鋼矢板、及びその製造方法、並びに組合せ鋼矢板
【課題】本発明は、Ｕ型鋼矢板を連結して組合せ鋼矢板とする際に、継手部の挿入嵌合手間を省き容易に連結でき製作効率が良く、実験等を行わなくても設計上連結部の強度管理ができる構造を提供する。
【解決手段】ウェブ部２とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部３のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手５を有し、他方のフランジ部４には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部４の先端部が、ウェブ部２とフランジ部４が交わる角部１９から、前記の嵌合継手を有するフランジ部３の嵌合継手中心部１７を通りウェブ部２と平行する直線７上に配置され、又は当該直線７を跨いで配置されることを特徴とする。
【解決手段】ウェブ部２とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部３のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手５を有し、他方のフランジ部４には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部４の先端部が、ウェブ部２とフランジ部４が交わる角部１９から、前記の嵌合継手を有するフランジ部３の嵌合継手中心部１７を通りウェブ部２と平行する直線７上に配置され、又は当該直線７を跨いで配置されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野における、土留め、護岸構造を形成する鋼矢板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存のＵ型鋼矢板を用いて、高い剛性を有する鋼矢板壁を形成する場合や、施工能率を向上させるために一回の打設に要する鋼矢板の幅を広げるために、打設前に予め２枚の鋼矢板を嵌合してかしめまたは溶接にて連結し一枚の鋼矢板として利用する方法が一般的に知られている（例えば、非特許文献１）。一般的に、圧延にて製造される鋼矢板は、その製造装置の限界により所定以上の幅広の鋼矢板を製造することができないため、上記のように個々に圧延した鋼矢板を組み合わせて一体化することは有効な手段として利用されている。
【０００３】
連結した鋼矢板間が一体化するためには、嵌合した継手部においてせん断力が確実に伝達されていることが必要であるが、通常のＵ型鋼矢板では、嵌合する継手部に施工上の嵌合性を考慮した余裕代として隙間が設けられており、また嵌合後の隙間の大きさが鋼矢板長手方向で一様でないために、設計値として理論的に継手部嵌合強度を特定することができない。特に、溶接にて連結した場合、設計上のど厚を特定することが困難である。そこで、継手部の嵌合強度を保証する方法として、例えば非特許文献２には、実験にて直接確かめる方法が記載されている。
【非特許文献１】STEEL SHEET PILING・GENERAL CATALOGUE・EDITION 2004-3，PROFILARBED S.A. Arcelor Group
【非特許文献２】Eurocode 3: Design of steel structures - Part5: Piling，February 1999，pp82-83
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
別々の鋼矢板を連結して一枚の鋼矢板として利用する際、従来のＵ型鋼矢板を用いた場合、継手部を一度鋼矢板長手方向の端部から挿入しなければならず、継手部を挿入した後に初めて連結作業が可能となるため製造効率が悪い。特に、挿入作業を鉛直方向にて行う場合には、鋼矢板２枚分の長さ以上の高さまで鋼矢板を吊り上げることができるクレーン等の重機が必要であり、また挿入作業を水平方向にて行う場合には、矢板を転がすためのローラー等の設備が必要であり、作業環境に応じて設備投資が必要となるなどコスト的な負担が大きい。特に狭い工場内では、建屋の天井高さが低い場合には挿入作業を確保するための鉛直方向空間を確保できなかったり、鋼矢板を長手方向で２枚分置くための平面的なスペースが確保できず水平方向での挿入作業も出来なかったり、嵌合作業そのものができなくなるなどの問題があった。
【０００５】
また、２枚以上の鋼矢板を組み合わせて一体化したものを製品とする場合、連結部の強度を保証する必要があるが、従来のＵ型鋼矢板継手を嵌合したのちに連結させる方法では、嵌合部に隙間が残るため、溶接ののど厚管理が出来ず信頼性に乏しいものにならざるを得ない。また、強度を確かめるために、いちいち実験を実施してもいいが、作業負荷が大きくなるだけでなく、連結部全長に渡ってしかも全数の矢板を確かめることもできず、極めて少ない情報の中で製品保証せざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、Ｕ型鋼矢板を連結して組合せ鋼矢板とする際の従来の問題点を解決するために、継手部の挿入嵌合手間を省き容易に連結でき製作効率が良く、実験等を行わなくても設計上連結部の強度管理ができる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、第１の発明は、ウェブ部とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手を有し、他方のフランジ部には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部が、ウェブ部とフランジ部が交わる角部から、前記の嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線上に配置され、又は当該直線を跨いで配置されることを特徴とする
また、第２の発明は、第１の発明の鋼矢板において、前記フランジ部には前記鋼矢板を重ねた際に取り外しを容易とする屈曲部を有し、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部の前記ウェブ部と平行する直線からの突出長さは、前記屈曲部から、前記ウェブ部と平行する直線までの長さ以下とすることを特徴とする。
また、第３の発明は、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の端部は、前記鋼矢板を２枚連結する際に、前記嵌合用継手を有さないフランジ部の端部同士を溶接またはボルトにて固着するための位置決め用の折り曲げ部を有することを特徴とする。
また、第４の発明は、第１〜３の発明の鋼矢板を、圧延にて製造することを特徴とする。
また、第５の発明は、第４の発明の鋼矢板の圧延による製造方法であって、前記両方のフランジ部においてロールに対する圧下負担が等しくなるように、継手部を含む両方のフランジ部断面積を等しくすることを特徴とする。
また、第６の発明は、第１〜３の発明のいずれか１項に記載の鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板であって、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が重ねられ、又は前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部同士が接触され、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が前記両端に位置する嵌合用継手同士を結ぶ直線に対して互いに反対側に配置されると共に、前記直線と前記２枚の鋼矢板のウェブ部とが平行になるように配置され、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が溶接またはボルトにて連結されることを特徴とする組合せ鋼矢板である。
