JP2017080798A - 鋼管の矯正方法、鋼管の接合方法、形状保持器具 - Google Patents

Abstract

【課題】楕円形等に変形した鋼管を施工現場で矯正して目違いなく接合できる方法を提供する。【解決手段】接合すべき上下２本の鋼管の両方または一方が変形している場合に、目違いが生じないように鋼管を接合する方法において、変形した鋼管８の内側に、油圧式ジャッキを具備する外力印加装置１を設置し、円形に近づくように当該外力印加装置１によって鋼管８の内周面に対し外力を加える。そして、その外力によって鋼管８の断面形状が略円形に仮矯正された状態で、鋼管８の形状を（仮矯正された形状に）保持するための形状保持バンド３を鋼管８の外周面に対して締め付けるように取り付ける。形状保持バンド３は、略円形の曲率を有する湾曲面が内側に形成され、前記湾曲面が鋼管８の外周面に当接するように取り付けられる。そして、形状保持バンド３によって鋼管８の形状が保持された状態で、当該鋼管（下側の鋼管）を他方の鋼管（上側の鋼管）に接合する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、接合すべき鋼管が変形している場合にその変形を鋼管接合前に矯正する方法と、変形している鋼管を接合する方法と、これらの方法で用いる形状保持装置と、鋼管に施工補助部材を溶接する際に（または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に）該鋼管の熱変形を防止する方法に関するものである。

鋼管杭などの鋼管を用いる現場では、鋼管同士を軸方向に突き合わせた状態での溶接による接合が行われている。その溶接接合の際には、鋼管の継ぎ目部分は荷重の伝達上、目違いが生じないように、全周に亘って正確に突き合わせられる必要がある。
ところが、鋼管杭接合部における上下の杭の目違いが大きくなると、溶接が困難となるなどの問題が生じ、また、溶接部の強度が低下するおそれがあり、接合された鋼管杭の荷重伝達性能を低下させ、工事対象物の品質を損ねる結果となる。
したがって、鋼管同士を目違い無く突き合わせた状態で相互接合することで、高品質の工事目的物を構築することができる。

しかしながら、接合する鋼管の断面形状は必ずしも常に真円に保たれているわけではなく、種々の要因によって楕円形等に変形していることがある。
例えば、鋼管の径に対して肉厚が薄い薄肉鋼管は、自重によって半径方向に変形し易く、また、スパイラル鋼管の場合には、製造段階で全長にわたって全周がスパイラル状に溶接されるため、その溶接時の熱によって完成段階で既に変形している場合がある。つまり、鋼管は工場出荷時の状態ですでに変形している場合がある。
また、吊ピースその他の施工補助部材を鋼管の外周面に溶接する際や、鋼管に取り付けられた施工補助部材を溶断する際などに、その溶接時や溶断時の熱によって鋼管が変形することもある。
さらに、鋼管杭などの鋼管は一般的に、いわゆる俵積み状態で積載して移動したり保管されたりするため、その過程で過大な荷重を受けて半径方向に変形する場合がある。

このように変形した鋼管の変形度合いは様々であるものの、接合する鋼管の一方または両方が過度に変形していると、鋼管同士を突き合わせたときに継ぎ目部分に目違いが生じる。このような目違いが生じたまま鋼管同士を溶接すると、恒久構造物などの工事目的物の品質低下を招くといった問題がある。そのため、接合する鋼管の変形をその現場で簡単に矯正できる方法が求められている。

上述した従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、鋼管の接合が必要な施工現場において、変形した鋼管を現場で簡単に矯正できる方法と装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、変形した鋼管を現場で矯正して目違いなく接合する方法を提供することにある。
また本発明の他の目的は、鋼管に施工補助部材を溶接する際に、または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に、当該鋼管の熱変形を防止する方法を提供することにある。

上記目的は、
接合すべき鋼管が変形している場合にその変形を鋼管接合前に矯正する方法であって、
変形した鋼管に対して外力印加装置をセットし（予め定めた位置に位置決めし）、
円形に近づくように前記外力印加装置によって前記鋼管に対して外力を加え、
前記外力によって前記鋼管が略円形に仮矯正された状態で、鋼管の形状（略円形に仮矯正された状態での形状）を保持するための形状保持装置を鋼管に取り付ける、ことによって達成される。

上記の鋼管矯正方法では、好ましくは、
前記外力印加装置によって前記鋼管の内周面側または外周面側に対し外力を加えながら、同時に（すなわち前記鋼管の内周面側または外周面側に対し外力を加えた状態で）、前記形状保持装置によって当該鋼管の外周面側または内周面側を圧迫する（締め付ける）、ことが好ましい。
なお、形状保持装置によって鋼管を圧迫する位置（締め付ける位置）は、例えば、外力印加装置によって外力を加えている部位と同じ高さ位置（鋼管の高さ位置）またはその近傍の高さ位置とする。具体的には例えば、外力印加装置によって鋼管の内周面側に対し外力を加える場合には、その外力印加部位と同じ高さ位置（またはその近傍の高さ位置）において、鋼管の外周面側を圧迫する（締め付ける）。

また、上記の鋼管矯正方法では、好ましくは、
前記外力印加装置は、前記鋼管の内周面に当接して当該鋼管矢板を外側方向に押圧する押圧手段を少なくとも一つ具備しており、前記鋼管の矯正すべき部位又はその近傍に前記押圧手段を当接させる、ことが好ましい。

また、上記目的は、
接合すべき鋼管（たとえば上下２本の鋼管）の両方または一方が変形している場合に、目違いが生じないように（これらの）鋼管を接合する方法であって、
変形した鋼管の内側または外側に外力印加装置をセットし（予め定めた位置に位置決めし）、
円形に近づく方向の弾性変形が生じるように前記外力印加装置によって前記鋼管の内周面側または外周面側に対し外力を加え、
前記外力によって前記鋼管が略円形に仮矯正された状態で、鋼管の形状を保持するための形状保持装置を鋼管に取り付け、
前記形状保持装置によって鋼管の形状（略円形に仮矯正された状態での形状）が保持された状態で、当該鋼管を他方の鋼管に接合する、ことによって達成される。

