JP3799185B2 - 基準管鋼製エレメント、一般部鋼製エレメント、隅角部鋼製エレメント、及び地下構造物構築方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非開削方式で地下構造物を構築するために使用する鋼製エレメント、及びこの鋼製エレメントの製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路や道路等の下方に非開削方式でトンネルのような地下構造物を構築する場合、軌道等に与える影響を抑えるため、鋼製エレメントを推進又はけん引により軌道下方の地中に挿入して横断させ、これを地下構造物の本体として利用する方法（以下、「鋼製エレメント工法」という。）が用いられている。
【０００３】
この鋼製エレメント工法に用いられる鋼製エレメントは、仮設時には、中空の単体の箱型部材として列車荷重等の大きな繰り返し荷重を負担する。また、地下構造物の完成後には、鋼製エレメントの中空部にはコンクリート等が充填され、鋼製エレメントを単位部材とする集合体として列車荷重等を負担することになる。
【０００４】
したがって、鋼製エレメントは、大断面のものが要求されることが多い。このため、鋼製エレメント、特にフランジ部には、一体製作の大きな平板状部材や、複数の部材を高精度の溶接により接合したものが採用されることが多かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような一体製作や高精度溶接による部材は、製作費用が非常に高価であるため、鋼製エレメント工法による地下構造物は工事費用が高くなる、という問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、製作費用が低廉で強度が従来品と同等な鋼製エレメント、及び鋼製エレメントの製作方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る基準管鋼製エレメントは、
矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記基準管継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした基準管鋼製エレメントであって、
前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る一般部鋼製エレメントは、
略「コ」字状の断面を有しエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに、前記エレメント軸方向に沿って一般部継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記一般部継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした一般部鋼製エレメントであって、
前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る隅角部鋼製エレメントは、
矩形管状又は「コ」字状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のうち前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向のうちの一方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第１継手を設けるとともに、前記一方向と直角となる他方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第２継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体の「Ｌ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｌ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とした隅角部鋼製エレメントであって、
前記矩形管状又は「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る隅角部鋼製エレメントは、
請求項３記載の隅角部鋼製エレメントにおいて、
前記隅角部第１継手及び隅角部第２継手に対して「Ｔ」字状となる位置の隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第３継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体における「Ｔ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｔ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能としたこと
を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る地下構造物構築方法は、
矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される管状鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手が設けられるとともに、前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた基準管鋼製エレメントを地中に挿入する第１工程を行い、
次いで、「コ」字状の断面を有し前記エレメント軸方向に延設されるコ型鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って一般部継手が設けられるとともに、前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた一般部鋼製エレメントを用い、前記一般部継手のうち外部に対して開放された隅部である２つの開放側隅部に設けられた一般部第１継手のそれぞれを前記基準管継手のうちの２つと嵌合させて接合し、前記一般部鋼製エレメントを前記基準管路鋼製エレメントに沿わせながら前記地中に挿入する第２工程を行い、
