JP2005146511A - 左右非対称形状の継手を有するハット型鋼矢板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 左右の継手形状の違いが小さく、さらには逆Ｕ姿勢での下端支持による水平搬送時にウエブ面が水平に保たれ、さらには積み重ね姿勢の安定性にも優れる左右非対称形状の継手を有するハット型鋼矢板を提供する。
【解決手段】 Ｕ形鋼矢板の左右の継手３-フランジ２間にウエブ１に平行な鍔４を設けたハット形鋼矢板において、各継手に鉤爪５および鍔との接続部から反鉤爪底側に凸となる直爪６を設け、左右いずれか一側の継手を直爪先端がウエブ側に向いた第１の継手３Ａ、他側の継手を直爪先端が反ウエブ側に向いた第２の継手３Ｂとし、第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離ｈＢＬを第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＢＣよりも大とし、かつ第２の継手の直爪の凸高さＨＢを第１の継手のそれＨＡよりも大とした。
【選択図】 図１
【解決手段】 Ｕ形鋼矢板の左右の継手３-フランジ２間にウエブ１に平行な鍔４を設けたハット形鋼矢板において、各継手に鉤爪５および鍔との接続部から反鉤爪底側に凸となる直爪６を設け、左右いずれか一側の継手を直爪先端がウエブ側に向いた第１の継手３Ａ、他側の継手を直爪先端が反ウエブ側に向いた第２の継手３Ｂとし、第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離ｈＢＬを第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＢＣよりも大とし、かつ第２の継手の直爪の凸高さＨＢを第１の継手のそれＨＡよりも大とした。
【選択図】 図１
Description
本発明は、左右非対称形状の継手を有するハット型鋼矢板に関する。
ハット型鋼矢板は、Ｕ形（あるいは略Ｕ形）鋼矢板の左右の継手-フランジ間に、ウエブに平行な鍔を設けて広幅鋼矢板（例えば有効幅６００ｍｍのもの）あるいは超広幅鋼矢板（例えば有効幅９００ｍｍのもの）としたものである。かかるハット型鋼矢板において、これを用いて構築した連接矢板壁のウエブが鍔から見て同じ側に面一に揃うように、左右の継手の断面形状を左右非対称な形状にしたものが知られている（例えば特許文献１，２）。
特開平２００２−２０６２３４号公報
特開平２００３−０４９４２２号公報
しかし、上記従来の左右非対称形状の継手を有するハット型鋼矢板では、左右の継手形状の違いが大きいため、強度バランスが必ずしも良くなく、また、圧延成形により製造するにあたっても、継手になる素材部分の変形のされ方が左右で大きく異なるため、作り難いという問題があった。また、逆Ｕ姿勢で水平面上に置いたとき、単体ではウエブ面が略水平になるものの、積み重ね姿勢の安定性について考慮されていないため、上段側のウエブ面が水平から傾斜しやすいため、あるいは水平に保たれたとしても上段側と下段側とでフランジ間に隙が生じて左右方向に変位しやすいため、工場内外で積み重ねて搬送する際に、積み姿が安定せず、輸送手段（自動車、船など）の転回による遠心力などにより、荷崩れを起こしかねない問題もあった。
そこで、本発明は、左右の継手形状の違いが小さく、さらには逆Ｕ姿勢での下端支持による水平搬送時にウエブ面が水平に保たれ、さらには積み重ね姿勢の安定性にも優れる左右非対称形状の継手を有するハット型鋼矢板を提供することを目的とする。
本発明は、Ｕ形鋼矢板の左右の継手-フランジ間にウエブに平行な鍔を設けたハット形鋼矢板において、各継手に鉤爪および鍔との接続部から反鉤爪底側に凸となる直爪を設け、左右いずれか一側の継手を直爪先端がウエブ側に向いた第１の継手、他側の継手を直爪先端が反ウエブ側に向いた第２の継手とし、第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離を第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法よりも大とし、かつ第２の継手の直爪の凸高さを第１の継手のそれよりも大としたことを特徴とする左右非対称形状の継手を有するハット形鋼矢板である。
