JP2007040053A - Construction method of steel pipe sheet pile structure and the steel pipe sheet pile structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼管矢板構造物の構築方法および鋼管矢板構造物に関するものである。 The present invention relates to a method for constructing a steel pipe sheet pile structure and a steel pipe sheet pile structure.
従来、鋼管矢板を継手部材により多数連結して井筒を形成させ、橋梁基礎構造物、護岸または防波堤構造物等を構築する場合、地震力や波力などの水平力が該構造物に作用した場合、その継手にはせん断力、すなわち継手が鋼管の軸方向にお互いにずれようとする力が発生する。そのせん断力により継手が変形すると、構造物全体はその分により水平方向に変形するので、継手には高い強度と剛性が要求される。 Conventionally, when a steel pipe sheet pile is connected by a joint member to form a well and a bridge foundation structure, seawall or breakwater structure is constructed, horizontal forces such as seismic force and wave force are applied to the structure. The joint generates a shearing force, that is, a force that causes the joint to shift from each other in the axial direction of the steel pipe. When the joint is deformed by the shearing force, the entire structure is deformed in the horizontal direction, so that the joint is required to have high strength and rigidity.
基礎全体の水平方向の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こと、鋼管矢板の本数を増やすことなどが考えられる。しかし、大きな外力が作用するような大規模橋梁基礎等において基礎全体の水平方向の剛性を増加させる場合に、鋼管矢板の本数を増やす方法を採用すると、基礎の規模が過大になるため、不経済な基礎となる。そのため、基礎の規模が過大にならない範囲で、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を用いる必要があった。 As measures for increasing the horizontal rigidity of the entire foundation, it is conceivable to improve the shear strength of the joint part and increase the number of steel pipe sheet piles. However, when increasing the horizontal rigidity of the entire foundation in large-scale bridge foundations where a large external force is applied, etc., it is uneconomical to increase the number of steel pipe sheet piles. It becomes a basic. Therefore, in order to increase the bending rigidity within a range where the scale of the foundation does not become excessive, it is necessary to use a joint having a large shear strength.
継手構造としては、所定径の鋼管からなる鋼管矢板に、縦スリットを形成したパイプ状の継手部材を鋼管軸方向に沿って溶接し、このスリットを介して継手部材同士を係合させ、隣り合う鋼管矢板同士を連結するP−P型継手があった。近年、これらの継手の強度と剛性を高めるために、鋼管にP−P継手のパイプ状の継手部材の内部に突起を設ける方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a joint structure, a pipe-shaped joint member in which a longitudinal slit is formed is welded to a steel pipe sheet pile made of a steel pipe of a predetermined diameter along the steel pipe axial direction, and the joint members are engaged with each other through this slit and are adjacent to each other. There was a PP joint that connects steel pipe sheet piles. In recent years, in order to increase the strength and rigidity of these joints, a method has been proposed in which a protrusion is provided inside a pipe-shaped joint member of a PP joint on a steel pipe (see, for example, Patent Document 1).
また、山形鋼を鋼管外周に溶接し、山形鋼が爪状となって係合することで、隣り合う鋼管矢板同士を連結するL−L型継手があった。L−L型継手についても、継手の強度と剛性を高めるために、継手内の鋼管外周に突起付き棒状鋼材を設置する方法が提案されている。 Moreover, there existed the LL type | mold joint which connects adjacent steel pipe sheet piles by welding an angle steel to the outer periphery of a steel pipe, and engaging an angle steel in the shape of a nail | claw. As for the LL type joint, in order to increase the strength and rigidity of the joint, there has been proposed a method of installing a rod-shaped steel material with a protrusion on the outer periphery of the steel pipe in the joint.
図9は、L−L型継手を用いた鋼管矢板構造物101の平面図を示す。図9に示すように、鋼管矢板構造物101は、隣接する鋼管本体103を、雌継手105の外爪115と雄継手107の内爪117とを係合させて継手106を形成することにより連結し、継手106の内部空間111にモルタル(図示せず)等の充填材を充填したものである。継手106の内部空間111では、鋼管本体103の外周面に異形鉄筋109等の棒状鋼材が固定される。
FIG. 9 shows a plan view of a steel pipe sheet pile structure 101 using LL type joints. As shown in FIG. 9, the steel pipe sheet pile structure 101 connects the adjacent steel pipe
雌継手105、雄継手107に作用するせん断力は、モルタル(図示せず)等の充填材を介して、隣接する鋼管本体103に伝達される。せん断力の伝達メカニズムは、(1)鋼管本体103および異形鉄筋109の表面とモルタルとの接着、(2)異形鉄筋109のふしによる凹凸とモルタルとの機械的噛み合い、(3)鋼管本体103および異形鉄筋109の表面とモルタル等の充填材との摩擦、の3つの要素から成り立っている。
Shear force acting on the
しかしながら、(1)の接着はほとんど期待できない。なぜなら、本来、モルタルと鋼材との接着力は極めて弱く、モルタルの収縮、モルタルと鋼材の温度差に起因する伸縮あるいは膨張量の差、施工時の振動、微小地震などにより容易に接着が失われてしまい、一旦接着が失われれば、再度癒着することはないからである。 However, the adhesion of (1) can hardly be expected. This is because the adhesive strength between mortar and steel is inherently very weak, and adhesion is easily lost due to shrinkage of mortar, expansion or contraction due to temperature difference between mortar and steel, vibration during construction, and microearthquakes. This is because once adhesion is lost, it does not adhere again.
