JP5998553B2 - コンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート充填鋼管の鋼管に形成される蒸気抜き孔等の貫通孔を封止する封止方法に関する。

従来、建物の柱等にコンクリート充填鋼管（以下、ＣＦＴと言う）が使用されている。そして、このＣＦＴは、例えば鉛直に立設された鋼管内にコンクリートを充填して形成される（特許文献１）。

特開２０１０−１５０８３１号公報

このようなＣＦＴの鋼管の管壁部には、防災上の理由から、複数の蒸気抜き孔が、直径１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のサイズで貫通形成されている。すなわち、建物の火災時に鋼管の周囲温度が上昇した際には、鋼管内のコンクリートの水分が蒸発して蒸気を発生するが、この蒸気を、蒸気抜き孔は鋼管の外部に逃がし、これにより鋼管の破損を未然に防ぐようにしている。

但し、上述の鋼管内へのコンクリートの充填時に蒸気抜き孔が開口していると、当該蒸気抜き孔からコンクリートの液分等がノロとして外に漏出する。そのため、適宜な栓部材で蒸気抜き孔を塞いでいる。そして、充填されたコンクリートの硬化後に、これら栓部材を蒸気抜き孔から取り外している。

ここで、一般に、かかる栓部材には、木栓やボルトが使用される。
そして、木栓の場合には、鋼管の外方から蒸気抜き孔に木栓を打ち込む等して取り付ける。しかしながら、木栓は弾性変形能が小さいことから、蒸気抜き孔に強固に固定され難く、コンクリートの充填中にコンクリートの液圧に負けて外れてしまう虞がある。また、蒸気抜き孔からの取り外しの際に、コルク栓の如く蒸気抜き孔内で中折れしてしまうこともある。

他方、栓部材としてボルトを用いる場合には、当該ボルトは、次のようにして蒸気抜き孔に取り付けられる。先ず、予め鋼管の外周面に蒸気抜き孔と同軸にナットを溶接等で固定しておき、そして、かかるナットにボルトを螺着することで蒸気抜き孔に当該ボルトを取り付けて同孔を封止する。しかし、コンクリートの充填中にコンクリートの液分等がボルトとナットとの螺合隙間に侵入して噛むことがあり、そうするとボルトとナットとの螺着が強固に固定されてしまって、蒸気抜き孔からボルトを容易に取り外せなくなる。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ＣＦＴの鋼管に形成される蒸気抜き孔等の貫通孔を封止する栓部材に関し、鋼管内へのコンクリートの充填時には貫通孔から外れないように強固に取り付け可能としながらも、その後に貫通孔から取り外すべき時には容易に取り外し可能にすることにある。

かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
コンクリート充填鋼管に係る鋼管に形成された貫通孔に差し込まれて該貫通孔を封止する栓部材を用いた貫通孔の封止方法であって、
前記栓部材は、前記貫通孔の軸方向の一端側に、軸部よりも大径な頭部を有する軸部材と、前記軸部が内周側に挿入され、前記軸方向に付与される圧縮変形量に応じて弾性拡径変形する弾性筒状部材と、前記軸部が内周側に挿入され、前記軸部に対する前記軸方向の相対位置を変更可能に前記軸部に係止される環状部材と、を有し、
前記封止方法は、前記弾性筒状部材と前記環状部材との間に、前記弾性筒状部材よりも高剛性の第２筒状部材を介装し、前記頭部と前記環状部材とで前記弾性筒状部材を前記軸方向に挟圧することにより、前記弾性筒状部材に前記圧縮変形量を付与する封止方法であり、
前記貫通孔の前記軸方向は、前記鋼管の管壁部の壁厚方向に沿っており、
前記鋼管の管壁部の壁厚寸法毎に、前記貫通孔を前記栓部材で封止した状態において前記鋼管の内周面から前記頭部が所定長だけ突出した状態となるように、各前記壁厚寸法に対応する長さの前記第２筒状部材を一つずつ用意し、
前記栓部材の取り付け対象の前記鋼管の管壁部の壁厚寸法に応じて、対応する長さの前記第２筒状部材を一つ選択することを特徴とする。

また、前記弾性筒状部材と前記環状部材との間には、前記弾性筒状部材よりも高剛性の第２筒状部材が介装されており、
前記弾性筒状部材は、前記第２筒状部材を介して前記環状部材と前記頭部とにより挟圧されることとしてもよい。

