JP2004270204A - Joint structure of steel pipe and joining method of steel pipe - 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、例えば鋼管杭、既成コンクリート杭(PHC杭、PRC杭、SC杭)の管軸方向の継手構造及び鋼管の接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ソイルセメント合成鋼管杭などの鋼管杭は、施工現場において溶接接合して継杭して施工されるのが一般的である。
しかしながら、溶接による継杭では、(1)溶接部の品質が溶接工の技量に左右されること、(2)施工が天候に左右されることなどから、溶接に代わる継杭方法の開発が望まれていた。
【0003】
溶接によらない鋼管の接合構造の一例として、接続するそれぞれの鋼管の突き合わせ端縁部にこの鋼管の径より小さい外径の円筒状接続部を同軸上に接続、固定し、この円筒状接続部の側面上に多数のネジ孔を設け、各鋼管に接続、固定されたこれらの円筒状接続部を相互に突き合わせ、この突き合わせた二つの円筒状接続部の外周を、円弧状に適宜に分割され、各分割片に多数のボルト挿通孔を穿った分割円筒状継手で被い、この分割円筒状継手の各ボルト挿通孔と上記円筒状接続部の各ネジ孔を合わせ、これらのボルト挿通孔にボルトを通してボルト端をネジ孔に螺着して締め付けることによって上記鋼管同士を接続し、上記円筒状接続部に固定された各分割円筒状継手及び締め付けられた各ボルトの頭部は上記接続する鋼管の外径より突出しないようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−81304号公報(第2〜第4頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載された鋼管の接続構造は、鋼管杭とは別体の分割円筒状継手を用いており、一体化させるためには、上継ぎ手と下継ぎ手のかみ合わせばかりでなく、分割円筒状継手と上下継手のかみ合わせを配慮した精度の高い製作が要求され、製造がむずかしく製作コストも高い。また、分割円筒状継手を別途運搬し取り付ける作業が必要であり、施工性が悪い。
さらに、鋼管継手部を大径化・肉厚化した場合には、分割円筒状継手の重量が大きくなり、新たにクレーン等の運搬用重機を持ち込まなければならないなど運搬性、施工性がさらに悪くなるなど、種々問題がある。
【0006】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できてその上信頼性の高い鋼管の継手構造及び鋼管の接合方法を提供することを目的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明に係る鋼管の継手構造は、内周面に係止部を有し一方の鋼管に接合された外側継手管と、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、前記外側継手管に拡径機能を付与するか、又は内側継手管に縮径機能を付与して前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入し、縮径手段により前記外側継手管を縮径し、又は拡径手段により前記内側継手管を拡径してその係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させるようにしたものである。
【0008】
(2)また、本発明に係る鋼管の継手構造は、内周面に係止部を有し、該係止部の下部の周方向に複数のボルト挿通孔が設けられて下端部が一方の鋼管に接合された外側継手管と、外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく軸方向に設けたスリットにより複数の分割片が形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ該係合突部の下部に前記外側継手管のボルト挿通孔に対応してボルト孔が設けられた本体部を有し、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、前記内側継手管の本体部を前記外側継手管内に圧入したのち前記ボルト挿通孔に挿通したボルトを前記ボルト孔に螺入して前記内側継手管を拡径し、前記係合突部を係止部に係止させるようにしたものである。
【0009】
(3)また、本発明に係る鋼管の継手構造は、内周面に係止部を有し、該係止部の下部に複数のボルト孔が設けられて下端部が一方の鋼管に接合された外側継手管と、外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく軸方向に設けたスリットにより複数の分割片が形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ該係合突部の下部に前記外側継手管のボルト孔に対応して下端部に開口する嵌合部が設けられた本体部を有し、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、前記内側継手管の本体部を前記外側継手管内に圧入してその嵌合部を該外側継手管の内側からボルト孔に螺入したボルトに嵌合し、前記ボルトをさらに螺入して前記係合突部を係止部に係止させるようにしたものである。
【0010】
(4)上記(2)又は(3)の内側継手管の本体部の大径部と係合突部との間において、内周面又は外周面に凹溝を設けた。
【0011】
(5)また、本発明に係る鋼管の継手構造は、軸方向に設けたスリットにより複数の分割片が形成されて該分割片の内周面に係止部が設けられ、該係止部の上方の周方向に複数のボルト挿通孔が設けられた本体部を有し、一方の鋼管に接合された外側継手管と、外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部を有し、該係合突部の上方に前記外側継手管のボルト挿通孔に対応してボルト孔が設けられ、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入したのち前記ボルト挿通孔に挿通したボルトを前記ボルト孔に螺入して前記外側継手管を縮径させ、前記係合突部を係止部に係止させるようにしたものである。
【0012】
(6)本発明に係る鋼管の接合方法は、上記(2)の外側継手管を一方の鋼管に接合し、上記(2)又は(4)の内側継手管を他方の鋼管に接合する工程と、前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入する工程と、前記外側継手管のボルト挿通孔に挿通したボルトを前記内側継手管のボルト孔に螺入し、前記内側継手管を拡径してその係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むものである。
【0013】
