(57)【要約】【課題】構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できてその上大きな引張荷重にも対応できる信頼性の高い鋼管の継手構造を提供する。【解決手段】内周面の軸方向に複数段の係止部５ａ，５ｂ，５ｃを有し、一方の鋼管３１に接合された外側継手管１と、縮径機能を有し、外周面の軸方向に外側継手管１の係止部５ａ，５ｂ，５ｃに係止する複数段の係合突部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられ、他方の鋼管３２に接合された内側継手管１１とを有し、外側継手管１内に内側継手管１１を圧入してその係合突部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを外側継手管１の係止部５ａ，５ｂ，５ｃにそれぞれ係止させる。【選択図】        図１
2004293035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面の軸方向に複数段の係止部を有し、一方の鋼管に接合された外側継手管と、
縮径機能を有し、外周面の軸方向に前記外側継手管の係止部に係止する複数段の係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、
前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入してその係合突部を前記外側継手管の係止部にそれぞれ係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。
【請求項２】
前記内側継手管の大径部と係合突部との間において、内周面又は外周面に凹溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の鋼管の継手構造。
【請求項３】
前記内側継手管の下端部に、外側継手管に設けたボルトに嵌合する嵌合部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管の継手構造。
【請求項４】
前記外側継手管と内側継手管との間に初期隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管の継手構造。
【請求項５】
前記内側継手管に設けた複数段の係合突部のうち、２段目以上の係合突部の高さを１段目の係合突部の高さより低く形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼管の継手構造。
【請求項６】
拡径機能を有し、内周面の軸方向に複数段の係止部が設けられ、一方の鋼管に接続された外側継手鋼管と、
外周面の軸方向に前記外側継手管の係止部に係止する複数段の係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、
前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入して前記内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部にそれぞれ係止させることを特徴とする鋼管の継手構造。
【請求項７】
前記外側継手管内に内側継手管を圧入したときに、該内側継手管の先端部が外側継手管の突出段部に当接し、該内側継手管の上部外周に設けた当接部と前記外側継手管の上端部との間に隙間が形成されるように構成したことを特徴とする請求項６記載の鋼管継手構造。
【請求項８】
前記外側継手管に設けた複数の係止部のうち、上から２段目以下の係止部の先端部を最上段の係止部の先端部より外壁側に形成したことを特徴とする請求項６又は７記載の鋼管の継手構造。
【請求項９】
前記外側継手管と該外側継手管内に圧入された内側継手管とをボルトにより一体に固定したことを特徴とする請求項１〜８のいずかに記載の鋼管の継手構造。
【請求項１０】
前記鋼管が鋼管杭であり、一方の鋼管杭に接合された外側継手管内に、他方の鋼管杭に接合された内側継手管をいずれか一方の鋼管杭の自重により圧入することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の鋼管の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管、例えば鋼管杭、既成コンクリート杭（ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭）の管軸方向の継手構造及び鋼管の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソイルセメント合成鋼管杭などの鋼管杭は、施工現場において溶接接合して継杭して施工されるのが一般的である。
