JP2023140916A - 鋼矢板の連結構造、鋼矢板の連結方法および鋼矢板構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼矢板の表面から部材が突出する高さを抑えつつ、連結される鋼矢板同士の間でより安定的に力を伝達する。【解決手段】第１および第２の鋼矢板を長手方向端部で互いに連結する連結構造であって、上記第１の鋼矢板の長手方向端部で上記第１の鋼矢板の側面から突出し、上記第１の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第１の接触面を有する第１の突出部材と、上記第２の鋼矢板の長手方向端部で上記第２の鋼矢板の側面から突出し、上記第２の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第２の接触面を有する第２の突出部材と、上記第１の接触面に接触する第３の接触面、および上記第２の接触面に接触する第４の接触面を有し、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において上記第１の突出部材および上記第２の突出部材を少なくとも部分的に囲む形状を有する連結部材とを備える連結構造が提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、鋼矢板の連結構造、鋼矢板の連結方法および鋼矢板構造体に関する。

鋼矢板は、土木建築工事において、土留めや止水のための鋼矢板壁を構築するために広く利用されている。例えば橋桁の下などで、必要とされる鋼矢板の長さに対して施工空間の高さに制約がある場合には、複数の鋼矢板を長手方向に連結して地盤に打設する。しかしながら、従来のように現場溶接によって鋼矢板同士を接合する場合、溶接工程にかかる時間が長いために、工期全体が長くなってしまうという問題が生じていた。

そこで、特許文献１では、鋼矢板の表面から突出する補強鋼板同士をボルトおよびナットを用いて固着することによって、鋼矢板を長手方向に機械的に連結する技術が提案されている。これによって、鋼矢板を連結するための現場溶接が不要になり、工期を短縮できる。また、特許文献１には、上記のような補強鋼板が鋼矢板壁の壁厚の範囲に収まるように配置することで、打設抵抗の増大を抑制することについても記載されている。

さらに、特許文献２では、鋼矢板の表面から部材が突出する高さを可能な限り抑えつつ、鋼矢板を長手方向に機械的に連結するために、第１の鋼矢板および第２の鋼矢板を長手方向に連結するための継手構造であって、第１の鋼矢板の側面に形成される第１の凹凸部と、第１の鋼矢板および第２の鋼矢板の側面に沿って延び、第１の凹凸部に係合する板状連結部材とを含む継手構造が提案されている。

特開２０１１－３８２８８号公報 特開２０１９－３１８２９号公報

上記の特許文献２に記載された技術は、特許文献１に記載された技術に対する改良技術ではあるものの、凹凸部を円滑に係合させるためにはある程度の寸法の余裕が必要であり、そうすると今度はがたつきが生じて見かけの剛性が下がる可能性や、凹凸部の特定の部分に力が集中して変形や損傷を生じさせる可能性があるという点で、なおも改善の余地があった。

そこで、本発明は、鋼矢板の表面から部材が突出する高さを抑えつつ、連結される鋼矢板同士の間でより安定的に力を伝達することが可能な鋼矢板の連結構造、鋼矢板の連結方法および鋼矢板構造体を提供することを目的とする。

