JP5769608B2 - 鋼板セル・アークの設置工法および鋼板セルの接続部構造 - Google Patents

Description

本発明は、打設して海底や海岸、護岸、岸壁などの地盤に貫入され設置されるいわゆる根入れ式により、護岸や防波堤など港湾、海洋構造物を形成する鋼板セル・アークの設置工法および鋼板セルの接続部構造に関する。

護岸や防波堤などの海洋構造体を形成する鋼板セルは、平面視の断面が円形や楕円、鼓形、多角形などの筒形に、鋼板アークは円弧形などにそれぞれ形成されて、波浪や潮流、雨水などの外力に対向する張力や、中込材を保持するための強度を有している。このような鋼板セル・アークは、一般的に、据付現場近くの地上作業エリアなどで、複数の外殻体を筒体状に一体に組み立てて形成される。これら外殻体は、たとえば特許文献１に示すように、連結用の縁部に形成されたフランジをボルト結合したり、特許文献２の従来技術に示されるように、周溶接や縦溶接により組み立てられている。

ところで、鋼板セル・アークにより海洋構造体を設置する施工工法として、海底の地盤にコンクリートを打設して形成された基礎上に、鋼板セル・アークを立設固定する置き式と、杭打ち状に鋼板セル・アークを海底の地盤に直接打ち込んで設置する根入れ式がある。

海洋構造体を根入れ式により構築する場合、据付現場近くの地上作業エリアで組み立てられた鋼板セル・アークは、輸送台船、クレーン船により所定の据付現場まで運搬され、クレーン船の大型クレーンで吊り上げて所定位置に沈設し、ハイブロハンマーなどを用いて打設している。

特開平６−３０６８３３（図２、図８） 特開平９−２６８８７３（図１）

特に湾岸などに設置される鋼板セル・アークは、河川など小径のものと異なり、大径で高さが高い大型のものが多く、従来では１５ｍ〜２５ｍ程度であったものが、近年海外などの大規模埋め立て護岸などでは、外径が３０ｍ〜５０ｍ、高さが３０ｍ〜６０ｍに達するものが要求されている。

このように鋼板セル・アークの外径や高さが十分に大きくなると、１）台船による輸送時、２）揚程の高いジブ形などのクローラクレーンなどを使用する製作時、３）揚程の高い台船付きクレーンを使用する鋼板セル・アークの打設時などにそれぞれ航空機飛行ライン、送電線、橋梁の高さ制限（たとえば５０ｍ）があると、これをクリアできないおそれがあった。

本発明は上記問題点を解決して、鋼板セル・アークを分割することで、輸送時、製作時、打設時などの高さ制限をクリアすることができ、据付施工作業で接続して容易かつ精度良く短時間で組み立て、設置することができる鋼板セル・アークの設置工法および鋼板セルの接続部構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の鋼板セル・アークの設置工法は、
複数の筒状鋼板セルを、所定間隔をあけて地盤に打ち込み設置した後、鋼板セル間で鋼板アークを地盤に打ち込んで鋼板セルを互いに連結し、鋼板セル内に中込材を充填する鋼板セル・アークの設置工法であって、
第１セルを形成する筒状の第１胴板を胴軸心方向に沿って地盤中に打ち込み、
第１セルの上方から第２セルを吊り下ろし、前記第１胴板の上端部で内周面または外周面に取り付けられた接続部材に、第２セルを形成する筒状の第２胴板を嵌め合わせて、第１セル上に第２セルを接続し、
前記第１胴板の上端部と前記第２胴板の下端部とを周方向溶接により接合するものである。

請求項２記載の鋼板セル・アークの設置工法は、
複数の筒状鋼板セルを所定間隔をあけて地盤に打ち込み設置した後、鋼板セル間で鋼板アークを地盤に打ち込んで鋼板セルを互いに連結し、少なくとも鋼板セル内に中込材を充填する鋼板セル・アークの設置工法であって、
第１セルを形成する筒状の第１セルを胴軸心方向に沿って地盤中に打ち込み
第１セルの上方から中間セルを吊り下ろし、前記第１胴板の上端部で内周面または外周面に取り付けられた接続部材に、中間セルを形成する筒状の中間胴板を嵌め合わせて、第１セル上に中間セルを接続し、
前記第１胴板の上端部と前記中間胴板の下端部とを周方向溶接により接合し、
中間セルの上端部でその内周面または外周面に取り付けられた中間接続部材に、第２セルを形成する第２胴板の下端部を嵌め合わせて、中間セルの上端に第２セルを接続し、
前記中間胴板の上端部と前記第２胴板の下端部を周方向溶接により接合するものである。

請求項３記載の鋼板セルの接続部構造は、
胴軸心方向に沿って地盤に打設されて貫入されるとともに、鋼板アークにより互いに連結される複数の筒状鋼板セルを具備し、
鋼板セルは、据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび当該第１セルの上端部に接続される第２セルからなる二段継ぎ鋼板セル、または据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび当該第１セルの上端部に接続される中間セルならびに当該中間セルの上端部に接続される第２セルからなる三段継ぎ鋼板セルであり、前記第１セルおよび第２セルの接続部と、第１セルおよび中間セルの接続部と、中間セルおよび第２セルの接続部の少なくとも１つの接続部構造であって、
下段側セルを形成する筒状の下段側胴板の上部内周面に、下段側セルの形状を保持する内周リブを取り付けるとともに、前記下段側胴板の上端部内周面に、上端が当該下段側胴板の上端より上方に突出される頭部補強部材を取り付け、
上段側セルを形成する筒状の上段側胴板の下部に、当該上段側胴板の下端部を所定範囲で変位可能とする胴軸心方向の複数の調整用スリットを、周方向に所定ピッチで形成し、
前記頭部補強部材の上端部内面に、前記上段側胴板の下端部を案内して前記頭部補強部材に外嵌させる複数のガイドピースを周方向に所定ピッチで取り付け、
前記下段側胴板の上端部と前記上段側胴板の下端部との間に、前記頭部補強部材が裏当て板として対面され外周側から溶接するルートギャップが形成されるものである。

