鋼矢板及びその製造方法
【課題】鋼矢板の全体断面の変形を抑制し、安定した打設性を発揮し、くり返し打設性にも優れた鋼矢板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブ３とこれに接続するフランジ２，４との屈曲接続部の隅角部６であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部６が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められている鋼矢板とする。鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部６ａ又は継手部５ａの熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理である鋼矢板の製造方法とする。又は、前記熱処理が、水冷後、焼き戻しする処理である鋼矢板の製造方法とする。
【解決手段】鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブ３とこれに接続するフランジ２，４との屈曲接続部の隅角部６であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部６が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められている鋼矢板とする。鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部６ａ又は継手部５ａの熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理である鋼矢板の製造方法とする。又は、前記熱処理が、水冷後、焼き戻しする処理である鋼矢板の製造方法とする。
【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、基礎構造、港湾河川の護岸・岸壁、さらには止水壁に用いる構造部材用の鋼矢板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１６に示すように、接続用フランジ２の両端に一対のウェブ３が対称に屈曲連設され、前記ウェブ３の他端に継手側フランジ４が連設されると共に、その継手側フランジ４の先端に継手部５を有する形態の鋼矢板１Ｂ，１Ｃ（断面ハット形の鋼矢板）が知られている。
【０００３】
また、図１７に示すように、接続用フランジ２の両端に一対のウェブ３が対称に屈曲連設され、前記ウェブ３の他端に継手部５を有する断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｂ、１Ｃも知られている。
【０００４】
さらに、図１８に示すように、接続用ウェブ３の両端に一対の継手側フランジ４が連設されると共に、その継手側フランジ４の先端に継手部５を有する断面Ｚ字状の鋼矢板１Ｄも知られている。
【０００５】
さらに、図１９に示すように、図１８に示すような断面Ｚ字状の鋼矢板１Ｄを継手５相互をかみ合わせて２枚組み合わせると共に、継手嵌合部７を固定して、図１６に示すような断面形態の鋼矢板１Ｂ、１Ｃと同様な鋼矢板１Ｅとすることも知られている。
【０００６】
図１６〜図１９に示すような従来の鋼矢板では、鋼矢板の打ち込み、引き抜き、或いはくり返しの打ち込みと引き抜きによって、鋼矢板のウェブ３と接続用フランジ２との屈曲接続部、あるいは、ウェブ３と継手側フランジ４との屈曲接続部である隅角部６が、図２０〜図２２に示すように開くように変形することが知られている。
前記のように、ウェブ３とフランジ２，４との交差角度が大きくなるように開くようになると、土留め壁等とした用いた場合の壁厚方向の高さ寸法が小さくなることから、断面２次モーメントが格段に小さくなり、土留め壁等として用いた壁体に水平力が作用した場合、設計上期待する曲げ剛性を得ることができなくなる。
前記のウェブ３とフランジ２，４との交差角度が大きくなるように開く変形は、鋼矢板の曲げ剛性低下を招き、土留め壁として用いた場合の安全性にも影響する因子であることから、前記の変形に伴う曲げ剛性低下を極力なくすことが必要になる。
前記の隅角部６の変形を抑制するために、ウェブとフランジとの屈曲接続部の隅角部の板厚を厚くすることにより、変形を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、隅角部の板厚を厚くすることにより変形を抑制するものであるが、その分、使用鋼材重量が多くなるという問題がある。
【０００７】
また、鋼矢板の打設時には、鋼矢板内部に土砂がつまることが原因となって継手が変形していくことが知られ、鋼矢板の継手を局所的に熱処理して強度を増加させた鋼矢板とする技術がある（例えば、特許文献２、３参照）。
例えば、特許文献３の技術では、継手の変形を抑えて継手の離脱を抑制するものであり、交差する板状相互の接続部である隅角部を有する鋼矢板では、前記隅角部の変形が生じる恐れを排除することができず、鋼矢板の全体断面の変形は抑制できない。
【０００８】
また、鋼矢板の継手は、地盤内への打設の際に変形することが知られ、くり返して打設した場合は、その変形が累積され、継手形状から決まる断面剛性を大きくする技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。
このように、継手剛性を大きくすることによって継手の変形を抑制するようにした場合には、継手断面が大きくなり、使用する鋼材が多くなり重量が重くなる。
【０００９】
なお、鋼管杭の杭頭部を部分的に高周波誘導加熱によって強度を高める技術もある（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１５５８９６号公報、段落０００８
【特許文献２】特公平２−２６０１５号公報
【特許文献３】特公平０６−９４６５４号公報
【特許文献４】特開２００９−１５５８９７、段落０００６
【特許文献５】特開２００９−１９７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記従来の場合は、隅角部の板厚を厚くすることにより変形を抑制するものであるが、その分、使用鋼材量が多くなるという問題があった。
また、鋼矢板の継手を局所的に熱処理して強度を増加させ、継手の変形を抑えて継手の離脱を抑制しても、交差する板状相互の接続部である隅角部を有する鋼矢板では、前記隅角部の変形が生じる恐れを排除することができず、鋼矢板の全体断面の変形は抑制できないという問題があった。
本発明は、使用鋼材量を多くすることなく、鋼矢板の打込み時及び引抜き時に変形しやすい隅角部の強度を高めることによって、鋼矢板の全体断面の変形を抑制し、安定した打設性を発揮し、くり返し打設性にも優れた鋼矢板及びその製造方法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】
【００１２】
第１発明の鋼矢板では、鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブとこれに接続するフランジとの屈曲接続部の隅角部であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の鋼矢板において、鋼矢板巾方向の一側部又は両側部の継手部も含めて熱処理されることにより、一側部又は両側部の継手部の強度が高められていることを特徴とする。
第３発明では、第１又は第２発明の鋼矢板において、熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向全長に亘って熱処理されて強度が高められていることを特徴とする。
