JP2004353337A - 鋼管矢板の継手部材及び継手構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】１組の継手部材において、土砂排除およびモルタル注入のための空間の数を従来のＰ−Ｐ型継手部材よりも少なくすることで施工の合理化を図るとともに、継手構造のせん断耐力を従来の継手構造よりも向上させることができる鋼管矢板の継手部材及び継手構造を提供する。
【解決手段】鋼管矢板本管１の外面に、該鋼管矢板本管１の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材３と、断面がＬ字形の２枚の雌部材２とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材３のフランジ部３ａに複数個の貫通孔３ｃを設け、前記雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に板状の付設部材５を配すると共に該板状の付設部材５の表面に複数本の突条６を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】鋼管矢板本管１の外面に、該鋼管矢板本管１の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材３と、断面がＬ字形の２枚の雌部材２とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材３のフランジ部３ａに複数個の貫通孔３ｃを設け、前記雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に板状の付設部材５を配すると共に該板状の付設部材５の表面に複数本の突条６を設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管矢板の継手部材及び継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、鋼管矢板基礎は、橋梁基礎のひとつとして欠くことの出来ないものとなっている。この鋼管矢板基礎は、図１６に示すように、複数本の鋼管矢板を、円形、小判形、矩形などの閉鎖形状になるように地盤中に打設し、隣接する鋼管矢板を継手構造によって互いに連結し、その閉鎖形状の内部空間に頂版コンクリートを施工したものである。
【０００３】
従来、鋼管矢板基礎の継手部材としては、Ｐ−Ｐ型継手部材が一般的に使用されている。このＰ−Ｐ型継手部材は、図１７に示すように、鋼管矢板本管より小径の円形鋼管（継手管）に、管軸方向に沿ってスリットを設けたものを、本管の外面に施工前に取り付け、施工にあたって、隣接する鋼管矢板を、それぞれのスリット付きの鋼管を嵌合させながら地盤中に打設し、嵌合部の内部空間内の土砂を掘削、排土、洗浄した後、その空間内にモルタルを充填するものである。
【０００４】
一般に、Ｐ−Ｐ型継手部材に用いる円形鋼管（継手管）には、外径が１６５．２ｍｍ、板厚が１１ｍｍ（もしくは９ｍｍ）で、内外面に突起などの凹凸がないものが使用されている。一方、充填するモルタルには、圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のものが使用されている。
【０００５】
鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用した場合、継手部には上下方向のせん断力が作用する。このせん断力が継手部のせん断耐力より大きくなると、継手部のずれ変形が急増し、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性の低下の度合いも大きくなる。
【０００６】
鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性を増加させるための方策としては、継手部のせん断耐力を向上させる方法、或いは、鋼管矢板の本数を増やす方法などが考えられる。特に、大きな外力が作用するような大規模橋梁基礎において、基礎全体の曲げ剛性を増加させる方策として鋼管矢板の本数を増やす方法を採用すると、基礎の規模が過大となるため、不経済な基礎となる。そのため、基礎の規模が過大とならない範囲で、基礎全体の曲げ剛性を増加させるためには、大きなせん断耐力を有する継手構造を用いる必要があった。
【０００７】
従来のＰ−Ｐ型継手構造のせん断耐力は、鋼管表面とモルタルとの粘着力および摩擦力からなる付着強度に依存している。この付着は容易に切れるため、鋼管矢板基礎で経済的な大規模橋梁基礎を建設するための継手構造としては不適切であった。そのため、従来のＰ−Ｐ型継手構造に比べて大きなせん断耐力を有する継手構造が必要とされた。ちなみに、従来のＰ−Ｐ型継手構造のせん断耐力は、単位継手長当たり２５０〜３５０ｋＮ／ｍ程度であった。
【０００８】
鋼管矢板基礎の継手部のせん断耐力を向上させる方策としては、例えば、片山、外２名、「鋼管矢板基礎工法における最近の研究開発」、基礎工、１９９３年１１月、ｐ．３２−４２ （非特許文献１）や片山、外３名、「鋼管矢板基礎における高耐力継手の実験的研究」、土木学会第４９回年次学術講演会、１９９４年９月（非特許文献２）に記載されている対策がある。これらの文献に記載されている対策は、Ｐ−Ｐ型継手部材の円形鋼管の内面に多数の突起を設けるものであり、その突起の効果によって円形鋼管とモルタルとの付着強度を増加させるものである。
【０００９】
この他の方策としては、特開平１１−１４０８６３号公報（特許文献１）に記載されている対策がある。この対策は、鋼管矢板本管の外面に、該本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、Ｌ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材において、前記雌部材で囲む空間内に、本管外面を覆う板状部材を組み入れ、これら板状部材、Ｔ字形及びＬ字形部材の対向する表面に、それぞれ前記本管の軸方向に垂直な複数本の突条を設けるものであって、その突起の効果によってこれらの継手部材と、当該空間に充填されるモルタルとの付着強度を増加させるものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１４０８６３号公報
【００１１】
【非特許文献１】
片山、外２名、「鋼管矢板基礎工法における最近の研究開発」、基礎工、１９９３年１１月、ｐ．３２−４２
【００１２】
【非特許文献２】
片山、外３名、「鋼管矢板基礎における高耐力継手の実験的研究」、土木学会第４９回年次学術講演会、１９９４年９月
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記非特許文献１及び非特許文献２に記載のＰ−Ｐ型継手部材の円形鋼管の内面に多数の突起を設ける対策は、継手部のせん断耐力を大幅に向上させるという点では効果を有するものの、このようなＰ−Ｐ型継手構造では、１個の継手において３ヶ所の空間の土砂排除およびモルタル注入のために、おのおのの空間に土砂排除およびモルタル注入のための管を挿入する必要があり、その出し入れに多大な時間を要する。
【００１４】
