JP6410595B2 - Connecting member, connecting member unit, and connecting method - Google Patents
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Description
本発明は、上下方向に配設される複数の鋼管を連結するための連結部材及び連結方法に関する。 The present invention relates to a connecting member and a connecting method for connecting a plurality of steel pipes arranged in the vertical direction.
橋梁、港湾構造物、建築構造物等の基礎構造には鋼管杭が用いられている。鋼管杭の施工では、製作や運搬等の都合から、工場製作された数メートルから数十メートル程度の鋼管を現場に搬入し、現場で縦継ぎしながら、軟弱な地盤の下にある硬い地盤である支持層内に到達する所定の長さのものを形成するようにしている。 Steel pipe piles are used for the basic structures such as bridges, harbor structures and building structures. In the construction of steel pipe piles, for the reasons of production and transportation, steel pipes of several meters to several tens of meters manufactured at the factory are carried to the site, and are longitudinally spliced at the site, with the hard ground under the soft ground. A predetermined length reaching a certain support layer is formed.
この鋼管の縦継ぎ作業は、下側鋼管に対して上側鋼管をクレーンで吊り下げて、突き合した端部同士を溶接により連結するようにしていたが、現場溶接による縦継ぎは、作業に多くの時間を要するとともに、両鋼管の傾きを維持した状態での溶接が必要になり、また、溶接部の品質が天候に左右されるばかりでなく、溶接に伴う裏当てリング等の金具を使用する等面倒で多くの費用を要していた。 In this longitudinal connection work, the upper steel pipe was suspended from the lower steel pipe with a crane and the butted ends were connected by welding. It is necessary to weld the steel pipes while maintaining the inclination of both steel pipes, and the quality of the welded part depends not only on the weather, but also use fittings such as a backing ring accompanying welding. It was tedious and costly.
そこで、施工の省力化、工期短縮の観点から施工現場での鋼管の縦継ぎ作業の効率化を図るために溶接による縦継ぎにかわるものとして、特許文献1には、上側鋼管と下側鋼管を連結する機械式の継合構造を備えた継手が提案されている。 Therefore, Patent Document 1 describes an upper steel pipe and a lower steel pipe as an alternative to welding longitudinal welding in order to improve the efficiency of steel pipe longitudinal joining work at the construction site from the viewpoint of labor saving and shortening the construction period. A joint having a mechanical joint structure to be connected has been proposed.
前記継合構造は、上側鋼管の下端部に溶接された雌型のボックス継手と、下側鋼管の上端部に溶接された雄型のピン継手とを互いに嵌挿させ、ボックス継手内のキー溝に内蔵した荷重伝達キーをボルトを用いてピン継手側の溝に押出し固定する構造となっている。 The joint structure includes a female box joint welded to the lower end portion of the upper steel pipe and a male pin joint welded to the upper end portion of the lower steel pipe. The structure is such that the load transmission key built in is extruded and fixed into the groove on the pin joint side using bolts.
ところで、鋼管は全体として鉛直方向に沿って打ち込まれる必要がある。しかし、実施際の施工にあたって、鉛直に打ち込むべき鋼管に僅かな傾斜が生じることがある。例えば鋼管の直径1000mmである場合に、鋼管の端面の一端と該端面上で対向する他端とが、高さ方向に数mm、例えば1mm程度以上3mm程度以下の範囲で傾斜した、つまり軸心が鉛直方向から0.05度程度から0・20度程度の範囲で傾斜したとする。この傾斜は、一見小さな値ではあるが、鋼管の全体の長さが数十メートルともなれば、最下段の鋼管からと最上段の鋼管には、大きな水平方向のズレとなって現れる。 By the way, the steel pipe needs to be driven along the vertical direction as a whole. However, a slight inclination may occur in the steel pipe to be driven vertically during the construction. For example, when the diameter of the steel pipe is 1000 mm, one end of the end face of the steel pipe and the other end opposed to the end face are inclined in the height direction within a range of several mm, for example, about 1 mm or more and about 3 mm or less. Is inclined in the range of about 0.05 degree to about 0.20 degree from the vertical direction. Although this inclination is seemingly small, if the entire length of the steel pipe is several tens of meters, it appears as a large horizontal deviation from the bottom steel pipe to the top steel pipe.
従来の溶接による上下の鋼管の縦継ぎにおいては、下側鋼管を打ち込んだときに、その軸心が多少傾いたとしても、上側鋼管を軸心の傾きを修正しながら溶接することにより、鋼管が上下方向に連結された鋼管の全体としての軸心の鉛直度が担保されていた。 In the longitudinal connection of upper and lower steel pipes by conventional welding, even when the lower steel pipe is driven, the upper steel pipe is welded while correcting the tilt of the axial center, so that the steel pipe is The verticality of the shaft center as a whole of the pipes connected in the vertical direction was secured.
しかし、前記継合構造は、鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いて打ち込まれた場合に、溶接による縦継ぎのような傾きの修正ができないため、その軸心の傾いた下側鋼管の上に縦継ぎされる上側鋼管の軸心も同様に傾くという問題があった。 However, in the joint structure, when two steel pipes that need to be arranged in the vertical direction along the vertical direction are connected, the axis of the lower steel pipe arranged below is somewhat slightly from the vertical direction. When tilted and driven, the tilt cannot be corrected as in the case of a longitudinal joint by welding, so that the axis of the upper steel pipe that is cascaded on the lower steel pipe whose axis is inclined is similarly inclined. there were.
