JP3906185B2

JP3906185B2 - 構造物の支持装置

Info

Publication number: JP3906185B2
Application number: JP2003175241A
Authority: JP
Inventors: 富士男板垣; 淳板垣; 茹張
Original assignee: 多摩エンジニアリング株式会社
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2023-06-19
Also published as: CN1572986A; CN1323214C; JP2005009192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はビルなどの建築構造物や橋梁などの土木構造物等の構造物を基礎杭上に支持するための装置に関し、より詳しくは構造物の土台部分を構成するＨ形鋼等の形鋼を正確な位置に支持するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
ビルなどの建築構造物や橋梁などの土木構造物は地盤中に打設した基礎杭上にこの構造物の土台となるＨ形鋼やＩ形鋼等の圧延形鋼を接続し、基礎杭によって構造物の重量を支持している。
【０００３】
前記基礎杭は、ガラと呼ばれる地盤中の岩石等の障害物があると設計上の正確な位置に打ち込むことができず、打設位置に１０〜２０ｃｍ程度の誤差が生じることは往々にしてあり、また杭が鉛直に打ち込まれず傾いている場合もあり、このような打設位置の誤差や杭の傾斜が生じたままで構造物の施工を行なうと、設計どおりの強度が得られない。
【０００４】
従来は杭を打設した後、打設した杭の上端を水平にカットして杭の上端位置と傾斜の補正を行ない、この杭の上端に形鋼固定用の支持プレートを、その前後左右の位置が設計上の正確な位置となるように現場溶接している。
【０００５】
しかし、基礎杭の上端部を上端面が所要の高さかつ水平となるように正確に切断する作業は基礎杭を打設した後に現場で行わなければならないので、正確に行うのが困難である。
【０００６】
また、基礎杭に対する支持プレートの溶接は現場で行わなければならず、溶接の精度は現場の天候に左右されるので、安定した溶接精度を得ることが困難であり、しかも熟練した溶接技術者が現場に出向いて作業を行う必要があり、作業コストも嵩むという問題もある。
【０００７】
【目的】
本発明の目的とするところは、現場での溶接を行う必要がなくて充分な構造強度を得ることができ、しかも基礎杭の打設位置や角度に誤差があっても正確に修正することができ、構造物を安定して支持することができる支持装置を提供することにある。
【０００８】
【本発明の構成】
上記目的を達成するために、本発明に係る構造物の支持装置は、構造物の土台部分を構成するＨ形鋼等の少なくとも下部に水平ウエブを有する形状の形鋼を基礎杭上に支持する装置において、基礎杭上端に取り付けられ、任意の長さに伸縮可能な上下調節機構と、この上下調節機構の上部に、前記形鋼を支持するホルダ部材を備え、このホルダ部材は前記形鋼の下部水平ウエブの左右の側縁部を上下および外側から囲むレール部を上面に有するとともに、ホルダ部材の下面に、このホルダ部材を前記上下調節機構に対して前後方向に移動して任意の前後位置に調節可能な前後調節機構を設けてなり、前記ホルダ部材は、レール部によって型鋼をその長手方向に移動可能に案内し、かつ所要の位置に固定できようにした構成のものとしてある。
【０００９】
また前記上下調節機構とホルダ部材との間に、上下調節機構に対するホルダ部材の傾斜角度を調節してホルダ部材を水平位置に固定する水平調節機構を設けたものとしてあり、さらにこの水平調節機構を、上下調節機構とホルダ部材との間を接続するボールジョイントで構成したものとしてある。
【００１０】
さらに前記上下調節機構を、内周面に巻き方向が互い異なる雌ねじが形成された上下の雌ねじ筒と、これらの雌ねじ筒の各雌ねじに螺合する互いに巻き方向が異なる上下の雄ねじが外周面に形成された雄ねじ体とを備え、この雄ねじ体の外周面における前記上下の雄ねじ間に雄ねじ体を正逆回転させるための回転操作部を有し、この回転操作部を正逆回転させることによって上下の雌ねじ筒が離間または接近して上下方向に伸縮される構成のものとしてある。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明に係る支持装置の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