また、第７の発明は、第１〜３の発明のいずれか１項に記載の鋼矢板２枚を両端に配置すると共に、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端部になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が平行になるように配置した組合せ鋼矢板であって、前記両端２枚の鋼矢板の間に、両側のフランジ部に嵌合用継手を有しない鋼矢板を１枚または複数枚配置して、前記各鋼矢板の嵌合用継手がないフランジ部同士を溶接またはボルトにて連結したことを特徴とする組合せ鋼矢板である。
また、第８の発明は、第７の発明の鋼矢板において、前記鋼矢板の中立軸が、前記両端部の嵌合用継手同士を結ぶ直線と重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
２枚の鋼矢板を組み合せて連結する時に、継手部での嵌合作業を不要とするため、特別な設備、作業スペースを必要とせず、製造効率に優れ製造コストを低減できる鋼矢板となる。
従来のＵ型鋼矢板の一部を変更するだけなので、既存の製造設備を大幅に変更することなく新たな鋼矢板の製作が可能であり、更に圧延にて製造する場合には、複雑な継手の圧延工程を省略することができるため、圧延時のロール負担を軽減でき、圧延コストを低減できる。
連結部は全てすみ肉溶接、またはボルトにて製作管理できるため、連結部の強度管理が容易であり、設計値として連結部強度を設定でき、信頼性のある商品を提供できる。
本発明のＵ型鋼矢板を連結することで幅広の鋼矢板とすることができ、また中間に任意幅または任意枚数の両端部に嵌合用継手を設けない部材を用いることで、任意幅の幅広サイズの鋼矢板を提供でき、現場での打設回数を減らすことができる。
従来のＵ型鋼矢板と比べ、継手を一部省略することにより、鋼材総重量を減らすことができ、なおかつ嵌合する隣接鋼矢板間で中立軸の位置が同じであり嵌合継手部でせん断力を伝達する必要がないため、高い断面性能を発揮する鋼矢板壁の構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１０】
本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を図１に示す。本発明の鋼矢板は、最終的には２枚以上の鋼矢板を組み合せて一体化して使用することを想定しており、２枚以上の鋼矢板を最適な方法で一体化できるよう工夫したものである。用いる鋼矢板としては、図１０に示すような既存の鋼矢板用圧延設備を流用することで製造でき、製造コストをできるだけ軽減できるよう、従来のＵ型鋼矢板を改良した形状としている。
【００１１】
図１に示すように、本発明の鋼矢板１単体の断面形状は、従来の単体のＵ型鋼矢板８（図２）の一部を改良した断面形状を有しており、一方の継手５はそのまま残し、鋼矢板を地中に打設して鋼矢板壁を構築する際隣接する鋼矢板と連結するための嵌合継手部として利用し、他方の継手箇所は複雑な従来のような継手形状加工をせず、板状連結部１２を端部に有するフランジ部４とした、左右非対称のＵ型形状の断面を有する。
【００１２】
嵌合用継手のないフランジ部４においては、当該フランジ部の長さが、ウェブ部とフランジ部が交わる角部１９からフランジ端部６に向かって、他方の嵌合継手を有するフランジ部３の嵌合継手中心部１７を通りウェブ部２と平行する直線７を跨いで延長させるようにする。嵌合継手中心部１７は、図４に示すような組合せ鋼矢板として一体化したときに断面中立軸となる直線７を通る、継手内部空間のライン上を指す。
このようにフランジ部４の長さを長くし、その端部６が嵌合継手中心部１７より上記直線７から飛び出すようにすることで、本発明の同一形状の鋼矢板１を２枚組み合せ、一方の鋼矢板に対して他方の鋼矢板を１８０度回転させ嵌合継手のないフランジ部４の板状連結部１２同士を連結した後の一体化した後の鋼矢板１１において、図４に示すように両端の嵌合継手中心位置１７がウェブ部と平行の同一直線７上に位置することになり、この直線７が一体化した鋼矢板１１の中立軸となる。
図４の例においては、それぞれ２枚のウェブ部からの距離が等しいラインが中立軸となる。実際、この一体化した組合せ鋼矢板１１を土中に打設し壁体として利用するとき、隣接して嵌合する個々の組合せ鋼矢板１１間で嵌合継手中心位置が断面高さ方向で同一であり、全ての組合せ鋼矢板１１間で中立軸位置が同じであるため、壁体背後から土圧として作用する曲げ荷重に対して、上記直線７が壁体延長方向に渡って同一の中立軸位置となり抵抗するため、嵌合継手部における隣接鋼矢板間でのせん断力伝達不足による鋼矢板壁としての剛性低下を考慮する必要がなく、鋼矢板全断面積分を曲げ荷重に対する有効断面積として考慮することができ経済的となる。
フランジ部４が直線７から飛び出す長さとしては、本発明の２枚の鋼矢板１を組み合せるときの製作性を考慮し、２枚の鋼矢板を重ねて位置決めしやすい程度の長さは少なくとも確保するようにする。但し、板状連結部１２は２枚の鋼矢板間で互いに平面同士で接することが好ましく、通常のＵ型鋼矢板のフランジ部４に設けられた屈曲部２０を目安に連結部１２の長さを設定すればよい。屈曲部２０は、Ｕ型鋼矢板を上下に積み重ねた際、ウェブ部２間に隙間が形成され、個々のＵ型鋼矢板を掴みやすくし、運搬時に積み重ねた鋼矢板を取り外すことが容易になるために設けられている。
具体的には、２枚の鋼矢板が連結された際、一方の鋼矢板の板状連結部１２の端部６が、他方の鋼矢板のフランジ部４の屈曲部２０よりも、中立軸となる直線７側に来るようにすることが好ましい。また、あまり伸ばし過ぎて中立軸付近であまり曲げ荷重に抵抗しないような断面積が増え過ぎ非経済とならないようにすることが好ましい。
【００１３】
嵌合用継手のないフランジ部４の長さを、図８に示すように、その端部６ａが直線７の位置に来るようにし、図９に示すように、端部同士を突き合せて一枚の組合せ鋼矢板１１ａとしてもいいが、溶接作業のし易さ、鋼矢板連結箇所の位置決めの容易さを考慮すると、図１のタイプの鋼矢板を用いて、図４に示すように板状のフランジ部面同士が接するように重ね合わせるようにした方が、製作性が良く精度の高い組合せ鋼矢板が可能となる。
【００１４】
また、嵌合用継手を設けないフランジ部を製造する手法として、例えば嵌合用継手のないフランジ部４の長さを、前記ウェブ部と平行な直線から飛び出させる方法として、図１１に示すように、単に従来の鋼矢板８の一方の継手部５ａの一部を継手切断ライン２１で切断する方法も考えられる。しかし、継手部切断による応力開放に伴うフランジ端部の鋼矢板長手方向の波状変形発生を誘発する可能性があり、当該端部を平面状に修正するための加熱またはプレス等の矯正作業が必要になってしまい、作業切断そのものによる手間と合わせてコストアップとなってしまうことから、本発明の主旨である製作性に優れた鋼矢板という観点からはあまり好ましくない。
【００１５】
本発明の鋼矢板１を連結する方法としては、溶接でもいいしボルトで連結しても構わない。以下に、溶接によって、本発明の鋼矢板１を２枚用いて１枚の組合せ鋼矢板を製作する手順を示す。
（１）図４に示すように、嵌合継手がないフランジ部４の側面同士を連結部１２において重ね併せ、位置決めする。このとき、嵌合継手中心部１７を結ぶ直線７に対して、それぞれのウェブ部が反対側に来るように配置し、２枚の鋼矢板のウェブ部２のラインが平行になるようにする。
