專利名稱：鋼筋的對(duì)接螺柱焊方法及其裝置,以及鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在狹窄的作業(yè)空間內(nèi)，可以將螺柱鋼筋(スタツドテツキン)以同軸狀對(duì)接并焊接到橫向的已經(jīng)設(shè)置好的鋼筋端部上的鋼筋的對(duì)接螺柱焊方法及其裝置，特別涉及可適用于配置在橋梁的混凝土橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程、或橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)張工程、或者隧道內(nèi)面的加強(qiáng)修整工程等的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法。
背景技術(shù)：
最近，新干線的鋼筋混凝土制的高架橋和隧道的崩塌事故頻繁發(fā)生，造成很大的社會(huì)問題。究其原因，在1960年～1970年代的高速增長期迅速增長起來的鋼筋混凝土構(gòu)造物，由于車輛的排放氣體和酸雨、進(jìn)而由于交通量的增加而老化。鋼筋混凝土構(gòu)造物的壽命雖說在50年以上，但是由于包圍著鋼筋混凝土構(gòu)造物的環(huán)境的惡化，在高速增長期建造的多數(shù)建筑物已經(jīng)接近使用年限。不過，通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)期進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z修、修補(bǔ)，可以大幅度地延長鋼筋混凝土構(gòu)造物的使用壽命。
例如，以鋼結(jié)構(gòu)的橋梁為代表，在具有鋼筋混凝土制的橋面板的橋梁中，在橋墩部分中，混凝土橋面板彼此通過伸縮裝置連接起來。如圖20所示，伸縮裝置202插在橋面板200、201的端部之間，但是，該伸縮裝置202的各鋼質(zhì)構(gòu)件202A、202B分別與各個(gè)混凝土橋面板200、201的端部形成一體，以梳齒狀的爪部相互嚙合的狀態(tài)設(shè)定兩個(gè)鋼質(zhì)構(gòu)件202A、202B。設(shè)置在該混凝土橋面板200、201的端部上的伸縮裝置202是損傷最大的部分，有必要進(jìn)行更換。
該伸縮裝置202的更換工程是這樣一種作業(yè)，即，首先，用旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)或鋼絲鋸裝置將混凝土橋面板200、201的混凝土部203的端部和內(nèi)部的鋼筋204一起切斷，之后，去除混凝土橋面板200、201的切斷端部和鋼質(zhì)構(gòu)件202A、202B，然后，利用切巖機(jī)橫貫混凝土部203的整個(gè)面并將其切斷面鑿去厚度10～15cm左右的部分，在露出前述鋼筋204的端部之后，設(shè)置新的鋼質(zhì)構(gòu)件202A，然后在將螺柱鋼筋205重疊到前述鋼筋204的露出部上10cm左右的狀態(tài)下，進(jìn)行喇叭形坡口焊接以使其延長，同時(shí)，配置其它的鋼筋，最后，澆注混凝土。
在此，最成問題的作業(yè)是混凝土部分的鏨鑿作業(yè)。通常，為了使交通交通管制時(shí)間最短，這種伸縮裝置202的更換工程是集中工程，因此，存在鏨鑿作業(yè)在深夜進(jìn)行的情況，所產(chǎn)生的噪音使附近的居民受到很大的影響。并且，產(chǎn)生的噪音很嚴(yán)重的情況下，工程由于附近居民的苦惱和發(fā)生暴力事件而被中斷。
另一方面，以東名高速路和名神高速路、或者首都高速路為首，存在著由于交通量的增加而產(chǎn)生的慢性交通阻滯的路段，為了緩解交通阻滯，各地均在進(jìn)行車道的擴(kuò)寬工程。根據(jù)第21圖對(duì)車道的擴(kuò)寬工程進(jìn)行簡單的說明，其與上述伸縮裝置的更換工程有共同之處。在延長圖21(a)所示的已經(jīng)鋪設(shè)好的混凝土橋面板300的端部的情況下，首先，沿圖21(b)所示的切斷線L1將混凝土部301與內(nèi)部的鋼筋302一起切斷(參照圖21(c))。然后，利用切巖機(jī)或射水法鑿去混凝土部301直至從切斷面303開始的厚度大致為10～15cm的鏨鑿線L2(參照圖21(d))，并露出鋼筋302的前端部(參照圖21(e))。而且，以重疊10cm左右的狀態(tài)，通過強(qiáng)制成形焊接或機(jī)械連接件，將螺柱鋼筋304連接到已經(jīng)鋪設(shè)的鋼筋302的端部上，最后，澆注混凝土305(參照圖21(f))。圖中的符號(hào)306表示鋼筋的重合。在這種情況下，圖21(d)中所示的厚度(從切斷面至鏨鑿線L2的范圍)的混凝土部的鏨鑿作業(yè)，成為工期拉長和產(chǎn)生噪音的最大問題。
并且，在隧道內(nèi)面加強(qiáng)改修工程中，伴隨著沿已有的隧道內(nèi)面配置新的鋼筋的作業(yè)，作為連接鋼筋的方法，采用前面所述的喇叭形坡口焊接和強(qiáng)制成形焊接或機(jī)械連接件。在這種情況下的鋼筋彼此的連接作業(yè)中需要大量的勞力和時(shí)間，這妨礙了降低成本。
因此，作為以同軸狀焊接直徑相同的鋼筋的技術(shù)，雖然存在前面所述的強(qiáng)制成形焊接，但是，由于焊接時(shí)間長所以作業(yè)效率下降，不僅對(duì)于現(xiàn)場施工，而且，由于發(fā)熱的熱容量大，使得鋼筋中產(chǎn)生材質(zhì)變化，更根本的是，必須要進(jìn)行用于確保規(guī)定長度焊接的混凝土部的鏨鑿作業(yè)。并且，雖然在鋼板的表面上對(duì)鋼筋進(jìn)行螺柱焊接的技術(shù)是常見的，但是過去的螺柱焊接，是推薦焊接到具有15cm見方以上的面積的鐵板上的技術(shù)，由于磁吹現(xiàn)象從常識(shí)角度講也適用于這種情況。并且，作為將鋼筋彼此連接起來的技術(shù)，廣泛采用重疊連接。這種重疊連接就是，以鋼筋的粗細(xì)的30倍以上的長度將過渡的鋼筋彼此重疊，用捆扎線捆住，但是對(duì)于直徑為20mm的鋼筋，就必須重疊大約80cm，在伸縮裝置的更換工程或橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)樁工程等中不能采用。
這樣，從常識(shí)上來說，焊接螺柱鋼筋的對(duì)象面是具有相當(dāng)寬闊的面積的板狀物。因此，在過去的螺柱焊接技術(shù)中，將直徑大致相同的鋼筋彼此焊接起來，而且鋼筋在大致水平的狀態(tài)下進(jìn)行的等全都在設(shè)想之外。并且，以伸縮裝置的更換工程為首，將螺柱鋼筋焊接到已有的鋼筋上以便延長的作業(yè)，是在非常狹窄的空間中進(jìn)行的，但是過去的螺柱焊焊槍，在焊槍主體中，以延長方式將螺柱(stud)呈同軸狀安裝到向前方突出的直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的前端上，因而，需要具有的最小空間是，在直到螺柱焊槍的驅(qū)動(dòng)前端的長度上加上螺柱的長度這樣程度的空間，特別是，在采用長尺寸的異型鋼筋作為螺柱的情況下，裝置本身成為了困難。

發(fā)明內(nèi)容
在這種狀態(tài)下，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種鋼筋的對(duì)接螺柱焊方法，該方法可以將直徑大致相同的鋼筋彼此焊接起來，同時(shí)，即使在鋼筋大致水平的狀態(tài)下，也可以進(jìn)行良好的焊接。
并且，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種螺柱焊接裝置，該裝置可以在狹窄的作業(yè)空間內(nèi)，呈同軸狀地將螺柱鋼筋對(duì)接焊接到橫向的已經(jīng)設(shè)置好的鋼筋的端部上。
進(jìn)而，本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，在采用前述螺柱焊接裝置、部分切斷已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物、在切斷部上構(gòu)筑新設(shè)的鋼筋混凝土部的方法中，盡可能地減少混凝土部的鏨鑿作業(yè)、縮短工期，可以降低產(chǎn)生的噪音。特別是，可以適用于配置在橋梁的混凝土橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程、橋梁的橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)展工程或隧道內(nèi)面的加強(qiáng)改修工程等。
為了實(shí)現(xiàn)前述第一個(gè)目的，第一個(gè)發(fā)明提供一種鋼筋對(duì)接螺柱焊方法，該方法為，在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部周圍，可拆卸地安裝具有與所述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾，同時(shí)將由耐熱性絕緣材料制成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)，以接觸狀態(tài)安裝到該接地夾的導(dǎo)體面上，裝填到螺柱焊槍中的螺柱鋼筋的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端面按壓接觸，同時(shí)，以與前述螺柱基礎(chǔ)接合的狀態(tài)，對(duì)配置在該螺柱鋼筋前端部周圍的環(huán)箍進(jìn)行螺柱焊。