次いで、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントの前記一般部継手のうち外部に対して閉塞された隅部である２つの閉塞側隅部に設けられた一般部第２継手のそれぞれに、他の一般部鋼製エレメントの前記一般部第１継手のそれぞれを嵌合させて接合し、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントに前記他の一般部鋼製エレメントを沿わせながら前記地中に挿入する第３工程を順次繰り返し、
次いで、前記地中に挿入され相互に接合された各鋼製エレメントによって構成されたエレメント構造体を防護工として前記エレメント構造体の内部を掘削する第４工程を行い、
次いで、前記エレメント構造体を本体として利用して地下構造物を構築する第５工程を行うこと
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（１）第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントの構成を示す断面図である。図１は、エレメント軸方向から見た断面図（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面図）である。
【００１７】
図１に示すように、基準管鋼製エレメント１０は、２つの板状接合部材１１及び１１と、２つの鋼板部材１３及び１４を有している。２つの板状接合部材１１、１１は、互いに対向するように配置されるとともにエレメント軸方向に延設され、鋼板部材１３と１４は互いに対向配置されるとともに板状接合部材１１と直角となるようにエレメント軸方向に延設される。これにより、全体として矩形管状（「ロ」字状）の断面が形成され、板状接合部材１１、１１が上下のフランジを構成し、鋼板部材１３、１４が左右のウェブを構成している。
【００１８】
また、板状接合部材１１は、２個の直線鋼矢板１２及び１２が接合されて構成されている。また、直線鋼矢板１２は、鋼製の平板部１２ａと、２つの鋼製の継手部１２ｂを有している。平板部１２ａは、所定の強度を有する「−」字状断面を有し、エレメント軸方向に延在している。継手部１２ｂは、平板部１２ａの「−」字状断面における両端に、エレメント軸方向に沿って設けられ、断面（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面）が略「Ｃ」字状となっている。
【００１９】
板状接合部材１１は、２個の直線鋼矢板１２、１２が、逆向きに配置され、各々の継手部１２ａ、１２ａが互いに嵌合するように組み合わされている。図２は、基準管鋼製エレメント１０における直線鋼矢板の継手部の嵌合状態を示す拡大断面図である。
【００２０】
図２に示すように、継手部１２ｂの断面は、概略「Ｃ」字状となっており、第１突出部１２ｃと第２突出部１２ｄを有している。第１突出部１２ｃの先端は球根状に拡大されている。このような構成により、継手部１２ｂは、所要の引張力と圧縮力を伝達することができる構成となっている。また、第１突出部１２ｃと第２突出部１２ｄの中間は、ほぼ楕円状断面でエレメント軸方向に延びる嵌合空間Ｓとなっている。
【００２１】
板状接合部材１１においては、嵌合空間Ｓのうち、第１突出部１２ｃが嵌入している部分以外の部分は、硬化したグラウト材Ｇで充填され、強固に固定されている。
【００２２】
また、各鋼板部材１３、１４は、板状接合部材１１、１１の両端の継手部１２ａ、１２ａの付近において、板状接合部材１１に垂直となるように、溶接によって結合されている。この結合は、ボルト等の機械的結合であってもよい。
【００２３】
また、板状接合部材１１、１１と鋼板部材１３、１４によって形成される矩形管状断面の４つの隅部のそれぞれには、エレメント軸方向に沿って、継手部１２ｂが位置することになる。この基準管鋼製エレメント１０における継手部１２ｂは、基準管継手に相当している。
【００２４】
上記のような構成の鋼製エレメント１０の製作方法は、以下の通りである。
【００２５】
１）上記のような構成の既製の直線鋼矢板１２を２個逆向きに配置する。次に、継手部１２ｂどうしを相互に嵌合させる。次に、嵌合した継手部１２ｂの嵌合空間Ｓ内にグラウト材を注入する。グラウト材としては、セメントと水とを混合して練り混ぜたセメントミルク、あるいはエポキシ樹脂等の樹脂系接着剤を用いる。グラウト材の注入は、嵌合空間Ｓの一端から他端へ向けて一方向に行ってもよいし、途中箇所に注入用の孔を開設して行ってもよい。グラウト材の注入後、所定時間経過させて硬化させ、直線鋼矢板１２の略２倍の幅の板状接合部材１１を形成する。
【００２６】
２）次に、２つの板状接合部材１１、１１に鋼板部材１３、１４を溶接等７によって結合することにより、基準管鋼製エレメント１０を形成する。
【００２７】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第２実施形態である一般部鋼製エレメントの構成を示す断面図である。図３は、エレメント軸方向から見た断面図（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面図）である。
【００２９】
図３に示すように、一般部鋼製エレメント２０は、２つの板状接合部材１１及び１１と、鋼板部材１３を有し、全体として「コ」字状の断面を形成している。一般部鋼製エレメント２０は、上述した基準管鋼製エレメント１０から鋼板部材１４を除去したものと等しい構成となっている。
【００３０】
また、一般部鋼製エレメント２０の「コ」字状断面の４つの隅部には、エレメント軸方向に沿って、継手部１２ｂが位置することになる。これらのうち、外部に対して開放された隅部（図３における左上隅部及び左下隅部。以下、「開放側隅部」という。）の継手部１２ｂを、以下、「一般部第１継手」という。
【００３１】
また、一般部鋼製エレメント２０の「コ」字状断面の４つの隅部のうち、外部に対して閉塞された隅部（図３における右上隅部及び右下隅部。以下、「閉塞側隅部」という。）の継手部１２ｂを、以下、「一般部第２継手」という。
【００３２】
一般部鋼製エレメント２０の製作方法は、鋼板部材１４が結合されない点を除き、基準管鋼製エレメント１０の製作方法と同様である。
【００３３】
（３）第３実施形態
