JP6737740B2 - 鋼材の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は仮設橋や架設桟橋等の支持杭と支持柱の接合に適用可能な鋼材の接合構造に関する。

仮設桟橋等の支持杭や支持柱として鋼管等の鋼材が用いられていて、地中に打ち込んだ支持杭の上部に支持柱を接合して延長している。
支持杭と支持柱の接合手段としては全周溶接が知られているが、作業が大掛かりとなる等の理由から筒状の継手ソケットを用いた種々の機械式接合方法が提案されている。

特許文献１には上下の鋼管の外径と略同径の内径を有する継手ソケットを使用し、該継手ソケットを上下の鋼管の突合せ部に跨って外装した接合方法が開示されている。
特許文献２には上下の鋼管の外径より大径の内径を有する継手ソケットを使用し、上下の鋼管の突合せ部に跨って外装した継手ソケットと上下の鋼管との間に複数の貫通ボルトを貫通して螺着した後に、継手ソケットと上下の鋼管の周面間に形成される隙間内に接着剤を充填して固着する接合方法が開示されている。
特許文献３には上下の鋼管の外径より大径の内径を有する分割式の継手ソケットと、継手ソケットを締付ける複数組のバンド材と、継手ソケットトと上下の鋼管の周面間の隙間内に介装する硬質ゴム製で環状を呈する一対のスペーサとを使用し、間にスペーサを介装して上下の鋼管に分割した半筒状のソケットを外装した後にバンド材を締め付けて上下の鋼管の接合部を可撓可能に接合した接合方法が開示されている。
特許文献４には継手ソケットを使用せずに、上下の鋼管の端部同士を直接インロー嵌合させ、重合させた嵌合部に複数の貫通ボルトを螺着して一体化した接合方法が開示されている。

特開平１０−２７３９１２号公報 特開平１１−２２２８５３号公報 特開２００１−６４９６１号公報 特開２００５−３５１４１２号公報

従来の鋼管の機械式接合構造はつぎの問題点を有する。
＜１＞河川敷等では鉛直性を保ち正規の高さに支持杭を打ち込むことは至難であることから、支持杭の上部が正規位置からずれたり傾倒して打ち込まれたりする場合がある。
打込み後の支持杭に水平方向のずれや傾倒を生じた場合、従来の継手ソケットではこれらの施工誤差を吸収することができない。
＜２＞特許文献２，４の接合方法にあっては、面倒なボルト穴の位置合わせを行いながら多数のボルトを取り付けなければならず、接合作業に多くの時間と労力を要して作業性が悪く工費も高くつく。
＜３＞分割式の継手ソケットとバンド材と硬質ゴム製のスペーサを使用した特許文献３の接合技術は接合部の変位を許容した接合構造であり、接合部を変位不能に接合することができない。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは少なくとも次のひとつの鋼管の接合構造を提供することにある。
＜１＞鋼材の施工誤差を吸収して接合できること。
＜２＞現場における作業性を改善して経済的に接合できること。
＜３＞接合後に鋼材の水平位置又は角度の再調整が可能であること。
＜４＞公知の各種鋼材の接合に適用できること。

