(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の鉄筋１、２の端部同士を重ね合わせて接合する方法において、
２本の鉄筋のそれぞれ端部を屈曲により、互いに離隔する径方向へそれぞれオフセットさせ、各オフセット部の対向側相互を接触させた状態で端部同士を重ね合せ、この重ね合せ部を加熱する加熱工程と、
加熱後、上記鉄筋重ね合せ部に力を加えて、該重ね合せ部を接合させる加圧工程とを有することを特徴とする鉄筋の接合方法。
【請求項２】
上記鉄筋重ね合せ部の接触部を加熱により溶融させた後、加圧することを特徴とする請求項１記載の鉄筋の接合方法。
【請求項３】
上記請求項１に記載の加熱・加圧工程に使用する装置であって、互いに接離自在な一対のクランプ３，４を有し、一方のクランプは上記重ね合せ部を形成する一方の鉄筋を、かつ他方のクランプは他方の鉄筋を、それぞれ係合させる係合溝５、６を有し、さらに、一対のクランプによって挟持された鉄筋の重ね合せ部を加熱する加熱手段を有することを特徴とする鉄筋の接合に使用する接合装置。
【請求項４】
上記加熱手段は、上記重ね合せ部における鉄筋の接触部に向けてガス炎を噴射可能な火口10を有することを特徴とする請求項３記載の接合装置。
【請求項５】
上記加熱手段は、上記クランプを介して２本の鉄筋を通電可能な給電装置11を有することを特徴とする請求項３記載の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋の接合方法および該方法に使用する接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５に示すように、鉄筋コンクリート梁を、プレキャスト工法や鉄筋先組み工法で組み立てる場合、柱プレキャスト部材や先組み柱筋ａ等は一般的に先行して建てられ、位置が固定されている。このため、後から挿入するプレキャスト梁筋や先組み梁筋ｂ等との間で鉄筋ｃの継手を行なう場合、圧接による突合せ継手等のようにアプセット（変形を伴う加圧）が必要な工法では鉄筋に縮みが生ずるためプレキャスト梁筋や先組み梁筋ｂ等が移動する必要があり、施工上問題になる。
【０００３】
もっとも、柱と梁の仕口部をプレキャスト化すべく、柱と梁の一部を一体化してプレキャスト部材とし、梁の中間をジョイント部とすれば上記のような問題は生じないが、これでは部材重量や体積が大きくなり、運搬・揚重に支障をきたす。一方、柱ないし梁を線材でプレキャスト化しようとすると、鉄筋によるジョイント箇所件数が多くなったり、線材の変形・変位が許されないために後述する機械式接合を採用したりと、コストアップにつながってしまう。
【０００４】
このため、梁筋の移動が発生しないか又は発生しても移動量が極めて小さい溶接による突合せ継ぎ手や機械式の荷重伝達による突合せ継ぎ手が採用されているが、前者では開先加工や特殊工具が必要となるばかりか、施工が天候に左右されために、また、後者では部品や鉄筋の加工が必要となるため、上記圧接工法に比較するとコストや工期的に大幅に不利となる。
【０００５】
これに対し、▲１▼コンクリートとの付着による重ね継ぎ手、▲２▼フレア溶接による重ね継ぎ手、▲３▼機械式の荷重伝達による重ね継ぎ手等の重ね継ぎ手はアプセットを必要としないが、以下のような問題点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼ないし▲３▼記載の重ね継ぎ手は、直径の小さな壁筋やスラブ筋等に使用される例はあるが、柱や梁の主筋に適用された例は少ない。これは▲１▼では、鉄筋断面積が直径の二乗に比例して増加するのに対して、付着力と比例する円周は直径と一次の関係で比例して増加するに過ぎず、このため直径が大きくなると鉄筋断面積との関係で付着力が急激に相対減少し不利になるからである。
【０００７】
▲２▼は、２本の接合鉄筋を重ね合せ、その片側あるいは両側に被覆アーク溶接棒を用いてフレア溶接を行なうもので、鉄筋直径が大きくなれば、単純にフレア溶接のパス数を増加する必要があるが、溶接姿勢や鉄筋の形状により施工性及び溶接部の品質が極端に劣化することになるからである。
【０００８】