また、前記第２筒状部材と前記環状部材との間には、座金が介挿されており、
前記座金は、一方の面で、前記第２筒状部材の端面と当接し、他方の面で、前記環状部材の端面と当接することとしてもよい。

また、前記頭部のうちで前記弾性筒状部材の端面に当接する部分は、前記軸方向における前記頭部と逆側に進むに従って縮径した錐面状に形成されていることとしてもよい。

また、前記軸部材は、前記軸部に雄ねじが形成されたボルトであり、
前記環状部材は、前記軸部の前記雄ねじに螺合するナットであることとしてもよい。

また、前記ボルトは皿ボルトであり、
前記弾性筒状部材はゴム製であることとしてもよい。

また、前記貫通孔に前記栓部材を差し込む前に、前記弾性筒状部材の外径が前記貫通孔の孔径を超えるまで拡径変形するように所定の大きさの前記圧縮変形量を予め付与し、
前記圧縮変形量を維持したまま、前記貫通孔に前記栓部材を差し込み、
前記栓部材を前記貫通孔に差し込み後に、更に、前記圧縮変形量を増大することにより、前記栓部材で前記貫通孔を封止することとしてもよい。

また、前記栓部材を前記鋼管の外方から前記貫通孔に差し込む際には、前記頭部を差し込み方向の先頭にすることとしてもよい。

また、前記壁厚寸法Ｌ３ｗに対応した各前記第２筒状部材の長さＬ３１は、Ｌ３１＝Ｌ３ｗ−（Ｌ２１−Ｌｔｍ−Ｌｐ）なる式で算出されることとしてもよい。
但し、Ｌ２１は前記弾性筒状部材の自然長であり、Ｌｔｍは、前記栓部材を前記貫通孔に取り付けた状態での突出長の目標値であり、Ｌｐは、前記貫通孔に前記栓部材を取り付ける力を確保するのに必要な圧縮変形量である。

また、前記第２筒状部材は、当該第２筒状部材の長さ毎に別の色に色分けされていることとしてもよい。

本発明によれば、ＣＦＴの鋼管に形成される蒸気抜き孔等の貫通孔を封止する栓部材に関し、鋼管内へのコンクリートの充填時には貫通孔から外れないように強固に取り付け可能としながらも、その後に貫通孔から取り外すべき時には容易に取り外し可能とすることができる。

第１実施形態の栓部材１０の概略中心断面図であり、同栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに取り付けた状態を示している。 同栓部材１０の取り外し状態の概略中心断面図である。 図２Ａは、皿ボルト１１の頭部１４の突出長Ｌｔが大きすぎる場合の概略中心断面図であり、図２Ｂは、皿ボルト１１の頭部１４が蒸気抜き孔３ｈ内に引っ込んでいる場合の概略中心断面図である。 図３Ａは、火災時に鋼管３内のコンクリートで生じる蒸気が鋼管３の内周面３ａを伝って蒸気抜き孔３ｈに到達する様子を示す概略断面図であり、図３Ｂは、蒸気抜き孔３ｈにおける先端側の部分３ｈｅｓがコンクリートで塞がっている場合に、蒸気が抜け難いことを示す概略断面図である。 表１は、各壁厚寸法Ｌ３ｗと、用意される筒形スペーサー３１の長さＬ３１との対応関係を示す表であり、写真１は、対応する長さの筒形スペーサー３１が装着されて各壁厚寸法Ｌ３ｗ用に長さが調整済みの栓部材１０の写真である。 筒形ゴム２１と筒形スペーサー３１との間に座金４３が介挿された栓部材１０の構成例の概略中心断面図である。 第２実施形態の栓部材１０’の概略中心断面図である。 その他の実施形態の栓部材１０’’の概略中心断面図である。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１Ａ及び図１Ｂは、第１実施形態の栓部材１０の概略中心断面図である。図１Ａには、蒸気抜き孔３ｈへ取り付けた状態の栓部材１０を示しており、図１Ｂには、取り外し状態の栓部材１０を示している。また、これらの図を含め以下で用いる全ての図に関し、皿ボルト１１については側面視で示している。

