鋼管杭切断装置
【課題】吊り手段が不要で、安価であり、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できる鋼管杭切断装置を提供する。
【解決手段】鋼管杭１１の上端部１２に固定可能な複数の鋼管クランプ１３を介して鋼管杭１１の管端１４の上方位置に実質的に同心に設けられたリング状のガイド材１５と、ガイド材１５に跨がって設けられるスライドレール１６を備え、ガイド材１５を旋回可能な旋回フレーム１７と、スライドレール１６に沿って移動可能な支持フレーム１８と、支持フレーム１８に上部が取付けられ、下部に鋼管杭１１の内面１９に当接する第１の水平ローラ２０を備えた垂直支持部材２１と、垂直支持部材２１に上下調整可能に取付けられた切断用トーチ２２と、支持フレーム１８に一端が固定され他端が旋回フレーム１７に取付けられ、支持フレーム１８を半径方向外側に付勢する第１の弾性部材２３とを有する。
【解決手段】鋼管杭１１の上端部１２に固定可能な複数の鋼管クランプ１３を介して鋼管杭１１の管端１４の上方位置に実質的に同心に設けられたリング状のガイド材１５と、ガイド材１５に跨がって設けられるスライドレール１６を備え、ガイド材１５を旋回可能な旋回フレーム１７と、スライドレール１６に沿って移動可能な支持フレーム１８と、支持フレーム１８に上部が取付けられ、下部に鋼管杭１１の内面１９に当接する第１の水平ローラ２０を備えた垂直支持部材２１と、垂直支持部材２１に上下調整可能に取付けられた切断用トーチ２２と、支持フレーム１８に一端が固定され他端が旋回フレーム１７に取付けられ、支持フレーム１８を半径方向外側に付勢する第１の弾性部材２３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭を打設後で杭間掘削前に、地中にある鋼管杭を切断するために使用する鋼管杭切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来工法では、鋼管杭打設完了後に基礎打ちのため杭間掘削を行う場合には、大型掘削機（例えば０．７ｍ3級バックホー）で掘削を行うが、打設した鋼管杭が支障になり、床付面の仕上げが困難な場合は、床付け仕上げのため、手元作業員を配置している。
また、大規模な構造物築造の場合には、床付け仕上げ用に小型重機を配置し、土砂を掻き集める作業及び床付けを仕上げる作業が必要となるため、作業能率の低下によって通常掘削より施工日数を要し、かつ、危険作業になっている。
一方、小規模構造物の築造では、鋼管杭基礎が採用される場合、掘削時、バックホーのバケットが入らないほどの場所で掘削を行わなければならない場合があり、人力掘削での作業が多くなる。
更に、鋼管杭の切断が掘削完了後になり、鋼管切断には合番のクレーンが必要となり、コスト的に問題があり、また、鋼管杭の切断が長尺の場合、玉掛け等が非常に危険な作業となる。
これらの問題を解決するために、掘削の時点で鋼管杭が無い状態、即ち、鋼管杭が切断されている状態にする、所謂、鋼管杭先行切断工法を行う必要がある。例えば、鋼管杭打設後、杭間掘削前に例えば、地表２ｍ下の位置で鋼管杭を周方向に切断し、鋼管杭を撤去することにより、通常の機械掘削となり、施工能率が向上することにより、工期短縮に繋がり、作業上の危険要素を軽減させることができる。
このような切断装置として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この切断装置は垂直方向に打設された鋼管杭の管内に吊り手段により挿入された懸吊部材を複数個の固定部材を介して内面に圧接させた状態で、懸吊部材内に支承され、エアプラズマ切断用トーチが取付けられた回転部材を、エアプラズマ切断用トーチから所定の間隔をあけて設けられたガイドローラを内面に当接させて回転駆動して、エアプラズマ切断用トーチにより鋼管杭を切断するように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１３３３０号公報（第１図〜第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切断装置では、吊り手段を介して懸吊部材を吊下げておく必要であり、別途吊り手段を、切断する鋼管杭の付近に設置する必要があった。また、エアプラズマ切断用トーチを使用しているので、装置が高価なものとなった。
なお、切断用トーチとして、エアプラズマ切断の他に、安価な方法としてアセチレンガス切断を採用することも考えられるが、アセチレンガス切断では鋼管杭の裏面にある土砂のため、切断が不可能であった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、吊り手段が不要で、安価であり、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できる鋼管杭切断装置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】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る鋼管杭切断装置は、鋼管杭の上端部に固定可能な複数の鋼管クランプを介して前記鋼管杭の管端の上方位置に該鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材と、前記ガイド材に跨がって設けられるスライドレールを備え、前記ガイド材を旋回可能な旋回フレームと、前記スライドレールに沿って移動可能な支持フレームと、前記支持フレームに上部が取付けられ、下部に前記鋼管杭の内面に当接する第１の水平ローラを備え、前記支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材と、前記垂直支持部材に上下調整可能に取付けられた切断用トーチと、前記支持フレームに一端が固定され、他端が前記旋回フレームに取付けられ、前記支持フレームを半径方向外側に付勢する第１の弾性部材とを有する。
【０００７】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記支持フレームは前記スライドレールに取付けられる下部支持フレームと、該下部支持フレームに回動調整可能に取付けられて前記垂直支持部材の上側が固定される上部支持フレームとを有し、しかも該上部支持フレームの上部には前記切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、前記補助支持部材の下部又は前記切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを前記鋼管杭の内面に付勢する第２の弾性部材が前記補助支持部材の上部と前記上部支持フレームとの間に設けられるのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記切断用トーチの燃料にガソリンを使用するのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記鋼管クランプは、前記鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体及び該クランプ本体から半径方向外側に水平に突出したスライドロッドを有するスライドクランプ体と、前記ガイド材の下端に設けられ、前記スライドクランプ体のスライドロッドが挿通するスライド孔が形成されたスライド用ブロックとを備えるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記旋回フレームは、前記ガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及び前記ガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有し、前記ガイド材の周方向に沿って移動可能で前記ガイド材の中心を通り前記スライドレールにより連結された２台の台車を備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜５記載の鋼管杭切断装置は、鋼管杭の上端部に複数の鋼管クランプを介して鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材を旋回可能な旋回フレームに切断用トーチを取付けているので、切断用トーチを保持するための吊り手段が不要であり、しかも、切断用トーチを保持する構成をコンパクトに形成できるため、安価に製作できると共に、鋼管杭に簡単に固定できるため、取付けの作業性が向上する。