［１］第１および第２の鋼矢板を長手方向端部で互いに連結する連結構造であって、上記第１の鋼矢板の長手方向端部で上記第１の鋼矢板の側面から突出し、上記第１の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第１の接触面を有する第１の突出部材と、上記第２の鋼矢板の長手方向端部で上記第２の鋼矢板の側面から突出し、上記第２の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第２の接触面を有する第２の突出部材と、上記第１の接触面に接触する第３の接触面、および上記第２の接触面に接触する第４の接触面を有し、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において上記第１の突出部材および上記第２の突出部材を少なくとも部分的に囲む形状を有する連結部材とを備える連結構造。
［２］上記連結部材は、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において上記第１および第２の突出部材の全周を囲む閉形状を有する、［１］に記載の連結構造。
［３］上記第１および第２の接触面には、上記第１および第２の鋼矢板の長手方向を含み上記第１および第２の鋼矢板の側面に直交する断面において、上記第１および第２の鋼矢板から遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される、［２］に記載の連結構造。
［４］上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において上記第１および第２の突出部材が全体としてなす形状は、矩形、六角形、砂時計形または楕円形である、［２］または［３］に記載の連結構造。
［５］上記連結部材、または上記連結部材に接合された蓋部材と、上記第１および第２の突出部材とに挿通される固定用ボルトをさらに備える、［２］から［４］のいずれか１項に記載の連結構造。
［６］［２］から［５］のいずれか１項に記載の連結構造を用いた鋼矢板の連結方法であって、上記第１の鋼矢板の側面に上記第１の突出部材を接合する工程と、上記第２の鋼矢板の側面に上記第２の突出部材を接合する工程と、上記第１の鋼矢板と上記第２の鋼矢板とを長手方向の端面で突き合わせる工程と、上記第１および第２の鋼矢板の側面とは反対側から上記連結部材を上記第１および第２の突出部材に嵌合させ、上記第３の接触面を上記第１の接触面に接触させるとともに上記第４の接触面を上記第２の接触面に接触させる工程とを含む鋼矢板の連結方法。
［７］上記連結部材は、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において上記第１および第２の突出部材の一方の側端面を囲まない開形状を有する、［１］に記載の連結構造。
［８］上記第１および第２の接触面には、上記第１および第２の鋼矢板の長手方向を含み上記第１および第２の鋼矢板の側面に直交する断面において、上記第１および第２の鋼矢板に近づくにつれて幅狭になるテーパーが形成される、［７］に記載の連結構造。
［９］上記第１および第２の接触面には、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において、上記連結部材によって囲まれない方の側端面から遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される、［７］または［８］に記載の連結構造。
［１０］上記第１および第２の突出部材と上記連結部材とに挿通される固定用ボルトをさらに備える、［７］から［９］のいずれか１項に記載の連結構造。
［１１］［７］から［１０］のいずれか１項に記載の連結構造を用いた鋼矢板の連結方法であって、上記第１の鋼矢板の側面に上記第１の突出部材を接合する工程と、上記第２の鋼矢板の側面に上記第２の突出部材を接合する工程と、上記第１の鋼矢板と上記第２の鋼矢板とを長手方向の端面で突き合わせる工程と、上記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な方向から上記連結部材を上記第１および第２の突出部材に嵌合させ、上記第３の接触面を上記第１の接触面に接触させるとともに上記第４の接触面と上記第２の接触面に接触させる工程とを含む鋼矢板の連結方法。
［１２］［１］から［５］、または［７］から［１０］のいずれか１項に記載の連結構造を含む鋼矢板構造体であって、上記第１および第２の鋼矢板は、ハット形鋼矢板であり、上記連結構造が、上記ハット形鋼矢板のウェブ、アームまたはフランジの少なくともいずれかの側面に取り付けられる鋼矢板構造体。
［１３］上記連結構造が、上記ウェブおよび上記アームで上記第１および第２の鋼矢板の両側面に取り付けられる、［１２］に記載の鋼矢板構造体。

上記の構成によれば、連結部材が鋼矢板の側面に対して平行な断面において突出部材を囲む形状を有することによって、連結構造の部材が鋼矢板の表面から突出する高さを抑えることができる。また、突出部材と連結部材との間の力の伝達を、連結される鋼矢板それぞれの側で１対の接触面の間で行うことによって、分散した接触面の特定の部分に力が集中することがなく、安定的に力を伝達することができる。

