(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結されることにより鋼管杭を構成する複数の鋼管を上下方向に連結するための連結部材であって、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されていることを特徴とする連結部材。
【請求項２】
複数の鋼管を上下方向に連結するための連結部材であって、
嵌合することによって互いに直接的に連結可能に構成された、下方に配設される下側鋼管の上端部と、上方に配設される上側鋼管の下端部と、のうち、
前記上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
前記下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されていることを特徴とする連結部材。
【請求項３】
複数の鋼管を上下方向に連結するための連結部材であって、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成され、
前記第一継合部には、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝との間で前記第一継合部と継合された前記下側鋼管との軸心周りの相対回転を抑止するための回転抑止キーを跨設可能なキー溝が周設され、
前記第一継合部に周設されたキー溝の数は、前記下側鋼管の上端部に周設されているキー溝の数より多いことを特徴とする連結部材。
【請求項４】
複数の鋼管を上下方向に連結するために、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている連結部材を複数備えた連結部材ユニットであって、
前記複数の連結部材は、前記傾斜角度が夫々異なることを特徴とする連結部材ユニット。
【請求項５】
複数の鋼管を上下方向に連結するために、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、
上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、
前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップと、
前記下側継合ステップの後に、前記連結部材が備える第二継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部とを継合する上側継合ステップを備え、
前記下側継合ステップに、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように、前記連結部材の位置を調整する調整ステップを備えることを特徴とする連結方法。
【請求項６】
請求項３に記載の連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、
下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップは、
前記第一継合部に周設されているキー溝のうち、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うようなキー溝を、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝に対向させる位置決めステップと、
前記両キー溝の間に回転抑止キーを跨設するキー跨設ステップとを備えていることを特徴とする連結方法。
【請求項７】
請求項４に記載の連結部材ユニットを用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、
下方に配設される下側鋼管の軸心の鉛直方向からの傾きに応じて、
複数の連結部材の中から、二本の鋼管を上下に連結した場合に上方に配設された上側鋼管の軸心が最も鉛直方向に沿うような、第二継合軸心の第一継合軸心に対する傾斜角度を有する連結部材を選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記連結部材を用いて前記下側鋼管と前記上側鋼管とを連結する連結ステップとを備えることを特徴とする連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下方向に配設される複数の鋼管を連結するための連結部材及び連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁、港湾構造物、建築構造物等の基礎構造には鋼管杭が用いられている。鋼管杭の施工では、製作や運搬等の都合から、工場製作された数メートルから数十メートル程度の鋼管を現場に搬入し、現場で縦継ぎしながら、軟弱な地盤の下にある硬い地盤である支持層内に到達する所定の長さのものを形成するようにしている。