(7)また、本発明に係る鋼管の接合方法は、上記(3)の外側継手管を一方の鋼管に接合し、上記(3)又は(4)の内側継手管を他方の鋼管に接合する工程と、前記外側継手管の内側からボルト孔にボルトを螺入する工程と、前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入してその嵌合部を前記ボルトに嵌合する工程と、前記ボルトをさらにボルト孔に螺入して前記内側継手管を拡径し、係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むものである。
【0014】
(8)また、本発明に係る鋼管の接合方法は、上記(5)の外側継手管を一方の鋼管に接合し、内側継手管を他方の鋼管に接合する工法と、前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入する工程と、前記外側継手管のボルト挿通孔に挿通したボルトを前記内側継手管のボルト孔に螺入し、前記外側継手管を縮径して前記内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むものである。
【0015】
(9)上記(6),(7)又は(8)の鋼管が鋼管杭であって、一方の鋼管杭に接合された外側継手管内に、他方の鋼管杭に接合された内側継手管をいずれか一方の鋼管杭の自重により圧入するようにしたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
図において、Jは2本の鋼管31,32を接合するための継手部で、下端部が接合対象である一方の鋼管31に溶接接合された円筒状の外側継手管1と、上端部が他方の鋼管32に溶接接合された円筒状の内側継手管11とからなっている。
【0017】
外側継手管1は、その外径が鋼管31の外径とほぼ等しく形成され、上端部2の内周面は斜め上方に切除されて傾斜面3が設けられている。また、内周面の軸方向のほぼ中央部から下方には、所定の範囲で拡径された凹部4が形成されており、凹部4の上縁部には係止部5が、また凹部4の下縁には内側継手管11の内径とほぼ等しい内径の突出段部6が形成されている。7は凹部4に設けた複数のボルト挿通孔である。
【0018】
内側継手管11は、上部に鋼管32の外径とほぼ等しい外径の拡径部12が設けられており、拡径部12の下部には段部13(当接部)を介して、外側継手管1の内径とほぼ等しい外径の本体部14が設けられている。そして、本体部14には周方向にほぼ等間隔で、段部13から下端部に達する複数のスリット15が設けられており、これにより、本体部14は周方向に分割されて縮径機能を有する複数の分割片14aが形成されている。
【0019】
16は各分割片14aの下部外周面に突設された係合突部で、その上面が外周面と直交して下部には傾斜面17が設けられており、係合突部16の上面から段部13までの高さh2は、外側継手管1の係合部5から上端部2までの高さh1とほぼ等しく形成されている。18は各分割片14aの係合突部16の下方に設けたボルト孔で、このボルト孔18は外側継手管1に設けたボルト挿通穴7に対応して設けられている。
【0020】
次に、本発明を鋼管杭の接合に実施した場合の施工手順の一例について説明する。なお、接合対象である鋼管杭31a,32aの端部には、あらかじめ工場等において外側継手管1及び内側継手管11が溶接により接合されており、これら鋼管杭31a,32aが工事現場に輸送されるものとする。
【0021】
先ず、図2(a)に示すように、外側継手管1が接合された鋼管杭31aを地中に打込む。打込みが進んで上部の鋼管杭32aを接続する状態になったときは、先端部に内側継手管11が接合された鋼管杭32aを鋼管杭31a上に位置させて位置決めし、鋼管杭32aの自重による圧下力により下降させ、図2(b)に示すように、外側継手管1の上端部に設けた傾斜面3と、内側継手管11の係合突部16の下部に設けた傾斜面17とを利用して、内側継手管11の各分割片14aを撓ませて本体部14を縮径させ、外側継手管1内に挿入する。
【0022】
鋼管杭32aを引続き下降させると、内側継手管11の各分割片14aがさらに撓んで縮径され、内側継手管11はその係合突部16の外周面が外側継手管1の内周面に沿って下降し、段部13(当接部)が外側継手管1の上端部2に当接したときは圧下を停止する。このときの状態を図2(c)に示す。
【0023】
この状態で、外側継手管1のボルト挿通孔7に挿通した拡径手段であるボルト35を、内側継手管11のボルト孔18に螺入して締付ければ、内側継手管11の各分割片14aはボルト35に引き寄せられて元の状態に戻り(拡径し)、図3に示すように、その外壁が外側継手管1の内壁に当接又は近接し、係合突部16が外側継手管1の係止部5に係止して、上下の鋼管杭31a,32aは、外側継手管1と内側継手管11を介して強固に接合される。
【0024】
このようにして接合された鋼管杭31a,32aにおいては、鋼管杭32aに加わる圧縮荷重は、内側継手管11の段部13と外側継手管1の上端部2を介して鋼管杭31aに伝達され、引張荷重は、内側継手管11の係合突部16と外側継手管1の係止部5を介して鋼管杭32aに伝達される。
【0025】
図4は本実施の形態の他の例の要部の説明図である。
本例においては、図1の内側継手管11の各分割片14aの係合突部16の下方に設けたボルト孔18に代えてボルト挿通孔18aを設け、このボルト挿通孔18の内壁面にそれぞれナット19を溶接により取付けたものである。
【0026】
本例における施工手順は、図2、図3の場合とほぼ同様であるが、内側継手管11が鋼管杭32a(図示せず)の自重によって下降し、段部13が外側継手管1の上端部2に当接したとき(図2(c)と同じ状態)は、ボルト35を外側継手管1と内側継手管11のボルト挿通孔7,18に挿通してナット19に螺入し、ボルト35を締付けて内側継手管11の本体部14を元の状態に戻し(拡径させ)、係止突部16を係止部5に係止させることにより、上下の鋼管杭31a,32aを外側継手管1と内側継手管11を介して強固に接合する。
【0027】
本実施の形態によれば、鋼管杭32aの端部に接合した内側継手管11を、鋼管杭32aの自重により外側継手管1内に圧入してボルト35で固定するだけで、他の部材等を使用することなく鋼管杭31aと32aを接合することができるので、構造が簡単で施工がきわめて容易であり、コストを低減できるばかりでなく、作業性を大幅に向上することができる。
【0028】
また、外側継手管1の外径及び内側継手管11の大径部12の外径を、接合する鋼管杭31a,32aの外形とほぼ等しくしたので、継手部Jが鋼管杭31a,32aの外周面から出張ることがなく、このため、鋼管杭31a,32aを地中に打込む際の貫入抵抗を小さくすることができる。
なお、外側継手管1のボルト挿通孔7にボルト35の頭部が挿入される大径部を設ければ、接合後の外側継手管1の外周面にボルト35の頭部が突出することがないので、地中への貫入抵抗をより低減することができる。ただし、この場合は、ボルト35の頭部に六角レンチ等が係合する穴を設けておくことが必要である。
【0029】
