JP6093474B1 - 切梁材及び切梁式支保工 - Google Patents

Abstract

【課題】切梁材の断面性能が大きく、切梁材の配置間隔を拡張できると共に、切梁材の側面に公知の火打材を直接接合できる、切梁及び切梁式支保工を提供すること。【解決手段】一対のＨ形鋼を横方向に並設して溶接により固定した切梁本体３５と、端板３８とを具備し、切梁本体ｆｃはその中心部に画成された閉鎖空間Ｓ１と、その両側部に形成された開放空間Ｓ２とを有し、切梁本体３５の開放空間Ｓ２に面したフランジ３１，３２の外側の部位に複数のボルト孔３７が形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は角形の閉鎖空間を有する切梁技術に関し、特にＨ形鋼製の火打梁を直接使用できる切梁材及び切梁式支保工に関する。

シートパイル等の山留壁を支える手段として、山留壁の内側面に横架する腹起材、相対向する腹起材の間に架設する切梁材、切梁材と腹起材間に架設する火打材等を組み合せた切梁式の支保工が知られている。
これらの腹起材、切梁材及び火打材には一般的にＨ形鋼が用いられていて、互いに複数のボルトを用いて連結されている（特許文献１，２）。

架設長が長いときは切梁材としてＨ形鋼に代えて角形鋼管が用いられる。
角形鋼管製の切梁材は、腐食防止の観点から角形鋼管の両端開口部を封止した密封構造になっている。
角形鋼管からなる切梁材は、その端部や側面部に複数のボルト孔等を穿設しておくと防食性が損なわれることから、切梁材の側面部に火打材を直接取り付けることが難しい。
特許文献３には、角形鋼管製の切梁材ａの端部と腹起材ｂの間に全体形状が略台形を呈する火打ブロックｃを介装することが開示されている（図５）。

実開平２−３３８３８号公報（図２） 特開２０１１−２３６６４２号公報（図１） 特開２０１５−１７５２２６号公報（図１，２）

従来の切梁式支保技術にはつぎのような改善すべき点がある。
＜１＞Ｈ形鋼製の切梁材は架設長や支保耐力に限界がある。
＜２＞角形鋼管製の切梁材はボルト孔を開設できないので、側面に主材長の変更により容易に長さ調整可能なＨ形鋼製の火打材を使用できず、長さ調整が困難な火打ブロックの使用を強いられる。
＜３＞切梁材が角形鋼管製の場合、内部のメンテナンスができず、内部に腐食を生じたり損傷したりすると切梁材全体を廃棄しなければならない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、切梁材の断面性能が大きく、切梁材の配置間隔を拡張できると共に、切梁材の側面に公知の火打材を直接接合できる、切梁及び切梁式支保工を提供することを目的とする。

本発明は、切梁式支保工に用いられる切梁材であって、フランジとウェブを有する一対の形鋼からなり、該一対の形鋼を横方向に並設して溶接によりフランジ間を固定した断面形状がII形を呈する切梁本体と、前記切梁本体の全断面を封鎖可能な寸法を有し、切梁本体の端部に付設した端板とを具備し、前記切梁本体の中心部に断面方形を呈する連続した閉鎖空間が形成され、前記切梁本体の両側部に溝状の開放空間が形成され、前記端板が前記閉鎖空間を封止して密封構造とし、前記閉鎖空間を除き、切梁本体の前記開放空間に面したフランジに沿って複数のボルト孔が形成されている。
本発明の他の形態において、突き合せた一対の形鋼のフランジ間が部分溶接により切り離し可能に接合されている。
本発明の他の形態において、前記一対の形鋼がＨ形鋼である。
本発明の他の形態において、前記端板の周縁に複数のボルト孔が形成されている。
本発明は、山留壁に水平に横架する腹起材と、腹起材に直交方向に配設する切梁材と、腹起材と切梁材の間に斜めに配設する火打材とを具備する切梁式支保工であって、前記した何れかの切梁材を使用し、前記火打材はＨ形鋼製の火打本体と、火打ち本体の両端に接続した火打受金具とを具備し、前記切梁材の側方の開放空間内に火打受金具を収容した状態で前記切梁材と火打受金具との間がボルトで連結されている。
本発明の他の形態において、腹起材、切梁材、火打材にくわえて腹起材と切梁材の間に介装するジャッキを更に含み、前記一対の形鋼の端部に跨って付設した端板の中央にジャッキを位置させて介装する。