図１Ａに示すように、栓部材１０は、ＣＦＴの鋼管３の管壁部３ｗに貫通形成された蒸気抜き孔３ｈ（貫通孔に相当）を封止するものである。蒸気抜き孔３ｈは、その軸方向を、鋼管３の管壁部３ｗの壁厚方向に沿わせつつ管壁部３ｗを貫通して形成されている。そして、ＣＦＴの構築の際には、かかる蒸気抜き孔３ｈに鋼管３の外方から栓部材１０が差し込まれて同孔３ｈを液密に封止する。これにより、鋼管３内へのコンクリートの充填時の蒸気抜き孔３ｈからのコンクリートの液分の漏出は防止される。また、コンクリートの硬化後には、図１Ｂに示すように栓部材１０は蒸気抜き孔３ｈから取り外され、その後、同孔３ｈは、文字通り、火災時にコンクリートから生じる蒸気を鋼管３外へ逃がす蒸気抜き孔３ｈとして機能する。
ちなみに、鋼管３の種類としては、断面矩形状の角形鋼管や、断面円形状の丸形鋼管等を例示できるが、何等これに限らない。

図１Ｂに示すように、栓部材１０は、軸部材としての皿ボルト１１と、弾性筒状部材としての筒形ゴム２１と、第２筒状部材としての筒形スペーサー３１と、座金４１と、環状部材としてのナット５１と、を有する。そして、筒形ゴム２１、筒形スペーサー３１、及び座金４１のそれぞれの内周側空間に皿ボルト１１の軸部１２をこの順番で順次挿通し、この挿通状態のまま、最後に軸部１２の外周面の雄ねじにナット５１を螺着し、これにより、全部品１１，２１，３１，４１，５１が一体に組み付けられて、栓部材１０は使用可能な完成状態となる。

かかる栓部材１０の蒸気抜き孔３ｈへの取り付けは、次のようにしてなされる。先ず、図１Ｂに示すように、栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに差し込み、そして、ナット５１を螺合回転して締め込む。すると、座金４１や筒形スペーサー３１を介して、筒形ゴム２１は、ナット５１と皿ボルト１１の頭部１４とで挟圧される。すなわち、筒形ゴム２１には軸方向の圧縮変形が付与されるが、このとき、この圧縮変形に伴って筒形ゴム２１はビア樽状に弾性拡径変形する。そして、その際には、筒形ゴム２１の弾性力でもって筒形ゴム２１の外周面２１ａが蒸気抜き孔３ｈの内周面に強固に当接し、これにより栓部材１０は蒸気抜き孔３ｈに強固に取り付けられる。
一方、蒸気抜き孔３ｈからの取り外しは次のようにしてなされる。先ず、ナット５１を上述と逆方向に螺合回転してナット５１を緩める。すると、ナット５１と皿ボルト１１の頭部１４とによる挟圧状態が解除され、これに伴って筒形ゴム２１の弾性拡径変形が解かれて同ゴム２１は弾性縮径変形する。これにより、筒形ゴム２１の外周面２１ａと蒸気抜き孔３ｈの内周面との強固な当接も解かれて、蒸気抜き孔３ｈから鋼管３の外方へ円滑に引き出すことができて、その結果、図１Ｂのように栓部材１０は容易に取り外される。

以下、栓部材１０の各構成要素１１，２１，３１，４１，５１について説明するが、以下の説明では、蒸気抜き孔３ｈの軸方向のことを単に「軸方向」とも言う。また、この軸方向は、栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに差し込む際の差し込み方向のことでもあり、差し込み方向の先頭側のことを、「先端側」とも言い、その逆側のことを「尾端側」とも言う。なお、栓部材１０は、既述のように、鋼管３の外方から蒸気抜き孔３ｈに差し込まれるので、差し込み方向の先頭側たる「先端側」が、鋼管３の内方に対応し、「尾端側」が鋼管３の外方に対応することになる。

図１Ａに示すように、皿ボルト１１は、頭部１４が皿形のボルトである。詳しくは、蒸気抜き孔３ｈの内径よりも若干小径の皿形の頭部１４と、この頭部１４に同軸に繋がった軸部１２と、を有している。そして、軸部１２の外周面には雄ねじが形成されており、これにより軸部１２は、ナット５１が螺合可能なボルト部１２として機能する。