上記の説明では、本実施の形態に係る継手構造を鋼管杭31a,32aの接合に用いた場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、杭以外の鋼管を接合する場合にも本発明を実施することができる。なお、この場合は、内側継手管11を外側継手管1内に圧入する際に、圧入機等を必要とする場合がある。
【0030】
[実施の形態2]
図5は本発明の実施の形態2に係る鋼管の継手部の一部断面図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、内側継手管11の内周面の上部に、幅(高さ)L2の凹溝20を設けたものである(図には、凹溝20の上縁部を段部13と同じ位置にした場合を示してある)。
【0031】
本実施の形態における継手部Jの施工手順は、実施の形態1の場合とほぼ同様であるが、内側継手管11の内周面又は外周面に凹溝20を設けてこの部分の肉厚を薄くして剛性を低下させたので各分割片14aが撓み易くなり、このため圧入力を小さくでき、大径の継手部Jでも内側継手管11に接合された鋼管杭32aの自重により、内側継手部11を外側継手部1内に圧入することができる。
【0032】
図6は本実施の形態の他の例を示すもので、図4の場合は、凹溝20の上縁部を段部13と同じ位置に設けた場合を示したが、本例は、凹溝20を内側継手管11の内周面の段部13より下方に設けたものである。
また、図7は本実施の形態のさらに他の例を示しすもので、本例は、内側継手管11の外周面に凹溝20を設けたもので、図にはその上縁部を段部13と同じ位置に設けた場合を示してあるが、これに限定するものではない。
【0033】
このように、凹溝20は、内側継手管11の内周面又は外周面の段部13と係合突部16との間の適宜位置に設けることができ、図4に示すように、凹溝20の上縁部と分割片14aの下端部間の距離L1が長いほど凹溝20にかかる曲げモーメントが大きくなるため、各分割片14aの縮径方向への撓み量が大きくなり、これに伴って圧入力が小さくなる。また、凹溝20の軸方向の長さ(幅)L2が長くなるにしたがって、圧入力は小さくなる。
【0034】
ときろで、継手部Jが大径化すると、外側継手管1及び内側継手管11の切削加工の加工精度が悪くなるため、板厚を応力上必要な最低板厚より厚く選定することが必要であり、これにより、内側継手管11の分割片14aの撓み量が小さくなって外側継手管1に圧入する際の圧入力が増大する。このため圧入力を上部の鋼管杭32aの自重以下に抑えるためには、内側継手管11の分割片14aの軸方向の長さを長くして撓み易くする必要があるが、このようにすることにより、継手部Jが大形化するばかりでなく、コストの上昇は避けられない。
【0035】
本実施の形態においては、内側継手管11の本体部14(分割片14a)の内周面又は外周面に凹溝20を設け、この部分の剛性を低くして撓み易くしたので、継手部Jの軸方向の長さを長くすることなく、外側継手管1内への圧入力を上部の鋼管杭32aの自重以下に抑えることができる。
これにより、継手部Jのコストの低減は勿論、大径化した継手部の場合でも圧入機等を使用する必要がないので、施工が容易で作業性を高めることができる。
【0036】
[実施の形態3]
図8は本発明の実施の形態3に係る鋼管の継手部の要部の説明図及び内側継手管の分割片の内面説明図である。
本実施の形態は、図8に示すように、実施の形態1(図1)の外側継手管1に設けた複数のボルト挿通孔7に代えてボルト孔7aを設けると共に、内側継手管11の各分割片14aに設けたボルト孔18に代えて、下端部に開口する逆U字の嵌合部21を設けたものである。なお、ボルト35のねじ部の先端部には、外側からボルト35を回転しうるように、例えば六角型の如き多角形の係止穴36が設けられている。
【0037】
上記のように構成した本実施の形態の施工にあたっては、外側継手管1が接合された鋼管杭31aが地中に打込まれ、上部の鋼管杭32a(図示せず)を接続する状態になったときは、図9(a)に示すように、外部継手管11のボルト孔7aに内側からボルト35の先端部を螺入する。
そして、先端部に内側継手管が接合された鋼管杭32aを自重による圧下力により下降させ、図9(b)に示すように、内側継手管11の各分割片14aに設けた嵌合部21を、外側継手管1に取付けたボルト35に嵌合する。
【0038】
ついで、外側継手管1の外側からボルト35のねじ部の先端部に設けた係止穴36に、例えばL型六角レンチを係合させてボルト35をさらに締付ければ、内側継手管11の各分割片14aはボルト35の頭部により外側継手管1側に引き寄せられて元の状態に戻り(拡径され)、図9(c)に示すように、係合突部16が係止部5に係止し、鋼管杭31a,32aは外側継手管1と内側継手管11を介して強固に接合される。
本実施の形態の効果は、実施の形態1の場合とほぼ同様である。
【0039】
[実施の形態4]
図10は本発明の実施の形態4に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
上記の各実施の形態においては、内側継手管11にスリット15を設けて縮径機能をもたせ、この内側継手管11を外側継手管1内に圧入してその係合突部16を係止部5に係止させる場合を示したが、本実施の形態は外側継手管1にスリットを設けて拡径機能をもたせ、こ外側継手管1内に内側継手管11を圧入して、その係合突部16を係止部5に係止させるようにしたものである。
【0040】
図10において、外側継手管1の本体部8の周方向には、ほぼ等間隔で上端部に開口し下部が突出段部6に達する複数のスリット9が設けられ、これにより、本体部8を周方向に分割して拡径機能を有する複数の分割片8aを形成したものである。なお、ボルト挿通孔7は各分割片8aの上部に設けられている。
また、内側継手管11には、円筒状の本体部14の上部に、外側継手管1のボルト挿通孔7に対応してボルト孔18が設けられている。なお、このボルト孔18をボルト挿通孔とし、その内壁面にナットを溶接により取付けてもよい。
【0041】
次に、本実施の形態を鋼管杭の接合に実施した場合の施工手順の一例について説明する。なお、接合対象である鋼管杭31a,32aの端部には、あらかじめ工場等において外側継手管1及び内側継手管11が溶接によりそれぞれ接合されているものとする。
【0042】
図11(a)に示すように、外側継手管1が接合された鋼管杭31aが上部の鋼管杭32aを接合する状態まで打込まれたときは、先端部に内側継手管11が接合された鋼管杭32aを鋼管杭31aの上方に位置させて位置決めし、鋼管杭32aの自重による圧下力により下降させ、図11(b)に示すように、外側継手管1の上端部に設けた傾斜面3と、内側継手管11の係合突部16の下部に設けた傾斜面17とを利用して、外側継手管1の各分割片8aを撓ませて本体部8を拡径させ、外側継手管1内に挿入する。
【0043】
鋼管杭32aを引続き下降させると、内側継手管11の係合突部16が外側継手管1の内周面に沿って下降し、外側継手管1の各分割片8aがさらに撓んで拡径され、段部13(当接部)が外側継手管1の上端部2に当接したときは圧下を停止する。このときの状態を図11(c)に示す。
