JPH0377323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は土木、建築等の分野においてセル、井
筒、地中壁、基礎、土留等の構造体の構築に用い
られる角鋼管矢板に関し、特に大きな耐力が要求
されるセル等の用途に適した角鋼管矢板に係る。

（従来の技術） 周知の通り橋脚基礎や岩壁あるいは人工島等の
建設には、第１０図，第１１図に示すようなセル
１，２が構築されることが多い。セル１は直線型
鋼矢板３と、Ｔ型鋼からなる補強材４が溶着され
た直線型鋼矢板５とを連結したもの、セル２は直
線型鋼矢板３と、丸鋼管６に直線型鋼矢板の半截
体からなる継手７ａ，７ｂを溶着した鋼管矢板８
とを交互に連結して構成したものである。これら
のセル１，２は単位の鋼矢板を逐次土中に打設し
連結するか、あるいはあらかじめ予定寸法のセル
をつくり、補強リングで一体化したものをクレー
ン等で吊上げて予定地点でバイブロハンマー等を
用いて打設する手段が採用されている。

このほか第１２図に示すように、直径５〜10m
の溶接構造鋼管体からなるセル９も採用されてい
る。

而して前記セル１に用いられる直線型鋼管矢板
５は第１３図ａ〜ｄの概略平面図に示すように、
直線型鋼矢板３の背面に不等辺山形鋼１０ａ，１
０ｂを合掌形に溶接してなる鋼矢板１１、直線型
鋼矢板３の背面にＴ型鋼１２と山形鋼１３ａ，１
３ｂを用いて補強した鋼矢板１４、直線型鋼矢板
３の背面に溝型鋼１５と山形鋼１６ａ，１６ｂを
溶接した鋼矢板１７、直線型鋼矢板３の背面に同
様にリツプ溝型鋼１８と山形鋼１９ａ，１９ｂを
溶接した鋼矢板２０などがある。

また、前記セル２に用いられた鋼管矢板８は第
１４図の概略説明図に示すとおり、丸鋼管６の両
端に直線型鋼矢板の半截体からなる継手７ａ，７
ｂを溶接したもので、同様な鋼管矢板８ａを逐次
連結してセルを構成する場合もあり、該鋼管矢板
８は昭和58年３月プレハブ鋼矢板セル工法研究会
から発行されたプレハブ鋼管矢板セル工法調査研
究報告書26頁に開示されている。

さらに、連続地中壁等に用いられる角鋼管矢板
として特開昭55−68921号公報には第１５図に示
すように矩形棒鋼２１ａ，２１ｂおよびスリツト
を有する鋼管２２ａ，２２ｂをそれぞれ両端に溶
着したフランジ鋼板２３ａ，２３ｂをウエブ鋼板
２４ａ，２４ｂで溶接連結した角鋼管矢板２５が
提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記鋼矢板１１，１４，１７，２０はいずれも
圧延鋼材を用いるので、種々の圧延条件から寸法
に制約があり、適用は小形のセルに限定されるこ
とと、溶接部分が多いため溶接コストが著しく嵩
むと云う問題があり、また硬い地盤や水深の深い
場所では採用できないと云う難点がある。

また、前記鋼管矢板８は深い地盤にも打ち込み
が可能で、全体の剛性が高いために大形のセルの
構築が可能であるが、フープテンシヨン作用時に
過大な変形が生じ易いので、コンクリートの中詰
め充填が必要であると云う問題点がある。

さらに前記角鋼管矢板２５は、フランジ鋼板２
３ａ，２３ｂ，とウエブ鋼板２４ａ，２４ｂとの
溶接が困難であるため溶接費が嵩むことと、溶接
部が構造的弱点になり易いと云う問題点がある。

また、前記セル９は経済的に製造できる利点は
あるが、地盤の傾た処では設置し難いと云う問題
がある。

本発明の目的は、製造が容易で且つ設計の自由
度が大きく、さらに構造的に弱点がなく、大きな
土圧や水圧に対しても充分な耐力を有し、且つ施
工が容易で、しかも経済的な製造が可能な角鋼管
矢板を提供することを目的とし、他の目的は特に
大型セルや井筒等の構築に適した角鋼管矢板を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の角鋼管矢板は、その目的を達成するた
め、角鋼管本体と該角鋼管本体の一方のフランジ
側両端角部に溶着された嵌合継手とからなること
を特徴とする。