本発明の第１の実施形態に係る連結構造を含む鋼矢板壁の一部を示す斜視図である。 図１における連結構造の拡大図である。 図２に示された連結構造の形成過程を示す図であり、図２のIII－III線断面図にあたる。 図３に示された例の変形例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連結構造の平面形状の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連結構造の鋼矢板壁への取り付け方の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る連結構造における離脱防止構造の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る連結構造を含む鋼矢板壁の一部を示す斜視図である。 図８に示された連結構造の形成過程を示す図であり、図８のIX－IX線矢視図にあたる。 図８に示された連結構造の形成過程を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る連結構造を含む鋼矢板壁の一部を示す斜視図であり、図２は図１における連結構造の拡大図である。図１および図２に示されるように、鋼矢板壁１は、ハット形鋼矢板である複数の鋼矢板１０を連結構造２０によって長手方向（図中のｚ方向）に連結するとともに、両側部に形成される継手１１の連結によって幅方向（図中のｘ方向）にも連結したものである。それぞれの鋼矢板１０は、ウェブ１２、フランジ１３およびアーム１４を含む。以下の説明では、これらの各部を構成する鋼矢板１０の端面ではない表面を鋼矢板１０の側面という。ウェブ１２およびアーム１４において、鋼矢板１０の側面は鋼矢板壁の壁厚方向（図中のｙ方向）に向いた面になる。同様に、鋼矢板１０の長手方向（ｚ方向）に向いた面を、鋼矢板１０の端面という。なお、以下で説明される図において、ｘ，ｙ，ｚの方向は共通である。また、図示される例において鋼矢板１０はハット形鋼矢板であるが、他の例としてＵ形鋼矢板、Ｚ形鋼矢板、直線形鋼矢板など各種の断面の鋼矢板に本発明の実施形態に係る連結構造を適用することが可能である。

より具体的には、連結構造２０は、鋼矢板１０Ａの長手方向端部でウェブ１２の側面から突出する突出部材２１Ａ（第１の突出部材）と、鋼矢板１０Ｂの長手方向端部で鋼矢板１０Ｂのウェブ１２の側面から突出する突出部材２１Ｂ（第２の突出部材）と、突出部材２１Ａ，２１Ｂに嵌合する連結部材２２とを含む。突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２は、以下で説明するような形状を有する鋼製の板状部材である。本実施形態において、連結部材２２は鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において突出部材の全周を囲む閉形状を有する。

図３は、図１および図２に示された連結構造の形成過程を示す図であり、図２のIII－III線断面図にあたる。図示されるように、連結構造２０は、例えば、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂに予め突出部材２１Ａ，２１Ｂを溶接などによってそれぞれ接合し、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂを長手方向の端面で突き合わせた上で、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面とは反対側から連結部材２２を突出部材２１Ａ，２１Ｂに嵌合させることによって形成される。突出部材２１Ａは鋼矢板１０Ａの長手方向中央側（つまり長手方向端部とは反対側）に向けられた接触面２１１Ａ（第１の接触面）を有し、突出部材２１Ｂは鋼矢板１０Ｂの長手方向中央側に向けられた接触面２１１Ｂ（第２の接触面）を有する。一方、連結部材２２は、上記のように突出部材２１Ａ，２１Ｂの全周を囲む閉形状の内側で互いに対向する接触面２２１Ａ（第３の接触面）および接触面２２１Ｂ（第４の接触面）を有する。連結部材２２の接触面２２１Ａが突出部材２１Ａの接触面２１１Ａに接触し、接触面２２１Ｂが突出部材２１Ｂの接触面２１１Ｂに接触することによって、それぞれの接触面の間で支圧力が伝達され、連結構造２０が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの間で引張力を伝達できる連結部として機能する。なお、圧縮力については、連結構造２０によって鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの水平位置が固定されていれば鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの端面同士の接触によって伝達されるため、必ずしも連結構造２０によって伝達されなくてもよい。

図示された例において、突出部材２１Ａ，２１Ｂの接触面２１１Ａ，２１１Ｂには、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向を含み鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に直交する断面（図中のｙ－ｚ断面）において、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂから遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される。つまり、上記の断面において、接触面２１１Ａ，２１１Ｂを含む突出部材２１Ａ，２１Ｂは、全体として鋼矢板１０Ａ，１０Ｂ側が底辺になる台形である。連結部材２２の接触面２２１Ａ，２２１Ｂは突出部材２１Ａ，２１Ｂの接触面に接触するために、接触面２１１Ａ，２１１Ｂに対応した形状を有する。つまり、上記の断面において、連結部材２２の閉形状の内側の接触面２２１Ａ，２２１Ｂによって挟まれる空間は、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂに向かって拡大している。

