特許 6150883 大型機械の基礎アンカー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6150883

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】大型機械の基礎アンカー

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/00 20060101AFI20170612BHJP

   E02D 27/32 20060101ALI20170612BHJP

   E02D 5/80 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   E02D27/00 A

   E02D27/32 A

   E02D5/80 Z

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-511973(P2015-511973)

(86)(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公表番号】特表2015-516524(P2015-516524A)

(43)【公表日】2015年6月11日

(86)【国際出願番号】EP2013058421

(87)【国際公開番号】WO2013171040

(87)【国際公開日】20131121

【審査請求日】2015年3月19日

(31)【優先権主張番号】102012208114.3

(32)【優先日】2012年5月15日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390039413

【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(72)【発明者】

【氏名】アベレ、ミヒァエル

【審査官】 竹村 真一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２０３０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２４０３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９６６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３８３８５４７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２３６４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ５／８０

Ｅ０２Ｄ ２７／００−２７／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート基礎（２）に大型機械を非確動的に係留するための基礎アンカー（１）であって、
少なくとも２つの側壁（１１）を有するアンカーケーシング（１０）と、
該アンカーケーシング（１０）に取り付けられた複数のアンカーロッド（２０）と、
を含み、
前記アンカーケーシング（１０）は、据え付けボルトにより大型機械を据え付けるための据え付け部（３０）を有し、
前記少なくとも２つの側壁（１１）から前記複数のアンカーロッド（２０）へ、前記アンカーロッド（２０）の縦軸の方向に直線的に力が分散されるように、前記アンカーロッド（２０）が前記少なくとも２つの側壁（１１）に結合されており、
前記アンカーロッド（２０）は、アンカースリーブ（１５）を介して前記少なくとも２つの側壁（１１）に結合され、
前記アンカースリーブ（１５）の溶接継ぎ目を通り前記アンカースリーブ（１５）の縦軸に対し直交して延びる接続線が、前記アンカースリーブ（１５）の縦軸を横断する断面において前記アンカースリーブ（１５）の重心を通るようにして、前記アンカースリーブ（１５）が前記少なくとも２つの側壁（１１）に溶接されている、基礎アンカー。

【請求項2】

前記アンカーロッド（２０）は、当該基礎アンカー（１）の負荷軸に対し対称にして前記アンカーケーシング（１０）に配列されている、請求項１に記載の基礎アンカー。

【請求項3】

前記少なくとも２つの側壁（１１）は、前記アンカーロッド（２０）又は前記アンカースリーブ（１５）を収容するための切欠き部（１４）を有する、請求項１又は請求項２に記載の基礎アンカー。

【請求項4】

前記アンカースリーブ（１５）は、当該基礎アンカー（１）の中央に設定された負荷軸の方へ空間的に引っ込めるようにして、前記側壁（１１）の切欠き部（１４）に組み込まれている、請求項３に記載の基礎アンカー。

【請求項5】

前記アンカーケーシング（１０）が天板（１２）を有し、
該天板（１２）は、前記少なくとも２つの側壁（１１）に剛性接続され、前記据え付け部（３０）に入力される力を前記少なくとも２つの側壁（１１）へ伝達する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項6】

前記据え付け部（３０）は、球面座金（３５）及び球面ナット（３６）を有し、
大型機械を据え付けるための据え付けボルトが前記球面ナット（３６）にねじ結合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項7】

前記球面ナット（３６）が盛り上がった中央部分（３７）を有し、
該中央部分（３７）が前記球面座金（３５）のくぼみ（３８）に係合することにより、前記球面座金（３５）と前記球面ナット（３６）とが押圧接触で相互に角度をつけて位置決め可能である、請求項６に記載の基礎アンカー。

【請求項8】

前記球面座金（３５）及び前記球面ナット（３６）は、前記アンカーケーシング（１０）に収容されており、前記少なくとも２つの側壁（１１）に向かって、該側壁（１１）に対し交差する方向で少なくとも２０ｍｍずらすことができる、請求項６又は請求項７に記載の基礎アンカー。

【請求項9】

前記球面座金（３５）及び前記球面ナット（３６）は、前記アンカーケーシング（１０）に収容されており、前記少なくとも２つの側壁（１１）に向かって、該側壁（１１）に対し交差する方向で少なくとも２５ｍｍずらすことができる、請求項６又は請求項７に記載の基礎アンカー。

【請求項10】

前記アンカーロッド（２０）は、縦軸方向の少なくとも一部にわたって又は縦軸方向の全長にわたって、ねじ山（２５）を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項11】

前記アンカーロッド（２０）は、前記アンカーケーシング（１０）とは反対の側の末端が、それぞれ端板（２６）によって終端してある、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項12】

少なくとも１０ｋＮ／ｋｇの荷重性能を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項13】

少なくとも１３ｋＮ／ｋｇの荷重性能を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の基礎アンカー。

【請求項14】

大型機械を非確動的に係留するための請求項１〜１３のいずれか１項に記載の基礎アンカー（１）と該基礎アンカー（１）を埋設したコンクリート基礎（２）との間の結合構造であって、
前記アンカーケーシング（１０）の少なくとも大部分がコンクリートに包囲され且つ前記アンカーロッド（２０）が完全にコンクリートに包囲されるようにして、前記基礎アンカー（１）が前記コンクリート基礎（２）に埋設されている、結合構造。