一方、前記特許文献１に記載の鋼管矢板本管の外面に、該本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、Ｌ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材において、前記雌部材で囲む空間内に、本管外面を覆う板状部材を組み入れ、これら板状部材、Ｔ字形及びＬ字形部材の対向する表面に、それぞれ前記本管の軸方向に垂直な複数本の突条を設ける対策でも、せん断耐力が向上するものの、この継手構造では、Ｔ字形部材のフランジとＬ字形部材とで挟まれる空間の土砂の洗浄、およびモルタルの充填が十分にできず、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できない可能性がある。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、１組の継手部材において、土砂排除およびモルタル注入のための空間の数を従来のＰ−Ｐ型継手部材よりも少なくすることで施工の合理化を図るとともに、継手構造のせん断耐力を従来の継手構造よりも向上させることができる鋼管矢板の継手部材及び継手構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
［１］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に板状部材Ａを配すると共に該板状部材Ａの表面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［２］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［３］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、軸方向に沿ってスリットが形成されている円形鋼管の雌部材とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記円形鋼管の内表面に、複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［４］鋼管矢板本管の外面に、所定の間隔を開けて該鋼管矢板本管の軸方向に沿って並列に取り付けられた板状の継手部材により、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記継手部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた部材が、前記鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［５］上記［１］乃至［４］のいずれかにおいて、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた断面がＴ字形の部材の代わりに、複数個の貫通孔が設けられた板状部材Ｂを用いることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［６］請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の継手部材を用いた鋼管矢板の継手構造であって、継手部材で囲まれる空間内が充填材で充填されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第１の実施形態を示す図である。隣接する鋼管矢板本管に対し、一方の鋼管矢板本管１ａの外面に、断面がＬ字形の２枚の雌部材２を鋼管矢板本管１ａの軸方向に沿って、所定の間隔を設けて門型に溶接し、縦長の空間とスリット部を形成する。他方の鋼管矢板本管１ｂの外面には、断面がＴ字形の雄部材３のウェブ端３ｂを、鋼管矢板本管１ｂの軸方向に沿って溶接する。ここで、図１（ａ）は前記板継手構造の断面図、図１（ｂ）は前記雄部材３を図１（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図、図１（ｃ）は前記雄部材３を図１（ａ）中の矢印Ｂの方向から見た側面図を表す。
【００１９】
前記２本の鋼管矢板本管１ａ，１ｂ同士を係止させる構造としては、前記雄部材３の一部であるフランジ部３ａを、前記雌部材２により形成される門型内部の空間内に挿入し嵌合させることにより構成でき、前記雄部材３及び雌部材２は１組の継手部材として扱われる。
【００２０】
本実施形態に係る鋼管矢板本管同士を係止させる継手構造を実際に施工する方法としては、例えば、雌部材２を備えた鋼管矢板本管１ａを、打込みもしくは中掘り工法で地盤に打設後、雄部材を備えた別の鋼管矢板本管１ｂを、その雄部材３を前記雌部材２により形成される空間内に嵌合させながら打設し、その後、前記空間内を掘削、排土、洗浄した後、そこに充填材として、例えばモルタルなどのセメント系充填材を詰め、固化させる方法を用いることができる。
【００２１】
ここで、本発明は、前記断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａに、図１に示すように、複数個の貫通孔３ｃを設けるものである。なお、前記貫通孔３ｃは予め工場で設けるようにしてもよい。前記貫通孔３ｃの存在により、前記雄部材３のフランジ部３ａと前記雌部材２とで挟まれる空間の土砂の洗浄、および充填材の充填を十分に行うことが可能となる。そのため、前述の従来技術に係る特許文献１で課題であった、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できないという課題を解決できる。すなわち、断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａと断面Ｌ字形の雌部材２とで挟まれる空間にも充填材４が十分に充填されるため、継手にせん断力が作用した場合においても、前記雄部材３が隣接する鋼管矢板本管１ａから離れないように拘束されるとともに、充填材４が前記雄部材３のフランジ部３ａに設けられた孔３ｃを貫通することで、前記雄部材３と充填材４間の高い付着強度が発現される。
【００２２】
なお、前記断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａには、複数個の貫通孔３ｃを設けると共に、その外面に突条を設けてもよい。これにより、前記雄部材３と充填材４間との付着強度をより高めることができ、せん断耐力をさらに向上させることが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明においては、前記雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管１ａの外面に板状部材５を配すると共に該板状部材５の表面に複数本の突条６を設けるものである。これにより、前記鋼管矢板本管１ａと充填材４との付着強度を向上させることが可能となる。
【００２４】
ここで、板状部材５の表面に設ける突条６は、例えば、図２に示すような鋼管矢板本管１ａの軸方向に略垂直な方向に設けた複数本の突条、図３に示すように鋼管矢板本管１ａの軸方向に対してある角度をもって設けた複数本の突条、或いは、線状の突条に限られず図４に示すような突条が散在したような形状のものであってもよい。前記突条６を設けた板状部材５は、工場において予め溶接することが好ましい。なお、これらの突条６を設けた板状部材５は、圧延時に突条を設けた板を使用するのが最も安価に製造できる。
【００２５】
前記雌部材２で囲まれる空間内に充填される充填材４としては、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手構造に用いられている圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のモルタルでもよいが、継手部材とモルタルとの付着強度を向上させるために、例えば６０Ｎ／ｍｍ２程度の高強度モルタルを用いることが好ましい。また、前記モルタルに限らず、例えば、骨材寸法を小さく抑えたコンクリートなど、充填性と硬化後の強度が確保できるもの等を用いることができる。
