JP5772385B2 - Ｚ形鋼矢板および鋼矢板壁 - Google Patents

Description

本発明は、土留壁構築工事や護岸壁構築工事などで複数の鋼矢板を地中に打設して形成される鋼矢板壁と鋼矢板壁を形成する際に用いられるＺ形鋼矢板に関する。

複数の鋼矢板を地中に打設して形成される鋼矢板壁として、図８に示されるものが特許文献１に記載されている。しかし、図８に示される鋼矢板壁１は地中に打設される複数の鋼矢板として、打設方向に沿って矩形状に形成されたウェブ３の両側端部に板状フランジ４が互いに向き合って形成されたＵ形鋼矢板２を使用し、各Ｕ形鋼矢板２の板状フランジ同士を板状フランジ４の先端部に形成された継手５により接続して形成されているため、隣り合う２つのＵ形鋼矢板２の中立軸６が鋼矢板壁１の厚さ方向にずれた状態となる。このため、鋼矢板壁１に土圧等の外力が作用すると、継手効果を低下させる曲げ変形がＵ形鋼矢板２に生じやすいという問題がある。

そこで、鋼矢板壁を形成する複数の鋼矢板として、図９に示すように、打設方向に沿って矩形状に形成されたウェブ３の両側端部に板状フランジ４が互いに向き合わずに形成された複数のＺ形鋼矢板７を用いて鋼矢板壁を形成する方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００９−１０８６２６号公報（０００３−０００４，図７） 特許第４１０２０３４号公報

図９に示すＺ形鋼矢板を用いた鋼矢板壁によると、継手効果を低下させる曲げ変形が生じることを抑制することが可能であるが、図１０に示すように、隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間を板状の蓋部材８によりボックス化した場合には、腐食等による長期間使用時の劣化を招く段差９が蓋部材８とＺ形鋼矢板７の板状フランジ４との間に発生するという問題があった。また、腹起し材を使用した施工では、コンクリートなどによる充填が必要になる可能性があるだけでなく、鋼矢板そのままの状態としても美観的に好ましくない状態となるという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、Ｚ形鋼矢板のウェブ間を板状の蓋部材によりボックス化した際に上述の問題を招く段差がＺ形鋼矢板の板状フランジと蓋部材との間に発生することを防止することのできる鋼矢板壁とＺ形鋼矢板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、矩形状に形成されたウェブの両側端部に板状フランジが互いに向き合わずに形成された複数のＺ形鋼矢板を前記板状フランジの先端部に形成された継手によりウェブ同士が向き合うように接続して形成されるとともに、隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間が板状の蓋部材によりボックス化された鋼矢板壁であって、前記蓋部材の端部と係合して該蓋部材の表面を前記板状フランジのフランジ面と面一にする係合部を、前記Ｚ形鋼矢板が前記ウェブの両側端部に有し、前記ウェブの両側端部に余肉部を形成し、該余肉部のウェブの端部側の面と前記板状フランジのフランジ面とに前記蓋部材の板厚と同じ高さの段差を形成して前記係合部をなしていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の鋼矢板壁において、前記ウェブの高さに対する前記余肉部の前記ウェブの高さ方向の形成領域を１／６〜１／３の範囲に設定したことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の鋼矢板壁において、前記板状フランジの先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部と、該爪部と前記板状フランジの先端部との間に形成された曲り部とを前記継手が有し、該継手が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間に位置するように、前記曲り部が前記ウェブの内側に向けて湾曲していることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１または２に記載の鋼矢板壁において、前記継手がラルゼン型継手であることを特徴とする。
請求項５の発明は、矩形状に形成されたウェブの両側端部に板状フランジが互いに向き合わずに形成されていると共に、前記板状フランジの先端部に継手を有するＺ形鋼矢板において、前記継手により接続された２つのＺ形鋼矢板のウェブ間をボックス化する板状の蓋部材の端部と係合して該蓋部材の表面を前記板状フランジのフランジ面と面一にする係合部が前記ウェブの両側端部に設けられ、前記ウェブの両側端部に余肉部が形成され、該余肉部のウェブの端部側の面と前記板状フランジのフランジ面とに前記蓋部材の板厚と同じ高さの段差が形成されて前記係合部をなしていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載のＺ形鋼矢板において、前記ウェブの高さに対する前記余肉部の前記ウェブの高さ方向の領域を１／６〜１／３の範囲に設定したことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５または６に記載のＺ形鋼矢板において、前記板状フランジの先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部と、該爪部と前記板状フランジの先端部との間に形成された曲り部とを前記継手が有し、該継手が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間に位置するように、前記曲り部が前記ウェブの内側に向けて湾曲していることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５または６に記載のＺ形鋼矢板において、前記継手がラルゼン型継手であることを特徴とする。

