JP2005048385A - Joint structure of steel pipe sheet pile - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留め壁構造および井筒基礎構造など鋼管を連結して構築する鋼管矢板および鋼管矢板の継手鋼管構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の鋼管矢板を井筒状に閉合してなる鋼管矢板井筒基礎においては、お互いの鋼管を連結するために一般にスリットを有する円形の継手鋼管(P−P継手)が用いられる。この継手を嵌合させて、鋼管矢板を連続して建て込んだ後に、継手鋼管内にモルタルを充填して構築する。図6以下によって説明すると、隣接する鋼管矢板16の継手同士を互いに嵌合連結しながら、複数の鋼管矢板16を平面に見て円形、小判形、矩形等の閉鎖形状になるように地盤中に打設し、その閉鎖形状の内部空間に頂版コンクリートを施工して鋼管矢板井筒基礎17が構築され、その上面に橋脚18が構築される。
【0003】
前記鋼管矢板16の継手部材としては、図7、図8に示されるように、通常、P−P型継手部材が採用される。この継手部材は、鋼管矢板本管16aより小径の円形鋼管(以下、継手鋼管という)14からなり、その継手鋼管14は、前記鋼管矢板本管16aの外面に溶接で固着されると共に、管軸方向に沿って伸びる嵌合用のスリット19が設けられている。
【0004】
施工にあたっては、各鋼管矢板16について、その継手鋼管14を、隣接する鋼管矢板16の継手鋼管14に嵌合させながら地盤中に打設し、継手鋼管14における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20を充填して鋼管矢板16同士を連結して、閉鎖形状を形成する。
【0005】
一般に、P−P型継手部材に用いる継手鋼管14には、外形が165.2mm、板厚が11mm(もしくは9mm)で、図8(B)に示すように内面に突起などの凸凹が無いものが使用される。一方、充填するモルタル20としては、圧縮強度20N/mm2程度のものが使用されている。
【0006】
ところで鋼管矢板井筒基礎17に水平方向の外力が作用した場合には、鋼管矢板16の継手鋼管14に管軸方向のせん断力が作用する。この場合、継手部のせん断伝達力が小さいと、継手部で軸方向にずれが生じることとなり、鋼管矢板井筒基礎17の構造全体の曲げ剛性はこの継手部で規定される。このことから鋼管矢板井筒基礎17の曲げ剛性向上のためには、継手鋼管14の鋼管軸方向のせん断耐力を向上させる必要がある。
【0007】
継手部のせん断耐力を高める手法として、前記の図8(C)に示すような鋼管内面に突起部を設ける方法が知られており、この継手構造では、確かに突起部とモルタルとの摩擦力が高まるために、高いせん断耐力を発揮することができる。しかし、この場合には突起部での摩擦力は向上するが、鋼管の拘束効果が小さいために継手鋼管のスリット部に開き変形を生じ、このために継手せん断耐力の向上には限界がある。
【0008】
前記の問題を解決する手段として、特開2000−220135には、鋼管矢板本管の円弧部と継手鋼管の円弧部の間に補強板を溶接する方法が開示されている。この先行技術は、先の突起付き継手鋼管の技術と、継手鋼管の大径化により継手せん断耐力を増加した場合に、継手鋼管のせん断降伏により継手せん断耐力が規定される場合があることに着目し、継手せん断耐力を増加するために、鋼管矢板円弧部に別途補強板を溶接により配置した構造である。しかし、前記先行技術は補強板の溶接量が多くなり、かつ、加工が煩雑となるために、継手製作費が高価となるという問題があった。
【0009】
他方、特開2000−355933には、円形の継手鋼管(P−P継手)における継手嵌合区間に貫通孔を有する技術が開示されている。この先行技術では、継手せん断耐力は、該継手鋼管の長爪側(鋼管矢板本管との溶接部からスリットまでが長い側)の嵌合区間でのせん断抵抗が最も重要であることに着目し、かつ、施工時の土砂洗浄状態が継手せん断耐力に大きな影響を及ぼすことに着目し、長爪側嵌合区間に小径の貫通孔を複数開孔している。すなわち、この開孔は、モルタル充填前の継手管内洗浄の向上を主たる目的としたものである。
