JP2010168789A - Mechanical coupling for steel pipe pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は鋼管杭の機械的継手、詳しくは現場溶接が不要かつ低コストな鋼管杭の機械式継手に関するものである。 The present invention relates to a mechanical joint for steel pipe piles, and more particularly to a mechanical joint for steel pipe piles that requires no on-site welding and is low in cost.
鋼管杭はコンクリート杭と共に、各種建築土木工事において広く用いられており、現場条件に応じて施工現場で接合する場合も多い。一般に、現場でのこれら杭の接合には溶接が用いられているが、溶接品質の確保が難しいこと、溶接作業が天候に左右されやすいこと、作業時間が長いことなどの問題がある。このため、最近では、現場溶接が不要な機械式継手が多く用いられており、特に、既成コンクリート杭分野では広く普及している。一方、鋼管杭分野においては、その使用はごく限られた範囲に止まっているのが現状である。 Steel pipe piles are widely used in various civil engineering works together with concrete piles, and are often joined at construction sites according to site conditions. Generally, welding is used for joining these piles in the field, but there are problems such as difficulty in ensuring the welding quality, the fact that the welding work is easily influenced by the weather, and the long work time. For this reason, recently, mechanical joints that do not require on-site welding are often used, and are particularly widespread in the field of precast concrete piles. On the other hand, in the steel pipe pile field, its use is currently limited to a limited range.
既成コンクリート杭分野で機械式継手が普及した背景としては、コンクリートよりも強度が数倍大きい鋼材を継手材料として使用できること、および既成コンクリート杭には両端に鋼製端板があり、これを継手材の一部として利用できることが挙げられる。その結果、継手コストを低く抑えることも容易である。一方、鋼管杭分野においては、多様な形式の機械式継手が提案あるいは既に実施されているものの、継手材料として鋼管本体と同じ鋼材を使用せざるを得ないので、いずれの形式のものも厚肉あるいは高強度の鋼材を使用している。また、継手構造が複雑で、加工費が高いものが多かった。その結果、継手の製造コストが高くなり、普及が進んでいないのが現状である。 The reason for the spread of mechanical joints in the field of precast concrete piles is that steel materials that are several times stronger than concrete can be used as joint materials, and precast concrete piles have steel end plates at both ends. It can be used as a part of. As a result, it is easy to keep the joint cost low. On the other hand, in the steel pipe pile field, although various types of mechanical joints have been proposed or already implemented, the same steel material as the steel pipe body must be used as the joint material. Alternatively, high strength steel is used. In addition, the joint structure is complicated, and many machining costs are high. As a result, the manufacturing cost of the joint becomes high, and the current situation is that the spread is not progressing.
そこで、本発明者らは、十分な継手強度を有し、構造が単純で安価に提供できる鋼管杭の機械式継手を、特願2007-190470及び特願2008-152401としてに提案した。両者は、外継手と内継手を繋ぐ鋼製円柱体としてピンを使用するかボルトを使用するかの違いはあるものの、基礎杭に作用する外力条件の特性を巧みに利用して、非常に簡易な構造でありながら鋼管杭の継手として十分な耐力を有するという特徴を持つ。また、機械加工が容易であるため、他のタイプの継手に比べ経済性の面でも優れている。 Therefore, the present inventors have proposed, as Japanese Patent Application Nos. 2007-190470 and 2008-152401, mechanical joints of steel pipe piles that have sufficient joint strength and that can be provided at a low cost with a simple structure. Both of them use a pin or a bolt as a steel cylinder connecting the outer joint and the inner joint, but skillfully utilize the characteristics of the external force conditions acting on the foundation pile, making it very simple It has a characteristic that it has sufficient proof stress as a joint of steel pipe piles though it is a simple structure. Moreover, since machining is easy, it is excellent also in terms of economy compared to other types of joints.