上記した矩形管状断面の基準管鋼製エレメント１０地中に挿入した後、これを基準とし、基準管鋼製エレメント１０に隣接させるようにして略「コ」字状断面の一般部鋼製エレメント２０を順次挿入すれば、図４に示すような「ロ」字状断面構造のエレメント構造体４０を形成することができ、これを本体に利用して地下構造物を構築することができる。以下、エレメント構造体４０の施工方法について説明する。
【００３４】
まず、地盤の掘削を行いながら、基準管鋼製エレメント１０を地中に挿入する（以下、「第１工程」という。）。
【００３５】
その後、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂのうち、開放側隅部に設けられた一般部第１継手を、基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂのうちの対応するものと嵌合させて接合する。そして、両継手を嵌合させた状態で、一般部鋼製エレメント２０を基準管路鋼製エレメント１０に沿わせながら、基準管鋼製エレメント１０の場合と同様にしてエレメント軸方向に向けて地中に挿入する（以下、「第２工程」という。）。
【００３６】
この場合、嵌合状態となっている基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂと、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂは、図２と同様の状態なっている。
【００３７】
上記のように嵌合している基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂと、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂの内部の嵌合空間Ｓには、必要に応じて、適宜の時期に、例えばエレメント軸方向の一方の端（以下、「注入端」という。）から、無収縮モルタル、無収縮コンクリート、樹脂材料等のグラウト材（図示せず）を注入し、硬化させて継手接合を補強してもよい。このグラウト注入を行うと、継手が固定されるため、接合された後の複数の鋼製エレメントが、上載荷重等によりたわむなどの変形を生じることを防止することができる。また、この補強により、エレメント軸直角方向の力の伝達性能も向上する。なお、嵌合空間Ｓ内へのグラウト材の注入は、端部から行うだけでなく、途中箇所に注入用孔を開設して逐次行うことも可能である。
【００３８】
次に、第２工程の後、新たな一般部鋼製エレメント２０の開放側隅部に設けられた継手部１２ｂ（一般部第１継手）を、すでに地中に挿入された一般部鋼製エレメント２０の閉塞側隅部に設けられた継手部１２ｂと嵌合させて接合する。そして、両継手を嵌合させた状態で、新たな一般部鋼製エレメント２０を、すでに挿入された一般部路鋼製エレメント２０に沿わせながら、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する（以下、「第３工程」という。）。以下、この第３工程を順次繰り返すことによって、地中に挿入され相互に接合された各鋼製エレメント１０、２０等によってエレメント構造体を構成する。
【００３９】
次に、必要により、各エレメント内にコンクリート等を充填する。次に、地中に形成されたエレメント構造体を防護工として利用し、エレメント構造体の内部を掘削する（以下、「第４工程」という。）。次に、エレメント内面をコンクリートで被覆する等の施工を行って、地下構造物を構築する（以下、「第５工程」という。）。
【００４０】
上記において、基準管鋼製エレメント１０は、エレメント構造体４０中のいずれの箇所に配置してもよい。
【００４１】
また、上記のエレメント構造体４０の４つの隅角部の直角部を形成するため、隅角部鋼製エレメント３０を使用する。隅角部鋼製エレメント３０は、例えば、図１に示す基準管鋼製エレメント１０のいずれかの板状接合部材１１に、既存の継手部１２ｂと垂直となるように新たな継手（例えば、継手部１２ｂと同様のもの）を溶接することにより製作することができる。この場合、矩形断面鋼製部材の３方向に継手が突出することになるが、隅角部を構成する「Ｌ」字をなす２方向以外の１方向の継手は切除加工してもよいし、そのまま残してもよい。
【００４２】
また、隅角部鋼製エレメント３０は、一般部鋼製エレメント２０に既存の継手部１２ｂと垂直となるように新たな継手（例えば、継手部１２ｂと同様のもの）を溶接することにより製作することができる。
【００４３】
すなわち、隅角部鋼製エレメントは、矩形管状又は「コ」字状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のうち、エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向のうちの一方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれにエレメント軸方向に沿って隅角部第１継手を設けるとともに、一方向と直角となる他方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれにエレメント軸方向に沿って隅角部第２継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体の「Ｌ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、エレメント軸直角方向の力のうち、「Ｌ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とした鋼製エレメントであれば、どのような構造のものであってもよい。
【００４４】
また、地中に形成するエレメント構造体としては、「ロ」字状断面構造の内部に中壁を設けた形式のエレメント構造体（「日」を横にした形状を断面とするもの）が必要な場合がある。このような場合には、「Ｔ」字状の中壁の隅角部に対応した隅角部鋼製エレメントが必要となる。
【００４５】
このような「Ｔ」字状の中壁の隅角部に対応した隅角部鋼製エレメントは、上記したような「Ｌ」字状隅角部用の隅角部鋼製エレメントにおいて、隅角部第１継手及び隅角部第２継手に対して「Ｔ」字状となる位置の隅部のそれぞれに、エレメント軸方向に沿って隅角部第３継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体における「Ｔ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、エレメント軸直角方向の力のうち、「Ｔ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とするように構成すればよい。
