JP5673392B2 - 高剛性鋼矢板及び壁体 - Google Patents

Description

本発明は、港湾鋼構造物等の水域構造物や擁壁、土留壁などの陸域構造物に用いられる鋼矢板、特に、剛性を高めた高剛性鋼矢板及びそれを使用した壁体に関する。

従来、図１０に示すように、フランジ１０の両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブ９が一体に連設され、各ウェブ９に前記フランジ１０と平行にアーム部１９，１９が一体に連設され、各アーム部１９，１９の端部に、継手１２が一体に形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板２とし、そのハット形鋼矢板２におけるアーム部１９の水域側の外面でアーム部１９幅方向中間部に、前記鋼製カバー材３１における取り付け用帯状鋼板１４１を直角に当接して溶接により固定して、鋼製カバーを有する鋼矢板８１を構成することが知られていると共に、前記のような鋼製カバーを有する鋼矢板８１の継手相互を噛み合わせて水域地盤に打設して壁体１６１を構成することも知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記のハット形鋼矢板２は、図１１に示すように、ハット形鋼矢板２における左右の各継手１２は、アーム部１９，１９の中心軸線の中央点に対して、点対称形状の継手１２とされ、隣り合うハット形鋼矢板２相互の継手１２を嵌合した場合に、アーム部中心軸線上にハット形鋼矢板２を配設することも可能にされ、継手１２には嵌合溝および係止爪部を備えているハット形鋼矢板２とされている。従来の形態では、溝付き鋼矢板としてのハット形鋼矢板２のアーム部中間部まで、鋼製カバー材３１により被覆して防錆を図ることができる。

前記従来の場合には、下記（１）〜（４）のような効果を発揮することができる。
（１） 溝付き鋼矢板には、予め鋼製カバー材が設けられているので、溝付き鋼矢板における集中腐食部位を鋼製カバー材により防護することができ、溝付き鋼矢板自身の集中腐食を回避することができる。
（２） 鋼製カバー材を使用するので、流木や氷盤が衝突しても機械的損傷を受けづらい。
（３） 工場などであらかじめ溝付き鋼矢板に鋼製カバーを取り付けることができるので、安価な溝付き鋼矢板とすることができる。
（４） 鋼製カバー材において、集中腐食部位の腐食が進行した場合には、当該部位を覆うように鋼板を溶接するだけで、容易に鋼製カバー材としての機能を回復させることができる。

特開２００９−１０２９０６号公報

港湾鋼構造物防食・補修マニュアル（改訂版）、平成９年４月、（財）沿岸開発技術研究センター、ｐ８３−１０８ 港湾鋼構造物防食・補修マニュアル（改訂版）、平成９年４月、（財）沿岸開発技術研究センター、ｐ１３−１７

前記従来の鋼製カバーを有する鋼矢板８１の場合は、取り付け用帯状鋼板１４１を同じ幅で狭幅のものを用い同じ方向に設置しているため、部材断面上、以下（１）、（２）のことが言える。（１）溝付き鋼矢板４と鋼製カバーは、壁体構築方向（継手中心軸線Ｃ方向）で、同一方向に配設されている。このため、互いの断面の重心位置が近く（重心の離間距離が小さい）、合成断面としての断面性能は、狭幅と広幅のものを用い同じ方向に設置し、溝付き鋼矢板４に対して鋼製カバーの左右両端部を壁体構築方向（継手中心軸線Ｃ方向）で、壁厚方向に対して前後に位置をずらしたり傾斜させたりすることで非同一方向に配置されている場合に比べて小さい。また、断面２次モーメントは中心軸線からの距離の３乗に比例するから、同じ部材を継手中心軸線Ｃに対して傾斜させる方が断面２次モーメントは大きくなる。（２）溝付き鋼矢板がハット形鋼矢板の場合、（ａ）取り付け用帯状鋼板（間隔保持部材）は、アーム部分に固定されている。このため、継手及びその近傍は鋼面が露出しており、このままだと腐食が進行し、断面性能の低下を招く。（ｂ）鋼製カバーとして、ハット形鋼矢板の両側継手を切断した、継手を有しない断面ハット形形状の鋼板を使用している。このため、継手の切断コストや切断に伴う発生ひずみの矯正コストが嵩む、切断した継手に対応した分だけ剛性が低下するという問題もある。また、隣り合うハット形鋼矢板２の継手同士の水域側の外面は、カバー材間により形成される溝奥部にあるものの露出しているので、隣り合うハット形鋼矢板２の継手嵌合部の外面は、両方の継手とも、腐食による剛性低下を招く恐れがあるという問題もある。
本発明は、剛性を高めた溝形断面部材を有する鋼矢板及びそれを用いた壁体を提供することを目的とする。

第１発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされ、前記正面板（３ａ）は、前記溝付き鋼矢板（４）と同じ断面形態の鋼矢板が用いられていることを特徴とする。
また、第２発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされ、前記溝形断面部材（３）における一方の側面板（１４）は、前記溝付き鋼矢板（４）の継手（２）外面に溶接等の固定手段により固定されていることを特徴とする。

