JP6159778B2 - Vibro hammer gripping device and steel pipe pile construction method - Google Patents
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Description
本発明は、バイブロハンマ工法において円筒形又は角筒形の鋼管(鋼管杭)を打込み又は引抜きするために把持する把持装置及びこれを用いた鋼管杭の施工方法に関する(以下、「鋼管」は鋼管杭の意味で用いる)。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gripping device for gripping or drawing a cylindrical or square tubular steel pipe (steel pipe pile) in a vibro hammer method and a method for constructing a steel pipe pile using the gripping apparatus (hereinafter, “steel pipe” is a steel pipe pile). Used to mean).
バイブロハンマの一般的な把持装置により鋼管を直接把持する場合、特許文献1に記載のように、把持装置のチャックに備わる固定爪と可動爪を天端から差し込み管壁を挟持する機構が周知である。
When a steel pipe is directly gripped by a general gripping device of a vibratory hammer, a mechanism for inserting a fixed claw and a movable claw provided on a chuck of the gripping device from the top end and clamping a pipe wall as described in
鋼管内径が小さいために一般的な把持装置の設置が困難な場合は、鋼管天端にチャッキングプレートを溶接し、チャッキングプレートを把持装置のチャックにより把持する方法がある。また、特許文献2のように、管内に中子体を設置するとともに管外から内向きに押圧して把持する方式もある。中子体は、管外からの押圧力による管の変形を防止するためのものである。
When installation of a general gripping device is difficult due to the small inner diameter of the steel pipe, there is a method in which a chucking plate is welded to the top end of the steel pipe and the chucking plate is gripped by a chuck of the gripping device. Further, as in
図9は、円筒形の鋼管Pを例として、内面に対しX方向外向きに押圧力を負荷した場合の鋼管Pの変形特性を模式的に示した平面図及び縦断面図である。各白矢印は、鋼管Pの天端から下方に向かって異なる位置に負荷する押圧力を示している。各位置にて同じ押圧力を負荷した場合、鋼管Pの天端近傍ではX方向に拡張し、Y方向に収縮する。天端が最も変形量が大きく、下方に向かって漸次変形量が小さくなる。この変形は塑性変形であり、押圧力を取り去っても元の形状に復帰しない(以下、鋼管について単に「変形」というときは塑性変形を意味する)。外面に対し内向きに押圧力を及ぼした場合も同様の変形を生じる。なお、鋼管の変形態様はこれに限られず、周方向の押圧点の数によっても多様である。従って従来は、鋼管の内面及び外面のいずれかに対し押圧力を及ぼして鋼管を把持しようとする場合、特許文献2のように変形防止策を講じていた。
FIG. 9 is a plan view and a longitudinal sectional view schematically showing deformation characteristics of the steel pipe P when a pressing force is applied outwardly in the X direction with respect to the inner surface, taking a cylindrical steel pipe P as an example. Each white arrow indicates a pressing force applied to a different position from the top end of the steel pipe P downward. When the same pressing force is applied at each position, the steel pipe P expands in the X direction near the top end and contracts in the Y direction. The top edge has the largest amount of deformation, and the amount of deformation gradually decreases downward. This deformation is plastic deformation and does not return to its original shape even when the pressing force is removed (hereinafter, the steel pipe is simply referred to as “deformation” means plastic deformation). The same deformation occurs when a pressing force is applied inward to the outer surface. In addition, the deformation | transformation aspect of a steel pipe is not restricted to this, It is various also with the number of the press points of the circumferential direction. Therefore, conventionally, when an attempt is made to grip the steel pipe by applying a pressing force to either the inner surface or the outer surface of the steel pipe, a countermeasure for preventing deformation as in
鋼管を把持するための押圧力に対抗する力を設けることにより鋼管の変形を防止する他の例として、特許文献3には、中空杭を外周から把持すると共に、把持した箇所を中空杭の内周から押圧することにより中空杭を把持する方法が開示されている。特許文献4には、管状杭の天端近傍にて管内押圧手段により外方に押圧力を及ぼすと共に管外押圧手段により内方に押圧力を及ぼすことにより管状杭を把持する方法が開示されている。
As another example of preventing the deformation of the steel pipe by providing a force that opposes the pressing force for gripping the steel pipe,
バイブロハンマの一般的な把持装置では、鋼管内径が小さい場合に限らず、諸処の事情により鋼管を把持できない場合がある。また、一般的な把持装置により把持できない場合においてチャッキングプレートを溶接できない場合(例えば引き抜いた鋼管を他の現場に転用する場合等)もある。そのような場合は、鋼管の管内から外方に押圧力を負荷して突っ張り力により鋼管を把持しなければならないが、鋼管の変形防止のための対抗力を管外に設けることが困難な場合がある。例えば、鋼管が地中に打ち込まれている場合や、鋼管の外側に他の構造物が近接している場合など、管外に必要な空間を得られないことがある。 A general gripping device of a vibratory hammer is not limited to the case where the inner diameter of the steel pipe is small, and there are cases where the steel pipe cannot be gripped due to various circumstances. In some cases, the chucking plate cannot be welded when it cannot be gripped by a general gripping device (for example, when the drawn steel pipe is diverted to another site). In such a case, it is necessary to apply a pressing force outward from the inside of the pipe of the steel pipe and grip the steel pipe by a tensile force, but it is difficult to provide a counter force for preventing deformation of the steel pipe outside the pipe. There is. For example, when a steel pipe is driven into the ground or when another structure is close to the outside of the steel pipe, a necessary space outside the pipe may not be obtained.
