TW201533299A - 鋼管樁之接頭構造 - Google Patents

Abstract

該鋼管樁之接頭構造是可同軸地連結第1鋼管樁和第2鋼管樁的鋼管樁之接頭構造，越接近前述第1鋼管樁的外嵌階部，外嵌凹部的板厚形成越大，越接近前述第2鋼管樁的內嵌階部，內嵌凹部的板厚形成越大，在內嵌端部插入外嵌端部並使相對旋轉而嵌合的狀態下，內嵌前端面和該內嵌前端面的對向面以預定的分離距離D分離，負擔拉伸力的拉伸側抵接面的總面積為負擔壓縮力的外嵌前端面的面積和負擔壓縮力的壓縮側抵接面的總面積的合計面積以下。

Description

鋼管樁之接頭構造 發明領域

本發明是有關於一種用以使第1鋼管樁和第2鋼管樁連結於軸心方向的鋼管樁之接頭構造。

本發明基於2013年12月6日在日本提申之特願2013-252957號主張優先權，此處並援用其內容。

發明背景

從以前，是利用熔接接頭及機械式接頭來作為使第1鋼管樁和第2鋼管樁連結於軸心方向的接頭構造。

熔接接頭是藉由使第1鋼管樁和第2鋼管樁在端部間相對向熔接而得。但是，熔接接頭的接頭構造在施工性上有困難點，且熔接部的品質及作業時間會大受現場環境及作業者的熟練度所左右。

因此，作為施工性優異瘩鋼管樁之接頭構造，提出了如專利文獻1及專利文獻2所揭示的機械式接頭的鋼管樁之接頭構造。

專利文獻1所揭示的鋼管樁之接頭構造中，於軸心方向鄰接之第1樁及第2樁，個別形成有可相互自由嵌合 的一對外嵌端部和內嵌端部。而且，在藉由內嵌端部插入到外嵌端部的狀態下使繞軸心相對旋轉而互相卡合的卡合部和被卡合部形成於外嵌端部及內嵌端部。

揭示於該專利文獻1之鋼管樁的接頭構造，用以阻止卡合了的卡合部和被卡合部朝第1樁或第2樁的直徑方向分離的分離阻止機構設於卡合部和被卡合部。

在揭示於專利文獻2之鋼管樁的接頭構造中，於軸心方向鄰接的第1樁及第2樁個別形成有可相互自由嵌合的一對外嵌端部和內嵌端部。而且，於外嵌端部和內嵌端部在軸心方向形成複數個在內嵌端部插入到外嵌端部的狀態下藉由使繞軸心旋轉而相互卡合之卡合凸部和被卡合凸部。

揭示於該專利文獻2之鋼管樁的接頭構造，外嵌端部在越設於前端部側之卡合凸部的形成處相較設於基端部側的卡合凸部的形成處越形成大直徑，內嵌端部在越設於前端部側之被卡合凸部的形成處相較設於基端部側的被卡合凸部的形成處越形成小直徑。

【先行技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本國特開平11-43937號公報

【專利文獻2】日本國特開平11-43936號公報

發明概要

在鋼管樁的接頭構造中，自外嵌端部及內嵌端部的基端側朝向前端側，從卡合部、卡合凸部傳遞到被卡合部、被卡合凸部的拉伸力降低。

但是，揭示於專利文獻1的鋼管樁之接頭構造中，儘管從外嵌端部及內嵌端部的基端側朝前端側傳遞到被卡合部的拉伸力降低，仍使被卡合部的板厚在軸心方向為相同。因此，揭示於專利文獻1的鋼管樁之接頭構造，特別是在外嵌端部及內嵌端部的前端側的板厚，浪費的部分變多，而有所謂增加板厚到必要以上而招致成本上升的問題點。

另一方面，揭示於專利文獻2的鋼管樁之接頭構造中，對應於從外嵌端部及內嵌端部的基端側朝前端側傳遞到被卡合凸部的拉伸力降低，使被卡合凸部的板厚從基端側朝前端側漸漸變小。但是，揭示於該專利文獻2的鋼管樁之接頭構造中，因在外嵌端部及內嵌端部的前端側被卡合凸部的板厚變小，而有所謂在外嵌端部及內嵌端部的前端側被卡合凸部的壓縮強度降低，被卡合凸部會挫曲變形的問題點。

本發明是鑑於上述的問題點而研究出者，其目的在於提供一種使外嵌端部及內嵌端部的前端側的板厚較小，在抑制材料成本上升的同時，可防止前端側最薄部的挫曲變形的鋼管樁之接頭構造。

本發明之態樣如下所述。

(一)本發明之第一態樣是一種可將第1鋼管樁和第2鋼管樁同軸地連結的鋼管樁之接頭構造。該鋼管樁之接頭構造包含：外嵌端部，設於前述第1鋼管樁，並沿著前述第1鋼管樁之第1軸心的延伸方向形成複數個外嵌階部；及內嵌端部，設於前述第2鋼管樁，並沿著前述第2鋼管樁之第2軸心的延伸方向形成複數個內嵌階部，前述複數個外嵌階部的每一個包含有：外嵌凸部，朝著向前述第1軸心的方向突出，且複數個形成於以前述第1軸心為中心的圓周方向；及外嵌溝部，形成於互相相鄰之前述各外嵌凸部間；及外嵌凹部，鄰接於前述各外嵌凸部且形成於接近前述第1鋼管樁的基端側，前述複數個內嵌階部的每一個包含有：內嵌凸部，朝著離開前述第2軸心的方向突出，且複數個形成於以前述第2軸心為中心的圓周方向；內嵌溝部，形成於互相相鄰之前述各內嵌凸部間；及內嵌凹部，鄰接於前述各內嵌凸部且形成於接近第2鋼管樁之基端側，在前述複數個外嵌階部中，越接近前述第1鋼管樁的外嵌階部則前述外嵌凹部的板厚便形成越大，在前述複數個內嵌階部中，越接近前述第2鋼管樁的內嵌階部則前述內嵌凹部的板厚便形成越大，在前述內嵌端部插入前述外嵌端部並使相對旋轉而嵌合的狀態下，前述內嵌端面的前端側的內嵌前端面、和該內嵌前端面的對向面以預定的分離距離D分離，前述複數個外嵌階部和前述複數個內嵌階部間相互抵接之抵接面中，負擔拉伸力的拉伸側抵接面的總面積為負擔壓縮力的前述外嵌端部的前端側的外嵌前端面面積和負擔壓縮力之壓縮 側抵接面的總面積的合計面積以下。

