結合治具および籠体
【課題】 ストランドへの治具取り付け、帯鉄筋への治具取り付け、籠体の組立などの各工程における作業性が良く、経済的で、籠体の長さを十分に縮小できる結合治具および籠体を提供すること。
【解決手段】 ネジスタッド１５の一端が溶接部２３によって固定されたスリーブ９にストランド３を通し、スリーブ９内に樹脂１９を充填し、ストランド３とスリーブ９とを一体化する。また、アングル材１１を帯鉄筋５に溶接する。そして、スリーブ９に固定されたネジスタッド１５を、ワッシャ１３、帯鉄筋５に固定されたアングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。アングル材１１に対して筒状部材９を回転させて帯鉄筋５とストランド３との交差角を変化させつつ、ストランド３を螺旋状にすると同時に帯筋５の配筋間隔を徐々に縮めて、籠体１の長さを短くする。
【解決手段】 ネジスタッド１５の一端が溶接部２３によって固定されたスリーブ９にストランド３を通し、スリーブ９内に樹脂１９を充填し、ストランド３とスリーブ９とを一体化する。また、アングル材１１を帯鉄筋５に溶接する。そして、スリーブ９に固定されたネジスタッド１５を、ワッシャ１３、帯鉄筋５に固定されたアングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。アングル材１１に対して筒状部材９を回転させて帯鉄筋５とストランド３との交差角を変化させつつ、ストランド３を螺旋状にすると同時に帯筋５の配筋間隔を徐々に縮めて、籠体１の長さを短くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合治具および籠体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭等を建設しようとする場所の上方の空間に制限がある場合には、（１）軸方向の鋼材に使用するストランドをドラムに巻きつけておき、ストランドを掘削孔に建て込みつつ帯筋を設置して籠体を組み立てる方法（例えば、特許文献１）や、（２）軸方向の鋼材にストランドを用いた籠体を、掘削孔の入り口付近で曲げつつ掘削孔内に降下させる方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３６２９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２９３６６８号公報
【０００４】
また、（３）結束治具を用いて、軸筋であるストランドと帯筋とを交差角が変化可能なように結束して籠体を形成し、ストランドを円弧状に曲げて長さを縮めた状態の籠体を、ストランドを直線状に戻しつつ掘削孔に設置する方法が提案されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）の方法では、孔の直上にストランドの本数と同じ数量のドラムを含む設置用機材を配置する必要があるため、広い作業領域が必要となるうえ、頻繁に継手を入れるため作業効率が良くない。（２）の方法では、組み立てた鉄筋籠を限られた空頭内で曲げるのが困難である。
【０００６】
（３）の方法は、（１）、（２）の問題点を解決するものであるが、その結合治具は、ストランドと帯鉄筋をそれぞれ断面が円形の部材で保持し、結合するものであった。結合治具の寸法や構造は，完成した杭の曲げモーメントやせん断力に対する耐荷性能、籠体を製造する過程における作業の容易さ、籠体の縮小率などにおいて極めて重要な役割を担っており、改良が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ストランドへの治具取り付け、帯鉄筋への治具取り付け、籠体の組立などの各工程における作業性が良く、経済的で、籠体の長さを十分に縮小できる結合治具および籠体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための第１の発明は、軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたアングル材と、端部が前記筒状部材に固定され、前記アングル材を貫通する棒材と、前記アングル材が前記棒材から抜けることを防ぐために前記棒材に設置される部材と、からなり、前記アングル材に対して前記筒状部材が回転することを特徴とする結合治具である。
【０００９】
筒状部材は、例えば鋼管とする。この場合、ストランドを鋼管の内部に通し、ストランドと鋼管との間に樹脂等の接着剤を充填する。筒状部材は、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝を有する第１の半筒体と、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝を有する第２の半筒体とからなるものとしてもよい。この場合、ストランドを第１の半筒体内に配置し、第１の半筒体の外向き溝と第２の半筒体の内向き溝とを嵌め合わせて、第１の半筒体と第２の半筒体とをストランドを挟んで一体化させる。
【００１０】
棒材は、ボルト、ネジスタッド等とする。アングル材を、筒状部材に固定されたボルト、ネジスタッド等に挿通することにより、アングル材に対する筒状部材の回転が可能となる。また、アングル材がボルト、ネジスタッド等から抜けることを防ぐために、ナットがボルト、ネジスタッド等に固定される。
【００１１】
第２の発明は、軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、凹型に成形され、前記凹型の底部に穴を有し、前記凹型の上端部が前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたプレス材と、一端に設けられた拡径部が前記穴を介して前記凹型の内部に配置され、他端が前記筒状部材に固定された棒材と、を具備し、前記プレス材に対して前記筒状部材が回転することを具備することを特徴とする結合治具である。
【００１２】
プレス材に設けられる穴は、径が棒材の拡径部の径より大きい第１の穴と、径が棒材の拡径部の径より小さく棒材の通常部の径より大きい第２の穴とを連続して配置したものとするのが望ましい。棒材の拡径部は、第１の穴に通してプレス材の凹型の内部に配置される。そして、棒材を第２の穴の方向に移動させた後、第１の穴が塞がれる。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明の結合治具を用いて、ストランドと帯筋とが結合されたことを特徴とする籠体である。帯筋の内側には、必要に応じて補強リングが設置される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ストランドへの治具取り付け、帯鉄筋への治具取り付け、籠体の組立などの各工程における作業性が良く、経済的で、籠体の長さを十分に縮小できる結合治具および籠体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、籠体１の立面図である。図１の（ａ）図は、通常の状態の籠体１の立面図、図１の（ｂ）図は、長さを縮めた状態の籠体１の立面図を示す。図１に示すように、籠体１は、軸筋であるストランド３、複数のストランド３を囲むように配置された帯筋５等からなる。
【００１６】
ストランド３は、帯筋５の直径と同程度以上に曲げても強度等に問題が生じないような、可撓性を有する材料とする。ストランド３には、例えば、ＰＣ鋼より線、ワイヤロープの他、炭素繊維、グラスファイバー、アラミド繊維等の繊維をより合わせたもの等が用いられる。帯筋５は、鉄筋等とする。
【００１７】
図２は、ストランド３と帯鉄筋５の結合に用いる回転結合治具７（７ａ）の斜視図である。図３は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図３の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図３の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００１８】
図２、図３に示すように、回転結合治具７は、スリーブ９、アングル材１１、ワッシャ１３、ネジスタッド１５、ナット１６、ナット１７等からなる。スリーブ９は、ストランド３を保持する筒状部材である。スリーブ９の内部にはストランド３が通され、スリーブ９とストランド３との間には、接着剤として樹脂１９等が充填される。ネジスタッド１５は、その一端の溶接部２３において、スリーブ９の外側面に固定される。
【００１９】
アングル材１１は、辺１１ａと辺１１ｂとからなる。アングル材１１の辺１１ａの外側面１２ａは、フレア溶接等によって帯鉄筋５に固定される。帯鉄筋５は、通常、１本の鉄筋を円弧状に加工し、両端を重ね合せた部分をフレア溶接して１本の環状としている。この溶接は、適切な管理のもとに行えれば、帯鉄筋５としての強度などの所要性能を確保することができる。アングル材１１を帯鉄筋５に固定する際にも、適切な方法と管理によって直接溶接することにより、十分な強度が得られる。
