JP2009167684A - 鋼管ポールの接合構造及びこれによって接合された鋼管ポール - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減し工期を短縮することのできる鋼管ポールの接合構造及び鋼管ポールを提供すること。
【解決手段】上端部から所定の深さ位置に支持底板４を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第１のずれ止めリブ５が設けられた下部鋼管２ａと、この下部鋼管２ａより小径で上端部から所定の深さ位置に支持底板４を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第２のずれ止めリブ５ａが設けられ、下端部近傍の外壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第３のずれ止めリブ８が設けられた上部鋼管２ｂとを有し、上部鋼管２ｂの下部を下部鋼管２ａ内にその下端部が下部鋼管２ａの支持底板４に当接するまで挿入し、上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂとの間にコンクリート２０を充填した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばゴルフ練習場などに設けられた防球ネットを張り渡すための鋼管ポールの接合構造及びこれによって接合された鋼管ポールに関するものである。

例えば、ゴルフ練習場やゴルフ場においては、敷地の周囲やコースの内外に複数本の支柱（鋼管ポール）を立設し、この支柱にネットを張り渡してゴルフボールが場外に飛散するのを防止している。
このような支柱は、通常高さが数十ｍに達するため、輸送が可能な長さ１０〜１５ｍの複数本の異径管を現地において順次接合し、地上に立設している。

このような異径管の接続方法に、上側の小径管の後端部を下側の大径管の先端部に差し込むことにより、小径管の後端縁が大径管の底板に当て止められて上下方向が位置決めされると共に、小径管の後端部が第１センタリング用リブに嵌入して自動的にセンタリングされると同時に、小径管の第２センタリング用リブが大径管の先端部に嵌入して自動的にセンタリングされ、その後、小径管の第２センタリング用リブを大径管の先端縁に溶接して固定すると共に、大径管の先端部と小径管の後端部との間の隙間に補強用充填材を充填することにより、両管を隙間無く完全に接続するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、大径管の先端部内の奥に底板とガイドリブを設けるとともに先端部内にボルト挿通孔を有する固定リブを設け、また、小径管の基端部外周には、ボルト挿通孔を有する仕口リブを設け、大径管の先端部内に、小径管の基端部を挿入して底板に当て止めし、固定リブと仕口リブとをボルト・ナットにより固定する。その後、大径管の内周と小径管の外周との間隙にコンクリート等の補強用充填材を充填するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平７−７１４２８号公報（第３−４頁、図１−４） 特開平９−１９５５８５号公報（第２−３頁、図１−４）

特許文献１の発明は、大径管の下部（座板の上部）内壁に複数の第１センタリング用リブが溶接接合され、小径管外壁の大径管の開口部近傍に複数の第２センタリング用リブが溶接接合されており、また、特許文献２の大径管の下部内壁に複数のガイドリブが、上部内壁には複数の固定リブ及び吊り金具が溶接接合され、小径管外壁の大径管の開口部近傍に複数の仕口リブが溶接接合されているため、これらの溶接部がきわめて多く、多大の工数を要するばかりでなく、第２センタリング用リブや仕口リブの位置決めが面倒である。
また、小径管の外壁に設けた複数の第２センタリング用リブや仕口リブが、大径管の上端部上方において外方に突出しているため、ネットを張り渡す際に引掛って円滑に展張できないという問題があった。

さらに、引用文献１の発明は、小径管に設けた複数の第２センタリング用リブを、大径管の上端部に溶接により固定しており、また、引用文献２の発明は、大径管に設けた複数の固定リブと小径管に設けた複数の仕口リブをそれぞれボルト・ナットで固定するようにしているため、固定作業、特に高所における固定作業が面倒で多くの工数を必要とするばかりでなく、これら溶接やボルト・ナットによる固定作業のために、支柱の全周にわたって最上部付近まで大掛りの足場を建て込む必要があり、これらにより施工費用の増嵩を来していた。

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、コストを低減できるばかりでなく、工期を短縮することのできる施工性、安全性、品質管理性に優れた信頼性の高い鋼管ポールの接合構造及び鋼管ポールを提供することを目的としたものである。