上記の鋼管接合方法では、好ましくは、
鋼管の接合前に前記外力印加装置を取り外すことが好ましい。

また、上記目的は、
鋼管に施工補助部材を溶接する際に、または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に、当該鋼管の内側または外側に外力印加装置を設置し、鋼管の内周面に対し外力を加えて前記溶接または前記溶断による鋼管の熱変形を防止する、ことによって達成される。

また、上記目的は、
変形した鋼管が円形に近づくように外力が加えられた状態で当該鋼管に取り付けられ、前記外力によって鋼管が略円形に仮矯正された状態を保持するための形状保持装置であって、
略円形の曲率を有する湾曲面が内側に形成され、前記湾曲面が鋼管の外周面に当接するように取り付けられる一対の半割れ部材と、
前記鋼管を囲うように取り付けられた前記一対の半割れ部材が、当該鋼管を締め付けることを可能にするための緊締手段と、
を有する形状保持装置によって達成される。

上記の形状保持装置では、好ましくは、
前記一対の半割れ部材を組み合わせることで、その組み合わせの内側に略円形の内周面が形成されることが好ましい。

本発明では、例えば、変形した鋼管の内側に外力印加装置をセットして鋼管の内周面に対し外力を加え、その外力によって鋼管が略円形（円形または円形に近い形状）に仮矯正された状態で、鋼管の形状を保持するための形状保持装置を鋼管に取り付ける。あるいは、変形した鋼管の外側に外力印加装置をセットして、鋼管の外周面に対し外力を加えてもよい。
このように、はじめに鋼管の内側または外側から外力を加えて一時的に矯正し（すなわち円形に近づくように弾性変形させ）、次いで、その一時的に矯正された形状（すなわち略円形に弾性変形した形状）を形状保持装置による圧迫（締め付け）を伴う拘束作用によって保持することで、鋼管の変形度合いにかかわらず、可能な限り円形に近づくように鋼管を矯正することができる。すなわち、種々の要因によって非円形（例えば略楕円形など）に変形した鋼管を、円形または円形に近い形状に矯正することができる。
また、変形した鋼管をこのような方法で施工現場（鋼管の打設等を行う現場）にて矯正することで、接合する鋼管の端面同士をズレ無く突き合わせることができ、また、鋼管同士を目違いなく接合することが可能になり、その結果、高品質の工事目的物（恒久構造物など）を構築することができる。

本発明では、外力印加装置によって鋼管の内周面または外周面に対し外力を加えながら、同時に、形状保持装置によって当該鋼管の外周面側または内周面側を圧迫する（締め付ける）。つまり、外力印加装置によって外力を加えた状態で、形状保持装置によって当該鋼管を外周面側からまたは内周面側から拘束する。
このように、形状保持装置によって鋼管を拘束しつつ同時に圧迫する（締め付ける）ことで、鋼管の形状がより一層円形に近づくようにその形状を誘導することができる（弾性変形させることができる）。
また、外力印加装置によって鋼管に対し外力を加えるときに、形状保持装置によって鋼管を外側または内側から圧迫することで、外力印加装置による鋼管の変形を（円形に近づくように／円形から大きく外れないように）コントロールすることができる。つまり、外力印加装置による矯正の過程で、鋼管の全周形状が局所的にも全体的にも、円形から遠ざかることがない。
また、形状保持装置を鋼管に取り付けることで、鋼管の接合作業前に外力印加装置を取り外すことができるので、例えば、溶接後に管内に外力印加装置が取り残され、撤去が難しくなることはない。なお、鋼管の接合前に外力印加装置を取り外しても、仮矯正された鋼管の形状（すなわち略円形に弾性変形した形状）は形状保持装置によって保持されるので、仮矯正された鋼管の形状がもと（矯正前の形状）に弾性復帰的に戻ることはない。

本発明では、外力印加装置は、鋼管の内周面に当接して当該鋼管矢板を外側方向に押圧する押圧手段を少なくとも一つ具備しており、当該鋼管の矯正すべき部位又はその近傍にその押圧手段を当接させる。
これにより、局所的に変形した部分や、変形度が大きい部位を、集中的に矯正することができる。

本発明では、外力印加装置によって鋼管の断面形状が仮矯正された状態を確保し、更に、形状保持装置によって鋼管の仮矯正の状態が保持された状態で、当該鋼管を他方の鋼管に接合する。
これにより、接合すべき鋼管の両方または一方が変形していた場合でも、接合する鋼管の端面同士をズレ無く相互に突き合わせることができ、また、目違いが生じないように鋼管同士を接合することができる。
また、外力印加装置によって鋼管を仮矯正した後に、別途、形状保持装置を設置することによって鋼管の断面形状を保持することで、鋼管同士を接合させる前の状態で外力印加装置を取り外すことができる。
すなわち、仮矯正された鋼管の形状（すなわち略円形に弾性変形した形状）は、形状保持装置によって保持されるので、外力印加装置を取り外しても、仮矯正された鋼管の形状がもと（矯正前の形状）に戻ることはない。
従って、例えば外力印加装置をコンパクトな構造とするため鋼管内にセットする装置として構成した場合でも、前記形状保持装置が鋼管外周に装着されていれば溶接作業時の形状が維持されているため、溶接作業前に外力印加装置は取り外すことができるので、溶接後に管内に外力印加装置が取り残され、撤去が難しくなることもない。

上述したとおり、本発明では、鋼管の接合前に外力印加装置を取り外す。
このように、鋼管の接合前に外力印加装置を取り外すことで、当該装置を使いまわすことが可能になり、可能な限り低コストでの鋼管矯正が可能になる。
なお、鋼管の接合前に外力印加装置を取り外しても、仮矯正された鋼管の形状（すなわち略円形に弾性変形した形状）は形状保持装置によって保持されるので、仮矯正された鋼管の形状がもと（矯正前の形状）に戻ることはない。

本発明では、鋼管の接合後に上記形状保持装置を取り外す。
鋼管の接合がひとたび完了すれば、形状保持装置を取り外しても、接合した鋼管同士は一方が他方を拘束する状態（略円形に弾性変形している一方の鋼管を他方の鋼管が拘束している状態）にあるため、接合の完了後に目違いが発生することはなく、また、残留応力によってもとの形状（変形していた形状）に戻ることもない。
なお、取り外した形状保持装置は再利用することができる。

