(57)【要約】【課題】  手作業によることなく計測可能な、杭溶接接合部の計測装置及び杭溶接接合部の計測修正装置及び杭溶接接合部の計測修正方法を提供する。【解決手段】  溶接される上杭１０８と下杭１０７との表面の目違いを計測する目違い計測器具２１１と、  溶接される上杭１０８と下杭１０７との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具２２１と、  目違い計測器具２１１及びルート間隔計測器具２２１を杭に固定する計測器固定部２３１を備える杭溶接接合部の計測装置２０１。【選択図】図３
2015200076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
目違い計測器具を杭に固定する計測器固定部とを備える杭溶接接合部の計測装置。
【請求項２】
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
ルート間隔計測器具を杭に固定する計測器固定部とを備える杭溶接接合部の計測装置。
【請求項３】
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具を杭に固定する計測器固定部とを備える杭溶接接合部の計測装置。
【請求項４】
目違い計測器具はレーザーセンサーからなる請求項１乃至３のいずれかに記載の杭溶接接合部の計測装置。
【請求項５】
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
計測値に基づき杭を移動させる修正部と、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具及び修正部を杭に固定する計測器固定部とを備える杭溶接接合部の計測修正装置。
【請求項６】
修正部が油圧ジャッキからなる請求項５に記載の杭溶接接合部の計測修正装置。
【請求項７】
上杭は上部で固定され、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具及び修正部を杭に計測器固定部で固定し、
溶接される上杭と下杭との表面の目違いを目違い計測器具で計測し、
溶接される上杭と下杭との間の溶接接合部のルート間隔をルート間隔計測器具で計測し、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具で計測した計測値に基づいて、上杭を修正部で移動して修正する杭溶接接合部の計測修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭溶接接合部の計測装置及び杭溶接接合部の計測修正装置及び杭溶接接合部の計測修正方法に係る。詳細には、杭溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測装置及び、杭溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測修正装置及び、杭溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測修正方法に係る。
更に詳細には、既製杭の現場溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測装置及び、既製杭の現場溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測修正装置及び、既製杭の現場溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測修正方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来から、既製コンクリート杭の現場溶接継手は、同現場溶接継手の正面図をあらわす図１３及び図１４に図示されるように、下杭３０２は、地盤または足踏み板から１〜１．５ｍで打ち止めされる。上杭３０１は下杭３０２上に積載して溶接される。そのとき、図１３に図示されるような上杭３０１と、下杭３０２の間の接続部分の溶接接合部の水平方向のズレである目違い（開先の目違い）ａ、及び、図１４に図示されるような上杭３０１と下杭３０２と垂直に連続せず、相互が傾くため生ずる上杭３０１と下杭３０２の垂直方向の間隔の場所による不均一であるルート間隔（目開き）ｂの計測が必要とされている。
杭の開先部の目違い及び隙間があると、溶接欠陥を生じやすく強度が低下するため十分な配慮が必要であるとされる（例えば、平成２４年３月  社団法人コンクリートパイル建設技術協会発行「道路橋における既設コンクリート杭の現場溶接継手作業要領」）。すなわち、杭の鉛直精度、水平精度の建て込み精度が重要とされる。
【０００３】
３１１は溶接接合部である上杭３０１の下杭３０２側の端部に取り付けられる溶接接合部である端板、３１２は、下杭３０２の上杭３０１側の端部に取り付けられる溶接接合部である端板である。
従来、これら目違い又はルート間隔計測は、目視確認により手作業で行われていた。更に計測に基づいて上杭３０１の建て込みをおこなっていた。
【０００４】