第４明では、第１〜第３発明のいずれかの鋼矢板において、熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向の先端部及び又は中間部であり、継手の長手方向に対して部分的に前記隅角部の強度の強度が高められていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する形態の鋼矢板であることを特徴とする。
第６発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手部を有する断面Ｕ字状の鋼矢板であることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用ウェブの両端に一対の継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する断面Ｚ字状の鋼矢板であることを特徴とする。
また、第８発明の鋼矢板の製造方法では、第１〜７発明のいずれかの鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理であることを特徴とする。
また、第９発明の鋼矢板の製造方法ではでは、第１〜７発明のいずれかの鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷し、その後、焼き戻しする処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、熱処理によって隅角部又は隅角部と継手部の強度を高めて、鋼矢板断面及び使用鋼材重量を増大させることなく、鋼矢板断面形態の変形が少ない鋼矢板とすることができ、また、施工時において、打設性に優れ、硬い地盤への打ち込み等の厳しい施工条件や、くり返し打設時にも耐えうる堅牢な鋼矢板とすることができる等の効果が得られる。
また、隅角部又は隅角部と継手部の強度を高める範囲は、鋼矢板長手方向全長でもよいし、特に変形の生じやすい先端部（鋼矢板の先端「打設時に下端となる側」から鋼矢板の有効幅（Ｗ）の５倍程度以下までの部分的な範囲）であってもよいので、使用場所に応じて、適宜設計することができ、また、工場又は現場において、各種鋼矢板の隅角部又は隅角部と継手部を鋼矢板の長手方向の所定の範囲、熱処理して、隅角部又は隅角部と継手部の強度を高めることができると共にじん性の確保も可能となる。また、本発明の鋼矢板の製造方法は、各種鋼矢板の隅角部又は隅角部と継手部を熱処理するだけであるので、簡単な方法で容易である等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の鋼矢板であり、図１の正面図である。
【図４】隅角部及び継手部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の第１変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図５】隅角部又は隅角部及び継手部を熱処理した第１実施形態の第２変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図６】隅角部又は隅角部及び継手部を熱処理した第１実施形態の第３変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図８】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第２実施形態の鋼矢板であり、図７の正面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図１０】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第２実施形態の鋼矢板であり、図７の正面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、Ｕ字状鋼矢板の具体例を示す図である。
【図１３】（ｃ）及び（ｄ）は、Ｕ字状鋼矢板の他の具体例を示す図である。
【図１４】（ｅ）及び（ｆ）は、Ｕ字状鋼矢板のさらに他の具体例を示す図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、断面ハット形の鋼矢板の具体例を示す図である。
【図１６】従来の断面ハット形の鋼矢板を示す図である。
【図１７】従来の断面Ｕ字状鋼矢板を示す図である。
【図１８】従来の断面Ｚ字状鋼矢板を示す図である。
【図１９】図１８に示す断面Ｚ字状鋼矢板を２枚組み合わせて断面ハット形の鋼矢板とした形態を示す図である。
【図２０】従来の断面ハット形の鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【図２１】従来の断面Ｕ字状鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【図２２】断面Ｚ字状鋼矢板を２枚組み合わせた従来の断面ハット形の鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
なお、本発明では、地盤に打設した鋼矢板の壁体と並行となる部分で、ウェブ相互を接続する部分を接続用フランジとして説明する。また、接続用フランジに平行で、継手部に接続する部分を継手側フランジとして説明する。
【００１７】
図１〜図３には、本発明の第１実施形態の鋼矢板１が示されている。図１は断面図、図２は図１の一部を拡大して示す図である。図３は図１の正面図である。
【００１８】
図示形態の第１実施形態の鋼矢板１は、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、前記接続用フランジ２に平行に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４の先端部に継手部５が設けられ、左右の継手部のうち、一方の継手部５と、他方の継手部５は、点対称の形状となるようにされている。
【００１９】
そして、本発明の鋼矢板では、鋼矢板におけるウェブ３とこれに接続するフランジ２，４との屈曲接続部である隅角部６であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部６が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部６の部分が、鋼矢板の他の部分に比べて強度が高められている隅角部６ａを備えた鋼矢板とされている。
強度を高めた前記隅角部６ａを設ける場合には、鋼矢板１における一つ又は複数の隅角部６の内、少なくとも一つ又は複数の隅角部６を熱処理して、他の部分に比べて強度を高めるようにしてもよい。
【００２０】
隅角部６を熱処理する場合に、鋼矢板１の全長の隅角部６を熱処理に渡って、強度を高めるようにしてもよく、鋼矢板長手方向（鋼矢板の長さ方向）の先端部或いは先端部と中間部の部分を、部分的に熱処理して強度を高めるようにしてもよい。
また、隅角部６を熱処理する場合に、隅角部６に接続する側の接続用フランジ２の巾方向の一部、あるいは隅角部６に接続する側のウェブ３の巾方向の一部を、隅角部６の熱処理と同時に熱処理を行うことができる。隅角部６に接続する継手側フランジ４における隅角部６側の巾方向の一部も、前記と同様に熱処理して行うことができる。
隅角部６に接続する側のウェブ３又はフランジ２，４の巾方向の一部を熱処理する場合の巾寸法については、鋼矢板全体の強度を加味して、設計により設定される。
【００２１】
前記のように、矢板の長手方向で、地盤または地中の土砂等に最初に接触する鋼矢板先端部の隅角部６（６ａ）の強度が向上されていると、鋼矢板先端部の拡開を防止できるため、これに続く鋼矢板長手方向中間部よりの拡開を防止することができる。
【００２２】
前記の隅角部６の熱処理は、工場において、熱間圧延加工時に、オンラインで行ってもよく、既製品の鋼矢板の隅角部６を加熱した後、熱処理して、隅角部６の部分を、鋼矢板の他の部分に比べて強度を高めるようにしてもよい。
【００２３】
