JP3747594B2 - Steel pipe pile joints - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木建築分野の鋼管杭に関する技術であって、例えば地滑り対策に用いる鋼管杭、支持杭に用いる鋼管杭の接合に適用されるもので、鋼管杭の接合方法及び鋼管杭の継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
地滑り抑止用の鋼管杭は、地滑りが発生するおそれのある地層の山地、法面、傾斜地にボーリング孔を施工し、このボーリング孔内に鋼管杭を挿入し、孔内にモルタル等を充填して安定化させ、地滑りを起こすような地表部を地層の深部と縫い合わせ結合するものである。このような鋼管杭は、施工場所の条件に応じて例えば直径200〜600mm程度、長さ数十mにも及ぶものがある。従って、複数本の鋼管杭を施工現場において接続する必要がある。
【0003】
一方、市街地等の狭隘な施工条件のもとで、長尺の支持杭を施工する必要がある場合がある。このような時に、例えば、架線や橋梁などの架空構造物が既にある場合や、屋根の下等で、短尺の鋼管杭を多数本接続して地中に沈設しなければなならない場合もある。
従来、一般に、鋼管杭の継手には、つき合わせ溶接継手、スリーブを用いる溶接継手、ねじ継手、フランジ継手等が用いられている。
【0004】
溶接継手は、溶接施工に長時間を要すると共に、熟練溶接作業員の確保が困難になりつつあり、またX線検査等を必要とする問題がある。これに代わる継手としては、例えば特公平7−13368号公報には、テーパねじ継手の現場における接合作業に用いる従来技術が開示されている。現場作業者の目視によって確認しながら継手接合を実施する。また杭の芯合わせのために丸棒を折り曲げた簡単な治具を下杭の頭部に掛け、上杭を下杭の中に案内するようにしたものがある。
【0005】
このようなテーパねじは、上杭と下杭の芯合わせが容易でなく、上下杭の精度の高い慎重なセッチングを要し、また、ねじの土砂等による汚染とか、ねじの焼き付きや損傷防止に格別の配慮を必要とし、ねじが噛み合わないと施工不良となる等、現場作業に困難性が多く能率的でない。フランジ継手は、外径が大きくなる問題があり、外径が大きくならないように杭端部の外径を絞ることも考えられるが、ボルト挿入やレンチの使用が容易でなく、施工に長時間を要する。
【0006】
また、特開平9−3875号公報、特開平9−132913号公報には、杭のねじ継手であって雌ねじ側に案内筒を設け、雄ねじ側にこの案内筒内に進入する案内円柱を設け、この案内筒と案内円柱とを嵌合して杭軸を一致させ、ねじの正常な噛み合いを達成しようとするものである。この技術では、ねじの長さより深い案内筒とねじの長さより長い案内円柱とを必要とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上下の鋼管杭をねじ継手を用いて現場接合する場合に、下杭の施工鉛直精度が悪いと、治具を用いても上下杭のねじがうまく噛み合わず、ねじ部の焼き付け、損傷を生じ、施工不良となる。また施工に長時間を要することとなる。ねじが完全にかみ合わないと、所定の強度が得られず、品質不良となり、その修正対策は非常に困難である。
【0008】
このねじ継手の軸心を一致させるためにテーパねじを用いる技術では、テーパねじは雄ねじと雌ねじの噛み合い始めに相互のねじ軸に傾きがあると、クロススレッド(ねじ山のかけ違い)が生じ、傾いたままねじを締めつけるとねじ山潰れを発生し、継手の性能が劣化する問題がある。
本発明は上記問題点を解決し、現場施工において、短時間に容易に継手部の心合せができ、確実に強固に接合することができる鋼管杭の接合継手を開発し、これを提供することを目的とする。
【0009】
また本発明の別の目的は、市街地等における制約された施工条件のもとで、例えば長さ2m程度の短尺の多数本の杭を接続して長尺の杭を施工する場合に、杭の吊り上げ時にねじ部に損傷を与えることなく、上下杭の心出しが容易でねじ込みが簡単であり、接合等の施工が容易で、正確な杭打ちができるほか、杭の逆転によっても継手部が抜け出さない継手を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、次の技術手段を講じたことを特徴とするものである。
本発明の鋼管杭の接合継手の構造は次のとおりである。すなわち、鋼管杭端にそれぞれ設けられ、雄ねじを有する雄側筒体と雌ねじを有する雌側筒体とからなり、ねじは平行ねじの3条以上の多条ねじとし、雄側筒体の先端に前記雌ねじ内径に遊嵌する外径を有する円筒部を設けたことを特徴とする鋼管杭の接合継手を提供する。本発明の接合継手は、鋼管杭の端部に雄雌ねじ結合の筒体を備えたもので、鋼管杭の心合わせを容易にし、結合を迅速にするために、多条ねじを採用する。さらに、心合わせを自動調心するように、雄側筒体の雄ねじより先端側に雌ねじの内径に遊嵌する円筒部を設ける。この円筒部の外径は雌ねじの内径に遊嵌する寸法であり、雄ねじの山を削除した外径寸法を有するものである。そして、雄ねじは多条ねじであるから、雄ねじの始端部がねじ軸に直角な面内に多条ねじの条数分だけ存在し、雌ねじ側もねじ軸に直角な同一断面内に多条ねじの条数分だけ同一位相のねじ山が存在するので、ねじの噛み合い始めが多数位置で起こり、上記円筒部が雌ねじの内径に嵌合して位置きめする作用と相俟って、上下杭の軸心が容易に一致するとともに、ねじの正常な噛み合いが容易に達成される。
