(57)【要約】      （修正有）【課題】大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合に十分な耐力が確保された鋼管杭接続構造を提供する。【解決手段】接続すべき鋼管杭の端面に対向して取り付けられる互いに挿脱可能な雌円筒１０と雄円筒２０とからなり、雌円筒１０は、内面に、相互間隔を開けて円周方向に列設され内径が雄円筒２０の外周面２２に遊嵌する複数の内面突起１３を、杭軸方向に複数列備え、雄円筒２０は、外面に、上記内面突起１３と交互に円周方向に列設され外径が雌円筒１０の内周面１２に遊合する複数の外面突起２３を、杭軸方向に複数列備え、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入して上記接続すべき鋼管杭を軸回りに相対回動させたとき杭軸方向複数列の各列の上記内面突起１３および杭軸方向複数列の各列の上記外面突起２３それぞれの反杭端側の端面が互いに係合する位置関係を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続すべき鋼管杭の端面に対向して取り付けられる互いに挿脱可能な雌円筒と雄円筒とからなり、該雌円筒は、内面に、相互間隔を開けて円周方向に列設され内径が該雄円筒の外周面に遊嵌する複数の内面突起を、杭軸方向に複数列備え、該雄円筒は、外面に、前記内面突起と交互に円周方向に列設され外径が該雌円筒の内周面に遊合する複数の外面突起を、杭軸方向に複数列備え、該雄円筒を該雌円筒に挿入して前記接続すべき鋼管杭を軸回りに相対回動させたとき杭軸方向複数列の各列の前記内面突起および杭軸方向複数列の各列の前記外面突起それぞれの反杭端側の端面が互いに係合する位置関係を有することを特徴とする鋼管杭接続構造。
【請求項２】
杭軸方向複数列の各列の前記内面突起および杭軸方向複数列の各列の前記外面突起が、それぞれ杭軸方向に関して格子状に配列されたものであることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭接続構造。
【請求項３】
杭軸方向複数列の各列の前記内面突起および杭軸方向複数列の各列の前記外面突起が、それぞれ杭軸方向に関して千鳥状に配列されたものであることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭接続構造。
【請求項４】
前記雌円筒および前記雄円筒それぞれの杭軸方向圧着端面に印籠構造を設けたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の鋼管杭接続構造。
【請求項５】
前記内面突起および前記外面突起それぞれの反杭端側の端面に印籠構造を設けたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の鋼管杭接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭どうしを接続する鋼管杭接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、通常、ねじ継手その他の機械的な継手、または現場溶接によって上下鋼管杭を接続し、長尺の基礎支持材等として供用されている。ねじ継手は、鋼管杭端部にテーパねじなどからなる雄ねじを形成し、雌ねじを有するソケットまたは拡径部等にねじ込んで接続する。そのため、ねじ継手は加工が面倒で高価である。また、現場溶接は天候に支配される影響が大きく溶接資格者の確保の点でも難点がある。
【０００３】
また、土木用の基礎杭では、杭外径より突設する寸法は、杭径により、９ｍｍ以内又は１２ｍｍ以内に制限されているので、ソケットやスリーブを用いる継手等は構造上不可となる場合もある。
【０００４】
このような要求に合致する技術として、現場溶接を必要としない機械式継手であって、外径が鋼管杭の外径と同等の寸法の優れた鋼管杭の接続構造が開示されている。この接続構造は継手部の圧縮、引張、曲げ、ねじり強度が大きく、鋼管杭を地中に沈設するとき、杭に正回転又は逆回転の何れをも付与することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
その技術手段は、杭軸方向圧着端面を有し、互いに挿脱可能な雌円筒と雄円筒とからなり、雌円筒は、入り口側内面に、相互間隔を開けて円周方向に配設され内径が雄円筒の外周面に遊嵌する複数の内面突起を備え、雄円筒は、装入端側外面に、前記内面突起と交互に配設され外径が雌円筒の内周面に遊合する複数の外面突起を備えたものであって、内面突起および外面突起はそれぞれ奥側端面に円周方向に対して傾斜したテーパを有し、このテーパは雄円筒を雌円筒中に挿入して回動したとき互いに接触し、テーパにより前記内面突起および外面突起が圧着され、雄雌円筒を強固に接続固定するテーパである鋼管杭の接続構造である。
【０００６】
