JP2004052333A - Steel pipe pile joining structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭の接合構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、鋼管杭の接合構造としては、一対の鋼管杭を現場溶接により接合する溶接継ぎ手構造が大半を占めている。なお、現場溶接を用いない無溶接継ぎ手構造として、ねじ式の継ぎ手構造や、フランジ端板を外部から覆って締め付けるタイプの継ぎ手構造等が提案されているが、実際にはほとんど使用されていないのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、現場溶接による鋼管杭の接合構造の場合、一対の鋼管杭を接合するための現場溶接に数十分の時間を要し、施工性が悪く且つ信頼性も低いという不都合があった。また、溶接作業は水を嫌い雨天での作業ができないため、作業性が低いという不都合もあった。
【0004】
ところで近年、先端がスクリュー状に羽根を広げた形態を有し、大きな支持力を得ることのできるタイプの鋼管杭(「つばさ杭」などと呼称されている)が開発され、普及しつつある。この種の鋼管杭の施工方法は、一般的な鋼管杭の工法、すなわちオーガーによる中堀工法とは異なり、杭に回転力を与えることにより先端のスクリュー状の羽根を地盤にめり込ませる(ねじ込ませる)工法である。
【0005】
その結果、この種の鋼管杭では、杭に逆回転力を与えることにより、一旦地盤にめり込ませた杭を抜くことも可能である。このような技術的背景に基づいて、先端がスクリュー状に羽根を広げた形態を有するタイプの鋼管杭を含むあらゆる鋼管杭に適用可能で、現場溶接を必要としない無溶接の接合構造が要望されている。
【0006】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、現場溶接を必要とすることなく、信頼性、施工性および作業性に優れた鋼管杭の接合構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、一対の鋼管杭を接合する構造において、
第1鋼管杭の端部は、その軸線方向に突出するように周方向に間隔を隔てて形成された複数の凸部と、該複数の凸部の間に形成された複数の凹部とを有し、
第2鋼管杭の端部は、前記第1鋼管杭の端部と補完的な形状を有し、
前記第1鋼管杭の端部と前記第2鋼管杭の端部との嵌合状態において周方向に沿って隣接する凸部を互いに連結するための連結部材を備えていることを特徴とする接合構造を提供する。
【0008】
本発明の好ましい態様によれば、前記連結部材は、周方向に沿って延びる複数の円弧状帯部材と、該複数の円弧状帯部材を各凸部に締結するための締結部材とを有する。この場合、前記第1鋼管杭の端部の各凸部および前記第2鋼管杭の端部の各凸部には、前記嵌合状態において前記複数の円弧状帯部材を収容するための溝が形成されていることが好ましい。
【0009】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第1鋼管杭の端部の各凸部および前記第2鋼管杭の端部の各凸部は、基底部よりも先端部のほうが小さい台形状の形態を有する。さらに、前記第1鋼管杭の端部には、前記複数の凸部が形成された第1継手部が工場溶接により取り付けられ、前記第2鋼管杭の端部には、前記複数の凸部が形成された第2継手部が工場溶接により取り付けられていることが好ましい。この場合、前記第1継手部と前記第2継手部とは互いに同じ形状を有することが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる鋼管杭の接合構造を示す図であって、鋼管杭の端部に取り付けられた継手部の構成を概略的に示す斜視図である。また、図2は、図1に示す一対の鋼管杭の端部が互いに嵌合した状態において複数の円弧状帯部材を取り付けた接合状態を概略的に示す斜視図である。
【0011】
また、図3は、図2における円弧状帯部材の取り付け状態を説明する図であって、(a)は展開側面図を、(b)は(a)の線A−Aに沿った断面図を示している。なお、図1において、各鋼管杭の端部構造は基本的に同じであるため、第2鋼管杭にかかる部分についてはその参照符号を括弧内に示している。
【0012】
図1を参照すると、互いに接合すべき一対の鋼管杭、すなわち第1鋼管杭1および第2鋼管杭2の端部には、第1継手部11および第2継手部12が、たとえば工場溶接(参照符合21および22でそれぞれ示す)によりそれぞれ取り付けられている。第1継手部11および第2継手部12はともに、第1鋼管杭1および第2鋼管杭2の軸線方向に突出するように周方向に等間隔を隔てて形成された複数の凸部11aおよび12aと、これらの間に形成された複数の凹部11bおよび12bとをそれぞれ有する。