【０００３】
この鋼管の縦継ぎ作業は、下側鋼管に対して上側鋼管をクレーンで吊り下げて、突き合した端部同士を溶接により連結するようにしていたが、現場溶接による縦継ぎは、作業に多くの時間を要するとともに、両鋼管の傾きを維持した状態での溶接が必要になり、また、溶接部の品質が天候に左右されるばかりでなく、溶接に伴う裏当てリング等の金具を使用する等面倒で多くの費用を要していた。
【０００４】
そこで、施工の省力化、工期短縮の観点から施工現場での鋼管の縦継ぎ作業の効率化を図るために溶接による縦継ぎにかわるものとして、特許文献１には、上側鋼管と下側鋼管を連結する機械式の継合構造を備えた継手が提案されている。
【０００５】
前記継合構造は、上側鋼管の下端部に溶接された雌型のボックス継手と、下側鋼管の上端部に溶接された雄型のピン継手とを互いに嵌挿させ、ボックス継手内のキー溝に内蔵した荷重伝達キーをボルトを用いてピン継手側の溝に押出し固定する構造となっている。
【０００６】
ところで、鋼管は全体として鉛直方向に沿って打ち込まれる必要がある。しかし、実施際の施工にあたって、鉛直に打ち込むべき鋼管に僅かな傾斜が生じることがある。例えば鋼管の直径１０００ｍｍである場合に、鋼管の端面の一端と該端面上で対向する他端とが、高さ方向に数ｍｍ、例えば１ｍｍ程度以上３ｍｍ程度以下の範囲で傾斜した、つまり軸心が鉛直方向から０．０５度程度から０・２０度程度の範囲で傾斜したとする。この傾斜は、一見小さな値ではあるが、鋼管の全体の長さが数十メートルともなれば、最下段の鋼管からと最上段の鋼管には、大きな水平方向のズレとなって現れる。
【０００７】
従来の溶接による上下の鋼管の縦継ぎにおいては、下側鋼管を打ち込んだときに、その軸心が多少傾いたとしても、上側鋼管を軸心の傾きを修正しながら溶接することにより、鋼管が上下方向に連結された鋼管の全体としての軸心の鉛直度が担保されていた。
【０００８】
しかし、前記継合構造は、鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いて打ち込まれた場合に、溶接による縦継ぎのような傾きの修正ができないため、その軸心の傾いた下側鋼管の上に縦継ぎされる上側鋼管の軸心も同様に傾くという問題があった。
【０００９】
また、複数本の鋼管を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎において、最初と最後の鋼管矢板の鉛直度に高精度が要求される。このような場合にも、鋼管の軸心の傾きが問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３１９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いていても、上方に配設される上側鋼管の軸心を鉛直方向に沿った方向に修正することができる連結部材及び連結方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る連結部材の第一の特徴構成は、複数の鋼管を上下方向に連結するための連結部材であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記下側鋼管の軸心と一致した第一継合軸心に沿って継合可能な第一継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部と、前記上側鋼管の軸心と一致した第二継合軸心に沿って継合可能な第二継合部とを備え、前記第一継合部と前記第二継合部とは、前記第二継合軸心が前記第一継合軸心と所定の傾斜角度をもつように構成されている点にある。
【００１３】
鉛直方向に沿って上下方向に配設される必要のある二本の鋼管を連結するときに、下方に配設された下側鋼管の軸心が鉛直方向から多少傾いている場合に、本発明による連結部材を介して上側鋼管の軸心を鉛直方向に沿った方向に修正しながら連結することができる。なお、連結部材は、第一継合部と第二継合部とを別体のものを溶接等で連結することによって成形してもよいし、削り出しや鋳造によって一体的に成形してもよい。
【００１４】
本発明に係る連結部材の第二の特徴構成は、前記第一継合部には、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝との間で前記第一継合部と継合された前記下側鋼管との軸心周りの相対回転を抑止するための回転抑止キーを跨設可能なキー溝が周設され、前記第一継合部に周設されたキー溝の数は、前記下側鋼管の上端部に周設されているキー溝の数より多い点にある。
