JP5259372B2 - 鋼管杭用台座 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管杭上端の上に設けられる鋼管杭用台座に関するものである。

図１５は、従来の鋼管杭用台座２、及びこの鋼管杭用台座２が上に設けられた鋼管杭８の上端部側の従来の構造を示す側面図である（例えば、特許文献１参照）。鋼管杭用台座２はその水平面が例えば円形状であって、円筒鋼管である継ぎ鋼管６の上に溶接により固定されている。このような鋼管杭用台座２と継ぎ鋼管６の溶接の後で、継ぎ鋼管６は、やはり円筒鋼管である鋼管杭８の上に、溶接により突き合わせて連結される。

鋼管杭８は、例えば、図１６に示すように、山の斜面Ｓ等の地中に鉛直方向に打ち込まれて設けられる。また、同図に示すように、鋼管杭用台座２の上面には、山の斜面Ｓに沿って伸びる道路等の構造物１０の支柱１２の下端が載置されて溶接により接合されている。鋼管杭用台座２は、その外径寸法が、継ぎ鋼管６及び支柱１２のそれぞれの外径寸法よりも大きく設定されているので、鋼管杭８の打込み位置が支柱１２に対して水平方向に多少ずれていても、鋼管杭用台座２上に構造物１０の支柱１２を確実に載置することができるようになっていた。

また、特許文献２のように、台座の形状を円筒状にする従来の構造もあった。すなわち、図１９に示すように、鋼管杭用台座７は円筒状に形成され、この円筒状の台座７の上端面上には、上記道路等の構造物１０の支柱１２の下端が載置されて溶接により接合されている。そして台座７の外径寸法が、継ぎ鋼管６及び支柱１２のそれぞれの外径寸法よりも大きく設定されているので、鋼管杭８の打込み位置が支柱１２に対して水平方向に多少ずれていても、やはり、台座７上に構造物１０の支柱１２を確実に載置することができるようになっていた。
特開２０００−２８２４５７号公報 特開２００４−２３９０１６号公報

しかしながら、上記特許文献１に係る従来の鋼管杭用台座２においては、図１７に示すように、その下端面２ａが円形の単なる平面形状であって、この鋼管杭用台座２の下端面２ａに接合される、継ぎ鋼管６上端の円環形状（図中、斜線で示す形状）とは異なっていると共に、鋼管杭用台座２の下端面２ａの円形平面形状と継ぎ鋼管６の円環形状との間で、水平面上の断面積が急激に変化するため、この鋼管杭用台座２と継ぎ鋼管６との互いの接合部において応力集中が生じてしまうという問題があった。

また、上記従来の鋼管杭用台座２においては、鋼管杭８の上端の上に、継ぎ鋼管６の下端が溶接により突き合わせて連結された場合について説明したが、鋼管杭８の上端の上に直接鋼管杭用台座２を溶接により接合する場合も有り、この場合においても、鋼管杭用台座２と鋼管杭８との互いの接合部において応力集中が生じてしまうという問題があった。

また、上記特許文献２においても円筒状の鋼管杭用台座について同様の記載が含まれており、応力集中の問題は避けられないという問題があった。

また、上記従来の鋼管杭用台座２においては、その形状の点から軽量化が十分に図られていないという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、鋼管杭または継ぎ鋼管との間の接合部で応力集中が発生するのを防止することができると共に、軽量化を図ることができる鋼管杭用台座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は、
鋼管杭の上端の上に設けられる鋼管杭用台座であって、
鋼管杭用台座の下端面に開口する内部空間を有し、
鋼管杭用台座の下端面における前記開口の輪郭及び当該台座の外側の輪郭のそれぞれが、前記鋼管杭の上端水平面の内側及び外側それぞれの輪郭と略同一の大きさに形成され、
鋼管杭用台座の平板状の上段部と筒状の下段部との間の、前記内部空間を内側に有する中段部の水平面の外側の輪郭は、前記下段部から上段部に向かって徐々に拡大するように形成されると共に、当該輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、当該台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成された曲線状部と、この曲線状部の当該台座の上段部側に連続する直線状部を有するように形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明による鋼管杭用台座は、
鋼管杭用台座の中段部における内部空間の水平面の輪郭は、前記下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されると共に、当該輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、当該台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成された曲線状部と、この曲線状部の当該台座の上段部側に連続する直線状部を有するように形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明による鋼管杭用台座は、
鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下段部の下端から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明による鋼管杭用台座は、
鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下端面から一定の高さ位置までの範囲にわたって一定の大きさに形成され、前記一定の高さ位置から鋼管杭用台座の上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることを特徴とするものである。