しかしながら、溶接による継杭では、（１）溶接部の品質が溶接工の技量に左右されること、（２）施工が天候に左右されることなどから、溶接に代わる継杭方法の開発が望まれていた。
【０００３】
溶接によらない鋼管の接合構造の一例として、接続するそれぞれの鋼管の突き合わせ端縁部にこの鋼管の径より小さい外径の円筒状接続部を同軸上に接続、固定し、この円筒状接続部の側面上に多数のネジ孔を設け、各鋼管に接続、固定されたこれらの円筒状接続部を相互に突き合わせ、この突き合わせた二つの円筒状接続部の外周を、円弧状に適宜に分割され、各分割片に多数のボルト挿通孔を穿った分割円筒状継手で被い、この分割円筒状継手の各ボルト挿通孔と上記円筒状接続部の各ネジ孔を合わせ、これらのボルト挿通孔にボルトを通してボルト端をネジ孔に螺着して締め付けることによって上記鋼管同士を接続し、上記円筒状接続部に固定された各分割円筒状継手及び締め付けられた各ボルトの頭部は上記接続する鋼管の外径より突出しないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−８１３０４号公報（第２〜第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された鋼管の接続構造は、鋼管杭とは別体の分割円筒状継手を用いており、一体化させるためには、上継ぎ手と下継ぎ手のかみ合わせばかりでなく、分割円筒状継手と上下継手のかみ合わせを配慮した精度の高い製作が要求され、製造がむずかしく製作コストも高い。また、分割円筒状継手を別途運搬し取り付ける作業が必要であり、施工性が悪い。
さらに、鋼管継手部を大径化・肉厚化した場合には、分割円筒状継手の重量が大きくなり、新たにクレーン等の運搬用重機を持ち込まなければならないなど運搬性、施工性がさらに悪くなるなど、種々問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できてその上大きな引張荷重に対しても十分対応できる信頼性の高い鋼管の継手構造及び鋼管の接合方法を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る鋼管の継手構造は、内周面の軸方向に複数段の係止部を有し、一方の鋼管に接合された外側継手管と、縮径機能を有し、外周面の軸方向に前記外側継手管の係止部に係止する複数段の係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入してその係合突部を前記外側継手管の係止部にそれぞれ係止させるようにしたものである。
【０００８】
（２）上記（１）の内側継手管の大径部と係合突部との間において、内周面又は外周面に凹溝を設けた。
（３）上記（１）又は（２）の内側継手管の下端部に、外側継手管に設けたボルトに嵌合する嵌合部を設けた。
【０００９】
（４）上記（１）〜（３）のいずかの前記外側継手管と内側継手管との間に初期隙間を設けた。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの内側継手管に設けた複数段の係合突部のうち、２段目以上の係合突部の高さを１段目の係合突部の高さより低く形成した。
【００１０】
（６）また、本発明に係る鋼管の継手構造は、拡径機能を有し、内周面の軸方向に複数段の係止部が設けられ、一方の鋼管に接続された外側継手鋼管と、外周面の軸方向に前記外側継手管の係止部に係止する複数段の係合突部が設けられ、他方の鋼管に接合された内側継手管とを有し、前記外側継手管内に前記内側継手管を圧入して前記内側継手管の係合突部を前記外側継手管の係止部にそれぞれ係止させるようにした。
【００１１】
（７）上記（６）の外側継手管内に内側継手管を圧入したときに、該内側継手管の先端部が外側継手管の突出段部に当接し、該内側継手管の上部外周に設けた当接部と前記外側継手管の上端部との間に隙間が形成されるように構成した。
（８）上記（６）又は（７）の外側継手管に設けた複数の係止部のうち、上から２段目以下の係止部の先端部を最上段の係止部の先端部より外壁側に形成した。
（９）上記（１）〜（８）のいずかれの外側継手管と該外側継手管内に圧入された内側継手管とをボルトにより一体に固定した。
【００１２】
（１０）上記（１）〜（９）のいずれかの鋼管が鋼管杭であり、一方の鋼管杭に接合された外側継手管内に、他方の鋼管杭に接合された内側継手管をいずれか一方の鋼管杭の自重により圧入するようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