請求項４記載の鋼板セルの接続部構造は、
胴軸心方向に沿って地盤に打設されて貫入されるとともに、鋼板アークにより互いに連結される複数の筒状鋼板セルを具備し、
鋼板セルは、据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび第１セルの上端部に接続される第２セルからなる二段継ぎ鋼板セル、または据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび第１セルの上端部に接続される中間セルならびに当該中間セルの上端部に接続される第３セルからなる三段継ぎ鋼板セルであり、前記第１セルおよび第２セルの接続部と、第１セルおよび中間セルの接続部と、中間セルおよび第２セルの接続部の少なくとも１つの接続部構造であって、
下段側セルを形成する筒状の下段側胴板の上部内周面に、下段側セルの形状を保持する内周リブを取り付けるとともに、前記下段側胴板の上端部内周面に、上端が当該下段側胴板の上端より下方に後退される頭部補強部材を取り付け、
前記下段側胴板の上端部外周面に、上端が当該下段側胴板の上端より上方に突出される裏当て板を取り付け、
上段側セルを形成する筒状の上段側胴板の下部に、周方向に所定ピッチで形成されて当該胴板下端部を所定範囲で変位可能とする複数の調整用スリットを胴軸心方向に沿って形成し、
前記頭部補強部材の内面に、上段側セルの上段側胴板の下端部を案内して前記裏当て板に内嵌させる複数のガイドピースを周方向に所定ピッチで取り付け、
前記下段側胴板の上端部と前記上段側胴板の下端部との間に、前記裏当て板に対面して内周側から溶接するルートギャップが形成されるものである。

請求項５記載の鋼板セルの接続部構造は、請求項３または４記載の構成において、
上段側胴板の内周面に、ガイドピースの上端部を受け止めて、下段側胴板の上端部と上段側胴板の下端部との間にルートギャップを形成する受けピースを設けたとしたものである。

請求項６記載の鋼板セルの接続部構造は、請求項３または４記載の構成において、
複数の鋼製ブロックを、ブロック継ぎ手を介して周方向に連結して少なくとも上段側セルを形成し、
前記ブロック継ぎ手の下部を開放して調整用スリットとしたものである。

請求項１記載の鋼板セル・アークの設置工法によれば、据付現場で、地盤に貫入した第１セル上に、第２セルを接合して鋼板セルを二段継ぎで組み立てるので、必要な高さを確保した単一の鋼板セルに比較して、鋼板セルの高さを低くすることができる。これにより、輸送時、製作時、打設時などに航空機飛行ライン、送電線、橋梁などの高さ制限があっても、容易にクリアすることができる。また第１胴板の上端部に取り付けられた頭部補強部材に、第２セルの第２胴板を嵌め合わせて、第１セルの上端に第２セルを接続するので、現場組立てを容易に実施できて周方向溶接により短時間で組み立てることができる。

請求項２記載の鋼板セル・アークの設置工法によれば、据付現場で第１セル上に中間セルを、中間セル上に第２セルを順次接続して三段継ぎで組み立てるので、各セルの高さをさらに低くすることができ、輸送時、製作時、打設時などに高さ制限があっても、大型で高さのある鋼板セルの輸送、製作、打設などを容易に行うことができる。

請求項３記載の鋼板セルの接続部構造によれば、下段側胴板の上端部に取り付けた頭部補強部材に、ガイドピースを取り付けて、上段側胴板の下端部を頭部補強部材の外周部に案内するとともに、上段側胴板の下部に調整用スリットを形成して上段側胴板の下端部の変位ができるようにしたので、上段側胴板の下端部を頭部補強部材にスムーズに嵌合させて、上段側セルの溶接作業を鋼板セルの外周側から容易かつ短時間に行うことができる。また外周溶接に際して頭部補強部材を裏当て板として使用することができ、溶接に必要な部材を削減できるとともに工期を短縮することができる。

請求項４記載の鋼板セルの接続部構造によれば、上段側胴板の下部に形成された調整用スリットにより上段側胴板の下端部を変位可能とし、下段側胴板の上端部に取り付けた頭部補強部材にガイドピースを取り付け、上段側胴板の下端部を、下段側胴板の上端上方で裏当て板の内周部に案内することができるので、上段側胴板の下端部を、裏当て板の内周部にスムーズに嵌合させることができる。これにより、下段側セルと上段側セルの溶接作業を、裏当て板を使用して鋼板セルの内側から容易かつ短時間に行うことができ、波浪などの海象条件に溶接作業が左右されることが少ない。

請求項５記載の鋼板セルの接続部構造によれば、上段側胴板の内面にガイドピースを受け止めて下段側胴板と上段側胴板との間にルートギャップを形成する受けピースを取り付けたので、溶接による接合作業を迅速且つ短時間に実施することができる。