【００２０】
ネジスタッド１５の溶接部２３の周囲には、ワッシャ１３が配置される。ネジスタッド１５のネジ部２１は、アングル材１１の辺１１ｂに挿通される。ワッシャ１３はネジスタッド１５とアングル材１１の回転を円滑にする。ナット１６およびナット１７は、お互いを締付けるように螺合することでネジスタッド１５に固定され、ネジスタッド１５がアングル材１１から抜け出すのを防ぐ。
【００２１】
回転結合治具７を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９の内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、アングル１１の辺１１ａに帯鉄筋５を溶接しておく。そして、ネジスタッド１５をワッシャ１３、アングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。
【００２２】
回転結合治具７を用いて籠体１を組み立てる際には、アングル材１１の辺１１ｂが同心円上に配置されるようにすれば、ストランド３が真円上に配置される。そのため、辺１１ａに溶接される帯鉄筋５の真円誤差による位置の多少不ぞろいは問題とならない。
【００２３】
回転結合治具７では、図２の矢印Ｃに示すように、アングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００２４】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図３の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図３の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００２５】
籠体１は、図１の（ｂ）図に示すように縮小された状態から、図１の（ａ）図に示すように伸展させつつ、地盤に掘削された孔内に設置される。籠体１を伸展させる際には、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化して、ストランド３が直線状になると同時に、帯筋５の配筋間隔が徐々に大きくなる。
【００２６】
このように、第１の実施の形態の回転結合治具７を用いれば、帯鉄筋５へのアングル材１１の取り付けと、ストランド３へのスリーブ９の取り付けを別工程で行え、分業が可能であるので、製造効率が良い。アングル材１１に帯鉄筋５を直接溶接するため、従来の治具と比較して、部品数が少なく、コストが安くなる。また、帯鉄筋５の加工精度を必要以上に厳しくする必要がなく、真円に対して誤差をもっている場合にも、精度のよい籠体１を容易に製造することができる。
【００２７】
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５の図である。図４の（ａ）図は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５を円形の帯鉄筋５の上下方向から見た図、図４の（ｂ）図は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５を円形の帯鉄筋５の内側方向から見た図を示す。
【００２８】
第２の実施の形態では、図１に示す籠体１を組み立てる際に、図２、図３に示す回転結合治具７のかわりに、回転結合治具２５を用いる。図５は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図５の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図５の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００２９】
図４、図５に示すように、回転結合治具２５は、スリーブ９、プレス材２７、スタッド３１、外れ止め３７等からなる。図５に示すように、スリーブ９は、ストランド３を保持する筒状部材である。スリーブ９の内部にはストランド３が通され、スリーブ９とストランド３との間には、接着剤として樹脂１９等が充填される。
【００３０】
図４の（ａ）図に示すように、スタッド３１は、本体３５と、本体３５の片端の溶接部３３と、本体３５の他端に設けられた拡径部である頭部２９とからなる。スタッド３１は、その一端の溶接部３３において、スリーブ９の外側面に固定される。また、外れ止め３７は、板状材の２辺を、それぞれＬ字型とコの字型に曲げて形成したものである。
【００３１】
図４の（ａ）図に示すように、プレス材２７は、凹型部２８の凹型の上端に溶接部３０を設けて成形され、溶接部３０が帯鉄筋５に固定される。プレス材２７を帯鉄筋５に固定する際にも、第１の実施の形態でのアングル材１１の帯鉄筋５への固定と同様に、適切な方法と管理によって直接溶接することにより、帯鉄筋５としての十分な強度が得られる。
【００３２】
図４の（ｂ）図に示すように、プレス材２７の凹型部２８の底部３２には、鍵穴３９が設けられる。鍵穴３９は、径がスタッド３１の頭部２９の径より大きい穴３９ａと、径がスタッド３１の頭部２９の径より小さく本体３５の径より大きい穴３９ｂとを連続して配置したものである。
【００３３】
図４、図５に示すように、スタッド３１の頭部２９は、プレス材２７の凹型部２８の内部に配置される。スタッド３１の本体３５は、穴３９ｂ内に配置される。なお、図５に示すように、回転結合治具２５の供用中には、図４の（ｂ）図に示すように、外れ止め３７をプレス材２７に嵌め込むことによって穴３９ａが塞がれる。外れ止め３７は、スタッド３１の頭部３９が鍵穴３９から抜けるのを防ぐ。
【００３４】
回転結合治具２５を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、スリーブ９の外側面にスタッド３１を固定し、内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、プレス材２７を帯鉄筋５に固定しておく。そして、プレス材２７の鍵穴３９の穴３９ａにスタッド３１の頭部２９を挿入し、スタッド３１を図４の（ａ）図の矢印Ｅに示す方向に移動させて本体３１を穴３９ｂ内に配置した後、図４の（ｂ）図に示すように外れ止め３７をプレス材２７に嵌め込んで穴３９ａを塞ぐ。
【００３５】
回転結合治具２５では、図４の（ｂ）図の矢印Ｆに示すように、プレス材２７に対して、スリーブ９に固定されたスタッド３１が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００３６】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図５の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図５の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００３７】
このように、第２の実施の形態の回転結合治具２５を用いれば、帯鉄筋５へのプレス材２７の取り付けと、ストランド３へのスリーブ９の取り付けを別工程で行え、分業が可能であるので、製造効率が良い。また、籠体１の組立は極めて簡単で、工場、工事現場の作業ヤードのいずれにおいても可能である。さらに、帯鉄筋５を含めた回転結合治具２５の高さ寸法が小さいので、籠体１の縮小率が回転結合治具２５を含む帯鉄筋５で決まってしまう場合には、第１の実施の形態よりも縮小率を向上することができる。
【００３８】
なお、プレス材２７を帯鉄筋５に固定する方法は、溶接でなくてもよい。また、鍵穴３９のうち穴３９ａを塞ぐ部材は、外れ止め３７に限らず、樹脂製のリベット等を穴３９ａに取り付けてもよい。頭部２９を有するスタッド３１は、ナットとボルトを一体化したものでも代用できる。さらに、帯鉄筋５の軸直角方向に穴３９ａと穴３９ｂを配置して鍵穴３９を形成し、籠体１の組立時にスタッド３１を軸直角方向にスライドさせて穴３９ａを塞いでもよい。但し、図４、図５に示すように、ストランド３の可撓性を利用して、スタッド３１を帯鉄筋５の軸方向にスライドさせる方が望ましい。
【００３９】
次に、第３の実施の形態について説明する。図６は、帯鉄筋５ａとストランド３の結合に用いる回転結合治具７ｂの各部品を示す図である。図７は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図を示す図である。図７の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢｃに示す部分を拡大したものの断面図、図７の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｄに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００４０】