また、複数本の鋼管を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎において、最初と最後の鋼管矢板の鉛直度に高精度が要求される。このような場合にも、鋼管の軸心の傾きが問題となっていた。 Moreover, in the steel pipe sheet pile well foundation formed by combining a plurality of steel pipes in a closed shape, high accuracy is required for the verticality of the first and last steel pipe sheet piles. Even in such a case, the inclination of the axis of the steel pipe has been a problem.
本発明の課題は、鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いていても、上方に配設される上側鋼管の軸心を鉛直方向に沿った方向に修正することができる連結部材及び連結方法を提供することにある。 The problem of the present invention is that when connecting two steel pipes that need to be arranged vertically along the vertical direction, the axis of the lower steel pipe arranged below is slightly inclined from the vertical direction. However, it is providing the connection member and the connection method which can correct the axial center of the upper steel pipe arrange | positioned upward in the direction along the perpendicular direction.
本発明に係る連結部材の第一の特徴構成は、複数の鋼管を上下方向に連結するための連結部材であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている点にある。 A first characteristic configuration of the connecting member according to the present invention is a connecting member for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction, and includes an upper end portion of a lower steel pipe disposed below, and the lower steel pipe. A first joint portion that can be joined along a first joint axis that coincides with the shaft center, a lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and a second joint that coincides with the shaft center of the upper steel pipe A second joining portion that can be joined along a joint axis, wherein the first joining portion and the second joining portion are such that the second joining axis is the first joining shaft center. And having a predetermined inclination angle.
鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いている場合に、本発明による連結部材を介して上側鋼管の軸心を鉛直方向に沿った方向に修正しながら連結することができる。なお、連結部材は、第一継合部と第二継合部とを別体のものを溶接等で連結することによって成形してもよいし、削り出しや鋳造によって一体的に成形してもよい。 When connecting two steel pipes that need to be arranged in the vertical direction along the vertical direction, when the axis of the lower steel pipe arranged below is slightly inclined from the vertical direction, the present invention It can connect, correcting the axial center of an upper steel pipe in the direction along a perpendicular direction via the connection member by. Note that the connecting member may be formed by connecting the first joining portion and the second joining portion separately by welding or the like, or may be formed integrally by machining or casting. Good.
本発明に係る連結部材の第二の特徴構成は、前記第一継合部には、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝との間で前記第一継合部と継合された前記下側鋼管との軸心周りの相対回転を抑止するための回転抑止キーを跨設可能なキー溝が周設され、前記第一継合部に周設されたキー溝の数は、前記下側鋼管の上端部に周設されているキー溝の数より多い点にある。 The second characteristic configuration of the connecting member according to the present invention is that the first joining portion is joined to the first joining portion between the first joining portion and a key groove provided around the upper end portion of the lower steel pipe. A key groove capable of straddling a rotation inhibiting key for inhibiting relative rotation around the axis of the lower steel pipe is provided, and the number of key grooves provided around the first joint portion is The number of key grooves provided around the upper end of the lower steel pipe is greater than the number of key grooves.
回転抑止キーが跨設されるキー溝の位置によって、下側鋼管と連結部材との周方向の連結位置は予め規定されている。上述の構成によれば、下方に配設された下側鋼管の軸心の傾斜方向に応じて、連結部材に周設されるキー溝の数のうち上方に配設される上側鋼管の軸心が最も鉛直に沿うように配設できるキー溝と、下側鋼管に周設されるキー溝との間に回転抑止キーを跨設することができる。 The connection position in the circumferential direction between the lower steel pipe and the connection member is defined in advance by the position of the key groove on which the rotation suppression key is straddled. According to the above-described configuration, the axis of the upper steel pipe disposed on the upper side of the number of key grooves provided on the connecting member in accordance with the inclination direction of the axis of the lower steel pipe disposed below. Can be provided between the key groove that can be disposed so as to extend most vertically and the key groove that is provided around the lower steel pipe.
本発明に係る連結部材ユニットの特徴構成は、上述した少なくともいずれかの特徴構成を有する連結部材を複数備えた連結部材ユニットであって、前記複数の連結部材は、前記傾斜角度が夫々異なる点にある。 The characteristic configuration of the connecting member unit according to the present invention is a connecting member unit including a plurality of connecting members having at least one of the above-described characteristic configurations, wherein the plurality of connecting members have different inclination angles. is there.
上述の構成によれば、下方に配設された下側鋼管の軸心の傾斜方向に応じて、適切な傾斜角度の連結部材を用いて、上方に配設される上側鋼管の軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。 According to the above-described configuration, the upper center of the upper steel pipe disposed at the uppermost position is connected to the lowermost steel pipe using the connecting member having an appropriate inclination angle according to the inclination direction of the lower steel pipe disposed at the lower side. It can be arranged along the vertical.
本発明に係る連結方法の第一の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成を備えた連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップと、前記下側継合ステップの後に、前記連結部材が備える第二継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部とを継合する上側継合ステップを備え、前記下側継合ステップに、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように、前記連結部材の位置を調整する調整ステップを備える点にある。 A first characteristic configuration of the connection method according to the present invention is a connection method for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction using the connection member having the first or second characteristic configuration described above, and is arranged below. A lower joining step for joining an upper end portion of a lower steel pipe to be provided and a first joining portion provided in the connecting member; and a second joining provided in the connecting member after the lower joining step. An upper joining step for joining the joint portion and the lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and the lower joining step includes an upper end portion of the lower steel pipe and the first joining portion. In the point provided with the adjustment step which adjusts the position of the above-mentioned connecting member so that the 2nd joint axis of the 2nd joint part with which the above-mentioned connecting member is equipped is most along a perpendicular direction.