【0011】
この継手構造では、前記円筒部の軸方向の長さは問わない。上下杭を結合する時この円筒部がガイドとなり、上下杭の軸心が一致するのに十分な最小限の寸法があればよく、ねじ長さより長い寸法は全く必要がなく、短い寸法のもので、心出しが容易となる。このような杭は、例えば構造物の下で1本の杭の長さが2m程度というような短尺の杭を多数本連結して数十mの長尺の杭を施工するというような場合に好適に用いられる。このような場合には、心合せ治具などの着脱手間をも節約したい場合があり、このような時に特に効果を発揮する。
【0012】
本発明においては、前記円筒部に代わり、雌側筒体の先端に前記雄ねじの外径に遊嵌する内面円筒部を設けることとしてもよく、心合わせを容易にする効果は上記円筒部と同等である。さらに、前記円筒部に加えて、雌側筒体の先端に前記雄ねじの外径に遊嵌する内面円筒部を設けると、さらに一層心合わせが容易となる。本発明に係る鋼管杭は、上杭を吊り上げてその下端を下杭の上に接触させると自動的に軸心が一致し、心合せの手間を要しない。
【0013】
また、前記円筒部の先端が当接する内周座を前記雌側筒体の内面に設けると、ねじ込み終了のストッパとしての役割を果たすと共に、ねじの緊結に寄与し、軸方向の大推力伝達機能を持たせることができる。また、前記内面円筒部の先端が直接又は止水ゴムリングを介して当接する外周座を前記雄側筒体外面に設け、上記ストッパ、ねじの緊結、推力の伝達の作用を付与するか、又は水密シール特性を付与することとすると好適である。
【0014】
また、このような杭は、施工中に逆転をする必要が生ずることがある。従って逆転したときにねじ継手の緩み止めのセットボルトを備える。短尺の杭を多数連結して形成した長尺の杭では継手部が多数あるために、ねじの緩みに特に配慮する必要がある。セットボルトは、雌側筒体の円筒壁にセットボルト装着孔を備え、雄側筒体の円筒部の外周に、セットボルトの先端が嵌入する凹孔、又は、円周鉢巻状の凹溝、又は、円筒の母線に沿う長孔状の凹孔又は凹溝等を設ける。鋼管杭の内外をシールする等の観点から、凹孔は貫通孔でない方がよい。しかし、鋼管杭の内外をシールする必要がない時は、凹孔の代りに貫通孔としてもよい。
【0015】
このセットボルトによって、上下杭の結合を確実にすると共に、上下杭間の回転トルクの伝達、推力の伝達機能を容易に与えることができる。
セットボルトの装着孔は筒体の中心点対称に1対設け、前記凹孔は筒体の中心点対称にN対以上を円周上に等間隔に配置するとよい。但しNは多条ねじの条数とする。例えば3条ねじでは凹孔は6個以上の偶数個、4条ねじでは8個以上の偶数個、5条ねじでは10個以上の偶数個とする。このようにすることによって、雄ねじと雌ねじを十分にねじ込んでから、軸方向にねじピッチの半分以下のストロークだけねじを戻すことによって、凹孔とセットボルトとの位置を一致させることができ、セットボルトと凹孔との嵌合寸法精度、相互の配置位置精度を高め、加工精度を確保することが容易となる。
【0016】
また、このセットボルトの装着部にアイボルトを取りつけて鋼管杭をハンドリングする際の吊り手として利用することもできる。これによって、継手用のねじを有する鋼管杭を吊り込む際に、ねじに損傷を与える恐れがなくなる。さらに、鋼管杭の頭部にヤットコ(雇い杭、杭打等のために杭頭に仮設する補助具)を取りつける場合にその取付ボルト孔として利用することができるように、共通性を持たせた設計とすることによって、多目的に利用することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示すもので、図1(a)は本発明の鋼管杭の下端に取付ける雄側筒体である下端部金物20、図1(b)は鋼管杭の上端に取付ける雌側筒体である上端部金物30で、それぞれ左半分は外形側面図、右半分は縦断面図である。下端部金物20は上部円筒21と下部円筒23とが上下一体に製作されている。上部円筒21は鋼管杭100の外径と等しい外径を有し、その上端には鋼管杭100との溶接接合101のための開先22を備えている。そして、下部円筒23は、下杭110の上端部金物30の雌ねじ33に螺合する雄ねじ24が形成されている。この雄ねじ24の先端部には、雄ねじ24のねじ底径を外径とする円筒部25が形成されている。上側の鋼管杭100と下側の鋼管杭110とを接合する時、この円筒部25は雌ねじ33の内径に遊嵌し、上下杭の軸心を自動的に一致させるように上杭をガイドする。
【0018】
この円筒部25の下端面26は鋼管杭の軸に直角な面をなしている。また、雄ねじ24の後端には鋼管杭の軸に直角な面からなる外周座27が設けられている。なお、下端部金物20の外径面に適宜の孔又は切欠28などを設け、バー、スパナ、トング等、鋼管杭100の転回を容易にする工具又は治具等を係合可能にしておくと好ましい。
【0019】