請求項６記載の鋼板セルの接続部構造によれば、調整用スリットをブロック継ぎ手の下部を開放して形成したので、容易に調整用スリットを形成することができる。

本発明に係る二段継ぎ鋼板セル・アークの実施例１で、鋼板セル設置状態を示す部分斜視図である。 鋼板セル・アークの設置状態を示す部分斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は鋼板セルの設置手順を示し、（ａ）は第１セルの設置状態、（ｂ）は第２セルの吊下げ状態、（ｃ）は第１セルへの第２セルの接続状態、（ｄ）第１セルおよび第２セルの接合状態を示す斜視図である。 図３（ｂ）の拡大斜視図である。 第１セルと第２セルの接続部を示す内面側部分斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は第１セルと第２セルとの接続部を示す縦断面図で、（ａ）は第１セルの接続部を示し、（ｂ）は第１セルへの第２セルの接続前の状態を示し、（ｃ）は第１セルへの第２セルの接続状態を示し、（ｄ）は第１セルと第２セルの接合状態を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は第１セルと第２セルとの接続部を示し、（ａ）は調整用スリットを示す背面図、（ｂ）は縦リブの接続部を示す側面図である。 （ａ），（ｂ）はアーク継ぎ手を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は接続部の背面図である。 は鋼板アークを示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は二段継ぎ鋼板アークの設置手順を示し、（ａ）は第１アークの取付状態を示し、（ｂ）は第２アークの吊下げ状態、（ｃ）は第２アークの接続状態を示す。 （ａ）〜（ｄ）は鋼板アークの接続部を示し、（ａ）は第１アークの接続部を示す縦断面図、（ｂ）は第２アークへの第１アークの接続状態、（ｃ）は第１アークと第２アークの接合状態を示す縦断面図、（ｄ）は縦リブの接続部を示す側面図である。 第１アークと第２アークの接続部を示す内面側部分斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１セル・アークと第２セル・アークの他の接続部構造の実施例２を示し、（ａ）は第１セル・アークの接続部を示す縦断面図、（ｂ）は第２セル・アークと第１セル・アークの接続状態、（ｃ）は第１セル・アークと第２セル・アークの接合状態を示す縦断面図である。 本発明に係る実施例３を示し、三段継ぎ鋼板セル・アークの斜視図である。 三段継ぎ鋼板セルの接続部を示す内面側部分斜視図である。 三段継ぎ鋼板アークの接続部を示す内面側部分斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１，図２に示す鋼板セル・アークの設置工法は、鋼板セルを直接海底の地盤１５に打ち込んで設置するいわゆる根入れ式といわれる打設工法であり、たとえば外径が１５〜５０ｍ、高さが２０〜４０ｍの複数本の円筒状の鋼板セルと、鋼板セル間を接続する円弧状の鋼板アークとを、海底の地盤１５に直接打ち込んで設置し、鋼板セル内および鋼板アーク内に土砂などの中込材１６を充填して護岸や防波堤などの港湾構造物や海洋構造物を形成するものである。ここで説明する鋼板セル・アークは、それぞれ接合部が溶接などにより水密構造に形成されており、ボルト結合されて水密性が確保されていない河川用の鋼板セル・アークとは相違している。

鋼板セル・アークは、実施例１で説明するように、上下段に二分割された第１セル（下段側セル）２１と第２セル（上段側セル）３１からなる二段継ぎ鋼板セル１０と、第１アーク６１および第２アーク７１からなる二段継ぎ鋼板アーク１１とを具備した二段継ぎ鋼板セル・アークがある。また実施例３で説明するように、上下段に三分割された第１セル（下段側セル）２１、中間セル（上段側セル、下段側セル）４１および第２セル（上段側セル）３１からなる三段継ぎ鋼板セル１２と、第１アーク６１、中間アーク８１および第２アーク７１からなる三段継ぎ鋼板アーク１３とを具備した三段継ぎ鋼板セル・アークがある。

なお、二段継ぎ鋼板セル１０および二段継ぎ鋼板アーク１１の接続部と、三段継ぎ鋼板セル１２および三段継ぎ鋼板アーク１３の上部、下部における接続部は、同一構造に形成される。
［実施例１］
二段継ぎ鋼板セル１０および二段継ぎ鋼板アーク１１について図１〜図１２を参照して説明する。

第１セル２１は、周方向に所定間隔で複数個（図は六分割）に分割された胴板ブロック２２が胴軸心Ｏ方向に沿う分割部でブロック継ぎ手２３を介して接合されて円筒形に形成したものである。ブロック継ぎ手２３は、胴板ブロック２２を形成する第１胴板（下段側胴板）２４の胴軸心Ｏ方向に沿う縁部の内面に、Ｌ形ビーム材２３ａをそれぞれ取り付け、これらＬ形ビーム材２３ａを複数のボルト２３ｂにより互いに連結した後、これら胴板ブロック２２の第１胴板２４の縁部同士を溶接して接合されている。また第１胴板２４の内周面には、胴軸Ｏ方向に沿う複数の縦リブ２８が周方向に所定ピッチで取り付けられ、さらに円周方向に沿う周方向リブ（図示せず）が上下方向に所定位置に取り付けられている。

第２セル３１は、周方向に所定間隔ごとに複数個（図は六分割）に分割された胴板ブロック３２の胴軸心Ｏ方向に沿う分割部で、ブロック継ぎ手３３を介して接合されて円筒形に形成したものである。ブロック継ぎ手３３は、胴板ブロック３２を形成する第２胴板（上段側胴板）３４に胴軸心Ｏ方向に沿う縁部の内面に、Ｌ形ビーム材３３ａをそれぞれ取り付け、これらＬ形ビーム材３３ａを複数のボルト３３ｂにより連結した後、両胴板ブロック３２の第２胴板３４の縁部同士を溶接して接合されている。また第２胴板３４の内周面には、胴軸方向に沿う複数の縦リブ３８が周方向に所定ピッチで取り付けられ、また周方向に沿う周方向リブ（図示せず）が上下方向に所定位置に取り付けられている。

第１セル２１と第２セル３１との接合部構造について、図４〜図７を参照して説明する。
第１セル２１の第１胴板２４内周面には、前記周方向リブとは別に、第１セル２１の円筒形状を保持するための中間内周リブ２５Ｍおよび上部内周リブ２５Ｕが、中間部と上部近傍に全周方向にわたって取り付けられている。また第１胴板２４の内周面で上部円周セル２５Ｕの上部に、第２セル３１の第２胴板３４を嵌合させるための頭部補強板（頭部補強部材）２６が全周にわたって取り付けられており、この頭部補強板２６の上端部は、第１胴板２４の上端より突出長さ：Ｔだけ上方に突出されている。さらに頭部補強板２６の上端部内面には、第２セル３１の第２胴板３４の下端部を頭部補強板２６の外周部に案内するガイドピース２７が、周方向に所定ピッチで取り付けられている。これらガイドピース２７は傾斜ガイド面２７ａを有する略直方体状に形成され、頭部補強板２６の上端部から所定距離だけ上方に突出して取り付けられている。そして第２胴板３４の下端部を案内するために、外周側の側面が上位内周から下位外周側に傾斜する傾斜ガイド面２７ａが形成され、ガイドピース２７の傾斜ガイド面２７ａ下部に、頭部補強板２６の上端部が係合される段部２７ｂが形成されて、上方からの負荷を効果的に支持している。