（作用） 本発明の鋼管矢板は本体が角鋼管であるため生
産技術的に製造が容易で、且つ製造寸法の自由度
が極めて高いので、土木建築、海洋構造等の分野
における最経済設計のニーズに応えることが可能
である。

また、本発明の角鋼管矢板は角鋼管本体の一方
のフランジ側両端角部に溶着された嵌合継手を有
するためフランジの延長方向での引張力に対して
高い抵抗値を有し、しかも角鋼管本体が水平およ
び垂直方向からの作用力に対し構造的な信頼性が
高い。

さらに、角鋼管本体は打設に際して剛性が高く
且つ直進性が良いので、所望の位置に構築物を正
確に築造することが可能である。

また、角鋼管本体の一方のフランジ側の延長方
向に嵌合継手が延在しているので、大形セルや連
続地中壁を構築した場合、平滑で突起物が無く構
造的に弱点の無い表壁面の形成が可能である。

而して角鋼管本体内部は完全に空洞であるため
中掘り圧入工法の採用により、迅速で経済的な建
設が可能である。

加えて嵌合継手は一対で良いので、溶接個所も
少なく製造原価も少なくて済む利点がある。

また、角鋼管本体の角部に継手のアームを溶接
するので溶接が極めて容易で、溶接に際して必要
な治工具も少なくて済み、また溶接欠陥等の検査
も簡易ですむため溶接コストは著しく低い。

また、角鋼管本体は鉛直方向およびフープ方向
の２軸応力状態ととなるため充分な耐力を発揮で
き、フープテンシヨンのみでなく軸線方向に直交
する方向からの曲げに対しても強い抵抗力を備え
ており、従つて丸鋼管矢板のように中詰めコンク
リートなどの必要性が少なく経済的に極めて有利
である。而して、本発明にかかる角鋼管矢板は剛
性が高いので、従来の鋼矢板では対応が困難であ
つた硬い地盤での建込みを可能とする。

さらに、構造的に生産技術的難点が無いので、
需要に応じて寸法、板厚、材質を変えることも自
由で、また嵌合継手も自由な形態と強度のものを
選定することが可能であるため設計上の自由度は
極めて大きい。

（実施例） 第１図本発明にかかる角鋼管矢板２６の平面図
で、角鋼管本体２７のフランジ２８ａ，２８ｂの
うち一方の側のフンジ２８ａの両端角部２９ａ，
２９ｂには嵌合継手３０ａ，３０ｂがフランジ２
８ａの延長方向に沿つて溶接されている。

また、第２図は本発明にかかる他の角鋼管矢板
３１の平面図で、横長矩形の角鋼管本体３２のフ
ランジ３３ａ，３３ｂの一方の側のフランジ３３
ａの両端角部３４ａ，３４ｂには嵌合継手３５
ａ，３５ｂがフランジ３３ａの延長方向に沿つて
溶接されている。

このように前記嵌合継手３０ａ，３０ｂおよび
３５ａ，３５ｂをフランジ２８ａおよび３３ａの
延長方向に沿つて、軸線が一致するように溶接す
ることを、本発明ではランジの延長方向に嵌合継
手を延在させると云う。

而して前記嵌合継手３０ａ，３０ｂ，３５ａ，
３５ｂを同一種の囓み合い嵌合継手とすれば、部
材種別の少ないので経済的に極めて有利であり且
つ嵌合性および水密性が良く、加えて継手として
の強度が著しく高い。