(2)の機械的噛み合いは、雌継手105、雄継手107のずれ量が0〜数mm程度の範囲でしか期待できない。これは、異形鉄筋109のふしの凹凸の寸法は、鉄筋の径にもよるがせいぜい数mmであり、それを超えるずれ変位が生じるときには、モルタルが複雑にひび割れて粉砕され、鉄筋を拘束する効果が失われるからである。但し、継手106の初期の剛性に対しては、この機械的噛み合いによるところが大きい。
The mechanical meshing of (2) can be expected only when the shift amount of the
(3)の摩擦は、継手106の構造において最も重要な役割を担っている。異形鉄筋109とモルタルとの相互ずれが生じた場合、モルタルは異形鉄筋109のふしの形状に沿ってすれようとするので、モルタルと異形鉄筋109は離れようとする。また、モルタルがひび割れ粉砕されていく過程において、モルタルや砂のような粒状体は、せん断変形によって体積変化(所謂ダイラタンシー現象)が生じるので、体積が増加しようとする。
The friction (3) plays the most important role in the structure of the
継手106のずれに対し、継手106内部の断面は、鋼管本体103の軸方向に十分長く拘束されている。また、継手106の平面方向のうち、矢印Aに示す方向には外爪115、内爪117があるので拘束されている。ところが、矢印Bに示す方向、すなわち鋼管本体103が離れようとする方向は、外爪115と内爪117とが係合してはいるが、実際には施工誤差を吸収するための隙間113があり、この隙間113には土砂が存在する。
The cross section inside the
雌継手105と雄継手107がずれようとするときには、隣接する鋼管本体103が互いに離れようとする力が作用する。この力を鋼管本体103自身の剛性、すなわち、鋼管本体103の円形断面が楕円形につぶれようとするときの抵抗によって拘束できれば、鋼管本体103および異形鉄筋109の表面とモルタルとの間に接触圧が作用するので、ずれる際に摩擦力が生じ、雌継手105と雄継手107がずれようとするのを防止する作用が生じる。しかしながら、鋼管本体103の断面は、そうした抵抗はほとんど有しておらず、容易に変形してしまう。
When the
以上のことから、図9に示す継手106の構造は、相対ずれ量が数mmまでしか、実用上十分なせん断剛性・強度を有していない。そのため、地震時のように正負の力が繰り返して作用した際に、健全な場合に比べ、剛性・強度が著しく劣化するという問題があった。
From the above, the structure of the
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、鋼管同士の距離を固定して継手内部のモルタルによる拘束効果を高めることにより、強度と剛性を飛躍的に向上する鋼管矢板構造物の構築方法および鋼管矢板構造物を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to dramatically increase the strength and rigidity by fixing the distance between the steel pipes and enhancing the restraining effect of the mortar inside the joint. It is providing the construction method of the steel pipe sheet pile structure which improves, and a steel pipe sheet pile structure.
前述した目的を達成するための第1の発明は、第1の鋼管本体と、前記第1の鋼管本体に軸方向に沿って鋼材を固定して形成された第1の継手とからなる第1の鋼管と、第2の鋼管本体と、前記第2の鋼管本体に軸方向に沿って鋼材を固定して形成された第2の継手とからなる第2の鋼管とを、前記第1の鋼管と前記第2の鋼管との間に設置した間隔保持材を用いて第1の鋼管と第2の鋼管との設置間隔を固定しつつ、前記第1の継手と前記第2の継手とを嵌合して連結することを特徴とする鋼管矢板構造物の構築方法である。 A first invention for achieving the above-mentioned object is a first steel pipe main body and a first joint formed by fixing a steel material along the axial direction to the first steel pipe main body. A second steel pipe comprising a second steel pipe, a second steel pipe main body, and a second joint formed by fixing a steel material along the axial direction to the second steel pipe main body. The first joint and the second joint are fitted while fixing the installation interval between the first steel pipe and the second steel pipe using a spacing member installed between the first steel pipe and the second steel pipe. It is the construction method of the steel pipe sheet pile structure characterized by connecting together.
第1の継手、第2の継手は、一方が雌継手、他方が雄継手である。第1の継手は、例えば、第1の鋼管本体に固定された脚部に連続して設けられた第1の爪部を有し、第2の継手は、例えば、第2の鋼管本体に固定された脚部に連続して設けられた第2の爪部を有するものとする。第1の継手、第2の継手は、例えば、それぞれ1対の山形鋼からなり、山形鋼の2辺が脚部および爪部として機能する。脚部は鋼管本体に固定され、爪部は継手同士を嵌合した際の抜け出し防止部材として用いられる。 One of the first joint and the second joint is a female joint and the other is a male joint. The first joint has, for example, a first claw portion provided continuously with a leg portion fixed to the first steel pipe main body, and the second joint is fixed to the second steel pipe main body, for example. It shall have the 2nd nail | claw part provided continuously by the made leg part. Each of the first joint and the second joint is made of, for example, a pair of angle steels, and two sides of the angle steel function as leg portions and claw portions. The leg portion is fixed to the steel pipe body, and the claw portion is used as a pull-out preventing member when fitting the joints.