更に、他の、目違い又はルート間隔調整としては、まず、目視確認による杭打機のリーダーの傾き鉛直度を、目違い又はルート間隔計測で計測して行い、ついで、リーダーにオーガーモーターによって固定された杭の傾き鉛直度を、計測結果に基づき、リーダーに固定されるステーシリンダーに内蔵された油圧ジャッキを伸縮させることで修正していた。
【０００５】
特許文献１に記載の「鋼管杭溶接部のフルスケール式検査方法」は、「先端に羽根を固定した回転圧入式の鋼管杭の施工中に、その鋼管杭に作用するトルクを計測する鋼管杭溶接部のフルスケール式検査方法を提供する。」
【０００６】
特許文献２に記載の「鋼管杭自動溶接装置」は、「狭い空間における溶接作業性が良く、しかも構成が簡単な小型の鋼管杭自動溶接装置」を提供する。
【０００７】
特許文献３に記載の「鋼管杭の縦継ぎ装置」は、「鋼管杭の縦継ぎを、溶接によらず機械的に簡便、強固かつ回転不能に行えるようにする。」ものである。
【０００８】
特許文献４に記載の「鋼管杭の接合構造」は、「現場溶接を必要とすることなく、信頼性、施工性および作業性に優れた鋼管杭の接合構造。」に係る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１４６７７８号公報
【特許文献２】特開２０００−５２０９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２００５３４号公報
【特許文献４】特開２００４−５２３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の、目視確認による目違い又はルート間隔計測に基づく上杭３０１の建て込み作業は手作業及び人の合図によるものであった。
更に、目視確認により、杭打機のリーダーの傾き鉛直度すなわち目違い又はルート間隔を計測し、リーダーに固定されるステーシリンダーに内蔵された油圧ジャッキを伸縮させることで、リーダーにオーガーモーターによって固定された杭の傾き鉛直度を修正する、従来の方法では、人の感覚に頼る部分が多く精度に問題があり効果的でなく、大掛かりになりすぎる課題を有した。
特許文献１記載の「鋼管杭溶接部のフルスケール式検査方法」は、「鋼管杭の施工中に、その鋼管杭に作用するトルクを計測する」ものであって、特許文献２に記載の「鋼管杭自動溶接装置」は、小型の鋼管杭自動溶接装置に係るものであって、特許文献３に記載の「鋼管杭の縦継ぎ装置」は、「鋼管杭の縦継ぎを、溶接によらず機械的に行える」ものであって、特許文献４に記載の「鋼管杭の接合構造」は、鋼管杭の接合構造に係るが、それぞれ目違い又はルート間隔を計測するものではない。
【００１１】
本発明の目的は、手作業によることなく計測可能な、杭溶接接合部の計測装置、及び杭溶接接合部の計測修正装置、及び杭溶接接合部の計測修正方法を提供する。
本発明の他の目的は、手作業による修正あるいはリーダーをステーシリンダーで移動させて傾き、鉛直度を修正するような精度が低下し非効率で大掛かりな作業をしないで済むようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る杭溶接接合部の計測装置は、
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
目違い計測器具を杭に固定する計測器固定部と、
を備える。
【００１３】
更に、この発明に係る杭溶接接合部の計測装置は、
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
ルート間隔計測器具を杭に固定する計測器固定部と、
を備える。
【００１４】
更に、この発明に係る杭溶接接合部の計測装置は、
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具を杭に固定する計測器固定部と、
を備える。
【００１５】
更に、この発明に係る杭溶接接合部の計測装置は、
目違い計測器具はレーザーセンサーからなる
を備える。
【００１６】
更に、この発明に係る杭溶接接合部の計測修正装置は、
溶接される杭と杭との表面の目違いを計測する目違い計測器具と、
溶接される杭と杭との間の溶接接合部のルート間隔を計測するルート間隔計測器具と、
計測値に基づき杭を移動させる修正部と、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具及び修正部を杭に固定する計測器固定部と、
を備える。
【００１７】
更に、この発明に係る杭溶接接合部の計測修正装置は、
修正部が油圧ジャッキからなる。
【００１８】
この発明に係る杭溶接接合部の計測修正方法は、
上杭は上部で吊られ、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具及び修正部を杭に計測器固定部で固定し、
溶接される上杭と下杭との表面の目違いを目違い計測器具で計測し、
溶接される上杭と下杭との間の溶接接合部のルート間隔をルート間隔計測器具で計測し、
目違い計測器具及びルート間隔計測器具で計測した計測値に基づいて、上杭を修正部で移動して修正する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、手作業によることなく計測可能な、杭溶接接合部の計測装置、及び杭溶接接合部の計測修正装置、及び杭溶接接合部の計測修正方法を提供する。