請求項１及び５の発明によれば、Ｚ形鋼矢板のウェブ両側部に設けられた係合部に蓋部材の端部が係合することによって蓋部材の表面が板状フランジのフランジ面と面一になる。従って、Ｚ形鋼矢板のウェブ間を板状の蓋部材によりボックス化した際に腐食等による長期間使用時の劣化や、腹起し材使用時のコンクリート等の充填の必要性、さらには美観上の問題を招く段差がＺ形鋼矢板の板状フランジと蓋部材との間に発生することを防止することができる。

請求項１、２、５及び６の発明よれば、上記の問題を招く段差がＺ形鋼矢板の板状フランジと蓋部材との間に発生することをウェブの機械的強度を低下させることなく防止することができる。
請求項３、４、７及び８の発明によれば、Ｚ形鋼矢板の板状フランジ同士を継手により接続した際に継手が鋼矢板壁の壁面から突出することを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る鋼矢板壁を示す平面図である。 図１に示される鋼矢板壁の一部を拡大して示す図である。 本発明の一実施形態に係る鋼矢板壁を形成するＺ形鋼矢板の平面図である。 図３に示されるＺ形鋼矢板を用いて鋼矢板壁を形成する方法の一例を示す図である。 図３に示されるＺ形鋼矢板を製造するときに用いられる圧延設備の一例を示す図である。 図３に示されるＺ形鋼矢板を熱間圧延により製造する方法の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る鋼矢板壁を説明するための図である。 従来の鋼矢板壁の一例を示す横断面図である。 鋼矢板壁を形成する鋼矢板がＺ形鋼矢板である場合の従来例を説明するための図である。 鋼矢板壁を形成する鋼矢板としてＺ形鋼矢板を用いた場合の問題点を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明に係る鋼矢板壁の一実施形態を図１〜図３に示す。図１に示される鋼矢板壁１は、打設方向に沿って矩形状に形成されたウェブ３の両側端部に板状フランジ４が互いに向き合わずに形成された複数のＺ形鋼矢板７を板状フランジ４の先端部に形成された継手５によりウェブ同士が向き合うように接続して形成されている。また、図１に示される鋼矢板壁１は板状に形成された複数の蓋部材８を有し、これらの蓋部材８により隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間はボックス化されている。

継手５は、図２に示すように、一対の爪部５１，５２を有し、これらの爪部５１，５２は板状フランジ４の先端部に相対向して二股状に形成されている。また、継手５は爪部５１，５２と板状フランジ４の先端部との間に曲り部５３を有し、この曲り部５３は、継手５が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間に位置するようにウェブ３の内側に向けて湾曲している。

蓋部材８は、例えば鉄板等から形成されている。また、蓋部材８は隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間隔とほぼ同じ板幅で板状に形成されていると共に、板状フランジ４の板厚Ｄと同じ厚さで板状に形成されている。
Ｚ形鋼矢板７は、図３に示すように、係合部１０をウェブ３の両側端部の板状フランジ４が形成された面と反対側の面に有している。この係合部１０は蓋部材８の端部と係合して蓋部材８の表面を板状フランジ４のフランジ面と面一にするものであり、本実施形態では、係合部１０位置において蓋部材８の板厚と同じ厚さとなる余肉部１１をウェブ３の両側端部に形成して係合部１０が形成されている。すなわち、余肉部１１のウェブ３の端部側の面１１ａ（以下、余肉部側面１１ａという）と、板状フランジ４のフランジ面４ａとに段差を形成し、この段差が係合部１０をなしている。ここで、板状フランジ４のフランジ面４ａと余肉部側面１１ａとの段差の高さを、蓋部材８の厚さと同等とすることで、この段差からなる係合部１０に蓋部材８の端部を係合させた時に、蓋部材８の表面８ａと板状フランジ４のフランジ面４ａとが面一になるようにしている。

