JP2009215746A - Steel pipe sheet pile and connection structure of steel pipe sheet pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼管矢板及び鋼管矢板の連結構造に関するものであり、主として土留め壁や鋼管矢板基礎などを構築する際に用いられる。 The present invention relates to a steel pipe sheet pile and a connection structure of steel pipe sheet piles, and is mainly used when constructing a retaining wall, a steel pipe sheet pile foundation, or the like.
鋼管矢板を利用した土木構造物として、例えば図14に示すような鋼管矢板基礎が知られている。鋼管矢板基礎は複数の鋼管矢板を施工現場にて、円形、矩形などの閉鎖形状に組み合わせて良質な支持層に到達するように設置し、その頭部に頂版を設けて構造物の基礎とするもので、橋梁などの基礎として用いられている。 As a civil engineering structure using a steel pipe sheet pile, for example, a steel pipe sheet pile foundation as shown in FIG. 14 is known. Steel pipe sheet pile foundations are installed on the construction site so as to reach a good quality support layer by combining them in a closed shape such as a circle or rectangle at the construction site. It is used as a foundation for bridges.
その際、隣り合う鋼管矢板どうしは、鋼管矢板本管の対向する側部にそれぞれ取り付けられた形鋼及び/又は鋼管からなる継手どうしを嵌合し、その継手嵌合空間内の土砂を掘削、洗浄した後にモルタル等を充填することにより接続されている。 At that time, adjacent steel pipe sheet piles are fitted with joints made of shape steel and / or steel pipes respectively attached to opposite sides of the steel pipe sheet pile main pipe, and excavated earth and sand in the joint fitting space, It is connected by filling with mortar after washing.
図15に示すようなP−P型継手は、スリット21aが設けられた鋼管が継手部材(継手用鋼管21)として用いられたものである。継手用鋼管21は、外径が165.2mm、板厚9mm〜11mmで、内面に突起などの凹凸面のないものが広く使用されている。また、継手空間内に充填されるモルタルなどの充填材22は、圧縮強度20N/mm2程度のものが使用されている。
The PP type joint as shown in FIG. 15 is one in which a steel pipe provided with a
ところで、鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用すると、鋼管矢板の継手連結部には鋼管の軸方向にせん断力が加わる。このせん断力が大きくなると継手連結部のずれ変形が急増して、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性の低下度合いが大きくなる。すなわち、鋼管矢板基礎の全体曲げ剛性は、継手連結部のせん断耐力に大きく影響される。 By the way, when a horizontal external force acts on the steel pipe sheet pile foundation, a shearing force is applied to the joint connecting portion of the steel pipe sheet pile in the axial direction of the steel pipe. When this shearing force increases, the displacement of the joint connecting portion increases rapidly, and the degree of decrease in the bending rigidity of the entire steel pipe sheet pile foundation increases. That is, the overall bending rigidity of the steel pipe sheet pile foundation is greatly influenced by the shear strength of the joint connecting portion.
P−P型継手の場合、継手連結部のせん断耐力は、一般に、継手用鋼管とモルタルとの界面ずれ発生(継手用鋼管とモルタルとの付着切れ)により決定される。そこで、継手用鋼管とモルタルとの付着力を高めるため、次のような技術が提案されている。 In the case of a PP type joint, the shear strength of the joint connecting portion is generally determined by the occurrence of an interface shift between the joint steel pipe and the mortar (breakage of adhesion between the joint steel pipe and the mortar). Then, the following techniques are proposed in order to improve the adhesive force of the steel pipe for joints and mortar.
非特許文献1には、図17(a)に示すように、P−P型継手の継手用鋼管41として内面突起付き鋼管を用いることでモルタルとの付着力を高めようとしたものが記載されている。
In Non-Patent Document 1, as shown in FIG. 17 (a), a steel pipe with an inner surface protrusion is used as a
また、特許文献2には、図17(b) に示すように、非特許文献1と同様、P−P型継手の継手用鋼管41として内面突起付き鋼管を用い、さらにモルタルとの付着力を高めた場合に問題となり得る継手用鋼管41と鋼管矢板本管40との接続部を補強するため、補強部材42を配置したものが記載されている。
Also, in Patent Document 2, as shown in FIG. 17 (b), as in Non-Patent Document 1, a steel pipe with an inner surface protrusion is used as a
特許文献3には、図18に示すように、継手用鋼管51として内外面突起付き鋼管を用いることで、モルタルとの付着力を高めようとしたものが記載されている。
In Patent Document 3, as shown in FIG. 18, a steel pipe with inner and outer surface protrusions is used as the
ここで、P−P型継手では、継手どうしを嵌合した際に空間が3室形成される。非特許文献1、特許文献2に記載された内面突起付き鋼管を使用する場合は、前述の3室の中で中央室(図17(a)のB室)だけに向かい合う鋼材面に突起が形成されている。 Here, in the PP type joint, three spaces are formed when the joints are fitted together. When using steel pipes with internal protrusions described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 2, protrusions are formed on the steel surface facing only the central chamber (B chamber in Fig. 17 (a)) among the three chambers described above. Has been.