【請求項15】

前記基礎アンカー（１）が、少なくとも２０００ｋＮの力をダメージを受けることなく吸収して前記コンクリート基礎（２）へ分散させるように構成されている、請求項１４に記載の結合構造。

【請求項16】

前記基礎アンカー（１）が、少なくとも２５００ｋＮの力をダメージを受けることなく吸収して前記コンクリート基礎（２）へ分散させるように構成されている、請求項１４に記載の結合構造。

【請求項17】

前記アンカーケーシング（１０）と前記コンクリート基礎（２）との間の隙間が、低収縮性のグラウト材で埋められている、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の結合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート基礎に大型（工業規模）機械を非確動（非確実動作：non-positive）的に係留する基礎アンカーに関する。当基礎アンカーは、請求項１に記載されているように、少なくとも１つの側壁を有するアンカーケーシングと、該アンカーケーシングに取り付けられた複数個のアンカーロッドとを含み、そのアンカーケーシングが、大型機械を据え付けボルトにより据え付けるための据え付け部を有する。本発明はさらに、このような基礎アンカーとコンクリート基礎との結合構造にも関する。

【背景技術】

【0002】

大型機械を支持し据え付けるために専用に既設されているコンクリート基礎において大型機械を係留することには、コンクリート基礎への力分散を担う部品に高度の技術が要求される。例えば、基礎アンカーには、大型機械の通常運転中の適切な力分散と確実な固定だけではなく、異常が発生した場合でも大型機械を確実に係留するべく十分な据え付けを保証することも要求される。異常運転においては、機械内に発生する不均衡な力に起因して、通常の運転負荷の少なくとも倍の異常負荷がコンクリート基礎にかかり得る。

【0003】

大型機械とは、ここでは特に発電所の機械を意味する。すなわち本発明は、例えば蒸気タービン発電所における高圧タービン、中圧タービン及び低圧タービンの軸受ハウジングの基礎アンカーに関する。これに限らず、例えば業界で標準的な蒸気タービン発電所における中間過熱配管のインターセプト弁の如き個々の機械部分も、同様に適切なアンカーを必要とする。

【0004】

大型機械は、典型的には、当該目的のために作られた高張力金属製の据え付けボルトによって基礎アンカーの据え付け部に据え付けられることで、コンクリート基礎に確実に据え付けられる。この据え付けボルトは、例えば、基礎アンカーに囲まれた据え付けナットに適切な方法で締め込まれる。発生する力が適切なかたちでコンクリート基礎へ分散するようにして、負荷が基礎アンカーへ伝達される。

【0005】

出願人が知っている内部的な従来技術によれば、基礎アンカーには、機械に生じた力を構造鋼材からなる２つの側板へ最初に分散する鋼構造が使用されることが多い。その２つの側板はそれぞれ、２つの溶接横材（梁材）に結合されている。これらの横材は、それぞれ適切に成形された複数のアンカーロッドへ強固に結合されているので、当該横材に作用する力はアンカーロッドへ分散され得る。アンカーロッド自体は、力がコンクリート基礎内へ向かうように、コンクリート基礎に非確動的に係留されている。

【0006】

しかし、基礎アンカーに作用する力を、力の方向転換なしでコンクリート基礎へ逸らすことはできない、という欠点のあることが明らかである。側板と横材とが角度をつけて結合されているので、力が伝わる際に、側板と横材との接合領域において、著しく増大した曲げ応力が発生する。特に異常動作の場合には、この接合領域に作用する力が結合強度を上回り、その結果、重篤な影響を招き得る損傷が起こることもある。

【0007】

特許文献１に係る技術提案は、上記欠点を克服しようとする試みである。この特許文献１には、張力に抗するようにコンクリート基礎に支持部を係留する装置が記載されている。この文献に係る装置は、例えば、機械支持部に結合するアンカーケーシングを有し、このアンカーケーシングの側方に複数の連結バーが溶接されている。コンクリート基礎へ連結バーを埋設した後、運転中の装置に負荷がかかると、発生する力は、アンカーケーシングから連結バーを介し、それらの縦軸に沿ってコンクリート基礎内へ逸らされる。しかし、この解決策には、コンクリート基礎へ入れ込む前に装置を予め完成させておかなければならないという短所がある。このため、その連結バーの長さや重さ故に、取り扱いと輸送が難しい。さらに、アンカーケーシングから連結バーへ効果的に力が伝わることを確実にするために、アンカーケーシングと連結バーとの正確な整列も必要である。しかし、この整列は、重くて長い２つの構造部材を互いに溶接しなければならないことから、技術的に多大な手間がかかる。加えて、伝達すべき力が大きいので、アンカーケーシング及び連結バーには綿密な溶接が必要とされ、当該溶接は、コンクリート基礎に装置を設置する際に現場で行うことができず、予め工場で綿密に仕上げておかなければならないのが普通である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】オーストリア特許第３７４５３１号（ＡＴ３７４５３１Ｂ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記従来技術の欠点を克服することの可能な改良型基礎アンカーを提案する必要がある。特に、本提案に係る基礎アンカーは、製造精度、取り扱い及び輸送の容易性に関しての改善を目的とする。同時に、この基礎アンカーは、大型機械の運転負荷及び異常負荷を、過大な曲げ応力に起因した損傷を危惧する必要のない適切な方法でコンクリート基礎へ伝えるのに、適したものとする。さらに、本基礎アンカーは、殊に二次応力を回避しながら、コンクリート基礎へできるだけ効果的に力を伝えること目的とする。

