JP3856564B2

JP3856564B2 - 鋼管杭打設装置及び鋼管杭打設工法

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Publication number: JP3856564B2
Application number: JP12127298A
Authority: JP
Inventors: 哲生長江; 憲房杉山; 文夫滝沢; 光雄川崎; 宗寛藤田; 瑞樹森
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-04-30
Also published as: JPH11310921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、営業路線の軌道下に地下設備を構築したり、当該軌道下地盤の補強工事を行う際に活用し得る鋼管杭打設装置とその工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
営業路線の軌道下に地下設備を構築したり、当該軌道下地盤の補強工事を行う場合、当該軌道内または当該軌道に隣接する側方位置に鋼管杭を打設する必要がある。従来の鋼管杭打設装置は、クローラーなどの接地用自走手段を備えた自走車両の前部に鋼管杭回転圧入装置を支持させたものであるから、踏切などの軌道上への乗り入れ可能場所と工事現場との間の鋼管杭打設装置の走行経路全域にわたって軌道に覆工版を敷設しなければならず、多大の手間と費用がかかる。
【０００３】
また、鋼管杭打設装置は、１本の鋼管杭を予め鋼管杭回転圧入装置にセットした状態で工事現場に乗り入れさせることはできるが、２本目以降は工事現場において鋼管杭を鋼管杭回転圧入装置にセットしなければならない。換言すれば、最初の１本の鋼管杭を打ち終わるまでに次の鋼管杭をトラックなどで工事現場まで搬入しておかなければ、鋼管杭打設作業を効率良く遂行させることができない。しかも、営業路線の場合は、終電から始発までの深夜に工事を行うことになるので、クレーンで鋼管杭を鋼管杭回転圧入装置に吊り込む際の玉掛け作業には危険を伴うことになり、安全性の点でも問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような従来の問題点を解消し得る鋼管杭打設装置を提供することを目的とするものであって、その手段を後述する実施形態の参照符号を付して示すと、接地用自走手段３を備えた自走車体１に昇降可能に設けられた軌道用自走手段４と、当該自走車体１の前部に支持された鋼管杭回転圧入装置５と、鋼管杭保持手段６Ａとを備え、前記鋼管杭保持手段６Ａは、鋼管杭Ｗを支持する鋼管杭支持具４３と、当該鋼管杭支持具４３を３次元方向に移動させる駆動機構４２とから成るもので、前記鋼管杭支持具４３で支持した鋼管杭Ｗを前記鋼管杭回転圧入装置５の側方位置から当該鋼管杭回転圧入装置５にセットし得るようにしたものである。
【０００５】
上記構成の本発明の鋼管杭打設装置を実施するについて、前記鋼管杭保持手段６Ａの駆動機構４２は、前記鋼管杭回転圧入装置５の側方位置に昇降可能に設けられた昇降体４６と、この昇降体４６の前端から前方に延出し且つ水平揺動可能に支持された第一アーム４９と、この第一アーム４９の先端に水平揺動可能に支持された第二アーム５２とから構成し、当該第二アーム５２の先端に前記鋼管杭支持具４３を取り付けることができる。
【０００６】
また、前記鋼管杭保持手段６Ａの鋼管杭支持具４３は、鋼管杭Ｗの外側面に付設された被支持具５９に上向きに係合して当該鋼管杭Ｗを支持する上向きピン５６を備えたものとすることができる。さらに、前記鋼管杭保持手段は、前記鋼管杭回転圧入装置５の左右何れか片側にのみ配設することもできるが、前記鋼管杭回転圧入装置の左右両側にそれぞれ鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂを配設するのが望ましい。
【０００７】
また、前記鋼管杭回転圧入装置５にセットされる鋼管杭Ｗの上方に位置する架線保護用遮蔽板６３を配設することができる。この架線保護用遮蔽板６３は、前記鋼管杭回転圧入装置５にセットされる鋼管杭Ｗの真上に位置する作用位置と当該作用位置から離れた待機位置との間で移動可能に支持するのが望ましい。またこの場合、前記架線保護用遮蔽板６３は、前記鋼管杭回転圧入装置５の上端にパンタグラフリンク機構６１により、前記作用位置と当該作用位置から後方下方へ離れた待機位置との間で平行移動可能に支持させることができる。
【０００８】
さらに、前記鋼管杭回転圧入装置５を支持する軌道用台車８を着脱自在に設けることもできる。この場合、前記軌道用台車８は、前記鋼管杭回転圧入装置５の下端に着脱自在に吊り下げ可能に構成するとともに、当該鋼管杭回転圧入装置５にセットされた鋼管杭Ｗの下端が嵌合する凹入部６６を設け、この凹入部６６に下端が嵌合した鋼管杭Ｗを介して前記鋼管杭回転圧入装置５を支持するように構成することができる。
【０００９】
