JP6344487B2 - 鋼管杭の回転抑止構造 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された鋼管杭の回転抑止構造では、雌円筒と雄円筒とが結合された状態で、内面突起のテーパ面と外面突起のテーパ面とが強固に上下円筒を結合したとき、雄円筒の回転抑止キー溝部形成部と雌円筒の回転抑止キー溝部形成部とが軸心方向に一致する。
特許文献1に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、雄円筒の回転抑止キー溝部形成部にタップ孔部が形成されるとともに、回転抑止キー部材にボルト孔部が設けられて、雄円筒の回転抑止キー溝部形成部と雌円筒の回転抑止キー溝部形成部とが軸心方向に一致した状態で、円筒の外面から回転抑止キー部材が嵌め込まれる。
この接合部構造では、第1接合部が軸心方向に直交する方向で内側に突出する第1係合凸部を有し、第2接合部が軸心方向に直交する方向で外側に突出する第2係合凸部を有する。そして、第1係合凸部と第2係合凸部とを互いに嵌合させた状態で、第1接合部に形成された開口部から、第1接合部の内面と第2接合部の外面との間に規制部材が挿入される。この規制部材が第1係合凸部の側面と第2の係合凸部の側面とに当接することにより、第1柱状体と第2柱状体との間の相対回転が抑制される。
このため、特許文献1に開示された鋼管杭の回転抑止構造は、引張耐力及び圧縮耐力を負担する外面突起に断面欠損が生じることから、継手全体の引張耐力及び圧縮耐力が低下するおそれがあるという問題点があった。
更には、回転抑止キー溝部による断面欠損位置は、軸心方向から見た場合に軸力伝達する突起と重なる円周角度位置に存在するため、軸力伝達機能が損なわれるという問題点もあった。
更には、第1接合部の内面と第2接合部の外面との間のスペースは外面側から目視出来ないことから、第1鋼管の設置時に土や石などの異物が当該スペースに付着した場合には規制部材の設置が更に困難となる。
更には、規制部材の設置後には、第1接合部に形成された開口部を閉塞する蓋部材を設置する必要がある。
このように、特許文献2に開示された接合部構造では、施工性に問題点があった。
(1)本発明の第一の態様は、共通の軸心を持つように連結された第1鋼管杭と第2鋼管杭との間の相対回転を抑止する、鋼管杭の回転抑止構造である。
この回転抑止構造は、前記第1鋼管杭に設けられた外嵌端部と、前記第2鋼管杭に設けられた内嵌端部と、前記外嵌端部と前記内嵌端部との間の相対回転を抑止する回転抑止キー部材と、を備え、前記外嵌端部が、前記軸心に向かう方向に突出するとともに前記軸心を中心とする周方向に複数形成された外嵌山部と、互いに隣り合う前記各外嵌山部の間に形成された外嵌溝部と、前記各外嵌山部に隣接してかつ前記第1鋼管杭に近い基端側に形成された外嵌谷部と、前記軸心に沿った先端側に形成された外嵌先端面を有する外嵌先端部と、を有し、前記内嵌端部が、前記軸心から離間する方向に突出するとともに前記軸心を中心とする周方向に複数形成された内嵌山部と、互いに隣り合う前記各内嵌山部の間に形成された内嵌溝部と、前記各内嵌山部に隣接してかつ前記第2鋼管杭に近い基端側に形成された内嵌谷部と、前記外嵌端部の前記外嵌先端面に対向する内嵌基端面を有する内嵌基端部と、を有する。
前記外嵌先端部が、前記軸心方向から見た場合に前記外嵌山部と重ならない円周角度位置において、前記外嵌先端面から前記軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって前記外嵌溝部に形成された外嵌端部側回転抑止キー溝部を有し、前記内嵌基端部が、前記軸心方向から見た場合に前記内嵌山部と重ならない円周角度位置において、前記内嵌基端面から前記軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって前記内嵌基端部に形成された内嵌端部側回転抑止キー溝部を有する。
