特開 2022-87528 接合構造および接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022087528

(43)【公開日】2022-06-13

(54)【発明の名称】接合構造および接合方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/00 20060101AFI20220606BHJP

   E02D 27/42 20060101ALI20220606BHJP

   E02D 5/24 20060101ALI20220606BHJP

【ＦＩ】

E02D27/00 D

E02D27/42

E02D5/24 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020199505

(22)【出願日】2020-12-01

(71)【出願人】

【識別番号】390018717

【氏名又は名称】旭化成建材株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000196587

【氏名又は名称】西日本旅客鉄道株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】390007607

【氏名又は名称】大鉄工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】592105620

【氏名又は名称】ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】森田 信弥

(72)【発明者】

【氏名】三隅 哲志

(72)【発明者】

【氏名】西▲崎▼ 慶

(72)【発明者】

【氏名】井上 啓寿

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 摂朗

(72)【発明者】

【氏名】塚田 義明

(72)【発明者】

【氏名】小橋 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】山田 雅人

(72)【発明者】

【氏名】野口 武彦

【テーマコード（参考）】

2D041

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D041BA19

2D041BA36

2D041DB02

2D046AA17

2D046DA31

(57)【要約】      （修正有）

【課題】打設した杭が当初設定されていた位置からずれてしまった場合にも簡単な作業工程でずれを補正しつつ柱を接合することを可能とする接合構造および接合方法を提供する。
【解決手段】杭１０と柱２０を互いに接合する接合構造１であって、杭１０と柱２０との間に介在されたプレート３０を備える。プレート３０は、第１の端面３０Ａから第２の端面３０Ｂに向かう厚み方向に貫通する貫通孔を有する。杭１０と柱２０とが、貫通孔に挿通された締結部材１００で接合される。杭１０および柱２０のうちの少なくとも一方の締結部材１００の挿通孔は、地盤に打設された杭１０と、プレート３０と、柱２０とを当接させた後に穿設する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

杭と柱を互いに接合する接合構造であって、
前記杭と前記柱との間に介在されたプレートを備え、
前記プレートは、第１の端面から第２の端面に向かう厚み方向に貫通する貫通孔を有し、
前記杭と前記柱とが、前記貫通孔に挿通された締結部材で接合されており、
前記杭および前記柱のうちの少なくとも一方の前記締結部材の挿通孔は、地盤に打設された前記杭と、前記プレートと、前記柱とを当接させた後に穿設する、接合構造。

【請求項2】

前記プレートの前記第１の端面と前記第２の端面は平面であり、互いに対し傾斜している、請求項１に記載の接合構造。

【請求項3】

前記プレートの前記貫通孔は、地盤に打設された前記杭と、前記プレートと、前記柱とを当接させた後に穿設する、請求項１または２に記載の接合構造。

【請求項4】

杭と柱とをそれらの間にプレートを介在させ締結部材で締結して接合する接合方法であって、
前記杭を打設した後、該杭の設定打設位置に対する水平方向のずれ量を測定し、
前記杭および前記柱のうちの少なくとも一方の前記締結部材の挿通孔を、前記ずれ量に相当する分オフセットさせた位置に穿設し、
前記プレートを介在させて前記杭と前記柱とを締結する、接合方法。

【請求項5】

前記プレートとして、第１の端面と第２の端面が平面であり互いに対し傾斜しているものを用いる、請求項４に記載の接合方法。

【請求項6】

前記杭の設定打設位置に対する水平方向のずれ量を測定した後に、前記プレートの前記貫通孔を穿設する、請求項４または５に記載の接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合構造および接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤に埋設された杭の上に鉄骨柱などの上部構造物を支持させる接合構造がある（特許文献１参照）。かかる接合構造では、杭の杭頭の周囲に鞘管を配置し、鞘管と杭の間の空間と、鞘管の天板と鉄骨柱のベースプレートの間の空間にコンクリートを充填し、杭と鉄骨柱を間接的に接合している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１６９５７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような接合構造の場合、杭と柱との間にコンクリートを充填し固化する作業工程が必要になるため、作業時間が増大する。特に、上述のような接合構造を用いて、鉄道駅の上屋を支持する鉄骨柱を線路に沿って立てるような場合には、多数の鉄骨柱を杭に接合する必要があり、作業時間が大幅に増える。よって、より簡単な作業工程で杭と柱を接合することができる接合構造が望まれる。

【0005】

作業工程をより簡単にする手法のひとつとして、例えば杭と柱を、コンクリートを介さずに直接接合することが考えられる。しかし、打設した杭の水平位置が設計位置（当初設定されていた打設位置）からずれてしまった場合（つまり杭芯ずれが生じてしまった場合）、杭の上に柱を直接接合すると当該柱までもが芯ずれしてしまう。