本発明に係る鋼管ポールの接合構造は、上端部から所定の深さ位置に支持底板を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第１のずれ止めリブが設けられた下部鋼管と、該下部鋼管より小径で上端部から所定の深さ位置に支持底板を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第２のずれ止めリブが設けられ、下端部近傍の外壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第３のずれ止めリブが設けられた上部鋼管とを有し、該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内にその下端部が該下部鋼管の支持底板に当接するまで挿入し、該上部鋼管と下部鋼管との間にコンクリートを充填したものである。

また、上記の鋼管ポールの接合構造において、上部鋼管の下端部に底板を設けて該底板の下面に複数の支持脚を設け、該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内に挿入したときに、該下部鋼管の支持底板と前記上部鋼管の底板との間に空間部を形成した。

また、上記の鋼管ポールの接合構造において、下部鋼管の上端部から所定の深さ位置の内周面にほぼ等間隔で複数の支持リブを設けてこれら支持リブの下端部に支持底板を取付けると共に、前記上部鋼管の下端部に底板を設け、該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内に挿入したときに、前記上部鋼管の底板が前記支持リブに当接して該底板と前記下部鋼管の支持底板との間に空間部を形成した。

また、上記の下部鋼管に設けた第１のずれ止めリブと、前記上部鋼管に設けた第２のずれ止めリブ及び第３のずれ止めリブを、コ字状の鋼材又は板状の鋼材で形成した。

本発明に係る鋼管ポールは、上記によって下部鋼管に接合された上部鋼管に、該上部鋼管とほぼ同じ構造で上部になるにしたがって小径になる複数本の上部鋼管を順次接合して構成したものである。
また、上記の下部鋼管と上部鋼管との接合部の外周にそれぞれカバープレートを設けた。

本発明によれば、構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できるばかりでなく工期を短縮することのできる信頼性の高い鋼管ポールの接合構造及び鋼管ポールを得ることができる。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図、図２は図１の下部鋼管の平面図、縦断面図及びずれ止めリブの斜視図、図３は図１の上部鋼管の平面図及び縦断面図である。なお、図１〜図３は、図５に示すように、複数本の異径鋼管を順次接合して鋼管ポールを構成する場合の、地盤に埋設された下部鋼管と、この下部鋼管に接合された上部鋼管を示す。

図において、２ａは複数本の異径鋼管を上下方向に接合して構成する鋼管ポール１の最下部の鋼管である下部鋼管、２ｂは下部が下部鋼管２ａ内に挿入されて一体に接合された上部鋼管である。
下部鋼管２ａは、例えば、軸方向の長さＬ１２ｍ、外径Ｄ１．７ｍ、内厚ｔ１８ｍｍの鋼管からなり、その上端部から例えば４分の１（約３ｍ程度）の深さ位置の内壁には、周方向にほぼ等間隔で複数の支持リブ３が溶接接合されており、支持リブ３上には円板状の支持底板４が載置され、溶接接合されている。

５は下部鋼管２ａの上部開口部の近傍において、内壁の周方向にほぼ等間隔で溶接接合されたほぼコ字状の鋼材からなる複数（図には８個の場合が示してあるが、これに限定するものではない）の第１のずれ止めリブ（図２（ｃ））で、ウエブを周方向に、フランジを上下方向にして、その側縁を下部鋼管２ａの内壁に溶接接合したものである。この第１のずれ止めリブ５の内縁を結ぶ内径ｄ₁は、上部鋼管２ｂの外径Ｄ₂より僅かに大きく（例えば、６〜１０ｍｍ程度）形成されている。６は第１のずれ止めリブ５のウエブに設けた係止穴で、重機のクレーンのシャックルなどの吊り具が係止される。

上部鋼管２ｂは、例えば軸方向の長さＬ１５ｍ、外径Ｄ₂１．５ｍ、肉厚ｔ１５ｍｍの鋼管からなり、Ｄ−Ｄ₂≒２００ｍｍ程度となっている。そして、上端部から例えば５分の１（約３ｍ程度）の深さ位置の内壁には、周方向にほぼ等間隔で複数の支持リブ３が溶接接合され、その上には支持底板４が載置されて溶接接合されている。