【００４６】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、２つの直線鋼矢板を接合して板状接合部材を形成する例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、３個の直線鋼矢板を板状に接合してもよく、一般にｎ個（ｎ：２以上の整数）の鋼矢板を板状に接合して用いてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、鋼矢板を接合して形成した板状接合部材を鋼製エレメントのフランジとして用いる例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、鋼矢板を接合して形成した板状接合部材を鋼製エレメントのウェブとして用いてもよい。一般に、板状接合部材は鋼製エレメントの板状部分として用いればよく、形成される鋼製エレメントはどのような構成のものであってもよい。例えば、「ロ」字状断面や「コ」字状断面の鋼製エレメントのほか、「田」字状断面や、「目」字状断面、「目」を横にした形状を断面とする鋼製エレメントであってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状接合部材を形成して板状接合部材を鋼製エレメントの板状部分として用いることとしたので、以下のような利点を有している。
【００５０】
ａ）鋼製エレメントの板状部分（例えば、フランジ、ウェブ等）の製作が、既成の直線鋼矢板の嵌合とグラウト材の注入によって行えるため、従来のような鋼材の加工や溶接等が不要であり、鋼製エレメントの製作費用を大幅に低減でき、工事費用が削減できる。
【００５１】
ｂ）鋼製エレメントの主要部材である板状部材の製作に、従来のような鋼材の加工や溶接作業等が不要であるため、鋼製エレメントの製作期間を短縮することができ、工事期間の短縮化が実現できる。
【００５２】
ｃ）鋼製エレメントの主要部材である板状部材の製作に、溶接作業を行わないため、溶接に伴う部材の変形がなく、鋼製エレメントの製作精度を向上させることができ、構築される構造物の精度を高めることができる。
【００５３】
ｄ）板状接合部材は複数個の直線鋼矢板によって形成されており、直線鋼矢板には平板部と継手部が設けられており、平板部は所定の強度を有し、継手部は所要の引張力と圧縮力を伝達することができるため、従来の鋼製エレメントと同等以上の強度を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントにおける直線鋼矢板の継手部の嵌合状態を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である一般部鋼製エレメントの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態であるエレメント構造体の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 基準管鋼製エレメント
１１ 板状接合部材
１２ 直線鋼矢板
１２ａ 平板部
１２ｂ 継手部
１２ｃ 第１突出部
１２ｄ 第２突出部
１３、１４ 鋼板部材
２０ 一般部鋼製エレメント
３０ 隅角部鋼製エレメント
４０ エレメント構造体
Ｇ グラウト材
Ｓ 嵌合空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、非開削方式で地下構造物を構築するために使用する鋼製エレメント、及びこの鋼製エレメントの製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路や道路等の下方に非開削方式でトンネルのような地下構造物を構築する場合、軌道等に与える影響を抑えるため、鋼製エレメントを推進又はけん引により軌道下方の地中に挿入して横断させ、これを地下構造物の本体として利用する方法（以下、「鋼製エレメント工法」という。）が用いられている。
【０００３】
この鋼製エレメント工法に用いられる鋼製エレメントは、仮設時には、中空の単体の箱型部材として列車荷重等の大きな繰り返し荷重を負担する。また、地下構造物の完成後には、鋼製エレメントの中空部にはコンクリート等が充填され、鋼製エレメントを単位部材とする集合体として列車荷重等を負担することになる。
【０００４】
したがって、鋼製エレメントは、大断面のものが要求されることが多い。このため、鋼製エレメント、特にフランジ部には、一体製作の大きな平板状部材や、複数の部材を高精度の溶接により接合したものが採用されることが多かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような一体製作や高精度溶接による部材は、製作費用が非常に高価であるため、鋼製エレメント工法による地下構造物は工事費用が高くなる、という問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、製作費用が低廉で強度が従来品と同等な鋼製エレメント、及び鋼製エレメントの製作方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る基準管鋼製エレメントは、
矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記基準管継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした基準管鋼製エレメントであって、
前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る一般部鋼製エレメントは、
略「コ」字状の断面を有しエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに、前記エレメント軸方向に沿って一般部継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記一般部継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした一般部鋼製エレメントであって、
