JP2019039155A - 鋼矢板 - Google Patents

Abstract

【課題】縦継手における局所的な高い応力の発生を防ぎ、当該縦継手による縦継部の連結強度を向上させる。【解決手段】鋼矢板ａ０１は、本体ａ０２の縦方向に沿う両側縁に横継手ａ０３，ａ０４が延設され、当該本体が当該両側縁を通る平面に対して片側へ迂回した形状を有する。鋼矢板ａ０１は、縦方向に継ぐための嵌合構造による縦継手ｇ０１、ｇ０２を縦方向の端部ｇ０３、ｇ０４に備える。横継手は、横方向に延びる腕部ａ１５，ａ２８を有し、当該腕部における縦方向の端部に、係止爪ｇ１１、ｇ１２を含む縦継手を構成する部材ｇ０６，ｇ０７，ｇ０９，ｇ１０が配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、継手（横継手）を本体の両側に備えるとともに、縦方向に継ぐための嵌合構造による縦継手を縦方向の端部に備える鋼矢板に関する。

従来、鋼矢板を縦継する場合、溶接継又はボルト継による接合方法が用いられている。これに対し特許文献１には、溶接継やボルト継によらず、弾性嵌合により鋼矢板を縦継することが提案されている。

特開２０１３−１６７０８２号公報

しかしながら、特許文献１の鋼矢板において、縦継手は、略Ｕ字形状の本体の背面部（同文献中「底面部１ｂ」）と、両側の側面部（同文献中符号「１ｃ」）に設けられている。すなわち、略Ｕ字形状の本体にのみ縦継手が設けられており、横継手である両端部の連結部（同文献中符号「１ａ」）には縦継手は設けられていない。
鋼矢板は、土圧などの外力を受けて曲げが発生する。
特許文献１のような鋼矢板における本体側面部の縦継手は、本体背面部から距離が近いから縦継部の剛性が小さくなる。
また当該本体側面部の縦継手は、本体背面の近傍から横継手の近傍までに延在する配置となっている。すなわち、当該本体側面部の縦継手は、鋼矢板が土圧などの外力を受けて曲げ応力が発生する際の中立面を横断する配置となっている。したがって、当該本体側面部の縦継手は、本体背面の近傍から横継手の近傍までに亘る存在範囲において発生する応力は不均一であり、応力集中が発生しやすくなっている。
以上により、縦継手に局所的な高い応力が発生して変形や破壊が生じ、当該縦継手による縦継部の連結に不具合が生じるおそれがある。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、縦継手における局所的な高い応力の発生を防ぎ、当該縦継手による縦継部の連結強度を向上させることを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、本体の縦方向に沿う両側縁に横継手が延設され、当該本体が当該両側縁を通る平面に対して片側へ迂回した形状を有する鋼矢板であって、
縦方向に継ぐための嵌合構造による縦継手を縦方向の端部に備え、
前記横継手は、横方向に延びる腕部を有し、
少なくとも、前記腕部における縦方向の端部に、係止爪を含む前記縦継手を構成する部材が配置され、
前記縦継手を構成する部材は、前記本体の迂回方向に面する本体背面側と、前記本体の迂回方向の逆方向に面する前記腕部の腕部腹面側とに配置され、
前記本体の横方向及び縦方向に垂直な前記嵌合構造の嵌合幅寸法が前記本体背面から前記腕部腹面までの寸法以上である鋼矢板である。

請求項２記載の発明は、前記係止爪が、前記本体背面側と、前記腕部腹面側とに配置された請求項１に記載の鋼矢板である。

請求項３記載の発明は、前記本体背面側に配置された前記縦継手を構成する部材の本体の横方向に沿った嵌合長さと、両側の前記腕部腹面側に配置された前記縦継手を構成する部材の本体の横方向に沿った嵌合長さの合計との大小関係が、当該各部材の中立面からの距離の大小関係に従っている請求項１又は請求項２に記載の鋼矢板である。

