JP6883797B2 - How to cut metal parts - Google Patents
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Description
本発明は、金属部材の切断方法に関する。 The present invention relates to a method for cutting a metal member.
既設構造物の解体工事や補修工事では、部材同士を連結するボルトを取り外すことで、部材同士を分離しながら作業を進めるのが一般的である。ところが、ボルトのネジ山に摩耗やつぶれ等が生じている場合や、ボルトの頭部に破損や変形が生じている場合には、ボルトを撤去することができなくなる。また、既設構造物の部材同士がリベットを介して接合されている場合や、鉄筋コンクリート部材を分割する場合等には、リベットや鉄筋等の金属部材を切断する必要がある。金属部材（ボルト、リベット、鉄筋等）を切断する方法としては、ガス切断、プラズマ切断、ランス切断等の火気を利用する方法が多く用いられている。また、カッターやサンダーを利用した切断装置により金属部材を切断する方法（例えば、特許文献１参照）が採用される場合がある。また、特許文献２には、特殊な締め付け用ソケットにより変形したボルトの頭部やナットを把持して回転させることで、ボルトの切断あるいは撤去を行う方法が開示されている。
In the dismantling work and repair work of existing structures, it is common to proceed with the work while separating the members by removing the bolts that connect the members. However, if the threads of the bolt are worn or crushed, or if the head of the bolt is damaged or deformed, the bolt cannot be removed. Further, when the members of the existing structure are joined via rivets, or when the reinforced concrete member is divided, it is necessary to cut the metal member such as the rivet or the reinforcing bar. As a method for cutting metal members (bolts, rivets, reinforcing bars, etc.), methods using fire such as gas cutting, plasma cutting, and lance cutting are often used. Further, a method of cutting a metal member by a cutting device using a cutter or a sander (see, for example, Patent Document 1) may be adopted. Further,
ガス切断等の火気を利用する切断方法は、引火物等が近くにある場所や、危険物等を取り扱う施設内等においては使用することができない。
特許文献１等の切断装置は、カッター等が届く範囲でしか切断することができないため、適用箇所（対象となる部材）が限定されていた。また、金属部材の切断時に火花が発生するため、火気を利用する場合と同様に、引火物等が近くにある場所や、危険物等を取り扱う施設内等においては使用することができない。
特許文献２の締め付け用ソケットは、ボルトの頭部やナットが露出している場合だけにしか採用することができない。そのため、コンクリート等に埋め込まれたボルトを切断する場合には、ボルトの頭部またはナットを露出させる必要があり、手間がかかる。また、リベットや鉄筋等の切断には使用することができない。
このような観点から、本発明は、周辺環境や施工対象物に限定されることなく採用することが可能な金属部材の切断方法を提案することを課題とする。
Cutting methods that use fire, such as gas cutting, cannot be used in places where flammable materials are nearby or in facilities that handle dangerous materials.
Since the cutting device of
The tightening socket of
From this point of view, it is an object of the present invention to propose a cutting method of a metal member that can be adopted without being limited to the surrounding environment and the construction object.
前記課題を解決するために、本発明の金属部材の切断方法は、金属部材をドリルで削孔して当該金属部材に注入孔を形成する作業と、前記注入孔に挿入した注入管により当該注入孔に冷却剤を流し込む作業と、前記金属部材に衝撃を与えて破断させる作業とを備えることを特徴としている。
かかる金属部材の切断方法は、冷却剤により脆性化させた金属部材に衝撃を加えることで、火気を使用することなく金属部材を切断する方法である。そのため、火気を使用することができない場所においても金属部材を切断することができる。また、例えば鉄筋等のように、金属部材がコンクリート等に埋め込まれている場合であっても、金属部材の全体を露出させる必要がないため、施工性に優れている。
前記冷却剤として液体窒素を利用すれば、金属部材を瞬時に冷却して脆性化させることができる。また、脆性化させた金属部材に対して、鋼製のチゼルにより前記注入孔の上端に衝撃を与えることで、金属部材を切断しやすくなる。さらに、棒状の金属部材に対しては、金属部材の軸方向と交差する方向に前記注入孔を形成するのが望ましい。
In order to solve the above problems, the method for cutting a metal member of the present invention includes a work of drilling a metal member to form an injection hole in the metal member and an injection tube inserted into the injection hole. It is characterized in that it includes a work of pouring a coolant into the hole and a work of giving an impact to the metal member to break the metal member.
