JP6188374B2

JP6188374B2 - 鋼管矢板

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Publication number: JP6188374B2
Application number: JP2013066977A
Authority: JP
Inventors: 相和　明男; 明男相和; 宏英杉原; 泰明菊池; 友之鈴木; 広美川原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014190067A

Description

本発明は、鋼管の外周面に、隣接管との継手が長手方向に沿って接合されている鋼管矢板に関する。

従来から、鋼管の外周面（側面）に隣接管との継手を長手方向に沿って溶接で取り付けると、それに伴う鋼管矢板の熱収縮の影響の一つが、長さ方向の収縮歪みとして管端面に表れることが知られている。
具体的には、管端面の全周の内、継手の延長線上の近傍箇所が、他の箇所よりも凹む傾向があり、その結果、管端面の平面度が悪くなる。

因みに、平面度とは、管端面に基準平板を当てた時の隙間の最大値をいい、大きい値であるほど、管端面の凹凸が激しく平面度が悪いことを表す。
そして、管端面での平面度が悪いことによる弊害は、別の鋼管を軸芯方向に継ぎ足す状態で配置して、両者を溶接で接合するような場合、接合面どうしの間隔にバラツキが大きくなることが挙げられ、鋼管どうしの接合不良の原因になる危険性があって好ましくない。また、鋼管の端部それぞれに機械式継手部材を設けておいて、それらを嵌合連結する場合は、機械式継手部材が変形することで正常に嵌合ができなくなる危険性がある。

従って、従来のこの種の鋼管矢板としては、管端面の平面度の悪化を防止する為に、鋼管と継手との溶接を、鋼管の端部側においては実施せずに、その部分は、鋼管と継手との間に隙間が残った未固定部とされていたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３６３９７２号公報（図７）

上述した従来の鋼管矢板によれば、前記未固定部において、鋼管と継手との間での応力伝達を期待できないから、鋼管矢板としての応力的な弱点となる虞があり、それを防止する為には、軸芯方向に隣接する鋼管矢板の端部どうしを連結処理した後、前記未固定部を対象として溶接を行い、鋼管と継手とを一体化する必要がある。
従って、現地での鋼管矢板設置作業においては、鋼管矢板の端部どうしの連結作業に加えて、前記未固定部を対象とした溶接作業が必要となり、鋼管矢板設置作業効率の低下につながる問題点がある。

更には、鋼管矢板の端部どうしが連結された後に、前記未固定部の溶接が実施されるから、その溶接に伴う熱収縮の影響が、鋼管矢板の端部近傍に発生する虞があり、連結性能の低下を招きかねないから、鋼管矢板の設計上好ましくない。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、管端面の平面度の維持を図れながら、鋼管矢板設置作業の効率向上を図れ、しかも、良好な端部連結性能を得やすい鋼管矢板を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、鋼管の外周面に、隣接管との継手が長手方向に沿って接合されている鋼管矢板であって、前記鋼管は、鋼管本体と、前記鋼管本体の長手方向の両端に設けられた機械継手部材とから構成され、前記継手は、前記鋼管本体の外周面及び前記機械継手部材の外周面の前記鋼管の管軸芯方向の全長にわたる長さを有する一体の鋼材から構成されるとともに、前記鋼管本体の外周面及び前記機械継手部材の外周面に前記全長にわたって接合され、前記鋼管本体と前記継手との接合手段は溶接を用いてあり、前記機械継手部材と前記継手との接合手段は溶接以外の接合手段を用いてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、鋼管と継手との接合部のうち、鋼管の端部側においては、溶接以外の接合手段によって機械継手部材と継手とを接合してあるから、鋼管の端部側において大きな熱収縮が生じることが無く、鋼管の全長にわたって溶接を使用して継手を接合してあるものに比べて、管端面の平面度を良好に維持することができる。
また、鋼管の端部どうしを連結した後、従来のように未固定部に溶接を行う必要がないので、鋼管の端部連結作業を効率よく実施できると共に、その溶接による熱収縮によって発生する管端面の凹凸が、鋼管の端部近傍に発生することも防止でき、鋼管の端部どうしの連結性能を良好な状態に維持することできる。