間隔保持材は、例えば、断面が溝型の本体と、本体に連続して設けられた固定用部材とからなる。本体の断面は、矩形、弓形等とする。固定用部材は、溝型の本体の両側部、または、一方の側部に設けられる。 The spacing member includes, for example, a groove-shaped main body and a fixing member provided continuously to the main body. The cross section of the main body is rectangular, arcuate or the like. The fixing member is provided on both sides or one side of the groove-shaped main body.
この場合、間隔保持材の固定用部材を、第1の爪部、第2の鋼管本体のいずれか一方にあらかじめ固定しておき、第1の継手と第2の継手とを嵌合する際に、間隔保持材の本体を、第1の爪部、第2の鋼管本体の他方に接触させる。 In this case, when the fixing member for the spacing member is fixed to either the first claw portion or the second steel pipe main body in advance and the first joint and the second joint are fitted together. The main body of the spacing member is brought into contact with the other of the first claw portion and the second steel pipe main body.
または、間隔保持材の固定用部材を、第1の鋼管本体、第2の鋼管本体のいずれか一方にあらかじめ固定しておき、第1の継手と第2の継手とを嵌合する際に、間隔保持材の本体を、第1の鋼管本体、第2の鋼管本体の他方に接触させる。 Alternatively, when the fixing member for the spacing member is fixed in advance to either the first steel pipe main body or the second steel pipe main body, and the first joint and the second joint are fitted, The main body of the spacing member is brought into contact with the other of the first steel pipe main body and the second steel pipe main body.
間隔保持材には、円盤状の本体と、本体とピン結合された固定用部材とからなるものを用いてもよい。 The spacing member may be made of a disc-shaped main body and a fixing member pin-coupled to the main body.
この場合も、間隔保持材の固定用部材を、第1の爪部、第2の鋼管本体のいずれか一方にあらかじめ固定しておき、第1の継手と第2の継手とを嵌合する際に、間隔保持材の本体を、第1の爪部、第2の鋼管本体の他方に接触させる。 In this case as well, when the fixing member for the spacing member is fixed in advance to either the first claw portion or the second steel pipe body, the first joint and the second joint are fitted together. Then, the main body of the spacing member is brought into contact with the other of the first claw portion and the second steel pipe main body.
または、間隔保持材の固定用部材を、第1の鋼管本体、第2の鋼管本体のいずれか一方にあらかじめ固定しておき、第1の継手と第2の継手とを嵌合する際に、間隔保持材の本体を、第1の鋼管本体、第2の鋼管本体の他方に接触させる。 Alternatively, when the fixing member for the spacing member is fixed in advance to either the first steel pipe main body or the second steel pipe main body, and the first joint and the second joint are fitted, The main body of the spacing member is brought into contact with the other of the first steel pipe main body and the second steel pipe main body.
間隔保持材には、断面方向にのみ膨張するチューブを用いてもよい。チューブは、例えばゴム製等の、膨張圧に耐えられる材質とする。この場合、第1の爪部、第2の鋼管本体のいずれか一方にあらかじめチューブを固定しておき、第1の継手と第2の継手とを嵌合した後に、チューブを膨張させることにより第1の爪部、第2の鋼管本体の他方に接触させる。 A tube that expands only in the cross-sectional direction may be used as the spacing member. The tube is made of a material that can withstand expansion pressure, such as rubber. In this case, the tube is fixed in advance to one of the first claw portion and the second steel pipe main body, and after fitting the first joint and the second joint, the tube is expanded to expand the first. One claw part is brought into contact with the other of the second steel pipe main body.
いずれの形式の間隔保持材を用いる場合にも、第1の継手の爪部または/および前記第2の爪部に、必要に応じて土砂排出用の孔が設けられる。間隔保持材と第1の鋼管および第2の鋼管との接触圧によって、この孔から土砂を排出することにより、第1の爪部と第2の爪部とを密着させてもよい。 Regardless of which type of spacing member is used, the claw portion of the first joint and / or the second claw portion is provided with a hole for discharging earth and sand as necessary. The first claw portion and the second claw portion may be brought into close contact with each other by discharging the earth and sand from this hole by the contact pressure between the spacing member and the first steel pipe and the second steel pipe.
第2の発明は、第1の発明の鋼管矢板構造物の構築方法を用いて構築されたことを特徴とする鋼管矢板構造物である。 2nd invention is the steel pipe sheet pile structure characterized by being constructed | assembled using the construction method of the steel pipe sheet pile structure of 1st invention.
本発明によれば、鋼管同士の距離を固定して継手内部のモルタルによる拘束効果を高めることにより、強度と剛性を飛躍的に向上する鋼管矢板構造物の構築方法および鋼管矢板構造物を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the construction method of a steel pipe sheet pile structure and a steel pipe sheet pile structure which improve the intensity | strength and rigidity dramatically by fixing the distance of steel pipes and heightening the restraint effect by the mortar inside a joint can be provided. .
