JP4823122B2 - 継手部防食性に優れる重防食被覆鋼矢板の構造体 - Google Patents

Description

本発明は、海洋等の厳しい腐食環境に対して、打設後の防食性に優れるハット型鋼矢板の構造体、特にその継手部の防食構造に関する。

土木建築分野における地下土留め、基礎構造および港湾、河川における護岸、地中における止水壁などの壁体構成部材として、鋼矢板が従来から広く適用されている。従来は、この鋼矢板として、一般的にはＵ形鋼矢板が主に使用されていたが、近年ではＵ型鋼矢板より幅広で、矢板壁を形成する際に、鋼矢板の打設に要する工数や時間の短縮が図れるため、図１で示されるような断面がハット形状のハット型鋼矢板も使用され始めている（例えば特許文献１参照）。

このような鋼矢板を、河川や海洋等の腐食環境で使用する際の対策として、水面に接する干満帯や飛沫帯に重防食被覆を行う防食方法が採られている。ポリエチレンやポリウレタンなどの厚膜被覆を行った重防食鋼矢板では、数十年の耐久性が期待できるが、鋼矢板の継手部には一般的には重防食被覆が行われていない。このため、従来の一般的なＵ形鋼矢板では、例えば特許文献２、３で示されるような、鋼矢板を打設した後、継手部分に高耐食性のカバー部材をボルトや溶接などの手段で固定する防食対策が提案されており、ハット型鋼矢板でも、継手部の防食対策が望まれている。

ハット型鋼矢板１を接続するための爪部２は、図２に示すように、嵌合時の作業性を考慮して余裕を持った形状に形成されており、そのため、図２（ａ）に示すように嵌合時に左右にずれて接続されたり、図２（ｂ）に示すように湾曲されて接続されたりする場合がある。カバー部材を用いて継手部の防食対策をする場合、そのような接続にずれがあるような場合でも、ずれに適応できるような構造であることが必要であるとともに、カバー部材を海水中で取り付ける作業性の問題から、カバー部材の取付け構造も簡単なものであることが必要である。

特開２００１−１３１９５７号公報 特開２０００−２１２９８５号公報 特開２００４−１３１９５７号公報

そこで、本発明は、ハット型鋼矢板を施工後、継手部をカバー部材で防食する際、継手部にずれがあっても、確実にカバー部材を取り付けることができ、かつ、カバー部材を取り付ける際の作業性のよい防食構造を有するハット型鋼矢板の構造体、及びその構造体に使用する鋼矢板を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、一方の面に重防食被覆が施され、断面がハット形状の複数の鋼矢板を、端部に形成された爪部を相互に嵌合することによって形成した継手部により接続した鋼矢板の構造体について、
（１）一方の面に重防食被覆が施され、断面がハット形状の複数の鋼矢板を、端部に形成された爪部を相互に嵌合することによって形成される継手部により接続した鋼矢板の構造体であって、鋼矢板の重防食被覆が施される面の爪部に複数のナットが間隔をおいて固定されており、カバー部材が、その両端部が隣接する鋼矢板のそれぞれの重防食被覆に当接するように継手部に配置されているとともに、ボルトをカバー部材を通して前記ナットに結合させることによりカバー部材が固定されており、さらに、前記カバー部材と爪部との間に形成される間隔に充填材が充填されており、前記カバー部材がチタンまたはチタン合金の薄板で形成され、かつ、前記ボルトがチタンまたはチタン合金製であり、前記ボルトと前記ナットの間が電気的に絶縁されているようにする。

本発明によれば、継手部を覆うカバー部材を、鋼矢板の爪部に固定したナットに結合するボルトを介して継手部に固定するという簡単な構造を採用したので、ハット型鋼矢板を施工後、継手部をカバー部材で防食する際、継手部にずれがあっても、確実にカバー部材を取り付けることができ、かつ、カバー部材を取り付ける際の作業性のよいハット型鋼矢板構造体、及びその構造体に使用する鋼矢板を提供することができる。また、該カバーと爪部との間に形成される間隔に充填材が充填されるので、継手部の防食効果も高いハット型鋼矢板構造体を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜４を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、ハット型鋼矢板１は中央のフランジ部３と、フランジ部３の両端から斜め方向に伸びるウェブ部４と、ウェブ部４から横方向にフランジ部３と平行に伸びるアーム部５と、アーム部５の端部に形成される爪部２により構成される。