５ａは上部開口部の近傍において、下部鋼管２ａの場合と同様に、内壁の周方向にほぼ等間隔で溶接接合されたほぼコ字状の鋼材からなる複数（図には８個の場合が示してあるが、これに限定するものではない）の第２のずれ止めリブで、そのウエブには係止穴６が設けられている。７は下部開口部を閉塞する底板であるが、これは省略してもよい。
８は、下部外壁の周方向にほぼ等間隔で溶接接合されたほぼコ字状の鋼材からなる複数（図には８個の場合が示してあるが、これに限定するものではない）の第３のずれ止めリブで、その外縁を結ぶ外径ｄ₂は、下部鋼管２ａの内径Ｄ₁より僅かに小さく（例えば、６〜１０ｍｍ程度）形成されている。

上記のように構成した上部鋼管２ｂは、その下部が下部鋼管２ａ内に、下端部が支持底板４に当接するまで挿入される。このとき、下部鋼管２ａの第１のずれ止めリブ５と上部鋼管２ｂの外周壁との間、及び上部鋼管２ｂの第３のずれ止めリブ８と下部鋼管２ａの内周壁との間には、僅かなすき間（例えば、３〜５ｍｍ程度）が形成されて位置決めされ、また、下部鋼管２ａの内周壁と上部鋼管２ｂの外周壁との間にはすき間（例えば、８０ｍｍ程度）が形成される。
そして、下部鋼管２ａと上部鋼管２ｂとの間にコンクリート２０を充填すれば、両者は強固に固定される。なお、上記の各部の数値は一例を示すもので、これに限定するものではない。

次に、本実施の形態に係る鋼管ポールの接合手順の一例について、図４により説明する。なお、下部鋼管２ａの支持リブ３、支持底板４、第１のずれ止めリブ５、及び上部鋼管２ｂの支持リブ３、支持底板４、第２のずれ止めリブ５ａ、底板７、第３のずれ止めリブ８は、あらかじめ工場等において加工されて取付けられており、これが現地に搬送される。なお、状況によっては、上記の支持リブ３等を現場で取付けることもある。

先ず、図４（ａ）に示すように、地盤３０に下部鋼管２ａの建込み穴３１を掘削し、重機のクレーン（図示せず）のシャックルを下部鋼管２ａの第１のずれ止めリブ５に設けた係止穴６に係止して下部鋼管２ａを吊上げ、建込み穴３１にその上部開口部が地表とほぼ同一平面になるまで下降させて埋設し、地固めする。

次に、クレーンにより上部鋼管２ｂを吊り上げて下部鋼管２ａ上に搬入し、第３のずれ止めリブ８を下部鋼管２ａの第１のずれ止めリブ５の間に位置させ、図５（ｂ）に示すように、上部鋼管２ｂを下降させてその下部を下部鋼管２ａ内に挿入する。そして、下端部が下部鋼管２ａの支持底板４に当接したときは下降を中止し、シャックルを取外す。
このとき、第１のずれ止めリブ５と上部鋼管２ｂの外周壁、第３のずれ止めリブ８と下部鋼管２ａの内周壁との間には僅かなすき間が設けられているので、上部鋼管２ｂの下部を下部鋼管２ａ内に円滑に挿入することができる。また、上部鋼管２ｂは、第１、第３のずれ止めリブ５，８に支持されて、下部鋼管２ａ内に鉛直に立設される。

ついで、図５（ｃ）に示すように、下部鋼管２ａと上部鋼管２ｂとの間にコンクリート２０を充填する。なお、クレーンのシャックルはコンクリート２０の充填後に取外してもよい。コンクリート２０が固化することにより、上部鋼管２ｂは下部鋼管２ａと一体に強固に接合される。
最後に、図５（ｄ）に示すように、両者の接合部の外周に、ほぼ截頭円錐状のカバープレート１０を装着する。

上記のように構成した本実施の形態によれば、図５に示すように、ネットの張り渡しによる鉛直荷重は、下部鋼管２ａの支持底板４で支持され、曲げモーメントは第１、第３のずれ止めリブ５，８の抵抗及び下部鋼管２ａと上部鋼管２ｂの間に充填したコンクリート２０の支圧反力で支持される。この場合、第１、第３のずれ止めリブ５，８をコ字状の鋼材で構成したので、支持力をより高めることができる。また、せん断力は、コンクリートの圧縮力により支持される。

さらに、ずれ止めリブ５が下部鋼管２ａに、ずれ止めリブ８が上部鋼管２ｂに固定されているので、上部鋼管２ｂと下部鋼管２ａの間に引張りが生じて引抜き力が作用しても、ずれ止めリブ５及び８がコンクリート２０に喰い込んでいるため、コンクリート２０の圧縮力によりこの引張り力に対して抵抗し、強固に接合することができる。

