は、例えば、ポール91の鉛直軸81とケーブル布設位置82の水平距離で求めることができる。
Equation (3) can be considered for each pole 91. In addition, the reaction force F caused by the deformation of the pole 91 due to the unbalanced load can be considered as in equation (4).
(Equation 4)
F = f(Δ) (4)
Here, Δ represents the deformation of the pole 91 and can be expressed, for example, by the head displacement 83 of the pole 91 (FIG. 4). The head displacement 83 can be calculated, for example, from the horizontal distance between the vertical axis 81 of the pole 91 and the cable installation position 82.

このとき、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を変更した時の式(3)の各要素を、式(1)、式(2)および式(4)から計算することを考える。
布設条件(実長L、スパン長S、弛度d等)の変更後のケーブル張力T及び不平衡荷重の決定フローを図5に示す。ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を変えた時のケーブルの張力は、変更後の実長L、スパン長S、弛度dを用いて、式(1)または式(2)から計算できる(図5ステップb)。
一方、ケーブル92の張力が変わることにより、不平衡荷重が変化するため、ポール91の反力Fも変化し(F’)、式(3)から計算できる(図5ステップc)。
In this case, it is considered that each element of the formula (3) when the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) are changed is calculated from the formulas (1), (2) and (4).
The flow for determining the cable tension T and unbalanced load after changing the cable installation conditions (actual length L, span length S, sag d, etc.) is shown in Fig. 5. The cable tension when the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) are changed can be calculated from the formula (1) or (2) using the changed actual length L, span length S, and sag d (Fig. 5, step b).
On the other hand, since the unbalanced load changes due to the change in the tension of the cable 92, the reaction force F of the pole 91 also changes (F'), which can be calculated from the formula (3) (FIG. 5, step c).

この時ポールの反力がF’に変わることで、「ポール変形Δ」も変化する(図5ステップd)。ここでポールの変形Δが変わることによる、ケーブル92の張力Tへの影響を考える。例えば、「ポールの変形Δ」として、「ポールの地際からの鉛直軸81」と「ケーブル布設位置82」の水平距離(=頭部変位83)を考えると、「頭部変位83=スパン長の変化」となり(図6)、変化後のスパン長に基づき、ケーブル92の張力Tを式(1)または式(2)により再計算する(図5ステップe)。At this time, the pole reaction force changes to F', which also changes the "pole deformation Δ" (step d in Figure 5). Now consider the effect on the tension T of cable 92 of the change in pole deformation Δ. For example, if we consider the horizontal distance (= head displacement 83) between the "vertical axis 81 of the pole from the ground" and the "cable installation position 82" as the "pole deformation Δ", then "head displacement 83 = change in span length" (Figure 6), and based on the changed span length, the tension T of cable 92 is recalculated using equation (1) or equation (2) (step e in Figure 5).

この時、図5ステップc、図5ステップeから求められたケーブル92の張力、ポール91の反力を用いて、つり合い式の収束を式(5)により判定する(図5ステップf)。
(数5)
(ΣT)+F≦A (5)
At this time, the convergence of the balance equation is judged by equation (5) using the tension of cable 92 and the reaction force of pole 91 obtained from steps c and e of FIG. 5 (step f of FIG. 5).
(Equation 5)
(ΣT n )+F≦A (5)

ここではAは収束判定をする閾値で十分小さい値とする。式(5)を満たすまで、繰り返し計算を実施する(図5-c→d→e→f→c…)。Here, A is a threshold value for determining convergence and is set to a sufficiently small value. Calculations are repeated until equation (5) is satisfied (Figure 5-c→d→e→f→c...).

式(5)を満たした時のケーブル張力T’、T’・・・を、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)変更後のケーブル張力と考えることができ、これを用いて、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)変更後の不平衡荷重を、式(6)のように計算できる。
(数6)
不平衡荷重=(ΣT’) (6)
The cable tensions T1 ', T2 '... when equation (5) is satisfied can be considered as the cable tensions after a change in the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.), and using this, the unbalanced load after a change in the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) can be calculated as shown in equation (6).
(Equation 6)
Unbalanced load = (ΣT n ') (6)

ここで、図5の収束計算をひとまとまりの計算群と考え、「変更後のケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)」から「ポールの不平衡荷重」を計算する関数gと考えることができる(式(7))。
(数7)
(ポールの不平衡荷重)=g(変更後のケーブル布設条件)≦B (7)
Here, the convergence calculations in FIG. 5 can be considered as a group of calculations, and can be considered as a function g that calculates the “unbalanced load on the pole” from the “changed cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.)” (Equation (7)).
(Equation 7)
(Unbalanced load on the pole) = g (changed cable installation condition) ≦ B (7)

ここでBは閾値で十分小さい値とする。式(7)を満たすような、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を求めることで、不平衡荷重を解消するためのケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を計算することができる。 Here, B is a threshold value that is sufficiently small. By determining the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) that satisfy equation (7), it is possible to calculate the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) required to eliminate the unbalanced load.

