JPH1018613A - 内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面が矩形の空洞を有する鋼構造物を土中で
確実に切断する。 【解決手段】 土中に打設され、断面が矩形状の空洞を
有する鋼構造物を土中切断するに際し、２方向に移動可
能な移動装置に取付けられた回転自在なロッド２０と、
該ロッド２０先端部に取付けられたスライドベース２６
に倣いローラ２８と切断手段３４とを備え、前記切断手
段３４が鋼構造物３２と一定の距離を保つように前記倣
いローラ２８を鋼構造物３２に沿って移動させながら前
記矩形の空洞内面に倣って鋼構造物３２を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも継手部
によって互いに連結された状態で内部に空洞を有する鋼
構造物の土中切断装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設工事等において、その目的、
用途に応じて鋼管杭、鋼管矢板等の仮設構造物を土中に
打設していた。そして工事完了後は、これらの鋼構造物
を切断撤去していた。従来、この鋼構造物の切断撤去に
当り、プラズマアーク切断が用いられていた。例えば、
鋼管を切断する場合には、鋼管の円形の空洞内に切断装
置を挿入し、鋼管内壁に沿って切断装置を旋回させるこ
とにより鋼管を切断していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしなが、土中に打
設された鋼構造物が、ウェブに垂直なフランジを有する
Ｈ型鋼のようなものを、フランジに設けられた継手部に
より組み合わせたもので、内部に矩形の空洞を有するよ
うな場合には、円形の空洞を有する鋼管の場合のように
簡単に切断することができない。即ち、空洞の断面形状
である矩形に合わせて切断装置を動かさなければなら
ず、装置が複雑になってしまう。

【０００４】又、Ｈ型鋼の継手部の形状が複雑且つ厚肉
である場合には切断装置（プラズマアーク）と切断面と
の距離を一定に維持するための倣い機構が複雑になるた
め、実質的に切断が困難であった。

【０００５】又、空洞の断面形状が矩形の場合には継手
部のみならずコーナー部の切断も困難である。

【０００６】更に、プラズマアークによる土中切断で
は、鋼構造物背面に土砂が存在するため、プラズマアー
クによって切断溶融したメタルが飛散されずに切断開口
部まで跳ね返り、再度切断口に溶着してしまう。そのた
め、鋼構造物を土中から引く抜く場合に簡単に引き抜く
ことができず、バイブロカッター等の大型特殊機械を必
要とした。従って、市街地においては、騒音、振動、作
業スペース等の点から鋼構造物の引き抜き工事が制限さ
れる場合があった。このような場合に、鋼構造物背面の
土砂を切断位置まで掘削し（一般には地表面から３〜５
ｍ）、人力によるガス切断作業が行われていた。しかし
この人力による作業には安全性及び能率面で大きな問題
があった。

【０００７】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、土中に打設され内部に空洞を有する鋼構
造物、特に空洞の断面形状が矩形の場合のように従来切
断が困難であった鋼構造物の土中切断を容易に行うこと
のできる技術を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも継
手部により互いに連結された状態で内部に空洞を有する
鋼構造物の土中切断装置において、前記鋼構造物の軸方
向に垂直な平面において平行でない２方向に移動可能な
移動装置を有する台車と、該移動装置に取付けられ、台
車から該鋼構造物の空洞内に軸方向に伸び、回転自在な
ロッドと、該ロッドの先端部に取付けられ、ロッドと垂
直な方向に移動可能なスライドベースと、該スライドベ
ースの先端部に取付けられ、前記鋼構造物の空洞の内面
に接触する倣いローラと、前記スライドベースに搭載さ
れ、前記倣いローラにより前記内面との距離を一定に保
たれた切断手段と、を備えたことにより前記課題を解決
したものである。

【０００９】本発明は又、少なくとも継手部により互い
に連結された状態で内部に空洞を有する鋼構造物の土中
切断方法において、請求項１に記載された切断装置を用
いて、前記鋼構造物の空洞内に幅方向に前記ロッドを挿
入し、前記倣いローラを前記空洞の内面に沿って移動さ
せ、前記空洞の内面に倣って前記鋼構造物を切断するこ
とにより同様に前記課題を解決したものである。