本発明の第２の特徴構成は、前記機械継手部材と前記継手との前記接合手段は、接着材を用いてあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、接合手段が接着材であるから、例えば、対象部分に接着材の塗布する等の作業で、機械継手部材と継手との接合を簡単に、且つ、効率的に実施できる。また、接着材の種類を選択することで、接合強度を自由に調整することができる。
そして、鋼管の端部を高温環境に曝さずに機械継手部材と継手とを接合できるから、鋼管の端部での熱収縮を防止でき、管端面の平面度をより良好に維持することができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記機械継手部材と前記継手との前記接合手段は、前記機械継手部材と前記継手との間に介在部材を介して構成してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、介在部材を機械継手部材と継手との間に位置させてあることで、介在部材の物性を変化させることで、機械継手部材と継手との接合性能（例えば、接合強度や柔軟性や止水性等）を調整することができる。
また、接着材を併用するような場合には、接着材の使用量を少なくでき、経済性を向上させることができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記介在部材と前記継手とは、溶接によって接合してあり、前記介在部材と前記鋼管とは、接着材によって接合してあるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、介在部材と継手との接合には、溶接を使用して高強度を発揮できるようにしながら、介在部材と機械継手部材との接合には、接着材を使用するから、鋼管の端部に熱収縮の悪影響を与えない状態で、鋼管と継手とを接合することができる。

鋼管矢板を示す斜視図鋼管矢板の機械継手部材どうしの連結状況を示す要部斜視図鋼管矢板の横断面図鋼管と矢板継手部材の接合部（中間部範囲）を示す要部断面図鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の矢板継手部材を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の機械継手部材どうしの連結状況を示す要部斜視図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図別実施形態の鋼管と矢板継手部材の接合部（端部範囲）を示す要部断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の鋼管矢板Ｐの一実施品を示している。

鋼管矢板Ｐは、鋼管本体１Ａの両端部に、管軸芯方向に連結する別の鋼管矢板Ｐとの機械継手部材２をそれぞれ溶接によって取り付けて構成された鋼管１と、鋼管１の両側面において管軸芯方向の全長（又は、ほぼ全長）にわたって接合されて、並設させる別の鋼管矢板Ｐとの継手となる矢板継手部材（継手に相当）３とを設けて構成されている。
鋼管１に対するこの矢板継手部材３の接合部Ｊは、詳しくは後述するが、鋼管１の両端部側の端部範囲Ｊ１と、それら両端部範囲Ｊ１の間に位置する中間部範囲Ｊ２とで構成され、これら両範囲Ｊ１，Ｊ２においては、互いに異なる接合手段を採用している。

そして、図には示さないが、矢板継手部材３どうしが嵌合するように鋼管矢板Ｐを設置対象部に順次建て込んで、横に連続した鋼管矢板群によって土留め壁や護岸等の仕切壁を構成することができる。また、深さ方向に関しては、機械継手部材２どうしを嵌合連結して複数の鋼管矢板Ｐを継ぎ足すことで、所定の長さ寸法を確保することができる。

前記機械継手部材２は、図２に示すように、鋼管本体１Ａの一端部（例えば、下端部）に設けられるリング状の凹型機械継手部材２Ａと、鋼管本体１Ａの他端部（例えば、上端部）に設けられて凹型機械式継手部材２Ａと嵌合連結可能な構造をもつリング状の凸型機械継手部材２Ｂとがある。
これら機械継手部材２は、外径寸法を鋼管本体１Ａと同じ値に形成してある。

凹型機械継手部材２Ａと凸型機械継手部材２Ｂとは、管径方向の内外に重なる状態で嵌合できるように構成してあり、互いの摺接面で対向する状態にそれぞれ周溝４，５が構成してある。これら両周溝４，５に亘って介在可能なキー部材６が設けてあり、このキー部材６を両周溝４，５に亘って位置させることで、凹型機械継手部材２Ａと凸型機械継手部材２Ｂとの管軸芯方向への相対移動を規制するロック状態にすることができ、対応する鋼管１どうしを抜け止め状態に連結することができる。