本発明の支持装置は、上端部に構造物の土台等の水平部分を構成する圧延形鋼（本実施例ではＨ形鋼）を支持するホルダ部材１を備え、このホルダ部材の上下位置を調節する上下調節機構２とホルダ部材を水平に固定するための水平調節機構３を有している。
【００１２】
前記上下調節機構２は、内周面に雌ねじ部４ａ、５ａをそれぞれ形成した上下の雌ねじ筒４、５と、上下の雄ねじ部６ａ、６ｂ間に回転操作部７を有する筒体よりなる雄ねじ体６を備え、また、回転操作部７と上下の雌ねじ筒４、５間にロックナット８ａ、８ｂを設けてある。
【００１３】
上下の雌ねじ筒４、５における各雌ねじ部４ａ、５ａは互いにねじ条の巻き方向が逆向きになっており、かつ雄ねじ体における上下の雄ねじ部６ａ、６ｂも互いにねじ条の巻き方向が逆向きになっていて、回転操作部を正逆回転させることによって上下の雌ねじ筒が離間し、または接近して、上下調節機構２全体が伸縮できるようになっている。
【００１４】
前記回転操作部７は外周面の横断面形状が六角形状を呈する形状としてあって、前記ロックナット８ａ、８ｂと同じ工具で回すことができるようにしてある。また、前記各雌ねじ部、雄ねじ部、ロックナットの各ねじ条はいずれも耐荷重性の高い角ねじや台形ねじとする。
なお、前記上側の雌ねじ筒４における上端部寄りの内側には十字状の補強リブ９を設けてある。
【００１５】
上側の雌ねじ筒４の上端には水平調節機構３のベース板１０を溶接により固定してあり、このベース板上にはボールジョイント１１のソケット１２を固定してあって、ボール１３から上方に延びるロッド１４の先端には端板１５が取り付けられている。
【００１６】
なお、上記ソケット１２は上下の部材１２ａ、１２ｂの２分割のもので構成されていて、これら上下の部材は下部材内にボール１３を収容した後、上部材を下部材に螺合できるようにしてあって、前記端板１５はその後、ロッド先端に溶接する構成となっている。
【００１７】
また、ボールジョイント１１はロッド１４が鉛直軸線に対して全周方向に６°程度傾斜できるものとするのが好適である。
【００１８】
ところで、前記ホルダ部材１はホルダプレート１６の上面に、断面が逆Ｌ字状の２本レール部１７、１７を対向するように平行に一対設けてあり、これらのレールでＨ形鋼１８の下部水平ウエブ１８ａの側縁を上下および外側から囲んで保持するように構成してある。
【００１９】
なお、上記２本のレール部のうち、一方のレール部はホルダプレート１６に直接溶接で固定してあるが、他方のレール部はボルト止めする構造としてあって、ホルダ部材とＨ形鋼１８との係合の際には一方のレール部をＨ形鋼の下部水平ウエブ１８ａの一辺側に嵌めてから、他方のレール部を下部水平ウエブの他辺側に当接させてこの他方のレール部をボルト止めして固定するようにしてあり、Ｈ形鋼とレール部を係合させた後、レール部の上面板部を貫通するボルト１７ａ、１７ａによって強固に位置決めできるようになっている。
【００２０】
またホルダ部材の下面には、前後調節機構１９を構成するガイドフレーム２０、２０を設けてあり、このガイドフレームは前記水平調節機構３における端板１５をスライド可能に囲むものとしてあり、より詳しくは上記レール部１７、１７と直交する左右一対の断面Ｌ字状のガイドフレーム２０、２０の両端部に、サイドプレート２０ａ、２０ａを取り付けたものとしてあり、上記端板１５がガイドフレームによって前後にスライドできるようになっていて、端板の前後位置はサイドプレートを貫通する調節ボルト２０ｂ、２０ｂによって任意の位置に固定できるようになっている。
【００２１】
上述した構成により、ホルダ部材１は基礎杭２１に対して前後移動可能であり、かつ傾斜可能に設けられ、しかも上下調節機構によって上下移動も可能となっており、またＨ形鋼はホルダ部材に対してレール部に案内されて左右に位置調節可能であるから、基礎杭の打設位置や角度に誤差があっても上述した構成によって正確かつ容易にしかも安全かつ迅速に補正することができる。
【００２２】
ところで、上述した構成においては水平調節機構３のボールジョイント１１がホルダ部材１をフリーに傾斜可能に支持しており、この構成であっても十分に構造物を支持することができるのであるが、本実施例の装置においては、さらに耐震性等の構造物の支持強度を大ならしめるべく、しかもＨ形鋼を取り付ける前に予めホルダプレートを水平に設定しておくことができるよう、前記ベース板１０とホルダプレート１６間の前後位置および傾斜を正確に設定した状態で強固に固定するための連結部材２２、２２を設けてある。
【００２３】