前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る隅角部鋼製エレメントは、
矩形管状又は「コ」字状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のうち前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向のうちの一方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第１継手を設けるとともに、前記一方向と直角となる他方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第２継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体の「Ｌ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｌ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とした隅角部鋼製エレメントであって、
前記矩形管状又は「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る隅角部鋼製エレメントは、
請求項３記載の隅角部鋼製エレメントにおいて、
前記隅角部第１継手及び隅角部第２継手に対して「Ｔ」字状となる位置の隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第３継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体における「Ｔ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｔ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能としたこと
を特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る地下構造物構築方法は、
矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される管状鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手が設けられるとともに、前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた基準管鋼製エレメントを地中に挿入する第１工程を行い、
次いで、「コ」字状の断面を有し前記エレメント軸方向に延設されるコ型鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って一般部継手が設けられるとともに、前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた一般部鋼製エレメントを用い、前記一般部継手のうち外部に対して開放された隅部である２つの開放側隅部に設けられた一般部第１継手のそれぞれを前記基準管継手のうちの２つと嵌合させて接合し、前記一般部鋼製エレメントを前記基準管路鋼製エレメントに沿わせながら前記地中に挿入する第２工程を行い、
次いで、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントの前記一般部継手のうち外部に対して閉塞された隅部である２つの閉塞側隅部に設けられた一般部第２継手のそれぞれに、他の一般部鋼製エレメントの前記一般部第１継手のそれぞれを嵌合させて接合し、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントに前記他の一般部鋼製エレメントを沿わせながら前記地中に挿入する第３工程を順次繰り返し、
次いで、前記地中に挿入され相互に接合された各鋼製エレメントによって構成されたエレメント構造体を防護工として前記エレメント構造体の内部を掘削する第４工程を行い、
次いで、前記エレメント構造体を本体として利用して地下構造物を構築する第５工程を行うこと
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（１）第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントの構成を示す断面図である。図１は、エレメント軸方向から見た断面図（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面図）である。
【００１７】
図１に示すように、基準管鋼製エレメント１０は、２つの板状接合部材１１及び１１と、２つの鋼板部材１３及び１４を有している。２つの板状接合部材１１、１１は、互いに対向するように配置されるとともにエレメント軸方向に延設され、鋼板部材１３と１４は互いに対向配置されるとともに板状接合部材１１と直角となるようにエレメント軸方向に延設される。これにより、全体として矩形管状（「ロ」字状）の断面が形成され、板状接合部材１１、１１が上下のフランジを構成し、鋼板部材１３、１４が左右のウェブを構成している。
【００１８】
また、板状接合部材１１は、２個の直線鋼矢板１２及び１２が接合されて構成されている。また、直線鋼矢板１２は、鋼製の平板部１２ａと、２つの鋼製の継手部１２ｂを有している。平板部１２ａは、所定の強度を有する「−」字状断面を有し、エレメント軸方向に延在している。継手部１２ｂは、平板部１２ａの「−」字状断面における両端に、エレメント軸方向に沿って設けられ、断面（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面）が略「Ｃ」字状となっている。
【００１９】
板状接合部材１１は、２個の直線鋼矢板１２、１２が、逆向きに配置され、各々の継手部１２ａ、１２ａが互いに嵌合するように組み合わされている。図２は、基準管鋼製エレメント１０における直線鋼矢板の継手部の嵌合状態を示す拡大断面図である。
【００２０】