本発明は、縦方向に向けた上位および下位の鋼材の突合せ部に跨って外装可能な筒状の異径筒本体と、異径筒本体と前記鋼材との間に形成される調整間隙を調整して前記異径筒本体と鋼材とを位置決めする複数の間隙調整手段とを具備した継手ソケットを使用して下位の鋼材の上部と上位の鋼材の下部との間を一体に接合する鋼材の接合構造であって、前記異径筒本体は下位の鋼材の上部に外装可能な下筒と、上位の鋼材の下部に外装可能な上筒と、同軸線上に位置させた前記下筒と上筒の境界部に介装して一体化した棚板とを有し、前記下筒と上筒の何れか一方と、前記上位又は下位の何れか一方の鋼材の周面間に調整間隙が形成されるように、前記異径筒本体の下筒または上筒の何れか一方の内径が下筒または上筒の何れか他方の内径より大きい寸法関係にあり、下位の鋼材と上位の鋼材に跨って継手ソケットが外装されたときに前記下位の鋼材の上端と上位の鋼材の下端の間に棚板が介在することで前記継手ソケットが位置決めされ、前記複数の間隙調整手段が調整間隙の範囲で下位の鋼材の施工誤差を吸収し得るように調整された上位の鋼材の水平位置と立設角度を保持する。
本発明の他の形態において、前記継手ソケットの下筒の内径が上筒の内径より大きい寸法関係にあり、少なくとも該下筒の一部に複数の間隙調整手段が配設され、該複数の間隙調整手段が下位の鋼材の外周面を押圧可能である。
本発明の他の形態において、前記継手ソケットの上筒の内径が下筒の内径より大きい寸法関係にあり、少なくとも該上筒の一部に複数の間隙調整手段が配設され、該複数の間隙調整手段が上位の鋼材の外周面を押圧可能である。
本発明の他の形態において、前記継手ソケットの上筒または下筒の何れか一方が上位または下位の何れか一方の鋼材に外接可能な寸法関係にある。
本発明の他の形態において、前記複数の間隙調整手段が異径筒本体の一部に螺着した複数の固定調整ボルトである。
本発明の他の形態において、前記上位および下位の鋼材の外周面と前記継手ソケットの外周面との間に軸方向に沿って引張材が張設されている。
本発明の他の形態において、前記下位の鋼材が鋼管、コラム材、またはＨ形鋼の何れか一種であり、前記上位の鋼材が鋼管、コラム材、またはＨ形鋼の何れか一種であり、前記下位または上位の鋼材が同種鋼材の組み合わせまたは異種鋼材の組み合せである。
本発明の他の形態において、前記下位の鋼材が支持杭であり、前記上位の鋼材が支持柱である。

本発明は少なくとも次のひとつの効果を奏する。
＜１＞縦方向に向けて突き合せた上位および下位の鋼材の突合せ部に跨って継手ソケットを外装した後に、固定調整ボルト等の複数の間隙調整手段を操作して異径筒本体と鋼材とを位置決めするだけの簡単な作業で以て、下位の鋼材の施工誤差を吸収して上位の鋼材を正規位置に立設することができる。
＜２＞鋼材にボルトを貫通させずに上位および下位の鋼材を強固に接合できるので、従来と比べて現場における作業性を大幅に改善できて経済的に接合することができる。
＜３＞接合後において、複数の間隙調整手段を操作することで鋼材の水平位置又は傾倒の再調整を行うことができる。
＜４＞継手ソケットは、公知の鋼管だけでなくコラム材やＨ形鋼等の公知の各種鋼材に適用できて汎用性に富む。

実施例１に係る継手ソケットの一部を破断した接合部の斜視図 支持杭と支持柱の接合部の説明図であって、（Ａ）は接合部の縦面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図、（Ｄ）は他の調整固定ボルトの説明図 支持杭と支持柱の接合方法の説明図で、（Ａ）は支持杭上部の切除工程の説明図、（Ｂ）は支持柱の吊り込み工程の説明図、（Ｃ）は接合を終えた支持柱の修正工程の説明図 支持柱を継手ソケットの上筒に内接させて接合した実施例２に係る鋼材の接合部の縦断面図 継手ソケットの下筒と上筒の寸法関係を逆にして接合した接合した実施例３に係る鋼材の接合部の縦断面図 支持柱の鋼材を変えた実施例４に係る説明図で、（Ａ）はコラム材を適用した説明図、（Ｂ）はＨ形鋼を適用した説明図 支持杭の鋼材を変えた実施例４に係る説明図で、（Ａ）はコラム材を適用した説明図、（Ｂ）はＨ形鋼を適用した説明図 支持杭の鋼材を変えた実施例４に係る説明図で、（Ａ）はコラム材を適用した説明図、（Ｂ）はＨ形鋼を適用した説明図 実施例６に係る鋼材の接合技術の説明図で、引張材を追加配置して連結した接合部の部分縦断面図

以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳細に説明する。

＜１＞支持杭と支持柱の鋼材の組み合せ
本実施例１では支持杭１０と支持柱２０が同種同径の鋼管である形態について説明する。

＜２＞鋼材の機械式接合手段
図１，２を参照して説明すると、本発明では筒状の継手ソケット３０を使用して縦方向に向けた突き合せた下位の支持杭１０と上位の支持柱２０の間を一体に接合する。
継手ソケット３０は支持杭１０と支持柱２０の突合せ部に跨って外装可能な異径の異径筒本体３５と、異径筒本体３５、支持杭１０および支持柱２０を位置決めする複数の間隙調整手段とを具備する。
本例では複数の間隙調整手段が異径筒本体３５の周面に螺着した固定調整ボルト３４，３６である場合について説明する。