具体的には連結部材２２を、巻き方向を互いに異にする上下のボルト棒２３、２３間をターンバックル２４で接続したものとし、その上下のボルト棒をそれぞれホルダプレート１６の４隅部にあけた長孔１６ａとベース板１０の４隅部にあけた孔１０ａ、１０ａに貫通せしめてホルダプレートとベース板の各上下からナット２５、２５で固定する構成としてある。
【００２４】
上記ターンバックル２４は、例えば筒状にして、内面の上下にそれぞれ上下のボルト棒の雄ねじ条に対応する雌ねじ条が形成され、外周にレンチ等の工具を利用して正逆方向に回動できる操作部２４ａを備えるものとする。
【００２５】
なお、上記ホルダプレート１６の連結部材貫通用の孔を長孔１６ａとするのは、前述した前後調節機構１９によってベース板に対するホルダプレート１６の位置が前後に動くからであり、したがって長孔１６ａは前後方向に長い形状のものとしなければならない。
【００２６】
また、ホルダプレート１６は水平調節機構３によってベース板１０に対して角度調節可能となっているので、これらホルダプレートとベース板とが平行でなくても連結部材２２によって確実に固定しなければならないので、ホルダプレートおよびベース板とナットとの間には傾斜角度を許容する部材を介在せしめる必要があり、例えばホルダプレートやベース板に接する側の片面に多数の突起や突条が形成された緩み止めワッシャー２６を設けて、突起や突条がホルダプレートやベース板を噛み込むように固定するのが好ましい。なお、このような突起や突条を有する緩み止めワッシャーに代えて、スプリングワッシャーやゴム製ワッシャーを設ける場合もあり、傾斜角度が大である場合には予め上下面間に勾配を付したワッシャーを設ける場合もある。
【００２７】
上述した連結部材は、基礎杭２１とＨ形鋼１８の前後位置、左右位置および傾斜を調節した後、ナット２５、２５を締め、さらに４隅の連結部材におけるターンバックル２４を均等に回動させて締め付けるようにする。
なお、連結部材の上下のボルト棒を１本の長尺なボルト棒で構成し、ターンバックル２４を設けない場合もある。
【００２８】
次ぎに、上述のように構成した支持装置の作用について説明する。
本発明の支持装置は、まず上下調節機構２における下側の雌ねじ筒５を支持装置から外し、この雌ねじ筒を基礎杭２１の上端に予め工場で溶接しておき、この雌ねじ筒を溶接した基礎杭を現場の地盤に打設する。
【００２９】
次ぎに、雄ねじ体６の下部雄ねじ部６ｂを下側の雌ねじ筒５に螺合せしめて支持装置を基礎杭に取付け、雄ねじ体６の回転操作部７を正逆回転させて前記ホルダプレート１を所要の高さに位置せしめた後、ロックナット８ａ、８ｂを締めて上下調節機構２全体の高さを固定する。
【００３０】
なお、図２においては雄ねじ体における雄ねじ部６ａ、６ｂの軸方向の長さを雌ねじ筒における雌ねじ部の軸方向の長さとロックナットの軸方向の長さの和と同じにしてあるが、雄ねじ部の長さを短くしておけばロックナット８ａ、８ｂの軸方向の長さ（厚さ）を短いものと交換することによって上下調節機構３全体の長さをさらに縮めることができる。また、上下のロックナットをそれぞれ予め２重のもの（上下各２個）にしておいて、上下調節機構全体の長さをさらに縮める必要がある場合は上下各ひとつのロックナットを取り外すようにする場合もある。
【００３１】
そしてホルダ部材の前後位置を調節してその中心を設計上の杭中心の前後位置に正確に合わせ、さらに連結部材２２におけるナット２５、２５の締め付けとターンバックル２４の操作により、ホルダ部材を正確に水平調節する。
【００３２】
その後、ホルダ部材上のレール部１７、１７によってＨ形鋼１８を固定するが、この際、杭の左右位置に誤差があってもＨ形鋼はレール部によって左右方向に移動可能案内されて正確な位置にＨ形鋼を支持することができる。
【００３３】
上述した実施例においては、Ｈ形鋼の途中部分すなわち構造物の土台における直線部分の途中を支持する場合について説明したが、複数のＨ形鋼の接続部分すなわち構造物の土台における出隅や入隅部分等の角部あるいはＴ字状接続部においても支持することができ、この場合には前記ホルダ部材におけるレール部の形状を２本一対の平行な構成に代えて接続部分におけるＨ形鋼の下部水平ウエブを外周方向から保持できる形状の構成のものにアレンジすることによって容易に対応することができる。
【００３４】
