(57)【要約】【課題】鉄筋と裏当て材の位置関係に影響されることなく、超音波探傷検査にて探触子が溶接継手に接近できる鉄筋の突合せ溶接方法を提供する。【解決手段】サイズが異なる２本の鉄筋71,75が、帯状の鋼板を略Ｕ字形に湾曲させた裏当て材61を用いて、突合せ溶接される。まず、鉄筋71,75の中心軸Ａ及びＢが平行に位置し、鉄筋71,75の開先間の距離が所定のルート間隔となるように調整が行われる。次に、鉄筋71,75の中心軸Ａ及びＢが略同一線上に位置するように調整が行われる。次に、裏当て材61が仮付けされる。裏当て材61は、鉄筋71,75の開先間の空間を囲うと共に、その底部が大きいサイズの鉄筋71から小さいサイズの鉄筋75に向かって傾くように、鉄筋71,75の側面と当接する。そして、鉄筋71,75の開先間が本溶接されて、鉄筋71、75間に溶接継手93が形成される。【選択図】図１１
2008212997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋を、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接する方法であって、
前記２本の鉄筋の中心軸が略平行に位置し、前記２本の鉄筋の開先間の距離が所定のルート間隔となるように前記２本の鉄筋を配置する第１工程と、
前記２本の鉄筋の中心軸が略同一線上に位置するように、前記２本の鉄筋の中心軸を合わせる第２工程と、
前記裏当て材が前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記裏当て材を前記２本の鉄筋の側面と当接させて、前記２本の鉄筋の何れかに前記裏当て材を仮付け溶接する第３工程と、
前記２本の鉄筋の開先間を本溶接して、前記２本の鉄筋間に溶接継手を形成する第４工程と含む方法。
【請求項２】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋を、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接する方法であって、
前記２本の鉄筋の中心軸が略平行に位置し、前記２本の鉄筋の開先間の距離が所定のルート間隔となるように前記２本の鉄筋を配置する第１工程と、
前記２本の鉄筋の中心軸が略同一線上に位置するように、前記２本の鉄筋の中心軸を合わせる第２工程と、
前記裏当て材が前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記裏当て材を前記２本の鉄筋の側面と当接させて、前記２本の鉄筋の何れかに前記裏当て材を仮付け溶接する第３工程と、
前記２本の鉄筋の開先間を本溶接して、前記２本の鉄筋間に溶接継手を形成する第４工程と含む方法。
【請求項３】
前記第３工程では、前記２本の鉄筋の開先近傍にて前記２本の鉄筋の側面と当接するように、前記裏当て材が仮付け溶接される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋の間に形成された溶接継手を、超音波を用いて探傷検査する方法であって、
前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、
前記２本の鉄筋は、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接されており、
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、
何れかの鉄筋の一方のリブ上に送信側の探触子を配置し、他方のリブ上に受信側の探触子を配置して、前記送信側の探触子から、所定の屈折角で前記溶接継手に向けて超音波を送信する方法。
【請求項５】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋の間に形成された溶接継手を、超音波を用いて探傷検査する方法であって、
前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、
前記２本の鉄筋は、帯状の鋼板を略Ｕ字形に湾曲させた裏当て材を用いて突合せ溶接されており、
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、
何れかの鉄筋の一方のリブ上に送信側の探触子を配置し、他方のリブ上に受信側の探触子を配置して、前記送信側の探触子から、所定の屈折角で前記溶接継手に向けて超音波を送信する方法。
【請求項６】
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先近傍にて前記２本の鉄筋の側面と当接している、請求項４又は請求項５に記載の方法。
【請求項７】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋と、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて前記２本の鉄筋間に形成された溶接継手との組合せであって、
前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、
前記溶接継手は、前記２本の鉄筋の開先間に充填された溶接金属部分と、前記裏当て材とで構成されている組合せ。
【請求項８】