また、先に説明した本発明の鋼管杭打設装置を使用して鋼管杭を軌道内またはその近傍位置に打設する場合、前記鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂに現場で鋼管杭Ｗを補給する鋼管杭補給用クレーン車７０を使用することができるが、このクレーン車７０には、クレーンブーム７２の先端に鋼管杭把持手段７３を任意の向きに転向可能に支持させておき、前記鋼管杭回転圧入装置５にセットされた鋼管杭Ｗを打設した後、前記鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂが支持している鋼管杭Ｗを、当該鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂにより前記鋼管杭回転圧入装置５にセットして、先の打設済み鋼管杭Ｗに継ぎ足して打設作業を行い、空いた鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂには、前記鋼管杭補給用クレーン車７０の鋼管杭把持手段７３で把持させた鋼管杭Ｗを補給して支持させることができる。
【００１０】
上記の鋼管杭補給用クレーン車７０を利用する工法を実施する場合、前記鋼管杭補給用クレーン車７０には、前記鋼管杭把持手段７３で把持した鋼管杭Ｗを地上適当高さで鉛直姿勢にしたとき当該鋼管杭Ｗの真上に位置する架線保護用遮蔽板８９を、クレーンブーム７２の先端に設けたものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適実施形態を添付図に基づいて説明すると、図１〜図３において、１は左右一対のクローラー２から成る接地用自走手段３を備えた自走車体であって、軌道用自走手段４、鋼管杭回転圧入装置５、左右一対の鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂ、架線保護手段７、及び着脱自在な軌道用台車８（図３）を備えている。
【００１２】
軌道用自走手段４は、自走車体１の後端に取り付けられた従動車輪ユニット９と、自走車体１の前端に取り付けられた駆動車輪ユニット１０とから成るもので、従動車輪ユニット９は、図４及び図５に示すように、自走車体１の後端に取り付けられたガイド部材１１と、当該ガイド部材１１に２本の昇降ガイド支柱１２ａ，１２ｂを介して昇降可能に支持された軸受け部材１３と、当該軸受け部材１３の両端に同心状に軸支された左右一対の従動車輪１４ａ，１４ｂと、前記ガイド部材１１と軸受け部材１３との間に介装された昇降駆動用シリンダーユニット１５とから成るもので、前記シリンダーユニット１５により軸受け部材１３を下降させることにより、図３〜図５に示すように、両車輪１４ａ，１４ｂを軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂに係合させた状態で自走車体１を所定高さまで浮上させることができる。
【００１３】
なお、図３に示すように、従動車輪ユニット９により自走車体１を軌道（２本のレール１６ａ，１６ｂ）から所定高さまで浮上させた状態は、２本の昇降ガイド支柱１２ａ，１２ｂに設けられたピン孔１７とガイド部材１１に設けられたピン孔１８とにわたってロックピン１９を挿通させることによりロックすることができる。また、図１及び図４、図５の仮想線で示すように、シリンダーユニット１５により軸受け部材１３を上昇させて、両車輪１４ａ，１４ｂを軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂから所定高さまで浮上させ、自走車体１の接地用自走手段３を接地させた状態は、２本の昇降ガイド支柱１２ａ，１２ｂに設けられたピン孔２０とガイド部材１１に設けられたピン孔１８とにわたってロックピン１９を挿通させることによりロックすることができる。このロックピン１９も、使用状態においてガイド部材１１にピンやボルトなどでロックできるように構成することができる。
【００１４】
駆動車輪ユニット１０は、図４、図６、及び図７に示すように、自走車体１の前端に取り付けられたブラケット２１に水平支軸２２を介して上下揺動自在に軸支された揺動フレーム２３と、この揺動フレーム２３の遊端に軸支された駆動軸２４の両端に取り付けられた左右一対の駆動車輪２５ａ，２５ｂと、前記揺動フレーム２３上に支持され且つ前記駆動軸２４とチェン伝動手段２６を介して連動連結された駆動用モーター２７と、前記揺動フレーム２３を昇降駆動する左右一対のシリンダーユニット２８とから成るもので、前記シリンダーユニット２８により揺動フレーム２３を下降させることにより、図３、図４、及び図６に示すように、両車輪２５ａ，２５ｂを軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂに係合させた状態で自走車体１を所定高さまで浮上させることができる。逆に、前記シリンダーユニット２８により揺動フレーム２３を上昇させることにより、図１に示すように、両車輪２５ａ，２５ｂを軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂから所定高さまで浮上させ、自走車体１の接地用自走手段３を接地させることができる。このとき、図４に示すようにブラケット２１に設けたピン孔２９に挿通したピン（図示省略）で揺動フレーム２３を支持させて、駆動車輪ユニット１０を上昇待機位置でロックすることもできる。
【００１５】