以上のその一連の過程まで含めて、「ポールの不平衡荷重」から「不平衡荷重解消後のケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)」を計算する関数hと考えることができる(式(8))。
(数8)
(不平衡荷重解消後のケーブル布設条件)=h(ポールの不平衡荷重) (8)
The above series of steps can be considered as function h that calculates "cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) after the unbalanced load is eliminated" from "unbalanced load on the pole" (equation (8)).
(Equation 8)
(Cable installation condition after unbalanced load is eliminated) = h (unbalanced load on pole) (8)

式(8)を満たす、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)は計算条件によっては複数存在するため、最適なケーブル布設条件と、実際その実現方法について記載する。 There are multiple cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) that satisfy equation (8) depending on the calculation conditions, so we will describe the optimal cable installation conditions and how to actually achieve them.

まず、ケーブル布設条件の、各パラメータである、実長・スパン長・弛度を変更するための現実の施工方法について以下、ステップS31~S33で考える。 First, we will consider the actual construction methods for changing the parameters of the cable installation conditions, namely actual length, span length, and slack, in steps S31 to S33 below.

ステップS31:実長の変更
「高張力スパンの実長の変更」による不平衡荷重の解消を考える。ケーブル92の実長と張力は反比例するため(式(2)および図8)、「高張力スパンの実長を延長」することにより、不平衡荷重の解消が可能となる。そのため、式(8)で計算した結果にまで、実長を増加させることで不平衡荷重が解消できる。
Step S31: Change in actual length Consider the elimination of the unbalanced load by "changing the actual length of the high tension span." Since the actual length and tension of the cable 92 are inversely proportional (Equation (2) and FIG. 8), it is possible to eliminate the unbalanced load by "extending the actual length of the high tension span." Therefore, the unbalanced load can be eliminated by increasing the actual length to the result calculated by Equation (8).

具体的には、図7に示すように、ポール91とケーブル92の接続部に部材71を割入れ、ケーブル92の実長Lを増加させる。複数の長さの部材71を用意して、適切な部材71を選定することで、狙った実長Lの増加を実現することができる。また本工法は、ポール91とケーブル92の接続部(=架渉位置)に金物等の他の付属物73による支障がなく、ポール91とケーブル92の接続形態が「引き留め」(図13(a))であり、ケーブル92に余長がある場合に実施できる。ポール91とケーブル92の接続形態が「引き留め」の場合、ケーブル92の支持体72は、ポール91の左右で分断されており、他の付属物73を介してポール91に接続されている。 Specifically, as shown in Figure 7, a member 71 is inserted into the connection between the pole 91 and the cable 92 to increase the actual length L of the cable 92. By preparing members 71 of multiple lengths and selecting the appropriate member 71, it is possible to achieve the desired increase in actual length L. This method can also be implemented when there is no interference from other accessories 73 such as metal fittings at the connection between the pole 91 and the cable 92 (= the bridge position), the connection between the pole 91 and the cable 92 is in a "retaining" form (Figure 13(a)), and the cable 92 has excess length. When the connection between the pole 91 and the cable 92 is in a "retaining" form, the support 72 of the cable 92 is divided into the left and right sides of the pole 91 and is connected to the pole 91 via other accessories 73.

ステップS32:スパン長の変更
ポール91の位置変更による、不平衡荷重の解消を考える。式(8)で計算したケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を実現する位置に、ポール91を移設することで、不平衡荷重の解消実現できる(図9)。また本工法はケーブル余長、土地所有者との用地折衝、変更後位置の地盤等条件を満たせば実施できる。
Step S32: Changing the span length Consider resolving the unbalanced load by changing the position of the pole 91. The unbalanced load can be resolved by moving the pole 91 to a position that satisfies the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) calculated by formula (8) (Fig. 9). This method can be implemented if the conditions such as cable slack, negotiations with the landowner, and the ground conditions at the new position are met.