請求項４記載の発明は、前記本体に配置された前記縦継手を構成する部材は、前記本体背面側にのみ配置され、
前記腕部に配置された前記縦継手を構成する部材は、前記腕部腹面側にのみ配置されている請求項２又は請求項３に記載の鋼矢板である。

本発明によれば、本体背面部から遠い側で本体背面部に略平行に延びる横継手の腕部に、係止爪を含む縦継手を構成する部材が配置されているので、同部材に発生する応力が均一となり、縦継手における局所的な高い応力の発生が防がれ、縦継手による縦継部の連結強度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の横断面図(a)及び側面図(b)である。 本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の横断面図で、互いの横継手が嵌合直前にある２本の鋼矢板を示す。 本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の横断面図で、互いの横継手が嵌合した状態にある２本の鋼矢板を示す。 本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の縦方向端部を示す平面図(a)及び側面図(b)であり、縦継手が未嵌合の状態を示す。 本発明の第１実施形態に係る鋼矢板の縦方向端部を示す側面図であり、縦継手が嵌合の状態を示す。 Ａ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態に係る鋼矢板の縦方向端部を示す平面図であり、縦継手が嵌合の状態を示す。 Ｂ−Ｂ断面図である。 Ｃ−Ｃ断面図である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

〔第１実施形態〕
＜鋼矢板（縦継手以外の構成の説明）＞
図１に本発明の一実施形態の鋼矢板の中間部分の構造が示される。なお、混乱を避けるため、横方向の継手を横継手と呼ぶ。本実施形態の横継手の嵌合構造は上述した縦入れ式、横入れ式のうち横入れ式であり、以下に説明を開示する。本発明の横継手は、横入れ式に限定されるものではなく、縦入れ式でも実施可能である。

図１に示すように本発明の一実施形態の鋼矢板ａ０１は、本体ａ０２と、一方の横継手ａ０３と、他方の横継手ａ０４とを備える。
図１(b)に示すように本体ａ０２の長手方向が縦方向ａ０５である。図１(a)は縦方向ａ０５に垂直な断面図である。
本体ａ０２の縦方向ａ０５に沿う両側縁ａ０６，ａ０７に横継手ａ０３，ａ０４が延設されている。本体ａ０２は、両側縁ａ０６，ａ０７を通る平面ａ０８に対して片側へ迂回した形状を有する。図示例では、本体ａ０２は、断面半円形の構造により迂回した形状を形成しているが、断面Ｕ形等の他の構造でもよい。
横継手ａ０３は、その屈曲部ａ０９により本体ａ０２の縦方向ａ０５に沿う嵌合溝ａ１０を形成している。
横継手ａ０４は、図２の矢印ａ１１で示すように嵌合溝ａ１０に側方から相対的に差し入れられて、さらに図２の矢印ａ１２で示すように相対的に回転させられることで、図３に示すように嵌合可能な鉤状部ａ１３を形成している。ここで、「差し入れる」及び「回転させる」は、相対的であれば継手嵌合は成立するので、どちらの矢板を動かすこととなってもよい。

