JP4239610B2 - 鋼管の接合方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管、例えば鋼管杭、既成コンクリート杭（ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭）の管軸方向の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソイルセメント合成鋼管杭などの鋼管杭は、施工現場において溶接接合して継杭して施工されるのが一般的である。
しかしながら、溶接による継杭では、（１）溶接部の品質が溶接工の技量に左右されること、（２）施工が天候に左右されることなどから、溶接に代わる継杭方法の開発が望まれていた。
【０００３】
溶接によらない鋼管の接合構造の一例として、接続するそれぞれの鋼管の突き合わせ端縁部にこの鋼管の径より小さい外径の円筒状接続部を同軸上に接続、固定し、この円筒状接続部の側面上に多数のネジ孔を設け、各鋼管に接続、固定されたこれらの円筒状接続部を相互に突き合わせ、この突き合わせた二つの円筒状接続部の外周を、円弧状に適宜に分割され、各分割片に多数のボルト挿通孔を穿った分割円筒状継手で被い、この分割円筒状継手の各ボルト挿通孔と上記円筒状接続部の各ネジ孔を合わせ、これらのボルト挿通孔にボルトを通してボルト端をネジ孔に螺着して締め付けることによって上記鋼管同士を接続し、上記円筒状接続部に固定された各分割円筒状継手及び締め付けられた各ボルトの頭部は上記接続する鋼管の外径より突出しないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−８１３０４号公報（第２〜第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された鋼管の接続構造は、鋼管杭とは別体の分割円筒状継手を用いており、一体化させるためには、上継ぎ手と下継ぎ手のかみ合わせばかりでなく、分割円筒状継手と上下継手のかみ合わせを配慮した精度の高い製作が要求され、製造がむずかしく製作コストも高い。
【０００６】
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、コストを低減できてその上信頼性の高い鋼管の接合方法を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼管の接合方法は、内周面に係止部を有する外側継手管の下部を一方の鋼管に溶接接合し、スリットにより複数の分割片に形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられた本体部を有する内側継手管の上部に設けた大径部を他方の鋼管に溶接接合する工程と、外径が前記内側継手管の内径より小さく形成されたリング状の反力部材を、前記内側継手管内に配置する工程と、前記内側継手管の本体部を前記リング状の反力部材により縮径させる工程と、該内側継手管の本体部を前記外側継手管内に挿入する工程と、前記外側継手管と内側継手管に設けた孔から前記反力部材を操作し、前記内側継手管の本体部を元の状態に戻して該内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むものである。
【０００８】
また、本発明に係る鋼管の接合方法は、スリットにより複数の分割片に形成され、内周面に係止部が設けられた外側継手管の下部を一方の鋼管に溶接接合し、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられた内側継手管の上部に設けた大径部を他方の鋼管に溶接接合する工程と、内径が前記外側継手管の外径より大きく形成されたリング状の反力部材を、前記外側継手管の上部外周に配置する工程と、前記外側継手管を前記リング状の反力部材により拡径させる工程と、該外側継手管内に前記内側継手管を挿入する工程と、前記外側継手管を元の状態に戻して該外側継手管の係止部に前記内側継手管の係合突部を係止させる工程とを含むものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
図において、Ｊは２本の鋼管４１，４２を接合するための継手部で、下端部が接合対象である一方の鋼管４１に溶接接合された円筒状の外側継手管１と、上端部が他方の鋼管４２に溶接接合された円筒状の内側継手管１１と、ボルト２５を含む反力部材２１とからなっている。
【００１５】
外側継手管１はその外径が鋼管４１の外径とほぼ等しく形成され、軸方向の中央部近傍の内周面には、下面が内壁とほぼ直交して突設された係止部２が設けられており、係止部２の下方には周方向にほぼ等間隔に複数の貫通孔３が設けられている。
【００１６】
内側継手管１１は、上部に鋼管４２の外径とほぼ等しい外径の大径部１２が設けられ、大径部１２の下部には段部１３（当接部）を介して、外側継手管１の内径とほぼ等しい外径の本体部１４が設けられている。そして、本体部１４には、周方向にほぼ等間隔で、段部１３から下端部に達する複数のスリット１５が設けられており、これにより、本体部１４は周方向に分割され、複数の分割片１４ａが形成されている。１６は本体部１４の下部外周面に突設された上面が外壁とほぼ直交した係合突部で、その上面から段部１３までの高さｈ₂は、外側継手管１の係止部２の下面から上端部４までの高さｈ₁とほぼ等しく形成されている。１７は係合突部１６の下方において各分割片１４ａに設けたボルト孔である。