一方、第２セル３１の第２胴板３４の内面で下端から所定距離上方に、前記ガイドピース２７にそれぞれ対応して複数の受けピース３５が取り付けられ、接続に際して、受けピース３５がガイドピース２７の上端受け面２７ｃ上にそれぞれ当接されるように設定されている。これら受けピース３５は、下面に上端受け面２７ｃが当接する受け板３５ａと、この受け板３５ａの上部に取り付けられて負荷を支持する単数または複数の補強材３５ｂとで構成されている。そして第２胴板３４の下端部が頭部補強板２６に外嵌された状態で、受け板３５ａの下面にガイドピース２７の上端受け面２７ｃが当接して、第１胴板２４上端と第２胴板３４の下端との間に、外周溶接部ＷｏのルートギャップＲを形成するように、ガイドピース２７および受けピース３５の上下位置が設定されている。２０は上部内周リブ２５Ｕの上部内外面に取り付けられた足場用吊り金具である。

さらに第２セル３１の下部には、接続時の変形を容易化するために、第２胴板３４の少なくとも各ブロック継ぎ手２３の下部に、所定長さ分だけ開放された調整用スリット３６が形成されている。これら調整用スリット３６は、継ぎ手フランジと溶接部を削除して形成されて、ガイドピース２７に案内される第２胴板３４下端部を変形させて頭部補強板２６の外周部に容易に外嵌させることができる。なお、調整用スリット３６をブロック継ぎ手２３以外の部位に胴軸心Ｏ方向に形成することもできる。

第１セル２１の各縦リブ２８は、第１胴板２４および頭部補強板２６の内面に垂設固定されて、それぞれの上端部が頭部補強板２６の上端より僅かに低い位置にある。また、第２セル３１の各縦リブ３８は第２胴板３４の内面に垂設されて、それぞれの上端部が第２胴板３４の下端より所定距離だけ高い位置にある。そして、図７（ｂ）に示すように、第１セル２１と第２セル３１の接合時に、第１セル２１の縦リブ２８と第２セル３１の縦リブ３８との間に隙間ｄが生じるように設定されて、第１、第２セル２１，３１の縦リブ２８，３８同士が接触することがない。そして第１、第２セル２１，３１の接続に際しては、縦リブ２８，３８にわたる連結板２８ａを取り付けて複数のボルト２８ｂにより連結固定する。これにより、これら縦リブ２８，３８を第１，第２セル２１，３１の溶接までの間の仮固定を行うエレクションピースとして使用することができ、別途エレクションピースの取り付け、取り外しが不要となり、部品点数を削減することができる。

図８に示すように、第１セル２１および第２セル３１の外周面で鋼板アーク１１との接合部には、アーク継ぎ手２９がそれぞれ取り付けられている。このアーク継ぎ手２９は、立設部２９ａと張出し部２９ｂからなる逆Ｌ形の継ぎ手部材を左右一対、突出部２９ｂが対向されるとともに挿通口２９ｃを形成するように互いに平行に取り付けて構成される。そして鋼板アーク５０の両側縁部にそれぞれ形成された平面視Ｔ字形のＴ字形継ぎ手６９，７９を、挿通口２９ｃを介して嵌合させ、アーク継ぎ手２９の空間部にコンクリートやモルタルなどの充填材が埋め込まれる。

次に、これら二段継ぎ鋼板セル１０を接続する二段継ぎ鋼板アーク１１を図９〜図１２を参照して説明する。なお、二段継ぎ鋼板セル１０と同一構成部材には同一名称を付して説明する。この二段継ぎ鋼板アーク１１は、海底の地盤１５に打ち込まれる前後一対の第１アーク６１と、この第１アーク６１の上端部に接続された前後一対の第２アーク７１からなる。

第１アーク６１は、周方向に所定間隔で複数個（図は二分割）に分割された胴板ブロック６２が胴軸心Ｏ方向に沿う分割部でブロック継ぎ手６３を介して接合されて平面視円弧形に形成されている。前記ブロック継ぎ手６３は、胴板ブロック６２の第１アーク胴板６４に胴軸心Ｏ方向に沿う両縁部の内面にＬ形ビーム材６３ａをそれぞれ取り付け、これらＬ形ビーム材６３ａを複数のボルト（図示せず）により互いに連結した後、両胴板ブロック６２の第１アーク胴板６４の両縁部同士を溶接して結合されている。また図示していないが、胴板ブロック６２の内周面には、胴軸方向に沿う複数の縦リブが周方向に所定ピッチで取り付けられるとともに、円周方向にそう周方向リブが上下方向に所定ピッチで取り付けられている。

第２アーク７１は、周方向に所定間隔で複数個（図は二分割）に分割された胴板ブロック７２が胴軸心Ｏ方向に沿う分割部でブロック継ぎ手７３を介して接合して円筒形の形成したものである。ブロック継ぎ手７３は、胴板ブロック７２の第２アーク胴板７４に胴軸心Ｏ方向に沿う両縁部の内面に継ぎ手フランジ７３ａをそれぞれ取り付け、これら継ぎ手フランジ７３ａを複数のボルト（図示せず）により連結した後、両胴板ブロック７２の第２アーク胴板７４の両縁部同士を溶接して接合されている。また第２アーク胴板７４の内周面には、胴軸Ｏ方向に沿う複数の縦リブ７８が周方向に所定ピッチで取り付けられ、また円周方向に沿う周方向リブ（図示せず）が上下方向に所定位置に取り付けられている。

第１アーク６１と第２アーク７１との接合部構造を図１１、図１２を参照して説明する。
第１アーク６１の第１アーク胴板６４の内周面で中間部と上部近傍に、前記周方向リブとは別の、第１アーク６１の円弧形状を保持するための中間内周リブ６５Ｍおよび上部内周リブ６５Ｕが全周にわたって取り付けられている。また上部内周リブ６５Ｕの上部で第１アーク胴板６４の内周面に、第２アーク６１の第２アーク胴板６４が外周側に嵌め合わせられる頭部補強板（頭部補強部材）６６が全周にわたって取り付けられており、頭部補強板６６の上端部は、第１アーク胴板６４の上端より後退長さ：Ｕだけ下方に後退されている。さらに頭部補強板６６と第１アーク胴板６４の上端部には、第２アーク７１の第２アーク胴板７４の下端部を頭部補強板６６の外周部に案内する内外一対のガイドピース６７Ａ，６７Ｂが周方向に所定ピッチで取り付けられている。これらガイドピース６７Ａ，６７Ｂは傾斜辺を有する略直方体状に形成されて、頭部補強板６６の上端部から所定距離だけ突出して取り付けられている。そして、互いに対面する面には、下方ほど互いに接近する傾斜ガイド面６７ａがそれぞれ形成され、高さ方向では傾斜ガイド面６７ａの下端部が頭部補強板６６の上端位置に位置している。