本発明では、鋼管に施工補助部材を溶接する際に、または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に、当該鋼管の内側または外側に外力印加装置を設置して、鋼管の内周面または外周面に対し外力を加える。
これにより、溶接または溶断に起因する鋼管の熱変形を抑制できる。したがって、この方法で変形が抑制された鋼管と他の鋼管を目違いなく接合することが可能になり、その結果、高品質の工事目的物（恒久構造物など）を構築することができる。

本発明は、鋼管の外周面に当接するように取り付けられる一対の半割れ部材と、この一対の半割れ部材が鋼管を締め付けることを可能にする緊締部材と、を有する。
一対の半割れ部材の各内側には、略円形の曲率を有する湾曲面が形成されており、その湾曲面が鋼管の外周面に当接するように取り付けられる。緊締部材は、鋼管の外周面を囲うように取り付けた一対の半割れ部材が当該鋼管を締め付けることを可能にする。
このような構成の形状保持装置を、上記外力印加装置と併用することで、様々な形に変形した鋼管を、矯正の過程で円形に近づくように（円形から遠ざからないように）誘導することが可能になる。

上記形状保持装置を構成する一対の半割れ部材を組み合わせることで、その組み合わせの内側には、略円形の内周面が形成される。
これにより、外力印加装置によって内側から押される鋼管が、一対の半割れ部材の略円形内周面に沿って変形するので、様々な形に変形した鋼管を、矯正の過程で円形に誘導することが可能になる。
つまり、略円形の内周面を持った形状保持装置が、矯正すべき鋼管を包囲することで、当該形状保持装置が「型（内側に略円形の湾曲面を持つ型）」となって、その型に合うように、鋼管が矯正される。
また、一対の半割れ部材が略円形の内周面を持つことで、外力印加装置による鋼管の変形を（円形に近づくように／円形から大きく外れないように）コントロールすることができる。

本発明に係る鋼管の矯正方法の第１実施形態を示す工程図であって、上段側は平面図、下段側は側面図である。 図１Ａの続きを示す工程図である。 図１(a)に示す工程の拡大図である。 図１(c)(d)の各工程で使う形状保持装置の平面図と側面図である。 本発明に係る鋼管の矯正方法の第２実施形態を示す工程図であって、上段側は平面図、下段側は側面図である。 図４(a)に示す工程の拡大図である。 本発明に係る鋼管の矯正方法の第３実施形態を示す工程図（各工程の平面図）である。 図６(a)に示す工程の拡大図である。

（鋼管の矯正方法の第１実施形態）
はじめに、図１〜図３に基づいて、本発明に係る鋼管の矯正方法の第１実施形態について説明する。
図１Ａは、本発明に係る鋼管の矯正方法の第１実施形態を示す工程図であって、上段側は平面図、下段側は側面図である。
図１Ｂは、図１Ａの続きを示す工程図である。
図２は、図１(a)に示す工程の拡大図である。
図３は、図１(c)(d)の各工程で使う形状保持装置の平面図と側面図である。

本実施形態は、接合すべき鋼管（たとえば上下２本の鋼管）の一方または双方が楕円形等に変形している場合に、当該鋼管の変形を鋼管接合前に矯正する方法（つまり略楕円形等に変形した鋼管を略円形に修正する方法）に関するものである。鋼管の具体例としては、鋼管杭、鋼管矢板などが挙げられ、その他の鋼管類も鋼管に含まれる。
以下、鋼管の一例として鋼管杭を例示する。
なお、以下説明する工程(a)〜工程(f)は、それぞれ、図１(a)〜図１(f)に対応している。

＜工程(a)＞
図１に示す鋼管杭８は、バイブロハンマ、ダウンザホールハンマ、鋼管杭圧入装置などの打ち込み装置を利用して地盤に打ち込まれている。
後の工程で、この鋼管杭８の上端に他の鋼管杭を建て込み、これらの鋼管杭の端部同士を突き合わせた状態で、鋼管杭同士を溶接により接合する。
しかしながら、例示する鋼管杭８の断面形状は、図２(a)の拡大図に示すとおり略楕円形に変形している。（図２(a)に示す鋼管杭８は横方向が小径、縦方向が大径である。）したがって、他の鋼管杭を突き合わせたときに、全周にわたって正確に突き合わすことができず、溶接時に両杭の間に目違いが生じてしまう。「目違い」とは、溶接を行う母材間の基準面どうしのくい違いのことで、鋼管杭の現場円周溶接を行う2本の単管の管端外径（周長換算値）の差をいう。
このような鋼管杭接合部における上下の杭の目違いが大きくなると、溶接が困難となるなどの問題が生じ、また、溶接部の強度が低下するおそれがあり、接合された鋼管杭の荷重伝達性能を低下させ、工事対象物の品質を損ねる結果となる。

そこで本実施形態では、はじめに図１(a)に示すように、断面略楕円形に変形した鋼管杭８の内側に、外力印加装置１を挿入する。外力印加装置１は、鋼管杭８の内周面または外周面に対し外力（内側から外側に向かって押し込む力または外側から内側に向かって押し込む力）を印加できるものであれば特に限定されず、本実施形態では一例として油圧式ジャッキ（油圧シリンダ）を具備する装置で構成している。
なお、本実施形態では、外力印加装置の一例として、変形した鋼管の「内側」にセットする装置を例示するが、本発明で利用可能な外力印加装置はこれに限定されず、変形した鋼管の「外側」にセットする外力印加装置を採用し、鋼管の外側から内側に向かって外力を加えるようにしてもよい。後述する他の実施形態でも同様である。