【００２６】
本発明においては、前記充填材４を充填する雌部材２で囲まれる空間内を掘削、排土、洗浄し、充填材を打設するために管を挿入する空間は、雄部材３のフランジ部３ａと対向する板状部材５とで挟まれる空間の１ヶ所でよく、挿入する空間が３ヶ所必要である従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて施工性が格段に向上する。
【００２７】
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
【００２８】
図５は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第２の実施形態を示す図である。図５に示すように、本実施形態は、前記第１の実施形態に記載した構成に対し、雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管１ａの外面に、その表面に複数本の突条６を設けた板状部材５を取り付ける代わりに、鋼管矢板本管１ａの外面に、例えば、帯板、丸鋼、あるいは異形棒鋼などを溶接によって直接取り付け、図２乃至図４のいずれかに示したような突条６を形成するものである。なお、他の構成については前記第１の実施形態と同様であるので同一の番号を付して説明を省略する。
【００２９】
板状部材の四隅のみを溶接するのが基本となる前記第１の実施形態に比べて、突条の溶接に多くの時間が必要となるが、前記第１の実施形態に比べて溶接長が長く確保できるため、より高いせん断耐力を有することが可能となる。
【００３０】
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
【００３１】
図６は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第３の実施形態を示す図である。図６に示すように、本実施形態は、前記第１の実施形態に記載した構成に対し、鋼管矢板本管１ａの外面に断面がＬ字形の２枚の雌部材を鋼管矢板本管１ａの軸方向に沿って所定の間隔を設けて門型に溶接し、縦長の空間とスリット部を形成する代わりに、鋼管矢板本管１ａの外面に、軸方向に沿ってスリットが形成されている円形鋼管７により構成される雌部材２を用いるとともに、この円形鋼管７の内表面に複数本の突条を設けるものである。なお、本実施形態においては、前記第１の実施形態の構成要素である板状部材は有していないが、他の構成については前記第１の実施形態と同様であるので同一の番号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様に、土砂排除およびモルタル注入のための空間の数を従来のＰ−Ｐ型継手部材よりも少なくすることで施工の合理化を図るとともに、継手構造のせん断耐力を従来の継手構造よりも向上させることができる。
【００３３】
図７は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第４の実施形態を示す図である。図７に示すように、本実施形態は、隣接するそれぞれの鋼管矢板本管１ａ，１ｂの外面に、所定の間隔を開けて、帯板８ａ，８ｂと係止部９ａ，９ｂとからなる板状の継手部材１０ａ，１０ｂを、２列並列に鋼管矢板本管１ａ，１ｂのそれぞれの軸方向に沿って溶接にて取り付けるものである。ここで、前記帯板８ａ及び係止部９ａから構成される継手部材１０ａは鋼管矢板本管１ａに溶接され、前記帯板８ｂ及び係止部９ｂから構成される継手部材１０ｂは鋼管矢板本管１ｂに溶接される。
【００３４】
また、前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内の、隣接するそれぞれの鋼管矢板本管１ａ，１ｂの外面には、図７に示すように、そのフランジ部１１ａ，１２ａに複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１１，１２が、鋼管矢板本管１ａ，１ｂの軸方向に沿って溶接にて取り付けられている。ここで、前記フランジ部１１ａに複数個の貫通孔１１ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１１は鋼管矢板本管１ａに溶接され、前記フランジ部１２ａに複数個の貫通孔１２ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１２は鋼管矢板本管１ｂに溶接される。なお、前記部材１１，１２は、断面がＴ字形の部材に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００３５】
ここで、図７（ａ）は前記継手構造の断面図、図７（ｂ）は前記断面がＴ字形の部材１１，１２を図７（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図、図７（ｃ）は前記断面がＴ字形の部材１１，１２を図７（ａ）中の矢印Ｂの方向から見た側面図を表す。
【００３６】
本実施形態に係る鋼管矢板本管同士を係止させる継手構造を実際に施工する方法としては、例えば、継手部材１０ａと断面がＴ字形の部材１１とを備えた鋼管矢板本管１ａを、打込みもしくは中掘り工法で地盤に打設後、隣接する同じく継手部材１０ｂと断面がＴ字形の部材１２とを備えた別の鋼管矢板本管１ｂを、それぞれの継手部材１０ａ，１０ｂの係止部９ａ，９ｂを嵌合させながら打設し、その後、前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれた空間内を掘削、排土、洗浄した後、そこに充填材４として、例えばモルタルなどのセメント系充填材を詰め、固化させる方法を用いることができる。
【００３７】
ここで、本発明は、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａに、図７に示すように、複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃを設けるものである。なお、前記貫通孔１１ｃ，１２ｃは予め工場で設けるようにしてもよい。前記貫通孔１１ｃ（１２ｃ）の存在により、前記断面Ｔ字形の部材１１（１２）のフランジ部１１ａ（１２ａ）と鋼管矢板本管１ａ（１ｂ）の外面とで挟まれる空間の土砂の洗浄、および充填材４の充填を十分に行うことが可能となる。そのため、前述の従来技術に係る特許文献１で課題であった、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できないという課題を解決できる。すなわち、断面Ｔ字形の部材１１（１２）のフランジ部１１ａ（１２ａ）と鋼管矢板本管１ａ（１ｂ）の外面とで挟まれる空間にも充填材４が十分に充填されるため、継手にせん断力が作用した場合においても、前記断面Ｔ字形の部材１１（１２）が隣接する鋼管矢板本管１ｂ（１ａ）から離れないように拘束されるとともに、充填材４が前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａに設けられた孔１１ｃ，１２ｃを貫通することで、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２と充填材４間の高い付着強度が発現される。
【００３８】