(2)在記載於前述(1)的鋼管樁之接頭構造中，也可是前述拉伸側抵接面的總面積為前述壓縮側抵接面的總面積以下。

(3)在記載於前述(1)或(2)的鋼管樁之接頭構造中，也可是於最接近前述內嵌端部之前端側的內嵌階部的前述內嵌凸部，在將朝前述第2軸心的方向的突出高度定義為h，將前述第2軸心的延伸方向的長度定義為l時，前述預定的分離距離D滿足下述式(A)：D≧(h²+l²)^0.5-l............式(A)。

(4)在記載於前述(1)至(3)中任一項的鋼管樁之接頭構造中，也可是前述複數個內嵌階部之前述內嵌凸部的突出高度、及前述複數個外嵌階部之前述外嵌凸部的突出高度之至少一者為大略相同。

(5)在記載於前述(1)至(4)中任一項的鋼管樁之接頭構造中，也可是前述內嵌前端面的前述對向面為前述外嵌端部之前述基端側的外嵌基端面。

(6)在記載於前述(1)至(4)中任一項的鋼管樁之接頭構造中，也可是前述內嵌前端面的前述對向面為前述第1鋼管樁的端面。

依據記載於上述(1)的鋼管樁之接頭構造，具有在複數個外嵌階部中，越接近第1鋼管樁之外嵌階部則外嵌凹部的板厚形成越大，且在複數個內嵌階部中，越接近第2 鋼管樁之內嵌階部則內嵌凹部的板厚形成越大的構成。因此，由於相較基端側所傳遞的拉伸力及壓縮力小的前端側的部位的板厚合理地形成較小，所以在抑制材料成本上升的同時，也防止外嵌最薄部及內嵌最薄部的挫曲變形。

再者，依據記載於上述(1)的鋼管樁之接頭構造，內嵌端部插入到外嵌端部且使同軸地相對旋轉而嵌合的狀態下，內嵌端部的前端側的內嵌前端面和該內嵌前端面的對向面以預定距離D分離。因此，由於可防止來自該對向面的壓縮力傳遞到內嵌前端面，所以可防止壓縮力作用時易於變形的內嵌最薄部的挫曲變形。

再者，依據記載於上述(1)的鋼管樁之接頭構造，複數個外嵌階部和複數個內嵌階部間互相抵接的抵接面中，負擔拉伸力的拉伸側抵接面的總面積為負擔壓縮力的外嵌端部的前端側之外嵌前端面的面積和負擔壓縮力之壓縮側抵接面的總面積的合計面積以下。因此，即使外嵌最薄部萬一挫曲變形而使以外嵌前端面可負擔的壓縮力變小時，也可以剩餘之階部的壓縮側抵接面抵抗壓縮力。因此，可以外嵌端部全體及內嵌端部全體保持預定的壓縮強度。

依據記載於上述(2)的鋼管樁之接頭構造，使拉伸側抵接面的總面積為壓縮側抵接面的總面積以下。因此，即使外嵌最薄部萬一挫曲變形而無法以外嵌前端面負擔壓縮力時，也可以剩餘之階部的壓縮側抵接面抵抗壓縮力。因此，可更確實地以外嵌端部全體及內嵌端部全體保持預定的壓縮強度。

依據記載於上述(3)的鋼管樁之接頭構造，分離距離D設定成滿足上述式(A)。因此，即使鋼管樁之接頭構造彎曲變形時，由於來自該對向面的壓縮力不傳遞到內嵌前端面，所以也可更確實地防止壓縮力作用時易於變形的內嵌最薄部的挫曲變形。

依據記載於上述(4)的鋼管樁之接頭構造，複數個內嵌階部之內嵌凸部的突出高度及複數個外嵌階部之外嵌凸部的突出高度之至少一者為大略相同。因此，提升內嵌階部及/或外嵌凸部的切削加工性。