（２）連結部１２の片面側において、フランジ端部６をすみ肉溶接する。フランジ端部６ともう片方の本発明の鋼矢板１のフランジ部４の側面からなる隅角部をすみ肉溶接するため、従来の隙間がある状態での嵌合継手部内での溶接とは違い、溶接箇所での隙間がなくなるため、溶接部脚長管理が適切にでき信頼性のある溶接部強度管理が可能となる。
溶接量としては、施工時に重機から鋼矢板長手方向に作用する押し込み荷重、及び連結部１２のせん断耐力が壁体として利用された際に受ける土圧による荷重以上となるよう、設計にて取り決める。溶接熱により、連結部において変形が生じないよう、上記設計値内で極力溶接量は少なくし、設計上可能であれば、熱による変形を抑えるために、一回の溶接作業で与える熱量が少なくなるよう連続溶接ではなく断続溶接にすることが好ましい。
（３）反対側の連結部を溶接するために、片側を溶接にて固定した２枚の鋼矢板を同時に１８０度反転する。
（４）もう一方の片面側の連結部１２において、フランジ端部６を（２）と同様の手順ですみ肉溶接する。
【００１６】
また、図１３に示すように、ボルト２５およびナット２６にて連結する場合は、重なり合う２枚の鋼矢板それぞれの板状連結部１２において、ボルト孔位置を調整し、事前に孔開け加工しおく。ボルトの本数、サイズ、間隔は、上記溶接時と同様に、施工時荷重、供用時の土圧荷重に耐えられるよう、設計にて取り決める。
【００１７】
連結箇所の重ね代分を明確にし、確実に位置決めできるようにするため、図３に示すように嵌合継手がないフランジ部４ａ端部の一部を折り曲げ、重ね代分１０を設けておくと、より一層組合せ鋼矢板の製作性が向上し、本発明の趣旨である２枚以上の鋼矢板を最適な方法で一体化できるようにするための工夫として、より好適となる。
折り曲げ方法としては、図３右側の連結部の拡大図に示すように、２枚の鋼矢板を組み合わせた後に、それぞれの連結箇所のフランジ部板厚中心線２２が同一となるように折れ曲がり量を調整すれば、それぞれの鋼矢板のフランジ部に発生する曲げ応力による連結部における偏心モーメントの発生を抑えることができ、連結部の荷重負担を軽減できるため、より好ましい構造形態とすることができる。また折れ曲がり部２３は緩やかな曲線とすることで、加工負担を軽減できる。当該折れ曲がり部２３の加工は圧延によることが好ましいが、プレス成形等により加工しても構わない。
図５は重ね代分１０を有する本発明の鋼矢板４ａを２枚連結して、一枚の組合せ鋼矢板とした場合の断面図を示す。重ね代分の長さとしては、連結箇所１４が断面中立軸ラインとなる直線７を通ることができるようフランジ端部からの距離を調整し、尚且つ溶接にて連結する場合は、フランジ部４ａ端部におけるすみ肉溶接の脚長分の空間が確保できるようにする。
【００１８】
本発明の鋼矢板はその断面形状が左右非対称であるが、例えば特許文献「特許第３４５８１０９号」に示されている左右非対称型のハット型鋼矢板が、圧延可能であり既に実用化に至っているように、現状の圧延技術にて製造することへの制約はない。逆に圧延時に最もロール負担が大きく、製作精度を出すために最もロール形状を複雑にしなければならない、嵌合継手部に対して、従来の鋼矢板において２つのうちの片方の継手の圧延が省略できるため、圧延時のロール負担を軽減できるメリットがある。但し、圧延工程をより容易にするために、本発明の鋼矢板１において、両側のフランジ部３と４において、嵌合継手部または連結部を含むそれぞれのフランジ部トータルの断面積が同一になるようにすれば、ロール圧延時での両側のフランジ部圧下に要するパワーを同じにし、両側均等にロールを抑え込めば済むため、よりロール圧下制御作業の軽減につなげることが可能となる。
【００１９】
本発明の鋼矢板１が壁体として利用されるとき、連結部１２はその中立軸となる直線７付近にあるため、壁体に作用する曲げ荷重に対して有効に抵抗しない。そのため、連結部１２付近の断面積が大きくなりその部分での鋼材重量が大きくなり過ぎると、壁体としての構成部材として不経済となってしまう。そこで、上記の圧延時のロールの両側均等な負担率を考慮し、両側のフランジ部の断面積を等しくするようにするときには、図１２に示すように、フランジ部４においては、連結部付近のフランジ端部６付近の断面積はなるべく少なくなるようにし、その代わりウェブ部２とフランジ部４が交わる角部１９付近のフランジ部２４の板厚を大きくすることが好ましい。
【００２０】
但し、ロール耐力に対して、圧延時に生じる多少の両側不均衡を許容することができれば、従来のＵ型形状鋼矢板を圧延するときに使用するロールをほぼそのまま流用することができ、ロール設計が容易となる。このとき、フランジ端部６付近では従来の嵌合継手形状から板状となるため、連結部周辺の断面積を縮小でき、従来のＵ型鋼矢板を単に２枚嵌合して組合せ鋼矢板とする場合とくらべ、ほぼ同程度の断面耐力を確保しつつ鋼材重量を数％程度減らすことが出来、経済的となる。
【００２１】
以上は、本発明の鋼矢板１を２枚組み合わせて１枚の組合せ鋼矢板を製造する場合の最良の形態を示したが、本発明の鋼矢板１を２枚用いるだけでなく、別の部材を本発明の鋼矢板１の２枚の間に挟み、幅広の鋼矢板としてもよい。
【００２２】
上記の別の部材の具体例として、図６に示すような、両側のフランジ部４に嵌合継手を有しない左右対称なＵ型形状の鋼矢板１５を用い、図７に示すように、本発明の鋼矢板１を両端に配置し、その中間に２枚の当該Ｕ型形状鋼矢板１５を設置し、連結部１２にて固着するような構造も可能である。このように、本発明の鋼矢板１の中間に任意幅または任意枚数の部材を用いることで、任意幅の幅広サイズの鋼矢板を提供でき、現場での打設回数を減らすことができる。特に壁体として高い剛性を必要する場合は、図１４に示すように、中間に、両側のＵ型形状鋼矢板１のウェブ部ライン２７よりもウェブ部ライン２８を中立軸７より距離を離した断面高さの高い部材２９を配置することもできる。また壁体として構築されたとき、嵌合継手箇所を減らすことが出来るので、止水性が要求される構造物への適用に好適となる。止水性に特化すれば、図１５に示すような断面直線状の部材３１の両端に連結部となるフランジ部３２を有する部材３０を用いて、図１６に示す組合せ鋼矢板を構築しても構わない。上記いずれの場合においても、組合せ鋼矢板単体全体としての中立軸の位置が、両端の嵌合継手を通るラインと等しくなるように、中間部材の断面形状を設定する。
【実施例】
【００２３】
Ｕ字状の同一断面を有する従来の鋼矢板及び本発明の鋼矢板をそれぞれ３枚用いて、通常鋼矢板を打設する軸方向において、全長３０ｃｍの短い部材を切り出し、実際に組み合わせ鋼矢板を製作し、連結部にせん断変形を与える強度検査を実施した。
従来の組み合わせ鋼矢板においては、真ん中にセットした鋼矢板の両端の嵌合継手部に、別の２枚の鋼矢板を嵌合させ、嵌合部を溶接にて連結した。
本発明の組み合わせ鋼矢板においては、真ん中の鋼矢板は、両フランジ部に嵌合継手部を有しない端部が板状の鋼矢板を用い、両サイドの別の２枚の鋼矢板は、真ん中の鋼矢板と連結する側のフランジ部に嵌合継手部を有しない端部が板状の鋼矢板を用いて、鋼矢板フランジ部板厚７．７ｍｍ程度の脚長を有する隅肉溶接にて、真ん中と両サイドの鋼矢板とを連結した。
従来の鋼矢板においては、上記本発明の鋼矢板と同一の溶接量にて嵌合継手部を埋める溶接としている。試験方法としては、３枚ある鋼矢板のうち、両サイドの２枚の鋼矢板を固定し、真ん中の鋼矢板を連結箇所と平行に押し込むことで、連結部にせん断力を与えた。