＜２．１＞異径筒本体
異径筒本体３５は支持杭１０の上部に第１調整間隙Ｇ_１を介して外装可能な下筒３１と、支持柱２０の下部に第２調整間隙Ｇ_２を介して外装可能な上筒３２と、同軸線上に位置させた両筒３１，３２の境界部に介装して一体化した棚板３３とからなる。
本例では下筒３１と上筒３２はそれぞれ異径の鋼管で形成されている。
棚板３３は径差のある両筒３１，３２を荷重伝達可能に一体化すると共に、支持杭１０と支持柱２０の突合せ端の間に介装する板材であり、例えば鋼板で形成されている。
棚板３３の形状は図示した円環形に限定されず角形でもよい。
棚板３３は支持杭１０と支持柱２０の突合せ端の間に介装可能なように、両筒３１，３２の内方に向けて水平に張り出している。

＜２．２＞鋼材と下筒と上筒の寸法関係
継手ソケット３０の下筒３１と上筒３２を支持杭１０と支持柱２０にそれぞれ外装するだけであれば、下筒３１の内径Ｄ_１と上筒３２の内径Ｄ_２を支持杭１０及び支持柱２０の径ｄ_１，径ｄ_２より大きい同一径すればよい。
本発明では支持杭１０の施工誤差（水平方向の誤差、傾倒誤差）を継手ソケット３０に吸収させるために、下筒３１の内径Ｄ_１と上筒３２の内径Ｄ_２を同一径とせずに異径の組み合せとし、少なくとも下筒３１または上筒３２の何れか一方と、支持杭１０または支持柱２０の何れか一方の周面間に調整間隙を形成するようにした。

＜２．３＞調整間隙
本例では下筒３１と支持杭１０との周面間に第１調整間隙Ｇ_１を形成すると共に、上筒３２と支持柱２０との周面間に第２調整間隙Ｇ_２を形成した形態について説明する。
更に本例では第２調整間隙Ｇ_２に対して第１調整間隙Ｇ_１が大きくなるように、下筒３１の内径Ｄ_１を上筒３２の内径Ｄ_２より大きい（Ｄ_１＞Ｄ_２）寸法関係にしてある。

＜２．３．１＞第１調整間隙
第１調整間隙Ｇ_１は支持杭１０の施工誤差（水平位置と傾倒）を吸収して調整(修正)するための隙間である。
支持杭１０の水平位置の変位量は第１調整間隙Ｇ_１に比例する。
支持杭１０の立設角度の変位量は第１調整間隙Ｇ_１に比例し、下筒３１の全長に反比例する。
したがって、想定される支持杭１０の施工誤差を吸収し得るように第１調整間隙Ｇ_１と下筒３１の全長は適宜変更可能である。

＜２．３．２＞第２調整間隙
第２調整間隙Ｇ_２は支持杭１０と支持柱２０の接合後において支持柱２０の水平位置と傾倒を微調整するための隙間である。
支持柱２０の水平位置の変位量は第２調整間隙Ｇ_２に比例する。
支持柱２０の角度の変位量は第２調整間隙Ｇ_２に比例し、上筒３２の全長に反比例する。

＜２．４＞固定調整ボルト
複数の固定調整ボルト３４，３６は異径筒本体３５と協働して支持杭１０と支持柱２０の水平位置と角度を調整する機能と、調整を終えた支持杭１０と支持柱２０の位置を保持する機能（位置決め機能）を有している。
複数の固定調整ボルト３４，３６は支持杭１０や支持柱２０を貫通しないので、支持杭１０や支持柱２０にボルト孔を開設する等の特別な加工は一切不要である。

＜２．４．１＞固定調整ボルトの本数と螺着位置
各筒３１，３２に周方向に向けて等間隔に螺着する各調整固定ボルト３４，３６の本数は３本以上であればよく、継手ソケット３０に求められる曲げ耐力等を考慮して適宜本数を選択する。
更に各調整固定ボルト３４，３６の螺着位置は各筒３１，３２の上部と下部に限定されず、その上下部間の周面に追加して設けてもよい。
本例では各筒３１，３２の外周面に溶接等で固着したナット３１ａ，３２ａに各調整固定ボルト３４，３６を螺着した形態を示すが、各筒３１，３２にネジ穴を直接形成して各調整固定ボルト３４，３６を螺着するようにしてもよい。