また、第３発明では、第１発明又は第２発明の溝形断面部材を有する鋼矢板において、前記正面板（３ａ）を、平面視で、溝付き鋼矢板（４）に対して傾斜配置されていることを特徴とする。

第４発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第３発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、前記空間部（５）の少なくとも下端部は、溝付き鋼矢板（４）及び前記溝形断面部材（３）のいずれか一方又は両方に固定された閉塞板（６）が設けられて閉塞されていることを特徴とする。

第５発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第４発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、溝付き鋼矢板（４）の所定箇所にスリット（２８）を設け、前記正面板（３ａ）の空間部（５）側表面の前記スリット（２８）に対応した箇所に係止用鋼板（２９）を溶接等の手段で固定し、前記係止用鋼板（２９）を前記スリット（２８）に挿入し、前記係止用鋼板（２９）の端部は溝付き鋼矢板（４）に溶接等の手段で固定されていることを特徴とする。

第６発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第４発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、正面板（３ａ）の所定箇所に開孔（３０）を設け、前記溝付き鋼矢板（４）の空間部（５）側表面の前記開孔（３０）に対応した箇所に棒状部材（３２）を溶接等の手段で固定し、前記棒状部材（３２）を前記開孔（３０）に挿入し、前記棒状部材（３２）の端部は正面板（３ａ）に溶接やナットによる螺合等の手段で固定されていることを特徴とする。

第７発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第６発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、溝付き鋼矢板（４）と正面板（３ａ）とが、それらの上部及び下部のいずれか一方又は両方の箇所において、鋼板等からなる間隔保持材（２６）を溶接等の手段により固定していることを特徴とする。

第８発明の壁体では、第１発明〜第７発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板を単独で複数枚配置し、又は請求項１〜７のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板間に少なくとも１枚の溝形断面部材を有しない鋼矢板を配置し、隣り合う鋼矢板の継手相互を連結して地盤に打設したことを特徴とする。

第１発明の溝形断面部材を有する鋼矢板によると、両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされているので、一方の側面板の設置位置を、溝付き鋼矢板（４）の外面に固定していることで、溝付き鋼矢板（４）における側面板間の外面の防錆を図りながら剛性を高めることができ、しかも、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされるので、内側に位置する隣り合う正面板（３ａ）の端部に対して、流砂・漂砂・浮遊砂や漂流物の接触による損耗を防止することができ、また、溝付き鋼矢板（４）と溝形断面部材（３）は、非同一方向になるため剛性を高めることができる等の効果が得られる。また、前記正面板（３ａ）は、前記溝付き鋼矢板（４）と同じ断面形態の鋼矢板が用いられているので、安価な溝形断面部材を有する鋼矢板とすることができる等の効果が得られる。
第２発明の溝形断面部材を有する鋼矢板によると、両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされているので、一方の側面板の設置位置を、溝付き鋼矢板（４）の外面に固定していることで、溝付き鋼矢板（４）における側面板間の外面の防錆を図りながら剛性を高めることができ、しかも、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされるので、内側に位置する隣り合う正面板（３ａ）の端部に対して、流砂・漂砂・浮遊砂や漂流物の接触による損耗を防止することができ、また、溝付き鋼矢板（４）と溝形断面部材（３）は、非同一方向になるため剛性を高めることができる等の効果が得られる。また、前記溝形断面部材（３）における一方の側面板（１４）は、前記溝付き鋼矢板（４）の継手（２）外面に溶接等の固定手段により固定されているので、水域側に露出する継手外面を少なくして、継手部の一層の防錆を図ることができる等の効果が得られる。

第３発明によると、第１発明又は第２発明の溝形断面部材を有する鋼矢板において、前記正面板（３ａ）を、平面視で、溝付き鋼矢板４に対して傾斜配置されているので、正面板（３ａ）を単に傾斜させるだけで、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置することができるので、構造が簡単である等の効果が得られる。

第４発明の溝形断面部材を有する鋼矢板によると、第１発明〜第３発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、前記空間部５の少なくとも下端部は、溝付き鋼矢板（４）及び前記溝形断面部材（３）のいずれか一方又は両方に固定された閉塞板（６）が設けられて閉塞されているので、閉塞板を有する空間部を容易に形成することができると共にねじり剛性も向上させることができる等の効果が得られる。

第５発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第４発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、溝付き鋼矢板４の所定箇所にスリット（２８）を設け、前記正面板（３ａ）の空間部（５）側表面の前記スリット（２８）に対応した箇所に係止用鋼板（２９）を溶接等の手段で固定し、前記係止用鋼板（２９）を前記スリット（２８）に挿入し、前記係止用鋼板（２９）の端部は溝付き鋼矢板４に溶接等の手段で固定されているので、係止用鋼板（２９）により溝付き鋼矢板（４）に正面板（３ａ）を係止しているため、正面板（３ａ）の左右方向の端部又は側面板（１４）が損耗しても、正面板（３ａ）が脱落するのを防止することができると共に、溝付き鋼矢板（４）に対する正面板（３ａ）の位置を保持することができる等の効果が得られる。