本発明に係る連結方法の第二の特徴構成は、上述した第二の特徴構成を備えた連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップは、前記第一継合部に周設されているキー溝のうち、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うようなキー溝を、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝に対向させる位置決めステップと、前記両キー溝の間に回転抑止キーを跨設するキー跨設ステップとを備えている点にある。 The 2nd characteristic structure of the connection method which concerns on this invention is a connection method which connects a some steel pipe to an up-down direction using the connection member provided with the 2nd characteristic structure mentioned above, Comprising: It arrange | positions below. The lower joining step for joining the upper end portion of the lower steel pipe and the first joining portion included in the connecting member is the lower side of the key grooves provided around the first joining portion. When the upper end portion of the steel pipe and the first joining portion are joined, the key groove such that the second joining axis of the second joining portion provided in the connecting member is most along the vertical direction, The positioning step includes a positioning step that faces a key groove provided around the upper end of the side steel pipe, and a key straddling step that straddles a rotation suppression key between the key grooves.
本発明に係る連結方法の第三の特徴構成は、上述した特徴構成を有する連結部材ユニットを用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の軸心の鉛直方向からの傾きに応じて、複数の連結部材の中から、二本の鋼管を上下に連結した場合に上方に配設された上側鋼管の軸心が最も鉛直方向に沿うような、第二継合軸心の第一継合軸心に対する傾斜角度を有する連結部材を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された前記連結部材を用いて前記下側鋼管と前記上側鋼管とを連結する連結ステップとを備える点にある。 The 3rd characteristic structure of the connection method which concerns on this invention is a connection method which connects a some steel pipe to an up-down direction using the connection member unit which has the characteristic structure mentioned above, Comprising: The lower steel pipe arrange | positioned below Depending on the inclination of the shaft center from the vertical direction, when two steel pipes are connected vertically from among a plurality of connecting members, the axis of the upper steel pipe disposed above is most vertically aligned. The selection step of selecting a connecting member having an inclination angle of the second connecting axis with respect to the first connecting axis, and the lower steel pipe and the upper steel pipe using the connecting member selected in the selecting step. And a connecting step for connecting the two.
本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の構成には同一符号を付してある。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure.
図1には、本発明に係る、第一の態様による連結部材20及び連結部材20によって連結される二本の鋼管10が示されている。なお、二本の鋼管10のうち、相対的に下方に配設される鋼管を下側鋼管10A、相対的に上方に配設される鋼管を上側鋼管10Bと称するが、基本的には同一の構成である。
FIG. 1 shows a connecting
下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとの継合構造を説明する。下側鋼管10Aの上端には雄型のピン継手11が溶接によって取り付けられ、上側鋼管10Bの下端には雌型のボックス継手12が溶接によって取り付けられ、下側鋼管10Aの下端にはボックス継手12と同様のボックス継手12(図示せず)が溶接によって取り付けられ、上側鋼管10Bの上端にはピン継手11と同様のピン継手11(図示せず)が溶接によって取り付けられている。
A joint structure between the
図1、図2に示すようにピン継手11は、下側鋼管10Aの外径とほぼ同径の外径を有する筒部11Aに連続して筒部11Aよりも小径の嵌挿部11Bが延設されている。
嵌挿部11Bの基端部には、上側鋼管10Bのボックス継手12の下端部に全周にわたって設けられた凸部12Cが継合される凹部11Cが全周にわたって設けられている。嵌挿部11Bの上端部には、上側鋼管10Bのボックス継手12の内周の基端部に全周にわたって設けられた凹部12Dに挿入するための凸部11Dが全周にわたって設けられている。嵌挿部11Bの外周には、荷重伝達キー31を嵌め込むためのキー溝11Fが全周にわたって設けられている。筒部11Aの外周には4個のキー溝11Eが全周にわたって等間隔に設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
At the base end portion of the
