ガイワイヤーとは何ですか?設計、選択、設置、メンテナンスに関するエンジニアリング ガイド

架空送電線、通信塔、風力タービン、その他の高い構造物では、支線は「ただの鋼製ケーブル」のように見えるかもしれませんが、風、氷、不均衡な張力の下で構造全体を安全に保つ上で重要な役割を果たします。このガイドでは、実用的なエンジニアリングの観点から、支線とは何か、支線が機械的にどのように機能するか、一般的に使用される材料とより線構造、および支線構造が通常どこに適用されるかを明確に説明します。次に、支線ワイヤとそれに適合するハードウェア (支線グリップやアンカー ロッドなど) を設計および選択する方法、現場で支線を正しく取り付けて張力をかける方法、耐用年数にわたって支線を検査および保守する方法について説明します。これにより、設計者、バイヤー、現場作業員は、コストのかかるミスを回避し、安定した信頼性の高いシステムを構築できます。

ガイ ワイヤーの基礎 (ガイ ワイヤーとは何ですか?)

支線の工学的定義

工学的に言えば、支線です張力-のみの構造部材傾斜したケーブルを通して水平荷重をアンカーポイントまで運ぶことにより、垂直構造物 (ポール、マスト、タワーなど) を安定させるために使用されます。

典型的な特性:

• 関数: 提供します横方向のサポートそして転倒抵抗スリムな構造に。
• 形状: 通常はより線またはより線(例:. 1×7、1×19)、場合によってはワイヤーロープ。
• 作業モード: するように設計されていますテンションだけを運ぶ圧縮や曲げではありません。
• ジオメトリ: にインストールされています角度構造物からグラウンドアンカー、基礎、またはその他の固定支持体まで。
• システム: アンカー、ポールバンド、ガイグリップ、ターンバックル、その他のハードウェアと完全に連携して機能します。ガイシステム.

支線は次の場所でよく見られます。

電柱と配電線– コーナーポール、行き止まりポール、片側に重機が設置されたポール。{0}}

送電塔と通信塔– 高くて細いマスト。自立構造のみで建設すると不経済または構造的に非効率になります。-

つまり、高い構造物が横からの荷重に対して直立状態を保つために「追加の助け」が必要な場合、支線は最もシンプルで効果的な解決策の 1 つです。

支線の主な機能: 安定性、荷重分散、耐風性

適切に設計され張力がかかっている支線は、次の 3 つの主要な構造機能を果たします。

全体的な安定性の向上

根元の転倒モーメントを軽減します。

の使用を許可します小さなポールまたは基礎同じ外部負荷の場合。

曲げ問題の一部を次のような問題に変換します。純粋な緊張の問題男の中で。

不均衡な負荷を共有して再分散する-

対抗するアンバランスな導体張力曲がり角、曲がり角、行き止まりで。{0}}

サポートに役立ちます非対称な機器負荷(変圧器、通信ケーブル、アンテナは片側にあります)。

長期的な削減-ティルトとクリープ電柱や塔のこと。

風や環境への影響に対する抵抗力を高める

限界横方向のたわみと揺れ風と氷の下で。

重要なセクションでの繰り返しの曲げと疲労を軽減します。

嵐時の動作を改善し、電柱の故障や連鎖的な停電のリスクを軽減します。

支線の役割は次のように要約できます。

ガイワイヤー vs ステイワイヤー vs ワイヤーロープ

これら 3 つの用語は関連していますが、同一ではありません。以下の表に明確な比較を示します。

覚えておくべき重要なポイント:

ガイワイヤー/ステーワイヤー説明するワイヤーは何をするのか(構造内での役割)。

ワイヤーロープ説明します製品は何ですか(その構造と一般的なカテゴリ)。

特定のより線鋼製品は、ワイヤーロープ構造物を固定するために使用される場合、支線またはステイワイヤー.

一般的な名前と綴り: 支線ケーブル、支線ストランド、支線ワイヤー、ガイドワイヤー

仕様、カタログ、フィールドコミュニケーションでは、支線の別名がいくつか出てくることがあります。形式的なものもあれば、非公式なものもあれば、認識する必要がある単に頻繁にスペルミスをするものもあります。

簡潔な概要:

エンジニアリングおよび調達文書を明確にするために、次のことを行うのが最善です。

使用「ガイワイヤー」(そして、関連する場合には、「ステイワイヤー」)を標準用語として使用します。

他の一般的な名前を一度言及して、現場作業員やサプライヤーが同じコンポーネントについて話していることを認識できるようにします。

これにより、さまざまなチームや地域で使用される実際の言語を反映しながら、用語の一貫性が保たれます。{0}

荷重経路と構造安全性の基本 (支線が実際にどのように機能するか)