【0010】
前記の先行技術において、発明の詳細な説明には、貫通孔の配置により継手鋼管とモルタルの付着強度が向上することが記載されているが、積極的にずれ止めとしての使用は考慮されていない。また、そこに記載されている実験データからは、貫通孔を配置することによりモルタル付着強度の増加は認められず、継手鋼管の管軸方向のずれ止めとしての機能、スリット部を介して継手鋼管に開き変形を生じるのを拘束するアンカーとしての機能は期待できない。
【0011】
【特許文献1】
特開2000−220135号公報
【特許文献2】
特開2000−355933号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、鋼管矢板の継手鋼管の軸方向のせん断耐力向上につき独自の研究を行った。その結果、従来技術に見られるように、単に鋼材に開設の小孔にモルタルを回り込ませることでモルタルと鋼材との付着強度を向上するのではなく、特に、一定の条件が整うように継手管に貫通孔を設けることで、相対する継手鋼管の対向する貫通孔の内外に硬化したモルタルを行き渡って存在させることによりアンカー軸として機能させ、これにより継手鋼管を拡開させようと作用する力に抵抗させてその拡開を拘束し、以って継手部に大きなせん断耐力を発揮させることができることの知見を得た。
【0013】
すなわち、本発明者の研究によると、鋼管矢板の継手鋼管に一定条件の下で貫通孔を設けることにより、この貫通孔部にずれ力が作用した場合には、継手鋼管貫通孔の板厚部でモルタルに支圧力が作用すると同時に、貫通孔法線方向に割裂力が作用する。この割裂力を抑制する拘束効果を付与することにより、せん断耐力は飛躍的に大きくなる。また、拘束力が作用した条件では、せん断耐力はおおよそ貫通孔面積に比例することの知見を得た。
【0014】
本発明は、前記の研究結果にもとづいて提案するもので、鋼管矢板の継手鋼管(P−P継手)において、鋼管軸方向のせん断耐力を高める継手構造を提供することが課題である。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、次のように構成する。
【0016】
第1の発明は、鋼管矢板本管の外面軸方向にスリットを有する継手鋼管を配管してなる鋼管矢板において、前記継手鋼管の継手長爪部でかつ、互いに嵌合する相手側の継手鋼管の継手長爪部に開設する貫通孔と対向する位置に、継手鋼管と充填モルタルとのせん断耐力を増加すべく、相対する継手鋼管同士のせん断耐力を確保するに必要かつ十分な面積の孔径を持つ複数の貫通孔を管軸方向に配置したことを特徴とする。
【0017】
第2の発明は、第1の発明において、継手長爪部の先端から相手側の継手鋼管のスリットまでの範囲を長爪側嵌合区間とし、前記貫通孔の直径(D)は、前記長爪側嵌合区間の1/4から1/2の範囲に設定することを特徴とする。
【0018】
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記継手鋼管の継手長爪部に開設の貫通孔の中心軸を、相対する継手鋼管の矢板本管との溶接部を通る中心軸よりも先端側に配置したことを特徴とする。
【0019】
第4の発明は、第1〜第3の何れかの発明において、前記継手鋼管に内面突起鋼管を用いたことを特徴とする。
【0020】
第5の発明は、第1〜第4の何れかの発明において、前記継手鋼管の継手長爪部の側端部の軸方向に充填モルタル拘束用の突起部を配置したことを特徴とする。
【0021】
【作用】
本発明によると、互いに嵌合する相手側の継手鋼管の長爪部に開設する貫通孔と対向する位置に、相対する継手鋼管同士のせん断耐力を確保するに必要かつ十分な面積の孔径を持つ複数の貫通孔を管軸方向に配置したので、前記対向する貫通孔に存在する硬化したモルタルがアンカー軸部として機能し、これにより貫通孔部にせん断耐力が作用した場合に、継手鋼管の板厚部でモルタルに支圧力が作用すると同時に、貫通孔法線方向に割裂力が作用しても、前記アンカー軸部がこの割裂力を抑制する拘束効果を発揮し、この拘束効果によって継手鋼管のせん断耐力は大きくなる。モルタルにアンカー軸部としての機能を発揮させるための前記貫通孔の大きさは、継手鋼管に拘束力が作用した条件下では、せん断耐力はおおよそ貫通孔の面積に比例することの知見を得たことに基づき、それに適した大きさに開設されている。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【0023】
