JP2000282457A - 鋼管杭用台座 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】補強リブを用いずに杭と上部架構構造物との間
の均一な応力伝達を可能にすることを課題としている。 【解決手段】接合部材は、上部架構構造物を支持する鋼
管杭の頭部に取り付けられる厚板状の台座１である。台
座１は、上面１ａの径が杭２の外径Ｄより２００mm以上
大きな値に設定され、その肉厚が、７５mm以上となるよ
うに設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管杭の頭部に取
り付けられて、鋼管杭と上部架構構造物の仕口部との間
に介装される接合部材を構成する台座に関する。

【０００２】

【従来の技術】上部架構構造物が鋼管杭に支持されるも
のとしては、例えば、特開平１０−２２７００２号公報
に記載されているような、拡幅道路の構造物がある。こ
のような構造物では、桁などを縦横に組み付けた上部架
構構造物の下面からそれぞれ下方に延びる仕口鋼管が、
打設された杭の頭にそれぞれ接合されて当該杭に支持さ
れる。

【０００３】すなわち、一般に、上記上部架構構造物
は、予め所定の構造に組み付けられて構築されてから、
揚重装置によって吊り上げられて打設後の杭位置まで運
ばれ、その上部架構構造物の仕口鋼管を、上記打設した
鋼管杭の頭部にそれぞれ接合する。このとき、杭の打設
誤差により鋼管頭部と仕口鋼管とが水平方向に偏心して
いる場合があることを考慮して、図６に示すように、鋼
管杭２の頭部に接合部材１１を溶接により取り付け、そ
の接合部材１１の上に仕口鋼管３を溶接によって取り付
けることで、上記偏心を吸収することが行われている。
なお、杭２の打設による上下誤差は、打設後に、杭２の
上部の切断量を調整することで行われる。図６中、符号
１０は、上部架構構造物の一部を示している。

【０００４】上記のような接合部材は、従来にあって
は、杭２の頭に水平に載置され現場溶接される平板状の
円板部材１１と、その円板部材１１における杭２の外周
面から側方に張り出した張出部下面と杭２の外周面との
間に取り付けられて両者２，１１に現場溶接される複数
の補強リブ１２とから構成される。上記複数の補強リブ
１２は、杭２の外周面に沿って所定間隔をあけて取り付
けられる。

【０００５】そして、上記のように円板部材１１の径を
杭２の頭外周よりも側方に張り出される大きさとしてお
くことで、打設した杭２と仕口鋼管３との軸が偏心して
いても、両者２，３は接合可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の接合部材を採用した場合には、杭２に円板
部材１１及び複数の補強リブ１２を現場溶接する必要が
あり、溶接する部分が多いために溶接に手間が掛かり、
溶接工数が多く且つコストアップに繋がる。また、溶接
が多いと、その分だけ接合部の品質管理上、不利にな
る。

【０００７】また、上記複数の補強リブ１２は、杭２の
外周に沿って所定間隔を開けて設置される関係上、杭２
に対して仕口鋼管３の軸が偏心していると、上部架構構
造物１０から仕口鋼管３を通じて杭２に伝達される応力
が均一とならず、部材強度上、不利な仕口構造となって
いる。本発明は、上記のような問題点に着目してなされ
たもので、補強リブを用いずに、杭と上部架構構造物と
の間の均一な応力伝達を可能にすることを課題としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、上部架構構造物を支持
する鋼管杭の頭部に取り付けられる厚板状の台座であっ
て、上記台座は、少なくとも上面が、杭頭外径面全周か
ら側方に向けて当該杭頭外径より１００mm以上張り出す
大きさを有すると共に、少なくとも上記上部架構構造物
の仕口部が当接可能な部分の肉厚が、７５mm以上である
ことを特徴とする鋼管杭用台座を提供するものである。

【０００９】次に、請求項２に記載した発明は、請求項
１に記載した構成に対し、鋼管杭頭部に設置した際に、
当該杭の軸が通過する位置を中心とし且つ上記鋼管杭外
径面の半径より１００mm小さい半径の円の内側に位置す
る一部若しくは全部が、薄肉若しくは上下に開口してい
ることを特徴とするものである。次に、請求項４に記載
した発明は、請求項１又は請求項２に記載の台座の下面
に、杭と同径の鋼管柱が同軸に溶接してあることを特徴
とするものである。