油圧式の外力印加装置１は、図２(b)に示すように、クレーン等により吊り下げられる筒状の吊り下げ部１２と、該吊り下げ部１２の下端に設けられた加圧部１５とを有している。
また図２(a)に示すように、加圧部１５は油圧式ジャッキ１７を有している。油圧式ジャッキ１７のシリンダ部１８には、略円形の曲率の湾曲面２２を外側に持つ平面視略弓状の第一押圧部２１（鋼管当て部材／押圧手段）が固設されている。つまり、シリンダ部１８と、湾曲した第一押圧部２１は一体的に構成されている。一方、油圧式ジャッキ１７の進退動可能なロッド部１９（シリンダ部１８から押し出される部材）には、略円形の曲率の湾曲面２４を外側に持つ平面視略三日月状の第二押圧部２３（鋼管当て部材／押圧手段）が固設されている。つまり、湾曲した第二押圧部２３はロッド部１９とともに一体的に進退動可能に構成されている。
なお、この出願で「円形」とは、真円の形状のみならず、真円に近い形状を含む趣旨である。

本工程では、上記構成の外力印加装置１の油圧式ジャッキ１８のロッド部１９を縮退した状態にセットするとともに、該外力印加装置１をクレーン等で吊り下げて、その加圧部１５を、略楕円形に変形した鋼管杭８の開口部に挿入する。そして、外力印加装置１の加圧部１５を、鋼管杭１の上端内側であって開口部（他の鋼管杭との接合部）の近傍に位置決めする。

なお、例えば鋼管杭１１が略楕円形状に変形している場合には、断面略楕円形の鋼管杭の小径方向に対して、油圧式ジャッキ１７のロッド伸縮方向（ロッド部１９の押し引き方向）が略並行になるように、外力印加装置１を位置決めすることが好ましい。

＜工程(b)＞
次に、鋼管杭８内の上端側付近に挿入された外力印加装置１の加圧部１５が具備する油圧式ジャッキ１７を作動させる。これにより、当該油圧式ジャッキ１７のロッド部１９が徐々に押し出されて伸展し、その過程で、湾曲面２２，２４を持つ押圧部２１，２３が徐々に離反する。

当該油圧式ジャッキ１７の作動によって押圧部２１，２３が相互に離反し始めると、押圧部２１，２３が有する「略円形の曲率の湾曲面２２，２４」がそれぞれ、鋼管杭８の上端側の内周面に当接する。さらに、油圧式ジャッキ１７の作用によってロッド部１９が突っ張ると、押圧部２１，２３の湾曲面２２，２４のほぼ全面が、鋼管杭８の内周面に対してピッタリと密着した状態で、鋼管杭８を内側から外側に向けて押圧する。その結果、平面視略楕円形状に変形していた鋼管杭８の（鋼管杭の端側）が、装置１が印加する外力によって、押圧部２１，２３の湾曲面２２，２４に沿うように弾性変形し始める。

したがって、油圧式ジャッキ１７のロッド部１９を押し出すことで（つまり湾曲面２２，２４を持つ押圧部２１，２３を離反させ続けて突っ張ることで）、鋼管杭８の断面形状が強制的に弾性変形させられ、該鋼管杭８の断面形状が徐々に円形に近づいてゆき、略楕円形に変形していた鋼管杭の断面形状が略円形に仮矯正（一時的に矯正）される。

なお、外力印加装置１による加圧だけでは、鋼管杭８は弾性変形しているにすぎず（ほとんど塑性変形していない）、それだけでは鋼管杭の矯正は完了しない。すなわち、図１(b)に示す状態では、鋼管杭８は、略円形に仮矯正されているといえる。仮矯正とは、鋼管杭が外力印加装置によって略円形に弾性変形させられた状態（弾性変形が支配的となって変形した状態）、つまり、鋼管杭同士の接合にとって理想的な形状（略円形）に一時的に強制的に変形（矯正）された状態をいう。

＜工程(c)＞
前述した工程(b)において、第一押圧部２１と第二押圧部２３が離反方向に張り出して、鋼管杭８の断面形状が略円形に仮矯正（弾性変形）されたら、次いで、その状態のままで、すなわち、鋼管杭８が略円形に仮矯正された状態で、形状保持装置３を取り付ける。

形状保持装置３は、変形した鋼管杭が円形に近づくように外力が加えられた状態で当該鋼管に取り付けられる装置である。この形状保持装置３を取り付けることで、外力印加装置１による加圧によって鋼管杭８が略円形に仮矯正された状態を保持することが可能になる。

形状保持装置３（円形保持バンド）の概略構成を図３に示す。
図３に示すように本実施形態では、形状保持装置３は、一例として略バンド状の装置として構成されている。

本実施形態において、バンド状の形状保持装置３は、鋼材などの弾性変形し難い堅牢な硬質材料で形成されており、
・鋼管杭８の外周面に当接するように取り付けられる第一半割れ部材３１と、
・鋼管杭８の外周面に当接するように取り付けられる第二半割れ部材３２と、
・鋼管杭８を囲うように取り付けられた一対の半割れ部材３１，３２が、内側の当該鋼管杭を締め付けることを可能にするための緊締手段３３と、
を有している。

一対の反割れ部材３１，３２の内側には、それぞれ、略円形の曲率を有する湾曲面が形成されている。また、一対の半割れ部材３１，３２を組み合わせることで、その組み合わせの内側に略円形の内周面が形成される。このような構成の一対の反割れ部材は、この湾曲面が鋼管杭８の外周面を包囲するように、且つ、鋼管杭８の外周面に当接するように取り付けられる。

緊締手段３３は、
・半割れ部材３１，３３の両端において張り出すように形成されたフランジ部３５と、
・各フランジ部３５に形成されたボルト孔と、
・向かい合うフランジ部３５，３５のボルト孔に挿通されるとともに、向かい合うフランジ部（半割れ部材同士）を強制的に近接させるボルト３７と、
を有している。

上記構成の形状保持装置３を、鋼管杭８の上端側外周面を包囲するように取り付け、緊締手段３３のボルト３７をねじ込んで、一対の半割れ部材３１，３２によって鋼管杭８の外周面を締め付けて圧迫する。つまり、外力印加装置１によって鋼管杭８の内周面に対し外力を加えながら、同時に、形状保持装置３によって鋼管杭８の外周面を締め付けて圧迫する。このように鋼管杭８を締め付けた状態（圧迫した状態）において、一対の半割れ部材３１，３２の組み合わせの内側には、略円形の内周面が形成されている。