本発明はつぎの効果を奏する。
＜１＞切梁材の断面形状がII形を呈するように一対の形鋼を溶接して構成することでＨ形鋼単独、又は角形鋼管単独と比べて切梁材の断面性能を大きくすることができる。
そのため、従来と比べて切梁材の配置間隔を拡張できる。
＜２＞切梁材の開放空間に面したフランジに沿って形成した複数のボルト孔を利用して金具類を取り付けることが可能である。
したがって、切梁材の中心部に形成した閉鎖空間の密封性を維持したまま、切梁材の側面に公知の火打材を直接接合することができる。
＜３＞複雑な構造で長さ調整が困難な火打ブロックを使用することなく、Ｈ形鋼を主材とした公知の火打材を使用して合理的に支保工を組立てできる。
＜４＞一対の形鋼のフランジ間を部分溶接により切り離し可能に接合したことに伴い、必要に応じて一対の形鋼を切り離して切梁本体の内部のメンテナンスがし易いだけでなく、損傷した形鋼の交換作業も簡単に行える。
＜５＞切梁材の形鋼に市販のＨ形鋼を使用できるので、切梁材を低廉に製作できる。
＜６＞切梁材にジャッキを介装する場合、各形鋼に対応して合計２台のジャッキを使用する必要がなく、一対の形鋼の端部に跨って付設した端板の中央位置に１台のジャッキを介装することで切梁材にプレロードを導入することができる。

本発明に係る切梁式支保工の斜視図 切梁材の端部の組立図 切梁材と火打受金具の接合部の断面図 切梁式支保工の組立例の平面説明図 従来の切梁式支保工の平面説明図

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜１＞切梁式支保工
図１に山留壁１０を支保する切梁式支保工の一例を示す。
山留壁１０は図示した鋼矢板以外に地中壁等の公知の土留構造体を含む。
山留壁１０の内側面にはＨ形鋼製の腹起材２０が水平に横架されている。
切梁式支保工は腹起材２０の直交方向に配設した切梁材３０と、腹起材２０と切梁材３０の間に斜めに配設した火打材４０とを具備する。
尚、図１では片方の火打材４０の図示を省略している。

＜２＞切梁材
図２，３を参照して説明すると、切梁材３０は長手方向に沿って連続した方形の閉鎖空間Ｓ１を画成できるように断面Ｈ形を呈する一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂを横方向に並設して固定した切梁本体３５と、切梁本体３５の端部に付設した端板３８とを具備する。

＜２．１＞切梁本体
切梁本体３５は断面形状が「II形」を呈するように一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂを接合して形成されている。
各形鋼３０Ａ，３０Ｂは上第２フランジ３１，３２と、上第２フランジ３１，３２の間を接続するウェブ３３とを具備した同一形状、同一寸法を呈していて、市販のＨ形鋼が使用可能である。
一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂは第１フランジ３１，３１と第２フランジ３２，３２がそれぞれ同一平面上に位置し、かつ一対のウェブ３３，３３が相対向するように隣接して位置する。
切梁本体３５は断面形状がII形を呈することで、従来のＨ形鋼単独、又は角形鋼管単独と比べて大きい断面性能（曲げや座屈に強い）を有し、強度面で優れる。

＜２．１．１＞閉鎖空間と開放空間
切梁本体３５はその中心部には断面形状が方形を呈する連続した閉鎖空間Ｓ_１が形成され、その両側部に連続した溝状（断面コ字形）の開放空間Ｓ_２，Ｓ_２が形成されている。
閉鎖空間Ｓ_１は、相対向する上下一対の第１、第２フランジ３１，３２の内側の部位と、相対向する左右一対のウェブ３３，３３とにより画成される。
開放空間Ｓ_２，Ｓ_２は、上下一対の第１、第２フランジ３１，３２の外側の部位と、左右の各ウェブ３３，３３との間に画成される。
切梁本体３５の中心部を一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂを構成する第１、第２フランジ３１，３２と、ウェブ３３，３３で囲って角形鋼管状に形成したのは、切梁材３０の断面性能を高めるためである。
切梁本体３５の両側部に一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂを構成する第１、第２フランジ３１，３２を水平に張り出させたのは、閉鎖空間Ｓ_１に影響を与えずに水平に張り出させた第１、第２フランジ３１，３２の外側の部位にボルト孔３７を穿設するためである。