嵌合継手３０ａ，３０ｂおよび３５ａ，３５ｂ
は直線型鋼矢板板の半截体を利用すると製造原価
的に極めて有利である。

さて、前記角鋼管矢板２６，３１はその構造的
特徴から前述のような作用効果を有し、製造が容
易で強度が大きく施工性も極めて良好で、大形た
とえば角鋼管本体の断面が400×400mm以上800×
800mm程度の大断面のものに適用できるが、さら
に大寸法で大きな強度を要求される場合は第３
図，第４図に示すような角鋼管矢板３６，３７が
適当である。角鋼管矢板３６は、断面正方形の角
鋼管本体３８の一方のフランジ３９の両端角部４
０ａ，４０ｂのうち角部４０ａには丸棒鋼４１に
平鋼板からなるアーム４２を溶接してなる雄継手
４３を、角部４０ｂには鋼管４４にスリツト４５
を設けたものに平鋼板からなるアーム４６を溶接
してなる雌継手４７を溶接したものである。ま
た、角鋼管矢板３７は角鋼管本体４８の両端角部
４９ａ，４９ｂのそれぞれに小径鋼管５０に平鋼
板からなるアーム５１を溶接してなる継手５２お
よびスリツト５３を有する大径鋼管５４に平鋼板
からなるアーム５５を溶接してなる雌継手５６を
フランジ５７の延長方向に延在させたものであ
る。

前記鋼管４４，大径鋼管５４にシームレス鋼管
を用いるとその物理的強度の高さにより、従来の
継手に見られない強度の高い継手を得ることが可
能で、巨大な角鋼管矢板たとえば1000×1000〜
1500×1500mm以上の角鋼管本体を備えた角鋼管矢
板を経済的に製造することが出来る。

また、本発明における角鋼管本体としては電縫
鋼管をロールフオーミングして角鋼管としたもの
や平鋼板をプレス曲げもしくはロールフオーミン
グし角鋼管形状としたのち溶接したもの等を適宜
に採用する。而して、電縫鋼管を角鋼管の素材と
する場合は、板厚および口径に加えて管長の自由
度が大きいので特に長大な角鋼管矢板を製造する
場合に経済的利点が多い。

次に本発明において嵌合継手の溶接の容易さと
その物理的強度の優れていることについて、第５
図に従つて説明する。

第５図は第１図の角鋼管矢板２６の角部の部分
拡大図でフランジ２８ａの軸線Ｘ−Ｘに沿つて嵌
合継手３０ｂが角部２９ｂに溶接されている。ま
た５８は溶着金属を示す。

本発明では角鋼管本体２７の外側から溶接でき
るので溶接手段に格別の制約が無く、また角鋼管
本体２７および嵌合継手３０ｂの溶接姿勢の保持
には簡単な支持具があれば良いので溶接コストは
低廉で済むうえに溶接個所の検査も簡単で済む利
点がある。本発明者等の試験では角部の曲率半径
は板厚ｔの1.0〜5.0倍の範囲とすると溶接コスト
が著しく少なくて済み、また溶接欠陥も生じ難い
ことが判つた。

このように、フランジの軸線と嵌合継手の軸線
とを一致もしくはほぼ一致させるとフープテンシ
ヨンに対し極めて大きな耐力を得ることができ
る。

次に第６図，第７図は第４図に示す角鋼管矢板
３７を連結して、土留５９および大形セル６０に
用いた平面図で、前述のように水平方向および垂
直方向に強い耐力を有する構造物を経済的に構築
することができる。この例では嵌合継手方向のフ
ープテンシヨヨンに対し強い抵抗を有するので、
前述の第１４図に示す鋼管矢板８のような変形防
止のための中詰めコンクリートを施す必要性は全
く無い。

また、第８図は角鋼管矢板３７を用いて大型建
築物の基礎用連続地中壁６１を構築した状況を示
す概略平面図で、隅角部の角鋼管矢板６２ａ〜６
２ｄは角部から135゜斜め方向に突出した雌継手６
３ａ，６３ｂ（角鋼管矢板６２ｃで代表させる）
を有し、隣り合う角鋼管矢板３７ａ，３７ｂの雄
継手６４ａ，６４ｂと嵌合している。この継手に
は建込み誤差に対する対応性の良いパイプ継手を
採用すると便利なことが多い。他の継手について
は、本発明の目的を逸脱しない範囲の強度を有す
るものについては自由に採用することが可能であ
る。

次に第９図は本発明にかかる角鋼管矢板を用い
て第８図と同様に連続地中壁６５を構築した際の
部分概略図で、隅角部に雌継手６６ａ，６６ｂを
有する鋼管矢板６７を採用した例を示す。