前記の鋼矢板１では、先端から上方に向かって鋼矢板の全長に亘って熱処理されている。強度を高めるための熱処理は、例えば高周波誘導加熱によって行われる。高周波焼き入れとは、加熱コイルに高周波の電流を付加して行う高周波誘導加熱で、加熱コイル（電流を付加した導線）に、加熱対象金属を近づけて電磁誘導を利用して加熱する方法であり、鋼矢板１の隅角部６の温度を変態点以上（例えば、１，０００℃〜１，１００℃、例えば、１０５０℃）まで誘導加熱し、その後、水冷により冷却することによって、鋼矢板１の隅角部６を焼き入れ処理することである。工場等において高周波誘導加熱を行い、その後、水冷し、強度を高める方法、もしくは高周波誘導加熱後、水冷し、その後６００℃以下の温度で焼き戻しすることにより、強度の向上と共にじん性の確保も可能となり、強度、低温靭性などの品質・信頼性の高い鋼矢板１を製造することが可能である。
前記の鋼矢板の高周波誘導加熱は、熱間加工により鋼矢板を製造しているオンライン上で行う場合には、隅角部６を除く部分の材質が定まった後、隅角部６を加熱して、水冷することにより冷却する。
前記のような高周波誘導加熱は、工場においては、容易に行うことができるが、現場においも、隅角部６をガスバーナー等により加熱し、水冷により冷却して焼き入れしたり、水冷後、６００℃以下の温度で焼き戻しすることにより、強度の向上と共にじん性の確保も可能な新規な鋼矢板とすることができる。
【００２４】
次に、本発明のように隅角部の強度を高めた場合の利点について、図１２（ａ）（ｂ）〜図１５（ａ）（ｂ）に示す既存の鋼矢板（単位：ｍｍ）を例にして説明する。
【００２５】
鋼矢板の型式は、例えば、図１２（ａ）（ｂ）〜図１５（ａ）（ｂ）及び下記表１、２に示すものがある。鋼矢板の断面が大きくなれば、より硬い地盤への打ち込みが可能となり、また、より深く地盤内に打ち込むことも可能となる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
例えば、地盤が硬いあるいは、地中深く打ち込まなければならない等の理由により、図１５（ａ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｂでは、打ち込み困難なことが予想される場合には、従来では、図１５（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂから、より剛性の高い図１５（ｂ）に示す形態の断面ハット形の鋼矢板１Ｃに１ランク上げて、対処していた。
これに伴って、断面ハット形の鋼矢板の重量は、［１２６ｋｇ／ｍ2÷９６．０ｋｇ／ｍ2=１．３１］となり、１．３１倍に増加する。
本発明を適用して、図１５（ａ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｂの隅角部６の焼き入れで、図１５（ｂ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｃの少なくとも接続用フランジ２部分の板厚増大分の強度上昇が確保できれば、図１５（ｂ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｃの形態に１ランク上げずに、図１５（ａ）に示す形態の断面ハット形の鋼矢板１Ｂで対処できることとなり、経済的な鋼矢板となる。
隅角部６の焼き入れにより強度を向上させる場合に、例えば、［図１５（ｂ）に示す形態の接続用フランジの板厚］÷［図１５（ａ）に示す形態の接続用フランジの板厚］＝１３．２ｍｍ÷１０．８ｍｍ＝１．２２ となるため、この場合は、図１５（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂの隅角部６を焼き入れ（又は焼き入れ焼き戻し）によって、１．２２倍以上に強度を高めれば、打ち込み時における隅角部の塑性変形がほとんどなくなり、鋼材重量を増加させることなく、打ち込み性の向上を図ることが可能となる（表４参照）。
【００２９】
このような考えを、図１２〜図１４に示すような他の断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｂ、１Ｃについても検討すると下表の表３に示すようになり、少なくとも１．１３倍〜１．３５倍の必要強度増加倍率となる。また、もっとも接続用フランジ２の板厚が小さい図１２（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂを、最も接続用フランジ２の板厚の大きい図１４（ｆ）に示す断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｃまで強度増加させようとすると、２７．６mm÷８．０mm＝３．４５倍となる。また、図１２（ｂ）に示す形態の鋼矢板１Ｃを、図１４（ｅ）に示す形態の鋼矢板１Ｂまで強度増加させようとすると、２４．３mm÷１０．３mm＝２．３６倍となる。
以上より、本発明を適用して鋼矢板における隅角部６の強度を高める場合に、強度増加倍率の範囲が１．１３倍〜３．４５倍である場合が望まれるが、強度増加倍率の範囲が１．１３倍〜１．３５倍又は１．１３倍〜２．３６倍が、現実的で実用性が高い。
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
前記のように、熱処理を行う場合、鋼矢板の隅角部６の強度（Ｙｓ）が、熱処理が行われない鋼矢板の強度（熱処理が行われる前の鋼矢板の強度と同じ）の１．１３倍以上３．４５倍以下となるようにする。
【００３２】
本発明の前記のような鋼矢板にあっては、鋼矢板の隅角部６が予め補強されているため、鋼矢板断面及び使用鋼材重量を増大させることなく、鋼矢板断面形態の変形が少ない鋼矢板とすることができ、また、鋼矢板を地盤に貫入させる施工時において、打設性に優れ、硬い地盤への打ち込み等の厳しい施工条件や、くり返し打設時にも耐えうる堅牢な鋼矢板とすることができる等の効果が得られる。
【００３３】
また、熱処理後においても鋼矢板の外形は基本的に変化しない。このため、鋼矢板の施工（打設）は、従来の鋼矢板と同様に行うことができる。また、鋼矢板の隅角部６だけ熱処理して強度を向上させた隅角部６ａで足り、経済的な手段によって拡開するのを防止可能な鋼矢板１とすることができる。
【００３４】
図４には、隅角部及び継手部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の第１変形形態の鋼矢板が示されている。図４は鋼矢板の正面図に相当する図である。
【００３５】
この形態では、継手部５も隅角部６と同様に、熱処理して強度を高めた継手部５ａとしてもよいことを示した代表形態であり、図示のように、両側部の継手部５を鋼矢板の全長に亘って、熱処理して強度を高めた継手部５ａとしてもよく、巾方向のいずれか一側部の継手部５を熱処理して、継手部５の強度を高めるようにしてもよい。
継手部５の強度を高めた継手部５ａとすると、継手の変形あるいは離脱を防止することができる。
継手強度を、強度が高められた隅角部と同様に、少なくとも１．１３倍、又は１．１３倍以上〜２．３６倍、或いは１．１３倍以上〜３．４５倍以下となるようにしてもよい。
このように、隅角部及び継手部を熱処理して両方の強度を高めた鋼矢板とすると、一層鋼矢板の拡開変形あるいは継手の変形・離脱を防止することができる。
【００３６】
市販されている鋼矢板の保証降伏強度は２９５Ｎ/ｍｍ2〜３９０Ｎ/ｍｍ2が一般的である。前記の熱処理された隅角部６あるいは継手部５は、例えば、保証降伏強度２９５Ｎ/ｍｍ2の鋼矢板の場合、隅角部６あるいは継手部５を、熱処理条件により、熱処理後の保証降伏強度で、４００Ｎ/ｍｍ2〜７００Ｎ/ｍｍ2の高強度の隅角部６ａあるいは継手部５ａとされた鋼矢板、例えば、４００Ｎ/ｍｍ2、５００Ｎ/ｍｍ2、６００Ｎ/ｍｍ2、７００Ｎ/ｍｍ2等の高強度の隅角部６ａあるいは継手部５ａを備えた鋼矢板としてもよい。
【００３７】
図５には、隅角部及び継手部を鋼矢板の先端部を熱処理した第１実施形態の第２変形形態の鋼矢板が示されている。図５は鋼矢板の正面図に相当する図である。