中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋と、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて前記２本の鉄筋間に形成された溶接継手との組合せであって、
前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、
前記溶接継手は、前記２本の鉄筋の開先間に充填された溶接金属部分と、前記裏当て材とで構成されている組合せ。
【請求項９】
前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先近傍にて前記２本の鉄筋の側面と当接している、請求項７又は請求項８に記載の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物等に用いる鉄筋の溶接方法に関しており、より詳細には、溶接継手に対する超音波探傷検査を好適に行えるように、サイズが異なる２本の鉄筋を突合せ溶接する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前、出願人は、図１３に示す金属製の裏当て材(継手スリーブ)(101)を用いた鉄筋の溶接継手工法と、当該工法を用いて形成された溶接継手に対して行われる超音波探傷検査法とを提案した(特許文献１)。さらに、出願人は、このような溶接継手に対して好適に用いられる超音波探傷検査法も提案した(特許文献２)。特許文献１に開示された溶接継手工法は、ニューＮＴ工法(商標登録第４２３５６０３号)と称されて、出願人によって実施されている。また、特許文献１及び特許文献２に開示された超音波探傷検査法も、当該工法を用いて作製された溶接継手に対して、出願人によって実施されている。
【０００３】
図１３に示す裏当て材(101)は、帯状のＵ字形部分(103)と、当該Ｕ字形部分の底部から相反する方向に延びた一対の受け部(105a)(105b)とを有している。特許文献１に開示された工法は、このような裏当て材(101)を使用することで、溶接継手の超音波探傷検査に使用する探触子を溶接継手に接近可能とし、その結果として、探傷領域が広い超音波探傷検査を実現するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４５９６７号
【特許文献２】特開２００５−１２１４９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の超音波探傷検査では、鉄筋の軸方向に延びるリブ上に探触子が配置される。それ故に、上記工法では、溶接継手の開先及び溶接金属部分に探触子を接近可能とするためには、裏当て材(101)の受け部(105a)(105b)上に、又はそれらの近傍に、鉄筋のリブが配置されないように、裏当て材(101)及び２本の鉄筋を位置決めすることが求められる(特許文献１の図５(Ａ)、図５(Ｂ)及び段落[００２２]〜[００２５])。
【０００６】
サイズが異なる２本の鉄筋を、裏当て材(101)を用いて突合せ溶接する場合においても、このように鉄筋を位置決めすることが求められる。しかしながら、実際の施工においては、このように鉄筋を位置決めすることが不可能な事態も起こり得る。図１４は、図１３に示す裏当て材(101)を用いて、サイズが異なる２本の鉄筋が突合せ溶接された状態を示している。大きいサイズの第１鉄筋(107)と小さいサイズの第２鉄筋(109)は、受け部(105a)(105b)と接するように夫々配置されており、第２鉄筋(109)の中心軸Ｂ'は、第１鉄筋(107)の中心軸Ａ'と略平行であるが、受け部(105b)に向かってずれている。
【０００７】
図１４では、第１鉄筋(107)のリブ(111)と第２鉄筋(109)のリブ(113)とが、受け部(105a)(105b)上に夫々配置されている状態が示されている。このような位置関係は、溶接継手(125)の超音波探傷検査上好ましくないが、図示を省略した第１鉄筋(107)及び第２鉄筋(109)の他端部が既に溶接されている、又はコンクリートに埋設されている場合には、第１鉄筋(107)と第２鉄筋(109)の位置関係は制限されて、自由に調整することはできない。これら鉄筋(107)(109)に対する作業者の作業位置次第では、図１４に示すように第１鉄筋(107)と第２鉄筋(109)を突合せ溶接せざるを得ない状況が、実際の施工では往々にして生じてしまう。
【０００８】
図１４に示す状態において、上述の超音波探傷検査が行われる場合、例えば、第２鉄筋(109)の下側のリブ(113)に接するように送信側の探触子(121)が配置され、上側のリブ(115)に接するように受信側の探触子(123)が配置される。送信側の探触子(121)に関しては、下側のリブ(113)上に複数の定位置が設定される。検査中、送信側の探触子(121)はそれら定位置の１つに維持され、受信側の探触子(123)は、溶接継手(125)に向かってリブ(115)上を移動する。送信側の探触子(121)から略７０度の屈折角θで送信された超音波が、溶接継手の欠陥で反射されて、受信側の探触子(123)がその欠陥エコーを受信することにより、その欠陥が検知される。送信側の探触子(121)の定位置を変化させることで、溶接継手(125)の異なる領域について探傷検査が行われる。第１鉄筋(107)側からも同様な探傷検査が行われる。
【０００９】