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、鋼管矢板構造物1の平面図を示す。図1に示すように、鋼管矢板構造物1は、複数の鋼管2からなる。鋼管2は、鋼管本体3、雌継手5、雄継手7、棒状鋼材9、スペーサ11等で構成される。雌継手5、雄継手7は、鋼管本体3の外周面4に、周方向に所定の間隔を置いて固定される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a plan view of a steel pipe sheet pile structure 1. As shown in FIG. 1, the steel pipe sheet pile structure 1 includes a plurality of
鋼管矢板構造物1において、隣接する鋼管2を連結するには、互いの雌継手5と雄継手7とを組み合わせて継手6を形成する。また、継手6の内部空間25に、モルタル等の充填材(図示せず)を充填する。鋼管2の連結方法の詳細については、後述する。
In the steel pipe sheet pile structure 1, in order to connect
図2は、鋼管2の継手6付近の斜視図を示す。図2は、雌継手5側の鋼管2を、雄継手7側の鋼管2の上端位置より低い位置の水平面で切断した状態での遮視図である。図3は、鋼管2の継手6付近の平面図である。
FIG. 2 is a perspective view of the vicinity of the
図1から図3に示すように、鋼管本体3は、円筒状の鋼管である。雌継手5は、1対の山形鋼で構成される。山形鋼は、脚部13と外爪15からなる。雌継手5を構成する山形鋼の脚部13は、鋼管本体3の外周面4に固定される。このとき、1対の山形鋼の脚部13は、鋼管本体3の周方向に所定の間隔をおいて、鋼管本体3の軸方向に沿って配置される。また、1対の山形鋼の外爪15は、互いに接近するように内向きに配置される。外爪15には、孔55が設けられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
雄継手7は、1対の山形鋼で構成される。山形鋼は、脚部17と内爪19からなるる。雄継手7を構成する山形鋼の脚部17は、鋼管本体3の外周面4に固定される。このとき、1対の山形鋼の脚部17は、鋼管本体3の周方向に所定の間隔をおいて、鋼管本体3の軸方向に沿って配置される。また、1対の山形鋼の内爪19は、互いに離反するように外向きに配置される。
The
雌継手5の脚部13、雄継手7の脚部17の設置間隔は、雌継手5と雄継手7が嵌合可能なように設定される。すなわち、雌継手5の1対の脚部13は、雄継手7の1対の内爪19の両端間の距離よりも大きい間隔をおいて配置される。また、雄継手7の1対の脚部17は、雌継手5の1対の外爪15の両端間の距離よりも小さい間隔をおいて配置される。
The installation interval between the
棒状鋼材9は、鋼管本体3の外周面4に、軸方向に沿って固定される。棒状鋼材9には、例えば、異形鉄筋等が用いられる。棒状鋼材9は、鋼管本体3の外周面4の、雌継手5の1対の脚部13の間の部分、および、雄継手7の1対の脚部17の間の部分に配置される。棒状鋼材9は、複数本が、鋼管本体3の周方向に所定の間隔をおいて配置される。
The rod-shaped
スペーサ11は、間隔保持材であり、雄継手7の内爪19に設けられる。スペーサ11は、断面が台形の溝型の本体21と、溝型の本体21の両側部に設けられた固定用部材23とからなる。固定用部材23は、雄継手7の内爪19の、雌継手5の外爪15と対向しない面20に、溶接等によって固定される。スペーサ11は、例えば、溝型の本体21の溝軸方向が水平となるように配置される。
The
鋼管2同士を連結するには、まず、図2に示すように、鋼管本体3に固定された雌継手5の1対の外爪15同士の間に、隣接する他の鋼管本体3に固定された雄継手7の1対の脚部17を挿入する。これにより、雌継手5と雄継手7とが嵌合され、継手6が形成される。雌継手5の外爪15と雄継手7の内爪19は、雌継手5から雄継手7が抜け出すのを防ぐための部材として用いられる。
In order to connect the
雌継手5と雄継手7とを嵌合させるとき、図3に示すように、雄継手7の内爪19に固定されたスペーサ11の本体21が、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に接触することにより、隣接する鋼管2の鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。外爪15と内爪19の間の土砂は、外爪15に設けられた孔55から排出される。継手6を形成した後、継手6の内部空間25に、モルタル(図示せず)を充填する。
When the
このように、第1の実施の形態では、雄継手7の内爪19の面20と、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4との間にスペーサ11を設置することにより、鋼管2同士を連結した際に、外爪15と内爪19とが密着した状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。また、スペーサ11は、鋼管2先端の舵板としても用いられる。
Thus, in the first embodiment, by installing the
外爪15と内爪19とを密着させることにより、継手6において、ずれ剛性が増大し、面外方向のせん断剛性や止水性の向上、施工精度の向上等の効果が得られる。
By bringing the
なお、第1の実施の形態では、外爪15と内爪19の間の隙間に充填されていた土砂を、外爪15に設けられた孔55から排出したが、孔55は必要に応じて設けられる。土砂は数kgf/mm2の圧力を受ければ容易に締め固まるので、スペーサ11が鋼管本体3同士の間隔を押し広げる際の圧力によって外爪15と内爪19との間の土砂を締め固め、排出せずに残置した場合でも、外爪15と内爪19とを密着させた場合と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the earth and sand filled in the gap between the
また、スペーサの形状は、図1から図3に示すものに限らない。図4は、他の形状のスペーサを示す図である。図4の(a)図は、スペーサ27が固定された雄継手7の斜視図である。スペーサ27は、間隔保持材であり、断面が台形の溝型の本体29と、溝型の本体29の一方の側部に設けられた固定用部材31とからなる。固定用部材31は、雄継手7の内爪19の、雌継手5の外爪15と対向しない面20に、溶接等によって固定される。スペーサ27は、例えば、溝型の本体29の溝軸が水平となるように配置される。
The shape of the spacer is not limited to that shown in FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a spacer having another shape. FIG. 4A is a perspective view of the male joint 7 to which the
スペーサ27を鋼管本体3に固定する向きは、継手6の打設により本体29が擦れ合う向きが、固定用部材31から他方の固定しない端部に向かう方向とするのがよい。図4の(a)図では、雄継手7の内爪19に固定用部材31が上側となるようにスペーサ27を配置しているが、この場合は、雄継手7側の鋼管2を先行して打設し、次いで雌継手5側の鋼管2を打設すればよい。