また、バイブロハンマの把持装置において、鋼管の管内と管外の双方に押圧力とその対抗力を負荷するための機構を設ける場合、把持装置が複雑かつかさ高となるため、作業や搬送が繁雑となりコスト高となる。 In addition, when a gripping device for a vibratory hammer is provided with a mechanism for applying a pressing force and its opposing force both inside and outside the steel pipe, the gripping device becomes complicated and bulky, which makes the work and conveyance complicated. Cost increases.
上記の問題点に鑑み、本発明は、バイブロハンマにおける鋼管の把持装置であって、鋼管の管内又は管外の一方のみから押圧力を及ぼして鋼管を把持することができ、かつ、鋼管の変形を生じないような把持装置及びこれを用いた鋼管の施工方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is a steel pipe gripping device in a vibratory hammer, which can hold a steel pipe by applying a pressing force only from one of the pipe inside or outside the pipe, and to deform the steel pipe. An object of the present invention is to provide a gripping device that does not occur and a steel pipe construction method using the gripping device.
ここで図9を再度参照すると、鋼管Pの天端から所定の長さL1の点より下方では、同じ押圧力に対しても変形を生じない。同様に、鋼管Pの下端から所定の長さL3(=L1)の点より上方でも変形を生じないことは自明である。すなわち、横方向の所定の押圧力に対し、鋼管Pの長さ方向の両端から所定の長さの上端領域L1及び下端領域L3を除く中間領域L2では変形を生じない。所定の鋼管Pにおいて、横方向の押圧力に対して変形を生じない中間領域L2の範囲は、押圧力の大きさと当該鋼管Pの材料力学的特性の関係により決まる。 Here, referring again to FIG. 9, no deformation occurs even for the same pressing force below the point of the predetermined length L1 from the top end of the steel pipe P. Similarly, it is self-evident that no deformation occurs even above the point of the predetermined length L3 (= L1) from the lower end of the steel pipe P. That is, no deformation occurs in the intermediate region L2 excluding the upper end region L1 and the lower end region L3 having a predetermined length from both ends in the length direction of the steel pipe P with respect to the predetermined pressing force in the lateral direction. In the predetermined steel pipe P, the range of the intermediate region L2 in which no deformation occurs with respect to the lateral pressing force is determined by the relationship between the magnitude of the pressing force and the material mechanical properties of the steel pipe P.
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する図面の符号であり、参考のために付する。 This invention is made | formed based on this knowledge, and provides the following structures. The numbers in parentheses are reference numerals of the drawings described later, and are attached for reference.
本発明の態様は、鋼管(P)を把持するための、バイブロハンマ(VH)の把持装置(1)であって、前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の内面に対し外向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による打込み又は引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)を除いた中間領域(L2)にあることを特徴とする。 An aspect of the present invention is a gripping device (1) of a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P), wherein an excitation force of the vibratory hammer (VH) is transmitted to an upper end and extends downward. Support part (3) and one or more pressing means provided at one or a plurality of places in the extending direction of the support part (3) and capable of generating a pressing force outward with respect to the inner surface of the steel pipe (P) (4), and the pressing force by the one or more pressing means (4) is a magnitude that generates a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when driven or pulled out by the vibratory hammer (VH). And the position where each of the one or more pressing means (4) presses the steel pipe (P) is when there is no resistance against the pressing force in the length direction of the steel pipe (P). Upper end region that causes plastic deformation of a predetermined amount or more by the pressing force (L1) and lies in the intermediate region (L2) excluding the lower end region (L3).
本発明の別の態様は、鋼管(P)を把持するための、バイブロハンマ(VH)の把持装置(1)であって、前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の外面に対し内向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による打込み又は引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)を除いた中間領域(L2)にあることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a gripping device (1) for a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P), wherein the vibratory force of the vibratory hammer (VH) is transmitted to the upper end and extended downward. One or a plurality of support portions (3) and one or a plurality of the support portions (3) that are provided at one or a plurality of locations in the extending direction of the support portion (3) and can generate a pressing force inward with respect to the outer surface of the steel pipe (P). A pressing means (4), and the pressing force by the one or more pressing means (4) generates a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when driven or pulled out by the vibratory hammer (VH). The position where each of the one or the plurality of pressing means (4) presses the steel pipe (P) has no resistance to the pressing force in the length direction of the steel pipe (P). In some cases, the pressing force causes plastic deformation of a predetermined amount or more. Characterized in that the region (L1) and a lower end region (L3) intermediate region (L2) excluding.