在這種情況下，前述螺柱基礎(chǔ)，在中心部具有可以插入到前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部的安裝孔，在該安裝孔的軸向方向的一個(gè)側(cè)面上，形成與前述接地夾的導(dǎo)體面按壓接觸的接觸面，并且，在安裝孔的軸向方向的另一側(cè)面上，形成與具有脫氣槽的前述環(huán)箍的前端面接合的接合面，在下部經(jīng)由接受前述環(huán)箍和熔融金屬的的凸緣。
并且，第一個(gè)發(fā)明的變型例，在已經(jīng)設(shè)置的端部周圍，可拆卸地安裝具有與該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾，在兩端部具有可以分別貫穿插入已經(jīng)設(shè)置的鋼筋和螺柱鋼筋的安裝孔，并且在內(nèi)部具有用于存留熔融金屬的空間，同時(shí)將在該空間部的周圍配置有脫氣孔的環(huán)箍，安裝到前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部上、或安裝到裝填到螺柱焊槍中的螺柱鋼筋的前端部上，該螺柱鋼筋的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端面接觸，在前述環(huán)箍與前述接地夾的導(dǎo)體面按壓接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行螺柱焊。
為了實(shí)現(xiàn)前述第二個(gè)目的，第二個(gè)發(fā)明為，在螺柱焊槍主體的前方，平行于直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸地凸出設(shè)置一根或多根導(dǎo)向桿，在該導(dǎo)向桿的前端形成環(huán)箍接觸部，將可滑動(dòng)地設(shè)置在前述導(dǎo)向桿的中間部上的移動(dòng)體連接到前述驅(qū)動(dòng)軸上，同時(shí)，在該移動(dòng)體上設(shè)置螺柱固定件，安裝在該螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置在焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
在這種情況下，在前述焊槍主體的后方，平行于前述驅(qū)動(dòng)軸凸出設(shè)置一根或多根第二導(dǎo)向桿，在可滑動(dòng)地設(shè)置在該第二導(dǎo)向桿上的第二移動(dòng)體上設(shè)置有第二螺柱固定件，利用前方的前述螺柱固定件和后方的第二螺柱固定件，將螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方。
并且，第二個(gè)發(fā)明為，與螺柱焊槍主體的直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的前端部垂直地設(shè)置螺柱固定件，沿焊槍主體的上面或側(cè)面與前述驅(qū)動(dòng)軸平行地設(shè)置直線導(dǎo)向件，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件上可滑動(dòng)地設(shè)置輔助螺柱固定件，在焊槍主體的前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件，將安裝到前述螺柱固定件和輔助螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
并且，第二個(gè)發(fā)明為，沿螺柱焊槍主體的上面或側(cè)面設(shè)置直線導(dǎo)向件，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件上設(shè)置可借助直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)的螺柱固定件，在焊槍主體前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件，將安裝到該螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
在所述第二個(gè)發(fā)明中，前述螺柱鋼筋優(yōu)選由異型鋼筋制成。并且，優(yōu)選包括可拆卸地安裝到已經(jīng)設(shè)置的鋼筋上，并具有與該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾；在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部周圍以與接地夾的導(dǎo)體面接觸的狀態(tài)，而被安裝的由耐熱性絕緣材料制成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)；和安裝到前述螺柱鋼筋的前端部周圍，且可以與前述螺柱基礎(chǔ)接合的環(huán)箍。
為了實(shí)現(xiàn)前述第三個(gè)目的，第三個(gè)發(fā)明提供一種鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，該施工法包括切斷工序，將至少作為鋼筋混凝土構(gòu)造物的一部分的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋和混凝土同時(shí)切斷；螺柱焊接工序，大致呈同軸狀地將直徑相同的螺柱鋼筋的端部以螺柱焊接的方式，焊接到露出于混凝土切斷面上的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端面上以便使其延長；以及澆注混凝土的混凝土澆注工序。
在此，在第三個(gè)發(fā)明的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法中，還優(yōu)選包括打毛工序，在前述切斷工序之后，在鋼筋混凝土構(gòu)造物的切斷面上，以打毛狀態(tài)橫貫整個(gè)面地去除厚度為1～3cm的部分，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部；或者還包括鏨鑿工序，在前述切斷工序后，在鋼筋混凝土構(gòu)造物的切斷面上，僅對(duì)前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋周圍進(jìn)行部分的鏨鑿處理，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部。
進(jìn)而，在第三個(gè)發(fā)明中，還優(yōu)選包括接地夾安裝工序，該工序?yàn)?，在前述螺柱焊接工序之前，在前述切斷面上露出的已?jīng)設(shè)置的鋼筋端部上，固定具有由接地端子和環(huán)箍接觸面構(gòu)成的導(dǎo)體面的接地夾，使其導(dǎo)體面大致與焊接于其后的螺柱鋼筋垂直。在這種情況下，優(yōu)選地，在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部周圍，前述接地夾的環(huán)箍接觸面上，安裝具有絕熱性和絕緣性的螺柱基礎(chǔ)，在環(huán)箍與該螺柱基礎(chǔ)按壓接觸的狀態(tài)下，對(duì)螺柱鋼筋進(jìn)行螺柱焊。
而且，第三個(gè)發(fā)明的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其中，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物是橋梁的混凝土橋面板，該施工法用于配置在該橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程。或者，在第三個(gè)發(fā)明中，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物為橋梁的橋面板、該發(fā)明用于該橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)張工程?；蛘?，在第三個(gè)發(fā)明中，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物為隧道的內(nèi)面，該發(fā)明用于隧道內(nèi)面加強(qiáng)改修工程。
附圖的簡單說明

圖1是局部剖開表示本發(fā)明的螺柱焊接裝置的第一實(shí)施形式的概括側(cè)視圖。
圖2是已經(jīng)設(shè)置的鋼筋和螺柱鋼筋的接合部分的放大剖視圖。
圖3是接地夾的側(cè)視圖，(a)表示夾持已經(jīng)設(shè)置的鋼筋之前的狀態(tài)，(b)表示夾持已經(jīng)設(shè)置的鋼筋之后的狀態(tài)。
圖4是表示導(dǎo)電板和已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的關(guān)系局部剖視圖。