このような本発明の鋼管杭用台座によれば、
鋼管杭の上端の上に設けられる鋼管杭用台座であって、
鋼管杭用台座の下端面に開口する内部空間を有し、
鋼管杭用台座の下端面における前記開口の輪郭及び当該台座の外側の輪郭のそれぞれが、前記鋼管杭の上端水平面の内側及び外側それぞれの輪郭と略同一の大きさに形成され、
鋼管杭用台座の上段部と下段部との間の、前記内部空間を内側に有する中段部の水平面の外側の輪郭が、前記下段部から上段部に向かって徐々に拡大するように形成されていることにより、
鋼管杭との接合部で応力集中が発生するのを防止することができると共に、当該鋼管杭用台座を軽量化することができる。

また、本発明の鋼管杭用台座によれば、
鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下端面から一定の高さ位置までの範囲にわたって一定の大きさに形成され、前記一定の高さ位置から鋼管杭用台座の上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることにより、
鋼管杭との接合部で応力集中が発生するのを防止できる確実性を向上することができると共に、この接合部を接合し易くすることができる。

また、本発明の鋼管杭用台座によれば、
鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下段部の下端から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることにより、
鋼管杭との接合部で応力集中が発生するのを防止することができると共に、当該鋼管杭用台座を軽量化することができる。

また、本発明の鋼管杭用台座によれば、
鋼管杭用台座の中段部の、高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の外側の輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、当該台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることにより、
鋼管杭と鋼管杭用台座との接合部で応力集中が発生するのを防止できる確実性を向上することができると共に、鋼管杭用台座を更に軽量化することができる。

また、本発明の鋼管杭用台座によれば、
前記内部空間の高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、鋼管杭用台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されていることにより、
鋼管杭と鋼管杭用台座との接合部で応力集中が発生するのを防止できる確実性を向上することができると共に、鋼管杭用台座を更に軽量化することができる。

また、本発明の鋼管杭用台座によれば、
鋼管杭用台座の上段部の高さが、当該台座の高さ全体の略５分の１であるように形成されていることにより、
鋼管杭用台座を更に軽量化することができる。

以下、本発明に係る鋼管杭用台座を実施するための最良の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１から図５は、本発明の第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０について説明するために参照する図である。従来と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、従来と同様の構成についての重複する説明はできるだけ省略するものとする。

図１及び図２は、本実施の形態に係る鋼管杭用台座２０を示す側面断面図及び下面図である。この鋼管杭用台座２０は、図４，５に示す丸形鋼管である鋼管杭８の上端の上に溶接で接合されるものである。また、鋼管杭用台座２０は、鋳造や鍛造により製造することができるものである。

鋼管杭用台座２０は、図１に示すように、その外周形状に対応して、高さ方向に上段部２２、中段部２４、及び下段部２６に区分けすることができる。これら上段部２２、中段部２４、及び下段部２６のそれぞれは、以下のような形状に形成されている。

ここで、以下の説明において、鋼管杭用台座２０の高さ方向（図１中、上下方向）に伸びる軸線に直角の水平面の概念の中には、上段部２２から下段部２６迄の高さ範囲内における任意の高さの水平断面と、鋼管杭用台座２０の上端面２２ａ及び下端面２６ａが含まれるものとする。

鋼管杭用台座２０の下段部２６は、その水平面（図１中の仮想線Ｘ−Ｘで切断したときの不図示の水平断面）の外側の輪郭が、図４，５に示すように、その下端面２６ａに溶接される鋼管杭８の上端の外側の輪郭と同一の大きさの直径（外径）の円形状に形成されている。

また、鋼管杭用台座２０の上段部２２は、その水平面の外側の輪郭が、前記下段部２６の水平面の外側の輪郭と大きさが異なる円形状に形成されている。すなわち、この上段部２２の水平面の円形状外側の直径（図１中、寸法Ｄ２）は、下段部２６の円形状外側の直径（図１中、寸法Ｄ１）よりも大きくなるように形成されている。

また、鋼管杭用台座２０における上段部２２と下段部２６との間の中段部２４は、その水平面の外側の輪郭が円形状に形成されていると共に、その円形状の直径は、下段部２６から上段部２２に向かって徐々に大きくなっていくように形成されている。

そして、鋼管杭用台座２０の中段部２４は、図３に示すように、その高さ方向（図３中、上下方向）に伸びる軸線に沿って切断した断面の外側の輪郭上に配置される、異なる高さの任意の２点Ｐ，Ｑにおけるそれぞれの接線の、水平方向に対する傾斜角α１，α２を比較すると、常に、上側の点Ｑにおける傾斜角α２の方が、下側の点Ｐにおける傾斜角α１の大きさより小さくなっており、上記傾斜角は下段部２６側から上段部２２側に向かって徐々に縮小するように形成されている。