依據記載於上述(5)或(6)的鋼管樁之接頭構造，可採用使內嵌前端面之對向面為外嵌端部之基端側的外嵌基端面或第1鋼管樁之端面的構造設計。

1‧‧‧第1鋼管樁

2‧‧‧第2鋼管樁

3‧‧‧外嵌端部

4‧‧‧外嵌階部

5‧‧‧內嵌端部

6‧‧‧內嵌階部

7‧‧‧內嵌凹部

8‧‧‧抵接面

30‧‧‧外嵌最薄部

31‧‧‧內嵌階部

32‧‧‧外嵌溝部

33‧‧‧外嵌凹部

34‧‧‧外嵌前端面

35‧‧‧外嵌基端面

36‧‧‧外嵌對向部

37‧‧‧外嵌間隙

41‧‧‧第1外嵌階部

42‧‧‧第2外嵌階部

43‧‧‧第3外嵌階部

44‧‧‧外嵌階部

45‧‧‧外嵌過長部

50‧‧‧內嵌最薄部

51‧‧‧內嵌凸部

52‧‧‧內嵌溝部

53‧‧‧內嵌凹部

54‧‧‧內嵌前端面

55‧‧‧內嵌基端面

56‧‧‧內嵌基端面

57‧‧‧內嵌間隙

61‧‧‧第1內嵌階部

62‧‧‧第2內嵌階部

63‧‧‧第2內嵌階部

64‧‧‧第4內嵌階部

65‧‧‧內嵌過長部

81‧‧‧拉伸側抵接面

86‧‧‧壓縮側抵接面

107‧‧‧接頭構造

157‧‧‧內嵌間隙

207‧‧‧接頭構造

307‧‧‧接頭構造

407‧‧‧接頭構造

Ac1‧‧‧壓縮面積

Ac2‧‧‧壓縮面積

Ac3‧‧‧壓縮面積

At1‧‧‧拉伸面積

At2‧‧‧拉伸面積

At3‧‧‧拉伸面積

At4‧‧‧拉伸面積

hc1‧‧‧高度

hc2‧‧‧高度

hc3‧‧‧高度

ht1‧‧‧高度

ht2‧‧‧高度

ht3‧‧‧高度

ht4‧‧‧高度

r41‧‧‧半徑

r42‧‧‧半徑

r43‧‧‧半徑

r44‧‧‧半徑

r61‧‧‧半徑

r62‧‧‧半徑

r63‧‧‧半徑

r64‧‧‧半徑

C‧‧‧彎曲中心點

D‧‧‧分離距離

P‧‧‧鍵溝

W‧‧‧圓周方向

X‧‧‧軸心直交方向

Y‧‧‧軸心方向

h‧‧‧突出高度

l‧‧‧長度

圖1是顯示本發明之一實施形態的鋼管樁之接頭構造的立體圖。

圖2是顯示上述接頭構造之外嵌端部的圖示，且是以包含軸心之斷面看時的斷面圖。

圖3是顯示上述接頭構造之外嵌端部的圖示，且是主要部分的斷面立體圖。

圖4是顯示上述接頭構造之內嵌端部的前視圖。

圖5顯示上述接頭構造之內嵌端部的圖示，且是主要部分的斷面立體圖。

圖6是顯示於上述接頭構造之外嵌端部插入內嵌端部的狀態的立體圖。

圖7是於上述接頭構造的外嵌端部插入內嵌端部並使相對旋轉後的狀態的圖示，且是一部分被斷面視的立體圖。

圖8是顯示上述接頭構造之主要部分的部分斷面圖。

圖9是顯示上述接頭構造之第1變形例的部分斷面圖。

圖10是用以說明上述接頭構造之分離距離D的較佳下限值的部分斷面圖。

圖11是顯示上述接頭構造之第2變形例的部分斷面圖。

圖12A是顯示上述接頭構造之外嵌端部的仰視圖。

圖12B是顯示上述接頭構造之內嵌端部的俯視圖。

圖13A是顯示上述接頭構造之外嵌端部的俯視圖。

圖13B是顯示上述接頭構造之內嵌端部的仰視圖。

圖14是顯示作用於上述接頭構造之外嵌端部的拉伸力的主要部分斷面圖。

圖15是顯示作用於上述接頭構造之外嵌端部的壓縮力的主要部分斷面圖。

圖16是顯示作用於上述接頭構造之內嵌端部的拉伸力的主要部分斷面圖。

圖17是顯示作用於上述接頭構造之內嵌端部的壓縮力的主要部分斷面圖。

圖18A是顯示上述接頭構造之第3變形例的主要部分斷面圖。

圖18B是顯示上述接頭構造之第4變形例的主要部分斷面圖。

圖19是顯示上述接頭構造之外嵌端部之抵接面的主要 部分斷面圖。

圖20是顯示上述接頭構造之內嵌端部之抵接面的主要部分斷面圖。

【用以實施發明的形態】 較佳實施例之詳細說明

以下，就有關本發明之一實施形態的鋼管樁之接頭構造7(以下有稱為本實施形態之接頭構造7或是只稱為接頭構造7的情況)一面參照圖面一面進行說明。

而且，在以下的說明中，有將鋼管樁之軸心延伸方向稱為軸心方向Y、與軸心方向Y直交的方向稱為軸心直交方向X、繞鋼管樁軸心的方向稱為圓周方向W的情況。

本實施形態之接頭構造7是於構築在地盤上的構造物的基礎樁等，如圖1所示，設有作為同軸(軸心方向Y)地連結具有第1軸心且斷面略圓形的第1鋼管樁1、和具有第2軸心且斷面略圓形的第2鋼管樁2的機械式接頭。

在第1鋼管樁1的上端部利用熔接等接合有沿著軸心方向Y形成複數個外嵌階部4的外嵌端部3。在第2鋼管樁2的下端部利用熔接等接合有沿軸心方向Y形成有複數個內嵌階部6的內嵌端部5。外嵌端部3和內嵌端部5具有可相互自由嵌合的構造。

形成在外嵌端部3的複數個外嵌階部4的每一個具有朝著向其軸心的方向突出且於圓周方向W形成複數個的外嵌凸部31、形成在圓周方向W相互相鄰之各個外嵌凸 部31間的外嵌溝部32、及鄰接於各個外嵌凸部31且形成於接近第1鋼管樁之基端側的外嵌凹部33。

於各個外嵌階部4中，如圖1所示，從嵌合性及加工性的觀點來看，外嵌溝部32及外嵌凹部33以互相成為同平面的方式以相同板厚形成者為佳。

本實施形態之接頭構造7中，如圖1所示對複數個外嵌階部4的每一個，4個外嵌凸部31是隔著預定間隔形成於圓周方向W，然而本發明並不僅以該構造為限。

形成於內嵌端部5之複數個內嵌階部6的每一個具有朝著自其軸心離開的方向突出且朝圓周方向W形成複數個的內嵌凸部51、形成在圓周方向W相互相鄰的各個內嵌凸部51之間的內嵌溝部52、鄰接於各個內嵌凸部51且形成於接近第2鋼管樁之基端側的內嵌凹部53。

各個內嵌階部6中，如圖1所示，從嵌合性及加工性的觀點來看，內嵌溝部52及內嵌凹部53以互相成為同平面的方式以相同板厚形成者為佳。

在本實施形態的接頭構造7中，如圖1所示對複數個內嵌階部6的每一個，4個內嵌凸部51是以隔著預定間隔形成於圓周方向W，但是本發明並不僅以該構造為限。

又，本實施形態之接頭構造7中，如圖1所示，雖然於圓周方向W形成4處用以插入為了抑制外嵌端部3和內嵌端部5嵌合後相對旋轉的旋轉抑制鍵的鍵溝P，然而也可不形成鍵溝。

本實施形態之接頭構造7中，如圖2所示，於外 嵌端部3之軸心方向Y形成有4階的外嵌階部4。亦即，外嵌端部3在外嵌端部3的軸心方向Y從前端部到基端部依序具有第1外嵌階部41、第2外嵌階部42、第3外嵌階部43及的4外嵌階部44。