【００１０】本発明によれば、切断装置の台車から、土
中に打設された鋼構造物の空洞内にロッドを挿入し、ロ
ッド先端に取付けられたスライドベースを移動し、倣い
ローラを空洞内面に接触させ、切断手段と空洞内面との
距離を一定に保つようにする。そして倣いローラが空洞
内面に常に接触するように移動装置を移動し、空洞内面
に倣って鋼構造物を切断する。これにより、空洞の断面
形状が矩形の場合にも容易に切断することが可能となっ
た。

【００１１】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態は、前記内面
に倣って前記鋼構造物を切断するに際して、該鋼構造物
の打設前に該鋼構造物の継手部の一方に補助板を取付
け、前記倣いローラが容易に該継手部を通過することを
可能としたことである。

【００１２】これにより、倣いローラが容易に継手部を
通過することがてき、継手部の切断が容易となった。

【００１３】他の好ましい実施の形態は、前記内面に倣
って前記鋼構造物を切断するに際して、該内面に沿って
全周を切断した後、前記切断手段を、１回目の切断で形
成された切断開口部幅の１／２程度の距離だけ前記鋼構
造物の軸方向にずらし、前記鋼構造物の継手部以外の部
分を再度切断することである。

【００１４】これにより、切断開口部における再溶着の
程度を大幅に低減することが可能となった。

【００１５】更に他の好ましい実施の形態は、前記内面
に倣って前記鋼構造物を切断するに際して、該鋼構造物
の打設前に該鋼構造物の継手部以外の土に面する所定部
分に土留部材を取付けて、前記継手部以外の土に面する
所定部分の切断位置背面に土砂が存在しないようにした
ことである。

【００１６】これにより、切断位置背面の土砂の影響が
完全に無くなり、切断開口部における再溶着を防止する
ことができ、確実に切断することができ切断後の引き抜
きが容易となった。

【００１７】以下図面を参照して本発明のより具体的な
実施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る土中切断装置の概略
を示す斜視図である。

【００１９】図１において、台車２は、２方向（Ｘ方向
及びＹ方向）にスライドするためのＸ方向スライドベー
ス４及びＹ方向スライドベース６（移動装置）を有して
いる。Ｘ方向スライドベース４は、Ｘ軸モータ８とブラ
ケット１０を介してねじ軸１２と連結されている。Ｙ方
向スライドベース６は、Ｙ軸モータ１４とブラケット１
６を介してねじ軸１８と連結されている。Ｘ方向及びＹ
方向スライドベース４及び６は、これらのモータ８及び
１４を駆動させることにより、任意の速度でＸ、Ｙ方向
それぞれに移動可能である。

【００２０】前記Ｙ方向スライドベース６を貫通するロ
ッド２０の上端には、電動モータ２２及び減速機２４が
設置されている。この電動モータ２２は、ロッド２０を
軸まわりに回転させるものである。又減速機２４は、コ
ーナー部の切断時においてロッドをゆっくり回転させる
ために、電動モータ２２の回転を減速するものである。

【００２１】又、ロッド２０下端には、図２に示すよう
な切断手段が取付けられている。図２において、ロッド
２０の先端にはスライドベース２６が取付けられてい
る。スライドベース２６の先端部には倣いローラ２８が
取付けられている。又、スライドベース２６には圧縮ば
ね３０が取付けられており、常に倣いローラ２８が鋼構
造物３０に接するようにされている。この圧縮ばね３０
の押圧力により倣いローラ２８が鋼構造物３２の継手部
やコーナー部等の凹凸部に自由に倣うことが可能とな
る。

【００２２】又、スライドベース２６にはプラズマトー
チ（切断手段）３４が取付けられている。プラズマトー
チ３４は、倣いローラ２８が鋼構造物３２の凹凸に従っ
て前進又は後進するのに伴いスライドベース２６と共に
動き、鋼構造物３２と常に一定の距離を保つようにされ
ている。又プラズマトーチ３４の上下方向の動きは台車
２に取付けられた図示しないジャッキによってＹ方向ス
ライドベース６を上昇或いは下降させることによって行
われる。

【００２３】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００２４】図３は、本実施形態において切断の対象と
する鋼構造物を示す平面図である。鋼構造物３２を構成
するＨ型鋼３３は、ウェブ３６とこれに垂直なフランジ
３８を有し、継手部４０によって互いに結合され、矩形
断面の空洞４２を有している。この鋼構造物３２は土中
に打設されており、上部が地上に突き出ている。切断に
当り、土中切断装置の台車２を地上に出ている鋼構造物
３２の天端にＸ方向がフランジ３８と平行になるように
し、又Ｙ方向がウェブ３６と平行になるようにセットす
る。Ｘ方向及びＹ方向スライドベース４、６を駆動し、
倣いローラ２８がウェブ３６に接するようにする。ウェ
ブ３６の任意の位置でピアッシングした後、Ｙ方向スラ
イドベース６をＹ方向（ウェブと平行方向）に移動させ
てウェブを切断する。