第６発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第４発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、正面板３ａの所定箇所に開孔（３０）を設け、前記溝付き鋼矢板（４）の空間部（５）側表面の前記開孔（３０）に対応した箇所に棒状部材（３２）を溶接等の手段で固定し、前記棒状部材（３２）を前記開孔（３０）に挿入し、前記棒状部材（３２）の端部は正面板（３ａ）に溶接やナットによる螺合等の手段で固定されているので、棒状部材（３２）により溝付き鋼矢板（４）に正面板（３ａ）を連結しているため、正面板（３ａ）の左右方向の端部又は側面板（１４）が損耗しても、正面板（３ａ）が脱落するのを防止することができると共に、溝付き鋼矢板（４）に対する正面板（３ａ）の位置を保持することができる等の効果が得られる。

第７発明の溝形断面部材を有する鋼矢板では、第１発明〜第６発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板において、溝付き鋼矢板（４）と正面板（３ａ）とが、それらの上部及び下部のいずれか一方又は両方の箇所において、鋼板等からなる間隔保持材（２６）を溶接等の手段により固定しているので、打設時の正面板（３ａ）及び溝付き鋼矢板（４）のブレ止めを図ることができ、ブレることによる溶接部に不測の応力の発生、溶接部に亀裂が発生することの懸念を排除できるため、溶接部の疲労破壊対策＆２次応力発生防止の役割を果たすことができる等の効果が得られる。

第８発明の壁体によると、第１発明〜第７発明のいずれかの溝形断面部材を有する鋼矢板を単独で複数枚配置し、又は請求項１〜７のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板間に少なくとも１枚の溝形断面部材を有しない鋼矢板を配置し、隣り合う鋼矢板の継手相互を連結して地盤に打設したので、従来の場合よりも剛性の高い壁体を経済的に実現できる等の効果が得られる。

本発明の一実施形態の溝形断面部材を有する鋼矢板を示す横断平面図である。 本発明の一実施形態の溝形断面部材を有する鋼矢板を用いた壁体の横断平面図である。 本発明の一実施形態の溝形断面部材を有する鋼矢板の説明図である。 （ａ）は、図３に示す本発明の一実施形態の溝形断面部材を有する鋼矢板の正面図、（ｂ）は他の形態の正面図である。 閉塞板の下側に設ける傾斜板付近を示す縦断側面図である。 溝付き鋼矢板の継手又は継手付近に側面板が固定する場合の位置及び溶接部を示す拡大横断平面図である。 溝形断面部材の正面板を本体側の溝付き鋼矢板に固定する場合の形態を示す横断平面図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態の溝形断面部材を有する鋼矢板を示す横断平面図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の溝付き鋼矢板を用いた壁体の２例を示す一部縦断側面図である。 従来の鋼製カバー材を有する鋼矢板を用いた壁体を示す横断平面図である。 ハット形鋼矢板を示す平面図である。 本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板の他の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。 本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板のさらに他の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。 本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板における溝形断面部材と鋼矢板とを係止用鋼板により連結した形態を示すものであって、（ａ）は図１３（ａ）における矢視の縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板を用いた壁体の他の形態を示す一部縦断側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板を用いた壁体の他の形態を示す一部縦断側面図である。

次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明において使用する溝付き鋼矢板４としての代表形態として、図１１に示すハット形鋼矢板２について簡単に説明する。なお、本発明では、鋼矢板の継手相互を嵌合接続して壁体とした場合で、壁体に直角な水平力が作用した場合に、曲げモーメントに対して主として抵抗する部分をフランジ（アーム部１３、継手部１２も曲げモーメントに対して抵抗する部分で、フランジと同様な機能を発揮する。）と、せん断力に対して主として抵抗する部分をウェブとして説明する。

図１１には、溝付き鋼矢板４の代表形態の一例として示すハット形鋼矢板２を示し、このハット形鋼矢板２の特徴として、フランジ１０の両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブ９が一体に連設され、各ウェブ９に前記フランジ１０と平行にアーム部１９，１９が一体に連設され、各アーム部１９，１９の端部に、継手１２が一体に形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板２であり、左右の各継手１２は、アーム部１９，１９の中心軸線の中央点に対して、点対称形状の継手１２とされ、隣り合うハット形鋼矢板２相互の継手１２を嵌合した場合に、アーム中心軸線上にハット形鋼矢板２を配設することも可能にされている。なお、継手１２には嵌合溝および係止爪部を備えている。このようなハット形鋼矢板２を複数用い継手１２相互を嵌合した壁体は、壁厚方向の両縁端に継手１２が位置することになるため、壁体の壁面に直角な水平力が作用した場合に、壁体に上下方向のせん断力（曲げモーメントの発生に伴って発生するもので、嵌合継手を相対的にずらそうとする力）が作用しても、継手１２は壁厚方向の最外縁に位置しているために、隣り合う鋼矢板の継手間でのずれは生じないため、壁剛性の高い壁体であり、図１１に示すハット形鋼矢板はこのような壁体を構築できる特徴のある鋼矢板である。