したがって、非特許文献1、特許文献2の構造で、せん断耐力の向上が期待できるのは中央室だけである。この構造では、施工時に打ち延びなどが生じた場合には、中央室が狭隘となるおそれがあり、その場合、中央室内を洗浄できないことによりモルタルと鋼材との付着力が十分得られず、期待されるせん断耐力を確実に発揮できないことが危惧される。 Therefore, with the structures of Non-Patent Document 1 and Patent Document 2, only the central chamber can be expected to improve the shear strength. In this structure, if striking occurs during construction, the central chamber may be narrowed. In that case, the central chamber cannot be cleaned, and sufficient adhesion between the mortar and the steel material cannot be obtained. It is feared that the shear strength to be exerted cannot be surely exhibited.
この点、特許文献3に記載された構造では、中央室以外の他2室でもせん断耐力の向上が期待される。しかし、鋼管矢板本管50と継手用鋼管51との溶接時に、外面突起が邪魔となる。
In this respect, the structure described in Patent Document 3 is expected to improve the shear strength in two chambers other than the central chamber. However, when the steel pipe sheet pile
そのため、鋼管矢板本管50と継手用鋼管51の溶接部に係るせん断耐力を上回るだけの十分な溶接が困難となり、多大な労力とコストが必要となる。また、内外面突起付き鋼管を圧延にて製造することは非常に困難であり、製造コストも高価となる。
Therefore, it becomes difficult to sufficiently weld the steel pipe sheet pile
P−P型以外の継手(又はP−P型に限られない継手)における継手連結部のせん断耐力を向上させる方法としては、P−P型継手と同様、鋼材とモルタルとの密着性を重視して、例えば特許文献1のような、継手部材31、32、33又は鋼管矢板本管30外周面に異形棒鋼34、35を溶接して充填材との付着力を高める方法が知られている(図16)。
As a method for improving the shear strength of joint joints in joints other than the PP type (or joints not limited to the PP type), as with the PP type joint, importance is attached to the adhesion between the steel material and the mortar. For example, a method of increasing the adhesion force with the filler by welding the
あるいは、特許文献4に示されるように、鋼材とモルタルとの密着性の向上を図りつつ継手嵌合空間内を十分に洗浄し充填材を充填するために、L−L型継手であって、一方のL型継手部材(雌型)61のアーム部が外向きに配置されると共に、もう一方のL型継手部材(雄型)62のアーム部が内向きに配置され、各L型鋼材で挟まれる鋼管矢板本管60周面に複数本の突起付き棒状鋼材63がその棒状鋼材63の直径の3倍以上の間隔を置いて配置される鋼管矢板の連結構造が知られている(図19)。
Alternatively, as shown in Patent Document 4, in order to sufficiently wash the inside of the joint fitting space and fill the filler while improving the adhesion between the steel material and the mortar, The arm portion of one L-shaped joint member (female) 61 is disposed outward, and the arm portion of the other L-shaped joint member (male) 62 is disposed inward. A steel pipe sheet pile connection structure is known in which a plurality of protruding rod-
しかし、特許文献1に記載された方法では、異形棒鋼の配置方法等が限定されていない。後述するように、せん断耐力の向上を図るには、充填材を充填する空間の対峙する面に異形棒鋼を配置すべきであって、特許文献1の方法では鋼材とモルタルとの付着強度が十分に発揮されないという課題があった。 However, the method described in Patent Document 1 does not limit the method of arranging the deformed steel bars. As will be described later, in order to improve the shear strength, deformed steel bars should be arranged on the opposing surfaces of the space filled with the filler, and the method of Patent Document 1 has sufficient adhesion strength between the steel and the mortar. There was a problem that it could not be demonstrated.
また、特許文献4に記載された構造では、継手嵌合空間内を十分に洗浄できるため、充填材の充填作業効率は向上する。一方、この構造では、雄型部材の間隔でせん断耐力が決定されるにもかかわらず、雌型部材はその間隔より広く、それにより形成される空間にも充填材を充填することになるので、その分コスト面で不利である。 Moreover, in the structure described in patent document 4, since the inside of a joint fitting space can fully be wash | cleaned, the filling work efficiency of a filler improves. On the other hand, in this structure, although the shear strength is determined by the interval of the male member, the female member is wider than the interval and the space formed thereby is filled with the filler. This is disadvantageous in terms of cost.