▲３▼は、図１６に示すように、２本の鉄筋ｄの重ね合せ部へジョイント金物ｅを嵌合させ、かつ両鉄筋間に楔ｆを打ち込んで、両鉄筋を圧着させることにより接合させるもので、鉄筋直径が大きくなると、接合される２本の鉄筋の中心間距離が大きくなって、大きな曲げモーメントが発生するため、ジョイント金物ｅは直径の二乗に比例して大型化する必要があり、直径が大きくなると急激に不利になるからである。
【０００９】
なお、関連技術として、特開平６−２８０３４８号公報には、筒状カップラーと、第１鉄筋の連結側端部を包被する短管状のテーパ第１接手子と、第２鉄筋の連結側端部を包被する短管状のテーパ第２接手子とを備え、各接手子は、他方の鉄筋の延在方向がわにおいて、軸方向の切欠部が形成され、鉄筋の引き込みにより、接手子が切欠部において側圧を受けて変形し、鉄筋に圧着され、一体化される鉄筋重ね継手装置が示されている。これは要するに接手子とカップラーを介して鉄筋引き込みにより２本の鉄筋を力学的に連結するというものである。
【００１０】
また、特開平８−２４６６０４号公報には、あらかじめ接合された鉄筋の重ね合せ部を機械的に補強する技術、すなわち、鉄筋端部を互いに重ね合せた重ね継手において、その重ね合せ方向両側にクランプ金具を配置し、その拘束部の溝を各鉄筋端部に嵌合させ、両クランプ金具の貫通孔に連接するようにボルトを挿通し、ナットで締め付けることによって、その支点部同士が互いに衝合された状態で拘束部が鉄筋端部をその重ね合せ方向に締め付けて圧接一体化させる鉄筋重ね継手補強方法が示されている。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、低コストかつ少ない工程で縮みが生じない高品質の鉄筋継ぎ手を得ることが可能な鉄筋の接合方法及びこれに使用する接合装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の手段として、２本の鉄筋１、２の端部同士を重ね合せて接合する方法において、上記鉄筋の重ね合せ部を加熱する加熱工程と、加熱後、上記鉄筋重ね合せ部に径方向の力を加えて、該重ね合せ部を接合させる加圧工程とを有する。
【００１３】
第２の手段として、第１の手段を有すると共に、上記鉄筋重ね合せ部の接触部を加熱により溶融させた後、加圧する。
【００１４】
第３の手段として、第１又は第２の手段を有すると共に、上記２本の鉄筋のそれぞれの端部を、屈曲により互いに外方へオフセットさせ、該オフセット部の内側を接触させることで上記重ね合せ部を形成する。
【００１５】
第４の手段として、第１、第２又は第３の手段を有すると共に、上記２本の鉄筋の基端部は拘束されている。
【００１６】
第５の手段として、上記加熱・加圧工程に使用する装置であって、互いに接離自在な一対のクランプ３、４を有し、一方のクランプは上記重ね合せ部を形成する一方の鉄筋を、かつ他方のクランプは他方の鉄筋を、それぞれ係合させる係合溝５、６を有し、さらに、一対のクランプによって挟持された鉄筋の重ね合せ部を加熱する。
【００１７】
第６の手段として、第５の手段を有すると共に、上記加熱手段は、上記重ね合せ部における鉄筋の接触部に向けてガス炎を噴射可能な火口１０を有する。
【００１８】
第７の手段として、第５の手段を有すると共に、上記加熱手段は、上記クランプを介して２本の鉄筋を通電可能な給電装置１１を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１ないし図６は本発明に係る鉄筋の接合方法を示す。
図１は先端部が重ね合わされた２本の鉄筋１、２を示すもので、これら鉄筋の基端部は図示しないコンクリートに拘束されている。ちなみに、同鉄筋を図１５の鉄筋ｃに想定すると一層理解が容易である。２本の鉄筋を接合するには、後述するように、重ね合せ部を加熱した後、径方向の力を加えて加圧する。
【００２０】
重ね継ぎ手の耐力は鉄筋と同等ないし同等以上でなければならず、そこで次にかかる耐力を得るために必要な重ね合せ部の接合長さＬ  を求めることとする。鉄筋の強度Ｓ  は、例えば、Ｄ  ２５、ＳＤ３４５では１７５ＫＮ、破断強度は約３０４ＫＮである。
【００２１】
２本の鉄筋の荷重の伝達は剪断によるため、図４に示すように、重ね合せ部の接合幅をＢ  とすれば、接合部の耐力Ｓ  はＢ  ×Ｌ  ×３４５÷１．７３で表される。ここでＢ  ＝１０ｍｍとすれば、Ｌ  ＝Ｓ  ÷Ｂ  ÷３４５×１．７３＝１７５０００÷１０÷３４５×１．７３＝８９ｍｍとなる。よって、約１０ｃｍの接合長さがあれば鉄筋以上の耐力が得られることになる。
