(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭上端に固着されたリングフランジと、
鉄塔の脚材に固着された脚材固定部材と、
リングフランジと脚材固定部材の間に配設された中間フランジとからなり、
中間フランジは中央部を脚材固定部材底面より大きめに形成し芯ずれ許容範囲を設け、該中間フランジ中央部側に脚材固定部材を固定すると共に、中間フランジ周部をリングフランジに接合固定したことを特徴とする鋼管杭と鉄塔の接合構造。
【請求項２】
前記リングフランジが鋼管杭の鋼管内面に溶接で固着されたことを特徴とする請求項１の鋼管杭と鉄塔の接合構造。
【請求項３】
前記脚材固定部材は、鉄塔と結合する柱材固定材と、溶接で固着された柱材下端フランジと、からなることを特徴とする請求項１または請求項２の鋼管杭と鉄塔の接合構造。
【請求項４】
前記鋼管杭が回転鋼管杭であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの鋼管杭と鉄塔の接合構造。
【請求項５】
鋼管杭上端に固着されたリングフランジと、
鉄塔の脚材に固着された脚材固定部材と、
リングフランジと脚材固定部材の間に配設された中間フランジとからなり、
脚材固定部材を施工位置に合わせた所定位置に中間フランジに固定した後、
中間フランジの周部を前記リングフランジに接合固定することを特徴とする鋼管杭と鉄塔の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮鉄塔・足場鉄塔等の基礎などに使用される鋼管杭と柱材の接合構造及び接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既設の送電線鉄塔を立替たり、送電容量を昇圧するために鉄塔の高さを高くするような場合、既設の送電線を一旦移し替えるために仮鉄塔や足場鉄塔を使用する。このような仮鉄塔や足場鉄塔等の基礎としては、従来、設備の安全性からコンクリート基礎を使用していた。前記仮鉄塔や足場鉄塔はある期間使用した後は撤去しなければならないが、その際、コンクリート基礎を破砕撤去することが必要となる。この場合には破砕時に騒音・振動等が発生し、またコンクリート片等が発生することとなり、産業廃棄物としての処理問題が生じる。
そのため、図１２に示すように、H形鋼を数本打設してそれを十字型の鋼材で結び、その上に鉄塔の脚材をボルトで固定することが行われている。
しかしながら、上述の技術ではH形鋼の支持力が小さいために杭の本数を増やさなければならないこと、またそれを十字型の鋼材に固定する作業に時間とコストを要した。
また、特開平７−１８０１６２号公報に記載の技術の如くブロック基礎を用いる方法等がある。
この特開平７−１８０１６２号公報に記載の技術において、既設杭の上部に複数のブロック基礎体を設置し、これを接合し、この上に接続金物を介し、仮鉄塔・足場鉄塔等の鉄塔基礎構造部材を取り付ける構成であり、繰り返し使用出来る等の効果を有するが必ずしも簡易な構成となっていない。
【０００３】
そこで、最近広範囲に使用されるに至った鋼管杭を使用する回転圧入杭工法に着目し、上記仮鉄塔・足場鉄塔等の基礎に使用することにした。
この回転圧入杭工法に使用する鋼管杭の構成としては、特開平１１−２１８９０号公報に記載の技術等がある。
特開平１１−２１８９０号公報に記載の技術では、径の異なる上下の円筒状案内円筒よりなり、下部の円筒状案内円筒が鋼管杭の上部に螺入すると共に、セットボルトで固定する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、回転圧入杭工法を使用した場合、通常施工された回転杭は、通常５０ｍｍ程度の芯ずれが生じる場合がある。従って、回転圧入工法を使用した場合には、この芯ずれを吸収した形状の構造で仮鉄塔・足場鉄塔等の基礎などに使用出来ることが必要となる。
そこで、本発明では、上記芯ずれに対処が可能で、より簡便で、廉価な鋼管杭と柱材の設合構造及び接合方法を支持力の大きい鋼管杭を基礎に使用し、かつ施工性の良好な技術を提供することにある。
また、上記鋼管杭の回転圧入杭工法を使用するにあたって、鋼管杭の上部構造を利用し、使用するヤットコの着脱が簡易で、かつ確実に回転駆動力を確実に伝達する構造の鋼管杭とヤットコの接合構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、