第３の実施の形態では、図１に示す籠体１を組み立てる際に、上下端の帯鉄筋５の位置において、ストランド３の内側に補強リング４５を設置する。図６に示すように、上下端の帯鉄筋５ａとストランド３の交差部には、回転結合治具７ｂが設置される。
【００４１】
図６に示すように、回転結合治具７ｂは、回転結合治具７ａ（図２）の構成部品に、さらに、ネジスタッド４１、ワッシャ４３、補強リング４５、ナット４６、ナット４７等を追加して構成される。
【００４２】
回転結合治具７ｂのネジスタッド４１は、図７に示すように、溶接部４２において、スリーブ９の外側面に固定される。ネジスタッド４１は、ネジスタッド１５と回転軸が一致するように配置される。
【００４３】
ネジスタッド４１の溶接部４２の周囲には、ワッシャ４３が配置される。ネジスタッド４１のネジ部４４は、補強リング４５に挿通される。ワッシャ４３はネジスタッド４１と補強リング４５の回転を円滑にする。ナット４７およびナット４６は、お互いを締付けるように螺合することでネジスタッド４１に固定され、ネジスタッド４１が補強リング４５から抜け出すのを防ぐ。
【００４４】
補強リング４５は、図６に示すように、複数の円弧状の平板４８、平板状の連結材４９、頭付きボルト５１、ナット５３からなる。補強リング４５は、平板４８の端部を突き合せた状態で、連結材４９に挟まれる。平板４８と連結材４９とは、ボルト５１およびナット５３により一体化される。
【００４５】
回転結合治具７ｂを用いてストランド３と帯鉄筋５ａとを結合するには、例えば、スリーブ９にネジスタッド１５、ネジスタッド４１を固定した状態で、スリーブ９の内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、アングル１１の辺１１ａに、帯鉄筋５ａを溶接しておく。
【００４６】
その後、ネジスタッド１５に、ワッシャ１３、帯鉄筋５ａを溶接したアングル材１１を挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。前後して、ネジスタッド４１に、ワッシャ４３、平板４８を挿通し、ネジ部４４にナット４７、ナット４６を捩じ込む。さらに、平板４８端部に連結材４９を配置し、平板４８と連結材４９に頭付きボルト５１を挿入し、頭付きボルト５１にナット５３を捩じ込んで複数の平板４８を一体化し、円形の補強リング４５とする。
【００４７】
図７に示す回転結合治具７ｂでは、アングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９が回転する。また、補強リング４５に対して、ネジスタッド４１が固定されたスリーブ９が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００４８】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂｃに示すストランド３と帯鉄筋５ａとの交差点は図７の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図７の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５ａとストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００４９】
縮小される途中の状態にある籠体１のストランド３には、曲げと捩じれが生じており、これを帯鉄筋５とストランド３の交差部に設置される回転結合治具７が拘束している。回転結合治具７に作用する荷重は、籠体１の位置によって異なり、籠体１の端部位置、すなわち、最上下段の帯鉄筋５ａ位置の回転結合治具７ｂにおいて最も大きい。回転結合治具７ｂでは、補強リング４５を用いることにより、強度に余裕をもたせることができる。
【００５０】
このように、第３の実施の形態によれば、籠体１の上下端部において、第１の実施の形態の回転結合治具７ａに補強リング４５等を追加した回転結合治具７ｂを用いる。これにより、回転結合治具７ｂは、帯鉄筋５ａとストランド３の交差部に作用する荷重に対し、十分耐えられるものとなる。追加された補強リング４５等は、籠体１が完全に伸展した状態では不要であるので、必要に応じて回収・再利用が可能である。
【００５１】
なお、補強リングは、図６に示すような、複数の平板４８を円形に一体化したものに限らない。補強リングは、例えば、帯鉄筋５と同様の組立リング鉄筋としてもよい。補強リングの設置位置は、籠体１の上下端のみに限らない。第３の実施の形態では、回転結合治具７ａと補強リング４５を組み合わせた回転結合治具７ｂについて説明したが、例えば、強度が高く溶接性に劣る帯鉄筋５を用いる場合には、ストランド３と帯鉄筋５との交差点に何も設けずに、あるいは、交差点を紐状のもので結合し、ストランド３に固定したスリーブ９に補強リング４５を設置してもよい。
【００５２】
次に、第４の実施の形態について説明する。図８は、ストランド３に回転結合治具５５の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを設置する各工程を示す図である。図８の（ａ）図は、ストランド３に設置する前の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂの斜視図、図８の（ｂ）図は、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂをストランド３に設置した状態の斜視図である。
【００５３】
図９は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図９の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図９の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００５４】
図９に示すように、回転結合治具５５は、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂ、アングル材１１、ワッシャ１３、ネジスタッド１５、ナット１６、ナット１７等からなる。回転結合治具５５は、図２および図３に示す回転結合治具７において、スリーブ９の代わりに、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂからなる筒体を用いたものである。
【００５５】
図８の（ａ）図に示すように、半割方式治具５７ａの本体６１ａ、半割方式治具５７ｂの本体６１ｂは、いずれも、断面がコの字型の半筒体で、筒軸方向の２辺が斜辺となっている。半割方式治具５７ａの本体６１ａは、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝５９ａを有する。半割方式治具５７ｂの本体６１ｂは、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝５９ｂを有する。
【００５６】
図８の（ｂ）図に示すように、半割方式治具５７ａと半割方式治具５７ｂとの間には、ストランド３が挟まれる。半割方式治具５７ａの外側面には、ネジスタッド１５が、その一端の溶接部２３において固定される。
【００５７】
回転結合治具５５を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、図８の（ａ）図に示すように、半割方式治具５７ａの本体６１ａ内にストランド３を配置した後、半割方式治具５７ａの外向き溝５９ａの延長上に、半割方式治具５７ｂの内向き溝５９ｂを配置する。そして、外向き溝５９ａと内向き溝５９ｂとを嵌め合わせつつ、半割方式治具５７ｂを図８の（ａ）図の矢印Ｇに示す方向に移動させて、図８の（ｂ）図に示すように、半割方式治具５７ａと半割方式治具５７ｂとを筒状に一体化する。
【００５８】
半割方式治具５７ａおよび半割方式治具５７ｂとストランド３との間には、必要に応じて樹脂等を充填する。また、適切な時期に、図９に示すように、ネジスタッド１５をワッシャ１３、帯鉄筋５が溶接されたアングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。
【００５９】
回転結合治具５５では、帯鉄筋５が固定されたアングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定された半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂが回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００６０】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図９の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図９の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００６１】
