JP4953887B2 - 継手部防食性に優れる重防食被覆鋼矢板の構造体及びその構造体に使用する鋼矢板 - 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、及びその構造体に使用する鋼矢板に関する。

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される継手部により接続した鋼矢板の構造体について、
（１）鋼矢板の重防食被覆が施される側の面における爪部近傍の鋼矢板の表面に、あらかじめ接続前に爪部に沿ってＬ型金具を固定しておき、接続後に、前記継手部を覆うカバー部材の端部を、Ｌ型金具の張り出し部と鋼矢板の間に形成された溝部に嵌合させて、前記継手部に配置し、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いるようにする。
さらに、前記（１）において、
（２）前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部側に位置するように固定されており、前記カバー部材の端部が、隣接する鋼矢板の対向する前記溝部に嵌合して、Ｌ型金具間に配置されているようにする。
（３）前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部とは反対側に位置するように固定されており、前記カバーの両端部にそれぞれ内側に向かう折り曲げ部が形成されており、該折り曲げ部を前記溝部に嵌合することにより、前記カバー部材がＬ型金具を覆うように配置されているようにする。
（４）前記カバー部材が、強化繊維プラスチック、樹脂あるいは耐食性金属材料より形成されているようにする。

また、前記（１）に記載の鋼矢板の構造体に使用され、一方の面に重防食被覆が施された断面がハット形状の鋼矢板について、
（５）鋼矢板の重防食被覆が施される側の面における爪部近傍の鋼矢板の表面に、継手部を覆うカバー部材を取り付けるためのＬ型金具が、爪部に沿って固定されているようにする。
さらに、前記（５）において、
（６）前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部側に位置するように固定されているようにする。
（７）前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部とは反対側に位置するように固定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の端部を、Ｌ型金具の張り出し部と鋼矢板の間に形成されたスリット状の溝部に嵌合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の構造体が得られる。

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は、断面がハット形状の鋼矢板、すなわちハット型鋼矢板を示し、図３、４には、そのハット型鋼矢板１を端部に形成された爪部２を互いに嵌合して、接続したハット型鋼矢板構造体の継手部７に、本発明を適用した例を示す。

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は爪部２には前記のように施されておらず、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。

そこで本発明では、重防食被覆が施される面の爪部近傍に、あらかじめ接続前に爪部に沿ってＬ型金具が固定された鋼矢板を用い、その鋼矢板を接続後に、隣接する鋼矢板の相互に嵌合した爪部によって形成される継手部を覆うカバー部材の端部を、Ｌ型金具の張り出し部と鋼矢板の間に形成された溝部に嵌合させて、前記カバー部材を前記継手部に配置し、カバー部材と爪部との間に形成される間隔に樹脂やモルタルを充填するようにする。

図３に本発明の一実施の形態を示す。この実施の形態では、ハット型鋼矢板のアーム部４の爪部２近傍に、Ｌ型金具８を、その張り出し部９が爪部２側に位置するようにあらかじめ溶接によって固定して、その張り出し部９とアーム部４との間にスリット状の溝部を形成しておく。その際、Ｌ型金具８の溶接は、重防食被覆を施す前にあらかじめ行なうのがよい。

そして、継手部を覆うための平板状のカバー部材１０をあらかじめ用意しておき、Ｌ型金具８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の端部をそれぞれ隣接する鋼矢板の対向する溝部に嵌合して、継手部を覆うように取り付ける。
この場合、カバー部材１０は、平板状で、突出する爪部２と干渉しないように中央にふくらみを持たせた形状とする。

その後、該カバー部材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。

また、図４に本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、Ｌ型金具を、その張り出し部９が爪部２とは反対側に位置するように固定し、溝部が鋼矢板１のウェブ部４側に形成されるようにする。また、カバー部材１２の両端部にそれぞれ内側に向かう折り曲げ部１３を形成しておく。

そして、ハット型鋼矢板を実際に現場で打設した後、カバー部材の両端の折り曲げ部を、隣接する鋼矢板のＬ型金具のそれぞれの溝部に嵌合することにより、カバー部材１２でＬ型金具８と継手部７を覆うようにカバー部材１２を取り付ける。その後、図３の場合と同様に該カバー部材１２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を充填する。
この実施の形態では、カバー部材１２によってＬ型金具８を覆うことができるため、特に外観が必要な箇所に用いるとよい。