鋼管杭110の上端部金物30は、鋼管杭110と同径の外径を有し、鋼管杭110との溶接接合111のための円周開先32を下端に備えている。上端部金物30の上部には、上記下端部金物20の雄ねじ24と螺合する雌ねじ33が設けられており、雌ねじ33の下端部に、軸と直角な面を有する内面座34を形成している。また、雌ねじ33の上方に内面円筒38を形成してある。この内面円筒部38の内径は雌ねじ33のねじ底の直径と一致しており、雄ねじ24の外径に遊嵌する。上側の鋼管杭100と下側の鋼管杭110とを接合する時、この内面円筒部38は雄ねじ24の外径に遊嵌し、上下杭の軸心を自動的に一致させるように上杭をガイドする。
【0020】
上端部金物30の上端に、軸直角面35を備え、その内周部に面取り部36を設けている。この実施例では、内面座34と上端面35との距離は、前記下端部金物20の下端面26と外周座27との距離よりわずか小さくしてあり、面取り部36はシールゴムパッキングを介装するシール座を形成しシール性を高めるようになっている。しかし、内面座34と上端面35との距離を、前記下端部金物20の下端面26と外周座27との距離より大きく形成し、上端部金物30の上端面35と下端部金物20の外周座27とが密着し、下端部金物20の下端面26と上端部金物30の内面座34との間に隙間が生ずるような寸法関係にしてもよい。
【0021】
なお、図1の実施例では、円筒部25と内面円筒部38とは両者を備えたものを示しているが、何れか一方だけとし他方をを省略しても上記心合わせのガイド機能は十分である。両者を備えた方がさらに確実容易である。
雄ねじ24と雌ねじ33とは、テーパを持たない平行ねじに形成してあり、かつ3条以上の多条ねじとなっている。平行ねじは、テーパねじに比べて低トルクで接合することができる。また、多条ねじは、1回転する時の軸方向のリードがねじピッチの多条倍となる。従って迅速なねじ込みができる。
【0022】
上杭の下端(下端部金物20の下端部)にねじ底径の円筒部25を設けることにより、雄ねじ24を雌ねじ33にねじ込み開始する初期に、円筒部25がガイドとなってねじの噛み合いを促進助長することができ、ねじ込みが容易となる。ねじ込みにより、上杭の下端面(下端部金物20の下端面26)と下杭の内周座34とを緊密に密着させることによって、杭の継手部の強度及び曲げ剛性を著しく高めることができる。
【0023】
また、この継手は、雄ねじ24と雌ねじ33との螺合部に地下水等が進入するのを止水ゴムリング37でシールして防止することができるので、ねじの劣化、鋼管杭の結合力の低下を招来するおそれがない。
図2は図1のA−A矢視図を示したもので、上端部金物30の上端面35の内側に4条ねじの雌ねじ33が設けられている。図3は図2と比較のために示した従来の1条ねじの平面図である。図2に示した本発明の実施例の4条ねじでは、ねじの始端部39(仮想線で囲んで示している部分)が、ねじ軸に直角な同一平面内に4個所存在する。一方、この雌ねじに噛み合う雄ねじも同様であるから、雄ねじが雌ねじと噛み合う噛み合い始めにねじの先端はねじ軸に直角な平面内で4点で接触する。従って常に安定した円滑な噛み合い始めが確保され、噛み合い不良を起こすことが全くない。本発明の接合継手は円筒部25、内面円筒部38による心合わせガイド機能と、この噛み合い始端部が同一平面内に多点存在することとの相乗効果により、現場における迅速円滑な接合が保証されている。従来の1条ねじを備えた図3では、ねじの始端部39は1か所しかないから、雄ねじと雌ねじの軸心に傾きがあると噛み合い始めが不円滑となり、本発明のような安定した噛み合い始めを確保することができず、クロススレッドを生ずる恐れがある。
【0024】
図4〜図6は実施例の接合継手の接合工程を模式的に示した説明図である。
図4は下端部金物20の雄ねじ24と上端部金物30の雌ねじ33とが噛み合い始める直前の状態を示すものである。下端部金物20の先端の円筒部25は雌ねじ33の内径に嵌合し、上端部金物30の上端の内部円筒部38は雄ねじ24の外径に嵌合し、雄ねじ24の軸と雌ねじ33の軸は互いにほぼ同軸に自動的に調心される。同時に、雄ねじ24と雌ねじ33の噛み合い始端部は、図2で説明したように、軸に直角な平面内で4点で接する状態になっており、下端部金物20を捻回すれば直ちに円滑にねじが噛みあう状態になっている。
【0025】
図5は円滑に迅速にねじ込んでいる途中の状態を示している。図6は、ねじ込みを完了し、下端部金物20の下端面26が上端部金物30内の内面座34に当接した状態を示している。
図7は、止水ゴムリングを用いる実施例の継手を結合完了した状態を示すもので、鋼管杭100、110の部分縦断面図である。下端部金物20の下端面26が上端部金物30内の内面座34に当接し、下端部金物20の外周座27と上端部金物30の上端面35の面取り36との間に止水ゴムリング87を装着した例を示している。
【0026】
図8は本発明に係る鋼管の継手部の曲げ試験を模式的に示すものである。
本発明の鋼管杭の継手は、継手部の曲げモーメントをねじ部で伝達するようにし、下端部金物20、上端部金物30等の継手金物の材質としては、鋼管杭の素管強度が50〜60kgf/mm2 の場合に80kgf/mm2 級の鋼を用い、鋼管杭に溶接接合するものとする。継手の強度は、危険断面における断面縁降伏モーメントが鋼管杭の素管の断面縁降伏モーメント以上とし、危険断面における全塑性モーメントが鋼管杭の素管の全塑性モーメント以上とし、ねじの縁せん断降伏モーメントが鋼管杭の素管の全塑性モーメント以上とする。なお、継手部の断面剛性は鋼管杭の素管の断面剛性以上とする。