図６は前記のような手順により、下部鋼管２ａに異径の上部鋼管２ｂ及び第２〜第５の上部鋼管２ｃ〜２ｎを順次接合した鋼管ポール１の実施例の説明図である。なお、第２〜第４の上部鋼管２ｃ〜２ｅは上部になるほど小径であるが、前述の上部鋼管２ｂとほぼ同じ構造であり、第５の上部鋼管２ｎは、支持リブ３、支持底板４及び第２のすべり止めリブ５ｂが省略され、上端部近傍にネットの吊金具９が設けられている。

本実施例の鋼管ポール１を構成する各鋼管の諸元は表１の通りである。
そして、地盤に埋設された下部鋼管２ａに前述の手順で上部鋼管２ｂを接合し、ついで、この上部鋼管２ｂに同様の手順で第２の上部鋼管２ｃを接合し、以下同様の手順で第３〜第５の上部鋼管２ｄ〜２ｎを順次接合して、地表からの高さ５９．５ｍの鋼管ポール１を建設した。建設にあたっては、接合部に溶接やねじ止めを必要としないので、簡単な足場を一側面のみに設けた。

上記の説明では、下部鋼管２ａを含む６本の異径鋼管を順次接合して鋼管ポール１を構成した場合を示したが、接合する異径鋼管の数はこれに限定するものではなく、建設する現地の状況などに応じて適宜増減することができる。また、表１に示す数値はその一例を示すもので、これに限定するものではない。

本実施の形態によれば、構造が簡単で使用部材が少なく、その上下部鋼管２ａの上部開口部近傍の内壁に第１のすべり止めリブ５を設け、また、上部鋼管２ｂの上部開口部近傍の内壁に第２のすべり止めリブ５ａを、下端部近傍の外壁に第３のすべり止めリブ８を設けたので、工場等における製造が容易で、製造の工数及び費用を従来のボルト接合の場合（特許文献２の技術）に比べて約２０％低減することができる。

また、加工済の下部鋼管２ａ及び複数の上部鋼管２ｂ〜２ｎを適宜現地に搬入し、小さい重機と簡単な足場により、下部鋼管２ａに上部鋼管２ｂの下部を挿入して両者の間にコンクリートを充填し、以下上部鋼管２ｃ〜２ｎを順次接合することにより簡単に組立てることができるので、狭小な場所や都市部などにおいても容易に施工することができる。
さらに、施工性がよいので、従来の溶接接合（特許文献１の技術）、ボルト接合（特許文献２の技術）に比べて、工期を大幅に短縮することができ、施工費用を低減することができるため、施工性、安全性、品質性に優れた信頼性の高い鋼管ポールを得ることができる。

また、各接合部の外周に、截頭円錐状のカバープレート９を設けたので、ネットを張り渡す際に下部の鋼管の上端部やすべり止めリブにネットが引掛ることがなく、スムーズに展張することができる。

［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図である。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、上部鋼管２ｂ（図６の上部鋼管２ｃ〜２ｎを含む）の下部開口部に底板７を設けると共に、底板７の下面の周方向にほぼ等間隔で、例えば平板状の鋼材からなり高さの等しい複数の支持脚１１を溶接接合して設けたものである。

上記のように構成した本実施の形態において、下部鋼管２ａ内に上部鋼管２ｂの下部を挿入すると、支持脚１１が下部鋼管２ａの支持底板４に当接して位置決めされ、支持底板４と底板７との間に、支持脚１１の高さに対応した空間部１２が形成される。これにより、下部鋼管２ａと上部鋼管２ｂとの間に充填されたコンクリート２０が、この空間部１２にも充填される。

図８は本実施の形態の他の例を示す断面説明図である。
図７の場合は、上部鋼管２ｂの底板７の下面に複数の支持脚１１を設けた場合を示したが、本例においては、上部鋼管２ｂに設けた支持脚１１を省略し、下部鋼管２ａの内周に設けた複数の支持リブ３の下面に支持底板４を溶接接合したものである。