各鋼矢板１には、実際に現場で打設された場合に、海水面に接する干満帯や海水が飛散する飛沫帯に相当する部分に重防食被覆６が施されている。重防食被覆６は、図１に示されるように爪部２には施されておらず、図３（ａ）に示すようにハット型鋼矢板の隣接する爪部２を相互に嵌合して接続して矢板壁のような構造体を形成した場合、隣接する鋼矢板の継手部７を防食する必要が生じる。

そこで、図３、４を用いて以下で説明するように、継手部をカバー部材で覆って防食する。
そのために、まず、ハット型鋼矢板１には、図１に示されるように爪部２の嵌合部と反対側の面８の部分を残して前述の重防食被覆６を施しておくとともに、前記面８の重防食被覆に隣接する部分に、ナット９を、所定の間隔をあけてあらかじめ溶接によって固定しおく。

また、継手部７を覆うためのカバー部材１０もあらかじめ用意しておく。カバー部材１０は、継手部７に配置した時に前記ナット９を内部に収容できるように、断面がハット形状で、その左右のつば部１１が鋼矢板のア−ム部５の重防食被覆６に接する、図４に示すような形状に形成しておく。さらに、カバー部材１０には、ナット９に対応した位置にボルト穴１２を形成しておく。

そして、ナット９が固定されたハット型鋼矢板を実際に現場で打設した後、カバー部材１０を継手部を覆うように取り付け、ナット９とボルト穴１２とを位置合せした後、ボルト穴にボルト１３を挿入し、ボルト１３をナット９に締め込んで両者を結合させるとともに、ボルトの頭部でカバー部材１０を重防食被覆側に押し込むことにより、カバー部材を継手部に固定する。
その際、カバー部材１０のつば部１１が鋼矢板１の重防食被覆６に当接するようにボルト１３を締めこむようにする。それにより、海水等がカバー部材の内部に侵入するのを防止する。

カバー部材１０をボルト１３で固定する際、継手部に図２の（ｂ）のような曲がりがあると、カバー部材の両方の端部が重防食被覆に同時に当接しない場合が生じる。そのような場合には、ボルト１３を十分に締めこんでカバー部材１０を重防食被覆側に押し込み、先に当接した側のカバー部材を撓ませることにより、他方の側の端部も重防食被覆に当接させるようにする必要がある。そのため、ボルト１３として通常の頭部と軸部が一体のものを使用する場合には、ナット９にある程度の厚みがあるものを使用するのが好ましい。

ボルトとして、通常のボルトに代えて、端部に六角レンチ用の穴が形成されたスタッド状のものも使用できる。その場合には、外側の端部付近にあらかじめナットをはめ込んでおき、ボルトを鋼矢板側のナット９に固定した後、外側のナットを回してカバー部材を重防食被覆側に押し込むようにする。この例では、ナット９に特別の厚みの必要はないが、外側のナットを回す作業が追加される。

カバー部材１０をボルト１３で固定した後、カバー部材１０と爪部２との間に形成される間隔に樹脂やモルタル等の充填材１１を充填して、爪部が海水などと接触するのを防止する。

カバー部材としては、高耐食の金属板、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などによって成形されたものが使用できるが、前述のように、打設後に継手部にずれがある場合、そのずれを吸収できるように、カバー部材は容易に変形できることが望ましく、そのためには高耐食の金属板が好ましい。

カバー部材に用いる耐食性の金属としては、モリブデンを２％以上含む海水環境でも耐食性の高いステンレス鋼やチタンなどが使用できるが、チタンあるいはチタン合金がより好ましい。
チタンあるいはチタン合金は、多くの環境でステンレス鋼をしのぐ優れた耐食性を示し、加えて強度も高く、しかも、軽くて取り扱いやすくカバープレートの取り付け時の作業性がよい材料である。