【0013】
ここで、第1継手部11に形成された各凸部11aおよび第2継手部12に形成された各凸部12aは、互いに同じ形状、すなわち基底部よりも先端部のほうが小さく且つ軸線方向に関して対称な台形状の形態を有する。また、第1継手部11に形成された凸部11aおよび凹部11bと第2継手部12に形成された凸部12aおよび凹部12bとが互いに嵌合するように、第1継手部11と第2継手部12とは補完的な形状を有する。さらに詳細には、第1継手部11と第2継手部12とは互いに同じ形状を有する。
【0014】
また、第1継手部11の凸部11aおよび第2継手部12の凸部12aには、同じ幅の切欠き部11cおよび12cが周方向に沿ってそれぞれ形成されている。これらの切欠き部11cおよび12cは、後述するように、第1継手部11と第2継手部12との嵌合状態において複数の円弧状帯部材13を収容するための溝を構成することになる。なお、切欠き部11cおよび12cの底面、すなわち切欠き部11cおよび12cにおいて第1鋼管杭1および第2鋼管杭2の軸線方向に沿って延在する面のほぼ中央には、後述のボルト15が螺合すべき雌ねじ14が刻設されている。
【0015】
こうして、第1継手部11の凸部11aと第2継手部12の凹部12bとが対向し且つ第1継手部11の凹部11bと第2継手部12の凸部12aとが対向するように第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを位置決めし、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを当接するまで相対的に近接させることにより、図2および図3に示すような嵌合状態が得られる。このとき、第1継手部11の凸部11aのテーパ面11dと、第2継手部12の凸部12aのテーパ面12dとが当接する。
【0016】
ただし、第1継手部11の凸部11aの上面11eと第2継手部12の凹部12bの底面12f、並びに第1継手部11の凹部11bの底面11fと第2継手部12の凸部12aの上面12eとは、互いに当接してもよいが、わずかな間隔を隔てて当接しない方が好ましい。この構成により、第1継手部11の凸部11aおよび第2継手部12の凸部12aの製造誤差を吸収することができ、ひいては要求される寸法精度を緩和することができるからである。
【0017】
さらに、図2および図3に示すように、本実施形態の接合構造は、第1継手部11と第2継手部12との嵌合状態において切欠き部11cおよび12cが形成する周方向の溝に収容されるように構成された複数(たとえば2つまたは3つ)の円弧状帯部材13と、複数の円弧状帯部材13を各凸部11aおよび12aに形成された雌ねじ14にねじ締結するための複数のボルト15とを備えている。ここで、円弧状帯部材13には、ボルト15が貫通するための直孔が形成されていることはいうまでもない。ボルト15として、たとえば六角ボルトなどを用いることができる。
【0018】
なお、接合状態においてボルト15のヘッド部分が実質的に外側へ突出しないように、ボルト15のヘッド部分を収容するための円柱状の窪み(図3を参照)を円弧状帯部材13に形成することが好ましい。また、図3に示すように、円弧状帯部材13の側端面、並びに切欠き部11cおよび12cの側端面をテーパ面形状に形成し、接合状態において円弧状帯部材13の底面と切欠き部11cおよび12cの底面とがわずかに間隔を隔てて当接しないように構成することが好ましい。
【0019】
この構成により、切欠き部11cおよび12c並びに円弧状帯部材13に要求される寸法精度を緩和しつつ、円弧状帯部材13と第1継手部11および第2継手部12との密着度を高めることができる。以上のように、ボルト15は、複数の円弧状帯部材13を各凸部11aおよび12aに締結するための締結部材を構成している。また、複数の円弧状帯部材13と複数のボルト15とは、第1継手部11と第2継手部12との嵌合状態において周方向に沿って隣接する凸部11aと12aとを互いに連結するための連結部材を構成している。
【0020】
一般に、鋼管杭の接合構造において要求される力学的性能は、圧縮耐力、引張耐力、剪断耐力、曲げモーメント耐力、回転ねじれ耐力である。本実施形態では、主として、第1継手部11の凸部11aのテーパ面11dと第2継手部12の凸部12aのテーパ面12dとの当接により、所望の圧縮耐力を確保することができる。また、主として、第1継手部11と第2継手部12との嵌合状態において周方向に沿って隣接する凸部11aと12aとを互いに連結するための連結部材、すなわち複数の円弧状帯部材13と複数のボルト15との作用により、所望の引張耐力を確保することができる。