図１４に示すように、第２鉄筋(109)の下側のリブ(113)が受け部(105b)上に載っており、受け部(105a)上に第１鉄筋(107)の下側のリブ(111)が載っていると、好ましい配置と比較して受け部(105a)(105b)の長さ分だけ、送信側の探触子(121)を溶接継手(125)の開先及び溶接金属部分(127)に接近させることができない。その結果、例えば、好ましい鉄筋配置ならば検知可能な欠陥Ｃ'に超音波を当てることができなくなり、当該欠陥Ｃ'の検知は不可能となる。故に、このような状況が生じた場合には、受け部(105a)(105b)を切断して溶接継手(125)から除去した後に、超音波探傷検査が行われている。
【００１０】
また、図１４に示すように、サイズが異なる第１鉄筋(107)及び第２鉄筋(109)が突合せ溶接されていると、これら鉄筋(107)(109)のサイズ差、即ち直径差が大きい場合には、裏当て材(101)の上側にて、第１鉄筋(107)及び第２鉄筋(109)の段差が大きくなる。溶接継手(125)に加わる応力の集中を避けるには、溶接継手(125)の溶接金属部分(127)を鉄筋(107)から鉄筋(109)になだらかに繋がるように形成する、つまり養生する必要があるが、鉄筋(107)(109)の段差が大きくなると、裏当て材(101)の上側にて溶融金属の形状の調整が困難となり、作業者の負担が増加してしまう。
【００１１】
本発明は、以上の問題を解決するものであって、サイズが異なる鉄筋と裏当て材の位置関係に影響されることなく、超音波探傷検査にて、溶接継手の開先及び溶接金属部分の近くに探触子を接近させることができ、鉄筋のサイズ差が大きい場合でも、鉄筋になだらかに繋がるように溶接継手の溶接金属部分を容易に形成できる鉄筋の突合せ溶接方法を提供する。さらに、本発明は、当該方法を用いて形成された溶接継手の欠陥を検査するのに好適な超音波探傷検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の鉄筋の突合せ溶接方法は、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋を、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接する方法であって、前記２本の鉄筋の中心軸が略平行に位置し、前記２本の鉄筋の開先間の距離が所定のルート間隔となるように前記２本の鉄筋を配置する第１工程と、前記２本の鉄筋の中心軸が略同一線上に位置するように、前記２本の鉄筋の中心軸を合わせる第２工程と、前記裏当て材が前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記裏当て材を前記２本の鉄筋の側面と当接させて、前記２本の鉄筋の何れかに前記裏当て材を仮付け溶接する第３工程と、前記２本の鉄筋の開先間を本溶接して、前記２本の鉄筋間に溶接継手を形成する第４工程と含む。
【００１３】
本発明の鉄筋の突合せ溶接方法は、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋を、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接する方法であって、前記２本の鉄筋の中心軸が略平行に位置し、前記２本の鉄筋の開先間の距離が所定のルート間隔となるように前記２本の鉄筋を配置する第１工程と、前記２本の鉄筋の中心軸が略同一線上に位置するように、前記２本の鉄筋の中心軸を合わせる第２工程と、前記裏当て材が前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記裏当て材を前記２本の鉄筋の側面と当接させて、前記２本の鉄筋の何れかに前記裏当て材を仮付け溶接する第３工程と、前記２本の鉄筋の開先間を本溶接して、前記２本の鉄筋間に溶接継手を形成する第４工程と含む。
【００１４】
本発明の超音波探傷検査方法は、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋の間に形成された溶接継手を、超音波を用いて探傷検査する方法であって、前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、前記２本の鉄筋は、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて突合せ溶接されており、前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、何れかの鉄筋の一方のリブ上に送信側の探触子を配置し、他方のリブ上に受信側の探触子を配置して、前記送信側の探触子から、所定の屈折角で前記溶接継手に向けて超音波を送信する。
【００１５】
本発明の超音波探傷検査方法は、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋の間に形成された溶接継手を、超音波を用いて探傷検査する溶接継手の超音波探傷検査方法であって、前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、前記２本の鉄筋は、帯状の鋼板を略Ｕ字形に湾曲させた裏当て材を用いて突合せ溶接されており、前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、何れかの鉄筋の２本のリブの一方のリブ上に送信側の探触子を配置し、他方のリブ上に受信側の探触子を配置して、前記送信側の探触子から、所定の屈折角で前記溶接継手に向けて超音波を送信する。
【００１６】