【0010】

また、有益な重量対効果比を有する基礎アンカーを提供することが望まれる。即ち、基礎アンカーの総重量に対する無損傷で許容できる負荷の比を良好にすることを目的とする。さらに、この基礎アンカーは、大型機械をコンクリート基礎に設置するときに公差を補償できるようにすることを目的とする。この公差補償は、具体的には角度誤差と位置誤差の両者の補償を可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題は、本発明によれば、請求項１に係る基礎アンカー、及び、請求項１３に係る、基礎アンカーとコンクリート基礎との間の結合構造によって、解決される。

【0012】

具体的には、上記課題は、コンクリート基礎に大型機械を非確動的に係留するための基礎アンカーであって、少なくとも１つの側壁を有するアンカーケーシング（アンカーボックス）と、該アンカーケーシングに取り付けられた複数個のアンカーロッドとを含み、そのアンカーケーシングは、据え付けボルトにより大型機械を据え付けるための据え付け部を有し、前記側壁から複数のアンカーロッドへ、アンカーロッドの縦軸の方向に基本的に直線状で力が伝わるように、アンカーロッドが前記側壁と結合されており、アンカーロッドは、アンカースリーブ（アンカーソケット）を介して前記側壁に結合されている、基礎アンカーによって、解決される。

【0013】

さらに、本発明の課題は、具体的には、大型機械を非確動的に係留する上記のような基礎アンカーと該基礎アンカーを埋設するコンクリート基礎との結合構造であって、アンカーケーシングの少なくとも大部分がコンクリートによって包囲され且つアンカーロッドが完全にコンクリートによって包囲されるように、基礎アンカーがコンクリート基礎に埋設されている結合構造によって、解決される。

【0014】

本発明によれば、アンカーロッドが側壁にアンカースリーブを介して結合されている。例えば、アンカーロッドはアンカースリーブにねじ結合される。アンカーロッドとアンカースリーブとを整列させて結合することによって、アンカーロッドとアンカースリーブとを結合させると、アンカーロッドはアンカーケーシングに対し有効に整列する。従って、本発明によれば、例えばアンカーロッドをアンカーケーシングに即時に結合する必要はなく、省スペースで正確な方法で基礎アンカーを準備することが可能になる。例えば、本態様に係るアンカースリーブを備えたアンカーケーシングは工場で準備することができ、現場で設置する際に初めて、即ち、現場でコンクリート基礎に埋め込む際に初めて、アンカーロッドをアンカースリーブに結合するようにできる。これにより、取り扱いの容易性及び輸送の容易性が改善される。

【0015】

本発明によれば、基礎アンカーのアンカーロッドは、基本的に側壁の平面内においてアンカーロッドの軸線方向へ直線的に力を分散させるような方法で、側壁に追加的に結合される。したがって、コンクリート基礎に分散させるべき力がアンカーケーシングからアンカーロッドへ伝達されていく前に、力の進路を変える必要がない。アンカーロッドに分散される力は、基本的に圧縮及び引張応力として伝達され、不利益な曲げ応力は回避される。

【0016】

例えば従来技術の幾つかの例で知られている横材を不要にできるので、構造上のスペースの縮小及び基礎アンカー総重量の低減がもたらされる。また、このことは、重量対効果比の改善につながる。したがって、比較的大きい負荷を、構造上省スペースでコンクリート基礎へ分散させることができる。

【0017】

コンクリート基礎へ直線的、非確動的に力を分散することで、さらに、基礎アンカーの無負荷のプレストレスによって生じ得るクリープ効果の回避が可能になる。プレストレスが存在する間、コンクリート基礎は、一般的に体積減少を伴うエージングプロセスに曝されるため、コンクリート基礎内の基礎アンカーが無負荷状態で有しているプレストレスの低下も生じ得る。このようなプレストレスは、例えば次の場合に提供される。即ち、アンカーロッドがコンクリート基礎を貫通していて、対抗するプレストレスを与えられてアンカーケーシングとは反対側の端に無負荷でねじ結合される場合である。

【0018】

基礎アンカーとコンクリート基礎との間の本発明による結合構造は、アンカーケーシングの少なくとも大部分がコンクリートによって包囲され且つアンカーロッドが完全にコンクリートによって包囲されるように、構成されている。コンクリート内に完全に埋設されているので、アンカーロッドがコンクリート基礎への力の分散を最終的に担い、発生する負荷の非確動的な分散を可能にする。また、アンカーロッドがプレストレスを受けていないので、クリープ効果を回避することができる。