【００１５】
回転抑止キーが跨設されるキー溝の位置によって、下側鋼管と連結部材との周方向の連結位置は予め規定されている。上述の構成によれば、下方に配設された下側鋼管の軸心の傾斜方向に応じて、連結部材に周設されるキー溝の数のうち上方に配設される上側鋼管の軸心が最も鉛直に沿うように配設できるキー溝と、下側鋼管に周設されるキー溝との間に回転抑止キーを跨設することができる。
【００１６】
本発明に係る連結部材ユニットの特徴構成は、上述した少なくともいずれかの特徴構成を有する連結部材を複数備えた連結部材ユニットであって、前記複数の連結部材は、前記傾斜角度が夫々異なる点にある。
【００１７】
上述の構成によれば、下方に配設された下側鋼管の軸心の傾斜方向に応じて、適切な傾斜角度の連結部材を用いて、上方に配設される上側鋼管の軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。
【００１８】
本発明に係る連結方法の第一の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成を備えた連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップと、前記下側継合ステップの後に、前記連結部材が備える第二継合部と、上方に配設される上側鋼管の下端部とを継合する上側継合ステップを備え、前記下側継合ステップに、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように、前記連結部材の位置を調整する調整ステップを備える点にある。
【００１９】
本発明に係る連結方法の第二の特徴構成は、上述した第二の特徴構成を備えた連結部材を用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の上端部と、前記連結部材が備える第一継合部とを継合する下側継合ステップは、前記第一継合部に周設されているキー溝のうち、前記下側鋼管の上端部と、前記第一継合部とを継合したときに前記連結部材が備える第二継合部の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うようなキー溝を、前記下側鋼管の上端部に周設されたキー溝に対向させる位置決めステップと、前記両キー溝の間に回転抑止キーを跨設するキー跨設ステップとを備えている点にある。
【００２０】
本発明に係る連結方法の第三の特徴構成は、上述した特徴構成を有する連結部材ユニットを用いて複数の鋼管を上下方向に連結する連結方法であって、下方に配設される下側鋼管の軸心の鉛直方向からの傾きに応じて、複数の連結部材の中から、二本の鋼管を上下に連結した場合に上方に配設された上側鋼管の軸心が最も鉛直方向に沿うような、第二継合軸心の第一継合軸心に対する傾斜角度を有する連結部材を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された前記連結部材を用いて前記下側鋼管と前記上側鋼管とを連結する連結ステップとを備える点にある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る連結部材と、それによって連結される上側鋼管及び下側鋼管の説明図。
【図２】連結部材の継合構造の詳細図。
【図３】図１に示す連結部材の正面図。
【図４】本発明に係る連結部材を用いた連結方法の説明図。
【図５】本発明に係る連結部材ユニットの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の構成には同一符号を付してある。
【００２３】
図１には、本発明に係る、第一の態様による連結部材２０及び連結部材２０によって連結される二本の鋼管１０が示されている。なお、二本の鋼管１０のうち、相対的に下方に配設される鋼管を下側鋼管１０Ａ、相対的に上方に配設される鋼管を上側鋼管１０Ｂと称するが、基本的には同一の構成である。
【００２４】
下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとの継合構造を説明する。下側鋼管１０Ａの上端には雄型のピン継手１１が溶接によって取り付けられ、上側鋼管１０Ｂの下端には雌型のボックス継手１２が溶接によって取り付けられ、下側鋼管１０Ａの下端にはボックス継手１２と同様のボックス継手１２（図示せず）が溶接によって取り付けられ、上側鋼管１０Ｂの上端にはピン継手１１と同様のピン継手１１（図示せず）が溶接によって取り付けられている。
【００２５】
図１、図２に示すようにピン継手１１は、下側鋼管１０Ａの外径とほぼ同径の外径を有する筒部１１Ａに連続して筒部１１Ａよりも小径の嵌挿部１１Ｂが延設されている。
