JP2012046964A - 鋼矢板構造物、鋼矢板 - Google Patents

Abstract

【課題】カバー設置の工程が単純で施工性に優れると共に防食性にも優れた鋼矢板構造物及び該鋼矢板構造物を形成する鋼矢板を提供する。
【解決手段】本発明に係る鋼矢板構造物１は、一方の面に重防食被覆３が施されると共に両端に継手部５を有する鋼矢板７を連結して形成される鋼矢板構造物であって、連結された継手部同士の間に形成されて重防食被覆３が施された面側に溝状に開口する溝状開口部９と、溝状開口部９に挿入される挿入片部４７を有し、隣り合う鋼矢板７の重防食被覆３に跨るように継手部５の連結部をカバーするカバー体１１とを備えてなることを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、河川や海洋などの厳しい腐食環境で使用される鋼矢板構造物及び該鋼矢板構造物を形成する鋼矢板に関する。

海洋などの厳しい腐食環境にさらされる港湾鋼構造物の部材としてポリウレタンやポリエチレンなどの重防食被覆を施した鋼矢板が用いられている。
重防食被覆鋼矢板は主にＵ形鋼矢板が用いられてきたが、近年幅広で工期短縮が可能なハット形鋼矢板についても重防食被覆が検討されている。
また、鋼矢板には断面がＺ形状のものがあり、今後海外を中心に使用が増えることが考えられているが、その防食方法についてはほとんど検討されていない。

鋼矢板への重防食被覆は飛沫、干満部に晒される表面に工場などで施されるが、継手近傍は重防食被覆が行われない。重防食被覆鋼矢板の腐食はこの継手近傍にある被覆端部から被覆剥離をともなって発生する。この被覆端部の剥離を抑制することで重防食被覆鋼矢板の腐食は大幅に抑制されるため、この被覆端部からの剥離抑制のための検討がいくつかなされてきた。

例えば、特許文献１ではボルトとナットにより継手部をカバーで覆い、その中に充填材を充填する方法が提案されている。
また、特許文献２では継手部にあらかじめフック金具を固定して、そこにカバーを取り付けその中に充填材を充填する方法が提案されている。
また、特許文献３では継手部にそってべースプレートを固定し、そのベースプレートとカバーをスポット溶接し、その中に充填材を充填する方法が提案されている。
また、特許文献４では継手部にあらかじめＬ型金具を固定しておき、そこにカバーをとりつけ、継手部とカバー間に充填材を充填する方法が提案されている。

特開２００８−２４８５７８号公報 特開２００８−２４８５８３号公報 特開２００８−２４８６４７号公報 特開２００８−２４８６５９号公報

特許文献１乃至４に開示されたものは、継手部にカバーを設置する点で共通しており、そのカバーの固定方法がそれぞれ異なっている。特許文献１はボルトとナットで固定するものであり、特許文献２はフック金具を用いて固定するものであり、特許文献３は予め固定したベースプレートにスポット溶接で固定するものであり、特許文献４は予め固定したＬ型金具を用いて固定するものである。

特許文献１乃至４の方法はいずれもカバー設置の工程が複雑であり、カバー設置に手間がかかるという問題がある。
また、特許文献１乃至４はいずれもハット形鋼矢板に関するものであり、ハット形鋼矢板以外のもの、例えばＺ形鋼矢板については何らの検討もされていない。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、カバー設置の工程が単純で施工性に優れると共に防食性にも優れた鋼矢板構造物及び該鋼矢板構造物を形成する鋼矢板を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る鋼矢板構造物は、一方の面に重防食被覆が施されると共に両端に継手部を有する鋼矢板を連結して形成される鋼矢板構造物であって、
連結された継手部同士の間に形成されて前記重防食被覆が施された面側に溝状に開口する溝状開口部と、該溝状開口部に挿入される挿入片部を有し、隣り合う鋼矢板の前記重防食被覆に跨るように前記継手部の連結部をカバーするカバー体とを備えてなることを特徴とするものである。

（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記継手部の連結部におけるカバー体と継手部との隙間に充填材を充填したことを特徴とするものである。