鋼管(P)を把持するための、バイブロハンマ(VH)の把持装置(1)であって、前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の内面に対し外向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)のうち該上端領域(L1)を除いた領域(L2,L3)にあり、かつ、該押圧する位置の少なくとも1つは該下端領域(L3)にあることを特徴とする。 A gripping device (1) for a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P), wherein the vibration generating force of the vibratory hammer (VH) is transmitted to the upper end and extends downward. One or a plurality of pressing means (4) provided at one or a plurality of locations in the extending direction of the support portion (3) and capable of generating a pressing force outward with respect to the inner surface of the steel pipe (P), And the pressing force by the one or more pressing means (4) has such a magnitude as to generate a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when being pulled by the vibratory hammer (VH), and The position where each of the plurality of pressing means (4) presses the steel pipe (P) is not less than a predetermined amount by the pressing force when there is no resistance against the pressing force in the length direction of the steel pipe (P) . Upper end region (L1) and lower end region (L ) In the area (L2, L3), excluding the upper end region (L1) of, and at least one of the pushing pressure position is characterized in that in the lower end region (L3).
上記態様において、前記押圧手段(4,4A)が、1又は複数の固定爪(41)と1又は複数の可動爪(42)の組合せからなるか、又は、複数の可動爪(42)からなることが、好適である。 In the above aspect, the pressing means (4, 4A) is composed of a combination of one or more fixed claws (41) and one or more movable claws (42), or is composed of a plurality of movable claws (42). Is preferred.
上記態様において、前記支持部(3)が、延在方向に連結された複数の支持部材(31,32,33,34)から構成されており、1つの前記押圧手段(4,4A)は、前記複数の前記支持部材(31,32,33,34)うちのいずれか1つ(32)に設けられていることが、好適である。 The said aspect WHEREIN: The said support part (3) is comprised from the some support member (31,32,33,34) connected by the extension direction, and the said one pressing means (4,4A) It is preferable that it is provided on any one (32) of the plurality of support members (31, 32, 33, 34).
上記態様において、前記複数の支持部材(31,32,33,34)の中に、前記押圧手段(4,4A)を設けられていないものを含むことが、好適である。 In the above aspect, it is preferable that the plurality of support members (31, 32, 33, 34) include those not provided with the pressing means (4, 4A).
上記態様において、1つの前記押圧手段(4,4A)が、周方向に等間隔で複数の押圧点を有することが、好適である。 In the above aspect, it is preferable that one pressing means (4, 4A) has a plurality of pressing points at equal intervals in the circumferential direction.
上記態様において、前記支持部(3)の延在方向に複数の前記押圧手段(4,4A)が設けられている場合、押圧する向きが互いに異なるものを含むことが、好適である。 In the above aspect, when a plurality of the pressing means (4, 4A) are provided in the extending direction of the support portion (3), it is preferable that the pressing directions include different ones.
本発明のさらに別の態様は、上記いずれかのバイブロハンマの把持装置を用いて鋼管を把持して該鋼管の打込み又は引抜きを行うことを特徴とする鋼管杭の施工方法である。 Still another aspect of the present invention is a steel pipe pile construction method characterized in that a steel pipe is gripped by using any one of the above-described vibro hammer gripping devices and the steel pipe is driven or pulled out.
本発明による、バイブロハンマにおける鋼管の把持装置は、下方に延在する支持部と、1又は複数の押圧手段とを有し、鋼管の内面又は外面の一方のみに押圧力を及ぼして鋼管を把持するものであり、その場合に、鋼管を押圧する位置は、その押圧力により鋼管の変形を生じない領域である。この結果、打込み又は引抜きの際に鋼管を確実に把持できると同時に鋼管の変形を防止できる。 A gripping device for a steel pipe in a vibratory hammer according to the present invention includes a support portion extending downward and one or a plurality of pressing means, and grips the steel pipe by applying a pressing force to only one of the inner surface and the outer surface of the steel pipe. In this case, the position where the steel pipe is pressed is an area where the steel pipe is not deformed by the pressing force. As a result, the steel pipe can be securely gripped at the time of driving or drawing, and at the same time, deformation of the steel pipe can be prevented.
特に、鋼管の内面に押圧力を及ぼす場合には、鋼管の外側に押圧力に対抗する力を設ける必要がないので、鋼管が地中に埋没している場合や鋼管の外側に必要な空間を確保できない場合に有効である。 In particular, when a pressing force is applied to the inner surface of a steel pipe, there is no need to provide a force against the pressing force on the outside of the steel pipe. Effective when it cannot be secured.
また、鋼管の内面に押圧力を及ぼす場合、支持部を長くすることによって鋼管における比較的下端に近い位置を押圧手段により把持できるので、その位置に起振力を有効に伝達することができる。この結果、鋼管の打込みや引抜きが容易となる。 In addition, when a pressing force is applied to the inner surface of the steel pipe, a position close to the lower end of the steel pipe can be gripped by the pressing means by elongating the support portion, so that the vibration force can be effectively transmitted to that position. As a result, the steel pipe can be easily driven and pulled out.