また、継手どうしの嵌合により形成される空間が1室であることから、隣接する鋼管矢板間距離が長くなると、鋼材とモルタルとの付着力が大きくても、今度はモルタル自体がせん断破壊しやすくなる。 In addition, since the space formed by fitting the joints is one chamber, if the distance between adjacent steel pipe sheet piles is increased, even if the adhesion between the steel and the mortar is large, the mortar itself will now shear and break. It becomes easy.
このような破壊により一旦せん断ずれが発生すると、それ以降の継手連結部のせん断耐力が急激に低下する。すなわち、後述する図13のような挙動となる。このような現象を避けるため、隣接する鋼管矢板間距離をあまり長くとることができない。そのため、鋼管矢板の施工本数が増加し建設コストが増大する。 Once a shear deviation occurs due to such a fracture, the shear strength of the joint connecting portion thereafter decreases rapidly. That is, the behavior is as shown in FIG. In order to avoid such a phenomenon, the distance between adjacent steel pipe sheet piles cannot be made too long. Therefore, the construction number of steel pipe sheet piles increases and the construction cost increases.
本発明は、以上のような鋼管矢板の従来の連結構造の課題を解決し、管軸方向に高いせん断耐力を有しつつ、さらに継手嵌合空間内の土砂を十分に除去・洗浄し充填材を充填する作業を効率的に行うことのできる、鋼管矢板及び鋼管矢板の連結構造を提供することを目的としたものである。 The present invention solves the problems of the conventional connecting structure of steel pipe sheet piles as described above, and has a high shear strength in the pipe axis direction while further removing and washing the earth and sand in the joint fitting space. It aims at providing the connection structure of the steel pipe sheet pile and the steel pipe sheet pile which can perform the operation | work which fills up efficiently.
本願の請求項1に係る発明は、鋼管矢板本管の側部に管軸方向に取り付けられた継手を備える鋼管矢板であって、前記継手は、第1の継手部材と第2の継手部材からなり、前記第1の継手部材は、L型形状であって、L型の一辺が鋼管矢板本管に対向するように、L型の他の一辺の先端部が鋼管矢板本管に取り付けられ、前記第2の継手部材は、前記第1の継手部材の鋼管矢板本管と対向するL型の一辺の側に、その一辺の先端部との間に継手嵌合用のスリットを形成するように鋼管矢板本管に取り付けられ、前記第1の継手部材の鋼管矢板本管と対向するL型の一辺の外面及び前記のL型の一辺と対向する鋼管矢板本管外面には、突起及び/又は凹凸が設けられていることを特徴とするものである。 The invention which concerns on Claim 1 of this application is a steel pipe sheet pile provided with the coupling attached to the side part of the steel pipe sheet pile main pipe in the pipe-axis direction, Comprising: The said coupling is from the 1st coupling member and the 2nd coupling member. The first joint member has an L shape, and the tip of the other side of the L shape is attached to the steel pipe sheet pile main so that one side of the L shape faces the steel pipe sheet pile main pipe, The second joint member is formed of a steel pipe so that a joint fitting slit is formed between one side of the L-shaped side facing the steel pipe sheet pile main pipe of the first joint member and the tip of the one side. The outer surface of one side of the L shape that is attached to the sheet pile main body and faces the steel pipe sheet pile main tube of the first joint member, and the outer surface of the steel pipe sheet pile main body that faces the one side of the L shape have protrusions and / or irregularities. Is provided.
本発明の鋼管矢板は、L型形状の第1の継手部材と、その第1の継手部材との間に継手嵌合用のスリットを形成する第2の継手部材との組み合わせにより、鋼管矢板どうしを連結したときに2室以上の空間を形成するが、2室については鋼管矢板本管に面する比較的広い空間を得やすい構造であるため、空間内部の土砂の除去・洗浄が行いやすい。 The steel pipe sheet pile of the present invention combines the steel pipe sheet piles by combining the L-shaped first joint member and the second joint member forming a joint fitting slit between the first joint member. When connected, two or more spaces are formed, but the two chambers have a structure that easily obtains a relatively large space facing the steel pipe sheet pile main pipe, and therefore it is easy to remove and wash the earth and sand in the space.
また、その2室について、対向する突起及び/又は凹凸があることで、鋼材とモルタルとの良好な付着状況が確保され、鋼管矢板間距離がある程度大きくても、モルタル自体の破壊が生じにくい。また、鋼管矢板間距離を大きくとることができるので、鋼管矢板の施工本数が少なくて済む。 In addition, since the two chambers have opposing protrusions and / or irregularities, good adhesion between the steel material and the mortar is ensured, and even if the distance between the steel pipe sheet piles is large to some extent, the mortar itself is unlikely to break. Moreover, since the distance between steel pipe sheet piles can be taken large, the number of constructions of steel pipe sheet piles can be reduced.