鋼管杭回転圧入装置５は、定長リンク３０と伸縮駆動可能な伸縮リンク３１、及び定長リンク３０を上下駆動するシリンダーユニット３２から成る支持手段３３を介して自走車体１の前端に支持されたリーダー３４と、このリーダー３４に設けられたガイドレール３５と当該ガイドレール３５に係合する昇降ガイド３６とを介して当該リーダー３４に昇降可能に支持され且つ圧入用シリンダーユニット３７により昇降駆動される鋼管杭回転駆動手段３８とから成り、鋼管杭回転駆動手段３８は、例えば実公平６−２９２２６号公報などにより従来周知のもので、リング状回転駆動部３９と当該回転駆動部３９に吊り下げられたリング状チャック部４０とを備え、リング状回転駆動部３９とリング状チャック部４０とにわたって垂直に挿通された鋼管杭Ｗを、前記リング状チャック部４０で把持した状態で、リング状回転駆動部３９に搭載された左右一対のモーター４１により回転駆動するものである。
【００１６】
左右一対の鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂは、図２に示すように、鋼管杭回転圧入装置５の左右両側に配設された左右対称構造のもので、それぞれ駆動機構４２と鋼管杭支持具４３とを備えており、駆動機構４２は、図１及び図３に示すように、鋼管杭回転圧入装置５のリーダー３４に支持された前後一対の昇降ガイドレール４４に昇降可能に支持され且つシリンダーユニット４５により昇降駆動される昇降体４６と、図８に示すように、この昇降体４６の前端から前方に延出するように垂直支軸４７により軸支され且つシリンダーユニット４８により水平揺動駆動される第一アーム４９と、この第一アーム４９の先端に垂直支軸５０により軸支され且つシリンダーユニット５１により水平揺動駆動される第二アーム５２とから構成されている。
【００１７】
前記鋼管杭支持具４３は、図８及び図９に示すように、前記駆動機構４２の第二アーム５２の先端に取り付けられたもので、前記第二アーム５２の先端に水平支軸５３で軸支され且つターンバックル付きリンク５４により所定角度に固定された基板５５と、この基板５５の前側に、当該基板５５の前面との間に適当な隙間を隔てて付設された左右一対の上向きピン５６と、当該上向きピン５６より下側で前記基板５５の裏側に水平支軸５７により自転可能に軸支され且つ周面が基板５５の前面から突出する回転ガイド板５８とから構成されている。一方、この鋼管杭支持具４３で支持される鋼管杭Ｗには、その外側面適当高さ位置に、前記左右一対の上向きピン５６が下から上向きに嵌入可能なように、パイプ材や溝形鋼などから成る一対の被支持具５９が溶接により取り付けられる。
【００１８】
架線保護手段７は、図１、図３、及び図１０に示すように、鋼管杭回転圧入装置５のリーダー３４の上端に左右一対の平行２連リンク６０ａ，６０ｂから成るパンタグラフリンク機構６１により支持したフレーム６２上に、電気絶縁材料（エボナイトなど）から成る架線保護用遮蔽板６３を水平に付設し、前記フレーム６２とリーダー３４の上端との間に介装したシリンダーユニット６４により前記架線保護用遮蔽板６３を、前記鋼管杭回転圧入装置５の鋼管杭回転駆動手段３８の真上に位置する作用位置（図１、及び図１０の仮想線で示す）と当該作用位置から後方下方に離れた待機位置（図３、及び図１０の実線で示す）との間で平行移動させることができる。パンタグラフリンク機構６１として、左右一対の平行２連リンク６０ａ，６０ｂを利用したものを例示したが、これに限定されない。
【００１９】
軌道用台車８は、図３、図４、及び図１１に示すように、軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂに係合する左右一対、前後２組の車輪６５を備えた台車であって、その上面には、前記鋼管杭回転圧入装置５の鋼管杭回転駆動手段３８にセットされた鋼管杭Ｗの下端が嵌合する凹入部６６が設けられ、図３に示すように、前記凹入部６６に下端が嵌合した鋼管杭Ｗを介して前記鋼管杭回転圧入装置５を支持するものであり、前記鋼管杭回転圧入装置５の鋼管杭回転駆動手段３８に鋼管杭Ｗがセットされていないときは、図４に仮想線で示すように、前記鋼管杭回転駆動手段３８のリング状チャック部４０を直接支持することもできる。また、図４に仮想線で示すように、この軌道用台車８は、チェンなどの複数本の吊り具６７により前記鋼管杭回転駆動手段３８のリング状チャック部４０などに吊り下げることができる。
【００２０】
図１２及び図１３は、鋼管杭打設現場などにおいて、鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂや鋼管杭回転圧入装置５に対して鋼管杭Ｗをセットするときに使用し得る鋼管杭補給用クレーン車７０を示している。このクレーン車７０は、クローラーなどの接地自走手段７１と上下動及び伸縮可能なクレーンブーム７２とを備えたもので、クレーンブーム７２の先端に鋼管杭把持手段７３と架線保護手段７４とが取り付けられている。
【００２１】