このように、第４の実施の形態では、半筒体の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを、ストランド３を挟んで一体化させる。第１の実施の形態に示すような筒状のスリーブ９（図２）を用いる場合は、製造ラインでストランド３の端部に圧着スリーブ等を加工する前に必要な数のスリーブ９をストランド３に取り付ける必要があるが、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂは取り付け時期を選ばない。半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂは、通常の製造ラインでストランド３の端部に圧着スリーブ等を加工した後にストランド３に取り付けることができる。
【００６２】
また、通常、ストランド３の端部は、素線がほどけないようにバンドなどで結束されており、径が大きくなっている。そのため、スリーブ９にストランド３を挿通させる方法では、スリーブ９の内径をストランド３の端部を挿通させることができる大きさとする必要がある。しかし、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを用いることにより、本体６１ａ、本体６１ｂの大きさをストランド３の外接直径に合わせて設定することができる。
【００６３】
回転結合治具５５では、本体６１ａ、本体６１ｂの大きさをストランド３の外接直径に合わせて設定するため、ストランド３との固定に使用する樹脂の量を、スリーブ９を用いる場合と比較して、著しく減じることができる。また、ストランド３の中心と、帯鉄筋５に固定されるアングル材１１との距離が小さくなるので、軸方向鋼材であるストランド３と帯鉄筋５の間隔(鋼材間隔)を小さくできる。鋼材間隔が小さいと、帯鉄筋５、回転結合治具５５、ストランド３の配置位置を決定する際に、最外縁鋼材である帯鉄筋５に対するコンクリートのかぶりを十分に確保すると同時にストランド３の配置直径を大きくでき、曲げに対する有効高さが大きく取れるので、断面性能がよいことに繋がる。
【００６４】
なお、回転結合治具５５では、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂの断面形状をコの字型としたが、半割方式治具５７は、一体化して筒状になるような形状であればよい。
【００６５】
第１から第４の実施の形態で述べた各回転結合治具は、組み合わせて用いることができる。例えば、籠体１の縮小率が帯鉄筋５の高さ寸法で決まらない部分（杭下端付近で、通常、帯鉄筋５が２００〜３００ｍｍ間隔で配置される範囲）については、第１の実施の形態の回転結合治具７ａを用い、縮小率が帯鉄筋５を固定する部材の高さ寸法で決まってしまう部分（杭頭付近で、通常、帯鉄筋５が１２５〜１５０ｍｍ間隔で配置される範囲）については、第２の実施の形態の回転結合治具２５を用い、帯鉄筋５が最も密に配置される杭頭部直近（杭頭部から杭径の２倍程度の範囲）については、治具を用いないか紐状のもので結束し、最上下段の帯鉄筋５には第３の実施の形態の回転結合治具７ｂを用いることなどが考えられる。第１の実施の形態の回転結合治具７ａ、第２の実施の形態の回転結合治具２５、第３の実施の形態の回転結合治具７ｂのスリーブ９の代わりに第４の実施の形態で述べたような半割方式治具を用いてもよい。
【００６６】
上述したように、帯鉄筋５の位置に応じて回転結合治具を使い分けることで、ストランド３を縮小・伸展するときに、治具に作用する荷重に対して十分な強度を有し、籠体１の製造が容易で、コストの安い籠体１を提供することができる。
【００６７】
籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５の全ての交差点に、第１から第４の実施の形態で述べたような回転結合治具を設置する必要はない。例えば、途中段の交差点を紐状のもので結束してもよいし、交差点に何も治具を設けなくてもよい。
【００６８】
ストランド３と帯鉄筋５の交差点に治具を設けない場合は、籠体１を伸展する作業を行いながら、通常の結束点線などにより帯鉄筋５とストランド３とを結束することが可能である。この場合、籠体１を建てこみながら組み立てる必要があるが、籠体全体の治具個数を減らすことができ、治具のコストが安くなるという利点がある。
【００６９】
第１の実施の形態で述べたように、籠体１は、伸展させつつ掘削孔内に設置されるが、ストランド３と帯鉄筋５の交差点に治具を設けない場合は、その際、帯鉄筋５を所定の間隔で紐に取り付け、すだれ状としておいて、ストランド３を伸展した後、自重によりすだれを伸ばして所定の間隔に配置し、ストランド３と帯鉄筋５とを結束してもよい。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる結合治具および籠体の好適な実施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技術的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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】籠体１の立面図
【図２】ストランド３と帯鉄筋５の結合に用いる回転結合治具７（７ａ）の斜視図
【図３】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図４】帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５の図
【図５】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図６】帯鉄筋５ａとストランド３の結合に用いる回転結合治具７ｂの各部品を示す図
【図７】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図８】ストランド３に回転結合治具５５の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを設置する各工程を示す図
【図９】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【符号の説明】
【００７２】
１………籠体
３………ストランド
５、５ａ………帯鉄筋
７、７ａ、７ｂ、２５、５５………回転結合治具
９………スリーブ
１１………アングル材
１５、４１………ネジスタッド
１６、１７、４６、４７、５３………ナット
１９………樹脂
２１、４４………ネジ部
２７………プレス材
２８………凹型部
２９………頭部
３１………スタッド
３２………底部
３７………外れ止め
３９………鍵穴
３９ａ、３９ｂ………穴
４５………補強リング
５７ａ、５７ｂ………半割方式治具
５９ａ………外向き溝
５９ｂ………内向き溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合治具および籠体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭等を建設しようとする場所の上方の空間に制限がある場合には、（１）軸方向の鋼材に使用するストランドをドラムに巻きつけておき、ストランドを掘削孔に建て込みつつ帯筋を設置して籠体を組み立てる方法（例えば、特許文献１）や、（２）軸方向の鋼材にストランドを用いた籠体を、掘削孔の入り口付近で曲げつつ掘削孔内に降下させる方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３６２９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２９３６６８号公報
【０００４】
また、（３）結束治具を用いて、軸筋であるストランドと帯筋とを交差角が変化可能なように結束して籠体を形成し、ストランドを円弧状に曲げて長さを縮めた状態の籠体を、ストランドを直線状に戻しつつ掘削孔に設置する方法が提案されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）の方法では、孔の直上にストランドの本数と同じ数量のドラムを含む設置用機材を配置する必要があるため、広い作業領域が必要となるうえ、頻繁に継手を入れるため作業効率が良くない。（２）の方法では、組み立てた鉄筋籠を限られた空頭内で曲げるのが困難である。
【０００６】