また、鋼管を引き抜く場合、シルト層や粘土層のように鋼管外面との粘着力(付着力)の強い粘性土が周囲に存在する位置において鋼管内面を押圧手段により把持することにより、その位置に起振力を有効に伝達することができる。この結果、鋼管を容易に引き抜くことができる。 In addition, when pulling out a steel pipe, the inner surface of the steel pipe is gripped by pressing means at a position where there is a viscous soil with a strong adhesive force (adhesive force) with the outer surface of the steel pipe, such as a silt layer or a clay layer. The vibration force can be transmitted effectively. As a result, the steel pipe can be easily pulled out.
また、鋼管を引き抜く場合、土圧が最も大きい鋼管下端では押圧力による変形を生じないと考えられる。従って、鋼管の下端領域の内面を押圧手段により把持することにより、その位置に起振力を有効に伝達することができる。この結果、鋼管を容易に引き抜くことができる。 Moreover, when pulling out the steel pipe, it is considered that deformation due to the pressing force does not occur at the lower end of the steel pipe having the largest earth pressure. Therefore, by grasping the inner surface of the lower end region of the steel pipe by the pressing means, the vibration force can be effectively transmitted to that position. As a result, the steel pipe can be easily pulled out.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。各実施形態及び変形例の図面において、同じ構成要素又は類似の構成要素については同じか又は類似の符号を付している。なお、一般的に「把持」とは、物を両側から掴む意味で用いることが多いが、本明細書では、管状物の内面に押圧力を負荷して突っ張り力により保持する場合も含むものとする。また、本発明の把持装置を、主として円筒形の鋼管に適用した例に基づいて説明するが、本発明の把持装置は角筒形の鋼管にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings of the respective embodiments and modifications, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals. In general, “gripping” is often used in the sense of grasping an object from both sides, but in this specification, it includes a case where a pressing force is applied to the inner surface of the tubular object and held by a tensile force. Although the gripping device of the present invention will be described based on an example in which the gripping device of the present invention is mainly applied to a cylindrical steel pipe, the gripping device of the present invention can also be applied to a square tube-shaped steel pipe.
(1)第1の実施形態
図1は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第1の実施形態の構成例を含む施工状況を概略的に示す側面図である。図2は、図1の把持装置の概略拡大図であり、(a)は正面図であり、(b)は鋼管(縦断面)と共に示した一部切欠き側断面図であり、(c)は(b)のI−I断面図、(d)は(b)のII−II断面図である。
(1) 1st Embodiment FIG. 1: is a side view which shows roughly the construction condition containing the structural example of 1st Embodiment of the holding apparatus of the vibratory hammer by this invention. 2 is a schematic enlarged view of the gripping device of FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a partially cutaway side cross-sectional view shown with a steel pipe (longitudinal cross section), and (c) (B) is the II sectional view, (d) is the II-II sectional view of (b).
図1に示すように、バイブロハンマVHは、起振機9と把持装置1とを有する。本実施形態の把持装置1は、起振機9の下面に取り付けられたヘッド部2と、ヘッド部2の下面から下方に延在する柱状又は管状の支持部3と、支持部3の延在方向における1又は複数の箇所にそれぞれ設けられた押圧手段4とを有する。図示の例では、押圧手段4は3箇所すなわち3段設けられている。押圧手段4は、十分な押圧力が得られるならば1箇所すなわち1段でもよい。また、支持部3の横断面形状は略矩形となっているが、他の形状でもよく、押圧手段4を支持することができればよい。支持部3を中空として押圧手段4の駆動用部品(油圧ホース等)を収容してもよい。第1の実施形態では、支持部3は鋼管Pの内側に配置され、各押圧手段4は、鋼管Pの内面に対し外向きに押圧力を発生することができる。
As shown in FIG. 1, the vibratory hammer VH includes a vibrator 9 and a
図2(a)(b)に示すように、図示の例ではヘッド部2の下面と支持部3の上部には複数の補強リブが設けられている。また図示の例では、各押圧手段4は、支持部3の軸に対して互いに反対方向に向いた一対の爪を具備する。図2(b)の部分断面に示すように、一対の爪のうち一方は固定爪41であり、他方は可動爪42である。可動爪42は、例えば、これと一体のピストンがシリンダ部43内を油圧によって移動することにより前進駆動又は後退駆動される。可動爪42の油圧駆動は、一般的な把持装置と同様の機構(図示せず)により行うことが可能であり、ここでは詳細を省略する。また、説明のために、図2(c)は可動爪42が後退した状態(非押圧時)、図2(d)は可動爪42が前進した状態(押圧時)を示しているが、基本的には、全段の押圧手段4の可動爪42が同期駆動される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, in the illustrated example, a plurality of reinforcing ribs are provided on the lower surface of the