また、切断用トーチを、ガイド材に跨がって設けられるスライドレールに沿って移動可能な支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材に上下調整可能に取付け、第１の水平ローラを第１の弾性部材により鋼管杭の内面に付勢するので、旋回フレームを旋回することにより任意の高さ位置で鋼管杭を切断でき、これにより、切断の作業性が向上し、作業時間が短縮できると共に、切断用トーチのトーチヘッドと鋼管杭の内面との距離を一定に維持することができ、この結果、最適な切断性を確保することができる。
【００１２】
請求項２記載の鋼管杭切断装置においては、上部支持フレームが下部支持フレームに回動調整可能に取付けられると共に、上部支持フレームには切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、第２の弾性部材により補助支持部材の下部又は切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを鋼管杭の内面に付勢するので、鋼管杭の肉厚及び材質等に応じて、切断用トーチのトーチヘッドの適切な取付け角度及び鋼管杭の内面までの適切な距離の設定ができ、これにより、最適な鋼管杭の切断ができる。
【００１３】
請求項３記載の鋼管杭切断装置においては、切断用トーチの燃料にガソリンを使用するので、例えば、アセチレンガスに比較して、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できると共に、搬送性及び切断作業性が向上し、コストダウンが図れる。
【００１４】
請求項４記載の鋼管杭切断装置においては、鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体を含むスライドクランプ体のスライドロッドを、ガイド材の下端に設けられスライド用ブロックのスライド孔にスライドすることにより、鋼管杭の管径の変化にも簡単に対応することができるので、装置をコンパクト、かつ軽量に構成できる。
【００１５】
請求項５記載の鋼管杭切断装置においては、旋回フレームは、ガイド材の周方向に沿って移動可能でガイド材の中心を通りスライドレールにより連結された２台の台車を備え、各台車にはガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及びガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有しているので、旋回フレームをコンパクト、かつ軽量に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置の正断面図、図２は同鋼管杭切断装置の要部正断面図、図３は同鋼管杭切断装置の平面図、図４は同鋼管杭切断装置の鋼管クランプ及び旋回フレームの要部説明図、図５は同鋼管杭切断装置の要部平面図、図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１の矢視Ａ−Ａ断面図、矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１７】
図１、図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置１０は、鋼管杭１１の上端部(管端部）１２に固定可能な複数(本実施の形態では４個）の鋼管クランプ１３を介して鋼管杭１１の管端１４の上方に鋼管杭１１と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材１５と、ガイド材１５に跨がって設けられるスライドレール１６を備え、ガイド材１５を旋回可能な旋回フレーム１７とを有している。
【００１８】
鋼管杭切断装置１０は、更に、スライドレール１６に沿って移動可能な支持フレーム１８と、支持フレーム１８に上部が取付けられ、下部に鋼管杭１１の内面１９に当接する第１の水平ローラ２０を備え、支持フレーム１８から下側に延長して設けられた垂直支持部材２１と、垂直支持部材２１に上下調整可能に取付けられた切断用トーチ２２と、支持フレーム１８に一端が固定され、他端が旋回フレーム１７に取付けられ、支持フレーム１８を半径方向外側に付勢する第１の弾性部材の一例であるコイルバネ２３とを有して構成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１９】
図１〜図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、支持フレーム１８はスライドレール１６にスライドベアリング(図示せず）を介して取付けられる略直方体状の下部支持フレーム２４と、下部支持フレーム２４に回動調整可能に取付けられて垂直支持部材２１の上側が固定される略直方体状の上部支持フレーム２５とを有し、しかも上部支持フレーム２５に取付けられた垂直支持部材２１には切断用トーチ２２が補助支持部材２６を介して回動可能に取付けられ、しかも、切断用トーチ２２の下部に設けられた第２の水平ローラ２７を鋼管杭１１の内面１９に付勢する第２の弾性部材の一例であるコイルバネ２８が補助支持部材２６の上部と上部支持フレーム２５との間に設けられている。
【００２０】
図１〜図３に示すように、地中に打設された鋼管杭１１の管径Ｄ（例えば、呼び径３５０〜６００Ａ、本実施の形態では４００Ａ）に応じて鋼管杭１１の管端部１２に固定可能な鋼管クランプ１３は、鋼管杭１１の管端部１２の円周方向に４等分されて間隔をあけて配置されたクランプ本体２９及びクランプ本体２９の半径方向外側に水平に突出した断面矩形状のスライドロッド３０を有するスライドクランプ体３１と、ガイド材１５の下端に設けられ、スライドクランプ体３１のスライドロッド３０が挿通する断面矩形状のスライド孔３２が形成された直方体状のスライド用ブロック３３とを備えている。
【００２１】
クランプ本体２９は外形が直方体状に形成されており、下側には鋼管杭１１の管端１４が当接すると共に、管端部(肉厚部）１２が挿通する断面が逆凹状の嵌入部３４が形成されている。クランプ本体２９の嵌入部３４の直上には、スライド用ブロック３３のスライド孔３２と同じ断面形状に取付け孔３５が形成されており、取付け孔３５にスライドロッド３０の一側端部が嵌入されて、固定ボルト３６を介してクランプ本体２９に固定されている。嵌入部３４の幅Ｗは鋼管杭１１の肉厚ｔを考慮して適宜決定される。
【００２２】
クランプ本体２９の嵌入部３４に連通して半径方向外側には、雌ねじ３７が水平に形成されており、雌ねじ３７に螺合し、先端３８が鋼管杭１１の外面３９に当接するクランプボルト４０が設けられ、更に、クランプボルト４０の後端部には回転用バー４１が取付けられている。
【００２３】
スライド用ブロック３３の下端部には、雌ねじ４２が形成された垂直孔がスライド孔３２の中央部に連通して設けられており、先端４３がスライドロッド３０の下面４４に当接するするクランプボルト４５が雌ねじ４２に螺合して取付けられている。
円周方向に４等分して配置されたスライド用ブロック３３の上端面４６は、ガイド材１５の下面１５ａに固定されている。以上の構成によって、鋼管杭１１の管径Ｄに応じて、鋼管杭１１の管端部１２に４個の鋼管クランプ１３を固定すると共に、鋼管クランプ１３を介して、鋼管杭１１の管端１４の上方にガイド材１５を鋼管杭１１と同心に設けることができる。
【００２４】
図２〜図５に示すように、ガイド材１５は板状であって、鋼管杭１１と同心円を有する外周４７及び内周４８を備えて、外周部４９及び内周部５０の断面は先部に台形を有して形成されている。
【００２５】
旋回フレーム１７は、ガイド材１５の外周部４９を挟んで、円周方向に間隔をあけて設けられた断面形状がＨ字で水平に転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ５１、及びガイド材１５の内周部５０を挟んで設けられた断面形状がＨ字で水平に転動する１個の両鍔付きの内側リングローラ５２を有し、ガイド材１５の円周方向に沿って移動可能で、しかも、ガイド材１５の中心Ｏを通りスライドレール１６により連結された２台の台車５３、５４を備えている。
【００２６】
図２〜図４に示すように、台車５３（５４も同じ）は、スライドレール１６の下面５５が固定された矩形状の上部フレーム板５６及び複数(本実施の形態では４個）のスペーサ部材５７を介して上部フレーム板５６と垂直方向に間隔をあけて上部フレーム板５６に固定された下部フレーム板５８を有する台車フレーム５９と、台車フレーム５９の半径方向外側の下部フレーム板５８の下端に間隔をあけて垂直に設けられた２個の固定軸６０に軸受を介して設けられ、水平面内で回転する２個の外側リングローラ５１、及びの半径方向内側の下部フレーム板５８の下端に垂直に設けられた１個の固定軸６０ａに軸受を介して設けられ、水平面内で回転する１個の内側リングローラ５２とを備えている。