ステップS33:弛度の変更
弛度の変更による、不平衡荷重の解消を考える。ポール91のケーブル固定箇所にて、ケーブル92の余長がある場合に、式(8)で計算したケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)のように、ケーブル92の余長を使って、弛度を変更することで、不平衡荷重の解消を実現できる(図10)。また本工法は、ポール91とケーブル92の接続部(=架渉位置)に他の金物等の付属物72による支障がなく、ポール91とケーブル92の接続形態が「引き通し」(図13(b))であり、ケーブル92に余長がある場合に実施できる。ポール91とケーブル92の接続形態が「引き通し」の場合、ケーブル92の支持体72は、ポール91の左右で分断されておらず、他の付属物73を介してポール91に固定されている。
Step S33: Changing the sag Consider the elimination of the unbalanced load by changing the sag. When there is an excess length of the cable 92 at the cable fixing point of the pole 91, the sag can be changed using the excess length of the cable 92 as in the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) calculated by formula (8), thereby realizing the elimination of the unbalanced load (FIG. 10). This construction method can also be implemented when there is no obstruction from other metal fittings or other accessories 72 at the connection part (=laying position) between the pole 91 and the cable 92, the connection between the pole 91 and the cable 92 is "pulled through" (FIG. 13(b)), and the cable 92 has an excess length. When the connection between the pole 91 and the cable 92 is "pulled through", the support 72 of the cable 92 is not divided between the left and right sides of the pole 91, and is fixed to the pole 91 via other accessories 73.

このように、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を実現できるかは、
(i)架渉位置の状態、
(ii)ポール91とケーブル92の接続形態(引き通し、引き留め)、
(iii)周辺用地の折衝状態、
等の諸条件により異なる。
In this way, whether the cable installation conditions (actual length, span length, slack, etc.) can be realized depends on the
(i) the state of the bridge position;
(ii) The connection form between the pole 91 and the cable 92 (pulling through, retaining),
(iii) the status of negotiations for surrounding land;
Varies depending on various conditions such as:

これらをまとめて「工法の実施条件」とし、「ポールの不平衡荷重」、「工法の実施条件」から「不平衡荷重解消のための最適なケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)及び実施方法」を定める関数kとして規定できる(式9)。
(数9)
(不平衡荷重解消のための最適なケーブル布設条件及び実施方法)
=k(ポールの不平衡荷重、工法の実施条件)) (9)
These can be collectively referred to as the "implementation conditions of the construction method", and can be specified as a function k that determines the "optimum cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) and implementation method for eliminating the unbalanced load" from the "unbalanced load of the pole" and the "implementation conditions of the construction method" (Equation 9).
(Equation 9)
(Optimal cable installation conditions and implementation methods for eliminating unbalanced loads)
= k (unbalanced load of pole, construction method implementation condition)) (9)

以上説明したように、本実施形態に係る装置及び方法は、
ケーブル92の布設条件に基づいて、ケーブルの張力Tを、式(1)又は式(2)を用いて計算するステップS1と、
求められたケーブル92の張力Tに基づいて、ポール91の反力Fおよび変形量Δを、式(3)及び式(4)を用いて計算するステップS2と、
求められたポール91の変形量Δに基づいて、ケーブル92の張力Tを再計算するステップS3と、
ステップS2で求められたポール91の反力FとステップS3で求められたケーブル92の張力Tとに基づいて、つり合い式(5)の収束判定を行うステップS4と、
ステップS4で未収束と判定された場合には、ステップS2~S4を繰り返し実行し、収束と判定された場合に、求められたケーブルの張力に基づいてポールの不平衡荷重を計算するステップS5と、
を有する。これにより、本開示は、ケーブル92の布設条件を変化させたときのポール91の不平衡荷重の変化を計算することができ、不平衡荷重を解消するケーブル92の布設条件を求めることが可能となる。
As described above, the device and method according to the present embodiment include:
Step S1 of calculating the cable tension T based on the installation conditions of the cable 92 using formula (1) or formula (2);
Step S2 of calculating the reaction force F and the deformation amount Δ of the pole 91 based on the tension T of the cable 92 obtained by using the formulas (3) and (4);
Step S3: recalculating the tension T of the cable 92 based on the deformation amount Δ of the pole 91;
Step S4: determining whether the balance equation (5) converges based on the reaction force F of the pole 91 obtained in step S2 and the tension T of the cable 92 obtained in step S3;
If it is determined in step S4 that convergence has not occurred, steps S2 to S4 are repeatedly executed, and if it is determined that convergence has occurred, an unbalanced load on the pole is calculated based on the calculated cable tension in step S5;
As a result, the present disclosure can calculate the change in the unbalanced load on the pole 91 when the installation conditions of the cable 92 are changed, and can determine the installation conditions of the cable 92 that eliminate the unbalanced load.