本発明の鉄筋と溶接継手の組合せは、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋と、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて前記２本の鉄筋間に形成された溶接継手との組合せであって、前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の底部が、大きいサイズの鉄筋から小さいサイズの鉄筋に向かって傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、前記溶接継手は、前記２本の鉄筋の開先間に充填された溶接金属部分と、前記裏当て材とで構成されている。
【００１７】
本発明の鉄筋と溶接継手の組合せは、中心軸を挟んで対向するように２本の直線状のリブが各々に形成されており、サイズが異なる２本の鉄筋と、略Ｕ字形に湾曲した金属製の帯状の裏当て材を用いて前記２本の鉄筋間に形成された溶接継手との組合せであって、前記２本の鉄筋の中心軸は、略同一線上に配置されており、前記裏当て材は、前記２本の鉄筋の開先間の空間を囲うと共に、前記裏当て材の横幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸と略垂直であり、前記裏当て材の帯幅方向が前記２本の鉄筋の中心軸に対して傾くように、前記２本の鉄筋の側面と当接しており、前記溶接継手は、前記２本の鉄筋の開先間に充填された溶接金属部分と、前記裏当て材とで構成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の鉄筋の突合せ溶接方法によれば、サイズの異なる２本の鉄筋のリブと裏当て材との位置関係に拘わらず、超音波探傷試験に使用する接触子が溶接継手の開先及び溶接金属部分に十分に接近可能なように、これら２本の鉄筋を突合せ溶接することができる。また、作業者は、鉄筋のリブと裏当て材との位置関係に配慮する必要がないので、作業者の負担が軽減される。さらに、本発明の鉄筋の突合せ溶接方法によれば、これら鉄筋のサイズが比較的大きい場合でも、従来方法と比較して、裏当て材の上側にて鉄筋間の段差が低減するので、鉄筋になだらかに繋がるように、溶接継手の溶接金属部分を容易に形成することができる。
【００１９】
溶接継手の超音波探傷検査方法によれば、サイズが異なる２本の鉄筋のリブと裏当て材との位置関係に拘わらず、超音波探傷試験に使用する接触子を、溶接継手の開先及び溶接金属部分に十分に接近させることができる。また、本発明の鉄筋と溶接継手の組合せは、本発明の鉄筋の突合せ溶接方法及び溶接継手の超音波探傷検査方法と同様な効果を有する。なお、本発明において、裏当て材は、２本の鉄筋の開先近傍にて２本の鉄筋の側面と当接していることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施例について説明する。本実施例において突合せ溶接される鉄筋は、鉄筋コンクリート構造物などに一般的に使用されている異形鉄筋(異形棒鋼)であって、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１１２(鉄筋コンクリート用棒鋼)に規定された異形鉄筋である。異形鉄筋(以下、鉄筋という)の側面には、鉄筋の中心軸に対して平行に延びており、且つ中心軸に対して対称配置された２本の直線状のリブと、中心軸方向に所定の間隔で配置された半円環状(又は円環状)の複数の節(又は螺旋状の節)とが形成されている。このような鉄筋のサイズは、ＪＩＳ Ｇ ３１１２において最大直径を示す表記を用いて区別されており、例えば、Ｄ１３(公称直径１２.７ｍｍ)、Ｄ１６(公称直径１５.９ｍｍ)、Ｄ１９(公称直径１９.１ｍｍ)、Ｄ２２、Ｄ２５、Ｄ２９、Ｄ３２、Ｄ３５、Ｄ３８及びＤ４１などのサイズの鉄筋が存在している。本発明では、Ｄ１３の鉄筋とＤ１６の鉄筋、Ｄ１９の鉄筋とＤ２２の鉄筋、Ｄ１９の鉄筋とＤ２５の鉄筋というように、サイズが異なる２本の鉄筋が突合せ溶接される。鉄筋は、例えば、ＳＤ２９５Ａ、ＳＤ３４５及びＳＤ３９０等の鋼種で形成される。
【００２１】
図１は、本実施例にて使用する鉄筋支持器(1)の斜視図である。図２は、図１中のＩ−Ｉ線を含む垂直面で鉄筋支持器(1)を破断した断面図である。鉄筋支持器(1)は、円筒状の筐体(3)と、鉄筋を夫々保持する第１保持部(5)及び第２保持部(7)とを具えており、第１保持部(5)は、筐体(3)の側面から外方に延びる連結部材(9)を介して筐体(3)の一端側に固定されている。第２保持部(7)は、筐体(3)の他端側に可動に設けられている。第１保持部(5)には、外方に延出する第１延出部分(11)と第２延出部分(13)とが形成されており、第１延出部分(11)には、図１に仮想線で示す鉄筋が当接する鉄筋保持面(15)が形成されている。鉄筋保持面(15)は、筐体(3)の中心軸Ｆに平行に配置された２つの平面部で構成されており、これら平面部は、鈍角をなすように交差している。筐体(3)の中心軸Ｆに沿った鉄筋保持面(15)の長さは、少なくとも、鉄筋の節の間隔の数倍以上であるのが好ましい。
【００２２】
