JP6261135B2 - 山留壁の架構構造 - Google Patents

Description

本発明は、山留壁の架構構造に関する。

山留壁に横架する腹起は、一般的にＨ鋼などの鋼材を複数連結することによって構成する。このＨ鋼の既成品として一般的なサイズは、高さ４００ｍｍ×幅４００ｍｍのものや、高さ５００ｍｍ×幅５００ｍｍのものがあり、長さは１０００ｍｍ〜７０００ｍｍ程度のものが多い。

これらの一般的な鋼材に対し、腹起の支間長を長くするべく、該鋼材を高強度化するには、各鋼材の素材を高強度の素材としたり、鋼材の寸法を大きくして断面係数を高くしたりする方法がある。

前記したように各鋼材を高強度化する際には、これらの鋼材同士を連結するためのカバープレートも同時に強度向上を図る必要が生じる。
これは、各鋼材の連結部が相対的に弱部となることを防止するためである。
このカバープレートの強度向上には、カバープレートの素材を鋼材と同素材のものに変更したり、鋼材のサイズアップにあわせてカバープレートもサイズアップを行ったり、締結ボルトの高性能化や締結本数を増加したりするなど、多用な観点から設計変更が求められることとなる。
しかし、上記した設計変更後のカバープレートは、いわゆる既製品から外れた特注製品となり、コスト高や施工性の低下が生じる要因となり得る。

上記課題を解決すべくなされた本発明は、山留壁の内面に横架する腹起と、前記腹起に接続する切梁と、を備えた山留壁の架構構造であって、前記腹起は、複数の鋼材を連結してなる鋼材の一部に高強度梁を少なくとも有し、腹起を構成する鋼材の連結部の地盤側をカバープレートで連結し、腹起を構成する地掘削側の前記鋼材の連結部に切梁を配し、鋼材の連結部の地掘削側を切梁で直接連結したことを特徴とする。
本発明の他の形態において、前記腹起しを構成する複数の鋼材が高張力鋼製の高強度梁と、該高強度梁よりも低強度な梁材とからなる。
本発明の他の形態において、前記腹起しを構成する複数の鋼材が高張力鋼製の高強度梁からなる。
本発明の他の形態において、前記高強度梁はその引張強さが４９０Ｎ／ｍｍ^２以上、または断面係数が６５２０ｃｍ^３以上、あるいはその両方である。

本発明に係る山留壁の架構構造によれば、従来の鋼材から高強度化した鋼材の連結部を、切梁との接続箇所に配することで、従来の鋼材に用いるカバープレートを連結部の地盤側に設置することで足り、高強度化した鋼材の連結部にそのまま用いることができ、コスト高や施工性の低下の問題を回避することができる。

実施例に係る山留壁の架構構造の概略図。 他の形態１に係る山留壁の架構構造の概略図。 他の形態２に係る山留壁の架構構造の概略図。 他の形態３に係る腹起の構成例の概略図。

以下、各図面を参照しながら、本発明について説明する。

＜１＞全体構成。
図１は、実施例に係る山留壁Ａの架構構造の概略図である。
本実施例に係る山留壁Ａの架設構造は山留壁Ａの内面に横架する、腹起１０と、前記腹起１０に接続する、切梁２０と、を備える。

＜２＞腹起。
前記腹起１０は、複数の鋼材を連結してなる、高強度梁１１、を少なくとも有する。
腹起１０に用いる鋼材は、公知の部材を用いることができる。

＜３＞高強度梁。
高強度梁１１は、山留壁Ａを支保する単複数の高強度鋼（高張力鋼）からなる鋼材を複数連結して構成する。
各鋼材の連結態様は、後述する切梁２０との接続態様の欄にて詳細に説明する。

＜４＞高強度梁に求められる性能。
高強度梁１１を構成する鋼材は、引張強さが４９０Ｎ／ｍｍ^２以上、または断面係数が６５２０ｃｍ^３以上を具備していることが好ましい。

＜４．１＞高強度梁の素材。
高強度梁１１を構成する鋼材の素材について、例えばＳＭ４９０Ａ、ＳＭ４９０ＹＢ、ＳＭ５２０Ｃ、ＳＭＡ４９０等の高強度鋼を採用することができる。

＜４．２＞高強度梁のサイズ。
高強度梁１１を構成する鋼材のサイズ、例えばＨ鋼の高さ（フランジ幅）は、できる限り、既成品のカバープレートが流用可能なサイズとしておくことが好ましい。
その上で、高強度梁１１の断面係数を６５２０ｃｍ^３以上とするには、高さ５００ｍｍ×幅５００ｍｍ×ウェブ厚２５ｍｍ×フランジ厚２５ｍｍのＨ鋼や、高さ８００ｍｍ×幅４００ｍｍ×ウェブ厚１６ｍｍ×フランジ厚３６ｍｍの断面サイズを呈するＨ鋼などが挙げられる。