【0021】
さらに、主として、第1継手部11と第2継手部12との嵌合、すなわちテーパ面11dとテーパ面12dとの当接により、所望の剪断耐力を確保することができる。また、主として、複数の円弧状帯部材13と複数のボルト15とからなる連結部材の作用により、所望の曲げモーメント耐力を確保することができる。さらに、主として、第1継手部11と第2継手部12との嵌合、すなわちテーパ面11dとテーパ面12dとの当接により、所望の回転ねじれ耐力を確保することができる。
【0022】
こうして、本実施形態では、現場溶接を必要とすることなく、信頼性、施工性および作業性に優れた鋼管杭の接合構造を実現することができる。なお、上述したように、本実施形態の鋼管杭の接合構造は、要求される力学的性能(圧縮耐力、引張耐力、剪断耐力、曲げモーメント耐力、回転ねじれ耐力)を十分に確保することができるので、先端がスクリュー状に羽根を広げた形態を有するタイプの鋼管杭を含むあらゆる鋼管杭に適用可能である。
【0023】
ところで、第1継手部11および第2継手部12は、たとえば型成形や削出し成形などにより個別に製造することができる。特に、本実施形態では、第1継手部11と第2継手部12とが互いに同じ形状を有するので、製造コストの低減に有利である。また、さらに製造コストの低減を図るには、第1継手部11と第2継手部12との嵌合状態と同じ断面形状を有する管状部材を型成形や削出し成形などにより形成し、たとえばレーザー加工により上記管状部材をジグザグに切断することにより、第1継手部11および第2継手部12を製造することが好ましい。
【0024】
また、図3を参照すると、第1継手部11の凸部11aのテーパ面11d(または第2継手部12の凸部12aのテーパ面12d)と周方向とのなす角度θが、たとえば45度よりも大きく且つ85度よりも小さいことが好ましい。角度θが45度以下の場合には、特に所望の回転ねじれ耐力を確保することが困難になるので不都合である。一方、角度θが85度以上の場合には、テーパ面11dおよび12dが嵌合のための案内面として機能し難くなるので不都合である。
【0025】
なお、上述の実施形態では、第1継手部11と第2継手部12とが互いに同じ形状を有するが、これに限定されることなく、第1継手部11および第2継手部12の形状については様々な変形例が可能である。また、上述の実施形態では、第1継手部11に形成された各凸部11aおよび第2継手部12に形成された各凸部12aが軸線方向に関して対称な台形状の形態を有するが、これに限定されることなく、各凸部11aおよび各凸部12aの形態については様々な変形例が可能である。
【0026】
さらに、上述の実施形態では、一対の鋼管杭、すなわち第1鋼管杭1と第2鋼管杭2との接合に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、3本以上の鋼管杭の接合に対して本発明を適用することができることはいうまでもない。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、現場溶接を必要とすることなく、信頼性、施工性および作業性に優れた鋼管杭の接合構造を実現することができる。本発明にかかる鋼管杭の接合構造は、要求される力学的性能を十分に確保することのできる構成を有するので、先端がスクリュー状に羽根を広げた形態を有するタイプの鋼管杭を含むあらゆる鋼管杭に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる鋼管杭の接合構造を示す図であって、鋼管杭の端部に取り付けられた継手部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1に示す一対の鋼管杭の端部が互いに嵌合した状態において複数の円弧状帯部材を取り付けた接合状態を概略的に示す斜視図である。
【図3】図2における円弧状帯部材の取り付け状態を説明する図であって、(a)は展開側面図を、(b)は(a)の線A−Aに沿った断面図を示している。
【符号の説明】
1 第1鋼管杭
2 第2鋼管杭
11 第1継手部
12 第2継手部
11a,12a 凸部
11b,12b 凹部
11c,12c 凸部の切欠き部
11d,12d 凸部のテーパ面
11e,12e 凸部の上面
11f,12f 凹部の底面
13 円弧状帯部材
14 雌ねじ
15 ボルト
21,22 工場溶接部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure for steel pipe piles.