しかしながら、前述したコンクリート杭の継手に比べれば、製造コストはまだ高く、広く普及するまでの経済性を備えているとは言い難い。その理由として3つ挙げられる。第1の理由は、近年鋼材の価格が高騰したため、継手材の素材費が高いこと、第2の理由は、内継手材の素材は非常に厚くなるため、安価な電気抵抗溶接管は使用できず、高価な継目無し鋼管や鍛造鋼管を使用せざるを得ないこと、第3の理由は、これが最大の理由であるが、機械加工量が多いことである。本発明者の試算によると、L字状断面の内継手材の製作において、旋盤やボール盤などにより機械切削される重量は、素材(短尺厚肉鋼管)重量の5〜6割にも達し、半分以上の鋼材を削り捨てていることになる。その結果、高い鋼材を無駄に使用しているとともに、機械加工費が高くなるといった問題点が存在していた。 However, compared with the concrete pile joint described above, the manufacturing cost is still high, and it is difficult to say that it is economical to spread widely. There are three reasons for this. The first reason is that the price of steel materials has soared in recent years, so the material cost of the joint material is high. The second reason is that the material of the inner joint material becomes very thick, so an inexpensive electric resistance welded tube can be used. In addition, expensive seamless steel pipes and forged steel pipes must be used, and the third reason is that this is the largest reason, but the amount of machining is large. According to the calculation of the present inventor, in the production of the inner joint material having an L-shaped cross section, the weight machined by a lathe or drilling machine reaches 50 to 60% of the weight of the material (short thick-walled steel pipe), and is half The above steel materials are scraped away. As a result, there is a problem that a high steel material is wasted and the machining cost becomes high.
又、内継手と外継手とを繋ぐ鋼製円柱体としてピンを使用する場合は、施工時に挿入孔から抜け出すことを防止する手段を設ける必要があった。特に、施工時に正回転と逆回転の大きなトルクをかける回転貫入工法の場合、抜け出し防止は大きな課題であり、その防止手段として様々な方法が提案されてはいるが、抜け出し防止策は余分なコストに当たり、いずれの手段の場合でもコスト面で問題があった。 Further, when a pin is used as a steel cylinder connecting the inner joint and the outer joint, it is necessary to provide means for preventing the pin from coming out of the insertion hole during construction. In particular, in the case of the rotation penetration method that applies large torques in the forward and reverse rotations during construction, prevention of pull-out is a major issue, and various methods have been proposed to prevent it, but measures to prevent pull-out are an extra cost. In either case, there was a problem in terms of cost in either case.
以上の課題に鑑み、継手の素材費と機械加工費を大幅に低減して製造コストの削減を図るとともに、低コストで鋼製円柱体の抜け出しを出来る様にした低コストながら信頼性の高い鋼管杭の機械式継手の提供を本発明の目的とする。 In view of the above problems, low-cost yet highly reliable steel pipes that can reduce the manufacturing cost by significantly reducing the material cost and machining cost of the joint, and enabling the steel cylinder to be pulled out at a low cost. It is an object of the present invention to provide a mechanical joint for a pile.
短尺円筒状をなし、接合対象である一対の鋼管杭の外径とほぼ同じ外径を有し、周壁には軸心から直角の方向に向かって放射状に、周壁を貫通した孔が複数個穿かれている外継手管;同じく短尺円筒状をなし、前記外継手管の内径よりわずかに小さい外径を有し、前記外継手管の孔が形成されている位置と対応する位置の周壁に、軸心から直角の方向に向かって放射状に外継手管の孔と同径の孔が穿かれている内継手管; 外径が前記鋼管杭の外径とほぼ同じで、内径が前記内継手管の外径よりわずかに大きい鋼製外リング; 外径が前記孔よりわずかに小さい鋼製円柱体; とから鋼管杭の機械式継手を構成し、外継手管を一方の鋼管杭の端面に軸心が一致する様に溶接固着すると共に、鋼製リングを内継手管の一方の端部寄りの外周に挿入し、鋼管杭の端面、鋼製外リングの端面、内継手管の周面にそれぞれ囲われた帯状空間内を溶接金属で満たすことにより、この鋼製外リングを介して、内継手管をもう一方の鋼管杭に溶接固着し、外継手管の孔が内継手管の孔と連通する様に外継手管の内径側に内継手管を挿入し、鋼製外リングの端面と外継手管の端面とを対向させた状態で、これら孔に鋼製円柱体を差し込み、内継手管と外継手管とを結合する様にして上記課題を解決した。 It has a short cylindrical shape and has approximately the same outer diameter as the pair of steel pipe piles to be joined, and the peripheral wall has a plurality of holes that penetrate the peripheral wall in a radial direction from the axis. An outer joint pipe which is also formed in a short cylindrical shape, has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the outer joint pipe, and a peripheral wall at a position corresponding to the position where the hole of the outer joint pipe is formed, Inner joint pipe in which holes having the same diameter as the hole of the outer joint pipe are formed radially in a direction perpendicular to the axis; the outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the steel pipe pile, and the inner diameter is the inner joint pipe A steel outer ring slightly larger than the outer diameter of the steel; a steel cylinder whose outer diameter is slightly smaller than the hole; and forming a mechanical joint of the steel pipe pile, and the outer joint pipe is pivoted to the end face of one of the steel pipe piles The steel ring is inserted on the outer periphery of one end of the inner joint pipe while welding and fixing so that the centers coincide. The inner joint pipe is connected to the other end of the steel pipe through this steel outer ring by filling the inside of the strip space surrounded by the end face of the steel pipe pile, the end face of the steel outer ring, and the peripheral surface of the inner joint pipe. The inner joint pipe is inserted on the inner diameter side of the outer joint pipe so that the hole of the outer joint pipe communicates with the hole of the inner joint pipe, and the end face of the steel outer ring and the end face of the outer joint pipe The above-mentioned problems have been solved by inserting steel cylinders into these holes and connecting the inner joint pipe and the outer joint pipe.