【００１７】
２１は円筒状（リング状）の反力部材で、その外径は内側継手管１１の内径より小さく形成されており、周方向にほぼ等間隔に複数の貫通孔２２が設けられている。
２５はボルトで、その一例を図２に示すように、ねじ部の先端部には外部からボルト２５を回転しうるように、多角形（図には六角形の場合が示してある）の係止孔２６が設けられている。そして、これら外側継手部１に設けた貫通孔３、内側継手部１１に設けたねじ穴１７、反力部材２１に設けた貫通孔２２及びボルト２５により調整手段を構成する。
【００１８】
次に、上記のように構成した本実施の形態における鋼管４１，４２の接合手順の一例について説明する。なお、施工にあたっては、外側継手管１及び内側継手管１１は、図１に示すように、あらかじめ工場等において鋼管４１，４２にそれぞれ溶接接合されており、反力部材２１及びボルト２５と共に工事現場に搬入されているものとする。
【００１９】
先ず、図３（ａ）に示すように、内側継手管１１内に反力部材２１を配置し、貫通孔２２に内側からボルト２５を挿入する（以下の説明では、鋼管４１，４２は省略してある）。
ついで、図３（ｂ）に示すように、反力部材２１の各貫通孔２２に挿入したボルト２５を内側継手管１１に設けたボルト孔１７に螺入して仮止めしたのち、内側継手管１１の内壁と反力部材２１の外壁とのすき間が全周に亘ってほぼ等しくなるように、各ボルト２５を均等に締付ける。これにより、本体部１４に形成された各分割片１４ａは撓んで反力部材２１側に引き寄せられ、本体部１４が縮径される。
【００２０】
次に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、内側継手管１１の本体部１４を外側継手管１内に、その当接部１３が外側継手管１の上端部４に当接するまで挿入する。このとき、内側継手管１１の係合突部１６の上面は、外側継手管１の係止部２の下面とほぼ同一平面上に位置する。
【００２１】
ついで、図４（ｃ）に示すように、外側継手管１の貫通孔３から例えばＬ形の六角レンチを挿入してボルト２５の先端部に設けた係止孔２６に係合させ、ボルト２５を回転させて緩め、各分割片１４ａの撓みを開放して各分割片１４ａを元の状態に戻す。このとき、内側継手管１１の係合突部１６の上面が外側継手管１の係止部２の下面に係止する。なお、係止部２と係合突部１６の重なり範囲が少ない場合は、図４（ｄ）に示すように、ボルト２７を外側継手管１の外側から貫通孔３を通してボルト孔１７に螺入締結することにより、重なり範囲を大きくする。
【００２２】
これにより、鋼管４１，４２は一体に接合され、引張り荷重に対しては、係合突部１６が係止部２に係止することによって抵抗し、圧縮荷重に対しては当接部１３が外側継手管１の先端部４に当接することにより抵抗することができる。
【００２３】
上記の説明では、反力部材２１に円筒状の部材を用いた場合を示したが、内側継手管１１の本体部１４を縮径させるための反力をとれるものであれば、他の形状であってもよい。なお、反力部材２１のボルト２５の頭部と接して荷重を伝達する面を、図５に示すように、上部になるにしたがって拡径されるような傾斜面２３で形成すれば、小さいトルクでボルト２５を回転させることができる。
【００２４】
本実施の形態は、内側継手管１１内に反力部材２１を配置し、スリット１５により複数に分割された分割片１４ａをボルト２５により反力部材２１側に撓ませて先端部を縮径させるようにしたので、内側継手部１１の本体部１４を外側継手管１内に容易に挿入することができる。また、挿入後は各分割片１４ａの撓みを戻して元の状態にし、その係合突部１６を外側継手管１の係止部２に係止させるようにしたので、構造がきわめて簡単であり、施工性が向上すると共に施工に対する信頼性を格段に向上することができる。
【００２５】
［実施の形態２］
図６は本発明の実施の形態２に係る一部を断面で示した鋼管の継手部の模式図である。なお、実施の形態１と同じか又は相当部分にはこれと同じ符号を付し、説明の一部を省略する。
外側継手管１は底部５を有する有底円筒状に形成されており、周方向にほぼ等間隔で、底部５の上面から上端部に達する複数のスリット６が設けられており、これにより周方向に分割された複数の分割片１ａが形成されている。また、係止部２は軸方向の中央部からやや上方に設けられており、その上方には各分割片１ａごとにボルト孔３ａが設けられている。なお、外側継手管１は底部５を省略し、上下が開口された円筒状に形成してもよい。
【００２６】
また、内側継手管１１には、実施の形態１のようにスリットは設けられておらず、係合突部１６は軸方向のほぼ中央部に設けられており、その上方の周方向にはほぼ等間隔で外側継手管１のボルト孔３ａより小径の複数のボルト孔１７ａが設けられている。このボルト孔１７ａは省略してもよい。なお、係合突部１６の上面から段部１３までの高さｈ₄は、外側継手管１の係止部２の下面から上端部４までの高さｈ₃とほぼ等しく形成されている。
【００２７】
反力部材２１ａはその内径が外側継手管１の外径より大きい円筒状（リング状）に形成されており、複数の貫通孔２２が周方向に等間隔に設けられている。なお、ボルト２５は実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、頭部に多角形の係止孔が設けられている。この場合、係止孔と共に又は係止孔に代えて、頭部を六角形その他の多角形に形成してもよい。
【００２８】
次に、上記のように構成した本実施の形態における鋼管４１，４２の接合手順の一例について説明する。