上記のように突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２の接触面を鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に向かって開いたテーパー形状にすることによって、突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２の寸法誤差や突出部材２１Ａ，２１Ｂの鋼矢板１０Ａ，１０Ｂへの取り付け位置の誤差を吸収して、突出部材２１Ａ，２１Ｂの接触面２１１Ａ，２１１Ｂと連結部材２２の接触面２２１Ａ，２２１Ｂとを隙間なく接触させることができる。

図４は、図３に示された例の変形例を示す図である。突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２の縦断面において接触面は必ずしもテーパー形状でなくてもよく、図４に示された例のように接触面が略平行であってもよい。この例において、突出部材２１Ａ，２１Ｂの接触面２１１Ａ，２１１Ｂは、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向を含み鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に直交する断面（図中のｙ－ｚ断面）において、いずれも上側に向かって傾斜している。つまり、図４の断面において、接触面２１１Ａ，２１１Ｂを含む突出部材２１Ａ，２１Ｂは略平行四辺形である。なお、接触面は厳密に平行ではなくてもよく、互いに接触する接触面、すなわち接触面２１１Ａ，２２１Ａおよび接触面２１１Ｂ，２２１Ｂがそれぞれ対応する傾きで形成されていればよい。

突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材の接触面がテーパー形状ではない場合、施工時の上下矢板の位置のずれや、寸法誤差や取り付け位置の誤差を吸収するために突出部材２１Ａ，２１Ｂの接触面２１１Ａ，２１１Ｂと連結部材２２の接触面２２１Ａ，２２１Ｂとの間には若干の隙間が必要になる。これによって部材間にがたつきが生じるが、連結構造２０が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの間で引張力を伝達する場合には突出部材２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ反対方向に引っ張られることによって接触面間の隙間がなくなるため、上記のような隙間があっても連結構造２０は機能する。なお、図４の例のように接触面を上側に向かって傾斜させた場合には連結部材２２にかかる重力を利用して連結部材２２が突出部材２１Ａ，２１Ｂから離脱するのを防止でき、後述する図７（ｂ）（ｃ）のように、連結部材を突出部材に固定用ボルトを用いて固定する場合において、上側のボルトを不要とし、下側のボルトのみで連結することができ、加工費やボルト取付作業を軽減できる。接触面は鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して垂直であってもよく、あるいは下側に向かって傾斜していてもよい。これらの場合にも、例えば後述する固定用ボルトなどの手段によって連結部材２２の離脱を防止できる。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る連結構造の平面形状の例を示す図である。連結構造の平面形状、すなわち鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において突出部材２１Ａ，２１Ｂが全体としてなす形状は、上記で図２に示されたように矩形であってもよいし、図５（ａ）に示されるように六角形であってもよいし、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示されるように砂時計形であってもよいし、図５（ｄ）に示されるように楕円形であってもよい。いずれの場合も、突出部材２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向中央側に向けられた接触面を有する。なお、例えば図５（ａ）や図５（ｄ）に示される例のように、接触面は必ずしも上記の断面において鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向に直交する面ではなくてもよく、接触面を介して伝達される支圧力が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向の成分を含むような傾斜面や湾曲面であってもよい。

上記のそれぞれの例において、連結部材２２が内側に形成する閉形状は、突出部材２１Ａ，２１Ｂが全体としてなす平面形状に対応する。具体的には、連結部材２２が内側に形成する閉形状は、図２の例では矩形であり、図５（ａ）の例では六角形であり、図５（ｂ）および図５（ｃ）の例では砂時計形であり、図５（ｄ）の例では楕円形である。上述のように接触面が縦断面（図中のｙ－ｚ断面）においてテーパー形状である場合、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（ｘ－ｚ断面）において突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２がなす形状は、断面が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に近づくにつれて鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向（ｚ方向）に引き伸ばされるように変化する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る連結構造の鋼矢板壁への取り付け方の例を示す図である。図６（ａ）に示された例では、連結構造２０が、ハット形鋼矢板である鋼矢板１０のウェブ１２およびアーム１４の外側の側面に取り付けられる。ここで、鋼矢板１０の外側の側面は、鋼矢板１０の壁厚方向（図中のｙ方向）の中立軸からより遠い側の側面である。鋼矢板壁の外側のウェブ１２およびアーム１４の外側の側面に連結構造２０を取り付けることによって、鋼矢板壁に曲げモーメントが作用した場合により効果的に荷重を負担することができる。