＜２．１．２＞形鋼の固定手段
隣接させた形鋼３０Ａ，３０Ｂの間を固定する手段としては、両形鋼３０Ａ，３０Ｂの第１フランジ３１，３１間と第２フランジ３２，３２間に跨って被覆可能な添え板を使用してボルト接合することも考えられるが、添え板と多数のボルト類を必要とすることから鋼材使用量が増えて重量増加とコスト高の問題が生じる。

そこで本例では、隣接させた両形鋼３０Ａ，３０Ｂの第１フランジ３１，３１の当接部間と第２フランジ３２，３２の当接部間を部分溶接３６により固定するようにした。
各形鋼３０Ａ，３０Ｂの第１フランジ３１と第２フランジ３２に所定の間隔（例えば０．５ｍ間隔）で開先加工を施して部分溶け込み溶接を行うことで部分溶接３６を形成できる。
本例では添え板と多数のボルト類を使用せずに両形鋼３０Ａ，３０Ｂを接合できるので、重量増加とコスト高の問題が生じない。

＜２．１．３＞部分溶接を採用した理由
本例では両形鋼３０Ａ，３０Ｂの連結手段として連続溶接ではなく、部分溶接３６を採用した。
部分溶接３６を採用したのは、両形鋼３０Ａ，３０Ｂの溶接時間を短くするためと、ガス切断等により形鋼３０Ａ，３０Ｂ間の切離しを簡単に行えるようにするためである。
部分溶接３６により形鋼３０Ａ，３０Ｂを切り離し可能に構成したのは、切梁本体３５の内部のメンテナンスをし易くするためと、損傷した形鋼３０Ａ，３０Ｂの交換作業を容易にするためである。

＜２．１．４＞ボルト孔
閉鎖空間Ｓ_１に面しない形鋼３０Ａ，３０Ｂの第１フランジ３１の外側の部位と、第２フランジ３２の外側の部位には、その長手方向に沿って複数のボルト孔３７が形成されている。
換言すれば閉鎖空間Ｓ_１に面した第１、第２フランジ３１，３２の内側の部位にボルト孔３７は形成せずに、開放空間Ｓ_２に面した第１、第２フランジ３１，３２の外側の部位にボルト孔３７を形成する。

＜２．２＞端板
端板３８は切梁本体３５の全断面を封鎖可能な寸法を有する矩形の板体であり、切梁本体３５の端部に溶接により付設されている。
本例では端板３８の縦横寸法が、切梁本体３５の断面寸法と等しい形態について説明するが、端板３８の縦横寸法は切梁本体３５の断面寸法より大きい寸法関係であってもよい。

＜２．２．１＞端板の機能
隣接した形鋼３０Ａ，３０Ｂの端部に跨って固着した端板３８は、切梁本体３５の閉鎖空間Ｓ_１を完全密封構造にするだけでなく、端板３８を通じて一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂに対して均等に軸力を伝達できる。
切梁材３０の閉鎖空間Ｓ_１を完全密封化することで、切梁材３０の内部の腐食を効果的に抑制できる。
更に一枚の端板３８が一対の形鋼３０Ａ，３０Ｂに跨って付設されることから、切梁材３０の端部に油圧式又はネジ式のジャッキを介装する場合、各形鋼３０Ａ，３０Ｂに対応して合計２台のジャッキを介装する必要がなく、端板３８の中央位置に１台のジャッキを介装することで切梁材３０にプレロードを導入できる。

＜２．２．２＞ボルト孔
閉鎖空間Ｓ_１に面していない端板３８の周縁には複数のボルト孔３９が形成されている。

＜３＞火打材
図１を参照して説明すると、火打材４０は公知のＨ形鋼製の火打本体４１と、火打本体４１の端部にボルトで接合する公知の火打受金具４２とを具備する。
火打本体４１と火打受金具４２には複数のボルト孔が形成されている。
火打材４０はＨ形鋼を主材とした公知の火打梁であれば使用可能である。