また、鋼管杭用台座２０には、図１に示すように、その下端面２６ａに開口する内部空間３０が形成されている。この内部空間３０の開口は、鋼管杭用台座２０の下端面２６ａに溶接される、図４，５に示す鋼管杭８の水平面の内側の円形状の直径（内径）と同じ大きさの直径の円形状に形成されている。また、鋼管杭用台座２０の上段部２２の水平面中央部には、その上端面２２ａに開口し、内部空間３０に連通する孔３２が形成されている。

次に、図４及び図５に基づいて、本実施の形態に係る鋼管杭用台座２０が、溶接により鋼管杭８に接合されたときの状態について説明する。図４は、鋼管杭用台座２０が、溶接により鋼管杭８の上に接合した状態を示す断面図である。また、図５は、このような鋼管杭用台座２０と鋼管杭８の接合部分を拡大して示す、拡大断面図である。

前述のように、鋼管杭用台座２０の下端面２６ａの外径と鋼管杭８の外径は同じ大きさで、鋼管杭用台座２０の内部空間３０の下端面２６ａの開口の直径と鋼管杭８の内径も同じ大きさなので、鋼管杭用台座２０の下段部２６の外周面と鋼管杭８の外周面は同一面状に配置され、鋼管杭用台座２０の内部空間３０の内周面と鋼管杭８の内周面も同一面状に配置することが可能となっている。

鋼管杭８の上端部の内周面には、高さが低い筒状の裏当金３４の略下半分が固定されており、裏当金３４の略上半分は鋼管杭８の上端面から上方に突出している。そして、裏当金３４の高さ上端部には、鋼管杭用台座２０の内部空間３０の内周面から離れるような傾斜部３４ａが形成されている。

このため、鋼管杭用台座２０を鋼管杭８の上方から降ろしてその内部空間３０の内周面を裏当金３４の上半分の外周面に嵌合させることにより、鋼管杭８の上に鋼管杭用台座２０の下端面２６ａを水平方向にずれることなく載置させることができる。この後で鋼管杭用台座２０の下端面２６ａと鋼管杭８の上端面との間を溶接するが、図５に示すように、この両者間には隙間Ｈが形成されると共に、鋼管杭用台座２０の下段部２６の下端部には開先Ｋが形成された状態で溶接されている。

上記溶接は、上記隙間Ｈと開先Ｋの内部に溶材を溶かし込むことにより行われる。上述のように、鋼管杭用台座２０の下段部２６の内周面と、鋼管杭８上端の内周面には、それぞれにわたって裏当金３４が設けられているので、上記隙間Ｈから内部に向かって溶かし込まれた溶材は裏当金３４に遮られて、鋼管杭８の肉厚の内側にこぼれ落ちることはないようになっている。

このような本実施の形態に係る鋼管杭用台座２０によれば、その下端面２６ａの形状が円環形状となるように形成されていると共に、この鋼管杭用台座２０に接合される鋼管杭８の水平断面の形状も同じ大きさの円環形状に形成されていて、鋼管杭用台座２０の内部空間３０の内周面と鋼管杭８の内周面のそれぞれにわたって裏当金３４が設けられているため、鋼管杭用台座２０の内部空間３０の内周面と鋼管杭８の内周面との間、及び、鋼管杭用台座２０の下端部２６の外周面と鋼管杭８の外周面との間に、水平方向にずれる大きな段差ができるのを防止して、その接合部に応力集中が発生するのを防止することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座２０によれば、図３に示すように、その中段部２４の水平面の外側の円形状の直径が、鋼管杭用台座２０の下段部２６側から上段部２２側に向かって徐々に大きくなっていくように形成され、このときの鋼管杭用台座２０の高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の外側の輪郭上の任意の点における接線の、水平方向に対する傾斜角が徐々に小さくなっていくように形成されていると共に、鋼管杭用台座２０の内部に内部空間３０が形成されているので、鋼管杭用台座２０を従来よりも軽量化することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座２０によれば、鋼管杭用台座２０の水平面中央部には、その上端面２２ａに開口し、内部空間３０に連通する孔３２が形成されているので、鋼管杭用台座２０全体を軽量化することができると共に、鋼管杭用台座２０を製造する際に用いられるその原材料の量を低減させてコストダウンを図ることができる。

なお、この第１の実施の形態においては、溶接用の開先Ｋが鋼管杭用台座２０の下端面２６ａの外周部に形成されているが、溶接用の開先Ｋは鋼管杭８の上端面の外周部に形成してもよく、或はこれらの両者に開先Ｋを形成してもよい。