【００２７】
スライドレール１６は断面が略矩形状に形成されており、両端部は図示しない複数の固定ボルトにより台車フレーム５９の上部フレーム板５６に固定されている。スライドレール１６には図示しないスライドベアリングを介して、スライドレール１６に沿って移動する、平面視して矩形でブロック状の下部支持フレーム２４が設けられている。
【００２８】
下部支持フレーム２４の上端には円周方向に４等分された位置にそれぞれ１本のボルト(図示せず）が垂直に設けられており、ボルトが貫通する円弧状の取付け孔６１が円周方向に４等分された位置に形成された矩形状の上部支持フレーム２５が設けられている。かかる構成によって、上部支持フレーム２５を下部支持フレーム２４に対して回動調整することができる。
【００２９】
図２、図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、上部支持フレーム２５の上面には、間隔をあけて対向して矩形状の取付け板６２、６３が立設されており、取付け板６２、６３の長手方向両端にはそれぞれ、間隔をあけて対向して設けられた矩形板状の対となる垂直材６４、６５を有する垂直支持部材２１が垂下されている。垂直支持部材２１の垂直材６４、６５は垂直方向に間隔をあけて、複数の水平に配置された連結部材６６により連結されている。なお、第１の水平ローラ２０は、図１及び図６（Ａ）に示すように、連結部材６６に取付けブラケット６７を介して取付けられている。
【００３０】
垂直支持部材２１の垂直材６５の表面には、垂直材６５と略同じ大きさ(幅及び長さ）の矩形板状の補助支持部材２６が上端部に設けられたピン６８を介して小さな角度（０〜５°）で回動可能に設けられている。
補助支持部材２６の表面でピン６８の下方には、トーチレール６９が補助支持部材２６の長手方向に沿って設けられており、トーチレール６９の平断面は先端部両側にフランジ部を有するＴ字状に形成されている。
【００３１】
図１〜図３及び図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、切断用トーチ２２は、使用燃料の一例であるガソリンを下端のトーチヘッド７０に供給するガソリン供給管７１と、トーチヘッド７０に酸素ガスを供給する、ガソリン供給管７１に平行に配置された酸素ガス供給管７２と、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２を長手方向に間隔をあけて固定する２個のパイプホルダー７３、７４と、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２の上端に設けられたブロック状の継手金具７５とを備えている。継手金具７５にはガソリン流路、酸素ガス流路が形成されており、それぞれにガソリン供給源、酸素ガス供給源が接続されるようになっている。切断用トーチ２２の長さはＬ（例えば、１〜５ｍ、本実施の形態では２．３ｍ）としている。
【００３２】
パイプホルダー７３、７４にはそれぞれ、トーチレール６９の両側のフランジ部にガイドされて転動する両鍔付きの昇降ガイドローラ７６、７７が水平方向に間隔をあけて対向して配置されている。かかる構成によって、切断用トーチ２２をトーチレール６９に取付け及び取り外しでき、また、切断用トーチ２２をトーチレール６９に沿って上下動させ、トーチヘッド７０を切断位置Ｘにして図示しない固定手段により補助支持部材２６に固定することができる。
【００３３】
更に、上部支持フレーム２５を下部支持フレーム２４に対して回動調整して、トーチヘッド７０の鋼管杭１１の内面１９に対するトーチ取付け角度αを調整することができる。トーチヘッド７０の切断位置Ｘは、図１に示すように、ＧＬから深さＨ(例えば、１〜５ｍ、実施の形態では２ｍ）の位置にある。
【００３４】
パイプホルダー７４の下方で、トーチヘッド７０の直上には、パイプホルダー７３、７４と同じように、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２を固定するブラケット７８を介して、鋼管杭１１の内面１９に当接して円周方向に転動する第２の水平ローラ２７が設けられている。
【００３５】
図２及び図５に示すように、上部支持フレーム２５の切断用トーチ２２側（図５では下側）には、スライドレール１６の長手方向に沿って台車５３側（図２及び図５では左側）に突出した矩形板状の取付けアーム７９が設けられており、取付けアーム７９の先側にねじ締結により固定された矩形状のベースプレート８０には矩形板状のバネ取付けブラケット８１が立設されている。
【００３６】
補助支持部材２６のピン６８より台車５３側で、しかも、ピン６８の中心から上位置にはピン８２が設けられており、ピン８２には矩形板状の継手部材８３の基側が設けられ、継手部材８３の先側とバネ取付けブラケット８１との間には、コイルバネ２８が取付けられている。コイルバネ２８のピン６８側は、継手部材８３の先側にフック８４を介して連結されており、一方、コイルバネ２８のバネ取付けブラケット８１側（図２及び図５では左側）には、雄ねじが形成された付勢力調整用ボルト８５が連結されており、付勢力調整用ボルト８５はナット８６、８７を介してバネ取付けブラケット８１に固定されるようになっている。
【００３７】
かかる構成によって、補助支持部材２６をピン６８回りに付勢し、補助支持部材２６に固定されたトーチレール６９に沿って上下動調整可能な切断用トーチ２２に設けられた第２の水平ローラ２７を、鋼管杭１１の内面１９に当接させることができる。
【００３８】
図２、図３及び図５に示すように、旋回フレーム１７の台車５４の直上のスライドレール１６上面には、矩形状のベースプレート８８を介して矩形板状のバネ取付けブラケット８９が立設されており、上部支持フレーム２５に立設された取付け板６３とバネ取付けブラケット８９との間には、コイルバネ２３が取付けられている。
【００３９】
コイルバネ２３の台車５３側は、ねじ継手部材９０の先側に形成されたフック９１に掛止され、ねじ継手部材９０の基側はナット９２、９３により取付け板６３に固定されている。一方、コイルバネ２３の台車５４側(図２及び図５では右側）には、鋼管杭１１の管径Ｄに応じてコイルバネ２３の位置を移動可能な、雄ねじが形成された付勢力調整用ボルト９４が設けられており、付勢力調整用ボルト９４はナット９５、９６を介してバネ取付けブラケット８９に固定されるようになっている。
【００４０】
かかる構成によって、スライドレール１６に沿って移動可能な下部支持フレーム２４に上部支持フレーム２５を介して取付けられた垂直支持部材２１の下部に設けられた第１の水平ローラ２０を、鋼管杭１１の内面１９に一定の付勢力でもって当接させることができる。なお、図１中の符号９７はパイプホルダー７４に当接して、切断用トーチ２２の下限位置を決めるホルダーストッパを表している。
【００４１】
次いで、本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置１０の使用方法及び作用（又は動作）について、図を参照しながら説明する。
事前に、必要本数の鋼管杭１１が地中に打設されており、また、鋼管杭切断装置１０は預け台(図示せず）に載置されている。
図２に示すように、４個の鋼管クランプ１３のスライドクランプ体３１のスライドロッド３０を、切断する対象の鋼管杭１１の管径Ｄに合わせて、スライド用ブロック３３のスライド孔３２にスライドさせてからクランプボルト４５により、スライド用ブロック３３に固定する。
【００４２】
また、鋼管杭１１の管径Ｄに合わせて、ナット９５、９６を操作して付勢力調整用ボルト９４のバネ取付けブラケット８９への取付け位置を調整し、付勢力調整用ボルト９４をナット９５、９６を介してバネ取付けブラケット８９に固定する。
更に、鋼管杭１１の肉厚ｔ及び材質等を考慮して、下部支持フレーム２４に対する上部支持フレーム２５の回動位置を調整して、トーチ取付け角度α、即ち、トーチヘッド７０からの火炎の鋼管杭１１の内面１９に対する噴出角度（トーチヘッド７０の火口の鋼管杭１１の内面１９に対する傾斜角度）を調整する。
【００４３】
切断用トーチ２２を上部支持フレーム２５に設けられた補助支持部材２６のトーチレール６９に装着して、切断用トーチ２２をトーチレール６９に沿って下降させ、鋼管杭切断装置１０を鋼管杭１１に設置した場合に、トーチヘッド７０が切断位置Ｘになるように切断用トーチ２２を別途、固定手段によりトーチレール６９に固定する。