3段の押圧手段4が全体として発揮する押圧力によって鋼管Pの内面との間に摩擦力が生じ、押圧手段4と鋼管Pとは互いに固定される。この摩擦力は、打込み又は引抜きの際の起振力による振動によって鋼管Pと押圧手段4がずれたり外れたりしない大きさでなければならない。すなわち、摩擦力は、起振機9の起振力より大きくなければならない。この状態が、把持装置1により鋼管Pを把持した状態である。この結果、支持部3の上端に伝達された起振力が、押圧手段4を介して鋼管Pに伝達される。
A friction force is generated between the inner surface of the steel pipe P by the pressing force exerted by the three-stage pressing means 4 as a whole, and the
固定爪41及び可動爪42の各押圧面41a、42aには、十分な摩擦力を得るために滑り止めとして多数の凹凸(例えば、多数の四角錐の小突起が縦横に並んだ形態)が形成されていることが好適である。また、これらの押圧面41a、42aは、鋼管Pの内面に沿うように湾曲していることが好適である。
Each
その一方、押圧手段4の押圧力によって図9に示したような鋼管Pの変形を生じないようにする必要がある。このために、本発明では、支持部3上における1又は複数の押圧手段4の位置を以下のように設定する(以下の各実施形態においても同様)。
On the other hand, it is necessary to prevent deformation of the steel pipe P as shown in FIG. 9 by the pressing force of the
先ず、バイブロハンマの起振機の起振力等に基づいて鋼管Pを把持するために必要な押圧力を算出する。次に、押圧手段4の段数に応じて1段の押圧手段4が負担する押圧力を算出する。次に、1段当たりの押圧手段4が負荷する押圧力と、鋼管Pの材料力学的特性(直径、厚さ、長さ、耐力等)とに基づいて、鋼管Pが当該押圧力に対して変形を生じない中間領域L2の範囲を決定する。なお、1段当たりの押圧手段4が周方向に複数の押圧点を有する場合、「変形を生じない」とは、各押圧点に分配された押圧力によって変形を生じないことを意味する。
First, a pressing force necessary to grip the steel pipe P is calculated based on the vibration force of a vibrator of a vibratory hammer. Next, the pressing force borne by the first
例えば、図9に示したように、押圧力を鋼管Pの長さ方向における異なる位置に負荷した場合に、直径Φに対する変形量が±0.5%未満となる位置を求め、鋼管天端からその位置までを、変形を生じる上端領域L1とする。同様に、鋼管下端から同じ距離の位置までを、変形を生じる下端領域L3とする。上端領域L1と下端領域L3を除いた間の領域を、変形を生じない中間領域L2とする。 For example, as shown in FIG. 9, when a pressing force is applied to different positions in the length direction of the steel pipe P, a position where the deformation amount with respect to the diameter Φ is less than ± 0.5% is obtained. Up to that position is defined as an upper end region L1 that causes deformation. Similarly, a position from the lower end of the steel pipe to the same distance is defined as a lower end region L3 that causes deformation. A region between the upper end region L1 and the lower end region L3 is defined as an intermediate region L2 that is not deformed.
本発明では、鋼管の内面又は外面の一方のみへの押圧力によって変形を生じる領域には、押圧手段4を配置しないことを原則とする。従って、各押圧手段4が鋼管Pを押圧する位置は、原則的に、鋼管Pの長さ方向の中間領域L2の範囲内とする。図1の例では、最上位置の1段目の押圧手段4が中間領域L2の上端位置に設置されている。
In the present invention, in principle, the
図1及び図2に示した例では、支持部3の上端に鋼管天端が位置するので、支持部3の上端にヘッド部2を設けてその下面に鋼管天端を当接させている。施工条件によっては、鋼管天端が支持部3の上端よりも下方に位置する場合もあり、その場合はヘッド部2は不要となる。鋼管天端をヘッド部2の下面に当接させると、起振機9の起振力がヘッド部2から直接、鋼管Pに伝達されるので効率的であり、また、鋼管Pと押圧手段4の間の固定強度を補強することにもなる。また、ヘッド部2に鋼管天端を当接させると、押圧手段4の把持位置を正確に規定し易い。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, since the steel pipe top end is located at the upper end of the
図2に示した例では、1段目の押圧手段4の下方に2段目及び3段目の押圧手段4が等間隔で設置されている。押圧手段4の段数は1段でもよく、3段に限らず、2段でも4段以上でもよい。また、複数段の押圧手段4を等間隔に設置する必要はなく、各段の間隔は適宜設定可能である。なお、支持部3を長くして鋼管の比較的下端側に近い位置に押圧手段4を配置する場合も、原則的には、下端領域L3より上の中間領域L2の範囲内とする(後述する第3の実施形態を除く)。
In the example shown in FIG. 2, the second-stage and third-stage pressing means 4 are installed at equal intervals below the first-stage
このように、本発明は、バイブロハンマの把持装置において、従来のように鋼管天端又はその近傍で鋼管を把持する一般的な発想ではなく、鋼管天端から所定の距離だけ離れた位置や、天端より下端側に近い位置でも鋼管を把持するという新規な発想に基づくものである。 As described above, the present invention is not a general idea of gripping a steel pipe at or near the top end of a steel pipe as in the conventional gripping device of a vibratory hammer, but a position away from the top of the steel pipe by a predetermined distance, This is based on a novel idea of gripping a steel pipe even at a position closer to the lower end side than the end.
(2)第2の実施形態
図3(a)は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第2の実施形態の一例を鋼管(縦断面)の一部と共に示した一部切欠き側断面図であり、(b)は(a)のIII−III断面図である。
(2) Second Embodiment FIG. 3A is a partially cutaway side sectional view showing an example of a second embodiment of a gripping device for a vibratory hammer according to the present invention together with a part of a steel pipe (longitudinal section). (B) is a III-III sectional view of (a).