機械継手部材２どうしは、前記キー部材６が、両周溝４，５にわたって嵌合できるように比較的高い寸法精度を備えた仕上げに構成してあり、鋼管本体１Ａとは、それぞれ全周にわたって溶接によって接合してある。
機械継手部材２は、矢板継手部材３の接合にあたって変形（例えば熱変形）すると、寸法精度が低下したり、管端面の平面度が低下し、キー部材６を前記ロック状態に位置させることが不可能となる虞がある。

よって、当該鋼管矢板Ｐにおいては、前記接合部Ｊの内の端部範囲Ｊ１は、溶接以外の接合手段を採用し、機械継手部材２に熱収縮の悪影響が発生しないように考慮してある。
また、前記端部範囲Ｊ１の長さ寸法は、該当する機械継手部材２の長さ寸法に合わせた値に設定してある。
尚、接合部の内の中間部範囲Ｊ２は、接合手段として溶接を採用してある。

前記矢板継手部材３は、本実施形態においては、図３に示すように、管軸芯方向視での断面形状が「Ｃ」字形状の鋼材で構成してあるものを一例として挙げている。
また、鋼管１に対する矢板継手部材３の接合位置は、鋼管１の周方向における基準位置と、その基準位置から管軸芯周りに１８０度の位置とに設定されている。

次に、前記端部範囲Ｊ１と中間部範囲Ｊ２における鋼管１と矢板継手部材３との接合手段について説明する。

中間部範囲Ｊ２においては、図４に示すように、鋼管１と、それに沿わせた矢板継手部材３との近接部の間に形成される入隅部７に、隅肉溶接を行うことで溶接部１０を形成して、鋼管１と矢板継手部材３とを接合してある。
入隅部７は、矢板継手部材３の両脇に位置しているから、溶接は、それぞれの入隅部７に実施してある。

端部範囲Ｊ１においては、図５に示すように、入隅部７に配置した一対の金属製介在部材８を介して、鋼管１と矢板継手部材３とが接合されている。
介在部材８は、横断面形状が略「Ｖ」字形状の金属板で構成してあり、「Ｖ」字形状の交差する二つの面部の内、一方の面部８ａは、矢板継手部材３の外周面に沿う状態に設けられ、他方の面部８ｂは、鋼管１の外周面に沿う状態に設けられている。

一方の面部８ａは、その縁部に設けた溶接部１１によって矢板継手部材３の外周面に接合されている。
他方の面部８ｂは、接着材９によって鋼管１の外周面に接合されている。
この場合、介在部材８は、鋼管１に接着する前に、予め、矢板継手部材３に溶接してあることが好ましく、そうすることで、溶接に伴う熱が、鋼管１に作用しないようにできる。
因みに、接着材９は、例えば、エポキシ樹脂系や他の公知の接着材を使用することができる。エポキシ樹脂系の場合、特に、強度的な信頼性が高いことから、好ましい。

本実施形態の鋼管矢板Ｐによれば、鋼管１の端部まで矢板継手部材３を接合してあるにも拘わらず、鋼管１の端部側において大きな熱収縮が生じることが無く、管端面の平面度を良好に維持でき、且つ、鋼管矢板Ｐの端部連結作業を効率よく実施できる。
また、介在部材８として金属板を使用できるので、接合部Ｊでの接合強度を高く維持でき、鋼管矢板Ｐ群の強度維持を図ることができる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉鋼管矢板Ｐは、先の実施形態で説明した寸法や形状に限るものではなく、公知の鋼管矢板の全般がその対象となる。
例えば、両端部に機械継手部材２を設けた鋼管矢板Ｐに限るものではなく、例えば、機械継手部材２を設けずに鋼管１の端部をそのまま溶接継手として使用できる構成であってもよい。

〈２〉接合部Ｊとして、溶接以外の接合手段を採用する端部範囲Ｊ１の長さ寸法は、先の実施形態で説明した機械継手部材２の長さ寸法に合わせた設定に限らず、例えば、機械継手部材２の長さ寸法より長い寸法に設定してあってもよい。勿論、機械継手部材２の長さ寸法より短い寸法に設定してあってもよい。