ボックス継手12は、上側鋼管10Bの外径とほぼ同径の外径を有する筒部12Aを備えている。ボックス継手12の内周は、下側鋼管10Aのピン継手11の嵌挿部11Bが挿入される被嵌挿部となっており、この被嵌挿部に嵌挿部11Bの凸部11Dが挿入される凹部12Dが設けられている。筒部12Aの内周には、全周にわたってキー溝12Fが形成され、キー溝12Fには、全周にわたって適宜分割された円弧状の荷重伝達キー31が配設されている。筒部12Aの外周には4個のキー溝12Eが全周にわたって等間隔に設けられている。
The box joint 12 includes a
ボックス継手12の外周には、キー溝12Fに連通するボルト穴12Gが、周方向に沿って間隔をおいて複数穿孔されている。そして、ボルト穴12Gには、六角孔付き植え込みボルト等で構成されたセットボルト12Hを螺合させてあり、セットボルト12Hはボックス継手12の外側からの締め込み操作によって、径方向内側に螺進可能である。
On the outer periphery of the box joint 12, a plurality of bolt holes 12G communicating with the
セットボルト12Hの締め込み操作によって、セットボルト12Hの先端部に配設された荷重伝達キー31はキー溝12Fから径方向内側に対向するピン継手11のキー溝11Fに突出させられ、荷重伝達キー31はボックス継手12とピン継手11の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー31を介してボックス継手12とピン継手11とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
By the tightening operation of the
なお、荷重伝達キー31は、一条に限らず、二条以上の複数であってもよい。荷重伝達キー31の個数や、さらにはその厚みや幅も、上側鋼管10Bと下側鋼管10Aとの継合に要求される垂直方向の継合の強さに応じて適宜設計される。
Note that the
下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとを直接継合させるにあたって、ピン継手11とボックス継手12との継合部分において、ピン継手11に周設されている4個のキー溝11Eとボックス継手12に周設されている4個のキー溝12Eとを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー30が配設されることで、継合されたピン継手11とボックス継手12とが、すなわち下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとが相対的に回転することが抑止される。
When the
回転抑止キー30は、例えば正面視及び断面視が矩形状の平板状部材で構成されている。さらに、回転抑止キー30には、回転抑止キー30を鋼管10(10A,10B)や連結部材20の各キー溝11E,12E及び後述する各キー溝21E,22Eに固定するボルト32を挿通するためのボルト孔33が穿設されている。
For example, the
上述のように構成された下側鋼管10Aと上側鋼管10Bにより鋼管杭が構成される。下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとを継合するにあたり、下側鋼管10Aは基本的には鉛直方向に沿って打ち込まれるのであるが、下側鋼管10Aの軸心CAが鉛直方向から多少傾いている場合に、上側鋼管10Bの軸心CBを鉛直方向に沿った方向に修正するために、本発明による連結部材20が用いられる。
A steel pipe pile is constituted by the
連結部材20と下側鋼管10Aや上側鋼管10Bとの継合構造として、連結部材20は、下側鋼管10Aの上端部、すなわちピン継手11と、下側鋼管10Aの軸心CAと一致した第一継合軸心(以下、符号CAであらわす。)に沿って継合可能な第一継合部としてのボックス継手22と、上側鋼管10Bの下端部、すなわちボックス継手12と、上側鋼管10Bの軸心CBと一致した第二継合軸心(以下、符号CBであらわす。)に沿って継合可能な第二継合部としてのピン継手21とを備えている。
As a joint structure between the connecting
図1から図3に示すように、連結部材20のピン継手21とボックス継手22とは、溶接部23おいて溶接によって、第二継合軸心CBが第一継合軸心CAとなす角度が所定の傾斜角度θをもつように構成されている。なお、傾斜角度θは、特に限定されないが、下側鋼管10Aの打ち込みにあたり、下側鋼管10Aは基本的には鉛直に打ち込まれるものであるため、例えば、鋼管10の直径1000mmあたりに、端面の一端と、該端面上で対向する他端とが、高さ方向に数mm、例えば0mmより大きく5mm程度以下の範囲で傾斜したとしても、つまり軸心CAが鉛直方向から0.00度より大きく0・30度程度以下の範囲で傾斜したとしても、この傾斜を修正できればよいので、θは0.00より大きく0.30度程度以下の範囲であればよい。好ましくは、0.05度程度から0.20度程度の範囲であればよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the pin joint 21 and the box joint 22 of the connecting
連結部材20のボックス継手22は上側鋼管10Bのボックス継手12と基本的に同様の構成である。
ボックス継手22は、上側鋼管10Bの外径とほぼ同径の外径を有する筒部22Aを備えている。ボックス継手22の内周は、下側鋼管10Aのピン継手11の嵌挿部11Bが挿入される被嵌挿部となっており、この被嵌挿部に嵌挿部11Bの凸部11Dが挿入される凹部22D(図2参照)が設けられている。筒部22Aの内周には、全周にわたってキー溝22Fが形成され、キー溝22Fには、全周にわたって適宜分割された円弧状の荷重伝達キー31A(31)が配設されている。筒部22Aの外周には8個のキー溝22Eが全周にわたって等間隔に設けられている。
The box joint 22 of the connecting
The box joint 22 includes a
ボックス継手22の外周には、キー溝22Fに連通するボルト穴22Gが、周方向に沿って間隔をおいて複数穿孔されている。そして、ボルト穴22Gには、六角孔付き植え込みボルト等で構成されたセットボルト22Hを螺合させてあり、セットボルト22Hはボックス継手22の外側からの締め込み操作によって、径方向内側に螺進可能である。
On the outer periphery of the box joint 22, a plurality of
下側鋼管10Aと連結部材20とを継合させる際には、ボックス継手22に配設されたセットボルト22Hの締め込み操作によって、セットボルト22Hの先端部に配設された荷重伝達キー31A(31)はキー溝22Fから径方向内側に対向するピン継手11のキー溝22Fに突出させられ、荷重伝達キー31A(31)はボックス継手22とピン継手11の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー31A(31)を介してボックス継手22とピン継手11とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
When the
下側鋼管10Aと連結部材20とを継合させるにあたって、下側鋼管10Aのピン継手11と連結部材20のボックス継手22との継合部分において、ピン継手11に周設されている4個のキー溝11Eとボックス継手22に周設されている8個のキー溝22Eのうちの4個のキー溝22Eとを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー30A(30)が配設されることで、継合されたピン継手11とボックス継手22とが、すなわち下側鋼管10Aと連結部材20とが相対的に回転することが抑止される。