圖5是螺柱基礎(chǔ)和環(huán)箍的透視圖，(a)表示螺柱基礎(chǔ)和環(huán)箍分離的狀態(tài)，(b)表示螺柱基礎(chǔ)和環(huán)箍接合狀態(tài)。
圖6是表示螺柱基礎(chǔ)和環(huán)箍的功能合為一體的新型環(huán)箍的制造過程中的狀態(tài)。
圖7表示圖6的環(huán)箍的完成狀態(tài)，(a)是從環(huán)箍部的前端側(cè)觀察的平面圖，(b)是環(huán)箍的側(cè)視圖。
圖8表示螺柱基座和環(huán)箍的功能合為一體的新型環(huán)箍的變型例，是表示制造過程中的狀態(tài)的透視圖。
圖9表示圖8的環(huán)箍的完成狀態(tài)，(a)是從環(huán)箍部的前端側(cè)觀察的平面圖，(b)是環(huán)箍的側(cè)視圖。
圖10表示環(huán)箍的另一個(gè)實(shí)施形式，(a)是分解透視圖，(b)是接合狀態(tài)的縱向剖視圖。
圖11是表示環(huán)箍的另一個(gè)實(shí)施形式的分解透視圖。
圖12是局部剖開表示螺柱焊接裝置的第一個(gè)實(shí)施形式的變型例的概括側(cè)視圖。
圖13是局部剖開表示本發(fā)明的螺柱焊接裝置的第二個(gè)實(shí)施形式的概括側(cè)視圖。
圖14是局部剖開表示本發(fā)明的螺柱焊接裝置的第三個(gè)實(shí)施形式的概括側(cè)視圖。
圖15是用于說明本發(fā)明的施工法的基本工序的概括說明圖，(a)～(f)是表示各工序中鋼筋混凝土構(gòu)造物的狀態(tài)的剖視圖。
圖16是與中空石板橋的橋軸方向垂直的概括剖視圖。
圖17是用于說明采用本發(fā)明施工法的伸縮裝置的更換工程概括說明圖，(a)～(f)是表示各工序中的混凝土橋面板的狀態(tài)的剖視圖。
圖18是混凝土橋面板的端部的概括剖視圖。
圖19是混凝土橋面板的擴(kuò)寬工程的概括說明圖。
圖20現(xiàn)有的伸縮裝置的更換工程的說明剖視圖。
圖21是用于說明現(xiàn)有的施工法的基本工序的概括說明圖，(a)～(f)是表示各工序中的鋼筋混凝土構(gòu)造物的剖視圖。
本發(fā)明
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施形式。圖1～圖5表示本發(fā)明的螺柱焊接裝置的第一個(gè)實(shí)施形式，圖中的符號(hào)1表示螺柱焊槍、2表示焊槍主體、3表示驅(qū)動(dòng)軸、4表示螺柱鋼筋、5表示已經(jīng)設(shè)置的鋼筋、6表示接地夾、7表示螺柱基礎(chǔ)、8表示環(huán)箍。
根據(jù)構(gòu)成本發(fā)明的螺柱焊接裝置的第一個(gè)實(shí)施形式的螺柱焊槍1具有以下基本結(jié)構(gòu)在螺柱焊槍主體2的前方突出設(shè)置平行于直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸3的一根或多根導(dǎo)向桿10、10，在該導(dǎo)向桿10、10的前端形成環(huán)箍接觸部11，將可滑動(dòng)地設(shè)置在前述導(dǎo)向桿10、10的中間部的移動(dòng)體12連接到前述驅(qū)動(dòng)軸3上，同時(shí)，在該移動(dòng)體12上設(shè)置螺柱固定件13，安裝到該螺柱固定件13上的螺柱鋼筋4配置于焊槍主體2的上方。并且，雖然圖中未示出，但是如果前述螺柱固定件13的取向沿橫向方向設(shè)定，則可以將螺柱鋼筋4配置到焊槍主體2的側(cè)方向上。而且，本發(fā)明的螺柱焊接裝置，在前述螺柱焊槍1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步包括可拆裝地安裝到已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5上、具有與該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5垂直的導(dǎo)體面9的接地夾6，在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部周圍、以與接地夾6的導(dǎo)體面9接觸的狀態(tài)而安裝的由耐熱性絕緣材料構(gòu)成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)7，和安裝到前述螺柱鋼筋4的前端部周圍且可以與前述螺柱基礎(chǔ)7接合的環(huán)箍8。
本發(fā)明的螺柱焊接裝置，特別適合用于在狹窄的操作空間內(nèi)于已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部上以同軸狀對(duì)接并焊接螺柱鋼筋4，但是并不限于該用途，也可以廣泛用于一般的螺柱焊。并且，作為前述螺柱鋼筋4，優(yōu)選采用與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5直徑相同的異型鋼筋，但是也可以是圓棒狀的鋼筋，或者直徑可以大小不同。并且，前述螺柱鋼筋4可以采用已經(jīng)公知的各種形狀的鋼筋。并且，在本實(shí)施形式中，假設(shè)前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5埋設(shè)在混凝土14中，但是，本發(fā)明也可以適用于以適當(dāng)?shù)男螒B(tài)固定已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的情況。
下面，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，用于本發(fā)明的螺柱焊槍1，如圖1所示，在焊槍主體2的前端凸出設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸3，兩個(gè)導(dǎo)向桿10、10平行于該驅(qū)動(dòng)軸3向前方延伸設(shè)置，后面所述的環(huán)箍8壓在該導(dǎo)向桿10、10的前端上，同時(shí)形成用于定位焊槍主體2的環(huán)箍接觸部11。在此，前述導(dǎo)向桿10、10并排合在一起，上下或左右夾住前述驅(qū)動(dòng)軸3都可以。而且，在前述導(dǎo)向桿10、10的中間部可滑動(dòng)地設(shè)置有移動(dòng)體12，該移動(dòng)體12連接到前述驅(qū)動(dòng)軸3的前端上，同時(shí)，在該移動(dòng)體12上設(shè)置螺柱固定件13。安裝在前述螺柱固定件13上的螺柱鋼筋4配置在焊槍主體2的上方或側(cè)方，當(dāng)利用焊槍主體2內(nèi)部的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸3進(jìn)、退時(shí)，與其對(duì)應(yīng)地沿前后方向使移動(dòng)體12和安裝在螺柱固定件13上的螺柱鋼筋4移動(dòng)。在此，移動(dòng)體12相對(duì)于前述導(dǎo)向桿10、10的移動(dòng)距離優(yōu)選為，在螺柱焊接時(shí)，螺柱鋼筋4相對(duì)于已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的間距可以確保要壓入的行程的程度。因而，理論上，前述導(dǎo)向桿10、10的長度可以比移動(dòng)體12的長度加上行程所得的長度短。
其次，如圖2和圖3所示，前述接地夾6為偏心圓(ェキセントリツク)型的結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)零件15的前端部可拆裝地安裝有銅合金制成的承載零件16，并且，在一端可旋轉(zhuǎn)地安裝到基礎(chǔ)零件15上的、從側(cè)面看呈L形的臂17的另一端上，通過調(diào)節(jié)螺栓18安裝按壓零件19，利用前述承載零件16和按壓零件19可以夾持已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5。而且，前端部呈ヘ字形彎曲的操作手柄20的前端樞轉(zhuǎn)安裝在前述臂17的彎曲部上，同時(shí)，在該操作手柄20的彎曲部和前述基礎(chǔ)零件15上樞轉(zhuǎn)安裝各個(gè)連接構(gòu)件21的端部。