【0006】

そこで、本発明は、打設した杭が当初設定されていた位置からずれてしまった場合にも簡単な作業工程でずれを補正しつつ柱を接合することを可能とする接合構造および接合方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、杭と柱を互いに接合する接合構造であって、
杭と柱との間に介在されたプレートを備え、
プレートは、第１の端面から第２の端面に向かう厚み方向に貫通する貫通孔を有し、
杭と柱とが、貫通孔に挿通された締結部材で接合されており、
杭および柱のうちの少なくとも一方の締結部材の挿通孔は、地盤に打設された杭と、プレートと、柱とを当接させた後に穿設する、接合構造である。

【0008】

鉄道駅の上屋を支持する鉄骨を線路に沿って立てるような場合、多数の鉄骨柱を杭に接合する必要があることからすれば、従前と同様、締結部材の挿通孔があらかじめ穿設された杭や柱を使うことが作業時間といった面で効率的である。ただしその反面、穿設位置が一律、一定となることから、打設した杭が当初設定位置からずれてしまった場合に当該ずれ量を補正するといった対応をすることは難しい。この点、上記のごとき態様の接合構造によれば、打設された杭の個々の状況に合わせて挿通孔の位置を最適化した構造を実現しうることから、杭のずれ量を補正しつつ柱を接合することが可能となる。しかも、かかる構造は、現場にて挿通孔ないしは貫通孔を穿設するといった作業で実現しうることから、複数種類の杭や柱をあらかじめ多数用意しておき最も適合するものを選択するといった準備、作業よりも効率的であり、かつ準備段階も含め全体として考慮すれば比較的簡単な作業工程ですれを補正しつつ柱を接合することが可能となる。

【0009】

上記のごとき接合構造において、プレートの第１の端面と第２の端面は平面であり、互いに対し傾斜していてもよい。

【0010】

上記のごとき接合構造において、プレートの貫通孔は、地盤に打設された杭と、プレートと、柱とを当接させた後に穿設してもよい。

【0011】

本発明の別の態様は、杭と柱とをそれらの間にプレートを介在させ締結部材で締結して接合する接合方法であって、
杭を打設した後、該杭の設定打設位置に対する水平方向のずれ量を測定し、
杭および柱のうちの少なくとも一方の締結部材の挿通孔を、ずれ量に相当する分オフセットさせた位置に穿設し、
プレートを介在させて杭と柱とを締結する、接合方法である。

【0012】

上記のごとき接合方法において、プレートとして、第１の端面と第２の端面が平面であり互いに対し傾斜しているものを用いてもよい。

【0013】

上記のごとき接合方法において、杭の設定打設位置に対する水平方向のずれ量を測定した後に、プレートの貫通孔を穿設してもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、打設した杭が当初設定されていた位置からずれてしまった場合にも簡単な作業工程でずれを補正しつつ柱を接合することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】接合構造の構成例を示す、杭柱接合体の側面図である。

【図2】図１に示した杭柱接合体の斜視図である。

【図3】ボルトの挿通孔が柱のフランジに予め設けられていて、杭のフランジの挿通孔などは杭打設後に穿設する構造の杭柱接合体の分解斜視図である。

【図4】図１等に示した接合構造を用いた施工手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】ボルトの挿通孔が杭のフランジに予め設けられていて、柱のフランジの挿通孔などは杭打設後に穿設する構造の杭柱接合体の分解斜視図である。

【図6】本発明の第３の実施形態の内容を概略的に示す杭柱接合体の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。

【0017】

［第１の実施形態］
図１～図３に、本発明に係る接合構造、接合方法の一実施形態としての杭柱接合体１について示す。杭柱接合体１は、第１の部材（杭）としての鋼管杭１０と、第２の部材（柱）としての鉄骨柱２０と、中間材として機能するプレート３０を備えている。

【0018】

鋼管杭１０は、地盤に打ち込まれて埋設される杭である。本実施形態では一例として円管で構成される筒状の杭を採用しているが、この他、角型の杭、Ｈ形鋼からなる杭などを採用してもよい。鋼管杭１０の上端には、ある程度の厚みのある例えば円形のフランジ（杭フランジ）１２が形成されている。

【0019】

フランジ１２は、プレート３０を介在させて鋼管杭１０と鉄骨柱２０とを締結する際の締結部として機能する。フランジ１２の上面は平坦面となっている（図３参照）。

【0020】

本実施形態の杭柱接合体１において、フランジ１２には、当該フランジ１２と鉄骨柱２０のフランジ２２とを締結する際に用いられる複数のボルト挿通孔１１があらかじめ設けられてはいない（図３参照）。当該ボルト挿通孔１１は、鋼管杭１０を打設した後で事後的に設けられる。