図１４に示すように鋼管杭把持手段７３は、クレーンブーム７２の先端に取り付けられた基材７５に水平支軸７６により上下揺動自在に軸支され且つシリンダーユニット７７により揺動駆動される第一揺動体７８と、この第一揺動体７８に、前記水平支軸７６に対し直角向きの軸心７９の周りに揺動自在に軸支され且つシリンダーユニット８０により揺動駆動される第二揺動体８１と、この第二揺動体８１に、前記水平支軸７６及び軸心７９の両者に対し直角向きの軸心８２の周りに回転自在に軸支され且つシリンダーユニットまたは油圧モーターなど（図示省略）により回転駆動される第三回転体８３と、この第三回転体８３に開閉自在に取り付けられ且つシリンダーユニット８４により開閉駆動される一対の把持爪８５とから構成され、一対の把持爪８５で把持した鋼管杭Ｗの支持レベル及び向きを、クレーンブーム７２の上下動及び伸縮、各揺動体７８，８１の揺動駆動、及び第三回転体８３の回転駆動により、任意に変えることができる。
【００２２】
図１４に示すように架線保護手段７４は、クレーンブーム７２の先端に取り付けられた前記基材７５にスライドガイド８６を取り付け、当該スライドガイド８６にスライド可能に支持され且つシリンダーユニット８７によりスライド駆動される滑動フレーム８８上に、電気絶縁材料（エボナイトなど）から成る架線保護用遮蔽板８９を付設して成るもので、前記クレーンブーム７２を所定角度まで上動させたとき、前記架線保護用遮蔽板８９が所定高さで略水平になるように、基材７５に対してスライドガイド８６が所定角度で取り付けられ、係る状態で滑動フレーム８８をシリンダーユニット８７により進出させることにより、図１４に仮想線で示すように、前記鋼管杭把持手段７３で把持して地面上所定高さで略鉛直姿勢とした鋼管杭Ｗの上側を架線保護用遮蔽板８９で覆うことができるように構成している。
【００２３】
以上のように構成された鋼管杭打設装置を使用する鋼管杭の打設工法を、図１５〜図２２に基づいて説明すると、軌道内またはその近傍の鋼管杭打設工事現場から離れた工事基地内において、図１５に示すように鋼管杭回転圧入装置５に鋼管杭Ｗをセットする。即ち、架線保護手段７の架線保護用遮蔽板６３を、鋼管杭回転駆動手段３８の真上位置から後方下方に離れた待機位置（図３、及び図１０の実線で示す）に移動させるとともに、鋼管杭回転圧入装置５における鋼管杭回転駆動手段３８をリーダー３４に対して適当高さまで上昇させた状態で、クレーン車などを使用して鋼管杭Ｗをリング状回転部３９及びリング状チャック部４０内に吊り込み、リング状チャック部４０により当該鋼管杭Ｗを把持固定し、リング状チャック部４０より下側に突出している鋼管杭Ｗの周面に回転掘削用先端金物Ｗａを取り付ける。
【００２４】
次に、図１６に示すように、鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂにクレーン車などを利用してそれぞれ別の鋼管杭Ｗをセットする。即ち、各鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂ（図８参照）の昇降体４６の昇降駆動、第一アーム４９の水平揺動駆動、及び第二アーム５２の水平揺動駆動により、鋼管杭支持具４３を作業に最適な地上高と向きにセットした状態で、予め図９に示すように被支持具５９が溶接により取り付けられた鋼管杭Ｗをクレーン車で吊り上げて、前記被支持具５９を鋼管杭支持具４３の２本の並列上向きピン５６に外嵌させ、当該鋼管杭Ｗを各鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂの鋼管杭支持具４３に略鉛直姿勢で保持させる。このとき、図９Ｂに示すように、鋼管杭支持具４３の回転ガイド板５８に鋼管杭Ｗの周面を当接させながら当該鋼管杭Ｗを下降させることにより、前記被支持具５９を鋼管杭支持具４３の２本の並列上向きピン５６に容易に外嵌させることができる。
【００２５】
この後、図１７に示すように、軌道用台車８を鋼管杭回転圧入装置５の下端にセットする。即ち、鋼管杭回転駆動手段３８にセットされ且つリング状チャック部４０により固定された先端金物付き鋼管杭Ｗを、リーダー３４に対する鋼管杭回転駆動手段３８の上昇または自走車体１に対する鋼管杭回転圧入装置５の上昇若しくはその両方により、地上適当高さまで浮上させ、クレーン車などにより吊り上げた軌道用台車８を前記先端金物付き鋼管杭Ｗの下端真下に配置する。そして鋼管杭回転駆動手段３８を対地下降させて先端金物付き鋼管杭Ｗの下端を軌道用台車８の凹入部６６内に嵌合させ、チェンなどの吊り具６７により当該軌道用台車８と鋼管杭回転駆動手段３８（リング状チャック部４０）とを連結する。
【００２６】
なお、以上の作業は、図１５〜図１７に示すように、軌道用自走手段４の従動車輪ユニット９と駆動車輪ユニット１０とを対地浮上させ、接地用自走手段３を接地させた状態で行うが、作業の安全を図るため、図１にも示すように自走車体１の後端左右両側に設けられている左右一対の接地盤９０をシリンダーユニット９１で下降接地させるとともに、鋼管杭回転圧入装置５のリーダー３４の下端左右両側に設けられている左右一対の接地盤９２をシリンダーユニット９３で下降接地させることができる。
【００２７】
以上の工事基地内準備作業が完了すれば、図１８に示すように、自走車体１に対して鋼管杭回転圧入装置５を上昇させ、当該鋼管杭回転圧入装置５に吊り具６７を介して連結されている軌道用台車８を、当該吊り具６７により地上適当高さまで吊り上げる。この後、自走車体１の左右一対の接地盤９０及び鋼管杭回転圧入装置５の左右一対の接地盤９２をそれぞれ地上適当高さまで上昇させ、自走車体１を接地用自走手段３により自走させる。
【００２８】
