JP4419198B2 - 鋼製連壁部材製作用の治具、鋼製連壁部材の製作方法、鋼製連壁部材および鋼製連壁部材の縦継施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、土木建築分野における土留め壁、地下構造壁、基礎構造に用いる鋼製連壁等の鋼製連壁部材製作用の治具、鋼製連壁部材の製作方法、鋼製連壁部材および鋼製連壁部材の縦継施工方法に関するものである。

従来より、鋼製連壁部材を上下方向に接合する縦継施工方法としては、エレクションピースを用いる方法が知られている。このエレクションピースは、主に、建築構造物の柱などを現場にて接合するために用いられる施工治具であり、上下の柱を固定することを目的とし、それらの柱の鉛直精度出しは、施工現場にて別途実施する必要があった。

鋼製連壁部材を上下方向に接合する施工現場においては、クレーンを用いて上側の鋼製連壁部材を吊り上げて、その上側の鋼製連壁部材における接合部分の位置を作業員が微調整しながら、上下の鋼製連壁部材の鉛直精度を確認する必要があり、相当の時間を要していた。また、鋼製連壁部材を構成する鋼材の加工時における製作誤差が生じた場合には、それらの接合端部の位置を正確に設定するために多大な労力を必要とした。

特許文献１には、施工現場における鋼製連壁部材の接合作業の効率化を図るために、上下の鋼製連壁部材の接合部分に、互いに面接触する芯出し治具を複数設ける方法が提案されている。
特開平１１−８１４９１号公報

しかし、特許文献１に記載の方法の場合には、現場での施工に先立って、予め、鋼製連壁部材の製作および加工工場において、鋼製連壁部材同士を仮接続して芯通しを行なう、所謂仮組みが必要である。そのため、超長尺の鋼製連壁部材の加工等においては、それらを互いに仮組みするための広大な製作加工ヤードなどが必要となる。しかも、上下の鋼製連壁部材の接合部分に、互いに面接触する芯出し治具を多数設けなければならず、その芯出し治具の取付け作業を伴うために、鋼製連壁部材の製作作業が煩雑なものとなる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、広大な製作加工ヤードを必要とせずに、長尺施工用の鋼製連壁部材を高精度に製作して、施工現場における鉛直精度出しや位置合わせの作業を容易なものとする鋼製連壁部材製作用の治具、鋼製連壁部材の製作方法、鋼製連壁部材および鋼製連壁部材の縦継施工方法を提供することを目的とする。

本発明の鋼製連壁部材製作用の治具は、鋼矢板のウェブ部に補強部材が固定された鋼製連壁部材の製作に用いる治具であって、
前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材を固定する際に前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接して、それらの端部を前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って所定量ずれた位置に規制する規制部を有し、前記鋼矢板の端部に当接する前記規制部の部分は、前記鋼矢板と同一材料によって形成され、前記補強部材の端部に当接する前記規制部の部分は、前記補強部材と同一材料によって形成され、前記規制部には、前記鋼矢板の少なくとも一方の側面に接する鋼板と、前記補強部材の少なくとも一方の側面に接する鋼板とを備えることを特徴とする。

また、本発明の鋼製連壁部材製作用の治具は、上記の治具において、前記鋼板のうちの一部の前記鋼板は、前記鋼製連壁部材における前記鋼矢板または前記補強部材に取付けられた添接板に接することを特徴とする。

また、本発明の鋼製連壁部材製作用の治具は、上記の治具において、一方の鋼製連壁部材の接合端部と他方の鋼製連壁部材の接合端部との間に位置したときに、前記一方の鋼製連壁部材における前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接する一方の規制部と、前記他方の鋼製連壁部材における前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接する他方の規制部と、を有し、前記一方および他方の規制部のそれぞれは、前記鋼矢板の端部に対して前記補強部材の端部を同じ方向に前記所定量ずらすことを特徴とする。

また、本発明の鋼製連壁部材製作用の治具は、上記の治具において、前記鋼矢板の端部に当接する前記規制部の部分を形成する部材と、前記補強部材の端部に当接する前記規制部の部分を形成する部材は、互いに交換可能に結合されていることを特徴とする。

本発明の鋼製連壁部材の製作方法は、上記の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて鋼製連壁部材を製作するための方法であって、前記治具の前記規制部を前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接させて、それらの端部を前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って前記所定量ずれた位置に規制してから、前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材を固定することを特徴とする。

本発明の鋼製連壁部材は、上記の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて製作された鋼製連壁部材であって、前記鋼矢板と前記補強部材は、それらの端部が前記治具の規制部に当接して、それらの端部が前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って前記所定量ずれた位置に規制されてから、前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材が固定されたものであることを特徴とする。