【0044】
この状態で、外側継手管1のボルト挿通孔7に挿通した縮径手段であるボルト35を、内側継手管11のボルト孔18に螺入して締付ければ、外側継手管1の各分割片8aはボルト35に引き寄せられて元の状態に戻り(縮径し)、図12に示すように、その内壁が内側継手管11の外壁に当接又は近接し、係合突部16が係止部5に係止して、上下の鋼管杭31a,32aは、外側継手管1と内側継手管11を介して強固に接合される。
【0045】
本実施の形態は、実施の形態1の場合とほぼ同様の効果を得ることができるが、さらに、外側継手管1の本体部8の下部内周面には凹部4が設けられているので、この部分の剛性が低くなり、実施の形態2の場合と同様に、各分割片8aを撓み易くすることができる。
【0046】
上記の各実施の形態においては、外側継手管1が接合された鋼管杭31aを地中に打設し、この鋼管杭31aに内側継手管11が接合された鋼管杭31aを自重により下降させて接合する場合について説明したが、内側継手管11が接合された鋼管杭32aを地中に打設し、外側継手管1が接合された鋼管杭31aを自重により下降させて外側継手管1を内側継手管11に嵌合して接合し、鋼管杭32a,31aを接合するようにしてもよい。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、内周面に係止部を有し一方の鋼管に接合された外側継手管と、外周面に外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、外側継手管に拡径機能を付与するか、又は内側継手管に縮径機能を付与して外側継手管内に内側継手管を圧入し、縮径手段により外側継手管を縮径し、又は拡径手段により内側継手管を拡径してその係合突部を外側継手管の係止部に係止させるようにしたので、構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できて信頼性の高い鋼管の継手構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図2】実施の形態1の継手構造の施工手順の一例を示す説明図である。
【図3】実施の形態1の継手構造により2本の鋼管を接合した状態を示す一部を省略した縦断面図である。
【図4】実施の形態1の他の例の要部の説明図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る一部を省略した鋼管の継手構造の縦断面図である。
【図6】実施の形態2の他の例の一部を省略した縦断面図である。
【図7】実施の形態2のさらに他の例の一部を省略した縦断面図である。
【図8】本発明の実施の形態3に係る鋼管の継手構造の要部の説明図及び内側継手管の分割片の内面説明図である。
【図9】実施の形態3の施工手順の一例の説明図である。
【図10】本発明の実施の形態4に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図11】実施の形態4の施工手順の一例を示す説明図である。
【図12】実施の形態4の継手構造により2本の鋼管を接合した状態を示す一部を省略した断面図である。
【符号の説明】
1 外側継手管
2 上端部
5 係止部
7,18a ボルト挿通孔
8,14 本体部
11 内側継手管
12 大径部
13 段部(当接部)
8a,14a 分割片
9,15 スリット
16 係合突部
7a,18 ボルト孔
19 ナット
20 凹溝
21 嵌合部
31,32 鋼管
31a,32a 鋼管杭
35 ボルト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure of a steel pipe, for example, a steel pipe pile, a precast concrete pile (a PHC pile, a PRC pile, an SC pile) in a pipe axis direction, and a method of joining steel pipes.
[0002]
[Prior art]
Steel pipe piles such as soil-cement synthetic steel pipe piles are generally constructed by welding and joining piles at construction sites.
However, in the case of welded piles, (1) the quality of the welded part depends on the skill of the welder, and (2) the construction depends on the weather. Had been rare.
[0003]
As an example of a joining structure of steel pipes not based on welding, a cylindrical connecting part having an outer diameter smaller than the diameter of the steel pipe is coaxially connected and fixed to a butt end of each steel pipe to be connected, and this cylindrical connecting part is fixed. A large number of screw holes are provided on the side surface of the cylindrical connection portion, and these cylindrical connection portions connected and fixed to each steel pipe are butted against each other, and the outer periphery of the two butted cylindrical connection portions is appropriately divided into an arc shape. Covering each divided piece with a divided cylindrical joint having a large number of bolt insertion holes, aligning each bolt insertion hole of this divided cylindrical joint with each screw hole of the cylindrical connection portion, and fitting these bolt insertion holes. The steel pipes are