図2に示す様に、上鋼管杭1の下端に鋼製外リング9を介して内継手管4の上面をその軸心が一致した状態で溶接固着すると共に、下鋼管杭2の上面に外継手管3の下端面をその軸心が一致した状態で溶接固着し、下鋼管杭2の上面に固定されている外継手管3の内径側に内継手管4を挿入し、前記鋼製外リング9の端面と外継手管3の端面とを当接させ、それぞれに穿かれている孔6、7の位置を合わせ、ここに鋼製円柱体8を差し込むことにより、下鋼管杭2と上鋼管杭1との結合を行う。
As shown in FIG. 2, the upper surface of the
この状態における荷重の伝達特性について図9〜図11を用いて説明すると、鋼管杭に作用する主たる荷重は鉛直方向の圧縮力であり、この圧縮力が作用すると鋼製外リング9の下面と外継手管3上端とは当接し、杭頭からの圧縮力は上鋼管杭1の下端から溶接金属13及び鋼製外リング9を介して下鋼管杭1の上端まで直線的に伝達される。このため、外継手管3の圧縮耐力を上鋼管杭1の圧縮耐力と同等以上に設定しておけば、圧縮力は安全確実に下鋼管杭2に伝達される。
一方、鋼管杭に引張力が作用する場合、その引張力は上鋼管杭1の下端から溶接金属13を介して内継手管4に伝わり、次に鋼製円柱体8にせん断力として伝わる。そのせん断力はすぐに外継手管3に伝わり、再度引張力に変換され、最後に溶接部28を介して下鋼管杭2に伝わる。この様な両継手管3,4と鋼製円柱体8との相互の力の伝達に際し、その接触部には支圧応力が発生するが、この支圧応力は均一な分布ではなく、その最大値は平均応力度の数倍もの値になるので、両継手管3,4は局部的に降伏して塑性化しやすく、鋼製円柱体8を介するこの様な部材間の力の伝達構造はコストが低い反面、やや確実性に欠ける点があるが、幸いなことに、鋼管杭に引張力が発生するのは通常は地震の際の短時間だけであり、かつ、その値は圧縮力に比べて数分の1と小さいので鋼製円柱体8を介して引張力を伝達させる本発明の構造でも、十分に安全性は保たれる。
The transmission characteristics of the load in this state will be described with reference to FIGS. 9 to 11. The main load acting on the steel pipe pile is a vertical compressive force, and when this compressive force acts, the lower surface of the steel
On the other hand, when a tensile force acts on the steel pipe pile, the tensile force is transmitted from the lower end of the upper
次に、鋼管杭に曲げモーメントが作用する場合について説明する。両継手管3,4での曲げモーメントの伝達は二つの作用で行われ、一つは、内継手管4と外継手管3がそれぞれ反対方向に回転しようとして生じる”押し合い”によるモーメント伝達であり、その様子を模式的に表したものを図10に示す。両継手管3,4に曲げモーメントが作用したとき、両継手管3,4の重なり部分の上半分の右側と、下半分の左側がそれぞれ押し合う。内継手管4が押される力の分布を図中に矢印の三角形で表す。この二つの三角形の力は偶力となり、外力のモーメントに抵抗する共に、両継手管3,4間でモーメントが伝達される。この押し合いによるモーメント抵抗力の大きさは両継手管3,4の重なり長さLによって大きく変わる。両継手管3,4の厚さによっても異なるが、すべてのモーメントを負担するためには、長さLは鋼管径の1.5倍程度必要となり、その結果、両継手管3,4の全体長さは鋼管杭の径の2倍程度必要であり、両継手管3,4の製作コストが非常に高くなるが、実際には、両継手管3,4の長さを短く抑え、他の作用によるモーメントの負担と併せて外力モーメントに抵抗することになる。
Next, the case where a bending moment acts on a steel pipe pile is demonstrated. The transmission of the bending moment in both
もう一つのモーメント伝達は、鋼製円柱体8及び両継手管3,4の当接によって行われる。両継手管3,4を円環状断面でみると、その半円周には引張力が、残り半円周には圧縮力が発生するが、引張力発生部分では、モーメントは、前述の引張力伝達と同様の機構により鋼製円柱体8によって伝達される。一方、圧縮力発生部分ではやや複雑となり、前述の圧縮力伝達と同じく鋼製外リング9と外継手管3上端の当接によって伝達する場合と、引張力と同じく鋼製円柱体8で伝達される二通りがある。多くの場合、荷重として曲げモーメントだけでなく同時に圧縮力も作用しているため、鋼製外リング9と外継手管3の上端は当接しており、ここで圧縮力が伝達される。しかし、外力として曲げと同時に引張力が作用している場合、鋼製外リング9と外継手管3の端部は当接していないため、力の伝達は行われず、鋼製円柱体8を介して圧縮力が伝達される。
以上のように、曲げモーメントの伝達はやや複雑になるが、通常鋼管杭に作用する曲げモーメントは、地震時の短時間に限られること、および、大きな曲げモーメントは杭頭付近の極限られた範囲であり、両継手管3,4に大きな曲げモーメントは作用しないことから、鋼製円柱体8で曲げモーメントを負担する構造にしても、実用上安全性が損なわれることはない。
以上述べたように、本発明による鋼管杭の機械式継手は、単純な構造でありながら、継手に作用する外力に対して十分な耐力を確保することができる。
Another moment transmission is performed by the contact between the
As described above, the transmission of bending moment is somewhat complicated, but the bending moment that normally acts on steel pipe piles is limited to a short time during an earthquake, and the large bending moment is a limited range near the pile head. Since a large bending moment does not act on both