図3(a)に示すように、把持装置1は、起振機の下面に取り付けられるヘッド部2と、ヘッド部2の下面から下方に延在する管状の支持部3と、支持部3の延在方向における1又は複数の箇所にそれぞれ設けられた押圧手段4Aとを有する。第2の実施形態では、支持部3は鋼管Pの外側に配置される。図3(b)に示すように、図示の例では支持部3の横断面形状は矩形であるが、他の形状でもよく、押圧手段4Aを支持することができればよい。
As shown in FIG. 3A, the
図3の例では、各押圧手段4Aは、鋼管Pの外面に対し内向きに押圧力を発生することができる。各押圧手段4Aは、支持部3の対向する2つの壁に互いに向き合う一対の爪を具備し、一方は固定爪41であり、他方は可動爪42である。可動爪42は、例えば、これと一体のピストンがシリンダ部43内を油圧により移動することにより前進駆動又は後退駆動される。この可動爪42の駆動は、一般的な把持装置と同様の機構(図示せず)により行うことが可能であり、ここでは詳細を省略する。全段の押圧手段4Aの可動爪42は、同期駆動される。押圧手段4Aの段数は、少なくとも1段である。複数段設ける場合の間隔も適宜設定できる。
In the example of FIG. 3, each pressing means 4 </ b> A can generate a pressing force inward with respect to the outer surface of the steel pipe P. Each pressing means 4 </ b> A includes a pair of claws facing each other on two opposing walls of the
全ての押圧手段4Aが全体として発揮する押圧力によって鋼管Pの外面との間に摩擦力が生じ、押圧手段4Aと鋼管Pが互いに固定される。この状態が、把持装置1により鋼管Pを把持した状態である。固定爪41及び可動爪42の押圧面41a、42aは、十分な摩擦力を得るために滑り止めとして多数の凹凸が形成されていることが好適である。また、これらの押圧面41a、42aは、鋼管Pの外面に沿うように湾曲していることが好適である。
A frictional force is generated between the outer surface of the steel pipe P by the pressing force exerted by all the
(3)第3の実施形態
図4は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第3の実施形態の一例を含む施工状況を概略的に示す側面図である。
(3) Third Embodiment FIG. 4 is a side view schematically showing a construction situation including an example of a third embodiment of a gripping device for a vibratory hammer according to the present invention.
第3の実施形態は、鋼管Pを引き抜く場合に適用される形態である。鋼管Pの周囲には、例えば、地表から礫層A、シルト層/粘土層B、砂層Cの順で異なる土質の地盤が存在するとする。このような地盤特性は、通常、施工前に判明している。図4に示す本実施形態の把持装置1の一例では、支持部3上の2箇所に押圧手段4a、4bを有する。
The third embodiment is a form applied when the steel pipe P is pulled out. In the vicinity of the steel pipe P, for example, it is assumed that soils with different soils exist in the order of the ground surface, gravel layer A, silt layer / clay layer B, and sand layer C. Such ground characteristics are usually known before construction. In the example of the
1段目の押圧手段4aは、鋼管Pの周囲にシルト層/粘土層Bの存在する位置に配置されている。シルト層や粘土層のような粘性土は、鋼管外面との粘着力(付着力)が大きい。従って、この位置において直接的に起振力を伝達することにより、鋼管Pを周囲の地盤から効率的に離脱させることができる。 The first-stage pressing means 4 a is arranged at a position where the silt layer / clay layer B exists around the steel pipe P. Cohesive soil such as a silt layer or clay layer has a large adhesive force (adhesion) with the outer surface of the steel pipe. Therefore, the steel pipe P can be efficiently detached from the surrounding ground by transmitting the vibration force directly at this position.
2段目の押圧手段4bは、鋼管Pのほぼ下端に配置されている。この位置は、鋼管Pの周囲が空間の場合は、押圧力により変形を生じる下端領域L3にあるので、上述した実施形態では押圧手段を配置しない位置である。しかしながら、本実施形態の場合、鋼管Pは周囲から土圧を受けているため、これが対抗力となって押圧手段4bの押圧力による変形は生じないと考えられる。なお、上端領域L1については、引抜き開始直後に周囲に対抗力となる土圧がなくなるので、上端領域L1については上述した実施形態と同様に押圧手段を設けないことが望ましい。よって、本実施形態では、鋼管Pの中間領域L2及び下端領域L3、すなわち上端領域L1を除いた下端までの領域L4の範囲内であれば、押圧手段を設けてもよい。そして、鋼管Pの下端は最も土圧の大きい位置であるから、この位置において直接的に起振力を伝達することにより、鋼管Pを効率的に離脱させることができる。
The second-stage
バイブロハンマの把持装置において、本発明のように、鋼管の中間領域や下端領域を把持し、鋼管の中間領域や下端領域に直接的に起振力を伝達する構成は、従来の一般的な把持方法とは全く異なる手法である。 In the gripping device for a vibratory hammer, as in the present invention, the structure for gripping the intermediate region and the lower end region of the steel pipe and transmitting the vibration force directly to the intermediate region and the lower end region of the steel pipe is a conventional general gripping method. This is a completely different method.