ハット形鋼矢板２からなる溝付き鋼矢板４における前面に、その溝付き鋼矢板４の長手方向の所定範囲Ｌに、前記所定範囲Ｌに対応した長さで、断面ハット形の鋼製の溝形断面部材３における正面板３ａが、溝付き鋼矢板４におけるフランジ１０に対して所定間隔ｈ隔てるように配設されて、帯状鋼板からなる側面板１４を介在させて間接的に溶接等の固定手段で前記溝付き鋼矢板４に固定され、前記溝付き鋼矢板４と前記溝形断面部材３により形成された空間部５の下端部には、溝付き鋼矢板４及び溝形断面部材３のいずれか一方又は両方に固定された閉塞板６が設けられて閉塞されている。なお、前記空間部５の上端部にも蓋としての閉塞板（図示を省略した）を、溝付き鋼矢板４及び溝形断面部材３のいずれか一方又は両方に固定して閉塞するようにしてもよい。閉塞板６を溝付き鋼矢板４及び溝形断面部材３の両方に溶接により固定すると、曲げ剛性及びねじり剛性をより高めることができる。

溝付き鋼矢板４に溝形断面部材３を取付ける前記の所定の範囲Ｌは、基本的には、構造設計（計算）によって決定されるが、例えば、次の（１）（２）の場合が考えられる。（１）部材断面が応力で決定する構造の場合には、例えば、図１５に示すように、曲げモーメントの大きな部位を含む範囲等の発生応力の大きな部位を含む範囲Ｌに設置する。（２）部材断面が変位で決定する構造の場合には、例えば、図９（ａ）（ｂ）或は図１５（ａ）〜（ｄ）に示すような自立鋼矢板壁の場合は、設計地盤面近傍（主として設計地盤面以深）を含む範囲等の変位を小さくするのに効果的な範囲Ｌに溝形断面部材３を設置する。なお、なお、図９（ａ）（ｂ）又は図１５（ｃ）に示すように、集中腐食が生じる恐れが高い干満帯直下付近（水深０．５ｍ，好ましくはＬ．Ｗ．Ｌより下方水深１ｍまでの範囲）をカバーする範囲が前記Ｌに含まれる形態では、防食及び剛性の両方で有利になる。なお、前記の所定の範囲Ｌは、前記の構造設計による条件を満たした上で、例えば、図９（ｂ）に示すように、水域における波や河川流の影響による洗掘を考慮する場合には、水底地盤２３中の所定の深度まで含むようにしてもよい。

なお、図１５（ａ）に示す壁体２７は、自立鋼矢板壁で、溝形断面部材を有する鋼矢板８の溝形断面部材３を、水底地盤２３中の所定の深度から水中に渡るように設置する形態としている。図１５（ｂ）に示す壁体２７は、自立鋼矢板壁で、溝形断面部材３を裏埋土１７側に配置する形態としてもよく、図１５（ｃ）（ｄ）に示す自立鋼矢板壁の壁体２７のように、溝形断面部材３を水底地盤２３中の所定の深度から上方に連続して設け、溝形断面部材３及びハット形鋼矢板２からなる鋼矢板４の上端部を上部コンクリート３３に埋め込むようにしてもよい。このような形態では、より高い剛性を発揮する。図１５（ｄ）に示す形態では、溝形断面部材３が裏埋土１７側に埋め込まれているので、海側は溝付き鋼矢板４のみとなるから、海側の側壁面が溝形断面部材３による凹凸がない分、平坦な側壁面とすることができる。また、図１６に示す壁体２７では、控え工３４と溝形断面部材を有する鋼矢板８の上部とを、適宜受梁及び支承板を介在させてタイロッド３５及びこれに装着される雌ねじ部材を用いて連結する、タイロッド式（控え工式）鋼矢板壁としている。

溝形断面部材を有する鋼矢板８を水底地盤２３に打設する場合には、閉塞板６が水平に突出しているため、打設時に抵抗が大きくなり、その抵抗低減のために、閉塞板６先端から鋼矢板に向って、下方に傾斜する貫入抵抗低減用の傾斜板１３を配置して、溝形断面部材３と鋼矢板に溶接等により固定して設ける。閉塞板６を省略して、傾斜板１３により閉塞板６を兼用して溝形断面部材の下端側を閉塞する場合には、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態のように、正面板３ａと帯状の側面板１４の下端と、鋼矢板２に渡って、鋼矢板２に向って下方に傾斜する正面側の複数の傾斜板１３、及び鋼矢板２と前記正面側の傾斜板１３と、溝形断面部材３の下端との間を閉塞する鋼製側面閉塞板１６を、溶接等により固定すると、簡単な構造で溝形断面部材３の下端側の前面及び側面を閉塞とすることができる。前記の側面閉塞板１６は、鋼矢板側の継手溝を閉塞しないように配設及び溶接されて固定される。なお、図４（ｂ）に示すように、溝形断面部材３を鋼矢板２の下端まで設ける場合には、前記の閉塞板６及び傾斜板１３を設けなくてもよく、打設した部分の水底地盤を閉塞手段として利用してもよい。