【0019】

本発明によって設けられるアンカーケーシングは、大型機械を据え付けボルトにより据え付けるための据え付け部を有する。この据え付け部は、アンカーケーシングの受入部分に設けることが好ましい。該受入部分は、アンカーケーシング内に設けられていて、適切な開口を通してアクセスできる。

【0020】

本発明に係る基礎アンカーの一態様によれば、アンカーケーシングにおけるアンカーロッドの配置は、基礎アンカーの負荷軸に対して対称である。この対称配置によって、アンカーロッドに伝達される部分的負荷が一様に分配される。さらに、このような対称配置によって、基礎アンカーにおける過大な応力を回避することができるので、損傷の可能性は全般に少なくなる。

【0021】

この態様の一例によると、アンカースリーブの縦軸に対し直交して延びる接続線が、アンカースリーブの縦軸を横断する断面において、アンカースリーブの重心を通り、アンカースリーブの溶接継ぎ目を通って延びるようにして、アンカースリーブは、側壁に溶接されている。この態様によれば、例えば、コンクリート基礎への非対称的な力の分散を生じさせ得る局所的な偏心による他の付加的な応力を回避することができる。このような局所的な偏心が存在すると、非常に強い負荷を分散させるときに基礎アンカーの損傷確率が増す可能性がある。

【0022】

本発明に係る基礎アンカーの他の態様によると、側壁は、アンカーロッドすなわちアンカースリーブを収容するための切欠き部を有する。この切欠き部があれば、アンカーロッドへ力を分散する平面を適切に設定することができる。例えばアンカーロッドの軸線が側壁の平面と重なるように、当態様に係る切欠き部にアンカーロッドを挿入することにより、該側壁からアンカーロッドへ最適な手法で力を伝達することが可能になる。特に、適切に寸法設計した切欠き部を設けることによって、基礎アンカーにおける曲げ応力の発生を減少させることができる。

【0023】

別の態様によれば、アンカーケーシングは、少なくとも１つの側壁に剛性接続された天板を有し、該天板が、据え付け部に入力される力を側壁へ伝達する。すなわち、据え付け部に入力される力は、先ず天板に伝達され、該天板が、発生する力を最適な手法で側壁に分散させる。これにより、側壁へ効果的に力を分散することが可能になる。

【0024】

この態様の一例によると、天板は、少なくとも１つの周縁溶接継ぎ目、好ましくは二重の周縁溶接継ぎ目を介して、側壁に剛性接続されている。この例による周縁溶接継ぎ目は、閉成された溶接継ぎ目、例えば、環形の閉成溶接継ぎ目や方形の閉成溶接継ぎ目に該当する。この目的のために、天板は、例えば、アンカーケーシングの適切に成形された開口に挿入され、少なくとも１つの周縁溶接継ぎ目によってアンカーケーシングの側壁に接続される。これにより、天板に作用する力は最適手法で側壁の全域に伝達され、力が効果的に側壁へ分散される。二重の周縁溶接継ぎ目を形成した場合、天板と側壁との格段に強固な接続が得られる。

【0025】

本発明の別の態様によれば、据え付け部は球面座金及び球面ナットを有し、大型機械を据え付けるために、据え付けボルトがその球面ナットにねじ結合される。この場合に、大型機械の据え付けボルトは、球面座金の自由開口を通し案内されて、球面ナットの適切寸法とした雌ねじに、ねじ結合される。据え付けボルトによって伝達される力は、球面ナットに伝達され、続いて球面座金へ伝達される。当該部位の球面座金は、この力をさらに、球面座金が収容されているアンカーケーシングへ伝達する。球面ナットと別部品の球面座金とを設けてあれば、両者が例えば互いに向きを変えることによって、角度誤差が有効に補償される。

【0026】

この態様の一例によれば、大型機械の据え付けボルトを据え付け部に締め込むと、球面ナットと球面座金とが押圧接触し、さらにこの球面座金と天板とが押圧接触する。したがって、力は先ず球面ナットに伝達され、この球面ナットから球面座金へ、そしてこの球面座金から天板へ伝達される。据え付けが完了すると、球面座金はアンカーケーシング内において内側から天板を押圧し、天板は、アンカーケーシングの側壁に、コンクリート基礎から離れる方向に向いた引張力を印加する。

【0027】

本発明の派生態様によれば、球面ナットが盛り上がった中央部分を有し、該中央部分が球面座金のくぼみに係合することにより、両者は押圧接触により互いに対し角度をつけて位置決めすることが可能である。これにより、球面座金に対して球面ナットが傾いて位置決めされた場合でも、球面ナットから球面座金へ力を確実に伝達する押圧接触が生成される。この傾斜位置決めが可能なことによって、例えば、据え付け部に対し予め定められた角度でしか据え付けボルトを挿入して据え付けることができない場合に生じる角度誤差を、補償することができる。したがって同時に、大型機械において据え付けボルトが有する角度公差も補償することができる。