（３）の方法は、（１）、（２）の問題点を解決するものであるが、その結合治具は、ストランドと帯鉄筋をそれぞれ断面が円形の部材で保持し、結合するものであった。結合治具の寸法や構造は，完成した杭の曲げモーメントやせん断力に対する耐荷性能、籠体を製造する過程における作業の容易さ、籠体の縮小率などにおいて極めて重要な役割を担っており、改良が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ストランドへの治具取り付け、帯鉄筋への治具取り付け、籠体の組立などの各工程における作業性が良く、経済的で、籠体の長さを十分に縮小できる結合治具および籠体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための第１の発明は、軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたアングル材と、端部が前記筒状部材に固定され、前記アングル材を貫通する棒材と、前記アングル材が前記棒材から抜けることを防ぐために前記棒材に設置される部材と、からなり、前記アングル材に対して前記筒状部材が回転することを特徴とする結合治具である。
【０００９】
筒状部材は、例えば鋼管とする。この場合、ストランドを鋼管の内部に通し、ストランドと鋼管との間に樹脂等の接着剤を充填する。筒状部材は、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝を有する第１の半筒体と、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝を有する第２の半筒体とからなるものとしてもよい。この場合、ストランドを第１の半筒体内に配置し、第１の半筒体の外向き溝と第２の半筒体の内向き溝とを嵌め合わせて、第１の半筒体と第２の半筒体とをストランドを挟んで一体化させる。
【００１０】
棒材は、ボルト、ネジスタッド等とする。アングル材を、筒状部材に固定されたボルト、ネジスタッド等に挿通することにより、アングル材に対する筒状部材の回転が可能となる。また、アングル材がボルト、ネジスタッド等から抜けることを防ぐために、ナットがボルト、ネジスタッド等に固定される。
【００１１】
第２の発明は、軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、凹型に成形され、前記凹型の底部に穴を有し、前記凹型の上端部が前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたプレス材と、一端に設けられた拡径部が前記穴を介して前記凹型の内部に配置され、他端が前記筒状部材に固定された棒材と、を具備し、前記プレス材に対して前記筒状部材が回転することを具備することを特徴とする結合治具である。
【００１２】
プレス材に設けられる穴は、径が棒材の拡径部の径より大きい第１の穴と、径が棒材の拡径部の径より小さく棒材の通常部の径より大きい第２の穴とを連続して配置したものとするのが望ましい。棒材の拡径部は、第１の穴に通してプレス材の凹型の内部に配置される。そして、棒材を第２の穴の方向に移動させた後、第１の穴が塞がれる。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明の結合治具を用いて、ストランドと帯筋とが結合されたことを特徴とする籠体である。帯筋の内側には、必要に応じて補強リングが設置される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ストランドへの治具取り付け、帯鉄筋への治具取り付け、籠体の組立などの各工程における作業性が良く、経済的で、籠体の長さを十分に縮小できる結合治具および籠体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、籠体１の立面図である。図１の（ａ）図は、通常の状態の籠体１の立面図、図１の（ｂ）図は、長さを縮めた状態の籠体１の立面図を示す。図１に示すように、籠体１は、軸筋であるストランド３、複数のストランド３を囲むように配置された帯筋５等からなる。
【００１６】
ストランド３は、帯筋５の直径と同程度以上に曲げても強度等に問題が生じないような、可撓性を有する材料とする。ストランド３には、例えば、ＰＣ鋼より線、ワイヤロープの他、炭素繊維、グラスファイバー、アラミド繊維等の繊維をより合わせたもの等が用いられる。帯筋５は、鉄筋等とする。
【００１７】
図２は、ストランド３と帯鉄筋５の結合に用いる回転結合治具７（７ａ）の斜視図である。図３は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図３の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図３の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００１８】
図２、図３に示すように、回転結合治具７は、スリーブ９、アングル材１１、ワッシャ１３、ネジスタッド１５、ナット１６、ナット１７等からなる。スリーブ９は、ストランド３を保持する筒状部材である。スリーブ９の内部にはストランド３が通され、スリーブ９とストランド３との間には、接着剤として樹脂１９等が充填される。ネジスタッド１５は、その一端の溶接部２３において、スリーブ９の外側面に固定される。
【００１９】
アングル材１１は、辺１１ａと辺１１ｂとからなる。アングル材１１の辺１１ａの外側面１２ａは、フレア溶接等によって帯鉄筋５に固定される。帯鉄筋５は、通常、１本の鉄筋を円弧状に加工し、両端を重ね合せた部分をフレア溶接して１本の環状としている。この溶接は、適切な管理のもとに行えれば、帯鉄筋５としての強度などの所要性能を確保することができる。アングル材１１を帯鉄筋５に固定する際にも、適切な方法と管理によって直接溶接することにより、十分な強度が得られる。
【００２０】
ネジスタッド１５の溶接部２３の周囲には、ワッシャ１３が配置される。ネジスタッド１５のネジ部２１は、アングル材１１の辺１１ｂに挿通される。ワッシャ１３はネジスタッド１５とアングル材１１の回転を円滑にする。ナット１６およびナット１７は、お互いを締付けるように螺合することでネジスタッド１５に固定され、ネジスタッド１５がアングル材１１から抜け出すのを防ぐ。
【００２１】
回転結合治具７を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９の内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、アングル１１の辺１１ａに帯鉄筋５を溶接しておく。そして、ネジスタッド１５をワッシャ１３、アングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。
【００２２】
回転結合治具７を用いて籠体１を組み立てる際には、アングル材１１の辺１１ｂが同心円上に配置されるようにすれば、ストランド３が真円上に配置される。そのため、辺１１ａに溶接される帯鉄筋５の真円誤差による位置の多少不ぞろいは問題とならない。
【００２３】
回転結合治具７では、図２の矢印Ｃに示すように、アングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００２４】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図３の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図３の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００２５】
籠体１は、図１の（ｂ）図に示すように縮小された状態から、図１の（ａ）図に示すように伸展させつつ、地盤に掘削された孔内に設置される。籠体１を伸展させる際には、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化して、ストランド３が直線状になると同時に、帯筋５の配筋間隔が徐々に大きくなる。
【００２６】
このように、第１の実施の形態の回転結合治具７を用いれば、帯鉄筋５へのアングル材１１の取り付けと、ストランド３へのスリーブ９の取り付けを別工程で行え、分業が可能であるので、製造効率が良い。アングル材１１に帯鉄筋５を直接溶接するため、従来の治具と比較して、部品数が少なく、コストが安くなる。また、帯鉄筋５の加工精度を必要以上に厳しくする必要がなく、真円に対して誤差をもっている場合にも、精度のよい籠体１を容易に製造することができる。
【００２７】
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５の図である。図４の（ａ）図は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５を円形の帯鉄筋５の上下方向から見た図、図４の（ｂ）図は、帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５を円形の帯鉄筋５の内側方向から見た図を示す。