【００２５】コーナー部４４まで切断が進行し、倣いロ
ーラ２８がフランジ３８内壁に接触したとき、電動モー
タ２２及び減速機２４によりロッド２０をゆっくり９０
°回転させ、コーナー部４４を切断する。次にＸ方向ス
ライドベース４を駆動しＸ方向（フランジ３８に平行）
にロッド２０を移動し、フランジ３８及び継手部４０の
切断を行う。順次同様の動作を繰り返して矩形断面を有
する空洞４２内を一周させて切断開始位置まで戻った時
点で切断が終了する。

【００２６】継手部４０の切断に当り、図４に示すよう
に、継手部４０の突起が低くなる側の内面側フランジ面
３８ａに三角形状の補助版４６を鋼構造物３２の打設前
に溶接により取付けるようにすることで倣いローラ２８
が容易に継手部４０を通過することができ、継手部４０
の切断が容易となる。

【００２７】又、上に述べたように矩形断面を有する空
洞４２内を一周切断した後、フランジ面のみを切断開口
部の幅（６ｍｍ程度）約１／２程上或いは下にずらして
再度切断することにより、フランジ３８背面に土砂が存
在する場合にも、再溶着の程度を大幅に低減することが
可能となる。

【００２８】又、背面に土砂が存在するフランジ３８の
切断時における再溶着を完全に防止するために、鋼構造
物３２の打設前に切断予定位置の継手部４０に予め切断
線を設け、図５に示すように、フランジ３８の背面側に
土留部材４８を設けると効果的である。図５のVI−VI線
に沿った断面図を図６に示す。この土留部材４８は、Ｌ
字型部材を２つフランジ３８に溶接取付けして箱形にし
たものである。従って土留部材４８とフランジ３８の間
には土砂が侵入することがなく、フランジ３８の切断予
定位置３８ｂを切断した場合に土砂の影響は全くなく、
再溶着することはない。又この時２つのＬ字型部材同士
は連結していないため、フランジ３８の切断予定位置３
８ｂを切断することにより鋼構造物３２の一方を容易に
引き抜くことができる。

【００２９】又この時、切断予定位置の継手部４０に予
め切断線を設ける理由は、土留部材４８の取付けが困難
なためである。この切断線は例えば図７に示すように、
継手部４０に、水平方向Ａと垂直方向Ｂのように設けら
れる。これにより、フランジ３８をＣの線のように切断
する際、この切断線Ｃが多少上下にずれても、切断線Ｂ
にあたればよいので、余裕をもって切断でき、鋼構造物
の切断が容易となる。

【００３０】上に述べたように本実施形態によれば、鋼
構造物の空洞の断面形状が矩形の場合にも、遠隔操作に
より、空洞内面に倣って切断することが可能となり、土
中構造物の安全で効率的な切断が可能となった。又、プ
ラズマトーチを僅かにずらしてフランジを２回切断する
方法や、フランジの切断位置背面に土留部材を設ける方
法等により切断後簡易な機械で引き抜き撤去が可能とな
った。

【００３１】なお、本実施形態においてはスライドベー
スは圧縮ばねにより前方に押し出されていたが、これに
限定されるものではなく空気圧シリンダー或いは油圧シ
リンダーを用いてもよい。

【００３２】

【実施例】本実施例は土中に打設された断面が矩形状の
空洞を有する鋼構造物を以下に示すような条件で切断し
たものである。

【００３３】この鋼構造物は、図３に示すような構造を
しており、その継手部４０に図４に示すような補助板４
６を設けたものである。この鋼構造物３２の天端に本発
明に係る切断装置をセットして、天端から３ｍ下の位置
をプラズマアークにより切断した。なお、この鋼構造物
３２の空洞内には天端まで水が存在していた。切断方法
は図８に示す３通りの方法で行い、各方法共繰返し２回
の切断を行った。