結果、本発明の鋼矢板においては、通常の隅肉溶接部のせん断強度＝（のど厚×溶接長×溶接箇所×許容隅肉せん断応力度）で定まる設計値以上の耐力を確保できることが確認されたが、従来の鋼矢板においては、上記設計値に達する前の７割程度の値で降伏してしまった。
このことから、本発明の鋼矢板が設計上連結部の強度管理ができる構造であることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を示す断面図である。
【図２】従来のＵ型鋼矢板を示す断面図である。
【図３】連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を示す断面図である。
【図４】本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板を示す断面図である。
【図５】連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板を2枚連結した鋼矢板を示す断面図である。
【図６】組合せ用対称U型鋼矢板を示す断面図である。
【図７】本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚と組合せ用対称U型鋼矢板２枚とを連結した鋼矢板を示す断面図である。
【図８】嵌合継手がないフランジ部長さを短くし、その端部を組合せ鋼矢板としたときの中立軸線位置に設けた場合の鋼矢板を示す断面図である。
【図９】図８の鋼矢板を用いた組合せ鋼矢板を示す断面図である。
【図１０】既存の鋼矢板用圧延設備の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図２の従来のＵ型鋼矢板の一方の継手を切断する場合を示す断面図である。
【図１２】本発明の鋼矢板において、両側のフランジ部断面積を同一にするための一実施形態を示す断面図である。
【図１３】ボルトにて連結し組合せ鋼矢板を構築する場合を示す断面図である。
【図１４】本発明の組合せ鋼矢板の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚の間に挟む部材の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の組合せ鋼矢板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
１ａ 両側のフランジ部の断面積を等しくした場合の本発明の鋼矢板の一実施形態を示す断面図である。
２ ウェブ部
３ 嵌合用継手部を有するフランジ部
４ 嵌合用継手部がないフランジ部
４ａ 連結部に重なり代分を有するフランジ部
５ 嵌合用継手部
５ａ 切断する嵌合用継手部
６ 嵌合用継手部がないフランジ端部
７ 嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線
８ 従来のＵ型鋼矢板
９ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
９ａ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
９ｂ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
１０ 連結部の重なり代分
１１ 本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板
１２ 連結部
１３ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板を2枚連結した鋼矢板
１４ 重なり代分を有する連結部
１５ 組合せ用対称U型鋼矢板
１６ 本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚と組合せ用対称U型鋼矢板２枚とを連結した鋼矢板
１７ 嵌合継手中心部
１８ 圧延ロール
１９ ウェブ部とフランジ部が交わる角部
２０ 嵌合用継手部がないフランジ部の屈曲部
２１ 継手切断ライン
２２ 連結部フランジ部の板厚中心線
２３ 連結部の重なり代分折れ曲がり部
２４ ウェブ部とフランジ部が交わる角部付近のフランジ部
２５ ボルト
２６ ナット
２７ 本発明のＵ型形状鋼矢板のウェブ部ライン
２８ 断面高さの高い組合せ用対称U型鋼矢板のウェブ部ライン
２９ 断面高さの高い組合せ用対称U型鋼矢板
３０ 組合せ用部材の一例
３１ 組合せ用部材の断面直線部
３２ 組合せ用部材のフランジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野における、土留め、護岸構造を形成する鋼矢板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存のＵ型鋼矢板を用いて、高い剛性を有する鋼矢板壁を形成する場合や、施工能率を向上させるために一回の打設に要する鋼矢板の幅を広げるために、打設前に予め２枚の鋼矢板を嵌合してかしめまたは溶接にて連結し一枚の鋼矢板として利用する方法が一般的に知られている（例えば、非特許文献１）。一般的に、圧延にて製造される鋼矢板は、その製造装置の限界により所定以上の幅広の鋼矢板を製造することができないため、上記のように個々に圧延した鋼矢板を組み合わせて一体化することは有効な手段として利用されている。
【０００３】
連結した鋼矢板間が一体化するためには、嵌合した継手部においてせん断力が確実に伝達されていることが必要であるが、通常のＵ型鋼矢板では、嵌合する継手部に施工上の嵌合性を考慮した余裕代として隙間が設けられており、また嵌合後の隙間の大きさが鋼矢板長手方向で一様でないために、設計値として理論的に継手部嵌合強度を特定することができない。特に、溶接にて連結した場合、設計上のど厚を特定することが困難である。そこで、継手部の嵌合強度を保証する方法として、例えば非特許文献２には、実験にて直接確かめる方法が記載されている。
【非特許文献１】STEEL SHEET PILING・GENERAL CATALOGUE・EDITION 2004-3，PROFILARBED S.A. Arcelor Group
【非特許文献２】Eurocode 3: Design of steel structures - Part5: Piling，February 1999，pp82-83
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
別々の鋼矢板を連結して一枚の鋼矢板として利用する際、従来のＵ型鋼矢板を用いた場合、継手部を一度鋼矢板長手方向の端部から挿入しなければならず、継手部を挿入した後に初めて連結作業が可能となるため製造効率が悪い。特に、挿入作業を鉛直方向にて行う場合には、鋼矢板２枚分の長さ以上の高さまで鋼矢板を吊り上げることができるクレーン等の重機が必要であり、また挿入作業を水平方向にて行う場合には、矢板を転がすためのローラー等の設備が必要であり、作業環境に応じて設備投資が必要となるなどコスト的な負担が大きい。特に狭い工場内では、建屋の天井高さが低い場合には挿入作業を確保するための鉛直方向空間を確保できなかったり、鋼矢板を長手方向で２枚分置くための平面的なスペースが確保できず水平方向での挿入作業も出来なかったり、嵌合作業そのものができなくなるなどの問題があった。
【０００５】