嵌挿部１１Ｂの基端部には、上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２の下端部に全周にわたって設けられた凸部１２Ｃが継合される凹部１１Ｃが全周にわたって設けられている。嵌挿部１１Ｂの上端部には、上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２の内周の基端部に全周にわたって設けられた凹部１２Ｄに挿入するための凸部１１Ｄが全周にわたって設けられている。嵌挿部１１Ｂの外周には、荷重伝達キー３１を嵌め込むためのキー溝１１Ｆが全周にわたって設けられている。筒部１１Ａの外周には４個のキー溝１１Ｅが全周にわたって等間隔に設けられている。
【００２６】
ボックス継手１２は、上側鋼管１０Ｂの外径とほぼ同径の外径を有する筒部１２Ａを備えている。ボックス継手１２の内周は、下側鋼管１０Ａのピン継手１１の嵌挿部１１Ｂが挿入される被嵌挿部となっており、この被嵌挿部に嵌挿部１１Ｂの凸部１１Ｄが挿入される凹部１２Ｄが設けられている。筒部１２Ａの内周には、全周にわたってキー溝１２Ｆが形成され、キー溝１２Ｆには、全周にわたって適宜分割された円弧状の荷重伝達キー３１が配設されている。筒部１２Ａの外周には４個のキー溝１２Ｅが全周にわたって等間隔に設けられている。
【００２７】
ボックス継手１２の外周には、キー溝１２Ｆに連通するボルト穴１２Ｇが、周方向に沿って間隔をおいて複数穿孔されている。そして、ボルト穴１２Ｇには、六角孔付き植え込みボルト等で構成されたセットボルト１２Ｈを螺合させてあり、セットボルト１２Ｈはボックス継手１２の外側からの締め込み操作によって、径方向内側に螺進可能である。
【００２８】
セットボルト１２Ｈの締め込み操作によって、セットボルト１２Ｈの先端部に配設された荷重伝達キー３１はキー溝１２Ｆから径方向内側に対向するピン継手１１のキー溝１１Ｆに突出させられ、荷重伝達キー３１はボックス継手１２とピン継手１１の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー３１を介してボックス継手１２とピン継手１１とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
【００２９】
なお、荷重伝達キー３１は、一条に限らず、二条以上の複数であってもよい。荷重伝達キー３１の個数や、さらにはその厚みや幅も、上側鋼管１０Ｂと下側鋼管１０Ａとの継合に要求される垂直方向の継合の強さに応じて適宜設計される。
【００３０】
下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとを直接継合させるにあたって、ピン継手１１とボックス継手１２との継合部分において、ピン継手１１に周設されている４個のキー溝１１Ｅとボックス継手１２に周設されている４個のキー溝１２Ｅとを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー３０が配設されることで、継合されたピン継手１１とボックス継手１２とが、すなわち下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとが相対的に回転することが抑止される。
【００３１】
回転抑止キー３０は、例えば正面視及び断面視が矩形状の平板状部材で構成されている。さらに、回転抑止キー３０には、回転抑止キー３０を鋼管１０（１０Ａ，１０Ｂ）や連結部材２０の各キー溝１１Ｅ，１２Ｅ及び後述する各キー溝２１Ｅ，２２Ｅに固定するボルト３２を挿通するためのボルト孔３３が穿設されている。
【００３２】
上述のように構成された下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂにより鋼管杭が構成される。下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとを継合するにあたり、下側鋼管１０Ａは基本的には鉛直方向に沿って打ち込まれるのであるが、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡが鉛直方向から多少傾いている場合に、上側鋼管１０Ｂの軸心ＣＢを鉛直方向に沿った方向に修正するために、本発明による連結部材２０が用いられる。
【００３３】
連結部材２０と下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂとの継合構造として、連結部材２０は、下側鋼管１０Ａの上端部、すなわちピン継手１１と、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡと一致した第一継合軸心（以下、符号ＣＡであらわす。）に沿って継合可能な第一継合部としてのボックス継手２２と、上側鋼管１０Ｂの下端部、すなわちボックス継手１２と、上側鋼管１０Ｂの軸心ＣＢと一致した第二継合軸心（以下、符号ＣＢであらわす。）に沿って継合可能な第二継合部としてのピン継手２１とを備えている。