より詳しくは、Ｈ形鋼により形成される角部においては、例えば図５に示されるように溶接によってホルダプレート１６上に固定されるストレートレール２７と、平面形状がＬ字状をなし、ホルダプレート上にボルト止めされるコーナーレール２８およびショートレール２９を備えるように構成し、Ｈ形鋼により形成されるＴ字状接続部では例えば図６に示されるように溶接によってホルダプレート１６上に固定されるストレートレール３０と、平面形状がＬ字状をなし、ホルダプレート上にボルト止めされるコーナーレール３１、３２を備えるように構成する。
【００３５】
なお、上述した各ストレートレール、コーナーレールおよびショートレールはいずれも第１実施例のレール部１７と同様に断面形状がＬ字状をなす構造のものとしてある。
また、構造物の角部やＴ字接続部におけるＨ形鋼を支持する場合、ホルダプレート１６の左右位置を若干調節できるよう、前記連結部材２２を通すための長孔の横幅を連結部材のボルト棒の径よりも大なるものとして遊びを設けておくのが好ましい。
【００３６】
上述した実施例ではＨ形鋼を支持する場合について説明したが、少なくとも下部に水平ウエブを有する形状のＩ形鋼等の他の形状の鋼材を支持するために用いる場合もある。
【００３７】
【本発明の効果】
本発明に係る支持装置によれば、支持装置の各部の溶接や下側の雌ねじ筒と基礎杭との溶接を予め工場で高精度に行うことができ、従来のように現場での溶接を行う必要がなくて現場の天候に左右されることなく充分な構造強度を得ることができ、また、現場における基礎杭上端部の切断も不要であり、現場での作業を格段に簡略化することができ、工期の短縮および施工コストの低減を期すことができる。
【００３８】
また、上下調節機構によって支持プレートの上下位置を正確に設定することができ、かつ、水平位置調節機構によって支持プレートの水平位置を正確に調節することができ、しかも支持プレートの水平度も正確に設定することができる。
したがって、基礎杭の打設位置や角度に誤差があってもこれらの誤差を正確に修正することができ、構造物を安定して支持することができる。
【００３９】
さらに、構造物が支持地盤の変化によって不等沈下した場合でも上下調節機構を調節することによって容易かつ正確に沈下修正を行うことができるという重要なメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る支持装置の実施例を示す正面図。
【図２】本発明に係る支持装置を基礎杭に接続した状態を示す縦断面図。
【図３】ホルダ部材の平面図。
【図４】ホルダ部材の底面図。
【図５】他の実施例におけるホルダ部材の平面図。
【図６】さらに他の実施例におけるホルダ部材の平面図。
【符号の説明】
１ホルダ部材２上下調節機構
３水平調節機構４、５雌ねじ筒
６雄ねじ体７回転操作部
８ａ、８ｂロックナット９補強リブ
１０ベース板１１ボールジョイント
１２ソケット１３ボール
１４ロッド１５端板
１６ホルダプレート１７レール部
１８Ｈ形鋼１９前後調節機構
２０ガイドフレーム２１基礎杭
２２連結部材２３ボルト棒
２４ターンバックル２５ナット
２６緩み止めワッシャー２７ストレートレール
２８コーナーレール２９ショートレール
３０ストレートレール３１、３２コーナーレール

Claims

構造物の土台部分を構成するＨ形鋼等の少なくとも下部に水平ウエブを有する形状の形鋼を基礎杭上に支持する装置において、基礎杭上端に取り付けられ、任意の長さに伸縮可能な上下調節機構と、この上下調節機構の上部に、前記形鋼を支持するホルダ部材を備え、このホルダ部材は前記形鋼の下部水平ウエブの左右の側縁部を上下および外側から囲むレール部を上面に有するとともに、ホルダ部材の下面に、このホルダ部材を前記上下調節機構に対して前後方向に移動して任意の前後位置に調節可能な前後調節機構を設けてなり、前記ホルダ部材は、レール部によって型鋼をその長手方向に移動可能に案内し、かつ所要の位置に固定できように構成してなる構造物の支持装置。
前記上下調節機構とホルダ部材との間に、上下調節機構に対するホルダ部材の傾斜角度を調節してホルダ部材を水平位置に固定する水平調節機構を設けてなる請求項１に記載の構造物の支持装置。
前記水平調節機構を、上下調節機構とホルダ部材との間を接続するボールジョイントで構成してなる請求項２に記載の構造物の支持装置。
前記上下調節機構を、内周面に巻き方向が互い異なる雌ねじが形成された上下の雌ねじ筒と、これらの雌ねじ筒の各雌ねじに螺合する互いに巻き方向が異なる上下の雄ねじが外周面に形成された雄ねじ体とを備え、この雄ねじ体の外周面における前記上下の雄ねじ間に雄ねじ体を正逆回転させるための回転操作部を有し、この回転操作部を正逆回転させることによって上下の雌ねじ筒が離間または接近して上下方向に伸縮される構成のものとしてなる請求項１に記載の構造物の支持装置。