なお、図１Ｂに示すように、頭部１４の方が軸部１２よりも大径に形成されており、これにより、頭部１４は、軸部１２の端（頭部１４とは逆側の端のことで、図１Ｂ中では左端）から挿通された筒形ゴム２１の抜け止めとして機能する。すなわち、筒形ゴム２１が、頭部１４を超えて先端側に移動しようとした際には、筒形ゴム２１の端面２１ｅに頭部１４が当接してそれ以上の移動は不能に筒形ゴム２１を係止し、これにより、筒形ゴム２１が頭部１４を超えて皿ボルト１１から抜け落ちることは防止される。

ここで、図１Ｂに示すように、頭部１４のうちで筒形ゴム２１の端面２１ｅに当接する部分１４ｔは、軸方向の頭部１４と逆側（図１Ｂでは左側）に進むに従って縮径した錐面状に形成されている。よって、図１Ａに示すように、ナット５１の締め込みにより筒形スペーサー３１や座金４１を介してナット５１と頭部１４とで筒形ゴム２１が挟圧される際には、筒形ゴム２１への圧縮変形の付与と伴に、頭部１４の錘面状の部分１４ｔから付与されるくさび作用に基づいて筒形ゴム２１は拡径変形するように促される。これにより、筒形ゴム２１は、比較的小さな圧縮変形量でも大きく拡径変形するようになる。そして、その結果、筒形ゴム２１の径方向の弾性力に基づき、同ゴム２１の外周面２１ａを蒸気抜き孔３ｈの内周面に強固に当接し得て、栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに強固に取り付け可能となる。

筒形ゴム２１は、ゴム製の円筒部材である。そして、図１Ｂの如き非挟圧時の外径が蒸気抜き孔３ｈの内径よりも若干小径になるように設計され、これにより、蒸気抜き孔３ｈへの円滑な差し込み性が確保されている。しかし、図１Ａの如き挟圧時の拡径変形状態にあっては、同外径は蒸気抜き孔３ｈの内径よりも大径となるように設計され、これにより、外周面２１ａを蒸気抜き孔３ｈの内周面に確実に当接させて、蒸気抜き孔３ｈを液密に封止する。

なお、この例では、蒸気抜き孔３ｈの断面形状が正円形であることから、筒形ゴム２１の方も、それと相似形状の断面正円形状の円筒部材としているが、蒸気抜き孔３ｈに差し込み可能で、且つ拡径変形時に同孔３ｈを封止可能であれば、何等これに限らない。例えば、断面形状を楕円等の正円以外の円形にしても良いし、断面形状が多角形の筒部材を用いても良い。

また、その素材も、何等ゴムに限らない。すなわち、蒸気抜き孔３ｈに差し込み可能な縮径状態から封止可能な程度まで弾性拡径変形可能な弾性素材であれば、ゴムに代えて使用可能であり、例えば樹脂製でも良い。

筒形スペーサー３１は、栓部材１０の略全長を蒸気抜き孔３ｈの長さに応じて調整するためのものである。ここで、この長さ調整の必要性について説明すると、先ず、理想的には、図１Ａのように栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに取り付けた状態において、その最も先端側の部分たる皿ボルト１１の頭部１４が、鋼管３の内周面３ａから所定の突出長Ｌｔ（例えば、０ｍｍよりも大きく２ｍｍ以下の範囲の任意値）だけ突出した状態になっているのが好ましい。これは、図２Ａのように皿ボルト１１の頭部１４の突出長Ｌｔが大きすぎると、栓部材１０を取り外す際にコンクリートに栓部材１０の先端部１０ｅｓが大きく埋設されて栓部材１０を取り外し難くなるからであり、また、逆に図２Ｂのように皿ボルト１１の頭部１４が蒸気抜き孔３ｈから突出せずに同孔３ｈ内に引っ込んでいると、コンクリートの充填時に蒸気抜き孔３ｈの先端側の部分３ｈｅｓにコンクリートが入り込んで当該部分３ｈｅｓを塞いでしまい、蒸気抜き孔３ｈとして機能し難くなるからである。すなわち、火災時に生じる蒸気は、図３Ａに示すように鋼管３の内周面３ａに沿って移動するが、その際、蒸気抜き孔３ｈの先端側の部分３ｈｅｓがコンクリートで塞がっていると、蒸気が蒸気抜き孔３ｈに入り難くなるためである。そのため、栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに取り付けた状態にあっては、図１Ａのように皿ボルト１１の頭部１４が鋼管３の内周面３ａから所定の突出長Ｌｔだけ突出した状態に設定される必要があるのである。