さらに構造を詳細に説明する。
図１に示すように横継手ａ０３は、一側縁ａ０６において本体ａ０２から離れる横方向ａ１４に延設された腕部ａ１５を有する。横継手ａ０３は、一側縁ａ０６に結合する側を基端とし、その逆側を先端とする。
さらに横継手ａ０３は、腕部ａ１５の先端ａ１６から本体ａ０２の迂回方向ａ１７に曲がり本体ａ０２から離れる斜め方向ａ１８に延設された第１壁部ａ１９を有する。
さらに横継手ａ０３は、第１壁部ａ１９の先端ａ２０から本体ａ０２から離れる横方向ａ１４に延設された第２壁部ａ２２を有する。
さらに横継手ａ０３は、第２壁部ａ２２の先端ａ２３から本体ａ０２の迂回方向ａ１７の逆方向ａ２４に曲がり本体ａ０２に近づく斜め方向ａ２５へ延設された第３壁部ａ２６を有する。
横継手ａ０３は、以上の第１壁部ａ１９と第２壁部ａ２２と第３壁部ａ２６とにより本体ａ０２の縦方向ａ０５に沿う上述の嵌合溝ａ１０を形成している。
一方、横継手ａ０４は、他の一側縁ａ０７において本体ａ０２から離れる横方向ａ２７に延設された腕部ａ２８と、上述の鉤状部ａ１３とを有する。
鉤状部ａ１３は、腕部ａ２８の先端ａ２９から本体ａ０２の迂回方向ａ１７に曲がり本体ａ０２に近づく斜め方向ａ３０へ延設されている。
以上の構造により、図２の矢印ａ１１で示すように嵌合溝ａ１０に側方から相対的に差し入れられて、さらに図２の矢印ａ１２で示すように相対的に回転させられることで、図３に示すように嵌合可能な継手の嵌合構造が構成される。この継手の嵌合構造の基本は、特許文献１に記載の物と同様であり、嵌合溝ａ１０の開口幅寸法、奥側寸法、鉤状部ａ１３の先端の爪形状、最大幅寸法などを適宜に設計して実施する。
なお、横方向（ａ１４，ａ２７）は、縦方向（ａ０５）及び迂回方向（ａ１７）に垂直な方向である。

＜縦継手＞
図４から図６に示すように鋼矢板ａ０１は、縦方向ａ０５に継ぐための嵌合構造による縦継手ｇ０１、ｇ０２を縦方向の端部ｇ０３、ｇ０４に備える。この嵌合構造は、メス型縦継手ｇ０１と、オス型縦継手ｇ０２による。図４には、縦継手ｇ０１、ｇ０２が未嵌合の状態を、図５には縦継手ｇ０１、ｇ０２が嵌合した状態を、図６には接合面Ａ−Ａの断面図を示す。

鋼矢板ａ０１は、迂回方向ａ１７側を背面、その逆方向ａ２４側を腹面と呼ぶ。
メス型縦継手ｇ０１は、本体ａ０２の背面側に配置された継手部材ｇ０５と、腕部ａ１５の腹面側に配置された継手部材ｇ０６と、腕部ａ２８の腹面側に配置された継手部材ｇ０７とからなる。これらの継手部材には、メス側係止爪ｇ１１が含まれる。
オス型縦継手ｇ０２は、本体ａ０２の背面側に配置された継手部材ｇ０８と、腕部ａ１５の腹面側に配置された継手部材ｇ０９と、腕部ａ２８の腹面側に配置された継手部材ｇ１０とからなる。これらの継手部材には、オス側係止爪ｇ１２が含まれる。
図４(b)に示す状態から、端部ｇ０３と端部ｇ０４とが縦方向ａ０５に接近する過程において、メス型縦継手ｇ０１が弾性変形して開き、図５に示すようにメス側係止爪ｇ１１とオス側係止爪ｇ１２とが係合して、端部ｇ０３と端部ｇ０４とが縦方向ａ０５に離れないように係止される。この弾性嵌合は特許文献１に記載のものと同様である。
以上のように、縦継手を構成する部材は、本体ａ０２の迂回方向ａ１７の逆方向ａ２４に面する腕部ａ１５，ａ２８の腕部腹面側に配置されており、係止爪ｇ１１、ｇ１２は、腕部腹面側に配置されている。
また、縦継手を構成する部材は、本体ａ０２の迂回方向ａ１７に面する本体背面側にも、配置されており、係止爪ｇ１１、ｇ１２が、本体背面側と、腕部腹面側とに配置されている。