【００２８】
第２の実施の形態では、図１に示す籠体１を組み立てる際に、図２、図３に示す回転結合治具７のかわりに、回転結合治具２５を用いる。図５は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図５の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図５の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００２９】
図４、図５に示すように、回転結合治具２５は、スリーブ９、プレス材２７、スタッド３１、外れ止め３７等からなる。図５に示すように、スリーブ９は、ストランド３を保持する筒状部材である。スリーブ９の内部にはストランド３が通され、スリーブ９とストランド３との間には、接着剤として樹脂１９等が充填される。
【００３０】
図４の（ａ）図に示すように、スタッド３１は、本体３５と、本体３５の片端の溶接部３３と、本体３５の他端に設けられた拡径部である頭部２９とからなる。スタッド３１は、その一端の溶接部３３において、スリーブ９の外側面に固定される。また、外れ止め３７は、板状材の２辺を、それぞれＬ字型とコの字型に曲げて形成したものである。
【００３１】
図４の（ａ）図に示すように、プレス材２７は、凹型部２８の凹型の上端に溶接部３０を設けて成形され、溶接部３０が帯鉄筋５に固定される。プレス材２７を帯鉄筋５に固定する際にも、第１の実施の形態でのアングル材１１の帯鉄筋５への固定と同様に、適切な方法と管理によって直接溶接することにより、帯鉄筋５としての十分な強度が得られる。
【００３２】
図４の（ｂ）図に示すように、プレス材２７の凹型部２８の底部３２には、鍵穴３９が設けられる。鍵穴３９は、径がスタッド３１の頭部２９の径より大きい穴３９ａと、径がスタッド３１の頭部２９の径より小さく本体３５の径より大きい穴３９ｂとを連続して配置したものである。
【００３３】
図４、図５に示すように、スタッド３１の頭部２９は、プレス材２７の凹型部２８の内部に配置される。スタッド３１の本体３５は、穴３９ｂ内に配置される。なお、図５に示すように、回転結合治具２５の供用中には、図４の（ｂ）図に示すように、外れ止め３７をプレス材２７に嵌め込むことによって穴３９ａが塞がれる。外れ止め３７は、スタッド３１の頭部３９が鍵穴３９から抜けるのを防ぐ。
【００３４】
回転結合治具２５を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、スリーブ９の外側面にスタッド３１を固定し、内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、プレス材２７を帯鉄筋５に固定しておく。そして、プレス材２７の鍵穴３９の穴３９ａにスタッド３１の頭部２９を挿入し、スタッド３１を図４の（ａ）図の矢印Ｅに示す方向に移動させて本体３１を穴３９ｂ内に配置した後、図４の（ｂ）図に示すように外れ止め３７をプレス材２７に嵌め込んで穴３９ａを塞ぐ。
【００３５】
回転結合治具２５では、図４の（ｂ）図の矢印Ｆに示すように、プレス材２７に対して、スリーブ９に固定されたスタッド３１が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００３６】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図５の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図５の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００３７】
このように、第２の実施の形態の回転結合治具２５を用いれば、帯鉄筋５へのプレス材２７の取り付けと、ストランド３へのスリーブ９の取り付けを別工程で行え、分業が可能であるので、製造効率が良い。また、籠体１の組立は極めて簡単で、工場、工事現場の作業ヤードのいずれにおいても可能である。さらに、帯鉄筋５を含めた回転結合治具２５の高さ寸法が小さいので、籠体１の縮小率が回転結合治具２５を含む帯鉄筋５で決まってしまう場合には、第１の実施の形態よりも縮小率を向上することができる。
【００３８】
なお、プレス材２７を帯鉄筋５に固定する方法は、溶接でなくてもよい。また、鍵穴３９のうち穴３９ａを塞ぐ部材は、外れ止め３７に限らず、樹脂製のリベット等を穴３９ａに取り付けてもよい。頭部２９を有するスタッド３１は、ナットとボルトを一体化したものでも代用できる。さらに、帯鉄筋５の軸直角方向に穴３９ａと穴３９ｂを配置して鍵穴３９を形成し、籠体１の組立時にスタッド３１を軸直角方向にスライドさせて穴３９ａを塞いでもよい。但し、図４、図５に示すように、ストランド３の可撓性を利用して、スタッド３１を帯鉄筋５の軸方向にスライドさせる方が望ましい。
【００３９】
次に、第３の実施の形態について説明する。図６は、帯鉄筋５ａとストランド３の結合に用いる回転結合治具７ｂの各部品を示す図である。図７は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図を示す図である。図７の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢｃに示す部分を拡大したものの断面図、図７の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｄに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００４０】
第３の実施の形態では、図１に示す籠体１を組み立てる際に、上下端の帯鉄筋５の位置において、ストランド３の内側に補強リング４５を設置する。図６に示すように、上下端の帯鉄筋５ａとストランド３の交差部には、回転結合治具７ｂが設置される。
【００４１】
図６に示すように、回転結合治具７ｂは、回転結合治具７ａ（図２）の構成部品に、さらに、ネジスタッド４１、ワッシャ４３、補強リング４５、ナット４６、ナット４７等を追加して構成される。
【００４２】
回転結合治具７ｂのネジスタッド４１は、図７に示すように、溶接部４２において、スリーブ９の外側面に固定される。ネジスタッド４１は、ネジスタッド１５と回転軸が一致するように配置される。
【００４３】
ネジスタッド４１の溶接部４２の周囲には、ワッシャ４３が配置される。ネジスタッド４１のネジ部４４は、補強リング４５に挿通される。ワッシャ４３はネジスタッド４１と補強リング４５の回転を円滑にする。ナット４７およびナット４６は、お互いを締付けるように螺合することでネジスタッド４１に固定され、ネジスタッド４１が補強リング４５から抜け出すのを防ぐ。
【００４４】
補強リング４５は、図６に示すように、複数の円弧状の平板４８、平板状の連結材４９、頭付きボルト５１、ナット５３からなる。補強リング４５は、平板４８の端部を突き合せた状態で、連結材４９に挟まれる。平板４８と連結材４９とは、ボルト５１およびナット５３により一体化される。
【００４５】
回転結合治具７ｂを用いてストランド３と帯鉄筋５ａとを結合するには、例えば、スリーブ９にネジスタッド１５、ネジスタッド４１を固定した状態で、スリーブ９の内部にストランド３を通して樹脂１９を充填する。また、アングル１１の辺１１ａに、帯鉄筋５ａを溶接しておく。
【００４６】
その後、ネジスタッド１５に、ワッシャ１３、帯鉄筋５ａを溶接したアングル材１１を挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。前後して、ネジスタッド４１に、ワッシャ４３、平板４８を挿通し、ネジ部４４にナット４７、ナット４６を捩じ込む。さらに、平板４８端部に連結材４９を配置し、平板４８と連結材４９に頭付きボルト５１を挿入し、頭付きボルト５１にナット５３を捩じ込んで複数の平板４８を一体化し、円形の補強リング４５とする。
【００４７】
図７に示す回転結合治具７ｂでは、アングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定されたスリーブ９が回転する。また、補強リング４５に対して、ネジスタッド４１が固定されたスリーブ９が回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００４８】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂｃに示すストランド３と帯鉄筋５ａとの交差点は図７の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図７の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５ａとストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００４９】