さらに、2室以上の空間が形成されるので、止水効果も大きい。また、本発明では、突起を鋼管矢板本管の外面にも設けているので、せん断耐力が鋼管矢板本管にも分担される。そのため、鋼管矢板本管と継手部材との溶接部に加わるせん断力が小さくなり、溶接長の短縮又は補強部材の省略、溶接歪の矯正省略等の加工コスト低減につながる。 Furthermore, since the space of two or more rooms is formed, the water stop effect is also great. Moreover, in this invention, since the protrusion is provided also in the outer surface of the steel pipe sheet pile main pipe, the shear strength is shared by the steel pipe sheet pile main pipe. Therefore, the shear force applied to the welded portion between the steel pipe sheet pile main pipe and the joint member is reduced, leading to reduction in processing costs such as shortening of the welding length, omission of the reinforcing member, omission of correction of welding distortion, and the like.
請求項2は、請求項1に係る鋼管矢板において、前記突起又は凹凸がスタッドにより形成されたものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first aspect, the protrusions or irregularities are formed by studs.
スタッドは、後述するように突起成形時の入熱量が比較的少なく、溶接部における熱ひずみが小さく、製造コスト(ひずみ矯正)を抑えることが可能となる。 As will be described later, the stud has a relatively small amount of heat input at the time of forming the protrusion, has a small thermal strain at the welded portion, and can suppress the manufacturing cost (strain correction).
また、スタッドは嵌合空間への突出量も比較的小さく、空間内部の土砂の除去・洗浄時に障害となることが少なく、十分に洗浄した状態でのモルタルの充填が可能になり、せん断耐力を確実に発揮させることができる。また、煩雑な加工が不要で、製作が容易で経済的である。 In addition, the stud has a relatively small amount of protrusion into the fitting space, and it is unlikely to become an obstacle when removing and washing the earth and sand inside the space, allowing mortar to be filled in a sufficiently washed state and increasing the shear strength. It can be demonstrated reliably. Moreover, complicated processing is not required, and production is easy and economical.
請求項3は、請求項1に係る鋼管矢板において、前記突起又は凹凸が異形棒鋼により形成されたものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first aspect, the protrusions or irregularities are formed of a deformed steel bar.
異形棒鋼を溶接することで、充填材との付着面積を大きくなることに加え、異形棒鋼の突模様による楔作用を利用して充填材のすべりを防止することができ、せん断耐力を向上させることができる。 By welding the deformed steel bar, in addition to increasing the adhesion area with the filler, it is possible to prevent the sliding of the filler by utilizing the wedge action due to the protruding pattern of the deformed steel bar, and to improve the shear strength Can do.
請求項4は、請求項1に係る鋼管矢板において、前記突起又は凹凸のうち、前記L型部材の凹凸は貫通孔により形成されたものであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first aspect, among the protrusions or irregularities, the irregularities of the L-shaped member are formed by through holes.
モルタルとの付着のための凹凸は突起に限らず貫通孔でもよく、その場合、継手洗浄のメリットや溶接が不要であるといったメリットがある。 The unevenness for adhesion to the mortar is not limited to the protrusion but may be a through hole. In that case, there are advantages that the joint is cleaned and welding is unnecessary.
請求項5は、請求項1〜4に係る鋼管矢板において、前記第2の継手部材がL形形状であることを特徴とする。第2の継手部材にL形形状を用いることで、ストッパー兼施工時における位置決め部材の効果を発揮する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first to fourth aspects, the second joint member is L-shaped. By using the L-shaped shape for the second joint member, the effect of the positioning member at the time of stopper and construction is exhibited.
請求項6は、請求項1〜5に係る鋼管矢板において、前記第2の継手部材の先端部に、前記継手嵌合用のスリットの内側に延びるストッパー部が設けられていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first to fifth aspects, a stopper portion extending inside the slit for fitting the joint is provided at a tip portion of the second joint member.
スリットの内側に延びるストッパー部を設けることで、鋼管矢板どうしを連結する際、ストッパー部が連結する相手側の鋼管矢板の第2の継手部材と確実に干渉し、鋼管矢板連結方向について、位置決めの機能と間隔が狭まるのを防止する機能を発揮する。 By providing a stopper part extending inside the slit, when connecting the steel pipe sheet piles, the stopper part reliably interferes with the second joint member of the mating steel pipe sheet pile, and the steel pipe sheet pile connection direction is Demonstrates the function and the function to prevent the interval from narrowing.
