JP2016108758A

JP2016108758A - 鋼管柱の接合装置

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Publication number: JP2016108758A
Application number: JP2014244772A
Authority: JP
Inventors: 眞弘佐藤; Shinko Sato; 実水本; Minoru Mizumoto; 鈴木　剛; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛; 文生矢部; Fumio Yabe; 真荒川; Makoto Arakawa
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-03
Also published as: JP6390389B2

Abstract

【課題】地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により十分な接合強度をもって接合することができ、低空頭の条件下での使用に適した鋼管柱の接合装置を提供する。【解決手段】下側の鋼管柱１を回り止めした状態で保持する保持装置２０と、上側の鋼管柱１を保持して回転させる締結装置４０とを備える。締結装置４０は、保持装置２０の上に配され上側の鋼管柱１が通される上側の台座フレーム４２と、上側の鋼管柱１の軸の周りに回転可能に上側の台座フレーム４２に設けられ、上側の鋼管柱１を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して上側の鋼管柱１を入退可能とする展開状態とに遷移する保持機構５０と、上側の台座フレーム４２に設けられ、伸縮することにより保持機構５０を回転させる伸縮機構６０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により接合する際に、ネジ式機械式継手を締結させる鋼管柱の接合装置に関する。

コンクリート充填鋼管柱（ＣＦＴ柱）の施工の際に上下の鋼管柱を接合する方法として、ネジ式機械式継手により接合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の接合方法では、上側の鋼管柱に巻き付けた索状体を牽引装置で牽引することにより、上側の鋼管柱を回転させてネジ式機械式継手を締結させている。

特開２０１３−１７４０８８号公報

ところで、低空頭の施工条件で逆打ち工法を実施する場合には、空頭制限に応じて短くした柱を順次接続して行くことにより、地上から杭に到達する長さの逆打ち支柱を構築する。ここで、逆打ち支柱等の地盤中で施工する柱として、特許文献１に記載の鋼管柱を採用する場合、上下の鋼管柱の接合強度を十分に確保するために、上下の鋼管柱のネジ式機械式継手を高トルクで締結させる必要がある。そのため、上下の鋼管柱のネジ式機械式継手を高トルクで締結させる装置を使用することが考えられるが、上側の鋼管柱を装置に上方から挿入する場合、鋼管柱の長さを、装置から上方の既設構造物までの高さ未満にしなければならない。それにより、鋼管柱が短くなり、鋼管柱の接続作業の回数が増大する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により十分な接合強度をもって接合することができ、低空頭の条件下での使用に適した鋼管柱の接合装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る鋼管柱の接合装置は、地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により接合する際に、前記ネジ式機械式継手を締結させる鋼管柱の接合装置であって、前記下側の鋼管柱を回り止めした状態で保持する保持部と、前記上側の鋼管柱を保持して回転させる締結部とを備え、前記締結部は、前記保持部の上に配され前記上側の鋼管柱が通される上側の台座フレームと、前記上側の鋼管柱の軸の周りに回転可能に前記上側の台座フレームに設けられ、前記上側の鋼管柱を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して前記上側の鋼管柱を入退可能とする展開状態とに遷移する上側の保持フレームと、前記上側の台座フレームに設けられ、伸縮することにより前記上側の保持フレームを回転させる伸縮機構とを備える。

前記鋼管柱の接合装置において、前記保持部は、前記上側の台座フレームの下に配され前記下側の鋼管柱が通される下側の台座フレームと、前記下側の台座フレームに設けられ、前記下側の鋼管柱を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して前記下側の鋼管柱を入退可能とする展開状態とに遷移する下側の保持フレームとを備えてもよい。また、前記上側の台座フレームは、前記展開状態の前記上側の保持フレームに入退する前記上側の鋼管柱が入退する通路を備えてもよく、前記下側の台座フレームは、前記展開状態の前記下側の保持フレームに入退する前記下側の鋼管柱が入退する通路を備えてもよい。

前記鋼管柱の接合装置において、前記上側の台座フレーム及び前記下側の台座フレームは、環状であり、一部が着脱可能に構成され、該一部が取り外されて前記通路が形成されてもよい。

前記鋼管柱の接合装置は、前記上側の台座フレーム及び前記下側の台座フレームの少なくとも一方の高さを調整する高さ調整機構を備えてもよい。

本発明によれば、地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により十分な接合強度をもって接合することができ、低空頭の条件下での使用に適した鋼管柱の接合装置を提供することができる。