前述臂17和操作手柄20的樞轉(zhuǎn)安裝部A、前述連接構(gòu)件21和基礎(chǔ)零件15的樞轉(zhuǎn)安裝部B、前述連接構(gòu)件21和操作手柄20的樞轉(zhuǎn)安裝部C的位置關(guān)系是，在相對(duì)于圖3(a)的承載零件16打開按壓零件19的狀態(tài)下，樞轉(zhuǎn)安裝部C位于連接樞轉(zhuǎn)安裝部A和樞轉(zhuǎn)安裝部B的直線之上，在相對(duì)于圖3(b)的承載零件16閉合按壓零件19以夾持已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的狀態(tài)下，樞轉(zhuǎn)安裝部C位于連接樞轉(zhuǎn)安裝部A和樞轉(zhuǎn)安裝部B的直線的下方。即，當(dāng)從圖3(a)的狀態(tài)按壓操作手柄20時(shí)，承載零件16和按壓零件19與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5接觸，形成圖3(b)的假象線所示的狀態(tài)，進(jìn)而，當(dāng)強(qiáng)迫按壓操作手柄20時(shí)，樞轉(zhuǎn)安裝部C位于超出連接樞轉(zhuǎn)安裝部A和樞轉(zhuǎn)安裝部B的直線的下方，保持已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的夾持狀態(tài)。在此，在前述承載零件16上形成接受已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的配合凹部16A，在前述按壓零件19上也形成同樣的配合凹部19A。并且，由于在前述操作手柄20上施加力，而將固定手柄22固定到前述基礎(chǔ)零件15上。進(jìn)而，在前述基礎(chǔ)零件15上連接接地線23。并且，前述基礎(chǔ)零件15以角度α彎曲，形成從平面觀察為ヘ字形的形狀，在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部的露出長度較短的情況下，形成接地夾6的基部不與混凝土14的鏨鑿面24接觸的方式。在本實(shí)施形式中，前述角度α設(shè)定為30度。
并且，利用構(gòu)成前述接地夾6的承載零件16和按壓零件19形成導(dǎo)體面9，進(jìn)而，若為了可靠地形成導(dǎo)體面，防止在焊接時(shí)從后面所述的螺柱基礎(chǔ)7和已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的間隙泄漏氣體而造成焊接不良，以從各相反側(cè)夾住已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的方式，將圖4所示的兩個(gè)馬蹄形的導(dǎo)體板25、25安裝在前述導(dǎo)體面9和螺柱基礎(chǔ)7之間。并且，在不采用前述螺柱基礎(chǔ)7僅采用環(huán)箍8的情況下，安裝在前述導(dǎo)體面9和環(huán)箍8之間。在此，導(dǎo)體板25、25具有緩解螺柱焊接時(shí)的磁吹現(xiàn)象所需的面積和形狀。例如，前述導(dǎo)體板25，在本實(shí)施形式中，采用一邊為4～5cm的薄銅合金制成的板狀導(dǎo)體板。另外，前述導(dǎo)體板25、25以相互滑動(dòng)配合的方式構(gòu)成，并且，分別安裝到各個(gè)前述承載零件16和按壓零件19的導(dǎo)體面?zhèn)纫部梢浴?br> 前述焊槍主體2的螺柱固定件13的結(jié)構(gòu)，基本上與前述接地夾6相同。在此，在前述接地夾6的情況下的基礎(chǔ)零件15，在螺柱固定件13的情況下可以兼用作前述移動(dòng)體12。
前述螺柱基礎(chǔ)7，如圖2和圖5所示，是由耐熱性絕緣材料、例如與后面所述的環(huán)箍8同種的陶瓷材料進(jìn)行成形、燒結(jié)而成的，外徑比前述環(huán)箍8的外徑大，在中心部具有可插入前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部的插裝孔26，在該插裝孔26的軸向方向的一側(cè)面上，形成與前述接地夾6的導(dǎo)體面9或?qū)w板25按壓接觸的接觸面27，并且，在插裝孔26的軸向方向的另一側(cè)面上形成與具有脫氣槽28的前述環(huán)箍8的前端面接合的接合面29、下部形成接受前述環(huán)箍8和熔融金屬的圓弧狀的凸緣30。在此，前述凸緣30相對(duì)于中心角設(shè)定為60～180°。并且，在前述螺柱基礎(chǔ)7的接合面29上，在上部側(cè)的兩個(gè)部位形成凸起31、31，利用凸起31、31和前述凸緣30三點(diǎn)支撐環(huán)箍8的周圍，可以簡單地定出中心。并且，前述螺柱基礎(chǔ)7的軸向厚度，根據(jù)其材料的強(qiáng)度設(shè)定為3～5mm。螺柱基礎(chǔ)7的厚度即使更后也沒關(guān)系，但是，在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5埋設(shè)在混凝土14中、對(duì)其進(jìn)行鏨鑿并露出該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的前端部的情況下，優(yōu)選盡可能薄，以減少混凝土14的鏨鑿量，并且，由于如果過薄會(huì)在強(qiáng)度方面產(chǎn)生問題，所以應(yīng)采用適當(dāng)?shù)暮穸取?br> 如圖5所示，前述環(huán)箍8，可以采用在水平螺柱焊接時(shí)使用的公知的環(huán)箍，由陶瓷材料成型、燒結(jié)而成。即，前述環(huán)箍8，在環(huán)狀的一端部上形成插入前述螺柱鋼筋4的前端部的插裝孔32，同時(shí)，對(duì)另一端進(jìn)行擴(kuò)徑以便在內(nèi)部形成存留熔融金屬的空間部33，進(jìn)而，在前端面上形成作為使焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體逸出的孔的脫氣槽28、…的。在此，前述環(huán)箍8的前端面與前述螺柱基礎(chǔ)7的接合面29接合，利用該接合面29和脫氣槽28、…，形成氣體逸出孔，而對(duì)應(yīng)于前述凸緣30的部分形成平坦面34，不形成脫氣槽28。該平坦面34和前述接合面39緊密接觸，并且，由于前述凸緣30位于其下方，所以不會(huì)使空間部33內(nèi)的熔融金屬溢出下落。
下面，簡單說明采用本發(fā)明的螺柱焊接裝置，在埋設(shè)于混凝土14內(nèi)的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部上以同軸狀焊接螺柱鋼筋4(異型鋼筋)的操作順序。首先，如圖1和圖2所示，已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5在與混凝土14被一起切斷并露出端面，然后，前述接地夾6盡可能安裝到該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部上，在其周圍或切斷面的整個(gè)面上切除混凝土并使已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部露出規(guī)定的長度。而且，利用前述接地夾6的承載零件16和按壓零件19的配合凹部16A、19A，以前端余出成壓接的狀態(tài)、固定已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部，導(dǎo)體面9以與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5垂直的方式將接地夾6安裝于端部上。然后，在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端部上插裝前述導(dǎo)體板25、25，并插入到螺柱基礎(chǔ)7的插裝孔26中，再使接觸面27與導(dǎo)體板25接觸。而且，與現(xiàn)有的螺柱焊接技術(shù)相同，裝填到螺柱焊槍1中的螺柱鋼筋4的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端面接觸，同時(shí)，在該螺柱鋼筋4的前端部插入插裝孔32、且插裝的環(huán)箍8的前端面與前述螺柱基礎(chǔ)7的接合面29接合的狀態(tài)下，由前述環(huán)箍接觸部11壓住環(huán)箍8，對(duì)螺柱焊槍1進(jìn)行定位。
然后，利用前述螺柱焊槍1的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使螺柱鋼筋4后退，同時(shí)，當(dāng)通過接地夾6向該螺柱鋼筋4與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5之間的圖中未示出的焊接電源供應(yīng)電力時(shí)，在兩者接觸期間流過短路電流，不久兩者分離產(chǎn)生電弧。在螺柱鋼筋4和已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的間隔保持規(guī)定時(shí)間之后，切斷從焊接電源而來的供應(yīng)電力，同時(shí)，利用螺柱焊槍1的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使螺柱鋼筋4前進(jìn)，與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5接觸，對(duì)兩者進(jìn)行焊接。在此，將前進(jìn)距離設(shè)定得比螺柱鋼筋4的后退距離長一些，該距離的差成為焊接量。最后，分離螺柱鋼筋4和螺柱焊槍1，同時(shí)卸下接地夾6，拆去導(dǎo)體板25、25，利用錘子輕輕敲打螺柱基礎(chǔ)7和環(huán)箍8，將其破壞，完成螺柱焊接的一連串作業(yè)。