なお、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａには、複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃを設けると共に、その外面に突条を設けてもよい。これにより、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２と充填材４間との付着強度をより高めることができ、せん断耐力をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内に充填される充填材４としては、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手構造に用いられている圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のモルタルでもよいが、継手部材とモルタルとの付着強度を向上させるために、例えば６０Ｎ／ｍｍ２程度の高強度モルタルを用いることが好ましい。また、前記モルタルに限らず、例えば、骨材寸法を小さく抑えたコンクリートなど、充填性と硬化後の強度が確保できるもの等を用いることができる。
【００４０】
本発明においては、前記充填材４を充填する２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内を掘削、排土、洗浄し、充填材を打設するために管を挿入する空間は、断面Ｔ字形の部材１１のフランジ部１１ａと対向する他方の断面Ｔ字形の部材１２のフランジ部１２ａとで挟まれる空間の１ヶ所でよく、挿入する空間が３ヶ所必要である従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて施工性が格段に向上する。
【００４１】
図７に示した継手部材１０ａ，１０ｂの係止部９ａ，９ｂは、断面がＴ字形の板とスリット付きの小径鋼管からなるＰ−Ｔ型の場合を示しており、前記小径鋼管のスリット部に前記断面がＴ字形の板の帯板８ｂが挿通することにより嵌合係止される。
【００４２】
ここで、前記係止部の構造は、前記Ｐ−Ｔ型に限定されるものではなく、例えば、図８に示すような丸鋼あるいは小径鋼管１３ｂと、スリット付きの小径鋼管１３ａからなるＰ−○型や、図９に示すような断面Ｌ字形のアングル１４ａ，１４ｂを組み合わせたものであってもよい。また、図９に示した断面Ｌ字形のアングル１４ａ，１４ｂを組み合わせた係止部の拘束度をより高めるために、図１０に示すように片方のアングルの途中に帯板を溶接によって取り付けた断面Ｆ字形のアングル１５ａを用いてもよい。なお、この他にも、係止機能を有するものであれば特に限定されない。
【００４３】
以下、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第５の実施形態について説明する。
【００４４】
本実施形態は、図１１から図１４に示すように、上述の第１から第４の実施形態に記載した構成に対し、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた断面がＴ字形の部材の代わりに、複数個の貫通孔１６ｃが設けられた板状部材１６を用いるものである。ここで、図１１〜１４における（ａ）は前記継手構造の断面図、図１１〜１４における（ｂ）は前記板状部材１６を図１１〜１４における（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図を表す。
【００４５】
この中で、上述の第１から第３の実施形態に記載した構成に対して前記断面がＴ字形の部材の代わりに前記板状部材１６を設ける場合（図１１から図１３参照）には、前記板状部材１６が雌部材のスリットから抜け出すことに対する拘束がないため、鋼管矢板本管の位置が断面Ｔ字形部材の場合に比べてずれ易くなるが、断面Ｔ字形部材よりも板状部材の方が安価に製造できるという利点がある。なお、前記板状部材１６に設けられる貫通孔１６ｃの位置は、図１１から図１３に示すように、雌部材２の内部に挿入される部分に設ける必要がある。
【００４６】
一方、上述の第４の実施形態に記載した構成に対して前記断面がＴ字形部材の代わりに前記板状部材１６を設ける場合（図１４参照）には、鋼管矢板本管の位置は、係止部を有する継手部材１０ａ，１０ｂで確保されるため、上述の第１から第３の実施形態に板状部材１６を用いる時のような課題はない。また、この場合には、板状部材１６を片方の鋼管矢板本管に１個だけではなく、図１５に示すように、それぞれの鋼管矢板本管に複数個を取り付けるようにしてもよい。この場合、１個の場合に比べて、より大きなせん断耐力を確保することが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、鋼管矢板の継手部のせん断耐力を、従来の継手構造に比べて著しく向上させることが可能となり、本発明に係る継手部材を用いた継手構造を採用することで、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性を、従来に比べて大きく増加させることができるため、従来は適用が困難であった大規模橋梁基礎へも、鋼管矢板基礎の適用が可能になるという効果がある。
【００４８】
さらに、本発明によれば、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて、施工性が格段に向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の他の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の他の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第３の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第４の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の他の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の他の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１６】従来技術に係る鋼管矢板基礎の一例を示す図である。
【図１７】従来技術に係る鋼管矢板基礎の継手部材であるＰ−Ｐ型継手部材の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 鋼管矢板本管
２ 雌部材
３ 雄部材
３ａ フランジ部
３ｂ ウェブ端
３ｃ 貫通孔
４ 充填材
５ 板状部材
６ 突条
７ 円形鋼管
８ａ，８ｂ 帯板
９ａ，９ｂ 係止部
１０ａ，１０ｂ 板状の継手部材
１１，１２ 断面がＴ字形の部材
１１ａ，１２ａ フランジ部
１１ｃ，１２ｃ 貫通孔
１３ａ スリット付きの小径鋼管
１３ｃ 小径鋼管
１４ａ，１４ｂ 断面Ｌ字形のアングル
１５ａ 断面Ｆ字形のアングル
１６ 板状部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管矢板の継手部材及び継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、鋼管矢板基礎は、橋梁基礎のひとつとして欠くことの出来ないものとなっている。この鋼管矢板基礎は、図１６に示すように、複数本の鋼管矢板を、円形、小判形、矩形などの閉鎖形状になるように地盤中に打設し、隣接する鋼管矢板を継手構造によって互いに連結し、その閉鎖形状の内部空間に頂版コンクリートを施工したものである。