（３）本発明に係る鋼矢板は、上記（１）又は（２）に記載の鋼矢板構造物を形成する鋼矢板であって、
前記両端部の継手部の開口の向きを逆向きにすると共に、一方の継手部を開口の幅が他方の継手部の開口の幅よりも大きく設定した大継手部とし、他方の継手部を開口の幅が前記大継手部よりも小さい小継手部とし、前記大継手部に小継手部を連結したときに両者間に溝状開口部が形成されるようにしたことを特徴とするものである。

（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記鋼矢板は、ウェブと、その両端に形成されたフランジと、各フランジの端部に逆向きに開口する継手部を備えてなるＺ形鋼矢板であることを特徴とするものである。

（５）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記鋼矢板は断面がハット形のハット形鋼矢板であることを特徴とするものである。

（６）また、上記（１）又は（２）に記載の鋼矢板構造物を形成する鋼矢板であって、該鋼矢板は、ウェブと、その両端に形成されたフランジと、各フランジの端部に同じ向きに開口する継手部を備えてなる一対のＺ形鋼矢板であり、
該一対のＺ形鋼矢板の一方は開口の幅が小さい小継手部を両端に備えてなり、開口側と反対側の面に重防食被覆が施され、他方のＺ形鋼矢板は開口の幅が大きい大継手部を両端に備えてなり、開口側の面に重防食被覆が施されていることを特徴とするものである。

（７）また、上記（３）乃至（６）のいずれかに記載の鋼矢板であって、重防食被覆がされた面が平坦に形成されていることを特徴とするものである。

本発明の鋼矢板構造物においては、隣接する鋼矢板の連結された継手部同士の間に形成されて前記重防食被覆が施された面側に溝状に開口する溝状開口部と、該溝状開口部に挿入される挿入片部を有し、隣り合う鋼矢板の前記重防食被覆に跨るように前記継手部の連結部をカバーするカバー体とを備えてなるので、鋼矢板を打設後、溝状開口部にカバー体の挿入片部を挿入するという簡易な処理を施すことによって防食性に優れた鋼矢板構造物を得ることができる。

本発明の一実施の形態における鋼矢板構造物の説明図である。 図１に示した鋼矢板構造物の連結部の説明図である。 本発明の一実施の形態における鋼矢板構造物を形成する鋼矢板の説明図である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の継手部の説明図である。 本発明の一実施の形態のカバー体の説明図であり、図５（ａ）における矢視Ａ−Ａ図が図５（ｂ）である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の他の態様の説明図である。 本発明の一実施の形態の鋼矢板の他の態様の説明図である。

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
本実施の形態に係る鋼矢板構造物１は、図１、図２に示すように、一方の面に重防食被覆３が施されると共に両端に継手部５を有する鋼矢板７を連結して形成される鋼矢板構造物１であって、隣接する鋼矢板７の連結された継手部５同士の間に形成されて前記重防食被覆３が施された面側に溝状に開口する溝状開口部９と、隣り合う鋼矢板７の前記重防食被覆３に跨るように前記継手部５の連結部をカバーするカバー体１１とを備えてなるものである。
また、連結された継手とカバー体１１との隙間には継手部５の防食のための充填材１３が充填されている（図２参照）。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜重防食被覆＞
本実施の形態において鋼矢板７に施される重防食被覆３はその種類や形態を特に限定するものではないが、その一例を示すと、腐食環境に晒される表面にポリウレタンやポリエチレンなどの防食樹脂層をポリウレタンやエポキシなどの接着剤層の上に２〜５ｍｍ程度の厚さで被覆したものが挙げられる。
重防食は、例えば海側に配置される面における飛沫、干満帯に相当する部位に施工される。

＜鋼矢板＞
本実施の形態に係る鋼矢板７は、図３に示すように、互いに連結される一対の第１Ｚ形鋼矢板１５と第２Ｚ形鋼矢板１７を備えている。
図３における図中左側の第１Ｚ形鋼矢板１５（図３（ａ）参照）は、断面において、図中右斜めに傾斜するウェブ１９と、該ウェブ１９の図中上側端部に連続して右方向に延出するように形成された上フランジ２１と、ウェブ１９の下側端部に連続して左方向に延出するように形成された下フランジ２３とを備えている。そして、上フランジ２１の端部には小継手部５ａが形成され、下フランジ２３の端部には大継手部５ｂが形成されている。
小継手部５ａは、図４（ａ）に示すように、図中下方に開口する凹溝２９と、凹溝２９の先端側に形成された鉤状部３１と、凹溝２９の基部側に形成された図中下方向に出っ張る凸状部３３を備えている。小継手部５ａにおける開口側と反対の面は平坦になっており、この平坦になった面における小継手部５ａの先端から距離ａ（３０ｍｍ以内程度）を除く部分に重防食被覆３が施されている（図４参照）。