なお、本実施形態では、形状保持装置の一例として、鋼管の「外周面」に接するようにセットされる装置を例示するが、本発明で利用可能な形状保持装置はこれに限定されず、鋼管の「内周面」に接するようにセットされる形状保持装置を採用して、鋼管の内側から外側に向かって圧迫し、仮矯正された形状を保持するようにしてもよい。後述する他の実施形態でも同様である。

＜工程(d)＞
次に、外力印加装置１の油圧式ジャッキ１７による加圧を解除して、第一押圧部２１と第二押圧部２３を近接させる（相互に近づける）。これにより、押圧部２１，２３による突っ張りが解除されて、加圧部１５が鋼管杭８から抜出可能になる。続いて、外力印加装置１をクレーン等によって吊り上げて、該外力印加装置１の加圧部１５を鋼管杭８から抜き出す。つまり、後述する鋼管杭の接合工程（鋼管杭同士の溶接）の前に、外力印加装置１を鋼管杭８から取り外す。

なお、第一押圧部２１と第二押圧部２３による押圧を解除しても、略円形に弾性変形させた鋼管８の形状（仮矯正した状態）は、形状保持装置３の一対の半割れ部材３１，３２による外側からの締め付け作用（拘束作用／圧迫作用）によって保持されている。つまり、堅牢な一対の半割れ部材３１，３２による拘束よって仮矯正された状態が維持されているので、第一押圧部２１と第二押圧部２３による外側への押し込みを解除しても、鋼管杭８の形状が矯正前の変形形状（本実施形態の場合では略楕円形）に戻ることはない。

＜工程(e)＞
次に、図１(e)に示すように、形状保持装置３によって略円形に保持された鋼管杭８の上に、別の鋼管杭９を立て込む。
以下、接合すべき下側の鋼管杭８を「下杭」と称し、当該下杭に対して接合すべき鋼管杭９を「上杭」と称する。

下杭８の上端側外周面には形状保持装置３が取り付けられており、また、上杭９の下端側外周面にも同様に形状保持装置３が取り付けられている。
なお、上杭９は下杭８と同様に楕円形等に変形していたが、前述と同様の手順によって既に略円形に矯正されている。上杭９の矯正手順については、矯正位置が鋼管杭の下端側である点を除いて下杭８と同様であるので、その具体的矯正手順の説明は省略し、前述した手順（工程(a)-(d)）を援用する。

＜工程(f)＞
図１(f)に示すように下杭８の上に上杭９を立て込んだら、目違いが生じないように両杭の端面同士を、全周に亘って正確に突き合わせ、続いて、全周に亘って両杭８，９の継ぎ目を溶接する。なお、下杭８の上端側、上杭９の下端側は、それぞれ、形状保持装置３によって「断面略円形に弾性変形した状態」が保持されているので、端面同士を、全周に亘って正確に突き合わせることができる。

＜工程(g)＞
下杭８と上杭９の溶接が完了したら、両杭８，９からそれぞれ形状保持装置３を取り外し、鋼管杭（接合された下杭８と上杭９を含む）の打ち込みを再開する。なお、下杭８と上杭９の溶接が完了すれば、一方の鋼管杭は接合部を介して他方の鋼管杭によって拘束された状態が保持されるので、形状保持装置３を取り外しても、残留応力の有無にかかわらず各鋼管杭の形状が矯正前の形状（本実施形態の場合では略楕円形）に戻ることはない。

そして、鋼管杭の打ち込みを続けて新たな鋼管杭を接合する際において、打ち込まれた鋼管杭の上端側と、接合する新たな鋼管杭の下端側の、いずれか一方または双方に変形（目違いが生じるほどの変形）が生じている場合には、当該鋼管杭について前述した工程(a)-(d)に従って変形を矯正し、さらに、工程(e)(f)に従って目違い無く上下の鋼管杭同士を溶接する。

（鋼管の矯正方法の第２実施形態）
次に、図４および図５に基づいて、本発明に係る鋼管の矯正方法の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明に係る鋼管の矯正方法の第２実施形態を示す工程図であって、上段側は平面図、下段側は側面図である。
図５は、図４(a)に示す工程の拡大図である。

以下、鋼管の一例として鋼管杭を例示する。
なお、以下説明する工程(a)〜工程(d)は、それぞれ、図４(a)〜図４(d)に対応している。前述した第１実施形態に係る工程（図１）と共通する点については、詳細な説明を省略し、前述した説明を援用する。

＜工程(a)＞
本実施形態では、はじめに図４(a)に示すように、断面略楕円形に変形した鋼管杭８の内側に、外力印加装置１ｂを挿入する。

本実施形態で用いる外力印加装置１ｂは、図５の拡大図に示すように、
・複数の油圧式ジャッキ１７（油圧シリンダ）を含んで構成される加圧部１５と、
・加圧部１５を載せることが可能であって、該加圧部を鋼管杭８の内側上部に位置決めするための受け台４１と、
を有している。

加圧部１５は、
・ロッド部１９を外側に向けた状態で周方向に等角度間隔で配置された複数の油圧式ジャッキ１７と、
・これらの複数の油圧式ジャッキ１７を一体化させるための連結部１３（ベース部）と、
を有している。

加圧部１５の複数の油圧式ジャッキ１７は、それぞれ独立して稼動可能に構成されており、また、それぞれ独立して制御可能に構成されている。各油圧式ジャッキ１７は、連結部１３に固設されたシリンダ部１８と、該シリンダ部１８から押し出されるロッド部１９と、該ロッド部１９の先端に固設された湾曲した押圧板２６（鋼管当て部材／押圧手段）と、を有している。

各油圧式ジャッキ１７が具備する押圧板２６の外側には、略円形の曲率の湾曲面が形成されている。この湾曲面の曲率は、鋼管杭（変形していない略円形の鋼管杭）の内周面の曲率とほぼ一致する。

上記構成の油圧式ジャッキ１７は、本実施形態では一例として４つ設けられている。また、４つの油圧式ジャッキは、平面視で略十字状に配置され、且つ、押圧板２６を外側に向け、シリンダ部１８を内側に向けた状態で配置されている。

加圧部１５を載せることが可能な受け台４１は、フック４７を有している。このフック４７を鋼管杭８の上端側エッジ部に引っ掛けることで、受け台４１を鋼管杭８の内側上部に位置決めすることができ、また、加圧部１５の荷重を、受け台４１のフック４７を介して鋼管杭８に預けることができるようになる。