＜２．４．２＞当板付きの固定調整ボルト
図２（Ｄ）に示すように、各調整固定ボルト３４，３６としてボルト軸の先端にボルト軸より大形の当板３７を付設したボルトを使用してもよい。当板３７を付設した調整固定ボルト３４，３６を使用すると、支持杭１０や支持柱２０との間の固定力を増大できて調整固定ボルト３４，３６の使用本数を低減できる。

［接合方法］
図３を参照して継手ソケット３０を使用した支持杭１０と支持柱２０との接合方法について説明する。

＜１＞支持杭の立設
図３（Ａ）は打設した支持杭１０の杭頭高さが正規位置より高く、打設予定の鉛直線に対して角度θだけ傾いている場合を示している。
鉛直性を保ったまま所定の杭頭高さに合せて支持杭１０を打設することは至難であるとこから、杭頭を修正するために支持杭１０の上部を破線で示した杭頭の設計高さ１１に沿って水平に切除する。

＜２＞継手ソケットの地組
地表に寝かせた支持柱２０の一端に上筒３２を外装して継手ソケット３０を地組する。
棚板３３が支持柱２０の一端に当接するまで上筒３２を差し込み、複数の固定調整ボルト３６を締付けて支持柱２０の一端に継手ソケット３０を地組する。
継手ソケット３０を地組する場合、支持柱２０を吊り上げたときに継手ソケット３０が自重落下しない程度に固定調整ボルト３６を締付けて仮組みしておく。
尚、支持柱２０を吊り上げた状態で支持柱２０の下部に継手ソケット３０を仮組みする場合もある。

＜３＞支持柱の吊り込み
図３（Ｂ）は下部に継手ソケット３０を付設した支持柱２０がクレーン等に縦向きに吊り下げられた状態を示し、図３（Ｃ）は継手ソケット３０の下筒３１を支持杭１０の上部に外装した状態を示している。
クレーン等に吊り下げられた支持柱２０を既設の支持杭１０の真上に移動し、支持柱２０を降下して支持杭１０の上部に継手ソケット３０の下筒３１を外装する。
継手ソケット３０の棚板３３が支持杭１０の端面に当接することで、支持柱２０の降下が規制されて、支持杭１０の上部に支持柱２０が延設される。
支持杭１０の上端と支持柱２０の下端の間に棚板３３を介在させることで、支持杭１０と支持柱２０の間に跨って外装した継手ソケット３０を位置決めできる。

＜４＞施工誤差の修正
本発明では以下に説明する継手ソケット３０による簡単な修正操作を行うことで接合した既設の支持杭１０の施工誤差を吸収して支持柱２０を正規位置に立設することができる。

＜４．１＞水平位置の調整
支持杭１０の上部位置が正規位置から水平にずれているときは、下筒３１に螺着した複数の固定調整ボルト３４を正逆転操作して継手ソケット３０を修正方向に向けて変位させる。
複数の固定調整ボルト３４の先端を支持杭１０の外周面に当接させた押圧操作と、他側の固定調整ボルト３４の後退操作を行いながら、固定調整ボルト３４の押圧反力で以て継手ソケット３０全体を修正方向へ向けて水平移動させる。
上筒３２に内挿された支持柱２０は継手ソケット３０に追従して修正方向へ向けて水平に移動する。

＜４．２＞角度の調整
支持杭１０が正規の鉛直線に対して角度θだけ傾斜している場合は、下筒３１に螺着した上位と下位の固定調整ボルト３４を正逆方向に回転操作して継手ソケット３０と共に支持柱２０の角度を鉛直に修正する。
下筒３１と支持杭１０との周面間に形成される第１調整間隙Ｇ_１の範囲内において、継手ソケット３０及び支持柱２０の水平位置と角度を修正することができる。
説明の便宜上、支持杭１０に対する継手ソケット３０の水平位置と角度調整を個別に分けて説明したが、実際はこれらの作業を並行して行う。