由前述接地夾6的承載零件16和按壓零件19形成的與已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5垂直的導(dǎo)體面9和導(dǎo)體板25的作用是，相對(duì)于形成焊接面的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的端面在其周圍確保充分的面積，緩解螺柱焊接時(shí)的磁吹現(xiàn)象，借助導(dǎo)體面9和導(dǎo)體板25的存在，可以在直徑相同的鋼筋彼此之間進(jìn)行良好的水平螺柱焊。進(jìn)而，前述螺柱基礎(chǔ)7的主要作用為，保護(hù)接地夾6不受焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫的影響，防止熔融金屬溢出、落下，抑制鋼筋彼此的接合部的減薄，從而實(shí)現(xiàn)良好的螺柱焊接。進(jìn)而，在前述螺柱基礎(chǔ)7和前述環(huán)箍8的接合面上，利用由前述凸緣30和凸起31、31構(gòu)成的凹凸配合結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)箍8定出中心，以至于對(duì)已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5和螺柱鋼筋4定出中心也是其一項(xiàng)重要的作用。前述螺柱基礎(chǔ)7和前述環(huán)箍8的凹凸配合結(jié)構(gòu)，不限于前述結(jié)構(gòu)，也可以在前述螺柱基礎(chǔ)7的接合面29上整體形成與前述環(huán)箍8的前端部的外周配合且不堵塞前述脫氣槽28的凹部。并且，在水平螺柱焊接時(shí)，前述螺柱基礎(chǔ)7和環(huán)箍8的上下優(yōu)選添加以單刻度標(biāo)出的標(biāo)記，前述凸起31、31起到該刻度的作用。
設(shè)置前述螺柱基礎(chǔ)7的原因是，為了使前述環(huán)箍8的空間部33形成為內(nèi)部寬、兩端部(插裝孔26、32)窄的結(jié)構(gòu)，并使前述螺柱鋼筋4和已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的前端接合部位于該空間內(nèi)，從而可以進(jìn)行良好的螺柱焊接。但是，若可以在內(nèi)部形成同樣的空間，也可以省去螺柱基礎(chǔ)7，僅利用環(huán)箍8進(jìn)行螺柱焊接。前述實(shí)施形式中，雖然前述螺柱基礎(chǔ)7和前述環(huán)箍8分離，但是在圖6～圖11所示的實(shí)施形式中，是將螺柱基礎(chǔ)7和環(huán)箍8的功能合成一體的整體型環(huán)箍。在對(duì)其的說明中，具有與前述螺柱基礎(chǔ)7和環(huán)箍8的結(jié)構(gòu)相同的功能的構(gòu)件采用相同的符號(hào)。
首先，新型的環(huán)箍8A為圖7(b)所示的結(jié)構(gòu)。前述環(huán)箍8A為，在兩端具有可分別貫穿插入已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1和螺柱鋼筋2的安裝孔26、27、在內(nèi)部具有存留熔融金屬的空間部28，同時(shí)在該空間部28的周圍設(shè)有脫氣孔29、…。由于利用陶瓷材料成一體地形成該形狀的環(huán)箍8A的價(jià)格很高，所以，首先如圖6所示，與前面所述同樣地成形出螺柱基礎(chǔ)部35和環(huán)箍部36，在未硬化的狀態(tài)下將它們接合并進(jìn)行燒結(jié)，以形成一體。在此，前述螺柱基礎(chǔ)部35為外徑與環(huán)箍部36直徑相同的環(huán)狀，在中心部具有可插入前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1的端部的前述安裝孔26，前述安裝孔26的軸向方向兩側(cè)面為平坦面。而且，前述環(huán)箍部36，在環(huán)狀的一端部上形成插入前述螺柱鋼筋2的前端部的前述插裝孔27，同時(shí)，對(duì)另一端部擴(kuò)徑以在內(nèi)部形成存留熔融金屬的空間部28，進(jìn)而，在前端面上形成作為使焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體逸出的孔的脫氣槽29A、…，構(gòu)成下部的一部分作為平坦面29B。而且，在未硬化的狀態(tài)下，將前述環(huán)箍部36的前端面接合到前述螺柱基礎(chǔ)部35的一側(cè)面上，這時(shí)，為了提高粘結(jié)性，在接合面上又涂布水，又涂布泥狀的陶瓷材料，使其干燥后，進(jìn)行燒結(jié)以形成一體。這時(shí)，由于前述環(huán)箍部35的脫氣槽29A、…和平坦面29B的存在，在除了環(huán)箍8A的空間部28的下部的周圍形成脫氣孔29、…。在此，如圖7(a)所示，前述環(huán)箍部35的平坦面29B的中心角β與前述一樣設(shè)定為60～180°。并且，前述脫氣槽29A、…和平坦面29B形成于前述螺柱基礎(chǔ)部35的一個(gè)側(cè)面上，即使前述環(huán)箍部36的前端面為平面也可以制造同樣結(jié)構(gòu)的環(huán)箍8A。
而且，采用前述環(huán)箍8A將螺柱鋼筋2水平螺柱焊接到已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1上，在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1的端部周圍，與前述相同可拆裝地安裝著具有與上述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1垂直的導(dǎo)體面7的接地夾3，并將前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1的端部插入安裝孔26以安裝前述環(huán)箍8A，或者將裝填在前述螺柱焊槍中的螺柱鋼筋2的前端部插入安裝孔27以安裝前述環(huán)箍8A，使該螺柱鋼筋2的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1的端面接觸，同時(shí)，在前述環(huán)箍8A與前述接地夾3的導(dǎo)體面7按壓接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行螺柱焊接。
并且，圖8和圖9所示的環(huán)箍8B為前述環(huán)箍8A的變型例，與前述環(huán)箍的不同點(diǎn)為，前述環(huán)箍部36的脫氣槽29A、…以從中心呈放射狀的方式形成，相反，在變型例中，脫氣槽29A、…以比環(huán)箍部36的中心更靠前述平坦面29B的位置的偏心點(diǎn)為中心形成放射狀。借此，即使存在平坦面29B，在焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體也可以大致均勻地放出到環(huán)箍部36的周圍。其它結(jié)構(gòu)與前述相同。
如圖10所示的環(huán)箍8C，是將沿軸向上下分成兩半的半圓筒狀的上部分割體37和下部分割體38接合起來形成一體的，在上部分割體37的內(nèi)面中央部形成用于形成空間部的凹部39，同時(shí)，在該凹部39中形成貫通的脫氣孔40，在下部分割體38的內(nèi)面中央部形成用于形成空間部的凹部41。在此，有前述凹部39和凹部41形成的空間部呈上下方向長的橢圓體形狀，因此，熔融金屬的流動(dòng)性良好，可以實(shí)現(xiàn)螺柱鋼筋4和已經(jīng)設(shè)置的鋼筋5的焊接部形成圓形隆起的理想的螺柱焊接。
并且，如圖11所示的環(huán)箍8D，是將沿軸向左右分成兩半的半圓筒狀的左分割體42和右分割體43接合起來形成一體的，在左分割體42的內(nèi)面上下部分別形成用于形成空間部的上凹部44和下凹部45，同時(shí)，在中央部的接合面上形成與上凹部44連通的脫氣槽46，右分割體43形成與前述左分割體42對(duì)稱的形狀。在這種情況下，環(huán)箍8D的內(nèi)部空間部成上下方向長的橢圓體形狀。
下面，根據(jù)圖12～圖14說明前述螺柱焊槍1的另一個(gè)實(shí)施形式。圖12所示的螺柱焊槍1是第一個(gè)實(shí)施形式的螺柱焊槍的變型例。在前述螺柱鋼筋4較長的情況下，僅利用前述螺柱固定件13不能穩(wěn)定地固定螺柱鋼筋4。在這種情況下，如圖12所示，在前述焊槍主體2的后方，凸出設(shè)置平行于前述驅(qū)動(dòng)軸3的一根或多根第二導(dǎo)向桿47、47，在可以于該第二導(dǎo)向桿47、47上滑動(dòng)地設(shè)置的第二移動(dòng)體48上，設(shè)置第二螺柱固定件49，利用前方的前述螺柱固定件13和后方的該第二螺柱固定件49將螺柱鋼筋4配置到焊槍主體的上方。并且，雖然圖中未示出，但是，若前述螺柱固定件13和第二螺柱固定件49的取向沿橫向方向設(shè)定，則可以將螺柱鋼筋4配置于焊槍主體2的側(cè)方。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的相同，對(duì)于同樣的結(jié)構(gòu)采用相同的符號(hào)，并且省略對(duì)其的說明。