As described above, the mechanical joint for steel pipe piles according to the present invention has a simple structure, but can ensure a sufficient proof strength against an external force acting on the joint.
又、上鋼管杭1と内継手管4との間に介在している鋼製外リング9は、内継手管4とは別体であり、削り出し加工により内継手管4を製作する場合の様に、鋼材の一部が切削屑として無駄に捨てられてしまうことがなく、高価な肉厚鋼管を用いる必要もなく、内継手管4自体は電気抵抗溶接鋼管などの安価な鋼管で足り、鋼材重量の軽量化及び切削量の大幅な削減が可能で、加工コストの大幅低下及び貴重な金属資材の有効利用が図られる。
Further, the steel
短尺円筒状をなし、接合対象である一対の鋼管杭の外径とほぼ同じ外径を有し、周壁には軸心から直角の方向に向かって放射状に、周壁を貫通した孔が複数個穿かれている外継手管; 同じく短尺円筒状をなし、前記外継手管の内径よりわずかに小さい外径を有し、前記外継手管の孔が形成されている位置と対応する位置の周壁に、軸心から直角の方向に向かって放射状に外継手管の孔と同径の孔が穿かれている内継手管; 外径が前記鋼管杭の外径とほぼ同じで、内径が前記内継手管の外径よりわずかに大きい鋼製外リング; 外径が前記孔よりわずかに小さい鋼製円柱体; とからなり、外継手管を一方の鋼管杭の端面に軸心が一致する様に溶接固着すると共に、鋼製リングを内継手管の一方の端部寄りの外周に挿入し、鋼管杭の端面、鋼製外リングの端面、内継手管の周面にそれぞれ囲われた帯状空間内を溶接金属で満たすことにより、この鋼製外リングを介して、内継手管をもう一方の鋼管杭に溶接固着し、外継手管の孔が内継手管の孔と連通する様に外継手管の内径側に内継手管を挿入し、鋼製外リングの端面と外継手管の端面とを対向させた状態で、これら孔に鋼製円柱体を差し込むことにより、内継手管と外継手管とを結合する様にした。 It has a short cylindrical shape and has approximately the same outer diameter as the pair of steel pipe piles to be joined, and the peripheral wall has a plurality of holes that penetrate the peripheral wall in a radial direction from the axis. An outer joint pipe that is also formed in a short cylindrical shape, has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the outer joint pipe, and a peripheral wall at a position corresponding to the position where the hole of the outer joint pipe is formed, Inner joint pipe in which holes having the same diameter as the hole of the outer joint pipe are formed radially in a direction perpendicular to the axis; the outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the steel pipe pile, and the inner diameter is the inner joint pipe A steel outer ring slightly larger than the outer diameter of the steel; a steel cylinder whose outer diameter is slightly smaller than the hole; and the outer joint pipe is welded and fixed so that the axial center of the outer joint pipe coincides with the end face of one of the steel pipe piles At the same time, the steel ring is inserted into the outer periphery near one end of the inner joint pipe, and the end face of the steel pipe pile, steel The inner joint pipe is welded and fixed to the other steel pipe pile via this steel outer ring by filling the inside of the belt-shaped space surrounded by the end face of the outer ring and the peripheral surface of the inner joint pipe with the weld metal, Insert the inner joint pipe on the inner diameter side of the outer joint pipe so that the hole of the outer joint pipe communicates with the hole of the inner joint pipe, and with the end face of the steel outer ring facing the end face of the outer joint pipe, By inserting a steel cylinder into these holes, the inner joint pipe and the outer joint pipe were joined.