図６（ｂ）に示された例では、連結構造２０が、ウェブ１２およびアーム１４の両側面で鋼矢板１０の両側面に取り付けられる。上述のように、鋼矢板壁の壁厚方向の中立軸から遠いウェブ１２およびアーム１４に連結構造２０を取り付けることによって、鋼矢板１０に曲げモーメントが作用した場合により効果的に荷重を負担することができる。連結構造２０は鋼矢板１０の長手方向（図中のｚ方向）の断面が要求引張耐力を満たすように設計する必要があるが、連結構造２０を鋼矢板１０の両側面に取り付けることによって、合計の断面を大きくしつつ、個々の連結構造２０の鋼矢板１０からの張り出しを小さくすることができる。

図６（ｃ）に示された例では、連結構造２０が、ウェブ１２およびアーム１４の両側面に加えて、フランジ１３でも鋼矢板１０の両側面に取り付けられる。フランジに取り付けられる連結構造２０は、ウェブ１２およびアーム１４に比べると鋼矢板壁に曲げモーメントが作用したときの荷重負担は小さいが、例えば施工時荷重（軸力）が作用した場合に鋼矢板１０の断面全体に荷重を分散させ、鋼矢板１０の局所的な降伏を抑制できるという点で利点がある。

なお、上述のように連結構造２０は鋼矢板１０が要求される曲げ剛性・曲げ耐力を発揮できるよう、要求引張耐力を満たすように設計する必要があるが、鋼矢板１０に要求される曲げ剛性・曲げ耐力は必ずしも鋼矢板１０の断面形状と鋼材規格から決まる曲げ剛性・曲げ耐力と同等ではない。例えば鋼矢板壁が仮設構造物であるような場合、鋼矢板１０に要求される曲げ耐力は鋼矢板１０の断面形状と鋼材規格から決まる曲げ耐力の２／３程度であってもよい。従って、例えば図６に示されたような断面において、連結構造２０（連結部材２２の最も断面が小さい部分）の断面積の合計が鋼矢板１０の断面積と同等になる必要はない。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る連結構造における離脱防止構造の例を示す図である。図７（ａ）に示された例では、予め連結部材２２に接合された蓋部材２３が、突出部材２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにボルト接合される。図７（ａ）には、蓋部材２３に形成されたボルト孔２３１が示されている。突出部材２１Ａ，２１Ｂのそれぞれにもボルト孔２３１に対応する位置にボルト孔が形成され、これらのボルト孔に固定用ボルト（図示せず）が挿通される。図７（ｂ）および図７（ｃ）に示された例では、突出部材２１Ａ，２１Ｂおよび連結部材２２にそれぞれ形成されたボルト孔２１２Ａ，２１２Ｂ，２２２に固定用ボルト２４Ａ，２４Ｂが挿通される。孔開けに伴う止水性の低下や切削に伴う変形を防止するため、固定用ボルトの取り付けにあたって鋼矢板１０Ａ，１０Ｂには加工が及ばないことが望ましい。このために、図７（ｂ）および図７（ｃ）の例では固定用ボルト２４Ａ，２４Ｂが鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な平面（図中のｘ－ｚ平面）内に配置される。図７（ａ）の例でも、突出部材２１Ａ，２１Ｂに形成されるボルト孔は突出部材２１Ａ，２１Ｂを貫通せず、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂには達しないことが望ましい。

以上で説明したような本発明の第１の実施形態では、連結部材２２が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において突出部材２１Ａ，２１Ｂを囲む形状を有することによって、連結構造２０の部材が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの表面から突出する高さを抑えることができる。また、突出部材２１Ａ，２１Ｂと連結部材２２との間の力の伝達を鋼矢板１０Ａ，１０Ｂそれぞれの側で１対の接触面、すなわち接触面２１１Ａ，２２１Ａの間および接触面２１１Ｂ，２２１Ｂの間で行うことによって、分散した接触面の特定の部分に力が集中することがなく、安定的に力を伝達することができる。