自走車体１を踏切などにおいて軌道内に進入させたならば、軌道用自走手段４の従動車輪ユニット９の左右一対の従動車輪１４ａ，１４ｂ及び駆動車輪ユニット１０の左右一対の駆動車輪２５ａ，２５ｂが、それぞれ軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂの真上に位置するように、自走車体１を操向停止させる。この後、従動車輪ユニット９の左右一対の従動車輪１４ａ，１４ｂ及び駆動車輪ユニット１０の左右一対の駆動車輪２５ａ，２５ｂをそれぞれ前記のように自走車体１に対して下降させることにより、これら従動車輪ユニット９及び駆動車輪ユニット１０により自走車体１を軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂ上に支持させる。さらに、鋼管杭回転圧入装置５を自走車体１に対して下降させ、吊り下げている軌道用台車８の車輪６５を軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂに係合させる。このとき、軌道用台車８がレール１６ａ，１６ｂに乗り移った後も自走車体１に対して鋼管杭回転圧入装置５の全体、または鋼管杭回転駆動手段３８のみを下降させ、当該鋼管杭回転駆動手段３８にセットされている先端金物付き鋼管杭Ｗの下端を軌道用台車８の凹入部６６の底面上に当接させ、当該先端金物付き鋼管杭Ｗや鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂに保持されている２本の鋼管杭Ｗを含めて、鋼管杭回転圧入装置５側の全体重量を軌道用台車８に受け持たせることができる。
【００２９】
図１９に示すように、鋼管杭打設装置全体を軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂ上に移載したならば、軌道用自走手段４の駆動車輪ユニット１０における左右一対の駆動車輪２５ａ，２５ｂをモーター２７により回転駆動し、鋼管杭打設装置全体を軌道の２本のレール１６ａ，１６ｂ上で鋼管杭打設工事現場へ向けて自走させることができる。なお、この軌道上での自走作業に際しては、鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂ及びこれらに保持されている左右２本の鋼管杭Ｗが軌道内の車両走行領域の外側に張り出さないように、鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂの第一アーム４９及び第二アーム５２を内側へ適当角度揺動させておく。図１９〜図２２中の９４は、軌道上方に張設されている給電用架線である。
【００３０】
鋼管杭打設装置（自走車体１）が鋼管杭打設工事現場に到着したならば、図２０に示すように、鋼管杭回転圧入装置５を自走車体１に対して上昇させて、先端金物付き鋼管杭Ｗを軌道用台車８から浮上させることにより、軌道用台車８を鋼管杭回転圧入装置５から離脱除去する。そして、軌道用自走手段４の従動車輪ユニット９と駆動車輪ユニット１０とを対地浮上させて接地用自走手段３を接地させるとともに、鋼管杭回転圧入装置５を自走車体１に対して下降させた後、さらに、自走車体１側の左右一対の接地盤９０と鋼管杭回転圧入装置５側の左右一対の接地盤９２とをそれぞれ下降させ、これら接地盤９０，９２により鋼管杭打設装置全体を支持させるように自走車体１の接地用自走手段３を対地浮上させる。
【００３１】
上記の準備作業が完了すれば、鋼管杭回転圧入装置５により先端金物付き鋼管杭Ｗを打設する。即ち、鋼管杭回転駆動手段３８のリング状チャック部４０で先端金物付き鋼管杭Ｗを把持した状態で当該リング状チャック部４０を回転駆動させながら鋼管杭回転駆動手段３８を圧入用シリンダーユニット３７によりリーダー３４に対して強制下降させる鋼管杭回転圧入工程と、リング状チャック部４０を開放させた状態で鋼管杭回転駆動手段３８を圧入用シリンダーユニット３７によりリーダー３４に対して上昇させる鋼管杭回転駆動手段３８の戻し工程とを、繰り返し行うことにより、先端金物Ｗａを備えた鋼管杭Ｗを、図２１に示すように所定深さまで打設する。
【００３２】
先端金物付き鋼管杭Ｗの打設が完了したならば、図２１に示すように、待機位置にあった架線保護手段７の架線保護用遮蔽板６３を作用位置へ移動させて、軌道上方の給電用架線９４の真下位置で鋼管杭回転駆動手段３８の上方に架線保護用遮蔽板６３を配置する（鋼管杭打設工事現場に自走車体１を固定したときに架線保護用遮蔽板６３を作用位置へ移動させておいても良い）とともに、鋼管杭回転駆動手段３８を圧入用シリンダーユニット３７によりリーダー３４に対して下降限位置まで下降させた状態で、鋼管杭保持手段６Ａ（または６Ｂ）に保持させている鋼管杭Ｗを鋼管杭回転駆動手段３８にセットする。即ち、鋼管杭保持手段６Ａの昇降体４６の昇降駆動と第一アーム４９及び第二アーム５２の揺動駆動とにより、当該鋼管杭保持手段６Ａの鋼管杭支持具４３で支持している鉛直姿勢の鋼管杭Ｗを鋼管杭回転駆動手段３８のリング状回転駆動部３９の真上に配置した後、昇降体４６の下降により当該鋼管杭Ｗをリング状回転駆動部３９からリング状チャック部４０内へ挿入する。
【００３３】