図1はこの発明に係る鋼管杭の機械式継手の実施例1の斜視図、図2はその半裁縦断面図、図3は図2における矢視A−A線横断面図である。
1 is a perspective view of
図中1は接合対象である上鋼管杭、2は下鋼管杭であり、この発明に係る鋼管杭の機械式継手は、この上鋼管杭1の下端と下鋼管杭2の上端とを外継手管3と内継手管4とを介在させて直列状に連結するものである。
In the figure, 1 is the upper steel pipe pile to be joined, 2 is the lower steel pipe pile, and the mechanical joint of the steel pipe pile according to the present invention is such that the lower end of the upper
外継手管3は短尺円筒状をなした鋼管であり、接合対象である下鋼管杭2の外径とほぼ同じ外径を有し、その軸心が下鋼管杭2の軸心と一致する様に、下鋼管杭2の端面に溶接することにより、下鋼管杭2に強固に固着される。なお、図中28は両者を結合する溶接金属である。又、その周壁5には、軸心から直角の方向に向かって放射状に複数の孔6が間隔をあけ、周壁5を貫通する様に穿がれている。
The outer
一方、内継手管4は、外継手管3と同様に、短尺円筒状をなした鋼管製で、外継手管3の内径によりわずかに小さい外径を有し、外継手管3の孔6に対応した位置には、同様に軸心から直角の方向に向かって放射状に複数の孔7が等間隔で形成されており、外継手管3の孔6と内継手管4の孔7に鋼製円柱体8を差し込むことにより、外継手管3と内継手管4とを結合出来る様になっている。なお、図2に示す実施例においては、内継手管3に形成された孔7は、その周壁を貫通した透孔となっているが、図23に示すものの様に、内周面側が閉塞されためくら孔としても良く、この場合にはこれに挿入する鋼製円柱体8の内周側への脱落を防ぐことが出来る。
On the other hand, the inner
又、図中9は内継手管4を上鋼管杭1に固着する際に介在させる鋼製外リングであり、内継手管4の外径よりわずかに大きい内径、上鋼管杭1の外径とほぼ同じ外径を有し、その断面は角形状を呈している。更に、図中8は、外径が孔6及び鋼7よりわずかに小さく形成されたピン形状をなした鋼製円柱体であり、長尺円柱鋼棒を短尺に切断することにより、容易に製作することが出来る。
そして、図2及び図6に示す様に、内継手管4の一方の端部寄りの外周に鋼製外リング9を挿入し、上鋼管杭1の下端面10,鋼製外リング9の上端面11、内継手管4の外周面12によって三方が囲われた帯状空間内を溶接金属13で満たすことにより、内継手管4は上鋼管杭1の下端に固着されている。
Then, as shown in FIGS. 2 and 6, a steel
なお、この実施例1においては、上鋼管杭1に内継手管4を、下鋼管杭2に外継手管3をそれぞれ固着する様にしているが、これとは逆に、上鋼管杭1に外継手管3を、下鋼管杭2に内継手管4を固着する様にしても良い。外継手管3及び内継手管4は、いずれも既製の鋼管を短尺切断したものであり、本件出願人が先に提案した特願2007−190470及び特願2008−152401における内継手管に比べ十分に薄い鋼管で足り、安価な電気抵抗溶接管なども使用することが出来る。
In the first embodiment, the inner
又、この実施例においては、外継手管3を下鋼管杭2に溶接固着する際には、図4に示す様に、内周面側に裏当てリング14を当接させて外面側から溶接する様にしたが、裏当てリング14を用いず、内外両面から溶接する様にしても良い。又、図4に示す様に、外継手管3の下端面を斜めに面取り、開先溶接用斜面15と形成しても良く、こうすることにより、より確実に溶け込みが行われ、固着が確実となる。
In this embodiment, when the outer
なお、上鋼管杭1の内径と内継手管4の外径とはほぼ同じであることが好ましいが、実際には設計上の理由などから、内継手管4の外径が上鋼管杭1の内径より小さい場合もあるが、その様な場合には、図5に示す様に、上鋼管杭1の内周壁面と内継手管4の外周壁との間に鋼製フィラー16を介在させて両者間のすき間を埋め、この状態において溶接を施せば良い。
In addition, although it is preferable that the inner diameter of the upper
この実施例1においては、上鋼管杭1、内継手管4、鋼製外リング9の三者を一度に溶接しており、溶接箇所の幅を適度に確保することにより、溶接金属13を介して三者を完全に一体化させることが出来る。このときの溶接方法としては、上鋼管杭1、内継手管4、鋼製円柱体9の三者及び鋼製フィラー16を相互に仮溶接した状態で、ターニングローラに載せ、一定速度で回転させながら、三者で囲われた帯状空間を下から順に下向きで溶接する手段が用いられる。