揚重機により鋼管杭切断装置１０を預け台から吊上げて、切断する鋼管杭１１の管端部１２に、４個の鋼管クランプ１３のクランプ本体２９の嵌入部３４を嵌入して、回転用バー４１を回転して、クランプボルト４０を介してスライドクランプ体３１を鋼管杭１１に固定することにより鋼管杭切断装置１０を鋼管杭１１に固定する。
【００４４】
必要に応じて、付勢力調整用ボルト８５のバネ取付けブラケット８１への固定位置をナット８６、８７を介して調整して、コイルバネ２８による第２の水平ローラ２７への付勢力の調整を行う。
切断用トーチ２２の継手金具７５のガソリン流路、酸素ガス流路にそれぞれ、ガソリン供給源、酸素ガス供給源を接続する。
【００４５】
トーチヘッド７０にガソリン及び酸素ガスを供給しながら着火し、人手により旋回フレーム１７をガイド材１５に対してゆっくりと旋回させながら、トーチヘッド７０の火口から噴出される高温の燃焼ガスにより鋼管杭１１を円周方向に溶断する。なお、鋼管杭１１内には、切断部が酸欠になって消火しないように、送風手段により常時空気を送風している。
【００４６】
図１及び図３に示すように、旋回フレーム１７を旋回させる際、支持フレーム１８及び垂直支持部材２１等を介してコイルバネ２３によって付勢された第１の水平ローラ２０が鋼管杭１１の内面１９に当接して転動することにより、支持フレーム１８及び垂直支持部材２１等の鋼管杭１１の内面１９に対する距離が一定に保持されると共に、補助支持部材２６及び切断用トーチ２２等を介してコイルバネ２８によって付勢された第２の水平ローラ２７が鋼管杭１１の内面１９に当接して転動することにより、トーチヘッド７０の火口と鋼管杭１１の内面１９との距離（例えば、２０〜４０ｍｍ）を一定に保持することができる。
【００４７】
実際の現場において、鋼管杭切断装置１０を用いて、呼び径＝４００Ａ（管外径＝４０６．４ｍｍ）、肉厚ｔ＝６ｍｍ、材質ＳＴＰＹ４００である鋼管杭１１を２０本切断した場合には、従来工法に比較して杭間掘削が無くなるので、約２日間工期を短縮することができた。
【００４８】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の鋼管杭切断装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００４９】
前記実施の形態では、支持フレームを下部支持フレームと上部支持フレームに分け、しかも、補助支持部材を垂直支持部材に対して回動可能に構成したが、これに限定されず、必要に応じて、下部支持フレームと上部支持フレームを一体にして上部支持フレームの回動調整を行わないようにすると共に、補助支持部材を垂直支持部材に対して固定することもできる。また、切断用トーチのトーチヘッドの直上に、鋼管杭の内面に当接して転動する第２の水平ローラを設け、コイルバネにより第２の水平ローラを鋼管杭の内面に付勢したが、これに限定されず、必要に応じて、第２の水平ローラ及びコイルバネを省略することもできる。第２の水平ローラを切断用トーチに設けたが、補助支持部材の下部に設けてもよい。
【００５０】
切断用トーチの燃料にガソリンを使用したが、これに限定されず、必要に応じて、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できるその他の燃料を使用することもできる。
４個の鋼管クランプを使用したが、これに限定されず、必要に応じて、２、３個又は５個以上の鋼管クランプを使用することもできる。
鋼管クランプには鋼管杭の管径に対応するように、スライドクランプ体及びスライド用ブロックを設けたが、これに限定されず、必要に応じて、例えば、鋼管杭の管径が一定であれば、スライド機構を省略することもできる。
【００５１】
ガイド材の外周部及び内周部の先部の断面形状を台形としたが、これに限定されず、必要に応じて、他の形状とすることもできる。
旋回フレームを人手により旋回したが、これに限定されず、必要に応じて、駆動手段により旋回することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置の正断面図である。
【図２】同鋼管杭切断装置の要部正断面図である。
【図３】同鋼管杭切断装置の平面図である。
【図４】同鋼管杭切断装置の鋼管クランプ及び旋回フレームの要部説明図である。
【図５】同鋼管杭切断装置の要部平面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１の矢視Ａ−Ａ断面図、矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０：鋼管杭切断装置、１１：鋼管杭、１２：(上端部)管端部、１３：鋼管クランプ、１４：管端、１５：ガイド材、１５ａ：下面、１６：スライドレール、１７：旋回フレーム、１８：支持フレーム、１９：内面、２０：第１の水平ローラ、２１：垂直支持部材、２２：切断用トーチ、２３コイルバネ（第１の弾性部材）、２４：下部支持フレーム、２５：上部支持フレーム、２６：補助支持部材、２７：第２の水平ローラ、２８：コイルバネ（第２の弾性部材）、２９：クランプ本体、３０：スライドロッド、３１：スライドクランプ体、３２：スライド孔、３３：スライド用ブロック、３４：嵌入部、３５：取付け孔、３６：固定ボルト、３７：雌ねじ、３８：先端、３９：外面、４０：クランプボルト、４１：回転用バー、４２：雌ねじ、４３：先端、４４：下面、４５：クランプボルト、４６：上端面、４７：外周、４８：内周、４９：外周部、５０：内周部、５１：外側リングローラ、５２：内側リングローラ、５３、５４：台車、５５：下面、５６：上部フレーム板、５７：スペーサ部材、５８：下部フレーム板、５９：台車フレーム、６０、６０ａ：固定軸、６１：取付け孔、６２、６３：取付け板、６４、６５：垂直材、６６：連結部材、６７：取付けブラケット、６８：ピン、６９：トーチレール、７０：トーチヘッド、７１：ガソリン供給管、７２：酸素ガス供給管、７３、７４：パイプホルダー、７５：継手金具、７６、７７：昇降ガイドローラ、７８：ブラケット、７９：取付けアーム、８０：ベースプレート、８１：バネ取付けブラケット、８２：ピン、８３：継手部材、８４：フック、８５：付勢力調整用ボルト、８６、８７：ナット、８８：ベースプレート、８９：バネ取付けブラケット、９０：ねじ継手部材、９１：フック、９２、９３：ナット、９４：付勢力調整用ボルト、９５、９６：ナット、９７：ホルダーストッパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭を打設後で杭間掘削前に、地中にある鋼管杭を切断するために使用する鋼管杭切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来工法では、鋼管杭打設完了後に基礎打ちのため杭間掘削を行う場合には、大型掘削機（例えば０．７ｍ3級バックホー）で掘削を行うが、打設した鋼管杭が支障になり、床付面の仕上げが困難な場合は、床付け仕上げのため、手元作業員を配置している。
また、大規模な構造物築造の場合には、床付け仕上げ用に小型重機を配置し、土砂を掻き集める作業及び床付けを仕上げる作業が必要となるため、作業能率の低下によって通常掘削より施工日数を要し、かつ、危険作業になっている。
一方、小規模構造物の築造では、鋼管杭基礎が採用される場合、掘削時、バックホーのバケットが入らないほどの場所で掘削を行わなければならない場合があり、人力掘削での作業が多くなる。
更に、鋼管杭の切断が掘削完了後になり、鋼管切断には合番のクレーンが必要となり、コスト的に問題があり、また、鋼管杭の切断が長尺の場合、玉掛け等が非常に危険な作業となる。
これらの問題を解決するために、掘削の時点で鋼管杭が無い状態、即ち、鋼管杭が切断されている状態にする、所謂、鋼管杭先行切断工法を行う必要がある。例えば、鋼管杭打設後、杭間掘削前に例えば、地表２ｍ下の位置で鋼管杭を周方向に切断し、鋼管杭を撤去することにより、通常の機械掘削となり、施工能率が向上することにより、工期短縮に繋がり、作業上の危険要素を軽減させることができる。
このような切断装置として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この切断装置は垂直方向に打設された鋼管杭の管内に吊り手段により挿入された懸吊部材を複数個の固定部材を介して内面に圧接させた状態で、懸吊部材内に支承され、エアプラズマ切断用トーチが取付けられた回転部材を、エアプラズマ切断用トーチから所定の間隔をあけて設けられたガイドローラを内面に当接させて回転駆動して、エアプラズマ切断用トーチにより鋼管杭を切断するように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１３３３０号公報（第１図〜第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切断装置では、吊り手段を介して懸吊部材を吊下げておく必要であり、別途吊り手段を、切断する鋼管杭の付近に設置する必要があった。また、エアプラズマ切断用トーチを使用しているので、装置が高価なものとなった。
