JPH11267888A - 鋼管溶接用芯出しリング治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 治具の単純化と軽量化と溶接作業の簡略化が
図られると共に、鋼管に対し着脱自在で、繰返し使用が
可能な鋼管溶接用芯出しリング治具を提供する。 【解決手段】 複数分割された部材からなり、鋼管１の
外周に着脱自在に固定できるリングプレ−ト１１と、リ
ングプレ−ト１１に設けられた固定プレ−ト１２とから
なる治具本体１０と、相対して配設される前記治具本体
１０の前記固定プレ−ト１２に跨って配設され、ボルト
１６、ナット１７により両固定プレ−ト１２間を連結す
るスプライスプレ−ト２２とからなる構成を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は張弦梁及び屋根トラ
ス等の鋼管構造物の工事現場において、鋼管同士を溶接
する前に芯出しして保持するのに使用する鋼管溶接用芯
出しリング治具に係り、特に鋼管に着脱自在に取り付け
ることのできる鋼管溶接用芯出しリング治具に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管同士の溶接に際し、各鋼管の
４芯出しと肌合わせを行って繋ぎ合わせるための構造
は、例えば図１８、図２２のようになされている。各図
に示すとおり、対をなす鋼管１の各管端部外周に９０°
間隔で、つまり４芯にエレクションピース２を溶接し、
相対するエレクションピース２に跨がってその両側にス
プライスプレート３を当てがい、エレクションピース２
とスプライスプレート３に開設のボルト挿入孔４にボル
ト５を挿入し、ナット６を締結することにより鋼管１の
４芯出しと肌合わせを行なって繋ぎ合わせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の鋼管芯合わせ固
定構造によると次の問題点がある。 図２０に示すように鋼管製作段階で鋼管の端部外周
にエレクションピース２を溶接するため、その溶接によ
り鋼管１に点線（イ）のような扁平，ねじれが生じる。 その扁平，ねじれ防止のため、図２１に示すように
鋼管１の内面に丸鋼等のステー７等の材料が必要とな
る。 鋼管を現地組み立て溶接後、図２２に示すように切
断、仕上げ位置８でエレクションピース２をガス切断等
で切除しなければならない。 エレクションピース２の切断は、０〜５ｍｍを残し
てその後グラインダー掛け等で仕上げを施さなければな
らないので、その作業に時間がかかる。 前記の仕上げ程度によっては、強度劣化があり、ま
た美観が損なわれる。

【０００４】前記のように従来の鋼管芯合わせ固定構造
によると〜などの煩わしい問題があった。本発明は
前記の課題を解決した鋼管溶接用芯出しリング治具を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明に係る鋼管溶接用芯出しリング治具は、複数
分割された部材を結合して、鋼管の外周に着脱自在に固
定できるリング状部材及び、リング状部材に設けられた
固定ピースとからなる治具本体と、相対して配設される
前記治具本体の前記固定ピースに跨がって配設され、ボ
ルト，ナットにより両固定ピース間を連結するスプライ
スプレートとからなる構成を特徴とする。 本発明にお
いて、前記リング状部材を構成する複数の分割部材の端
部にはフランジプレートが設けられ、フランジプレート
同士がボルト，ナットで締結されると共に、フランジプ
レートと配置角度を異にして前記固定ピースが設けられ
る構成とするのがよい。また、本発明において、前記リ
ング状部材を構成する複数の分割部材の端部にはフラン
ジプレートが設けられ、このフランジプレートは固定ピ
ースを兼ねていて、相対して配設される前記治具本体の
前記フランジプレートは、両フランジプレートに跨がっ
て配設され、ボルト，ナットで固着されるスプライスプ
レートにより連結される構成とするのがよい。また、本
発明において、前記リング状部材には鋼管吊下げフック
の係合部を設けるとよい。また、本発明の鋼管溶接用芯
出しリング治具は、複数分割された部材をヒンジ部を介
して開閉自在に結合して鋼管の外周に着脱自在に固定で
きるようにしたリング状部材を軸方向に間隔をあけて複
数配設し、各リング状部材を軸方向に伸長するスプライ
スプレートで連結してなる治具本体を具備し、前記スプ
ライスプレートを相対して配設される鋼管外周に固着し
た位置決めピースの両側面に当てがい、これら部材間を
着脱自在にボルト結合してなる構成を特徴とする。ま
た、本発明の鋼管溶接用芯出しリング治具は、鋼管の外
周に着脱自在に固定できるリング状部材を軸方向に間隔
をあけて複数配設し、前記各リング状部材における複数
分割された分割部材の間を軸方向に慎重するスプライス
プレートで連結し、前記各分割部材の両端部に設けたス
プライスプレート間を鋼管外周に固着した位置決めピー
スを中間に位置させて、または位置決めピースを中間位
置させずにボルトにより着脱自在に結合してなる構成を
特徴とする。