【0021】

鉄骨柱２０は、プレート３０を介して鋼管杭１０に接合される柱状構造物である。本実施形態では一例として円管で構成される筒状の柱を採用しているが（図２等参照）、この他、角型の杭、Ｈ形鋼からなる柱などを採用してもよい。鉄骨柱２０の下端部には厚みのある例えば円形のフランジ２２が形成されている。

【0022】

フランジ２２は、プレート３０を介して鉄骨柱２０と鋼管杭１０とを締結する際の鋼管杭１０との締結部として機能する。フランジ２２の下面は平坦面となっている。フランジ２２には、当該フランジ２２と鋼管杭１０のフランジ１２とを締結する際に用いられる複数のボルト挿通孔２１が設けられている。これら複数のボルト挿通孔２１は、フランジ２２に好ましくは等間隔に配置されている。本実施形態におけるボルト挿通孔２１は、フランジ２２の中心から等距離となるように環状に配置されている（図３参照）。本実施形態では、このようなボルト挿通孔２１があらかじめ（つまり、鋼管杭１０を打設するよりも前に）設けられている。

【0023】

プレート３０は、鋼管杭１０のフランジ１２と鉄骨柱２０のフランジ２２との間に介在する、ある程度の厚みを有する板状部材である（図１等参照）。プレート３０は鋼材、アルミニウム、カーボンなどで構成することができる。本実施形態のプレート３０はフランジ２２と同様の大きさ、形状とされているがこれは一例であって、鋼管杭１０と鉄骨柱２０との間に介在して必要かつ十分な強度の杭柱接合体１を構成するものであればよい。プレート３０はその中央に孔が設けられた環状の部材であってもよい。

【0024】

プレート３０の表裏各面はそれぞれが平坦である第１の端面３０Ａ、第２の端面３０Ｂとなっている。本実施形態のプレート３０は、第１の端面３０Ａがフランジ１２と、第２の端面３０Ｂがフランジ２２とそれぞれ接するように配置される（図１、図２参照）。

【0025】

プレート３０は、その厚さが一定（別言すれば、第１の端面３０Ａと第２の端面３０Ｂとが平行）であるものであってもよいし、その厚さが漸次変わる（別言すれば、第１の端面３０Ａと第２の端面３０Ｂとが互いに対し傾斜している）ものであってもよい。後者のごとく傾斜勾配したプレート３０を採用すれば、芯ずれのみならず鋼管杭１０の傾きをも補正することができる。斜度が異なる複数のプレート３０をあらかじめ準備しておけば、打設後の鋼管杭１０の傾きに応じて最も適切な斜度のプレート３０を適用することが可能となり好適である。

【0026】

本実施形態の杭柱接合体１において、プレート３０には、ボルト１０１を通すためのボルト貫通孔３１があらかじめ設けられてはいない（図３参照）。当該ボルト貫通孔３１は、鋼管杭１０を打設した後で事後的に設けられる。

【0027】

上記のごとき構成の杭柱接合体１を用いた施工手順の一例を説明する（図４参照）。

【0028】

まず、地盤Ｇの所定位置に鋼管杭１０を打設する（ステップＳＰ１）。打設後、鋼管杭１０の杭芯ずれ（所定位置からの実際の水平方向ずれ量）と傾き（鉛直線Ｐ０に対する鋼管杭１０の中心軸Ｐ１の傾き）を測定する（ステップＳＰ２）。傾きが生じていれば、当該傾きに応じた斜度のプレート３０を選択し、傾きが生じていなければ厚さ一定のプレート３０を選択し、適用する（ステップＳＰ３）。

【0029】

続いて、鋼管杭１０の杭芯ずれを補正して鉄骨柱２０の中心軸Ｐ２が所定の位置に位置するように、フランジ１２にボルト挿通孔１１を穿設し、プレート３０にボルト貫通孔３１を穿設する（ステップＳＰ４）。なお、図３においては簡略化してボルト挿通孔１１とボルト貫通孔３１をひとつずつ想像線で図示しているが、実際にはボルト挿通孔２１と同数あるいは締結部材１００と同数ずつ設けられることはいうまでもない。

【0030】

その後、上記プレート３０を介在させた状態で、締結部材１００を用い、鋼管杭１０のフランジ１２と鉄骨柱２０のフランジ２２とを締結する（ステップＳＰ５）。ボルト１０１とナット１０２からなる締結部材１００を採用する本実施形態では、ボルト挿通孔１１、ボルト貫通孔３１、ボルト挿通孔２１にボルト１０１を通し、ワッシャー１０３を付けてからナット１０２を螺合させて締結する（図１等参照）。