図２に示すように、継手部１２ｂの断面は、概略「Ｃ」字状となっており、第１突出部１２ｃと第２突出部１２ｄを有している。第１突出部１２ｃの先端は球根状に拡大されている。このような構成により、継手部１２ｂは、所要の引張力と圧縮力を伝達することができる構成となっている。また、第１突出部１２ｃと第２突出部１２ｄの中間は、ほぼ楕円状断面でエレメント軸方向に延びる嵌合空間Ｓとなっている。
【００２１】
板状接合部材１１においては、嵌合空間Ｓのうち、第１突出部１２ｃが嵌入している部分以外の部分は、硬化したグラウト材Ｇで充填され、強固に固定されている。
【００２２】
また、各鋼板部材１３、１４は、板状接合部材１１、１１の両端の継手部１２ａ、１２ａの付近において、板状接合部材１１に垂直となるように、溶接によって結合されている。この結合は、ボルト等の機械的結合であってもよい。
【００２３】
また、板状接合部材１１、１１と鋼板部材１３、１４によって形成される矩形管状断面の４つの隅部のそれぞれには、エレメント軸方向に沿って、継手部１２ｂが位置することになる。この基準管鋼製エレメント１０における継手部１２ｂは、基準管継手に相当している。
【００２４】
上記のような構成の鋼製エレメント１０の製作方法は、以下の通りである。
【００２５】
１）上記のような構成の既製の直線鋼矢板１２を２個逆向きに配置する。次に、継手部１２ｂどうしを相互に嵌合させる。次に、嵌合した継手部１２ｂの嵌合空間Ｓ内にグラウト材を注入する。グラウト材としては、セメントと水とを混合して練り混ぜたセメントミルク、あるいはエポキシ樹脂等の樹脂系接着剤を用いる。グラウト材の注入は、嵌合空間Ｓの一端から他端へ向けて一方向に行ってもよいし、途中箇所に注入用の孔を開設して行ってもよい。グラウト材の注入後、所定時間経過させて硬化させ、直線鋼矢板１２の略２倍の幅の板状接合部材１１を形成する。
【００２６】
２）次に、２つの板状接合部材１１、１１に鋼板部材１３、１４を溶接等７によって結合することにより、基準管鋼製エレメント１０を形成する。
【００２７】
（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第２実施形態である一般部鋼製エレメントの構成を示す断面図である。図３は、エレメント軸方向から見た断面図（エレメント軸方向に直角な平面によって切断した場合の断面図）である。
【００２９】
図３に示すように、一般部鋼製エレメント２０は、２つの板状接合部材１１及び１１と、鋼板部材１３を有し、全体として「コ」字状の断面を形成している。一般部鋼製エレメント２０は、上述した基準管鋼製エレメント１０から鋼板部材１４を除去したものと等しい構成となっている。
【００３０】
また、一般部鋼製エレメント２０の「コ」字状断面の４つの隅部には、エレメント軸方向に沿って、継手部１２ｂが位置することになる。これらのうち、外部に対して開放された隅部（図３における左上隅部及び左下隅部。以下、「開放側隅部」という。）の継手部１２ｂを、以下、「一般部第１継手」という。
【００３１】
また、一般部鋼製エレメント２０の「コ」字状断面の４つの隅部のうち、外部に対して閉塞された隅部（図３における右上隅部及び右下隅部。以下、「閉塞側隅部」という。）の継手部１２ｂを、以下、「一般部第２継手」という。
【００３２】
一般部鋼製エレメント２０の製作方法は、鋼板部材１４が結合されない点を除き、基準管鋼製エレメント１０の製作方法と同様である。
【００３３】
（３）第３実施形態
上記した矩形管状断面の基準管鋼製エレメント１０地中に挿入した後、これを基準とし、基準管鋼製エレメント１０に隣接させるようにして略「コ」字状断面の一般部鋼製エレメント２０を順次挿入すれば、図４に示すような「ロ」字状断面構造のエレメント構造体４０を形成することができ、これを本体に利用して地下構造物を構築することができる。以下、エレメント構造体４０の施工方法について説明する。
【００３４】
まず、地盤の掘削を行いながら、基準管鋼製エレメント１０を地中に挿入する（以下、「第１工程」という。）。
【００３５】
その後、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂのうち、開放側隅部に設けられた一般部第１継手を、基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂのうちの対応するものと嵌合させて接合する。そして、両継手を嵌合させた状態で、一般部鋼製エレメント２０を基準管路鋼製エレメント１０に沿わせながら、基準管鋼製エレメント１０の場合と同様にしてエレメント軸方向に向けて地中に挿入する（以下、「第２工程」という。）。
【００３６】
この場合、嵌合状態となっている基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂと、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂは、図２と同様の状態なっている。
【００３７】
上記のように嵌合している基準管鋼製エレメント１０の継手部１２ｂと、一般部鋼製エレメント２０の継手部１２ｂの内部の嵌合空間Ｓには、必要に応じて、適宜の時期に、例えばエレメント軸方向の一方の端（以下、「注入端」という。）から、無収縮モルタル、無収縮コンクリート、樹脂材料等のグラウト材（図示せず）を注入し、硬化させて継手接合を補強してもよい。このグラウト注入を行うと、継手が固定されるため、接合された後の複数の鋼製エレメントが、上載荷重等によりたわむなどの変形を生じることを防止することができる。また、この補強により、エレメント軸直角方向の力の伝達性能も向上する。なお、嵌合空間Ｓ内へのグラウト材の注入は、端部から行うだけでなく、途中箇所に注入用孔を開設して逐次行うことも可能である。
【００３８】
次に、第２工程の後、新たな一般部鋼製エレメント２０の開放側隅部に設けられた継手部１２ｂ（一般部第１継手）を、すでに地中に挿入された一般部鋼製エレメント２０の閉塞側隅部に設けられた継手部１２ｂと嵌合させて接合する。そして、両継手を嵌合させた状態で、新たな一般部鋼製エレメント２０を、すでに挿入された一般部路鋼製エレメント２０に沿わせながら、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する（以下、「第３工程」という。）。以下、この第３工程を順次繰り返すことによって、地中に挿入され相互に接合された各鋼製エレメント１０、２０等によってエレメント構造体を構成する。