(4)第4の実施形態
図5(a)は、本発明によるバイブロハンマの把持装置の第4の実施形態の一例を示す正面図であり、(b)は(a)の把持装置を鋼管(縦断面)の一部と共に示した一部切欠き側断面図であり、(c)は(a)の把持装置の使用形態の一例を示す一部切欠き側断面図である。
(4) Fourth Embodiment FIG. 5 (a) is a front view showing an example of a fourth embodiment of a gripping device for a vibratory hammer according to the present invention, and FIG. 5 (b) shows a gripping device of FIG. It is a partial notch side sectional view shown with a part of (longitudinal section), and (c) is a partially notched side sectional view showing an example of a usage form of the gripping device of (a).
図5(a)(b)に示すように、第4の実施形態では、上述した第1の実施形態の把持装置1の支持部3が、軸方向に連結された複数の支持部材31、32から構成されている。最上部の支持部材31は、ヘッド部2の下面に接合され、上部に複数の補強リブを具備する。支持部材31の下端にはフランジ31aが形成されている。別の支持部材32は、柱状又は管状の本体の上端と下端にフランジ32aが形成されている。支持部材31と支持部材32はフランジ31aと32aを当接させ、そして、支持部材32同士はフランジ32aと32aを当接させ、それぞれボルト・ナット等の固定具で適宜固定することにより連結される。図5(a)(b)の例では、連続する3つの支持部材32の各々に押圧手段4が設けられている。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in the fourth embodiment, the
図示しないが、第2の実施形態及び第3の実施形態の把持装置1の支持部3についても、第4の実施形態を適用可能である。
Although not shown, the fourth embodiment can also be applied to the
図5(c)の使用形態の例では、支持部材31と支持部材32の間、及び、支持部材32同士の間に、押圧手段4を設けない支持部材33が挿入されている。支持部材33も上端と下端にフランジ33aを形成されており、これにより軸方向に連結することができる。支持部材33は、支持部材32が具備する押圧手段4を適切な位置に設置するためのスペーサ的な役割を果たすものである。必要に応じて支持部材33を複数本連続して連結してもよい。例えば、押圧手段4を鋼管Pの下端に近い位置に設置して把持させたい場合は、比較的長い支持部材33を連結したり、必要な数の支持部材33を連結したりすればよい。
In the example of the usage pattern in FIG. 5C, the
(4)その他の実施形態
以下、本発明による把持装置のその他の実施形態を説明する。これらの実施形態は、可能である限りにおいて、互いの特徴を組み合わせて適用してもよく、また、上述した各実施形態の特徴と組み合わせて適用してもよい。
(4) Other Embodiments Hereinafter, other embodiments of the gripping device according to the present invention will be described. As long as possible, these embodiments may be applied in combination with the features of each other, or may be applied in combination with the features of the above-described embodiments.
図6(a)(b)は、それぞれ本発明によるバイブロハンマの把持装置の別の実施形態の一例を鋼管(縦断面)の一部と共に示した一部切欠き側断面図である。本実施形態は、上述した実施形態の把持装置におけるヘッド部が無い形態である。 FIGS. 6 (a) and 6 (b) are partially cutaway side cross-sectional views each showing an example of another embodiment of a gripping device for a vibratory hammer according to the present invention together with a part of a steel pipe (longitudinal cross section). This embodiment is a form in which there is no head portion in the gripping device of the above-described embodiment.
図6(a)の例では、鋼管Pの天端が支持部3の上端より下方に離れた位置にある。例えば、水底の地盤に対して鋼管Pの打込み又は引抜きを行う場合、鋼管天端は水面下にあるが、支持部3の上端は水上に位置する必要がある。この場合も、押圧手段4が鋼管Pを中間領域(上述した第3の実施形態の場合は下端領域も含む)で把持するように、適切な長さのスペーサ的な支持部材33を介在させている。押圧手段4の把持位置は、鋼管天端の位置を予め計測することにより決定する。
In the example of FIG. 6A, the top end of the steel pipe P is at a position away from the upper end of the
図6(b)の例では、(a)の例と同様に鋼管Pの天端が支持部3の上端より下方に離れた位置にあるが、鋼管Pの天端を押さえるフランジ34aを具備する支持部材34が挿入されている。フランジ34aは鋼管Pの直径よりも大径であるので、鋼管Pの天端に当接して押さえることができる。この例では、鋼管Pに起振力を直接伝達することができ、鋼管Pの固定強度も補強することができる。また、押圧手段4の把持位置を正確に規定し易い。
In the example of FIG. 6 (b), the top end of the steel pipe P is located at a position away from the upper end of the
図7(a)(b)(c)(d)はそれぞれ、把持装置1の押圧手段の変形例を概略的に示した横断面図である。本発明における1つ(1段)の押圧手段は2以上の押圧点を具備するが、その場合、それらの押圧点は鋼管Pの内面又は外面の周上で全体として均等に押圧力を及ぼすように配置されている。
FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D are cross-sectional views schematically showing modifications of the pressing means of the
図7(a)は、互いに反対向きの2対の固定爪41と可動爪42が十字状に配置されている。図7(b)は、1つの固定爪41と2つの可動爪42が120度間隔で配置されている。図7(c)は、全てが可動爪の例であり、6つの可動爪42が60度間隔で配置されている。図7(d)は、角筒形の鋼管Pの場合の例を示している。内面を押圧する場合、必要な突っ張り力を負荷可能な配置であれば、これらの例に限られない。図示しないが、外面に押圧力を負荷する場合も、固定爪と可動爪の多様な配置が可能である。
In FIG. 7A, two pairs of fixed
図8(a)(b)はそれぞれ、把持装置1の押圧手段を3段で配置する場合の変形例を概略的に示した各段の横断面図である。図8(a)では1段目と3段目の固定爪と可動爪による押圧方向が同じであり、これらに対し2段目の押圧方向が垂直になっている。図8(b)では各段の固定爪と可動爪による押圧方向が互いに120度の角度をなしている。複数段の押圧手段を有する場合、押圧する向きが互いに異なるものを含んでもよい。その場合、全体としてバランスよく押圧する向きを設定することが好適である。
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views of each stage schematically showing a modification example in which the pressing means of the
1 把持装置
2 ヘッド部
3 支持部
31、32、33、34 支持部材
4、4A、4a、4b 押圧手段
41 固定爪
42 可動爪
43 シリンダ部
9 起振機
VH バイブロハンマ
P 鋼管
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、
前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の内面に対し外向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、