図6は、このときの溶接順序と溶接トーチの狙い位置・角度を示したものであり、図中の矢印に付された番号は溶接順序、矢印は溶接トーチの狙い位置・角度を表わす。なお、この様な多層盛りの溶接には長時間を要するので、必要な溶接品質を維持する為には、溶接ロボットを使用することが望ましい。
In the first embodiment, the upper
FIG. 6 shows the welding order and the target position / angle of the welding torch at this time. The numbers attached to the arrows in the figure indicate the welding order, and the arrows indicate the target position / angle of the welding torch. In addition, since such multi-layer welding requires a long time, it is desirable to use a welding robot in order to maintain the required welding quality.
又、外継手管3と内継手管4とを結合する為の孔6及び孔7は、一列に配列するだけではなく、二段に配列しても良い。ただし、この様に、孔6及び孔7を上下二段に配置する場合は、図7に示す様に、上段及び下段をそれぞれ千鳥配置にして、両継手管3,4内部の応力集中を避けるのが望ましい。
Further, the
更に、上記実施例においては、外継手管3と内継手管4との結合はピン形状を呈した鋼製円柱体8によって行ったが、図8に示す様に、孔6と孔7にボルト17を挿通し、ナット18で締め付けることによって両者の結合を行っても良く、この場合には、曲げモーメント作用時に外継手管3と内継手管4とが離間して「く」の字形に変形する現象が発生しにくくなる。
Further, in the above embodiment, the outer
又、図12に示す様に、鋼製外リング9の下端面に逆階段状の係合面31を、外継手管3の上端面にこれに対応する階段状の係合面32をそれぞれ形成しても良く、こうすることにより、曲げモーメント作用時に、これら係合面31,32が係合し、外継手管3と内継手管4とが離間することが阻止され、曲げモーメント作用時の剛性低下を一層効果的に抑制することが出来る。
更に、図13に示す様に、鋼製外リング9の下端面に逆テーパ状の係合面31を、外継手管3の上端面にテーパ状の係合面32をそれぞれ形成しても良く、この場合も、同様に曲げモーメント作用時の剛性低下を抑制することが出来る。
Further, as shown in FIG. 12, an inverted stepped
Further, as shown in FIG. 13, a reverse tapered
この実施例1は上記の通りの構成を有するものであり、図9に示す様に、上鋼管杭1の下端に鋼製外リング9を介して内継手管4をその軸心が一致した状態で溶接固着すると共に、下鋼管杭2の上面に外継手管3の下端面をその軸心が一致した状態で溶接固着し、下鋼管杭2の上面に固定されている外継手管3の内径側に内継手管4を挿入し、前記鋼製外リング9の下端面と外継手管3の上端面とを当接させ、孔6と孔7の位置を合わせ、ここに鋼製円柱体8を差し込んで、下鋼管杭2と上鋼管杭1との結合を行うものであり、内継手管4の上部と上鋼管杭1の下端との間に鋼製外リング9が介在しているので、従来のものの様に内継手管4の上端にL字状の張り出し部を別途形成しなくとも内継手管4の上部に上鋼管杭1との当接部が形成出来、上鋼管杭1から下鋼管杭2に圧縮力を安全確実に伝達することが可能となる。又、従来のものの様に、内継手管4の上部へL字形の張り出し部を形成する為の切削加工が全く必要ないので、高い鋼材の無駄な浪費がなくなると共に、加工コストも極めて低くすることが可能である。
This Example 1 has the structure as described above, and as shown in FIG. 9, the inner
図14はこの発明に係る鋼管杭の機械式継手の実施例2の半裁断面図である。
FIG. 14 is a half cut sectional view of
図中19は鋼製内リングであり、下鋼管杭2の内径よりわずかに小さい外径を有し、上面側には階段状の係合面20が形成されており、下鋼管杭2の上端面寄りの内周面に溶接金属28を介して溶接固着されている。