また、２枚以上の鋼矢板を組み合わせて一体化したものを製品とする場合、連結部の強度を保証する必要があるが、従来のＵ型鋼矢板継手を嵌合したのちに連結させる方法では、嵌合部に隙間が残るため、溶接ののど厚管理が出来ず信頼性に乏しいものにならざるを得ない。また、強度を確かめるために、いちいち実験を実施してもいいが、作業負荷が大きくなるだけでなく、連結部全長に渡ってしかも全数の矢板を確かめることもできず、極めて少ない情報の中で製品保証せざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、Ｕ型鋼矢板を連結して組合せ鋼矢板とする際の従来の問題点を解決するために、継手部の挿入嵌合手間を省き容易に連結でき製作効率が良く、実験等を行わなくても設計上連結部の強度管理ができる構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、第１の発明は、ウェブ部とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手を有し、他方のフランジ部には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部が、ウェブ部とフランジ部が交わる角部から、前記の嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線上に配置され、又は当該直線を跨いで配置されることを特徴とする
また、第２の発明は、第１の発明の鋼矢板において、前記フランジ部には前記鋼矢板を重ねた際に取り外しを容易とする屈曲部を有し、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部の前記ウェブ部と平行する直線からの突出長さは、前記屈曲部から、前記ウェブ部と平行する直線までの長さ以下とすることを特徴とする。
また、第３の発明は、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の端部は、前記鋼矢板を２枚連結する際に、前記嵌合用継手を有さないフランジ部の端部同士を溶接またはボルトにて固着するための位置決め用の折り曲げ部を有することを特徴とする。
また、第４の発明は、第１〜３の発明の鋼矢板を、圧延にて製造することを特徴とする。
また、第５の発明は、第４の発明の鋼矢板の圧延による製造方法であって、前記両方のフランジ部においてロールに対する圧下負担が等しくなるように、継手部を含む両方のフランジ部断面積を等しくすることを特徴とする。
また、第６の発明は、第１〜３の発明のいずれか１項に記載の鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板であって、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が重ねられ、又は前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部同士が接触され、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が前記両端に位置する嵌合用継手同士を結ぶ直線に対して互いに反対側に配置されると共に、前記直線と前記２枚の鋼矢板のウェブ部とが平行になるように配置され、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が溶接またはボルトにて連結されることを特徴とする組合せ鋼矢板である。
また、第７の発明は、第１〜３の発明のいずれか１項に記載の鋼矢板２枚を両端に配置すると共に、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端部になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が平行になるように配置した組合せ鋼矢板であって、前記両端２枚の鋼矢板の間に、両側のフランジ部に嵌合用継手を有しない鋼矢板を１枚または複数枚配置して、前記各鋼矢板の嵌合用継手がないフランジ部同士を溶接またはボルトにて連結したことを特徴とする組合せ鋼矢板である。
また、第８の発明は、第７の発明の鋼矢板において、前記鋼矢板の中立軸が、前記両端部の嵌合用継手同士を結ぶ直線と重なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
２枚の鋼矢板を組み合せて連結する時に、継手部での嵌合作業を不要とするため、特別な設備、作業スペースを必要とせず、製造効率に優れ製造コストを低減できる鋼矢板となる。
従来のＵ型鋼矢板の一部を変更するだけなので、既存の製造設備を大幅に変更することなく新たな鋼矢板の製作が可能であり、更に圧延にて製造する場合には、複雑な継手の圧延工程を省略することができるため、圧延時のロール負担を軽減でき、圧延コストを低減できる。
連結部は全てすみ肉溶接、またはボルトにて製作管理できるため、連結部の強度管理が容易であり、設計値として連結部強度を設定でき、信頼性のある商品を提供できる。
本発明のＵ型鋼矢板を連結することで幅広の鋼矢板とすることができ、また中間に任意幅または任意枚数の両端部に嵌合用継手を設けない部材を用いることで、任意幅の幅広サイズの鋼矢板を提供でき、現場での打設回数を減らすことができる。
従来のＵ型鋼矢板と比べ、継手を一部省略することにより、鋼材総重量を減らすことができ、なおかつ嵌合する隣接鋼矢板間で中立軸の位置が同じであり嵌合継手部でせん断力を伝達する必要がないため、高い断面性能を発揮する鋼矢板壁の構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１０】
本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を図１に示す。本発明の鋼矢板は、最終的には２枚以上の鋼矢板を組み合せて一体化して使用することを想定しており、２枚以上の鋼矢板を最適な方法で一体化できるよう工夫したものである。用いる鋼矢板としては、図１０に示すような既存の鋼矢板用圧延設備を流用することで製造でき、製造コストをできるだけ軽減できるよう、従来のＵ型鋼矢板を改良した形状としている。
【００１１】
図１に示すように、本発明の鋼矢板１単体の断面形状は、従来の単体のＵ型鋼矢板８（図２）の一部を改良した断面形状を有しており、一方の継手５はそのまま残し、鋼矢板を地中に打設して鋼矢板壁を構築する際隣接する鋼矢板と連結するための嵌合継手部として利用し、他方の継手箇所は複雑な従来のような継手形状加工をせず、板状連結部１２を端部に有するフランジ部４とした、左右非対称のＵ型形状の断面を有する。
【００１２】
嵌合用継手のないフランジ部４においては、当該フランジ部の長さが、ウェブ部とフランジ部が交わる角部１９からフランジ端部６に向かって、他方の嵌合継手を有するフランジ部３の嵌合継手中心部１７を通りウェブ部２と平行する直線７を跨いで延長させるようにする。嵌合継手中心部１７は、図４に示すような組合せ鋼矢板として一体化したときに断面中立軸となる直線７を通る、継手内部空間のライン上を指す。
このようにフランジ部４の長さを長くし、その端部６が嵌合継手中心部１７より上記直線７から飛び出すようにすることで、本発明の同一形状の鋼矢板１を２枚組み合せ、一方の鋼矢板に対して他方の鋼矢板を１８０度回転させ嵌合継手のないフランジ部４の板状連結部１２同士を連結した後の一体化した後の鋼矢板１１において、図４に示すように両端の嵌合継手中心位置１７がウェブ部と平行の同一直線７上に位置することになり、この直線７が一体化した鋼矢板１１の中立軸となる。
図４の例においては、それぞれ２枚のウェブ部からの距離が等しいラインが中立軸となる。実際、この一体化した組合せ鋼矢板１１を土中に打設し壁体として利用するとき、隣接して嵌合する個々の組合せ鋼矢板１１間で嵌合継手中心位置が断面高さ方向で同一であり、全ての組合せ鋼矢板１１間で中立軸位置が同じであるため、壁体背後から土圧として作用する曲げ荷重に対して、上記直線７が壁体延長方向に渡って同一の中立軸位置となり抵抗するため、嵌合継手部における隣接鋼矢板間でのせん断力伝達不足による鋼矢板壁としての剛性低下を考慮する必要がなく、鋼矢板全断面積分を曲げ荷重に対する有効断面積として考慮することができ経済的となる。