次に、前記の溝形断面部材３について、図３〜５を参照して説明する。前記の溝形断面部材３は、図示の実施形態では、幅寸法の小さい一方の側面板１４（１４ａ）と、それよりも幅寸法の大きい他方の側面板１４（１４ｂ）とを、正面板３ａの背面に上下方向に所定の範囲に渡って配置されて、隅肉溶接Ｗにより固定することで形成されている。前記の正面板３ａは、図１に示す形態では、ハット形鋼矢板２からなる溝付き鋼矢板４と同じ材料からなり、これをほぼ所定範囲Ｌになるように短尺又は長尺に切断することで、正面板３ａとして用いて、前記の所定範囲Ｌをカバーされるようにされる。実施形態では、ハット形鋼矢板２と同じ断面形態の部材を、カバー材としての溝形断面部材３の正面板３ａとして使用しているため、横断平面図において、わかりやすくするために、鋼矢板壁を形成しているハット形鋼矢板２には、ハッチングを付し、カバー材としての溝形断面部材３には、ハッチングを付さないで示している。

溝形断面部材３における正面板３ａは、フランジ１０ａの両端部に外側に向かって広がるように傾斜したウェブ９ａが一体に連設され、各ウェブ９ａに前記フランジ１０ａと平行にアーム部１９ａが一体に連設され、各アーム部１９ａの端部に、継手１２ａが一体に形成されている断面ハット形のハット形鋼矢板を所定の長さに切断して形成されているため、中央部がフランジ１０ａにより凸となる形態の正面板とされる場合（図１の場合）と、反転配置した場合（図８ａ）とがあるが、各アーム部１９ａの中心軸線の中央点に対して、点対称形状の継手１２ａとされている点も同様である。左右の各継手１２ａは、隣接する継手と嵌合するための継手としての機能を期待しないで、一方の側面板１４の基端側を固定するため、及び鋼矢板側の継手１２の水域側への露出を少なくし、剛性を高めながら耐腐食性能を向上するための部分としている。

図３に示すように、溝形断面部材３には、他方の側面板に比べて、小幅寸法Ｈ１とされた一方の帯状鋼板からなる側面板１４（１４ａ）と、前記幅寸法Ｈ１よりも幅寸法の大きい幅寸法Ｈ２とされた他方の側面板１４（１４ｂ）が設けられている。溝形断面部材３における前記の一方の側面板１４ａの基端部は、正面板３ａにおける一方の継手１２の溝側の爪先端部に立設するように配置されて、外側からの溶接Ｗ１により固定され、他方の側面板１４（１４ｂ）は、他方の継手１２近傍のアーム部１９ａに立設するように配置されて、外側からの溶接Ｗ１により固定された溝形断面部材３とされている。前記の一方の側面板１４ａと他方の側面板１４ｂの幅寸法は、設計により設定される。

前記のように構成された溝形断面部材３では、前記正面板（３ａ）を、平面視で、溝付き鋼矢板（４）に対して傾斜配置することが可能になることから、正面板３ａにおける一方の継手１２ａは、隣り合う鋼矢板の正面板３ａとの関係では、他方の正面板３ａの継手の背面側に位置するようになるために、壁厚方向の内側に位置する部分は、流砂・漂砂・浮遊砂や漂流物の接触・衝突による損耗を回避することができる。

図６に示すように、溝形断面部材３の一方の側面板１４（１４ａ）及び他方の側面板１４（１４ｂ）は、矢板壁側の継手中心を結ぶ中心軸線に直角に配置されて、一方の側面板１４（１４ａ）の先端部は、ハット形鋼矢板２からなる溝付き鋼矢板４の継手１２の溝底部裏面に外側からの溶接Ｗ２により固定されていることで、他方の側面板１４（１４ｂ）の先端部は、前記ハット形鋼矢板２のアーム部１９に外側からの溶接Ｗ２により固定されていることで、溝底部裏面までの防食層１５を越えて、防食範囲を溶接部Ｗ２間までの広い範囲の防食範囲とされた溝形断面部材を有する鋼矢板８とされ、剛性及び防食の両方の性能を向上させた溝形断面部材を有する鋼矢板８としている。

図７の中央部又は図１３及び図１４に示すように、溝付き鋼矢板４の所定箇所に（例えば、フランジ１０の幅方向中央部で上下方向に間隔をおいて）スリット２８を設け、前記正面板３ａの空間部５側表面の前記スリット２８に対応した箇所に、長方形等の係止用鋼板２９の基端側を溶接等の手段で固定し、前記係止用鋼板２９を前記スリット２８に挿入し、前記係止用鋼板２９の端部は溝付き鋼矢板４に溶接による固定手段で固定されている。このように、係止用鋼板２９により溝付き鋼矢板４に正面板３ａを係止していると、正面板３ａの左右方向の端部又は側面板１４が損耗しても、正面板３ａが脱落するのを防止することができると共に、溝付き鋼矢板４に対する正面板３ａの位置を保持することができる。前記のスリット２８を溝付き鋼矢板４に、係止用鋼板２９を溝形断面部材３に予め設けておき、溝形断面部材３の側面板１４を溝付き鋼矢板４に溶接等の手段により連結一体化する時に、スリット２８に係止用鋼板２９の先端部を挿入して、溶接等の手段により固定するようにすればよい。