在各個外嵌階部4中，使外嵌溝部32的板厚比外嵌凸部31的板厚小，在圓周方向W交互形成外嵌凸部31和外嵌溝部32。而且，複數個外嵌階部4的外嵌凸部31在軸心方向Y大略配置成一列。

同樣地，在各個外嵌階部4中，使外嵌凹部33的板厚比外嵌凸部31的板厚小，且在軸心方向Y交互地形成外嵌凸部31和外嵌凹部33。

如圖3所示，外嵌凹部33的板厚在越接近外嵌端部3的基端側的外嵌階部4形成越大。

亦即，第1外嵌階部41的外嵌凹部33的板厚形成比第2外嵌階部42的外嵌凹部33的板厚小，第2外嵌階部42的外嵌凹部33的板厚形成比第3外嵌階部43的外嵌凹部33的板厚小，第3外嵌階部43的外嵌凹部33的板厚形成比第4外嵌階部44的外嵌凹部33的板厚小。

第1外嵌階部41的外嵌凹部33是形成為在外嵌端部3中板厚最小的外嵌最薄部30，外嵌前端面34是大略平面地形成於第1外嵌階部41的外嵌凸部31的軸心方向Y的前端側。

又，第4外嵌階部44之外嵌凹部33的軸心方向Y的基端側形成有外嵌過長部45。該外嵌過長部45的前端側橫跨全 周形成有外嵌基端面35。

於本實施形態之接頭構造7中，如圖4所示，在內嵌端部5的軸心方向Y形成有4階的內嵌階部6。亦即，內嵌端部5在內嵌端部5的軸心方向Y從前端側到基端側依序具有第1內嵌階部61、第2內嵌階部62、第3內嵌階部63及第4內嵌階部64。

在各個內嵌階部6中，使內嵌溝部52的板厚比內嵌凸部51的板厚小，並使在圓周方向W交互地形成有內嵌凸部51和內嵌溝部52。而且，複數個內嵌階部6的內嵌凸部51在軸心方向Y大略配置成一列。

同樣地，在各個內嵌階部6中，使內嵌凹部53的板厚比內嵌凸部51的板厚小，並在軸心方向Y交互地形成有內嵌凸部51和內嵌凹部53。

如圖5所示，內嵌凹部53的板厚在越接近內嵌端部5的基端側的內嵌階部形成越大。

亦即，第1內嵌階部61的內嵌凹部53的板厚形成比第2內嵌階部62的內嵌凹部53的板厚小，第2內嵌階部62的內嵌凹部53的板厚形成比第3內嵌階部63的內嵌凹部53的板厚小，第3內嵌階部63的內嵌凹部53的板厚形成比第4內嵌階部64的內嵌凹部53的板厚小。

第1內嵌階部61的內嵌凹部53在內嵌端部5中形成為板厚最小的內嵌最薄部50，且內嵌端面54大略平面地形成於第1內嵌階部61之內嵌凸部51的軸心方向Y的前端側。

又，第4內嵌階部64之內嵌凹部53的軸心方向Y的基端側形成有內嵌過長部65。該內嵌過長部65的前端側橫跨全周形成有內嵌基端面55。

在本實施形態之接頭構造7中，為了同軸地連結第1鋼管樁1和第2鋼管樁2，如圖6、圖7所示，使外嵌端部3和內嵌端部5相互嵌合。且，圖7是顯示切斷了外嵌端部3之一部分的狀態的立體圖。

具體而言，首先，如圖6所示，將安裝於第2鋼管樁2之內嵌端部5插入到安裝於第1鋼管樁1的外嵌端部3。各個內嵌階部6中，內嵌凸部51的軸心直交方向X的高度是設定成對應於嵌合時外嵌溝部32之軸心直交方向X的深度以下。藉此，而成為可使內嵌凸部51通過外嵌溝部32的構造。

接著，如圖7所示，在將內嵌端部5插入到外嵌端部3的狀態下，使第1鋼管樁1和第2鋼管樁2朝繞軸心的圓周方向W相對旋轉。各個內嵌階部6中，內嵌凹部53之軸心直交方向X的深度是設計成對應於嵌合時外嵌凸部31的軸心直交方向X的高度以上。藉此，而成為可使外嵌凸部31嵌合於內嵌凹部53的構造。

圖8是將本實施形態之接頭構造7的內嵌端部5插入到外嵌端部3並使其相對旋轉後的狀態的概略斷面圖。如該圖8所示，接頭構造7具有外嵌端部3之前端側的外嵌前端面34與內嵌端部5之基端側的內嵌基端面55相對向的外嵌對向部36、內嵌端部5之前端側的內嵌前端面54與外 嵌端部3之基端側的外嵌基端面35相對向的內嵌對向部56。

如圖8所示，除了第4外嵌階部44的外嵌階部4(第1外嵌階部41、第2外嵌階部42、第3外嵌階部43)及除了第1內嵌階部61的內嵌階部6(第4內嵌階部64、第3內嵌階部63、第2內嵌階部62)中，內嵌凸部51之軸心方向Y的長度是設計成與對應於嵌合時外嵌凹部33之軸心方向Y的長度大略同等，且外嵌凸部31之軸心方向Y的長度是設計成與對應於嵌合時內嵌凹部53之軸心方向Y的長度大略同等。藉此，在軸心方向Y可使外嵌凸部31和內嵌凸部51卡合。

另一方面，第4外嵌階部44和第1內嵌階部61中，如圖8所示，內嵌凸部51之軸心方向Y的長度設計成比外嵌凹部33之軸心方向Y的長度小。藉此，在內嵌對向部56，內嵌前端面54和作為其對向面的外嵌基端面35分離預定的分離距離D(mm)，於內嵌對向部56形成內嵌間隙57。

圖9是顯示本發明第1變形例之鋼管樁之接頭構造107的概略斷面圖。在該接頭構造107中，外嵌過長部45的板厚是設定成和第4外嵌階部44的外嵌凹部33的板厚成同等。依據該構造，可使外嵌端部3的材料成本降低，且使外嵌凹部33的切削加工性提升，並使外嵌端部3的製造成本降低。