また、継手部に上下杭の軸線が湾曲するような曲げが作用したときに、継手部の曲げ強度を十分に高めるように改善を施した技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この技術は、雄雌円筒の嵌合部の長さを格別な長さとすることなく、曲げに抵抗する抵抗力を大きくした技術で、嵌合部に印籠構造を設けたものである。尚、この印籠構造は、接合する部材の一方の端部に突出部を設け、この突出部が嵌合する凹部を相手方に設けた構造である。
【０００８】
さらに、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側に設けていた円周方向相互テーパを取止め、厳密な精密加工を行う必要のないように改善を施した技術がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
この技術は、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面を、上下杭接続後に相互に、細隙を介して対向する杭軸直交面又は相互に細隙を介して係止する円錐台面とし、上下杭に回転力を伝達するキー部材を雄雌円筒間に介装したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−６１１７４号公報
【特許文献２】特開２００４−９２２９１号公報
【特許文献３】特開２００６−２８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜３に開示された機械式継手は、優れた特性を有し、賞用されているが、大きな杭径を有する鋼管杭の接続にその機械式継手を適用する場合、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力を確保するためには、機械式継手の内面突起および外面突起それぞれの杭半径方向の厚さを厚くしなければならないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合であっても、内面突起および外面突起それぞれの厚さを抑えた上で、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力が十分確保された合理的な鋼管杭接続構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する本発明の鋼管杭接続構造は、接続すべき鋼管杭の端面に対向して取り付けられる互いに挿脱可能な雌円筒と雄円筒とからなり、雌円筒は、内面に、相互間隔を開けて円周方向に列設され内径が雄円筒の外周面に遊嵌する複数の内面突起を、杭軸方向に複数列備え、雄円筒は、外面に、上記内面突起と交互に円周方向に列設され外径が雌円筒の内周面に遊合する複数の外面突起を、杭軸方向に複数列備え、雄円筒を雌円筒に挿入して上記接続すべき鋼管杭を軸回りに相対回動させたとき杭軸方向複数列の各列の上記内面突起および杭軸方向複数列の各列の上記外面突起それぞれの反杭端側の端面が互いに係合する位置関係を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の鋼管杭接続構造は、内面突起および外面突起を杭軸方向に１列備えている従来の鋼管杭接続構造と比べて、上記内面突起および上記外面突起を杭軸方向に複数列備えているため、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面が、理論的にｎ倍（ｎ≧２）の大きな面積で互いに係合する。そのため、本発明の鋼管杭接続構造によれば、杭に作用する軸力や曲げモーメントが莫大となるような大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合であっても、内面突起および外面突起それぞれの厚さを適正に抑えた上で、必要な所望耐力を十分確保することができる。
【００１５】
ここで、本発明の鋼管杭接続構造は、上記内面突起および上記外面突起それぞれが、当該杭の所要軸力を支持するのに充分な合計面積を反杭端側の端面に備えるとともに、突起の杭軸方向合計せん断面積を有することが好ましい。
【００１６】
このような好ましい形態によれば、杭に作用する大きな軸力や曲げに対して、杭接続部の耐力が確実に確保される。
【００１７】
また、本発明の鋼管杭接続構造では、上記内面突起および上記外面突起の杭軸方向複数列の間隔は、内面突起および外面突起がそれぞれ遊合する寸法を有し、かつ、上記雌円筒と上記雄円筒の杭軸方向圧着端面が密着したとき遊合状態であることも好ましい形態である。
【００１８】
このような好ましい形態によれば、雌円筒と雄円筒との挿脱がスムーズである。
【００１９】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、上記内面突起および上記外面突起それぞれが、矩形円弧状であるという形態も好ましい。
【００２０】
このような好ましい形態によれば、内面突起や外面突起の、精度の高い形状や寸法の加工が容易である。
【００２１】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、杭軸方向複数列の各列の上記内面突起および杭軸方向複数列の各列の上記外面突起が、それぞれ杭軸方向に関して格子状に配列されたものであることが好ましい。