In joining the
連結部材20のピン継手21は下側鋼管10Aのピン継手11と同様の構成である。ピン継手21は、下側鋼管10Aの外径とほぼ同径の外径を有する筒部21Aに連続して筒部21Aよりも小径の嵌挿部21Bが延設されている。
The
嵌挿部21Bの基端部には、上側鋼管10Bのボックス継手12の下端部に全周にわたって設けられた凸部12Cが継合される凹部21Cが全周にわたって設けられている。嵌挿部21Bの上端部には、上側鋼管10Bのボックス継手12の内周の基端部に全周にわたって設けられた凹部12D(図2参照)に挿入するための凸部21Dが全周にわたって設けられている。嵌挿部21Bの外周には、荷重伝達キー31B(31)を嵌め込むためのキー溝21Fが全周にわたって設けられている。筒部21Aの外周には4個のキー溝21Eが全周にわたって等間隔に設けられている。
The base end portion of the
連結部材20と上側鋼管10Bとを継合させる際には、ボックス継手12に配設されたセットボルト12Hの締め込み操作によって、セットボルト12Hの先端部に配設された荷重伝達キー31B(31)はキー溝12Fから径方向内側に対向するピン継手21のキー溝21Fに突出させられ、荷重伝達キー31B(31)はボックス継手12とピン継手21の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー31B(31)を介してボックス継手22とピン継手11とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
When the connecting
連結部材20と上側鋼管10Bとを継合させるにあたって、連結部材20のピン継手21と上側鋼管10Bのボックス継手12との継合部分には、ピン継手21に周設されている4個のキー溝21Eとボックス継手12に周設されている4個のキー溝12Eを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー30B(30)が配設されることで、継合されたピン継手21とボックス継手12とが、すなわち連結部材20と下側鋼管10Aとが相対的に回転することが抑止される。
In joining the connecting
以下に、下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとの連結部材20を用いた連結方法について説明する。
Below, the connection method using the
下側継合ステップは以下のように行われる。地面に対して、下側鋼管10Aをハンマーや圧入装置(中堀圧入、回転圧入、圧入)で打ち込んでいき、下側鋼管10Aがある程度地面に打ち込まれたときに、下側鋼管10Aの軸心CAの鉛直度を計測する。
このとき、下側鋼管10Aの軸心CAの鉛直度が、所定の鉛直閾値以内であれば、その上に、クレーンで吊り上げた上側鋼管10Bを吊り下ろす。
The lower splicing step is performed as follows. When the
At this time, if the verticality of the axis CA of the
ボックス継手12の凸部12Cとピン継手11の凹部11C、ピン継手11の凸部11Dとボックス継手12の凹部12Dを、それぞれ付き合わせることにより、ボックス継手12とピン継手11とが縦方向に位置決めされる。
そして回転抑止キー30を所定位置に配設することで、下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとは軸心周りの相対回転が不可能に継合される。
The box joint 12 and the pin joint 11 are positioned in the vertical direction by attaching the
And by arrange | positioning the rotation suppression key 30 in a predetermined position, the
また六角レンチでセットボルト12Hを正方向に回すことにより、荷重伝達キー31がセットボルト12Hの軸線に沿って径方向内側に進出し、ピン継手11のキー溝11Fに入っていく。下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとは、荷重伝達キー31を介して、垂直方向へ相対移動が不可能に継合される。
Further, by turning the
その後、ボックス継手12の外側から、深さゲージ等で、セットボルト12Hの埋め込み深さを測定し、荷重伝達キー31が確実にキー溝11Fに嵌め込まれていることを確認する。
こうして、ピン継手11とボックス継手12との継合が完了する。この作業を鋼管杭が所定の長さとなるまで繰り返すことで、複数の鋼管10が上下に連結された鋼管杭が完成する。
Thereafter, from the outside of the box joint 12, the embedded depth of the
Thus, the joining of the pin joint 11 and the box joint 12 is completed. By repeating this operation until the steel pipe pile has a predetermined length, a steel pipe pile in which a plurality of
ところで、図4に示すように、下側鋼管10Aがある程度地面に打ち込まれたときに、下側鋼管10Aの軸心CAが鉛直方向から所定の鉛直閾値より傾斜していれば、その上に、クレーンで吊り上げた連結部材20を吊り下ろす。
By the way, as shown in FIG. 4, when the
位置決めステップやキー跨設ステップは以下のように行われる。下側継合ステップの中で、連結部材20の8個のキー溝22Eのうちの4個のキー溝22Eが、下側鋼管10Aの4個のキー溝11Eと一致する位置であって、連結部材20のピン継手21に継合される上側鋼管10Bの軸心CBが最も鉛直方向に沿うような位置に、連結部材20を回転調整しつつ、下側鋼管10Aに吊り下ろし、荷重伝達キー31A及び回転抑止キー30Aを所定位置に配設する。
The positioning step and key straddling step are performed as follows. In the lower side joining step, four
なお、キー溝22Eは8個である構成に限らない。キー溝11Eに対向し得るような位置に設けられていればよい。したがって、キー溝11Eに対向するような4個のキー溝22Eを基準として、そのキー溝22E群を周方向に所定の角度ずつ偏倚させた位置に、さらに別のキー溝22E群を設ければよい。本実施形態では、8個のキー溝22Wが、周方向に45度ずつ偏倚した位置に設けられているため、連結部材20は、下側鋼管10Aに対して45度ずつ位置決めすることができる。キー溝22Eはキー溝11Eと同数以上であればよく、さらに多くのキー溝22E群を設けることで、連結部材20は、下側鋼管10Aに対してより小さな角度毎に周方向の位置決めをすることもできる。例えば、16個のキー溝22Eを全周にわたって等間隔に設けると、位置決めのピッチは22.5度となる。
The number of
選択ステップは以下のように行われる。図5に示すように、予め、例えばθ1=0.05度、θ2=0.10度、θ3=0.15度と、傾斜角度が異なる連結部材20A,20B,30Cを準備しておくと、下側鋼管10Aの軸心CAの鉛直方向からの傾斜に応じて、その上に継合される上側鋼管10Bの軸心CBが最も鉛直方向に沿わせることができる連結部材20を選択して用いることができる。なお、前記傾斜角度θは例示であり、また連結部材20の種類も前記3種類に限らず、1種類、2種類、または4種類以上の複数であってもよい。