於該接頭構造107的情況，內嵌前端面54的對向面是第1鋼管樁1的端面。因此，在內嵌對向部56藉由內嵌前端 面54和其對向面之第1鋼管樁1的端面分離預定的分離距離D(mm)，而於內嵌對向部56形成內嵌間隙157。

藉由形成內嵌間隙57、157，可迴避軸心方向Y的壓縮力傳遞到內嵌前端面54。因此，可防止內嵌最薄部50的挫曲變形。

內嵌間隙57、157的分離距離D(mm)只要是超過0mm即可。但是，即使是在鋼管樁彎曲變形的情況，為了迴避軸心方向Y的壓縮力傳遞到內嵌前端面54，以設定成使分離距離D(mm)滿足下述式(1)者為佳。

D≧(h²+l²)^0.5-l 式(1)

h(mm)：最接近內嵌端部之前端側的內嵌階部中內嵌凸部之朝軸心的方向的突出高度。

l(mm)：最接近內嵌端部之前端側的內嵌階部中內嵌凸部之朝軸心的延伸方向的長度。

如圖10所示，上述式(1)是假想以內嵌最薄部50和內嵌凸部51的連接點為彎曲中心點C的彎曲變形而導出的式子。

亦即，利用設定分離距離D(mm)以滿足上述式(1)，即使在鋼管樁彎曲變形的情況，也可確實地迴避內嵌前端面54和其對向面接觸。

圖11是顯示本發明第2變形例之接頭構造207的主要部分斷面圖。在該接頭構造207中，即使於外嵌對向部36也和內嵌對向部56一樣，形成有外嵌間隙37。依據該構造，可迴避軸心方向Y的壓縮力傳遞到外嵌前端面34， 並可防止外嵌最薄部30的挫曲變形。雖省略圖示，內嵌過長部65的板厚也可是設定成和第4內嵌階部64的內嵌凹部53的板厚等同。於該情況，外嵌前端面34的對向面是第2鋼管樁2的端面。又，外嵌間隙37的分離距離D’(mm)只要是超過0mm即可，也可設定成滿足下述式(2)。

D’≧(h’²+l’²)^0.5-l’ 式(2)

h’(mm)：最接近外嵌端部之前端側的外嵌階部中外嵌凸部之朝軸心的方向的突出高度。

l’(mm)：最接近外嵌端部之前端側的外嵌階部中外嵌凸部之朝軸心的延伸方向的長度。

但是，內嵌對向部56側比外嵌對向部36側因來自鋼管部的偏心，在壓縮力作用時易於產生挫曲變形。因此，藉由設置外嵌間隙37而獲得的防止挫曲變形效果比藉由設置內嵌間隙57所獲得的防止挫曲變形效果小。

其次，就有關本實施形態之接頭構造7的抵接面8進行說明。

在本實施形態之接頭構造7中，利用將內嵌端部5插入到外嵌端部3並使相對旋轉，於各個外嵌階部4及內嵌階部6，形成有外嵌凸部31和內嵌凸部51在軸心方向Y相互抵接的抵接面8。

在第1鋼管樁1和第2鋼管樁2連結的狀態下，在軸心方向Y拉伸力及壓縮力從第1鋼管樁1及第2鋼管樁2作用於外嵌端部3及內嵌端部5時，外嵌凸部31和內嵌凸部51便會對作用於軸心方向Y之拉伸力及壓縮力在軸心方向Y 的抵接面8進行抵抗。

在本實施形態之接頭構造7中，如圖12A、圖12B所示，於各個外嵌階部4及內嵌階部6，外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的抵接面8中，外嵌端部3之基端側及內嵌端部5的基端側是負擔拉伸力的拉伸側抵接面81。

而且，如圖12A、圖12B所示，第1外嵌階部41的外嵌凸部31和第4內嵌階部64的內嵌凸部51在拉伸側抵接面81具有拉伸面積At1，第2外嵌階部42的外嵌凸部31和第3內嵌階部63的內嵌凸部51在拉伸側抵接面81具有拉伸面積At2，第3外嵌階部43的外嵌凸部31和第2內嵌階部62的內嵌凸部51在拉伸側抵接面81具有拉伸面積At3，第4外嵌階部44的外嵌凸部31和第1內嵌階部61的內嵌凸部51在拉伸側抵接面81具有拉伸面積At4。

又，本實施形態之接頭構造7中，如圖13A、圖13B所示，各個外嵌階部4及內嵌階部6中，外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的抵接面8中，外嵌端部3的前端側及內嵌端部5的前端側是負擔壓縮力的壓縮側抵接面86。

而且，如圖13A、圖13B所示，第2外嵌階部42的外嵌凸部31和第4內嵌階部64的內嵌凸部51在壓縮側抵接面86具有壓縮面積Ac1，第3外嵌階部43的外嵌凸部31和第3內嵌階部63的內嵌凸部51在壓縮側抵接面86具有壓縮面積Ac2，第4外嵌階部44的外嵌凸部31和第2內嵌階部62的內嵌凸部51在壓縮側抵接面86具有壓縮面積Ac3。

在本實施形態之接頭構造7中，在外嵌對向部36 外嵌前端部34和內嵌基端面55抵接，另一方面，在內嵌對向部56具有內嵌前端面54和外嵌基端面35不抵接的構造。

因此，在本實施形態之接頭構造7中，(A)對作用於軸心方向Y的拉伸力，僅以外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的4處拉伸側抵接面81來抵抗，(B)對作用於軸心方向Y的壓縮力，僅以外嵌端部3的前端側的外嵌前端面34、及外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的3處的壓縮側抵接面86來抵抗。

而且，如上述第2變形例之接頭構造207(圖11)，即使於外嵌對向部36也和內嵌對向部56同樣，具備有形成有外嵌間隙37的構造的情況，於接頭構造207中，(A’)對作用於軸心方向Y的拉伸力，僅以外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的4處拉伸側抵接面81來抵抗，(B’)對作用於軸心方向Y的壓縮力，僅以外嵌凸部31和內嵌凸部51相互抵接的3處壓縮側抵接面86來抵抗。