【０００６】本発明によると、リング状部材を鋼管に着
脱自在に取付け、相対して配設のリング状部材における
両固定ピースに跨がってスプライスプレートを配設し、
両部材をボルト，ナットで固着することにより、相対す
る鋼管の４芯及び肌合わせができるので、鋼管の溶接接
続に際し、現地での治具の組み立て、溶接作業の簡略
化、治具の軽量化、治具の取付け作業の単純化等が図ら
れ、かつリング治具の繰り返し利用が可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１と図２は、第１実施形態に係
る鋼管芯出し用のリング治具における治具本体１０の側
面図と正面図である。この治具本体１０はリングプレー
ト１１と、このリングプレート１１に設ける固定プレー
ト１２を主要素としている。

【０００８】前記リングプレート１１は所定板厚の金属
板を半円状に切削形成してなる２つの分割部材１１ａを
組合わせて構成される。この半円状の分割部材１１ａの
両端にフランジプレート１３が固着されており、フィラ
ープレート１４を中間に介在させて相対する半円状の分
割部材１１ａのフランジプレート１３を重合し、そのボ
ルト挿入孔１５に固定ボルト１６を挿入したうえ、固定
ボルト１６にナット１７を締結することでリングが構成
される。リングプレート１１の外周縁対称位置には鋼管
吊下げ用フックの引掛け孔１８が設けられている。

【０００９】前記リングプレート１１の一側面で、前記
フランジプレート１３と配置位置を異にして、かつ適宜
の角間隔で３個の固定プレート１２が溶接で固定されて
いる。固定プレート１２は所定長、所定幅で、所定板厚
の金属板を切削して構成され、複数のボルト挿入孔１５
を有し、また先端内側に円弧状の切欠き部１９が形成さ
れている。

【００１０】リングプレート１１の固定プレート１２を
設けた側面と反対の側面に補強用の複数のリブプレート
２０が設けられる。リブプレート２０は、固定プレート
１２と同じ配置位置でもよいし、他の位置に配置しても
構わない。スプライスプレートは図１、図２では省略し
てある。

【００１１】相対する鋼管１の芯合わせを行なう際は、
予め図４、図５に略図的に示すように、環状に曲げたイ
ンサートプレート２３をルートギャップ２１を通り両鋼
管１の内周端部に跨がって配設する。このインサートプ
レート２３の外面に設けたねじ軸２４が鋼管１に設けた
長孔２５を通って外方に突出しており、そのねじ部につ
まみ２６を螺着してあり、このつまみ２６を操作してイ
ンサートプレート２３を鋼管１の長手方向に移動させな
がら、適正位置に固定する。なお、このインサートプレ
ート２３は溶接の際溶接の肉を鋼管の内側に廻り込ませ
ることなく、ルートギャップ２１に円滑に溶接を行わせ
る機能も併用する。

【００１２】また、鋼管１の全周３６０°方向に溶接を
行うに際して、図４に示すようにスプライスプレート２
２と鋼管１の管端面との間には間隙２７が形成されてい
るので、このスプライスプレート２２の内側を間隙２７
を介して円滑に溶接できる。

【００１３】ルートギャップ２１の溶接が終了したとき
は、ボルト１６，ナット１７を緩めてスライスプレート
２２を固定プレート１２から取外し、また、ボルト１
６，ナット１７を緩めてリングプレート１１を分割部材
１１ａに分割したうえ、鋼管１から取外す。この治具本
体１０は鋼管１に着脱自在に取付けるたびに繰り返し使
用できる。

【００１４】また、リングプレート１１にはフック引掛
け孔１８が設けてあるので、この引掛け孔１８に鋼管吊
下げクレーンのフックを引掛けて鋼管１を吊ることがで
き、このリング治具を吊具として機能させることができ
る。