なお、切断用トーチとして、エアプラズマ切断の他に、安価な方法としてアセチレンガス切断を採用することも考えられるが、アセチレンガス切断では鋼管杭の裏面にある土砂のため、切断が不可能であった。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、吊り手段が不要で、安価であり、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できる鋼管杭切断装置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】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係る鋼管杭切断装置は、鋼管杭の上端部に固定可能な複数の鋼管クランプを介して前記鋼管杭の管端の上方位置に該鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材と、前記ガイド材に跨がって設けられるスライドレールを備え、前記ガイド材を旋回可能な旋回フレームと、前記スライドレールに沿って移動可能な支持フレームと、前記支持フレームに上部が取付けられ、下部に前記鋼管杭の内面に当接する第１の水平ローラを備え、前記支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材と、前記垂直支持部材に上下調整可能に取付けられた切断用トーチと、前記支持フレームに一端が固定され、他端が前記旋回フレームに取付けられ、前記支持フレームを半径方向外側に付勢する第１の弾性部材とを有する。
【０００７】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記支持フレームは前記スライドレールに取付けられる下部支持フレームと、該下部支持フレームに回動調整可能に取付けられて前記垂直支持部材の上側が固定される上部支持フレームとを有し、しかも該上部支持フレームの上部には前記切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、前記補助支持部材の下部又は前記切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを前記鋼管杭の内面に付勢する第２の弾性部材が前記補助支持部材の上部と前記上部支持フレームとの間に設けられるのが好ましい。
【０００８】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記切断用トーチの燃料にガソリンを使用するのが好ましい。
【０００９】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記鋼管クランプは、前記鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体及び該クランプ本体から半径方向外側に水平に突出したスライドロッドを有するスライドクランプ体と、前記ガイド材の下端に設けられ、前記スライドクランプ体のスライドロッドが挿通するスライド孔が形成されたスライド用ブロックとを備えるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る鋼管杭切断装置において、前記旋回フレームは、前記ガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及び前記ガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有し、前記ガイド材の周方向に沿って移動可能で前記ガイド材の中心を通り前記スライドレールにより連結された２台の台車を備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜５記載の鋼管杭切断装置は、鋼管杭の上端部に複数の鋼管クランプを介して鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材を旋回可能な旋回フレームに切断用トーチを取付けているので、切断用トーチを保持するための吊り手段が不要であり、しかも、切断用トーチを保持する構成をコンパクトに形成できるため、安価に製作できると共に、鋼管杭に簡単に固定できるため、取付けの作業性が向上する。
また、切断用トーチを、ガイド材に跨がって設けられるスライドレールに沿って移動可能な支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材に上下調整可能に取付け、第１の水平ローラを第１の弾性部材により鋼管杭の内面に付勢するので、旋回フレームを旋回することにより任意の高さ位置で鋼管杭を切断でき、これにより、切断の作業性が向上し、作業時間が短縮できると共に、切断用トーチのトーチヘッドと鋼管杭の内面との距離を一定に維持することができ、この結果、最適な切断性を確保することができる。
【００１２】
請求項２記載の鋼管杭切断装置においては、上部支持フレームが下部支持フレームに回動調整可能に取付けられると共に、上部支持フレームには切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、第２の弾性部材により補助支持部材の下部又は切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを鋼管杭の内面に付勢するので、鋼管杭の肉厚及び材質等に応じて、切断用トーチのトーチヘッドの適切な取付け角度及び鋼管杭の内面までの適切な距離の設定ができ、これにより、最適な鋼管杭の切断ができる。
【００１３】
請求項３記載の鋼管杭切断装置においては、切断用トーチの燃料にガソリンを使用するので、例えば、アセチレンガスに比較して、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できると共に、搬送性及び切断作業性が向上し、コストダウンが図れる。
【００１４】
請求項４記載の鋼管杭切断装置においては、鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体を含むスライドクランプ体のスライドロッドを、ガイド材の下端に設けられスライド用ブロックのスライド孔にスライドすることにより、鋼管杭の管径の変化にも簡単に対応することができるので、装置をコンパクト、かつ軽量に構成できる。
【００１５】
請求項５記載の鋼管杭切断装置においては、旋回フレームは、ガイド材の周方向に沿って移動可能でガイド材の中心を通りスライドレールにより連結された２台の台車を備え、各台車にはガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及びガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有しているので、旋回フレームをコンパクト、かつ軽量に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置の正断面図、図２は同鋼管杭切断装置の要部正断面図、図３は同鋼管杭切断装置の平面図、図４は同鋼管杭切断装置の鋼管クランプ及び旋回フレームの要部説明図、図５は同鋼管杭切断装置の要部平面図、図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１の矢視Ａ−Ａ断面図、矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１７】
図１、図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置１０は、鋼管杭１１の上端部(管端部）１２に固定可能な複数(本実施の形態では４個）の鋼管クランプ１３を介して鋼管杭１１の管端１４の上方に鋼管杭１１と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材１５と、ガイド材１５に跨がって設けられるスライドレール１６を備え、ガイド材１５を旋回可能な旋回フレーム１７とを有している。
【００１８】