前述の特許文献１に記載された鋼管の接続構造のような問題点に鑑みて、本発明の発明者は、接合対象である２本の鋼管の一方の鋼管に外側継手管を接合し、他方の鋼管に内側継手管を接合して、外側継手管の内壁の周方向に係止部を、また、内側継手管の外壁にこの係止部に係止する係合突部を設けると共に、内側継手管に複数のスリットを設けて縮径機能を持たせ、内側継手管を外側継手管内に圧入（又は嵌入）してその係合突部を係止部に係止させ、２本の鋼管を接合するようにした継手構造を提案した。
このような鋼管の継手構造は、構造が簡単で製造及び施工が容易であり、コストが低減できるのできわめて有用である。
【００１４】
ところで、このような鋼管の継手構造において、接合対象である鋼管が肉厚になると、引張荷重に対して抵抗する内側継手管の係合突部の高さを高くし、係止部との重なりを大きくする必要がある。しかし、係合突部の高さが高くなると、縮径機能を有する内側継手管を外側継手管内に圧入（又は嵌入）するときに、内側継手管の半径方向の撓み量（縮径量）が大きくなるため、圧入力が増大してしまうという問題がある。また、内側継手管の撓み量が大きくなると、根本部において塑性化してしまい、強度的に問題を生じるおそれがある。
【００１５】
本発明は、上述のような鋼管の継手構造において、大きな引張荷重に対しても十分対応することができるように構成したもので、以下、実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
図において、Ｊは２本の鋼管３１，３２を接合するための継手部で、下端部が接合対象である一方の鋼管３１に溶接接合された円筒状の外側継手管１と、上端部が他方の鋼管３２に溶接接合された円筒状の内側継手管１１とからなっている。
【００１７】
外側継手管１は、その外径が鋼管３１の外径とほぼ等しく形成され、上端部２の内周面は斜め上方に切除されて傾斜面３が設けられており、また、内周面の軸方向のほぼ中央部から下方には、所定の範囲で拡径された凹部４が形成されている。５ａ，５ｂ，５ｃは凹部４の上縁部及びその上方の内周面に設けられた第１〜第３の係止部で、図には３段に設けた場合を示したがこれに限定するものではなく、２段以上の複数段であればよい（なお、以下の説明では、複数の係止部５ａ〜５ｃを単に５と記すことがある）。６は凹部４の下縁に内側継手管１１の内径とほぼ等しい内径に形成された突出段部、７は凹部４の周方向に設けた複数のボルト挿通孔である。
【００１８】
内側継手管１１は、上部に鋼管３２の外径とほぼ等しい外径の拡径部１２が設けられており、拡径部１２の下部には段部１３（当接部）を介して、外側継手管１の内径とほぼ等しい外径の本体部１４が設けられている。そして、本体部１４には周方向にほぼ等間隔で、段部１３から下端部に達する複数のスリット１５が設けられており、これにより、本体部１４は周方向に分割されて縮径機能を有する複数の分割片１４ａが形成されている。
【００１９】
１６ａ，１６ｂ，１６ｃは外側継手管１の第１〜第３の係止部５ａ〜５ｃに対応して、各分割片１４ａの外周面に突設された第１〜第３の係合突部で、その上面が外周面と直交し下部には傾斜面１７が設けられており、第１の係合突部１６ａの上面から段部１３までの高さＨ２は、外側継手管１の第１の係止部５ａから上端部２までの高さＨ１とほぼ等しく形成されている（なお、以下の説明では、複数の係合突部１６ａ〜１６ｃを単に１６と記すことがある）。１８は各分割片１４ａの第１の係合突部１６ａの下方にそれぞれ設けられたボルト孔で、このボルト孔１８は外側継手管１のボルト挿通孔７に対応して設けたものであるが、ボルト孔１８に代えてボルト挿通孔を設け、その内壁側にナットを取付けてもよい。
【００２０】
次に、本発明を鋼管杭の接合に実施した場合の施工手順の一例について説明する。なお、接合対象である鋼管杭３１ａ，３２ａの端部には、あらかじめ工場等において外側継手管１及び内側継手管１１が溶接により接合されており、これら鋼管杭３１ａ，３２ａが工事現場に輸送されるものとする。
【００２１】
先ず、図２（ａ）に示すように、外側継手管１が接合された鋼管杭３１ａを地中に打込む。打込みが進んで上杭である鋼管杭３２ａを接続する状態になったときは、先端部に内側継手管１１が接合された鋼管杭３２ａを鋼管杭３１ａ上に位置させて位置決めし、鋼管杭３２ａの自重による圧下力により下降させ、図２（ｂ）に示すように、外側継手管１の上端部に設けた傾斜面３と、内側継手管１１の第１の係合突部１６ａの下部に設けた傾斜面１７とを利用して、内側継手管１１の各分割片１４ａを撓ませて本体部１４を縮径させ、外側継手管１内に挿入する。