【００２２】
このような好ましい形態によれば、雄円筒を雌円筒に挿入して接続すべき鋼管杭を軸回りに相対回動させる回数が１回でよいため、杭の接続施工が容易である。
【００２３】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、杭軸方向複数列の各列の上記内面突起および杭軸方向複数列の各列の上記外面突起が、それぞれ杭軸方向に関して千鳥状に配列されたものであることも好ましい形態である。
【００２４】
このような好ましい形態によれば、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面が、円周方向の全域に亘って互いに係合するため、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力がバランス良く、局所的に大きな応力が作用することが回避される。
【００２５】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、上記雌円筒および上記雄円筒それぞれの杭軸方向圧着端面に印籠構造を設けたことが好ましい。
【００２６】
ここで、印籠構造は、接合する部材の一方の端部に突出部を設け、この突出部が嵌合する凹部を相手方に設けた構造である。
【００２７】
このような好ましい形態によれば、接続すべき鋼管杭の接続後において、杭軸が湾曲するように作用する曲げ力に対して鋼管杭の雄雌円筒の接続構造の抵抗力が格段に向上する。
【００２８】
また、本発明の鋼管杭接続構造は、上記内面突起および上記外面突起それぞれの反杭端側の端面に印籠構造を設けたことも好ましい形態である。
【００２９】
このような好ましい形態によれば、接続すべき鋼管杭の接続後において引張が作用したときに、より強固に噛み合うこととなるため、鋼管杭同士が分離することが確実に防止される。
【００３０】
さらに、本発明の鋼管杭接続構造は、上記雌円筒の先端部外周の一部と、この雌円筒の先端部に当接する上記雄円筒の端面外周の対応する部分に、上記接続すべき鋼管杭の接続後にこの鋼管杭の相対回動を防止するキーが嵌入されるキー溝を備えたことが好ましい。
【００３１】
このような好ましい形態によれば、接続された鋼管杭を相互に正転、逆転するとき鋼管杭間の回転力が伝達される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、従来技術では耐力が不足するような大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合であっても、内面突起および外面突起それぞれの厚さを抑えた上で、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力が十分確保された鋼管杭接続構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態である鋼管杭接続構造が取り付けられた接続すべき上下鋼管杭を斜め上から見た斜視図である。
【図２】図１に示すＡ部の平面図、Ｂ部およびＣ部の縦断面図である。
【図３】挿入途中における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図４】挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図５】接続完了後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図６】キーの平面図、側面図、および上面図である。
【図７】ボルトの平面図および側面図である。
【図８】図５に示すＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図９】ボルトを座ぐり孔を通ってタップ孔に螺入した状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態である鋼管杭接続構造が取り付けられた接続すべき上下鋼管杭を斜め上から見た斜視図である。
【図１１】図１に示すＥ部の平面図、Ｆ部およびＧ部の縦断面図である。
【図１２】１段階目の挿入途中における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図１３】１段階目の挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面である。
【図１４】２段階目の挿入前における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図１５】２段階目の挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図１６】接続完了後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態である鋼管杭接続構造であって、接続前の状態の雄雌円筒の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態である鋼管杭接続構造が取り付けられた接続すべき上下鋼管杭を斜め上から見た斜視図である。尚、図１には、接続前の状態の上下鋼管杭が示されている。また、図２は、図１に示すＡ部の平面図、Ｂ部およびＣ部の縦断面図である。図２において、説明を解りやすくするために、内面突起および外面突起にはそれぞれハッチングを施して示した。尚、後述する図３〜図５、図１１〜図１６においても同様である。