本工程では、はじめに上記構成の外力印加装置１ｂの受け台４１を、図５に示すように鋼管杭８に取り付ける。その際、図５に示すように、受け台４１が鋼管杭８内に部分的に埋没するように、該受け台４１を鋼管杭８の上端側開口部に被せるとともに、受け台４１のフック４７を鋼管杭８の上端側エッジ部に引っ掛ける。

続いて、上記構成の外力印加装置１ｂの各油圧式ジャッキ１７のロッド部１９を縮退した状態にセットするとともに、加圧部１５全体をクレーン等で吊り下げて、変形した鋼管杭８の開口部に挿入し、先行して取り付けられた受け台４１の上に載置する。これにより、外力印加装置１ｂの加圧部１５が、鋼管杭８の端部内側であって開口部（他の鋼管杭との接合部）の近傍に位置決めされる。

なお、鋼管杭８に大きく変形している部位（つまりピンポイントで矯正すべき部位）がある場合には、その矯正すべき部位又はその近傍と向かい合うように、外力印加装置１ｂの押圧板２６を位置決めすることが好ましい。

＜工程(b)＞
次に、鋼管杭８内に挿入された外力印加装置１ｂの加圧部１５が具備する各油圧式ジャッキ１７を同時に作動させる。これにより、各油圧式ジャッキ１７のロッド部１９が同時にかつ徐々に伸展し、各押圧板２６が外側に向かって押し出される。

なお、特に矯正が必要な部位（大きく変形した部位）がある場合には、その近傍に対向する油圧式ジャッキ１７だけを作動させてもよい。すなわち、複数の油圧式ジャッキ１７は必ずしもすべてを同時に作動させる必要はなく、一部（１または２以上）の油圧式ジャッキだけを限定して作動させるようにしてもよい。これにより、局所的に変形している鋼管杭の特定部位を、ピンポイントで矯正することができる。
また、鋼管杭の変形形状に応じて、各油圧式ジャッキ１７の動作を個別にコントロールさせてもよい。つまり、各油圧式ジャッキ１７を個別にコントロールし、鋼管杭の各部位の変形量に応じて、各油圧式ジャッキ１７のロッド部を押し出すことも可能である。

油圧式ジャッキ１７の作動によって各押圧板２６が押し出されると、押圧板２６が外側に有する「略円形の曲率の湾曲面」がそれぞれ、鋼管杭８の内周面に当接する。さらに、油圧式ジャッキ１７の作用によって各ロッド部１９が突っ張ると、押圧板２６の湾曲面のほぼ全面が、鋼管杭８の内周面に対してピッタリと密着した状態で、鋼管杭８の内周面を外方向に向けて押圧する。その結果、平面視略楕円形状に変形していた鋼管杭８の（鋼管杭の端側）が、装置１によって印加される外力によって（各押圧板２６による押し出し作用を受けて）弾性変形し始める。

したがって、各油圧式ジャッキ１７のロッド部１９を張り出させることで（つまり各押圧板２６が外側に押し出されることで）、鋼管杭８の断面形状が強制的に弾性変形させられ、鋼管杭８の断面形状が徐々に円形に近づいてゆき、略楕円形に変形していた鋼管杭８の断面形状が略円形に仮矯正（一時的に矯正）される。

外力印加装置１ｂは、周方向に略等間隔で配置された油圧式ジャッキ１７を複数具備しており、各油圧式ジャッキ１７が鋼管杭８の内周面を略同時に且つ略同じ力で押圧することも可能なので、外力印加装置１ｂによる矯正の過程で鋼管杭に別の変形（円形から遠ざかるような変形）が生じることはない。

なお、外力印加装置１ｂによる加圧だけでは、鋼管杭８は弾性変形しているにすぎず（ほとんど塑性変形していない）、それだけでは鋼管杭８の矯正は完了しない。すなわち、図４(b)に示す状態では、鋼管杭８は、略円形に仮矯正されているといえる。仮矯正とは、鋼管杭が外力印加装置によって略円形に弾性変形させられた状態、つまり、鋼管杭同士の接合にとって理想的な形状（略円形）に一時的に矯正された状態をいう。

＜工程(c)＞
前述した工程(b)において、各押圧板２６が押し出され、鋼管杭８の断面形状が略円形に仮矯正（一時的に矯正）されたら、次いで、その状態のままで、すなわち、鋼管杭８が略円形に仮矯正された状態で、形状保持装置３（円形保持バンド）を取り付ける。

形状保持装置３の構成や機能作用は、前述した第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

＜工程(d)＞
次に、外力印加装置１ｂの各油圧式ジャッキ１７による加圧を解除して、各押圧版２６を引き戻す。これにより、各油圧式ジャッキ１７による突っ張りが解除されて、加圧部１５が鋼管杭８から抜出可能になる。続いて、外力印加装置１ｂの加圧部１５をクレーン等によって吊り上げて、該加圧部１５を鋼管杭８から抜き出し、次いで、鋼管杭８上部に引っ掛けてある受け台４１を鋼管杭８から取り外す。

なお、前述した第１実施形態と同様に、各油圧式ジャッキ１７による突っ張りを解除しても、形状保持装置３によって仮矯正された状態が保持されているので、鋼管杭８の形状が矯正前の形状（本実施形態の場合では略楕円形）に戻ることはない。

以後、前述した第１実施形態の工程(e)と同様に、矯正された鋼管杭８の上に、他の鋼管杭を立て込んで、目違いが生じないように両杭の端面同士を、全周に亘って正確に突き合わせ、続いて、前述した第１実施形態の工程(f)と同様に、両杭の継ぎ目を溶接する。そして、下杭と上杭の溶接が完了したら、両杭からそれぞれ形状保持装置３を取り外し、鋼管杭（接合された下杭と上杭を含む）の打ち込みを再開する。

（鋼管の矯正方法の第３実施形態）
次に、図６および図７に基づいて、本発明に係る鋼管の矯正方法の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明に係る鋼管の矯正方法の第３実施形態を示す工程図（各工程の平面図）である。
図７は、図６(a)に示す工程の拡大図である。