【００２２】
上記のような接合長さで図１に示すように重ね合せられた２本の鉄筋の重ね合せ部を、まず加熱するのであるが、加熱に際してはこれら鉄筋が径方向にずれないように後述の装置を用いてクランプする。加熱はアセチレンガスと酸素などのガス炎、電気による抵抗熱やフラッシュ熱等を用いる。
【００２３】
加熱手段として、ガス炎を用いる場合には、２本の鉄筋の全周面を加熱することなく接触部分を中心に加熱する。このようにすることにより、ガスの消費量や施工時間の低減が可能になると共に、加熱部分から遠い鉄筋頂部および低部部分は高温となっていないため、この部分での剛性低下はない。この鉄筋頂部および低部部分には後述するように、加圧力が加えられるのであるが、剛性の低下がみられないことから安定した加圧が可能となる。
【００２４】
鉄筋の接触部分が溶融する程度まで加熱した後、一方鉄筋頂部および他方鉄筋低部部分に加圧力を加えて両鉄筋を圧接する。加圧力は後述するように５０ＭＰａ程度である。圧接により図３に示すように、鉄筋の接触部分に圧接コブ１ａが形成される。この圧接コブは通常の圧接同様に接合部品質の重要な指標となる。
【００２５】
なお、図５に示すように、２本の鉄筋はそれぞれ一直線状であってもよいが、図６に示すように、両鉄筋のそれぞれの端部を屈曲させて互いに外方へオフセットさせ、これらオフセット部の内側を接触させることで重ね合せ部を形成することも可能である。このようにすることにより、鉄筋が一直線状である場合に比較して段差２ａが減少するため、プレキャストコンクリートの建て方時に鉄筋間の干渉が少なくなり、施工性が向上する。オフセットＬ  は鉄筋の半径程度が好ましく、同時に接合部に生じるオフセットによるモーメントを低減できる。
【００２６】
図７乃至図１０は上記鉄筋の接合方法に使用する装置を示す。該装置は固定クランプ３と、可動クランプ４とを有し、両クランプには鉄筋１、２が嵌合可能なＶ  溝５、６が形成されている。なお、溝はＶ  字形状に限らず半円形状でもよい。
【００２７】
固定クランプ１には油圧ジャッキ７が固定され、該ジャッキへ往復動自在に嵌挿されたピストンロッド７ａには貫通孔が形成されている。該貫通孔にはシャフト８が摺動自在に挿通され、かつ貫通孔から突出したシャフト部分は、さらに固定クランプ３に形成された貫通孔を摺動自在に貫通して、その先端部は可動クランプ４に連結されている。一方、シャフト基端部には、反力ナット９がねじ込まれてピストンロッド７ａ端面へ接触させられている。
【００２８】
両クランプ３、４間には、鉄筋１，２重ね合せ部の接触部の両側に向けてガス炎を噴射可能な火口１０が配置されている。この場合、火口は接触部の一側にのみ設けることも可能である。
油圧ジャッキ７の能力としてはアプセット時に５０ＭＰａの加圧が可能なように、５０ＫＮ（５０×Ｂ  ×Ｌ  ＝５０×１０×１００）の容量と２０ｍｍ以上のストロークを有することが必要である。
【００２９】
次に、上記装置の作用について説明する。
鉄筋の接合に際しては、まず、鉄筋の重ね合わせ部を両クランプ３、４のＶ  溝５、６間に位置させた後、ピストンロッド７ａをやや伸張させることにより、反力ナット９を介してシャフト８を上昇させて可動クランプ４を固定クランプ３へ接近させることで、鉄筋をＶ  溝に把持させる。
【００３０】
次いで、火口１０からガス炎を噴射させて、両鉄筋の接触部を加熱溶融させた後、ピストンロッド７ａをさらに伸張させることにより、両鉄筋を５０ＭＰａの圧力で加圧して接合させる。加圧後の状態を示すのが図１０である。
【００３１】
図１１及び図１４は接合装置の第２実施形態を示す。
本実施形態では、鉄筋の加熱を電気による抵抗熱やフラッシュ熱で行なう。すなわち、給電装置１１を固定および可動クランプ３、４に接続することで、両クランプにクランプとしての機能の他に電極としての機能をももたせる。
【００３２】
その際、シャフト８をエポキシ樹脂やセラミック等の絶縁材でコーティングすると共に、反力ナットとピストンロッド７ａとの間に絶縁材１２を設ける等、両クランプ間で短絡が生じないよう適宜箇所に絶縁材を配置する。その他の構成については第１の実施形態と同様であるから説明を省略する。
【００３３】
作用についても、加熱工程を除いては上記同様であるから、ここでは同工程についてのみ説明すると、給電装置１１により両クランプ３、４を通電すると、鉄筋の接触部が溶融する。この後、上記同様に両クランプを型締めして加圧する。この状態を示すのが図１４である。