＜４．３＞支持杭と下筒の固定
支持杭１０に対する継手ソケット３０の水平位置と角度の修正を終えたら、すべての固定調整ボルト３４を締付けて支持杭１０と下筒３１との間を変位不能に剛結する。

＜４．４＞支持柱の微調整
第１調整間隙Ｇ_１の範囲内において支持柱２０の調整量が不足するときは、継手ソケット３０の上筒３２に螺着した複数の固定調整ボルト３６を正逆方向に回転操作して支持柱２０の水平位置と角度を微調整する。
継手ソケット３０は下筒３１と複数の固定調整ボルト３４によって支持杭１０の上部に変位不能に固定されているので、支持杭１０と継手ソケット３０から押圧反力を得て、第２調整間隙Ｇ_２の範囲内において支持柱２０の水平位置と角度を微調整できる。

＜４．５＞支持杭と上筒の固定
支持柱２０の水平位置と立設角度の修正を終えたら、すべての固定調整ボルト３６を締付けて支持柱２０と上筒３２との間を変位不能に剛結する。
継手ソケット３０を使用して支持杭１０と支持柱２０との間の接合をすべて完了した後に、支持柱２０をクレーン等から切り離す。
このように支持杭１０と支持柱２０の突合せ部に跨って継手ソケット３０を外装した後に、複数の固定調整ボルト３６を回転操作するだけの簡単な作業で以て、支持杭１０の施工誤差を吸収して支持柱２０を正規位置に立設することができる。
したがって、従来の接合構造と比較して現場における作業性を大幅に改善できて経済的に接合することができる。

［接合部の特性］
図２を参照しながら継手ソケット３０を使用して接合した支持杭１０と支持柱２０の接合部の特性について説明する。

＜１＞圧縮軸力
支持杭１０と支持柱２０の接合部には支持柱２０の自重と上載荷重による圧縮軸力が常に作用している。
相対向する支持杭１０の上端と支持柱２０の下端の対向面の間には継手ソケット３０の棚板３３の上下面が接面した状態で介装してあるため、圧縮軸力は棚板３３を通じて支持杭１０と支持柱２０の相互間で伝達し合う。
圧縮軸力は下筒３１や上筒３２に直接作用することはなく、同様に両筒３１，３２に螺着した複数の固定調整ボルト３４，３６に作用することもない。

＜２＞曲げ力
圧縮軸力が常時作用する支持杭１０と支持柱２０の接合部に曲げ力が作用すると、継手ソケット３０の強度が曲げ力に抵抗する。
具体的には、固定調整ボルト３４，３６と異径筒本体３５を通じて支持杭１０と支持柱２０との間で曲げ力が伝達可能であり、継手ソケット３０の強度が曲げ力に抵抗する。
両筒３１，３２の周面に均等な間隔で螺着した複数の固定調整ボルト３４，３６が両筒３１，３２の外周面に当接して両筒３１，３２の自由変形を拘束するので、異径筒本体３５に曲げ力が加わっても両筒３１，３２の円形が保持される。
このように本発明では接合部に圧縮軸力が作用する条件下において、継手ソケット３０を通じて曲げ力の伝達が可能であるから合理的で簡易な接合構造が得られる。

＜３＞接合後の再調整
支持杭１０と支持柱２０の接合後においても、必要に応じて継手ソケット３０に螺着した固定調整ボルト３４，３６の回動操作によって支持杭１０と支持柱２０の水平位置と角度の再調整をすることができる。

＜４＞解体分離
仮設桟橋や仮設橋等を解体する場合には、継手ソケット３０の固定調整ボルト３４，３６を緩めるだけの簡単な操作で支持杭１０と支持柱２０の接合を解除することができる。分離撤去した継手ソケット３０は再使用が可能である。

以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例１と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図４を参照して支持柱２０の下部を上筒３２に内接させて外装可能に構成した継手ソケット３０ａを使用して接合する実施例２について説明する。