The selection step is performed as follows. As shown in FIG. 5, for example, when connecting members 20A, 20B, and 30C having different inclination angles such as θ1 = 0.05 degrees, θ2 = 0.10 degrees, and θ3 = 0.15 degrees are prepared in advance. In accordance with the inclination of the axis CA of the
上側継合ステップは以下のように行われる。下側継合ステップの後、上側鋼管10Bを連結部材20の上に吊り下ろし、荷重伝達キー31B及び回転抑止キー30Bを所定位置に配設することで、下側鋼管10Aと上側鋼管10Bの連結部材20を介した連結が完了する(連結ステップ)。
The upper splicing step is performed as follows. After the lower joining step, the
上述した回転抑止キー30の個数や配設位置は例示である。下側鋼管10Aに連結部材20を継合するにあたり、ボックス継手22に周設されるキー溝22Eの数が、下側鋼管10Aのピン継手11に周設されたキー溝11Eより多く形成されていることによって、周方向の微調整が可能であればよい。
The number and arrangement positions of the
本発明に係る連結部材20が備える、下側鋼管10Aや上側鋼管10Bとの継合構造は、上述したピン継手11,21とボックス継手22,12によるものに限らない。
本発明に係る連結部材20が備える継合構造の別の態様について詳述する。なお、以下の説明において、第一の態様と特に異なる構成についてのみ詳述し、第一の態様と同様の構成には説明を簡略ないし省略する。
The connection structure with
Another aspect of the joint structure provided in the connecting
第二の態様として、例えば特開平7−189246号公報(図2参照)に開示されるように、連結部材20と下側鋼管10Aや上側鋼管10Bとの継合部分近傍に環状溝を設け、この環状溝に嵌入する環状突条を内径に有し外径にテーパを付した複数分割の円筒形の内リングを連結部材20と下側鋼管10Aや上側鋼管10Bの継合部分に外嵌し、この内リングの外径に同じテーパを内面に付した外リングを外嵌し、この外リングを長手方向に押圧して、上記テーパにより内リングを締め付けて鋼管(10A,10B)と連結部材20とを継合する構成であってもよい。
As a second aspect, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-189246 (see FIG. 2), an annular groove is provided in the vicinity of a joining portion between the connecting
また、第三の態様として、例えば特開昭54−4411号公報(図1参照)に開示されるように構成してもよい。
すなわち、下側鋼管10Aの上端部には、上方へ広がった擂鉢状のテーパ内面を形成し、その下方には環状の内側溝を刻設し、第一係合面を形成する。連結部材20の上端部も同様の構成である。
これに対応するように、連結部材20の下端部には、下方に窄まったテーパ外面を形成し、その上方には環状の外側溝を刻設し、第二係合面を形成する。上側鋼管10Bの下端部も同様の構成である。
なお、前記テーパ内面と前記テーパ外面は、それぞれの内径と外径が所定の大きさに設計する。
この構成を採用した場合の、下側鋼管10Aと連結部材20との継合は以下のようにして行われる。下側鋼管10Aの上に連結部材20を下降させ、連結部材20の前記テーパ外面の先端を下側鋼管10Aの前記テーパ内面に導入し、連結部材20を次第に下降させると、前記テーパ外面が前記テーパ内面に沿って摺動しながら同時に内方に窄まり進入していく。前記テーパ外面が前記テーパ内面を擦り抜けると、窄んでいた前記テーパ外面は弾力的に元の形状に復元し、前記第二係合面が前記第一係合面にかみ合い、下側鋼管10Aと連結部材20との継合が完了する。
Further, as a third aspect, it may be configured as disclosed in, for example, JP-A-54-4411 (see FIG. 1).
That is, a bowl-shaped tapered inner surface that extends upward is formed at the upper end of the
Correspondingly, a tapered outer surface narrowed downward is formed at the lower end portion of the connecting
The tapered inner surface and the tapered outer surface are designed so that the inner diameter and outer diameter thereof are predetermined.
When this configuration is adopted, the
第二や第三の態様によると、鋼管杭を構成する下側鋼管10Aや上側鋼管10Bと連結部材20とを相対回転しても、継合部分の抜け止めを阻止する機構が前記相対回転の影響を受けない。すなわち継合された部材同士の相対回転によっては、継合部分の継合が解除されない。そして、第一の態様における位置決めステップやキー跨設ステップと同様に、連結部材20の8個のキー溝22Eのうちの4個のキー溝22Eが、下側鋼管10Aの4個のキー溝11Eと一致する位置であって、連結部材20に継合される上側鋼管10Bの軸心CBが最も鉛直方向に沿うような位置に、連結部材20を回転調整し、回転抑止キー30Aを所定位置に配設することで、下側鋼管10Aと連結部材20とは軸心周りの相対回転が不可能に継合される。連結部材20と上側鋼管10Bとの継合も同様に行われる。
According to the second and third aspects, even if the
なお、上述の第二の態様や第三の態様についての説明は、例えば特開2004−92291号公報に開示されるような継合構造の採用を妨げるものではない。
すなわち、第四の態様として、連結部材20の、下側鋼管10Aや上側鋼管10Bとの継合構造として、例えば下側鋼管10Aと連結部材20の継合部分に、互いに挿脱可能な雌円筒と雄円筒とをそれぞれ備え、雄円筒を雌円筒中に挿入して回動したときに雄雌円筒杭軸方向圧着端面と雄雌円筒嵌合面に備えた断続凹凸(内面突起と外面突起)とによって上下杭を固定する構成となっている。この場合も、第一の態様における位置決めステップと同様に、両部材の挿入可能な位置毎に、連結部材20の上方に配設される上側鋼管10Bの軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。
In addition, description about the above-mentioned 2nd aspect and the 3rd aspect does not prevent adoption of the joining structure which is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-92291, for example.