大継手部５ｂは、図４（ｂ）に示すように、小継手部５ａよりも幅広で図中上方に開口する凹溝３５と、凹溝３５の先端側の鉤状部３７と、凹溝３５の基端側で凹溝３５側に出っ張る係止片部３９を備えている。大継手部５ｂにおける開口側の面は平坦になっており、この平坦になった面に図４（ｂ）に示すように、フランジ端部から距離ｂ（３０ｍｍ以内程度）を除く部分に重防食被覆３が施されている。

図３における中右側の第２Ｚ形鋼矢板１７（図３（ｂ）参照）は、断面において、図中左斜めに傾斜するウェブ４１と、該ウェブ４１の図中上側端部に連続して左方向に延出するように形成された上フランジ４３と、ウェブ４１の下側端部に連続して右方向に延出するように形成された下フランジ４５とを備えている。そして、上フランジ４３の端部には大継手部５ｂが形成され、下フランジ４５の端部には小継手部５ａが形成されている。大継手部５ｂと小継手部５ａの形状は第１Ｚ形鋼矢板１５のものと同様である。
また、第２Ｚ形鋼矢板１７は、第１Ｚ形鋼矢板１５と同様に、大継手部５ｂの開口する側の面に重防食が施されている。
本実施の形態の鋼矢板構造物１は、図２に示すように、隣接する第１Ｚ形鋼矢板１５と第２Ｚ形鋼矢板１７における小継手部５ａと大継手部５ｂが連結され、連結状態で溝状に延びる溝状開口部９（図１参照）が形成される。

上記の説明から分かるように、第１Ｚ形鋼矢板１５、第２Ｚ形鋼矢板１７共に、傾斜するウェブと、ウェブの両端に互いに逆方向に延出するように設けられたフランジとを備え、各フランジの先端に互いに逆方向に開口を有する継手部５を備えている点で共通している。

Ｚ形鋼矢板の製造方法は特に限定されるものではないが、その一例を挙げれば鋼スラブや鋼ブルームを熱間加工することにより製造される。なお、継手部形状の加工は冷間加工によってなされてもよい。
また、Ｚ形鋼矢板は、その鋼種について特に限定するものではないが、普通鋼もしくはＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓなどを制御したものや、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｓｂ，Ｖ、Ａｌ等の元素を添加した合金鋼などを用いることが出来る。

＜カバー体＞
カバー体１１は、継手部５の連結部をカバーするものであり、その材質は樹脂、ゴムなどの弾性を有するものが好ましい。樹脂としてはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが強度、耐候性を持たせる点で好ましい。ゴムとしてはウレタンゴムやシリコーンゴムなどが強度、耐候性を持たせる点で好ましい。
カバー体１１は、図５に示されるように、溝状開口部９に挿入される挿入片部４７と、隣り合う矢板の重防食被覆３に跨るように継手部５の連結部をカバーするカバー部４９とを備えている。カバー部４９は長手方向に連続する形状であるが、挿入片部４７は所定の長さのものが断続的に連続するように形成されている。

カバー体１１におけるカバー部４９の幅は、継手部５近傍の被覆のない部分を覆うため、１００〜２００ｍｍ程度に設定するのが好ましい。また、カバー部４９の厚みは強度を持たせるため１〜５ｍｍ程度にするのが好ましい。
挿入片部４７は、図５に示されるように、端部に係止部５１を有している。係止部５１は、図３に示すように、挿入片部４７を溝状開口部９に挿入したときに、大継手の係止片部３９に係止する。なお、挿入片部４７の長さは、使用する鋼矢板７に合わせるものとする。

カバー体１１におけるカバー部４９は、図５に示すように、断面が上に凸の円弧状になっており、弾性によって円弧が多少開くようになっている。カバー部４９の両端下面の位置から係止部５１の上端面までの距離をｄ、カバー部４９における撓み代（両端下面の位置から挿入片部４７が設けられている中心部の位置の高さ方向の距離）をｅとし（図５参照）、大継手部５ｂにおける重防食被覆３が施された部位の厚みをｃとすると、カバー部４９におけるｄ及びｅを、ｄ＜ｃ＜ｅとなるように設定するのが好ましい。このように設定することで、カバー部４９がその弾性により重防食被覆表面に密着し、効率よく充填材１３を充填することが出来る。