施工にあたっては、実施の形態１の場合と同様に、外側継手管１及び内側継手管１１は、あらかじめ工場等において鋼管４１，４２に溶接接合され、反力部材２１ａ、ボルト２５と共に工事現場に搬入されているものとする。
【００２９】
先ず、図７（ａ）に示すように、外側継手管１の上部外周に反力部材２１ａを配置し、反力部材２１ａに設けた貫通孔２２に外側からそれぞれをボルト２５を挿入して外側継手管１のボルト孔３ａに軽く螺入し、仮止めする。このとき外側継手管１の外周面と反力部材２１ａの内周面とのすき間が、全周にわたってほぼ等しくなるようにする。
【００３０】
ついで、各ボルト２５をさらに螺入してそれぞれ均等に締付ける。これにより、図７（ｂ）に示すように、外側継手管１の各分割片１ａは撓んでその上端部が反力部材２１ａ側に引き寄せられ、拡径される。
次に、内側継手管１１の本体部１４を外側継手管１内に、その当接部１３が外側継手管１の上端部４に当接するまで挿入する。このとき、内側継手管１１の係止突部１６の上面は、外側継手管１の係止部２の下面とほぼ同一平面上に位置する。
【００３１】
ついで、図８（ａ）に示すように、ボルト２５の頭部に設けた係止孔に例えばＬ型の六角レンチ２８を係合させ、ボルト２５を緩めて各分割片１ａの撓みを開放し、図８（ｂ）に示すように、分割片１ａを元の状態に戻す。このとき、内側継手管１１の係止突部１６が外側継手管１の係止部２に係止する。なお、係止部２と係止突部１６との重なり範囲が少ない場合は、図８（ｃ）に示すように、ボルト２９を反力部材２１ａ又は外側継手管１の外側からボルト孔３ａを通してボルト孔１７ａに螺入締結することにより、重なり範囲を大きくする。
【００３２】
上記のように構成した本実施の形態の作用、効果は、実施の形態１の場合とほぼ同様である。なお、反力部材２１ａのボルト２５の荷重を外側継手管１の分割片１ａに伝達する面を、図９に示すように、上部になるにしたがって拡径されるような傾斜面２４で形成すれば、小さいトルクでボルト２５を回転させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、接合する一方の鋼管に接合された外側継手管と他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、外側継手管を拡径し又は内側継手管を縮径して内側継手管を外側継手管内に挿入して元の状態に戻し、内側継手管の係合突部を外側継手管の係合部に係止させるようにしたので、構造が簡単で施工がきわめて容易であり、コストを低減できてその上信頼性の高い鋼管の接合方法を得ることができる。
また、リング状の反力部材を配置することにより、拡径された外側継手管又は縮径された内側継手管の相手方への挿入の施工性がより高い鋼管の接合方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図２】図１のボルトの説明図である。
【図３】実施の形態１の作用説明図である。
【図４】実施の形態１の作用説明図である。
【図５】実施の形態１の他の例の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図７】実施の形態２の作用説明図である。
【図８】実施の形態２の作用説明図である。
【図９】実施の形態２の他の例の説明図である。
【符号の説明】
１ 外側継手管
１ａ，１４ａ 分割片
２ 係止部
３，２２ 貫通孔
３ａ，１７，１７ａ， ボルト孔
６，１５ スリット
１１ 内側継手管
１２ 大径部
１３ 段部（当接部）
１４ 本体部
１６ 係合突部
２１，２１ａ 反力部材
２５，２７，２９ ボルト
４１，４２ 鋼管

Claims (2)

1. 内周面に係止部を有する外側継手管の下部を一方の鋼管に溶接接合し、スリットにより複数の分割片に形成され、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられた本体部を有する内側継手管の上部に設けた大径部を他方の鋼管に溶接接合する工程と、
   外径が前記内側継手管の内径より小さく形成されたリング状の反力部材を、前記内側継手管内に配置する工程と、
   前記内側継手管の本体部を前記リング状の反力部材により縮径させる工程と、
   該内側継手管の本体部を前記外側継手管内に挿入する工程と、
   前記外側継手管と内側継手管に設けた孔から前記反力部材を操作し、前記内側継手管の本体部を元の状態に戻して該内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部に係止させる工程とを含むことを特徴とする鋼管の接合方法。
2. スリットにより複数の分割片に形成され、内周面に係止部が設けられた外側継手管の下部を一方の鋼管に溶接接合し、外周面に前記外側継手管の係止部に係止する係合突部が設けられた内側継手管の上部に設けた大径部を他方の鋼管に溶接接合する工程と、
   内径が前記外側継手管の外径より大きく形成されたリング状の反力部材を、前記外側継手管の上部外周に配置する工程と、
   前記外側継手管を前記リング状の反力部材により拡径させる工程と、
   該外側継手管内に前記内側継手管を挿入する工程と、
   前記外側継手管を元の状態に戻して該外側継手管の係止部に前記内側継手管の係合突部を係止させる工程とを含むことを特徴とする鋼管の接合方法。

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