一方、第２アーク７１の第２アーク胴板７４の内面で下端から所定距離上方に、内側のガイドピース６７Ａにそれぞれ対向して受けピース７５が取り付けられて、内側のガイドピース６７Ａの上端受け面６７ｃにそれぞれ当接されるように構成されている。これら受けピース７６は、下面に上端受け面６７ｃが当接する受け板７５ａと、この受け板７５ａの上部に取り付けられて負荷を支持する複数の補強材７５ｂとで構成されている。そしてこの受け板７５ａの下面は、内側のガイドピース６７の上端受け面６７ｃが当接する第２アーク７１の外嵌状態で、第１アーク胴板６４上端と第２アーク胴板７４下端との間に、外周溶接部ＷｏのためのルートギャップＲを形成するように、ガイドピース６７Ａと受けピース７６上下位置が設定されている。

さらに第２アーク７１には、第２アーク胴板７４に、少なくともブロック継ぎ手７３の下部が所定長さで開放されて調整用スリット７６が形成されている。これら調整用スリット７６は、継ぎ手フランジと溶接部を削除することで、第２アーク胴板７４の変形を許容し、ガイドピース６７Ａ，６７Ｂに案内される第２アーク胴板７４の下端部を頭部補強板６６の外周部に容易に外嵌させることができる。なお、調整用スリット７６をブロック継ぎ手２３以外の部位に胴軸心Ｏ方向に沿って形成することもできる。

さらにまた図１１（ｄ）に示すように、第１アーク６１の内周面に胴軸Ｏ方向に沿って突設された縦リブ６８は、第１アーク胴板６４および頭部補強板６６の内面に垂設固定されて、その上端部が頭部補強板６６の上端より僅かに低い位置にある。第２アーク７１の各縦リブ７８は、第２アーク胴板７４の内面に垂設され、各上端部は、第２アーク鋼板７４の下端より所定距離だけ高い位置にあり、第１アーク６１と第２アーク７１の接合時に、第１アーク６１の縦リブ６８と第２アーク７１の縦リブ７８との間に隙間ｄが生じるように設定されている。このため、第１、第２アーク６１，７１の縦リブ６８，７８同士が接触することがない。そして第１、第２アーク６１，７１の接続に際しては、縦リブ６８，７８間に連結板６８ａを取り付けて複数のボルト６８ｂにより連結固定し、溶接までの仮固定を行うエレクションピースとして使用することで、別途エレクションピースの取り付け、取り外しが不要となり、部品点数を削減することができる。

第１アーク６１および第２アーク７１の両側縁部に、アーク継ぎ手２９に嵌合されて接続されるＴ字形継ぎ手６９，７９がそれぞれ設けられている。
上記鋼板セル・アークの設置工法を説明する。

この二段継ぎ鋼板セル・アークの設置工法は、第１セル２１を海底の地盤１５中に打ち込んで、第１セル２１の第１胴板２４の上端が水面上の所定高さになるまで貫入させる。そして、第１胴板２４の内周面に取り付けられた頭部補強板２６に、第２セル３１の第２胴板３４を外嵌させて、第１セル２１に第２セルを接続し、第１胴板２４の上端部と第２胴板３４の下端部とを周方向溶接により接合する。

さらに第１アーク６１の両側縁部に設けられたＴ字形継ぎ手６９を、第２セル３１のアーク継ぎ手２９にそれぞれ嵌合させて第１アーク６１と鋼板セル１０とを連結しつつ沈下させ、ついで第１アーク６１を海底の地盤１５に打ち込んで第１アーク胴板６４の上端が水面上の所定高さになるまで貫入させる。さらに、第２アーク７１の両側縁部に設けられたＴ字形継ぎ手７９を、第２セル３１のアーク継ぎ手２９に嵌合して第２アーク胴板７４と鋼板セル１０とを連結しつつ第２アーク胴板７４を下降させ、下端部を第１アーク胴板６４の内周面に取り付けられた頭部補強板６６に外嵌させて、第１アーク胴板６４に第２アーク胴板７４を接続する。さらに第１アーク胴板６４の上端部と第２アーク胴板７４の下端部とを周方向溶接により接合するものである。

すなわち、（１）クレーン船で設置海域に輸送した第１セル２１を、クレーンにより吊下具を介して所定位置に沈設し、吊下具に付設されたバイブロハンマー１７により第１セル２１を海底の地盤１５中に打ち込み、図３（ａ）に示すように、第１胴板２４の上端が水面からたとえば１〜２ｍ程度となる位置で打ち止めする。

（２）図３（ｂ）、図４に示すように、クレーン船のクレーンにより吊下具を介して第２セル３１を吊り上げて、第１セル２１の上方からゆっくりと下ろす。次いで、ガイドピース２７の上方に受けピース３５を位置決めし、さらに第１胴板３４の下端部をガイドピース２７の外側に位置させ、図３（ｃ）に示すように、傾斜ガイド面２７ａを利用して第２胴板３４の下端部を案内し頭部補強板２６の外周部に嵌め込む。そして、図６（ｃ）に示すように、第１胴板２４の下端部と第２胴板３４の下端部との間にルートギャップＲを形成する。この時、第２胴板３４の下部に調整用スリット３６が形成されているので、第２胴板３４の下部を変形させて目違い調整を容易に行うことができる。したがって、第１，第２セル２１,３１の製造変形や、第１セル２１の打ち込み変形があったとしても、第２胴板３４を容易かつ短時間に第１セル２１の胴部補強板２６に外嵌させることができる。

（３）図７（ｂ）に示すように、第１セル２１および第２セル３１の縦リブ２８，３８の接続部に連結板２８ａを配置してボルト２８ｂにより結合し、第１セル２１と第２セル３１とを接続する。これにより、クレーン付きの吊下具を第２セル３１から離脱させることができる。これら縦リブ２８，３８の接続部は、接続完了後は、そのまま連結具として使用される。