（１）請求項１の発明は、鋼管杭上端に固着されたリングフランジと、鉄塔の脚材に固着された脚材固定部材と、リングフランジと脚材固定部材の間に配設された中間フランジとからなり、中間フランジは中央部を脚材固定部材底面より大きめに形成した芯ずれ許容範囲を設け、該中間フランジ中央部側に脚材固定部材を固定すると共に、中間フランジ周部をリングフランジに接合固定したことを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１の鋼管杭と鉄塔の接合構造において前記リングフランジが鋼管杭の鋼管内面に溶接で固着されたことを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、（１）〜（２）の鋼管杭と鉄塔の接合構造において、前記脚材固定部材は、鉄塔と結合する柱材固定材と、溶接で固着された柱材下端フランジと、からなることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、（１）〜（２）のいずれかの鋼管杭と鉄塔の接合構造において、前記鋼管杭が回転鋼管杭であることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、鋼管杭上端に固着されたリングフランジと、鉄塔の脚材に固着された脚材固定部材と、リングフランジと脚材固定部材の間に配設された中間フランジとからなり、脚材固定部材を施工位置に合わせた所定位置に中間フランジに固定した後、中間フランジの周部を前記リングフランジに接合固定することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明に係る鋼管杭と柱材の接合構造を説明する。
図１〜５は、発明に係る鋼管杭と柱材の接合構造を説明する説明図で、図１は本発明により、施工完了した後の斜視図、図２は鋼管杭を所定の位置に地中に埋設完了時の斜視図、図３は、図２の鋼管杭の上部の埋設時に使用し、埋設後に不要となるヤットコを含む上部を溶接等適宜手段で切除した後の斜視図、図４は脚材固定部材を中間フランジに固定する際の分解斜視図、図５は脚材固定部材を固定した中間フランジを鋼管杭のリングフランジに固定する際の分解斜視図である。
以下、本発明は、鋼管杭１に固着されたリングフランジ２と、鉄塔の脚材を固着するための脚材固体部材３と、リングフランジ２と脚材固定部材３の間に配置された中間フランジ４からなり、前記脚材固定部材３の所定位置に固定した中間フランジ４を前記リングフランジ２に接合固定する構成である。
【０００７】
（鋼管杭）
鋼管杭１は、図２に示す如く、その上部近傍に設けているリングフランジ２と、リングフランジに穿設されているボルト取付孔２０と、ボルト取付孔２０の下面に溶接固定しているナット２１と、鋼管杭を埋設する際に使用するヤットコ部２２を設ける構成である。
鋼管杭１は、例えば直径４５７ｍｍの大きさのものを用いた場合には、リングフランジ２の幅は５０ｍｍ程度のものを用いる。そして鋼管杭１とリングフランジ２は溶接で接合したものを、最後に埋設し最上部となる鋼管杭に使用する。
リングフランジ２に設けているボルト取付孔２０は、中間フランジ４をリングフランジ２と接合固定するための中間フランジ固定ボルト５０を取り付ける為の、貫通孔であり、ボルト取付孔２０の下面に溶接固定しているナット２１により前記中間フランジ固定ボルト５０が螺合固定可能となっている。
ここでボルト取付孔２０の数は、実施例では１２個を設ける構成である。
これは、中間フランジ４上に固定する柱材下端フランジ３１が例えば正方形の場合、芯ずれ許容範囲Ａを広く取るために４箇所のボルト取付孔２０を除いた配置としている。
鋼管杭１とリングフランジ２及びナット２１の溶接は、品質確保、信頼性の向上を目的としてあらかじめ工場で行われることが好ましい。
なお、リングフランジ２は鋼管杭１の内側に設けている。これは回転鋼管杭に用いた場合に、フランジ部が管の内部に存在することが埋設作業上有利だからである。
【０００８】
（脚材固定部材３）