【００１５】前記治具本体１０を鋼管１に着脱自在に固
着し、相対する鋼管１を芯出し、肌合わせで繋ぎ合わせ
る手順は次のとおりである。 図３に示すようにリングプレート１１の分割部材１
１ａを鋼管１の外周に当てがい、管端とリングプレート
とを直角にして相対するフランジプレート１３間をボル
ト１６，ナット１７で締結することで、当該リングプレ
ート１１を鋼管１の端部に固着する。 相手側の鋼管１にも前記のように治具本体１０を取
付ける。 治具本体１０を固着した一対の鋼管１の端部同士を
図４に示すようにルートギャップ２１を有して向かい合
わせる。 接合に際しては、インサートプレート１４を鋼管１
の内側に差込み芯合わせを行う。 相対する固定プレート１２に跨がって、かつ各プレ
ートの両側面にスライスプレート２２を当てがい、各部
材のボルト挿入孔１５にボルト１６を挿入し、このボル
ト１５にナット１７を締結する。これにより、図４に示
すように相対する鋼管１は溶接面のルートギャップ２１
を有して、かつ４芯合わせと肌合わせを行うことがで
き、この状態でルートギャップ２１に溶接を施すこと
ができる。

【００１６】図６〜図８は本発明の第２実施形態に係る
リング治具を示す。第２実施形態ではリングプレート１
１の２分割された分割部材１１ａの端部に設けられるフ
ランジプレート１３が固定プレート１２と同様の機能を
兼用している。つまり、フランジプレート１３の一方の
端部１３ａは鋼管１の管端１ａにまで伸長しており、か
つ複数のボルト挿入孔１５が設けられている。

【００１７】したがって、第２実施形態では、図６に示
すように分割部材１１ａの両端の相対するフランジプレ
ート１３をフィラープレート１４を挾んで、固定ボルト
１６とナット１７により結合することでリングプレート
１１を鋼管１の外周に着脱自在に固着する。つづいて、
図７に示すように相対するリングプレート１１の各フラ
ンジプレート１３に跨がって、その両側にスプライスプ
レート２２を当てがい、各部材のボルト挿入孔を通して
ボルト１６を挿入し、これにナット１７を締結する。他
の固定プレート１２においても、第１実施形態と同様に
相対するリングプレート１１の各固定プレート１２に跨
がってその両側にスプライスプレート２２を当てがい、
各部材のボルト挿入孔を通してボルト１６を挿入し、こ
れにナット１７を締結する。

【００１８】第２実施形態においては、相対するリング
プレート１１の固定プレート１２間をスプライスプレー
ト２２で結合するのに加えて、分割部材１１ａの相対す
るフランジプレート１３間もスプライスプレート２２で
結合するので、特に大径鋼管の４方芯出し、肌合わせを
行なう場合には、この第２実施形態の芯出し用リング治
具を用いることで、より簡易な構造でその芯出しと肌合
わせを行うことができる。この第２実施形態の芯出しリ
ング治具においても、鋼管１への取付け手順は第１実施
形態に準じて行ない、かつルートギャップ２１の溶接も
第１実施形態と同様に行う。なお、図６〜図８ではイン
サートプレートは図示省略した。

【００１９】なお、鋼管１を円形に保持し、かつ鋼管１
外周とリングプレート１１のリブプレート２０との間及
び、フランジプレート１３との間の圧接を保持するため
に、必要に応じて、この鋼管１の外周とリブプレート２
０の間及び、フランジプレート１３との間に鋼管外周の
接線方向から調整用コッターを圧入してもよい（但し、
図示省略する）。

【００２０】図９〜図１３は、本発明の第３実施形態に
係るリング治具を示す。この第３実施形態では、リング
プレート１１の２分割された半円状の分割部材１１ａの
一端部がヒンジ部２８によって回動自在に連結され、か
つこの分割部材１１ａが軸線方向に所定の間隔離して平
行に配設されていて、この軸線方向に配置の各分割部材
１１ａの半円形両端部の間はフランジプレートを兼ねる
スプライスプレート２２で連結されている。スプライス
プレート２２には複数のボルト挿入孔１５が開設され、
かつ、中間部内側面に円弧状の切欠き部２９が設けられ
ている。さらに、１８０°間隔に配置の２つのスプライ
スプレート２２の中間の位置において、リブプレート３
０が軸線方向に間隔を離して配置の分割部材１１ａに跨
がって設けられている。

【００２１】第３実施形態のリング治具は、主としてΦ
１００〜３５０ｍｍの比較的小径管の芯出し肌合わせに
適しており、図９、図１２、図１３などに示すように鋼
管１の端部外周に１つの位置決めピース３１を仮溶接し
ておき、相対する鋼管１の端部を近接したうえ、図１３
に示すように、リングプレート１１の左右の分割部材１
１ａをヒンジ部２８を介して開いたうえ、鋼管１を挾持
して再び閉じ、ヒンジ部２８と反対側のスプライスプレ
ート２２を、相対する鋼管１の両位置決めピース３１に
跨がってその両側面に当てがい、各部材のボルト挿入孔
１５を通して固定ボルト１６を挿入し、そのねじにナッ
ト１７を締結する。