【００１０】本発明によれば、補強リブが不要となり、
また、台座を杭と同軸に設置することにより、上部架構
構造物の仕口からの応力を均一に杭に伝達可能となる。
ここで、台座には、杭頭部の側方へ張り出した張出部が
あるので、上部構造物の仕口部が杭頭に対し相対的に水
平方向に偏心していても、台座につまり杭頭に接合可能
となる。

【００１１】ここで、台座における杭外周からの張り出
し量を杭上部の外径から１００mm未満にすると、杭の打
設誤差が吸収できないで接合が不能となることがある。
このため、本発明では、張り出し量を１００mm以上とし
ている。しかしながら、張り出し量を杭上部の外径より
１００mm以上大きくしても、杭の通常の打設誤差（１０
０mm以内）を考えると過剰設計となるため、鋼材重量が
大きくなる分、不経済である。このため、本発明では、
張り出し量を杭頭外径より１００mm以上で且つなるべく
小さく設定するのが良い。実用上は張り出し量を杭頭外
径より１００〜２００mmとするのが好ましい。

【００１２】また、台座における上部架構構造物の仕口
部が当接可能な部分の肉厚を、７５mm未満とした場合に
は、上部架構構造物の仕口部の位置が杭頭部に対して水
平方向に偏心している場合には、台座に変形などが生じ
る可能性があるため、台座と杭とを従来技術と同様に補
強リブ等で補強するなどの細工が必要となる。このた
め、台座の肉厚を７５mm以上と規定した。

【００１３】また、肉厚を７５mmを超えたものとして
も、強度的には問題ないが、台座自体そのものの重量が
過大に大きくなってしまうために、７５mmより大きく且
つなるべく小さく設定するのが良い。実用上は７５〜１
５０mmの範囲が好ましい。また、請求項２に記載してい
るように、鋼管杭の外径面の半径より１００mm小さい半
径の円内の一部又は全部を薄肉つまり、上面や下面に窪
みを形成したり、上下に開口つまり、１又は２以上の貫
通穴を設けても、接合部材としての台座の強度を損なう
ことなく、接合部材自身の重量を軽減することができ
る。

【００１４】さらに、請求項３に記載した発明によれ
ば、杭の上に台座を載置することで、台座下部の斜面と
杭頭部との間に開先が形成されて、杭頭部に開先加工が
不要となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次似、本発明に係る第１の実施形
態について説明する。なお、本実施形態では、上部架構
構造物の下部に設けられて鋼管杭２に接合する仕口部
を、鋼管杭２と同等の鋼管３から構成する場合を例に説
明する。まず、本実施形態の接合部材を構成する台座１
を説明すると、図１に示すように、台座１は厚板の略円
板形状をしている。その上面１ａの直径が、鋼管杭２の
上部外径Ｄより２００mm以上大きい値となるように設定
することで、台座１における杭２外周よりも側方に張り
出す張出部１ｂの張り出し量Ｗが、全周に亘って１００
mm以上となる。また、台座１の下面外周は、その角部に
アールがつけられていても良い。

【００１６】上記台座１の板厚の最小値Ｈ２が７５mm以
上となるように設定されている。上記台座１は、鋼板を
機械加工して製造できる。また例えば鋳鋼で製造すれば
複雑な機械加工をしなくても同一の製品が製造でき好適
である。次に、上記台座１を使用した、鋼管杭２と上部
架構構造物の仕口部との接合について説明する。

【００１７】目的の位置に打設された杭２の上部を所定
のレベルで切断し、切断後の杭２の頭に上記台座１を同
軸に設置して、杭２外周と台座１下面との境界部分を円
周方向に沿って溶接し、両者１，２を接合する。符号４
は溶接部の例である。なお、上記切断と共に、上記杭２
の頭外周面に対して、溶接のための開先加工を施してお
く。