以上詳細に説明したように、本発明の角鋼管矢
板は大形の構造物を迅速かつ経済的に製造するこ
とができる。

（発明の効果） 本発明の角鋼管矢板は、水平方向および垂直方
向の二軸応力が発生するような大荷重構造物に適
用できる優れた物理的特性を有し、さらに現場施
工性が良く、性能に比し製作コストが低廉で実用
価値が高く、経済的効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図，第４図は本発明にか
かる角鋼管矢板の例を示す概略平面図、第５図は
角鋼管角部と嵌合継手の溶接部の部分説明図、第
６図，第７図，第８図は本発明の角鋼管矢板を用
いて構築した構造物の概略平面図、第９図は構築
物の隅角部の連結状況を示す部分説明図、第１０
図，第１１図は従来の鋼矢板を用いて構築した大
形セルの概略斜視図、第１２図は鋼管構造の大形
セルの概略斜視図、第１３図ａ〜ｄは補強材を有
する直線型鋼管矢板の概略平面図、第１４図は周
知の鋼管矢板の概略平面図、第１５図はボツクス
型角鋼管矢板の概略平面図である。 １，２……セル、３……直線型鋼矢板、４……
補強材、５……直線型鋼矢板、６……丸鋼管、７
ａ，７ｂ……継手、８，８ｂ……鋼管矢板、９…
…セル、１０ａ，１０ｂ……不等辺山形鋼、１１
……鋼矢板、１２……Ｔ型鋼、１３ａ，１３ｂ…
…山形鋼、１４……鋼矢板、１５……溝型鋼、１
６ａ，１６ｂ……山形鋼、１７……鋼矢板、１８
……リツプ溝型鋼、１９ａ，１９ｂ……山形鋼、
２０……鋼矢板、２１ａ，２１ｂ……矩形棒鋼、
２２ａ，２２ｂ……鋼管、２３ａ，２３ｂ……フ
ランジ鋼板、２４ａ，２４ｂ……ウエブ鋼板、２
５……角鋼管矢板、２６……角鋼管矢板、２７…
…角鋼管本体、２８ａ，２８ｂ……フランジ、２
９ａ，２９ｂ……角部、３０ａ，３０ｂ……嵌合
継手、３１……角鋼管矢板、３２……角鋼管本
体、３３ａ，３３ｂ……フランジ、３４ａ，３４
ｂ……角部、３５ａ，３５ｂ……嵌合継手、３
６，３７，３７ａ，３７ｂ……角鋼管矢板、３８
……角鋼管本体、３９……フランジ、４０ａ，４
０ｂ……角部、４１……丸棒鋼、４２……アー
ム、４３……雄継手、４４……鋼管、４５……ス
リツト、４６……アーム、４７……雌継手、４８
……角鋼管本体、４９ａ，４９ｂ……角部、５０
……小径鋼管、５１……アーム、５２……雄継
手、５３……スリツト、５４……大径鋼管、５５
……アーム、５６……雌継手、５７……フラン
ジ、５８……溶着金属、５９……土留、６０……
大形セル、６１……連続地中壁、６２ａ〜６２ｄ
……角鋼管矢板、６３ａ，６３ｂ……雌継手、６
４ａ，６４ｂ……雄継手、６５……連続地中壁、
６６ａ，６６ｂ……雌継手、６７……鋼管矢板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 角鋼管本体と該角鋼管本体の一方のフランジ
   側両端角部に溶着された嵌合継手とからなること
   を特徴とする角鋼管矢板。 ２ 嵌合継手が同一種の囓み合い嵌合継手である
   特許請求の範囲第１項記載の角鋼管矢板。 ３ 角鋼管が断面正方形、矩形または台形である
   特許請求の範囲第１項記載の角鋼管矢板。 ４ 角鋼管の両端角部の曲率半径が板厚の1.0〜
   5.0倍である特許請求の範囲第１項記載の角鋼管
   矢板。 ５ 角鋼管本体が電縫鋼管を成型してなる角鋼管
   である特許請求の範囲第１項又は第４項記載の角
   鋼管矢板。