図1は、本発明の実施形態1を示し、(A)は、鋼管矢板における相対する継手鋼管(P−P継手)の嵌合状態を示す平面図、(B)は、継手鋼管を単体で示す斜視図である。同図に示すように鋼管矢板1は、鋼管矢板本管2の外面軸方向にスリット3を有する円形鋼管からなる継手鋼管4を溶接して構成されている。この継手鋼管4は、溶接部5からスリット3の側端までが長い方を継手長爪部4aとし、溶接部5からスリット3の側端までが短い方を継手短爪部4bとする。また、スリット3を介して互いに嵌合した継手鋼管4において、継手長爪部4aの先端から相手側の継手鋼管4のスリット3までの範囲を長爪側嵌合区間6とする。
【0024】
本発明の実施形態1では、互いに嵌合した継手鋼管4の長爪側嵌合区間6において、相手側の長爪側嵌合区間6に開設する貫通孔7と対向する位置に、同じく貫通孔7を開設した点に特長がある。しかもこの貫通孔7は、継手鋼管4とその内部に充填するモルタル8とのせん断耐力を増加すべく、相対する継手鋼管同士の軸方向のせん断耐力を確保するに必要かつ十分な面積の孔径を有していることが条件であり、かつ、この貫通孔7は管軸方向に列状に配置している(なお貫通孔7は千鳥配置でもよいが図は省略する)。また、貫通孔7が相手側の貫通孔7と対向する位置設けられるとは、後述の図4(B)、図5(C)に示すように、互いに嵌合した継手鋼管4の溶接部5を通る中心線(イ)上に位置して対向する貫通孔7と、図5(A)、(B)に示すように、中心線(イ)に対し平面的に見てある角度θ傾斜した位置で対向する貫通孔7とを含むものである。
【0025】
前記のように継手鋼管4に貫通孔7を配置することにより、該貫通孔7に充填されるモルタル8(図4、図5に示す)のせん断伝達により継手鋼管4にスリット3を介して開き方向の力が作用したとき、該モルタルがアンカー軸として機能し、該継手鋼管4の継手せん断耐力が増大する。このせん断耐力は、概ね貫通孔7の孔面積に比例することが判明した。したがって、大きなせん断耐力を確保するためには、大きな面積の貫通孔7を配置することが効果的である。したがって、この点で、継手嵌合区間6において管軸方向に貫通孔7を列状に配置することが最も効果的な孔配置方法である。勿論、貫通孔7の孔の大きさを調整することで該貫通孔7を複数列配置することは構わない。また、貫通孔7の形状は、円形でも矩形でも構わない。さらに、以上の知見に基づけば、孔が縦長形状である場合には、さらに貫通孔7を効果的に配置することができる。
【0026】
前記貫通孔7の孔サイズとしては、継手嵌合区間6の長さの1/4から1/2程度の直径(D)を有することが望ましい。したがって、Φ165.2mmの継手鋼管4の場合には、孔が35mm〜70mm程度の幅寸法の貫通孔7となる。また、継手鋼管4に大きなサイズを用いる場合には、該継手鋼管4の寸法に応じて貫通孔7の寸法も大きくなる。互いに嵌合した継手鋼管4内に充填するモルタル8としては、高強度のほうが継手鋼管4のせん断耐力が大きくなる。一般の充填モルタルは、20N/mm2程度であるが、40〜60N/mm2程度の高強度モルタルを充填してもよい。
【0027】
次に、図2は実施形態2を示し、貫通孔7の配置の部位を特別に規定することで、継手鋼管4のモルタルとのせん断耐力を一層向上させる例を示す。すなわち、この実施形態2では、スリット3を介して互いに嵌合した両継手鋼管4の鋼管矢板本管2との溶接部5を通る中心線(イ)よりも継手長爪部4aの先端側に貫通孔7の中心軸を配置する例を示すが、貫通孔7の中心を中心線(イ)よりも先端側に寄せた配置でもよい。
【0028】