フランジ部４が直線７から飛び出す長さとしては、本発明の２枚の鋼矢板１を組み合せるときの製作性を考慮し、２枚の鋼矢板を重ねて位置決めしやすい程度の長さは少なくとも確保するようにする。但し、板状連結部１２は２枚の鋼矢板間で互いに平面同士で接することが好ましく、通常のＵ型鋼矢板のフランジ部４に設けられた屈曲部２０を目安に連結部１２の長さを設定すればよい。屈曲部２０は、Ｕ型鋼矢板を上下に積み重ねた際、ウェブ部２間に隙間が形成され、個々のＵ型鋼矢板を掴みやすくし、運搬時に積み重ねた鋼矢板を取り外すことが容易になるために設けられている。
具体的には、２枚の鋼矢板が連結された際、一方の鋼矢板の板状連結部１２の端部６が、他方の鋼矢板のフランジ部４の屈曲部２０よりも、中立軸となる直線７側に来るようにすることが好ましい。また、あまり伸ばし過ぎて中立軸付近であまり曲げ荷重に抵抗しないような断面積が増え過ぎ非経済とならないようにすることが好ましい。
【００１３】
嵌合用継手のないフランジ部４の長さを、図８に示すように、その端部６ａが直線７の位置に来るようにし、図９に示すように、端部同士を突き合せて一枚の組合せ鋼矢板１１ａとしてもいいが、溶接作業のし易さ、鋼矢板連結箇所の位置決めの容易さを考慮すると、図１のタイプの鋼矢板を用いて、図４に示すように板状のフランジ部面同士が接するように重ね合わせるようにした方が、製作性が良く精度の高い組合せ鋼矢板が可能となる。
【００１４】
また、嵌合用継手を設けないフランジ部を製造する手法として、例えば嵌合用継手のないフランジ部４の長さを、前記ウェブ部と平行な直線から飛び出させる方法として、図１１に示すように、単に従来の鋼矢板８の一方の継手部５ａの一部を継手切断ライン２１で切断する方法も考えられる。しかし、継手部切断による応力開放に伴うフランジ端部の鋼矢板長手方向の波状変形発生を誘発する可能性があり、当該端部を平面状に修正するための加熱またはプレス等の矯正作業が必要になってしまい、作業切断そのものによる手間と合わせてコストアップとなってしまうことから、本発明の主旨である製作性に優れた鋼矢板という観点からはあまり好ましくない。
【００１５】
本発明の鋼矢板１を連結する方法としては、溶接でもいいしボルトで連結しても構わない。以下に、溶接によって、本発明の鋼矢板１を２枚用いて１枚の組合せ鋼矢板を製作する手順を示す。
（１）図４に示すように、嵌合継手がないフランジ部４の側面同士を連結部１２において重ね併せ、位置決めする。このとき、嵌合継手中心部１７を結ぶ直線７に対して、それぞれのウェブ部が反対側に来るように配置し、２枚の鋼矢板のウェブ部２のラインが平行になるようにする。
（２）連結部１２の片面側において、フランジ端部６をすみ肉溶接する。フランジ端部６ともう片方の本発明の鋼矢板１のフランジ部４の側面からなる隅角部をすみ肉溶接するため、従来の隙間がある状態での嵌合継手部内での溶接とは違い、溶接箇所での隙間がなくなるため、溶接部脚長管理が適切にでき信頼性のある溶接部強度管理が可能となる。
溶接量としては、施工時に重機から鋼矢板長手方向に作用する押し込み荷重、及び連結部１２のせん断耐力が壁体として利用された際に受ける土圧による荷重以上となるよう、設計にて取り決める。溶接熱により、連結部において変形が生じないよう、上記設計値内で極力溶接量は少なくし、設計上可能であれば、熱による変形を抑えるために、一回の溶接作業で与える熱量が少なくなるよう連続溶接ではなく断続溶接にすることが好ましい。
（３）反対側の連結部を溶接するために、片側を溶接にて固定した２枚の鋼矢板を同時に１８０度反転する。
（４）もう一方の片面側の連結部１２において、フランジ端部６を（２）と同様の手順ですみ肉溶接する。
【００１６】
また、図１３に示すように、ボルト２５およびナット２６にて連結する場合は、重なり合う２枚の鋼矢板それぞれの板状連結部１２において、ボルト孔位置を調整し、事前に孔開け加工しおく。ボルトの本数、サイズ、間隔は、上記溶接時と同様に、施工時荷重、供用時の土圧荷重に耐えられるよう、設計にて取り決める。
【００１７】
連結箇所の重ね代分を明確にし、確実に位置決めできるようにするため、図３に示すように嵌合継手がないフランジ部４ａ端部の一部を折り曲げ、重ね代分１０を設けておくと、より一層組合せ鋼矢板の製作性が向上し、本発明の趣旨である２枚以上の鋼矢板を最適な方法で一体化できるようにするための工夫として、より好適となる。
折り曲げ方法としては、図３右側の連結部の拡大図に示すように、２枚の鋼矢板を組み合わせた後に、それぞれの連結箇所のフランジ部板厚中心線２２が同一となるように折れ曲がり量を調整すれば、それぞれの鋼矢板のフランジ部に発生する曲げ応力による連結部における偏心モーメントの発生を抑えることができ、連結部の荷重負担を軽減できるため、より好ましい構造形態とすることができる。また折れ曲がり部２３は緩やかな曲線とすることで、加工負担を軽減できる。当該折れ曲がり部２３の加工は圧延によることが好ましいが、プレス成形等により加工しても構わない。
図５は重ね代分１０を有する本発明の鋼矢板４ａを２枚連結して、一枚の組合せ鋼矢板とした場合の断面図を示す。重ね代分の長さとしては、連結箇所１４が断面中立軸ラインとなる直線７を通ることができるようフランジ端部からの距離を調整し、尚且つ溶接にて連結する場合は、フランジ部４ａ端部におけるすみ肉溶接の脚長分の空間が確保できるようにする。
【００１８】
本発明の鋼矢板はその断面形状が左右非対称であるが、例えば特許文献「特許第３４５８１０９号」に示されている左右非対称型のハット型鋼矢板が、圧延可能であり既に実用化に至っているように、現状の圧延技術にて製造することへの制約はない。逆に圧延時に最もロール負担が大きく、製作精度を出すために最もロール形状を複雑にしなければならない、嵌合継手部に対して、従来の鋼矢板において２つのうちの片方の継手の圧延が省略できるため、圧延時のロール負担を軽減できるメリットがある。但し、圧延工程をより容易にするために、本発明の鋼矢板１において、両側のフランジ部３と４において、嵌合継手部または連結部を含むそれぞれのフランジ部トータルの断面積が同一になるようにすれば、ロール圧延時での両側のフランジ部圧下に要するパワーを同じにし、両側均等にロールを抑え込めば済むため、よりロール圧下制御作業の軽減につなげることが可能となる。
【００１９】
本発明の鋼矢板１が壁体として利用されるとき、連結部１２はその中立軸となる直線７付近にあるため、壁体に作用する曲げ荷重に対して有効に抵抗しない。そのため、連結部１２付近の断面積が大きくなりその部分での鋼材重量が大きくなり過ぎると、壁体としての構成部材として不経済となってしまう。そこで、上記の圧延時のロールの両側均等な負担率を考慮し、両側のフランジ部の断面積を等しくするようにするときには、図１２に示すように、フランジ部４においては、連結部付近のフランジ端部６付近の断面積はなるべく少なくなるようにし、その代わりウェブ部２とフランジ部４が交わる角部１９付近のフランジ部２４の板厚を大きくすることが好ましい。
【００２０】
但し、ロール耐力に対して、圧延時に生じる多少の両側不均衡を許容することができれば、従来のＵ型形状鋼矢板を圧延するときに使用するロールをほぼそのまま流用することができ、ロール設計が容易となる。このとき、フランジ端部６付近では従来の嵌合継手形状から板状となるため、連結部周辺の断面積を縮小でき、従来のＵ型鋼矢板を単に２枚嵌合して組合せ鋼矢板とする場合とくらべ、ほぼ同程度の断面耐力を確保しつつ鋼材重量を数％程度減らすことが出来、経済的となる。