以上の縦継手ｇ０１、ｇ０２によれば、本体ａ０２の横方向（ａ１４，ａ２７）及び縦方向ａ０５に垂直な嵌合構造の嵌合幅寸法ｇ１３（図５）が本体背面から腕部腹面までの寸法ｇ１４（図５）以上である。
したがって、縦継手ｇ０１、ｇ０２による縦継部の剛性が大きくなり曲げに強い。
また、図６に示すように鋼矢板ａ０１が土圧などの外力を受けて曲げ応力が発生する際の中立面ｇ１５は、平面ａ０８と平行になるが、縦継手ｇ０１、ｇ０２を構成する部材ｇ０５‐ｇ１０が中立面ｇ１５に平行であるから、縦継手ｇ０１、ｇ０２における応力集中が避けられる。
以上により、縦継手ｇ０１、ｇ０２における局所的な高い応力の発生を防ぎ、当該縦継手ｇ０１、ｇ０２による縦継部の連結強度を向上させることができる。すなわち、縦継手ｇ０１、ｇ０２による縦継部の連結を壊すに必要な外力が高くなる。

背面側の部材ｇ０５，ｇ０８に発生する応力と、腹面側の部材ｇ０６，ｇ０７，ｇ０９，ｇ１０に発生する応力との不均衡を軽減するために、以下の条件とすることが好ましい。
図６に示すように、背面側の部材ｇ０５，ｇ０８の中立面ｇ１５からの距離をｇ１６、腹面側の部材ｇ０６，ｇ０７，ｇ０９，ｇ１０の中立面ｇ１５からの距離をｇ１７とする。
本体背面側に配置された縦継手を構成する部材ｇ０５，ｇ０８の本体ａ０２の横方向（ａ１４，ａ２７）に沿った嵌合長さｇ１８と、両側の腕部腹面側に配置された縦継手を構成する部材ｇ０６，ｇ０７，ｇ０９，ｇ１０の本体ａ０２の横方向（ａ１４，ａ２７）に沿った嵌合長さｇ１９、ｇ２０の合計との大小関係が、当該各部材の中立面ｇ１５からの距離ｇ１６，ｇ１７の大小関係に従う。
すなわち、（距離ｇ１６）＞（距離ｇ１７）のとき、（嵌合長さｇ１８）＞（嵌合長さｇ１９）＋（嵌合長さｇ２０）であり、
（距離ｇ１６）＜（距離ｇ１７）のとき、（嵌合長さｇ１８）＜（嵌合長さｇ１９）＋（嵌合長さｇ２０）である。
（距離ｇ１６）＝（距離ｇ１７）のときは、（嵌合長さｇ１８）＝（嵌合長さｇ１９）＋（嵌合長さｇ２０）とすることが理想である。

以上の鋼矢板ａ０１によれば、本体ａ０２に配置された縦継手を構成する部材ｇ０５，ｇ０８は、本体背面側にのみ配置されている。なおかつ、腕部ａ１５，ａ２８に配置された縦継手を構成する部材ｇ０６，ｇ０７，ｇ０９，ｇ１０は、腕部腹面側にのみ配置されている。したがって、最大限の嵌合幅寸法ｇ１３を確保しつつ、簡素な構成で実現できる。

〔第２実施形態〕
上記の第１実施形態においては、本体腹面側に縦継手を構成する部材を配置しなかったが、以下の第２実施形態のように本体腹面側に縦継手を構成する部材を配置してもよい。
図７から図９に第２実施形態の鋼矢板を示す。
図７から図９に示す鋼矢板ｈ０１にあっては、縦継手は、部材ｈ０３‐ｈ１０により構成されている。
本体ｈ０２に配置された縦継手を構成する部材ｈ０３‐ｈ０６は、本体背面側及びその反対面である本体腹面側に配置されている。部材ｈ０３，ｈ０４，ｈ０７，ｈ０９がメス型縦継手を鋼矢板ｈ０１の一端部に構成する。部材ｈ０５，ｈ０６，ｈ０８，ｈ１０がオス型縦継手を鋼矢板ｈ０１の他端部に構成する。
一方の横継手の腕部ｈ１１に配置された縦継手を構成する部材ｈ０７，ｈ０８は、腕部腹面側にのみ配置されている。
他方の横継手の腕部ｈ１２に配置された縦継手を構成する部材ｈ０９，ｈ１０は、腕部腹面側にのみ配置されている。
部材ｈ０５と部材ｈ０６とは一部品で構成されており、鋼矢板ｈ０１の縦方向の端面に溶接されている。部材ｈ０８も鋼矢板ｈ０１の縦方向の端面に溶接されている。
図９に示すように各部材に係止爪が設けられている。これに拘わらず、本体腹面側の部材ｈ０４、ｈ０６については係止爪を設けず、特許文献１に記載されるように挿入ガイドとしてもよい。
なお、図８には、延長継手ｈ１３を図示するが、腕部ｈ１２自体を長く形成してもよい。