本発明の鋼製連壁部材の縦継施工方法は、上記の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて製作された鋼製連壁部材を上下方向に接合する鋼製連壁部材の縦継施工方法であって、上側および下側の鋼製連壁部材は、それらの上側および下側の接合端部において、前記補強部材の端部が前記治具を用いて前記鋼矢板の端部よりも上下方向の一方側に前記所定量ずらされたものであり、前記下側の鋼製連壁部材を打設してから前記上側鋼製連壁部材を吊り上げ、前記上下の鋼製連壁部材の一方側における前記鋼矢板の端部と、他方側における前記補強部材の端部と、をガイド部として用いつつ、前記上側の鋼製連壁部材を下降させることにより、前記上下の鋼製連壁部材のそれぞれにおける前記接合端部を互いに突き合わせることを特徴とする。

本発明によれば、鋼矢板のウェブ部に補強部材を固定して鋼製連壁部材を製作する際に治具を用い、その治具の規制部に、鋼矢板の端部と補強部材の端部に当接させて、それらの端部を鋼製連壁部材の長さ方向に沿って所定量ずれた位置に規制することにより、それらの鋼矢板と補強部材との位置関係を正確に設定して、鋼製連壁部材を高精度に製作することができる。
また、広大な製作加工ヤードを必要とせずに、長尺施工用の鋼製連壁部材を高精度に製作して、施工現場における鉛直精度出しや位置合わせの作業を容易なものとすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における鋼製連壁部材製作用の治具２０の斜視図であり、短尺の鋼矢板２１のウェブ部２１Ａに短尺の補強部材２２を固定した構成となっている。本例の鋼矢板２１は、ウェブ部２１Ａの両側に、傾斜するフランジ部２１Ｂ，２１Ｂと、継手部２１Ｃ，２１Ｄが形成されている。また本例の補強部材２２は、ウェブ部２２Ａとフランジ部２２Ｂ，２２Ｃが形成されたＨ型鋼である。これらの鋼矢板２１および補強部材２２は、いずれも０．５ｍから１．０ｍ程度の同じ長さＬ（図２参照）である。

本例の治具２０は、それを用いて製作される鋼製連壁部材１０−１，１０−２（図２参照）の構成材料と同一ロットから採取した材料を用いて構成される。すなわち鋼矢板２１は、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を構成する鋼矢板１１と同一材料であり、補強部材２２は、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を構成する補強部材１２と同一材料である。そのため、図３および図４のように、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を構成する鋼矢板１１には、ウェブ部１１Ａの両側に、傾斜するフランジ部１１Ｂ，１１Ｂと、継手部１１Ｃ，１１Ｄが形成されている。また、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を構成する補強部材１２は、ウェブ部１２Ａとフランジ部１２Ｂ，１２Ｃが形成されたＨ型鋼である。このように、鋼製連壁部材１０−１，１０−２の構成材料を用いて治具２０を構成することにより、それらの寸法差をなくして、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を高精度に製作することができる。

これらの鋼矢板２１と補強部材２２は、図２に示すように、それらの長さ方向にΔＬだけずれて結合されている。鋼矢板２１のフランジ部２１Ｂ，２１Ｂの一端には添接板２３Ａ，２３Ａが取付けられ、それらの他端にはフラットバー（鋼板）２３Ｂ，２３Ｂ（一方は図示せず）が取付けられている。また、補強部材２２のウェブ部２２Ａの一端にはフラットバー２３Ｃ，２３Ｃが取付けられ、同様に、ウェブ部２２Ａの他端にもフラットバー２３Ｄ，２３Ｄが取付けられている。

鋼製連壁部材１０−１，１０−２を製作する際には、図２に示すように、鋼製連壁部材１０−１を構成する鋼矢板１１と補強部材１２の端部に対して別々に開先加工を施してから、その鋼矢板１１のウェブ１１Ａの上に補強部材１２のフランジ部１２Ｂを重ねる。同様に、鋼製連壁部材１０−２を構成する鋼矢板１１と補強部材１２の端部に対して別々に開先加工を施してから、その鋼矢板１１のウェブ１１Ａの上に補強部材１２のフランジ部１２Ｂを重ねる。そして図２に示すように、これらの鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合端部の間に治具２０を位置させる。これらの鋼製連壁部材１０−１，１０−２と治具２０は、水平に維持される。また、鋼製連壁部材１０−２の鋼矢板１１のフランジ部１１Ｂ，１１Ｂには、添接板１３，１３が取付けられる。