【００２２】
鋼管杭３２ａを引続き下降させると、内側継手管１１の各分割片１４ａがさらに撓んで縮径され、内側継手管１１は第１の係合突部１６ａの外周面が外側継管１の内周面に沿って下降し、段部１３（当接部）が外側継手管１の上端部２に当接したときは圧下を停止する。このとき、第１〜第３の係合突部１６ａ〜１６ｃは、それぞれ第１〜第３の係止部５ａ〜５ｃに対応して位置する。このときの状態を図２（ｃ）に示す。
【００２３】
この状態で、外側継手管１のボルト挿通孔７に挿通したボルト３５を、内側継手管１１の各ボルト孔１８に螺入して締付ければ、図３に示すように、その外壁が外側継手管１の内壁に当接又は近接し、第１〜第３の係合突部１６ａ〜１６ｃが外側継手管１の第１〜第３の係止部５ａ〜５ｃに確実に係止して、上下の鋼管杭３１ａ，３２ａは、外側継手管１と内側継手管１１を介して強固に接合される。
【００２４】
この場合、内側継手管１１を外側継手管１内に圧入し終ったときに、内側継手管１１の各分割片１４ａが内側に塑性変形して元の状態（拡径する）に戻らないのではないかと懸念される。しかしながら、発明者らの多くの実験の結果によれば、各分割片１４ａは基本的には塑性変形することなく元の状態に戻り、係合突部１６ａ〜１６ｃはそれぞれ係止部５ａ〜５ｃに係止した。しかし、係合突部１６ａ〜１６ｃをより確実に係止部５ａ〜５ｃに係止させるためには、ボルト３５を用いて両者を固定することが必要である。
【００２５】
このようにして嵌合された鋼管杭３１ａ，３２ａにおいては、上杭である鋼管杭３２ａに加わる圧縮荷重は、内側継手管１１の段部１３と外側継手管１の上端部２を介して鋼管杭３１ａに伝達される。また、引張荷重は、内側継手管１１の複数の係合突部１６ａ〜１６ｃと外側継手管１の複数の係止部５ａ〜５ｃを介して鋼管杭３１ａに伝達されるので、大きな引張荷重に対しても十分対応することができる。
【００２６】
本実施の形態によれば、係合突部１６を特に高くすることなく、比較的小さい圧入力で内側継手管１１を外側継手管１内に圧入することができ、その上係止部５ａ〜５ｃと係合突部１６ａ〜１６ｃとの重なりが大きくなったため、前述のように大きな引張荷重に対しても十分対応することができる。
また、鋼管杭３２ａの端部に接合した内側継手管１１を、鋼管杭３２ａの自重により外側継手管１内に圧入してボルト３５で固定するだけで、他の部材等を使用することなく鋼管杭３１ａと３２ａを接合することができるので、構造が簡単で施工がきわめて容易であり、コストを低減できるばかりでなく、作業性を大幅に向上することができる。
【００２７】
また、外側継手管１の外径及び内側継手管１１の大径部１２の外径を、接合する鋼管杭３１ａ，３２ａの外形とほぼ等しくしたので、継手部Ｊが鋼管杭３１ａ，３２ａの外周面から出張ることがなく、このため、鋼管杭３１ａ，３２ａを地中に打込む際の貫入抵抗を小さくすることができる。
なお、外側継手管１のボルト挿通孔７にボルト３５の頭部が挿入される大径部を設ければ、接合後の外側継手管１の外周面にボルト３５の頭部が突出することがないので、地中への貫入抵抗をより低減することができる。ただし、この場合は、ボルト３５の頭部に六角レンチ等が係合する穴を設けておくことが必要である。
【００２８】
上記の説明では、本実施の形態に係る継手構造を鋼管杭３１ａ，３２ａの接合に用いた場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、杭以外の鋼管を接合する場合にも本発明を実施することができる。なお、この場合は、内側継手管１１を外側継手管１内に圧入する際に、圧入機等を必要とする場合がある。
【００２９】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る鋼管の継手部の一部断面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、内側継手管１１の内周面の上部に、幅（高さ）Ｌ２の凹溝２０を設けたものである（図には、凹溝２０の上縁部を段部１３と同じ位置にした場合を示してある）。
また、図５は本実施の形態の他の例を示すもので、本例は、内側継手管１１の外周面の上部にその上縁部を段部１３と同じ位置にして凹溝２０を設けたものである。なお、図４、図５で示した凹溝２０は、内側継手管１１の大径部１２と最上部の係合突部１６ｃとの間であれば、他の場所に設けてもよい。
【００３０】
本実施の形態における継手部Ｊの施工手順は、実施の形態１の場合とほぼ同様であるが、内側継手管１１の内周面又は外周面に凹溝２０を設けてこの部分の肉厚を薄くして剛性を低下させたので各分割片１４ａが撓み易くなり、このため圧入力を小さくでき、大径の継手部Ｊでも内側継手管１１に接合された鋼管杭３２ａの自重により、内側継手部１１を外側継手部１内に圧入することができる。