以下，根據(jù)圖13說明螺柱焊槍1的第二個(gè)實(shí)施形式。本實(shí)施形式的螺柱焊槍1，與螺柱焊槍主體1的直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸3的前端部垂直地設(shè)置螺柱固定件50，沿焊槍主體2的上面平行于前述驅(qū)動(dòng)軸3地設(shè)置直線導(dǎo)向件51，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件51上可滑動(dòng)地設(shè)置輔助螺柱固定件52，在焊槍主體2的前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件53，前述螺柱固定件50和安裝在輔助螺柱固定件52上的螺柱鋼筋4配置在焊槍主體的上方。在此，雖然圖中未示出，但是也可以使前述螺柱固定件50朝向側(cè)方，同時(shí)在焊槍主體2的側(cè)方設(shè)置直線導(dǎo)向件51，并將螺柱鋼筋4配置在焊槍主體的側(cè)方。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的相同，對(duì)于同樣的結(jié)構(gòu)采用相同的符號(hào)，并省略對(duì)其的說明。
以下，根據(jù)圖14說明螺柱焊槍的第三個(gè)實(shí)施形式。本實(shí)施形式的螺柱焊槍1，沿螺柱焊槍主體2的上面設(shè)置直線導(dǎo)向件54，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件54上可以借助直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行滑動(dòng)地設(shè)置螺柱固定件55，在焊槍主體2的前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件56，安裝在該螺柱固定件55上的螺柱鋼筋4配置于焊槍主體2的上方。在此，雖然圖中未示出，但是，也可以在焊槍主體2的側(cè)方設(shè)置直線導(dǎo)向件54，前述焊槍固定件55朝向側(cè)方，并將螺柱鋼筋4配置在焊槍主體的側(cè)方。另外，在本實(shí)施形式中，雖然不存在前述驅(qū)動(dòng)軸，但內(nèi)置于前述焊槍主體2中直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)部57直接與前述螺柱固定件55連接以便前后驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施形式的情況下，可以最小限度地縮短螺柱焊槍1的全長，進(jìn)而，可以在狹窄的操作空間內(nèi)進(jìn)行螺柱焊接操作。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的相同，同樣的結(jié)構(gòu)采用相同的符號(hào)，并且省略對(duì)其的說明。
并且，前述螺柱焊槍1，即使采用橫向的形式，并且上下翻轉(zhuǎn)使用也沒有任何妨礙，可以根據(jù)操作現(xiàn)場的情況進(jìn)行使用。當(dāng)然，前述螺柱焊槍1也可以向上或向下使用。
其次，利用本發(fā)明對(duì)直徑相同的鋼筋彼此進(jìn)行水平螺柱焊接的試驗(yàn)結(jié)果表示如下。所使用的母材異型鋼筋(對(duì)應(yīng)于已經(jīng)設(shè)置的鋼筋1)為D16(KDS490D)，異型螺柱(對(duì)應(yīng)于螺柱鋼筋2)是由同種鋼材制成的D16×300(KDS490D)。所使用鋼材的機(jī)械性能為屈服點(diǎn)為393N/mm2、拉伸強(qiáng)度為504N/mm2、伸長率為29％。下面的表1中表示螺柱焊接的五根實(shí)驗(yàn)樣本的拉伸試驗(yàn)結(jié)果，在任何一根的外觀檢查中均表現(xiàn)良好，或者，斷裂位置是與焊接部不同的軸部。
表1 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

下面，根據(jù)圖15～圖19說明采用前述螺柱焊接裝置進(jìn)行的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張加工法。
圖15表示本發(fā)明的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張加工法的基本工序，圖中的符號(hào)101表示已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物，102表示已經(jīng)設(shè)置的混凝土部，103表示已經(jīng)設(shè)置的鋼筋，104表示新設(shè)置的鋼筋(螺柱鋼筋)，105表示輔助鋼筋，106表示新設(shè)置的混凝土部。
首先，已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物101的結(jié)構(gòu)為，如圖15(a)所示，形成在已經(jīng)設(shè)置的混凝土部102內(nèi)部縱、橫配置已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103。例如，在如圖16所示的鋼橋A的情況下，鋼梁110、…架設(shè)在圖未示的橋墩之間，在該鋼梁110、…之上構(gòu)筑混凝土橋面板111。該混凝土橋面板111的結(jié)構(gòu)為，在混凝土部112的內(nèi)部，在上下部分中向著橋軸方向配置橫向鋼筋(ハィリョクテツキン)113、…，同樣在上下部分沿寬度方向配置主加強(qiáng)筋114。并且，通常，上側(cè)主加強(qiáng)筋114的數(shù)目被設(shè)定為下側(cè)主加強(qiáng)筋114的數(shù)目的兩倍。另外，在后面所述的伸縮裝置的更換工程中，將新設(shè)置的橫向鋼筋連接到橫向鋼筋113上，在車道的擴(kuò)寬工程中，有必要將新設(shè)的主加強(qiáng)筋連接到主加強(qiáng)筋114上。
本實(shí)施形式中的基本工序包括在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物101的一部分中，沿切斷線L1同時(shí)切斷已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103和已經(jīng)設(shè)置的混凝土部102的切斷工序(參照圖15(a)、(b))在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物101的切斷面107上，以打毛狀態(tài)橫貫整個(gè)面地去除厚度為1～3cm(至打毛線L2)程度的部分，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的端部的打毛工序(參照圖15(c)、(d))；將具有由接地端子和環(huán)箍接觸面構(gòu)成的導(dǎo)體面的接地夾108，以導(dǎo)體面與其后焊接的新設(shè)置的鋼筋104大致垂直的方式，固定到露出于前述切斷面107的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的端部上的接地夾安裝工序(參照圖15(e))；在露出于混凝土打毛面109的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的端面上，以大致同軸狀地對(duì)直徑相同的新設(shè)置的鋼筋104的端部進(jìn)行螺柱焊接，以使其延長的螺柱焊接工序(參照圖15(e))；進(jìn)一步將輔助鋼筋105以焊接方式連接到新設(shè)置的鋼筋104上，同時(shí)，配置其它輔助鋼筋105的配筋工序；澆注混凝土的混凝土澆注工序(參照圖15(f))。因此，在去除已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物101的一部分的部分中，可以再次構(gòu)筑或新構(gòu)筑使新設(shè)置的鋼筋104及輔助鋼筋105與新設(shè)置的混凝土部106的內(nèi)部形成一體的新設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物101A。
并且，代替前述打毛工序，在鋼筋混凝土構(gòu)造物101的切斷面107上，也可以進(jìn)行僅對(duì)前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的周圍做局部的鏨鑿處理，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的端部的鏨鑿工序。在這種情況下，由于只是部分地去除了已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土部102，所以操作時(shí)間更短，并且產(chǎn)生的噪音更小。
并且，雖然圖中未示出，但是，代替前述接地夾108，也可以在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋103的端部用焊接墊板進(jìn)行焊接，同時(shí)，將該墊板接地，前述環(huán)箍與墊板接觸并進(jìn)行點(diǎn)焊。在此，在螺柱焊接之后，不再需要墊板，其被放置于新設(shè)置的混凝土部的內(nèi)部，因而，墊板為小于3cm見方左右，以便不影響混凝土的強(qiáng)度。