【００２２】前記のように、リングプレート１１におけ
る左右の分割部材１１ａを閉じ、かつボルト１６で鋼管
１の外周を締結する作業に伴って自動的に相対する鋼管
１の芯出しと肌合わせができ、しかも、スプライスプレ
ート２２と位置決めピース３１とのボルト結合により、
適性なルートギャップ２１を確保でき円滑な溶接作業を
行うことができる。

【００２３】図１４〜図１７は、本発明の第４実施形態
に係るリング治具を示す。この第４実施形態では、２分
割された半円状の分割部材１１ａからなるリングプレー
ト１１が、それぞれの軸線方向に所定の間隔離して平行
に４組配設されていて、この軸線方向に配置の各分割部
材１１ａの半円形両端部の間はフランジプレートを兼ね
るスプライスプレート２２で連結されている。スプライ
スプレート２２には複数のボルト挿入孔１５が開設さ
れ、かつ、中間部内側面に円弧状の切欠き部２９が設け
られている。

【００２４】さらに、１８０°間隔の２つのスプライス
プレート２２の中間の位置において、リブプレート３０
が、軸線方向に間隔を離して配置の分割部材１１ａに跨
がって設けられている。さらに、軸線方向両端部寄りに
位置するそれぞれ２つのリングプレート１１における分
割部材１１ａの間が、補強連結プレート３２で連結され
ている。

【００２５】第４実施形態のリング治具は、主としてΦ
４００ｍｍ以上の大径管の芯出し肌合わせに適してお
り、図１４、図１７などに示すように第３実施形態と同
様鋼管１の端部外周に１つの位置決めピース３１を仮溶
接しておき、相対する鋼管１の端部を近接したうえ、リ
ングプレート１１の左右の分離した分割部材１１ａを鋼
管１の外周に当てがって挾持し、スプライスプレート２
２を、相対する鋼管１の両位置決めピース３１に跨がっ
てその両側面に当てがい、各部材のボルト挿入孔１５を
通してボルト１６を挿入し、そのねじにナット１７を締
結する。

【００２６】第４実施形態は、第３実施形態と同様にリ
ングプレート１１における左右の分割部材１１ａを閉
じ、かつボルト１６で鋼管１の外周を締結する作業に伴
って自動的に相対する鋼管１の芯出しと肌合わせがで
き、しかも、スプライスプレート２２と位置決めピース
３１とのボルト結合により、適性なルートギャップ２１
を確保して円滑な溶接作業を行うことができる。特に、
この第４実施形態では、スプライスプレート２２が第３
実施形態のスプライスプレート２２よりも広幅、長寸で
あって、この大形のスプライスプレート２２が４本のリ
ングプレート１１でより強固に結合されており、しか
も、各リングプレート１１の左右の分割部材１１ａは分
離構成されているので、大径の鋼管１へ装着するうえで
好都合であり、しかも、この大径の鋼管１をより強固な
力で確実に締結して芯出しと肌合わせを行うことがき
る。

【００２７】本発明の実施形態では、リングプレート１
１は２分割した部材を結合して構成する例を示したが、
２分割以上の複数分割してもよい。また、他の構成につ
いても、適宜に設計変更して構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、鋼
管溶接用芯出しリング治具は鋼管に対して着脱自在であ
るので、従来例における鋼管に溶接するエレクションピ
ースが不要となり、材料の節減、工場における部品の組
み立て工数の低減、溶接工数の低減、さらに現地組み立
て作業工数の低減、仕上げ作業の低減、品質向上等が可
能となったので、これらにより鋼管の溶接接合における
品質向上と、コスト低減に極めて優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る芯出しリング治具
の側面図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】芯出しリング治具を鋼管に取付けた状態の側面
図である。

【図４】相対する鋼管を芯出しリング治具を用いて芯出
し固定した状態の側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。

【図６】発明の第２実施形態に係る芯出しリング治具を
取付けた鋼管を相対して配置した状態の側面図である。

【図７】図６の芯出しリング治具を用いて相対する鋼管
を芯出し固定した状態の側面図である。

【図８】図７の左側面図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）は発明の第３実施形態に係る芯
出しリング治具の取付け対象である鋼管を相対して配置
した状態の正面図と側面図である。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は第３実施形態に係る芯出し
リング治具の正面図と側面図である。