次に、図２２に示すように、鋼管杭回転駆動手段３８を圧入用シリンダーユニット３７により適当高さまで上昇させ、リング状チャック部４０の下側に作業空間を確保した状態で、所定深さまで打設された先端金物付き鋼管杭Ｗの上端と、その上に前記のようにセットされた鋼管杭Ｗの下端との接合部Ｗｂを、溶接やねじ結合方法により結合一体化する。この後、先端金物付き鋼管杭Ｗにおいて説明した鋼管杭回転圧入作業を実施して、先端金物付き鋼管杭Ｗとこれに継ぎ足された鋼管杭Ｗとを所定深さまで打設する。この作業が完了すれば、鋼管杭保持手段６Ｂ（または６Ａ）で保持されている鋼管杭Ｗを前記の要領で鋼管杭回転駆動手段３８にセットし、上下の鋼管杭Ｗどうしを結合した後、再び鋼管杭回転圧入作業を実施して、継ぎ足しにより全長が延長された鋼管杭を所定深さまで打設する。
【００３４】
例えば終電から始発までの連続する鋼管杭打設作業時間内において、３本以上の鋼管杭を継ぎ足しながら打設するときは、空き状態の鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂに新たに鋼管杭Ｗを補給しておく必要がある。この鋼管杭補給作業に際して、図１２〜図１４に示したクレーン車７０を使用することができる。即ち、軌道上を自走するための軌道用自走手段を備えたクレーン付きトラックなどにより鋼管杭打設工事現場付近に搬入された鋼管杭Ｗ（予め図９に示す被支持具５９が取り付けられている）を前記クレーン車７０の鋼管杭把持手段７３により把持させ、当該鋼管杭Ｗを、当該クレーン車７０のクレーンブーム７２の上下動及び伸縮、各揺動体７８，８１の揺動駆動、及び第三回転体８３の回転駆動により、鉛直姿勢に変えるとともに、図２２に示すように空き状態の鋼管杭保持手段６Ａ，６Ｂの鋼管杭支持具４３に支持させる。
【００３５】
この鋼管杭の補給作業に際して、クレーン車７０のクレーンブーム７２や把持した鋼管杭Ｗが架線９４に接触する事故を、前記クレーン車７０のクレーンブーム７２の先端に取り付けられている架線保護手段７４の架線保護用遮蔽板８９により防止することができる。勿論、前記架線保護用遮蔽板８９は、鋼管杭把持手段７３で把持して鉛直姿勢にした鋼管杭Ｗを架線９４の付近に移動させる前に、シリンダーユニット８７により当該鋼管杭Ｗの真上を覆う作用位置へ進出移動させておくものである。
【００３６】
鋼管杭継ぎ足し打設作業が終了すれば、再び軌道用自走手段４により自走車体１を軌道のレール１６ａ，１６ｂ上に支持させるとともに、当該軌道のレール１６ａ，１６ｂ上に載置した軌道用台車８の上に鋼管杭回転クレーン手段３８のリング状チャック部４０を移載した状態で、前記軌道用自走手段４を利用して鋼管杭打設装置を鋼管杭打設工事現場から退出させれば良い。
【００３７】
なお、鋼管杭Ｗの周面に付設された被支持具５９は、当該鋼管杭Ｗの回転圧入抵抗を増大させることになるので、鋼管杭回転圧入装置５（鋼管杭回転駆動手段３８）にセットした後にハンマーなどで打ち叩いて取り外しておくのが望ましい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の鋼管杭打設装置は、昇降可能な軌道用自走手段を利用することにより、軌道上またはその近傍の鋼管杭打設工事現場から離れた踏切などの軌道上への乗り入れ可能場所から当該軌道上を経由して前記工事現場まで簡単容易且つ安全に移動することができる。換言すれば、軌道上またはその近傍の鋼管杭打設工事現場の付近に自走車体を軌道内に進入させ得るような適当な場所がなくとも、当該工事現場付近にのみ覆工版敷設工事を施せば良く、踏切などの軌道内乗り入れ場所から工事現場までの全走行経路にわたって、通常の接地用自走手段を利用して自走車体を走行させるための覆工版敷設工事を施工しなければならない場合と比較して、手間及びコストの大幅な削減を図ることができる。
【００３９】
しかも、鋼管杭回転圧入装置にセットした鋼管杭とは別の鋼管杭を、鋼管杭保持手段で保持させた状態で工事現場に持ち込ませることができ、鋼管杭回転圧入装置にセットした鋼管杭の打設完了後、鋼管杭保持手段で保持させた鋼管杭を当該鋼管杭保持手段により鋼管杭回転圧入装置にセットし、先の打設済み鋼管杭に継ぎ足した状態で、引き続いて鋼管杭の打設作業を続行することができる。従って、一般的に深夜作業となる軌道内での鋼管杭打設作業において、限られた時間内で鋼管杭の打設作業を効率良く遂行することができる。
【００４０】
また、仮に鋼管杭保持手段への鋼管杭の補給作業にクレーンを利用するとしても、深夜での吊り込み鋼管杭に対する危険な玉掛け作業を少なくして、作業の安全性を向上させることができる。さらに、軌道上方の給電用架線の真下が鋼管杭の打設位置である場合でも、当該鋼管杭回転圧入装置の側方位置、即ち、前記架線の真下位置に対して側方に離れた位置で鋼管杭保持手段に継ぎ足し使用する鋼管杭を補給し、この鋼管杭を前記鋼管杭保持手段により架線真下の鋼管杭回転圧入装置へ横から供給してセットすることができるので、継ぎ足し使用する鋼管杭をセットするために鋼管杭回転圧入装置をその都度架線真下位置から横側方に移動させるような手間と時間を無くすことができ、この点でも作業を効率良く遂行し得るとともに、架線に対する引っ掛け事故を防止し易くなる。
【００４１】