＜１＞継手ソケット
継手ソケット３０ａは、支持杭１０の上部に第１調整間隙Ｇ_１を介して外装可能な下筒３１と、支持柱２０の下部に外装可能な上筒３２と、両筒３１，３２の境界部に介装して一体化した棚板３３とを具備する。
上筒３２の内径Ｄ_２は支持柱２０の径ｄ_２と同径か僅かに大径に形成してあって、上筒３２に支持柱２０の下部を内接させて収容可能な寸法関係になっている。
下筒３１の内径Ｄ_１は上筒３２の内径Ｄ_２より大きい（Ｄ_１＞Ｄ_２）寸法関係にあり、第１調整間隙Ｇ_１の範囲内において継手ソケット３０及び支持柱２０の水平位置と角度を修正することについては先の実施例１と同様である。

＜２＞本実施例の効果
本実施例２にあっては先の実施例１の効果にくわえて、上筒３２の固定調整ボルト３６を省略できるので、継手ソケット３０ａの製作コストを削減できる。

以上の実施例１，２では継手ソケット３０，３０ａの下筒３１の内径Ｄ_１が上筒３２の内径Ｄ_２より大きい（Ｄ_１＞Ｄ_２）寸法関係にある形態について説明したが、下筒３１と上筒３２の寸法関係を逆にした継手ソケット３０ｂを使用して接合してもよい。

＜１＞継手ソケット
図５を参照して説明すると、継手ソケット３０ｂの異径筒本体３５は、上筒３２の内径Ｄ_２が下筒３１の内径Ｄ_１より大きい（Ｄ_２＞Ｄ_１）寸法関係にある。
本実施例３では継手ソケット３０ｂの下筒３１を支持杭１０の上部に外装して取り付けた後に、上筒３２内に支持柱２０の下部を落とし込んで支持杭１０と支持柱２０を接合する。
図５では下筒３１と支持杭１０との周面間に第１調整間隙Ｇ_１を形成すると共に、複数の固定調整ボルト３４を螺着した形態について示すが、固定調整ボルト３４を省略した下筒３１と支持杭１０の周面を接面させて外装してもよい。

＜２＞本実施例の効果
本実施例３にあっては、継手ソケット３０ｂの下筒３１が支持杭１０の上部に変位不能に固定されているので、支持杭１０と継手ソケット３０ｂから反力を得て、支持柱２０と上筒３２と支持柱２０の間に形成された第２調整間隙Ｇ_２の範囲において複数の固定調整ボルト３６を回転操作することで支持柱２０の水平位置と角度を修正することが可能である。

先の実施例１〜３では支持杭１０と支持柱２０を構成する鋼材が鋼管同士の組み合せである形態について説明したが、支持杭１０と支持柱２０を構成する鋼材は鋼管以外に断面矩形のコラム材やＨ形鋼でもよく、更に支持杭１０及び支持柱２０の鋼材の組み合せは同種鋼材の組み合せの他に異種鋼材の組み合せも可能である。
以下に支持杭１０と支持柱２０を構成する他の鋼材の組み合せについて例示する。

＜１＞支持柱がコラムの場合
図６（Ａ）は鋼管製の支持杭１０に対して支持柱２０が断面矩形を呈するコラム材を適用した異種鋼材の組み合わせを示している。
本例の接合では断面円形の下筒３１と断面矩形の上筒３２と両筒３１，３２の間に介装した棚板３３とを具備した継手ソケット３０ｃを使用する。
継手ソケット３０ｃの上筒３２に収容させた支持柱２０は図示した複数の固定調整ボルト３６で固定してもよいし、固定調整ボルト３６を用いずに上筒３２に内接させて接合してもよい。

＜２＞支持柱がＨ形鋼の場合
図６（Ｂ）は鋼管製の支持杭１０に対して支持柱２０がＨ形鋼である異種鋼材の組み合わせを示している。
本例の接合には図６（Ａ）と同様の継手ソケット３０ｃを使用する。
継手ソケット３０ｃの上筒３２に収容させた支持柱２０は図示した複数の固定調整ボルト３６で固定してもよいし、固定調整ボルト３６を用いずに上筒３２に内接させて接合しもよい。
上筒３２に収容させた支持柱２０を複数の固定調整ボルト３６で固定する場合、Ｈ形鋼のフランジとウェブの間に形成させた凹部空間内に同空間と同形のスペーサ２１，２１を収容させると、上筒３２の四方に設けた複数の固定調整ボルト３６を用いてＨ形鋼製の支持柱２０の水平位置と角度を調整することができる。