【０００３】
従来、鋼管矢板基礎の継手部材としては、Ｐ−Ｐ型継手部材が一般的に使用されている。このＰ−Ｐ型継手部材は、図１７に示すように、鋼管矢板本管より小径の円形鋼管（継手管）に、管軸方向に沿ってスリットを設けたものを、本管の外面に施工前に取り付け、施工にあたって、隣接する鋼管矢板を、それぞれのスリット付きの鋼管を嵌合させながら地盤中に打設し、嵌合部の内部空間内の土砂を掘削、排土、洗浄した後、その空間内にモルタルを充填するものである。
【０００４】
一般に、Ｐ−Ｐ型継手部材に用いる円形鋼管（継手管）には、外径が１６５．２ｍｍ、板厚が１１ｍｍ（もしくは９ｍｍ）で、内外面に突起などの凹凸がないものが使用されている。一方、充填するモルタルには、圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のものが使用されている。
【０００５】
鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用した場合、継手部には上下方向のせん断力が作用する。このせん断力が継手部のせん断耐力より大きくなると、継手部のずれ変形が急増し、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性の低下の度合いも大きくなる。
【０００６】
鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性を増加させるための方策としては、継手部のせん断耐力を向上させる方法、或いは、鋼管矢板の本数を増やす方法などが考えられる。特に、大きな外力が作用するような大規模橋梁基礎において、基礎全体の曲げ剛性を増加させる方策として鋼管矢板の本数を増やす方法を採用すると、基礎の規模が過大となるため、不経済な基礎となる。そのため、基礎の規模が過大とならない範囲で、基礎全体の曲げ剛性を増加させるためには、大きなせん断耐力を有する継手構造を用いる必要があった。
【０００７】
従来のＰ−Ｐ型継手構造のせん断耐力は、鋼管表面とモルタルとの粘着力および摩擦力からなる付着強度に依存している。この付着は容易に切れるため、鋼管矢板基礎で経済的な大規模橋梁基礎を建設するための継手構造としては不適切であった。そのため、従来のＰ−Ｐ型継手構造に比べて大きなせん断耐力を有する継手構造が必要とされた。ちなみに、従来のＰ−Ｐ型継手構造のせん断耐力は、単位継手長当たり２５０〜３５０ｋＮ／ｍ程度であった。
【０００８】
鋼管矢板基礎の継手部のせん断耐力を向上させる方策としては、例えば、片山、外２名、「鋼管矢板基礎工法における最近の研究開発」、基礎工、１９９３年１１月、ｐ．３２−４２ （非特許文献１）や片山、外３名、「鋼管矢板基礎における高耐力継手の実験的研究」、土木学会第４９回年次学術講演会、１９９４年９月（非特許文献２）に記載されている対策がある。これらの文献に記載されている対策は、Ｐ−Ｐ型継手部材の円形鋼管の内面に多数の突起を設けるものであり、その突起の効果によって円形鋼管とモルタルとの付着強度を増加させるものである。
【０００９】
この他の方策としては、特開平１１−１４０８６３号公報（特許文献１）に記載されている対策がある。この対策は、鋼管矢板本管の外面に、該本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、Ｌ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材において、前記雌部材で囲む空間内に、本管外面を覆う板状部材を組み入れ、これら板状部材、Ｔ字形及びＬ字形部材の対向する表面に、それぞれ前記本管の軸方向に垂直な複数本の突条を設けるものであって、その突起の効果によってこれらの継手部材と、当該空間に充填されるモルタルとの付着強度を増加させるものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１４０８６３号公報
【００１１】
【非特許文献１】
片山、外２名、「鋼管矢板基礎工法における最近の研究開発」、基礎工、１９９３年１１月、ｐ．３２−４２
【００１２】
【非特許文献２】
片山、外３名、「鋼管矢板基礎における高耐力継手の実験的研究」、土木学会第４９回年次学術講演会、１９９４年９月
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記非特許文献１及び非特許文献２に記載のＰ−Ｐ型継手部材の円形鋼管の内面に多数の突起を設ける対策は、継手部のせん断耐力を大幅に向上させるという点では効果を有するものの、このようなＰ−Ｐ型継手構造では、１個の継手において３ヶ所の空間の土砂排除およびモルタル注入のために、おのおのの空間に土砂排除およびモルタル注入のための管を挿入する必要があり、その出し入れに多大な時間を要する。
【００１４】
一方、前記特許文献１に記載の鋼管矢板本管の外面に、該本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、Ｌ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材において、前記雌部材で囲む空間内に、本管外面を覆う板状部材を組み入れ、これら板状部材、Ｔ字形及びＬ字形部材の対向する表面に、それぞれ前記本管の軸方向に垂直な複数本の突条を設ける対策でも、せん断耐力が向上するものの、この継手構造では、Ｔ字形部材のフランジとＬ字形部材とで挟まれる空間の土砂の洗浄、およびモルタルの充填が十分にできず、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できない可能性がある。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、１組の継手部材において、土砂排除およびモルタル注入のための空間の数を従来のＰ−Ｐ型継手部材よりも少なくすることで施工の合理化を図るとともに、継手構造のせん断耐力を従来の継手構造よりも向上させることができる鋼管矢板の継手部材及び継手構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
［１］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に板状部材Ａを配すると共に該板状部材Ａの表面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［２］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［３］鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、軸方向に沿ってスリットが形成されている円形鋼管の雌部材とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、前記円形鋼管の内表面に、複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［４］鋼管矢板本管の外面に、所定の間隔を開けて該鋼管矢板本管の軸方向に沿って並列に取り付けられた板状の継手部材により、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を嵌合係止させる１組の継手部材であって、前記継手部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた部材が、前記鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［５］上記［１］乃至［４］のいずれかにおいて、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた断面がＴ字形の部材の代わりに、複数個の貫通孔が設けられた板状部材Ｂを用いることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。