That is, as a fourth aspect, as a joining structure of the connecting
また、特開平10−121467号公報に開示されるような継合構造を採用することもできる。
すなわち、第五の態様として、連結部材20の、下側鋼管10Aや上側鋼管10Bとの継合構造として、例えば下側鋼管10Aの上端部に配設された円筒側板と、連結部材20の下端部に配設された円筒側板とに跨るように配設される接続部材を備え、前記各円筒側板に所定のピッチで形成された複数のネジ穴と、同じく前記接続部材に所定のピッチで形成された複数のネジ穴とにボルトを挿通して、前記接続部材を前記各円筒側板に固定することで、下側鋼管10Aと連結部材20との継合がなされる構成を採用することもできる。この場合、第一の態様における位置決めステップと同様に、下側鋼管10Aや連結部材20の円筒側板と、前記接続部材に形成されるボルト穴のピッチ毎に、連結部材20の上方に配設される上側鋼管10Bの軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。
A joint structure as disclosed in JP-A-10-121467 can also be employed.
That is, as a fifth aspect, as a joint structure of the connecting
さらに、第六の態様による連結部材20として、第一の態様とは異なりピン継手11,21とボックス継手22,12とに、回転抑止キー30や回転抑止キー30を配設するためのキー溝11E,12E,21E,22Eを備えずに、下側鋼管10Aと上側鋼管10Bとの継合部分や、下側鋼管10Aと連結部材20との継合部分や、連結部材20と上側鋼管10Bとの継合部分を溶接によって固定する構成を採用することもできる。この第二の態様による構成では、それぞれの部材は物理的接触によって溶接箇所の相対的な固定がなされるため、従来のように互いに継合される鋼管同士の心合わせのために両鋼管の軸心のなす角度を所定の値に維持した状態で溶接を行う場合に比べて、容易に溶接を行うことができる。
Further, as the connecting
第一の態様による連結部材20では、ピン継手11,21とボックス継手22,12とに回転抑止キー30を跨設する構成であるため、位置決めステップにおいてキー溝11E、22Eは配設された位置毎でしか周方向の位置決めをすることができない。
しかし、第六の態様による連結部材20では、調整ステップ、すなわち、下側鋼管10Aのピン継手11と、連結部材20のボックス継手22とを継合したときに連結部材20が備えるピン継手21の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように連結部材20を周方向位置を調整するにあたり、前記位置決めステップのように回転抑止キー30を跨設するためにキー溝11Eとキー溝22Eとを対向させる必要がないため、より細かに連結部材20の向きを調整することができる点で優れている。
In the connecting
However, in the connecting
上述した実施形態では、本発明による連結部材を、鋼管杭を構成する鋼管の連結に適用する場合について説明したが、本発明による連結部材は、複数本の鋼管を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎において鋼管矢板を構成する鋼管の連結に適用することもできる。 In the above-described embodiment, the case where the connecting member according to the present invention is applied to the connection of the steel pipes constituting the steel pipe pile has been described, but the connecting member according to the present invention is a steel pipe sheet pile obtained by combining a plurality of steel pipes in a closed shape. It can also be applied to the connection of steel pipes constituting steel pipe sheet piles in a well foundation.
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。 Each of the above-described embodiments is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the description. The specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range where the effects of the present invention are exhibited. is there.
10 鋼管
10A 下側鋼管
10B 上側鋼管
20 連結部材
21 ピン継手(第二継合部)
21E キー溝
22 ボックス継手(第一継合部)
22E キー溝
30(30A,30B) 回転抑止キー
31(31A,31B) 荷重伝達キー
CA 第一継合軸心
CB 第二継合軸心
θ(θ1、θ2、θ3) 傾斜角度
10
22E Keyway 30 (30A, 30B) Rotation inhibition key 31 (31A, 31B) Load transmission key CA First joint axis CB Second joint axis θ (θ1, θ2, θ3) Inclination angle
Claims (7)
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されていることを特徴とする連結部材。 It is a connecting member for connecting a plurality of steel pipes constituting a steel pipe pile by being connected in the vertical direction,
An upper end portion of a lower steel pipe disposed below, and a first joining portion that can be joined along a first joining axis that coincides with the axis of the lower steel pipe;
A lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and a second joining portion that can be joined along a second joining axis that coincides with the axis of the upper steel pipe,
The first connecting portion and the second connecting portion are configured such that the second connecting shaft center has a predetermined inclination angle with respect to the first connecting shaft center. Element.