【００１８】このような台座１の取付け作業を各杭２に
ついて行った後に、上部架構構造物を揚重機で吊り上げ
て杭２位置まで運搬し、各仕口鋼管３を上記台座１の上
面１ａに載せ当該上部架構構造物の位置調整をした後
に、仕口鋼管３下端部と台座１との境界部を全周に亘っ
て溶接する。なお、上記仕口鋼管３の下端面外周部には
全周に亘って開先加工を予め施しておく。

【００１９】このように接合部材として上述のような構
造の台座１を使用することで、補強リブなどの補強部材
を使用することなく、杭２の頭部と仕口鋼管３との間に
水平方向への偏心があっても、両者２，３を接合するこ
とができる。すなわち、従来のような補強リブの現場溶
接が不要となって、現場溶接が従来よりも低減すること
で、工期が短縮したり、コストダウンを図ることが可能
となる。また、現場溶接の量が少なくなるということ
は、接合部の品質向上に繋がる。

【００２０】また、杭２と仕口鋼管３との間に水平方向
の誤差があっても、上部の仕口鋼管３からの応力は、台
座１のみを介して鋼管杭２に伝達されるので、従来のよ
うに複数の補強リブを介して杭２に伝達されない分、杭
２に伝達される応力が均一化し、支持構造の安定性向上
に繋がる。また、上述のように、別途補強部材を不要と
しても、その大きさ及び厚さを規制することで、台座１
の重量が過大となることを防止することが可能となる。

【００２１】ここで、本発明に係る台座１について、そ
の上面１ａは好ましくは平面であることが要求され、ま
たその大きさは、上述のように規定されるが、その平面
視での形状は、円形に限定されず、四角形や楕円形等、
他の任意の外周形状を採用することができる。ただし、
杭２の頭外周からの張り出し量Ｗが、全周に亘って杭２
上部外径Ｄより１００mm以上となるように形成されてい
ることが要件である。

【００２２】また、台座１の側面や下面については、杭
２頭部との接合ができる形状であれば、種々の形状をと
ることができる。たとえば、図２に示すように、台座１
における杭２頭との接合部である下部の外面１ｃを、円
錐台状の形状として、その円錐台状の部分の斜面が杭２
頭に当接するようにして、当該台座１を杭２の頭に取り
付けるようにしても良い。なお、上記円錐台状の斜面は
直線状である必要はなく、多少円弧状の曲線形状となっ
ていても良い。

【００２３】このように台座１における杭２への接合面
を傾斜させると杭２頭の断面を水平に切った形状のまま
であっても、台座１と杭２との接合部は開先形状となる
ので、杭２頭部に開先加工が不要となり、溶接が容易と
なる利点がある。さらに、台座１の下面について、図３
に示すように、杭２の軸Ｓ１が通過する位置を中心とし
且つ上記鋼管杭２外径面の半径より１００mm小さい半径
Ｘの円内の部分について窪み１ｄが形成されるように、
つまりその部分が薄肉となるように鋳造しておいても良
い。

【００２４】このようにすることで、接合部材として要
求される強度を損なうことなく、台座自身の重量を軽減
することができる。図２に示すように、下部を円錐台形
状とした場合等であっても上記のような窪み１ｄを形成
して軽量化を図っても良い。なお、上記杭２の軸Ｓ１が
通過する位置を中心とし且つ上記鋼管杭２外径面の半径
より１００mm小さい半径の円内の部分を薄肉とするの
は、下面に窪み１ｄを形成する場合に限定されず、台座
１の上面１ａに形成してもよいし、上面１ａ及び下面の
両面に形成しても良い。さらに、この部分を上下面を貫
通して穴としてもよい。

【００２５】また、台座１の形状は、上記のような円板
状に限定されるものではなく、図４に示すように、杭２
頭と接合する下部の形状１ｅを杭２外径と同径の円柱形
状としても良い。なお、軽量化のために、杭２の軸Ｓ１
が通過する位置を中心とし且つ上記鋼管杭２の外径面の
半径より１００mm小さい半径の円内の部分をくり抜いて
いる（図４中、符号１ｆ部分）。