第１保持部(5)の第２延出部分(13)は、第１延出部分(11)と向き合うように配置されており、鉄筋保持ネジ(17)は、第２延出部分(13)に開けられたネジ孔に螺合して、第１延出部分(11)の鉄筋保持面(15)に対して接近離間する。使用者は、第２保持部(7)に向かって第１保持部(5)から突出するように鉄筋保持面(15)に鉄筋を配置した後、鉄筋保持ネジ(17)を回転させる。鉄筋保持ネジ(17)の先端と鉄筋保持面(15)とによって挟持されることで、第１保持部(5)に鉄筋が固定される。第１保持部(5)に保持された鉄筋の中心軸は、筐体(3)の中心軸Ｆと平行になる。
【００２３】
第２保持部(7)は、第１保持部(5)のものと同一形状の第１延出部分(19)、第２延出部分(21)及び鉄筋保持ネジ(23)を具えており、第１保持部(5)と同じように鉄筋を保持する。第２保持部(7)の筐体(3)側の側面には、該筐体(3)と平行に配置された円筒部材(25)が接合されている。筐体(3)の内部には、該筐体(3)の内面に沿って摺動する円筒状の第１摺動部材(27)が設けられており、筐体(3)の側壁における円筒部材(25)側の領域には、筐体(3)の中心軸Ｆに沿った開口(29)が開けられている。円筒部材(25)の筐体(3)側の側面には、筐体(3)に向かって延びる厚板状の嵌合部材(31)が接合されており、第１摺動部材(27)側の嵌合部材(31)の端部は、第１摺動部材(27)に形成された溝(33)に嵌められている。嵌合部材(31)は、溝(33)の壁面に沿って、筐体(3)の中心軸Ｆに垂直な方向に摺動自在にされており、中心軸Ｆ方向及び中心軸Ｆ回りについては、第１摺動部材(27)に対して移動しない。
【００２４】
第２保持部(7)側の筐体(3)の端部には、ルート間隔調整つまみ(35)が回転自在に設けられている。ルート間隔調整つまみ(35)は、筐体(3)の中心軸Ｆに沿って筐体(3)の内部に配置された軸体(37)と連結されている。軸体(37)は、その中心軸が筐体(3)の中心軸Ｆと一致するように、筐体(3)の内部にて回転自在に支持されており、円筒状の第１摺動部材(27)の孔を貫通している。軸体(37)の外面にはネジ部が形成され、軸体(37)と第１摺動部材(27)は螺合している。
【００２５】
筐体(3)の側面には、厚板状のネジ支持部材(39)が、円筒部材(25)側に延びるように接合されている。ネジ支持部材(39)には、厚さ方向に垂直に孔が開けられており、その孔に軸位置調整ネジ(41)が挿入されている。軸位置調整ネジ(41)の胴部にはフランジが形成されており、当該フランジと軸位置調整ネジ(41)の頭部とが、ネジ支持部材(39)を挟むように配置される。円筒部材(25)には、軸位置調整ネジ(41)側にて該円筒部材(25)の中心軸(筐体(3)の中心軸Ｆ)に沿った開口(43)が形成されており、円筒部材(25)の内部には、その内面に沿って摺動可能な円柱状の第２摺動部材(45)が配置されている。第２摺動部材(45)には、その径方向に沿ったネジ孔(47)が開けられており、軸位置調整ネジ(41)は、開口(43)を通って、第２摺動部材(45)のネジ孔(47)と螺合している。
【００２６】
鉄筋支持器(1)が以上の構成を有することにより、第１保持部(5)に保持された鉄筋の開先と、第２保持部(7)に保持された鉄筋の開先との間のルート間隔調整と、これら鉄筋の中心軸合わせ、つまり、これら鉄筋の中心軸を略同一線上に配置することとが行える。ルート間隔調整つまみ(35)を所定方向に回転させると、それに連結された軸体(37)が回転して、軸体(37)と螺合する第１摺動部材(27)が、筐体(3)の中心軸Ｆに沿って移動する。それに伴い、嵌合部材(31)、円筒部材(25)及び第２保持部(7)も、筐体(3)の中心軸Ｆに沿って第１保持部(5)に向かって移動する。この際、軸体(37)に対する第１摺動部材(27)等の回転は、第２摺動部材(45)によって規制される。ルート間隔調整つまみ(35)を逆回転させると、第２保持部(7)は、第１保持部(5)と離間するように移動する。
【００２７】
例えば、第２保持部(7)は、図１及び図２に示すように、筐体(3)の中心軸Ｆに沿って第１保持部(5)を平行移動させた位置にあって、第２保持部(7)の鉄筋保持面の２つの平面部は、第１保持部(5)の鉄筋保持面(15)の２つの平面部と、夫々同一平面上に配置されている。軸位置調整ネジ(41)を所定方向に回転させると、軸位置調整ネジ(41)が第２摺動部材(45)のネジ孔(47)により入り込むことで、第２摺動部材(45)は、ネジ支持部材(39)に接近する。これに伴って、円筒部材(25)、それに連結された第２保持部(7)は上方に移動する。この際、第１摺動部材(27)は軸体(37)回りに回転し、嵌合部材(31)は、第１摺動部材(27)に対して離れる方向に移動する。軸位置調整ネジ(41)を逆方向に回転させると、第２保持部(7)は下方に移動する。
【００２８】
上述した鉄筋支持器(1)は、本発明の鉄筋の突合せ溶接方法で使用される鉄筋支持器の一例であって、開先のルート間隔調整機能と、鉄筋の中心軸合わせ機能とを有する鉄筋支持器であれは、特段の制限なく本発明にて使用可能である。例えば、第２保持部(7)を、筐体(3)の中心軸Ｆに直交する２方向に移動可能な鉄筋支持器が使用されてもよい。また、上述した鉄筋支持器(1)にて、嵌合部材(31)が第１摺動部材(27)に完全に固定され、第２摺動部材(45)と円筒部材(25)の内面との間に若干の隙間が設けられてもよい。この場合、ルート間隔調整つまみ(35)の回転に伴って、第２保持部(7)は、筐体(3)の中心軸Ｆ回りに移動するが、その後、鉄筋の中心軸合わせが行われるので支障はない。
【００２９】