一方、図１Ａに示すように、封止対象の蒸気抜き孔３ｈの長さＬ３ｈは、基本的に鋼管３の管壁部３ｗの壁厚寸法Ｌ３ｗと同値であるが、ここで、壁厚寸法Ｌ３ｗは、施工対象の鋼管３の種類や口径寸法などに応じて変わり得る。例えば、壁厚寸法Ｌ３ｗは、図４の表１に示すように、２５ｍｍ、２８ｍｍ、３２ｍｍ、３６ｍｍ、４０ｍｍのように複数種類ある。

そのため、この第１実施形態では、図１Ｂに示すように栓部材１０の略全長、つまり栓部材１０のうちで実質的に封止栓として機能する部分の全長Ｄ４１（皿ボルト１１の頭部１４の頂面１４ａと座金４１との間の長さＤ４１）を、栓部材１０の取り付け対象の鋼管３の壁厚寸法Ｌ３ｗに応じて調整すべく、筒形スペーサー３１を栓部材１０の構成要素として用いている。すなわち、図４の表１や写真１に示すように、鋼管３の壁厚寸法Ｌ３ｗ毎に、各壁厚寸法Ｌ３ｗに対応する長さの筒形スペーサー３１を予め用意しており、栓部材１０の取り付け対象の鋼管３の壁厚寸法Ｌ３ｗに応じて、対応する長さの筒形スペーサー３１を使用している。そして、これにより、栓部材１０が、図２Ａのように蒸気抜き孔３ｈ内に引っ込んだ状態になることや、図２Ｂのように蒸気抜き孔３ｈから極端に突出した状態になることを有効に防いでいる。

なお、かかる壁厚寸法Ｌ３ｗに対応した筒形スペーサー３１の長さＬ３１は、例えば次式１で算出される。

筒形スペーサーの長さＬ３１＝Ｌ３ｗ−（Ｌ２１−Ｌｔｍ−Ｌｐ） …（１）

ここで、上式１中のＬ２１は筒形ゴム２１の自然長であり、Ｌｔｍは、蒸気抜き孔３ｈに取り付けた状態での突出長Ｌｔの目標値であり、Ｌｐは、目標の取り付け強度（蒸気抜き孔３ｈに栓部材１０を取り付ける力のこと）を確保するのに必要な圧縮変形量（以下、目標圧縮変形量と言う）である。なお、突出長Ｌｔの目標値Ｌｔｍは、前述の適正範囲（０ｍｍ＜突出長≦２ｍｍ）から適宜選択されて設定され、また、目標圧縮変形量Ｌｐは事前実験などによって予め定められる。

ちなみに、このようにすれば、壁厚寸法Ｌ３ｗが変わっても、筒形ゴム２１については同じ自然長Ｌ２１のものを用いることができる。例えば、図４の表１中に示すように、筒形ゴム２１の自然長Ｌ２１については、全ての壁厚寸法Ｌ３ｗに亘って１０ｍｍ等の所定値に揃えることができて、つまり変更せずに済む。よって、同図４の写真１に示すように、互いに略全長の異なる栓部材１０であっても、封止対象の蒸気抜き孔３ｈの孔径が互いに同径の場合には、互いに同量の圧縮変形量を付与すれば、筒形ゴム２１は互いに略同量だけ弾性拡径変形することになるので、当該蒸気抜き孔３ｈへの取り付け強度を概ね同じに揃えることができる。その結果、鋼管３の壁厚寸法Ｌ３ｗによらず、栓部材１０を確実且つ強固に取り付け可能となって、かかる栓部材１０は取り扱い易いものとなる。

このような機能の筒形スペーサー３１は、図１Ａに示すように、例えば外径が蒸気抜き孔３ｈの内径よりも若干小径の円筒体である。そして、上述のスペーサーとしての機能、つまり長さ調整機能を果たすべく、筒形ゴム２１よりも高剛性の素材、例えば塩化ビニルで形成され、これにより、図１Ａの挟圧時には筒形スペーサー３１では概ね圧縮変形させずに専ら筒形ゴム２１の方で圧縮変形させるようにしている。