以下、鋼管の一例として鋼管杭を例示する。
なお、以下説明する工程(a)〜工程(f)は、それぞれ、図６(a)〜図１(f)に対応している。

＜工程(a)＞
図６に示す鋼管杭８は、前述した第１実施形態と同様に地盤に打ち込まれており、その断面形状は略楕円形に変形している。

そこで本実施形態では、はじめに図６(a)に示すように、断面略楕円形に変形した鋼管杭８の内側に、外力印加装置１ｃを挿入する。

本実施形態で用いる外力印加装置１ｃは、図７の拡大図に示すように、
・ロッド部１９を押し出し可能に具備する油圧式ジャッキ１７と、
・油圧式ジャッキ１７のロッド先端に固設された押圧板２６（鋼管当て部材／押圧手段）と、
・油圧式ジャッキ１７のシリンダ部１８の基端に固設されたジャッキ架台１６（ベース部）と、を有している。

押圧板２６の外側には、略円形の曲率の湾曲面２８が形成されている。この湾曲面２８の曲率は、鋼管杭８（変形していない略円形の鋼管杭）の内周面の曲率とほぼ一致する。

ジャッキ架台１６の外側には、略円形の曲率の湾曲面２７が形成されている。この湾曲面２７の曲率は、鋼管杭（変形していない略円形の鋼管杭）の内周面の曲率とほぼ一致する。なお図７の拡大図から明らかなように、ジャッキ架台１６の湾曲面２７の弧の長さと、押圧板２６の湾曲面２８の弧の長さを比較すると、前者の方が遥かに幅広のサイズを有している。つまり、ジャッキ架台１６の湾曲面２７は大サイズであるのに対し、押圧板２６の湾曲面２８は小サイズとなっている。

本工程では、上記構成の外力印加装置１ｃの油圧式ジャッキ１７のロッド部１９を縮退した状態にセットするとともに、該外力印加装置１ｃをクレーン等で吊り下げて、変形した鋼管杭８の開口部に挿入する。そして、外力印加装置１ｃの押圧板２６およびジャッキ架台１６を、鋼管杭８の端部内側であって開口部（他の鋼管杭との接合部）の近傍に位置決めする。

＜工程(b)＞
次に、鋼管杭８内に挿入された外力印加装置１ｃの油圧式ジャッキ１７を作動させる。これにより、当該油圧式ジャッキ１７のロッド部１９が徐々に押し出されて伸展し、その過程で、押圧板２６とジャッキ架台１６が徐々に離反する。

当該油圧式ジャッキ１ｃの作動によって押圧板２６とジャッキ架台１６が相互に離反し始めると、ジャッキ架台１６と押圧板２６の各湾曲面２７，２８がそれぞれ、鋼管杭８の内周面に当接する。さらに、油圧式ジャッキ１７の作用によってロッド部１９が突っ張ると、ジャッキ架台１６と押圧板２６の各湾曲面２７，２８のほぼ全面が、鋼管杭８の内周面に対してピッタリと密着した状態で、鋼管杭８の内周面を外方向に向けて押圧する。その結果、平面視略楕円形状に変形していた鋼管杭８の（鋼管杭の端側）が、押圧板２６による押し出し作用によって弾性変形し始める。

したがって、油圧式ジャッキ１７のロッド部１９を押し出すことで（つまり押圧板２６とジャッキ架台１６が離反し続けて突っ張ることで）、鋼管杭８の断面形状が強制的に弾性変形させられ、鋼管杭８の断面形状が徐々に円形に近づいてゆき、略楕円形に変形していた鋼管杭８の断面形状が略円形に仮矯正（一時的に矯正）される。その際、ジャッキ架台１６は反力を受けて鋼管杭８の内周面を押圧することになるが、ジャッキ架台１６には略円形の曲率の幅広の湾曲面２７が形成されているので、当該反力によって鋼管杭８が円形から遠ざかる方向に変形することはない。

なお、外力印加装置１ｃによる加圧だけでは、鋼管杭８は弾性変形しているにすぎず（ほとんど塑性変形していない）、それだけでは鋼管杭８の矯正は完了しない。すなわち、図６(b)に示す状態では、鋼管杭８は、略円形に仮矯正されているといえる。仮矯正とは、鋼管杭８が外力印加装置１ｃによって略円形に弾性変形させられた状態、つまり、鋼管杭同士の接合にとって理想的な形状（略円形）に一時的に矯正された状態をいう。

＜工程(c)＞
前述した工程(b)において、ジャッキ架台１６に対して押圧板２６が相対的に張り出して、鋼管杭８の断面形状が略円形に仮矯正（一時的に矯正）されたら、次いで、その状態のままで、すなわち、鋼管杭８が略円形に仮矯正された状態で、形状保持装置３（円形保持バンド）を取り付ける。

形状保持装置３の構成や機能作用は、前述した第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

＜工程(d)＞
次に、外力印加装置１ｃの油圧式ジャッキ１７による加圧を少し緩めるとともに、同時に形状保持装置３のボルト３７を更に締め込んで（工程(c)での締め付け状態から更に締め込んで）、その内側の鋼管杭８の略円形形状（略楕円形から略円形に仮矯正された状態）を保持する。このように、外力印加装置１ｃによって鋼管杭８の内周面に対し外力を加えながら、同時に、形状保持装置３によって当該鋼管杭の外周面の圧迫・締め付け作用を強化することで、形状保持装置３による拘束作用（圧迫作用）が増して、鋼管杭８の断面形状を更に円形に近づけることができる。

＜工程(e)＞
次に、外力印加装置１ｃの油圧式ジャッキ１７による加圧を解除して、ジャッキ架台１６に対して押圧板２６を近接させる（相互に近づける）。これにより、押圧板２６による押圧が解除されて、外力印加装置１ｃが鋼管杭８から抜出可能になる。続いて、外力印加装置１ｃをクレーン等によって吊り上げて、該外力印加装置１ｃを鋼管杭８から抜き出す。