Such a method for cutting a metal member is a method for cutting a metal member without using fire by applying an impact to the metal member that has been made brittle with a coolant. Therefore, the metal member can be cut even in a place where fire cannot be used. Further, even when the metal member is embedded in concrete or the like such as a reinforcing bar, it is not necessary to expose the entire metal member, so that the workability is excellent.
If liquid nitrogen is used as the coolant, the metal member can be instantly cooled to make it brittle. Further, by giving an impact to the upper end of the injection hole with the steel chisel on the brittle metal member, the metal member can be easily cut. Further, for the rod-shaped metal member, it is desirable to form the injection hole in a direction intersecting the axial direction of the metal member.
本発明の金属部材の切断方法によれば、周辺環境や施工対象物に限定されることなく、ボルト、リベット、鉄筋等の金属部材を切断することが可能となる。 According to the method for cutting a metal member of the present invention, it is possible to cut a metal member such as a bolt, a rivet, or a reinforcing bar without being limited to the surrounding environment or an object to be constructed.
本実施形態では、既設構造物の解体工事において、高力ボルト（金属部材）１を切断する場合について説明する。
高力ボルト１は、並設された２枚の鋼板２，２を接合しており、軸部１１と頭部１２とを備えている。高力ボルト１は、一方の鋼板２の一部（フランジ２１）に係止された頭部１２と他方の鋼板２の一部（フランジ２１）に係止されたナット３とにより両鋼板２，２（フランジ２１，２１）を把持することにより、鋼板２，２を接合している。
In the present embodiment, a case where the high-strength bolt (metal member) 1 is cut in the dismantling work of the existing structure will be described.
The high-
図１に示すように、鋼板２，２の端部には、接合部を構成するためのフランジ２１がそれぞれ立設されている。フランジ２１には、高力ボルト１の軸部１１を挿通するためのボルト孔２２が形成されている。隣り合う鋼板２，２は、互いのフランジ２１同士を突き合わせた状態で、両フランジ２１，２１のボルト孔２２，２２を貫通した高力ボルト１にナット３を螺合することにより接合されている。
As shown in FIG. 1,
本実施形態では、高力ボルト１の軸部１１を切断することで、連結された鋼板２，２を分割する。本実施形態の高力ボルト１の切断方法は、削孔作業と、冷却作業と、破断作業とを備えている。
削孔作業では、図２に示すように、高力ボルト１に注入孔４を形成する。注入孔４は、ドリル５を利用して、高力ボルト１の軸部１１（棒状部分）に形成する。なお、ドリル５は、軸部１１の外径よりも小さな直径を有している。
注入孔４は、フランジ２１，２１のボルト孔２２，２２よりも上の部分を貫通し、底面が高力ボルト１の軸部１１の中心付近に到達する深さとなるように形成する。また、注入孔４は、高力ボルト１の軸部１１の軸方向と直交するように形成する。なお、注入孔４の深さは、高力ボルト１の軸部１１に到達していれば限定されるものではなく、例えば、軸部１１を貫通していてもよい。また、注入孔４は、必ずしも軸部１１の軸方向と直交している必要はないが、軸部１１の軸方向と交差するように形成するのが望ましい。
In the present embodiment, the connected
In the drilling operation, as shown in FIG. 2, the
The
冷却作業では、図３（ａ）に示すように、注入孔４に冷却剤を流し込む。
本実施形態では、冷却剤として液体窒素を使用する。冷却剤は、注入管６を利用して注入孔４に注入する。注入孔４に冷却材が注入されることで、高力ボルト１の注入孔４の周辺は凍結する。また、液体窒素による急冷で注入孔４の周辺が脆性化される（伸びにくくなる）。なお、冷却剤に使用する材料は、高力ボルト１を脆性化させることが可能であれば液体窒素に限定されるものではない。なお、本実施形態では、高力ボルト１を脆性化させるために効果的な冷却温度を−１００℃以下程度とする。冷却剤は、所望の冷却温度（例えば−１００℃以下）にするために、必要に応じて複数回注入してもよい。
In the cooling operation, as shown in FIG. 3A, the coolant is poured into the
In this embodiment, liquid nitrogen is used as a coolant. The coolant is injected into the
破断作業では、図３（ｂ）に示すように、高力ボルト１に衝撃を与えて破断させる。
本実施形態では、鋼製のチゼル７により注入孔４の上端に衝撃を与える。チゼル７は、菱形断面で、かつ、先端に行くほど薄くなる形状を有している。本実施形態では、チゼル７により高力ボルト１の軸部１１に対して交差する向き（望ましくは直角）から衝撃を与える。本実施形態では、エアハンマー７１にチゼル７を設置して、チゼル７の先端で高力ボルト１の軸部を打撃する。なお、高力ボルト１へ衝撃を与える方法は限定されるものではなく、例えば、高力ボルト１にチゼル７の先端を当接させた状態で、チゼル７の後端（上端）を打撃してもよい。また、高力ボルト１に衝撃を与える際には、必ずしもチゼルを使用する必要はない。さらにチゼル７の形状等は限定されるものではない。