（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る連結構造を含む鋼矢板壁の一部を示す斜視図である。図８には、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの一部と、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂを長手方向（図中のｚ方向）に連結する連結構造３０とが示されている。鋼矢板１０Ａ，１０Ｂおよび鋼矢板壁の構成については、第１の実施形態と同様であるため図示および説明を省略している。連結構造３０は、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂのウェブ、フランジまたはアームの少なくともいずれかの側面に取り付けられる。本実施形態において、連結構造３０は、鋼矢板１０Ａの長手方向端部で鋼矢板１０Ａの側面から突出する突出部材３１Ａ（第１の突出部材）と、鋼矢板１０Ｂの長手方向端部で鋼矢板１０Ｂの側面から突出する突出部材３１Ｂ（第２の突出部材）と、突出部材３１Ａ，３１Ｂに嵌合する連結部材３２とを含む。突出部材３１Ａ，３１Ｂおよび連結部材３２は、以下で説明するような形状を有する鋼製の板状部材である。本実施形態において、連結部材３２は鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において突出部材３１Ａ，３１Ｂの一方の側端面を囲まないＣ字形の開形状を有する。

図９および図１０は、図８に示された連結構造の形成過程を示す図であり、図９は図８のVIII－VIII線矢視図にあたる。図示されるように、連結構造３０は、例えば、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂに予め突出部材３１Ａ，３１Ｂを溶接などによってそれぞれ接合し、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂを長手方向の端面で突き合わせた上で、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向に対して垂直、かつ鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な方向（ウェブまたはアームの場合は、鋼矢板壁の壁幅方向（図中のｘ方向））から連結部材３２を突出部材３１Ａ，３１Ｂに嵌合させることによって形成される。突出部材３１Ａは鋼矢板１０Ａの長手方向中央側に向けられた接触面３１１Ａ（第１の接触面）を有し、突出部材３１Ｂは鋼矢板１０Ｂの長手方向中央側に向けられた接触面３１１Ｂを有する。一方、連結部材３２は、上記のように突出部材３１Ａ，３１Ｂを部分的に囲むＣ字形の開形状の内側で互いに対向する接触面３２１Ａ（第３の接触面）および接触面３２１Ｂ（第４の接触面）を有する。連結部材３２の接触面３２１Ａが突出部材３１Ａの接触面３１１Ａに接触し、接触面３２１Ｂが突出部材３１Ｂの接触面３１１Ｂに接触することによって、それぞれの接触面の間で支圧力が伝達され、連結構造３０が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの間で引張力を伝達できる連結部として機能する。なお、上記の第１の実施形態と同様に、圧縮力については必ずしも連結構造３０によって伝達されなくてもよい。

図示された例において、突出部材３１Ａ，３１Ｂの接触面３１１Ａ，３１１Ｂには、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において、連結部材３２によって囲まれない方の側端面３１３Ａ，３１３Ｂから遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される。つまり、上記の断面において、接触面２１１Ａ，２１１Ｂを含む突出部材３１Ａ，３１Ｂは、全体として側端面３１３Ａ，３１３Ｂ側が底辺になる台形である。連結部材３２の接触面３２１Ａ，３２１Ｂは突出部材３１Ａ，３１Ｂの接触面に接触するために、接触面３１１Ａ，３１１Ｂに対応した形状を有する。つまり、上記の断面において、連結部材３２のＣ字形の開形状の内側の空間は、突出部材３１Ａ，３１Ｂに向かって拡大している。

さらに、図８に示された例において、突出部材３１Ａ，３１Ｂの接触面３１１Ａ，３１１Ｂには、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの長手方向を含み鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に直交する断面（図中のｙ－ｚ断面）において、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂに近づくにつれて幅狭になるテーパーが形成される。つまり、上記の断面において、接触面３１１Ａ，３１１Ｂを含む突出部材３１Ａ，３１Ｂは、全体として鋼矢板１０Ａ，１０Ｂとは反対側が底辺になる台形である。連結部材３２の接触面３２１Ａ，３２１Ｂは突出部材３１Ａ，３１Ｂの接触面に接触するために、接触面３１１Ａ，３１１Ｂに対応した形状を有する。つまり、上記の断面において、連結部材３２の接触面３２１Ａ，３２１Ｂによって挟まれる空間は、鋼矢板１０Ａ，１０Ｂに向かって縮小している。これにより、連結部材が鋼矢板側面から遠ざかる方向（ｙ方向）から離脱するのを防ぐことができる。