[0002]
[Prior art]
At present, as a joining structure of steel pipe piles, a welded joint structure for joining a pair of steel pipe piles by field welding occupies most. As a non-weld joint structure that does not use field welding, a screw joint structure or a joint structure of a type in which a flange end plate is covered from the outside and tightened have been proposed. Is the fact.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in the case of a joint structure of steel pipe piles by on-site welding, it takes several tens of minutes for on-site welding for joining a pair of steel pipe piles, and there is a disadvantage that workability is poor and reliability is low. In addition, since welding work cannot be performed in rainy weather because of dislike of water, workability is low.
[0004]
By the way, in recent years, a steel pipe pile (referred to as a “wing pile” or the like) having a shape in which a blade is spread in a screw shape and capable of obtaining a large supporting force has been developed and is becoming popular. The construction method of this type of steel pipe pile is different from the general steel pipe pile construction method, namely, the middle moat construction method using an auger, and the screw-shaped blade at the tip is sunk into the ground by applying a rotational force to the pile (screw-in) ).
[0005]
As a result, in this type of steel pipe pile, it is possible to pull out a pile once sunk into the ground by applying a reverse rotation force to the pile. Based on such a technical background, there is a demand for a welding-free joining structure that can be applied to all steel pipe piles including a steel pipe pile of a type having a form in which a blade is spread in a screw shape at a tip and does not require on-site welding. ing.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a joint structure for a steel pipe pile excellent in reliability, workability, and workability without requiring on-site welding.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, in a structure for joining a pair of steel pipe piles,
The end of the first steel pipe pile has a plurality of protrusions formed at intervals in the circumferential direction so as to protrude in the axial direction, and a plurality of recesses formed between the plurality of protrusions. And
The end of the second steel pipe pile has a shape complementary to the end of the first steel pipe pile,
A joint comprising a connecting member for connecting adjacent convex portions along the circumferential direction to each other in a fitted state of the end of the first steel pipe pile and the end of the second steel pipe pile. Provide structure.
[0008]
According to a preferred aspect of the present invention, the connecting member includes a plurality of arc-shaped band members extending along the circumferential direction, and a fastening member for fastening the plurality of arc-shaped band members to each convex portion. In this case, a groove for accommodating the plurality of arc-shaped band members in the fitted state is formed in each of the protrusions at the end of the first steel pipe pile and at each of the protrusions at the end of the second steel pipe pile. Preferably, it is formed.
[0009]
According to a preferred aspect of the present invention, each of the protrusions at the end of the first steel pipe pile and each of the protrusions at the end of the second steel pipe pile have a trapezoidal shape in which the tip is smaller than the base. Have a form. Further, a first joint portion on which the plurality of protrusions are formed is attached to an end of the first steel pipe pile by factory welding, and the plurality of protrusions is mounted on an end of the second steel pipe pile. It is preferable that the formed second joint part is attached by factory welding. In this case, it is preferable that the first joint portion and the second joint portion have the same shape as each other.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a joint structure of a steel pipe pile according to an embodiment of the present invention, and is a perspective view schematically illustrating a configuration of a joint portion attached to an end of the steel pipe pile. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a joined state in which a plurality of arc-shaped band members are attached in a state where ends of a pair of steel pipe piles shown in FIG. 1 are fitted to each other.