そして、下部鋼管２ａ内に上部鋼管２ｂの下部を挿入すると、その底板７が支持リブ３に当接して位置決めされ、支持底板４と底板７との間に空間部１２を形成するようにしたものである。
本例によれば、支持リブ３を支持脚と兼用したので、その分コストを低減することができる。

本実施の形態の施工手順、作用、効果は実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、下部鋼管２ａの支持底板４と上部鋼管２ｂの底板７との間に空間部１２を設け、この空間部１２にもコンクリート２０を充填するようにしたので、両者がより強固に結合され、上部鋼管２ｂの鉛直性を向上することができる。

［実施の形態３］
図９は本発明の実施の形態３に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図で、（ａ）は下部鋼管の平面図及び縦断面図、（ｂ）は上部鋼管の平面図及び縦断面図である。なお、実施の形態１と同一又は同一機能の部分にはこれと同じ符号を付して、説明の一部を省略する。

本実施の形態は、実施の形態１，２において、下部鋼管２ａに設けた第１のずれ止めリブ５、上部鋼管２ｂ（図６の上部鋼管２ｃ〜２ｎを含む）に設けた第２のずれ止めリブ５ａ及び第３のずれ止めリブ８を、コ字状の鋼材に代えて、平板状の鋼材を用いたものである。
本実施の形態の施工手順、作用、効果は実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、第１〜第３のずれ止めリブ５，５ａ，８を平板状の鋼材で形成したので、コストをより低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図である。 図１の下部鋼管の平面図、縦断面図及び第１〜第３のずれ止めリブの斜視図である。 図１の上部鋼管の平面図及び縦断面図である。 実施の形態１の接合手順の一例の説明図である。 実施の形態１の作用説明図である。 図４により接合した鋼管ポールの実施例の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図である。 実施の形態２の他の例の断面説明図である。 本発明の実施の形態３に係る鋼管ポールの接合構造の断面説明図である。

符号の説明

１ 鋼管ポール、２ａ 下部鋼管、２ｂ〜２ｎ 上部鋼管、３ 支持リブ、４ 支持底板、５ 第１のすべり止めリブ、５ａ 第２のすべり止めリブ、６ 係止穴、７ 底板、８ 第３のすべり止めリブ、９ 吊り金具、１０ カバープレート、１１ 支持脚、１２ 空間部、２０ コンクリート。

Claims (6)

1. 上端部から所定の深さ位置に支持底板を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第１のずれ止めリブが設けられた下部鋼管と、
   該下部鋼管より小径で上端部から所定の深さ位置に支持底板を設けると共に、上端部近傍の内壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第２のずれ止めリブが設けられ、下端部近傍の外壁の周方向にほぼ等間隔で複数の第３のずれ止めリブが設けられた上部鋼管とを有し、
   該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内にその下端部が該下部鋼管の支持底板に当接するまで挿入し、該上部鋼管と下部鋼管との間にコンクリートを充填したことを特徴とする鋼管ポールの接合構造。
2. 前記上部鋼管の下端部に底板を設けて該底板の下面に複数の支持脚を設け、該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内に挿入したときに、該下部鋼管の支持底板と前記上部鋼管の底板との間に空間部を形成したことを特徴とする請求項１記載の鋼管ポールの接合構造。
3. 前記下部鋼管の上端部から所定の深さ位置の内周面にほぼ等間隔で複数の支持リブを設けてこれら支持リブの下端部に支持底板を取付けると共に、前記上部鋼管の下端部に底板を設け、該上部鋼管の下部を前記下部鋼管内に挿入したときに、前記上部鋼管の底板が前記支持リブに当接して該底板と前記下部鋼管の支持底板との間に空間部を形成したことを特徴とする請求項１記載の鋼管ポールの接合構造。
4. 前記下部鋼管に設けた第１のずれ止めリブと、前記上部鋼管に設けた第２のずれ止めリブ及び第３のずれ止めリブを、コ字状の鋼材又は板状の鋼材で形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管ポールの接合構造。
5. 前記請求項１〜３のいずれかによって下部鋼管に接合された上部鋼管に、該上部鋼管とほぼ同じ構造で上部になるにしたがって小径になる複数本の上部鋼管を順次接合して構成したことを特徴とする鋼管ポール。
6. 前記下部鋼管と上部鋼管との接合部の外周にそれぞれカバープレートを設けたことを特徴とする請求項５記載の鋼管ポール。

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