［６］請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の継手部材を用いた鋼管矢板の継手構造であって、継手部材で囲まれる空間内が充填材で充填されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第１の実施形態を示す図である。隣接する鋼管矢板本管に対し、一方の鋼管矢板本管１ａの外面に、断面がＬ字形の２枚の雌部材２を鋼管矢板本管１ａの軸方向に沿って、所定の間隔を設けて門型に溶接し、縦長の空間とスリット部を形成する。他方の鋼管矢板本管１ｂの外面には、断面がＴ字形の雄部材３のウェブ端３ｂを、鋼管矢板本管１ｂの軸方向に沿って溶接する。ここで、図１（ａ）は前記板継手構造の断面図、図１（ｂ）は前記雄部材３を図１（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図、図１（ｃ）は前記雄部材３を図１（ａ）中の矢印Ｂの方向から見た側面図を表す。
【００１９】
前記２本の鋼管矢板本管１ａ，１ｂ同士を係止させる構造としては、前記雄部材３の一部であるフランジ部３ａを、前記雌部材２により形成される門型内部の空間内に挿入し嵌合させることにより構成でき、前記雄部材３及び雌部材２は１組の継手部材として扱われる。
【００２０】
本実施形態に係る鋼管矢板本管同士を係止させる継手構造を実際に施工する方法としては、例えば、雌部材２を備えた鋼管矢板本管１ａを、打込みもしくは中掘り工法で地盤に打設後、雄部材を備えた別の鋼管矢板本管１ｂを、その雄部材３を前記雌部材２により形成される空間内に嵌合させながら打設し、その後、前記空間内を掘削、排土、洗浄した後、そこに充填材として、例えばモルタルなどのセメント系充填材を詰め、固化させる方法を用いることができる。
【００２１】
ここで、本発明は、前記断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａに、図１に示すように、複数個の貫通孔３ｃを設けるものである。なお、前記貫通孔３ｃは予め工場で設けるようにしてもよい。前記貫通孔３ｃの存在により、前記雄部材３のフランジ部３ａと前記雌部材２とで挟まれる空間の土砂の洗浄、および充填材の充填を十分に行うことが可能となる。そのため、前述の従来技術に係る特許文献１で課題であった、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できないという課題を解決できる。すなわち、断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａと断面Ｌ字形の雌部材２とで挟まれる空間にも充填材４が十分に充填されるため、継手にせん断力が作用した場合においても、前記雄部材３が隣接する鋼管矢板本管１ａから離れないように拘束されるとともに、充填材４が前記雄部材３のフランジ部３ａに設けられた孔３ｃを貫通することで、前記雄部材３と充填材４間の高い付着強度が発現される。
【００２２】
なお、前記断面Ｔ字形の雄部材３のフランジ部３ａには、複数個の貫通孔３ｃを設けると共に、その外面に突条を設けてもよい。これにより、前記雄部材３と充填材４間との付着強度をより高めることができ、せん断耐力をさらに向上させることが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明においては、前記雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管１ａの外面に板状部材５を配すると共に該板状部材５の表面に複数本の突条６を設けるものである。これにより、前記鋼管矢板本管１ａと充填材４との付着強度を向上させることが可能となる。
【００２４】
ここで、板状部材５の表面に設ける突条６は、例えば、図２に示すような鋼管矢板本管１ａの軸方向に略垂直な方向に設けた複数本の突条、図３に示すように鋼管矢板本管１ａの軸方向に対してある角度をもって設けた複数本の突条、或いは、線状の突条に限られず図４に示すような突条が散在したような形状のものであってもよい。前記突条６を設けた板状部材５は、工場において予め溶接することが好ましい。なお、これらの突条６を設けた板状部材５は、圧延時に突条を設けた板を使用するのが最も安価に製造できる。
【００２５】
前記雌部材２で囲まれる空間内に充填される充填材４としては、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手構造に用いられている圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のモルタルでもよいが、継手部材とモルタルとの付着強度を向上させるために、例えば６０Ｎ／ｍｍ２程度の高強度モルタルを用いることが好ましい。また、前記モルタルに限らず、例えば、骨材寸法を小さく抑えたコンクリートなど、充填性と硬化後の強度が確保できるもの等を用いることができる。
【００２６】
本発明においては、前記充填材４を充填する雌部材２で囲まれる空間内を掘削、排土、洗浄し、充填材を打設するために管を挿入する空間は、雄部材３のフランジ部３ａと対向する板状部材５とで挟まれる空間の１ヶ所でよく、挿入する空間が３ヶ所必要である従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて施工性が格段に向上する。
【００２７】
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
【００２８】
図５は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第２の実施形態を示す図である。図５に示すように、本実施形態は、前記第１の実施形態に記載した構成に対し、雌部材２で囲まれる空間内の鋼管矢板本管１ａの外面に、その表面に複数本の突条６を設けた板状部材５を取り付ける代わりに、鋼管矢板本管１ａの外面に、例えば、帯板、丸鋼、あるいは異形棒鋼などを溶接によって直接取り付け、図２乃至図４のいずれかに示したような突条６を形成するものである。なお、他の構成については前記第１の実施形態と同様であるので同一の番号を付して説明を省略する。
【００２９】
板状部材の四隅のみを溶接するのが基本となる前記第１の実施形態に比べて、突条の溶接に多くの時間が必要となるが、前記第１の実施形態に比べて溶接長が長く確保できるため、より高いせん断耐力を有することが可能となる。
【００３０】
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
【００３１】