於外嵌階部4和內嵌階部6相互抵接的抵接面8中，負擔拉伸力的拉伸側抵接面81的總面積(At1+At2+At3+At4)形成為負擔壓縮力的外嵌前端面34的面積(第2變形例的接頭構造207的情況為0)和負擔壓縮力之壓縮側抵接面86的總面積(Ac1+Ac2+Ac3)之合計面積以下。

又，外嵌階部4和內嵌階部6相互抵接的抵接面8中，以負擔拉伸力的拉伸側抵接面81的總面積(At1+At2+At3+At4)形成為負擔壓縮力之壓縮側抵接面86 的總面積(Ac1+Ac2+Ac3)以下者為佳。

如此，在本實形態之接頭構造7中，儘管形成壓縮側抵接面86的階數比形成拉伸側抵接面81的階數少，然而以拉伸側抵接面81的總面積為負擔壓縮力的外嵌前端面34的面積和壓縮側抵接面86的總面積之合計面積以下的方式，形成各個外嵌凸部31及內嵌凸部51相互抵接的抵接面8。

而且，在外嵌前端面34形成有用以插入用來抑制外嵌端部3和內嵌端部5嵌合後相對旋轉的旋轉抑制鍵之鍵溝P時，「負擔壓縮力之外嵌前端面34的面積」不含形成鍵溝處的面積。由於旋轉抑制鍵基本上是不負擔壓縮力。

在本實施形態之接頭構造7中，利用使負擔壓縮力之外嵌前端面34的面積和壓縮側抵接面86的總面積之合計面積為拉伸側抵接面81的總面積以上，對在軸心方向Y以和拉伸力同等以上的大小作用的壓縮力，可僅以外嵌前端面及各個外嵌凸部31及內嵌凸部51的壓縮側抵接面86來抵抗。

又，使壓縮側抵接面86的總面積為拉伸側抵接面81的總面積以上時，對在軸心方向Y以和拉伸力同等以上的大小作用的壓縮力，可僅以各個外嵌凸部31及內嵌凸部51的壓縮側抵接面86來抵抗。

在本實施形態之接頭構造7中，即使外嵌前端面34和內嵌基端面55在外嵌對向部36抵接時，由於壓縮力實質不作用於第1外嵌階部41的外嵌凸部31，所以也不需要 在設計上考慮作用在第1外嵌階部41的外嵌凸部31的壓縮力。

圖14顯示於本實施形態之接頭構造7的外嵌端部3所傳遞的拉伸力。

作用於第1外嵌階部41的外嵌凸部31的拉伸力傳遞到第1外嵌階部41的外嵌凹部33。作用於第1外嵌階部41及第2外嵌階部42的外嵌凸部31的拉伸力合起來傳遞到第2外嵌階部42的外嵌凹部33。作用於第1外嵌階部41、第2外嵌階部42及第3外嵌階部43的外嵌凸部31的拉伸力合起來傳遞到第3外嵌階部43的外嵌凹部33。作用於第1外嵌階部41、第2外嵌階部42、第3外嵌階部43及第4外嵌階部44的外嵌凸部31的拉伸力合起來傳遞到第4外嵌階部44的外嵌凹部33。

同樣地，圖15顯示本實施形態之接頭構造7的外嵌端部3所傳遞的壓縮力。

作用於第2外嵌階部42的外嵌凸部31的壓縮力傳遞到第2外嵌階部42的外嵌凹部33。作用於第2外嵌階部42及第3外嵌階部43的外嵌凸部31的壓縮力合起來傳遞到第3外嵌階部43的外嵌凹部33。作用於第2外嵌階部42、第3外嵌階部43及第4外嵌階部44的外嵌凸部31的壓縮力合起來傳遞到第4外嵌階部44的外嵌凹部33。

如此，在本實施形態之接頭構造7中，由於從外嵌凸部31傳遞到外嵌凹部33的拉伸力及壓縮力從外嵌端部3的基端側朝向前端側降低，所以即使在外嵌端部3的前端 側使外嵌凹部33的板厚較小，也可抵抗該等拉伸力及壓縮力。藉此，利用從外嵌端部3的基端部朝向前端側，使外嵌凹部33的板厚較小，以抑制外嵌端部3全體板厚的增大，而可抑制材料成本的上升。

在本實施形態之接頭構造7中，在外嵌端部3的前端側的第1外嵌階部41使外嵌凹部33的板厚較小，以抑制外嵌端部3的材料成本上升的同時，並極力使壓縮力不作用於第1外嵌階部41的外嵌凸部31，藉以在第1外嵌階部41壓縮力實質上不傳遞到外嵌凹部33，而可防止外嵌最薄部30的挫曲變形。

又，在本實施形態之接頭構造7中，即使壓縮力作用於第1外嵌階部41的外嵌凸部31，也不會對第1外嵌階部41的外嵌凹部33期待壓縮強度。因此，接頭構造7即使因傳遞到第1外嵌階部41的外嵌凹部33的壓縮力而使外嵌最薄部30挫曲變形時，由於可以第2外嵌階部42、第3外嵌階部43及第4外嵌階部44的外嵌凹部33抵抗壓縮力，所以可以外嵌端部3全體保持預定的壓縮耐力。

圖16顯示本實施形態之接頭構造7的內嵌端部5所傳遞的拉伸力。

作用於第1內嵌階部61之內嵌凸部51的拉伸力傳遞到第1內嵌階部61的內嵌凹部53。作用於第1內嵌階部61及第2內嵌階部62的內嵌凸部51的拉伸力合起來傳遞到第2內嵌階部62的內嵌凹部53。作用於第1內嵌階部61、第2內嵌階部62及第3內嵌階部63的內嵌凸部51的拉伸力合起來傳遞 到第3內嵌階部63的內嵌凹部53。作用於第1內嵌階部61、第2內嵌階部62、第3內嵌階部63及第4內嵌階部64的內嵌凸部51的拉伸力合起來傳遞到第4內嵌階部64的內嵌凹部53。

同樣地，圖17顯示本實施形態之接頭構造7的內嵌端部5所傳遞的壓縮力。

作用於第2內嵌階部62的內嵌凸部51的壓縮力傳遞到第2內嵌階部62的內嵌凹部53。作用於第2內嵌階部62及第3內嵌階部63的內嵌凸部51的壓縮力合起來傳遞到第3內嵌階部63的內嵌凹部53。作用於第2內嵌階部62、第3內嵌階部63及第4內嵌階部64的內嵌凸部51的壓縮力合起來傳遞到第4內嵌階部64的內嵌凹部53。