カバー部材にチタンを用いる場合は、電気化学的な反応である異種金属接触腐食が発生しないように、ボルトにもチタンを用いるとともに、ボルトとナットを電気的に絶縁する必要が生じる。そのため、ナット内に樹脂などの電気絶縁材を充填して、ボルトとナットのネジ部間に電気絶縁部１５を介在させる。

カバー部材１０を継手部に取り付け後にカバー部材１０内に埋め込む充填材としては、樹脂やモルタルが用いられる。樹脂としては、特に限定するものではないが、一般的にはポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂が用いられる。これらの樹脂やモルタルを用いることで、カバー部材と爪部との隙間がなくなり、水の透過等による劣化が極力抑えられるため、継ぎ手部の耐久性寿命が大幅に増加する。

以上の実施の形態においては、カバー部材を鋼矢板構造体の谷となる側に取り付ける例を説明したが、図３、４とは反対の山となる側に取り付けるような構造も可能である。しかし、一般的には、図３、４の例の方が後退した位置に設けられるためより好ましい。

本発明は、重防食被覆の態様については特に限定するものではないが、一般的には、ポリオレフィン、あるいはポリウレタン系の樹脂を用いて５００μｍ以上の重防食が行われる。その際、エポキシなどを用いた下塗り層を設け、その上に重防食被覆を行ってもよい。

本発明に使用する鋼矢板の鋼種についても特に限定するものではないが、普通鋼、あるいはＣ、Ｓｉ、Ｍｎ及び窒素、酸素を制御した鋼材、あるいは更に、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｖ，Ｃａ等の元素を添加した合金鋼で熱延工程によって形状加工を行ったものが使用される。

以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
ハット型鋼矢板（長さ１０ｍ）の爪部の嵌合部と反対側の面の上部に１０個のナットを溶接により取り付けた。その後、干満帯に相当する３ｍの部分に、３ｍｍ厚みのポリウレタン重防食被覆を行った。

これらを海浜部の試験個所にてバイブルハンマーにより打設後、一部の継手では、図３のように１ｍｍ厚みのチタン板よりなるカバー部材を、部前記ナットに螺入されるボルトを用いて取り付け、カバー下部を水中硬化エポキシパテでシールして内部にウレタン樹脂からなる充填材を充填した。また、残りの継手では、カバー部材を取り付けず、打設時の状態のままとした。
施工後、６ヶ月経過し、外観の変化を観察した。比較例であるカバー部材を取り付けてない継手部は、錆が発生し、劣化が進行している。それ以外のカバー部材を取り付けた本発明例は、錆の発生も見られず、極めて良好な外観であった。

ハット型の鋼矢板の概観を示す図である。 ハット型の鋼矢板の継手部を示す図である。 ハット型の鋼矢板の継手部に本発明の実施の形態に係るカバー部材を施設した図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は端面図である。 カバー部材を示す図である。

符号の説明

１ ハット型鋼矢板
２ ハット型鋼矢板の爪部
３ ハット型鋼矢板のフランジ部
４ ハット型鋼矢板のウェブ部
５ ハット型鋼矢板のアーム部
６ 重防食被覆
７ ハット型鋼矢板構造体の継手部
８ 爪部の嵌合部と反対側の面
９ ナット
１０ カバー部材
１１ カバー部材のつば部
１２ カバー部材のボルト穴
１３ ボルト
１４ 充填材
１５ 電気絶縁部

Claims (1)

1. 一方の面に重防食被覆が施され、断面がハット形状の複数の鋼矢板を、端部に形成された爪部を相互に嵌合することによって形成される継手部により接続した鋼矢板の構造体であって、
   鋼矢板の重防食被覆が施される面の爪部に複数のナットが間隔をおいて固定されており、カバー部材が、その両端部が隣接する鋼矢板のそれぞれの重防食被覆に当接するように継手部に配置されているとともに、ボルトをカバー部材を通して前記ナットに結合させることによりカバー部材が固定されており、さらに、前記カバー部材と爪部との間に形成される間隔に充填材が充填されており、
   前記カバー部材がチタンまたはチタン合金の薄板で形成され、かつ、前記ボルトがチタンまたはチタン合金製であり、前記ボルトと前記ナットの間が電気的に絶縁されていることを特徴とする鋼矢板の構造体。

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