次に、図６から図８は、本発明の第２の実施の形態に係る鋼管杭用台座４５について説明するために参照する図である。
前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、同様の構成についての重複する説明はできるだけ省略するものとする。

図６は、本実施の形態に係る鋼管杭用台座４５の一部を示す拡大断面図であって、前記第１の実施の形態を説明する際に参照した図３に相当する図である。同図に示すように、鋼管杭用台座４５は、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０の代わりに、内部空間４６を有している。

この内部空間４６は、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０と同様に、下端面２６ａに開口するように形成されている。また、この内部空間４６の下端面２６ａにおける開口は、やはり前記実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０と同様に、下端面２６ａに溶接される、図７，８に示す鋼管杭８の水平断面の内側の円形状の直径と略同じ直径の円形状に形成されている。

また、内部空間４６は、図６に示すように、同図中の寸法Ｌ０で示される、下端面２６ａからその上方の一定の高さ位置までの範囲にわたって、この内部空間４６の水平断面の円形状（輪郭）の直径の大きさが、鋼管杭８の水平面の内側の円形状の直径（内径）と同じ大きさの直径の円形状に形成されている。

また、この内部空間４６は、その高さ方向の全体の範囲のうちの、寸法Ｌ０で示される範囲より上方の寸法Ｌ２で示される範囲内においては、この内部空間４６の水平断面の円形状（輪郭）の直径の大きさが、高さ寸法Ｌ０の範囲との間の境界から上方に向かって徐々に小さくなるように形成されている。

このように、本発明の第２の実施の形態に係る鋼管杭用台座４５は、寸法Ｌ２で示される高さ範囲内において、その下側の寸法Ｌ０で示される高さ範囲との間の境界から上方に向かって内部空間４６の水平面の直径が徐々に小さくなるように形成されている点が、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０ののように、鋼管杭用台座２０の中段部２４と下段部２６の高さ範囲にわたって、内部空間３０の水平面の直径が、中段部２４の最上部のＲ曲面部を除き、一定の大きさに形成されるようになっていた点と異なっている。

また、鋼管杭用台座４５の内部空間４６は、図６に示す断面、すなわち、その高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の内側輪郭上に配置される、異なる高さの任意の２点Ｒ，Ｓにおける、水平方向に対する傾斜角β１，β２を比較すると、点Ｒより上側の点Ｓにおける傾斜角β２の方が、点Ｓより下側の点Ｒにおける傾斜角β１より小さくなるように形成されている。

次に、図７及び図８に基づいて、本実施の形態に係る鋼管杭用台座４５が、溶接により鋼管杭８に接合されたときの状態について説明する。図７は、鋼管杭用台座４５が、溶接により鋼管杭８の上に接合した状態を示す断面図である。また、図８は、このような鋼管杭用台座４５と鋼管杭８の接合部分を示す拡大断面図である。

鋼管杭用台座４５の下端面２６ａの外径と鋼管杭８の外径は同じ大きさであって、前記第１の実施の形態と同様であるので、鋼管杭用台座２０の下段部２６の外周面と鋼管杭８の外周面は同一面状に配置される。また、鋼管杭用台座４５における寸法Ｌ０で示される高さ範囲内の内部空間４６の水平面の円形状の直径と鋼管杭８の内径も同じ大きさなので、鋼管杭用台座４５における寸法Ｌ０で示される高さ範囲内の内部空間４６の内周面と鋼管杭８の内周面も同一面状に配置することが可能となっている。

これにより、この鋼管杭用台座４５と鋼管杭８は、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０と鋼管杭８との間の接合構造と同様に、裏当金３４を用いて互いの位置合せを容易に行なって互いに接合されるようになっている。