【００３６】
図１，図２に示す鋼管杭接続構造は、接続すべき上下鋼管杭３０，４０それぞれの端面に対向して取り付けられる互いに挿脱可能な雌円筒１０と雄円筒２０とからなる。そして、下鋼管杭４０の上端面に取付られた雌円筒１０内に、上鋼管杭３０の下端面に取付られた雄円筒２０を挿入するように構成されている。雌円筒１０は、下鋼管杭４０内に裏当て板４１を当てて基部１５を円周溶接４２によって取り付けられている。雄円筒２０は、上鋼管杭３０内に裏当て板（図示省略）を当てて基部２５を円周溶接３２によって取り付けられている。
【００３７】
図１，図２に示すように、雌円筒１０には、内面に、相互間隔を開けて円周方向に列設され内径が雄円筒２０の外周面２２に遊嵌する複数の内面突起１３が、杭軸方向に２列備えられている。遊嵌とは僅かな隙間をもって嵌合する態様を言う。この内面突起１３は、雌円筒１０の内面から等厚さで突出した矩形円弧板状である。この内面突起１３の相互間隔（弧状間隔）は内面突起１３の幅（弧の長さ）より僅かに広い寸法に設定されている。杭軸方向２列の各列の内面突起１３のうちの杭端側の列の内面突起１３の頭部には先端部突起１４が形成されており、軸方向圧着端面１１より上方に突出している。また、雌円筒１０の先端部外周の一部に、後述する相対回動防止構造が取り付けられる取付部となる切欠１９が設けられている。相対回動防止構造は、上下鋼管杭３０，４０の接続後に上下鋼管杭３０，４０の相対回動を防止するものである。
【００３８】
また、図１，図２に示すように、雄円筒２０には、外面に、相互間隔を開けて円周方向に列設され外径が雌円筒１０の内周面１２に遊合する複数の外面突起２３が、杭軸方向に２列備えられている。遊合とは僅かな隙間をもって嵌合する態様を言う。この外面突起２３は上記雌円筒１０の内面突起１３と交互に設けられている。この外面突起２３は、雄円筒２０の外周面２２から等厚さで突出する矩形円弧板状をなしており、上記雌円筒１０の内面突起１３と幅寸法（弧状幅）が等しく、外面突起２３の相互間隔（弧状間隔）は外面突起２３の幅（弧の長さ）より僅かに広い寸法に設定されている。また、雌円筒１０の先端部に当接する雄円筒２０の端面外周の、雌円筒１０の切欠１９に対応する部分に、後述する相対回動防止構造が取り付けられる取付部となる溝２９が設けられている。また、この溝２９は、杭半径方向に延在するタップ孔２９１を有する。タップ孔２９１は、後述のキーの固定ボルト取付け用である。
【００３９】
また、外面突起２３の反杭端側の端面２８と内面突起１３の反杭端側の端面１８とは、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入して外面突起２３の幅（円弧幅）の分だけ回動したとき互いに細隙間を持って対向するようになっている。
【００４０】
内面突起１３および外面突起２３それぞれが、杭の所要軸力を支持するのに充分な合計面積を反杭端側の端面１８，２８に備えるとともに、突起の杭軸方向合計せん断面積を有する。また、内面突起１３および外面突起２３の杭軸方向２列の間隔は、内面突起１３および外面突起２３がそれぞれ遊合する寸法を有し、かつ、雌円筒１０と雄円筒２０の杭軸方向圧着端面１１，２１が密着したとき遊合状態である。
【００４１】
また、杭軸方向２列の各列の内面突起１３および杭軸方向２列の各列の外面突起２３が、それぞれ杭軸方向に関して格子状に配列されている。そのため、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入して上鋼管杭３０を下鋼管杭４０に対して軸回りに相対回動させる回数が１回でよいため、杭の接続施工が容易である。
【００４２】
内面突起１３と外面突起２３とがあたかもスプライン継手のようになっており、雌円筒１０と雄円筒２０は、軸方向に相互に挿入可能になっている。
【００４３】
雌円筒１０内に雄円筒２０を挿入した後、上鋼管杭３０を回動させると、内面突起１３の反杭端側の端面１８と外面突起２３の反杭端側の端面２８は僅かな隙間をもって対向するようになっている。すなわち、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入して接続すべき上下鋼管杭３０，４０を軸回りに相対回動させたとき杭軸方向２列の各列の内面突起１３および杭軸方向２列の各列の外面突起２３それぞれの反杭端側の端面が互いに係合する位置関係を有する。
【００４４】