一実施形態に係る接合装置を使用して鋼管柱を接合したコンクリート充填鋼管柱を示す立面図（部分断面図）である。鋼管柱を接合するのに使用する接合装置を示す立面図である。鋼管柱を接合するのに使用する接合装置を示す平断面図（図２の３−３断面図）である。鋼管柱を接合するのに使用する接合装置を示す平断面図（図２の４−４断面図）である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す立面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す立面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す平面図である。鋼管柱を接合する手順を示す立面図である。他の実施形態に係る鋼管柱の接合装置を示す平断面図である。保持機構を拡大して示す立断面図である。他の実施形態に係る鋼管柱の接合装置を示す立面図である。他の実施形態に係る鋼管柱の接合装置を示す平断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る接合装置１０（図２以下参照）を使用して鋼管柱１を接合したコンクリート充填鋼管柱（ＣＦＴ柱）２を示す立面図（部分断面図）である。この図に示すように、ＣＦＴ柱２は、坑７内に建て込まれた逆打ち支柱であり、複数の鋼管柱１が接合されて杭３に達する長さとなっている。なお、坑７の断面形状は円形であっても角形であってもよい。

ここで、各鋼管柱１の上端には、内周面にねじ溝が形成された雌ねじ部４が形成され、各鋼管柱１の下端には、外周面にネジ溝が形成された雄ねじ部５が形成されており、下側の鋼管柱１の雌ねじ部４と上側の鋼管柱１の雄ねじ部５とが締結されることにより、上下の鋼管柱１が接合されている。

また、ＣＦＴ柱２の仕口部には、ダイアプレート６が設けられている。このダイアプレート６は、通しダイアフラム又は外ダイアフラム、例えば円盤状又は円環状の鋼材であり、鋼管柱１の外周面から水平に張り出している。

図２は、鋼管柱１を接合するのに使用する接合装置１０を示す立面図であり、図３は、該接合装置１０を示す平断面図（図２の３−３断面図）である。図４は、接合装置１０を示す平断面図（図２の４−４断面図）である。これらの図に示すように、接合装置１０は、坑７内に挿入された下側の鋼管柱１を保持する保持装置２０と、上側の鋼管柱１を回転させて雌ねじ部４と雄ねじ部５とを締結させる締結装置４０とを備えている。

保持装置２０は、矩形状の台座フレーム２２と、台座フレーム２２の下に配された複数（本実施形態では４個）のレベル調整機構２４と、台座フレーム２２上に設置された保持機構３０とを備えている。台座フレーム２２は、Ｈ型鋼２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが溶接されることにより矩形状に形成されている。また、レベル調整機構２４は、油圧ジャッキであり、台座フレーム２２の角部の下に配されている。この複数のレベル調整機構２４により台座フレーム２２の高さ及び姿勢が調整される。

ここで、台座フレーム２２の一辺を構成するＨ型鋼２２Ａは、材軸方向の中央部２２Ａ−１と材軸方向の端部２２Ａ−２とが分割可能に構成されている。即ち、中央部２２Ａ−１の両端と、端部２２Ａ−２の一端とにはフランジ２２Ｆが設けられており、中央部２２Ａ−１側のフランジ２２Ｆと端部２２Ａ−２側のフランジ２２Ｆとがボルトで結合されている。

中央部２２Ａ−１の長さは、鋼管柱１の直径（ダイアプレート６の直径ではなく柱部分の直径）よりも大きく設定されている。なお、中央部２２Ａ−１の長さは、ダイアプレート６の直径よりも大きく設定されてもよい。

Ｈ型鋼２２Ａの両端に結合された一対のＨ型鋼２２Ｂ、２２Ｄは、固定用ピン２５により地面に固定されている。この固定用ピン２５は、Ｈ型鋼２２Ｂ、２２Ｄの下側のフランジに空けられた孔と地面に空けられた孔とに挿入されることで、台座フレーム２２の回り止めをしている。

また、台座フレーム２２の内周側には、保持機構３０を取り付けるための台板２６が設けられている。この台板２６は、Ｈ型鋼２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄの上側のフランジに溶接されている。また、台板２６には、ダイアプレート６の半径よりも曲率半径が大きい円弧状の切欠きが形成されており、鋼管柱１の下降時におけるダイアプレート６と台板２６との干渉が防止されている。