＜充填材＞
充填材１３は、連結された継手部５とカバー体１１との隙間に充填されるものであり、特にその材料を限定するものではないが、水中硬化性のポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、モルタルなどを用いることが出来る。また、充填材１３はその強度によりカバー体１１を固定する機能も有する。

次に、上記のような鋼矢板構造物１の施工方法を説明する。
鋼矢板７は、一枚ずつバイブロハンマーによって隣接する継手部５を連結しながら地中に打設する。鋼矢板７を打設した後、カバー体１１を設置する。カバー体１１の設置方法は、係止部５１が係止片部３９に係止するようにして、溝状開口部９の上端側からカバー体１１の挿入片部４７を挿入してスライドさせるようにしてもよいし、鋼矢板７の表面側から挿入片部４７を溝状開口部９に押し込むようにしてもよい。
カバー体１１を設置した後、継手部５とカバー体１１の隙間に充填材１３を充填することで継手部５の防食を行う。充填材１３の注入はチューブを用いて行うのが好ましい。つまり、カバー体１１のすき間にチューブを挿入し、下部から順に充填していくことでより隙間なく充填することが可能である。

以上のように、本実施の形態の鋼矢板構造物１によれば、継手部５の連結部へのカバー体１１の設置がカバー体１１の挿入片部４７を溝状開口部９に挿入するだけで可能となり、カバー体１１の設置工程が工具なしで行うことが可能となり、従来例に比較して施工性に優れている。

なお、上記の実施の形態においては鋼矢板７の例として、図３に示したＺ形鋼矢板を示したが、本発明の鋼矢板７はこれに限られるものではない。例えば、ウェブ１９とフランジ２１、２３の成す角度、ウェブ４１とフランジ４３、４５の成す角度については、図３に示したものに限定されず、例えば図６に示すように、これらの角度がより直角に近いものであってもよい。

また、上記の実施の形態におけるＺ形鋼矢板の継手部５は一方が小継手部５ａで他方が大継手部５ｂであったが、本発明の鋼矢板７はこれに限られるものではなく、図７、図８に示すように、一対のＺ形鋼矢板のうちの一方は、図７（ａ）又は図８（ａ）に示すように、開口の幅が大きい大継手部５ｂを両端に備えてなり、開口側の面に重防食被覆３が施されており、他方は、図７（ｂ）又は図８（ｂ）に示すように、開口の幅が小さい小継手部５ａを両端に備えてなり、開口側と反対側の面に重防食被覆３が施されているようなものであってもよい。なお、図７において、図３と同一部分、相当する部分には同一の符号が付してある。

また、上記の実施の形態においては、鋼矢板７の例として、図３、図６、図７、図８に示したＺ形鋼矢板を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、図９、図１０に示すように、両側のフランジの一方に大継手部５ｂを有し、他方に小継手部５ａを有し、大継手部５ｂと小継手部５ａの開口の向きが逆向きで、かつ大継手の開口側の面に重防食被覆３が施されたハット形鋼矢板５３のようなものを含む。

以下に実施の形態１の実施例を示す。

本実施例のＺ形鋼矢板は、鋼種ＳＹ２９５で、厚み２５０ｍｍ×幅７００ｍｍ、長さ５０００ｍｍの連続鋳造ブルームを用いて、熱間圧延で製造したものである。
圧延時の素材ウェブ温度を、粗圧延機で１０５０〜１２５０℃、中間圧延機で９００〜１０５０℃、仕上げ圧延機で７００〜８５０℃として圧延を行った。前記３台の圧延機は従来の鋼矢板製造に用いる孔型を有するロールからなる圧延機である。その結果、何らのトラブルなく製品の鋼矢板が安定して製造できた。製品のサイズは、ウェブ部厚み１６．０ｍｍ、有効幅６３０ｍｍ、フランジ部厚み９．０ｍｍ、有効高さ４３０ｍｍである。