前記外嵌端部側回転抑止キー溝部と前記内嵌端部側回転抑止キー溝部とが対向するように前記外嵌端部と前記内嵌端部とが嵌合した状態で、前記回転抑止キー部材は、前記外嵌端部側回転抑止キー溝部と前記内嵌端部側回転抑止キー溝部との間に嵌め込まれている。
(2)上記(1)に記載の鋼管杭の回転抑止構造では、前記外嵌端部側回転抑止キー溝部の内側面と、前記外嵌山部の外側面とが面一であってもよい。
(3)上記(2)に記載の鋼管杭の回転抑止構造では、前記外嵌端部側回転抑止キー溝部の軸方向長さが、前記面一に形成された前記外側面を有する前記外嵌山部の軸方向長さよりも短くてもよい。
(A)外嵌山部の周方向中央部に外嵌端部側回転抑止キー溝部を形成させる場合と比較して、外嵌端部側回転抑止キー溝部及び回転抑止キー部材のサイズを大きくすることができる。従って、回転抑止キー部材の剛性及び強度を向上させて、第1鋼管杭と第2鋼管杭との間の相対回転を抑止する回転抵抗力を向上させることが可能となる。
(B)外嵌端部側回転抑止キー溝部が、外嵌先端面から軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって外嵌溝部に形成されることから、回転抑止キー部材の側面を、外嵌山部の側面に大きな接触面で当接させることができる。従って、第1鋼管杭と第2鋼管杭との間の相対回転を抑止する回転抵抗力を著しく向上させることが可能となる。
(C)外嵌山部の周方向中央部に外嵌端部側回転抑止キー溝部を形成させる場合と比較して、軸心方向の引張力及び圧縮力に抵抗させる外嵌山部に断面欠損を生じさせない。従って、継手全体の引張耐力及び圧縮耐力の低下を防止することが可能となる。
(D)あらかじめ外嵌端部と内嵌端部との間に回転抑止用の仮止め部材を利用することを必要としないで、外嵌先端部及び内嵌基端部の外面側から回転抑止キー部材を設置することが可能である。従って、外嵌端部及び内嵌端部に複雑な加工等を実施することなく、第1鋼管杭と第2鋼管杭との間の相対回転を抑止するための構造を簡易に導入することが可能となるため、優れた施工性を得ることができる。
(E)外嵌先端部から内嵌基端部まで回転抑止キー部材が架設されるため、外嵌先端部と内嵌基端部とに回転抵抗力を分担させることが可能となる。
(F)軸心方向から見た場合に外嵌山部又は内嵌山部と重ならない円周角度位置において、キー溝が形成される。図15に示すように、外面突起に引張力が作用した場合の軸力は段部列の延長方向に沿って伝達されるが、この段部列の延長線上に回転抑止キー溝部が形成されないことになるため、軸力伝達機能の損失を防ぐことが可能となる。
(G)内嵌溝部を形成させる切削工程と連続させて、内嵌端部側回転抑止キー溝部を切削形成することができる。従って、回転抑止キー溝部の切削形成を効率的に実施して、内嵌端部の加工費を低減させることが可能となる。
尚、以下の説明においては、鋼管杭の軸心延在方向を軸心方向Y、軸心方向Yに直交する方向を軸心直交方向X、鋼管杭の軸心回りの方向を周方向Wと呼称する場合がある。
更に、外嵌端部3は、軸心方向Yの先端側に設けられる外嵌先端部34と、軸心方向Yの基端側に設けられる外嵌基端部35とを有する。外嵌先端部34は、軸心方向Yの先端側に外嵌先端面34aを有する。
更に、内嵌端部5は、軸心方向Yの先端側に設けられる内嵌先端部54と、軸心方向Yの基端側に設けられる内嵌基端部55とを有する。内嵌基端部55は、外嵌先端面34aに軸心方向Yで対向するように設けられる内嵌基端面55aを有する。
同様に、各々の外嵌段部4では、外嵌山部31の板厚よりも外嵌谷部33の板厚が小さくされ、外嵌山部31と外嵌谷部33とが軸心方向Yで交互に形成される。