保持機構３０は、台板２６上に固定された円弧状の固定フレーム３２と、固定フレーム３２に連結された一対の円弧状の可動フレーム３４と、一対の可動フレーム３４に取付けられた締付装置３６と、固定フレーム３２及び可動フレーム３４と鋼管柱１との間に嵌め込まれたスペーサ３８とを備えている。固定フレーム３２は、円弧状に湾曲した溝形鋼である。この固定フレーム３２の曲率半径は、台板２６の円弧状の切欠きの曲率半径と同じであり、固定フレーム３２のウェブと台板２６の円弧状の切欠きの縁部とが同一線上において重ね合わされている。

可動フレーム３４は、固定フレーム３２の周方向の一端に鉛直軸回りに回動可能に取り付けられている。可動フレーム３４は、第１可動部３４Ａと第２可動部３４Ｂとを備えている。第１可動部３４Ａ及び第２可動部３４Ｂは、円弧状に湾曲した溝形鋼である。第１可動部３４Ａの周方向の一端は、回転軸３４Ｃを介して固定フレーム３２の周方向の一端に鉛直軸周りに回動可能に支持され、第２可動部３４Ｂの周方向の一端は、回転軸３４Ｄを介して第１可動部３４Ａの周方向の他端に鉛直軸周りに回動可能に支持されている。

一対の可動フレーム３４は、固定フレーム３２の曲率中心に対して対称に配されており、図３に実線で示す閉じた状態では、一対の可動フレーム３４の先端同士が近接することにより、固定フレーム３２と一対の可動フレーム３４とにより円状のフレームが構成される。一方、一対の可動フレーム３４は、図３に破線で示す展開した状態では、第１可動部３４Ａと第２可動部３４Ｂとが折畳まれることにより、後述のレベル調整機構４４に干渉することなく、上下の台座フレーム２２、４２の間に納められる。ここで、展開状態の一対の可動フレーム３４の間隔は、鋼管柱１の直径よりも大きく、さらにダイアプレート６の直径よりも大きくなっている。

締付装置３６は、油圧シリンダであり、一対の可動フレーム３４の先端を連結するように設けられている。第２可動部３４Ｂの先端には、ピン３６Ａが着脱可能に設けられている。このピン３６Ａは、第２可動部３４Ｂの上下のフランジに形成された孔に挿通されており、締付装置３６の軸方向一端が、ピン３６Ａに回動可能に取り付けられている。

図３に実線で示すように可動フレーム３４が閉じた状態において、締付装置３６が収縮すると一対の可動フレーム３４が互いに接近する。一方、ピン３６Ａが第２可動部３４Ｂから取り外されると、図３に破線で示すように、可動フレーム３４を展開状態にすることが可能となる。

スペーサ３８は、ゴム等の円環状の部材であり、固定フレーム３２及び可動フレーム３４と鋼管柱１の柱部分との間に嵌め込まれている。このスペーサ３８は、複数（本実施形態では３個）に分割されている。ここで、締付装置３６が伸長した状態では、スペーサ３８と可動フレーム３４との間にクリアランスができる。そして、スペーサ３８が複数に分割されている。これらにより、締付装置３６が伸長すると、スペーサ３８が容易に取外し可能になる。なお、スペーサ３８は、ゴム製に限られるものではなく、鋼材加工品又は鋼材加工品にすべり止めのゴムを付加した物等であってもよい。

図３に実線で示すように可動フレーム３４が閉じた状態において、締付装置３６が収縮すると、一対の可動フレーム３４が互いに接近し、鋼管柱１が、固定フレーム３２及び可動フレーム３４によりスペーサ３８を介して締め付けられる。

図２及び図４に示すように、締結装置４０は、矩形状の台座フレーム４２と、台座フレーム４２の下に配された複数（本実施形態では４個）のレベル調整機構４４と、台座フレーム４２上に設置された保持機構５０と、伸縮機構６０とを備えている。台座フレーム４２は、Ｈ型鋼４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄが溶接されることにより矩形状に形成されている。また、レベル調整機構４４は、油圧ジャッキ４４Ａと、その上下の柱部材４４Ｂとを備え、台座フレーム４２の角部と台座フレーム２２の角部とを結合している。この複数のレベル調整機構４４により、台座フレーム４２の高さ及び姿勢が調整される。