第１実施形態の鋼管杭接続構造は、内面突起および外面突起を杭軸方向に１列備えている従来の鋼管杭接続構造と比べて、内面突起１３および外面突起２３を杭軸方向に２列備えているため、内面突起１３および外面突起２３それぞれの反杭端側の端面１８，２８が、理論的に２倍の大きな面積で互いに係合する。そのため、第１実施形態の鋼管杭接続構造によれば、杭に作用する軸力や曲げモーメントが莫大となるような大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合であっても、内面突起および外面突起それぞれの厚さを適正に抑えた上で、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力を十分確保することができる。
【００４５】
次に、雄雌円筒１０、２０の接続について説明する。
【００４６】
図１，図２に示すように、先に施工された下鋼管杭４０上端の雌円筒１０の内面突起１３の相互間隔（弧状間隔）の部分に、図示しないクレーン等で吊り込んだ上鋼管杭３０下端に取り付けた雄円筒２０の外面突起２３の円周方向位置を合わせる。つまり、内面突起１３と外面突起２３とが互い違いになるように位置させる。
【００４７】
図３は、挿入途中における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００４８】
図３に示すように、雄円筒２０を雌円筒１０内に上方から杭軸に沿って挿入する。
【００４９】
図４は、挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００５０】
雌円筒１０と雄円筒２０の杭軸方向圧着端面１１，２１が密着するまで、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入する。
【００５１】
図５は、接続完了後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００５２】
挿入長さ分を十分に挿入した後、図５に示すように、雄円筒２０つまり、上鋼管杭３０を、下鋼管杭４０に対して軸回りに、内面突起１３や外面突起２３の幅寸法に相当する分だけ相対回動させる。この相対回動によって、杭軸方向２列の各列の内面突起１３および杭軸方向２列の各列の外面突起２３それぞれの反杭端側の端面１８，２８が互いに係合する。
【００５３】
このとき、雌円筒１０の内面突起１３の先端部突起１４は雄円筒２０の端面に設けた円周溝２４内に嵌入し、突起１３の頭部（突起）１４と円周溝２４は印籠構造を形成する。一方、雄円筒２０の外面突起２３の先端部突起２７も雌円筒１０の当接面１６に設けた円周溝１７内に嵌入する。この部分も先端部突起２７と円周溝１７とは印籠構造を形成している。
【００５４】
これらの、雌円筒１０および雄円筒２０それぞれの杭軸方向圧着端面に設けた印籠構造により、上下鋼管杭３０，４０の接続後に雄雌円筒１０、２０相互間に杭軸が湾曲する曲げ力が発生しても、これに対して非常に大きな曲げ抵抗力が発生する。従って、この雄雌円筒１０、２０による接続部が曲げに対して強固な接続構造となり、上下鋼管杭３０，４０の接続部は引っ張り、圧縮、曲げに対して強固な継手を形成する。
【００５５】
なお、雌円筒１０の内面突起１３と雄円筒２０の外面突起２３のそれぞれ反杭端側の端面１８、２８は図２〜図５に示すように杭軸に直交する平面状であってもよいが、互いに蟻差し状に係合する円錐台側面形状とすれば内面突起１３と外面突起２３とが相互に印籠構造を形成する。このように形成すると、さらに杭軸が湾曲する方向の曲げ力に対してさらに抵抗力が増加し、好ましい。なお、この形状は、従来の円周方向テーパ加工とは異なり、単純な旋削加工によって形成することができるので、コストアップを招来することはない。
【００５６】
内面突起１３の面１８と外面突起２３の面２８とが隙間を介して対向するように雄雌円筒１０，２０を結合したとき、雄円筒２０の溝２９と雌円筒１０の切欠１９とが軸方向に一致し、キーが取り付けられる取付部となる。尚、上述したように雄円筒２０側の溝２９にタップ孔２９１が形成されている。
【００５７】
ここで、図６，図７を参照して、上下鋼管杭３０，４０の接続後に上下鋼管杭３０，４０の相対回動を防止する相対回動防止構造について説明する。
【００５８】
相対回動防止構造は、キー５１およびボルト５２により構成されている。
【００５９】
図６は、キーの平面図、側面図、および上面図である。
【００６０】
キー５１は、取付部に嵌入されたときにタップ孔２９１と同軸であって杭半径方向に貫通する、入口側に座ぐり部５１１ａが形成された座ぐり孔５１１を有する。
【００６１】
図７は、ボルトの平面図および側面図である。
【００６２】
ボルト５２は、座ぐり部５１１ａに収まる頭部５２１を有し、取付部に嵌入されたキー５１の座ぐり孔５１１を通ってタップ孔２９１に螺入される。
【００６３】
図８，図９を参照して、雄雌円筒１０，２０の接続についての説明を続ける。
【００６４】
図８は、図５に示すＤ−Ｄ矢視断面図である。
【００６５】
図５，図８に示すように、取付部に、雄雌円筒１０，２０の外面から図６に示すキー５１を嵌め込む。鋼管杭は、回転させながら地中に沈設する場合が多く、また、回転方向を正逆に変更することもある。キー５１はこの上下の鋼管杭間の回転力を伝達する。すなわち、キー５１は上下鋼管杭３０、４０を相互に正転、逆転するとき上下鋼管杭３０、４０間の回転力を伝達する。