如此，在本實施形態之接頭構造7中，從內嵌端部5的基端側朝向前端側，由於從內嵌凸部51傳遞到內嵌凹部53的拉伸力及壓縮力降低，所以即使在內嵌端部5的前端側使內嵌凹部53的板厚較小，也可抵抗該等拉伸力及壓縮力。藉此，接頭構造7利用從內嵌端部5的基端部朝向前端側，使內嵌凹部53的板厚較小，以抑制內嵌端部5全體板厚的增大，而可抑制材料成本的上升。

接頭構造7在內嵌端部5的前端側的第1內嵌階部61使內嵌凹部53的板厚較小，以抑制內嵌端部5的材料成本上升的同時，並藉由內嵌間隙57使壓縮力不作用於第1內嵌階部61的內嵌凸部51，藉以呈在第1內嵌階部61壓縮力不傳遞到內嵌凹部53，而可防止內嵌最薄部50的挫曲變 形。

圖18A顯示本發明的3變形例之接頭構造307。如該接頭構造307般，也可在複數個外嵌階部4及內嵌階部6的一部分或全部，於外嵌凹部33及內嵌凸部51的軸心直交方向X的側面設置錐形。

圖18B是顯示本發明第4變形例的接頭構造407。如該接頭構造407般，也可在複數個外嵌階部4及內嵌階部6的一部分或全部，於內嵌凹部53及外嵌凸部31的軸心直交方向X的側面設置錐形。

在本實施形態之接頭構造7中，如圖19所示，從外嵌端部3的前端側朝基端側，各個外嵌階部4的外嵌凸部31配置於軸心直交方向X的內側。

在本實施形態之接頭構造7中，定義從中心軸到第1外嵌階部41的外嵌凸部31的半徑r41、從中心軸到第2外嵌階部42的外嵌凸部31的半徑r42、從中心軸到第3外嵌階部43的外嵌凸部31的半徑r43、及從中心軸到第4外嵌階部44的外嵌凸部31的半徑r44的場合時，滿足r41>r42>r43>r44的關係。

再者，在本實施形態之接頭構造7中，如圖19所示，在第1外嵌階部41的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定義為ht1、在第2外嵌階部42的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定義為ht2、在第3外嵌階部43的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定義為ht3、在第4外嵌階部44的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定 義為ht4時，滿足ht1≦ht2≦ht3≦ht4的關係。

此處，也可以將外嵌凸部31的高度設定成大略相同，以使滿足ht1=ht2=ht3=ht4的關係。於此情況，從外嵌凸部31的切削加工性的觀點來看是較佳的。

又，也可是利用追隨r41>r42>r43>r44的關係，並設定外嵌凸部31的高度以使滿足ht1<ht2<ht3<ht4的關係，而於各個外嵌階部4的外嵌凸部31，使拉伸面積At1、拉伸面積At2、拉伸面積At3及拉伸面積At4大略相同。

同樣地，在本實施形態之接頭構造7中，如圖19所示，在第2外嵌階部42的外嵌凸部31將外嵌端部3的前端側的高度定義為hc1、在第3外嵌階部43的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定義為hc2、在第4外嵌階部44的外嵌凸部31將外嵌端部3的基端側的高度定義為hc3時，滿足hc1≦hc2≦hc3的關係。

此處，也可以將外嵌凸部31的高度設定成大略相同，以使滿足hc1=hc2=hc3的關係。於此情況，從外嵌凸部31的切削加工性的觀點來看是較佳的。

又，也可是追隨r41>r42>r43>r44的關係，設定外嵌凸部31的高度以使滿足hc1<hc2<hc3的關係，藉以於各個外嵌階部4的外嵌凸部31，使壓縮面積Ac1、壓縮面積Ac2及壓縮面積Ac3大略相同。

在本實施形態之接頭構造7中，如圖20所示，從內嵌端部5的前端側朝基端側，使各個內嵌階部6的內嵌凸 部51配置在軸心直交方向X的外側。

在本實施形態之接頭構造7中，在定義從中心軸到第1內嵌階部61的內嵌凸部51的半徑r61、從中心軸到第2內嵌階部62的內嵌凸部51的半徑r62、從中心軸到第3內嵌階部63的內嵌凸部51的半徑r63、及從中心軸到第4內嵌階部64的內嵌凸部51的半徑r64時，滿足r61<r62<r63<r64的關係。

再者，在本實施形態之接頭構造7中，如圖20所示，在第4內嵌階部64的內嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為ht1、在第3內嵌階部63的內嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為ht2、在第2內嵌階部62的內嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為ht3、及在第1內嵌階部61的內嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為ht4時，滿足ht1≧ht2≧ht3≧ht4的關係。

此處，也可以將內嵌凸部51的高度設定成大略相同，以使滿足ht1=ht2=ht3=ht4的關係。於此情況，從內嵌凸部51的切削加工性的觀點來看是較佳的。

又，也可是利用追隨r61<r62<r63<r64的關係，並設定內嵌凸部51的高度以使滿足ht1<ht2<ht3<ht4的關係，而於各個內嵌階部6的內嵌凸部51，使拉伸面積At1、拉伸面積At2、拉伸面積At3及拉伸面積At4大略相同。

同樣地，在本實施形態之接頭構造7中，如圖20所示，在第4內嵌階部64的內嵌凸部51將內嵌端部5的前端 側的高度定義為hc1、在第3內嵌階部63的外嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為hc2、在第2內嵌階部62的內嵌凸部51將內嵌端部5的基端側的高度定義為hc3時，滿足hc1≧hc2≧hc3的關係。

此處，也可以將內嵌凸部51的高度設定成大略相同，以使滿足hc1=hc2=hc3的關係。於此情況，從內嵌凸部51的切削加工性的觀點來看是較佳的。

又，也可是利用追隨r61<r62<r63<r64的關係，並設定內嵌凸部51的高度以使滿足hc1<hc2<hc3的關係，而於各個內嵌階部6的內嵌凸部51，使壓縮面積Ac1、壓縮面積Ac2及壓縮面積Ac3大略相同。