ここで、台座フレーム４２の一辺を構成するＨ型鋼４２Ａは、台座フレーム２２のＨ型鋼２２Ａの真上に配されており、材軸方向の中央部４２Ａ−１と材軸方向の端部４２Ａ−２とが分割可能に構成されている。即ち、中央部４２Ａ−１の両端と、端部４２Ａ−２の一端とにはフランジ４２Ｆが設けられており、中央部４２Ａ−１側のフランジ４２Ｆと端部４２Ａ−２側のフランジ４２Ｆとがボルトで結合されている。

中央部４２Ａ−１の長さは、鋼管柱１の直径（ダイアプレート６の直径ではなく柱部分の直径）よりも大きく設定されている。なお、中央部４２Ａ−１の長さは、ダイアプレート６の直径よりも大きく設定されてもよい。

台座フレーム４２の内周側には、保持機構５０を取り付けるための台板４６が設けられている。この台板４６は、Ｈ型鋼４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの上側のフランジに溶接されている。また、台板４６には、ダイアプレート６の半径よりも曲率半径が大きい円弧状の切欠きが形成されており、鋼管柱１の下降時におけるダイアプレート６と台板２６との干渉が防止されている。ここで、台板４６には、円弧状の切欠きに沿ってガイド壁（図示省略）が形成されている。

保持機構５０は、台板２６上に回転可能に設けられた円弧状の回転機構５２と、回転機構５２に連結された一対の円弧状の可動フレーム５４と、一対の可動フレーム５４に取付けられた締付装置５６と、回転機構５２及び可動フレーム５４と鋼管柱１との間に嵌め込まれたスペーサ５８とを備えている。回転機構５２は、円弧状に湾曲した溝形鋼である。この回転機構５２の曲率半径は、台板４６の円弧状のガイド壁の曲率半径と同じであり、回転機構５２のウェブと前記ガイド壁とが当接している。

可動フレーム５４は、回転機構５２の周方向の一端に鉛直軸回りに回動可能に取り付けられている。可動フレーム５４は、円弧状に湾曲した溝形鋼である。可動フレーム５４の周方向の一端は、回転軸５４Ｃを介して回転機構５２の周方向の一端に鉛直軸周りに回動可能に支持されている。

一対の可動フレーム５４は、回転機構５２の曲率中心に対して対称に配されており、図３に実線で示す閉じた状態では、一対の可動フレーム５４の先端同士が近接することにより、回転機構５２と一対の可動フレーム５４とにより円状のフレームが構成される。一方、図３に破線で示すように、展開状態の一対の可動フレーム５４の間隔は、鋼管柱１の直径よりも大きく、さらにダイアプレート６の直径よりも大きくなっている。

締付装置５６は、油圧シリンダであり、一対の可動フレーム５４の先端を連結するように設けられている。可動フレーム５４の先端には、ピン５６Ａが着脱可能に設けられている。このピン５６Ａは、可動フレーム５４の上下のフランジに形成された孔に挿通されており、締付装置５６の軸方向一端が、ピン５６Ａに回動可能に取り付けられている。

図４に実線で示すように可動フレーム５４が閉じた状態において、締付装置５６が収縮すると一対の可動フレーム５４が互いに接近する。一方、ピン５６Ａが可動フレーム５４から取り外されると、図４に破線で示すように、可動フレーム５４を展開状態にすることが可能となる。

スペーサ５８は、ゴム等の円環状の部材であり、回転機構５２及び可動フレーム５４と鋼管柱１の柱部分との間に嵌め込まれている。このスペーサ５８は、複数（本実施形態では３個）に分割されている。ここで、締付装置５６が伸長した状態では、スペーサ５８と可動フレーム５４との間にクリアランスができる。そして、スペーサ５８が複数に分割されている。これらにより、締付装置５６が伸長すると、スペーサ５８が容易に取外し可能になる。なお、スペーサ５８は、ゴム製に限られるものではなく、鋼材加工品又は鋼材加工品にすべり止めのゴムを付加した物等であってもよい。

図４に実線で示すように可動フレーム５４が閉じた状態において、締付装置５６が収縮すると、一対の可動フレーム５４が互いに接近し、鋼管柱１の柱部分が、回転機構５２及び可動フレーム５４によりスペーサ５８を介して締め付けられる。