鋼矢板の隅角部及び継手部を熱処理する場合には、少なくとも、図５に示すように、鋼矢板の先端部の隅角部及び継手部を熱処理するのが望ましい。
尤も、鋼矢板を貫入させる地層中間層に硬質地層がある場合には、図６に示すように、
鋼矢板の先端部及び中間部の隅角部６又は隅角部６及び継手部５を熱処理して、強度を高めた隅角部６ａ又は隅角部６ａ及び継手部５ａとした形態の鋼矢板としてもよい。
鋼矢板長手方向中間部の隅角部６又は隅角部６及び継手部５を熱処理する長さ範囲としては、硬質地層の厚さ寸法程度の範囲を熱処理すればよい。
鋼矢板長手方向の先端部の隅角部６及び継手部５を熱処理して強度を高める場合には、先端から鋼矢板の有効巾の５倍程度の範囲内において、例えば、鋼矢板の有効巾の整数倍、熱処理してもよい。
【００３８】
前記実施形態では、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、前記接続用フランジ２に平行に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４の先端部に継手部５が設けられた鋼矢板（断面ハット形鋼矢板）１Ｂ，１Ｃを示したが、本発明では、これ以外にも、図７〜図１１に示すような多様な形態の鋼矢板にも適用可能である。
以下の形態では、相違する部分を主に説明し、同様な部分については、同様な符号を付して、説明を簡単にする。
【００３９】
図７及び図８には、本発明の第２実施形態の鋼矢板１の代表形態が示されている。この形態では、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、継手部５が設けられ、接続用フランジ２とウェブ３の屈曲接続部である隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａを備えた鋼矢板（断面Ｕ字状鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４０】
図９及び図１０には、本発明の第３実施形態の鋼矢板１の代表形態が示されている。この形態では、ウェブ３の巾方向両側に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４に一体に、継手部５が設けられ、接続用ウェブ３と継手側フランジ４の屈曲接続部である隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａを備えた鋼矢板（断面Ｚ字状鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４１】
図１１には、本発明の第４実施形態の鋼矢板１の形態が示されている。この形態では、図９及び図１０に示した強度が高められた隅角部６ａ（６）を備えた鋼矢板（断面Ｚ字状鋼矢板）１を２枚継手部で嵌合すると共に、かしめ固定して、図１に示す断面形態と同様な断面形態の鋼矢板（複合鋼矢板）１とした形態である。
この形態でも、接続用のウェブ３と継手側のフランジ４の屈曲接続部である各隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａ（６）を備えた鋼矢板（断面ハット形の鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４２】
前記実施形態においては、鋼矢板の代表的な形態いついて説明したが、本発明を実施する場合、ウェブとフランジとが屈曲（屈折）して接続する隅各部を有する鋼矢板に適用してもよく、また、熱間加工により製造される鋼矢板あるいは冷間加工により製造される鋼矢板に適用するようにしてもよい。
【００４３】
本発明を実施する場合、鋼矢板の一側部に継手を有する形態の鋼矢板、又は両側部に継手を有する鋼矢板或いは両側部に継手を備えていない形態の鋼矢板に適用するようにしてもよい。ウェブとこれに接続するフランジとが対称等に傾斜するように配置される形態の鋼矢板（いずれも断面で、Ｙ字状、Ａ字状、Ｖ字状、Ｗ字状あるいはＨ字形状の鋼矢板等）に適用するようにしてもよい。
従って、本発明の鋼矢板では、直線状鋼矢板の巾方向中間部の板状部の中間を折り曲げて、隅角部を形成し、その隅角部を挟んで板状部の一側部をウェブ、他側部をフランジとする断面Ｖ字状の鋼矢板とする場合も含まれる。このような断面Ｖ字状の鋼矢板あるいは断面Ｗ字状の鋼矢板等の特殊な断面形態の鋼矢板は、壁体における隅部等の接続部の鋼矢板として用いられ、このような鋼矢板に適用することも可能である。
【００４４】
また、図示を省略するが、本発明を実施する場合、鋼矢板の上端部側の隅角部を前記と同様に熱処理して、鋼矢板の上端部側の隅角部の強度を高めるようにしてもよい。このような形態の鋼矢板では、鋼矢板の上部に構造物（護岸等の鋼矢板の上部を被覆するコンクリートコーピング等のコンクリート製の上部構造）を設ける形態では、剛性の高い複合構造物とすることができる。
【００４５】
なお、鋼矢板長手方向の上端部あるいは先端部の隅角部及び／又は継手の強度を向上させた鋼矢板を製造する場合に、鋼矢板の長手方向の中央部付近の隅角部及び／又は継手を鋼矢板長手方向の所定の範囲に亘って、熱処理して強度を高めた後、熱処理した部分の鋼矢板長手方向の中央で、巾方向に切断することにより、上端部あるいは先端部の隅角部及び／又は継手の強度を向上させた２枚の本発明の鋼矢板を製造するようにしてもよい。
【００４６】
なお、本発明を実施する場合、接続用フランジ２と継手側フランジ４との間のウェブ３がその巾方向中間部で屈折する屈折部を有する形態となる場合（図１２ｂ参照）がある。この場合必要に応じ、その屈折部分に、熱処理を行って、前記実施形態と同様に強度を高めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 鋼矢板
１Ｂ 鋼矢板
１Ｃ 鋼矢板
１Ｄ 鋼矢板
１Ｅ 鋼矢板
２ 接続用フランジ
３ ウェブ
４ 継手側フランジ
５ 継手部
５ａ 強度を高められた継手部
６ 隅角部
６ａ 強度が高められた隅角部
７ 継手嵌合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築分野における土留め、基礎構造、港湾河川の護岸・岸壁、さらには止水壁に用いる構造部材用の鋼矢板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１６に示すように、接続用フランジ２の両端に一対のウェブ３が対称に屈曲連設され、前記ウェブ３の他端に継手側フランジ４が連設されると共に、その継手側フランジ４の先端に継手部５を有する形態の鋼矢板１Ｂ，１Ｃ（断面ハット形の鋼矢板）が知られている。
【０００３】
また、図１７に示すように、接続用フランジ２の両端に一対のウェブ３が対称に屈曲連設され、前記ウェブ３の他端に継手部５を有する断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｂ、１Ｃも知られている。
【０００４】
さらに、図１８に示すように、接続用ウェブ３の両端に一対の継手側フランジ４が連設されると共に、その継手側フランジ４の先端に継手部５を有する断面Ｚ字状の鋼矢板１Ｄも知られている。
【０００５】
さらに、図１９に示すように、図１８に示すような断面Ｚ字状の鋼矢板１Ｄを継手５相互をかみ合わせて２枚組み合わせると共に、継手嵌合部７を固定して、図１６に示すような断面形態の鋼矢板１Ｂ、１Ｃと同様な鋼矢板１Ｅとすることも知られている。
【０００６】
図１６〜図１９に示すような従来の鋼矢板では、鋼矢板の打ち込み、引き抜き、或いはくり返しの打ち込みと引き抜きによって、鋼矢板のウェブ３と接続用フランジ２との屈曲接続部、あるいは、ウェブ３と継手側フランジ４との屈曲接続部である隅角部６が、図２０〜図２２に示すように開くように変形することが知られている。