The direction in which the
図4の(b)図は、スペーサ39が固定された雄継手7の斜視図である。スペーサ39は、間隔保持材であり、断面が弓状の溝型の本体41と、溝型の本体41の両側部に設けられた固定用部材43とからなる。固定用部材43は、雄継手7の内爪19の、雌継手5の外爪15と対向しない面20に、溶接等によって固定される。スペーサ39は、例えば、溝型の本体41の溝軸が水平となるように配置される。
FIG. 4B is a perspective view of the male joint 7 to which the
図4の(c)図は、スペーサ47が固定された雄継手7の斜視図である。スペーサ47は、間隔保持材であり、円盤状の本体47と、本体47の両側に設けられた固定用部材49とからなる。本体47は、固定用部材49に、ピン51によって連結される。固定用部材49は、雄継手7の内爪19の、雌継手5の外爪15と対向しない面20に、溶接等によって固定される。スペーサ47は、本体47の回転軸が水平となるように配置される。
FIG. 4C is a perspective view of the male joint 7 to which the
図4に示すような各種スペーサを用いた場合にも、図1から図3に示すスペーサ11を用いた場合と同様に、雌継手5と雄継手7とを嵌め合わせた際に、鋼管本体3同士の間隔を押し広げ、外爪15と内爪19とを密着させた状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。
Even when various spacers as shown in FIG. 4 are used, when the
さらに、図1から図4では、スペーサを雄継手7の内爪19の面20に固定したが、スペーサを雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定してもよい。この場合には、鋼管2の雌継手5と隣接する他の鋼管2の雄継手7とを嵌め合わせる際に、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定されたスペーサが、雄継手7の内爪19の面20に接触することにより、鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。
Further, in FIGS. 1 to 4, the spacer is fixed to the
次に、第2の実施の形態について説明する。図5は、鋼管2aの継手6a付近の斜視図を示す。図5は、雄継手7側の鋼管2aを、雌継手5側の鋼管2aの上端位置より低い位置の水平面で切断した状態での遮視図である。図6は、鋼管2aの継手6a付近の平面図である。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 shows a perspective view of the vicinity of the joint 6a of the
第2の実施の形態で用いる鋼管2aは、第1の実施の形態で用いた鋼管2とほぼ同様の構成であるが、図5、図6に示すように、鋼管2aでは、雄継手7の内爪19にスペーサ11が設置されず、雌継手5の外爪15にスペーサ11aが設置される。
The
スペーサ11aは、スペーサ11と同様に、間隔保持材であり、断面が台形の溝型の本体21と、溝型の本体21の両側部に設けられた固定用部材23とからなる。固定用部材23は、雌継手5の外爪15の、雄継手7の内爪19と対向しない面16に、溶接等によって固定される。スペーサ11aは、例えば、溝型の本体21の溝軸方向が水平となるように配置される。
Like the
鋼管2a同士を連結するには、まず、図5に示すように、鋼管本体3に固定された雌継手5の1対の外爪15同士の間に、隣接する他の鋼管本体3に固定された雄継手7の1対の脚部17を挿入する。これにより、雌継手5と雄継手7とが嵌合され、継手6aが形成される。雌継手5の外爪15と雄継手7の内爪19は、雌継手5から雄継手7が抜け出すのを防ぐための部材として用いられる。
In order to connect the
雌継手5と雄継手7とを嵌合させるとき、図6に示すように、雌継手5の外爪15に固定されたスペーサ11aの本体21が、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に接触することにより、隣接する鋼管2aの鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。外爪15と内爪19の間の土砂は、外爪15に設けられた孔55から排出される。継手6aを形成した後、継手6aの内部空間25に、モルタル(図示せず)を充填する。
When the
このように、第2の実施の形態では、雌継手5の外爪15の面16と、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4との間にスペーサ11aを設置することにより、鋼管2a同士を連結した際に、外爪15と内爪19とが密着した状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。また、スペーサ11aは、鋼管2a先端の舵板としても用いられる。
Thus, in 2nd Embodiment, by installing the
外爪15と内爪19とを密着させることにより、継手6aにおいて、ずれ剛性が増大し、面外方向のせん断剛性や止水性の向上、施工精度の向上等の効果が得られる。
By bringing the
なお、第2の実施の形態においても、外爪15と内爪19の間の隙間に充填されていた土砂を、外爪15に設けられた孔55から排出したが、孔55は必要に応じて設けられる。土砂は数kgf/mm2の圧力を受ければ容易に締め固まるので、スペーサ11aが鋼管本体3同士の間隔を押し広げる際の圧力によって外爪15と内爪19との間の土砂を締め固め、排出せずに残置した場合でも、外爪15と内爪19とを密着させた場合と同様の効果が得られる。
In the second embodiment as well, the earth and sand filled in the gap between the
なお、第2の実施の形態においても、スペーサの形状は、図5、図6に示すものに限らない。図4に示すような他の形状のスペーサを用いた場合でも、図5、図6に示すスペーサ11aを用いた場合と同様に、雌継手5と雄継手7とを嵌め合わせる際に、鋼管本体3同士の間隔を押し広げ、外爪15と内爪19とを密着させた状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。
Also in the second embodiment, the shape of the spacer is not limited to that shown in FIGS. Even when a spacer having another shape as shown in FIG. 4 is used, when the
また、図5、図6では、スペーサを雌継手5の外爪15の面16に固定したが、スペーサを雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に固定してもよい。この場合には、鋼管2の雌継手5と隣接する他の鋼管2の雄継手7とを嵌め合わせる際に、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に固定されたスペーサが、雌継手5の外爪15の面16に接触することにより、鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。