In the figure, 19 is a steel inner ring having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the lower
一方、内継手管4の下端には前記鋼製内リング19の係合面20に対応する様に逆階段状の係合面21が形成されており、両係合面20,21はわずかな隙間を保って対向せしめられている。他の部分は実施例1と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。なお、内継手管3に形成される孔7は、図23に示すものの様に、めくら孔でも良いことはもちろんである。
On the other hand, a reverse step-
この実施例2においては、両継手管3,4の結合箇所に曲げモーメントが作用し、図11に示す様に、結合箇所が「く」字形に変形しそうになったときは、鋼製内リング19の係合面20と内継手管4の係合面21とが係合して、外継手管3と内継手管4とが離間するの阻止し、曲げ剛性の低下を抑制することになる。
In the second embodiment, when a bending moment acts on the joint portion of both
なお、継手付き鋼管と鋼管単体に対し曲げ試験を行うと、継手付き鋼管の曲げ変形量は、鋼管単体よりも大きくなるという現象が発生しやすい。
図11は、この曲げを受けた継手の変形状態を誇張して描いたものであり、この変形は、図10に示す様に、両継手管3,4の結合箇所に偏圧が作用し、両者の接触部の一部に離間が生じる為に起こる。実施例2においては、上述の通り、鋼製内リング19によって外継手管3の根元部と内継手管4の下端部が離間することを阻止しており、それによって曲げ剛性の低下を抑制している。
In addition, when a bending test is performed on a steel pipe with a joint and a single steel pipe, a phenomenon that the bending deformation amount of the steel pipe with a joint becomes larger than that of the single steel pipe tends to occur.
FIG. 11 is an exaggerated depiction of the deformation state of the joint subjected to this bending, and this deformation causes a bias pressure to act on the joint location of both
この実施例2においては両係合面20,21の間にわずかな隙間を設けることが肝要であり、この隙間を設けないと、鋼製外リング9と鋼製内リング19の取付け位置精度にわずかな狂いが生じても、鋼製外リング9と外継手管3の上端部とが当接しなくなり、上鋼管杭1と外継手管3との間で、圧縮力が伝達出来なくなってしまう。
In the second embodiment, it is important to provide a slight gap between the engagement surfaces 20 and 21. If this gap is not provided, the mounting position accuracy of the steel
なお、外継手管3の下端及び下鋼管杭2の上端とにそれぞれ接合される鋼製内リング19の外周面の溶接箇所22は、図15に示す様に、斜面に形成しても良く、こうすることにより、外継手管3と下鋼管杭2のそれぞれの肉厚の違いを補うことが出来る。又、係合面20,21は必ずしも階段状ではなく、図16に示す様に、テーパ状に形成しても良い。
In addition, as shown in FIG. 15, the
更に、図17に示す様に、鋼管外リング9の下端に逆階段状の係合面23を形成すると共に、これに対向した外継手管3の上端に階段状の係合面24を形成しても良く、この様にした場合には、結合箇所が「く」字形に変形することを拘束する偶力の関係にある一対の力P1,P2が発生して抵抗モーメントとなり、曲げ耐力は更に増強される。
Further, as shown in FIG. 17, an inverted stepped
図18はこの発明に係る鋼管杭の機械式継手の実施例3の縦断面図である。 FIG. 18 is a longitudinal sectional view of Example 3 of a mechanical joint for steel pipe piles according to the present invention.