縮小される途中の状態にある籠体１のストランド３には、曲げと捩じれが生じており、これを帯鉄筋５とストランド３の交差部に設置される回転結合治具７が拘束している。回転結合治具７に作用する荷重は、籠体１の位置によって異なり、籠体１の端部位置、すなわち、最上下段の帯鉄筋５ａ位置の回転結合治具７ｂにおいて最も大きい。回転結合治具７ｂでは、補強リング４５を用いることにより、強度に余裕をもたせることができる。
【００５０】
このように、第３の実施の形態によれば、籠体１の上下端部において、第１の実施の形態の回転結合治具７ａに補強リング４５等を追加した回転結合治具７ｂを用いる。これにより、回転結合治具７ｂは、帯鉄筋５ａとストランド３の交差部に作用する荷重に対し、十分耐えられるものとなる。追加された補強リング４５等は、籠体１が完全に伸展した状態では不要であるので、必要に応じて回収・再利用が可能である。
【００５１】
なお、補強リングは、図６に示すような、複数の平板４８を円形に一体化したものに限らない。補強リングは、例えば、帯鉄筋５と同様の組立リング鉄筋としてもよい。補強リングの設置位置は、籠体１の上下端のみに限らない。第３の実施の形態では、回転結合治具７ａと補強リング４５を組み合わせた回転結合治具７ｂについて説明したが、例えば、強度が高く溶接性に劣る帯鉄筋５を用いる場合には、ストランド３と帯鉄筋５との交差点に何も設けずに、あるいは、交差点を紐状のもので結合し、ストランド３に固定したスリーブ９に補強リング４５を設置してもよい。
【００５２】
次に、第４の実施の形態について説明する。図８は、ストランド３に回転結合治具５５の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを設置する各工程を示す図である。図８の（ａ）図は、ストランド３に設置する前の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂの斜視図、図８の（ｂ）図は、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂをストランド３に設置した状態の斜視図である。
【００５３】
図９は、ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図である。図９の（ａ）図は、図１の（ａ）図のＢａに示す部分を拡大したものの断面図、図９の（ｂ）図は、図１の（ｂ）図のＢｂに示す部分を拡大したものの断面図である。
【００５４】
図９に示すように、回転結合治具５５は、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂ、アングル材１１、ワッシャ１３、ネジスタッド１５、ナット１６、ナット１７等からなる。回転結合治具５５は、図２および図３に示す回転結合治具７において、スリーブ９の代わりに、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂからなる筒体を用いたものである。
【００５５】
図８の（ａ）図に示すように、半割方式治具５７ａの本体６１ａ、半割方式治具５７ｂの本体６１ｂは、いずれも、断面がコの字型の半筒体で、筒軸方向の２辺が斜辺となっている。半割方式治具５７ａの本体６１ａは、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝５９ａを有する。半割方式治具５７ｂの本体６１ｂは、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝５９ｂを有する。
【００５６】
図８の（ｂ）図に示すように、半割方式治具５７ａと半割方式治具５７ｂとの間には、ストランド３が挟まれる。半割方式治具５７ａの外側面には、ネジスタッド１５が、その一端の溶接部２３において固定される。
【００５７】
回転結合治具５５を用いてストランド３と帯鉄筋５とを結合するには、例えば、図８の（ａ）図に示すように、半割方式治具５７ａの本体６１ａ内にストランド３を配置した後、半割方式治具５７ａの外向き溝５９ａの延長上に、半割方式治具５７ｂの内向き溝５９ｂを配置する。そして、外向き溝５９ａと内向き溝５９ｂとを嵌め合わせつつ、半割方式治具５７ｂを図８の（ａ）図の矢印Ｇに示す方向に移動させて、図８の（ｂ）図に示すように、半割方式治具５７ａと半割方式治具５７ｂとを筒状に一体化する。
【００５８】
半割方式治具５７ａおよび半割方式治具５７ｂとストランド３との間には、必要に応じて樹脂等を充填する。また、適切な時期に、図９に示すように、ネジスタッド１５をワッシャ１３、帯鉄筋５が溶接されたアングル材１１に挿通し、ネジ部２１にナット１６、ナット１７を捩じ込む。
【００５９】
回転結合治具５５では、帯鉄筋５が固定されたアングル材１１に対して、ネジスタッド１５が固定された半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂが回転する。これにより、籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５との交差角を変化させることができる。
【００６０】
籠体１が図１の（ａ）図に示す状態のとき、Ｂａに示すストランド３と帯鉄筋５との交差点は図９の（ａ）図に示す状態であるが、図１の（ａ）図の矢印Ａに示す方向にストランド３を曲げると、図９の（ｂ）図に示すように、帯鉄筋５とストランド３との交差角が変化し、ストランド３が螺旋状になると同時に帯筋５の配筋間隔が徐々に縮まり、図１の（ｂ）図に示すように籠体１の長さが短くなる。
【００６１】
このように、第４の実施の形態では、半筒体の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを、ストランド３を挟んで一体化させる。第１の実施の形態に示すような筒状のスリーブ９（図２）を用いる場合は、製造ラインでストランド３の端部に圧着スリーブ等を加工する前に必要な数のスリーブ９をストランド３に取り付ける必要があるが、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂは取り付け時期を選ばない。半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂは、通常の製造ラインでストランド３の端部に圧着スリーブ等を加工した後にストランド３に取り付けることができる。
【００６２】
また、通常、ストランド３の端部は、素線がほどけないようにバンドなどで結束されており、径が大きくなっている。そのため、スリーブ９にストランド３を挿通させる方法では、スリーブ９の内径をストランド３の端部を挿通させることができる大きさとする必要がある。しかし、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを用いることにより、本体６１ａ、本体６１ｂの大きさをストランド３の外接直径に合わせて設定することができる。
【００６３】
回転結合治具５５では、本体６１ａ、本体６１ｂの大きさをストランド３の外接直径に合わせて設定するため、ストランド３との固定に使用する樹脂の量を、スリーブ９を用いる場合と比較して、著しく減じることができる。また、ストランド３の中心と、帯鉄筋５に固定されるアングル材１１との距離が小さくなるので、軸方向鋼材であるストランド３と帯鉄筋５の間隔(鋼材間隔)を小さくできる。鋼材間隔が小さいと、帯鉄筋５、回転結合治具５５、ストランド３の配置位置を決定する際に、最外縁鋼材である帯鉄筋５に対するコンクリートのかぶりを十分に確保すると同時にストランド３の配置直径を大きくでき、曲げに対する有効高さが大きく取れるので、断面性能がよいことに繋がる。
【００６４】
なお、回転結合治具５５では、半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂの断面形状をコの字型としたが、半割方式治具５７は、一体化して筒状になるような形状であればよい。
【００６５】
第１から第４の実施の形態で述べた各回転結合治具は、組み合わせて用いることができる。例えば、籠体１の縮小率が帯鉄筋５の高さ寸法で決まらない部分（杭下端付近で、通常、帯鉄筋５が２００〜３００ｍｍ間隔で配置される範囲）については、第１の実施の形態の回転結合治具７ａを用い、縮小率が帯鉄筋５を固定する部材の高さ寸法で決まってしまう部分（杭頭付近で、通常、帯鉄筋５が１２５〜１５０ｍｍ間隔で配置される範囲）については、第２の実施の形態の回転結合治具２５を用い、帯鉄筋５が最も密に配置される杭頭部直近（杭頭部から杭径の２倍程度の範囲）については、治具を用いないか紐状のもので結束し、最上下段の帯鉄筋５には第３の実施の形態の回転結合治具７ｂを用いることなどが考えられる。第１の実施の形態の回転結合治具７ａ、第２の実施の形態の回転結合治具２５、第３の実施の形態の回転結合治具７ｂのスリーブ９の代わりに第４の実施の形態で述べたような半割方式治具を用いてもよい。