【0031】

このように、本実施形態の杭柱接合体１ないしはその接合方法は、施工現場において生じた実際の杭心ずれの量に応じて締結位置をオフセットさせるべく後加工していわば特注の構造にするというものであり、杭柱接合体１のそれぞれに個別に適用することによって杭心ずれを吸収する。これによれば、鋼管杭１０の打設時に杭心ずれが生じうることを前提にしつつ、それでも鉄骨柱２０を所定の位置に施工することが可能となる。

【0032】

しかも、杭柱接合体１を構成する鉄骨柱２０のフランジ２２、該フランジ２２のボルト挿通孔２１、鋼管杭１０のフランジ１２などは予め製作することができることから、杭施工後の杭心ずれの情報を反映させるとしてもフランジ１２のボルト挿通孔１１、プレート３０のボルト貫通孔３１を後加工するだけでよく、工程への影響が小さく、現場等で後加工するにしても比較的簡単な作業工程で済み、施工効率が高い。加えて、本実施形態のごとく傾斜勾配したプレート３０を採用すれば、芯ずれのみならず鋼管杭１０の傾きをも同時に補正することができる。

【0033】

また、プレート３０を介して鋼管杭１０と鉄骨柱２０とを締結する上記のごとき杭柱接合体（接合構造）１は、コンクリートを充填するような従前の杭柱接合体に比べて簡単な作業工程で施工することができることはいうまでもない。

【0034】

［第２の実施形態］
第１の実施形態とは逆に、鋼管杭１０のフランジ１２にあらかじめボルト挿通孔１１を設けておく構造であってもよい（図５参照）。この場合には、鉄骨柱２０のフランジ２２のボルト挿通孔２１およびプレート３０のボルト貫通孔３１は、鋼管杭１０を打設した後で事後的に設けられる。なお、図５においては簡略化してボルト挿通孔２１とボルト貫通孔３１をひとつずつ想像線で図示しているが、実際にはボルト挿通孔１１と同数あるいは締結部材１００と同数ずつ設けられることはいうまでもない。

【0035】

［第３の実施形態］
以下のような工法にて、第１の実施形態、第２の実施形態とは異なる構造の杭柱接合体１を構築してもよい。すなわち、鋼管杭（挿通孔なし）１０を打設し、プレート（貫通孔なし）、鉄骨柱（挿通孔なし）２０を位置合わせして仮接合させた状態で、ボルト挿通孔１１，２１と貫通孔３１を事後的かつ一気に穿設し、締結部材で締結する構造としてもよい（図６参照）。なお、図６においては簡略化してボルト挿通孔１１，２１とボルト貫通孔３１をひとつずつ想像線で図示しているが、実際には上記の実施形態と同様にそれぞれ複数設けられることはいうまでもない。

【0036】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0037】

例えば、上記の実施形態では円形（円盤状）のプレート３０を例示したが、例えば環状のプレートを採用すればそのぶん軽量化が図られ、当該プレートの運搬や取り付け作業をより簡単に行うことが可能となる。なお、プレート３０の外形は、円に限らず、例えば多角形であってもよい。

【0038】

また、第１の実施形態では、複数のボルト挿通孔２１がフランジ２２の外周寄りの位置に、フランジ２２の中心から等距離となるよう円周上に等間隔に配置された形態を示したがこれは好適な一例にすぎず、プレート３０のボルト貫通孔３１の位置やフランジ１２のボルト挿通孔１１の位置が一致する限りにおいてこの限りでない。第２の実施形態についても同様のことがいえる。

【0039】

また、上述した各実施形態では１枚のプレート３０を採用した例を示したがこれも好適な一例にすぎない。複数枚のプレート３０を重ね合わせたとしても上記と同様の効果を奏しうることはいうまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、より簡単な作業工程で施工可能であり、なおかつ第１の部材に対する第２の部材の水平方向のずれ等を補正可能な接合構造として、例えば電化柱や柱脚に適用して好適である。

【符号の説明】

【0041】

１…杭柱接合体（接合構造）、１０…鋼管杭（第１の部材）、１１…ボルト挿通孔（挿通孔）、１２…フランジ、２０…鉄骨柱（第２の部材）、２１…ボルト挿通孔（挿通孔）、２２…フランジ、３０…プレート、３０Ａ…プレートの第１の端面、３０Ｂ…プレートの第２の端面、３１…ボルト貫通孔（貫通孔）、１００…締結部材、１０１…ボルト、１０２…ナット、１０３…ワッシャー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】