請求項7は、請求項1〜6に係る鋼管矢板において、前記第2の継手部材の先端部に、鋼管矢板連結方向に延びるストッパー部が設けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the steel pipe sheet pile according to the first to sixth aspects, a stopper portion extending in a steel pipe sheet pile connection direction is provided at a tip end portion of the second joint member.
鋼管矢板連結方向に延びるストッパー部は、L型形状の第1の継手部材の側面に対し、は、鋼管矢板連結方向に対し直角な方向における位置決めとストッパーの機能を発揮する。 The stopper portion extending in the steel pipe sheet pile connection direction exhibits positioning and a stopper function in a direction perpendicular to the steel pipe sheet pile connection direction with respect to the side surface of the L-shaped first joint member.
また、ストッパー部の延長を大きくとれば、連結する相手側の鋼管矢板の鋼管矢板本管に対し、鋼管矢板連結方向について、位置決めの機能と間隔が狭まるのを防止する機能を発揮する。 Further, if the extension of the stopper portion is made large, the positioning function and the function of preventing the distance from narrowing in the steel pipe sheet pile connection direction with respect to the steel pipe sheet pile main pipe of the mating steel pipe sheet pile to be connected are exhibited.
さらに、請求項6のストッパー部との併用により、鋼管矢板連結方向及び直角な方向の両方向の位置決め機能とストッパーの機能が得られる。 Furthermore, the combined use with the stopper portion of claim 6 provides a positioning function and a stopper function in both the steel pipe sheet pile connection direction and the perpendicular direction.
本願の請求項8に係る発明は、請求項1〜7のいずれかの鋼管矢板どうしが、前記継手を介して連結された鋼管矢板の連結構造であって、各々の鋼管矢板の前記継手どうしが嵌合されて形成される空間のうち、少なくとも一方の鋼管矢板の前記第1の継手部材の外面とこれに対向する他方の鋼管矢板の前記突起及び/又は凹凸が設けられた鋼管矢板本管外面とが対向する空間には、充填材が充填されていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 8 of the present application is a steel pipe sheet pile connection structure in which the steel pipe sheet piles according to any one of claims 1 to 7 are connected via the joint, and the joints of the steel pipe sheet piles are connected to each other. Out of the space formed by fitting, the outer surface of the first joint member of at least one steel pipe sheet pile and the outer surface of the steel pipe sheet pile main body provided with the projections and / or irregularities of the other steel pipe sheet pile opposite thereto. The space facing each other is filled with a filler.
請求項8に係る発明は、請求項1〜7の鋼管矢板どうしを連結した状態に相当し、上述した作用・効果が得られる。 The invention according to claim 8 corresponds to a state in which the steel pipe sheet piles of claims 1 to 7 are connected to each other, and the above-described actions and effects are obtained.
請求項9は、請求項8に係る鋼管矢板の連結構造において、前記第2の継手部材が前記継手を介して連結された他方の鋼管矢板の前記第1の継手部材及び/又は他方の鋼管矢板の鋼管矢板本管外面に対し、ストッパー兼位置決め部材となっていることを特徴とする。
上述の請求項6、7は、主として第2の継手部材に対し、ストッパー部を付加する場合であるが、第1の継手部材と第2の継手部材の位置関係によっては、別途、ストッパー部を付加しなくても第2の継手部材の先端部が前記第1の継手部材に干渉し、ストッパー兼位置決めの機能を発揮する。 The above-mentioned claims 6 and 7 are cases where a stopper portion is mainly added to the second joint member. However, depending on the positional relationship between the first joint member and the second joint member, the stopper portion is separately provided. Even if it is not added, the distal end portion of the second joint member interferes with the first joint member, thereby exhibiting a stopper and positioning function.
本発明の鋼管矢板の連結構造によれば、継手嵌合空間内の土砂を十分に除去・洗浄し充填材を充填する作業を効率的に行うことができ、管軸方向に高いせん断耐力を有する。 According to the steel pipe sheet pile connection structure of the present invention, it is possible to efficiently remove and clean the earth and sand in the joint fitting space and to fill the filler, and to have a high shear strength in the pipe axis direction. .
また、鋼管矢板間距離を大きくとることができるので、鋼管矢板の施工本数が少なくて済む。さらに、止水効果も大きい。 Moreover, since the distance between steel pipe sheet piles can be taken large, the number of constructions of steel pipe sheet piles can be reduced. Furthermore, the water stop effect is great.
図1は、本発明の鋼管矢板の連結構造の一実施形態を示したものである。図2は、図1から片側の鋼管矢板を取り出したものであり、また本発明の鋼管矢板の一実施形態を示すものである。 FIG. 1 shows an embodiment of a steel pipe sheet pile connection structure according to the present invention. FIG. 2 shows a steel pipe sheet pile on one side taken out from FIG. 1 and shows an embodiment of the steel pipe sheet pile of the present invention.