【００６６】
図９は、ボルトを座ぐり孔を通ってタップ孔に螺入した状態を示す縦断面図である。
【００６７】
ボルト５２をキー５１の座ぐり孔５１１を通ってタップ孔２９１に螺入することによって、キー５１が固定される。
【００６８】
以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了する。
【００６９】
次に、図１０〜図１６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、内面突起および外面突起それぞれの杭軸方向に関する配列が上述した第１実施形態とは異なるが、その他は上述した第１実施形態と同様である。以下、相違点に着目して説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の第２実施形態である鋼管杭接続構造が取り付けられた接続すべき上下鋼管杭を斜め上から見た斜視図である。尚、図１０には、接続前の状態の上下鋼管杭が示されている。また、図１１は、図１に示すＥ部の平面図、Ｆ部およびＧ部の縦断面図である。
【００７１】
杭軸方向２列の各列の内面突起１３および杭軸方向２列の各列の外面突起２３が、それぞれ杭軸方向に関して千鳥状に配列されている。そのため、円周方向の全域に亘って互いに係合するため、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力がバランス良く、局所的に大きな応力が作用することが回避される。
【００７２】
第２実施形態の鋼管杭接続構造も、第１実施形態の鋼管杭接続構造と同様に、内面突起および外面突起を杭軸方向に１列備えている従来の鋼管杭接続構造と比べて、内面突起１３および外面突起２３を杭軸方向に２列備えているため、内面突起１３および外面突起２３それぞれの反杭端側の端面１８，２８が、理論的に２倍の大きな面積で互いに係合する。そのため、第２実施形態の鋼管杭接続構造によっても、杭に作用する軸力や曲げモーメントが莫大となるような大きな杭径を有する鋼管杭の接続に適用する場合であっても、内面突起および外面突起それぞれの厚さを適正に抑えた上で、杭に作用する軸力や曲げに対する耐力を十分確保することができる。
【００７３】
次に、雄雌円筒１０、２０の接続について説明する。
【００７４】
図１０，図１１に示すように、先に施工された下鋼管杭４０上端の雌円筒１０の杭軸方向２列の各列の内面突起１３のうちの杭端側の列の内面突起１３の相互間隔（弧状間隔）の部分に、図示しないクレーン等で吊り込んだ上鋼管杭３０下端に取り付けた雄円筒２０の杭軸方向２列の各列の外面突起２３のうちの杭端側の列の外面突起２３の円周方向位置を合わせる。つまり、杭端側の列の内面突起１３と杭端側の列の外面突起２３とが互い違いになるように位置させる。
【００７５】
図１２は、１段階目の挿入途中における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００７６】
図１２に示すように、雄円筒２０を雌円筒１０内に上方から杭軸に沿って挿入する。
【００７７】
図１３は、１段階目の挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００７８】
杭軸方向２列の各列の外面突起２３のうちの杭端側の列の外面突起２３における杭端側端面と、杭軸方向２列の各列の内面突起１３のうちの反杭端側の列の内面突起１３における杭端側端面とが接するまで、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入する。
【００７９】
図１４は、２段階目の挿入前における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００８０】
上鋼管杭３０を、下鋼管杭４０に対して軸回りに、内面突起１３や外面突起２３の幅寸法に相当する分だけ相対回動させる。この相対回動により、反杭端側の列の内面突起１３の、円周方向の相互間隔に、杭端側の列の外面突起２３が合わせられる。
【００８１】
図１５は、２段階目の挿入後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００８２】
雌円筒１０と雄円筒２０の杭軸方向圧着端面１１，２１が密着するまで、雄円筒２０を雌円筒１０に挿入する。
【００８３】
図１６は、接続完了後における、雌円筒および雄円筒の部分平面図および縦断面図である。
【００８４】
２段階目の挿入後、図１６に示すように、雄円筒２０つまり、上鋼管杭３０を、下鋼管杭４０に対して軸回りに、内面突起１３や外面突起２３の幅寸法に相当する分だけ相対回動させる。この相対回動によって、杭軸方向２列の各列の内面突起１３および杭軸方向２列の各列の外面突起２３それぞれの反杭端側の端面１８，２８が互いに係合する。
【００８５】