【００３４】
図１から図３に示すように、連結部材２０のピン継手２１とボックス継手２２とは、溶接部２３おいて溶接によって、第二継合軸心ＣＢが第一継合軸心ＣＡとなす角度が所定の傾斜角度θをもつように構成されている。なお、傾斜角度θは、特に限定されないが、下側鋼管１０Ａの打ち込みにあたり、下側鋼管１０Ａは基本的には鉛直に打ち込まれるものであるため、例えば、鋼管１０の直径１０００ｍｍあたりに、端面の一端と、該端面上で対向する他端とが、高さ方向に数ｍｍ、例えば０ｍｍより大きく５ｍｍ程度以下の範囲で傾斜したとしても、つまり軸心ＣＡが鉛直方向から０．００度より大きく０・３０度程度以下の範囲で傾斜したとしても、この傾斜を修正できればよいので、θは０．００より大きく０．３０度程度以下の範囲であればよい。好ましくは、０．０５度程度から０．２０度程度の範囲であればよい。
【００３５】
連結部材２０のボックス継手２２は上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２と基本的に同様の構成である。
ボックス継手２２は、上側鋼管１０Ｂの外径とほぼ同径の外径を有する筒部２２Ａを備えている。ボックス継手２２の内周は、下側鋼管１０Ａのピン継手１１の嵌挿部１１Ｂが挿入される被嵌挿部となっており、この被嵌挿部に嵌挿部１１Ｂの凸部１１Ｄが挿入される凹部２２Ｄ（図２参照）が設けられている。筒部２２Ａの内周には、全周にわたってキー溝２２Ｆが形成され、キー溝２２Ｆには、全周にわたって適宜分割された円弧状の荷重伝達キー３１Ａ（３１）が配設されている。筒部２２Ａの外周には８個のキー溝２２Ｅが全周にわたって等間隔に設けられている。
【００３６】
ボックス継手２２の外周には、キー溝２２Ｆに連通するボルト穴２２Ｇが、周方向に沿って間隔をおいて複数穿孔されている。そして、ボルト穴２２Ｇには、六角孔付き植え込みボルト等で構成されたセットボルト２２Ｈを螺合させてあり、セットボルト２２Ｈはボックス継手２２の外側からの締め込み操作によって、径方向内側に螺進可能である。
【００３７】
下側鋼管１０Ａと連結部材２０とを継合させる際には、ボックス継手２２に配設されたセットボルト２２Ｈの締め込み操作によって、セットボルト２２Ｈの先端部に配設された荷重伝達キー３１Ａ（３１）はキー溝２２Ｆから径方向内側に対向するピン継手１１のキー溝２２Ｆに突出させられ、荷重伝達キー３１Ａ（３１）はボックス継手２２とピン継手１１の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー３１Ａ（３１）を介してボックス継手２２とピン継手１１とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
【００３８】
下側鋼管１０Ａと連結部材２０とを継合させるにあたって、下側鋼管１０Ａのピン継手１１と連結部材２０のボックス継手２２との継合部分において、ピン継手１１に周設されている４個のキー溝１１Ｅとボックス継手２２に周設されている８個のキー溝２２Ｅのうちの４個のキー溝２２Ｅとを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー３０Ａ（３０）が配設されることで、継合されたピン継手１１とボックス継手２２とが、すなわち下側鋼管１０Ａと連結部材２０とが相対的に回転することが抑止される。
【００３９】
連結部材２０のピン継手２１は下側鋼管１０Ａのピン継手１１と同様の構成である。ピン継手２１は、下側鋼管１０Ａの外径とほぼ同径の外径を有する筒部２１Ａに連続して筒部２１Ａよりも小径の嵌挿部２１Ｂが延設されている。
【００４０】
嵌挿部２１Ｂの基端部には、上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２の下端部に全周にわたって設けられた凸部１２Ｃが継合される凹部２１Ｃが全周にわたって設けられている。嵌挿部２１Ｂの上端部には、上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２の内周の基端部に全周にわたって設けられた凹部１２Ｄ（図２参照）に挿入するための凸部２１Ｄが全周にわたって設けられている。嵌挿部２１Ｂの外周には、荷重伝達キー３１Ｂ（３１）を嵌め込むためのキー溝２１Ｆが全周にわたって設けられている。筒部２１Ａの外周には４個のキー溝２１Ｅが全周にわたって等間隔に設けられている。
【００４１】