【００３１】
このように、凹溝２０は、内側継手管１１の内周面又は外周面の段部１３と係合突部１６との間の適宜位置に設けることができ、図４に示すように、凹溝２０の上縁部と分割片１４ａの下端部間の距離Ｌ１が長いほど凹溝２０にかかる曲げモーメントが大きくなるため、各分割片１４ａの縮径方向への撓み量が大きくなり、これに伴って圧入力が小さくなる。また、凹溝２０の軸方向の長さ（幅）Ｌ２が長くなるにしたがって、圧入力は小さくなる。
【００３２】
ところで、継手部Ｊが大径化すると、外側継手管１及び内側継手管１１の切削加工の加工精度が悪くなるため、板厚を応力上必要な最低板厚より厚く選定することが必要であり、これにより、内側継手管１１の分割片１４ａの撓み量が小さくなって外側継手管１に圧入する際の圧入力が増大する。このため圧入力を上部の鋼管杭３２ａの自重以下に抑えるためには、内側継手管１１の分割片１４ａの軸方向の長さを長くして撓み易くする必要があるが、このようにすることにより、継手部Ｊが大形化するばかりでなく、コストの上昇は避けられない。
【００３３】
本実施の形態においては、内側継手管１１の本体部１４（分割片１４ａ）の内周面又は外周面に凹溝２０を設け、この部分の剛性を低くして撓み易くしたので、継手部Ｊの軸方向の長さを長くすることなく、外側継手管１内への圧入力を上部の鋼管杭３２ａの自重以下に抑えることができる。
これにより、継手部Ｊのコストの低減は勿論、大径化した継手部の場合でも圧入機等を使用する必要がないので、施工が容易で作業性を高めることができる。
【００３４】
［実施の形態３］
図６は本発明の実施の形態３に係る鋼管の継手部の要部の説明図及び内側継手管の分割片の内面説明図である。
本実施の形態は、図６に示すように、実施の形態１（図１）の外側継手管１に設けた複数のボルト挿通孔７に代えてボルト孔１８を設けると共に、内側継手管１１の各分割片１４ａに設けたボルト孔１８に代えて、下端部に開口する逆Ｕ字状の嵌合部２１を設けたものである。なお、外側継手管１の係止部５、内側継手管１１の係合突部１６は２段に設けた場合が示してある。また、ボルト３５のねじ部の先端部には、外側からボルト３５を回転しうるように、例えば六角型の如き多角形の係止穴３６が設けられている。
【００３５】
上記のように構成した本実施の形態の施工にあたっては、外側継手管１が接合された鋼管杭３１ａが地中に打込まれ、上部の鋼管杭３２ａ（図示せず）を接続する状態になったとき又はあらかじめ、図７（ａ）に示すように、外部継手管１１のボルト孔１８に内側からボルト３５の先端部を螺入する。
そして、先端部に内側継手管１１が接合された鋼管杭３２ａを自重による圧下力により下降させ、図７（ｂ）に示すように、内側継手管１１の各分割片１４ａに設けた嵌合部２１を、外側継手管１に取付けたボルト３５に嵌合する。このとき、内側継手管１１の係合突部１６ａ，１６ｂは外側継手管１の係合部５ａ，５ｂに対応して位置する。
【００３６】
ついで、外側継手管１の外側からボルト３５のねじ部の先端部に設けた係止穴３６に、例えばＬ型六角レンチを係合させてボルト３５をさらに締付ければ、複数の係合突部１６ａ，１６ｂが係止部５ａ，５ｂにそれぞれ係止し、鋼管杭３１ａ，３２ａは外側継手管１と内側継手管１１を介して強固に接合される。
本実施の形態の効果は、実施の形態１の場合とほぼ同様である。
【００３７】
［実施の形態４］
実施の形態１〜３のように、内側継手管１１にスリット１５が設けられていると、鋼管杭３２ａに溶接接合したときに、溶接による熱変形で各分割片１４ａの先端部側が外側に変形（拡径）する傾向がある。このため、内側継手管１１の外径を外側継手管１の内径とほぼ等しく形成すると、外側継手管１内への圧入時に、内側継手管１１の分割片１４ａの外径が当初より大きくなって圧入力が増大するため、上杭（鋼管杭３２ａ）の自重だけでは圧入できなくなることがある。
【００３８】
このようなことから、本実施の形態においては、図８に示すように、内側継手管１１の外径を、溶接による変形量に対応して外側継手管１の内径より若干小さくして、外側継手管１の内壁と内側継手管１１の外壁との間に初期隙間ｇを設けたものである。これにより、内側継手管１１の各分割片１４ａが溶接により外側に変形しても、圧入力の増大を防止することができ、内側継手管１１を特別な外力を用いることなく、上杭（鋼管杭３２ａ）の自重により外側継手管１内に圧入することができる。
【００３９】