(実施形態例2)
本実施形態例を実行するための機能ブロック図を、図15に示す。不平衡荷重解消のために、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を変更するとき、隣接ポールに布設されているケーブルの張力も変わることになるため、その影響を、実施形態例1のステップS12のフローを以下のように置き換えて考えることができる。
(Example 2 of the embodiment)
A functional block diagram for implementing this embodiment is shown in Fig. 15. When the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) are changed to eliminate the unbalanced load, the tension of the cable installed on the adjacent pole also changes, so the effect of this can be considered by replacing the flow of step S12 in the first embodiment with the following:

複数のポール及び、それらのポールに布設されるケーブルを合わせて、「設備系」と呼ぶことにし、図11に例を示す。ポール91-3の不平衡荷重を解消するために、ポール91-3及び91-4間のケーブル92-3の布設条件を変更することを考える。ポール91-3及び91-4間のケーブル92-3の布設条件を変更することによる、ポール91-3に布設されるケーブルの荷重T1’、T2’を式(10)のように考えることができる。
(数10)
(ポール91-3に布設されるケーブルの張力:T1’、T2’)
=g(ポール91-3及び91-4間の変更後のケーブル布設条件) (10)
The poles and the cables laid on those poles are collectively referred to as the "facility system," and an example is shown in Figure 11. In order to eliminate the unbalanced load on pole 91-3, consider changing the installation conditions of cable 92-3 between poles 91-3 and 91-4. The loads T1' and T2' of the cable laid on pole 91-3 resulting from changing the installation conditions of cable 92-3 between poles 91-3 and 91-4 can be considered as shown in formula (10).
(Equation 10)
(Tension of the cable laid on the pole 91-3: T1', T2')
= g (changed cable installation condition between poles 91-3 and 91-4) (10)

このように、不平衡荷重の解消をしたいポール91-3を起点として、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)の変更による、各ポール91に布設されるケーブル92の張力を順番に計算できる。この一連として、あるケーブル92の布設条件(実長、スパン長、弛度等)を変更したときの、設備系の各ポールの不平衡荷重を計算するための関数jを考えることができる(式(11))
(数11)
(ポールXの不平衡荷重)=j(変更後のケーブル布設条件) (11)
In this way, starting from pole 91-3 for which it is desired to eliminate the unbalanced load, the tension of the cable 92 laid on each pole 91 due to changes in the cable laying conditions (actual length, span length, sag, etc.) can be calculated in order. As a series of these calculations, a function j for calculating the unbalanced load on each pole of the facility system when the laying conditions (actual length, span length, sag, etc.) of a certain cable 92 are changed can be considered (Equation (11)).
(Equation 11)
(Unbalanced load on pole X) = j (changed cable installation condition) (11)

実施形態例1と同様に、「ポールの不平衡荷重」から「不平衡荷重解消後のケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)」を計算する関数hと考えることで、設備系で考えた場合の、あるポールXの不平衡荷重を解消するための、ケーブル布設条件(実長、スパン長、弛度等)を求めることができる(式12)。
(数12)
(不平衡荷重解消後のケーブル布設条件)
=h(ポールXの不平衡荷重) (12)
As in the first embodiment, by considering h as a function that calculates "cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) after eliminating the unbalanced load" from "unbalanced load on the pole," it is possible to obtain the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) for eliminating the unbalanced load on a certain pole X in terms of an equipment system (Equation 12).
(Equation 12)
(Cable installation conditions after unbalanced load is eliminated)
= h (unbalanced load on pole X) (12)

(本開示の効果)
本開示によれば、不平衡荷重が発生しているポール91に接続されているケーブル92の布設条件(実長、スパン長、弛度等)を変化させたときに、ポール91に発生する不平衡荷重がどのように変化するかを計算することが可能となる。
(Effects of the present disclosure)
According to the present disclosure, it is possible to calculate how the unbalanced load generated in the pole 91 changes when the installation conditions (actual length, span length, slack, etc.) of the cable 92 connected to the pole 91 on which the unbalanced load is generated are changed.

具体的には、各ポール91に作用する力学的要素として、ポール91に接続されているケーブル92の張力と、不平衡荷重でポール91が変形することによる反力の間の力のつり合いを考えることができる。加えて、「ケーブルの張力」とケーブル布設条件の関係(実長、スパン長、弛度等)と、「不平衡荷重でポールが変形することによる反力」とポールのケーブル布設位置の変位量(頭部変位)の関係を定めることにより、ケーブル布設条件を変更したときの、変更前後でのポール91の不平衡荷重を従来よりも正確に計算することができる。Specifically, the balance of forces between the tension of the cable 92 connected to the pole 91 and the reaction force caused by the deformation of the pole 91 due to an unbalanced load can be considered as a mechanical element acting on each pole 91. In addition, by determining the relationship between the "tension of the cable" and the cable installation conditions (actual length, span length, sag, etc.) and the relationship between the "reaction force caused by the deformation of the pole due to an unbalanced load" and the displacement of the cable installation position on the pole (head displacement), it is possible to calculate the unbalanced load on the pole 91 before and after the change in cable installation conditions more accurately than before.