本発明では、第１の継手の鉤爪外面と第２の継手の直爪先端との共通接平面がウエブ面に平行であることが好ましい。
また、本発明では、積み重ねの上段側と下段側との第２の継手側のフランジ同士が接触し、かつ上段側と下段側との第１の継手側の鉤爪同士が接触し、かつ上段側の第２の継手の直爪および鉤爪が共に下段側の第２の継手の鉤爪と接触するものが好ましい。
本発明によれば、左右の継手（第１、第２の継手）の断面形状の違いを、両者の直爪の凸高さの差分あるいはこれに加えて該凸高さの差分に応じて適宜設定しうる直爪の幅の差分のみとして、小さくすることができるから、左右の強度バランスは良好であり、圧延による製造も容易化する。加えて、逆Ｕ姿勢では第２の継手の直爪先端が下向きで鉤爪の下方に位置し、該直爪の凸高さは第１の継手の直爪の凸高さよりも大であるから、超広幅（例えば有効幅９００ｍｍ）の鋼矢板を逆Ｕ姿勢の圧延で製造する際、ウエブ面を水平に保って走行安定性を向上させることができ、また、該圧延製品を逆Ｕ姿勢で積み重ねて搬送する際、各積み重ね段のウエブを水平に保ちかつ水平方向のずれを抑止することができる。
図１は、本発明の１例を示す断面図である。本発明は、Ｕ形鋼矢板の左右の継手３-フランジ２間にウエブ１に平行な鍔４を設けたハット形鋼矢板を基本とする。各継手３には、鉤爪５および鍔４との連接部から反鉤爪底側すなわち鍔４から見て鉤爪５底側とは反対の側に凸となる直爪６が設けられている。そして、図１の例では、左側の継手３を直爪６先端がウエブ１側を向いた第１の継手３Ａとし、右側の継手３を直爪６先端が反ウエブ１側を向いた第２の継手３Ｂとしている。直爪６は、鉤爪５と嵌合した相手方の鉤爪の自由回転を拘束して継手の連結を強化するために設けられる。また、孔型圧延をしやすくするために、直爪６の反鍔側の側面は鉤爪５の内面と滑らかに接続される。
なお、図１において、Ｂ０は有効幅、Ｂｗはウエブ幅、Ｈ０は全高さ、ｔｗはウエブ厚、ｔｆはフランジ厚、ｔｘは鍔厚、θ１はフランジ傾きである。ここで、「傾き」はウエブ幅方向と直交する平面からの傾斜角度で表される（以下同じ。）。
本発明では、第２の継手３Ｂの直爪６先端から鉤爪５底部外面までの鍔４厚方向距離ｈＢＬを第２の継手３Ｂの鉤爪５の鍔４厚方向寸法ｈＢＣよりも大すなわちｈＢＬ＞ｈＢＣとし、かつ第２の継手３Ｂの直爪６の凸高さＨＢを第１の継手３Ａの直爪６の凸高さＨＡよりも大すなわちＨＢ＞ＨＡとした。
これにより、第１，第２の継手の鉤爪断面形状を互いに略回転対称形としながら、第２の継手の直爪の凸高さＨＢを、ｈＢＬ＞ｈＢＣかつＨＢ＞ＨＡの範囲内で適宜に設定でき、それゆえ、左右の継手形状の違いを小さくできるとともに、図１に示すように、本発明の鋼矢板を逆Ｕ姿勢で水平面上に置いたときに、ウエブ面が水平になるようにすることができる。これに対し、ｈＢＬ≦ｈＢＣであると、図１でいえば第２の継手３Ｂが図の位置よりも下方に移行してウエブ面が右下がりに傾斜することになり、鉤爪断面形状を第１の継手３Ａと第２の継手３Ｂとで大きく違えない限り、ウエブ面を水平にするのは困難である。
本発明において、逆Ｕ姿勢で水平面上に置いたときにウエブ面が水平になるようにするには、図１からわかるように、第１の継手３Ａの鉤爪５外面と第２の継手３Ｂの直爪６先端との共通接平面がウエブ１面に平行となるように第２の継手３Ｂの直爪６の凸高さＨＢを決定すればよい。
さらに、本発明では、ｈＢＬ＞ｈＢＣかつＨＢ＞ＨＡとしたことで、例えば図２に示すように、積み重ねの上段側と下段側との第２の継手３Ｂ側のフランジ２同士が接触し、かつ上段側と下段側との第１の継手３Ａ側の鉤爪５同士が接触し、かつ上段側の第２の継手３Ｂの直爪６および鉤爪５が共に下段側の第２の継手３Ｂの鉤爪５と接触する形態の鋼矢板とすることができる。かかる形態の鋼矢板では、水平面上に積み重ねたときに、上段側の鋼矢板のウエブ面を略水平とし、かつ上段側（２段目以上）の鋼矢板の左右方向の変位を拘束することができる。