その後、治具２０の右側端部に、鋼製連壁部材１０−１における鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部を当接させ、同様に、治具２０の左側端部に、鋼製連壁部材１０−２における鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部を当接させる。つまり、鋼製連壁部材１０−１，１０−２は、それらの鋼矢板１１の端部同士が治具２０を介して間接的に当接し、また、それらの補強部材１２の端部同士が治具２０を介して間接的に当接する。その際、鋼製連壁部材１０−２の鋼矢板１１は、添接板１３，２３Ａの接触によりガイドされ、その鋼製連壁部材１０−１の補強部材１２は、フラットバー２３Ｃ，２３Ｃの間に入り込む。また、鋼製連壁部材１０−１の鋼矢板１１は、フラットバー２３Ｂとの接触によりガイドされ、その鋼製連壁部材１０−１の補強部材１２は、フラットバー２３Ｄ，２３Ｄの間に入り込む。

鋼製連壁部材１０−２の添接板１３は、後述するように、鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合の際に位置合わせ治具としても機能する。その際には、鋼製連壁部材１０−１に取付けたフラットバーの切り欠き部に、その添接板１３がはまり合うようにしてもよい。このような添接板は、一般には、Ｈ型鋼のフィレット部や鋼矢板の継手部などのような溶接ができない部位を補強するために取付けられている。

このように鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合端部を治具２０の両端部に当接させることにより、それらの鋼製連壁部材１０−１，１０−２における鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部は、いずれもΔＬだけずれる。すなわち、鋼製連壁部材１０−１の接合端部においては、鋼矢板１１の端部に対して補強部材１２の端部が図２中の右方にΔＬだけずれる。同様に、鋼製連壁部材１０−２の接合端部においては、鋼矢板１１の端部に対して補強部材１２の端部が図２中の右方にΔＬだけずれる。
したがって治具２０の両端部は、鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部の位置を規制して、それらの端部を鋼製連壁部材の長さ方向に所定の長さΔＬだけずらす規制部として機能することになる。

このように、鋼製連壁部材１０−１，１０−２における鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部の位置を規制した後に、それらの鋼矢板１１と補強部材１２とを結合することにより、鋼製連壁部材１０−１，１０−２が製作できる。また、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を別々に精度よく製作できるため、それらを施工現場にて縦継して長尺化することができる。したがって、大きな設備やヤードを用いることなく、長尺施工用の鋼製連壁部材を製作することができる。

このようにして製作した鋼製連壁部材１０−１，１０−２は、施工現場にて、図３および図４に示すように上下に縦継施工される。
すなわち、下側の鋼製連壁部材として鋼製連壁部材１０−１を打設してから、上側の鋼製連壁部材として鋼製連壁部材１０−２を鋼製連壁部材１０−１の上方に吊り上げる。その後、鋼製連壁部材１０−２を下降させる。その際に、鋼製連壁部材１０−２側の鋼矢板１１に取付けられている添接板１３と、鋼製連壁部材１０−１側の鋼矢板１１の側面と、が接触する。その添接板１３は、鋼矢板１１において傾斜するフランジ部１１Ｂに取付けられているため、そのフランジ部１１Ｂのフランジ角に沿うようにガイドされつつ、鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合端部が位置合わせされことになる。さらに、鋼製連壁部材１０−１側の鋼矢板１１のウェブ部１１Ａの表面と、鋼製連壁部材１０−２側の補強部材１２のフランジ部１２Ｂと、が接触することにより、それらの接触面にガイドされつつ、鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合端部が位置合わせされる。

鋼製連壁部材１０−１，１０−２の鋼矢板１１と補強部材１２は、前述したように、それらの端部の位置が治具２０によって規制されてから結合されるため、それらの鋼製連壁部材１０−１，１０−２の接合端部は確実に一致する。また、鋼矢板１１と補強部材１２は圧延形鋼であるため超長尺部材として製造され、それらの製造工場から出荷される前に、ホットソーまたはバンドソーなどによって切断される。そのため、鋼製連壁部材１０−１，１０−２における鋼矢板１１の端部同士、および補強部材１２の端部同士は、正確に一致することになる。

このように、施工現場においては、鋼製連壁部材１０−１，１０−２を容易にかつ精度よく接合することができる。

（他の実施形態）
鋼矢板に取付ける補強部材は、Ｈ型鋼のみに限定されず、Ｔ型鋼や鋼板などであってもよい。また、鋼矢板の形状も特に限定されず、直線鋼矢板を用いてもよい。その場合には、直線鋼矢板に取付ける補強板のウェブ面に添接板を設けることができる。

また、治具２０の鋼製部材は、必ずしても鋼製連壁部材の構成部材を用いる必要はなく、鋼製連壁部材の構成部材とは別の材料によって予め治具を構成しておいてもよい。その場合には、鋼製連壁部材の構成部材（母材）のロット単位の微小の寸法差に対応するために、その治具を加熱などによって矯正することができる。