また、接合対象である鋼管杭３１ａ，３２ａの板厚が厚い場合は、引張荷重に耐えうるように係合突部１６ａ〜１６ｃの高さ（突出長）を高くする必要がある。このように構成すると、内側継手管１１の外側継手管１内への圧入時の各分割片１４ａの半径方向への変形量（縮径量）が大きくなり、上杭（鋼管杭３２ａ）の自重で圧入するためには、軸方向の分割片１４ａの長さを長くして半径方向に変形しやすくする必要がある。しかし、このようにすると、継手部が大形化するばかりでなく、コストが高くなるという問題がある。
【００４０】
このような場合、本実施の形態のように、外側継手管１内の内壁と内側継手管１１の外壁との間に初期隙間ｇを設けることにより、外側継手管１内への内側継手管１１の圧入時に、分割片１４ａの内側への変形量が小さくてすみ、小さい圧入力で接合することができる。
【００４１】
本実施の形態によれば、外側継手管１の内壁と内側継手管１１の外壁との間に初期隙間を設け、内側継手管１１を外側継手管１内に圧入したのち、ボルト３５により内側継手管１１の分割片１４ａを外側継手管１側に引き寄せて外側に変形させ、係止突部１６ａ〜１６ｃを係止部５ａ〜５ｃに係止させることにより両鋼管杭３１ａ，３２ａを確実に接合することができ、大きな引張荷重にも十分耐えることができる。なお、このとき、内側継手管１１の分割片１４ａの基部に、ボルト３５の引き込みによる初期応力が発生するが、引き込み量が小さいためこの初期応力が継手強度に与える影響はきわめて小さい。
【００４２】
ところで、上述の実施の形態１〜４においては、ボルト３５により、内側継手管１１の係合突部１６ａ〜１６ｃを外側継手管１の係止部５ａ〜５ｃに確実に係止させ、あるいは、外側継手管１との間に初期隙間を有する内側継手管１１を外側に変形させて係合突部１６ａ〜１６ｃを係止部５ａ〜５ｃに確実に係止させる場合について述べたが、ボルト３５は、さらに以下に述べるような機能も備えている。
【００４３】
外側継手管１と内側継手管１１で接合されて地中に設置されたた鋼管杭に引張荷重が作用すると、この引張荷重は内側継手管１１から外側継手管１を介して下部鋼管杭に伝達されるが、内側継手管１１には複数のスリット１５が設けられているため、引張荷重により分割片１４ａが内側（縮径方向）に変形しやすくなる。引張荷重が大きくなり内側継手管１１の内側への変形量が大きくなると、図９に破線で示すように、内側継手管１１の係合突部１６ａ〜１６ｃが外側継手管１の係止部５ａ〜５ｃから外れてしまうおそれがある。
【００４４】
本発明によれば、前述のように、外側継手管１と内側継手管１１とをボルト３５で固定することにより、内側継手管１１に大きな引張荷重が作用しても内側への変形が拘束されるため、係合突部１６ａ〜１６ｃが係止部５ａ〜５ｃから外れるのを防止でき、大きな引張荷重にも耐えることができる。
【００４５】
［実施の形態５］
図１０は本発明の実施の形態５に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
上記の各実施の形態においては、内側継手管１１にスリット１５を設けて縮径機能をもたせ、この内側継手管１１を外側継手管１内に圧入してその係合突部１６を係止部５に係止させる場合を示したが、本実施の形態は外側継手管１にスリットを設けて拡径機能をもたせ、この外側継手管１内に内側継手管１１を圧入して、その係合突部１６ａ，１６ｂを係止部５ａ，５ｂに係止させるようにしたものである。
【００４６】
図１０において、外側継手管１の本体部８の周方向には、ほぼ等間隔で上端部に開口し下部が突出段部６に達する複数のスリット９が設けられ、これにより、本体部８を周方向に分割して拡径機能を有する複数の分割片８ａを形成したものである。なお、ボルト挿通孔７は最上段の係止部５ｂの上方に設けられている。また、内側継手管１１には、円筒状の本体部１４の上部に、外側継手管１のボルト挿通孔７に対応してボルト孔１８が設けられている。なお、このボルト孔１８をボルト挿通孔とし、その内壁面にナットを溶接により取付けてもよい。
【００４７】
次に、本実施の形態を鋼管杭の接合に実施した場合の施工手順の一例について説明する。なお、接合対象である鋼管杭３１ａ，３２ａの端部には、あらかじめ工場等において外側継手管１及び内側継手管１１が溶接によりそれぞれ接合されているものとする。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように、外側継手管１が接合された鋼管杭３１ａが上杭である鋼管杭３２ａを接合する状態まで打込まれたときは、先端部に内側継手管１１が接合された鋼管杭３２ａを鋼管杭３１ａの上方に位置させて位置決めし、鋼管杭３２ａの自重による圧下力により下降させ、図１１（ｂ）に示すように、外側継手管１の上端部に設けた傾斜面３と、内側継手管１１の最下部の係合突部１６ａの下部に設けた傾斜面１７とを利用して、外側継手管１の各分割片８ａを外方に撓ませて本体部８を拡径させ、外側継手管１内に挿入する。