支線付き構造の典型的なレイアウト

A ガイド構造1 つ以上のによって安定化された単なる垂直部材 (ポール、マスト、またはタワー)傾斜引張部材– 支線。

概念的には、典型的な支付ポールは次のようになります。

A 垂直ポール地面に埋め込むか、基礎に固定します。

1 つ以上男のアタッチメントポイントポール上（多くの場合は頂上近く、時には非常に高いマストの中間レベルにある）。

ガイワイヤー斜めに下向きに (たとえば、地面に対して 30 ～ 60 度) 走ります。

グランドアンカー(コンクリートブロック、ヘリカルアンカー、プレート付きステーロッド)、または

近くの構造物または基礎。

ガイハードウェア途中で: ポールバンド、ガイグリップ、シンブル、シャックル、ターンバックル、アンカーロッドなど。

純粋な片持ちポールと比較して、支線構造は次のとおりです。

もっている追加の拘束ポイントメンバーとアンカーが提供してくれました。

より高い高さに到達したり、より大きな横荷重を運ぶことができます。ポールセクションと同じかそれより小さい.

～に対してより敏感です正しいレイアウトと張力容量はポールと支線の両方が連携して動作することに依存するためです。

支線は、ポールから外側と下に引っ張られる「リモート サポート」と考えることができ、横方向の荷重を支線の純粋な張力とポールの圧縮に変換します。

支線が柱や塔の内部力をどのように変化させるか

支線を追加すると、ポールやタワーが荷重を支える方法が根本的に変わります。最も重要な効果は次の 3 つです。

1) 曲げモーメントの低減

横方向の荷重がかかる自立ポールは、その荷重のほとんどを次のように支えます。-根元で曲がる.

負荷側に男がいると水平荷重の一部が男の緊張感、ポールが運ぶ軸方向の圧縮が大きくなり、曲げが少なくなります.

結果：低いベースモーメントと曲げ応力、亀裂、降伏、または座屈のリスクを軽減します。

2) アンバランスな張力のバランスをとる

アングルポール、行き止まりポール、片側に設備が付いているポールについては、-をご覧くださいアンバランスな力.

ポールがなければ、ポールは曲がることでこれらに完全に抵抗しなければなりません。傾き、長期的な変形、暴風雨による故障-.

正しく配置された男導体と機器の張力を弱めます、それで、正味横荷重が小さくなるそして、合力は極軸に近くなります。

3）転倒抵抗の向上

男の緊張は、水平距離ポール (アンカー半径) からの追加の抵抗する瞬間転倒防止に。

負荷は次の間で共有されます。ポール基礎とアースアンカー、足場だけではありません。

支線を簡単に言うと、後ずさる風やラインの力に対してポールが折れる可能性が大幅に低くなります。傾ける、回転させる、または根こそぎにする.

簡単に言うと:

支線は風やラインの力に対して「引っ張られる」ため、ポールが傾いたり、回転したり、根こそぎになったりする可能性が大幅に低くなります。

簡単な比較:

支線付きシステムの負荷経路: 導体からアースアンカーまで

理解するロードパス適切なコンポーネントを選択し、弱いリンクを回避するのに役立ちます。一般的な架空線構造の場合、簡略化された負荷の流れは次のようになります。

導体・ケーブル

風、氷、引張荷重が導体スパンに作用します。

クロスアーム（またはポールトップフィッティング）

導体負荷を絶縁体とハードウェアを介して極に伝達します。

ポールまたはタワー

複合荷重（スパンからの張力、自重、機器）を次の場所に運びます。-

の財団(軸力、曲げ、せん断として)、および

の男のアタッチメントポイント(軸方向および横方向の反応として)。

支線とハードウェア

取り付け点では、横荷重の一部が内部に入ります。支線.

支線はこれを次のように伝送します純粋な緊張感その長さに沿って。

ガイグリップ、クランプ、シンブル、シャックルは張力をターンバックルとアンカーロッドに伝達します。

アンカーロッドとアースアンカー

のアンカーロッド(ステイロッド) 支線をアースアンカーに接続し、最後にアースアンカーに接続します。土またはコンクリートの塊.

グラウンドアンカーと周囲の土壌は、究極の抵抗引き出しや滑りを防止します。-

次のようにマッピングできます。

このチェーン内の要素の設計が不十分であるか、設置が不十分である場合（たとえば、クランプが弱い、アンカー ロッドのサイズが小さい、土壌容量が不十分であるなど）、{0}全体のシステム容量はその最も弱いリンクによって制限されます.