5 and 6, the spacer is fixed to the
次に、第3の実施の形態について説明する。図7は、鋼管2bの継手6b付近の平面図である。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 7 is a plan view of the vicinity of the joint 6b of the
第3の実施の形態で用いる鋼管2bは、第1の実施の形態で用いた鋼管2とほぼ同様の構成であるが、図7に示すように、鋼管2bでは、雄継手7の内爪19の面20に、スペーサ11のかわりにホース53が設置される。ホース53は、間隔保持材であり、断面方向にのみ膨張するチューブである。ホース53は、例えばゴム製等の、膨張圧に耐えられる材質とする。
The
鋼管2b同士を連結するには、まず、鋼管本体3に固定された雌継手5の1対の外爪15同士の間に、隣接する他の鋼管本体3に固定された雄継手7の1対の脚部17を挿入する。これにより、雌継手5と雄継手7とが嵌合され、継手6bが形成される。雌継手5の外爪15と雄継手7の内爪19は、雌継手5から雄継手7が抜け出すのを防ぐための部材として用いられる。
In order to connect the
雌継手5と雄継手7とを嵌合させた後、図7に示すように、雄継手7の内爪19に固定されたホース53の内部に流体を充填してホース53を膨張させ、ホース53を雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に接触させる。これにより、鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、雌継手5の外爪15と、雄継手7の内爪19が密着する。外爪15と内爪19の間の隙間に充填されていた土砂は、外爪15に設けられた孔55から排出される。雌継手5の外爪15と、雄継手7の内爪19とを密着させた後、継手6bの内部空間25に、モルタル(図示せず)を充填する。
After fitting the
なお、ホース53に充填する流体は、継手6bの内部空間25にモルタル等を充填しそれが硬化するまでの間、膨張圧を保持できるものであれば任意の材料でよい。ホース53に充填する流体をモルタル、セメントペースト、硬化性の樹脂等とすれば、膨張圧を保持するのはそれが硬化するまでの間でよく、それ以降の継手6bの内部空間25の施工が容易である。
The fluid filled in the hose 53 may be any material as long as it can maintain the expansion pressure until the
一般には、雌継手5と雄継手7とを嵌合させた際に、外爪15と雄継手7の内爪19との間には、約30mmの隙間(図9に示す隙間113)が生じる。そこで、鋼管本体3同士の間隔を30mm大きくすることにより、外爪15と内爪19とを密着させるための力を以下に示す。
Generally, when the
鋼管本体3の半径R=0.75m、鋼管本体3の板厚t=0.017mより1m辺りのI=1×0.0173/12m4、弾性係数E=200×106kN/m2のとき、集中荷重による直径の変化は、ΔDy=−0.149PR3/EI=−0.7677mm/kNとなる。すなわち、鋼管本体3同士の間隔は、1mあたり1kN(=100kgf)の力で0.7677mm広がる。30mm広げるには、39kN/m=3.9tf/mの力が必要となる。
Radius R = 0.75 m, thickness t = a 1m Atari than 0.017m I = 1 × 0.017 3 /
直径40mmのホース53を2条配置するとすると、必要な圧力は、39kN(2×40mm×1000mm)=0.488N/mm2=約5kgf/mm2となる。これは、十分現実的な値である。また、鋼管本体3の降伏荷重は47.45kN/mであるから、上記の39kN/mに対して鋼管本体3が降伏することはなく、地震による鋼管本体3の曲げ応力とも方向が異なることから、鋼管本体3そのものに悪影響はない。
If two hoses 53 having a diameter of 40 mm are arranged, the required pressure is 39 kN (2 × 40 mm × 1000 mm) = 0.488 N / mm 2 = about 5 kgf / mm 2 . This is a sufficiently realistic value. Moreover, since the yield load of the steel pipe
このように、第3の実施の形態では、雄継手7の内爪19の面20と、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4との間にホース53を設置することにより、鋼管2b同士を連結した際に、外爪15と内爪19とが密着した状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。また、ホース53は、継手6bの止水部材を兼ねることができる。
Thus, in 3rd Embodiment, by installing the hose 53 between the
外爪15と内爪19とを密着させることにより、継手6bにおいて、ずれ剛性が増大し、面外方向のせん断剛性や止水性の向上、施工精度の向上等の効果が得られる。
By bringing the
なお、第3の実施の形態においても、外爪15と内爪19の間の隙間に充填されていた土砂を、外爪15に設けられた孔55から排出したが、孔55は必要に応じて設けられる。土砂は数kgf/mm2の圧力を受ければ容易に締め固まるので、ホース53が鋼管本体3同士の間隔を押し広げる際の圧力によって外爪15と内爪19との間の土砂を締め固め、排出せずに残置した場合でも、外爪15と内爪19とを密着させた場合と同様の効果が得られる。
Also in the third embodiment, the earth and sand filled in the gap between the
また、図7では、ホース53を雄継手7の内爪19の面20に固定したが、スホース53を雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定してもよい。この場合には、鋼管2の雌継手5と隣接する他の鋼管2の雄継手7とを嵌め合わせた後に、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定されたホース53を膨張させることにより、ホース53を雄継手7の内爪19の面20に接触させて、雌継手5の外爪15と、雄継手7の内爪19とを密着させる。
Further, in FIG. 7, the hose 53 is fixed to the
次に、第4の実施の形態について説明する。図8は、鋼管2cの継手6c付近の平面図である。
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 8 is a plan view of the vicinity of the joint 6c of the
第4の実施の形態で用いる鋼管2cは、第1の実施の形態で用いた鋼管2とほぼ同様の構成であるが、図8に示すように、鋼管2cでは、雄継手7の内爪19にスペーサ11が設置されず、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4にスペーサ11bが設置される。
The