更に、本発明によれば、手作業による修正あるいはリーダーをステーシリンダーで移動させ傾き、鉛直度を修正するような精度が低下し非効率で大掛かりな作業をしないで、修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態に係る実施例が取り付けられる杭に使用される杭打機の正面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る実施例が取り付けられる杭に使用される杭打機の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る第１実施例の杭への取り付け状態の正面一部断面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る第１実施例の杭への取り付け状態の一部拡大正面断面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る第１実施例の杭への取り付け状態の平面断面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る第２実施例の杭への取り付け状態の正面一部断面図である。
【図７】この発明の実施の形態に係る第２実施例の杭への取り付け状態の一部拡大正面断面図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る第２実施例の杭への取り付け状態の平面断面図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る第３実施例の杭への取り付け状態の正面一部断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る第３実施例の杭への取り付け状態の一部拡大正面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態に係る第４実施例の杭への取り付け状態の正面一部断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態に係る第４実施例の杭への取り付け状態の一部拡大正面断面図である。
【図１３】従来例の正面図である。
【図１４】従来例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施の一形態に係る第１実施例を、この実施例をあらわす図１乃至図５に従って説明する。
【００２２】
１０１は、杭打機である。１０２は杭打機操作部である。１０３はリーダーである。リーダー１０３は、杭打機操作部１０２前部から垂直に立設される。１０４は、ステーシリンダーである。ステーシリンダー１０４は２本からなり、それぞれ基端は杭打機操作部１０２の後部両脇に取り付けられ、先端はリーダー１０３上部の両側に取り付けられる。ステーシリンダー１０４は、平面視ではリーダー１０３を頂点とする三角形状態を形成するように取り付けられている。
ステーシリンダー１０４には、油圧ジャッキが内蔵されている。ステーシリンダー１０４の油圧ジャッキを伸縮することで、リーダー１０３の下端を支点として、リーダー１０３の傾きを調整し、リーダー１０３に取り付けられた杭の鉛直度調整を行う。
鉛直調整は、杭打機操作部１０２の操縦室１０５内のオペレータが操作する。
【００２３】
１０６は、オーガー、１０７は下杭、１０８は上杭である。上杭１０８及び下杭１０７は既設の杭であって、下杭１０７は土中に既に設置され、地盤または足踏み板から１〜１．５ｍで打ち止めされる。上杭１０８は、継手部１１０の溶接接合部１１３で、下杭１０７上に固定されて、下杭１０７に続けて土中に設置され下杭１０７に溶接される。
杭としては、既製杭として、PHC杭（遠心力成形の高強度プレストレストコンクリート杭、プレストレスト高強度コンクリートパイル、Prestressed High-strength Concreteの略称）、ＰＲＣ杭（ＰＲＣ杭は、ＰＨＣ杭に鉄筋コンクリート用異形鋼棒又は平鋼を配置し、横拘束筋としてせん断補強筋を付与したもの）、SC杭（遠心力成形の外殻鋼管付コンクリート杭、外殻鋼管付コンクリート杭）、及びＳＣ＋ＰＨＣ杭等既存の既製杭あるいは施工を含む。
オーガー１０６は、中心軸の周りに螺旋コンベア状の刃が設置され、下杭１０７、上杭１０８内に収納される。１０９は、オーガーモーターであって、駆動によってオーガー１０６を回転させて杭内を掘削及び排土するとともに、リーダー１０３に固定される。オーガーモーター１０９は、リーダー１０３に沿って上下に移動され、上杭１０８の上端を固定するとともに上下に移動可能である。
【００２４】
この実施例では、杭の施工については、あらかじめ杭中空部にオーガースクリュを挿入し、杭建込を行った後、削孔と同時に杭を注入する中堀工法で行うが、それ以外の埋込み工法等の工法が利用可能である。
１１１、１１２は端板である。上杭１０８に取り付けられる端板１１１、下杭に取り付けられる端板１１２で継手部１１０を構成する。継手部１１０は、端板１１１、端板１１２を用いずに円筒式でもよい。またこれら以外の手段であってもよい。１２１は、ＰＣ鋼材である。
【００２５】