図６は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第３の実施形態を示す図である。図６に示すように、本実施形態は、前記第１の実施形態に記載した構成に対し、鋼管矢板本管１ａの外面に断面がＬ字形の２枚の雌部材を鋼管矢板本管１ａの軸方向に沿って所定の間隔を設けて門型に溶接し、縦長の空間とスリット部を形成する代わりに、鋼管矢板本管１ａの外面に、軸方向に沿ってスリットが形成されている円形鋼管７により構成される雌部材２を用いるとともに、この円形鋼管７の内表面に複数本の突条を設けるものである。なお、本実施形態においては、前記第１の実施形態の構成要素である板状部材は有していないが、他の構成については前記第１の実施形態と同様であるので同一の番号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施形態においては、前記第１の実施形態と同様に、土砂排除およびモルタル注入のための空間の数を従来のＰ−Ｐ型継手部材よりも少なくすることで施工の合理化を図るとともに、継手構造のせん断耐力を従来の継手構造よりも向上させることができる。
【００３３】
図７は、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第４の実施形態を示す図である。図７に示すように、本実施形態は、隣接するそれぞれの鋼管矢板本管１ａ，１ｂの外面に、所定の間隔を開けて、帯板８ａ，８ｂと係止部９ａ，９ｂとからなる板状の継手部材１０ａ，１０ｂを、２列並列に鋼管矢板本管１ａ，１ｂのそれぞれの軸方向に沿って溶接にて取り付けるものである。ここで、前記帯板８ａ及び係止部９ａから構成される継手部材１０ａは鋼管矢板本管１ａに溶接され、前記帯板８ｂ及び係止部９ｂから構成される継手部材１０ｂは鋼管矢板本管１ｂに溶接される。
【００３４】
また、前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内の、隣接するそれぞれの鋼管矢板本管１ａ，１ｂの外面には、図７に示すように、そのフランジ部１１ａ，１２ａに複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１１，１２が、鋼管矢板本管１ａ，１ｂの軸方向に沿って溶接にて取り付けられている。ここで、前記フランジ部１１ａに複数個の貫通孔１１ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１１は鋼管矢板本管１ａに溶接され、前記フランジ部１２ａに複数個の貫通孔１２ｃが設けられた断面がＴ字形の部材１２は鋼管矢板本管１ｂに溶接される。なお、前記部材１１，１２は、断面がＴ字形の部材に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００３５】
ここで、図７（ａ）は前記継手構造の断面図、図７（ｂ）は前記断面がＴ字形の部材１１，１２を図７（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図、図７（ｃ）は前記断面がＴ字形の部材１１，１２を図７（ａ）中の矢印Ｂの方向から見た側面図を表す。
【００３６】
本実施形態に係る鋼管矢板本管同士を係止させる継手構造を実際に施工する方法としては、例えば、継手部材１０ａと断面がＴ字形の部材１１とを備えた鋼管矢板本管１ａを、打込みもしくは中掘り工法で地盤に打設後、隣接する同じく継手部材１０ｂと断面がＴ字形の部材１２とを備えた別の鋼管矢板本管１ｂを、それぞれの継手部材１０ａ，１０ｂの係止部９ａ，９ｂを嵌合させながら打設し、その後、前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれた空間内を掘削、排土、洗浄した後、そこに充填材４として、例えばモルタルなどのセメント系充填材を詰め、固化させる方法を用いることができる。
【００３７】
ここで、本発明は、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａに、図７に示すように、複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃを設けるものである。なお、前記貫通孔１１ｃ，１２ｃは予め工場で設けるようにしてもよい。前記貫通孔１１ｃ（１２ｃ）の存在により、前記断面Ｔ字形の部材１１（１２）のフランジ部１１ａ（１２ａ）と鋼管矢板本管１ａ（１ｂ）の外面とで挟まれる空間の土砂の洗浄、および充填材４の充填を十分に行うことが可能となる。そのため、前述の従来技術に係る特許文献１で課題であった、継手にせん断力が作用した場合に、Ｔ字形部材のフランジ突起面に作用する力の水平方向の分力によって、Ｔ字形部材が隣接する本管から離れる方向に移動して、突起によるモルタルとの十分な付着強度が発揮できないという課題を解決できる。すなわち、断面Ｔ字形の部材１１（１２）のフランジ部１１ａ（１２ａ）と鋼管矢板本管１ａ（１ｂ）の外面とで挟まれる空間にも充填材４が十分に充填されるため、継手にせん断力が作用した場合においても、前記断面Ｔ字形の部材１１（１２）が隣接する鋼管矢板本管１ｂ（１ａ）から離れないように拘束されるとともに、充填材４が前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａに設けられた孔１１ｃ，１２ｃを貫通することで、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２と充填材４間の高い付着強度が発現される。
【００３８】
なお、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２のフランジ部１１ａ，１２ａには、複数個の貫通孔１１ｃ，１２ｃを設けると共に、その外面に突条を設けてもよい。これにより、前記断面Ｔ字形の部材１１，１２と充填材４間との付着強度をより高めることができ、せん断耐力をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
前記２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内に充填される充填材４としては、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手構造に用いられている圧縮強度２０Ｎ／ｍｍ２程度のモルタルでもよいが、継手部材とモルタルとの付着強度を向上させるために、例えば６０Ｎ／ｍｍ２程度の高強度モルタルを用いることが好ましい。また、前記モルタルに限らず、例えば、骨材寸法を小さく抑えたコンクリートなど、充填性と硬化後の強度が確保できるもの等を用いることができる。
【００４０】
本発明においては、前記充填材４を充填する２列並列に取り付けられた継手部材１０ａ，１０ｂで囲まれる空間内を掘削、排土、洗浄し、充填材を打設するために管を挿入する空間は、断面Ｔ字形の部材１１のフランジ部１１ａと対向する他方の断面Ｔ字形の部材１２のフランジ部１２ａとで挟まれる空間の１ヶ所でよく、挿入する空間が３ヶ所必要である従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて施工性が格段に向上する。
【００４１】
図７に示した継手部材１０ａ，１０ｂの係止部９ａ，９ｂは、断面がＴ字形の板とスリット付きの小径鋼管からなるＰ−Ｔ型の場合を示しており、前記小径鋼管のスリット部に前記断面がＴ字形の板の帯板８ｂが挿通することにより嵌合係止される。
【００４２】
ここで、前記係止部の構造は、前記Ｐ−Ｔ型に限定されるものではなく、例えば、図８に示すような丸鋼あるいは小径鋼管１３ｂと、スリット付きの小径鋼管１３ａからなるＰ−○型や、図９に示すような断面Ｌ字形のアングル１４ａ，１４ｂを組み合わせたものであってもよい。また、図９に示した断面Ｌ字形のアングル１４ａ，１４ｂを組み合わせた係止部の拘束度をより高めるために、図１０に示すように片方のアングルの途中に帯板を溶接によって取り付けた断面Ｆ字形のアングル１５ａを用いてもよい。なお、この他にも、係止機能を有するものであれば特に限定されない。