【００３９】
次に、必要により、各エレメント内にコンクリート等を充填する。次に、地中に形成されたエレメント構造体を防護工として利用し、エレメント構造体の内部を掘削する（以下、「第４工程」という。）。次に、エレメント内面をコンクリートで被覆する等の施工を行って、地下構造物を構築する（以下、「第５工程」という。）。
【００４０】
上記において、基準管鋼製エレメント１０は、エレメント構造体４０中のいずれの箇所に配置してもよい。
【００４１】
また、上記のエレメント構造体４０の４つの隅角部の直角部を形成するため、隅角部鋼製エレメント３０を使用する。隅角部鋼製エレメント３０は、例えば、図１に示す基準管鋼製エレメント１０のいずれかの板状接合部材１１に、既存の継手部１２ｂと垂直となるように新たな継手（例えば、継手部１２ｂと同様のもの）を溶接することにより製作することができる。この場合、矩形断面鋼製部材の３方向に継手が突出することになるが、隅角部を構成する「Ｌ」字をなす２方向以外の１方向の継手は切除加工してもよいし、そのまま残してもよい。
【００４２】
また、隅角部鋼製エレメント３０は、一般部鋼製エレメント２０に既存の継手部１２ｂと垂直となるように新たな継手（例えば、継手部１２ｂと同様のもの）を溶接することにより製作することができる。
【００４３】
すなわち、隅角部鋼製エレメントは、矩形管状又は「コ」字状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のうち、エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向のうちの一方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれにエレメント軸方向に沿って隅角部第１継手を設けるとともに、一方向と直角となる他方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれにエレメント軸方向に沿って隅角部第２継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体の「Ｌ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、エレメント軸直角方向の力のうち、「Ｌ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とした鋼製エレメントであれば、どのような構造のものであってもよい。
【００４４】
また、地中に形成するエレメント構造体としては、「ロ」字状断面構造の内部に中壁を設けた形式のエレメント構造体（「日」を横にした形状を断面とするもの）が必要な場合がある。このような場合には、「Ｔ」字状の中壁の隅角部に対応した隅角部鋼製エレメントが必要となる。
【００４５】
このような「Ｔ」字状の中壁の隅角部に対応した隅角部鋼製エレメントは、上記したような「Ｌ」字状隅角部用の隅角部鋼製エレメントにおいて、隅角部第１継手及び隅角部第２継手に対して「Ｔ」字状となる位置の隅部のそれぞれに、エレメント軸方向に沿って隅角部第３継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体における「Ｔ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、エレメント軸直角方向の力のうち、「Ｔ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とするように構成すればよい。
【００４６】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、２つの直線鋼矢板を接合して板状接合部材を形成する例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、３個の直線鋼矢板を板状に接合してもよく、一般にｎ個（ｎ：２以上の整数）の鋼矢板を板状に接合して用いてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、鋼矢板を接合して形成した板状接合部材を鋼製エレメントのフランジとして用いる例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、鋼矢板を接合して形成した板状接合部材を鋼製エレメントのウェブとして用いてもよい。一般に、板状接合部材は鋼製エレメントの板状部分として用いればよく、形成される鋼製エレメントはどのような構成のものであってもよい。例えば、「ロ」字状断面や「コ」字状断面の鋼製エレメントのほか、「田」字状断面や、「目」字状断面、「目」を横にした形状を断面とする鋼製エレメントであってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状接合部材を形成して板状接合部材を鋼製エレメントの板状部分として用いることとしたので、以下のような利点を有している。
【００５０】
ａ）鋼製エレメントの板状部分（例えば、フランジ、ウェブ等）の製作が、既成の直線鋼矢板の嵌合とグラウト材の注入によって行えるため、従来のような鋼材の加工や溶接等が不要であり、鋼製エレメントの製作費用を大幅に低減でき、工事費用が削減できる。
【００５１】
ｂ）鋼製エレメントの主要部材である板状部材の製作に、従来のような鋼材の加工や溶接作業等が不要であるため、鋼製エレメントの製作期間を短縮することができ、工事期間の短縮化が実現できる。
【００５２】
ｃ）鋼製エレメントの主要部材である板状部材の製作に、溶接作業を行わないため、溶接に伴う部材の変形がなく、鋼製エレメントの製作精度を向上させることができ、構築される構造物の精度を高めることができる。
【００５３】
ｄ）板状接合部材は複数個の直線鋼矢板によって形成されており、直線鋼矢板には平板部と継手部が設けられており、平板部は所定の強度を有し、継手部は所要の引張力と圧縮力を伝達することができるため、従来の鋼製エレメントと同等以上の強度を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態である基準管鋼製エレメントにおける直線鋼矢板の継手部の嵌合状態を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である一般部鋼製エレメントの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態であるエレメント構造体の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 基準管鋼製エレメント