【００２１】
以上は、本発明の鋼矢板１を２枚組み合わせて１枚の組合せ鋼矢板を製造する場合の最良の形態を示したが、本発明の鋼矢板１を２枚用いるだけでなく、別の部材を本発明の鋼矢板１の２枚の間に挟み、幅広の鋼矢板としてもよい。
【００２２】
上記の別の部材の具体例として、図６に示すような、両側のフランジ部４に嵌合継手を有しない左右対称なＵ型形状の鋼矢板１５を用い、図７に示すように、本発明の鋼矢板１を両端に配置し、その中間に２枚の当該Ｕ型形状鋼矢板１５を設置し、連結部１２にて固着するような構造も可能である。このように、本発明の鋼矢板１の中間に任意幅または任意枚数の部材を用いることで、任意幅の幅広サイズの鋼矢板を提供でき、現場での打設回数を減らすことができる。特に壁体として高い剛性を必要する場合は、図１４に示すように、中間に、両側のＵ型形状鋼矢板１のウェブ部ライン２７よりもウェブ部ライン２８を中立軸７より距離を離した断面高さの高い部材２９を配置することもできる。また壁体として構築されたとき、嵌合継手箇所を減らすことが出来るので、止水性が要求される構造物への適用に好適となる。止水性に特化すれば、図１５に示すような断面直線状の部材３１の両端に連結部となるフランジ部３２を有する部材３０を用いて、図１６に示す組合せ鋼矢板を構築しても構わない。上記いずれの場合においても、組合せ鋼矢板単体全体としての中立軸の位置が、両端の嵌合継手を通るラインと等しくなるように、中間部材の断面形状を設定する。
【実施例】
【００２３】
Ｕ字状の同一断面を有する従来の鋼矢板及び本発明の鋼矢板をそれぞれ３枚用いて、通常鋼矢板を打設する軸方向において、全長３０ｃｍの短い部材を切り出し、実際に組み合わせ鋼矢板を製作し、連結部にせん断変形を与える強度検査を実施した。
従来の組み合わせ鋼矢板においては、真ん中にセットした鋼矢板の両端の嵌合継手部に、別の２枚の鋼矢板を嵌合させ、嵌合部を溶接にて連結した。
本発明の組み合わせ鋼矢板においては、真ん中の鋼矢板は、両フランジ部に嵌合継手部を有しない端部が板状の鋼矢板を用い、両サイドの別の２枚の鋼矢板は、真ん中の鋼矢板と連結する側のフランジ部に嵌合継手部を有しない端部が板状の鋼矢板を用いて、鋼矢板フランジ部板厚７．７ｍｍ程度の脚長を有する隅肉溶接にて、真ん中と両サイドの鋼矢板とを連結した。
従来の鋼矢板においては、上記本発明の鋼矢板と同一の溶接量にて嵌合継手部を埋める溶接としている。試験方法としては、３枚ある鋼矢板のうち、両サイドの２枚の鋼矢板を固定し、真ん中の鋼矢板を連結箇所と平行に押し込むことで、連結部にせん断力を与えた。
結果、本発明の鋼矢板においては、通常の隅肉溶接部のせん断強度＝（のど厚×溶接長×溶接箇所×許容隅肉せん断応力度）で定まる設計値以上の耐力を確保できることが確認されたが、従来の鋼矢板においては、上記設計値に達する前の７割程度の値で降伏してしまった。
このことから、本発明の鋼矢板が設計上連結部の強度管理ができる構造であることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を示す断面図である。
【図２】従来のＵ型鋼矢板を示す断面図である。
【図３】連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を示す断面図である。
【図４】本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板を示す断面図である。
【図５】連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板を2枚連結した鋼矢板を示す断面図である。
【図６】組合せ用対称U型鋼矢板を示す断面図である。
【図７】本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚と組合せ用対称U型鋼矢板２枚とを連結した鋼矢板を示す断面図である。
【図８】嵌合継手がないフランジ部長さを短くし、その端部を組合せ鋼矢板としたときの中立軸線位置に設けた場合の鋼矢板を示す断面図である。
【図９】図８の鋼矢板を用いた組合せ鋼矢板を示す断面図である。
【図１０】既存の鋼矢板用圧延設備の一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図２の従来のＵ型鋼矢板の一方の継手を切断する場合を示す断面図である。
【図１２】本発明の鋼矢板において、両側のフランジ部断面積を同一にするための一実施形態を示す断面図である。
【図１３】ボルトにて連結し組合せ鋼矢板を構築する場合を示す断面図である。
【図１４】本発明の組合せ鋼矢板の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚の間に挟む部材の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の組合せ鋼矢板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ 本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
１ａ 両側のフランジ部の断面積を等しくした場合の本発明の鋼矢板の一実施形態を示す断面図である。
２ ウェブ部
３ 嵌合用継手部を有するフランジ部
４ 嵌合用継手部がないフランジ部
４ａ 連結部に重なり代分を有するフランジ部
５ 嵌合用継手部
５ａ 切断する嵌合用継手部
６ 嵌合用継手部がないフランジ端部
７ 嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線
８ 従来のＵ型鋼矢板
９ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
９ａ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
９ｂ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板
１０ 連結部の重なり代分
１１ 本発明の組合せ用非対称Ｕ型鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板
１２ 連結部
１３ 連結部に重なり代分の折り曲げを設けた本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板を2枚連結した鋼矢板
１４ 重なり代分を有する連結部
１５ 組合せ用対称U型鋼矢板
１６ 本発明の組合せ用非対称U型鋼矢板２枚と組合せ用対称U型鋼矢板２枚とを連結した鋼矢板
１７ 嵌合継手中心部
１８ 圧延ロール
１９ ウェブ部とフランジ部が交わる角部
２０ 嵌合用継手部がないフランジ部の屈曲部
２１ 継手切断ライン
２２ 連結部フランジ部の板厚中心線
２３ 連結部の重なり代分折れ曲がり部
２４ ウェブ部とフランジ部が交わる角部付近のフランジ部
２５ ボルト
２６ ナット
２７ 本発明のＵ型形状鋼矢板のウェブ部ライン
２８ 断面高さの高い組合せ用対称U型鋼矢板のウェブ部ライン
２９ 断面高さの高い組合せ用対称U型鋼矢板
３０ 組合せ用部材の一例
３１ 組合せ用部材の断面直線部