connected to each other by screwing a bolt end into a screw hole through a bolt and tightening, and each split cylindrical joint fixed to the cylindrical connection portion and a head of each tightened bolt are connected to the steel pipe. Than the outside diameter of There are those do not appear (e.g., see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-81304 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The steel pipe connection structure described in
Furthermore, when the diameter and thickness of the steel pipe joints are increased, the weight of the divided cylindrical joint increases, and the transportability and workability are further deteriorated, such as the necessity of bringing in new heavy equipment such as a crane. There are various problems.
[0006]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a steel pipe joint structure and a method of joining steel pipes, which have a simple structure, are easy to construct, can reduce cost, and have high reliability. It is intended for that purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) In the joint structure for a steel pipe according to the present invention, the outer joint pipe has a locking portion on the inner peripheral surface and is joined to one of the steel pipes, and the outer peripheral surface is locked to the locking portion of the outer joint pipe. An engagement projection is provided, and an inner joint pipe joined to the other steel pipe is provided.The outer joint pipe has a diameter increasing function, or the inner joint pipe has a diameter decreasing function, and the outer joint pipe has a diameter decreasing function. The inner joint pipe is press-fitted into the joint pipe, the outer joint pipe is reduced in diameter by a diameter reducing means, or the inner joint pipe is increased in diameter by a diameter increasing means, and the engagement projection is engaged with the outer joint pipe. It is designed to be locked to a stop.
[0008]
(2) Further, the steel pipe joint structure according to the present invention has a locking portion on the inner peripheral surface, a plurality of bolt insertion holes are provided in a circumferential direction below the locking portion, and the lower end portion has one side. A plurality of divided pieces are formed by an outer joint pipe joined to the steel pipe and a slit having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer joint pipe and provided in an axial direction, and a plurality of divided pieces are formed on an outer peripheral surface of the outer joint pipe. An engaging projection for stopping is provided, and a lower part of the engaging projection has a main body part provided with a bolt hole corresponding to a bolt insertion hole of the outer joint pipe, and an upper end part is joined to the other steel pipe. An inner joint pipe, and a main body of the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, and then a bolt inserted into the bolt insertion hole is screwed into the bolt hole to expand the inner joint pipe. The engaging projection is locked to a locking portion.