ここで、水平面上に積み重ねたときに上段側の鋼矢板のウエブ面を略水平とするには、第１の継手３Ａの鉤爪５の鍔４厚方向寸法ｈＡＣと第２の継手３Ｂの鉤爪５の鍔４厚方向寸法ｈＢＣとを略等しくすればよい。すなわちｈＢＣ≒ｈＡＣとすればよい。なお、「略等しい」すなわち「≒」とは、製品寸法の許容誤差範囲内で等しいことを意味する。この許容誤差範囲は要求寸法精度や製造設備仕様などに応じて適宜設定されるもので、本発明では特に限定されないが、好ましくは３％程度以下である。なお、ｈＢＣ≒ｈＡＣとすることは、左右の継手の強度バランスを良好にする観点からも好ましい。
また、上段側の鋼矢板の左右方向の自由変位は、上段側の第２の継手３Ｂ側のフランジ２内面と同側の直爪６の鉤爪５側の側面とが楔の両テーパ面をなす恰好で下段側の第２の継手３Ｂ側のフランジ２外面と同側の鉤爪５の鍔４側の外面とで挟まれてロックされる、いわゆる楔状ロック機能が働くことにより、有効に拘束される。このような積み重ね姿を得るための、第２の継手３Ｂ側の寸法条件を、図３に示す断面図を用いて説明する。
図３において、左右方向が水平方向であり、Ｐ０はフランジ２外面と鍔４上面との連接部のアールを双方の平部延長面と紙面（：鋼矢板の横断面に相当する。）との交線からなる折れ線で置換したときの該折れ線の屈折点、ｔｆはフランジ厚、θ１はフランジ傾き、Ｐ２は鉤爪５の底部外面と鍔４側の側部外面との連接部のアールを双方の平部延長面と紙面との交線からなる折れ線で置換したときの該折れ線の屈折点、θ２は鉤爪５の鍔４側の側部外面の傾き、Ｐ３は鉤爪５の先端部外面に接する水平面と鉤爪５の鍔４側の側部内面（：直爪６の鉤爪５側の側面と滑らかに接続する。）との交線が紙面となす交点、θ３は鉤爪５の鍔４側の側部内面の傾きである。
また、Ｐｈは積み重ね間隔であり、第１の継手３Ａ側と第２の継手３Ｂ側とでそれぞれ上段側と下段側の鉤爪５同士が接触する本発明の好適形態では、Ｐｈ＝ｈＢＣ≒ｈＡＣとなる。
また、Δｘは、上段側Ｐ０下段側Ｐ０間の水平距離、すなわち積み重ねによる水平変位量である。また、ｘ１は、Ｐ２-Ｐ３間の水平距離である。上段側と下段側のフランジ２は図示のように面接触状態で接触するのが好ましく、このときΔｘは次式で表される。
Δｘ＝Ｐｈ×ｔａｎθ１−ｔｆ/ｃｏｓθ１
そして、第２の継手３Ｂ側において、上段側の直爪６が鍔４の水平状態下で下段側の鉤爪５の鍔４側の外面に接触し、かつ上段側の鉤爪５の先端部外面が下段側の鉤爪５の底部外面に接触するための条件は、ｘ１≦Δｘ、かつ、θ２≦θ３である。よって、この条件が満足されるように鋼矢板の製品寸法を決定すればよい。なお、積み重ね姿勢をさらに安定するよう、前記楔状ロック機能を強化するには、ｘ１≒Δｘ、θ２≒θ３とすることが望ましい。
そして、第２の継手３Ｂ側において、上段側の直爪６が鍔４の水平状態下で下段側の鉤爪５の鍔４側の外面に接触し、かつ上段側の鉤爪５の先端部外面が下段側の鉤爪５の底部外面に接触するための条件は、ｘ１≦Δｘ、かつ、θ２≦θ３である。よって、この条件が満足されるように鋼矢板の製品寸法を決定すればよい。なお、積み重ね姿勢をさらに安定するよう、前記楔状ロック機能を強化するには、ｘ１≒Δｘ、θ２≒θ３とすることが望ましい。
本発明の実施例として、図１に示した断面形状の鋼矢板において以下に示す製品寸法に設計したものを、孔型ロール使用の熱間圧延により製造した。
有効幅Ｂ０＝９００ｍｍ
ウエブ幅Ｂｗ＝３３６ｍｍ
全高さＨ０＝３１５ｍｍ
ウエブ厚ｔｗ＝１３.２ｍｍ
フランジ厚ｔｆ＝９.０ｍｍ
鍔厚ｔｘ＝１２.４ｍｍ
フランジ傾きθ１＝２６°
第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離ｈＢＬ＝３８ｍｍ
第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＢＣ＝２９ｍｍ（＜ｈＢＬ）
第２の継手の直爪の凸高さＨＢ＝１０ｍｍ
第１の継手の直爪の凸高さＨＡ＝６.６ｍｍ（＜ＨＢ）
第１の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＡＣ＝２９ｍｍ（≒ｈＢＣ）
積み重ね間隔Ｐｈ＝ｈＢＣ≒ｈＡＣ
積み重ねによる水平変位量Δｘ＝４.３ｍｍ
Ｐ２-Ｐ３間の水平距離ｘ１（図３参照）＝３.９ｍｍ（≦Δｘ、かつ、≒Δｘ）
第２の継手の鉤爪の鍔側の側部外面の傾きθ２（図３参照）＝６.０°