【００２６】次に、第２の実施形態に係る台座１につい
て図５を参照しつつ説明する。本発明の台座１は、上記
第１実施形態と同様な構造の鋳鋼製の台座本体１Ａの下
面に対して、鋼管杭２と同一径の鋼管５を同軸に予め溶
接して台座１を構成したものである。なお、台座本体１
Ａの中央部には、杭２の軸Ｓ１が通過する位置を中心と
し且つ上記鋼管杭２外径面の半径より１００mm小さい半
径の円内の部分を上下に開口するように貫通孔１ｇが設
けられている。

【００２７】本実施形態では、上記台座１の鋼管５の下
端部と杭２頭部とを全周溶接して当該台座１を鋼管杭２
の頭部に取り付ける。他の構成や作用・効果等は上記第
１実施形態と同様である。

【００２８】

【実施例】例えば杭２の外径を５００mmとし、従来の接
合部材である円板部材の径を７００mmとすると、従来の
接合部材（円板部材及び複数の補強リブ）を使用して図
６に示すように溶接する場合には、溶接長は全体で約
４．５４ｍとなるが、本発明に基づく台座１を使用する
と、溶接長は３．１４ｍとなり、溶接部が３０％強も削
減できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の台座
を接合部材として使用すると、別途補強部材を使用する
ことなく、台座だけで杭頭部に上部架構構造物の仕口部
が接合可能になるという効果がある。これにより、杭と
上部構造物との接合の際の現場溶接部が削減されて、工
期の短縮、コストダウンに繋がるばかりか、接合部の品
質向上が達成される。

【００３０】しかも、補強リブなどの補強部材が不要で
あるのに、接合部材である台座の重量が過大となること
が防止される。また、従来の補強リブでは不可能な杭内
部の補強も行えるため、上部架構構造物からの応力を均
一に杭に伝達可能となり、支持構造上、有利となる。特
に、請求項２に係る発明を採用することで、さらに接合
部材である台座について、接合部材としての強度を損な
うことなく、軽量化を図ることが可能となる。

【００３１】また、請求項３に係る発明を採用すると、
現場溶接作業が容易となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る台座及び接
合構造を示す図であって、（ａ）はその側面図を、
（ｂ）は台座の上面図をそれぞれ示している。

【図２】別の例の台座を示す図である。

【図３】本発明に基づく第１実施形態に係る台座及び接
合構造を示す別の例を示す図であって、（ａ）はその側
面図を、（ｂ）は台座の上面図をそれぞれ示している。

【図４】別の例の台座を示す図である。

【図５】本発明に基づく第２実施形態に係る台座及び接
合構造を示す側面図である。

【図６】従来の接合構造を示す図であって、（ａ）は側
面図、（ｂ）は円板部材の平面図である。

【符号の説明】

１ 台座 １ａ 上面 １ｄ 窪み １ｇ 貫通孔 １Ａ 台座本体 ２ 鋼管杭 ３ 仕口鋼管 ５ 鋼管 Ｄ 杭の外径 Ｗ 張り出し量 Ｈ１，Ｈ２ 台座の肉厚 Ｈ３ 杭の肉厚 Ｓ１ 杭の軸 Ｘ 窪みの半径

フロントページの続き (72)発明者 今塩 宏之 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 塩田 啓介 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA19 BA36 BA43 BA44 DB02 2D046 CA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部架構構造物を支持する鋼管杭の頭部
   に取り付けられる厚板状の台座であって、 上記台座は、少なくとも上面が、杭頭外径面全周から側
   方に向けて当該杭頭外径より１００mm以上張り出す大き
   さを有すると共に、少なくとも上記上部架構構造物の仕
   口部が当接可能な部分の肉厚が、７５mm以上であること
   を特徴とする鋼管杭用台座。
2. 【請求項２】 鋼管杭頭部に設置した際に、当該杭の軸
   が通過する位置を中心とし且つ上記鋼管杭外径面の半径
   より１００mm小さい半径の円の内側に位置する一部若し
   くは全部が、薄肉若しくは上下に開口していることを特
   徴とする請求項１に記載した鋼管杭用台座。
3. 【請求項３】 下部外面における杭頭と当接可能な面
   は、全周に亘って円錐台状の形状となっていることを特
   徴とする請求項１又は請求項２に記載した鋼管杭用台
   座。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の台座の下
   面に、杭と同径の外径を持った鋼管柱が同軸に溶接して
   あることを特徴とする鋼管杭用台座。