さらに第１胴板２４と第２胴板３４の間に形成されたルートギャップＲに沿って、第１胴板２４および／または第２胴板３４に溶接機用の走行レール（図示せず）を取り付け、走行レールに沿って溶接機を走行させて、図６（ｄ）に示すように、頭部補強板２６を裏当て板として、外周側からルートギャップＲを溶接して外周溶接部Ｗｏを形成する。また第１、第２セル２１，３１のブロック継ぎ手２３，３３の接合部分では、図７（ａ）に示すように、調整用スリット３６を含む隙間を覆う裏当て金３６ａを取り付けて、外周側から溶接する。

（４）図３（ｄ）に示すように、バイブロハンマー１７により第２、第１セル３１，２１を所定深さまで海底の地盤１５中に打ち込む。
（５）複数の鋼板セル１０が設置されると、次いで鋼板アーク１１が設置される。図１０（ａ）に示すように、クレーン船のクレーンにより吊下具を介して一方の第１アーク６１を吊り上げて、隣接する鋼製セル１０間に配置し、上方から第１アーク６１のＴ字形継ぎ手６９を第２セル３１のアーク継ぎ手２９に嵌め込み、上方から海底の地盤１５まで沈降させる。さらに吊下具に付設されたバイブロハンマー１７により第１アーク６１を海底の地盤１５中に打ち込み、第１アーク胴板６４の上端が水面からたとえば１〜２ｍ程度となる位置で打ち止めする。

（６）クレーン船のクレーンにより吊下具を介して第２アーク７１を吊り上げて、第１アーク６１の上方にゆっくりと下ろす。第２アーク７１のアーク継ぎ手２９に、上方から第２アーク７１のＴ字形継ぎ手７９を嵌め込んで降下させ、第２アーク７１の姿勢を調整して、受けピース７５をガイドピース６７Ａの上方に対峙させる。そして第１アーク胴板６４の下端部を、ガイドピース６７Ａ，６７Ｂの傾斜ガイド面６７ａ，７７ａに案内させて、頭部補強板６６の外周部に嵌め込む。この時、第２アーク胴板７４の下部に調整用スリット７６が形成されているので、第２アーク胴板７４の下端部を容易に変形させて目違い調整を行うことができる。したがって、第１、第２アーク６１，７４の製造時の変形や打ち込み変形があったとしても、第２アーク胴板７４を容易かつ短時間で第１アーク６１の胴部補強板６６に外嵌させることができる。

（７）第１アーク６１および第２アーク７１の縦リブ６８，７８に連結板６８ａを配置してボルトにより結合する。さらに、図示しないが、第１アーク胴板６４と第２アーク胴板７４の間に形成されたルートギャップＲに沿って、第１アーク胴板６４および／または第２アーク胴板７４に溶接機用走行レールを取り付け、走行レールに沿って溶接機を走行させて外周側からルートギャップＲを外周溶接する。また第１、第２アーク６１，７１のブロック継ぎ手６３，７３の接合部分では、調整用スリット７６を含む隙間に裏当て金３６ａを取り付けて、外周側から溶接して外周溶接部Ｗｏを形成する。

（８）バイブロハンマー１７により第１、第２アーク６１，７１を所定深さまで海底の地盤１５中に打ち込む。
上記実施例１によれば、据付現場で、バイブロハンマー１７を使用して下部を海底の地盤１５に貫入した筒状の第１セル２１上に、筒状の第２セル３１を接合して鋼板セル１０を組み立てるので、必要な高さを確保した単一鋼板セルに比較して、第１セル２１および第２セル３１の高さをそれぞれ低くすることができる。これにより、輸送時、製作時、打設時などに航空機飛行ライン、送電線、橋梁の高さ制限を容易にクリアすることができる。また第１胴板２４の上端部に取り付けられた頭部補強板２６の外周部に、第２セル３１の第２胴板３４を嵌め合わせて、第１セルの上端に第２セルを接続するので、湾岸などの据付現場での組立てを容易に実施できて、周方向溶接により短時間で組み立てることができる。

また第１胴板２４の上端部に取り付けた頭部補強板２６に、ガイドピース２７を取り付けて、第２胴板３４の下端部を頭部補強板２６の外周部に案内するとともに、上端胴板３４の下部に複数の調整用スリット３６を形成して第２胴板３４の下端部の変位ができるようにしたので、第２胴板３４の下端部を容易に変形させて頭部補強板２６にスムーズに嵌合させることができ、第２セル３１の接続作業を容易かつ短時間に行うことができる。また外周溶接に際して頭部補強板２６を裏当て板として使用することができ、溶接に必要な部材を削減できるとともに工期を短縮することができる。

さらに、第２胴板３４の内面に設けたられた受けピース３５を、ガイドピース２７により受け止めて、第１胴板２４と第２胴板３４との間にルートギャップＲを形成することができ、溶接による接合作業を迅速且つ短時間に実施することができる。

さらにまた、調整用スリット３６をブロック継ぎ手３３の下部に形成したので、容易かつ短時間に調整用スリット３６を形成することができる。
また、二段継ぎ鋼板アーク１１の接続部も同様に構成することにより、鋼製セル１０と同様の作用効果を奏することができる。

［実施例２］
実施例１では、第１胴板２４と第２胴板３４とのルートギャップＲを外周溶接により接合したが、海上での作業となるため、波浪などの海象条件に左右されるおそれがある。実施例２では、第１胴板２４と第２胴板３４とのルートギャップＲを内周溶接により接合するようにしたもので、図１３を参照して説明する。なお、実施例１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、第１セル（下段側セル）２１と第２セル３１（上段側セル）からなる二段継ぎ鋼板セル１０であって、第１セル２１の第１胴板２４の上部内周面に、第１セル２１の形状を保持する上部内周リブ円周２５Ｕを取り付けるとともに、第１胴板２４の上端部内周面に、上端が第１胴板２４の上端より所定長さＬだけ後退される頭部補強板２６を取り付けている。また第１胴板２６の上端部外周面に、第１胴板２４の上端より上方に突出される裏当て板４０を全周にわたって取り付けている。