鋼管矢板は、鋼管矢板本管10に取り付けられた一対の継手部材すなわち第1の継手部材11及び第2の継手部材12からなる継手を備えている。
The steel pipe sheet pile includes a pair of joint members attached to the steel pipe sheet pile
第1の継手部材11はL型であってその一辺11bが鋼管矢板本管10の外面に対向するように、L型の他の一辺11aの先端部が鋼管矢板本管10に取り付けられており、第2の継手部材12との間にスリット13が形成されている。
The first
隣接する鋼管矢板のこのような継手どうしを嵌合することで、図1のように、A〜C室の3室の空間が形成される。このとき、A室、C室において、第1の継手部材11と鋼管矢板本管10の対向する面には、突起14、15及び/又は凹凸がそれぞれ形成されている。
By fitting such joints of adjacent steel pipe sheet piles, three spaces of A to C chambers are formed as shown in FIG. At this time, in the A chamber and the C chamber,
この突起14、15及び/又は凹凸は、A室、C室に充填されるモルタル等の充填材のずれ止めとして働く。これにより、A室、C室の少なくとも2室の各面で前述した鋼材とモルタルとの良好な付着状況が確保される。
The
このような構造とすることで、以下のような効果が得られる。 By adopting such a structure, the following effects can be obtained.
A室及びC室は、B室と比較して広い空間を得やすい。そのため、空間内部の土砂の除去・洗浄が行いやすい。 The A room and the C room are easy to obtain a wider space than the B room. Therefore, it is easy to remove and clean the earth and sand inside the space.
また、鋼管矢板の連結方向に2室形成されその各室(各面)で鋼材とモルタルとの良好な付着状況が確保されることにより、鋼管矢板間距離がある程度大きくても、前述したモルタル自体の破壊が生じにくい。すなわち、鋼管矢板間距離を大きくとることができるので、鋼管矢板の施工本数が少なくて済む。 In addition, two chambers are formed in the connecting direction of the steel pipe sheet piles, and a good adhesion between the steel material and the mortar is ensured in each chamber (each surface). It is hard to break down. That is, since the distance between the steel pipe sheet piles can be increased, the number of constructions of the steel pipe sheet piles can be reduced.
さらに、2室以上の空間が形成されるので、前述した特許文献4に対応する図19のような1室の構造に比較して止水効果も大きい。 Furthermore, since two or more chambers are formed, the water stop effect is greater than the one-chamber structure shown in FIG. 19 corresponding to Patent Document 4 described above.
また、P−P型継手との比較では、P−P型継手ではせん断力を、鋼管矢板本管と継手部材との溶接部を介して鋼管矢板本管に伝達するのに対し、本発明では、突起14を鋼管矢板本管10の外面にも設けているので、受け持つせん断力が直接鋼管矢板本管10に分担されている。そのため、鋼管矢板本管10と継手部材11、12との溶接部に加わるせん断力が小さくなるので、溶接長の短縮又は特許文献2のような補強部材の省略(もしくはこれらによる溶接歪の矯正省略)等の加工コスト低減につながり得る。
Further, in comparison with the PP type joint, in the PP type joint, the shear force is transmitted to the steel pipe sheet pile main pipe through the welded portion between the steel pipe sheet pile main pipe and the joint member. Since the
第1の継手部材11及び鋼管矢板本管10に設ける突起14、15又は凹凸の例を図3〜図5に示す。
The example of the
図3(a)、(b)は、スタッド14a、15aにより突起が設けられた例である。この構造では、突起成型時の入熱量が少なく、継手の熱ひずみが小さく、製造コスト(ひずみ矯正)を抑えることが可能となる。
FIGS. 3A and 3B are examples in which protrusions are provided by the
スタッド14a、15aは継手嵌合空間への突起突出量が少なく、継手洗浄時に障害となることがない。また、煩雑な加工が不要であることや、鋼管矢板本管10に継手を溶接した後に、鋼管矢板を水平に設置したままスタッド14a、15aによって突起を形成することが可能なこともあって、製造コスト低減が可能となる。
The
さらに、軸方向せん断力のみならず、継手部材11の水平開きやねじれに対しても抵抗力を発揮し得る。そのため、継手部材が変形しにくく充填材の拘束効果が発揮されるので、せん断耐力確保に繋がる。好ましい実施例としては、高さH=4〜10mm程度、径(幅)φ=10〜20mm程度のスタッド14a、15aを使用する。配置としては、列配置、千鳥配置など制限はない。
Furthermore, not only the axial shearing force but also resistance against horizontal opening and twisting of the
図4(a)、(b)は、異形棒鋼14b、15bを溶接して突起を形成した例である。異形棒鋼14b、15bを溶接することで、充填材との付着面積を大きくなることに加え、異形棒鋼14b、15bの突模様による楔作用を利用して充填材のすべりを防止することができ、せん断耐力を向上させることができる。
4 (a) and 4 (b) are examples in which irregular shaped steel bars 14b and 15b are welded to form protrusions. By welding the
また、スタッド14a、15aによる場合と同様、軸方向せん断力のみならず、継手部材11の水平開きやねじれに対しても抵抗力を発揮しうる。そのため、継手部材11が変形しにくく充填材の拘束効果が発揮されるので、せん断耐力確保に繋がる。異形棒鋼14b、15bは継手洗浄時に障害とならない程度を考慮すると、径25mm以下程度のものが望ましい。
Further, as in the case of the