【0027】
図8に示すように、鋼管杭(母管)100、110を、継手部120を中央にして、支持部121で支持し、継手部120を挟む2位置122、122に載荷梁123を介して荷重124を負荷し継手部120の曲げ特性を試験した。供試材は、外経300mm、肉厚19.5mmのSKK490材からなる鋼管杭を用い、曲げモーメントと変位との関係を図9に示した。なお、この試験では現場施工の継手接合許容値を考慮して下端部金物の下端面と上端部金物の内周座の隙間を5mmとしている。図9中の実線は試験値、破線は計算値である。継手部の縁降伏曲げモーメントMy、全塑性モーメントMp、断面剛性共に素管の特性を上回っており、優れた特性を示している。
【0028】
図10は本発明の継手の別の実施例である。鋼管杭100の下端に取付ける下端部金物40と、鋼管杭110の上端に取付ける上端部金物50が組み合わされている。下端部金物40は鋼管杭100に溶接接合101されており、雄ねじ42の先端部には、ねじ底径を外径とする円筒部45が形成されている。その下端面46は鋼管杭の軸に直角な面をなしている。また、雄ねじ42の後端にはシール座47が設けられている。
【0029】
鋼管杭110の上端部金物50は、鋼管杭110と溶接接合111され、内径に雌ねじ53が設けられている。雌ねじ53の下方に、内面円筒面55が形成されており、上記雄ねじの下方の円筒部45が進入する。
雄ねじ42と雌ねじ53とは、テーパを持たない平行ねじに形成してあり、かつ3条以上の多条ねじとなっている。平行ねじは、テーパねじに比べて低トルクで接合することができる。また、多条ねじは、1回転する時の軸方向のリードがねじピッチの多条倍となる。従って迅速なねじ込みができる。
【0030】
雄ねじ42を雌ねじ53にねじ込む時に、ねじ込み前に円筒部45が雌ねじ53の内径に沿うガイドとなるので上下杭の心出しが容易である。ねじ込みにより、下端部金物40の下端面46と上端部金物50の内周座56とを緊密に密着させることによって、鋼管杭の接合継手部の強度及び曲げ剛性を著しく高めることができる。
【0031】
下端部金物40の円筒部45の外周面に凹孔48が設けられており、上端部金物50の円筒壁54にセットボルト装着孔58が設けられている。図11に示すように、凹孔48にセットボルト装着孔58を対向させ、このセットボルト装着孔58にセットボルト60をねじ込み、下杭と上杭の回り止めを形成し、上杭を逆転させても雄ねじ42が抜け出さないようにする。図11のB−B矢視断面図を図12に示した。この例はねじが4条ねじの場合を示している。セットボルトの装着孔58は上端部金物50の円筒壁54に中心点対称に1対を設けている。下端部金物40には、凹孔48を中心点対称に4対つまり8個を円周上に等間隔に配置している。このようにすると、下端部金物を中心角で45度以内(円周の8分の1以内)逆転させると、何れかの凹孔48とセットボルト装着孔58が対向する。一般的にはN条ねじの時、凹孔48を円周上にN対以上の偶数箇配置すればよい。このようにすると、ねじピッチの2分の1以下の軸方向移動量の逆転によりセットボルトをセットすることができ、凹孔の直径、配置位置とセットボルトの直径、配置位置との関係を精度よく定めることができる。また、ねじピッチは通常8mm程度であるから、ねじを軸方向に4mm以内戻すことにより達成できる。これより、前記の施工上の継手接合部の隙間の許容値(5mm)以内となり、十分な継手強度を確保することができる。
【0032】
なお、この実施例では、凹孔48を円形孔とし、貫通孔でない例を示しているが、鋼管杭の使用条件等に応じて、凹孔の代わりに、貫通孔、円周凹溝、軸方向凹溝、その他任意の変形を用いることを制限するものではない。また、セットボルト装着孔58の位置、数、大きさ等も上記実施例に制約されるわけではなく、予備孔等を設けても差し支えない。図13はこのセットボルトのねじ込みを示す斜視図である。
【0033】
図14、15は、上下杭の心合わせの説明図である。下杭の上端部金物50と上杭の下端部金物40との軸心が一致しないと、わずかな軸心狂いでも大直径の杭では、接合端部に大きな隙間70を生ずる。例えば、下杭の鉛直精度が1/200の時、直径600mmの杭では、継手接合面の隙間70は3mmとなる。ねじは、図15に示す4点71、72、73、74が同時にかみ合わないと接合が不可能になる。本発明では、下端部金物の雄ねじの先端の円筒部と上端部金物の雌ねじの先端部の内面円筒部の何れか一方又は両方、及び本発明の多条ねじ構造との相乗作用により、この心出しは極めて容易、確実である。また、多状ねじはリードが非常に大きく、接合が迅速である。従って、本発明の鋼管杭の接合継手は、省力、省時間、安全、確実、で信頼性が高く、迅速施工に最適である。
【0034】
また、下端部金物の下端の円筒部は、図16に示すように、杭100を吊具130で上方131に吊り上げる時、ねじが床面132に接触せずねじ部が保護されるという特徴がある。
【0035】
【発明の効果】
本発明の鋼管杭の接合継手は以上のように構成されているので、次の優れた効果を奏する。すなわち、鋼管杭の自動調心作用があり、鋼管杭の現場接続の施工時間を短縮することができる。また下杭の施工精度に影響されることなく迅速に正確に施工することができる。ねじの噛み合いを極めて円滑にすることができ、省力的で確実な施工が可能となり、継手品質を向上させることができる。