スペーサ11bは、スペーサ11と同様に、間隔保持材であり、断面が台形の溝型の本体21と、溝型の本体21の両側部に設けられた固定用部材23とからなる。固定用部材23は、鋼管本体3の外周面4の、雌継手5を形成する1対の山形鋼の脚部5の間の部分に、溶接等によって固定される。スペーサ11bは、例えば、溝型の本体21の溝軸方向が水平となるように配置される。
Like the
鋼管2c同士を連結するには、まず、鋼管本体3に固定された雌継手5の1対の外爪15同士の間に、隣接する他の鋼管本体3に固定された雄継手7の1対の脚部17を挿入する。これにより、雌継手5と雄継手7とが嵌合され、継手6cが形成される。雌継手5の外爪15と雄継手7の内爪19は、雌継手5から雄継手7が抜け出すのを防ぐための部材として用いられる。
In order to connect the
雌継手5と雄継手7とを嵌合させるとき、図8に示すように、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定されたスペーサ11bの本体21が、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に接触することにより、隣接する鋼管2cの鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。外爪15と内爪19の間の土砂は、外爪15に設けられた孔55から排出される。継手6cを形成した後、継手6cの内部空間25に、モルタル(図示せず)を充填する。
When the
このように、第4の実施の形態では、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4と、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4との間にスペーサ11bを設置することにより、鋼管2c同士を連結した際に、外爪15と内爪19とが密着した状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。また、スペーサ11bは、鋼管2c先端の舵板としても用いられる。
Thus, in 4th Embodiment, the
外爪15と内爪19とを密着させることにより、継手6cにおいて、ずれ剛性が増大し、面外方向のせん断剛性や止水性の向上、施工精度の向上等の効果が得られる。
By bringing the
なお、第4の実施の形態においても、外爪15と内爪19の間の隙間に充填されていた土砂を、外爪15に設けられた孔55から排出したが、孔55は必要に応じて設けられる。土砂は数kgf/mm2の圧力を受ければ容易に締め固まるので、スペーサ11bが鋼管本体3同士の間隔を押し広げる際の圧力によって外爪15と内爪19との間の土砂を締め固め、排出せずに残置した場合でも、外爪15と内爪19とを密着させた場合と同様の効果が得られる。
Also in the fourth embodiment, the earth and sand filled in the gap between the
また、スペーサの形状は、図8に示すものに限らない。図4に示すような他の形状のスペーサを用いた場合でも、図8に示すスペーサ11bを用いた場合と同様に、雌継手5と雄継手7とを嵌め合わせる際に、鋼管本体3同士の間隔を押し広げ、外爪15と内爪19とを密着させた状態で、隣接する鋼管本体3の間隔を固定することができる。
Further, the shape of the spacer is not limited to that shown in FIG. Even when a spacer having another shape as shown in FIG. 4 is used, when the
さらに、図8では、スペーサを雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に固定したが、スペーサを雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に固定してもよい。この場合には、鋼管2cの雌継手5と隣接する他の鋼管2cの雄継手7とを嵌め合わせる際に、雄継手7が固定された鋼管本体3の外周面4に固定されたスペーサが、雌継手5が固定された鋼管本体3の外周面4に接触することにより、鋼管本体3同士の間隔が押し広げられ、外爪15と内爪19とが密着する。
Further, in FIG. 8, the spacer is fixed to the outer
第1、第2、第4の実施の形態において、溝型の本体を有するスペーサを用いる場合、本体の内部に、雌継手5と雄継手7とを嵌め合わせる前に膨張性を有する充填材(膨張モルタル等)を充填しておいてもよい。膨張モルタル等を用いると、その膨張圧により、鋼管本体3の間隔を押し広げる力を増大させることができる。
In the first, second, and fourth embodiments, when a spacer having a groove-shaped main body is used, a filler having an expandability before fitting the
また、第1から第4の実施の形態において、鋼管本体3の円形断面を強制的に楕円状に変形させておき、雌継手5と雄継手7とを嵌め合わせた後に鋼管本体3の弾性変形が戻ることにより、鋼管本体3とスペーサとを密着させてもよい。
In the first to fourth embodiments, the circular cross section of the
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる鋼管矢板構造物の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of the steel pipe sheet pile structure concerning this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
図3、図5、図6、図7、図8では、土砂を排出するための孔55を外爪15に設置したが、孔を内爪19に設置してもよい。この場合、土砂は孔を介して継手6の内部空間25に排出される。また、孔を外爪15と内爪19の両方に設置してもよい。
3, 5, 6, 7, and 8, the
また、スペーサの設置個数は限定しない。第1から第4の実施の形態で示した図では、左右の爪のスペーサの設置高さを同じにしたが、左右の爪に千鳥状に交互に設置してもよい。スペーサを千鳥状に設置することにより、鋼管2を建て込む際の自由度が大きくなる。
The number of spacers installed is not limited. In the drawings shown in the first to fourth embodiments, the installation heights of the left and right nail spacers are the same, but they may be alternately arranged in a zigzag manner on the left and right nails. By installing the spacers in a staggered manner, the degree of freedom when building the
第1から第4の実施の形態では、雌継手5、雄継手7を、それぞれ1対の山形鋼で構成した(L−L)×2型継手を用いて説明したが、本発明は、LTL型継手、C−T型継手、(L−T)×2型継手にも適用できる。