また、前記の係止用鋼板２９と同様な目的で、図７の右端部に示すように、正面板３ａの所定箇所に（例えば、フランジ１０の幅方向中央部で上下方向に間隔をおいて）開孔３０を設け、前記溝付き鋼矢板４の空間部５側表面の前記開孔３０に対応した箇所に棒状部材３２の基端部を溶接等の手段で固定し、前記棒状部材３２を前記開孔３０に挿入し、前記棒状部材３２の端部は正面板３ａに溶接やナット２５による螺合等の手段で固定されていると、棒状部材３２により溝付き鋼矢板４に正面板３ａを連結しているため、正面板３ａの左右方向の端部又は側面板１４が損耗しても、正面板３ａが脱落するのを防止することができると共に、溝付き鋼矢板４に対する正面板３ａの位置を保持することができる。

前記のように、係止用鋼板２９或は棒状部材３２を溝形断面部材３における正面板３ａに設けた状態で、前記の一方の側面板１４（１４ａ）及び他方の側面板１４（１４ｂ）の先端側を鋼矢板本体側に外側からの溶接により固定する。また、図１２の上部に示すように、ハット形鋼矢板２と正面板３ａとを、鋼板等からなる間隔保持材２６の両端部を溶接により固定することで、溝付き鋼矢板４と正面板３ａとの間隔を保持するようにしてもよい。前記の間隔保持材２６は、溝形断面部材を有する鋼矢板８の打設時のブレ止めの役割を果たす。溝付き鋼矢板４と溝形断面部材３がブレると、溶接部に不測の応力が発生し、溶接部に亀裂が発生することが懸念され、溶接部の疲労破壊対策及び２次応力発生防止の効果がある。前記のようにして、溝形断面部材を有する鋼矢板８を製作する。なお、間隔保持材２６を複数設ける場合に、上部に設置した間隔保持材２６に吊り金具を取り付ける開孔を設け、間隔保持材２６と吊り金具を兼用するとよい。

前記のように、一方の側面板１４（１４ａ）と他方の側面板１４（１４ｂ）が、幅寸法が異なること、ほぼ直角状態で配置されていることで、溝形断面部材３における正面板３ａの両端部は、溝付き鋼矢板４の各継手１２の中心軸線を結ぶ線分Ｃからの距離Ｒに差を設けて配置されている。正面板３ａの一方の端部（継手１２ａ）外側面までの距離Ｒ１（Ｒ）と、他方の端部（継手１２ａ）外側面までの距離Ｒ２（Ｒ）には、少なくとも端部（継手１２ａ）の厚さ寸法分の差を設けている。溝付き鋼矢板４における継手相互を嵌合して壁体２７を形成した場合に、隣り合う正面板３ａの端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされている。尤も、前記の一方の側面板１４（１４ａ）を傾斜させて配置し、図１左側の一方のアーム部１９に固定する場合には、一方の側面板１４（１４ａ）と他方の側面板１４（１４ｂ）の幅寸法が同じ場合もありえるから、側面板の幅寸法の大小のみで、溝形断面部材３における正面板３ａの傾斜配置が決まるものでもない。したがって、同じ幅寸法の側面板１４としていずれか一方の側面板を傾斜配置してもよく、また、幅寸法の大きい側面板を傾斜配置することでもよい。しかし、側面板１４（１４ａ、１４ｂ）を立設するように配置して、その幅寸法の大小により、正面板を傾斜させる構造であると、構造が簡単であり、壁面に直角な水平力が作用した場合には、傾斜している側面板よりも直角に立設する形態の方が溶接部の負担が大きくなる恐れがなく有利である。

なお、水底地盤を底型枠として利用する場合には、前記の傾斜板１３及び閉塞板６を省略してもよいが、前記のように、下端側が閉塞板又は傾斜正面板等により閉塞された形態では、上部に構造物を構築する場合に支持可能な形態になっていると共に剛性を高めている。また、溝形鋼矢板４と共同して空間部５を形成している溝形断面部材３の下端部が開放された状態の溝形断面部材を有する鋼矢板８でも、溝形断面部材３の下端部が地盤中に比較的深く打設され、空間部５に土が侵入し、溝形断面部材３の先端が閉塞された状態になるときにも、溝形断面部材を有する鋼矢板８の上部に構造物を構築する場合に支持可能な形態になっていると共に剛性（ねじり剛性）を高めている。

前記のような溝形断面部材を有する鋼矢板８を水底地盤２３に打設すると共に隣り合う溝形断面部材を有する鋼矢板８の継手１２相互を噛み合わせて打設して、図２に示すような壁体２７を構築する。

剛性を向上させる目的で、空間部５に、セメント系経時硬化性充填材（セメントミルク、モルタル、コンクリート、レジンモルタルなど）のような硬化性充填材を充填することもできる。