鋼管杭切断装置１０は、更に、スライドレール１６に沿って移動可能な支持フレーム１８と、支持フレーム１８に上部が取付けられ、下部に鋼管杭１１の内面１９に当接する第１の水平ローラ２０を備え、支持フレーム１８から下側に延長して設けられた垂直支持部材２１と、垂直支持部材２１に上下調整可能に取付けられた切断用トーチ２２と、支持フレーム１８に一端が固定され、他端が旋回フレーム１７に取付けられ、支持フレーム１８を半径方向外側に付勢する第１の弾性部材の一例であるコイルバネ２３とを有して構成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１９】
図１〜図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、支持フレーム１８はスライドレール１６にスライドベアリング(図示せず）を介して取付けられる略直方体状の下部支持フレーム２４と、下部支持フレーム２４に回動調整可能に取付けられて垂直支持部材２１の上側が固定される略直方体状の上部支持フレーム２５とを有し、しかも上部支持フレーム２５に取付けられた垂直支持部材２１には切断用トーチ２２が補助支持部材２６を介して回動可能に取付けられ、しかも、切断用トーチ２２の下部に設けられた第２の水平ローラ２７を鋼管杭１１の内面１９に付勢する第２の弾性部材の一例であるコイルバネ２８が補助支持部材２６の上部と上部支持フレーム２５との間に設けられている。
【００２０】
図１〜図３に示すように、地中に打設された鋼管杭１１の管径Ｄ（例えば、呼び径３５０〜６００Ａ、本実施の形態では４００Ａ）に応じて鋼管杭１１の管端部１２に固定可能な鋼管クランプ１３は、鋼管杭１１の管端部１２の円周方向に４等分されて間隔をあけて配置されたクランプ本体２９及びクランプ本体２９の半径方向外側に水平に突出した断面矩形状のスライドロッド３０を有するスライドクランプ体３１と、ガイド材１５の下端に設けられ、スライドクランプ体３１のスライドロッド３０が挿通する断面矩形状のスライド孔３２が形成された直方体状のスライド用ブロック３３とを備えている。
【００２１】
クランプ本体２９は外形が直方体状に形成されており、下側には鋼管杭１１の管端１４が当接すると共に、管端部(肉厚部）１２が挿通する断面が逆凹状の嵌入部３４が形成されている。クランプ本体２９の嵌入部３４の直上には、スライド用ブロック３３のスライド孔３２と同じ断面形状に取付け孔３５が形成されており、取付け孔３５にスライドロッド３０の一側端部が嵌入されて、固定ボルト３６を介してクランプ本体２９に固定されている。嵌入部３４の幅Ｗは鋼管杭１１の肉厚ｔを考慮して適宜決定される。
【００２２】
クランプ本体２９の嵌入部３４に連通して半径方向外側には、雌ねじ３７が水平に形成されており、雌ねじ３７に螺合し、先端３８が鋼管杭１１の外面３９に当接するクランプボルト４０が設けられ、更に、クランプボルト４０の後端部には回転用バー４１が取付けられている。
【００２３】
スライド用ブロック３３の下端部には、雌ねじ４２が形成された垂直孔がスライド孔３２の中央部に連通して設けられており、先端４３がスライドロッド３０の下面４４に当接するするクランプボルト４５が雌ねじ４２に螺合して取付けられている。
円周方向に４等分して配置されたスライド用ブロック３３の上端面４６は、ガイド材１５の下面１５ａに固定されている。以上の構成によって、鋼管杭１１の管径Ｄに応じて、鋼管杭１１の管端部１２に４個の鋼管クランプ１３を固定すると共に、鋼管クランプ１３を介して、鋼管杭１１の管端１４の上方にガイド材１５を鋼管杭１１と同心に設けることができる。
【００２４】
図２〜図５に示すように、ガイド材１５は板状であって、鋼管杭１１と同心円を有する外周４７及び内周４８を備えて、外周部４９及び内周部５０の断面は先部に台形を有して形成されている。
【００２５】
旋回フレーム１７は、ガイド材１５の外周部４９を挟んで、円周方向に間隔をあけて設けられた断面形状がＨ字で水平に転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ５１、及びガイド材１５の内周部５０を挟んで設けられた断面形状がＨ字で水平に転動する１個の両鍔付きの内側リングローラ５２を有し、ガイド材１５の円周方向に沿って移動可能で、しかも、ガイド材１５の中心Ｏを通りスライドレール１６により連結された２台の台車５３、５４を備えている。
【００２６】
図２〜図４に示すように、台車５３（５４も同じ）は、スライドレール１６の下面５５が固定された矩形状の上部フレーム板５６及び複数(本実施の形態では４個）のスペーサ部材５７を介して上部フレーム板５６と垂直方向に間隔をあけて上部フレーム板５６に固定された下部フレーム板５８を有する台車フレーム５９と、台車フレーム５９の半径方向外側の下部フレーム板５８の下端に間隔をあけて垂直に設けられた２個の固定軸６０に軸受を介して設けられ、水平面内で回転する２個の外側リングローラ５１、及びの半径方向内側の下部フレーム板５８の下端に垂直に設けられた１個の固定軸６０ａに軸受を介して設けられ、水平面内で回転する１個の内側リングローラ５２とを備えている。
【００２７】
スライドレール１６は断面が略矩形状に形成されており、両端部は図示しない複数の固定ボルトにより台車フレーム５９の上部フレーム板５６に固定されている。スライドレール１６には図示しないスライドベアリングを介して、スライドレール１６に沿って移動する、平面視して矩形でブロック状の下部支持フレーム２４が設けられている。
【００２８】
下部支持フレーム２４の上端には円周方向に４等分された位置にそれぞれ１本のボルト(図示せず）が垂直に設けられており、ボルトが貫通する円弧状の取付け孔６１が円周方向に４等分された位置に形成された矩形状の上部支持フレーム２５が設けられている。かかる構成によって、上部支持フレーム２５を下部支持フレーム２４に対して回動調整することができる。
【００２９】
図２、図３、図５及び図６（Ａ）に示すように、上部支持フレーム２５の上面には、間隔をあけて対向して矩形状の取付け板６２、６３が立設されており、取付け板６２、６３の長手方向両端にはそれぞれ、間隔をあけて対向して設けられた矩形板状の対となる垂直材６４、６５を有する垂直支持部材２１が垂下されている。垂直支持部材２１の垂直材６４、６５は垂直方向に間隔をあけて、複数の水平に配置された連結部材６６により連結されている。なお、第１の水平ローラ２０は、図１及び図６（Ａ）に示すように、連結部材６６に取付けブラケット６７を介して取付けられている。
【００３０】
垂直支持部材２１の垂直材６５の表面には、垂直材６５と略同じ大きさ(幅及び長さ）の矩形板状の補助支持部材２６が上端部に設けられたピン６８を介して小さな角度（０〜５°）で回動可能に設けられている。
補助支持部材２６の表面でピン６８の下方には、トーチレール６９が補助支持部材２６の長手方向に沿って設けられており、トーチレール６９の平断面は先端部両側にフランジ部を有するＴ字状に形成されている。
【００３１】
図１〜図３及び図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、切断用トーチ２２は、使用燃料の一例であるガソリンを下端のトーチヘッド７０に供給するガソリン供給管７１と、トーチヘッド７０に酸素ガスを供給する、ガソリン供給管７１に平行に配置された酸素ガス供給管７２と、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２を長手方向に間隔をあけて固定する２個のパイプホルダー７３、７４と、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２の上端に設けられたブロック状の継手金具７５とを備えている。継手金具７５にはガソリン流路、酸素ガス流路が形成されており、それぞれにガソリン供給源、酸素ガス供給源が接続されるようになっている。切断用トーチ２２の長さはＬ（例えば、１〜５ｍ、本実施の形態では２．３ｍ）としている。
【００３２】
パイプホルダー７３、７４にはそれぞれ、トーチレール６９の両側のフランジ部にガイドされて転動する両鍔付きの昇降ガイドローラ７６、７７が水平方向に間隔をあけて対向して配置されている。かかる構成によって、切断用トーチ２２をトーチレール６９に取付け及び取り外しでき、また、切断用トーチ２２をトーチレール６９に沿って上下動させ、トーチヘッド７０を切断位置Ｘにして図示しない固定手段により補助支持部材２６に固定することができる。
【００３３】
更に、上部支持フレーム２５を下部支持フレーム２４に対して回動調整して、トーチヘッド７０の鋼管杭１１の内面１９に対するトーチ取付け角度αを調整することができる。トーチヘッド７０の切断位置Ｘは、図１に示すように、ＧＬから深さＨ(例えば、１〜５ｍ、実施の形態では２ｍ）の位置にある。
【００３４】