すなわち、第1外嵌段部41の外嵌谷部33の板厚は、第2外嵌段部42の外嵌谷部33の板厚よりも小さく、第2外嵌段部42の外嵌谷部33の板厚は、第3外嵌段部43の外嵌谷部33の板厚よりも小さく、第3外嵌段部43の外嵌谷部33の板厚は、第4外嵌段部44の外嵌谷部33の板厚よりも小さく形成される。
同様に、各々の内嵌段部6では、内嵌山部51の板厚よりも内嵌谷部53の板厚が小さくされ、内嵌山部51と内嵌谷部53とが軸心方向Yで交互に形成される。
すなわち、第1内嵌段部61の内嵌谷部53の板厚は、第2内嵌段部62の内嵌谷部53の板厚よりも小さく、第2内嵌段部62の内嵌谷部53の板厚は、第3内嵌段部63の内嵌谷部53の板厚よりも小さく、第3内嵌段部63の内嵌谷部53の板厚は、第4内嵌段部64の内嵌谷部53の板厚よりも小さく形成される。
各々の内嵌段部6において、内嵌山部51の軸心直交方向Xの高さは、嵌合時に対応する外嵌溝部32の軸心直交方向Xの深さ以下に設定される。これにより、内嵌山部51を外嵌溝部32に通過可能な構造となる。
各々の外嵌段部4において、外嵌山部31の軸心直交方向Xの高さは、嵌合時に対応する内嵌溝部52の軸心直交方向Xの深さ以下に設定される。これにより、外嵌山部31を内嵌溝部52に通過可能な構造となる。
各々の内嵌段部6において、内嵌谷部53の軸心直交方向Xの深さは、嵌合時に対応する外嵌山部31の軸心直交方向Xの高さ以上に設定する。これにより、外嵌山部31を内嵌谷部53に嵌合可能な構造となる。
各々の外嵌段部4において、外嵌谷部33の軸心直交方向Xの深さは、嵌合時に対応する内嵌山部51の軸心直交方向Xの高さ以上に設定する。これにより、内嵌山部51を外嵌谷部33に嵌合可能な構造となる。
外嵌端部側回転抑止キー溝部73は、軸心方向から見た場合に外嵌山部31と重ならない円周角度位置において、外嵌先端面34aから軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって外嵌溝部32に形成される。
内嵌端部側回転抑止キー溝部74は、軸心方向から見た場合に内嵌山部と重ならない円周角度位置において、内嵌基端面55aから軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって内嵌基端部55の外面に形成される。
回転抑止構造7は、外嵌先端部34から内嵌基端部55まで回転抑止キー部材71が架設された状態で、外嵌先端部34及び内嵌基端部55の何れか一方又は両方に、ピン部材75等で回転抑止キー部材71が固定される。
尚、ピン部材75は、回転抑止キー部材71の軸心直交方向Xへの移動を制限するが、周方向W又は軸心方向Yへの移動は制限しないことが好ましい。
また、回転抑止構造7では、内嵌端部5の基端側で、内嵌溝部52の軸心直交方向Xの深さよりも深くして、内嵌端部5の外面を切り欠いて内嵌基端部55に内嵌端部側回転抑止キー溝部74が形成されてもよい。
この構成は、例えば、外嵌端部側回転抑止キー溝部73の周方向Wに隣接する外嵌山部31の軸方向長さのみを、他の外嵌山部31の軸方向長さよりも長く設定することで得られる。
この構成によれば、断面欠損部位を鋼管軸方向の余長部分(応力設計する範囲外)に設定できるため、応力伝達機能の損失を回避することが出来る。
また、外嵌端部3及び内嵌端部5の軸心方向Yで外嵌段部4及び内嵌段部6が1段以上の如何なる段数で形成されてもよい。
また、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2の端部が切削されることで、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2そのものに外嵌端部3又は内嵌端部5が設けられてもよい。