In the first to fourth embodiments, the
1、101………鋼管矢板構造物
2、2a、2b、2c………鋼管
3………鋼管本体
4………外周面
5………雌継手
6、6a、6b、6c………継手
7………雄継手
9………棒状鋼材
11、11a、11b、27、39、45………スペーサ
13、17………脚部
15………外爪
19………内爪
21、29、41、47………本体
23、31、43、49………固定用部材
51………ピン
53………ホース
55………孔
1, 101 ... Steel pipe
Claims (7)
第2の鋼管本体と、前記第2の鋼管本体に軸方向に沿って鋼材を固定して形成された第2の継手とからなる第2の鋼管とを、
前記第1の鋼管と前記第2の鋼管との間に設置した間隔保持材を用いて第1の鋼管と第2の鋼管との設置間隔を固定しつつ、前記第1の継手と前記第2の継手とを嵌合して連結することを特徴とする鋼管矢板構造物の構築方法。 A first steel pipe comprising a first steel pipe main body and a first joint formed by fixing a steel material along the axial direction to the first steel pipe main body;
A second steel pipe comprising a second steel pipe main body and a second joint formed by fixing a steel material along the axial direction to the second steel pipe main body,
While fixing the installation interval between the first steel pipe and the second steel pipe using a spacing member installed between the first steel pipe and the second steel pipe, the first joint and the second steel pipe are fixed. The construction method of the steel pipe sheet pile structure characterized by fitting and connecting with the joint.
前記第2の継手が、前記第2の鋼管本体に固定された脚部に連続して設けられた第2の爪部を有することを特徴とする請求項1記載の鋼管矢板構造物の構築方法。 The first joint has a first claw portion provided continuously to a leg portion fixed to the first steel pipe body;
The construction method for a steel pipe sheet pile structure according to claim 1, wherein the second joint has a second claw portion provided continuously to a leg portion fixed to the second steel pipe main body. .
前記第1の爪部または前記第1の鋼管本体と、前記第2の鋼管本体とのいずれか一方に前記固定用部材を固定し、他方に前記本体を接触させることを特徴とする請求項2記載の鋼管矢板構造物の構築方法。 The spacing member comprises a groove-shaped main body and a fixing member provided continuously to the main body,
3. The fixing member is fixed to one of the first claw portion or the first steel pipe main body and the second steel pipe main body, and the main body is brought into contact with the other. The construction method of the steel pipe sheet pile structure of description.
前記第1の爪部または前記第1の鋼管本体と、前記第2の鋼管本体とのいずれか一方に前記固定用部材を固定し、他方に前記本体を接触させることを特徴とする請求項2記載の鋼管矢板構造物の構築方法。 The spacing member comprises a disc-shaped main body and a fixing member pin-coupled to the main body,
3. The fixing member is fixed to one of the first claw portion or the first steel pipe main body and the second steel pipe main body, and the main body is brought into contact with the other. The construction method of the steel pipe sheet pile structure of description.
前記第1の爪部、前記第2の鋼管本体のいずれか一方に前記チューブを固定し、他方に前記チューブを膨張させて接触させることを特徴とする請求項2記載の鋼管矢板構造物の構築方法。 The spacing member is a tube that expands only in the cross-sectional direction,
The construction of the steel pipe sheet pile structure according to claim 2, wherein the tube is fixed to one of the first claw part and the second steel pipe main body, and the tube is expanded and brought into contact with the other. Method.
前記孔から土砂を排出することにより、前記第1の爪部と前記第2の爪部とを密着させることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の鋼管矢板構造物の構築方法。 The first claw part or / and the second claw part has a hole for discharging earth and sand;
The steel pipe sheet pile structure according to any one of claims 3 to 5, wherein the first claw portion and the second claw portion are brought into close contact with each other by discharging earth and sand from the hole. Construction method.
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