前記のように、ウェブ３とフランジ２，４との交差角度が大きくなるように開くようになると、土留め壁等とした用いた場合の壁厚方向の高さ寸法が小さくなることから、断面２次モーメントが格段に小さくなり、土留め壁等として用いた壁体に水平力が作用した場合、設計上期待する曲げ剛性を得ることができなくなる。
前記のウェブ３とフランジ２，４との交差角度が大きくなるように開く変形は、鋼矢板の曲げ剛性低下を招き、土留め壁として用いた場合の安全性にも影響する因子であることから、前記の変形に伴う曲げ剛性低下を極力なくすことが必要になる。
前記の隅角部６の変形を抑制するために、ウェブとフランジとの屈曲接続部の隅角部の板厚を厚くすることにより、変形を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術では、隅角部の板厚を厚くすることにより変形を抑制するものであるが、その分、使用鋼材重量が多くなるという問題がある。
【０００７】
また、鋼矢板の打設時には、鋼矢板内部に土砂がつまることが原因となって継手が変形していくことが知られ、鋼矢板の継手を局所的に熱処理して強度を増加させた鋼矢板とする技術がある（例えば、特許文献２、３参照）。
例えば、特許文献３の技術では、継手の変形を抑えて継手の離脱を抑制するものであり、交差する板状相互の接続部である隅角部を有する鋼矢板では、前記隅角部の変形が生じる恐れを排除することができず、鋼矢板の全体断面の変形は抑制できない。
【０００８】
また、鋼矢板の継手は、地盤内への打設の際に変形することが知られ、くり返して打設した場合は、その変形が累積され、継手形状から決まる断面剛性を大きくする技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。
このように、継手剛性を大きくすることによって継手の変形を抑制するようにした場合には、継手断面が大きくなり、使用する鋼材が多くなり重量が重くなる。
【０００９】
なお、鋼管杭の杭頭部を部分的に高周波誘導加熱によって強度を高める技術もある（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１５５８９６号公報、段落０００８
【特許文献２】特公平２−２６０１５号公報
【特許文献３】特公平０６−９４６５４号公報
【特許文献４】特開２００９−１５５８９７、段落０００６
【特許文献５】特開２００９−１９７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記従来の場合は、隅角部の板厚を厚くすることにより変形を抑制するものであるが、その分、使用鋼材量が多くなるという問題があった。
また、鋼矢板の継手を局所的に熱処理して強度を増加させ、継手の変形を抑えて継手の離脱を抑制しても、交差する板状相互の接続部である隅角部を有する鋼矢板では、前記隅角部の変形が生じる恐れを排除することができず、鋼矢板の全体断面の変形は抑制できないという問題があった。
本発明は、使用鋼材量を多くすることなく、鋼矢板の打込み時及び引抜き時に変形しやすい隅角部の強度を高めることによって、鋼矢板の全体断面の変形を抑制し、安定した打設性を発揮し、くり返し打設性にも優れた鋼矢板及びその製造方法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】
【００１２】
第１発明の鋼矢板では、鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブとこれに接続するフランジとの屈曲接続部の隅角部であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の鋼矢板において、鋼矢板巾方向の一側部又は両側部の継手部も含めて熱処理されることにより、一側部又は両側部の継手部の強度が高められていることを特徴とする。
第３発明では、第１又は第２発明の鋼矢板において、熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向全長に亘って熱処理されて強度が高められていることを特徴とする。
第４明では、第１〜第３発明のいずれかの鋼矢板において、熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向の先端部及び又は中間部であり、継手の長手方向に対して部分的に前記隅角部の強度の強度が高められていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する形態の鋼矢板であることを特徴とする。
第６発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手部を有する断面Ｕ字状の鋼矢板であることを特徴とする。
また、第７発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼矢板において、鋼矢板の形態が、接続用ウェブの両端に一対の継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する断面Ｚ字状の鋼矢板であることを特徴とする。
また、第８発明の鋼矢板の製造方法では、第１〜７発明のいずれかの鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理であることを特徴とする。
また、第９発明の鋼矢板の製造方法ではでは、第１〜７発明のいずれかの鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷し、その後、焼き戻しする処理であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、熱処理によって隅角部又は隅角部と継手部の強度を高めて、鋼矢板断面及び使用鋼材重量を増大させることなく、鋼矢板断面形態の変形が少ない鋼矢板とすることができ、また、施工時において、打設性に優れ、硬い地盤への打ち込み等の厳しい施工条件や、くり返し打設時にも耐えうる堅牢な鋼矢板とすることができる等の効果が得られる。
また、隅角部又は隅角部と継手部の強度を高める範囲は、鋼矢板長手方向全長でもよいし、特に変形の生じやすい先端部（鋼矢板の先端「打設時に下端となる側」から鋼矢板の有効幅（Ｗ）の５倍程度以下までの部分的な範囲）であってもよいので、使用場所に応じて、適宜設計することができ、また、工場又は現場において、各種鋼矢板の隅角部又は隅角部と継手部を鋼矢板の長手方向の所定の範囲、熱処理して、隅角部又は隅角部と継手部の強度を高めることができると共にじん性の確保も可能となる。また、本発明の鋼矢板の製造方法は、各種鋼矢板の隅角部又は隅角部と継手部を熱処理するだけであるので、簡単な方法で容易である等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の鋼矢板であり、図１の正面図である。
【図４】隅角部及び継手部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の第１変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図５】隅角部又は隅角部及び継手部を熱処理した第１実施形態の第２変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図６】隅角部又は隅角部及び継手部を熱処理した第１実施形態の第３変形形態の鋼矢板であり、図１の正面図に相当する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図８】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第２実施形態の鋼矢板であり、図７の正面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図１０】隅角部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第２実施形態の鋼矢板であり、図７の正面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の鋼矢板を示す断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、Ｕ字状鋼矢板の具体例を示す図である。