実施形態2において、継手鋼管4の中心線(イ)よりも先端側に貫通孔7を配置することにより、モルタル8との一層大きなせん断耐力を発揮することができる。実施形態2の継手鋼管4によると、貫通孔7とモルタル8のせん断耐力は、鋼管軸方向と同様に鋼管周方向にも抵抗することができる。したがって、貫通孔7を継手鋼管4の中心線(イ)よりも先端側に配置することにより、貫通孔7の周囲のコンクリートに拘束力が作用するために、長爪側嵌合区間において長爪部の抜け出しを抑制し、継手鋼管同士のせん断耐力を増加することができる。
【0029】
また、実施形態1、2で説明したように貫通孔7を有する継手鋼管4において、本発明においても内面に突起を有する継手鋼管4を用いることは一層効果的である。図3には、継手鋼管4の内面に突起部を設けた例を示し、同図(A)は、チェッカー状の突起10を示し、同図(B)は、スパイラル状の突起11を示し、同図(C)は、横方向に平行の突起12の例を示す。このように継手鋼管4の内面に突起部を設けることによって、鋼管とモルタルの付着を確保し、そのために飛躍的に優れたせん断耐力を発揮することができる。継手鋼管4の内面の突起は、縞鋼管を用いてもよいし、チェッカープレートにより製造してもよい。
【0030】
しかし、継手鋼管4において、内面突起部と充填モルタルの付着性状は、突起部でのせん断破壊時のモルタルに体積膨張が生じるため、継手部の閉鎖空間内では高い付着力を発揮するが、継手鋼管4には、反力として剥離力が作用するために、鋼管にスリット3があるような本発明の継手鋼管4の場合には、継手短爪部が開くとともに、継手長爪部に抜け出しが生じ、低強度でせん断破壊に至る。
【0031】
継手鋼管4における長爪側嵌合区間6の抜け出しを抑制する手段として、図5(C)には、継手鋼管4の端部、つまり長爪側嵌合区間6の先端に定着部として内側屈曲部13を設けた例を示す。前記の内側屈曲部13を設けることによって継手鋼管4の長爪側嵌合区間6の抜け出しに抵抗させることができ、これにより飛躍的に大きなせん断耐力を発揮することができる。継手鋼管4の長爪側嵌合区間6の先端に設ける鋼管端部の定着部は、図の内側屈曲部13のようにスリット部の鋼管を折り曲げ加工により設けてもよいし、鋼板や丸鋼などを溶接で配置してもよい。
【0032】
すなわち、内面突起鋼管の場合に、継手鋼管内のモルタルの拘束力が作用すれば、大きなせん断耐力を発揮するために、長爪側嵌合区間6に貫通孔7や先端定着部を配置することにより、長爪側嵌合区間6の抜け出し抑制アンカーとして機能し、継手鋼管のせん断耐力が飛躍的に増大させることができる。
【0033】
図4、図5は、鋼管矢板1に水平方向の外力が作用した場合において、モルタル8が充填された互いに嵌合するスリット付き継手鋼管4にせん断力が作用した場合に、該継手鋼管のモルタル8に作用する割裂力の方向を矢印で示す説明図である。図4(A)は、比較例として示す継手鋼管14であり、図4(B)と図5(A)、(B)、(C)は、本発明に係る継手鋼管4の例を示す。
【0034】
図4(A)の継手鋼管14では、内面にモルタル20との付着力を増す突起部(図示せず)を有しているが貫通孔を有していない。この継手鋼管14にせん断力が作用したとき、モルタル20には矢印(ロ)のように剥離力が作用する。このために、継手短爪部は外側に開く方向に変形し、継手長爪部は抜け出す方向に変形し、両継手鋼管14は嵌合が外れやすくなると共に、せん断耐力の増大が阻害される。
【0035】
これに対して、図4(B)に示す本発明の継手鋼管4においては、貫通孔7が継手鋼管4の溶接部5を通る中心線(イ)上に対向して設けられている。この継手鋼管4にせん断力が作用したとき、モルタル8には矢印(ハ)のような割裂力が作用する。しかし、貫通孔7が相対する位置に配置されているため、割裂力が相殺されることにより、点線で示す領域にモルタルアンカー軸部15が形成される。このモルタルアンカー軸部15の存在によって、モルタルの割裂破壊を拘束されるために、継手鋼管のせん断耐力が飛躍的に増大することとなる。
【0036】
図5(A)、(B)に示す本発明の継手鋼管4においては、貫通孔7が継手鋼管4の溶接部5を通る中心線(イ)に対し平面的に見てある角度θ傾斜した位置で対向して設けられている。この継手鋼管4にせん断力が作用したとき、モルタル8に作用する割裂力は矢印(ニ)のようになる。すなわち、中心線(イ)に対し傾斜した角度位置で対向する貫通孔7の存在により、割裂力が相殺されモルタルアンカー軸部に大きな拘束力が作用する。また、モルタルアンカー軸が長爪側に傾斜しているために、継手短爪部は開く方向の変形は生じない。