【0028】

本発明の好適な態様によれば、球面座金及び球面ナットは、アンカーケーシングに収容されており、アンカーケーシングの少なくとも１つの側壁に向かって、この側壁に対し交差する方向でずらすことができる。特に、好ましくは少なくとも２０ｍｍ、最適には少なくとも２５ｍｍ、ずらすことができる。この態様によると、具体的には、アンカーケーシングに収容されている球面座金と球面ナットの両方が側方に遊びを持ち、側壁に対して交差する方向にずらすことによってずれの誤差を補償することができる。具体的には、このずれの誤差は２０ｍｍ、あるいは２５ｍｍにもなり得る。したがって、大型機械におけるボルト装置が有する製造公差も補償することができる。

【0029】

具体的には、天板は、大型機械の据え付けボルトに関するこのようなずらしを可能にする直径を持った開口を有するとよい。天板が有するこの開口の直径は、予め定められたずれ値に応じて、据え付けボルト自体の直径に比較して大きく形成する。

【0030】

本発明の他の態様によれば、アンカーケーシングは、互いに溶接された、特に、隅肉溶接の継ぎ目により互いに結合された、複数の側壁、好ましくは４つの側壁を有する。具体的には、アンカーケーシングは、容易に実施可能な溶接工程で互いに結合可能である、平板から製造するのがよい。また、複数の側壁は構造鋼板から作ることができ、この場合、製造工程は、従来の工業的製法を使用して低コストで実施できる。隅肉溶接の継ぎ目による複数の側壁の溶接は、格別に強固な部品結合を保証すると共に、局所的に形成される偏心をこれによっても回避することができる。

【0031】

本発明による基礎アンカーの他の有益な態様によれば、アンカーロッドは、その縦方向の少なくとも一部にわたって、好ましくは縦方向の全長にわたって、ねじ山を有する。このねじ山は、アンカーロッドを、アンカーケーシングに付属の適切な雌ねじ付きアンカースリーブに対して接続するのに使用される。これら２部品は、互いにねじ込むだけで結合できる。さらに、当該ねじ山は、コンクリート基礎への埋設時に有益なアンカー構造を形成する、アンカーロッド表面の効果的な突起になる。本アンカーロッドはコンクリートがねじ山にかみ合うようにコンクリート内に埋め込まれ、したがってアンカーロッドは、非確動的にコンクリート基礎に包囲されている。ねじのピッチの適切な選択によってアンカー深さを調整することができる。

【0032】

本発明の一態様によると、アンカーロッドはプレストレス鋼材製である。プレストレス鋼材は、異常動作時に発生し得る引張力を吸収するのに最適である。これによると、基礎アンカーによって安全にコンクリート基礎へ分散される力を、従来の構造鋼材に比べて著しく増大させることができる。

【0033】

本発明の一態様によると、アンカーロッドは、少なくとも１５００ｍｍ、好ましくは少なくとも２５００ｍｍの長さを有する。この長さは、コンクリート基礎内の基礎アンカーの損傷を心配することなく十分安全にコンクリート基礎へ異常負荷をも分散できるようにする、十分な長さである。具体的に例えば、作動トルク、軸方向引張力、熱膨張負荷、配管負荷、又は不均衡負荷といった運転負荷を、十分にコンクリート基礎へ分散させることができる。そして、例えば蒸気タービンの翼破損時や地震などで発生するような異常によりかかる負荷であっても安全にコンクリート基礎へ分散できる。

【0034】

本発明の一態様によれば、アンカーロッドは、アンカーケーシングとは反対側の末端をそれぞれ端板によって終端させてある。端板は、アンカーロッドと一緒に完全にコンクリートに埋設される。

【0035】

端板が幾何学的に広がっていることにより、この端板がさらなるアンカー抵抗を提供するので、基礎アンカーは、大きな引張力が生じた際に該引張力に抵抗することができる。アンカーロッドは末端スリーブ（ソケット）とねじ結合されており、該末端スリーブが端板を取り付けるために使用される。一例では、単体の端板が末端スリーブと適宜溶接され、該末端スリーブがアンカーロッドの先端にねじ結合される。また、本態様に係る端板を設けることにより、個々のアンカーロッドの互いに対する長さを適宜調整することもできる。このような調整により、アンカーケーシングの高さと姿勢を適宜変更することができるので、コンクリート基礎内に基礎アンカーを挿入する際に有益である。

【0036】

本発明の一実施形態によれば、基礎アンカーに支持部材が付加されており、この支持部材は、コンクリート基礎の下に配設された台座を支えとして基礎アンカーを支持するように、アンカーケーシングの少なくとも１つの側壁と協働する。当該支持部材は、好ましくは、アンカーケーシングの側壁と直接接触して支持するようにアレンジされた棒材として実施される。このような支持部材は、特に、コンクリート基礎の厚さがアンカーロッドの長さを越えている場合に、当該コンクリート基礎内埋設時に基礎アンカーを一時的に支持することを第一に可能にする。これにより、基礎アンカーは、アンカーロッドが台座に接していなくとも、コンクリート基礎内埋設時に、適切な姿勢で整列するように台座で支持される。