このような本発明の第２の実施の形態に係る鋼管杭用台座４５によれば、その下端面２６ａの形状が円環形状となるように形成されていると共に、この鋼管杭用台座４５に接合される鋼管杭８の水平断面の形状も同じ大きさの円環形状に形成されていて、鋼管杭用台座４５における寸法Ｌ０の高さ範囲内の内部空間４６の内周面と鋼管杭８の内周面のそれぞれにわたって裏当金３４が設けられているため、鋼管杭用台座４５の内部空間４６の内周面と鋼管杭８の内周面との間、及び、鋼管杭用台座４５の下端部２６の外周面と鋼管杭８の外周面との間に、水平方向にずれる大きな段差ができるのを防止して、その接合部に応力集中が発生するのを防止することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座４５によれば、前記第１の実施の形態と同様に、その中段部２４の水平面の外側の円形状が、その下段部２６から上段部２２に向かって徐々に大きくなっていくように形成され、このときの鋼管杭用台座４５の高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の外側の輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が徐々に小さくなっていくように形成されていると共に、鋼管杭用台座４５の内部に内部空間４６が形成されているので、鋼管杭用台座４５を従来よりも軽量化することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座４５によれば、図７に示すように、前記第１の実施の形態と同様に、鋼管杭用台座４５の水平面中央部には、その上端面２２ａに開口し、内部空間４６に連通する孔３２が形成されているので、鋼管杭用台座４５全体を軽量化することができると共に、鋼管杭用台座４５を製造する際に用いられるその原材料の量を低減させてコストダウンを図ることができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座４５によれば、図６に示すように、同図中の寸法Ｌ２で示される範囲内において、その内部空間４６の水平面の円形状（輪郭）の大きさが、上方に向かって徐々に小さくなっていくように形成され、このときの前記傾斜角β２がβ１より徐々に小さくなっていくように形成されていることにより、鋼管杭用台座４５内に応力集中が発生するのを防止することができる。

次に、図９から図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０について説明するために参照する図である。
前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０と同様の部分には同じ符号を用いて説明し、同様の構成についての重複する説明はできるだけ省略するものとする。

この第３の実施の形態は、図１５に示す従来の鋼管杭用台座２と同様に、鋼管杭用台座５０と鋼管杭８との間に継ぎ鋼管６を挟んで構成するようにしたものである。
図９は、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０を示す側面断面図である。同図に示すように、鋼管杭用台座５０は、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０の代わりに、内部空間５２を有している。

この内部空間５２は、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０と同様に、下端面２６ａに開口するように形成されている。また、この内部空間５２の下端面２６ａにおける開口は、やはり前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０と同様に、下端面２６ａに溶接される、図１１，１２に示す継ぎ鋼管６Ａの水平断面の内側の円形状の直径と略同じ直径の円形状に形成されている。

また、内部空間５２は、図９中の寸法Ｌ１で示される、下端面２６ａからその上方の一定高さまでの範囲内において、この内部空間５２の水平断面の円形状の直径の大きさが、後述するような継ぎ鋼管６Ａ，６Ｂ等の、肉厚が異なる各種の継ぎ鋼管６の水平断面の内側の円形状の直径から溶着金属４０（図１２及び図１４参照）の肉盛り部の水平寸法分（２×ｍ２）を差し引いた直径が、高さ方向のいずれかの高さにおける水平面の内側の円形状の直径となるように、下端面２６ａから上方に向かって徐々に小さくなるように形成されている。

このように、本発明の第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０は、下端面２６ａから上方に向かって内部空間５２の水平断面の円形状の直径が徐々に小さくなるように形成されている点が、前記第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０の内部空間３０のように、鋼管杭用台座２０の中段部２４と下段部２６の高さ範囲にわたって、内部空間３０の水平断面の円形状の直径が略一定の大きさに形成されるようになっていた点と異なっている。

すなわち、鋼管杭用台座５０の内部空間５２は、図９中の寸法Ｌ１で示される高さ範囲を含む、その高さ方向全体の範囲（図９中、寸法Ｌ２）にわたって、水平断面の円形状の直径が、下端面２６ａから上方に向かって徐々に小さくなるように形成されている。

そして、鋼管杭用台座５０の内部空間５２は、図１０に示すように、その高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の内側輪郭上に配置される、異なる高さの任意の２点Ｒ，Ｓにおける、水平方向に対する傾斜角β１，β２を比較すると、所定の高さより上側の点Ｓにおける傾斜角β２の方が、所定の高さより下側の点Ｒにおける傾斜角β１より小さくなるように形成されている。

次に、図１１，１２、及び図１３，１４に基づいて、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０と、この鋼管杭用台座５０に接合される、後述するような継ぎ鋼管６Ａ及び６Ｂのそれぞれについて、これらが互いに接合される前後それぞれの状態を説明する。

ここで、鋼管杭用台座５０は、以下に説明するように、同一の外径寸法Ｄｐであって、各肉厚ｔｐが異なる各種の継ぎ鋼管６のいずれに対しても、溶接により接合されることができるようになっている。

図１１及び図１２は、このような各種肉厚の継ぎ鋼管６のうち、使用限度内で最も薄い肉厚ｔｐ１の継ぎ鋼管６Ａに対して鋼管杭用台座５０が接合される場合の前後それぞれの状態を説明する図である。