【００３４】切断の条件としては、プラズマアーク切断
電流は２５０［Ａ］、切断速度は継手部４０通過時には
２００［mm/min］、フランジ３８、ウェブ３６は１００
０［mm/min］である。又、水中切断となるため、プラズ
マトーチ３４の防水対策を施した上、プリフローガスと
してアルゴンＡｒを流量１０［l/min ］用いる。又切断
ガスとしては、アルゴンＡｒを流量３０［l/min ］及び
水素Ｈ2 を流量１０［l/min ］用いる。又スタンドオフ
距離は、８［mm］として切断を行った。

【００３５】切断後、切断された鋼構造物３２を引き上
げて切断状況を観察した結果を図８に示す。その結果、
切断位置に土留部材を取付けた場合が最も効果が高いこ
とがわかる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、土中
に打設された鋼構造物の断面が矩形状の空洞を有する場
合でも遠隔操作により容易に切断することが可能となっ
た。

【００３７】特に、鋼構造物の継手部に補助板を取付け
た場合には倣いローラの移動が容易となる。

【００３８】又、１度目の切断後、切断手段を僅かにず
らし再度切断するようにした場合には切断開口部におけ
る再溶着を抑制することができる。

【００３９】又切断位置背面に土留部材を設けた場合に
は、完全に再溶着を防止することができ、切断後におけ
る鋼構造物の引き抜きが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る土中切断装置の概略を示す斜視図

【図２】本発明に係る土中切断装置の切断手段を示す側
面図

【図３】断面が矩形状の空洞を有する鋼構造物の平面図

【図４】同じく鋼構造物の継手部に補助板を設けた様子
を示す平面図

【図５】同じく鋼構造物の切断位置背面に土留部材を設
けた様子を示す平面図

【図６】図５におけるVI−VI線沿った断面図

【図７】継手部に設けられた切断線を示す説明図

【図８】３通りの方法による切断の結果を示す図表

【符号の説明】

２…台車 ４…Ｘ方向スライドベース ６…Ｙ方向スライドベース ８…Ｘ軸モータ １０、１６…ブラケット １２、１８…ねじ軸 １４…Ｙ軸モータ ２０…ロッド ２２…電動モータ ２４…減速機 ２６…スライドベース ２８…習いローラ ３０…圧縮ばね ３４…プラズマトーチ（切断手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/02 Ｂ２３Ｋ 37/02 Ｅ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも継手部により互いに連結された
   状態で内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断装置にお
   いて、 前記鋼構造物の軸方向に垂直な平面において平行でない
   ２方向に移動可能な移動装置を有する台車と、 該移動装置に取付けられ、台車から該鋼構造物の空洞内
   に軸方向に伸び、回転自在なロッドと、 該ロッドの先端部に取付けられ、ロッドと垂直な方向に
   移動可能なスライドベースと、 該スライドベースの先端部に取付けられ、前記鋼構造物
   の空洞の内面に接触する倣いローラと、 前記スライドベースに搭載され、前記倣いローラにより
   前記内面との距離を一定に保たれた切断手段と、 を備えたことを特徴とする内部に空洞を有する鋼構造物
   の土中切断装置。
2. 【請求項２】少なくとも継手部により互いに連結された
   状態で内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断方法にお
   いて、 請求項１に記載された土中切断装置を用いて、前記鋼構
   造物の空洞内に軸方向に前記ロッドを挿入し、前記倣い
   ローラを前記空洞の内面に沿って移動させ、前記空洞の
   内面に倣って前記鋼構造物を切断することを特徴とする
   内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記内面に倣って前記
   鋼構造物を切断するに際して、該鋼構造物の打設前に該
   鋼構造物の継手部の一方に補助板を取付け、前記倣いロ
   ーラが容易に該継手部を通過できるようにしたことを特
   徴とする内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断方法。
4. 【請求項４】請求項２において、前記内面に倣って前記
   鋼構造物を切断するに際して、該内面に沿って全周を切
   断した後、前記切断手段を、１回目の切断で形成された
   切断開口部幅の１／２程度の距離だけ前記鋼構造物の軸
   方向にずらし、前記鋼構造物の継手部以外の部分を再度
   切断することを特徴とする内部に空洞を有する鋼構造物
   の土中切断方法。
5. 【請求項５】請求項２において、前記内面に倣って前記
   鋼構造物を切断するに際して、該鋼構造物の打設前に該
   鋼構造物の継手部以外の土に面する所定部分に土留部材
   を取付けて、前記継手部以外の土に面する所定部分の切
   断位置背面に土砂が存在しないようにしたことを特徴と
   する内部に空洞を有する鋼構造物の土中切断方法。