２０１は、この発明に係る既製杭の現場溶接継手の溶接接合部の目違い又はルート間隔計測装置である、杭溶接接合部の計測装置である。杭溶接接合部の計測装置２０１には、中央垂直方向に取付軸２０２が設けられる。杭溶接接合部の計測装置２０１は、目違い計測器具２１１と、ルート間隔計測器具２２１と、計測器固定部２３１とを順次上から円筒状からなる取付軸２０２周囲に取り付けてなる。
更に、目違い計測器具２１１と、ルート間隔計測器具２２１の各器具での計測結果を演算する演算部と、各器具での計測結果を演算部に伝送する送信部２４１、演算部での演算結果を表示する表示部を有する。
【００２６】
計測器固定部２３１は、磁石からなり杭溶接接合部の計測装置２０１の下部に取り付けられている。
目違い計測器具２１１及びルート間隔計測器具２２１からなる杭溶接接合部の計測装置２０１を、図３、図４、図５に図示されるように、下杭１０７側面周囲に等間隔９０度間隔に４個配置し、上杭１０８下杭１０７の側面周囲に等間隔に、計測器固定部２３１により磁石で固定する。
杭溶接接合部の計測装置２０１は、上杭１０８下杭１０７の周囲に等間隔９０度間隔に４個設置されているため、計測値は4か所から入力される。
杭溶接接合部の計測装置２０１は、上杭１０８は上部で吊られ、オーガーモーター１０９に取り付けられ吊られている。
【００２７】
目違い計測器具２１１は、杭溶接接合部の計測装置２０１の上部に取り付けられ、溶接される上杭１０８と下杭１０７との表面の溶接接合部１１３の目違いを計測する。
目違い計測器具２１１には、計測ノギス２１２が取り付けられる。計測ノギス２１１は略三角形からなり、下辺を下側にして自由端とする。上部の略三角形の頂点には取り付け部を設け、自由端が回転自在に回転軸である取り付け軸２１３に取り付けられる。
目違い計測器具２１１の目違い計測ノギス２１２は、スプリングにより常に、外側方向即ち上杭１０８側面方向に付勢されている。
【００２８】
目違い計測ノギス２１２の代わりに、他のセンサーを目違い計測器具２１１に取り付けても良い。
杭溶接接合部の計測装置２０１は、図３、図４に図示されるように、計測器固定部２３１により、上杭１０８下杭１０７の側面周囲に磁石で固定することで、目違い計測ノギス２１２は、上杭１０８側面に接触するように取り付けられている。目違い計測ノギス２１２は、上杭１０８側面に接触することで、内側即ち上杭１０８側面から離れる方向に移動する。
【００２９】
目違い計測は、目違い計測ノギス２１２の取り付け軸２１３の回転量を測定することでおこなう。回転量は、送信部２４１に伝送され、更に送信部２４１から演算部に伝送される。演算部は、パーソナルコンピュータ、あるいは、タブレットタイプのパーソナルコンピュータからなる。
伝送された目違い計測ノギス２１２の取り付け軸２１３の回転量は、演算部で記憶された規格値と比較される。規格値との許容量は２ｍｍ以下とし、規格値を超えているときは、表示部であるパーソナルコンピュータ画面上に赤文字で表示する。
【００３０】
ルート間隔計測器具２２１は、溶接される上杭１０８と下杭１０７との間の溶接接合部１１３のルート間隔を計測する。計測は自動計測される。ルート間隔計測器具２２１は、杭溶接接合部の計測装置２０１の中央部に取り付けられる。
ルート間隔計測器具２２１には、上杭１０８及び下杭１０７側に突設する２本のルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３が取り付けられる。ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３のルート間隔計測器具２２１への取り付け基部には電動で図中上下方向である上杭１０８下杭１０７に沿って取付軸２０２を駆動されるローラが取り付けられる。
【００３１】
ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３の構造作用はデジタルノギスと同様としてもよい。
更に、ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３の代わりに他のセンサーをルート間隔計測器具２２１に取り付けてもよい。
【００３２】
杭溶接接合部の計測装置２０１は、図３、図４に図示されるように、計測器固定部２３１により、上杭１０８下杭１０７の側面周囲に磁石で固定することで、２本のルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３が両者閉じられたまま、溶接接合部１１３の空間に差し挟まれて取り付けられる。
ルート間隔計測器具２２１で計測するルート間隔計測ノギス２２２，２２３は、杭溶接接合部の計測装置２０１が上杭１０８と下杭１０７の溶接接合部１１３に取り付けられと、電動されるローラの回転により閉じられたノギスが外側に開くよう幅方向に移動され接触して止まるまで移動される。モーターの駆動は制御部により制御される。接触は接触器具で感知し感知するとその旨制御部に伝送する。制御部はモーターのそれ以上の駆動を停止する。モーターには、リニアモーターを含む。
ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３は、機械的にスプリングの作用で広げる構成としてもよい。その場合も移動量は演算部に伝送される。