また、第1の継手部材11には、図5(a)、(b)に示すように、貫通孔16を設けて凹凸を形成してもよい。貫通孔16を通じて継手洗浄時にある室から他室を洗浄することも可能になるので、確実な洗浄が期待でき作業効率が向上する。また、図5(a)、(b)のように、複数の手段で突起及び/又は凹凸が設けられていてもよい。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the first
せん断耐力を受け持つA室、C室には、充填材として例えばモルタルを充填する。このモルタルは、圧縮強度が40N/mm2以上の高強度モルタルが好ましい。これに対し、B室には、充填材を充填しなくてもよいが、実用的には止水性の面からは何らかの充填材を充填するのがよい。 For example, mortar is filled in the A and C chambers, which are responsible for shear strength. This mortar is preferably a high strength mortar having a compressive strength of 40 N / mm 2 or more. On the other hand, the chamber B does not have to be filled with a filler, but it is practically preferable to fill with some kind of filler from the viewpoint of water blocking.
この場合、A、C室と同様の高強度モルタル等を充填してもよいが、これよりも低強度で流動性のある充填材を充填することにより、施工効率を高め、施工コストを低減することも可能である。止水目的で市販の止水材を充填してもよい。 In this case, it may be filled with the same high strength mortar as in the A and C chambers, but by filling the filler with lower strength and fluidity, the construction efficiency is increased and the construction cost is reduced. It is also possible. You may fill with a commercially available water stop material for the purpose of water stop.
図1の連結構造、図2の鋼管矢板では、第2の継手部材12がストッパー部12bを備えている。そのため、矢板連結方向(図1の左右方向)の建込み精度が向上する。これにより、A室及びC室の広さを十分確保でき、その結果A室及びC室の洗浄が容易となる。
In the connection structure of FIG. 1 and the steel pipe sheet pile of FIG. 2, the second
ストッパー部12bは、第2の継手部材12の全長(鋼管矢板の軸方向)にわたって設けても、一部(特に施工時に上端となる側1m程度)でもよいが、A室又はC室の充填材の漏れを抑制するには、全長にわたっているのが好ましい。第2の継手部材12として、例えばL型鋼のように、ストッパー部12bに相当する構造を備えた形状のものを用いてもよい。
The
矢板連結方向の精度を確保する連結構造としては、図1、図2の他に、図6、図7等の構造も挙げられる。それぞれ、矢板間隔が小さくなると、図6では一方の鋼管矢板の第2の継手部材12(平板状)の先端が他方の鋼管矢板の第1の継手部材11の鋼管矢板本管10と対向する辺11bの外面と干渉し、図7では一方の鋼管矢板の第2の継手部材12(平板状)の先端に設けたストッパー部12cが、他方の鋼管矢板の鋼管矢板本管10の外面と干渉する構造である。
In addition to FIGS. 1 and 2, structures such as FIGS. 6 and 7 can be cited as connection structures that ensure the accuracy of the sheet pile connection direction. When the sheet pile interval decreases, in FIG. 6, the side where the tip of the second joint member 12 (flat plate) of one steel pipe sheet pile faces the steel pipe sheet pile
また、図7では、上述のストッパー部12cを備えるため、矢板連結方向(同図の左右方向)と垂直方向(同図の上下方向)の建込み精度も向上する。これにより、一方の鋼管矢板の第1の継手部材11の一辺11aの突起を備える面(外面)と、他方の鋼管矢板の鋼管矢板本管10の突起を備える面(外面)とが精度よく対向する。
Moreover, in FIG. 7, since the above-mentioned
また、図8の実施形態では、第2の継手部材12の先端の直交する2方向にストッパー部12b、12dを備えるため、矢板連結方向(同図の左右方向)と垂直方向(同図の上下方向)の建込み精度が向上する。これにより、図7の場合と同様、一方の鋼管矢板の第1の継手部材11の一辺11aの突起を備える面(外面)と、他方の鋼管矢板の鋼管矢板本管10の突起を備える面(外面)とが精度よく対向する。
ストッパー部12b、12dは、第2の継手部材12の全長にわたって設けても、一部に設けてもよいが、建込み精度向上の面からは施工時に上端となる側から1m程度でよい。
Further, in the embodiment of FIG. 8, since the
The
第1の継手部材11、第2の継手部材12としては、強度の高い材質のものを用いるのがよい。また、それらのサイズは、鋼管矢板本管10の径や必要性能、施工される井筒形状等により、継手嵌合空間内土砂の掘削及び洗浄作業や、充填材の充填作業等の効率のよい組み合わせを選定すればよい。
さらに、本発明の効果を、実験結果により説明する。なお、以下の実験は、継手部分のみに着目した実験であり、厳密な意味では本発明の実施例とはいえないが、便宜上、本発明に係る継手連結部を説明する例を本発明例とし、従来技術に係る継手部を説明する例を従来例とする。
As the
Furthermore, the effect of the present invention will be described based on experimental results. Note that the following experiment is an experiment focusing only on the joint portion and is not strictly an example of the present invention. However, for convenience, an example for explaining the joint connecting portion according to the present invention is an example of the present invention. An example for explaining a joint portion according to the prior art is a conventional example.
