支線
帆船のマストは、シュラウド(左右) とステー(前後) によって支えられています。これらは、海事における支線ワイヤーに相当します。

ガイワイヤ、ガイライン、ガイロープ、ダウンガイ、または単にステーとも呼ばれる、自立構造物の安定性を高めるために設計された張力ケーブルです。これらは、船舶のマスト、無線マスト、風力タービン、電柱、テントなどでよく使用されます。ガイワイヤで支えられた細い垂直マストは、ガイドマストと呼ばれます。アンテナを支持する構造物は、多くの場合格子構造で、「タワー」と呼ばれます。ガイの一方の端は構造物に接続され、もう一方の端はマストまたはタワーの土台から少し離れた地面に固定されます。斜めのガイワイヤの張力と、構造物の圧縮強度および座屈強度を組み合わせることで、構造物は風などの横方向の荷重や片持ち構造物の重量に耐えることができます。ガイワイヤは通常、構造物の周りに等角度で放射状に、3本または4本設置されます。風力によって塔がわずかに傾くと、支柱の張力の増加は、塔またはマストの圧縮力と、風荷重に抵抗する横方向の力に分解されます。例えば、アンテナマストは、120度の角度で3本の支柱によって支えられていることがよくあります。電柱のように横方向の荷重が予測できる構造物では、電線の方向が変わる箇所で、電線の横方向の張力を相殺するために1本の支柱だけで十分な場合があります。[ 1 ]

無線アンテナマスト用の導電性支線は、意図しない方向に電磁波を捕捉・偏向させる可能性があるため、設計においてはその電気的特性を考慮する必要があります。支線は、多くの場合、張力絶縁体によって、伝送周波数と共振しない長さの独立したセクションに分割されます。

用途

帆船の索具

スピネーカーポールをコントロールしているガイ（赤い矢印） 。

帆船のマストを支えるガイは「スタンディング・リギング」と呼ばれ、現代の船ではステンレス鋼のワイヤーロープ、ステンレスロッド、または超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）繊維などの合成繊維で作られています。ガイは通常、1本のガイとして船首と船尾に取り付けられます。横方向のガイは、船体の左右両側に取り付けられた「チェーンプレート」に取り付けられます。複数のガイは通常、スプレッダーと共に設置され、マストをまっすぐ（「イン・コラム」）に保つのに役立ちます。

仮のガイも使用されます。フォアガイとは、スパーの自由端を引っ張るライン（ロープ）のことです。対称型スピネーカーを備えた現代のスループリグの帆船では、スピネーカーポールが1人または複数のガイによって最も一般的に操作されるスパーです。また、強風時にマストをさらに強化するために、風上に向かって航行する帆船では、 ランニングバックステーを使用することもあります。

電柱の支線

電柱は地中に埋設され、自立するのに十分な強度を備えています。支柱は、電線からの不均衡な横方向の荷重を支えるため、または地盤の変動に抵抗するためにのみ、一部の電柱に必要です。支柱は、電線が長い直線部分を終端したり、別の方向に曲がったりする行き止まり（アンカー）柱に特に必要です。支柱ケーブルが感電する可能性のある事故から公共を保護するため、支柱ケーブルの上部近くには、危険な電圧が下部に伝わらないように、セラミック製の張力碍子（「ジョニーボール」）またはグラスファイバー製の張力碍子が挿入されているのが一般的です。地面に近い部分は、人や車両が衝突しないように、視認性を高めるために黄色のプラスチック製反射板で覆われていることがよくあります。

右側の柱と柵の間のスペースが限られているため、黄色のガードが付いた歩道誘導員が使用されています。

柱の周囲に歩行者が行き交う都市部では、「歩道支柱」と呼ばれる支柱がよく用いられます。支柱は、柱の先端から斜めに伸び、柱の中央から伸びる支柱支柱まで伸び、そこから垂直に地面まで伸びます。この支柱の下部は垂直で、天井高を妨げないため、柱と支柱の間を歩道が通ることができます。