＜３＞支持杭がコラムの場合
図７（Ａ）は鋼管製の支持柱２０に対して支持杭１０が断面矩形を呈するコラム材を適用した異種鋼材の組み合わせを示している。
本例の接合には断面矩形の下筒３１と断面円形の上筒３２と両筒３１，３２の間に介装した棚板３３とを具備した継手ソケット３０ｄを使用する。
継手ソケット３０ｄの下筒３１に収容させた支持杭１０は図示した複数の固定調整ボルト３４で固定してもよいし、固定調整ボルト３４を用いずに下筒３１に内接させて接合してもよい。

＜４＞支持杭がＨ形鋼の場合
図７（Ｂ）は鋼管製の支持柱２０に対して支持杭１０にＨ形鋼を適用した異種鋼材の組み合わせを示している。
本例の接合には先の継手ソケット３０ｄを使用して、断面矩形の下筒３１をＨ形鋼製の支持杭２０に外装すると共に、円形断面を呈する上筒３２に鋼管製の支持柱２０を内挿している。

＜５＞他の接合例
図８（Ａ）は鋼管製の支持柱２０に対して支持杭１０に断面矩形を呈するコラム材を適用した異種鋼材の組み合わせを示し、図８（Ｂ）は支持杭１０にＨ形鋼を適用した異種鋼材の組み合わせを示している。
支持杭１０と支持柱２０の組み合せは図７と同様であるが、本例では断面円形の下筒３１と断面円形の上筒３２と両筒３１，３２の間に介装した棚板３３とを具備した実施例１で使用した継手ソケット３０を使用して接合することも可能である。

＜６＞実施例２，３との組み合せ
支持杭１０及び支持柱２０の組み合せが鋼管以外のコラム材またはＨ形鋼の同種または異種の鋼材を組み合せる本実施例４に既述した実施例２，３を適用して接合することも可能である。

＜７＞本実施例の効果
本実施例４にあっては、支持杭１０及び支持柱２０の組み合せが鋼管以外のコラム材またはＨ形鋼の同種または異種の鋼材を組み合せであっても、支持杭１０または支持柱２０の断面形に応じて下筒３１または上筒３２の断面形を変更した継手ソケット３０ａ〜３０ｄを使い分けることで、支持杭１０の立設誤差を修正して支持柱２０を接合できて汎用性に富む。

複数の間隙調整手段は既述した固定調整ボルト３４，３６に限定されるものではない。
他の複数の間隙調整手段としては、例えば第１調整間隙Ｄ_１または第２調整間隙Ｄ_２に進退自在に内挿可能な複数の楔体を適用できる。
更に他の複数の間隙調整手段としては、例えば第１調整間隙Ｄ_１または第２調整間隙Ｄ_２に内挿されて流体圧により防縮可能な複数の防縮バッグを適用することも可能である。
要は複数の間隙調整手段が第１調整間隙Ｄ_１または第２調整間隙Ｄ_２を調整して、異径筒本体３５、支持杭１０および支持柱２０を位置決めできる機構であればよい。

図９を参照して継手ソケット３０に複数の引張材４０を追加配置した実施例６について説明する。

＜１＞引張材
引張材４０は継手ソケット３０の下筒３１と支持杭１０と外周面の間、及び継手ソケット３０の上筒３１と支持柱２０の外周面の間を軸方向に連結する引張強度の高い棒状またはロープ状の緊張材である。
継手ソケット３０の下筒３１と上筒３２の外周面には周方向に向けた筒側ブラケット３１ｂ，３２ｂが突設してあり、支持杭１０及び支持柱２０の外周面にも軸方向に向けたブラケット１１,２１が突設してある。
軸方向に配列されて対をなすブラケット１１,３１ｂの間と、ブラケット２１，３２ｂの間にはそれぞれ引張材４０が架け渡して連結されている。
各軸方向に配置した一対の引張材４０，４０を１組とし、図外の間隙調整手段と干渉しないように、継手ソケット３０の円周方向に沿って２組以上の引張材４０が等間隔に配設されている。