但し、かかる筒形スペーサー３１の素材としては、何等上述の塩化ビニルの如き樹脂に限らない。すなわち、挟圧時に概ね圧縮変形しない程度の剛性を有する素材であれば適用可能であり、例えば鋼等の鉄製でも良いし、アルミや銅等の非鉄金属製でも良いし、或いは、セラミック等の非金属素材を用いても良い。また、この例では、蒸気抜き孔３ｈの断面形状が正円形であることから、筒形スペーサー３１の断面形状についても、それと相似形状の断面正円形状としているが、何等これに限らない。例えば、断面形状を、楕円等の正円以外の円形にしても良いし、断面形状が多角形の筒部材を用いても良い。

また、図４の表１又は写真１に示すように、筒形スペーサー３１の長さ毎に、筒形スペーサー３１の色を別の色に色分けしても良く、そのようにすれば、蒸気抜き孔３ｈへ栓部材１０を取り付ける際に、本来取り付けるべき栓部材１０とは違う長さの栓部材１０を誤って取り付けてしまうといった栓部材１０の取り違えミスを確実に防ぐことができる。

図１Ｂに示すように、座金４１は、筒形スペーサー３１とナット５１との間に介挿されたリング状の円板である。そして、当該座金４１は、先端側の面４１ａで、筒形スペーサー３１の端面３１ｅと当接し、尾端側の面４１ｂで、ナット５１の端面５１ｅと当接し、これにより、ナット５１と筒形スペーサー３１との間の軸方向の力の伝達が円滑に行われるようになっている。

また、図１Ａに示すように、この座金４１の外径は、蒸気抜き孔３ｈの内径よりも大きく設計されているので、鋼管３の外周面３ｂに当接可能である。よって、上述の筒形スペーサー３１と協同することにより、蒸気抜き孔３ｈへの栓部材１０の差し込み長さが適正範囲に収まるように規制する規制部材としても機能する。
すなわち、前述したように、鋼管３の内周面３ａから突出する皿ボルト１１の頭部１４の突出長Ｌｔには、適正範囲（０ｍｍ＜突出長≦２ｍｍ）があるが、上述のように壁厚寸法Ｌ３ｗに対応した適正長さの筒形スペーサー３１を用いていれば、座金４１が鋼管３の外周面３ｂに当接した際には、筒形ゴム２１が目標圧縮変形量だけ圧縮変形し、且つ皿ボルト１の頭部１４が適正範囲だけ突出した状態になっているはずである。よって、ナット５１の締め込み量の目安として、この座金４１の鋼管３の外周面３ｂへの当接の有無を目安とすることができて、つまり、栓部材１０を取り付ける作業者は、鋼管３の外周面３ｂと座金４１との間の隙間Ｇの有無に基づいてナット５１の締め込み状態の良否判定を行えるようになる。

ちなみに、上述の第１実施形態では、筒形ゴム２１と筒形スペーサー３１との間には座金を介挿していなかったが、場合によっては、図５の概略中心断面図に示すように座金４３を介挿しても良い。

ところで、望ましくは、図１Ｂに示すような栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに差し込む前に、予めナット５１を所定量だけ締め込んでおくことで筒形ゴム２１を所定量だけ拡径変形させておくと良い。このようにしておけば、差し込み後にナット５１を締め込む際に起こり得る皿ボルト１１及び筒形ゴム２１の共回りを未然に防ぐことができて、円滑に締め込み作業を行うことができる。より詳しく説明すると、先ず、蒸気抜き孔３ｈに差し込む前に、ナット５１を締め込んで筒形ゴム２１に所定の圧縮変形量を付与しておく。なお、このときの圧縮変形量の目安としては、筒形ゴム２１の外径が蒸気抜き孔３ｈの孔径を若干超えるまでである。そうしたら、この圧縮変形量を維持したまま、栓部材１０を蒸気抜き孔３ｈに差し込むが、このとき、筒形ゴム２１の外径は蒸気抜き孔３ｈの孔径を超えているので、当該差し込みと伴に、筒形ゴム２１の外周面２１ａが蒸気抜き孔３ｈの内周面に当接するようになる（例えば図１Ａ）。よって、この差し込み後に圧縮変形量を更に増大させるべくナット５１を螺合回転する際には、筒形ゴム２１は、蒸気抜き孔３ｈの内周面との間の摩擦力を、ナット５１との共回りを抑える制止力として有効に用いることができて、これにより、ナット５１を螺合回転する際に起こり得る筒形ゴム２１及び皿ボルト１１の共回りを有効に防ぐことができる。その結果、蒸気抜き孔３ｈへの差し込み後に、封止に必要な圧縮変形量を筒形ゴム２１に確実に付与可能となる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６は、第２実施形態の栓部材１０’の概略中心断面図である。上述の第１実施形態では、筒形スペーサー３１と、座金４１と、ナット５１と、を互いに別部材としていたが、本第２実施形態では、これらが一体不可分の一部材とされている点で主に相違し、これ以外の点は概ね同じである。よって、以下では、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して示し、その説明については省略する。