設計における安全率: 使用張力と破断強度

支線設計では、次の 2 つの基本概念が重要です。

破断強度（極限引張強度）

支線 (またはハードウェア) が維持できる最大張力失敗する前に共通テストで。

よく呼ばれます定格破断強度 (RBS).

使用張力（使用荷重）

の実際の操作で予想される最大張力、 含む：

初期取り付け張力、

風、氷、気温の変化によるさらなる緊張、

設計時に考慮される動的または過渡的な効果。

安全性を確保するために、設計基準と実用規格では通常、安全率破断強度と使用張力の間の（安全率、FoS）。

簡単な表現は次のとおりです。

再配置:

典型的なアプリケーションシナリオ (支線が使用される場所)

配電・送電線

の上配電線と送電線支線は、アングル柱、行き止まり柱、端末柱、重機（変圧器、開閉器）を備えた柱で使用されます。{0}}これらは傾斜を制御し、ベースの曲がりを軽減し、スパンに風や氷によって大きな負荷がかかった場合のカスケード故障を防ぎます。田舎のネットワークでは、多くの場合、最も経済的な方法より大きな構造物にアップグレードすることなく電柱容量を増やすことができます。

通信塔と放送塔

のために通信塔と放送塔支線を使用すると、非常に高くて細い構造が実現可能になり、コスト効率が高くなります。-複数の層のガイ (例: 20 ～ 40 m ごと) が揺れと動的応答を制御し、アンテナ、フィーダー、導波管を保護します。正しいガイレイアウトとテンションを維持することが重要ですマストのたわみは使用限界内でラジオのパフォーマンス用に。

工業用煙突とフレアスタック

高い工業用煙突とフレアスタック強風や熱の影響にさらされます。支線は上部の揺れを制限し、基部の曲がりを軽減し、起動時、停止時、異常状態時に構造を安定させます。-こうした環境では、高温ゾーン、腐食、アクセス制限材料とハードウェアの選択に大きな影響を与えます。

風力タービンと高いマスト

いくつかの気象マスト、小規模または一時的な風力タービン他の高いマストは自立式タワーの代わりに支線を使用します。-突風時のたわみを制御し、計器やローターを設計範囲内に保つのに役立ちます。設計で考慮する必要があるのは疲労と振動これらの構造では負荷サイクルが頻繁に発生するためです。

海洋および索具用途

の上船舶、海洋プラットフォーム、沿岸構造物、支線 (多くの場合ステンレスまたは特殊コーティング) は、マスト、アンテナ、航行灯、小型クレーンをサポートします。これらはリギング要素と連携して、波、風、運動負荷の下で細い部材を安定させます。ここ、塩水噴霧、紫外線、疲労は材料とコーティングの選択の主な要因です。

仮設物・建設現場

の上建設現場そしてのために仮設構造物(イベントタワー、街灯柱、足場、仮設標識ガントリー)、支線は素早く調整可能な固定を提供します。これにより、限られた使用期間中に軽量構造物を安全に必要な高さに到達させることができます。設置のしやすさ、調整のしやすさ、簡単な目視検査通常、30 年の耐用年数よりも重要です。

シナリオ別の特別な要件 (腐食、絶縁、冗長性)

各分野で何が最も重要になる傾向があるかを簡単に比較します。

実際には、環境、電圧レベル、故障の結果支線システムの腐食防止、絶縁、冗長性にどれだけ投資する必要があるかを一緒に決定します。

支線設計および選択プロセス (技術コア)

設計入力パラメータの収集

サイズやハードウェアについて話す前に、製品の明確なイメージが必要です。境界条件。簡単なチェックリスト:

これらのいずれかが不明である場合、または「大まかに推測」されているだけである場合、そのデザインは次のように扱う必要があります。予備のみ。最終的なガイのサイジングは、常に現地の規定とクライアントの設計基準に従う必要があります。

人数と配置パターンを決める

荷物がなくなったら、決めるのはあなたです何人の男あなたには必要なものがあり、どこに置くか.

典型的なレイアウト

シングルサイドの男-

上の一人の男主負荷側アングルまたは行き止まりのポールの-。

に共通小さな線角または中程度の不平衡荷重.

バック-ツー-（ダブル）メンバー

ほぼ逆方向にいる二人の男。

用途分岐、大きな角度、複雑な荷重または特別な安全性が必要な場合。

120度の3人の男

クラシックなアレンジメント支えのあるマストと塔.