而且，在拉伸面積At1、拉伸面積At2、拉伸面積At3及拉伸面積At4設定成大略相同時，於各個外嵌階部4及內嵌階部6的外嵌凸部31及內嵌凸部51可大略均等地抵抗作用於軸心方向Y的拉伸力。

又，利用將壓縮面積Ac1、壓縮面積Ac2及壓縮面積Ac3設定成大略相同，而可於各個外嵌階部4及內嵌階部6的外嵌凸部31及內嵌凸部51大略均等地抵抗作用於軸心方向Y的壓縮力。

藉此，由於接頭構造7在各個外嵌階部4及內嵌階部6的外嵌凸部31及內嵌凸部51可大略均等地抵抗作用在軸心方向Y的拉伸力及壓縮力，所以可降低外嵌端部3及內嵌端部5之構造強度上的浪費，並可使對拉伸力及壓縮力的構造計算容易。

本實施形態之接頭構造7，如上所述，也可是複數個內嵌階部之內嵌凸部的突出高度、及複數個外嵌階部之外嵌凸部的突出高度之至少其中一者為大略相同。

所謂本發明之「大略相同」是指容許20%左右的製造誤差等，即使是外嵌凸部31及內嵌凸部51產生其等之製造誤差等的情況，也使其等之面積設定成大略相同。

以上，雖就有關本發明之實施形態的例子詳細說明，但是上述之實施形態中任一個不過是顯示在實施本發明之具體化例子，不能藉由那些來限定解釋本發明之技術範圍。

例如，也可於第1鋼管樁1安裝內嵌端部5，且於第2鋼管樁2安裝外嵌端部3。

又，也可是在外嵌端部3及內嵌端部5的軸心方向Y以任何的階數形成外嵌階部4及內嵌階部6。

又，也可是於各個外嵌階部4及內嵌階部6偏移軸心方向Y的位置而將各個外嵌凸部31及內嵌凸部51配置成大略千鳥狀。

又，也可是利用切削第1鋼管樁1或第2鋼管樁2的端部，於第1鋼管樁1或第2鋼管樁2本身設置外嵌端部3或內嵌端部5。

【產業上的利用可能性】

依據本發明，可提供一種使外嵌端部及內嵌端部的前端側的板厚較小，以抑制材料成本上升的同時，並可防止前端側之最薄部的挫曲變形的鋼管樁之接頭構造。

1‧‧‧第1鋼管樁

2‧‧‧第2鋼管樁

3‧‧‧外嵌端部

4‧‧‧外嵌階部

5‧‧‧內嵌端部

6‧‧‧內嵌階部

7‧‧‧內嵌凹部

8‧‧‧抵接面

31‧‧‧抵接面

32‧‧‧外嵌溝部

33‧‧‧外嵌凹部

51‧‧‧內嵌凸部

52‧‧‧內嵌溝部

53‧‧‧內嵌凹部

81‧‧‧拉伸側抵接面

86‧‧‧壓縮側抵接面

P‧‧‧鍵溝

W‧‧‧圓周方向

X‧‧‧軸心直交方向

Y‧‧‧軸心方向

Claims (6)

1. 一種鋼管樁之接頭構造，可將第1鋼管樁和第2鋼管樁同軸連結，包含：外嵌端部，設於前述第1鋼管樁，並沿著前述第1鋼管樁之第1軸心的延伸方向形成複數個外嵌階部；及內嵌端部，設於前述第2鋼管樁，並沿著前述第2鋼管樁之第2軸心的延伸方向形成複數個內嵌階部，前述複數個外嵌階部的每一個包含有：外嵌凸部，朝著向前述第1軸心的方向突出，且複數個形成於以前述第1軸心為中心的圓周方向；及外嵌溝部，形成於互相相鄰之前述各外嵌凸部間；及外嵌凹部，鄰接於前述各外嵌凸部且形成於接近前述第1鋼管樁的基端側，前述複數個內嵌階部的每一個包含有：內嵌凸部，朝著離開前述第2軸心的方向突出，且複數個形成於以前述第2軸心為中心的圓周方向；內嵌溝部，形成於互相相鄰之前述各內嵌凸部間；及內嵌凹部，鄰接於前述各內嵌凸部且形成於接近前述第2鋼管樁之基端側，在前述複數個外嵌階部中，越接近前述第1鋼管樁的外嵌階部則前述外嵌凹部的板厚便形成越大， 在前述複數個內嵌階部中，越接近前述第2鋼管樁的內嵌階部則前述內嵌凹部的板厚便形成越大，在前述內嵌端部插入前述外嵌端部並使相對旋轉而嵌合的狀態下，前述內嵌端面的前端側的內嵌前端面、和該內嵌前端面的對向面以預定的分離距離D分離，前述複數個外嵌階部和前述複數個內嵌階部間相互抵接之抵接面中，負擔拉伸力的拉伸側抵接面的總面積為負擔壓縮力的前述外嵌端部的前端側的外嵌前端面面積和負擔壓縮力之壓縮側抵接面的總面積的合計面積以下。
2. 如請求項1之鋼管樁之接頭構造，其中前述拉伸側抵接面的總面積為前述壓縮側抵接面的總面積以下。
3. 如請求項1之鋼管樁之接頭構造，其中於最接近前述內嵌端部之前端側的內嵌階部的前述內嵌凸部，在將朝前述第2軸心的方向的突出高度定義為h，將前述第2軸心的延伸方向的長度定義為l時，前述預定的分離距離D設定成滿足下述式(1)：D≧(h²+l²)^0.5-l............式(1)。
4. 如請求項1之鋼管樁之接頭構造，其中前述複數個內嵌階部之前述內嵌凸部的突出高度、和前述複數個外嵌階部之前述外嵌凸部的突出高度之至少一者為大略相同。
5. 如請求項1至4中任一項之鋼管樁之接頭構造，其中前述內嵌前端面的前述對向面為前述外嵌端部之前述基端側的外嵌基端面。
6. 如請求項1至4中任一項之鋼管樁之接頭構造，其中前述內嵌前端面的前述對向面為前述第1鋼管樁的端面。