〈３〉矢板継手部材３は、例えば、図６に示すように、断面形状が「Ｃ」字形状の鋼材や（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）、断面形状が「Ｔ」字形状の鋼材や（図６（ｂ）、図６（ｃ）参照）、断面形状が「Ｌ」字形状の２つの鋼材を使用するものや（図６（ｃ）参照）、それらの組合せによる構成であってもよい。
また、鋼管矢板Ｐにおける矢板継手部材３の取付位置や取付箇所数も、任意に変更することができる。

〈４〉溶接以外の接合手段は、先の実施形態で説明した接着材９と介在部材８との組合せに限るものではなく、例えば、接着材９のみで実施するものであってもよい。
また、介在部材８を使用する場合でも、介在部材８の形状は、任意に変更することができる。
例えば、鋼管１と矢板継手部材３との離間距離が先の実施形態より大きく、一連の隙間Ｓが形成されているような鋼管矢板Ｐの場合には、図７に示すように、横断面形状が山型の介在部材８を用いることが可能で、この実施形態の場合、介在部材８の山頂部１２は、矢板継手部材３に溶接してあり、山頂部１２の下方空間に接着材９を充填して、鋼管１と矢板継手部材３とを接合してある。
また、別の実施形態として、図８に示すように、横断面形状が「Ｕ」字形状の一対の介在部材８を、前記隙間Ｓに対向する状態で配置し、一対の介在部材８どうしをボルト１３によって近接方向に引き寄せることで、楔と同じ作用で、介在部材８の外周面を鋼管矢板Ｐの外周面と、矢板継手部材３の外周面に圧接させ、前記隙間Ｓを塞ぐ状態で接合してある。この実施形態の場合、接着材９を使用しないことも可能である。但し、好ましくは、接着材９を併用するのがよい。
また、別の実施形態としては、図９に示すように、横断面形状が鋼管１の外周面に沿った円弧板形状の介在部材８を用いることが可能で、この実施形態の場合、介在部材８の上面１４は、矢板継手部材３の外周面に溶接してあり、下面１５は、鋼管１の外周面に接着してある。

〈５〉機械継手部材２を備えた鋼管矢板Ｐの場合、先に説明した実施形態では、機械継手部材２と鋼管本体１Ａとが同じ外径のものを例に挙げて説明したが、例えば、図１０に示すように、機械継手部２の一部の範囲２ａの外径が、他部や鋼管本体１Ａより大径に形成されていることもある。この実施形態の場合は、大径化されている前記一部の範囲２ａに対応する矢板継手部材３部分は、切り欠かれた形状となるから、それに伴って、図５、図７〜９に対応する別実施形態として、図１１〜１４に示すような介在部材８の設置状況が可能となる。但し、この場合でも、機械継手部２の外径が大径でない部分においては、図４に示した先の実施形態と同様の対応が実施される。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１鋼管
３矢板継手部材（継手に相当）
８介在部材
９接着材
Ｊ接合部

Claims

鋼管の外周面に、隣接管との継手が長手方向に沿って接合されている鋼管矢板であって、
前記鋼管は、鋼管本体と、前記鋼管本体の長手方向の両端に設けられた機械継手部材とから構成され、
前記継手は、前記鋼管本体の外周面及び前記機械継手部材の外周面の前記鋼管の管軸芯方向の全長にわたる長さを有する一体の鋼材から構成されるとともに、前記鋼管本体の外周面及び前記機械継手部材の外周面に前記全長にわたって接合され、
前記鋼管本体と前記継手との接合手段は溶接を用いてあり、前記機械継手部材と前記継手との接合手段は溶接以外の接合手段を用いてある鋼管矢板。
前記機械継手部材と前記継手との前記接合手段は、接着材を用いてある請求項１に記載の鋼管矢板。
前記機械継手部材と前記継手との前記接合手段は、前記機械継手部材と前記継手との間に介在部材を介して構成してある請求項１に記載の鋼管矢板。
前記介在部材と前記継手とは、溶接によって接合してあり、
前記介在部材と前記鋼管とは、接着材によって接合してある請求項３に記載の鋼管矢板。