内面突起１３の面１８と外面突起２３の面２８とが隙間を介して対向するように雄雌円筒１０，２０を結合したとき、雄円筒２０の溝２９と雌円筒１０の切欠１９とが軸方向に一致し、キーが取り付けられる取付部となる。尚、上述したように雄円筒２０側の溝２９にタップ孔２９１が形成されている。
【００８６】
以上で、本発明の第２実施形態の説明を終了する。
【００８７】
次に、図１７を参照して本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、印籠構造が設けられた位置が上述した第１実施形態とは異なるが、その他は上述した第１実施形態と同様である。以下、相違点に着目して説明する。
【００８８】
図１７は、本発明の第３実施形態である鋼管杭接続構造であって、接続前の状態の雄雌円筒の縦断面図である。
【００８９】
雌円筒１０の内面突起１３、および雄円筒２０の外面突起２３それぞれの、反杭端側の端面１８，２８に、雄雌円筒１０，２０の接続後に互いに係合する突起１８１，２８１が設けられている。この突起が印籠構造を形成している。すなわち、内面突起１３および外面突起２３それぞれの反杭端側の端面１８，２８に印籠構造が設けられている。そのため、上下鋼管杭３０，４０の接続後に雄雌円筒１０、２０相互間に引張が作用したときに、より強固に噛み合うこととなるため、鋼管杭３０，４０同士が分離することが確実に防止される。
【００９０】
以上で、本発明の第３実施形態の説明を終了する。
【００９１】
尚、上述した各実施形態では、接続すべき上下鋼管杭のうちの下鋼管杭の上端面に雌円筒が、また、上鋼管杭の下端面に雄円筒が取り付けられている例を挙げて説明したが、本発明の鋼管杭接続構造は、これに限られるものではなく、接続すべき上下鋼管杭のうちの上鋼管杭の下端面に雌円筒が、また、下鋼管杭の上端面に雄円筒が取り付けられていてもよい。
【００９２】
また、上述した各実施形態では、本発明にいう内面突起および外面突起それぞれが、杭軸方向に２列ずつ備えられている例を挙げて説明したが、本発明にいう内面突起および外面突起それぞれは、これに限られるものではなく、杭軸方向に３列以上ずつ備えられていてもよい。
【００９３】
また、上述した各実施形態では、本発明にいう内面突起および外面突起それぞれが、矩形円弧状である例を挙げて説明したが、本発明にいう内面突起および外面突起それぞれは、杭の所要軸力を支持するのに充分な合計面積を反杭端側の端面に備えるとともに、突起の杭軸方向合計せん断面積を有していれば、矩形円弧状とは異なる形状であってもよい。
【００９４】
また、上述した各実施形態では、内面突起および外面突起それぞれの杭軸方向に関する配列が格子状あるいは千鳥状である例を挙げて説明したが、本発明の鋼管杭接続構造は、これらに限られるものではなく、雄円筒を雌円筒に挿入して接続すべき鋼管杭を軸回りに相対回動させたとき杭軸方向複数列の各列の内面突起および杭軸方向複数列の各列の外面突起それぞれの反杭端側の端面が互いに係合する位置関係を有していれば、内面突起および外面突起それぞれの杭軸方向に関する配列はいかなる配列であってもよい。
【００９５】
また、上述した第３実施形態では、内面突起および外面突起それぞれの杭軸方向に関する配列が格子状である鋼管杭接続構造において、印籠構造が、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面に設けられている例を挙げて説明したが、本発明の鋼管杭接続構造は、これに限られるものではなく、内面突起および外面突起それぞれの杭軸方向に関する配列が千鳥状である鋼管杭接続構造において、印籠構造が、内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面に設けられていてもよい。
【００９６】
また、上述した各実施形態では、印籠構造が「雌円筒および雄円筒それぞれの杭軸方向圧着端面」あるいは「内面突起および外面突起それぞれの反杭端側の端面」に設けられている例を挙げて説明したが、本発明の鋼管杭接続構造は、これに限られるものではなく、印籠構造が設けられていなくてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０    雌円筒
１１    軸方向圧着端面
１２    内周面
１３    内面突起
１４    先端部突起
１５    基部
１６    当接面
１７    円周溝
１８    反杭端側の端面
１９    切欠
２０    雄円筒
２１    軸方向圧着端面
２２    外周面
２３    外面突起
２４    円周溝
２５    基部
２７    先端部突起
２８    反杭端側の端面
２９    溝
２９１    タップ孔
３０    上鋼管杭
３２    円周溶接
４０    下鋼管杭
４１    裏当て板
４２    円周溶接
５１    キー
５１１    座ぐり孔
５１１ａ    座ぐり部
５２    ボルト
５２１    頭部
１８１，２８１    突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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