＜２＞引張材の例示
本例では引張材４０が連結ボルト４１とナット４２の組み合せで構成する場合について説明する。
引張材４０の連結ボルト４１の基端がピンまたはボルト等の支軸４３を介して各ブラケット１１，２１に回動可能に枢支されていて、筒側ブラケット３１ｂ，３２ｂに開設したボルト孔又はスリットに貫通させた各連結ボルト４１の先端部にナット４２を螺着して締付けることで継手ソケット３０の下筒３１と支持杭１０と外周面の間、及び継手ソケット３０の上筒３１と支持柱２０の外周面の間を締付けできる。
なお、各引張材４０は上下の向きを逆向きにして連結してもよい。

＜３＞引張材の作用
継手ソケット３０と突き合せた支持杭１０と支持柱２０の接合部の間を複数組の引張材４０で連結した本実施例にあっては、継手ソケット３０に対して支持杭１０と支持柱２０の抜け出しを防止できるだけでなく、補強材４０が接合部の引張と曲げの強度部材として機能するため、接合部における引張耐力と曲げ耐力が格段に向上する。

１０・・・支持杭（下位の鋼材）
２０・・・支持柱（上位の鋼材）
３０・・・継手ソケット
３０ａ〜３０ｄ・・・継手ソケット
３１・・・継手ソケットの下筒
３２・・・継手ソケットの上筒
３３・・・継手ソケットの棚板
３４・・・下筒の固定調整ボルト（間隙調整手段）
３５・・・異径筒本体
３６・・・上筒の固定調整ボルト（間隙調整手段）
４０・・・引張材
４１・・・連結ボルト
４２・・・ナット
Ｄ_１・・・第１調整間隙
Ｄ_２・・・第２調整間隙

Claims (8)

1. 縦方向に向けた上位および下位の鋼材の突合せ部に跨って外装可能な筒状の異径筒本体と、異径筒本体と前記鋼材との間に形成される調整間隙を調整して前記異径筒本体と鋼材とを位置決めする複数の間隙調整手段とを具備した継手ソケットを使用して下位の鋼材の上部と上位の鋼材の下部との間を一体に接合する鋼材の接合構造であって、
   前記異径筒本体は下位の鋼材の上部に外装可能な下筒と、上位の鋼材の下部に外装可能な上筒と、同軸線上に位置させた前記下筒と上筒の境界部に介装して一体化した棚板とを有し、
   前記下筒と上筒の何れか一方と、前記上位又は下位の何れか一方の鋼材の周面間に調整間隙が形成されるように、前記異径筒本体の下筒または上筒の何れか一方の内径が下筒または上筒の何れか他方の内径より大きい寸法関係にあり、
   下位の鋼材と上位の鋼材に跨って継手ソケットが外装されたときに前記下位の鋼材の上端と上位の鋼材の下端の間に棚板が介在することで前記継手ソケットが位置決めされ、
   前記複数の間隙調整手段が調整間隙の範囲で下位の鋼材の施工誤差を吸収し得るように調整された上位の鋼材の水平位置と立設角度を保持することを特徴とする、
   鋼材の接合構造。
2. 前記継手ソケットの下筒の内径が上筒の内径より大きい寸法関係にあり、少なくとも該下筒の一部に複数の間隙調整手段が配設され、該複数の間隙調整手段が下位の鋼材の外周面を押圧可能であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼材の接合構造。
3. 前記継手ソケットの上筒の内径が下筒の内径より大きい寸法関係にあり、少なくとも該上筒の一部に複数の間隙調整手段が配設され、該複数の間隙調整手段が上位の鋼材の外周面を押圧可能であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼材の接合構造。
4. 前記継手ソケットの上筒または下筒の何れか一方が上位または下位の何れか一方の鋼材に外接可能な寸法関係にあることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の鋼材の接合構造。
5. 前記複数の間隙調整手段が異径筒本体の一部に螺着した複数の固定調整ボルトであることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の鋼材の接合構造。
6. 前記上位および下位の鋼材の外周面と前記継手ソケットの外周面との間に軸方向に沿って引張材が張設されていることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の鋼材の接合構造。
7. 前記下位の鋼材が鋼管、コラム材、またはＨ形鋼の何れか一種であり、前記上位の鋼材が鋼管、コラム材、またはＨ形鋼の何れか一種であり、前記下位または上位の鋼材が同種鋼材の組み合わせまたは異種鋼材の組み合せであることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載の鋼材の接合構造。
8. 前記下位の鋼材が支持杭であり、前記上位の鋼材が支持柱であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の鋼材の接合構造。

Images