なお、請求項２に記載の構成によれば、鋼管杭保持手段に鋼管杭を支持させるときの鋼管杭受取位置や高さ及び鋼管杭支持具の向きを状況に応じて変えることができ、しかも、鋼管杭支持具に支持させた鋼管杭を鋼管杭回転圧入装置へできる限り短い経路を経由させて供給することが容易になる。換言すれば、鋼管杭保持手段に鋼管杭を支持させる作業を容易に行えるとともに、当該鋼管杭保持手段により鋼管杭回転圧入装置へ鋼管杭を能率良く供給することができる。
【００４２】
請求項３に記載の構成によれば、継ぎ足し使用する鋼管杭に予めパイプ材や溝形鋼などから成る被支持具を取り付けておくだけで、当該鋼管杭を鋼管杭保持手段の鋼管杭支持具に容易且つ確実に支持させることができ、鋼管杭支持具としても上向きピンだけの極めて簡単なもので良く、鋼管杭支持具として鋼管杭を把持する開閉自在な把持爪を使用する場合と比較して、鋼管杭保持手段を極めて安価に構成することができるし、鋼管杭保持手段の制御も簡単容易になる。
【００４３】
請求項４に記載の構成によれば、鋼管杭回転圧入装置にセットされる鋼管杭の他に２本の鋼管杭を鋼管杭回転圧入装置の左右両側にそれぞれ保持させて打設工事現場へ搬送することができるので、鋼管杭の継ぎ足し打設作業を一層能率的に行える。
【００４４】
請求項５に記載の構成によれば、軌道上方の給電用架線の真下位置で鋼管杭を打設する場合でも、架線保護用遮蔽板により鋼管杭などを架線に引っ掛ける事故を未然に防止することができ、作業の安全性を向上させることができる。この場合、請求項６に記載の構成によれば、鋼管杭打設工事現場から離れた場所でクレーンにより鋼管杭を前記鋼管杭回転圧入装置内に吊り込む場合、前記架線保護用遮蔽板を待機位置に移動させておくことにより、当該架線保護用遮蔽板に邪魔されることなく鋼管杭の吊り込み作業を安全且つ容易に行える。さらに、請求項７に記載の構成によれば、鋼管杭の打設作業以外のときは前記架線保護用遮蔽板の地上高を低くして待機させることができるので、鋼管杭打設工事現場までの走行時などに前記架線保護用遮蔽板が邪魔になる恐れがなくなる。
【００４５】
請求項８に記載の構成によれば、軌道用自走手段を利用して鋼管杭打設装置をして軌道上を走行させるときに、鋼管杭を支持した鋼管杭保持手段やセットされた鋼管杭を含む鋼管杭回転圧入装置全体を自走車体に片持ち状に支持させる必要がなくなり、この鋼管杭回転圧入装置全体の重量を軌道用台車を介して軌道に受け持たせた状態で走行させることができるので、軌道用自走手段の構成も簡単になり、安全性も向上する。この場合、請求項９に記載の構成によれば、軌道用台車と鋼管杭回転圧入装置にセットされた鋼管杭とが上下方向に嵌合した状態で走行することになるので、特に軌道用台車と鋼管杭回転圧入装置との連結手段を設けなくとも、両者が走行中に不測に外れる恐れは全くなく、安全に走行させることができる。
【００４６】
さらに、請求項１０に記載の鋼管杭打設工法によれば、本発明の鋼管杭打設装置を使用して鋼管杭を軌道内またはその近傍位置に打設する場合、鋼管杭補給用クレーン車を利用して、空いた鋼管杭保持手段に現場で鋼管杭を補給するのであるが、この鋼管杭の補給に際し、一般のクレーン車のように鋼管杭を吊り下げるのではなく、鋼管杭把持手段で鋼管杭を把持して鋼管杭保持手段に補給することができるので、上方に架線があるような現場においても安全に鋼管杭の補給作業を行える。換言すれば、上方に架線があるような現場においても、鋼管杭の継ぎ足し打設作業を能率良く且つ安全に行えるのである。この工法を実施する場合、請求項１１に記載の構成によれば、前記鋼管杭補給用クレーン車が鋼管杭打設装置の鋼管杭保持手段に鋼管杭を補給する作業を行うとき、架線を引っ掛ける事故を架線保護用遮蔽板により未然に防止することができ、一層安全に作業を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】使用状態での鋼管杭打設装置の全体を示す側面図である。
【図２】鋼管杭打設装置の全体を示す平面図である。
【図３】軌道上走行状態での鋼管杭打設装置の全体を示す側面図である。
【図４】軌道上走行時に使用する軌道用自走手段と軌道用台車とを示す側面図である。
【図５】軌道用自走手段の従動車輪ユニットを示す背面図である。
【図６】軌道用自走手段の駆動車輪ユニットを示す正面図である。
【図７】同駆動車輪ユニットを示す平面図である。
【図８】片側の鋼管杭保持手段を示す平面図である。
【図９】Ａ図は同鋼管杭保持手段の鋼管杭支持具と鋼管杭に取り付けられた被支持具とを示す平面図であり、Ｂ図は同鋼管杭支持具を鋼管杭側の被支持具に係合させる直前の状態を示す側面図である。
【図１０】架線保護手段を示す側面図である。
【図１１】軌道用台車の平面図である。
【図１２】鋼管杭補給用クレーン車を示す側面図である。
【図１３】同クレーン車の平面図である。
【図１４】同クレーン車の鋼管杭把持手段と架線保護手段とを示す側面図である。
【図１５】先端金物付き鋼管杭をセットする状態を示す側面図である。
【図１６】鋼管杭保持手段に継ぎ足し使用する鋼管杭をセットする状態を示す側面図である。
【図１７】軌道用台車をセットする状態を示す側面図である。
【図１８】接地用自走手段による走行状態を示す側面図である。
【図１９】軌道用自走手段による走行状態を示す側面図である。
【図２０】打設工事現場での準備作業状態を示す側面図である。
【図２１】先端金物付き鋼管杭の打設終了状態を示す側面図である。