【0037】

本発明に係る基礎アンカーの好適な態様によれば、基礎アンカーは、少なくとも１０ｋＮ／ｋｇ、好ましくは少なくとも１３ｋＮ／ｋｇ、好適には１５ｋＮ／ｋｇ、の荷重性能（耐性）を有する。これにより、比較的軽い重量の基礎アンカーで、大きな負荷であっても効果的にコンクリート基礎へ分散させることができる。加えて、本態様による基礎アンカーの重量低減は、材料費に関して十分なコスト節減をもたらす。

【0038】

基礎アンカーとコンクリート基礎との結合構造に関する本発明の好ましい態様によれば、ダメージを受けることなく、少なくとも２０００ｋＮ、好ましくは２５００ｋＮの力を吸収してコンクリート基礎へ分散させる基礎アンカーが、提供される。これにより、大型の工業用機械における異常負荷でも有効に損傷のリスク無しで、コンクリート基礎へ移すことができる。したがって、このような機械の異常時の安全な運転が保証される。

【0039】

本発明による結合構造の他の態様によれば、アンカーケーシングとコンクリート基礎との間の隙間は、低収縮性のグラウト材を注入して埋めてある。その低収縮性によって、アンカーケーシングの全側面をコンクリートによって非確動的に包囲することが保証される。したがって、アンカーケーシングのどの高さでもコンクリートに作用する横方向の適切な偶力によって、偏心負荷によるモーメントも中心に合わせることができる。この態様の一例によれば、コンクリート基礎内において、基礎アンカーの全体を適切な低収縮性グラウト材によって取り囲むこともできる。例えば、このようなグラウト材は、PAGEL V1-50である。

【図面の簡単な説明】

【0040】

個々の図面に基づいて、以下において本発明を詳細に説明する。当然ながら、次の図面は単に例示として理解すべきであり、本発明をその一般性に関して限定解釈すべきではない。また、同様に、個々の部品の寸法は常に正しいスケールで示されているわけではなく、したがって、それによるいかなる限定も加えられない。

【図1】基礎アンカーとコンクリート基礎との従来技術に係る接合構造の側方断面図を示す。

【図2】図１に示した図を９０°回転させた側面における、図１に示した接合構造の側方断面図を示す。

【図3】本発明の実施形態に係る基礎アンカーの各部品の概略分解図を示す。

【図4】本発明に係る基礎アンカーの図３に示した実施形態について部分的分解図を示す。

【図5】本発明に係る基礎アンカーの図３及び図４に示した実施形態について、使用を目的として全部品を組み付けた後の斜視図を示す。

【図6】本発明に係る基礎アンカーとコンクリート基礎との接合構造の実施形態について側方断面図を示す。

【図7】図６に示した基礎アンカーの実施形態について、VII平面で見た第１の図を示す。

【図8】図６に示した基礎アンカーの実施形態について、VIII−VIII断面で見た第２の図を示す。

【図9】図６に示した基礎アンカーの実施形態について、IX−IX断面で見た第３の図を示す。

【図10】図６に示した基礎アンカーの実施形態について、Ｘ−Ｘ断面で見た第４の図を示す。

【図11】図６に示した基礎アンカーの実施形態について、XI−XI断面で見た第５の図を示す。

【図12】本発明に係る基礎アンカーとコンクリート基礎との接合構造の実施形態について別の側方断面図を示す。

【図13】支持部材を備えた本発明に係る基礎アンカーとコンクリート基礎との接合構造の実施形態について側方断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

図１は、従来技術で既知の基礎アンカー１とコンクリート基礎２との間の接合構造について側方断面図を示す。基礎アンカー１は、８本のアンカーロッド２０と一緒にコンクリート基礎２の中に大部分が埋め込まれている、アンカーケーシング１０を含む。アンカーケーシング１０は、２つの側壁１１を有し、これら側壁１１がそれぞれ２つの横材５０と結合されている。側壁１１と横材５０との結合はそれぞれ、接続領域５５において行なわれる。側壁１１と横材５０とは、互いに直角に配置されて溶接されている。

【0042】

大型機械１００（図示せず）の図示せぬ据え付けボルト１１０を基礎アンカー１において固定するために、基礎アンカー１は、側壁１１によって取り囲まれた据え付け部３０を有する。

【0043】

コンクリート基礎２の中に基礎アンカー１を係留するために、適切なねじ山２５を有する全部で８本のアンカーロッド２０が設けられている。アンカーケーシング１０にアンカーロッド２０を接続するために、アンカーロッド２０は、適切なアンカースリーブ１５の中にねじ込まれている。アンカースリーブ１５はそれぞれ横材５０に剛性接続されており、アンカーケーシング１０に入力される力は、横材５０への進路変更を経てアンカーロッド２０に分散される。このように力の伝わる経路が変わるため、特に接続領域５５の範囲内に過大な応力上昇が生じ、この過大な応力上昇が、高負荷時に基礎アンカー１全体の破損を招き得る。本発明は、構成を工夫することよってこの弱点を効果的に克服するものである。

【0044】

図２は、図１に示された基礎アンカー１を９０度回転させて見た側方断面図を示す。アンカーケーシング１０に入力される力は、向き合った２つの面でしかコンクリート基礎に分散させられないことが分かる。２つの側壁１１がそれぞれ２つの横材５０に結合されているだけであり、他の２つの側壁１１は、横材５０との結合を持たない。このため、特にアンカーケーシング１０に偏心して力が入力されたときに、力が非対称にコンクリート基礎２へ伝達されることになる。