【図１３】（ｃ）及び（ｄ）は、Ｕ字状鋼矢板の他の具体例を示す図である。
【図１４】（ｅ）及び（ｆ）は、Ｕ字状鋼矢板のさらに他の具体例を示す図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、断面ハット形の鋼矢板の具体例を示す図である。
【図１６】従来の断面ハット形の鋼矢板を示す図である。
【図１７】従来の断面Ｕ字状鋼矢板を示す図である。
【図１８】従来の断面Ｚ字状鋼矢板を示す図である。
【図１９】図１８に示す断面Ｚ字状鋼矢板を２枚組み合わせて断面ハット形の鋼矢板とした形態を示す図である。
【図２０】従来の断面ハット形の鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【図２１】従来の断面Ｕ字状鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【図２２】断面Ｚ字状鋼矢板を２枚組み合わせた従来の断面ハット形の鋼矢板が打込み時に変形した形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
なお、本発明では、地盤に打設した鋼矢板の壁体と並行となる部分で、ウェブ相互を接続する部分を接続用フランジとして説明する。また、接続用フランジに平行で、継手部に接続する部分を継手側フランジとして説明する。
【００１７】
図１〜図３には、本発明の第１実施形態の鋼矢板１が示されている。図１は断面図、図２は図１の一部を拡大して示す図である。図３は図１の正面図である。
【００１８】
図示形態の第１実施形態の鋼矢板１は、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、前記接続用フランジ２に平行に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４の先端部に継手部５が設けられ、左右の継手部のうち、一方の継手部５と、他方の継手部５は、点対称の形状となるようにされている。
【００１９】
そして、本発明の鋼矢板では、鋼矢板におけるウェブ３とこれに接続するフランジ２，４との屈曲接続部である隅角部６であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部６が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部６の部分が、鋼矢板の他の部分に比べて強度が高められている隅角部６ａを備えた鋼矢板とされている。
強度を高めた前記隅角部６ａを設ける場合には、鋼矢板１における一つ又は複数の隅角部６の内、少なくとも一つ又は複数の隅角部６を熱処理して、他の部分に比べて強度を高めるようにしてもよい。
【００２０】
隅角部６を熱処理する場合に、鋼矢板１の全長の隅角部６を熱処理に渡って、強度を高めるようにしてもよく、鋼矢板長手方向（鋼矢板の長さ方向）の先端部或いは先端部と中間部の部分を、部分的に熱処理して強度を高めるようにしてもよい。
また、隅角部６を熱処理する場合に、隅角部６に接続する側の接続用フランジ２の巾方向の一部、あるいは隅角部６に接続する側のウェブ３の巾方向の一部を、隅角部６の熱処理と同時に熱処理を行うことができる。隅角部６に接続する継手側フランジ４における隅角部６側の巾方向の一部も、前記と同様に熱処理して行うことができる。
隅角部６に接続する側のウェブ３又はフランジ２，４の巾方向の一部を熱処理する場合の巾寸法については、鋼矢板全体の強度を加味して、設計により設定される。
【００２１】
前記のように、矢板の長手方向で、地盤または地中の土砂等に最初に接触する鋼矢板先端部の隅角部６（６ａ）の強度が向上されていると、鋼矢板先端部の拡開を防止できるため、これに続く鋼矢板長手方向中間部よりの拡開を防止することができる。
【００２２】
前記の隅角部６の熱処理は、工場において、熱間圧延加工時に、オンラインで行ってもよく、既製品の鋼矢板の隅角部６を加熱した後、熱処理して、隅角部６の部分を、鋼矢板の他の部分に比べて強度を高めるようにしてもよい。
【００２３】
前記の鋼矢板１では、先端から上方に向かって鋼矢板の全長に亘って熱処理されている。強度を高めるための熱処理は、例えば高周波誘導加熱によって行われる。高周波焼き入れとは、加熱コイルに高周波の電流を付加して行う高周波誘導加熱で、加熱コイル（電流を付加した導線）に、加熱対象金属を近づけて電磁誘導を利用して加熱する方法であり、鋼矢板１の隅角部６の温度を変態点以上（例えば、１，０００℃〜１，１００℃、例えば、１０５０℃）まで誘導加熱し、その後、水冷により冷却することによって、鋼矢板１の隅角部６を焼き入れ処理することである。工場等において高周波誘導加熱を行い、その後、水冷し、強度を高める方法、もしくは高周波誘導加熱後、水冷し、その後６００℃以下の温度で焼き戻しすることにより、強度の向上と共にじん性の確保も可能となり、強度、低温靭性などの品質・信頼性の高い鋼矢板１を製造することが可能である。
前記の鋼矢板の高周波誘導加熱は、熱間加工により鋼矢板を製造しているオンライン上で行う場合には、隅角部６を除く部分の材質が定まった後、隅角部６を加熱して、水冷することにより冷却する。
前記のような高周波誘導加熱は、工場においては、容易に行うことができるが、現場においも、隅角部６をガスバーナー等により加熱し、水冷により冷却して焼き入れしたり、水冷後、６００℃以下の温度で焼き戻しすることにより、強度の向上と共にじん性の確保も可能な新規な鋼矢板とすることができる。
【００２４】
次に、本発明のように隅角部の強度を高めた場合の利点について、図１２（ａ）（ｂ）〜図１５（ａ）（ｂ）に示す既存の鋼矢板（単位：ｍｍ）を例にして説明する。
【００２５】
鋼矢板の型式は、例えば、図１２（ａ）（ｂ）〜図１５（ａ）（ｂ）及び下記表１、２に示すものがある。鋼矢板の断面が大きくなれば、より硬い地盤への打ち込みが可能となり、また、より深く地盤内に打ち込むことも可能となる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
例えば、地盤が硬いあるいは、地中深く打ち込まなければならない等の理由により、図１５（ａ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｂでは、打ち込み困難なことが予想される場合には、従来では、図１５（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂから、より剛性の高い図１５（ｂ）に示す形態の断面ハット形の鋼矢板１Ｃに１ランク上げて、対処していた。
これに伴って、断面ハット形の鋼矢板の重量は、［１２６ｋｇ／ｍ2÷９６．０ｋｇ／ｍ2=１．３１］となり、１．３１倍に増加する。
本発明を適用して、図１５（ａ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｂの隅角部６の焼き入れで、図１５（ｂ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｃの少なくとも接続用フランジ２部分の板厚増大分の強度上昇が確保できれば、図１５（ｂ）に示す断面ハット形の鋼矢板１Ｃの形態に１ランク上げずに、図１５（ａ）に示す形態の断面ハット形の鋼矢板１Ｂで対処できることとなり、経済的な鋼矢板となる。