連結部材２０と上側鋼管１０Ｂとを継合させる際には、ボックス継手１２に配設されたセットボルト１２Ｈの締め込み操作によって、セットボルト１２Ｈの先端部に配設された荷重伝達キー３１Ｂ（３１）はキー溝１２Ｆから径方向内側に対向するピン継手２１のキー溝２１Ｆに突出させられ、荷重伝達キー３１Ｂ（３１）はボックス継手１２とピン継手２１の両方に跨って配設される。こうして荷重伝達キー３１Ｂ（３１）を介してボックス継手２２とピン継手１１とが垂直方向へ相対移動が不可能なように機械的に継合される。
【００４２】
連結部材２０と上側鋼管１０Ｂとを継合させるにあたって、連結部材２０のピン継手２１と上側鋼管１０Ｂのボックス継手１２との継合部分には、ピン継手２１に周設されている４個のキー溝２１Ｅとボックス継手１２に周設されている４個のキー溝１２Ｅを周方向にそれぞれ一致させることでキー配設部が形成され、このキー配設部に回転抑止キー３０Ｂ（３０）が配設されることで、継合されたピン継手２１とボックス継手１２とが、すなわち連結部材２０と下側鋼管１０Ａとが相対的に回転することが抑止される。
【００４３】
以下に、下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとの連結部材２０を用いた連結方法について説明する。
【００４４】
下側継合ステップは以下のように行われる。地面に対して、下側鋼管１０Ａをハンマーや圧入装置（中堀圧入、回転圧入、圧入）で打ち込んでいき、下側鋼管１０Ａがある程度地面に打ち込まれたときに、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡの鉛直度を計測する。
このとき、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡの鉛直度が、所定の鉛直閾値以内であれば、その上に、クレーンで吊り上げた上側鋼管１０Ｂを吊り下ろす。
【００４５】
ボックス継手１２の凸部１２Ｃとピン継手１１の凹部１１Ｃ、ピン継手１１の凸部１１Ｄとボックス継手１２の凹部１２Ｄを、それぞれ付き合わせることにより、ボックス継手１２とピン継手１１とが縦方向に位置決めされる。
そして回転抑止キー３０を所定位置に配設することで、下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとは軸心周りの相対回転が不可能に継合される。
【００４６】
また六角レンチでセットボルト１２Ｈを正方向に回すことにより、荷重伝達キー３１がセットボルト１２Ｈの軸線に沿って径方向内側に進出し、ピン継手１１のキー溝１１Ｆに入っていく。下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとは、荷重伝達キー３１を介して、垂直方向へ相対移動が不可能に継合される。
【００４７】
その後、ボックス継手１２の外側から、深さゲージ等で、セットボルト１２Ｈの埋め込み深さを測定し、荷重伝達キー３１が確実にキー溝１１Ｆに嵌め込まれていることを確認する。
こうして、ピン継手１１とボックス継手１２との継合が完了する。この作業を鋼管杭が所定の長さとなるまで繰り返すことで、複数の鋼管１０が上下に連結された鋼管杭が完成する。
【００４８】
ところで、図４に示すように、下側鋼管１０Ａがある程度地面に打ち込まれたときに、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡが鉛直方向から所定の鉛直閾値より傾斜していれば、その上に、クレーンで吊り上げた連結部材２０を吊り下ろす。
【００４９】
位置決めステップやキー跨設ステップは以下のように行われる。下側継合ステップの中で、連結部材２０の８個のキー溝２２Ｅのうちの４個のキー溝２２Ｅが、下側鋼管１０Ａの４個のキー溝１１Ｅと一致する位置であって、連結部材２０のピン継手２１に継合される上側鋼管１０Ｂの軸心ＣＢが最も鉛直方向に沿うような位置に、連結部材２０を回転調整しつつ、下側鋼管１０Ａに吊り下ろし、荷重伝達キー３１Ａ及び回転抑止キー３０Ａを所定位置に配設する。
【００５０】
なお、キー溝２２Ｅは８個である構成に限らない。キー溝１１Ｅに対向し得るような位置に設けられていればよい。したがって、キー溝１１Ｅに対向するような４個のキー溝２２Ｅを基準として、そのキー溝２２Ｅ群を周方向に所定の角度ずつ偏倚させた位置に、さらに別のキー溝２２Ｅ群を設ければよい。本実施形態では、８個のキー溝２２Ｗが、周方向に４５度ずつ偏倚した位置に設けられているため、連結部材２０は、下側鋼管１０Ａに対して４５度ずつ位置決めすることができる。キー溝２２Ｅはキー溝１１Ｅと同数以上であればよく、さらに多くのキー溝２２Ｅ群を設けることで、連結部材２０は、下側鋼管１０Ａに対してより小さな角度毎に周方向の位置決めをすることもできる。例えば、１６個のキー溝２２Ｅを全周にわたって等間隔に設けると、位置決めのピッチは２２．５度となる。