図２に示すような壁体２７では、一方の正面板３ａの端部（継手１２ａ）が内側に位置しているため、流砂・漂砂・浮遊砂や漂流物の接触・衝突による損耗を防止していると共に溝形断面部材を有する鋼矢板８側の継手１２は、水域側に露出している部分が、従来の場合より格段に少なくなっているので、この部分の磨耗及び早期腐食を防止し、これによる剛性低下を防止している。このように剛性を向上させた溝形断面部材を有する鋼矢板８における溝形断面部材を含めて水域地盤等の地盤に貫入させた場合の壁体２７の上部に、構造物を構築しても、十分支持可能な構造になっていると共に、地震時等に水平力が作用しても、曲げ剛性及びせん断剛性の高い溝形断面部材を有する鋼矢板８が損傷する恐れがない。

前記のような本発明の実施形態の場合には、さらに、下記（１）〜（５）のような効果を発揮することもできる。
（１） 溝付き鋼矢板には、予め鋼製の溝形断面部材が設けられているので、溝付き鋼矢板における集中腐食部位を溝形断面部材により防護することができ、溝付き鋼矢板自身の集中腐食を回避することができる。
（２） 鋼製の溝形断面部材を使用するので、流木や氷盤が衝突しても機械的損傷を受けづらい。
（３） 工場などであらかじめ溝付き鋼矢板に溝形断面部材及び傾斜板並びに側面板を取り付けることができるので、安価な溝付き鋼矢板とすることができる。
（４） 剛性を向上させる目的で充填材を充填する場合に、予め充填する空間部が形成されているので、充填作業が容易である。
（５） 溝形断面部材において、集中腐食部位の腐食が進行した場合には、当該部位を覆うように鋼板を溶接するだけで、容易に溝形断面部材としての機能を回復させることができる。

図８（ａ）（ｂ）には、本発明の他の形態の溝形断面部材を有する鋼矢板８を用いて壁体２７を形成した形態が示されている。図２に示す形態と比較して相違する点は、溝形断面部材３側の正面板３ａは、素材はハット形鋼矢板と同じであるため、図８（ａ）に示す形態では、正面板３ａを１８０°回転させた状態で配置して、一方の側面板１４（１４ａ）と他方の側面板１４（１４ｂ）を正面板３ａに設置した溝形断面部材３とし、そのような溝形断面部材３を、ハット形鋼矢板２のアーム部１９に固定した形態である。このような形態では、正面板３ａ側の溝とハット形鋼矢板２の溝が対向するようになり、壁厚寸法が大きく、剛性を大きくしている形態であるが、その他の部分は前記実施形態と同様である。また、図８（ｂ）に示す形態は、ハット形鋼矢板２を１８０°回転させた状態で、溝形断面部材３の側面板をハット形鋼矢板２のアーム部１９に取り付けた形態である。図８（ｂ）に示す形態では、各側面板が前記各実施形態に比べて、広幅となることから、鋼矢板の継手部１２から正面板３ａまでの距離が長くなり、その分、剛性を高めているばかりでなく、継手１２に対する流砂・漂砂・浮遊砂や漂流物の接触・衝突による損耗を低減していると共に、側面板間をより静水域として継手１２の損耗を低減するようにしている。

前記実施形態では、ハット形鋼矢板２からなる溝付き鋼矢板４と溝形断面部材３の正面板３ａが、図１０に示す従来のように、同じ狭幅の取り付け用側面板１４１を用いて取り付けて壁体構築方向と同じ方向ではなく、幅の異なる側面板を用いて、或は一方の側面板を傾斜配置することで、溝付き鋼矢板４と溝形断面部材３の正面板３ａが非同一方向に配設されているため、溝付き鋼矢板と溝形断面部材の重心位置が、従来技術の同一方向配置の場合に比較し離間しているようになり、合成断面としての断面性能は、同一方向（従来技術）の場合に比較し大きい。また、図示の実施形態のように、正面板３ａに、ハット形鋼矢板２に同じ素材のハット形鋼矢板を使用しているため、経済的である。

なお、壁体２７を構築する場合に、空間部５に充填材を充填しない状態の溝形断面部材を有する鋼矢板８を水底地盤に打設してもよく、充填材を充填しない状態の溝形断面部材を有する鋼矢板８の隣り合う継手相互を噛み合わせて、水底地盤に打設し、次いで、空間部５に充填材を充填して壁体２７を構築する形態としてもよい。なお、壁体２７を構築する場合には、（Ａ）本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板のみを用いた形態の壁体としてもよく、（Ｂ）本発明の溝形断面部材を有する鋼矢板と溝形断面部材を有しない鋼矢板とを交互に配置した形態の壁体としてもよく、（Ｃ）溝形断面部材を有する鋼矢板の間に２枚以上の溝形断面部材を有しない鋼矢板を介在させる形態の壁体としてもよく、前記（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のように一定の規則で配置した形態の壁体でもよい。このように、溝形断面部材を有する鋼矢板を組み込んだ壁体では、従来の場合よりも剛性の高い壁体を経済的に実現できる。なお、前記の溝形断面部材を有しない鋼矢板としては、例えば、ハット形鋼矢板２を用いるとよい。