図３(ａ)は、本実施例で使用される金属製の裏当て材(61)の斜視図であり、図３(ｂ)は、帯幅Ｗ１に沿った方向から見裏当て材(61)の正面図である。この裏当て材(61)は、略Ｕ字形の形状をしており、半円弧状に湾曲した湾曲部分(63)と、該湾曲部分(63)の両端から延出する平板部分(65a)(65b)とを有している。裏当て材(61)は、例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１０１「一般構造用圧延鋼材」に示されたＳＳ４００等の鋼材を用いた帯幅Ｗ１の帯状の鋼板を曲げ加工して作製される。
【００３０】
裏当て材(61)の大きさ又は形状は、突合せ溶接する(サイズが異なる)２本の鉄筋の中で、大きいサイズの鉄筋に合わせて決定される。例えば、大きいサイズの鉄筋としてＤ１６乃至Ｄ４１が使用される場合、湾曲部分(63)の内面の曲率半径ｒは、１０乃至２３ｍｍに、裏当て材(61)の高さＨは、１７乃至３８ｍｍに、裏当て材(61)の帯幅Ｗ１は、１５乃至１９ｍｍにされる。また、裏当て材(61)の厚さｔは、４.５乃至６.０ｍｍにされる。湾曲部分(63)の曲率半径ｒの２倍に、厚さｔの２倍を加えた値が、裏当て材(61)の横幅Ｗ２となる。なお。大きいサイズの鉄筋に合わせて、開先間のルート間隔は、５乃至９ｍｍ程度に設定され(鉄筋のサイズが大きくなると、基本的にルート間隔は長くされる)、設定されたルート間隔に対して、帯幅Ｗ１の値が６ｍｍ乃至１２ｍｍ程度大きい裏当て材(61)が使用される(ルート間隔が大きくなると、基本的に帯幅Ｗ１は長くされる)。ここで留意すべきは、本実施例で使用される裏当て材(61)の帯幅Ｗ１は、従来より使用されているＵ字状の裏当て材の幅と比較して、かなり小さいことである。なお、上述の数値はあくまで一例であって、本発明の効果が得られる限りにおいて変更可能である。
【００３１】
次に、本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法について、図を用いて工程順に説明する。まず、図４に示すように、突合せ溶接する一方の鉄筋(71)を、上述したように鉄筋支持器(1)の第１保持部(5)に固定する。鉄筋(71)は、その開先側の部分が、鉄筋支持器(1)の第２保持部(7)に向かって、第１保持部(5)から突出するように固定される。次に、図５に示すように、突合せ溶接する他方の鉄筋(75)を、鉄筋支持器(1)の第２保持部(7)に固定する。鉄筋(75)は、その開先側の部分が、第１保持部(5)側に向かって、第２保持部(7)から突出するように固定される。２本の鉄筋(71)(75)の開先間の間隔は、この時点では設定すべきルート間隔よりも大きくされる。なお、鉄筋支持器(1)が上述の構成を有することにより、２本の鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢは、上下にずれているが平行になる。しかしながら、２本の鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢが厳密に平行になることが、これら鉄筋(71)(75)の突合せ溶接においては必要とされず、２本の鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢは略平行に配置されれば足りる。
【００３２】
図５及び以後に参照する図面では、大きいサイズの鉄筋(71)が第１保持部(5)に固定され、小さいサイズの鉄筋(75)が第２保持部(7)に固定され、それらのリブ(73a)(73b)(77a)(77b)が上下に配置された状態が示されている。しかしながら、第１保持部(5)に小さいサイズの鉄筋(75)が固定され、第２保持部(7)に大きいサイズの鉄筋(71)が固定されてもよく、これら保持部(5)(7)に固定される鉄筋(71)(75)の中心軸回りの位置は制限されない(図示された鉄筋(71)(75)は、それらの中心軸Ａ及びＢ回りに、任意の角度回転されてもよい)。また、図５では、図１及び図２に示すように、第２保持部(7)は、筐体(3)の中心軸Ｆに沿って第１保持部(5)を平行移動させた位置にあるが、本発明の実施において、鉄筋(75)を固定する際の第２保持部(7)の上下の位置(筐体(3)の中心軸Ｆ回りの位置)は、特に限定されない。
【００３３】
次に、２本の鉄筋(71)(75)の開先間に、ルートケージ(81)を挿入し、第２保持部(7)が第１保持部(5)に近づくように、即ち、鉄筋(75)の開先が鉄筋(71)の開先に近づくように、鉄筋支持器(1)のルート間隔調整つまみ(35)を回転させる。ルートケージ(81)は、設定すべきルート間隔分の厚みを有する板材であって、図６に示すように、ルートケージ(81)の一方の面に鉄筋(71)の開先が当接し、ルートケージ(81)の他方の面に鉄筋(75)の開先が当接して、第２保持部(7)のさらなる移動ができなくなるまで、ルート間隔調整つまみ(35)を回転させる。これによって、開先間のルート間隔が所望の値に設定される。その後、ルートケージ(81)は、開先の間から抜き出される。
【００３４】
次に、図７に示すように、２本の鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢを合わせる工程が行われる。この工程では、図１及び図２に示した軸位置調整ネジ(41)を回転させることで、第２保持部(7)の鉄筋(75)を移動させて、鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢを略一直線上に配置する。２本の鉄筋(71)(75)の中心軸合わせには、例えば定規(83)が使用される。作業者は、鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢが、所定の誤差範囲内で、同一直線上に配置されるように、鉄筋(75)の位置を調整する。