前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による打込み又は引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)を除いた中間領域(L2)にあることを特徴とする
バイブロハンマの把持装置。 A gripping device (1) for a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P),
A support portion (3) that transmits the vibration force of the vibrator hammer (VH) to the upper end and extends downward;
One or a plurality of pressing means (4) provided at one or a plurality of locations in the extending direction of the support portion (3) and capable of generating a pressing force outward with respect to the inner surface of the steel pipe (P). And
The pressing force by the one or more pressing means (4) has a magnitude that generates a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when driven or pulled by the vibratory hammer (VH), and the one or more Each of the pressing means (4) presses the steel pipe (P) in the length direction of the steel pipe (P) when there is no resistance force against the pressing force. A vibratory hammer gripping device, which is located in an intermediate region (L2) excluding an upper end region (L1) and a lower end region (L3) that cause deformation .
前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、
前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の外面に対し内向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、
前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による打込み又は引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)を除いた中間領域(L2)にあることを特徴とする
バイブロハンマの把持装置。 A gripping device (1) for a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P),
A support portion (3) that transmits the vibration force of the vibrator hammer (VH) to the upper end and extends downward;
One or a plurality of pressing means (4) provided at one or a plurality of locations in the extending direction of the support portion (3) and capable of generating a pressing force inward with respect to the outer surface of the steel pipe (P). And
The pressing force by the one or more pressing means (4) has a magnitude that generates a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when driven or pulled by the vibratory hammer (VH), and the one or more Each of the pressing means (4) presses the steel pipe (P) in the length direction of the steel pipe (P) when there is no resistance force against the pressing force. A vibratory hammer gripping device, which is located in an intermediate region (L2) excluding an upper end region (L1) and a lower end region (L3) that cause deformation .
前記バイブロハンマ(VH)の起振力を上端に伝達されかつ下方に延在する支持部(3)と、
前記支持部(3)の延在方向の1箇所又は複数箇所に設けられ前記鋼管(P)の内面に対し外向きに押圧力を発生可能な1又は複数の押圧手段(4)と、を有し、
前記1又は複数の押圧手段(4)による押圧力は前記バイブロハンマ(VH)による引抜きの際に前記鋼管(P)を把持可能な摩擦力を生じる大きさであり、かつ、前記1又は複数の押圧手段(4)の各々が前記鋼管(P)を押圧する位置は、該鋼管(P)の長さ方向において、該押圧力に対する対抗力が無い場合に該押圧力によって所定量以上の塑性変形を生じる上端領域(L1)及び下端領域(L3)のうち該上端領域(L1)を除いた領域(L2,L3)にあり、かつ、該押圧する位置の少なくとも1つは該下端領域(L3)にあることを特徴とする
バイブロハンマの把持装置。 A gripping device (1) for a vibratory hammer (VH) for gripping a steel pipe (P),
A support portion (3) that transmits the vibration force of the vibrator hammer (VH) to the upper end and extends downward;
One or a plurality of pressing means (4) provided at one or a plurality of locations in the extending direction of the support portion (3) and capable of generating a pressing force outward with respect to the inner surface of the steel pipe (P). And
The pressing force by the one or more pressing means (4) has a magnitude that generates a frictional force capable of gripping the steel pipe (P) when being pulled out by the vibratory hammer (VH), and the one or more pressing means Each of the means (4) presses the steel pipe (P) in the length direction of the steel pipe (P), when there is no resistance against the pressing force , the pressing force causes plastic deformation of a predetermined amount or more. There occurring upper end region (L1) and the region excluding the upper end region (L1) of the lower end region (L3) (L2, L3), and at least one of the pushing pressure position to the lower end region (L3) A vibratory hammer gripping device.
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