また治具２０において、鋼製連壁部材の鋼矢板の端部に当接する部分を形成する部材と、鋼製連壁部材の補強部材の端部に当接する部分を形成する部材と、は、ボルトなどによって交換可能に結合してもよい。これにより、製作する鋼製連壁部材のサイズや形状に応じて、それらの部材を異なるものと適宜交換することができる。

また治具２０において、鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部の位置を規制するための規制部は、必ずしも治具２０の両端部に設ける必要はなく、その一端部のみに設けてもよい。この場合には、１つの鋼製連壁部材における鋼矢板１１の端部と補強部材１２の端部の位置を規制して、その鋼製連壁部材を製作することになる。また、前述したように治具２０の両端部に規制部を設けた場合には、それらの規制部を用いて２つの鋼製連壁部材を同時に製作する他、鋼製連壁部材を１つずつ製作してもよい。

本発明の実施形態に係る鋼製連壁部材製作用の治具の斜視図である。 図１の治具を用いての鋼製連壁部材の製作工程の説明図である。 （ａ）は、図１の治具を用いて製作された鋼製連壁部材の縦継施工行程を説明するための側面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視図である。 （ａ）は、図１の治具を用いて製作された鋼製連壁部材の縦継施工行程を説明するための側面図、（ｂ）は、（ａ）のＹ―Ｙ矢視図である。

符号の説明

１０−１，１０−２ 鋼製連壁部材
１１ 鋼矢板
１２ 補強部材
１３ 添接板
２０ 治具
２１ 鋼矢板
２２ 補強部材
２３Ａ 添接板
２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ フラットバー

Claims (7)

1. 鋼矢板のウェブ部に補強部材が固定された鋼製連壁部材の製作に用いる治具であって、
   前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材を固定する際に前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接して、それらの端部を前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って所定量ずれた位置に規制する規制部を有し、
   前記鋼矢板の端部に当接する前記規制部の部分は、前記鋼矢板と同一材料によって形成され、
   前記補強部材の端部に当接する前記規制部の部分は、前記補強部材と同一材料によって形成され、
   前記規制部には、前記鋼矢板の少なくとも一方の側面に接する鋼板と、前記補強部材の少なくとも一方の側面に接する鋼板とを備えることを特徴とする鋼製連壁部材製作用の治具。
2. 前記鋼板のうちの一部の前記鋼板は、前記鋼製連壁部材における前記鋼矢板または前記補強部材に取付けられた添接板に接することを特徴とする請求項１に記載の鋼製連壁部材製作用の治具。
3. 一方の鋼製連壁部材の接合端部と他方の鋼製連壁部材の接合端部との間に位置したときに、前記一方の鋼製連壁部材における前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接する一方の規制部と、前記他方の鋼製連壁部材における前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接する他方の規制部と、を有し、
   前記一方および他方の規制部のそれぞれは、前記鋼矢板の端部に対して前記補強部材の端部を同じ方向に前記所定量ずらすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼製連壁部材製作用の治具。
4. 前記鋼矢板の端部に当接する前記規制部の部分を形成する部材と、前記補強部材の端部に当接する前記規制部の部分を形成する部材は、互いに交換可能に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼製連壁部材製作用の治具。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて鋼製連壁部材を製作するための方法であって、
   前記治具の前記規制部を前記鋼矢板の端部と前記補強部材の端部に当接させて、それらの端部を前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って前記所定量ずれた位置に規制してから、
   前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材を固定することを特徴とする鋼製連壁部材の製作方法。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて製作された鋼製連壁部材であって、
   前記鋼矢板と前記補強部材は、それらの端部が前記治具の規制部に当接して、それらの端部が前記鋼製連壁部材の長さ方向に沿って前記所定量ずれた位置に規制されてから、前記鋼矢板のウェブ部に前記補強部材が固定されたものであることを特徴とする鋼製連壁部材。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼製連壁部材製作用の治具を用いて製作された鋼製連壁部材を上下方向に接合する鋼製連壁部材の縦継施工方法であって、
   上側および下側の鋼製連壁部材は、それらの上側および下側の接合端部において、前記補強部材の端部が前記治具を用いて前記鋼矢板の端部よりも上下方向の一方側に前記所定量ずらされたものであり、
   前記下側の鋼製連壁部材を打設してから前記上側鋼製連壁部材を吊り上げ、
   前記上下の鋼製連壁部材の一方側における前記鋼矢板の端部と、他方側における前記補強部材の端部と、をガイド部として用いつつ、前記上側の鋼製連壁部材を下降させることにより、前記上下の鋼製連壁部材のそれぞれにおける前記接合端部を互いに突き合わせる
   ことを特徴とする鋼製連壁部材の縦継施工方法。

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