【００４９】
鋼管杭３２ａを引続き下降させると、内側継手管１１の第１（最下部）の係合突部１６ａが外側継手管１の内周面に沿って下降し、外側継手管１の各分割片８ａがさらに撓んで拡径され、段部１３（当接部）が外側継手管１の上端部２に当接したときは圧下を停止する。このときの状態を図１１（ｃ）に示す。
【００５０】
この状態で、外側継手管１のボルト挿通孔７に挿通したボルト３５を、内側継手管１１のボルト孔１８に螺入して締付ければ、図１２に示すように、外側継手管１の内壁が内側継手管１１の外壁に当接又は近接し、複数の係合突部１６ａ，１６ｂが係止部５ａ，５ｂにそれぞれ係止して、上下の鋼管杭３１ａ，３２ａは、外側継手管１と内側継手管１１を介して強固に接合される。
【００５１】
本実施の形態は、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果を得ることができるが、さらに、外側継手管１の本体部８の下部内周面には凹部４が設けられているので、この部分の剛性が低くなり、実施の形態２の場合と同様に、各分割片８ａを撓み易くすることができる。
【００５２】
［実施の形態６］
実施の形態５のように、外側継手管１にスリット９を設けて複数の分割片８ａを形成し、内側継手管１１を圧入する際に外側継手管１を拡径させ、圧入後に両者をボルト３５で固定するような継手構造において、上杭（鋼管杭３２ａ）に圧縮荷重が作用すると、この圧縮荷重は、内側継手管１１の段部（当接部）１３、外側継手管１の上端部２を経て下杭（鋼管杭３１ａ）に伝達される。この場合、外側継手管１にはスリット８ａが設けられているので、分割片８ａが座屈破壊をおこすおそれがある。
【００５３】
本実施の形態においては、図１３に示すように、外側継手管３１ａと内側継手管１１との接合が完了した状態で、内側継手管１１の先端部１１ａを外側継手管１の突出段部６に当接させると共に、内側継手管１１の段部１３と外側継手管１の上端部２との間に隙間ｇ１を設けるようにしたものである。
このように構成したことにより、圧縮荷重は内側継手管１１の先端部１１ａから外側継手管１の突出段部６を経て下杭（鋼管杭３１ａ）に伝達され、外側継手管１の上端部２には圧縮荷重が作用しないので、各分割片８ａが座屈破壊をおこすおそれがない。
【００５４】
［実施の形態７］
ところで、上記のように、縮径機能を有する内側継手管１１に複数の係合突部１６を設けた本発明において、図１４に示すように、例えば同じ高さ（突出長）ｈ１の係合突部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを設けた場合は、内側継手管１１を外側継手管１内に圧入する際に、第１〜第３の係合突部１６ａ〜１６ｃが順次外側継手管１の内壁に摺接して下降するため、最上部の係合突部１６ｃが外側継手管１の内壁に当ったときは、この係合突部１６ｃの高さに規制されて各分割片１４ａの撓み量ｂ１が最大になり、この状態で内側継手管を圧入しなければならないので、大きな圧入力Ｐ１が必要になる。
【００５５】
本実施の形態は、上記の問題を解決するために、図１５に示すように、２段目以上の係合突部１６ｂ，１６ｃの高さ（突出長）ｈ２，ｈ３を、最下部の係合突部１６ａの高さｈ１より低く形成したものである。
これにより、内側継手管１１を外側継手管１内に圧入する際に、圧入の始めから最終段階に達するまで、常に最下部の係合突部１６ａのみが外側継手管１の内壁に摺接して下降し、２段目以上の係合突部１６ａ，１６ｃが外側継手管１の内壁に当ることはない。このため、分割片１４ａの撓み量ｂ２は最下部の係合突部１６ａの高さｈ１に規制されて大幅に小さくなり、係合突部１６を１段設けた場合と同じになるので、小さい圧下力で内側継手管１１を外側継手管１内に圧入することができる。
【００５６】
本実施の形態においは、図１６（ａ）に示すように、２段目以上の係合突部１６ｂ，１６ｃを同じ高さｈ２にし、かつ最下部の係合突部１６ａの高さｈ１より低くてもよく、あるいは、図１６（ｂ）に示すように、２段目以上の係合突部１６ｂ，１６ｂの高さｈ２，ｈ３を最下部の係合突部１６ａの高さｈ１より低く、かつ上方になるにしたがって順次低くなるようにしてもよい。
【００５７】
また、実施の形態５のように、外側継手管１にスリット９を設け、その中に内側継手管１１を圧入する場合は、図１７に示すように、内側継手管１１の係合突部１６ａ〜１６ｃの高さｈをすべて等しく形成すると共に、この係合突部１６ａ〜１６ｃが係止する外側継手管１の係止部５ａ〜５ｃに対応する外側継手管１の内壁１ｂを拡径し、前記２段面以下の係止部５ｂ，５ａの係止面の拡径内壁１ｂと接する位置ｂ，ｃ（以下、先端部という）を、最上段の係止部５ｃの内壁１ａに接する先端部ａより低い位置ｂ，ｃ（外壁側の位置）に設けたものである。