下面，根據(jù)圖17說明在設(shè)置在混凝土橋面板的連接部上的伸縮裝置120的更換工程中采用本發(fā)明的情況。首先，如圖17(a)所示，在利用旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)或鋼絲鋸裝置將混凝土橋面板111的混凝土部112的端部與內(nèi)部的橫向鋼筋113、…同時(shí)切斷之后，去除混凝土橋面板111的切斷端部和構(gòu)成伸縮裝置120的已經(jīng)設(shè)置的鋼質(zhì)構(gòu)件121。另外，圖中的符號(hào)115是鋪裝在混凝土部112的上面的柏油層。然后，如圖17(b)所示，利用切巖機(jī)橫跨整個(gè)面地將混凝土部12的切斷面22切去厚度為1～3cm的部分，以露出橫向鋼筋113的端部，之后，設(shè)置新的鋼質(zhì)構(gòu)件123。然后，在前述各配置鋼筋113的端部安裝接地夾108，使之通電。而且，如圖17(c)、(d)所示，一邊使環(huán)箍126與前述接地夾108的環(huán)箍接觸面接觸，一邊將新設(shè)的L字形的橫向鋼筋125螺柱焊接到前述各橫向鋼筋113的端部上。并且，重疊位于上下位置上的橫向鋼筋125、125的端部，利用捆扎線捆住，構(gòu)成側(cè)面看成“コ”字形的鋼筋。在螺柱焊接之后，拆下前述接地夾108，敲打去除環(huán)箍126。然后，如圖17(e)、(f)所示，在新的前述鋼質(zhì)構(gòu)件123的側(cè)面上進(jìn)行螺柱焊接而固定的螺母127、…上，旋入輔助鋼筋128，同時(shí)，組裝其它輔助鋼筋129。最后，構(gòu)筑必要的型框，并澆筑混凝土，待硬化之后交通放行，完成作業(yè)。
在此，螺柱焊接方法和該方法中所用的螺柱焊槍采用根據(jù)本發(fā)明的方案。首先，使新設(shè)置的橫向鋼筋125的前端凸起部與已經(jīng)設(shè)置的橫向鋼筋113的端面接觸，一邊使大電流流過兩個(gè)橫向鋼筋113、125，一邊使新設(shè)置的橫向鋼筋125向后退一定程度，在兩個(gè)鋼筋之間持續(xù)電弧放電，使鋼筋的端部熔融之后，立即使新設(shè)置的橫向鋼筋125前進(jìn)，以使其焊接到已經(jīng)設(shè)置的橫向鋼筋113的端部上。在此，在前述環(huán)箍126上，具有使焊接時(shí)產(chǎn)生的氣體逸出的孔133、和將熔融的鋼筋封閉起來的空間部134。
圖18表示在實(shí)際上沿切斷線L1切斷混凝土橋面板111的端部的情況下，存在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋113被相對(duì)于其長度方向成直角地切斷的狀態(tài)、和傾斜地切斷的狀態(tài)。因此，為了使本發(fā)明的施工法成立，除已經(jīng)設(shè)置的鋼筋113的直角切斷面以外，有必要在斜著的切斷端面上也可以與該端面成直角地螺柱焊接新設(shè)置的鋼筋125。在這種情況下，以下述方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，即，在將前述接地夾108固定到已經(jīng)設(shè)置的鋼筋113的狀態(tài)下，環(huán)箍接觸面相對(duì)于焊接于其后的新設(shè)置的鋼筋125垂直。
下面，圖19表示在中空石板橋B中的混凝土橋面板111的擴(kuò)寬工程的情況。圖中的符號(hào)111A表示已經(jīng)設(shè)置的混凝土橋面板，111B表示新設(shè)置的混凝土橋面板。在該擴(kuò)寬工程中，首先，沿橋軸方向切斷已經(jīng)設(shè)置的混凝土橋面板111A的側(cè)部，在其側(cè)方利用本發(fā)明的施工法構(gòu)筑新設(shè)置的混凝土橋面板111B。更詳細(xì)地說，本發(fā)明的施工法適用于以下應(yīng)用，沿切斷線L1切斷已經(jīng)設(shè)置的混凝土橋面板111A的側(cè)部111C，在與該切斷面向分離的位置上構(gòu)筑新設(shè)置的混凝土橋面板111B，在已經(jīng)設(shè)置的混凝土橋面板11A和新設(shè)置的混凝土橋面板111B之間構(gòu)筑連接設(shè)置部111D。其詳細(xì)的說明，由于與前述一樣，所以省略。另外，若不設(shè)置前述連接設(shè)置部111D，則可以采用本發(fā)明的施工法直接構(gòu)筑新設(shè)置的混凝土橋面板111B。
并且，本發(fā)明的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，不限于前述混凝土橋面板的伸縮裝置的更換工程或擴(kuò)寬工程，也可以廣泛適用于隧道內(nèi)面的加強(qiáng)改修工程等一般的鋼筋混凝土構(gòu)造物，這從本說明書和附圖的記載中可以清楚。
進(jìn)而，新建鋼筋混凝土構(gòu)造物時(shí)，將鋼筋彼此重疊、利用接頭連接起來，但是由于重疊余量非常的長，所以不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且經(jīng)常發(fā)生捆扎線松脫、鋼筋偏離規(guī)定位置并造成缺陷的情況。本發(fā)明，即使在對(duì)這樣的新建的鋼筋混凝土構(gòu)造物的鋼筋相互連接中也可以利用。
工業(yè)上的可利用性根據(jù)第一個(gè)發(fā)明的鋼筋對(duì)接螺柱焊方法，可以將直徑大致相同的鋼筋彼此焊接起來，鋼筋即使在大致水平的狀態(tài)下也可以良好地焊接，特別是，對(duì)于部分地切斷已經(jīng)設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)造物、在切斷部上構(gòu)筑新的鋼筋混凝土部的施工法中，可以盡可能減少混凝土部的鏨鑿作業(yè)，并且縮短工期和降低噪音的產(chǎn)生。并且，由于通過采用螺柱基礎(chǔ)，可以抑制接地夾的熱損傷，該接地夾可以反復(fù)使用，所以可以減少成本，并且可以進(jìn)行良好的螺柱焊接。
采用根據(jù)第二個(gè)發(fā)明的螺柱焊接裝置，將螺柱鋼筋安裝到螺柱焊槍中的狀態(tài)下的全長，以螺柱鋼筋本身的長度來限定，通過采用這種焊槍結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，可以在特別狹窄的操作空間中將螺柱鋼筋以同軸狀與橫向的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部對(duì)接并焊接，且焊接狀態(tài)也非常良好。
采用根據(jù)第三個(gè)發(fā)明的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，可以盡可能地減少混凝土部的鏨鑿作業(yè)，并縮短工期和降低噪音，進(jìn)而，可以大幅度地減少工業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量，降低處理成本，對(duì)于現(xiàn)場施工非常有效。并且，與現(xiàn)有的施工法相比，切斷后的混凝土部的鏨鑿量可以被控制在大約1/5以下，在該作業(yè)中，產(chǎn)生噪音的時(shí)間可以非常短，進(jìn)而可以有效地縮短工期。
進(jìn)而，可以大幅度地縮短配置在橋梁的混凝土橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程、橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)展工程或隧道內(nèi)面加強(qiáng)、改修工程等工期，縮短交通限制的期限，并可減少對(duì)使用道路的工業(yè)活動(dòng)的影響，特別是，在城市街道上進(jìn)行的工程中，可以減少對(duì)附近居民的影響。
權(quán)利要求
1.一種鋼筋對(duì)接螺柱焊方法，其特征為，在已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部周圍，可拆卸地安裝具有與所述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾，同時(shí)將由耐熱性絕緣材料制成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)，以按壓接觸狀態(tài)安裝到該接地夾的導(dǎo)體面上，裝填到螺柱焊槍中的螺柱鋼筋的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端面接觸，同時(shí)，以與前述螺柱基礎(chǔ)接合的狀態(tài)，對(duì)配置在該螺柱鋼筋前端部周圍的環(huán)箍進(jìn)行螺柱焊。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼筋的對(duì)接螺柱焊接方法，其特征為，前述螺柱基礎(chǔ)，在中心部具有可以插入到前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部的安裝孔，在該安裝孔的軸向方向的一個(gè)側(cè)面上，形成與前述接地夾的導(dǎo)體面按壓接觸的接觸面，并且，在安裝孔的軸向方向的另一側(cè)面上，形成與具有脫氣槽的前述環(huán)箍的前端面接合的接合面，在下部經(jīng)由接受前述環(huán)箍和熔融金屬的的凸緣。