上記のように突出部材３１Ａ，３１Ｂおよび連結部材３２の接触面をテーパー形状にすることによって、突出部材３１Ａ，３１Ｂおよび連結部材３２の寸法誤差や突出部材３１Ａ，３１Ｂの鋼矢板１０Ａ，１０Ｂへの取り付け位置の誤差を吸収して、突出部材３１Ａ，３１Ｂの接触面３１１Ａ，３１１Ｂと連結部材３２の接触面３２１Ａ，３２１Ｂとを隙間なく接触させることができる。また、本実施形態において連結部材３２はＣ字形の開形状を有し、側方から突出部材３１Ａ，３１Ｂに嵌合させられるため、上記のようなテーパーによって突出部材３１Ａ，３１Ｂを縦断面において蟻ほぞ状の形状にし、次に説明する固定用ボルトとあわせて連結部材３２の離脱を防止することができる。

図１０に示されるように、連結部材３２を突出部材３１Ａ，３１Ｂに嵌合させた状態で、突出部材３１Ａ，３１Ｂおよび連結部材３２にそれぞれ形成されたボルト孔３１２Ａ，３１２Ｂ，３２２に固定用ボルト３４Ａ，３４Ｂを挿通することによって、連結部材３２の離脱を防止し、突出部材３１Ａ，３１Ｂおよび連結部材３２の接触面の間で支圧力が伝達される状態を維持することができる。なお、図示された例では固定用ボルト３４Ａ，３４Ｂが水平方向（図中のｘ方向）に挿通されているが、第１の実施形態を参照して説明した例と同様に、固定用ボルトは鉛直方向（ｚ方向）に挿通されてもよく、斜め方向に挿通されてもよい。ボルト孔などの加工が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂには及ばないことが望ましいのも、第１の実施形態と同様である。

以上で説明したような本発明の第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に連結部材３２が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの側面に対して平行な断面（図中のｘ－ｚ断面）において突出部材３１Ａ，３１Ｂを囲む形状を有することによって、連結構造３０の部材が鋼矢板１０Ａ，１０Ｂの表面から突出する高さを抑えることができる。また、突出部材３１Ａ，３１Ｂと連結部材３２との間の力の伝達を鋼矢板１０Ａ，１０Ｂそれぞれの側で１対の接触面、すなわち接触面３１１Ａ，３２１Ａの間および接触面３１１Ｂ，３２１Ｂの間で行うことによって、分散した接触面の特定の部分に力が集中することがなく、安定的に力を伝達することができる。第１の実施形態との比較として、本実施形態では連結部材３２が側方から突出部材３１Ａ，３１Ｂに嵌合させられるため、上述したようなテーパー形状によってがたつきの防止や連結部材３２の離脱防止をすることが容易である。その一方で、本実施形態では連結部材３２が突出部材３１Ａ，３１Ｂの一方の側端面の側で開いた開形状であるのに対して、第１の実施形態では連結部材が突出部材の両方の側端面を含む全周を囲む閉形状であるため、要求引張耐力を満たす断面を確保しやすいという点では第１の実施形態が有利である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…鋼矢板、１１…継手、１２…ウェブ、１３…フランジ、１４…アーム、２０…連結構造、２１Ａ，２１Ｂ…突出部材、２１１Ａ，２１１Ｂ…接触面、２１２Ａ，２１２Ｂ…ボルト孔、２２…連結部材、２２１Ａ，２２１Ｂ…接触面、２２２…ボルト孔、２３…蓋部材、２３１…ボルト孔、２４Ａ，２４Ｂ…固定用ボルト、３０…連結構造、３１Ａ，３１Ｂ…突出部材、３１１Ａ，３１１Ｂ…接触面、３１２Ａ，３１２Ｂ…ボルト孔、３１３Ａ，３１３Ｂ…側端面、３２…連結部材、３２１Ａ，３２１Ｂ…接触面、３２２…ボルト孔、３４Ａ，３４Ｂ…固定用ボルト。