【0037】
また、図4(B)は継手鋼管4の内面に突起を設けた場合を示している。内面突起部にせん断力が作用すると、前述のように継手鋼管のスリットが開き、継手長爪部が抜け出す方向に剥離力が作用するが、貫通孔7における継手鋼管の周方向のせん断抵抗により、継手長爪部の抜け出しを抑制するアンカーとして機能する。このために、継手鋼管のせん断耐力は飛躍的に増大することとなる。
【0038】
図5(C)に示す、継手鋼管4とモルタル8の剥離力に抵抗し、継手鋼管4における長爪側嵌合区間6の抜け出しを一層抑制する手段として、端部、つまり長爪側嵌合区間6の先端に定着部として内側屈曲部13を設けた例においては、継手鋼管4にせん断力が作用したとき、モルタル8に作用する剥離力は図4(B)で示したのと同様になる。すなわち、継手長爪部に抜け出し力が発生した場合に前記の内側屈曲部13によって鋼管とコンクリートの定着を確保して抜け出しに抵抗し、とくに、対向する継手鋼管4のスリット3の拡開を確実に止めることができ、それにより飛躍的に優れたせん断耐力を発揮することができるものである。
【0039】
なお、本発明は、実施形態に示した構成を適宜変更して実施することは構わない。
【0040】
【発明の効果】
本発明に係る鋼管矢板の継手構造によると、▲1▼継手が高いせん断耐力を発揮する。▲2▼鋼管矢板本管と継手鋼管との接合部を補強しなくてよいから、補強プレートなどの溶接が不要である。▲3▼継手構造のせん断耐力が向上するので、井筒基礎構造の全体曲げ剛性が向上し、井筒基礎の寸法を小さくすることができ、経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は、実施形態1を示し、鋼管矢板における相対する継手鋼管(P−P継手)の嵌合状態を示す平面図、(B)は、継手鋼管を単体で示す斜視図である。
【図2】(A)は、実施形態2を示し、鋼管矢板における相対する継手鋼管の嵌合状態を示す平面図、(B)は、前記継手鋼管を単体で示す斜視図である。
【図3】(A)、(B)、(C)は、継手鋼管内面に付形する内面突起の3例を示す説明図である。
【図4】鋼管矢板において互いに嵌合した継手鋼管にせん断力が作用したとき、充填モルタルに作用する割裂力の方向を矢印で示す図で、(A)は比較例として示す貫通孔を有しない互いに嵌合した継手鋼管の平面図、(B)は、本発明の貫通孔を有する互いに嵌合した継手鋼管の第1、第2例の平面図である。
【図5】(A)、(B)、(C)は、同じく本発明の貫通孔を有する互いに嵌合した継手鋼管の第3例と第4例と第5例の平面図である。
【図6】従来例の鋼管矢板井筒基礎の斜視図である。
【図7】従来の鋼管矢板における相対する継手鋼管の嵌合状態を示す平面図、(B)は、鋼管矢板を単体で示す斜視図である
【図8】図7の鋼管矢板における相対する継手鋼管の嵌合状態を示す平面図、(B)、(C)は、前記継手鋼管の内面突起の有る場合と無い場合の2例を単体で示す斜視図である。
【符号の説明】
1 鋼管矢板
2 鋼管矢板本管
3 スリット
4 継手鋼管
4a 継手長爪部
4b 継手短爪部
5 溶接部
6 長爪側嵌合区間
7 貫通孔
8 モルタル
11 スパイラル状突起
12 平行突起
13 内側屈曲部
14 継手鋼管
15 モルタルアンカー軸部
15a モルタルアンカー軸部
16 鋼管矢板
16a 鋼管矢板本管
17 鋼管矢板井筒基礎
18 橋脚
19 スリット
20 モルタル
21 凸凹[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel pipe sheet pile constructed by connecting steel pipes such as a retaining wall structure and a well foundation structure, and a steel pipe sheet pile joint steel pipe structure.