行き止まりの電柱で時々使用される支線ワイヤーの代替として、プッシュブレースポールがあります。これは、一方の端が地面に設置され、もう一方の端が支線ケーブルが取り付けられる場所の反対側の垂直ポールに突き出ている斜めのポールです。

アンテナマストの支線

ノースダコタ州にあるKVLY-TVマスト（世界で最も高い支柱付きマスト）を支える3本の支柱ワイヤーのアンカー端のクローズアップ。各支柱ワイヤーは、塔の周囲に放射状に配置された3本のセットのうちの1本です。
支線ワイヤーで支えられたマスト。
120°の角度で張力絶縁体を介して支柱が取り付けられたAMアンテナタワー

アンテナからの電磁場は、マストアンテナを支える支線の設計を複雑にします。長さが送信周波数の1/4波長倍に近い導電性の金属支線は、アンテナの放射パターンを歪ませる可能性があります。これは、隣接するマストや近くの金属構造物の支線にも当てはまります。これを防ぐため、各支線は張力絶縁体によって複数のセクションに分割され、各セクションは送信波長で非共振となります。円筒形または卵形の磁器製の「ジョニーボール」絶縁体（「エッグ絶縁体」とも呼ばれる）が通常使用されます。アンテナの放射パターンを乱さないために、ケブラー繊維（フィリストラン）または押し出し成形されたグラスファイバーロッドで作られた非導電性支線がよく使用されます。ケブラー繊維の強度と低伸張性は鋼鉄に匹敵します。しかし、ケブラーは紫外線による劣化に非常に弱いため、紫外線耐性のプラスチックシースで覆われています。

導電性支線の個々のセクションは、特に非常に高いマストでは、大きな静電気を帯びる可能性があります。この静電気によって発生する電圧は、送信機で発生する電圧より数倍大きくなることがあります。危険で予測不能な放電を回避するために、絶縁体はこの高電圧に耐えられるように設計する必要があり、高いマストではバックステージ絶縁体が過大な寸法になります。各バックステージ絶縁体には、落雷時の過電圧保護の目的で、アークギャップの形の避雷器が必要です。絶縁体が破損するとマストが倒壊する可能性があるため、絶縁体と避雷器は注意深く保守する必要があります。卵形絶縁体は磁器が圧縮されており、これが破損すると、支線の端部ループが絡み合ったままになります。

電柱やアンテナマストの支柱に使用されるタイプの円筒形の張力絶縁体。

AMラジオ放送塔は、多くの場合、マスト基部に絶縁体が取り付けられており、そこから高周波エネルギーが供給されます。また、中心部にも絶縁体が取り付けられ、そこから高周波エネルギーが供給されるものもあります。ワイヤーロープ支柱が頻繁に使用され、複数の箇所で絶縁体で区切られています。絶縁された塔には、徹底した雷保護が必要です。

長波およびVLFアンテナでは、ガイ（支線）がマストの容量性延長やマストへの放射電力供給といった電気的機能を果たす場合があります。これらの場合、ガイは絶縁体なしでマストに固定されますが、必要に応じてガイ内に少なくとも1つの絶縁体が挿入されます。ガイを高周波電力のマストへの給電に使用する場合は、接地されたマストを使用できる場合が多くあります。ガイへの電力は、同調ユニットからガイの給電点まで配線を介して供給されます。

クレーンのキャッチフレーズ

クレーンを操作する際、タグ ラインと呼ばれる支線を扱いにくい積載物に接続することで、地上作業員が安全な距離を維持しながら回転や揺れを制御できるようになります。

クレーンで荷物を吊り上げる際にタグラインを使って荷物を固定するシービーズ

消防

支線は、携帯用水タンクや観測塔などの空中消防設備を安定させ、活動中の安全を確保します。[ 2 ]さらに、支線は、火災現場付近に設置されたテントや指令センターなどの仮設構造物を支えたり、消火活動の調整に必要な通信機器を固定したりすることもできます。火災による構造物の倒壊の危険がある場合、消防士が鎮火作業を行う間、支線は一時的に構造物を安定させるのにも役立ちます。また、支線は、チャーチレイズと呼ばれる方法で伸縮式はしごを上げるのにも使用されます。[ 3 ]