Claims (13)

1. 第１および第２の鋼矢板を長手方向端部で互いに連結する連結構造であって、
   前記第１の鋼矢板の長手方向端部で前記第１の鋼矢板の側面から突出し、前記第１の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第１の接触面を有する第１の突出部材と、
   前記第２の鋼矢板の長手方向端部で前記第２の鋼矢板の側面から突出し、前記第２の鋼矢板の長手方向中央側に向けられた第２の接触面を有する第２の突出部材と、
   前記第１の接触面に接触する第３の接触面、および前記第２の接触面に接触する第４の接触面を有し、前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において前記第１の突出部材および前記第２の突出部材を少なくとも部分的に囲む形状を有する連結部材と
   を備える連結構造。
2. 前記連結部材は、前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において前記第１および第２の突出部材の全周を囲む閉形状を有する、請求項１に記載の連結構造。
3. 前記第１および第２の接触面には、前記第１および第２の鋼矢板の長手方向を含み前記第１および第２の鋼矢板の側面に直交する断面において、前記第１および第２の鋼矢板から遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される、請求項２に記載の連結構造。
4. 前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において前記第１および第２の突出部材が全体としてなす形状は、矩形、六角形、砂時計形または楕円形である、請求項２または請求項３に記載の連結構造。
5. 前記連結部材、または前記連結部材に接合された蓋部材と、前記第１および第２の突出部材とに挿通される固定用ボルトをさらに備える、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の連結構造。
6. 請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の連結構造を用いた鋼矢板の連結方法であって、
   前記第１の鋼矢板の側面に前記第１の突出部材を接合する工程と、
   前記第２の鋼矢板の側面に前記第２の突出部材を接合する工程と、
   前記第１の鋼矢板と前記第２の鋼矢板とを長手方向の端面で突き合わせる工程と、
   前記第１および第２の鋼矢板の側面とは反対側から前記連結部材を前記第１および第２の突出部材に嵌合させ、前記第３の接触面を前記第１の接触面に接触させるとともに前記第４の接触面を前記第２の接触面に接触させる工程と
   を含む鋼矢板の連結方法。
7. 前記連結部材は、前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において前記第１および第２の突出部材の一方の側端面を囲まない開形状を有する、請求項１に記載の連結構造。
8. 前記第１および第２の接触面には、前記第１および第２の鋼矢板の長手方向を含み前記第１および第２の鋼矢板の側面に直交する断面において、前記第１および第２の鋼矢板に近づくにつれて幅狭になるテーパーが形成される、請求項７に記載の連結構造。
9. 前記第１および第２の接触面には、前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な断面において、前記連結部材によって囲まれない方の側端面から遠ざかるにつれて幅狭になるテーパーが形成される、請求項７または請求項８に記載の連結構造。
10. 前記第１および第２の突出部材と前記連結部材とに挿通される固定用ボルトをさらに備える、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の連結構造。
11. 請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の連結構造を用いた鋼矢板の連結方法であって、
    前記第１の鋼矢板の側面に前記第１の突出部材を接合する工程と、
    前記第２の鋼矢板の側面に前記第２の突出部材を接合する工程と、
    前記第１の鋼矢板と前記第２の鋼矢板とを長手方向の端面で突き合わせる工程と、
    前記第１および第２の鋼矢板の側面に対して平行な方向から前記連結部材を前記第１および第２の突出部材に嵌合させ、前記第３の接触面を前記第１の接触面に接触させるとともに前記第４の接触面と前記第２の接触面に接触させる工程と
    を含む鋼矢板の連結方法。
12. 請求項１から請求項５、または請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の連結構造を含む鋼矢板構造体であって、
    前記第１および第２の鋼矢板は、ハット形鋼矢板であり、
    前記連結構造が、前記ハット形鋼矢板のウェブ、アームまたはフランジの少なくともいずれかの側面に取り付けられる鋼矢板構造体。
13. 前記連結構造が、前記ウェブおよび前記アームで前記第１および第２の鋼矢板の両側面に取り付けられる、請求項１２に記載の鋼矢板構造体。

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