[0002]
[Prior art]
In a steel pipe sheet pile well foundation in which a plurality of steel pipe sheet piles are closed in a tubular shape, a circular joint steel pipe (PP joint) having a slit is generally used to connect the steel pipes to each other. After fitting this joint and continuously building the steel pipe sheet pile, the joint steel pipe is filled with mortar and constructed. 6 and below, the joints of adjacent steel
[0003]
As a joint member of the steel
[0004]
In the construction, each steel
[0005]
Generally, the
[0006]
By the way, when a horizontal external force is applied to the steel pipe sheet
[0007]
As a technique for increasing the shear strength of the joint, there is known a method of providing a protrusion on the inner surface of the steel pipe as shown in FIG. 8C. In this joint structure, the frictional force between the protrusion and the mortar is surely obtained. Therefore, high shear strength can be exhibited. However, in this case, the frictional force at the protrusion is improved, but the restraining effect of the steel pipe is small, so that the slit part of the joint steel pipe is deformed open, and there is a limit to the improvement of the joint shear strength.
[0008]
As means for solving the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-220135 discloses a method of welding a reinforcing plate between an arc portion of a steel pipe sheet pile main pipe and an arc portion of a joint steel pipe. This prior art focuses on the joint steel pipe with a projection and the joint shear strength of the joint steel pipe when the joint shear strength is increased by increasing the diameter of the joint steel pipe. In order to increase the joint shear strength, a reinforcing plate is separately arranged on the steel pipe sheet pile arc portion by welding. However, the prior art has a problem that the amount of welding of the reinforcing plate is increased and the processing becomes complicated, so that the joint manufacturing cost becomes expensive.
[0009]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-355933 discloses a technique having a through hole in a joint fitting section in a circular joint steel pipe (PP joint). In this prior art, focusing on the joint shear strength, the shear resistance in the fitting section on the long claw side of the joint steel pipe (the side from the welded portion to the steel pipe sheet pile main pipe to the slit) is the most important. Moreover, paying attention to the fact that the state of soil washing during construction has a great influence on the joint shear strength, a plurality of small-diameter through-holes are opened in the long claw-side fitting section. That is, this opening is mainly intended to improve the cleaning of the joint pipe before filling with mortar.
[0010]
In the above prior art, the detailed description of the invention describes that the adhesion strength between the joint steel pipe and the mortar is improved by the arrangement of the through holes, but the use as a detent is not considered actively. . Also, from the experimental data described there, no increase in the mortar adhesion strength was observed by arranging the through-holes, and the function as a detent in the pipe axis direction of the joint steel pipe, the joint steel pipe through the slit part Therefore, it cannot be expected to function as an anchor that restrains opening deformation.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-220135 A [Patent Document 2]
JP 2000-355933 A
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor conducted original research on the improvement of the shear strength in the axial direction of the steel pipe sheet pile joint steel pipe. As a result, as seen in the prior art, it is not necessary to improve the adhesion strength between the mortar and the steel material by simply wrapping the mortar in the small holes established in the steel material. By providing a through-hole, the hardened mortar spreads inside and outside the opposing through-holes of the opposing joint steel pipe to function as an anchor shaft, thereby increasing the force acting to expand the joint steel pipe. It was found that it was possible to resist and constrain its expansion, thereby allowing the joint to exhibit a large shear strength.
[0013]
That is, according to the research of the present inventor, by providing a through hole under a certain condition in the joint steel pipe of the steel pipe sheet pile, when a displacement force acts on this through hole part, the plate thickness part of the joint steel pipe through hole At the same time as the supporting pressure acts on the mortar, the splitting force acts in the normal direction of the through hole. By providing a restraining effect that suppresses the splitting force, the shear strength is dramatically increased. In addition, it was found that the shear strength is roughly proportional to the through-hole area under the condition where the restraining force is applied.
[0014]
This invention proposes based on the said research result, and it is a subject to provide the joint structure which raises the shear strength of a steel pipe axial direction in the joint steel pipe (PP joint) of a steel pipe sheet pile.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0016]
1st invention is a steel pipe sheet pile formed by piping the joint steel pipe which has a slit in the outer surface axial direction of a steel pipe sheet pile main pipe, and is a joint long claw part of the above-mentioned joint steel pipe, In order to increase the shear strength between the joint steel pipe and the filling mortar at a position facing the through-hole established in the joint long claw, the hole diameter is necessary and sufficient to ensure the shear strength between the joint steel pipes facing each other. A plurality of through holes are arranged in the tube axis direction.