【００３３】
ルート間隔計測は、ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３の移動量で求める。
ルート間隔計測ノギス２２２及びルート間隔計測ノギス２２３の停止した位置までの測定値は送信部２４１に伝送し、併せて演算部に伝送される。
演算部では、規格値と実測の端部間距離から規格の距離の差を求め誤差を演算する。規格値の許容量は、４ｍｍ以下とし規格値を超えているときは、パーソナルコンピュータ画面上に赤文字で表示する。
周囲の間隔を計測して、規格値との差を求め、上杭１０８と下杭１０７との実際の当接面の数値を演算する。
【００３４】
それぞれの杭溶接接合部の計測装置２０１による計測に基づいて、上杭１０８の建て込みをおこなう。建て込み後、杭溶接接合部の計測装置２０１を外して、溶接接合部１１３に現場溶接する。
【００３５】
図６乃至図８に図示される第２実施例について説明する。
第２実施例は、第１実施例に修正部２５１を設置したものである。修正部２５１は、杭溶接接合部の計測装置２０１から上杭１０８の側面に向けて突設させた油圧ジャッキ２５２からなる。
上杭１０８は上部で、オーガーモーター１０９に取り付けられ吊られている。
目違い計測器具２１１及びルート間隔計測器具２２１及び修正部２５１を上杭１０８下杭１０７に計測器固定部２３１で固定する。
【００３６】
ついで、溶接される上杭１０８と下杭１０７との表面の目違いを第１実施例と同様に、目違い計測器具２１１で計測する。溶接される上杭１０８と下杭１０７との間の溶接接合部のルート間隔を、第１実施例と同様にルート間隔計測器具２２１で計測する。
目違い計測器具２１１及びルート間隔計測器具２２１での計測値に基づいて、修正値を求め、上杭１０８を修正部２５１の油圧ジャッキ２５２で上杭１０８を押圧して移動して修正する。押圧量は制御部により、それぞれの杭溶接接合部の計測装置２０１による計測に基づいて、上杭１０８の建て込みをおこなう。
建て込み後、杭溶接接合部の計測装置２０１を外して、溶接接合部１１３に現場溶接する。
記載以外の目違い計測器具２１１と、ルート間隔計測器具２２１と、計測器固定部２３１は第１実施例の構成作用は共通である。
【００３７】
図９及び図１０に図示する第３実施例、図１１及び図１２に図示する第４実施例では、目違い計測器具はレーザーセンサー２６１からなる。レーザーセンサー２６１は、上杭１０８、下杭１０７と接触しない位置に設置され、上杭１０８と下杭１０７までの距離を計測する。これら実施例では、目違い計測は、レーザーセンサー２６１による。これら実施例では、レーザーセンサー２６１と第１実施例、第２実施例の目違い計測器具２１１の計測ノギス２１２とは、交換可能としてもよい。レーザーセンサー２６１による目違い計測値は演算部に伝送され演算される。
それ以外のルート間隔計測器具２２１と、計測器固定部２３１の構成作用は第１実施例、第２実施例と同様である。
【００３８】
図１１及び図１２に図示する第４実施例は、第３実施例に、修正部２５１を設置したものである。修正部２５１の構成作用は、第２実施例と同様である。他は、第３実施例と共通である。
レーザーセンサー２６１及びルート間隔計測器具２２１での計測値に基づいて、修正値を求め、上杭１０８を修正部２５１の油圧ジャッキ２５２で上杭１０８を押圧して移動して修正する。押圧量は制御部により、それぞれの杭溶接接合部の計測装置２０１による計測に基づいて、上杭１０８の建て込みをおこなう。
建て込み後、杭溶接接合部の計測装置２０１を外して、溶接接合部１１３に現場溶接する。
【００３９】
この発明の実施例では、目違い、ルート間隔を自動的に計測し、数値をリアルタイムで確認しながら、上杭１０８を下杭１０７上にセットすることで、杭溶接接合部の強度を確保できる。
更に、修正部２５１を設置したときは、計測値に基づいて、修正値を求め、上杭１０８を修正部２５１の油圧ジャッキ２５２で上杭１０８を押圧して移動して修正する。押圧量は制御部により、それぞれの杭溶接接合部の計測装置２０１による計測に基づいて、上杭１０８の建て込みをおこなう。
【符号の説明】
【００４０】
１０７  下杭
１０８  上杭
２０１  杭溶接接合部の計測装置
２１１  目違い計測器具
２２１  ルート間隔計測器具
２３１  計測器固定部
２５１  修正部
【図１】
2015200076.tif 000003
【図２】
2015200076.tif 000004
【図３】
2015200076.tif 000005
【図４】
2015200076.tif 000006
【図５】
2015200076.tif 000007
【図６】
2015200076.tif 000008
【図７】
2015200076.tif 000009
【図８】
2015200076.tif 000010
【図９】
2015200076.tif 000011
【図１０】
2015200076.tif 000012
【図１１】
2015200076.tif 000013
【図１２】
2015200076.tif 000014
【図１３】
2015200076.tif 000015
【図１４】
2015200076.tif 000016