脚材固定部材３は、図４に示す如くＬ形鋼及び補助材からなる柱材固定材３０と、鋼板からなる柱材下端フランジ３１から構成されている。柱材固定材３０の大きさは、Ｌ形鋼が、例えば２００ｍｍ長の時、柱材下端フランジ３１は、３００ｍｍ×３００ｍｍ程度の大きさの正方形で、厚みは１９ｍｍ程度以上が好ましい。これらは、前記鋼管杭１のリングフランジの場合と同様に、品質確保、信頼性の向上を目的としてあらかじめ工場で、柱材固定材３０と柱材下端フランジ３１は溶接で接合されている。
また、脚材固定部材３の柱材下端フランジ３１には、中間フランジ４に脚材固定部材３を固定するための脚材固定ボルト取付孔３２が穿設され、下端フランジの形状は矩形、円形等であってもよい。
なお、前記柱材固定材３０は、通常Ｌ形鋼及び補助材からなっているが、Ｈ、Ｉ形鋼、鋼管などの鋼材を用いる構成でも良い。
【０００９】
（中間フランジ４）
中間フランジ４は、図４に示す如く、例えば、前記脚材固定部材３の柱材下端フランジ３１と同様に、厚さ１９ｍｍ程度の適宜形状の鋼板よりなり、事前にボルト５０で前記リングフランジ２に取付固定するためのリングフランジ取付孔４０が設けられている。
なお、中間フランジ４には、前記脚材固定部材３を取り付ける脚材固定ボルト取付孔４１を事前には設けず、施工現場で穿設する。
【００１０】
施工手順を以下に説明する。
施工に際し事前に工場でリングフランジ２及びナット２１を溶接で接合した回転鋼管杭１を製作しておく。
ついで、前記回転鋼管杭１を図示しない埋設機械で回転させながら図２に示すように埋設する。
所定の位置までの埋設が完了したら埋設機械の掴み代等となるヤットコ部２２等を有する鋼管杭１の上部をガス切断する。切断はリングフランジの直上で行い、図３に示すように溶断面とリングフランジ２の上面が平らになるようにグラインダー等により、平滑な状態の面とする。
【００１１】
次に、あらかじめリングフランジ２に合うようにリングフランジ取付孔４０が施されている中間フランジ４に、前記脚材固定部材３の柱材下端フランジ３１の脚材固定ボルト取付孔３２の施工位置に合わせて、現場で脚材固定ボルト取付孔４１を図４の点線で示すように中間フランジ４に穿設する。
穿設した脚材固定ボルト取付孔４１に、Ｌ形鋼及び補助材からなる柱材固定材３０を設けている柱材下端フランジ３１を、図４に示すように脚材固定ボルト５１とナット５２を介し中間フランジ３に連結固定する。
最後に図５に示すように、前記脚材固定部材３を固定した中間フランジ３をリングフランジ２上に載置し、中間フランジ固定ボルト５０をリングフランジ２のリングフランジ取付孔４０に挿入し、リングフランジ２のナット２１に螺合し、脚材固定部材３を鋼管杭１に固定し施工を終了する。
【００１２】
本発明は上述のように構成し、中間フランジ４を介して脚材固定部材３を鋼管杭１に固定し施工するものであり、例えば図６に示すように、脚材固定部材３の柱材下端フランジ３１が正方形の場合（同図（ａ））、円形の場合（同図（ａ））、芯ずれ許容範囲Ａで固定することが出来、例えば前記、４５７ｍｍの鋼管杭１を用いた場合、柱材下端フランジ３１が正方形の場合には±５０ｍｍ程度、柱材下端フランジ３１が円形の場合には±６０ｍｍ程度の範囲で芯ずれが生じていてもこれを吸収することが出来る。
【００１３】
なお、上述の鋼管杭と柱材の接合構造が仮鉄塔のように仮設の場合には、上述に示す工程と逆の工程で施設を撤去するが、鋼管杭１を地中から抜き出す際にヤットコ部分を有する円筒体を溶接した後、鋼管を逆回転させ引き出すが、次に述べる実施の形態に示すヤットコ部２２を設けた円筒体を前記中間フランジ４を固定したリングフランジ２のナット２１を利用して固定することも出来る。
【００１４】
図７〜１１は、上記鋼管杭の上部構造を利用し、鋼管杭を回転圧入杭工法の施工性を良好とした、第２の発明の概要を示す実施の形態を示す図である。
図７において、鋼管杭１の上端面に、予めリングフランジ２及びナット２１部分のみを溶接で接合させた実施の形態で、回転圧入杭工法の施工時において、図８に示すヤットコ６を、鋼管杭１とは別に製作しておき、これを埋設作業時に取り付け（図９）、埋設作業終了後、ヤットコ６を取り外すものである。
ここで、ヤットコ６の概略は、上部の円筒体６０と下部の接続フランジ６１と内部に設けているヤットコ部６２より構成される。そして、接続フランジ６１は、前記リングフランジ２とほぼ同様の大きさに形成し、ボルト取付孔２０に対応する位置に、ボルト挿入孔６３を設けている。