パイプホルダー７４の下方で、トーチヘッド７０の直上には、パイプホルダー７３、７４と同じように、ガソリン供給管７１及び酸素ガス供給管７２を固定するブラケット７８を介して、鋼管杭１１の内面１９に当接して円周方向に転動する第２の水平ローラ２７が設けられている。
【００３５】
図２及び図５に示すように、上部支持フレーム２５の切断用トーチ２２側（図５では下側）には、スライドレール１６の長手方向に沿って台車５３側（図２及び図５では左側）に突出した矩形板状の取付けアーム７９が設けられており、取付けアーム７９の先側にねじ締結により固定された矩形状のベースプレート８０には矩形板状のバネ取付けブラケット８１が立設されている。
【００３６】
補助支持部材２６のピン６８より台車５３側で、しかも、ピン６８の中心から上位置にはピン８２が設けられており、ピン８２には矩形板状の継手部材８３の基側が設けられ、継手部材８３の先側とバネ取付けブラケット８１との間には、コイルバネ２８が取付けられている。コイルバネ２８のピン６８側は、継手部材８３の先側にフック８４を介して連結されており、一方、コイルバネ２８のバネ取付けブラケット８１側（図２及び図５では左側）には、雄ねじが形成された付勢力調整用ボルト８５が連結されており、付勢力調整用ボルト８５はナット８６、８７を介してバネ取付けブラケット８１に固定されるようになっている。
【００３７】
かかる構成によって、補助支持部材２６をピン６８回りに付勢し、補助支持部材２６に固定されたトーチレール６９に沿って上下動調整可能な切断用トーチ２２に設けられた第２の水平ローラ２７を、鋼管杭１１の内面１９に当接させることができる。
【００３８】
図２、図３及び図５に示すように、旋回フレーム１７の台車５４の直上のスライドレール１６上面には、矩形状のベースプレート８８を介して矩形板状のバネ取付けブラケット８９が立設されており、上部支持フレーム２５に立設された取付け板６３とバネ取付けブラケット８９との間には、コイルバネ２３が取付けられている。
【００３９】
コイルバネ２３の台車５３側は、ねじ継手部材９０の先側に形成されたフック９１に掛止され、ねじ継手部材９０の基側はナット９２、９３により取付け板６３に固定されている。一方、コイルバネ２３の台車５４側(図２及び図５では右側）には、鋼管杭１１の管径Ｄに応じてコイルバネ２３の位置を移動可能な、雄ねじが形成された付勢力調整用ボルト９４が設けられており、付勢力調整用ボルト９４はナット９５、９６を介してバネ取付けブラケット８９に固定されるようになっている。
【００４０】
かかる構成によって、スライドレール１６に沿って移動可能な下部支持フレーム２４に上部支持フレーム２５を介して取付けられた垂直支持部材２１の下部に設けられた第１の水平ローラ２０を、鋼管杭１１の内面１９に一定の付勢力でもって当接させることができる。なお、図１中の符号９７はパイプホルダー７４に当接して、切断用トーチ２２の下限位置を決めるホルダーストッパを表している。
【００４１】
次いで、本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置１０の使用方法及び作用（又は動作）について、図を参照しながら説明する。
事前に、必要本数の鋼管杭１１が地中に打設されており、また、鋼管杭切断装置１０は預け台(図示せず）に載置されている。
図２に示すように、４個の鋼管クランプ１３のスライドクランプ体３１のスライドロッド３０を、切断する対象の鋼管杭１１の管径Ｄに合わせて、スライド用ブロック３３のスライド孔３２にスライドさせてからクランプボルト４５により、スライド用ブロック３３に固定する。
【００４２】
また、鋼管杭１１の管径Ｄに合わせて、ナット９５、９６を操作して付勢力調整用ボルト９４のバネ取付けブラケット８９への取付け位置を調整し、付勢力調整用ボルト９４をナット９５、９６を介してバネ取付けブラケット８９に固定する。
更に、鋼管杭１１の肉厚ｔ及び材質等を考慮して、下部支持フレーム２４に対する上部支持フレーム２５の回動位置を調整して、トーチ取付け角度α、即ち、トーチヘッド７０からの火炎の鋼管杭１１の内面１９に対する噴出角度（トーチヘッド７０の火口の鋼管杭１１の内面１９に対する傾斜角度）を調整する。
【００４３】
切断用トーチ２２を上部支持フレーム２５に設けられた補助支持部材２６のトーチレール６９に装着して、切断用トーチ２２をトーチレール６９に沿って下降させ、鋼管杭切断装置１０を鋼管杭１１に設置した場合に、トーチヘッド７０が切断位置Ｘになるように切断用トーチ２２を別途、固定手段によりトーチレール６９に固定する。
揚重機により鋼管杭切断装置１０を預け台から吊上げて、切断する鋼管杭１１の管端部１２に、４個の鋼管クランプ１３のクランプ本体２９の嵌入部３４を嵌入して、回転用バー４１を回転して、クランプボルト４０を介してスライドクランプ体３１を鋼管杭１１に固定することにより鋼管杭切断装置１０を鋼管杭１１に固定する。
【００４４】
必要に応じて、付勢力調整用ボルト８５のバネ取付けブラケット８１への固定位置をナット８６、８７を介して調整して、コイルバネ２８による第２の水平ローラ２７への付勢力の調整を行う。
切断用トーチ２２の継手金具７５のガソリン流路、酸素ガス流路にそれぞれ、ガソリン供給源、酸素ガス供給源を接続する。
【００４５】
トーチヘッド７０にガソリン及び酸素ガスを供給しながら着火し、人手により旋回フレーム１７をガイド材１５に対してゆっくりと旋回させながら、トーチヘッド７０の火口から噴出される高温の燃焼ガスにより鋼管杭１１を円周方向に溶断する。なお、鋼管杭１１内には、切断部が酸欠になって消火しないように、送風手段により常時空気を送風している。
【００４６】
図１及び図３に示すように、旋回フレーム１７を旋回させる際、支持フレーム１８及び垂直支持部材２１等を介してコイルバネ２３によって付勢された第１の水平ローラ２０が鋼管杭１１の内面１９に当接して転動することにより、支持フレーム１８及び垂直支持部材２１等の鋼管杭１１の内面１９に対する距離が一定に保持されると共に、補助支持部材２６及び切断用トーチ２２等を介してコイルバネ２８によって付勢された第２の水平ローラ２７が鋼管杭１１の内面１９に当接して転動することにより、トーチヘッド７０の火口と鋼管杭１１の内面１９との距離（例えば、２０〜４０ｍｍ）を一定に保持することができる。
【００４７】
実際の現場において、鋼管杭切断装置１０を用いて、呼び径＝４００Ａ（管外径＝４０６．４ｍｍ）、肉厚ｔ＝６ｍｍ、材質ＳＴＰＹ４００である鋼管杭１１を２０本切断した場合には、従来工法に比較して杭間掘削が無くなるので、約２日間工期を短縮することができた。
【００４８】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の鋼管杭切断装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００４９】
前記実施の形態では、支持フレームを下部支持フレームと上部支持フレームに分け、しかも、補助支持部材を垂直支持部材に対して回動可能に構成したが、これに限定されず、必要に応じて、下部支持フレームと上部支持フレームを一体にして上部支持フレームの回動調整を行わないようにすると共に、補助支持部材を垂直支持部材に対して固定することもできる。また、切断用トーチのトーチヘッドの直上に、鋼管杭の内面に当接して転動する第２の水平ローラを設け、コイルバネにより第２の水平ローラを鋼管杭の内面に付勢したが、これに限定されず、必要に応じて、第２の水平ローラ及びコイルバネを省略することもできる。第２の水平ローラを切断用トーチに設けたが、補助支持部材の下部に設けてもよい。
【００５０】
切断用トーチの燃料にガソリンを使用したが、これに限定されず、必要に応じて、鋼管杭の裏面に土砂があっても切断できるその他の燃料を使用することもできる。
４個の鋼管クランプを使用したが、これに限定されず、必要に応じて、２、３個又は５個以上の鋼管クランプを使用することもできる。
鋼管クランプには鋼管杭の管径に対応するように、スライドクランプ体及びスライド用ブロックを設けたが、これに限定されず、必要に応じて、例えば、鋼管杭の管径が一定であれば、スライド機構を省略することもできる。
【００５１】
ガイド材の外周部及び内周部の先部の断面形状を台形としたが、これに限定されず、必要に応じて、他の形状とすることもできる。
旋回フレームを人手により旋回したが、これに限定されず、必要に応じて、駆動手段により旋回することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼管杭切断装置の正断面図である。
【図２】同鋼管杭切断装置の要部正断面図である。
【図３】同鋼管杭切断装置の平面図である。
【図４】同鋼管杭切断装置の鋼管クランプ及び旋回フレームの要部説明図である。