また、図１３及び図１４は、各種肉厚の継ぎ鋼管６のうち、使用限度内で最も厚い肉厚ｔｐ２の継ぎ鋼管６Ｂに対して鋼管杭用台座５０が接合される場合の前後それぞれの状態を説明する図である。

まず、継ぎ鋼管６Ａには、図１１に示すように、その外周と内周のそれぞれの、鋼管杭用台座５０側の上端部に開先加工が施されていることにより、その円周方向の長さ全体にわたって、断面形状が山形状に形成されるような、２つの斜面が形成されている（図１２参照）。

このような継ぎ鋼管６Ａの上記断面形状における２つの斜面のそれぞれと、鋼管杭用台座５０の下端面２６ａとの間には、図１２に示すように、鋼管杭用台座５０の下端面２６ａと継ぎ鋼管６Ａの２つの斜面とを溶接する溶着金属３８，４０が盛られて、両者間を溶着する。

このような溶着金属３８，４０のうち、継ぎ鋼管６Ａの肉厚（図１２中、寸法ｔｐ１）から外側及び内側にはみ出して盛られる部分（図１２中、寸法ｍ１，ｍ２の部分）は、肉盛り部と呼ばれ、このような肉盛り部の水平方向の寸法はおよそ３ｍｍ程度に設定されるが、この値に限定されないことはいうまでもない。

図１２に示す鋼管杭用台座５０の下端面２６ａは、その水平面外側の円形状の直径（図１２及び図９中、寸法Ｄ１）が、継ぎ鋼管６Ａの水平面外側の円形状の直径（図１２中、寸法Ｄｐ）よりも、半径長さ当たり、溶着金属３８の肉盛り部の水平方向の寸法ｍ１だけ大きく形成されている。つまり、鋼管杭用台座５０の下端面２６ａの水平面外側の円形状の直径Ｄ１は、（Ｄ１＝Ｄｐ＋２ｍ１）の関係が成立するように設定されて形成されている。

鋼管杭用台座５０は、予め、施工現場に搬入される前の段階において、図１２に示すように、その内部空間５２の下端面２６ａにおける開口の円形状の直径が、継ぎ鋼管６Ａの水平断面の内側の円形状の直径（図１２中、寸法（Ｄｐ−２ｔｐ１））から、半径長さ当たり、溶着金属４０の肉盛り部の長さ分（図１２中、寸法ｍ２）を差し引いた直径Ｄ４となるように形成されている。つまり、鋼管杭用台座５０の内部空間５２は、その開口の円形状の直径Ｄ４が、（Ｄ４＝（Ｄｐ−２ｔｐ１）−２ｍ２）の関係が成立するように設定されて形成されている。

これにより、鋼管杭用台座５０の下端面２６ａは、継ぎ鋼管６Ａに接合される場合には、図１２に示すように、上記のような寸法関係の状態で、溶接により継ぎ鋼管６Ａの上端部に接合されることができるようになっている。

また、鋼管杭用台座５０は、図１３に示すように下端面２６ａから寸法ｚで示す、高さ部分を切除するよう加工して、新たな下端面２６ｂを形成することにより、図１４に示すように、この新たな下端面２６ｂに使用限度内で最も厚い肉厚ｔｐ２の継ぎ鋼管６Ｂを接合することができるようになる。

つまり、鋼管杭用台座５０は、図９に示すように、その内部空間５２の水平断面の円形状の直径が、図９中の寸法Ｌ１の高さ範囲内で、上方に向かって徐々に小さくなるように形成されているので、図１４に示す継ぎ鋼管６Ｂの水平面内側の円形状の直径（Ｄｐ−２ｔｐ２）に対応する鋼管杭用台座５０の前記寸法ｚを設定することができる。

鋼管杭用台座５０は、このような寸法ｚの高さ部分を切除することにより、図１４に示すように、この鋼管杭用台座５０の新たな下端面２６ｂにおいて、継ぎ鋼管６Ｂの水平面の内側の輪郭の直径（Ｄｐ−２ｔｐ２）から、半径長さ当たり、溶着金属４０の肉盛りの長さ分（図１４中、寸法ｍ２）を差し引いた直径Ｄ５で、内部空間５２が新たな下端面２６ｂに開口するようにできる。

また、継ぎ鋼管６Ｂは、図１３に示すように、鋼管杭用台座５０の切除した高さ分の寸法ｚと同じ寸法分だけ長く形成することができる（図１３中、継ぎ鋼管６Ｂの長さ寸法Ｈ＋ｚ）。これにより、鋼管杭用台座５０の下端面２６ｂは、使用限度内で最も厚い肉厚ｔｐ２の継ぎ鋼管６Ｂに接合し、このような継ぎ鋼管６Ｂの上端部の上に接合したときに、鋼管杭用台座５０の上端面２２ａの高さが、他の台座５０の上端面２２ａの高さとの関係で、適切な高さに設定されるようにすることができる。