なお、第１および第２実施形態のどちらの場合も鉄筋が上下に配置されている場合の装置の使用例について図示されているが、鉄筋が水平に配置されている場合には接合装置を９０°回転させて使用する。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１乃至４に係る発明は、鉄筋を径方向へ加圧するのみで、鉄筋に対し軸方向への加圧は行わないため、鉄筋の接合に際して縮みが生ぜず従来の機械式継ぎ手と同等以上の接合品質を少ない工数かつ低コストで実現可能であり、特に、プレキャスト梁筋や先組み梁筋の接合に有効である。
【００３５】
また、加熱・加圧により継ぎ手部を形成するため、接合品質が高く、このため機械式重ね継ぎ手に比べて継ぎ手の構造性能を確保するためのラップ代が少なくてすみ、特に、プレキャスト部材に適用する際は後打ちコンクリート量を減らすことができる。
【００３６】
さらに、異形鉄筋の接合においても、機械式重ね継手のようにネジ加工等の特殊な工程や、充填式スリーブ等の特殊部材を必要としないため一層のコスト低減が可能となる。
【００３７】
さらにまた、梁部材の変形や変位を生じさせることなく接合可能で、かつ後打ちコンクリートの量を減らすことができることから、柱と梁を線材でプレキャスト化できるため、短工期化が図れる。
【００３８】
さらにまた、鉄筋の数量がもっとも過密になる柱梁仕口部をプレキャスト化できるため現場での省力化を図ることができる。
【００３９】
請求項３に係る発明は、鉄筋の重ね合せ部をオフセットさせるため、プレキャストコンクリートの建て方時における鉄筋間の干渉が減少し、よって施工性の向上が図れる。
【００４０】
請求項５乃至７に係る発明は、一対のクランプを有し、かつ両クランプは係合溝を有するため、加圧時に鉄筋がずれることがない。
【００４１】
請求項６に係る発明は、鉄筋の接触部に向けてガス炎を噴射可能な火口を有するため、ガスの消費量や施工時間の低減が図れると共に、加圧部分は剛性低下を生じていないため、安定した加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る接合方法を示す説明図である。
【図２】同じく、接合状態を示す略示図である。
【図３】同じく、図２のＡ−Ａ  線に沿う断面図である。
【図４】同じく、接合長さを求める際の説明図である。
【図５】同じく、鉄筋の重ね合せ部の一例を示す略示図である。
【図６】同じく、鉄筋の重ね合せ部の他の例を示す略示図である。
【図７】同じく、上記方法に使用する接合装置の正面図である。
【図８】同じく、図７のＢ  −Ｂ  線から見た矢視図である。
【図９】同じく、図７のＣ  −Ｃ  線から見た矢視図である。
【図１０】同じく、加圧後の状態を示す図７相当図である。
【図１１】同じく、接合装置の第２実施形態を示す図７相当図である。
【図１２】同じく、第２実施形態の図８相当図である。
【図１３】同じく、第２実施形態の図９相当図である。
【図１４】同じく、加圧後の状態を示す図１０相当図である。
【図１５】従来の工法を説明するための略示図である。
【図１６】同じく、従来例の説明図である。
【符号の説明】
１、２鉄筋
３  固定クランプ
４  可動クランプ
５、６  係合溝
１０  火口
１１  給電装置
【図１】
0003569507.tif 000002
【図２】
0003569507.tif 000003
【図３】
0003569507.tif 000004
【図４】
0003569507.tif 000005
【図５】
0003569507.tif 000006
【図６】
0003569507.tif 000007
【図７】
0003569507.tif 000008
【図８】
0003569507.tif 000009
【図９】
0003569507.tif 000010
【図１０】
0003569507.tif 000011
【図１１】
0003569507.tif 000012
【図１２】
0003569507.tif 000013
【図１３】
0003569507.tif 000014
【図１４】
0003569507.tif 000015
【図１５】
0003569507.tif 000016
【図１６】
0003569507.tif 000017