与えるほぼ均一な抵抗-すべての方向に、そして多くの場合、高い構造物のいくつかのレベルで繰り返されます。

配電柱用（クイックロジック）

偏角が小さい： いつもの一人の男角の外側にあります。

大きな角度または末端/行き止まりポール{0}}： 少なくとも一人の強い男導体プルの反対側。強風/氷地域では、セカンドガイまたはより重いシステム必要になるかもしれません。

実際には、電力会社は、標準ガイイング図面ストレートポール、アングルポール、行き止まりポール、分岐ポール用。-詳細な計算によって異なることが正当化されない限り、レイアウトはこれらに従う必要があります。

アンカーの位置と埋設深さ（経験則）

2 つの重要な幾何学的決定:水平距離ポールからアンカーまで、埋め込み深さアンカーの。

水平距離（アンカー半径）

近すぎる→ガイが急になり、一定の水平荷重に対して張力が高くなります。

遠すぎる → 広大な土地利用、他の路線や敷地との干渉の可能性。

実際のデザインの多くは、アンカーをおよそ次の位置に配置します。0.5～0.8×ポール高さ極点から離れた場所では、通行権と地形の影響を受けます。--

目標は、地面に対するガイアングルは中程度（急すぎず、平らすぎず）張力と垂直方向の反応が適度に保たれます。

アンカーの種類と埋め込み深さ

大きく依存する土壌条件(岩、緻密な砂/砂利、柔らかい粘土、盛り土など)。

アンカーロッド＋埋設プレート, ヘリカル（ネジ）アンカー、 またはコンクリートブロック引き出し容量と設置上の制約に基づいて選択されます。{0}

埋め込みは削除する必要があります霜の深さ以下適切な安全係数を備えた、必要な引き抜き抵抗を動員するのに十分な深さです。{0}

最終的なアンカー設計をチェックする必要があります。土壌パラメータと現地の基礎ガイドライン;経験則は概念としては役立ちますが、荷重が大きい場合の適切な地盤工学的チェックの代わりにはなりません。

支線の直径と構造の選択

実際的な段階的なアプローチ:{0}}-

支点の設計荷重を推定する

ライン設計や構造解析から、最大水平荷重最悪の状況（導線の断線、氷を伴った嵐など）が重なった場合、男性は抵抗しなければならないということです。{0}}

からの貢献を含める指揮者、設備、風と氷ポールに作用します。

水平荷重をガイ張力に関連付ける

に基づいて、ガイアングル、実際の男の緊張感水平成分よりも高くなります。

実際に一般的に使用される適度な角度の場合、設計張力は通常約1.2–1.5×水平荷重です。

正確な作業を行うために、これは単純なベクトル解像度または構造モデルから得られます。

設計安全率を選択してください

該当する規格または実用的な慣行 (たとえば、使用張力と定格破断強度の間の全体的な要因) に従ってください。

を計算します最低限必要な破壊強度:

サイズチャートから直径とストランドパターンを選択してください

を使用してくださいガイストランドのサイズ表(1×7 / 1×19 亜鉛メッキ、または必要に応じてステンレスの場合)。

直径/グレードを選択してください。定格破断強度 RBS_min 以上.

ことを確認してください。伸び特性(モジュラス) はたわみ制限に適しています。

レイアウトとハードウェアとの互換性を確認する

選択した素線の直径と構造が以下と互換性があることを確認してください。

あらかじめ成形されたデッドエンド グリップまたはクランプ。-

ターンバックル、指ぬき、シャックル。

アンカーとロッド (使用荷重と形状)。

いくつかのオプションが強度要件を満たしている場合は、以下に基づいてさらに最適化できます。コスト、入手可能性、耐食性、標準化(プロジェクト内の異なるサイズの数を実用的な範囲で最小限に抑えます)。

適合するハードウェアの選択

ガイストランドを選択した後、サイズを変更できます。ハードウェア一致したセットとして:

デッドエンド グリップ / ガイ グリップ

でなければなりません完全に一致したストランドの直径と構造に合わせて調整します (例: . 1×7 galv 7.0 mm)。

定格破断強度は次のとおりですストランド自体に劣らない.

ターンバックル

残りの継手と互換性のあるタイプ (目と目、顎と顎など) を選択します。

使用荷重制限 (WLL) 以上男の最大の作業緊張、必要な安全率を備えています。

十分であることを確認してください調整ストローク相手に緊張を与え、再び緊張させるためです。-

アンカーロッドとアンカー

のロッド設計寿命にわたって十分な引張容量と腐食保護を備えている必要があります。

のアンカーシステム(プレート、ヘリカル、ブロック) は抵抗しなければなりません引き出して曲げる-究極の男の負荷の下で。

形状 (アイサイズ、クレビスの寸法) はシャックルとシンブルに一致する必要があります。

原則として：

ロードチェーンのすべての要素 (ストランドからアンカーまで) は、設計要件と同等以上の強度を備えている必要があります。したがって、早期に失敗する「隠れた弱点」はありません。

よくある質問