嵌合することによって互いに直接的に連結可能に構成された、下方に配設される下側鋼管の上端部と、上方に配設される上側鋼管の下端部と、のうち、
前記上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
前記下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されていることを特徴とする連結部材。 A connecting member for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction,
Among the upper end portion of the lower steel pipe disposed below and the lower end portion of the upper steel pipe disposed above, which are configured to be directly connectable to each other by fitting,
A first joining portion that can be joined along the upper end portion and a first joining axis that coincides with the axis of the lower steel pipe;
The lower end portion, and a second joint portion that can be joined along a second joint axis that coincides with the axis of the upper steel pipe,
The first connecting portion and the second connecting portion are configured such that the second connecting shaft center has a predetermined inclination angle with respect to the first connecting shaft center. Element.
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成され、
前記第一継合部には、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝との間で前記第一継合部と継合された前記下側鋼管との軸心周りの相対回転を抑止するための回転抑止キーを跨設可能なキー溝が周設され、
前記第一継合部に周設されたキー溝の数は、前記下側鋼管の上端部に周設されているキー溝の数より多いことを特徴とする連結部材。 A connecting member for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction,
An upper end portion of a lower steel pipe disposed below, and a first joining portion that can be joined along a first joining axis that coincides with the axis of the lower steel pipe;
A lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and a second joining portion that can be joined along a second joining axis that coincides with the axis of the upper steel pipe,
The first joint part and the second joint part are configured such that the second joint axis has a predetermined inclination angle with the first joint axis,
Relative rotation about the axis of the lower steel pipe joined to the first joint part between the first joint part and the key groove provided around the upper end of the lower steel pipe A keyway that can straddle a rotation suppression key to prevent
The connecting member according to claim 1, wherein the number of key grooves provided around the first joining portion is greater than the number of key grooves provided around the upper end of the lower steel pipe.
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている連結部材を複数備えた連結部材ユニットであって、
前記複数の連結部材は、前記傾斜角度が夫々異なることを特徴とする連結部材ユニット。 In order to connect multiple steel pipes in the vertical direction,
An upper end portion of a lower steel pipe disposed below, and a first joining portion that can be joined along a first joining axis that coincides with the axis of the lower steel pipe;
A lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and a second joining portion that can be joined along a second joining axis that coincides with the axis of the upper steel pipe,
The first joint portion and the second joint portion include a plurality of connecting members configured such that the second joint axis has a predetermined inclination angle with the first joint axis . A connecting member unit,
The connecting member unit, wherein the plurality of connecting members have different inclination angles.
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップと、
前記下側継合ステップの後に、前記連結部材が備える第二継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部とを継合する上側継合ステップを備え、
前記下側継合ステップに、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように、前記連結部材の位置を調整する調整ステップを備えることを特徴とする連結方法。 In order to connect multiple steel pipes in the vertical direction,
An upper end portion of a lower steel pipe disposed below, and a first joining portion that can be joined along a first joining axis that coincides with the axis of the lower steel pipe;
A lower end portion of the upper steel pipe disposed above, and a second joining portion that can be joined along a second joining axis that coincides with the axis of the upper steel pipe,
The first joining portion and the second joining portion are a plurality of connecting members configured such that the second joining axis has a predetermined inclination angle with respect to the first joining axis. A connecting method for connecting the steel pipes in the vertical direction,
A lower joining step for joining the upper end portion of the lower steel pipe disposed below and the first joining portion provided in the connecting member;
After the lower joining step, an upper joining step for joining the second joining portion provided in the connecting member and the lower end portion of the upper steel pipe disposed above,
When the upper end of the lower steel pipe and the first joint are joined to the lower joint step, the second joint axis of the second joint included in the connecting member is the most vertical. The connection method characterized by including the adjustment step which adjusts the position of the said connection member so that a direction may be followed.
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップは、
前記第一継合部に周設されているキー溝のうち、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うようなキー溝を、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝に対向させる位置決めステップと、
前記両キー溝の間に回転抑止キーを跨設するキー跨設ステップとを備えていることを特徴とする連結方法。 A connecting method for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction using the connecting member according to claim 3 ,
The lower joining step for joining the upper end portion of the lower steel pipe disposed below and the first joining portion provided in the connecting member,
Of the key groove provided around the first joint portion, the second joint portion of the connecting member is provided when the upper end portion of the lower steel pipe and the first joint portion are joined. A positioning step in which a key groove whose second joining axis is most along the vertical direction is opposed to a key groove provided around an upper end of the lower steel pipe;
And a key straddling step of straddling a rotation inhibiting key between the two key grooves.
下方に配設される下側鋼管の軸心の鉛直方向からの傾きに応じて、
複数の連結部材の中から、二本の鋼管を上下に連結した場合に上方に配設された上側鋼管の軸心が最も鉛直方向に沿うような、第二継合軸心の第一継合軸心に対する傾斜角度を有する連結部材を選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記連結部材を用いて前記下側鋼管と前記上側鋼管とを連結する連結ステップとを備えることを特徴とする連結方法。 A connecting method for connecting a plurality of steel pipes in the vertical direction using the connecting member unit according to claim 4 ,
According to the inclination from the vertical direction of the axis of the lower steel pipe disposed below,
The first joint of the second joint axis so that the axis of the upper steel pipe disposed above when the two steel pipes are vertically connected from the plurality of connecting members is along the most vertical direction. A selection step of selecting a connecting member having an inclination angle with respect to the axis;
A connecting step of connecting the lower steel pipe and the upper steel pipe using the connecting member selected in the selecting step.
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