[0011]
FIGS. 3A and 3B are views for explaining an attached state of the arc-shaped band member in FIG. 2, wherein FIG. 3A is a developed side view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Is shown. In addition, in FIG. 1, since the end structure of each steel pipe pile is basically the same, the reference numerals for the portions related to the second steel pipe pile are shown in parentheses.
[0012]
Referring to FIG. 1, a pair of steel pipe piles to be joined to each other, that is, a first
[0013]
Here, each
[0014]
[0015]
In this manner, the first
[0016]
However, the
[0017]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the joint structure of the present embodiment has a circumferential groove formed by the
[0018]
In order to prevent the head portion of the
[0019]
With this configuration, the degree of adhesion between the arc-shaped
[0020]
In general, the mechanical performance required in the joint structure of steel pipe piles is compressive strength, tensile strength, shear strength, bending moment strength, and rotational torsional strength. In the present embodiment, a desired compression strength can be ensured mainly by the contact between the
[0021]
Furthermore, a desired shear strength can be secured mainly by fitting the first
[0022]
Thus, in the present embodiment, it is possible to realize a joint structure of a steel pipe pile excellent in reliability, workability, and workability without requiring on-site welding. As described above, the joint structure of the steel pipe pile according to the present embodiment can sufficiently secure required mechanical performances (compression proof, tensile proof, shear proof, bending moment proof, and rotational torsional proof). Therefore, the present invention can be applied to all types of steel pipe piles, including a steel pipe pile of a type in which blades are spread in a screw shape at the tip.
[0023]
By the way, the first
[0024]
Referring to FIG. 3, the angle θ between the
[0025]
In the above-described embodiment, the first
[0026]
Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a pair of steel pipe piles, that is, the joining between the first
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a joint structure of a steel pipe pile excellent in reliability, workability, and workability without requiring on-site welding. Since the joining structure of the steel pipe pile according to the present invention has a configuration capable of sufficiently securing the required mechanical performance, any steel pipe including a steel pipe pile having a form in which a blade is spread in a screw shape at the tip is used. Applicable to piles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a joint structure of a steel pipe pile according to an embodiment of the present invention, and is a perspective view schematically showing a configuration of a joint part attached to an end of the steel pipe pile.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a joined state in which a plurality of arc-shaped band members are attached in a state where ends of a pair of steel pipe piles shown in FIG. 1 are fitted to each other.
3A and 3B are views for explaining an attachment state of the arc-shaped band member in FIG. 2, wherein FIG. 3A is a developed side view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. ing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1鋼管杭の端部は、その軸線方向に突出するように周方向に間隔を隔てて形成された複数の凸部と、該複数の凸部の間に形成された複数の凹部とを有し、
第2鋼管杭の端部は、前記第1鋼管杭の端部と補完的な形状を有し、
前記第1鋼管杭の端部と前記第2鋼管杭の端部との嵌合状態において周方向に沿って隣接する凸部を互いに連結するための連結部材を備えていることを特徴とする接合構造。In the structure that joins a pair of steel pipe piles,
The end of the first steel pipe pile has a plurality of protrusions formed at intervals in the circumferential direction so as to protrude in the axial direction, and a plurality of recesses formed between the plurality of protrusions. And
The end of the second steel pipe pile has a shape complementary to the end of the first steel pipe pile,
A joint comprising a connecting member for connecting adjacent convex portions along the circumferential direction to each other in a fitted state of the end of the first steel pipe pile and the end of the second steel pipe pile. Construction.
前記第2鋼管杭の端部には、前記複数の凸部が形成された第2継手部が工場溶接により取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の接合構造。At the end of the first steel pipe pile, a first joint portion formed with the plurality of protrusions is attached by factory welding,
5. The end according to claim 1, wherein a second joint having the plurality of protrusions is attached to an end of the second steel pipe pile by factory welding. 6. Joint structure.
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