【0036】
また本発明の他の実施態様では、杭の吊り上げの時にねじ部に損傷を与えなることなく、上下杭の心出しが容易でねじ込みが簡単であり、接合等の施工が容易で、正確な杭打ちができるほか、杭の逆転によっても継手部が抜け出さない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の接合継手の側面図、縦断面図である。
【図2】実施例の接合継手のねじ始端部の平面図である。
【図3】従来例の接合継手のねじ始端部の平面図である。
【図4】実施例の接合継手の接合工程の説明図である。
【図5】実施例の接合継手の接合工程の説明図である。
【図6】実施例の接合継手の接合工程の説明図である。
【図7】実施例の継手の接合状態を示す部分縦断面図である。
【図8】実施例の継手の曲げ試験の説明図である。
【図9】実施例の継手の曲げ性能を示すグラフである。
【図10】他の実施例の継手金物の縦断面図である。
【図11】図11の実施例の継手金物の縦断面図である。
【図12】図11の実施例のA−A矢視図である。
【図13】図11の実施例の斜視図である。
【図14】継手金物の心出しの説明図である。
【図15】継手金物の心出しの説明図である。
【図16】杭の吊り上げの説明図である。
【符号の説明】
20 下端部金物
21 上部円筒
22 開先
23 下部円筒
24 雄ねじ
25 円筒部
26 下端面
27 外周座
28 孔又は切欠
30 上端部金物
31 外周部
32 円周開先
33 雌ねじ
34 内面座
35 上端面
36 面取り
37 止水ゴムリング
38 内面円筒部
39 ねじの始端部
40 下端部金物
42 雄ねじ
45 円筒部
46 下端部
47 上端面
48 凹孔又は凹溝
50 上端部金物
53 雌ねじ
54 円筒壁
55 内面(円筒面)
56 内周座
58 セットボルト装着孔
60 セットボルト
70 隙間
71、72、73、74 点
100、110 鋼管杭
101、111 溶接接合
120 継手部
121 支持部
122 荷重点
123 梁
124 荷重
130 吊具
131 吊上げ
132 床面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a technology related to steel pipe piles in the field of civil engineering and construction, and is applied to, for example, steel pipe piles used for landslide countermeasures, steel pipe piles used for support piles, and relates to a steel pipe pile joining method and a steel pipe pile joint. .
[0002]
[Prior art]
For steel pipe piles for landslide prevention, bore holes are constructed in mountainous, sloped, and sloped areas where landslides may occur, steel pipe piles are inserted into the boreholes, and mortar is filled in the holes. Stabilize and connect the surface part that causes landslide to the deep part of the formation. Such steel pipe piles include those having a diameter of about 200 to 600 mm and a length of several tens of meters depending on the conditions of the construction site. Therefore, it is necessary to connect a plurality of steel pipe piles at the construction site.
[0003]
On the other hand, it may be necessary to construct a long support pile under narrow construction conditions such as in urban areas. In such a case, for example, there are cases where an aerial structure such as an overhead wire or a bridge already exists, or there are cases where a large number of short steel pipe piles must be connected and submerged under the roof.