【００５１】
選択ステップは以下のように行われる。図５に示すように、予め、例えばθ１＝０．０５度、θ２＝０．１０度、θ３＝０．１５度と、傾斜角度が異なる連結部材２０Ａ，２０Ｂ，３０Ｃを準備しておくと、下側鋼管１０Ａの軸心ＣＡの鉛直方向からの傾斜に応じて、その上に継合される上側鋼管１０Ｂの軸心ＣＢが最も鉛直方向に沿わせることができる連結部材２０を選択して用いることができる。なお、前記傾斜角度θは例示であり、また連結部材２０の種類も前記３種類に限らず、１種類、２種類、または４種類以上の複数であってもよい。
【００５２】
上側継合ステップは以下のように行われる。下側継合ステップの後、上側鋼管１０Ｂを連結部材２０の上に吊り下ろし、荷重伝達キー３１Ｂ及び回転抑止キー３０Ｂを所定位置に配設することで、下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂの連結部材２０を介した連結が完了する（連結ステップ）。
【００５３】
上述した回転抑止キー３０の個数や配設位置は例示である。下側鋼管１０Ａに連結部材２０を継合するにあたり、ボックス継手２２に周設されるキー溝２２Ｅの数が、下側鋼管１０Ａのピン継手１１に周設されたキー溝１１Ｅより多く形成されていることによって、周方向の微調整が可能であればよい。
【００５４】
本発明に係る連結部材２０が備える、下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂとの継合構造は、上述したピン継手１１，２１とボックス継手２２，１２によるものに限らない。
本発明に係る連結部材２０が備える継合構造の別の態様について詳述する。なお、以下の説明において、第一の態様と特に異なる構成についてのみ詳述し、第一の態様と同様の構成には説明を簡略ないし省略する。
【００５５】
第二の態様として、例えば特開平７−１８９２４６号公報（図２参照）に開示されるように、連結部材２０と下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂとの継合部分近傍に環状溝を設け、この環状溝に嵌入する環状突条を内径に有し外径にテーパを付した複数分割の円筒形の内リングを連結部材２０と下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂの継合部分に外嵌し、この内リングの外径に同じテーパを内面に付した外リングを外嵌し、この外リングを長手方向に押圧して、上記テーパにより内リングを締め付けて鋼管（１０Ａ，１０Ｂ）と連結部材２０とを継合する構成であってもよい。
【００５６】
また、第三の態様として、例えば特開昭５４−４４１１号公報（図１参照）に開示されるように構成してもよい。
すなわち、下側鋼管１０Ａの上端部には、上方へ広がった擂鉢状のテーパ内面を形成し、その下方には環状の内側溝を刻設し、第一係合面を形成する。連結部材２０の上端部も同様の構成である。
これに対応するように、連結部材２０の下端部には、下方に窄まったテーパ外面を形成し、その上方には環状の外側溝を刻設し、第二係合面を形成する。上側鋼管１０Ｂの下端部も同様の構成である。
なお、前記テーパ内面と前記テーパ外面は、それぞれの内径と外径が所定の大きさに設計する。
この構成を採用した場合の、下側鋼管１０Ａと連結部材２０との継合は以下のようにして行われる。下側鋼管１０Ａの上に連結部材２０を下降させ、連結部材２０の前記テーパ外面の先端を下側鋼管１０Ａの前記テーパ内面に導入し、連結部材２０を次第に下降させると、前記テーパ外面が前記テーパ内面に沿って摺動しながら同時に内方に窄まり進入していく。前記テーパ外面が前記テーパ内面を擦り抜けると、窄んでいた前記テーパ外面は弾力的に元の形状に復元し、前記第二係合面が前記第一係合面にかみ合い、下側鋼管１０Ａと連結部材２０との継合が完了する。
【００５７】
第二や第三の態様によると、鋼管杭を構成する下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂと連結部材２０とを相対回転しても、継合部分の抜け止めを阻止する機構が前記相対回転の影響を受けない。すなわち継合された部材同士の相対回転によっては、継合部分の継合が解除されない。そして、第一の態様における位置決めステップやキー跨設ステップと同様に、連結部材２０の８個のキー溝２２Ｅのうちの４個のキー溝２２Ｅが、下側鋼管１０Ａの４個のキー溝１１Ｅと一致する位置であって、連結部材２０に継合される上側鋼管１０Ｂの軸心ＣＢが最も鉛直方向に沿うような位置に、連結部材２０を回転調整し、回転抑止キー３０Ａを所定位置に配設することで、下側鋼管１０Ａと連結部材２０とは軸心周りの相対回転が不可能に継合される。連結部材２０と上側鋼管１０Ｂとの継合も同様に行われる。