【００６６】
上述したように、帯鉄筋５の位置に応じて回転結合治具を使い分けることで、ストランド３を縮小・伸展するときに、治具に作用する荷重に対して十分な強度を有し、籠体１の製造が容易で、コストの安い籠体１を提供することができる。
【００６７】
籠体１では、ストランド３と帯鉄筋５の全ての交差点に、第１から第４の実施の形態で述べたような回転結合治具を設置する必要はない。例えば、途中段の交差点を紐状のもので結束してもよいし、交差点に何も治具を設けなくてもよい。
【００６８】
ストランド３と帯鉄筋５の交差点に治具を設けない場合は、籠体１を伸展する作業を行いながら、通常の結束点線などにより帯鉄筋５とストランド３とを結束することが可能である。この場合、籠体１を建てこみながら組み立てる必要があるが、籠体全体の治具個数を減らすことができ、治具のコストが安くなるという利点がある。
【００６９】
第１の実施の形態で述べたように、籠体１は、伸展させつつ掘削孔内に設置されるが、ストランド３と帯鉄筋５の交差点に治具を設けない場合は、その際、帯鉄筋５を所定の間隔で紐に取り付け、すだれ状としておいて、ストランド３を伸展した後、自重によりすだれを伸ばして所定の間隔に配置し、ストランド３と帯鉄筋５とを結束してもよい。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる結合治具および籠体の好適な実施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技術的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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】籠体１の立面図
【図２】ストランド３と帯鉄筋５の結合に用いる回転結合治具７（７ａ）の斜視図
【図３】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図４】帯鉄筋５に取り付けた回転結合治具２５の図
【図５】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図６】帯鉄筋５ａとストランド３の結合に用いる回転結合治具７ｂの各部品を示す図
【図７】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【図８】ストランド３に回転結合治具５５の半割方式治具５７ａ、半割方式治具５７ｂを設置する各工程を示す図
【図９】ストランド３と帯鉄筋５との結合部の断面図
【符号の説明】
【００７２】
１………籠体
３………ストランド
５、５ａ………帯鉄筋
７、７ａ、７ｂ、２５、５５………回転結合治具
９………スリーブ
１１………アングル材
１５、４１………ネジスタッド
１６、１７、４６、４７、５３………ナット
１９………樹脂
２１、４４………ネジ部
２７………プレス材
２８………凹型部
２９………頭部
３１………スタッド
３２………底部
３７………外れ止め
３９………鍵穴
３９ａ、３９ｂ………穴
４５………補強リング
５７ａ、５７ｂ………半割方式治具
５９ａ………外向き溝
５９ｂ………内向き溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、
前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたアングル材と、
端部が前記筒状部材に固定され、前記アングル材を貫通する棒材と、
前記アングル材が前記棒材から抜けることを防ぐために前記棒材に設置される部材と、
からなり、
前記アングル材に対して前記筒状部材が回転することを特徴とする結合治具。
【請求項２】
前記筒状部材が鋼管であり、前記ストランドを前記鋼管の内部に通し、前記ストランドと前記鋼管との間に接着剤を充填することを特徴とする請求項１記載の結合治具。
【請求項３】
前記筒状部材が、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝を有する第１の半筒体と、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝を有する第２の半筒体とからなり、
前記ストランドを前記第１の半筒体内に配置し、前記外向き溝と前記内向き溝とを嵌め合わせて、前記第１の半筒体と前記第２の半筒体とを一体化することを特徴とする請求項１記載の結合治具。
【請求項４】
軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、
凹型に成形され、前記凹型の底部に穴を有し、前記凹型の上端部が前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたプレス材と、
一端に設けられた拡径部が前記穴を介して前記凹型の内部に配置され、他端が前記筒状部材に固定された棒材と、
を具備し、
前記プレス材に対して前記筒状部材が回転することを具備することを特徴とする結合治具。
【請求項５】
前記穴が、径が前記拡径部の径より大きい第１の穴と、径が前記拡径部の径より小さく前記棒材の通常部の径より大きい第２の穴とを連続して配置したものであり、
前記拡径部を前記第１の穴に通して前記凹型の内部に配置した後、前記棒材を前記第２の穴の方向に移動させ、前記第１の穴を塞ぐことを特徴とする請求項４記載の結合治具。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された結合治具を用いて、ストランドと帯筋とが結合されたことを特徴とする籠体。
【請求項７】
前記帯筋の内側に、補強リングが設置されたことを特徴とする請求項６記載の籠体。
【請求項１】
軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、
前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたアングル材と、
端部が前記筒状部材に固定され、前記アングル材を貫通する棒材と、
前記アングル材が前記棒材から抜けることを防ぐために前記棒材に設置される部材と、
からなり、
前記アングル材に対して前記筒状部材が回転することを特徴とする結合治具。
【請求項２】
前記筒状部材が鋼管であり、前記ストランドを前記鋼管の内部に通し、前記ストランドと前記鋼管との間に接着剤を充填することを特徴とする請求項１記載の結合治具。
【請求項３】
前記筒状部材が、筒軸方向の２辺を外側に曲げて形成した外向き溝を有する第１の半筒体と、筒軸方向の２辺を内側に曲げて形成した内向き溝を有する第２の半筒体とからなり、
前記ストランドを前記第１の半筒体内に配置し、前記外向き溝と前記内向き溝とを嵌め合わせて、前記第１の半筒体と前記第２の半筒体とを一体化することを特徴とする請求項１記載の結合治具。
【請求項４】
軸筋であるストランドを保持する筒状部材と、
凹型に成形され、前記凹型の底部に穴を有し、前記凹型の上端部が前記ストランドの周囲に設けられた帯筋に固定されたプレス材と、
一端に設けられた拡径部が前記穴を介して前記凹型の内部に配置され、他端が前記筒状部材に固定された棒材と、
を具備し、
前記プレス材に対して前記筒状部材が回転することを具備することを特徴とする結合治具。
【請求項５】
前記穴が、径が前記拡径部の径より大きい第１の穴と、径が前記拡径部の径より小さく前記棒材の通常部の径より大きい第２の穴とを連続して配置したものであり、
前記拡径部を前記第１の穴に通して前記凹型の内部に配置した後、前記棒材を前記第２の穴の方向に移動させ、前記第１の穴を塞ぐことを特徴とする請求項４記載の結合治具。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された結合治具を用いて、ストランドと帯筋とが結合されたことを特徴とする籠体。
【請求項７】
前記帯筋の内側に、補強リングが設置されたことを特徴とする請求項６記載の籠体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−８９９６０（Ｐ２００６−８９９６０Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７４４５３（Ｐ２００４−２７４４５３）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９００２９０１２）株式会社エスイー (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（３９００２９０１２）株式会社エスイー (28)
【Ｆターム（参考）】
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