このような第３の実施の形態においては、継ぎ鋼管６Ａ，６Ｂやその他の中間の肉厚の継ぎ鋼管６の下端部は、前記第１の実施の形態に係る図４，５に示すように、内側に裏当金３４を設けると共に、鋼管杭用台座５０の下端部等の外側に開先を形成して溶接することにより、その下に配置される鋼管杭８に連結することができる。

このような本発明の第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０によれば、前記第１の実施の形態と同様に、その下端面２６ａ又は下端面２６ｂの水平面の形状が円環形状となるように形成されていると共に、この鋼管杭用台座５０に接合される継ぎ鋼管６Ａ又は６Ｂの水平面も同様に円環形状に形成されているため、鋼管杭用台座５０の内部空間５２の内周面と継ぎ鋼管６Ａ又は６Ｂの内周面、及び、鋼管杭用台座５０の下端部２６の外周面と継ぎ鋼管６Ａ又は６Ｂの外周面との接合部に大きな段差ができるのを防止して、その接合部に応力集中が発生するのを防止することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０によれば、この鋼管杭用台座５０と接合し得る様々な肉厚の継ぎ鋼管６との相互間において大きな段差ができないように、その下端面２６ａと２６ｂの間の、内側の円形状の直径を変化させることができるので、鋼管杭用台座５０と継ぎ鋼管６との接合部に大きな段差ができるのを防止して、その接合部に応力集中が発生するのを防止することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０によれば、前記第１の実施の形態と同様に、その中段部２４の水平面の外側の円形状が、その下段部２６から上段部２２に向かって徐々に大きくなっていくように形成され、このときの鋼管杭用台座５０の高さ方向に伸びる軸線に沿って切断した断面の外側の輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が徐々に小さくなっていくように形成されていると共に、鋼管杭用台座５０の内部に内部空間５２が形成されているので、鋼管杭用台座５０を従来よりも軽量化することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０によれば、図１０に示すように、その内部空間５２の水平面の円形状の大きさが、上方に向かって徐々に小さくなっていくように形成され、このときの前記傾斜角β２がβ１より徐々に小さくなっていくように形成されているので、継ぎ鋼管６の内部と鋼管杭用台座５０の内部との接合部に大きな段差ができないように、その下端面２６ａと２６ｂの間で変化させることができるので、その接合部における応力集中の発生を防止できる確実性を更に向上することができる。

また、本実施の形態に係る鋼管杭用台座５０によれば、前記第１の実施の形態と同様に、鋼管杭用台座５０の水平面中央部には、その上端面２２ａに開口し、内部空間５２に連通する孔３２が形成されているので、鋼管杭用台座５０全体を軽量化することができると共に、鋼管杭用台座５０を製造する際に用いられるその原材料の量を低減させてコストダウンを図ることができる。

なお、前記第１、第２及び第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０，４５，５０の水平中央部には、孔３２が形成されることにより軽量化が図られていたが、場合によっては、例えば強度の向上の方を重視する場合等においては、この孔３２は形成されていなくてもよい。

また、前記第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０においては、その内部空間５２（図９参照）の水平面の円形状の大きさが、図９中の寸法Ｌ２の範囲内で、下端面２６ａから上方に向かって徐々に小さくなるように形成されていたが、他の実施形態として、内部空間５２は、図９中の寸法Ｌ２の高さ範囲内における、寸法Ｌ１で示す高さ範囲以外の他の高さ範囲内において、その水平面の円形状の大きさが一定となるように形成されていてもよい。

例えば、図１５における鋼管杭８及び継ぎ鋼管６の径Ｄｐを５００ｍｍ、板厚ｔｐを９ｍｍとし、図１５の支柱１２と鋼管杭用台座２との心ずれ量の最大許容値±１００ｍｍを考慮した場合の鋼管杭用台座５０の寸法を図１８に示す。このとき、鋼管杭用台座５０の自重は１３０ｋｇ程度である。また、ＦＥＭ解析結果によると、支柱１２と鋼管杭用台座２との心ずれ量が最大１００ｍｍ発生した状態を考慮して鉛直荷重１０００ｋＮを作用させた場合、最大応力は１６０Ｎ／ｍｍ^２であり、局部的な応力集中も発生しない。

また、前記第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０においては、使用限度内における肉厚が最小と最大の継ぎ鋼管６Ａと６Ｂを用いた場合について説明したが、肉厚がそれら最小と最大の肉厚の中間の継ぎ鋼管を用いてもよいことはいうまでもない。