3.一種鋼筋的對(duì)接螺柱焊接方法，其特征為，在已經(jīng)設(shè)置的端部周圍，可拆卸地安裝具有與該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾，在兩端部具有可以分別貫穿插入已經(jīng)設(shè)置的鋼筋和螺柱鋼筋的安裝孔，并且在內(nèi)部具有用于存留熔融金屬的空間，同時(shí)將在該空間部的周圍配置有脫氣孔的環(huán)箍，安裝到前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部上、或安裝到裝填到螺柱焊槍中的螺柱鋼筋的前端部上，該螺柱鋼筋的前端與前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端面接觸，在前述環(huán)箍與前述接地夾的導(dǎo)體面按壓接觸的狀態(tài)下，進(jìn)行螺柱焊。
4.一種螺柱焊接裝置，其特征為，在螺柱焊槍主體的前方，平行于直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸地凸出設(shè)置一根或多根導(dǎo)向桿，在該導(dǎo)向桿的前端形成環(huán)箍接觸部，將可滑動(dòng)地設(shè)置在前述導(dǎo)向桿的中間部上的移動(dòng)體連接到前述驅(qū)動(dòng)軸上，同時(shí)，在該移動(dòng)體上設(shè)置螺柱固定件，安裝在該螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置在焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的螺柱焊接裝置，其特征為，在前述焊槍主體的后方，平行于前述驅(qū)動(dòng)軸凸出設(shè)置一根或多根第二導(dǎo)向桿，在可滑動(dòng)地設(shè)置在該第二導(dǎo)向桿上的第二移動(dòng)體上設(shè)置有第二螺柱固定件，利用前方的前述螺柱固定件和后方的第二螺柱固定件，將螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方。
6.一種螺柱焊接裝置，其特征為，與螺柱焊槍主體的直線驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸的前端部垂直地設(shè)置螺柱固定件，沿焊槍主體的上面或側(cè)面與前述驅(qū)動(dòng)軸平行地設(shè)置直線導(dǎo)向件，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件上可滑動(dòng)地設(shè)置輔助螺柱固定件，在焊槍主體的前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件，將安裝到前述螺柱固定件和輔助螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
7.一種螺柱焊接裝置，其特征為，沿螺柱焊槍主體的上面或側(cè)面設(shè)置直線導(dǎo)向件，同時(shí)，在該直線導(dǎo)向件上設(shè)置可借助直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)的螺柱固定件，在焊槍主體前方，于前端設(shè)置環(huán)箍接觸構(gòu)件，將安裝到該螺柱固定件上的螺柱鋼筋配置到焊槍主體的上方或側(cè)方，構(gòu)成螺柱焊接裝置。
8.如權(quán)利要求4～7中任何一項(xiàng)所述的螺柱焊接裝置，其特征為，前述螺柱鋼筋優(yōu)選由異型鋼筋制成。
9.如權(quán)利要求4～8中任何一項(xiàng)所述的螺柱焊接裝置，其特征為，具有可拆卸地安裝到已經(jīng)設(shè)置的鋼筋上，并具有與該已經(jīng)設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾；在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋的端部周圍，以與接地夾的導(dǎo)體面按壓接觸的狀態(tài)，而被安裝的由耐熱性絕緣材料制成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)；和安裝到前述螺柱鋼筋的前端部周圍，且可以與前述螺柱基礎(chǔ)接合的環(huán)箍。
10.一種鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，該施工法包括切斷工序，將至少作為鋼筋混凝土構(gòu)造物的一部分的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋和混凝土同時(shí)切斷；螺柱焊接工序，大致呈同軸狀地將直徑相同的螺柱鋼筋的端部以螺柱焊接方式，焊接到露出于混凝土切斷面上的已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端面上以便使其延長；以及澆注混凝土的混凝土澆注工序。
11.如權(quán)利要求10所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，還包括打毛工序，在前述切斷工序之后，在鋼筋混凝土構(gòu)造物的切斷面上，以打毛狀態(tài)橫貫整個(gè)面地去除厚度為1～3cm的部分，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部。
12.如權(quán)利要求10所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，還包括鏨鑿工序，在前述切斷工序后，在鋼筋混凝土構(gòu)造物的切斷面上，僅對(duì)前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋周圍進(jìn)行部分的鏨鑿處理，以露出已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部。
13.如權(quán)利要求10～12中任何一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，還包括接地夾安裝工序，該工序?yàn)?，在前述螺柱焊接工序之前，在前述切斷面上露出的已?jīng)設(shè)置的鋼筋端部上，固定具有由接地端子和環(huán)箍接觸面構(gòu)成的導(dǎo)體面的接地夾，使其導(dǎo)體面大致與焊接于其后的螺柱鋼筋垂直。
14.如權(quán)利要求13所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，在前述已經(jīng)設(shè)置的鋼筋端部周圍，前述接地夾的環(huán)箍接觸面上，安裝具有絕熱性和絕緣性的螺柱基礎(chǔ)，在環(huán)箍與該螺柱基礎(chǔ)按壓接觸的狀態(tài)下，對(duì)螺柱鋼筋進(jìn)行螺柱焊。
15.如權(quán)利要求10～14中任何一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物是橋梁的混凝土橋面板，該施工法用于配置在該橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程。
16.如權(quán)利要求10～14中任何一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物為橋梁的橋面板、該施工法用于該橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)張工程。
17.如權(quán)利要求10～14中任何一項(xiàng)所述的鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其特征為，前述鋼筋混凝土構(gòu)造物為隧道的內(nèi)面，該施工法用于隧道內(nèi)面加強(qiáng)改修工程。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼筋的對(duì)接螺柱焊方法及其裝置，在狹窄的作業(yè)空間內(nèi)可以將螺柱鋼筋以同軸狀對(duì)接，并焊接到橫向的已設(shè)鋼筋端部上，特別涉及鋼筋混凝土構(gòu)造物的修補(bǔ)、擴(kuò)張施工法，其可適用于配置在橋梁的混凝土橋面板彼此的連接部上的伸縮裝置的更換工程、或橋面板的橫向?qū)挾葦U(kuò)張工程、或隧道內(nèi)面的加強(qiáng)該修工程等。本發(fā)明為鋼筋對(duì)接螺柱焊方法，在已設(shè)鋼筋端部周圍可拆卸地安裝具有與所述已設(shè)置的鋼筋垂直的導(dǎo)體面的接地夾，同時(shí)將由耐熱性絕緣材料制成的環(huán)狀螺柱基礎(chǔ)以接觸狀態(tài)安裝到該接地夾的導(dǎo)體面上，裝填到螺柱焊槍中的螺柱鋼筋的前端與前述已設(shè)鋼筋端面接觸，同時(shí)，以與前述螺柱基礎(chǔ)接合的狀態(tài)對(duì)配置在該螺柱鋼筋前端部周圍的環(huán)箍進(jìn)行螺柱焊。
文檔編號(hào)E04C5/16GK1440319SQ01812369
公開日2003年9月3日 申請日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月6日
發(fā)明者野中晴夫 申請人:松尾工程株式會(huì)社