【００５８】
上記の各実施の形態においては、外側継手管１が接合された鋼管杭３１ａを地中に打設し、この鋼管杭３１ａに内側継手管１１が接合された鋼管杭３１ａを自重により下降させて接合する場合について説明したが、内側継手管１１が接合された鋼管杭３２ａを地中に打設し、外側継手管１が接合された鋼管杭３１ａを自重により下降させて外側継手管１を内側継手管１１に嵌合して接合し、鋼管杭３２ａ，３１ａを接合するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は、外側継手管内に縮径機能を有する内側継手管を圧入して複数段の係合突部を外側継手管の複数段の係止部にそれぞれ係止させるようにして係止部と係合突部との重なりを大きくしたので、大きな引張荷重に対しても十分対応することができる。また、構造が簡単で施工が容易であり、コストを低減できて信頼性の高い鋼管の継手構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図２】実施の形態１の継手構造の施工手順の一例を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の継手構造により２本の鋼管を接合した状態を示す一部を省略した縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る一部を省略した鋼管の継手構造の縦断面図である。
【図５】実施の形態２の他の例の一部を省略した縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る鋼管の継手構造の要部の説明図及び内側継手管の分割片の内面説明図である。
【図７】実施の形態３の施工手順の一例の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【図９】実施の形態１〜４のボルトの機能説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る一部を断面で示した鋼管の継手構造の模式図である。
【図１１】実施の形態５の施工手順の一例を示す説明図である。
【図１２】実施の形態５の継手構造により２本の鋼管を接合した状態を示す一部を省略した断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態６に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態７に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態７に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態７に係る鋼管の継手構造の要部の説明図である。
【符号の説明】
１  外側継手管
２  上端部
５ａ，５ｂ，５ｃ  係止部
７  ボルト挿通孔
８，１４  本体部
１１  内側継手管
１２  大径部
１３  段部（当接部）
８ａ，１４ａ  分割片
９，１５  スリット
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  係合突部
１８  ボルト孔
２０  凹溝
２１  嵌合部
３１，３２  鋼管
３１ａ，３２ａ  鋼管杭
３５  ボルト
【図１】
2004293035.tif 000003
【図２】
2004293035.tif 000004
【図３】
2004293035.tif 000005
【図４】
2004293035.tif 000006
【図５】
2004293035.tif 000007
【図６】
2004293035.tif 000008
【図７】
2004293035.tif 000009
【図８】
2004293035.tif 000010
【図９】
2004293035.tif 000011
【図１０】
2004293035.tif 000012
【図１１】
2004293035.tif 000013
【図１２】
2004293035.tif 000014
【図１３】
2004293035.tif 000015
【図１４】
2004293035.tif 000016
【図１５】
2004293035.tif 000017
【図１６】
2004293035.tif 000018
【図１７】
2004293035.tif 000019