また、複数の外嵌段部4の外嵌山部31や、複数の内嵌段部6の内嵌山部51が、軸心方向Yで略千鳥状に配置されてもよい。
また、各々の外嵌段部4や内嵌段部6で、外嵌谷部33や内嵌谷部53の板厚を略同一のものとして、複数の外嵌段部4や内嵌段部6がストレート状に形成されてもよい。
2 :第2鋼管杭
3 :外嵌端部
31 :外嵌山部
31a :外嵌山部側面
32 :外嵌溝部
33 :外嵌谷部
34 :外嵌先端部
34a :外嵌先端面
35 :外嵌基端部
4 :外嵌段部
41 :第1外嵌段部
42 :第2外嵌段部
43 :第3外嵌段部
44 :第4外嵌段部
5 :内嵌端部
51 :内嵌山部
51a :内嵌山部側面
52 :内嵌溝部
53 :内嵌谷部
54 :内嵌先端部
55 :内嵌基端部
55a :内嵌基端面
6 :内嵌段部
61 :第1内嵌段部
62 :第2内嵌段部
63 :第3内嵌段部
64 :第4内嵌段部
7 :鋼管杭の回転抑止構造
71 :回転抑止キー部材
71a :一方側面
71b :他方側面
72 :回転抑止キー溝部
73 :外嵌端部側回転抑止キー溝部
74 :内嵌端部側回転抑止キー溝部
74a :溝側面
75 :ピン部材
W :周方向
X :軸心直交方向
Y :軸心方向
Claims (3)
- 共通の軸心を持つように連結された第1鋼管杭と第2鋼管杭との間の相対回転を抑止する、鋼管杭の回転抑止構造であって、
前記第1鋼管杭に設けられた外嵌端部と、
前記第2鋼管杭に設けられた内嵌端部と、
前記外嵌端部と前記内嵌端部との間の相対回転を抑止する回転抑止キー部材と、
を備え、
前記外嵌端部が、
前記軸心に向かう方向に突出するとともに前記軸心を中心とする周方向に複数形成された外嵌山部と、
互いに隣り合う前記各外嵌山部の間に形成された外嵌溝部と、
前記各外嵌山部に隣接してかつ前記第1鋼管杭に近い基端側に形成された外嵌谷部と、
前記軸心に沿った先端側に形成された外嵌先端面を有する外嵌先端部と、
を有し、
前記内嵌端部が、
前記軸心から離間する方向に突出するとともに前記軸心を中心とする周方向に複数形成された内嵌山部と、
互いに隣り合う前記各内嵌山部の間に形成された内嵌溝部と、
前記各内嵌山部に隣接してかつ前記第2鋼管杭に近い基端側に形成された内嵌谷部と、
前記外嵌端部の前記外嵌先端面に対向する内嵌基端面を有する内嵌基端部と、
を有し、
前記外嵌先端部が、前記軸心方向から見た場合に前記外嵌山部と重ならない円周角度位置において、前記外嵌先端面から前記軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって前記外嵌溝部に形成された外嵌端部側回転抑止キー溝部を有し、
前記内嵌基端部が、前記軸心方向から見た場合に前記内嵌山部と重ならない円周角度位置において、前記内嵌基端面から前記軸心の延在方向に沿った所定の長さをもって前記内嵌基端部に形成された内嵌端部側回転抑止キー溝部を有し、
前記外嵌端部側回転抑止キー溝部と前記内嵌端部側回転抑止キー溝部とが対向するように前記外嵌端部と前記内嵌端部とが嵌合した状態で、前記回転抑止キー部材が、前記外嵌端部側回転抑止キー溝部と前記内嵌端部側回転抑止キー溝部との間に嵌め込まれている
ことを特徴とする鋼管杭の回転抑止構造。 - 前記外嵌端部側回転抑止キー溝部の内側面と、前記外嵌山部の外側面とが面一である
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼管杭の回転抑止構造。 - 前記外嵌端部側回転抑止キー溝部の軸方向長さが、前記面一に形成された前記外側面を有する前記外嵌山部の軸方向長さよりも短い
ことを特徴とする請求項2に記載の鋼管杭の回転抑止構造。
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