JP2702605B2 - 内向き継手を有する直線型形鋼およびその製造方法 - Google Patents

内向き継手を有する直線型形鋼およびその製造方法

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    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
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    • B21B1/095U-or channel sections

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ウエブの一方の面が平滑であり、他方の面
にウエブ中央側に折れ曲がった爪(継手)を有し、連結
する隣接継手が密接し且つ連続平滑壁面を構成する直線
型形鋼およびその製造方法に関するものである。
(従来の技術) 近年、活発な地下空間の開発潮流の中で大深度化と都
市部の工事が主流となっている。市街地の人工密集地で
行われる鋼矢板の打込み工事では、特に振動や騒音の発
生を防止することが要求されており、これには無騒音杭
打ち工法などの開発によりかなりの効果を上げている
が、従来の鋼矢板は雄・雌の継手の嵌合自由度が少く、
リジットに係合するものが殆どであり、鋼矢板の長手方
向に曲りや反りがあったり断面形状寸法が高精度でない
と施工時にスムースな嵌入が困難である。
一方、特に首都圏等の超人口過密地帯における空間構
造物では地下水の漏洩による地盤沈下が問題視されてお
り、この構造物を構築する連続壁工事には止水性が要求
される。鋼製の形鋼で構成する連続壁であれば接続壁面
を溶接するなどの手段によって密閉出来るのでコンクリ
ート壁に比較して止水性に優れているが、従来の直線型
設矢板の継手には、各種の形状があるものの、ほとんど
の場合嵌合継手であって溶接接合することが困難なタイ
プである。
他方、この種工事に使用される形鋼は安価でしかも作
業性に優れていることが必要とされる。直線型鋼矢板の
一般的な製造方法は、カリバー(孔型)圧延方式が採用
されているが、この方法は上下ロールの孔型側壁による
磨砕作用を主体とした圧延であるため、孔形磨耗による
ロール改削量が大きく、ロール原単位が高くなって製造
コストを高価にする。また圧延油やロール冷却水を多量
に必要とし、これが不足すると圧延作業が困難になる製
品形状が不安定となるなどの問題点があった。
この解決策として、例えば、特公昭47−4778号公報や
特公昭58−38241号公報に開示されているようにユニバ
ーサル圧延法を採用しているが、これらも上下水平ロー
ルには比較的深く、複雑な孔型が必要であり、前記問題
点を解決には至っていない。
さらに、特公昭55−11921号、あるいは特開昭55−191
3号公報にはH型鋼のいわゆるユニバーサル圧延設備を
利用した技術が開示されているが、それぞれ特殊な継手
形状、すなわち、左右非対称あるいは、上下非対称の直
線型鋼矢板を製造する方法であり、造形上これらを別の
形状の継手を有する形鋼へ適用することは困難である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、前記中間構造物工事における問題点を解決
し、且つその要望に応えるべく、別に製造した雌継手で
隣接する雄継手同志を係合させ止水性に優れた連続平滑
壁を構築する安価な直線型形鋼およびその製造方法を提
供する事を目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は以下の構成を要旨
とする。すなわち、 (1)所定の厚さtwと、有効幅wを有するウエブの両端
に、夫々ウエブの内側方向に傾斜屈曲する直線状あるい