Ｚ形鋼矢板表面における飛沫、干満帯に相当する部位４ｍに、重防食被覆３として３ｍｍ厚さのポリウレタン被覆を行った。継手近傍の被覆のない部分（図４参照）はaが２０ｍｍ、ｂが５ｍｍであった。

重防食被覆３を施したＺ形鋼矢板を海浜部に継手部５を連結させながら打設した。打設後、長さ４ｍのカバー体１１を継手部５の溝状開口部９に設置した。設置したカバー体１１は、ウレタンゴム製のものであり、カバー部４９の幅が１２０ｍｍで、厚さ３ｍｍの係止部５１を有するものである。設置方法は、カバー体１１を溝状開口部９の上端側からスライドさせる方法を用いた。
その後、カバー体１１と継手部５間の空隙に上部からチューブを挿入し、止水剤として水中硬化型エポキシ樹脂を充填した。

比較例として前記Ｚ形鋼矢板打設後、防食カバー取り付けと止水剤充填を行わない部位を同時に設置した。

施工１年後に外観観察を行った。
本実施例の防食カバーを取り付けた継手部５は全く腐食せず錆の発生がみられず良好な状態を保っていた。一方、防食カバーを取り付けなかった継手部５は腐食し、錆が発生していた。
このことから、本発明の効果が実証された。

１ 鋼矢板構造
３ 重防食被覆
５ 継手部
５ａ 小継手部
５ｂ 大継手部
７ 鋼矢板
９ 溝状開口部
１１ カバー体
１３ 充填材
１５ 第１Ｚ形鋼矢板
１７ 第２Ｚ形鋼矢板
１９ ウェブ（第１Ｚ形鋼矢板）
２１ 上フランジ（第１Ｚ形鋼矢板）
２３ 下フランジ（第１Ｚ形鋼矢板）
２９ 凹溝（小継手部）
３１ 鉤状部（小継手部）
３３ 凸状部
３５ 凹溝（大継手部）
３７ 鉤状部（大継手部）
３９ 係止片部
４１ ウェブ（第２Ｚ形鋼矢板）
４３ 上フランジ（第２Ｚ形鋼矢板）
４５ 下フランジ（第２Ｚ形鋼矢板）
４７ 挿入片部
４９ カバー部
５１ 係止部
５３ ハット形鋼矢板

Claims (7)

1. 一方の面に重防食被覆が施されると共に両端に継手部を有する鋼矢板を連結して形成される鋼矢板構造物であって、
   連結された継手部同士の間に形成されて前記重防食被覆が施された面側に溝状に開口する溝状開口部と、該溝状開口部に挿入される挿入片部を有し、隣り合う鋼矢板の前記重防食被覆に跨るように前記継手部の連結部をカバーするカバー体とを備えてなることを特徴とする鋼矢板構造物。
2. 前記継手部の連結部におけるカバー体と継手部との隙間に充填材を充填したことを特徴とする請求項１記載の鋼矢板構造物。
3. 請求項１又は２記載の鋼矢板構造物を形成する鋼矢板であって、
   前記両端部の継手部の開口の向きを逆向きにすると共に、一方の継手部を開口の幅が他方の継手部の開口の幅よりも大きく設定した大継手部とし、他方の継手部を開口の幅が前記大継手部よりも小さい小継手部とし、前記大継手部に小継手部を連結したときに両者間に溝状開口部が形成されるようにしたことを特徴とする鋼矢板。
4. 前記鋼矢板は、ウェブと、その両端に形成されたフランジと、各フランジの端部に逆向きに開口する継手部を備えてなるＺ形鋼矢板であることを特徴とする請求項３記載の鋼矢板。
5. 前記鋼矢板は断面がハット形のハット形鋼矢板であることを特徴とする請求項３記載の鋼矢板。
6. 請求項１又は２記載の鋼矢板構造物を形成する鋼矢板であって、該鋼矢板は、ウェブと、その両端に形成されたフランジと、各フランジの端部に同じ向きに開口する継手部を備えてなる一対のＺ形鋼矢板であり、
   該一対のＺ形鋼矢板の一方は開口の幅が小さい小継手部を両端に備えてなり、開口側と反対側の面に重防食被覆が施され、他方のＺ形鋼矢板は開口の幅が大きい大継手部を両端に備えてなり、開口側の面に重防食被覆が施されていることを特徴とする鋼矢板。
7. 重防食被覆がされた面が平坦に形成されていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の鋼矢板。