さらに第２セル２１の第２胴板３４の下部に形成された調整用スリット３６と、頭部補強板２６の内面に取り付けられたガイドピース２７は実施例１と同じである。
上記構成において、クレーン船のクレーンにより吊下具を介して第２セル３１を、ガイドピース２７の上方に受けピース３５が位置するように対峙させて、第１セル２１の上方からゆっくりと下ろす。そして、第１胴板２４の下端部を、ガイドピース２７の傾斜ガイド面２７ａを利用して案内し、第１胴板２４の上端で裏当て板４０の内周部に嵌め込み、第２胴板３４の下部に調整用スリット３６により、第２胴板３４の下端部の変形や目違い調整を行う。

さらに第１セル２１および第２セル３１の縦リブ２８，３８の接続部に２８ａを介してボルト２８ｂにより結合し、第１セル２１と第２セル３１とを接続する。
さらに第１胴板２４と第２胴板３４の間に形成されたルートギャップＲに沿って、第２胴板３４の内周面および／または頭部補強板２６の内周面に溶接機用走行レール（図示せず）を取り付け、走行レールに沿って溶接機を走行させて内周側から裏当て板４０を使用して溶接し、内周溶接部Ｗｉを形成する。

上記実施例２によれば、第１胴板２４の上端部に取り付けた頭部補強板２６に、ガイドピース２７を取り付けて、第２胴板３４の下端部を第１胴板２４の上端部で裏当て板４０の内周部に案内するとともに、第２胴板３１の下部に形成された調整用スリット３６により第２胴板３４の下端部の変位を変位させることができるので、第２胴板３４の下端部を、裏当て板４０の内周部で第１胴板２４の上端部の上方にスムーズに嵌合させることができ、第２セル３１の接続作業を第１，第２セル２１，３１の内周側から容易かつ短時間に行うことができ、波浪などの海象に溶接作業が左右されることが少ない。

なお、鋼板セル１０に内周側から溶接して内周溶接部Ｗｉを形成したが、鋼板アーク１１の第１アーク６１および第２アーク７１の接続部も同様に構成することができる。
［実施例３］
三段継ぎ鋼板セル・アークの実施例３を、図１４〜図１６を参照して説明する。

三段継ぎ鋼板セル・アークは、第１セル（下段側セル）２１、中間セル（上段側セル、下段側セル）１および第２セル（上段側セル）３１により上下に三分割された三段継ぎ鋼板セル１２と、第１アーク６１、中間アーク８１および第２アーク７１により上下に三分割された三段継ぎ鋼板アーク１３を具備している。

そしてこれら三段継ぎ鋼板セル・アークにおいて、中間セル４１は、複数の胴板ブロック４２が胴軸Ｏ方向のブロック継ぎ手４３を介して周方向に接続されて、中間胴板４４により筒状に形成されている。また中間アーク８１は、複数の胴板ブロック８２が胴軸Ｏ方向のブロック継ぎ手８３を介して周方向に接続されて、中間アーク胴板８４により円弧状に形成されている。そして、第１セル・アーク２１，６１と中間セル・アーク６１，８１の接続部は、実施例１と同一の接続部構造であり、また中間セル・アーク６１，８１と第２セル・アーク３１，７１の接続部は、実施例１と同一の接続部構造である。したがって、中間セル・アーク４１，８１の下端側は、第２セル３１の上端側と同一に構成され、中間セル・アーク４１，８１の上端側は、第１セル２１の上端側と同一に構成される。このため、実施例１と同一の構成部材には同一符号を付して説明は省略する。

この実施例３におけるまた据付現場における設置工法は、二段継ぎ接続を二回繰り返して三段継ぎに接続するもので、第１セル・アーク２１，６１および中間セル・アーク４１，８１の接続作業と、中間セル・アーク４１，８１および第２セル・アーク３１，７１の同一の接続作業を二度繰り返すことになる。

上記実施例によれば、据付現場で第１セル・アーク２１，６１上に中間セル・アーク４１，８１を、中間セル４１上に第２セル３１，８１をそれぞれ接続して組み立てるので、第１、中間、第２の各セル２１,４１,３１および第１、中間、第２の各アーク６１，８１，７１の高さをそれぞれ低くすることができ、輸送、製作、打設などの実施域で高さ制限があっても、大型で高さのある鋼板セルの輸送、製作、打設を容易に行うことができる。

また接続部構造においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
なお、第１セル２１上と中間セル４１の接続部、および中間セル４１と第２セル３１の接続部を、実施例２と同一構造により構成することができる。

また鋼板セル１０，１２を円形断面に形成したが、楕円形断面や長円形断面、俵形断面などであってもよい。さらに、鋼板アーク１１，１３を円弧状断面に形成したが、他の湾曲形状や平板形状であってもよい。また中込材を充填しない形式であってもよい。

さらに、上記各実施例では、鋼板セル・アークを「海底の地盤」に直接打設したが、海底に限るものではなく、護岸や岸壁など陸上の地盤であってもよい。

Ｏ 胴軸心
Ｒ ルートギャップ
Ｗｏ 外周溶接部
Ｗｉ 内周溶接部
１０ 二段継ぎ鋼板セル
１１ 二段継ぎ鋼板アーク
１２ 三段継ぎ鋼板セル
１３ 三段継ぎ鋼板アーク
１５ 地盤
１６ 中込材
１７ バイブロハンマー
２１ 第１セル（第１セル、下段側セル）
２２ 胴板ブロック
２３ ブロック継ぎ手
２４ 第１胴板（下段側セル）
２５Ｕ 内周リブ
２６ 頭部補強板
２７ ガイドピース
２７ａ 傾斜ガイド面
２８ 縦リブ
２８ａ 連結板
２８ｂ ボルト
２９ アーク継ぎ手
３１ 第２セル（上段側セル）
３２ 胴板ブロック
３３ ブロック継ぎ手
３３ａ Ｌ形ビーム材
３３ｂ ボルト
３４ 第２胴板
３５ 受けピース
３６ 調整用スリット
３８ 縦リブ
４１ 中間セル（上段側セル、下段側セル）
４２ 胴板ブロック
４３ ブロック継ぎ手
４４ 中間胴板
６１ 第１アーク（下段側アーク）
６２ 胴板ブロック
６３ ブロック継ぎ手
６４ 第１アーク胴板（下段側アーク胴板）
６５Ｕ 内周リブ
６６ 頭部補強板
６７Ａ，６７Ｂ ガイドピース
６８ 縦リブ
６８ａ 連結板
６８ｂ ボルト
６９ Ｔ字形継ぎ手
７１ 第２アーク（上段側アーク）
７２ 胴板ブロック
７３ ブロック継ぎ手
７４ 第２アーク胴板（上段側アーク胴板）
７５ 受けピース
７６ 調整用スリット
７８ 縦リブ
８１ 中間アーク
８２ 胴板ブロック
８３ ブロック継ぎ手
８４ 中間アーク胴板