＜４＞切梁式支保工の配設例
図４に例示した切梁式支保工の一例について説明すると、山留壁１０の内側面にＨ形鋼製の腹起材２０を水平に横架する。
腹起材２０の直交方向に向けて既述した切梁材３０を所定の配置間隔Ｐを隔てて横架する。
この際、切梁材３０の端面を腹起材２０に当接させる。

＜４．１＞切梁材の側面と火打材間のボルト連結
本例の切梁式支保工では、従来の火打ブロックを使用することなく、公知の火打材４０を使用して切梁材３０を補強することができる。
すなわち、腹起材２０と切梁材３０の側面との間に公知の火打材４０を配設し、火打受金具４２を介して切梁材３０の側面にボルトで連結できる。

図３を参照して説明すると、切梁本体３５の側方の開放空間Ｓ_２内に断面コ字形の火打受金具４２を収容する。切梁本体３５の外側の第１及び第２フランジ３１，３２に開設したボルト孔３７と、火打受金具４２に形成したボルト孔４３の位置合わせを行い、ボルト５０を挿通してナット５１を締結することで、火打材４０の一端を切梁材３０の側面にボルト５０を使って直接連結することができる。

＜４．２＞切梁材の配設間隔について
断面形状がII形を呈する切梁材３０は、Ｈ形鋼単独、又は角形鋼管単独と比べて断面性能が大きいので、従来と比べて切梁材３０の配置間隔Ｐを大幅に拡張できる。

Ｓ_１・・・・・切梁材の閉鎖空間
Ｓ_２・・・・・切梁材の開放空間
１０・・・・・山留壁
２０・・・・・腹起材
３０・・・・・切梁材
３１・・・・・第１フランジ
３２・・・・・第２フランジ
３３・・・・・ウェブ
３５・・・・・切梁本体
３６・・・・・部分溶接
３７・・・・・ボルト孔
３８・・・・・端板
４０・・・・・火打材
４１・・・・・火打本体
４２・・・・・火打受金具
５０・・・・・ボルト
５１・・・・・ナット

Claims (6)

1. 切梁式支保工に用いられる切梁材であって、
   フランジとウェブを有する一対の形鋼からなり、該一対の形鋼を横方向に並設して溶接によりフランジ間を固定した断面形状がII形を呈する切梁本体と、
   前記切梁本体の全断面を封鎖可能な寸法を有し、切梁本体の端部に付設した端板とを具備し、
   前記切梁本体の中心部に断面方形を呈する連続した閉鎖空間が形成され、
   前記切梁本体の両側部に溝状の開放空間が形成され、
   前記端板が前記閉鎖空間を封止して密封構造とし、
   前記閉鎖空間を除き、切梁本体の前記開放空間に面したフランジに沿って複数のボルト孔が形成されていることを特徴とする、
   切梁材。
2. 突き合せた前記一対の形鋼のフランジ間が部分溶接により切り離し可能に接合されていることを特徴とする、請求項１に記載の切梁材。
3. 前記一対の形鋼がＨ形鋼であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の切梁材。
4. 前記端板の周縁に複数のボルト孔が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の切梁材。
5. 山留壁に水平に横架する腹起材と、腹起材に直交方向に配設する切梁材と、腹起材と切梁材の間に斜めに配設する火打材とを具備する切梁式支保工であって、
   前記請求項１乃至４の何れか一項に記載の切梁材を使用し、
   前記火打材はＨ形鋼製の火打本体と、火打ち本体の両端に接続した火打受金具とを具備し、
   前記切梁材の側方の開放空間内に火打受金具を収容した状態で前記切梁材と火打受金具との間がボルトで連結されていることを特徴とする、
   切梁式支保工。
6. 腹起材と切梁材の間に介装するジャッキを更に含み、前記一対の形鋼の端部に跨って付設した端板の中央にジャッキを位置させて介装することを特徴とする、請求項５に記載の切梁式支保工。

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