[0009]
(3) The joint structure for a steel pipe according to the present invention has a locking portion on an inner peripheral surface, a plurality of bolt holes are provided in a lower portion of the locking portion, and a lower end portion is joined to one of the steel pipes. A plurality of divided pieces are formed by the outer joint pipe and a slit having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer joint pipe and provided in the axial direction, and the outer circumferential surface is engaged with a locking portion of the outer joint pipe. A projection is provided, and a main body is provided below the engagement projection with a fitting portion opened at the lower end corresponding to the bolt hole of the outer joint pipe, and the upper end is joined to the other steel pipe. The inner joint pipe, and press-fits the main body of the inner joint pipe into the outer joint pipe, and fits a fitting portion thereof to a bolt screwed into a bolt hole from the inside of the outer joint pipe, A bolt is further screwed in to lock the engaging projection with the locking portion.
[0010]
(4) A concave groove is provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface between the large-diameter portion of the main body of the inner joint pipe of (2) or (3) and the engagement projection.
[0011]
(5) In the joint structure for a steel pipe according to the present invention, a plurality of divided pieces are formed by slits provided in the axial direction, and a locking portion is provided on an inner peripheral surface of the divided piece. An outer joint pipe joined to one of the steel pipes, the outer diameter of the outer joint pipe being substantially equal to the inner diameter of the outer joint pipe; The outer joint pipe has a bolt hole corresponding to a bolt insertion hole above the engaging protrusion, the upper end of the other steel pipe being provided above the engagement protrusion. An inner joint pipe joined to the outer joint pipe, and after the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, a bolt inserted into the bolt insertion hole is screwed into the bolt hole to reduce the diameter of the outer joint pipe. The engaging projection is locked to a locking portion.
[0012]
(6) The method for joining steel pipes according to the present invention includes the steps of joining the outer joint pipe of (2) to one steel pipe and joining the inner joint pipe of (2) or (4) to the other steel pipe. Press-fitting the inner joint pipe into the outer joint pipe, screwing a bolt inserted into a bolt insertion hole of the outer joint pipe into a bolt hole of the inner joint pipe, and expanding the inner joint pipe. Locking the engaging projection to the locking portion of the outer joint pipe.
[0013]
(7) In the method for joining steel pipes according to the present invention, the outer joint pipe of (3) is joined to one steel pipe, and the inner joint pipe of (3) or (4) is joined to the other steel pipe. A step of screwing a bolt into a bolt hole from the inside of the outer joint pipe, a step of press-fitting the inner joint pipe into the outer joint pipe and fitting the fitting portion to the bolt, Is further screwed into a bolt hole to expand the diameter of the inner joint pipe, and the engaging projection is locked to a locking portion of the outer joint pipe.
[0014]
(8) In addition, the method for joining steel pipes according to the present invention includes a method of joining the outer joint pipe of (5) to one steel pipe and joining the inner joint pipe to the other steel pipe; Press-fitting into the outer joint pipe, screwing a bolt inserted into the bolt insertion hole of the outer joint pipe into a bolt hole of the inner joint pipe, reducing the diameter of the outer joint pipe, and engaging the inner joint pipe. Locking the projection to the locking portion of the outer joint pipe.
[0015]
(9) The steel pipe of the above (6), (7) or (8) is a steel pipe pile, and an inner joint pipe joined to another steel pipe pile is inserted into an outer joint pipe joined to one steel pipe pile. The steel pipe pile is press-fitted by its own weight.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a joint structure for a steel pipe, a part of which is shown in cross section according to
In the figure, J is a joint part for joining two
[0017]
The outer
[0018]
The inner
[0019]
[0020]
Next, an example of a construction procedure when the present invention is applied to joining of steel pipe piles will be described. The outer
[0021]
First, as shown in FIG. 2A, the
[0022]
When the
[0023]
In this state, if the
[0024]
In the steel pipe piles 31a and 32a thus joined, the compressive load applied to the
[0025]
FIG. 4 is an explanatory diagram of a main part of another example of the present embodiment.
In this example, a
[0026]
The construction procedure in this example is almost the same as in FIGS. 2 and 3, except that the inner
[0027]
According to the present embodiment, the inner
[0028]
Further, since the outer diameter of the outer
If a large-diameter portion into which the head of the
[0029]
In the above description, the case where the joint structure according to the present embodiment is used for joining the steel pipe piles 31a and 32a has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be implemented. In this case, when the inner
[0030]
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a joint portion of a steel pipe according to
This embodiment, the upper part of the inner peripheral surface of the inner
[0031]
The construction procedure of the joint portion J in the present embodiment is almost the same as that in the first embodiment, but a
[0032]
FIG. 6 shows another example of the present embodiment. In the case of FIG. 4, the case where the upper edge portion of the
FIG. 7 shows still another example of the present embodiment. In this example, a
[0033]
As described above, the
[0034]
If the diameter of the joint portion J becomes too large, the machining accuracy of the cutting process of the outer
[0035]
In the present embodiment, a
This not only reduces the cost of the joint portion J, but also eliminates the need to use a press-fitting machine or the like even in the case of a joint portion having a large diameter, thereby facilitating construction and improving workability.