以上の第１実施形態においては、左右の横継手は非対称であり、図３に示すように横方向に連結される複数の鋼矢板ａ０１，ａ０１は、本体の迂回方向が同じ向きで連結し、鋼矢板連続壁の幅が鋼矢板ａ０１の幅（図５のｇ１４に相当（縦継手の突出量含まず））に相当するとともに、縦継手が鋼矢板連続壁の最外縁に配置される。第２実施形態において横方向に連結される複数の鋼矢板は、本体ｈ０２の迂回方向が交互に逆向きで連結し、鋼矢板連続壁の幅が鋼矢板ｈ０１の幅ｈ１４の２倍弱に相当するとともに、横継手及び腕部ｈ１１，ｈ１２の縦継手が鋼矢板連続壁の中央に配置される。これは従来周知であるので図示を省略する。

ａ０１ 鋼矢板
ａ０２ 本体
ａ０３，ａ０４横継手
ａ０５ 縦方向
ａ０６，ａ０７本体の両側縁
ａ１４ 横方向
ａ１５ 腕部
ａ１７ 迂回方向
ａ２４ 迂回方向の逆方向
ａ２７ 横方向
ａ２８ 腕部
ｇ０１ メス型縦継手
ｇ０２ オス型縦継手
ｇ０５‐ｇ１０ 縦継手を構成する部材
ｇ１１ メス側係止爪
ｇ１２ オス側係止爪
ｇ１３ 嵌合幅寸法
ｇ１５ 中立面
ｈ０１ 鋼矢板
ｈ０２ 本体
ｈ０３‐ｈ１０ 縦継手を構成する部材部材
ｈ１１，ｈ１２ 横継手の腕部

Claims (4)

1. 本体の縦方向に沿う両側縁に横継手が延設され、当該本体が当該両側縁を通る平面に対して片側へ迂回した形状を有する鋼矢板であって、
   縦方向に継ぐための嵌合構造による縦継手を縦方向の端部に備え、
   前記横継手は、横方向に延びる腕部を有し、
   少なくとも、前記腕部における縦方向の端部に、係止爪を含む前記縦継手を構成する部材が配置され、
   前記縦継手を構成する部材は、前記本体の迂回方向に面する本体背面側と、前記本体の迂回方向の逆方向に面する前記腕部の腕部腹面側とに配置され、
   前記本体の横方向及び縦方向に垂直な前記嵌合構造の嵌合幅寸法が前記本体背面から前記腕部腹面までの寸法以上である鋼矢板。
2. 前記係止爪が、前記本体背面側と、前記腕部腹面側とに配置された請求項１に記載の鋼矢板。
3. 前記本体背面側に配置された前記縦継手を構成する部材の本体の横方向に沿った嵌合長さと、両側の前記腕部腹面側に配置された前記縦継手を構成する部材の本体の横方向に沿った嵌合長さの合計との大小関係が、当該各部材の中立面からの距離の大小関係に従っている請求項１又は請求項２に記載の鋼矢板。
4. 前記本体に配置された前記縦継手を構成する部材は、前記本体背面側にのみ配置され、
   前記腕部に配置された前記縦継手を構成する部材は、前記腕部腹面側にのみ配置されている請求項２又は請求項３に記載の鋼矢板。

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