１１ 板状接合部材
１２ 直線鋼矢板
１２ａ 平板部
１２ｂ 継手部
１２ｃ 第１突出部
１２ｄ 第２突出部
１３、１４ 鋼板部材
２０ 一般部鋼製エレメント
３０ 隅角部鋼製エレメント
４０ エレメント構造体
Ｇ グラウト材
Ｓ 嵌合空間
Claims (5)
- 矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記基準管継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした基準管鋼製エレメントであって、
前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする基準管鋼製エレメント。 - 略「コ」字状の断面を有しエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに、前記エレメント軸方向に沿って一般部継手を設け、隣接するエレメントの継手と前記一般部継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行うとともに、前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能とした一般部鋼製エレメントであって、
前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする一般部鋼製エレメント。 - 矩形管状又は「コ」字状の断面を有してエレメント軸方向に延設される鋼製部材の４つの隅部のうち前記エレメント軸方向に直角な平面方向であるエレメント軸直角方向のうちの一方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第１継手を設けるとともに、前記一方向と直角となる他方向において互いに隣接する２つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第２継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体の「Ｌ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｌ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能とした隅角部鋼製エレメントであって、
前記矩形管状又は「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられること
を特徴とする隅角部鋼製エレメント。 - 請求項３記載の隅角部鋼製エレメントにおいて、
前記隅角部第１継手及び隅角部第２継手に対して「Ｔ」字状となる位置の隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って隅角部第３継手を設け、複数のエレメントにより構成されるエレメント構造体における「Ｔ」字状の隅角部において隣接するエレメントの継手との嵌合によりエレメント相互の接合を行い、前記エレメント軸直角方向の力のうち、前記「Ｔ」字状の隅角部の各方向の成分を伝達可能としたこと
を特徴とする隅角部鋼製エレメント。 - 矩形管状の断面を有してエレメント軸方向に延設される管状鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って基準管継手が設けられるととも に、前記矩形管状の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた基準管鋼製エレメントを地中に挿入する第１工程を行い、
次いで、「コ」字状の断面を有し前記エレメント軸方向に延設されるコ型鋼製部材の４つの隅部のそれぞれに前記エレメント軸方向に沿って一般部継手が設けられるとともに、前記「コ」字状断面の鋼製部材の板状部分の少なくとも１個は、「−」字状断面を有しエレメント軸方向に延在する鋼製の平板部の前記「−」字状断面における両端に前記エレメント軸方向に沿って略「Ｃ」字状断面の継手部が設けられた直線鋼矢板をｎ個（ｎ：２以上の整数）用い、前記継手部どうしを相互に嵌合させるとともに、前記嵌合した継手部の嵌合空間内にグラウト材を注入して硬化させ前記直線鋼矢板の略ｎ倍の幅の板状に形成された接合部材が用いられた一般部鋼製エレメントを用い、前記一般部継手のうち外部に対して開放された隅部である２つの開放側隅部に設けられた一般部第１継手のそれぞれを前記基準管継手のうちの２つと嵌合させて接合し、前記一般部鋼製エレメントを前記基準管路鋼製エレメントに沿わせながら前記地中に挿入する第２工程を行い、
次いで、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントの前記一般部継手のうち外部に対して閉塞された隅部である２つの閉塞側隅部に設けられた一般部第２継手のそれぞれに、他の一般部鋼製エレメントの前記一般部第１継手のそれぞれを嵌合させて接合し、前記地中に挿入された一般部鋼製エレメントに前記他の一般部鋼製エレメントを沿わせながら前記地中に挿入する第３工程を順次繰り返し、
次いで、前記地中に挿入され相互に接合された各鋼製エレメントによって構成されたエレメント構造体を防護工として前記エレメント構造体の内部を掘削する第４工程を行い、
次いで、前記エレメント構造体を本体として利用して地下構造物を構築する第５工程を行うこと
を特徴とする地下構造物構築方法。
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| JP02336899A JP3799185B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 基準管鋼製エレメント、一般部鋼製エレメント、隅角部鋼製エレメント、及び地下構造物構築方法 |
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