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。

本発明で用いるＬ型金具としては、カバーを取り付けるためのスリットが形成できるものであれば特に制限されるものではないが、市販の鋼製アングル材を重防食被覆層の幅以下の長さに切断して用いるのが便利であり、コストの面でも有利である。
Ｌ型金具には重防食被覆を施してもよい。Ｌ型金具の長さは、特に継手部の防食が必要な長さとするが、実際には、重防食被覆の長さ程度で十分である。

カバー部材としては、高耐食の金属板、ポリエチレン樹脂、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。
金属板の材料としては、海水中での腐食速度が実用的に小さい、即ち１０μｍ／年以下であり、かつ隙間腐食等が起き難い材料が好ましく、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、Ｎｉ基の耐食合金、チタン合金などが使用できるが、特にはチタン合金が望ましい。また、通常の鋼板に高耐食の皮膜を形成したものも使用できる。

カバー部材の厚みについては、部材の強度、取り付け時の作業性、コストなどの点で、用いる材料によって適する厚みがある。金属板の場合は、０．２ｍｍ以上２mｍ以下の範囲が望ましい。０．２ｍｍ未満では剛性が不足し、形状維持が難しい。また、２ｍｍを超えると成型しにくくなり適当でない。
ポリエチレン樹脂及び繊維強化プラスチックの場合は、薄いと必要な強度を確保できないためある程度の厚みは必要であり、それぞれ１〜５ｍｍの範囲が望ましい。

打設後に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るように、カバー部材は容易に変形できることが望ましいが、Ｌ型金具によって形成される溝部の厚みや、溝部間の距離に多少の余裕を持たせて、カバー部材をＬ型金具間にスムーズに取り付けできるようにすることが望ましい。

打設後にカバー部材内に埋め込む充填材として、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。また、発泡性のゴムでもよい。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、継手部の耐久性寿命が大幅に増加する。

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）の山側の爪部近傍に、長さ３ｍのＬ型金具を図３の向きに溶接により取り付けた。その後、干満帯に相当する３ｍの部分に溶接したＬ型金具を含めて、ブラスト処理で鋼材表面を除錆した後、下地処理、プライマー塗装、ポリウレタン塗装を行って、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ＦＲＰよりなるカバー部材をＬ型金具間に取り付け、シールした下端からカバー内部にモルタルを圧送して充填した。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、錆の発生も樹脂の流出も見られず、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１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。 本発明の他の実施の形態に係る図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は端面図である。

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 ハット型鋼矢板の継手部
８ Ｌ型金具
９ Ｌ型金具の張り出し部
１０ 一の実施の形態におけるカバー部材
１１ 充填材
１２ 他の実施の形態におけるカバー部材
１３ カバー部材１２の折り曲げ部

Claims (7)

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、
   前記鋼矢板の重防食被覆が施される側の面における爪部近傍の鋼矢板の表面に、あらかじめ接続前に爪部に沿ってＬ型金具を固定しておき、接続後に、前記継手部を覆うカバー部材の端部を、Ｌ型金具の張り出し部と鋼矢板の間に形成された溝部に嵌合させて、前記継手部に配置し、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いることを特徴とする鋼矢板の構造体。
2. 前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部側に位置するように固定されており、前記カバー部材の端部が、隣接する鋼矢板の対向する前記溝部に嵌合して、Ｌ型金具間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板の構造体。
3. 前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部とは反対側に位置するように固定されており、前記カバーの両端部にそれぞれ内側に向かう折り曲げ部が形成されており、該折り曲げ部を前記溝部に嵌合することにより、前記カバー部材がＬ型金具を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板の構造体。
4. 前記カバー部材が、強化繊維プラスチック、樹脂あるいは耐食性金属材料より形成されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の鋼矢板の構造体。
5. 請求項１に記載の鋼矢板の構造体に使用され、一方の面に重防食被覆が施された断面がハット形状の鋼矢板であって、
   前記鋼矢板の重防食被覆が施される側の面における爪部近傍の鋼矢板の表面に、継手部を覆うカバー部材を取り付けるためのＬ型金具が、爪部に沿って固定されていることを特徴とする鋼矢板。
6. 前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部側に位置するように固定されていることを特徴とする請求項５に記載の鋼矢板。
7. 前記Ｌ型金具は、その張り出し部が爪部とは反対側に位置するように固定されていることを特徴とする請求項５に記載の鋼矢板。

Images