図３に示すように、ウェブ３の高さをＨ、この高さ方向の余肉部１１の形成領域をｈとすると、余肉部１１はウェブ高さＨに対して１／６〜１／３の範囲ｈで、かつ係合部１０位置において板状フランジ４のフランジ厚Ｄと同等の厚さＷでウェブ３の両側端部に形成されている。係合部１０を除いたウェブ３の板厚Ｔとしてはウェブ３の両端部を除いたウェブ厚Ｔ０を確保しており、Ｚ形鋼矢板７の強度低下を招かないようにしている。

図３に示されるＺ形鋼矢板７を用いて本発明の一実施形態に係る鋼矢板壁を形成する場合は、図４（ａ）に示すように、図示しない矢板打ち機により１枚目のＺ形鋼矢板７を地中に打設する。次に、図４（ｂ）に示すように、１枚目のＺ形鋼矢板７のウェブ３と２枚目のＺ形鋼矢板７のウェブ３が互いに向き合うと共に板状フランジ４の先端部に形成された継手５により２枚のＺ形鋼矢板７が接続されるように、２枚目のＺ形鋼矢板７を地中に打設する。

このようにして２枚のＺ形鋼矢板７を地中に打設したならば、ウェブ３の両側端部に形成された係合部１０に蓋部材８の端部が係合するように蓋部材８を地中に打設する。そうすると、図４（ｃ）に示すように、地中に打設された２枚のＺ形鋼矢板７のウェブ間が板状の蓋部材８によりボックス化される。
このとき、蓋部材８の表面は板状フランジ４のフランジ面と面一となるので、Ｚ形鋼矢板７のウェブ間を板状の蓋部材８によりボックス化した際に腐食が生じやすく、また、美観上の問題も招く段差がＺ形鋼矢板７の板状フランジ４と蓋部材８との間に発生することを防止することができる。

また、上述した本発明の一実施形態のように、蓋部材８の板厚と同じ高さの段差を板状フランジ４のフランジ面４ａと余肉部側面１１ａとに形成して係合部１０を形成することにより、係合後のＺ形鋼矢板７の板状フランジ４と蓋部材８との間に段差が発生することをウェブ３の機械的強度を低下させることなく防止することができる。
さらに、上述した本発明の一実施形態のように、Ｚ形鋼矢板７の板状フランジ同士を接続する継手５として、板状フランジ４の先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部５１，５２と、爪部５１，５２と板状フランジ４の先端部との間に形成され且つ継手５が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間に位置するようにウェブ３の内側に向けて湾曲する曲り部５３とを有するものを用いたことで、Ｚ形鋼矢板７の板状フランジ同士を継手５により接続した際に継手５が鋼矢板壁の壁面から突出することを防止することができる。

図５は図３に示されるＺ形鋼矢板を製造するときに用いられる圧延設備の一例を示す図であり、図５に示される圧延設備は、矢板素材を加熱する加熱炉１３と、加熱炉１３で加熱された矢板素材を粗造形圧延する粗圧延機１４と、粗圧延機１４にて粗造形圧延された矢板素材を製品形状に近い形状になるまで圧延する中間圧延機１５と、中間圧延機１５にて中間圧延が施された矢板素材を仕上圧延する仕上圧延機１６とを備えて構成されている。