[0036]
[Embodiment 3]
FIG. 8 is an explanatory view of a main part of a joint portion of a steel pipe according to
In this embodiment, as shown in FIG. 8, bolt holes 7 a are provided instead of the plurality of bolt insertion holes 7 provided in outer
[0037]
In the construction of the present embodiment configured as described above, the
Then, the
[0038]
Next, the
The effect of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment.
[0039]
[Embodiment 4]
FIG. 10 is a schematic diagram of a joint structure of a steel pipe showing a part according to a fourth embodiment of the present invention in cross section. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
In each of the above embodiments, the inner
[0040]
In FIG. 10, a plurality of
Further, a
[0041]
Next, an example of a construction procedure in a case where the present embodiment is applied to joining of steel pipe piles will be described. It is assumed that the outer
[0042]
As shown in FIG. 11A, when the
[0043]
When the
[0044]
In this state, if the
[0045]
In the present embodiment, substantially the same effect as in the case of
[0046]
In each of the above embodiments, the
[0047]
【The invention's effect】
The present invention provides an outer joint pipe having a locking portion on an inner peripheral surface and joined to one steel pipe, and an engaging projection provided on an outer peripheral surface for locking to a locking portion of the outer joint pipe, and the other. An inner joint pipe joined to a steel pipe, and a diameter increasing function is given to the outer joint pipe, or a diameter reducing function is given to the inner joint pipe, and the inner joint pipe is pressed into the outer joint pipe to reduce the diameter. The outer joint pipe is reduced in diameter by the means, or the inner joint pipe is expanded by the diameter-expanding means, and the engaging projection is locked to the locking portion of the outer joint pipe, so the structure is simple and construction is possible. Therefore, it is possible to obtain a highly reliable steel pipe joint structure that can reduce the cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a joint structure for a steel pipe, a part of which is shown in cross section according to
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a procedure for installing the joint structure according to the first embodiment;
FIG. 3 is a partially omitted longitudinal sectional view showing a state where two steel pipes are joined by the joint structure of the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a main part of another example of the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a joint structure of a steel pipe with a part omitted according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view in which a part of another example of the second embodiment is omitted.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view in which a part of still another example of the second embodiment is omitted.
FIG. 8 is an explanatory view of a main part of a steel pipe joint structure according to
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of a construction procedure according to the third embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram of a joint structure of a steel pipe, a part of which is shown in cross section according to
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a construction procedure according to the fourth embodiment.
FIG. 12 is a partially omitted cross-sectional view showing a state where two steel pipes are joined by the joint structure according to the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
8a,
Claims (9)
外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、
前記外側継手管に拡径機能を付与するか、又は内側継手管に縮径機能を付与して前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入し、縮径手段により前記外側継手管を縮径し、又は拡径手段により前記内側継手管を拡径してその係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。An outer joint pipe having a locking portion on the inner peripheral surface and joined to one steel pipe,
An engaging projection is provided on the outer peripheral surface for engaging with the engaging portion of the outer joint pipe, and an inner joint pipe joined to the other steel pipe,
The outer joint pipe is provided with a diameter increasing function, or the inner joint pipe is provided with a diameter reducing function, and the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, and the outer joint pipe is reduced in diameter by reducing means. A joint structure for steel pipes, wherein the inner joint pipe is expanded in diameter by a diameter expanding means and its engaging projection is locked to a locking portion of the outer joint pipe.
外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく軸方向に設けたスリットにより複数の分割片が形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ該係合突部の下部に前記外側継手管のボルト挿通孔に対応してボルト孔が設けられた本体部を有し、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、
前記内側継手管の本体部を前記外側継手管内に圧入したのち前記ボルト挿通孔に挿通したボルトを前記ボルト孔に螺入して前記内側継手管を拡径し、前記係合突部を係止部に係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。An outer joint pipe having a locking portion on an inner peripheral surface, a plurality of bolt insertion holes provided in a circumferential direction of a lower portion of the locking portion, and a lower end portion joined to one steel pipe;
A plurality of divided pieces are formed by a slit having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer joint pipe and formed in an axial direction, and an engaging projection is provided on an outer peripheral surface of the outer joint pipe so as to be engaged with a locking portion of the outer joint pipe. An inner joint pipe having a main body part provided with a bolt hole corresponding to a bolt insertion hole of the outer joint pipe at a lower part of the engagement protrusion, and an upper end part joined to the other steel pipe,
After the main body of the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, a bolt inserted into the bolt insertion hole is screwed into the bolt hole to expand the inner joint pipe and lock the engaging projection. A joint structure for a steel pipe characterized by being locked to a part.