上記により、ポール91に不平衡荷重が発生している場合に、どのようなケーブル92の布設条件であれば、不平衡荷重を解消できるかを計算可能となる。またそのケーブル92の布設条件を実現するための部材や、効率的工法の検討に使用することができ、現在の不平衡荷重の解消工法の、効率化・低コスト化に貢献できる。また不平衡荷重の早期解消という観点から、将来のひびやポール折損の抑制、すなわち設備の長期安全利用の実現に貢献できる。 As a result of the above, it is possible to calculate what cable 92 installation conditions would be necessary to eliminate an unbalanced load when an unbalanced load occurs on the pole 91. This can also be used to consider materials and efficient construction methods to achieve the cable 92 installation conditions, contributing to the efficiency and cost reduction of current construction methods for eliminating unbalanced loads. Furthermore, from the perspective of early elimination of unbalanced loads, it can contribute to preventing future cracks and pole breakage, i.e., realizing long-term safe use of facilities.

本開示は情報通信産業に適用することができる。 This disclosure can be applied to the information and communications industry.

71:部材
72:支持体
73:付属物
91:ポール
92:ケーブル
71: Member 72: Support 73: Attachment 91: Pole 92: Cable

Claims (3)

対象ポールとケーブルとの接続部に長さの異なる部材を割り入れたときの前記ケーブルの実長、及び前記対象ポールが変形することによる反力を用いて、長さの異なる前記部材を割り入れたときの前記ケーブルの張力を計算し、
計算で得られた前記ケーブルの張力を用いて、前記対象ポールの不平衡荷重を計算し、
計算で得られた複数の不平衡荷重のうちの適切な不平衡荷重のときの前記ケーブルの実長を、前記対象ポールに接続する前記ケーブルの実長に選定する、
装置。
Calculating the tension of the cable when a member of a different length is inserted into the connection between the target pole and the cable, using the actual length of the cable and the reaction force caused by the deformation of the target pole;
Calculate the unbalanced load of the target pole using the calculated tension of the cable;
selecting an actual length of the cable at an appropriate unbalanced load among a plurality of unbalanced loads obtained by calculation as the actual length of the cable to be connected to the target pole;
Device.
装置が、対象ポールとケーブルとの接続部に長さの異なる部材を割り入れたときの前記ケーブルの実長、及び前記対象ポールが変形することによる反力を用いて、長さの異なる前記部材を割り入れたときの前記ケーブルの張力を計算し、
装置が、計算で得られた前記ケーブルの張力を用いて、前記対象ポールの不平衡荷重を計算し、
装置が、計算で得られた複数の不平衡荷重のうちの適切な不平衡荷重のときの前記ケーブルの実長を、前記対象ポールに接続する前記ケーブルの実長に選定する、
方法。
The device calculates the tension of the cable when a member of a different length is inserted into the connection between the target pole and the cable, using the actual length of the cable and the reaction force caused by the deformation of the target pole;
The device calculates the unbalanced load of the target pole using the calculated tension of the cable;
The device selects an actual length of the cable at an appropriate unbalanced load among a plurality of unbalanced loads obtained by calculation as an actual length of the cable to be connected to the target pole.
method.
対象ポールとケーブルとの接続部に長さの異なる部材を割り入れたときの前記ケーブルの実長、及び前記対象ポールが変形することによる反力を用いて、長さの異なる前記部材を割り入れたときの前記ケーブルの張力を計算する手順と、
計算で得られた前記ケーブルの張力を用いて、前記対象ポールの不平衡荷重を計算する手順と、
計算で得られた複数の不平衡荷重のうちの適切な不平衡荷重のときの前記ケーブルの実長を、前記対象ポールに接続する前記ケーブルの実長に選定する手順と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
A step of calculating the tension of the cable when a member of a different length is inserted into the connection between the target pole and the cable, using the actual length of the cable when the member of a different length is inserted into the connection between the target pole and the cable, and the reaction force caused by the deformation of the target pole;
calculating an unbalanced load on the target pole using the calculated tension of the cable;
a step of selecting an actual length of the cable at an appropriate unbalanced load among a plurality of unbalanced loads obtained by calculation as an actual length of the cable to be connected to the target pole;
A program for causing a computer to execute the following .
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