伸縮機構６０は、油圧シリンダであり、Ｈ型鋼４２Ｃの上に配されている。回転機構５２のウェブの外周面には上下一対のフランジ６２と、該上下一対のフランジ６２に両端を固定されたピン６４とが設けられ、Ｈ型鋼４２Ｃの軸方向一端部には、ピン６６と、ピン６６を鉛直に支持するフレーム６８とが設けられている。

伸縮機構６０と締付装置５６とは、鋼管柱１を挟んで配されており、伸縮機構６０が伸長すると回転機構５２及び可動フレーム５４が図中反時計周り方向に回転し、伸縮機構６０が収縮すると回転機構５２及び可動フレーム５４が図中時計周り方向に回転する。

図５〜図１４は、鋼管柱１を接合する手順を示す立面図又は平面図である。まず、図５の平面図及び図６の立面図に示すように、クレーン８で吊り上げた上側の鋼管柱１を下側の鋼管柱１の上まで移動させる。この際、上側の保持機構５０を展開状態にし、上側の鋼管柱１を、一対の可動フレーム５４の間を通して水平に、下側の鋼管柱１の上まで移動させる。なお、下側の鋼管柱１は下側の保持機構３０で保持する。

次に、上側の鋼管柱１を手動又は機械を用いて回転させて、上側の鋼管柱１の雄ねじ部５と下側の鋼管柱１の雌ねじ部４とを螺合させる。次に、図７の平面図に示すように、締結装置４０により上側の鋼管柱１を回転させることにより、上側の鋼管柱１の雄ねじ部５と下側の鋼管柱１の雌ねじ部４とを締結させる。この工程では、まず、上側の鋼管柱１と保持機構５０との間にスペーサ３８を嵌め込み、締付装置５６を収縮させて可動フレーム５４の内径を縮小させることにより、固定フレーム５２及び可動フレーム５４がスペーサ５８を介して上側の鋼管柱１を締付けて保持する状態にする。次に、伸縮機構６０を伸長させることにより、回転機構５２、可動フレーム５４及びそれらに保持された上側の鋼管柱１を図中反時計周り方向に回転させる。

次に、図８及び図９の平面図及び図１０の立面図に示すように、複数の鋼管柱１が接合されてなる柱体１´の全体を降下させる。まず、図８及び図９に示すように、上下の締付装置３６、５６を伸長させて上下の保持機構３０、５０による柱体１´の保持を開放する。そして、上下のスペーサ３８、５８を上下の保持機構３０、５０と柱体１´との間から取り外す。次に、図１０に示すように、柱体１´を、クレーン８で降下させる。この際、保持機構３０、５０の円孔の直径がダイアプレート６の直径よりも大きいことにより、ダイアプレート６が、保持機構３０、５０を通過する。そして、柱体１´の頭部が保持機構３０の高さまで降下すると、保持機構３０と柱体１´との間にスペーサ３８を嵌め込み、締付装置３６を収縮させることにより、柱体１´の頭部を保持装置２０で保持する。

以上のような工程を繰り返して柱体１´が杭３に達する長さとなると、図１１〜図１３の平面図及び図１４の立面図に示すように、接合装置１０を、柱体１´の建込位置から撤去し、柱体１´内にコンクリートを打設する準備をする。本工程では、図１１に示すように、締付装置５６を可動フレーム５４から取り外して可動フレーム５４を展開状態にすると共に、Ｈ型鋼４２Ａの中央部４２Ａ−１を端部４２Ａ−２から取り外す。また、図１２に示すように、締付装置３６を可動フレーム３４から取り外して可動フレーム３４を展開状態にすると共に、Ｈ型鋼２２Ａの中央部２２Ａ−１を端部２２Ａ−２から取り外す。次に、フォークリフト９により接合装置１０を柱体１´のの建込位置から撤去する。

以上説明したように、本実施形態に係る接合装置１０は、下側の鋼管柱１を回り止めした状態で保持する保持装置２０と、上側の鋼管柱１を保持して回転させる締結装置４０とを備える。締結装置４０は、保持装置２０の上に配され上側の鋼管柱１が通される上側の台座フレーム４２と、上側の鋼管柱１の軸の周りに回転可能に上側の台座フレーム４２に設けられ、上側の鋼管柱１を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して上側の鋼管柱１を入退可能とする展開状態とに遷移する保持機構５０（上側の保持フレーム）と、上側の台座フレーム４２に設けられ、保持機構５０を回転させる伸縮機構６０とを備える。