【図５】同鋼管杭切断装置の要部平面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１の矢視Ａ−Ａ断面図、矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０：鋼管杭切断装置、１１：鋼管杭、１２：(上端部)管端部、１３：鋼管クランプ、１４：管端、１５：ガイド材、１５ａ：下面、１６：スライドレール、１７：旋回フレーム、１８：支持フレーム、１９：内面、２０：第１の水平ローラ、２１：垂直支持部材、２２：切断用トーチ、２３コイルバネ（第１の弾性部材）、２４：下部支持フレーム、２５：上部支持フレーム、２６：補助支持部材、２７：第２の水平ローラ、２８：コイルバネ（第２の弾性部材）、２９：クランプ本体、３０：スライドロッド、３１：スライドクランプ体、３２：スライド孔、３３：スライド用ブロック、３４：嵌入部、３５：取付け孔、３６：固定ボルト、３７：雌ねじ、３８：先端、３９：外面、４０：クランプボルト、４１：回転用バー、４２：雌ねじ、４３：先端、４４：下面、４５：クランプボルト、４６：上端面、４７：外周、４８：内周、４９：外周部、５０：内周部、５１：外側リングローラ、５２：内側リングローラ、５３、５４：台車、５５：下面、５６：上部フレーム板、５７：スペーサ部材、５８：下部フレーム板、５９：台車フレーム、６０、６０ａ：固定軸、６１：取付け孔、６２、６３：取付け板、６４、６５：垂直材、６６：連結部材、６７：取付けブラケット、６８：ピン、６９：トーチレール、７０：トーチヘッド、７１：ガソリン供給管、７２：酸素ガス供給管、７３、７４：パイプホルダー、７５：継手金具、７６、７７：昇降ガイドローラ、７８：ブラケット、７９：取付けアーム、８０：ベースプレート、８１：バネ取付けブラケット、８２：ピン、８３：継手部材、８４：フック、８５：付勢力調整用ボルト、８６、８７：ナット、８８：ベースプレート、８９：バネ取付けブラケット、９０：ねじ継手部材、９１：フック、９２、９３：ナット、９４：付勢力調整用ボルト、９５、９６：ナット、９７：ホルダーストッパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭の上端部に固定可能な複数の鋼管クランプを介して前記鋼管杭の管端の上方位置に該鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材と、
前記ガイド材に跨がって設けられるスライドレールを備え、前記ガイド材を旋回可能な旋回フレームと、
前記スライドレールに沿って移動可能な支持フレームと、
前記支持フレームに上部が取付けられ、下部に前記鋼管杭の内面に当接する第１の水平ローラを備え、前記支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材と、
前記垂直支持部材に上下調整可能に取付けられた切断用トーチと、
前記支持フレームに一端が固定され、他端が前記旋回フレームに取付けられ、前記支持フレームを半径方向外側に付勢する第１の弾性部材とを有することを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の鋼管杭切断装置において、前記支持フレームは前記スライドレールに取付けられる下部支持フレームと、該下部支持フレームに回動調整可能に取付けられて前記垂直支持部材の上側が固定される上部支持フレームとを有し、しかも該上部支持フレームの上部には前記切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、前記補助支持部材の下部又は前記切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを前記鋼管杭の内面に付勢する第２の弾性部材が前記補助支持部材の上部と前記上部支持フレームとの間に設けられていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記切断用トーチの燃料にガソリンを使用することを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記鋼管クランプは、前記鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体及び該クランプ本体から半径方向外側に水平に突出したスライドロッドを有するスライドクランプ体と、前記ガイド材の下端に設けられ、前記スライドクランプ体のスライドロッドが挿通するスライド孔が形成されたスライド用ブロックとを備えていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記旋回フレームは、前記ガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及び前記ガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有し、前記ガイド材の周方向に沿って移動可能で前記ガイド材の中心を通り前記スライドレールにより連結された２台の台車を備えていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項１】
鋼管杭の上端部に固定可能な複数の鋼管クランプを介して前記鋼管杭の管端の上方位置に該鋼管杭と実質的に同心に設けられたリング状のガイド材と、
前記ガイド材に跨がって設けられるスライドレールを備え、前記ガイド材を旋回可能な旋回フレームと、
前記スライドレールに沿って移動可能な支持フレームと、
前記支持フレームに上部が取付けられ、下部に前記鋼管杭の内面に当接する第１の水平ローラを備え、前記支持フレームから下側に延長して設けられた垂直支持部材と、
前記垂直支持部材に上下調整可能に取付けられた切断用トーチと、
前記支持フレームに一端が固定され、他端が前記旋回フレームに取付けられ、前記支持フレームを半径方向外側に付勢する第１の弾性部材とを有することを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の鋼管杭切断装置において、前記支持フレームは前記スライドレールに取付けられる下部支持フレームと、該下部支持フレームに回動調整可能に取付けられて前記垂直支持部材の上側が固定される上部支持フレームとを有し、しかも該上部支持フレームの上部には前記切断用トーチが補助支持部材を介して回動可能に取付けられ、しかも、前記補助支持部材の下部又は前記切断用トーチに設けられた第２の水平ローラを前記鋼管杭の内面に付勢する第２の弾性部材が前記補助支持部材の上部と前記上部支持フレームとの間に設けられていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記切断用トーチの燃料にガソリンを使用することを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記鋼管クランプは、前記鋼管杭の上端部の周方向に間隔をあけて配置されたクランプ本体及び該クランプ本体から半径方向外側に水平に突出したスライドロッドを有するスライドクランプ体と、前記ガイド材の下端に設けられ、前記スライドクランプ体のスライドロッドが挿通するスライド孔が形成されたスライド用ブロックとを備えていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼管杭切断装置において、前記旋回フレームは、前記ガイド材の外周部を挟んで転動する２個の両鍔付きの外側リングローラ及び前記ガイド材の内周部を挟んで転動する１個の両鍔付きの内側リングローラを有し、前記ガイド材の周方向に沿って移動可能で前記ガイド材の中心を通り前記スライドレールにより連結された２台の台車を備えていることを特徴とする鋼管杭切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３０３０９７（Ｐ２００７−３０３０９７Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３０５６２（Ｐ２００６−１３０５６２）
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【出願人】（０００１７８０１１）山九株式会社 (48)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【出願人】（０００１７８０１１）山九株式会社 (48)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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