In the breaking operation, as shown in FIG. 3B, the high-
In the present embodiment, the upper end of the
本実施形態の金属部材の切断方法によれば、冷却剤による冷却で高力ボルト１を脆性化させるため、高力ボルト１が伸びにくくなり、その結果、破断しやすくなる。この状態で、チゼル７により高力ボルト１に衝撃または注入孔を押し広げる力を与えると、火気を使用することなく高力ボルト１を切断することができる。そのため、火気を使用することができない場所においても金属部材（高力ボルト１）を切断することができる。
According to the method for cutting a metal member of the present embodiment, the high-
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ボルトを切断する場合について説明したが、本発明の金属部材の切断方法により切断される部材はボルトに限定されるものではない。例えば、鉄筋の切断やリベットの切断等に使用してもよい。また、鋼板を切断する場合において、複数の注入孔を鋼板の切断箇所に沿って形成し、この注入孔に冷却剤を注入してもよい。
前記実施形態では、棒状の金属部材（軸部１１）の軸方向と交差する方向に注入孔を形成し、この注入孔に冷却材を注入する場合について説明したが、注入孔は金属部材の軸方向に沿うように形成してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-mentioned components can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case of cutting a bolt has been described, but the member to be cut by the method of cutting a metal member of the present invention is not limited to the bolt. For example, it may be used for cutting reinforcing bars, cutting rivets, and the like. Further, when cutting the steel sheet, a plurality of injection holes may be formed along the cut portion of the steel sheet, and the coolant may be injected into the injection holes.
In the above embodiment, the case where the injection hole is formed in the direction intersecting the axial direction of the rod-shaped metal member (shaft portion 11) and the coolant is injected into the injection hole has been described, but the injection hole is the shaft of the metal member. It may be formed along the direction.
また、本発明の金属部材の切断方法は、コンクリートやモルタル等の被覆体により被覆された金属部材を切断する場合に適用してもよい。例えば、モルタルにより被覆された高力ボルト１を切断する場合には、被覆体（モルタル）を貫通して高力ボルト１に到達する注入孔４を形成し、この注入孔４に冷却剤を注入することで高力ボルト１を冷却する。このとき、高力ボルト１の強度は変化しない。この状態で、チゼル７により注入孔４を押し広げるように高力ボルト１に衝撃を与えると、高力ボルト１の締め付け時の軸力Ｐの反対向きの引張力Ｔが作用する。この引張力Ｔが軸力Ｐよりも大きければ、引張力Ｔから軸力Ｐを減じた力（Ｔ−Ｐ）が高力ボルト１および被覆体（モルタル）に作用し、高力ボルト１および被覆体がせん断破壊する。その結果、高力ボルト（金属部材）１がモルタルやコンクリート等に埋め込まれている場合であっても、高力ボルト１の全体を露出させることなく高力ボルト１を切断することができるため、施工性に優れている。
Further, the method for cutting a metal member of the present invention may be applied when cutting a metal member coated with a covering body such as concrete or mortar. For example, when cutting a high-
１ 高力ボルト（金属部材）
１１ 軸部
１２ 頭部
２ 鋼板
２１ フランジ
２２ ボルト孔
３ ナット
４ 注入孔
５ ドリル
６ 注入管
７ チゼル
７１ エアハンマー
1 High-strength bolt (metal member)
11
Claims (4)
前記注入孔に挿入した注入管により当該注入孔に冷却剤を流し込む作業と、
前記金属部材に衝撃を与えて破断させる作業と、を備えることを特徴とする、金属部材の切断方法。 The work of drilling a metal member to form an injection hole in the metal member,
The work of pouring the coolant into the injection hole by the injection pipe inserted into the injection hole, and
A method for cutting a metal member, which comprises a work of giving an impact to the metal member to break the metal member.
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