これにより、保持機構５０を展開状態にし、上側の鋼管柱１の下端の高さを保持機構５０の上端より下側で台座フレーム４２の上端より上側の高さに合わせて、上側の鋼管柱１を水平に移動させることで、上側の鋼管柱１を保持機構５０の内側に移動させることができる。即ち、上側の鋼管柱１を、保持機構５０の上側まで持ち上げることなく、保持機構５０の内側に移動させることができる。

従って、鋼管柱１の長さを、保持機構５０とその上方の既設構造物との間隔以上にすることができ、保持機構５０の下端から上端までの高さの分だけ長くすることができ、それにより、鋼管柱１の接続作業の回数を低減することができる。以上により、地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱１とその上側の鋼管柱１とをネジ式機械式継手により十分な接合強度をもって接合することを、低空頭の条件下でも好適に実施することができる。

また、保持装置２０は、上側の台座フレーム４２の下に配され下側の鋼管柱１が通される下側の台座フレーム２２と、下側の台座フレーム２２に設けられ、下側の鋼管柱１を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して下側の鋼管柱１を入退可能とする展開状態とに遷移する保持機構３０（下側の保持フレーム）とを備える。ここで、上側の台座フレーム４２は、展開状態の上側の保持機構５０に入退する上側の鋼管柱１が入退する通路を備え、下側の台座フレーム２２は、展開状態の下側の保持機構３０に入退する下側の鋼管柱１が入退する通路を備える。

これにより、上下の保持機構３０、５０を展開状態にし、接合装置１０全体を、上下の鋼管柱１が上下の保持機構３０、５０から退出する方向へ水平に移動させて、上下の鋼管柱１を、上下の台座フレーム２２、４２の通路を通して上下の台座フレーム２２、４２から退出させることができる。従って、鋼管柱１が地表面に突出した状態で、接合装置１０を鋼管柱１の建込位置から容易に撤去することができる。

ここで、接合装置１０では、上下の台座フレーム２２、４２が矩形状に構成され、その一辺であるＨ型鋼２２Ａ、４２Ａの一部である中央部２２Ａ−１、４２Ａ−１がその両側から分離可能に構成されている。これにより、中央部２２Ａ−１、４２Ａ−１が一体化された状態の台座フレーム２２、４２は、上下の鋼管柱１を締結する際の反力に耐えるに十分な剛性を有することになる。一方で、鋼管柱１が地表面に突出した状態で、接合装置１０を鋼管柱１の建込位置から容易に撤去することができる。

また、接合装置１０は、上側の台座フレーム４２及び下側の台座フレーム２２の高さを調整する高さ調整機構を備えるレベル調整機構２４、４４Ａを備える。これにより、レベル調整機構２４、４４Ａで上下の台座フレーム２２、４２のレベル調整を実施することによって、保持機構３０、５０に保持された鋼管柱１の高さや姿勢を調整することができる。

また、接合装置１０では、上下の保持機構３０、５０の内径が鋼管柱１のダイアプレート６の直径よりも大きく設定され、鋼管柱１と上下の保持機構３０、５０の内周面との間にスペーサ３８、５８が嵌め込まれている。また、締付装置３６が伸長した状態では、スペーサ３８と可動フレーム３４との間にクリアランスができ、締付装置３６が伸長した状態では、スペーサ３８と可動フレーム３４との間にクリアランスができる。そして、スペーサ３８が複数に分割されている。これらにより、締付装置３６が伸長すると、スペーサ３８が容易に取外し可能になる。従って、上下の保持機構３０、５０で上下の鋼管柱１を保持できると共に、鋼管柱１を降下させる際に、上下の保持機構３０、５０を保持状態（閉じた状態）にしたままで、ダイアプレート６を上下の保持機構３０、５０の内側を通過させることができる。

図１５は、他の実施形態に係る保持装置１２０を示す平面図である。この図に示すように、保持装置１２０は、矩形状の台座フレーム１２２と、台座フレーム１２２の下に配された複数（本実施形態では４個）のレベル調整機構２４（図２参照）と、台座フレーム１２２上に設置された保持機構１３０とを備えている。台座フレーム１２２は、一対の互いに平行のＨ型鋼２２Ａ、２２Ｃと、これらの間に互いに平行に配された一対の矩形状の鋼材１２２Ｂとで構成されている。