[0017]
According to a second invention, in the first invention, a range from the tip of the joint long claw portion to the slit of the mating joint steel pipe is a long claw side fitting section, and the diameter (D) of the through hole is the length of the long hole. It is characterized by being set to a range of ¼ to ½ of the nail side fitting section.
[0018]
According to a third invention, in the first or second invention, the central axis of the through hole established in the joint long claw portion of the joint steel pipe is more than the central axis passing through the welded portion of the opposing joint steel pipe with the sheet pile main pipe. Is also arranged on the tip side.
[0019]
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, an internally projecting steel pipe is used as the joint steel pipe.
[0020]
A fifth invention is characterized in that, in any of the first to fourth inventions, a filling mortar restraining projection is arranged in the axial direction of the side end of the joint long claw of the joint steel pipe.
[0021]
[Action]
According to the present invention, the hole diameter of the area necessary and sufficient to ensure the shear strength of the opposed joint steel pipes is provided at a position facing the through hole formed in the long claw portion of the mating joint steel pipe to be fitted to each other. Since a plurality of through-holes are arranged in the tube axis direction, the hardened mortar present in the opposing through-holes functions as an anchor shaft portion, whereby when the shear strength acts on the through-hole portion, the joint steel pipe plate At the same time as the support pressure acts on the mortar at the thick part, even if splitting force acts in the normal direction of the through-hole, the anchor shaft portion exerts a restraining effect that suppresses this splitting force, and this restraining effect causes the joint steel pipe to Shear strength is increased. The size of the through hole for causing the mortar to function as an anchor shaft was obtained under the condition that a binding force was applied to the joint steel pipe, and the shear strength was approximately proportional to the area of the through hole. Based on that, it has been established in a size suitable for it.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows
[0024]
In
[0025]
By disposing the through
[0026]
As the hole size of the through
[0027]
Next, FIG. 2 shows
[0028]
In the second embodiment, by disposing the through
[0029]
In addition, in the
[0030]
However, in the
[0031]
As a means for preventing the long-claw-side
[0032]
That is, in the case of an internally protruded steel pipe, if a mortar restraining force in the joint steel pipe is applied, in order to exert a large shear strength, the through-
[0033]
4 and 5 show a mortar of the jointed steel pipe when a shearing force is applied to the jointed
[0034]
The
[0035]
On the other hand, in the
[0036]
In the
[0037]
FIG. 4B shows a case where a protrusion is provided on the inner surface of the
[0038]
As a means for resisting the peeling force between the
[0039]
Note that the present invention may be implemented by appropriately changing the configuration shown in the embodiment.
[0040]
【The invention's effect】
According to the steel pipe sheet pile joint structure according to the present invention, (1) the joint exhibits high shear strength. (2) Since it is not necessary to reinforce the joint between the steel pipe sheet pile main pipe and the joint steel pipe, welding of a reinforcing plate or the like is unnecessary. (3) Since the shear strength of the joint structure is improved, the overall bending rigidity of the well foundation structure is improved, the dimensions of the well foundation can be reduced, and the economy is improved.
[Brief description of the drawings]
1A is a plan view showing a fitting state of opposing joint steel pipes (PP joints) in a steel pipe sheet pile according to
2A is a plan view showing a fitting state of opposing joint steel pipes in a steel pipe sheet pile according to
FIGS. 3A, 3B and 3C are explanatory views showing three examples of inner surface protrusions formed on the inner surface of the joint steel pipe. FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing the direction of the splitting force acting on the filling mortar when a shearing force is applied to the joint steel pipes fitted to each other in the steel pipe sheet pile, and (A) does not have a through hole shown as a comparative example. The top view of the joint steel pipe fitted together, (B) is a top view of the 1st and 2nd example of the joint steel pipe fitted together which has a penetration hole of the present invention.
FIGS. 5A, 5B, and 5C are plan views of third, fourth, and fifth examples of joint steel pipes that are fitted with each other and that have through holes according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a conventional steel pipe sheet pile well foundation.
7 is a plan view showing a fitting state of opposing steel pipe sheet piles in a conventional steel pipe sheet pile, and FIG. 7B is a perspective view showing the steel pipe sheet pile as a single body. FIG. The top view which shows the fitting state of a steel pipe, (B), (C) is a perspective view which shows the two examples with and without the internal surface protrusion of the said joint steel pipe.
[Explanation of symbols]
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