図６に示すように、本第２実施形態では、筒形スペーサー３１と座金４１とナット５１との三者に代えて、スペーサー・座金兼用ナット部材７１が設けられている。そして、かかるスペーサー・座金兼用ナット部材７１は、筒形スペーサー３１に相当する部分としてスペーサー部３５を有し、座金４１に相当する部分として座金部４５を有し、ナット５１に相当する部分としてナット部５５を有し、これら三者３５，４５，５５は互いに一体不可分に形成されている。また、これら各部３５，４５，５５は、それぞれ、前述の筒形スペーサー３１、座金４１、及びナット５１と略同構造且つ同寸に形成されている。例えば、ナット部５５には雌ねじが形成されており、スペーサー部３５の外径は蒸気抜き孔３ｈの孔径よりも若干小さく、座金部４５の外径は蒸気抜き孔３ｈの孔径よりも大径に設定されている。よって、このスペーサー・座金兼用ナット部材７１を皿ボルト１１に締め込めば、スペーサー部３５の先端部３５ｅが筒形ゴム２１に当接し、これにより、当該先端部３５ｅは、皿ボルト１１の頭部１４とで筒形ゴム２１を挟圧して同ゴム２１を弾性拡径変形させる。

なお、図６の例では、ナット部５５にのみ雌ねじを形成しているが、何等これに限らず、例えばスペーサー部３５にも雌ねじを形成して皿ボルト１１の軸部１２に螺合させても良い。
また、かかるスペーサー・座金兼用ナット部材７１は、この例では鉄製の一例としての鋼製であるが、その素材は何等これに限らない。すなわち、皿ボルト１１に螺合可能で、筒形ゴム２１よりも高剛性の素材であれば、アルミや銅等の非鉄金属製でも良いし、樹脂やセラミック等の非金属素材で形成されていても良い。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。

上述の実施形態では、図１Ｂに示すように、軸部材として皿ボルト１１を例示し、その頭部１４のうちで筒形ゴム２１の端面２１ｅに当接する部分１４ｔの形状を、錘面状にしていたが、何等これに限るものではない。すなわち、筒形ゴム２１に圧縮変形が付与された際に、同ゴム２１に拡径変形を強いるように構成されていれば、何等、軸部材は皿ボルト１１に限らない。例えば、皿ボルト１１に代えて、図７に示すような平ボルト１１’’を用いても良く、その場合には、筒形ゴム２１’’の端面２１ｅ’’が、軸方向の尾端側に進むに従って縮径した凹錘面状に形成されていれば、筒形ゴム２１に拡径変形を強いることができる。

上述の第１実施形態では、図１Ｂに示すように、栓部材１０は座金４１を備えていたが、座金４１は無くても良い。

３ 鋼管、３ａ 内周面、３ｂ 外周面、３ｗ 管壁部、
３ｈ 蒸気抜き孔（貫通孔）、３ｈｅｓ 先端側の部分、
１０ 栓部材、１０ｅｓ 先端部、
１０’ 栓部材、
１１ 皿ボルト（軸部材）、１１’’ 平ボルト（軸部材）、
１２ 軸部、１４ 頭部、１４ａ 頂面、１４ｔ 部分、
２１ 筒形ゴム（弾性筒状部材）、２１ａ 外周面、２１ｅ 端面、
２１’’ 筒形ゴム（弾性筒状部材）、２１ｅ’’ 端面、
３１ 筒形スペーサー（第２筒状部材）、３１ｅ 端面、
３５ スペーサー部、３５ｅ 先端部、
４１ 座金、４１ａ 先端側の面、４１ｂ 尾端側の面、４３ 座金、
４５ 座金部、
５１ ナット（環状部材）、５１ｅ 端面、
５５ ナット部、
７１ スペーサー・座金兼用ナット部材（環状部材）、
Ｇ 隙間、