Ｈ型鋼２２Ａの両端に結合された一対の鋼材１２２Ｂは、固定用ピン２５により地面に固定されている。この固定用ピン２５は、鋼材１２２Ｂに空けられた孔と地面に空けられた孔とに挿入されることで、台座フレーム１２２の回り止めをしている。ここで、固定用ピン２５を用いることにより、台座フレーム１２２を地面から容易に取り外すことができる。なお、台座フレーム１２２の固定方法は種々採用できる。例えば、台座フレーム１２２を構成するＨ型鋼に外付けの補強プレートを溶接して該補強プレートを固定用ピン２５により地面に固定してもよい。または、台座フレーム１２２を構成する鋼管に外付けのピースを溶接して該ピースを固定用ピン２５により地面に固定してよい。さらには、地面に凹部を形成して該凹部に台座フレーム１２２を嵌め込むことにより固定してもよい。

一対の保持機構１３０は、鋼管柱１を挟むように配されており、各保持機構１３０は、矩形状の鋼材であるキープレート１３２と、キープレート１３２を鋼材１２２Ｂの上面に連結するヒンジ１３４と、キープレート１３２を鋼材１２２Ｂに固定するボルト１３６とを備えている。

図１６は、保持機構１３０を拡大して示す立断面図である。図１５及び図１６に示すように、鋼管柱１の外周面には、一対のキー１１が、同じ高さで鋼管柱１の軸心に対して対称に設けられており、各キープレート１３２には、キー１１が嵌り込むキー溝１３２Ａが設けられている。

鋼材１２２Ｂとキー１１とは互いに重ならないように配されており、キープレート１３２は、キー溝１３２Ａが設けられた部分が鋼材１２２Ｂから鋼管柱１側に張り出し、キー１１がキー溝１３２Ａに嵌り込むように配されている。また、ヒンジ１３４は、キープレート１３２のキー溝１３２Ａ側とは反対側の端面と、鋼材１２２Ｂの上面とを連結している。これにより、キープレート１３２は、図１６に実線で示す倒れた状態と、図１６に破線で示す立上った状態とをとり得る。

キープレート１３２が倒れた状態では、キー１１がキー溝１３２Ａに嵌り込み、鋼管柱１がキー１１及びキープレート１３２を介して回り止めされた状態で台座フレーム１２２に保持される。一方、キープレート１３２は、立上った状態では鋼材１２２Ｂ上に位置する。

ここで、両側の鋼材１２２Ｂの間隔は、ダイアプレート６の直径よりも大きく設定されている。これにより、キープレート１３２が立上った状態では、鋼管柱１が降下する際に、キー１１及びダイアプレート６が、鋼材１２２Ｂの高さを通過できる。

なお、キー１１を鋼管柱１に設け、キー溝１３２Ａを保持装置１２０に設けたが、キーを保持装置１２０に設け、キー溝を鋼管柱１に設けてもよい。この場合、キーを保持装置１２０に、鋼管柱１の径方向に移動可能に設けることにより、キーを鋼管柱１のキー溝に係合させたり該キー溝から離脱させたりすればよい。

図１７は、他の実施形態に係る鋼管柱１の接合装置１００を示す立面図であり、図１８は、該接合装置１００を示す平断面図（図１７の１８−１８断面図）である。これらの図に示すように、本実施形態に係る接合装置１００は、上述の実施形態に係る接合装置１０の伸縮機構６０に替えて伸縮機構１６０を備える。

伸縮機構１６０は、一対のジャッキ６１と、この一対のジャッキ６１の一端側を鉛直のピン６６を介して回動可能に支持するブラケット１６８とを備える。ブラケット１６８は、Ｈ型鋼４２Ｃの材軸方向中央部に配されている。

一対のジャッキ６１は、鋼管柱１の軸心に対して対称に配されており、各ジャッキ６１の他端側は鉛直のピン６４及びブラケット６２を介して回転機構５２に回動可能に支持されている。また、一対のジャッキ６１は、ピン６６からピン６４にかけて間隔が広がるように配されている。これにより、図中に白抜きの矢印又は塗潰しの矢印で示すように、一方のジャッキ６１が伸長して他方のジャッキ６１が収縮することによって、回転機構５２、可動フレーム５４及びこれらに保持された鋼管柱１が回転される。