【0045】

図３は、本発明の実施形態に係る基礎アンカー１の各部品の分解図を示す。ただし、アンカーロッド２０は図示されていない。本実施形態に係る基礎アンカー１は、互いに直角につなぎ合わされてアンカーケーシング１０を形成する４つの側壁１１を有する。アンカーケーシング１０は、上部を天板１２により閉じられ、その反対側が底板３９により閉じられている。組み立てられた側壁１１、天板１２、及び底板３９によって画定される空間部分の中に、球面座金３５及び球面ナット３６が収容される。球面座金３５及び球面ナット３６の両方は適切な開口を有し、球面ナット３６に、図示せぬ大型機械の据え付けボルトが据え付けられる。このボルトは、天板１２に設けられた開口を貫通して、球面ナット３６とねじ結合される。

【0046】

基礎アンカー１の図示した実施形態は、６角形の外形をもつ横断面を有した４つのアンカースリーブ１５を備える。アンカースリーブ１５は、側壁１１に設けられた切欠き部１４内に組み込まれることにより、中央に設定される系の負荷軸に向かって空間的に引っ込んでいる。本実施形態によれば、アンカースリーブ１５は、それぞれ溶接継ぎ目により側壁１１に溶接される。

【0047】

さらに、本発明による基礎アンカー１は、４つの末端スリーブ２７を有し、これら末端スリーブ２７は、アンカーケーシング１０とは反対側のアンカーロッド２０の末端部で当該アンカーロッド２０とねじ結合可能である。

【0048】

基礎アンカー１には、末端部でアンカーロッド２０を終端させる４つの端板２６も付属する。具体的には、末端スリーブ２７が、それぞれ１つの端板２６に溶接されており、アンカーケーシング１０とは反対側のアンカーロッド２０の端部で当該アンカーロッド２０とねじ結合される。

【0049】

アンカーケーシング１０によって囲まれた据え付け部３０は、球面座金３５と球面ナット３６とを含む。球面ナット３６は、円錐形もしくは部分的に球形の中央部分３７を有し、その中央部分３７は、球面座金３５のくぼみ３８（詳細には図示せず）と係合する。これら２つの部品は、互いに対し角度をつけて位置決めすることができる。球面座金３５に対し球面ナット３６を傾けて位置決めする場合、中央部分３７の表面とくぼみ３８の表面との間に押圧接触が形成され、この押圧接触が、的確に非確動で力が分散されるようにする。球面ナット３６に据え付けボルトが完全に締め込まれると、天板１２に面する球面座金３５の面が天板１２に対し押し付けられる。これによっても、非確動の力分散が保証される。

【0050】

図４に示すように、図３に示した側壁１１は、天板１２に対し、周縁溶接継ぎ目によって結合されている。本例では、側壁１１は、天板１２に対し、２箇所の周縁溶接継ぎ目によって結合される。加えて、側壁１１は、それぞれが互いに接する縁領域において、相互に溶接される。

【0051】

図５は、図３及び図４に示された本発明の実施形態に係る基礎アンカー１について、使用するために全部品を組み付けた後において示している。基礎アンカー１に含まれるアンカーロッド２０は、アンカースリーブ１５と末端スリーブ２７のねじとかみ合ってねじ結合する適切なねじ山を有する。このねじ結合でアンカーケーシング１０とアンカーロッド２０とを結合することにより、組み立てに際して、個々の部品を規格通りに取り扱うことができる。したがって、設置現場でアンカーロッド２０をアンカーケーシング１０と末端スリーブ２７にねじ結合することができ、有益である。さらに、当該現場で個々のアンカーロッドの長さを互いに対して適切に調整することも可能になる。

【0052】

図６は、コンクリート基礎２に埋め込み済みの状態で、本発明の実施形態に係る基礎アンカー１について側方断面図を示す。アンカーケーシング１０は、ほぼ全面的にコンクリート基礎２に埋設されており、コンクリート基礎２から突出するのは、アンカーケーシング１０の僅かな突出部だけである。この突出部は、円形の開口を有する天板１２の部位に設定される。図示の場合、突出部の下に球面座金３５及び球面ナット３６が配置され、球面ナット３６が底板３９に支えられている。大型機械１００（図示せず）の据え付けボルト（詳細は図示せず）を締め込むために、据え付けボルト１１０は、天板１２の開口を通し球面ナット３６のねじとねじ結合される。据え付けボルト１１０は、球面座金３５の開口も通って突き出ている。この球面座金３５の開口の直径は、球面ナット３６のねじの直径よりも僅かに大きい。角度のずれを補償するために、球面座金３５に対する球面ナット３６の角度を調整することができ、部分的に球面に形成された中央部分３７の表面が、球面座金３５の適応するくぼみ３８の表面に対し押し付けられる。