は湾曲状の雄爪を形成し、該爪の付け根にあたるウエブ
有効幅の外側にウエブとほぼ垂直な平滑面を設けたこと
を特徴とする内向き継手を有する直線型形鋼および、 (2)鋳片素材を、ブレークダウンミルを配した粗圧延
工程で加工してU字型断面を有する粗造形材とした後、
該粗造形材をユニバーサルミルとエッジャーミルで中間
圧延し、ユニバーサルミルの上下水平ロールでウエブを
圧延して所定の厚さにし、且つ下水平ロールでは、ウエ
ブとフランジのコーナー部を拘束するとともに、竪ロー
ルとの間でフランジをウエブとほぼ直角にして所定の厚
さに圧延せしめ、エッジャーミルの上下水平ロールでウ
エブを拘束しつつフランジを一定の長さにエッジングし
て、溝形断面の中間圧延材を成形し、該中間圧延材を上
下水平ロールを有する仕上圧延ミルでウエブを拘束しつ
つ下水平ロールの孔型でフランジを上部の付け根部分よ
り内側に傾斜するごとく折り曲げて直線状あるいは湾曲
状に成形し雄継手を造形することを特徴とする内向き継
手を有する直線型形鋼の製造方法である。
尚、上記製造工程でのエッジャーミルの後に、フラン
ジ厚さが変わってもウエブ有効幅を一定にするためにス
キューミルを配してもよい。
(作用・実施例) 以下本発明を詳細に説明する。
第1図(a)、(b)は本発明の直線型形鋼1,1′の
断面図を示したものであり、ウエブ2の両端に、ウエブ
の一面側にあってウエブの内側に折れ曲がった雄型の爪
(継手)3,3を有する。大深度工事においては、形鋼を
長手方向に連続接合し地中連続壁を構築する際に、土圧
の小さい地上付近ではウエブ厚twは小さくて良いが、土
圧の大きい地中内部ではウエブ厚twを大きくして剛性強
度を高める必要がある。従って、本発明形鋼1,1′はシ
リーズ内でウエブ有効幅wは一定となるが、厚みtwは必
要に応じて可変にすることができる。爪3は、厚さtfは
基本的には一定であるがウエブ厚さtwに応じて偏光して
もよく、形状は、図(a)ではウエフブ内方に湾曲した
弧状3aにし、同(b)図では傾斜直線部3bを形成する。
また、ウエブ2の両端外面(爪の付根部)にはウエブと
垂直面4を設け、幅方向連結に際し、隣接ウエブ面が密
接しやすくしている。
第2図は(a)、(b)は本発明の直線型形鋼1,1′
の使用例を示すものであり、同図(a)は弧状爪3aを有
する直線型形鋼1,1を、相互の爪が内側に対抗するよう
2本の連結支持板で連結して箱型にし、この箱型を構成
する直線型形鋼1の隣接爪3a,3aを断面円形の鋼管雌継
手5でウエブ垂直面4が密接するごとく連結して構築し
た連続壁を示す。この連続壁は、表裏外表面が連続した
平滑面を形成し、また連続する各直線型形鋼1,1は密接
しているため止水性を有し、必要あればこの密接部を溶
接することによりいっそう優れた止水性を有せしめるこ
とができる。
第2図(b)は傾斜直線状爪3bを有する直線型形鋼
1′,1′を、相互の爪が内側に対抗するよう2本の連結
支持板で連結して箱型にし、この箱型を構成する直線型
形鋼1′の隣接爪3b,3bを断面が裁頭三角形状の雌継手
6でウエブ垂直面4が密接するごとく連結して連続壁を
構築した場合を示しており、前記(b)図と同様に連続
平滑面と共に優れた止水性を有せしめることができる。
また、第2図(a)、(b)の雄・雌継手の嵌合部
は、従来の直線型鋼矢板の継手と比較して継手内の空間
が広く、爪の接触も滑らかなので、自重により互いの継
手にスムースに嵌入し、優れた継手嵌入特性を有する。
上記本発明の直線型形鋼1,1′は、以下の方法によっ
て圧延成形する。
第3図は直線型形鋼1の圧延成形法の例を示し、第4
図はその成形の工程例を示す。
本発明の粗圧延工程においては、上下水平ロール10a,
10bによって構成する孔型ka1.3を有するブレークダウン