Claims (6)

1. 複数の筒状鋼板セルを、所定間隔をあけて地盤に打ち込み設置した後、鋼板セル間で鋼板アークを地盤に打ち込んで鋼板セルを互いに連結し、鋼板セル内に中込材を充填する鋼板セル・アークの設置工法であって、
   第１セルを形成する筒状の第１胴板を胴軸心方向に沿って地盤中に打ち込み、
   第１セルの上方から第２セルを吊り下ろし、前記第１胴板の上端部で内周面または外周面に取り付けられた接続部材に、第２セルを形成する筒状の第２胴板を嵌め合わせて、第１セル上に第２セルを接続し、
   前記第１胴板の上端部と前記第２胴板の下端部とを周方向溶接により接合する
   ことを特徴とする鋼板セル・アークの設置工法。
2. 複数の筒状鋼板セルを所定間隔をあけて地盤に打ち込み設置した後、鋼板セル間で鋼板アークを地盤に打ち込んで鋼板セルを互いに連結し、少なくとも鋼板セル内に中込材を充填する鋼板セル・アークの設置工法であって、
   第１セルを形成する筒状の第１セルを胴軸心方向に沿って地盤中に打ち込み
   第１セルの上方から中間セルを吊り下ろし、前記第１胴板の上端部で内周面または外周面に取り付けられた接続部材に、中間セルを形成する筒状の中間胴板を嵌め合わせて、第１セル上に中間セルを接続し、
   前記第１胴板の上端部と前記中間胴板の下端部とを周方向溶接により接合し、
   中間セルの上端部でその内周面または外周面に取り付けられた中間接続部材に、第２セルを形成する第２胴板の下端部を嵌め合わせて、中間セルの上端に第２セルを接続し、
   前記中間胴板の上端部と前記第２胴板の下端部を周方向溶接により接合する
   ことを特徴とする鋼板セル・アークの設置工法。
3. 胴軸心方向に沿って地盤に打設されて貫入されるとともに、鋼板アークにより互いに連結される複数の筒状鋼板セルを具備し、
   鋼板セルは、据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび当該第１セルの上端部に接続される第２セルからなる二段継ぎ鋼板セル、または据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび当該第１セルの上端部に接続される中間セルならびに当該中間セルの上端部に接続される第２セルからなる三段継ぎ鋼板セルであり、前記第１セルおよび第２セルの接続部と、第１セルおよび中間セルの接続部と、中間セルおよび第２セルの接続部の少なくとも１つの接続部構造であって、
   下段側セルを形成する筒状の下段側胴板の上部内周面に、下段側セルの形状を保持する内周リブを取り付けるとともに、前記下段側胴板の上端部内周面に、上端が当該下段側胴板の上端より上方に突出される頭部補強部材を取り付け、
   上段側セルを形成する筒状の上段側胴板の下部に、当該上段側胴板の下端部を所定範囲で変位可能とする胴軸心方向の複数の調整用スリットを、周方向に所定ピッチで形成し、
   前記頭部補強部材の上端部内面に、前記上段側胴板の下端部を案内して前記頭部補強部材に外嵌させる複数のガイドピースを周方向に所定ピッチで取り付け、
   前記下段側胴板の上端部と前記上段側胴板の下端部との間に、前記頭部補強部材が裏当て板として対面され外周側から溶接するルートギャップが形成される
   ことを特徴とする鋼板セルの接続部構造。
4. 胴軸心方向に沿って地盤に打設されて貫入されるとともに、鋼板アークにより互いに連結される複数の筒状鋼板セルを具備し、
   鋼板セルは、据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび第１セルの上端部に接続される第２セルからなる二段継ぎ鋼板セル、または据付現場で地盤に貫入される第１セルおよび第１セルの上端部に接続される中間セルならびに当該中間セルの上端部に接続される第３セルからなる三段継ぎ鋼板セルであり、前記第１セルおよび第２セルの接続部と、第１セルおよび中間セルの接続部と、中間セルおよび第２セルの接続部の少なくとも１つの接続部構造であって、
   下段側セルを形成する筒状の下段側胴板の上部内周面に、下段側セルの形状を保持する内周リブを取り付けるとともに、前記下段側胴板の上端部内周面に、上端が当該下段側胴板の上端より下方に後退される頭部補強部材を取り付け、
   前記下段側胴板の上端部外周面に、上端が当該下段側胴板の上端より上方に突出される裏当て板を取り付け、
   上段側セルを形成する筒状の上段側胴板の下部に、周方向に所定ピッチで形成されて当該胴板下端部を所定範囲で変位可能とする複数の調整用スリットを胴軸心方向に沿って形成し、
   前記頭部補強部材の内面に、上段側セルの上段側胴板の下端部を案内して前記裏当て板に内嵌させる複数のガイドピースを周方向に所定ピッチで取り付け、
   前記下段側胴板の上端部と前記上段側胴板の下端部との間に、前記裏当て板に対面して内周側から溶接するルートギャップが形成される
   ことを特徴とする鋼板セルの接続部構造。
5. 上段側胴板の内周面に、ガイドピースの上端部を受け止めて、下段側胴板の上端部と上段側胴板の下端部との間にルートギャップを形成する受けピースを設けた
   ことを特徴とする請求項３または４記載の鋼板セルの接続部構造。
6. 複数の鋼製ブロックを、ブロック継ぎ手を介して周方向に連結して少なくとも上段側セルを形成し、
   前記ブロック継ぎ手の下部を開放して調整用スリットとした
   ことを特徴とする請求項３または４記載の鋼板セルの接続部構造。

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