また、前記第１、第２及び第３の実施の形態においては、鋼管杭用台座２０，４５，５０の下端面２６ａの形状が円環形状に形成され、鋼管杭８、継ぎ鋼管６の水平面の形状も円環形状に形成されている場合について説明したが、鋼管杭用台座の下端面の形状は円環形状に限定する必要は無く、また、鋼管杭の水平断面の形状も円環形状に限定する必要は無い。すなわち、鋼管杭用台座の下端面の形状は四角環形状等の多角環形状であってもよく、また、鋼管杭、継ぎ鋼管の水平断面の形状も四角環形状等の多角環形状であってもよい。

また、前記第３の実施の形態においては、継ぎ鋼管を用いた場合について説明したが、前記第１、第２の実施の形態においても鋼管杭と台座の間に継ぎ鋼管を設けることは可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る鋼管杭用台座２０を示す側面断面図である。 図１に示す鋼管杭用台座２０の下面図である。 図１に示す鋼管杭用台座２０の一部を示す拡大断面図である。 図１に示す鋼管杭用台座２０が、鋼管杭８に接合した状態を示す側面断面図である。 図４に示す鋼管杭用台座２０と鋼管杭８の接合部分を示す拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る鋼管杭用台座４５の一部を示す拡大断面図である。 図６に示す鋼管杭用台座４５が、鋼管杭８に接合した状態を示す側面断面図である。 図７に示す鋼管杭用台座４５と鋼管杭８の接合部分を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る鋼管杭用台座５０を示す側面断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０の一部を示す拡大断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０が、継ぎ鋼管６Ａに接合する前の状態を示す側面断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０が、継ぎ鋼管６Ａに接合した後の状態を示す接合部分の拡大断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０が、継ぎ鋼管６Ｂに接合する前の状態を示す側面断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０が、継ぎ鋼管６Ｂに接合した後の状態を示す接合部分の拡大断面図である。 従来の鋼管杭用台座２、及びこの鋼管杭用台座２が設けられた鋼管杭８の上端部側の構造を示す側面図である。 図１５に示す従来の鋼管杭用台座２の使用例を示す側面断面図である。 図１５に示す従来の鋼管杭用台座２の下面図とこの下面に接合される継ぎ鋼管６のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図９に示す鋼管杭用台座５０の具体的な寸法形状の一例を示す側面断面図及び下面図である。 従来の鋼管杭用台座７、及びこの鋼管杭用台座７が設けられた鋼管杭８の上端部側の構造を示す側面図である。

符号の説明

２ 鋼管杭用台座
６，６Ａ，６Ｂ 継ぎ鋼管
７ 鋼管杭用台座
８ 鋼管杭
１０ 構造物
１２ 支柱
２０ 鋼管杭用台座
２２ 上段部
２２ａ 上端面
２４ 中段部
２６ 下段部
２６ａ，２６ｂ 下端面
３０ 内部空間
３２ 孔
３４ 裏当金
３８，４０ 溶着金属
４５ 鋼管杭用台座
４６ 内部空間
５０ 鋼管杭用台座
５２ 内部空間

Claims (4)

1. 鋼管杭の上端の上に設けられる鋼管杭用台座であって、
   鋼管杭用台座の下端面に開口する内部空間を有し、
   鋼管杭用台座の下端面における前記開口の輪郭及び当該台座の外側の輪郭のそれぞれが、前記鋼管杭の上端水平面の内側及び外側それぞれの輪郭と略同一の大きさに形成され、
   鋼管杭用台座の平板状の上段部と筒状の下段部との間の、前記内部空間を内側に有する中段部の水平面の外側の輪郭は、前記下段部から上段部に向かって徐々に拡大するように形成されると共に、当該輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、当該台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成された曲線状部と、この曲線状部の当該台座の上段部側に連続する直線状部を有するように形成されている
   ことを特徴とする鋼管杭用台座。
2. 鋼管杭用台座の中段部における内部空間の水平面の輪郭は、前記下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されると共に、当該輪郭上の任意の点における接線の水平方向に対する傾斜角が、当該台座の下段部側から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成された曲線状部と、この曲線状部の当該台座の上段部側に連続する直線状部を有するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭用台座。
3. 鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下段部の下端から上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭用台座。
4. 鋼管杭用台座の中段部と下段部における内部空間の水平面の輪郭が、鋼管杭用台座の下端面から一定の高さ位置までの範囲にわたって一定の大きさに形成され、前記一定の高さ位置から鋼管杭用台座の上段部側に向かって徐々に縮小するように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭用台座。

Images