ミルBDで、鋳片素材を断面ほぼU形の粗造形材11に製造
する。このミルBDは、既存のカットインバート用ロール
の孔型を利用して既存の工程と同様な工程により粗造形
材11に加工でき、従ってその詳細な説明は省略する。
尚、カットインバートとは、不等辺不等厚山形鋼のウエ
ブを突合わせ溝形鋼の形でユニバーサル圧延し、それを
仕上圧延後に分割したものである。
続く中間圧延工程には、ユニバーサルミルUとエッジ
ャーミルEが配置され、前記粗造形材11を中間圧延材12
に加工する。このユニバーサルミルUは上下水平ロール
20a,20bと竪ロール21a,21bで孔型ka1.2を構成し、上下
水平ロール20a,20bの開度を調整しつつ圧延し、所定の
ウエブ厚さ(tw)および有効幅(w)を有するウエブ2
にすると共に、竪ロール21a,21bと下水平ロール20bによ
りウエブ12よりほぼ垂直に折り曲げ、且つ延伸した所定
の厚さ(tf)を有するフランジfを成形する。このユニ
バーサルミルUも既知のカットインバート用ロールを共
用または流用できる。
上記ユニバーサルミルUで圧延された中間圧延材12
は、ユニバーサルミルUと対に配置したエッジャミルE
の上下水平ロール30a,30bで構成する孔型kal.2Eで加工
して、両ロールでウエブを拘束しながら下水平ロールの
孔型でフランジfの端部を整形(エッジング)し、所定
の長さlkに調整して製品爪寸法を有する断面U形の中間
整形圧延材12′にする。ウエブ厚み(tw)はシリーズ内
で異なる製品にすることがあるが、フランジ(爪)長さ
lkは一定にすることが好ましい。
本発明の製造工程においては、同一シリーズ内でフラ
ンジ厚み(tf)を変えた場合、フランジ厚がΔtfだけ変
化すると、そのままでは、有効幅wは2Δtfだけ変化す
るので、前記エッジャミルEの後に第4図に示す如く、
ロール軸が圧延方向にαの角度で傾斜したスキューロー
ルミルSKMを配して一定のウエブ有効幅(w)を得るよ
うにしてもよい。第5図はスキューロールミルSKMによ
る圧延成形法の一例を示すもので、ウエブの両端部を押
さえる一対の上側竪ロール50a,50bと、ウエブとフラン
ジのコーナ部に当接し、βの角度で傾斜する軸で支持さ
れる一対の下側竪ロール51a,51bを有し、ウエブを拡幅
して一定の有効幅(w)にすることができる。なおスキ
ューロールミルSKMは例えば特開昭59−202101号公報に
開示されているような既存のミルを利用できる。また、
フランジ厚の変化量Δtfが小さい場合は、SKMを使わず
ウエブ有効幅を縮めて一定とする方法も採ることができ
る。
次いで、前記中間圧延材12′は仕上圧延ミルFによっ
て最終製品に仕上げられる。仕上圧延ミルFは上下水平
ロール40a,40bに孔型ka1.1を有し、前記エッジャミルE
あるいはスキューロールミルSKMで成形したフランジf
を、ウエブw垂直線よりやや内方(ウエブ中央側)に湾
曲する最終形状の雄継手3となる円弧状爪3aを成形す
る。この際ウエブの幅両端外側(フランジ付け根部)に
はウエブとほぼ垂直な平坦面が残される。
傾斜直線爪3b成形法も上下水平ロール40a,40bの孔型k
a1.1を傾斜直線爪3b成形に適する形状にするほかは同様
である。このように仕上圧延によって、上下水平ロール
40a,40bによりウエブを拘束しながら継手加工を行い所
定の有効幅と厚さを持つ製品に仕上げる。
この様に本発明の形鋼1,1′は特殊形状の継手を有す
るが、その製造工程にブレークダウンミルBD、ユニバー
サルミルUおよびエッジャーミルE、更にはスキューロ
ールキルSKMについても既存のH形鋼を中心とする形鋼
製造ミルの利用ができると共に類似形状寸法のカットイ
ンバート用ロールなどの一部共用可能であり、比較的安
価な製造が可能となる。
尚、上記例では中間圧延工程においてユニバーサルミ