【００５８】
なお、上述の第二の態様や第三の態様についての説明は、例えば特開２００４−９２２９１号公報に開示されるような継合構造の採用を妨げるものではない。
すなわち、第四の態様として、連結部材２０の、下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂとの継合構造として、例えば下側鋼管１０Ａと連結部材２０の継合部分に、互いに挿脱可能な雌円筒と雄円筒とをそれぞれ備え、雄円筒を雌円筒中に挿入して回動したときに雄雌円筒杭軸方向圧着端面と雄雌円筒嵌合面に備えた断続凹凸（内面突起と外面突起）とによって上下杭を固定する構成となっている。この場合も、第一の態様における位置決めステップと同様に、両部材の挿入可能な位置毎に、連結部材２０の上方に配設される上側鋼管１０Ｂの軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。
【００５９】
また、特開平１０−１２１４６７号公報に開示されるような継合構造を採用することもできる。
すなわち、第五の態様として、連結部材２０の、下側鋼管１０Ａや上側鋼管１０Ｂとの継合構造として、例えば下側鋼管１０Ａの上端部に配設された円筒側板と、連結部材２０の下端部に配設された円筒側板とに跨るように配設される接続部材を備え、前記各円筒側板に所定のピッチで形成された複数のネジ穴と、同じく前記接続部材に所定のピッチで形成された複数のネジ穴とにボルトを挿通して、前記接続部材を前記各円筒側板に固定することで、下側鋼管１０Ａと連結部材２０との継合がなされる構成を採用することもできる。この場合、第一の態様における位置決めステップと同様に、下側鋼管１０Ａや連結部材２０の円筒側板と、前記接続部材に形成されるボルト穴のピッチ毎に、連結部材２０の上方に配設される上側鋼管１０Ｂの軸心を最も鉛直に沿うように配設することができる。
【００６０】
さらに、第六の態様による連結部材２０として、第一の態様とは異なりピン継手１１，２１とボックス継手２２，１２とに、回転抑止キー３０や回転抑止キー３０を配設するためのキー溝１１Ｅ，１２Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅを備えずに、下側鋼管１０Ａと上側鋼管１０Ｂとの継合部分や、下側鋼管１０Ａと連結部材２０との継合部分や、連結部材２０と上側鋼管１０Ｂとの継合部分を溶接によって固定する構成を採用することもできる。この第二の態様による構成では、それぞれの部材は物理的接触によって溶接箇所の相対的な固定がなされるため、従来のように互いに継合される鋼管同士の心合わせのために両鋼管の軸心のなす角度を所定の値に維持した状態で溶接を行う場合に比べて、容易に溶接を行うことができる。
【００６１】
第一の態様による連結部材２０では、ピン継手１１，２１とボックス継手２２，１２とに回転抑止キー３０を跨設する構成であるため、位置決めステップにおいてキー溝１１Ｅ、２２Ｅは配設された位置毎でしか周方向の位置決めをすることができない。
しかし、第六の態様による連結部材２０では、調整ステップ、すなわち、下側鋼管１０Ａのピン継手１１と、連結部材２０のボックス継手２２とを継合したときに連結部材２０が備えるピン継手２１の第二継合軸心が最も鉛直方向に沿うように連結部材２０を周方向位置を調整するにあたり、前記位置決めステップのように回転抑止キー３０を跨設するためにキー溝１１Ｅとキー溝２２Ｅとを対向させる必要がないため、より細かに連結部材２０の向きを調整することができる点で優れている。
【００６２】
上述した実施形態では、本発明による連結部材を、鋼管杭を構成する鋼管の連結に適用する場合について説明したが、本発明による連結部材は、複数本の鋼管を閉鎖形状に組み合わせてなる鋼管矢板井筒基礎において鋼管矢板を構成する鋼管の連結に適用することもできる。
【００６３】
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    鋼管
１０Ａ  下側鋼管
１０Ｂ  上側鋼管
２０    連結部材
２１    ピン継手（第二継合部）
２１Ｅ  キー溝
２２    ボックス継手（第一継合部）
２２Ｅ  キー溝
３０（３０Ａ，３０Ｂ）  回転抑止キー
３１（３１Ａ，３１Ｂ）  荷重伝達キー
ＣＡ    第一継合軸心
ＣＢ    第二継合軸心
θ（θ１、θ２、θ３）  傾斜角度
【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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