Claims (10)

1. コンクリート充填鋼管に係る鋼管に形成された貫通孔に差し込まれて該貫通孔を封止する栓部材を用いた貫通孔の封止方法であって、
   前記栓部材は、前記貫通孔の軸方向の一端側に、軸部よりも大径な頭部を有する軸部材と、前記軸部が内周側に挿入され、前記軸方向に付与される圧縮変形量に応じて弾性拡径変形する弾性筒状部材と、前記軸部が内周側に挿入され、前記軸部に対する前記軸方向の相対位置を変更可能に前記軸部に係止される環状部材と、を有し、
   前記封止方法は、前記弾性筒状部材と前記環状部材との間に、前記弾性筒状部材よりも高剛性の第２筒状部材を介装し、前記頭部と前記環状部材とで前記弾性筒状部材を前記軸方向に挟圧することにより、前記弾性筒状部材に前記圧縮変形量を付与する封止方法であり、
   前記貫通孔の前記軸方向は、前記鋼管の管壁部の壁厚方向に沿っており、
   前記鋼管の管壁部の壁厚寸法毎に、前記貫通孔を前記栓部材で封止した状態において前記鋼管の内周面から前記頭部が所定長だけ突出した状態となるように、各前記壁厚寸法に対応する長さの前記第２筒状部材を一つずつ用意し、
   前記栓部材の取り付け対象の前記鋼管の管壁部の壁厚寸法に応じて、対応する長さの前記第２筒状部材を一つ選択することを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
2. 請求項１に記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記弾性筒状部材と前記環状部材との間には、前記弾性筒状部材よりも高剛性の第２筒状部材が介装されており、
   前記弾性筒状部材は、前記第２筒状部材を介して前記環状部材と前記頭部とにより挟圧されることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
3. 請求項２に記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記第２筒状部材と前記環状部材との間には、座金が介挿されており、
   前記座金は、一方の面で、前記第２筒状部材の端面と当接し、他方の面で、前記環状部材の端面と当接することを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記頭部のうちで前記弾性筒状部材の端面に当接する部分は、前記軸方向における前記頭部と逆側に進むに従って縮径した錐面状に形成されていることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記軸部材は、前記軸部に雄ねじが形成されたボルトであり、
   前記環状部材は、前記軸部の前記雄ねじに螺合するナットであることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
6. 請求項５に記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記ボルトは皿ボルトであり、
   前記弾性筒状部材はゴム製であることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
7. 請求項５に記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記貫通孔に前記栓部材を差し込む前に、前記弾性筒状部材の外径が前記貫通孔の孔径を超えるまで拡径変形するように所定の大きさの前記圧縮変形量を予め付与し、
   前記圧縮変形量を維持したまま、前記貫通孔に前記栓部材を差し込み、
   前記栓部材を前記貫通孔に差し込み後に、更に、前記圧縮変形量を増大することにより、前記栓部材で前記貫通孔を封止することを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
8. 請求項５に記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記栓部材を前記鋼管の外方から前記貫通孔に差し込む際には、前記頭部を差し込み方向の先頭にすることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
   前記壁厚寸法Ｌ３ｗに対応した各前記第２筒状部材の長さＬ３１は、Ｌ３１＝Ｌ３ｗ−（Ｌ２１−Ｌｔｍ−Ｌｐ）なる式で算出されることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。
   但し、Ｌ２１は前記弾性筒状部材の自然長であり、Ｌｔｍは、前記栓部材を前記貫通孔に取り付けた状態での突出長の目標値であり、Ｌｐは、前記貫通孔に前記栓部材を取り付ける力を確保するのに必要な圧縮変形量である。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載のコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法であって、
    前記第２筒状部材は、当該第２筒状部材の長さ毎に別の色に色分けされていることを特徴とするコンクリート充填鋼管の貫通孔の封止方法。