アンカー

地中アンカー式支保工において、支保工ワイヤーを地面に固定する構造物はアンカーと呼ばれます。[ 4 ]アンカーは支保工ワイヤーの最大引張荷重、すなわち支保工ワイヤーの張力による死荷重と風による最大活荷重の両方に耐えられるものでなければなりません。支保工ワイヤーは斜めに力をかけるため、アンカーには垂直方向と横方向（水平方向）の力の両方がかかります。アンカーは、土壌の横方向のせん断強度を利用して、支保工ワイヤーに取り付けられた全ての支保工ワイヤーからの力に抵抗します。アンカーにはいくつかの種類があります。

デッドマンアンカー

デッドマンアンカーは、穴を掘り、そこに表面積の大きい物体を支線とともに設置し、土やコンクリートで埋め戻す方式である。[ 4 ] デッドマンアンカーの歴史的な形態は、溝の中に丸太を水平に埋め、その中心に支線を垂直に取り付けるものである。現代の形態は、鋼板の中心からアイレットを出したロッドを支線角に垂直に斜めに埋めたプレートアンカーである。コンクリートアンカーは、支線方向にアイレットを出した斜めのロッドを、鉄筋コンクリートで埋めた穴にセメントで固定する。地表に十分な質量のコンクリートブロックを置いてデッドマンとして使用することもできる。

英国の電波塔支線用コンクリート製デッドマンアンカー

スクリューアンカー

このタイプは、先端に幅広のネジ刃が付いたロッドと、反対側に支線用のアイレットが付いたロッドで構成されています。トラック搭載の掘削機によって、支線と同じ角度で地中深くにねじ込まれます。トラック搭載の油圧式オーガードライブで迅速に設置できるため、電柱の支線アンカーとしてよく使用されます。

拡張アンカー

先端に回転式のブレードが付いたロッドを地面に打ち込みます。[ 4 ]支線ワイヤーを取り付けて張力をかけると、その力でブレードが開き、地面に「固定」されます。軍隊では、この方式を迅速にマストを設置するためによく使用します。

グラウトアンカー

これらは土壌と岩盤の両方で使用されます。[ 4 ]支保工の角に穴を掘り、アイ付きの鋼製アンカーロッドを挿入し、その周囲にコンクリートと膨張剤または構造用エポキシ樹脂からなる液状グラウトを充填します。グラウトが硬化または膨張すると、アンカーは固定されます。

デザイン

ラチスタワー、支柱付きマスト、煙突などの支柱構造物の支柱の設計ガイドラインは、構造設計のためのユーロコードの一部となっています。[ 5 ]

帆船の索具の設計に関する推奨事項はISO規格で入手可能である。[ 6 ]

支柱構造

歴史的に、支柱構造は世界で最も高い人工構造物の一つでした。また、自立した基礎部分と支柱で支えられた上部構造物も数多く存在します。これらは、部分的に支柱で支えられた塔と、追加で支柱で支えられた塔のいずれかであり、後者は高層建築物の建設中に一時的に支柱を支えるために使用されることがあります。

参照

参考文献

  1. ^ BULLETIN 1724E-153 RD-GD-2001-39 配電線支柱とアンカー(PDF) USDA、農村公益事業局、2001年。
  2. ^ 「SVU vs 公共柱＆支柱の安定化のための支線の使用」 Firehouse Forums—Firefighting Discussion. 2001年6月3日. 2024年12月20日閲覧。
  3. ^ガーランド消防アカデミー—「教会の昇格」. 2021年12月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  4. ^ a b c dアメリカ土木学会、支線送電構造小委員会（1997年）。支線送電構造の設計。米国：ASCE出版物。pp.  21– 25。ISBN 0784402841。
  5. ^ BS EN 1993-1-11 ユーロコード3 - 鋼構造物の設計 - パート1-11：張力部材を有する構造物の設計。英国規格協会。2006年。
  6. ^ ISO 12215-10 小型船舶—船体構造及び寸法 パート10：帆船のリグ荷重及びリグ取付部. 国際標準化機構. 2020.
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