また図１０、図１２には、リングフランジ２に嵌合切欠部２３を設け、この嵌合切欠部２３に嵌合するせん断キー６４をヤットコ６下部、実施例では、接続フランジ６１に設けた構成としている。
このように、ヤットコ６と鋼管杭１の上部をボルトで接続するほかに、せん断キー６４を嵌合切欠部２３に嵌合させることにより、ヤットコを介し回転駆動源の回転力を、嵌合部で受けることになり、ボルトに加わる応力を大幅に軽減することが出来る。
【００１５】
埋設作業終了後の工程は、上述と同様に、中間フランジ４、柱材下端フランジ３１を介し前記脚材固定部材３を固定する。
なお、上述の円筒体１０は、鋼管杭１とは別に製作する。そして円筒体１０は、例えば前記鋼管杭１と同様の材質で製作する場合には、鋼管杭よりやや厚く製作し、強度の高い材質で製造することが好ましい。
これは鋼管杭を、回転圧入させるため、ヤットコ部に過大な応力が加わるためであり、回転駆動源に合わせた設計の円筒体とすることが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、支持力の大きい鋼管杭を基礎に使用することで、簡便で、廉価な鋼管杭と柱材の接合構造及び接合方法を提供することができる。
また、脚材固定部材を中間フランジを介して鋼管杭に固定する構成であり、簡易ではあるが、鋼管杭施工時に生じている芯ずれを中間フランジへの脚材固定部材の取り付け位置の調整で調整可能であり、施工能率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の施工完了した後の斜視図である。
【図２】本発明の鋼管杭を所定の位置に地中に埋設完了時の斜視図である。
【図３】本発明の鋼管杭の上部の埋設時に起用するヤットコ部を溶接等適宜手段で切除した後の斜視図である。
【図４】本発明に使用する脚材固定部材を中間フランジに固定する際の分解斜視図である。
【図５】本発明に使用する脚材固定部材を固定した中間フランジを鋼管杭のリングフランジに固定する際の分解斜視図である。
【図６】本発明に使用する中間フランジと柱材下端フランジ固定許容範囲の芯ずれ状態を示す説明図で、（ａ）は柱材下端フランジの形状が正方形の場合、（ｂ）は柱材下端フランジの形状が円形の場合を示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す鋼管杭の頭部を示す斜視図である。
【図８】図７の実施形態に使用するヤットコを設けた円筒体の斜視図である。
【図９】図８の円筒体を鋼管杭頭部に取り付けた一部切り欠き斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にせん断キーを設けた実施形態を示す鋼管杭の頭部を示す斜視図である。
【図１１】図１０の実施形態に使用するヤットコを設けた円筒体の斜視図である。
【図１２】従来の仮鉄塔の基礎を示す説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１      鋼管杭
２      リングフランジ
２０    ボルト取付孔
２１    ナット
２２    ヤットコ部
２３    嵌合切欠部
３      脚材固定部材
３０    柱材固定材
３１    柱材下端フランジ
３２    脚材固定ボルト取付孔
４      中間フランジ
４０    リングフランジ取付孔
４１    脚材固定ボルト取付孔
５０    中間フランジ固定ボルト
５１    脚材固定ボルト
５２    ナット
６      ヤットコ
６０    円筒部
６１    接続フランジ
６２    ヤットコ部
６３    ボルト挿入孔
６４    せん断キー
【図１】
0003769635.tif 000002
【図２】
0003769635.tif 000003
【図３】
0003769635.tif 000004
【図４】
0003769635.tif 000005
【図５】
0003769635.tif 000006
【図６】
0003769635.tif 000007
【図７】
0003769635.tif 000008
【図８】
0003769635.tif 000009
【図９】
0003769635.tif 000010
【図１０】
0003769635.tif 000011
【図１１】
0003769635.tif 000012
【図１２】
0003769635.tif 000013