継手連結部におけるせん断耐力と相対ずれ変位量との関係について、図11に示す装置を用いた押し抜きせん断実験により、本発明例と従来例との比較を行った。 The relationship between the shear strength at the joint connecting portion and the relative displacement amount was compared between the present invention example and the conventional example by a punching shear experiment using the apparatus shown in FIG.
本発明例、比較例の構造は、次のとおりである。 The structures of the examples of the present invention and the comparative examples are as follows.
本発明例(図9参照):H形鋼(本発明における鋼管矢板本管に相当)に、第1の継手部材11及び第2の継手部材12としてのL型鋼(厚さ12mm、長さ150mm/90mm)を溶接した。これらを取り付ける前に、第1の継手部材11及びH形鋼のフランジに、角鋼材(6mm×6mm、長さ90mm)を、高さ方向に90mm間隔で、6本溶接した。
Example of the present invention (see FIG. 9): H-shaped steel (corresponding to the steel pipe sheet pile main pipe in the present invention), L-shaped steel (
このような1対の鋼材を嵌合し、嵌合により形成された3室に高強度モルタル(圧縮強度52.6N/mm2)を充填し、連結部を形成した。 A pair of such steel materials was fitted, and the three chambers formed by the fitting were filled with high-strength mortar (compressive strength 52.6 N / mm 2 ) to form a connecting portion.
比較例(図10参照):縞付き鋼板を用いて、スリットを備える内面縞付き鋼管(外径φ165.2mm、板厚11mm)とし、1対の該鋼管を嵌合した。形成される3室の空間には、本発明例と同様の高強度モルタルを充填し、連結部を形成した。 Comparative example (refer FIG. 10): Using the steel plate with a stripe, it was set as the steel pipe with an inner surface stripe (outer diameter (phi) 165.2mm, plate | board thickness 11mm) provided with a slit, and a pair of this steel pipe was fitted. The three spaces formed were filled with high-strength mortar similar to the example of the present invention to form a connecting portion.
結果を図12に示す。本発明例は、比較例である内面縞付き鋼管を用いたP−P型継手よりも高いせん断耐力を示した。 The results are shown in FIG. The example of the present invention showed higher shear strength than the PP type joint using the internally striped steel pipe as a comparative example.
また、図13は特許文献4の連結部構造(図19参照)に相当する実験結果であるが、それと比較して、最大耐力にほぼ至ってからその耐力レベルを維持する範囲が長く、さらにその後の耐力低下も緩やかであった。 FIG. 13 shows the experimental results corresponding to the connecting portion structure of Patent Document 4 (see FIG. 19). Compared with that, the range in which the proof strength level is maintained after reaching the maximum proof strength is long. The decline in yield strength was also gradual.
10…鋼管矢板本管、
11…第1の継手部材、11a…他の一辺(先端部を鋼管矢板本管に溶接)、11b…一辺(鋼管矢板本管の外面に対向)、
12…第2の継手部材、12b、12c、12d…ストッパー部、
13…スリット、
14、15…突起、14a、15a…スタッド、14b、15ba…異形棒鋼、16…貫通孔
10 ... Steel pipe sheet pile main,
11 ... 1st joint member, 11a ... other side (welding the front-end | tip part to a steel pipe sheet pile main pipe), 11b ... one side (opposing the outer surface of a steel pipe sheet pile main pipe),
12 ... 2nd joint member, 12b, 12c, 12d ... stopper part,
13 ... Slit,
14, 15 ... projection, 14a, 15a ... stud, 14b, 15ba ... deformed steel bar, 16 ... through hole
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