なお、ジャッキ架台１６と押圧板２６による押圧を解除しても、略円形に弾性変形していた鋼管杭８の形状（弾性変形した状態）は、形状保持装置３の一対の半割れ部材３１，３２による締め付け作用によって保持されている。つまり、一対の半割れ部材３１，３２によって仮矯正された状態が維持されているので、ジャッキ架台１６と押圧板２６による外側への押し込みを解除しても、鋼管杭８の形状が矯正前の形状（本実施形態の場合では略楕円形）に戻ることはない。

＜工程(f)＞
以後、前述した第１実施形態の工程(e)と同様に、矯正された鋼管杭の上に、他の鋼管杭を立て込んで、目違いが生じないように両杭の端面同士を、全周に亘って正確に突き合わせ、続いて、前述した第１実施形態の工程(f)と同様に、両杭の継ぎ目を溶接する。そして、下杭と上杭の溶接が完了したら、両杭からそれぞれ形状保持装置を取り外し、鋼管杭（接合された下杭と上杭を含む）の打ち込みを再開する。

（施工補助部材の溶接方法）
上述した実施形態では、外力印加装置（油圧式ジャッキ）の用途として、略楕円形等に変形した鋼管を略円形に矯正する外力印加手段を例示した。
しかしながら、鋼管の内側から外側に向かって外力を印加する外力印加装置の用途は、変形した鋼管の矯正に限定されず、施工補助部材を鋼管に溶接する際の（または施工補助部材を溶断する際の）鋼管変形防止手段として利用することも可能である。

この実施形態で挙げる「施工補助部材」とは、例えば、吊りピース、鋼管打設時の反力を確保するためのバー状部材、その他の鋼管を使用する施工を補助する部材が含まれる。

このような施工補助部材を鋼管に溶接する際に、または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に、例えば図２に例示する如く当該鋼管の内側に外力印加装置をあらかじめ設置し、鋼管の内周面に対し外力（内側から外側に向かう方向の圧迫力）を加えて前記溶接または前記溶断による鋼管の熱変形を防止する。あるいは、当該鋼管の外側に外力印加装置を設置して、鋼管の外周面に対し外力（外側から内側に向かう方向の圧迫力）を加えるようにしてもよい。

（その他の実施形態や変形例）
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明は、上記実施形態を包含するのは勿論のこと、他の実施形態や変形例を広く包含するものである。

１ 外力印加装置（第１実施形態／鋼管内側に設置される外力印加装置）
１ｂ 外力印加装置（第２実施形態／鋼管内側に設置される外力印加装置）
１ｃ 外力印加装置（第３実施形態／鋼管内側に設置される外力印加装置）
３ 形状保持装置（円形保持バンド／形状保持バンド）
８ 鋼管杭（鋼管）
９ 鋼管杭（鋼管）
１２ 吊り下げ部
１３ 連結部（ベース部）
１５ 加圧部
１６ ジャッキ架台（ベース部）
１７ 油圧式ジャッキ（油圧シリンダ）
１８ シリンダ部
１９ ロッド部
２１ 第一押圧部（鋼管当て部材／押圧手段）
２２ 略円形の曲率の湾曲面
２３ 第二押圧部（鋼管当て部材／押圧手段）
２４ 略円形の曲率の湾曲面
２６ 押圧板（鋼管当て部材／押圧手段）
２７ 略円形の曲率の湾曲面
２８ 略円形の曲率の湾曲面
３１ 第一半割れ部材
３２ 第二半割れ部材
３３ 緊締手段
３５ フランジ部
３７ ボルト
４１ 受け台
４７ フック

Claims (8)

1. 接合すべき鋼管が変形している場合にその変形を鋼管接合前に矯正する方法であって、
   変形した鋼管に対して外力印加装置を設置し、
   円形に近づくように前記外力印加装置によって前記鋼管に対して外力を加え、
   前記外力によって前記鋼管が略円形に仮矯正された状態で、鋼管の形状を保持するための形状保持装置を鋼管に取り付ける、ことを特徴とする変形した鋼管の矯正方法。
2. 前記外力印加装置によって前記鋼管に対し外力を加えながら、同時に、前記形状保持装置によって当該鋼管の外周面側または内周面側を圧迫する、ことを特徴とする請求項１に記載の変形した鋼管の矯正方法。
3. 前記外力印加装置は、前記鋼管の内周面に当接して当該鋼管矢板を外側方向に押圧する押圧手段を少なくとも一つ具備しており、前記鋼管の矯正すべき部位又はその近傍に前記押圧手段を当接させる、ことを特徴とする請求項１に記載の変形した鋼管の矯正方法。
4. 接合すべき鋼管の両方または一方が変形している場合に、目違いが生じないように鋼管を接合する方法であって、
   変形した鋼管に対して外力印加装置を設置し、
   円形に近づくように前記外力印加装置によって前記鋼管に対し外力を加え、
   前記外力によって前記鋼管が略円形に仮矯正された状態で、鋼管の形状を保持するための形状保持装置を鋼管に取り付け、
   前記形状保持装置によって鋼管の形状が保持された状態で、当該鋼管を他方の鋼管に接合する、ことを特徴とする鋼管の接合方法。
5. 鋼管の接合前に前記外力印加装置を取り外す、ことを特徴とする請求項４に記載の鋼管の接合方法。
6. 鋼管に施工補助部材を溶接する際に、または、鋼管に取り付けられている施工補助部材を溶断する際に、外力印加装置により鋼管の内周面または外周面に対し外力を加えて、前記溶接または前記溶断による鋼管の熱変形を防止する、ことを特徴とする溶接時または溶断時における鋼管の変形防止方法。
7. 変形した鋼管が円形に近づくように外力が加えられた状態で当該鋼管に取り付けられ、前記外力によって鋼管が略円形に仮矯正された状態を保持するための形状保持装置であって、
   略円形の曲率を有する湾曲面が内側に形成され、前記湾曲面が鋼管の外周面に当接するように取り付けられる一対の半割れ部材と、
   前記鋼管を囲うように取り付けられた前記一対の半割れ部材が、当該鋼管を締め付けることを可能にするための緊締手段と、
   を有する形状保持装置。
8. 前記一対の半割れ部材を組み合わせることで、その組み合わせの内側に略円形の内周面が形成される、ことを特徴とする請求項７に記載の形状保持装置。