Conventionally, butt-welded joints, welded joints using sleeves, threaded joints, flange joints, and the like are generally used as joints for steel pipe piles.
[0004]
Welded joints require a long time for welding, and it is becoming difficult to secure skilled welding workers, and there are problems that require X-ray inspection and the like. As an alternative joint, for example, Japanese Patent Publication No. 7-13368 discloses a conventional technique used for joining work on a taper screw joint in the field. Perform joint joining while confirming by visual inspection of field workers. There is also a simple jig that folds a round bar for centering the pile and hangs it on the head of the lower pile to guide the upper pile into the lower pile.
[0005]
Such taper screws are not easy to align the upper and lower piles, and require high-precision and careful setting of the upper and lower piles. Special considerations are required, and if the screws are not meshed, the work will be poor. Flange joints have a problem that the outer diameter increases, and it is possible to reduce the outer diameter of the pile end so that the outer diameter does not increase, but it is not easy to insert bolts or use a wrench, and it takes a long time for construction. Cost.
[0006]
Further, in JP-A-9-3875 and JP-A-9-132913, a threaded joint of a pile is provided with a guide cylinder on the female thread side, and a guide cylinder that enters the guide cylinder on the male thread side, The guide cylinder and the guide cylinder are fitted to match the pile shaft to achieve normal engagement of the screws. This technique requires a guide cylinder deeper than the length of the screw and a guide cylinder longer than the length of the screw.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the upper and lower steel pipe piles are joined on site using threaded joints, if the vertical accuracy of the lower pile is poor, the screws of the upper and lower piles do not mesh well even when using a jig, and the screw part is seized and damaged, It becomes construction failure. Moreover, a long time will be required for construction. If the screws are not completely engaged, a predetermined strength cannot be obtained, resulting in poor quality, and it is very difficult to take corrective measures.