図３に示されるＺ形鋼矢板７を熱間圧延により製造する場合の一例を図６に示す。Ｚ形鋼矢板７を熱間圧延により製造する場合は、図６に示すように、鋼矢板素材１７を粗圧延機により粗造形圧延（粗圧延工程）し、次いで鋼矢板素材１７を製品形状に近い形状になるまで中間圧延機により中間圧延する（中間圧延工程）。その後、鋼矢板素材１７に仕上圧延を仕上圧延機により施すと、図３に示されるＺ形鋼矢板７が製造される。この場合、係合部１０は中間圧延工程で形成される。

なお、上述した本発明の一実施形態では、Ｚ形鋼矢板７の継手として、板状フランジ４の先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部５１，５２と、爪部５１，５２と板状フランジ４の先端部との間に形成され且つ継手５が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板７のウェブ間に位置するようにウェブ３の内側に向けて湾曲する曲り部５３とを有するものを例示したが、これに限られるものではない。例えば、図７に示すように、Ｚ形鋼矢板７の継手としてラルゼン型継手１２を用いてもよい。

１…鋼矢板壁
２…Ｕ形鋼矢板
３…ウェブ
４…板状フランジ
４ａ…板状フランジのフランジ面
５…継手
５１，５２…爪部
５３…曲がり部
６…中立軸
７…Ｚ形鋼矢板
８…蓋部材
９…段差
１０…係合部
１１…余肉部
１１ａ…余肉部のウェブ端部側の面（余肉部側面）
１２…ラルゼン型継手
１３…加熱炉
１４…粗圧延機
１５…中間圧延機
１６…仕上圧延機
１７…鋼矢板素材

Claims (8)

1. 矩形状に形成されたウェブの両側端部に板状フランジが互いに向き合わずに形成された複数のＺ形鋼矢板を前記板状フランジの先端部に形成された継手によりウェブ同士が向き合うように接続して形成されるとともに、隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間が板状の蓋部材によりボックス化された鋼矢板壁であって、
   前記蓋部材の端部と係合して該蓋部材の表面を前記板状フランジのフランジ面と面一にする係合部を、前記Ｚ形鋼矢板が前記ウェブの両側端部に有し、
   前記ウェブの両側端部に余肉部を形成し、該余肉部のウェブの端部側の面と前記板状フランジのフランジ面とに前記蓋部材の板厚と同じ高さの段差を形成して前記係合部をなしていることを特徴とする鋼矢板壁。
2. 前記ウェブの高さに対する前記余肉部の前記ウェブの高さ方向の形成領域を１／６〜１／３の範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板壁。
3. 前記板状フランジの先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部と、該爪部と前記板状フランジの先端部との間に形成された曲り部とを前記継手が有し、該継手が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間に位置するように、前記曲り部が前記ウェブの内側に向けて湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板壁。
4. 前記継手がラルゼン型継手であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板壁。
5. 矩形状に形成されたウェブの両側端部に板状フランジが互いに向き合わずに形成されていると共に、前記板状フランジの先端部に継手を有するＺ形鋼矢板において、
   前記継手により接続された２つのＺ形鋼矢板のウェブ間をボックス化する板状の蓋部材の端部と係合して該蓋部材の表面を前記板状フランジのフランジ面と面一にする係合部が前記ウェブの両側端部に設けられ、
   前記ウェブの両側端部に余肉部が形成され、該余肉部のウェブの端部側の面と前記板状フランジのフランジ面とに前記蓋部材の板厚と同じ高さの段差が形成されて前記係合部をなしていることを特徴とするＺ形鋼矢板。
6. 前記ウェブの高さに対する前記余肉部の前記ウェブの高さ方向の領域を１／６〜１／３の範囲に設定したことを特徴とする請求項５に記載のＺ形鋼矢板。
7. 前記板状フランジの先端部に相対向して二股状に形成された一対の爪部と、該爪部と前記板状フランジの先端部との間に形成された曲り部とを前記継手が有し、該継手が、接続された隣り合う２つのＺ形鋼矢板のウェブ間に位置するように、前記曲り部が前記ウェブの内側に向けて湾曲していることを特徴とする請求項５または６に記載のＺ形鋼矢板。
8. 前記継手がラルゼン型継手であることを特徴とする請求項５または６に記載のＺ形鋼矢板。

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