【0053】

球面ナット３６に据え付けボルト１１０を締め付けると、圧力が伝達され、該圧力は球面ナット３６から球面座金３５へ、継いで天板１２へ伝達される。天板１２は側壁１１へ固定されているので、力が側壁１１へ伝達され、当該側壁１１は、図示のとおり、アンカーロッド２０に向かって下方へ縦方向に続いている。

【0054】

球面ナット３６及び球面座金３５は、横方向のずれを補償できるように、アンカーケーシング１０内に移動可能に配置されている。加えて、天板１２の開口は、天板１２を貫通するボルトの移動を妨げないように、十分に大きい直径を有する。天板１２における開口の大きさによって最大の横方向移動量を決定することができる。

【0055】

アンカーケーシング１０に取り付けられた本実施形態に係るアンカースリーブ１５は、切欠き部１４に組み入れられることにより、負荷軸Ｌに向かってオフセットが達成される。これにより、側壁１１とアンカーロッド２０の縦軸との整列を調整することも可能である。本実施形態によれば、アンカーロッド２０は、側壁１１の面に対してほぼ平行に配列されている。そして、側壁１１の平面に対するアンカーロッド２０の縦軸方向のオフセットは僅かである。このオフセットは、実施形態によってはほぼ０であってもよい。この構成によって、側壁１１を通し伝達される力は、曲げ応力を生成することなくほぼ直線的にアンカースリーブ１５へ分散し、そしてアンカーロッド２０へ分散する。アンカーロッド２０は、コンクリート基礎２０への係留のために、適切に形成されたねじ山２５を有し、このねじにコンクリート基礎２のコンクリートがかみ合う。

【0056】

図７は、図６に示した実施形態に係る基礎アンカー１のVII平面で見た第１の図を示す。この図は、４つの側壁１１により画定された凹所に挿入され周縁溶接継ぎ目で据え付けられた天板１２を上から見て示す。天板１２に設けられた開口は、大型機械１００（本例で図示せず）の据え付けボルト１１０の直径よりも大きな直径を有する。この直径差により、製造工程に起因する公差を補償するために据え付けボルト１１０を横にずらすことができる。

【0057】

図８は、図６に示した実施形態に係る基礎アンカー１のVIII−VIII断面に沿った第２の図を示す。この図はアンカーケーシング１０を示し、球面座金３５の上から見ている。この図は、球面座金３５の側方に側壁１１からの間隔があいていることを明確に示しており、この側方の間隔により、図示の平面において横方向のずらしが許容される。

【0058】

図９は、図６に示した基礎アンカー１のIX−IX断面に沿った図を示す。この断面は、底板３９とアンカースリーブ１５との間にある部位を示している。

【0059】

図１０は、図６に示した基礎アンカー１のＸ−Ｘ断面に沿った図を示す。この断面の平面は、側壁１１にそれぞれ溶接されたアンカースリーブ１５と直交する方向にある。当該溶接はそれぞれ、２箇所の溶接継ぎ目１３により実施されており、この溶接継ぎ目１３は、側壁１１の側縁領域とアンカースリーブ１５の外向きの表面とを接合する。本実施形態によれば、当該溶接は、それぞれのアンカースリーブ１５の両溶接継ぎ目を通りアンカースリーブ１５の縦軸方向に対し直交して延びる接続線が、アンカースリーブ１５の縦軸を横断する断面内にあるアンカースリーブ１５の重心を通るように、実施されている。

【0060】

図１１は、図６に示した実施形態に係る基礎アンカー１の別の断面図である。この断面図は、アンカーボルト２０の末端にねじ結合され且つ端板２６に溶接された末端スリーブ２７の上から見た図である。

【0061】

図１２は、基礎アンカー１とコンクリート基礎２との本発明による接合構造に関する実施形態を示す。基礎アンカー１は、図６〜図１１に示した実施形態の基礎アンカー１と構造的にほぼ変わらない。アンカーロッド２０に設けられる端板２６がそれぞれ互いに同じレベルにそろえられて、本基礎アンカー１がコンクリート基礎２内に埋設されていることを、認識することができる。この整列は、コンクリート基礎２に基礎アンカー１を埋めるときに有益な横（水平）方向整列を実現する。

【0062】

図１３は、コンクリート基礎２内に埋め込まれている本発明による基礎アンカー１の他の実施形態を示す。図１２に示した実施形態とは異なり、図１３に示す実施形態は、支持部材４５を有する。この支持部材４５は、例えばアンカーロッド２０が基礎の厚さよりも短くなる、高さのあるコンクリート基礎の場合に設けることができる。支持部材４５は、棒状に形成されており、少なくとも１つの側壁１１に、支持の目的で接続している。アンカーケーシング１０とは反対側の支持部材４５の端部において、支持部材４５は、台座に当接している。

【0063】

従属請求項によって他の実施形態がサポートされている。

【符号の説明】

【0064】

１ 基礎アンカー
２ コンクリート基礎
１０ アンカーケーシング
１１ 側壁
１２ 天板
１４ 切欠き部
１５ アンカースリーブ
２０ アンカーロッド
２５ ねじ山
２６ 端板
２７ 末端スリーブ
３０ 据え付け部
３５ 球面座金
３６ 球面ナット
３７ 中央部分
３８ くぼみ
３９ 底板
４５ 支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】