[0008]
In the technique using a taper screw to match the axial center of this threaded joint, if the taper screw has an inclination in the mutual screw shaft at the beginning of meshing of the male screw and the female screw, a cross thread (difference in the thread) occurs. If the screw is tightened while tilted, the thread will be crushed and the joint performance will deteriorate.
The present invention solves the above problems, and develops and provides a steel pipe pile joint that can be easily centered in a short time and can be firmly and securely joined in field construction. With the goal.
[0009]
Another object of the present invention is to connect a plurality of short piles having a length of, for example, about 2 m under construction conditions restricted in an urban area or the like. The upper and lower piles can be easily centered and screwed in easily without damaging the threaded part during lifting, and it is easy to join and perform accurate pile driving. There is no joint to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized by taking the following technical means in order to solve the above problems.
The structure of the steel pipe pile joint according to the present invention is as follows. That is, each of the steel pipe pile ends is provided with a male cylinder having a male thread and a female cylinder having a female thread. The screw is a multi-threaded thread of three or more parallel threads, and is attached to the tip of the male cylinder. Provided is a steel pipe pile joint, wherein a cylindrical portion having an outer diameter loosely fitted to the inner diameter of the female screw is provided. The joint joint of the present invention is provided with a male and female threaded cylinder at the end of a steel pipe pile, and employs multi-threaded screws to facilitate centering of the steel pipe pile and quick coupling. Further, a cylindrical portion that is loosely fitted to the inner diameter of the female screw is provided on the tip side of the male screw of the male cylinder so as to automatically align the center. The outer diameter of the cylindrical portion is a size that fits loosely into the inner diameter of the female screw, and has an outer diameter that eliminates the threads of the male screw. Since the male thread is a multi-threaded thread, the start end of the male thread is present in the plane perpendicular to the screw axis by the number of the multi-threaded thread, and the female thread side is also within the same cross section perpendicular to the threaded axis. Since there are as many threads with the same phase as the number of threads, the beginning of meshing of the screw occurs at a number of positions, coupled with the effect that the cylindrical part is fitted to the inner diameter of the female thread and positioned, The shaft centers are easily matched and normal engagement of the screws is easily achieved.
[0011]
In this joint structure, the axial length of the cylindrical portion is not limited. This cylindrical part serves as a guide when connecting the upper and lower piles, and it is sufficient that there is a minimum dimension sufficient for the axis centers of the upper and lower piles to be aligned. , Easy to center. Such a pile is used when, for example, a long pile of several tens of meters is constructed by connecting a number of short piles having a length of about 2 m under the structure. Preferably used. In such a case, it may be desired to save labor for attaching and detaching a centering jig and the like, which is particularly effective in such a case.
[0012]
In the present invention, instead of the cylindrical portion, an inner cylindrical portion loosely fitted to the outer diameter of the male screw may be provided at the tip of the female side cylindrical body, and the effect of facilitating the centering is equivalent to the cylindrical portion. It is. Furthermore, in addition to the cylindrical portion, if an inner surface cylindrical portion that loosely fits to the outer diameter of the male screw is provided at the tip of the female side cylindrical body, alignment is further facilitated. In the steel pipe pile according to the present invention, when the upper pile is lifted and its lower end is brought into contact with the lower pile, the axis centers automatically coincide with each other, so that the labor of alignment is not required.
[0013]
Further, when an inner peripheral seat with which the tip of the cylindrical portion abuts is provided on the inner surface of the female cylindrical body, it serves as a stopper for screwing completion and contributes to tightening of the screw, and a large thrust transmission function in the axial direction Can be given. In addition, an outer peripheral seat on which the tip of the inner cylindrical portion abuts directly or via a water blocking rubber ring is provided on the outer surface of the male cylinder, and the stopper, screw tightening, thrust transmission action is applied, or It is preferable to provide a watertight seal characteristic.
[0014]
Also, such piles may need to be reversed during construction. Therefore, a set bolt for preventing loosening of the threaded joint is provided when the motor is reversed. Since long piles formed by connecting a large number of short piles have many joints, special consideration must be given to loosening of screws. The set bolt is provided with a set bolt mounting hole in the cylindrical wall of the female side cylindrical body, and the outer periphery of the cylindrical part of the male side cylindrical body is a concave hole into which the tip of the set bolt is fitted, or a circumferential headband-shaped concave groove, Alternatively, a long hole-like concave hole or groove along the cylindrical bus is provided. From the standpoint of sealing the inside and outside of the steel pipe pile, the recessed hole should not be a through hole. However, when it is not necessary to seal the inside and outside of the steel pipe pile, a through hole may be used instead of the concave hole.