第２の継手の鉤爪の鍔側の側部内面の傾きθ３（図３参照）＝６.２°（≧θ２、かつ、≒θ２）
ウエブ幅Ｂｗ＝３３６ｍｍ
全高さＨ０＝３１５ｍｍ
ウエブ厚ｔｗ＝１３.２ｍｍ
フランジ厚ｔｆ＝９.０ｍｍ
鍔厚ｔｘ＝１２.４ｍｍ
フランジ傾きθ１＝２６°
第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離ｈＢＬ＝３８ｍｍ
第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＢＣ＝２９ｍｍ（＜ｈＢＬ）
第２の継手の直爪の凸高さＨＢ＝１０ｍｍ
第１の継手の直爪の凸高さＨＡ＝６.６ｍｍ（＜ＨＢ）
第１の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法ｈＡＣ＝２９ｍｍ（≒ｈＢＣ）
積み重ね間隔Ｐｈ＝ｈＢＣ≒ｈＡＣ
積み重ねによる水平変位量Δｘ＝４.３ｍｍ
Ｐ２-Ｐ３間の水平距離ｘ１（図３参照）＝３.９ｍｍ（≦Δｘ、かつ、≒Δｘ）
第２の継手の鉤爪の鍔側の側部外面の傾きθ２（図３参照）＝６.０°
第２の継手の鉤爪の鍔側の側部内面の傾きθ３（図３参照）＝６.２°（≧θ２、かつ、≒θ２）
この鋼矢板製品は、逆Ｕ姿勢の下端支持による圧延での直進走行性が良好であり、また、左右の強度バランスが良く、さらに、工場内外において逆Ｕ姿勢で２〜５段に積み重ねて下端支持して水平搬送するときに上段側のウエブ面が水平に保たれ、かつ搬送手段が転回しても横滑りを全然生じず、安定した積み重ね姿勢を維持するものであることが確認された。
本発明は、土木産業分野で度止め壁、締切り壁等に利用することができる。
１ ウエブ
２ フランジ
３ 継手
３Ａ 第１の継手
３Ｂ 第２の継手
４ 鍔
５ 鉤爪
６ 直爪
２ フランジ
３ 継手
３Ａ 第１の継手
３Ｂ 第２の継手
４ 鍔
５ 鉤爪
６ 直爪
Claims (3)
- Ｕ形鋼矢板の左右の継手-フランジ間にウエブに平行な鍔を設けたハット形鋼矢板において、各継手に鉤爪および鍔との接続部から反鉤爪底側に凸となる直爪を設け、左右いずれか一側の継手を直爪先端がウエブ側に向いた第１の継手、他側の継手を直爪先端が反ウエブ側に向いた第２の継手とし、第２の継手の直爪先端から鉤爪底部外面までの鍔厚方向距離を第２の継手の鉤爪の鍔厚方向寸法よりも大とし、かつ第２の継手の直爪の凸高さを第１の継手のそれよりも大としたことを特徴とする左右非対称形状の継手を有するハット形鋼矢板。
- 第１の継手の鉤爪外面と第２の継手の直爪先端との共通接平面がウエブ面に平行であることを特徴とする請求項１記載の左右非対称形状の継手を有するハット形鋼矢板。
- 積み重ねの上段側と下段側との第２の継手側のフランジ同士が接触し、かつ上段側と下段側との第１の継手側の鉤爪同士が接触し、かつ上段側の第２の継手の直爪および鉤爪が共に下段側の第２の継手の鉤爪と接触することを特徴とする請求項２記載の左右非対称形状の継手を有するハット形鋼矢板。
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|---|---|---|---|---|
| JP2006088176A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Jfe Steel Kk | ハット型鋼矢板の製造方法 |
| JP2008111250A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Nippon Steel Corp | 間隔保持部を備えたハット形鋼矢板およびその積み重ね方法 |
| JP2009155897A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nippon Steel Corp | ハット形鋼矢板 |
| JP2020189325A (ja) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ハット形鋼矢板の圧延方法及び粗圧延機 |
-
2003
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