隅角部６の焼き入れにより強度を向上させる場合に、例えば、［図１５（ｂ）に示す形態の接続用フランジの板厚］÷［図１５（ａ）に示す形態の接続用フランジの板厚］＝１３．２ｍｍ÷１０．８ｍｍ＝１．２２ となるため、この場合は、図１５（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂの隅角部６を焼き入れ（又は焼き入れ焼き戻し）によって、１．２２倍以上に強度を高めれば、打ち込み時における隅角部の塑性変形がほとんどなくなり、鋼材重量を増加させることなく、打ち込み性の向上を図ることが可能となる（表４参照）。
【００２９】
このような考えを、図１２〜図１４に示すような他の断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｂ、１Ｃについても検討すると下表の表３に示すようになり、少なくとも１．１３倍〜１．３５倍の必要強度増加倍率となる。また、もっとも接続用フランジ２の板厚が小さい図１２（ａ）に示す形態の鋼矢板１Ｂを、最も接続用フランジ２の板厚の大きい図１４（ｆ）に示す断面Ｕ字状の鋼矢板１Ｃまで強度増加させようとすると、２７．６mm÷８．０mm＝３．４５倍となる。また、図１２（ｂ）に示す形態の鋼矢板１Ｃを、図１４（ｅ）に示す形態の鋼矢板１Ｂまで強度増加させようとすると、２４．３mm÷１０．３mm＝２．３６倍となる。
以上より、本発明を適用して鋼矢板における隅角部６の強度を高める場合に、強度増加倍率の範囲が１．１３倍〜３．４５倍である場合が望まれるが、強度増加倍率の範囲が１．１３倍〜１．３５倍又は１．１３倍〜２．３６倍が、現実的で実用性が高い。
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
前記のように、熱処理を行う場合、鋼矢板の隅角部６の強度（Ｙｓ）が、熱処理が行われない鋼矢板の強度（熱処理が行われる前の鋼矢板の強度と同じ）の１．１３倍以上３．４５倍以下となるようにする。
【００３２】
本発明の前記のような鋼矢板にあっては、鋼矢板の隅角部６が予め補強されているため、鋼矢板断面及び使用鋼材重量を増大させることなく、鋼矢板断面形態の変形が少ない鋼矢板とすることができ、また、鋼矢板を地盤に貫入させる施工時において、打設性に優れ、硬い地盤への打ち込み等の厳しい施工条件や、くり返し打設時にも耐えうる堅牢な鋼矢板とすることができる等の効果が得られる。
【００３３】
また、熱処理後においても鋼矢板の外形は基本的に変化しない。このため、鋼矢板の施工（打設）は、従来の鋼矢板と同様に行うことができる。また、鋼矢板の隅角部６だけ熱処理して強度を向上させた隅角部６ａで足り、経済的な手段によって拡開するのを防止可能な鋼矢板１とすることができる。
【００３４】
図４には、隅角部及び継手部を鋼矢板全長に亘って熱処理した第１実施形態の第１変形形態の鋼矢板が示されている。図４は鋼矢板の正面図に相当する図である。
【００３５】
この形態では、継手部５も隅角部６と同様に、熱処理して強度を高めた継手部５ａとしてもよいことを示した代表形態であり、図示のように、両側部の継手部５を鋼矢板の全長に亘って、熱処理して強度を高めた継手部５ａとしてもよく、巾方向のいずれか一側部の継手部５を熱処理して、継手部５の強度を高めるようにしてもよい。
継手部５の強度を高めた継手部５ａとすると、継手の変形あるいは離脱を防止することができる。
継手強度を、強度が高められた隅角部と同様に、少なくとも１．１３倍、又は１．１３倍以上〜２．３６倍、或いは１．１３倍以上〜３．４５倍以下となるようにしてもよい。
このように、隅角部及び継手部を熱処理して両方の強度を高めた鋼矢板とすると、一層鋼矢板の拡開変形あるいは継手の変形・離脱を防止することができる。
【００３６】
市販されている鋼矢板の保証降伏強度は２９５Ｎ/ｍｍ2〜３９０Ｎ/ｍｍ2が一般的である。前記の熱処理された隅角部６あるいは継手部５は、例えば、保証降伏強度２９５Ｎ/ｍｍ2の鋼矢板の場合、隅角部６あるいは継手部５を、熱処理条件により、熱処理後の保証降伏強度で、４００Ｎ/ｍｍ2〜７００Ｎ/ｍｍ2の高強度の隅角部６ａあるいは継手部５ａとされた鋼矢板、例えば、４００Ｎ/ｍｍ2、５００Ｎ/ｍｍ2、６００Ｎ/ｍｍ2、７００Ｎ/ｍｍ2等の高強度の隅角部６ａあるいは継手部５ａを備えた鋼矢板としてもよい。
【００３７】
図５には、隅角部及び継手部を鋼矢板の先端部を熱処理した第１実施形態の第２変形形態の鋼矢板が示されている。図５は鋼矢板の正面図に相当する図である。
鋼矢板の隅角部及び継手部を熱処理する場合には、少なくとも、図５に示すように、鋼矢板の先端部の隅角部及び継手部を熱処理するのが望ましい。
尤も、鋼矢板を貫入させる地層中間層に硬質地層がある場合には、図６に示すように、
鋼矢板の先端部及び中間部の隅角部６又は隅角部６及び継手部５を熱処理して、強度を高めた隅角部６ａ又は隅角部６ａ及び継手部５ａとした形態の鋼矢板としてもよい。
鋼矢板長手方向中間部の隅角部６又は隅角部６及び継手部５を熱処理する長さ範囲としては、硬質地層の厚さ寸法程度の範囲を熱処理すればよい。
鋼矢板長手方向の先端部の隅角部６及び継手部５を熱処理して強度を高める場合には、先端から鋼矢板の有効巾の５倍程度の範囲内において、例えば、鋼矢板の有効巾の整数倍、熱処理してもよい。
【００３８】
前記実施形態では、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、前記接続用フランジ２に平行に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４の先端部に継手部５が設けられた鋼矢板（断面ハット形鋼矢板）１Ｂ，１Ｃを示したが、本発明では、これ以外にも、図７〜図１１に示すような多様な形態の鋼矢板にも適用可能である。
以下の形態では、相違する部分を主に説明し、同様な部分については、同様な符号を付して、説明を簡単にする。
【００３９】
図７及び図８には、本発明の第２実施形態の鋼矢板１の代表形態が示されている。この形態では、接続用フランジ２の両側にその巾方向外側に向かって傾斜するようにウェブ３が一体に屈曲連接され、そのウェブ３に一体に、継手部５が設けられ、接続用フランジ２とウェブ３の屈曲接続部である隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａを備えた鋼矢板（断面Ｕ字状鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４０】
図９及び図１０には、本発明の第３実施形態の鋼矢板１の代表形態が示されている。この形態では、ウェブ３の巾方向両側に継手側フランジ４が一体に屈曲連接され、その継手側フランジ４に一体に、継手部５が設けられ、接続用ウェブ３と継手側フランジ４の屈曲接続部である隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａを備えた鋼矢板（断面Ｚ字状鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４１】
図１１には、本発明の第４実施形態の鋼矢板１の形態が示されている。この形態では、図９及び図１０に示した強度が高められた隅角部６ａ（６）を備えた鋼矢板（断面Ｚ字状鋼矢板）１を２枚継手部で嵌合すると共に、かしめ固定して、図１に示す断面形態と同様な断面形態の鋼矢板（複合鋼矢板）１とした形態である。
この形態でも、接続用のウェブ３と継手側のフランジ４の屈曲接続部である各隅角部６が、前記実施形態と同様に、熱処理されて、鋼矢板の他の部分に比べて、強度が高められた隅角部６ａ（６）を備えた鋼矢板（断面ハット形の鋼矢板）１とされている。
この形態の変形形態として、図示を省略するが、施工場所に応じて、前記実施形態の変形形態と同様に、隅角部６ａ及び継手部５ａの熱処理範囲（鋼矢板長手方向の範囲）を変化させた形態としてもよい。
【００４２】
前記実施形態においては、鋼矢板の代表的な形態いついて説明したが、本発明を実施する場合、ウェブとフランジとが屈曲（屈折）して接続する隅各部を有する鋼矢板に適用してもよく、また、熱間加工により製造される鋼矢板あるいは冷間加工により製造される鋼矢板に適用するようにしてもよい。