ルUとエッジャーミルEを各々一基づつ配置して一対と
しているが、これらは必要に応じて複数対の圧延機のグ
ループに編成してもよい。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明の直線型形鋼は左右対
称の簡易な形状の雄継手を有しているため、別途簡易構
造の雌継手は必要であるが、両継手の連結が極めて容易
であり、また構築される連続壁の一面は、止水性に富む
と共に連続の平滑面が形成できる。したがって、美観上
優れた壁体になると共に建設時の切梁・腹起の施工およ
び鉛直継手部の溶接が容易となる。
また本発明の夫々の形鋼は、既存のブレークダウンミ
ル、ユニバーサルミルおよびエッジャーミルを活用でき
るため製造コストの低減を計ることが出来ることはもち
ろんのこと、H形鋼を中心とする従来の形鋼の製造で習
熱した作業によって生産能率を著しく向上でき、しかも
安定した施工性の優れた高品質の製品を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明の直線型形鋼の一例を示
す平面図、第2図(a)、(b)は本発明直線型形鋼の
使用例を示す平面図、第3図は第1図の直線型形鋼を製
造する圧延ミルによる圧延工程を示す図、第4図は本発
明の製造工程の順序を示す図。第5図は第4図の製造工
程に利用するスキューロールミルによる圧延工程の一例
を示す説明図である。 1:雄継手を有する直線型形鋼 2:ウエブ 3:雄継手(爪) 3a:円弧状爪 3b:傾斜直線状爪 4:垂直部 5:円形雌継手 6:裁頭三角状雌継手 11:粗造形材 12:中間圧延材 BD:ブレークダウンミル U:ユニバーサルミル E:エッジャミル SKM:スキューロールミル F:仕上圧延ミル kal:孔型 10a:BDの上水平ロール 10b:BDの下水平ロール 20a:Uの上水平ロール 20b:Uの下水平ロール 21a:Uの右竪ロール 21b:Uの左竪ロール 30a:Eの上水平ロール 30b:Eの下水平ロール 40a:Fの上水平ロール 40b:Fの下水平ロール 50a:SKMの右上側拡幅ロール 50b:SKMの左上側拡幅ロール 51a:SKMの右下側拡幅ロール 51b:SKMの左下側拡幅ロール

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の厚さtwと、有効幅wを有するウエブ
    の両端に、夫々ウエブの内側方向に傾斜屈曲する直線状
    あるいは湾曲状の雄爪を形成し、該爪の付け根にあたる
    ウエブ有効幅の外側にウエブとほぼ垂直な平滑面を設け
    たことを特徴とする内向き継手を有する直線型形鋼。
  2. 【請求項2】鋳片素材を、ブレークダウンミルを配した
    粗圧延工程で加工してU字型断面を有する粗造形材とし
    た後、該粗造形材をユニバーサルミルとエッジャーミル
    で中間圧延し、ユニバーサルミルの上下水平ロールでウ
    エブを圧延して所定の厚さにし、且つ下水平ロールで
    は、ウエブとフランジのコーナー部を拘束するととも
    に、竪ロールとの間でフランジをウエブとほぼ直角にし
    て所定の厚さに圧延せしめ、エッジャーミルの上下水平
    ロールでウエブを拘束しつつフランジを一定の長さにエ
    ッジングして、溝形断面の中間圧延材を成形し、該中間
    圧延材を上下水平ロールを有する仕上圧延ミルでウエブ
    を拘束しつつ下水平ロールの孔型でフランジを上部の付
    け根部分より内側に傾斜するごとく折り曲げて直線状あ
    るいは湾曲状に成形し雄継手を造形することを特徴とす
    る内向き継手を有する直線型形鋼の製造方法。
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