[0015]
With this set bolt, it is possible to ensure the connection of the upper and lower piles and to easily provide the rotational torque transmission and thrust transmission functions between the upper and lower piles.
A pair of mounting holes for the set bolts may be provided symmetrically with respect to the center point of the cylindrical body, and N or more pairs of the concave holes may be arranged at equal intervals on the circumference with respect to the central point of the cylindrical body. N is the number of multi-threaded threads. For example, in the case of a three-thread screw, the number of recess holes is six or more even numbers, in the case of a four-thread screw, eight or more even numbers, and in the case of a five-thread screw, ten or more even numbers. By doing so, the male screw and female screw are fully screwed in, and then the screw is returned in the axial direction by a stroke less than half of the screw pitch, so that the position of the concave hole and the set bolt can be matched. It becomes easy to secure the processing accuracy by increasing the fitting dimension accuracy between the bolt and the recessed hole and the mutual arrangement position accuracy.
[0016]
Moreover, it can also utilize as a suspension hand at the time of handling a steel pipe pile by attaching an eyebolt to the mounting part of this set bolt. This eliminates the risk of damaging the screw when suspending a steel pipe pile having a joint screw. In addition, when attaching Yatco (an auxiliary tool temporarily installed on the pile head for hiring piles, pile driving, etc.) to the head of the steel pipe pile, it was made common so that it could be used as its mounting bolt hole. By designing, it can be used for multiple purposes.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The upper end of the
[0021]
In the embodiment shown in FIG. 1, the
The
[0022]
By providing the
[0023]
In addition, this joint can prevent groundwater and the like from entering the threaded portion between the
FIG. 2 is a view taken along the line A-A of FIG. 1, and a
[0024]
4-6 is explanatory drawing which showed typically the joining process of the joint joint of an Example.
FIG. 4 shows a state immediately before the
[0025]
FIG. 5 shows a state in the middle of being screwed smoothly and quickly. FIG. 6 shows a state in which the screwing is completed and the
FIG. 7 is a partial vertical cross-sectional view of the steel pipe piles 100 and 110, showing a state in which the joint of the embodiment using the water blocking rubber ring is completed. The
[0026]
FIG. 8 schematically shows a bending test of a joint portion of a steel pipe according to the present invention.
In the steel pipe pile joint of the present invention, the bending moment of the joint portion is transmitted by the thread portion, and the material strength of the joint hardware such as the
[0027]
As shown in FIG. 8, the steel pipe piles (base pipes) 100 and 110 are supported by the
[0028]
FIG. 10 shows another embodiment of the joint of the present invention. The
[0029]
The
The
[0030]
When the
[0031]
A
[0032]
In addition, in this Example, although the
[0033]
14 and 15 are explanatory diagrams of the alignment of the upper and lower piles. If the axial centers of the
[0034]
Further, as shown in FIG. 16, the cylindrical portion at the lower end of the lower end hardware is characterized in that when the
[0035]
【The invention's effect】
Since the bonded joint of the steel pipe pile of the present invention is configured as described above, the following excellent effects are exhibited. That is, there is an automatic alignment action of the steel pipe pile, and the construction time for the on-site connection of the steel pipe pile can be shortened. Moreover, it can be constructed quickly and accurately without being affected by the construction accuracy of the lower pile. Engagement of the screws can be made extremely smooth, labor-saving and reliable construction is possible, and joint quality can be improved.
[0036]
In another embodiment of the present invention, the piles are not damaged when the pile is lifted, the upper and lower piles are easily centered and screwed in easily, and the construction such as joining is easy and accurate. In addition to hammering, the joints will not come out even when the piles are reversed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view and a longitudinal sectional view of a joint joint according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a screw start end portion of a joint joint according to an embodiment.
FIG. 3 is a plan view of a screw start end portion of a conventional joint.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a joining process of a joint joint according to an embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a joining process of a joint joint according to an embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a joining process of a joint joint according to an embodiment.
FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view showing a joined state of the joint of the example.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a bending test of a joint of an example.
FIG. 9 is a graph showing the bending performance of the joint of the example.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a joint metal fitting according to another embodiment.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the joint hardware of the embodiment of FIG.
12 is an AA arrow view of the embodiment of FIG.
13 is a perspective view of the embodiment of FIG.
FIG. 14 is an explanatory view of the centering of the joint hardware.
FIG. 15 is an explanatory view of the centering of the joint hardware.
FIG. 16 is an explanatory diagram of lifting a pile.
[Explanation of symbols]
20
56
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