この実施例3は、短尺円筒状をなし、接合対象である一対の鋼管杭1,2の外径とほぼ同じ外径を有し、周壁には軸心から直角の方向に向かって放射状に、周壁を貫通した孔6が複数個穿かれている外継手管3’、同じく短尺円筒状をなし、前記外継手管3’の孔6が形成されている位置と対応する位置の周壁に、軸心から垂直の方向に向かって放射状に複数の孔7が形成されている内継手管4’及びこれら孔6,7に挿通されるピン状をなした鋼製円柱体8’からなるものであり、鋼製円柱体8’の本体26は、孔6,7の内径よりわずかに小さい外径を有し、図19(a)(b)に示す様に、その外周面には突起25が一個又は複数個溶接により形成されている。この突起25の高さ及び大きさはこれを設けた鋼製円柱体8’をこれら孔6,7内にハンマー30等でたたいて打ち込める程度の寸法であり、高さが低すぎると施工中に抜け出るおそれがあり、高すぎると打ち込みが困難となり、共に好ましくないので、溶接によって本体26にこの突起25を形成した後、図20に示す様にグラインダで過剰部分29を切削して高さを調節すれば、最適な寸法の突起25を形成できる。又、打ち込む方向を考慮してこの突起25に斜面27を形成すると、打込み挿入が容易となる。更に、内継手管4は図18に示したL字形状を有するのものに限らず、図2及び図14に示すものなどでもよく、同様に、外継手管も、図2及び図17に示すものなどでも良い。又、内継手管3に形成される孔7は、図2に示すめくら孔でもよい。
This Example 3 has a short cylindrical shape, has substantially the same outer diameter as the outer diameter of the pair of steel pipe piles 1 and 2 to be joined, and the peripheral wall is radially directed from the axis toward the direction perpendicular to the axis. An outer
この実施例3においては、鋼製円柱体8’には突起25が形成されているので、連通した孔6と孔7に、図21に示す様にハンマー30等で打ち込むと、図22に示す様に、突起25及びこれが当たるこれら孔6,7の内径側壁面は適度に変形し、鋼製円柱体8’は孔6及び孔7に強固に固定され、大きな回転トルクを受ける施工時においても、鋼製円柱体8’は孔6,7から抜け出ることはなく、抜け止め手段を別途設ける必要が全くなくなり、その分の製造コスト及び加工コストを大幅に低下させることが出来る。
In the third embodiment, since the
又、鋼製円柱体8’は長尺円柱鋼棒を短尺に切断して簡単に作ることが出来、材質強度の高い素材も安価に入手可能な為、非常に低コストで調達することが出来る。又、突起25は溶接によって形成されるので、その為の加工コストは極めて低くてすむ。
Also, the steel cylinder 8 'can be easily made by cutting a long cylindrical steel rod into a short length, and a material with high material strength can be obtained at a low cost, so it can be procured at a very low cost. . Further, since the
基本杭を用いる各種建築土木工事において利用可能である。 It can be used in various civil engineering works using basic piles.
1 上鋼管杭
2 下鋼管杭
3 外継手管
4 内継手管
5 周壁
6 孔
7 孔
8 鋼製円柱体
9 鋼製外リング
10 下端面
11 上端面
12 外周面
13 溶接金属
14 裏当りリング
15 開先溶接用斜面
16 鋼製フィラー
17 ボルト
18 ナット
19 鋼製内リング
20 係合面
21 係合面
22 溶接箇所
23 係合面
24 係合面
25 突起
26 本体
27 斜面
28 溶接金属
29 過剰部分
30 ハンマー
31 係合面
32 係合面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009011731A JP2010168789A (en) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Mechanical coupling for steel pipe pile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009011731A JP2010168789A (en) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Mechanical coupling for steel pipe pile |
Publications (1)
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JP2010168789A true JP2010168789A (en) | 2010-08-05 |
Family
ID=42701180
Family Applications (1)
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JP2009011731A Pending JP2010168789A (en) | 2009-01-22 | 2009-01-22 | Mechanical coupling for steel pipe pile |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010168789A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011122349A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 日鐵住金建材株式会社 | Mechanical joint structure for tubular steel piles |
KR101930725B1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-12-19 | 디에이치기초건설(주) | Connecting apparatus kit for Concrete Pile ends |
JP7354872B2 (en) | 2020-02-20 | 2023-10-03 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Jacketed structure and its construction method |
-
2009
- 2009-01-22 JP JP2009011731A patent/JP2010168789A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011122349A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 日鐵住金建材株式会社 | Mechanical joint structure for tubular steel piles |
JP2011208373A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co Ltd | Mechanical joint structure of steel pipe pile |
KR101930725B1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-12-19 | 디에이치기초건설(주) | Connecting apparatus kit for Concrete Pile ends |
JP7354872B2 (en) | 2020-02-20 | 2023-10-03 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Jacketed structure and its construction method |
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