【００４３】
本発明を実施する場合、鋼矢板の一側部に継手を有する形態の鋼矢板、又は両側部に継手を有する鋼矢板或いは両側部に継手を備えていない形態の鋼矢板に適用するようにしてもよい。ウェブとこれに接続するフランジとが対称等に傾斜するように配置される形態の鋼矢板（いずれも断面で、Ｙ字状、Ａ字状、Ｖ字状、Ｗ字状あるいはＨ字形状の鋼矢板等）に適用するようにしてもよい。
従って、本発明の鋼矢板では、直線状鋼矢板の巾方向中間部の板状部の中間を折り曲げて、隅角部を形成し、その隅角部を挟んで板状部の一側部をウェブ、他側部をフランジとする断面Ｖ字状の鋼矢板とする場合も含まれる。このような断面Ｖ字状の鋼矢板あるいは断面Ｗ字状の鋼矢板等の特殊な断面形態の鋼矢板は、壁体における隅部等の接続部の鋼矢板として用いられ、このような鋼矢板に適用することも可能である。
【００４４】
また、図示を省略するが、本発明を実施する場合、鋼矢板の上端部側の隅角部を前記と同様に熱処理して、鋼矢板の上端部側の隅角部の強度を高めるようにしてもよい。このような形態の鋼矢板では、鋼矢板の上部に構造物（護岸等の鋼矢板の上部を被覆するコンクリートコーピング等のコンクリート製の上部構造）を設ける形態では、剛性の高い複合構造物とすることができる。
【００４５】
なお、鋼矢板長手方向の上端部あるいは先端部の隅角部及び／又は継手の強度を向上させた鋼矢板を製造する場合に、鋼矢板の長手方向の中央部付近の隅角部及び／又は継手を鋼矢板長手方向の所定の範囲に亘って、熱処理して強度を高めた後、熱処理した部分の鋼矢板長手方向の中央で、巾方向に切断することにより、上端部あるいは先端部の隅角部及び／又は継手の強度を向上させた２枚の本発明の鋼矢板を製造するようにしてもよい。
【００４６】
なお、本発明を実施する場合、接続用フランジ２と継手側フランジ４との間のウェブ３がその巾方向中間部で屈折する屈折部を有する形態となる場合（図１２ｂ参照）がある。この場合必要に応じ、その屈折部分に、熱処理を行って、前記実施形態と同様に強度を高めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 鋼矢板
１Ｂ 鋼矢板
１Ｃ 鋼矢板
１Ｄ 鋼矢板
１Ｅ 鋼矢板
２ 接続用フランジ
３ ウェブ
４ 継手側フランジ
５ 継手部
５ａ 強度を高められた継手部
６ 隅角部
６ａ 強度が高められた隅角部
７ 継手嵌合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブとこれに接続するフランジとの屈曲接続部の隅角部であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められていることを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
鋼矢板巾方向の一側部又は両側部の継手部も含めて熱処理されることにより、一側部又は両側部の継手部の強度が高められていることを特徴とする請求項１記載の鋼矢板。
【請求項３】
熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向全長に亘って熱処理されて強度が高められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼矢板。
【請求項４】
熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向の先端部及び又は中間部であり、継手の長手方向に対して部分的に前記隅角部の強度の強度が高められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項５】
鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する形態の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項６】
鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手部を有する断面Ｕ字状の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項７】
鋼矢板の形態が、接続用ウェブの両端に一対の継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する断面Ｚ字状の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理であることを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷し、その後、焼き戻しする処理であることを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【請求項１】
鋼矢板において、鋼矢板におけるウェブとこれに接続するフランジとの屈曲接続部の隅角部であって、少なくとも１ヶ所以上の前記隅角部が熱処理されることにより、熱処理された前記隅角部の強度が高められていることを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
鋼矢板巾方向の一側部又は両側部の継手部も含めて熱処理されることにより、一側部又は両側部の継手部の強度が高められていることを特徴とする請求項１記載の鋼矢板。
【請求項３】
熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向全長に亘って熱処理されて強度が高められていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼矢板。
【請求項４】
熱処理された隅角部は、鋼矢板長手方向の先端部及び又は中間部であり、継手の長手方向に対して部分的に前記隅角部の強度の強度が高められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項５】
鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する形態の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項６】
鋼矢板の形態が、接続用フランジの両端に一対のウェブが屈曲連設され、前記ウェブの他端に継手部を有する断面Ｕ字状の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項７】
鋼矢板の形態が、接続用ウェブの両端に一対の継手側フランジが連設されると共に、その継手側フランジの先端に継手部を有する断面Ｚ字状の鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼矢板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷する処理であることを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼矢板を製造するにあたり、熱処理された隅角部又は継手部の熱処理が、高周波誘導加熱後に水冷し、その後、焼き戻しする処理であることを特徴とする鋼矢板の製造方法。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−２１４３１４（Ｐ２０１１−２１４３１４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３５４９（Ｐ２０１０−８３５４９）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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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