外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく軸方向に設けたスリットにより複数の分割片が形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられ該係合突部の下部に前記外側継手管のボルト孔に対応して下端部に開口する嵌合部が設けられた本体部を有し、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、
前記内側継手管の本体部を前記外側継手管内に圧入してその嵌合部を該外側継手管の内側からボルト孔に螺入したボルトに嵌合し、前記ボルトをさらに螺入して前記内側継手管を拡径し、前記係合突部を係止部に係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。An outer joint pipe having a locking portion on an inner peripheral surface, a plurality of bolt holes provided in a lower portion of the locking portion, and a lower end portion joined to one steel pipe;
A plurality of divided pieces are formed by a slit having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the outer joint pipe and formed in an axial direction, and an engaging projection is provided on an outer peripheral surface of the outer joint pipe so as to be engaged with a locking portion of the outer joint pipe. An inner joint pipe having a main body portion provided with a fitting portion that opens at a lower end portion corresponding to a bolt hole of the outer joint tube at a lower portion of the engagement protrusion, and an upper end portion is joined to the other steel pipe. With
The main body of the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, and the fitting portion is fitted to a bolt screwed into a bolt hole from inside the outer joint pipe, and the bolt is further screwed into the inner joint pipe. A joint structure for a steel pipe, wherein a diameter of a joint pipe is increased and the engaging projection is locked to a locking portion.
外径が前記外側継手管の内径とほぼ等しく、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部を有し、該係合突部の上方に前記外側継手管のボルト挿通孔に対応してボルト孔が設けられ、上端部が他方の鋼管に接合された内側継手管とを備え、
前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入したのち前記ボルト挿通孔に挿通したボルトを前記ボルト孔に螺入して前記外側継手管を縮径させ、前記係合突部を係止部に係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。A main body in which a plurality of divided pieces are formed by slits provided in the axial direction, a locking portion is provided on an inner peripheral surface of the divided piece, and a plurality of bolt insertion holes are provided in a circumferential direction above the locking portion. Having an outer joint pipe joined to one steel pipe,
An outer diameter is substantially equal to an inner diameter of the outer joint pipe, and an outer peripheral surface has an engagement protrusion for engaging with a locking portion of the outer joint pipe, and a bolt of the outer joint pipe is provided above the engagement protrusion. A bolt hole is provided corresponding to the insertion hole, and an inner joint pipe whose upper end is joined to the other steel pipe,
After the inner joint pipe is press-fitted into the outer joint pipe, a bolt inserted into the bolt insertion hole is screwed into the bolt hole to reduce the diameter of the outer joint pipe, and the engaging protrusion is engaged with a locking portion. A steel pipe joint structure characterized by being stopped.
前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入する工程と、
前記外側継手管のボルト挿通孔に挿通したボルトを前記内側継手管のボルト孔に螺入し、前記内側継手管を拡径してその係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むことを特徴とする鋼管の接合方法。Joining the outer joint pipe of claim 2 to one steel pipe and joining the inner joint pipe of claim 2 or 4 to the other steel pipe;
Press-fitting the inner joint pipe into the outer joint pipe;
A bolt inserted into a bolt insertion hole of the outer joint pipe is screwed into a bolt hole of the inner joint pipe, the inner joint pipe is expanded in diameter, and an engagement protrusion is engaged with a locking portion of the outer joint pipe. Stopping the steel pipe.
前記外側継手管の内側からボルト孔にボルトを螺入する工程と、
前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入してその嵌合部を前記ボルトに嵌合する工程と、
前記ボルトをさらにボルト孔に螺入して前記内側継手管を拡径し、係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むことを特徴とする鋼管の接合方法。Joining the outer joint pipe of claim 3 to one steel pipe and joining the inner joint pipe of claim 3 or 4 to the other steel pipe;
Screwing a bolt into the bolt hole from the inside of the outer joint pipe;
A step of press-fitting the inner joint pipe into the outer joint pipe and fitting the fitting portion to the bolt;
Screwing the bolt into the bolt hole to expand the diameter of the inner joint pipe, and locking the engaging projection to the locking portion of the outer joint pipe. .
前記内側継手管を前記外側継手管内に圧入する工程と、
前記外側継手管のボルト挿通孔に挿通したボルトを前記内側継手管のボルト孔に螺入し、前記外側継手管を縮径して前記内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むことを特徴とする鋼管の接合方法。A method of joining the outer joint pipe of claim 5 to one steel pipe and joining the inner joint pipe to the other steel pipe;
Press-fitting the inner joint pipe into the outer joint pipe;
A bolt inserted into the bolt insertion hole of the outer joint pipe is screwed into a bolt hole of the inner joint pipe, the outer joint pipe is reduced in diameter, and the engagement protrusion of the inner joint pipe is engaged with the outer joint pipe. And a step of engaging with a stop.
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