【００４３】
以下、本発明に係る鋼管矢板継手構造の第５の実施形態について説明する。
【００４４】
本実施形態は、図１１から図１４に示すように、上述の第１から第４の実施形態に記載した構成に対し、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた断面がＴ字形の部材の代わりに、複数個の貫通孔１６ｃが設けられた板状部材１６を用いるものである。ここで、図１１〜１４における（ａ）は前記継手構造の断面図、図１１〜１４における（ｂ）は前記板状部材１６を図１１〜１４における（ａ）中の矢印Ａの方向から見た側面図を表す。
【００４５】
この中で、上述の第１から第３の実施形態に記載した構成に対して前記断面がＴ字形の部材の代わりに前記板状部材１６を設ける場合（図１１から図１３参照）には、前記板状部材１６が雌部材のスリットから抜け出すことに対する拘束がないため、鋼管矢板本管の位置が断面Ｔ字形部材の場合に比べてずれ易くなるが、断面Ｔ字形部材よりも板状部材の方が安価に製造できるという利点がある。なお、前記板状部材１６に設けられる貫通孔１６ｃの位置は、図１１から図１３に示すように、雌部材２の内部に挿入される部分に設ける必要がある。
【００４６】
一方、上述の第４の実施形態に記載した構成に対して前記断面がＴ字形部材の代わりに前記板状部材１６を設ける場合（図１４参照）には、鋼管矢板本管の位置は、係止部を有する継手部材１０ａ，１０ｂで確保されるため、上述の第１から第３の実施形態に板状部材１６を用いる時のような課題はない。また、この場合には、板状部材１６を片方の鋼管矢板本管に１個だけではなく、図１５に示すように、それぞれの鋼管矢板本管に複数個を取り付けるようにしてもよい。この場合、１個の場合に比べて、より大きなせん断耐力を確保することが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、鋼管矢板の継手部のせん断耐力を、従来の継手構造に比べて著しく向上させることが可能となり、本発明に係る継手部材を用いた継手構造を採用することで、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性を、従来に比べて大きく増加させることができるため、従来は適用が困難であった大規模橋梁基礎へも、鋼管矢板基礎の適用が可能になるという効果がある。
【００４８】
さらに、本発明によれば、従来技術に係るＰ−Ｐ型継手部材に比べて、施工性が格段に向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の他の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る板状部材の表面に設ける突条模様の他の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第３の実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る鋼管矢板継手構造の第４の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の一例を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の他の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る継手部材の係止部における構造の他の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板継手構造の他の一例を示す図である。
【図１６】従来技術に係る鋼管矢板基礎の一例を示す図である。
【図１７】従来技術に係る鋼管矢板基礎の継手部材であるＰ−Ｐ型継手部材の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 鋼管矢板本管
２ 雌部材
３ 雄部材
３ａ フランジ部
３ｂ ウェブ端
３ｃ 貫通孔
４ 充填材
５ 板状部材
６ 突条
７ 円形鋼管
８ａ，８ｂ 帯板
９ａ，９ｂ 係止部
１０ａ，１０ｂ 板状の継手部材
１１，１２ 断面がＴ字形の部材
１１ａ，１２ａ フランジ部
１１ｃ，１２ｃ 貫通孔
１３ａ スリット付きの小径鋼管
１３ｃ 小径鋼管
１４ａ，１４ｂ 断面Ｌ字形のアングル
１５ａ 断面Ｆ字形のアングル
１６ 板状部材
Claims (6)
- 鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、
前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、
前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に板状部材Ａを配すると共に該板状部材Ａの表面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。 - 鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、断面がＬ字形の雌部材２枚とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、
前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、
前記雌部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。 - 鋼管矢板本管の外面に、該鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられ、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を、断面がＴ字形の雄部材と、軸方向に沿ってスリットが形成されている円形鋼管の雌部材とで嵌合係止させる１組の継手部材であって、
前記雄部材のフランジ部に複数個の貫通孔を設け、
前記円形鋼管の内表面に、複数本の突条を設けることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。 - 鋼管矢板本管の外面に、所定の間隔を開けて該鋼管矢板本管の軸方向に沿って並列に取り付けられた板状の継手部材により、互いに隣接する鋼管矢板本管同士を嵌合係止させる１組の継手部材であって、
前記継手部材で囲まれる空間内の鋼管矢板本管の外面に、そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた部材が、前記鋼管矢板本管の軸方向に沿って取り付けられていることを特徴とする鋼管矢板の継手部材。 - そのフランジ部に複数個の貫通孔が設けられた断面がＴ字形の部材の代わりに、複数個の貫通孔が設けられた板状部材Ｂを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鋼管矢板の継手部材。
- 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の継手部材を用いた鋼管矢板の継手構造であって、
継手部材で囲まれる空間内が充填材で充填されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
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