【図１１】第３実施形態に係る芯出しリング治具を相対
して配設の鋼管に取付けた状態の側面図である。

【図１２】図１１の側面図である。

【図１３】図１１の芯出しリング治具の開放時の側面図
である。

【図１４】発明の第４実施形態に係る芯出しリング治具
の取付け対象である鋼管を相対して配置した状態の側面
図である。

【図１５】第４実施形態に係る芯出しリング治具の側面
図である。

【図１６】発明の第４実施形態に係る芯出しリング治具
を相対して配設の鋼管に取付けた状態の側面図である。

【図１７】図１６の左側面図である。

【図１８】従来例に係る鋼管の溶接用芯合わせ固定構造
を示す側面図である。

【図１９】図１８の左側面図である。

【図２０】従来のエレクションピ−スを取り付けた段階
の鋼管の側端面図である。

【図２１】従来のエレクションピ−スを取り付ける前の
段階で鋼管内側を仮補強した管端側面図である。

【図２２】従来のエレクションピ−スの切断、仕上げを
示す管端側面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管 ２ エレクションピ−ス ３ スプライスプレ−ト ４ ボルト挿入孔 ５ ボルト ６ ナット ７ ステ− ８ 切断・仕上げ位置 １０ 治具本体 １１ リングプレ−ト １１ａ 分割部材 １２ 固定プレ−ト １３ フランジプレ−ト １４ フイラ−プレ−ト １５ ボルト挿入孔 １６ 固定ボルト １７ ナット １８ フック引掛け孔 １９ 切欠き部 ２０ リブプレ−ト ２１ ル−トギャップ ２２ スプライスプレ−ト ２３ インサ−トプレ−ト ２４ ねじ軸 ２５ 長孔 ２６ つまみ ２７ 間隙 ２８ ヒンジ部 ２９ 円弧状切欠き部 ３０ リブプレート ３１ 位置決めピース ３２ 補強連結プレート

フロントページの続き (72)発明者 金谷 孝夫 秋田県能代市能代町字中川原26番地の706 株式会社安藤鉄工建設内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数分割された部材を結合して鋼管の外
   周に着脱自在に固定できるリング状部材及び、リング状
   部材に設けられた固定ピースとからなる治具本体と、相
   対して配設される前記治具本体の前記固定ピースに跨が
   って配設され、ボルト，ナットにより両固定ピース間を
   連結するスプライスプレートとからなる鋼管溶接用芯出
   しリング治具。
2. 【請求項２】 前記リング状部材を構成する複数の分割
   部材の端部にはフランジプレートが設けられ、フランジ
   プレート同士がボルト，ナットで締結されると共に、こ
   のフランジプレートと配置角度を異にして前記固定ピー
   スが設けられている請求項１に記載の鋼管溶接用芯出し
   リング治具。
3. 【請求項３】 前記リング状部材を構成する複数の分割
   部材の端部にはフランジプレートが設けられ、このフラ
   ンジプレートは固定ピースを兼ねていて、相対して配設
   される前記治具本体の前記フランジプレートは、両フラ
   ンジプレートに跨がって配設され、ボルト，ナットで固
   着されるスプライスプレートにより連結される構成を特
   徴とする請求項１記載の鋼管溶接用芯出しリング治具。
4. 【請求項４】 前記リング状部材には鋼管吊下げフック
   の係合部が設けてある構成を特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の鋼管溶接用芯出しリング治具。
5. 【請求項５】 複数分割された部材をヒンジ部を介して
   開閉自在に結合して鋼管の外周に着脱自在に固定できる
   ようにしたリング状部材を、軸方向に間隔をあけて複数
   配設し、各リング状部材を軸方向に伸長するスプライス
   プレートで連結してなる治具本体を具備し、前記スプラ
   イスプレートを相対して配設される鋼管外周に固着した
   位置決めピースの両側面に当てがい、これら部材間を着
   脱自在にボルト結合してなる鋼管溶接用芯出しリング治
   具。
6. 【請求項６】 鋼管の外周に着脱自在に固定できるリン
   グ状部材を軸方向に間隔をあけて複数配設し、前記各リ
   ング状部材における複数分割された分割部材の間を軸方
   向に伸長するスプライスプレートで連結し、前記各分割
   部材の両端部に設けたスプライスプレート間を相対して
   配設される鋼管外周に固着した位置決めピースを中間に
   位置させて、または位置決めピースを中間に位置させず
   にボルトにより着脱自在に結合してなる鋼管溶接用芯出
   しリング治具。