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、上下の保持機構３０、５０の内径をダイアプレート６の直径より大きくしたが、必須ではない。ここで、上下の保持機構３０、５０の内径をダイアプレート６の直径より小さくする場合には、鋼管柱１を降下させる際に、上下の保持機構３０、５０を展開状態にすればよい。

さらに、上述の実施形態では、下側の台座フレーム２２のレベル調整を行うレベル調整機構２４と上側の台座フレーム４２のレベル調整を行うレベル調整機構４４Ａとを設置したが、これらの双方を設置することは必須ではなく、少なくとも一方を設置すればよく、さらに、これらの双方を非設置としてもよい。

１鋼管柱、１´ 柱体、２ＣＦＴ柱、３杭、４雌ねじ部、５雄ねじ部、６ダイアプレート、７坑、８クレーン、９フォークリフト、１０接合装置、１１キー、２０保持装置、２２台座フレーム、２２ＡＨ型鋼、２２ＢＨ型鋼、２２ＣＨ型鋼、２２ＤＨ型鋼、２２Ｆフランジ、２２Ａ−１中央部、２２Ａ−２端部、２４レベル調整機構、２５固定用ピン、２６台板、３０保持機構、３２固定フレーム、３４可動フレーム、３４Ａ第１可動部、３４Ｂ第２可動部、３４Ｃ回転軸、３４Ｄ回転軸、３６締付装置、３６Ａピン、３８スペーサ、４０締結装置、４２台座フレーム、４２ＡＨ型鋼、４２ＢＨ型鋼、４２ＣＨ型鋼、４２ＤＨ型鋼、４２Ｆフランジ、４２Ａ−１中央部、４２Ａ−２端部、４４レベル調整機構、４４Ａ油圧ジャッキ、４４Ｂ柱部材、４６台板、５０保持機構、５２回転機構、５４可動フレーム、５４Ｃ回転軸、５６締付装置、５６Ａピン、５８スペーサ、６０伸縮機構、６１ジャッキ、６２フランジ、６４ピン、６６ピン、６８フレーム、１００接合装置、１２０保持装置、１２２台座フレーム、１２２Ｂ鋼材、１３０保持機構、１３２キープレート、１３２Ａキー溝、１３４ヒンジ、１３６ボルト、１６０伸縮機構、１６８ブラケット

Claims

地盤の坑内に挿入された下側の鋼管柱とその上側の鋼管柱とをネジ式機械式継手により接合する際に、前記ネジ式機械式継手を締結させる鋼管柱の接合装置であって、
前記下側の鋼管柱を回り止めした状態で保持する保持部と、
前記上側の鋼管柱を保持して回転させる締結部と
を備え、
前記締結部は、
前記保持部の上に配され前記上側の鋼管柱が通される上側の台座フレームと、
前記上側の鋼管柱の軸の周りに回転可能に前記上側の台座フレームに設けられ、前記上側の鋼管柱を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して前記上側の鋼管柱を入退可能とする展開状態とに遷移する上側の保持フレームと、
前記上側の台座フレームに設けられ、伸縮することにより前記上側の保持フレームを回転させる伸縮機構と
を備える鋼管柱の接合装置。
前記保持部は、
前記上側の台座フレームの下に配され前記下側の鋼管柱が通される下側の台座フレームと、
前記下側の台座フレームに設けられ、前記下側の鋼管柱を包囲して保持する保持状態と、該保持状態から展開して前記下側の鋼管柱を入退可能とする展開状態とに遷移する下側の保持フレームと
を備え、
前記上側の台座フレームは、前記展開状態の前記上側の保持フレームに入退する前記上側の鋼管柱が入退する通路を備え、
前記下側の台座フレームは、前記展開状態の前記下側の保持フレームに入退する前記下側の鋼管柱が入退する通路を備える請求項１に記載の鋼管柱の接合装置。
前記上側の台座フレーム及び前記下側の台座フレームは、環状であり、一部が着脱可能に構成され、該一部が取り外されて前記通路が形成される請求項２に記載の鋼管柱の接合装置。
前記上側の台座フレーム及び前記下側の台座フレームの少なくとも一方の高さを調整する高さ調整機構を備える請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の鋼管柱の接合装置。