【００３５】
例えば、溶接される鉄筋(71)(75)が、Ｄ１３とＤ１６の組合せやＤ３５とＤ３８の組合せであるように、鉄筋(71)(75)が１サイズ異なる場合には、これらの中心軸Ａ及びＢが１ｍｍ程度の誤差範囲内で一致するように、中心軸合わせが行われる。Ｄ１９とＤ２５の組合せやＤ３５とＤ４１の組合せのように、鉄筋(71)(75)が２サイズ異なる場合には、これらの中心軸Ａ及びＢが２ｍｍ程度の誤差範囲内で一致するように、中心軸合わせが行われる。例えば、図６に示すように鉄筋(71)(75)が配置された状態で、所定の目盛だけ中心軸Ａ側に向けて入るように、図７に示すように鉄筋(71)の開先に定規(83)を当てる。その後、定規(83)の端部に鉄筋(75)の側面が当接するまで、鉄筋(75)を移動させると、鉄筋(71)(75)の中心軸合わせが完了する。また、定規(83)の代わりに、図７の左上に示すようなゲージ(85)が使用されてもよい。このケージ(85)の端部は段状に形成されており、突出部分(85a)に小さいサイズの鉄筋(75)の側面が当接し、切欠き部分(85b)に大きいサイズの鉄筋(71)の側面が当接するように、これら鉄筋(71)(75)を位置合わせすることで、これら鉄筋(71)(75)の中心軸Ａ及びＢは、所望の誤差範囲内で同一線上に配置される。
【００３６】
次に、図８に示すように、図３(ａ)及び(ｂ)に示す略Ｕ字状の裏当て材(61)が、鉄筋(71)(75)の何れかに仮付け溶接される。図９は、図８において上方から開先周辺を見た平面図であり、仮付け溶接箇所(91)が斜線領域で示されている。図９では、大きいサイズの鉄筋(71)の側面と裏当て材(61)の内面とが部分的に溶接されている。裏当て材(61)は、２本の鉄筋(71)(75)の開先間の空間を囲うように配置される。裏当て材(61)は、その底部が、大きいサイズの鉄筋(71)から小さいサイズの鉄筋(75)に向かって傾くように、２本の鉄筋(71)(75)の側面と当接している。また、図９に示されているように、裏当て材(61)の横幅方向Ｗ２が、２本の鉄筋の中心軸Ａ及びＢと略垂直であって、図８に示されるように、裏当て材(61)の帯幅方向Ｗ１が、これら中心軸Ａ及びＢに対して傾くように、裏当て材(61)は配置される。
【００３７】
本実施例では、例えば、半自動炭酸ガスアーク溶接法を用いて、裏当て材(61)の仮付け溶接と、後述する本溶接とが行われる。図８には、溶接トーチ(87)及び溶接ワイヤ(89)等が示されている。半自動炭酸ガスアーク溶接法は周知であって、詳細な説明は省略する。なお、半自動炭酸ガスアーク溶接法以外の溶接方法が、本件発明において使用されてもよい。
【００３８】
裏当て材(61)の仮付け溶接が終了すると、本溶接が行われて、図１０に示すように鉄筋(71)(75)間に溶接継手(93)が形成される。ここで溶接継手(93)とは、開先間に充填される溶接金属部分(95)と裏当て材(61)とによって構成される継手構造を意味する。本溶接では、溶接ワイヤ(89)が溶融した溶融金属が、数回のパスに分けて、裏当て材(61)の底部から開先間の空間、及び鉄筋(71)(75)と裏当て材(61)の間の空間に充填される。充填された溶融金属が冷却することで溶接金属部分(95)が形成され、溶接継手(93)が完成する。
【００３９】
本発明では、サイズの異なる鉄筋(71)(75)が、これらの中心軸Ａ及びＢが略同一線上に配置されるように突合せ溶接されていることから、従来方法と比較して、これら鉄筋(71)(75)の段差は、裏当て材(61)の上部側にて小さくなる。故に、裏当て材(61)の上側にて、鉄筋(71)(75)の外面となだらかに繋がるように溶接金属部分(95)を形成、つまり養生することが容易になる。また、上述したように、本発明では、従来方法と比較して幅の小さい裏当て材(61)が使用されており、裏当て材(61)は、鉄筋(71)(75)の開先付近にて、これら鉄筋(71)(75)の側面と当接している。これにより、裏当て材(61)と鉄筋(71)(75)の間の隙間が小さくなり、裏当て材(61)と鉄筋(71)(75)の間に充填される溶接金属部分(95)の量が低減され、裏当て材(61)と鉄筋(71)(75)の界面における欠陥の発生も抑制される。
【００４０】
次に、本件発明の超音波探傷検査方法の実施例について説明する。図１１には、上述した鉄筋の突合せ溶接方法に基づいて形成された溶接継手(93)に対して、超音波探傷検査を行う様子が示されている。小さいサイズの鉄筋(75)の下側のリブ(77a)に送信側の探触子(97)が配置されており、上側のリブ(77b)に受信側の探触子(99)が配置されている。本実施例の超音波探傷検査方法では斜角探傷が行われ、送信側の探触子(97)は、鉄筋(75)の径方向に対して所定の角度(屈折角)θ傾いた方向に超音波を送信する。屈折角θは、例えば７０度にされる。溶接継手(93)に存在する欠陥に当たると、超音波は反射して、エコー(欠陥エコー)が生じる。探触子(97)(99)には、例えば、５Ｚ５×５Ａ７０であって、ＪＩＳ Ｚ ３０６２の付属書３に記載されたものが使用される。
【００４１】