【図２２】鋼管杭の継ぎ足し作業状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１自走車体
３接地用自走手段
４軌道用自走手段
５鋼管杭回転圧入装置
６Ａ鋼管杭保持手段
６Ｂ鋼管杭保持手段
７架線保護手段
８軌道用台車
９従動車輪ユニット
１０駆動車輪ユニット
１４ａ従動車輪
１４ｂ従動車輪
１５従動車輪昇降用シリンダーユニット
１６ａ軌道のレール
１６ｂ軌道のレール
２５ａ駆動車輪
２５ｂ駆動車輪
２７駆動車輪駆動用モーター
２８駆動車輪昇降用シリンダーユニット
３３鋼管杭回転圧入装置の支持手段
３４リーダー
３７鋼管杭回転駆動手段の圧入用シリンダーユニット
３８鋼管杭回転駆動手段
４２鋼管杭支持具の駆動機構
４３鋼管杭支持具
４６昇降体
４８第一アーム駆動用シリンダーユニット
４９第一アーム
５１第二アーム駆動用シリンダーユニット
５２第二アーム
５６上向きピン
５９被支持具
６１パンタグラフリンク機構
６３架線保護用遮蔽板
６４パンタグラフリンク機構駆動用シリンダーユニット
６５軌道用台車の車輪
６６軌道用台車の鋼管杭下端嵌合用凹入部
６７軌道用台車吊り下げ用吊り具
７０鋼管杭補給用クレーン車
７２クレーンブーム
７３鋼管杭把持手段
７４架線保護手段
８５開閉可能な鋼管杭把持爪
８７架線保護用遮蔽板出退駆動用シリンダーユニット
８９架線保護用遮蔽板
９０昇降可能な接地盤
９２昇降可能な接地盤

Claims

接地用自走手段を備えた自走車体に昇降可能に設けられた軌道用自走手段と、当該自走車体の前部に支持された鋼管杭回転圧入装置と、鋼管杭保持手段とを備え、前記鋼管杭保持手段は、鋼管杭を支持する鋼管杭支持具と、当該鋼管杭支持具を３次元方向に移動させる駆動機構とから成るもので、前記鋼管杭支持具で支持した鋼管杭を前記鋼管杭回転圧入装置の側方位置から当該鋼管杭回転圧入装置にセットし得るようにした、鋼管杭打設装置。
前記鋼管杭保持手段の駆動機構は、前記鋼管杭回転圧入装置の側方位置に昇降可能に設けられた昇降体と、この昇降体から前方に延出し且つ左右水平揺動駆動される第一アームと、この第一アームの先端に支持され且つ水平揺動駆動される第二アームとから成り、当該第二アームの先端に前記鋼管杭支持具が取り付けられている、請求項１に記載の鋼管杭打設装置。
前記鋼管杭保持手段の鋼管杭支持具は、鋼管杭の外側面に付設された被支持具に上向きに係合して当該鋼管杭を支持する上向きピンを備えている、請求項１または２に記載の鋼管杭打設装置。
前記鋼管杭保持手段は、前記鋼管杭回転圧入装置の左右両側にそれぞれ配設されている、請求項１〜３の何れかに記載の鋼管杭打設装置。
前記鋼管杭回転圧入装置にセットされる鋼管杭の上方に位置する架線保護用遮蔽板を備えている、請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭打設装置。
前記架線保護用遮蔽板は、前記鋼管杭回転圧入装置にセットされる鋼管杭の真上に位置する作用位置と当該作用位置から離れた待機位置との間で移動可能に支持されている、請求項５に記載の鋼管杭打設装置。
前記架線保護用遮蔽板は、前記鋼管杭回転圧入装置の上端にパンタグラフリンク機構により、前記作用位置と当該作用位置から後方下方へ離れた待機位置との間で平行移動可能に支持されている、請求項６に記載の鋼管杭打設装置。
前記鋼管杭回転圧入装置を支持する軌道用台車が着脱自在に設けられている、請求項１〜７の何れかに記載の鋼管杭打設装置。
前記軌道用台車は、前記鋼管杭回転圧入装置の下端に着脱自在に吊り下げられるもので、当該鋼管杭回転圧入装置にセットされた鋼管杭の下端が嵌合する凹入部を備え、この凹入部に下端が嵌合した鋼管杭を介して前記鋼管杭回転圧入装置を支持する、請求項８に記載の鋼管杭打設装置。
鋼管杭打設装置と鋼管杭補給用クレーン車とを使用する鋼管杭打設工法であって、前記鋼管杭打設装置は、接地用自走手段を備えた自走車体に昇降可能に設けられた軌道用自走手段と、当該自走車体の前部に支持された鋼管杭回転圧入装置と、鋼管杭保持手段とを備え、前記鋼管杭保持手段は、鋼管杭を支持する鋼管杭支持具と、当該鋼管杭支持具を３次元方向に移動させる駆動機構とから成るもので、前記鋼管杭支持具で支持した鋼管杭を前記鋼管杭回転圧入装置の側方位置から当該鋼管杭回転圧入装置にセットし得るように構成され、前記鋼管杭補給用クレーン車は、クレーンブームの先端に鋼管杭把持手段を任意の向きに転向可能に支持させたものであり、
前記鋼管杭回転圧入装置に鋼管杭をセットするとともに、前記鋼管杭保持手段に継ぎ足し使用する鋼管杭を支持させた状態で、前記自走車体を前記軌道用自走手段により軌道上に支持させ、当該軌道用自走手段により鋼管杭打設工事現場へ自走車体を走行させ、
前記鋼管杭回転圧入装置にセットされた鋼管杭を打設した後、前記鋼管杭保持手段が支持している鋼管杭を、当該鋼管杭保持手段により前記鋼管杭回転圧入装置にセットして、先の打設済み鋼管杭に継ぎ足して打設作業を行い、空いた鋼管杭保持手段には、前記鋼管杭補給用クレーン車の鋼管杭把持手段で把持させた鋼管杭を補給して支持させることを特徴とする、鋼管杭打設工法。
前記鋼管杭補給用クレーン車は、前記鋼管杭把持手段で把持した鋼管杭を地上適当高さで鉛直姿勢にしたとき当該鋼管杭の真上に位置する架線保護用遮蔽板を、クレーンブームの先端に備えている、請求項１０に記載の鋼管杭打設工法。