３２ 組合せ用部材のフランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ部とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手を有し、他方のフランジ部には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部が、ウェブ部とフランジ部が交わる角部から、前記の嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線上に配置され、又は当該直線を跨いで配置されることを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
前記フランジ部には前記鋼矢板を重ねた際に取り外しを容易とする屈曲部を有し、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部の前記ウェブ部と平行する直線からの突出長さは、前記屈曲部から、前記ウェブ部と平行する直線までの長さ以下とすることを特徴とする請求項１記載の鋼矢板。
【請求項３】
前記嵌合用継手を有しないフランジ部の端部は、前記鋼矢板を２枚連結する際に、前記嵌合用継手を有さないフランジ部の端部同士を溶接またはボルトにて固着するための位置決め用の折り曲げ部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の鋼矢板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板を、圧延にて製造することを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【請求項５】
前記両方のフランジ部においてロールに対する圧下負担が等しくなるように、継手部を含む両方のフランジ部断面積を等しくすることを特徴とする請求項４記載の鋼矢板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板であって、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が重ねられ、又は前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部同士が接触され、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が前記両端に位置する嵌合用継手同士を結ぶ直線に対して互いに反対側に配置されると共に、前記直線と前記２枚の鋼矢板のウェブ部とが平行になるように配置され、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が溶接またはボルトにて連結されることを特徴とする組合せ鋼矢板。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板２枚を両端に配置すると共に、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端部になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が平行になるように配置した組合せ鋼矢板であって、前記両端２枚の鋼矢板の間に、両側のフランジ部に嵌合用継手を有しない鋼矢板を１枚または複数枚配置して、前記各鋼矢板の嵌合用継手がないフランジ部同士を溶接またはボルトにて連結したことを特徴とする組合せ鋼矢板。
【請求項８】
前記鋼矢板の中立軸が、前記両端部の嵌合用継手同士を結ぶ直線と重なることを特徴とする請求項７記載の組合せ鋼矢板。
【請求項１】
ウェブ部とその両端に配置されるフランジ部を有するＵ型鋼矢板であって、一方のフランジ部のみに他の鋼矢板と連結するための嵌合用継手を有し、他方のフランジ部には嵌合用継手を有せず、且つ、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部が、ウェブ部とフランジ部が交わる角部から、前記の嵌合継手を有するフランジ部の嵌合継手中心部を通りウェブ部と平行する直線上に配置され、又は当該直線を跨いで配置されることを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
前記フランジ部には前記鋼矢板を重ねた際に取り外しを容易とする屈曲部を有し、前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部の前記ウェブ部と平行する直線からの突出長さは、前記屈曲部から、前記ウェブ部と平行する直線までの長さ以下とすることを特徴とする請求項１記載の鋼矢板。
【請求項３】
前記嵌合用継手を有しないフランジ部の端部は、前記鋼矢板を２枚連結する際に、前記嵌合用継手を有さないフランジ部の端部同士を溶接またはボルトにて固着するための位置決め用の折り曲げ部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の鋼矢板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板を、圧延にて製造することを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【請求項５】
前記両方のフランジ部においてロールに対する圧下負担が等しくなるように、継手部を含む両方のフランジ部断面積を等しくすることを特徴とする請求項４記載の鋼矢板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板を２枚連結した組合せ鋼矢板であって、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が重ねられ、又は前記嵌合用継手を有しないフランジ部の先端部同士が接触され、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が前記両端に位置する嵌合用継手同士を結ぶ直線に対して互いに反対側に配置されると共に、前記直線と前記２枚の鋼矢板のウェブ部とが平行になるように配置され、前記嵌合用継手を有しないフランジ部同士が溶接またはボルトにて連結されることを特徴とする組合せ鋼矢板。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板２枚を両端に配置すると共に、前記嵌合用継手があるフランジ部側が両端部になり、且つ、前記２枚の鋼矢板それぞれのウェブ部が平行になるように配置した組合せ鋼矢板であって、前記両端２枚の鋼矢板の間に、両側のフランジ部に嵌合用継手を有しない鋼矢板を１枚または複数枚配置して、前記各鋼矢板の嵌合用継手がないフランジ部同士を溶接またはボルトにて連結したことを特徴とする組合せ鋼矢板。
【請求項８】
前記鋼矢板の中立軸が、前記両端部の嵌合用継手同士を結ぶ直線と重なることを特徴とする請求項７記載の組合せ鋼矢板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１２１２７９（Ｐ２００８−１２１２７９Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６１０６（Ｐ２００６−３０６１０６）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【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２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【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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