本発明を実施する場合に、正面板３ａとしては、溝形鋼矢板４と同じ断面のハット形鋼矢板を用いると経済的であるが、ハット形鋼矢板に限定されるものではなく、ハット形鋼矢板以外にも、正面視で縦長の長方形状の平板状鋼板あるいは表面に溝或は凹凸を有する形態の鋼板を用いた正面板であってもよい。隣り合う鋼矢板における正面板３ａの側端縁間で壁厚方向に位置をずらすために、横断平面で、一方の正面板３ａの側端縁を壁厚方向の後方に、他方の正面板３ａの側端縁を壁厚方向の前方に、湾曲させた湾曲部としたり、屈折させた断面Ｌ形部としたり、傾斜させた傾斜部とすることも可能である。

本発明を実施する場合、溝形断面部材を有する鋼矢板を港湾鋼構造物等の水域構造物や擁壁、土留壁などの陸域構造物に用いるようにしてもよい。

側面板１４等の固定手段としては、溶接以外にもボルト等により固定してもよく、溶接及びボルトとを併用するようにしてもよい。

Ｗ 有効幅
２ ハット形鋼矢板
３ 溝形断面部材
３ａ 正面板
４ 溝付き鋼矢板
５ 空間部
６ 閉塞板
８ 溝形断面部材を有する鋼矢板
９ ウェブ
９ａ ウェブ
１０ フランジ
１０ａ フランジ
１１ 溝
１２ 継手
１３ 傾斜板
１４ 側面板
１５ 防食層
１６ 側面閉塞板
１７ 裏埋土
１９ アーム部
２２ ボルト
２３ 水底地盤
２５ ナット
２６ 間隔保持材
２７ 壁体
２８ スリット
２９ 係止用鋼板
３０ 開口
３１ 鋼製カバー材
３２ 棒状部材
３３ 上部コンクリート
３４ 控え工
３５ タイロッド
８１ 鋼製カバーを有する鋼矢板
１４１ 取り付け用帯状鋼板
１６１ 壁体（鋼矢板壁）

Claims (8)

1. 両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分（Ｃ）からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされ、
   前記正面板（３ａ）は、前記溝付き鋼矢板（４）と同じ断面形態の鋼矢板が用いられていることを特徴とする溝形断面部材を有する鋼矢板。
2. 両側のウェブ（９）とこれらのウェブ（９）を一体に接続しているフランジ（１０）とにより形成される溝を備え、各ウェブ（９）にアーム部（１９）が一体に連設され、各アーム部（１９）の端部に、継手（１２）が一体に形成されて溝付き鋼矢板（４）が形成され、間隔をおいて両側に側面板（１４）を有すると共にこれらの側面板（１４）を一体に接続する正面板（３ａ）を有する溝形断面部材（３）が形成され、前記溝付き鋼矢板（４）の長手方向の所定範囲（Ｌ）に、前記所定範囲（Ｌ）に対応した長さで、前記各側面板（１４）の他端が溶接等の手段で、前記溝付き鋼矢板（４）の表面に固定され、前記溝付き鋼矢板（４）と前記溝形断面部材（３）により空間部（５）が形成され、前記正面板（３ａ）の両端部は、溝付き鋼矢板（４）の各継手（１２）の中心軸線を結ぶ線分（Ｃ）からの距離（Ｒ）に差を設けて配置されて、溝付き鋼矢板（４）における継手相互を嵌合して壁体（２７）を形成した場合に、隣り合う正面板（３ａ）の端部が壁厚方向の内外に位置をずらして配置可能にされ、
   前記溝形断面部材（３）における一方の側面板（１４）は、前記溝付き鋼矢板（４）の継手（２）外面に溶接等の固定手段により固定されていることを特徴とする溝形断面部材を有する鋼矢板。
3. 前記正面板（３ａ）を、平面視で、溝付き鋼矢板（４）に対して傾斜配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板。
4. 前記空間部（５）の少なくとも下端部は、溝付き鋼矢板（４）及び前記溝形断面部材（３）のいずれか一方又は両方に固定された閉塞板（６）が設けられて閉塞されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板。
5. 溝付き鋼矢板（４）の所定箇所にスリット（２８）を設け、前記正面板（３ａ）の空間部（５）側表面の前記スリット（２８）に対応した箇所に係止用鋼板（２９）を溶接等の手段で固定し、前記係止用鋼板（２９）を前記スリット（２８）に挿入し、前記係止用鋼板（２９）の端部は溝付き鋼矢板（４）に溶接等の手段で固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板。
6. 正面板（３ａ）の所定箇所に開孔（３０）を設け、前記溝付き鋼矢板（４）の空間部（５）側表面の前記開孔（３０）に対応した箇所に棒状部材（３２）を溶接等の手段で固定し、前記棒状部材（３２）を前記開孔（３０）に挿入し、前記棒状部材（３２）の端部は正面板（３ａ）に溶接やナットによる螺合等の手段で固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板。
7. 溝付き鋼矢板（４）と正面板（３ａ）とが、それらの上部及び下部のいずれか一方又は両方の箇所において、鋼板等からなる間隔保持材（２６）を溶接等の手段により固定していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板を単独で複数枚配置し、又は請求項１〜７のいずれか１項に記載の溝形断面部材を有する鋼矢板間に少なくとも１枚の溝形断面部材を有しない鋼矢板を配置し、隣り合う鋼矢板の継手相互を連結して地盤に打設したことを特徴とする壁体。

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