送信側の探触子(97)は、下側のリブ(77a)上に所定の間隔(例えば１０ｍｍ)で設定された複数の定位置の何れかに配置される。受信側の探触子(99)は、所定の距離(例えば、鉄筋(75)の開先から２.５Ｄ〜３Ｄ(Ｄは、鉄筋(75)のサイズ))程度離れた位置から、溶接継手(93)に向かって、上側のリブ(77b)上を摺動する。受信側の探触子(99)で受信された欠陥エコーは電気信号に変換されて、該電気信号は、図示を省略した受信部にて増幅及び減衰された後、図示を省略したディスプレイにて、波形として表示される。受信側の探触子(99）が、鉄筋(75)の端部まで移動すると、次に送信側の探触子(97)を他の定位置に移して、同様に検査が行われる。探傷検査中、探触子(97)(99)を首振り動作させることが好ましく、特に、特に特許文献２に説明されたように、探触子(97)(99)を首振り動作させることが好ましい。大きいサイズの鉄筋(71)に探触子(97)(99)を配置しても、このように超音波探傷検査が行われる。なお、下側のリブ(77a)上に受信側の探触子(99)を、上側のリブ(77b)に送信側の探触子(97)が配置されてもよい。
【００４２】
図１２には、図１１に示す鉄筋(71)(75)が、中心軸Ａ及びＢ回りに９０度回転した位置で突合せ溶接された場合において、超音波探傷検査を行う様子が示されている。図１１及び図１２と、図１４とを比較すると理解できるように、本発明の超音波探傷検査方法では、図３に示す裏当て材(101)のような受け部(105a)(105b)がない裏当て材(61)を使用していることから、裏当て材(61)と鉄筋(71)(75)のリブ(73a)(73b)(77a)(77b)との位置関係に左右されることなく、送信側の探触子(97)及び受信側の探触子(99)を、鉄筋(71)(75)の開先及び溶接継手(93)の溶接金属部分(95)の近くに配置できる。その結果、裏当て材(61)と鉄筋(71)(75)のリブ(73a)(73b)(77a)(77b)との位置関係に応じて、例えば、図１１に示した欠陥Ｃのような、開先面の縁の近くにある欠陥が検知されず、超音波探傷範囲が狭くなるという事態は、本発明では生じない。
【００４３】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。また、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の鉄筋の突合せ溶接方法の実施例で使用される鉄筋支持器を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すＩ−Ｉ線を含む垂直面で破断した鉄筋支持器の断面図である。
【図３】図３(ａ)は、本発明の実施例で使用される裏当て材の斜視図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)に示す帯幅ｗ１に沿った方向から見た同裏当て材の正面図である。
【図４】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図５】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図６】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図７】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図８】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図９】図８に示す鉄筋の開先及び裏当て材付近の平面図である。
【図１０】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法の工程を説明する正面図である。
【図１１】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法を用いて、サイズが異なる２本の鉄筋が突合せ溶接された状態にて、本発明の超音波探傷検査方法が行われる様子を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施例である鉄筋の突合せ溶接方法を用いて、サイズが異なる２本の鉄筋が突合せ溶接された状態にて、本発明の超音波探傷検査方法が行われる様子を示す正面図である。
【図１３】従来の突合せ溶接方法に使用される裏当て材を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す裏当て材を用いて、サイズが異なる２本の鉄筋が突合せ溶接された状態にて、超音波探傷検査方法が行われる様子を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４５】
(1)     鉄筋支持器
(61)    裏当て材
(71)    大サイズの鉄筋
(73a)   リブ
(73b)   リブ
(75)    小サイズの鉄筋
(77a)   リブ
(77b)   リブ
(93)    溶接継手
(95)    溶接金属部分
(97)    探触子
(99)    探触子
【図１】
2008212997.tif 000003
【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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