＜４．３＞形状。
なお、高強度梁１１の断面形状は、本例ではＨ形鋼を使用しているが、他の断面形状（Ｔ形、Ｉ形、Ｃ形など）の鋼材を適用することもできる。

＜５＞切梁。
切梁２０に用いる鋼材は、公知の部材を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

＜６＞切梁の腹起との接続態様。
前記切梁２０は、前記高強度梁１１を構成する複数の鋼材の連結部４０のうち、少なくとも何れか一つの連結部４０へと接続した態様とする。
この連結態様を採用した箇所は、連結部４０の掘削側については前記切梁２０がカバープレートの機能を兼用することとなるため、カバープレート３０は連結部４０の地盤側のみで足りることとなる。

＜７＞作用・効果。
以上説明したとおり、本実施例に係る山留壁Ａの架構構造によれば、腹起１０を構成する鋼材の連結に用いる掘削側のカバープレートを削減することで、ボルトの脱着作業を省力化することができる。
例えば高強度梁１１を構成する鋼材に、高さ８００ｍｍ×幅４００ｍｍの断面サイズを呈するＨ鋼を用いた場合を想定したとき、既成品である高さ４００ｍｍ×幅４００ｍｍのＨ鋼の連結用に用いる地盤側のカバープレート３０をそのまま流用することができるため、特注品を製作する必要が無く、コスト高や施工性の低下の問題を回避することができる。
また、高強度梁１１を構成する鋼材に、高さ８００ｍｍ×幅４００ｍｍの断面サイズを呈するＨ鋼を用いた場合を想定したとき、従来の腹起の最大サイズとされる高さ５００ｍｍ×幅５００ｍｍのＨ鋼よりも、約２倍の曲げ耐力を持つこととなり、スパンの長尺化が可能となるため、切梁２０の接続箇所の設計自由度の向上にも寄与し得る。

［他の形態１］
図２を参照しながら、他の形態に係る山留壁Ａの架構構造について説明する。
本形態が実施例と異なる点は、本形態では前記切梁２０から前記腹起１０の間を接続する火打ち梁５０、をさらに設けた点である。
このとき、前記複数の鋼材の連結部４０のうち少なくとも何れか一つの連結部４０を、前記腹起１０と前記火打ち梁５０との接続箇所から、前記腹起１０と前記切梁２０との接続箇所までの間に配するものとする。
例えば、図２（ａ）のように、各鋼材の連結部４０に切梁２０が位置するように連結してもよいし、図２（ｂ）のように、各鋼材の連結部４０に火打ち梁５０の一端が位置するように連結してもよい。
本形態に係る構成によっても、実施例と同様の作用効果を得ることができる。

［他の形態２］
図３を参照しながら、他の形態に係る山留壁Ａの架構構造について説明する。
本形態が実施例と異なる点は、前記切梁２０の先端に設けて前記腹起１０と接続する、火打ちブロック６０をさらに備えた点である。
なお、前記火打ちブロック６０は、切梁２０の一部または全部に適宜採用することができる。
本形態に係る構成によっても、実施例と同様の作用効果を得ることができる。

［他の形態３］
＜１＞腹起の構成に係る別実施例。
腹起１０は、前記した高強度梁１１に加え、その他の鋼材を組み合わせて構成することができる。
例えば、腹起１０は、前記した高強度梁１１よりも低強度な鋼材（単に「梁材１２」という。）を、前記高強度梁１１と組合せることができる。
この梁材１２を、前記高強度梁１１よりも低強度にする方法としては、以下の方法が考えられる。

＜２＞複数部材の組合せによる強度設計。
梁材１２を、複数部材を組み合わせた構造とする方法が考えられる。
例えば、図４に示すように、梁材１２を内方梁１２１と外方梁１２２で積層した構造とすることができる。
この構成であれば、高強度梁１１および梁材１２の素材が同一であっても、梁材１２の強度を抑えることができる。

＜３＞素材の変更による強度設計。
梁材１２の素材を、高強度梁１１よりも強度の低い素材とする方法が考えられる。
高強度梁１１に高強度の鋼材（例えばＳＭ４９０Ａ等）を使用している場合には、梁材１２には、例えば一般構造用圧延鋼材（例えばＳＳ４００材）を使用すればよい。
この構成であれば、高強度梁１１および梁材１２の断面形状が同一であっても、梁材１２の強度を抑えることができる。

＜４＞断面係数の変更。
梁材１２のサイズや形状を変更して、梁材１２の断面係数を高強度梁１１の断面係数よりも低い値とする方法が考えられる。
この構成であれば、高強度梁１１および梁材１２の素材が同一であっても、梁材１２の強度を抑えることができる。

＜５＞強度調整方法の選択基準。
梁材１２を高強度梁１１よりも低強度に設計する際に、上記方法の何れを選択するかは、以下の有益性等も考慮することができる。

［素材を異なる組合せにした場合の有益性］
例えば、梁材１２の素材に一般鋼材（例えばＳＳ４００材）を用い、高強度梁１１の素材として高強度の鋼材（例えばＳＭ４９０Ａ等）を用いた場合、腹起１０の耐力向上、腹起１０の軽量化および資材コストの削減の並立を図ることができる点で有益性がある。

［山留壁からの突出長を同一とした場合の有益性］
内方梁１２１と外方梁１２２を並べて構成する梁材１２と、高強度梁１１とについて、山留壁Ａからの突出長（高さ）を等しい関係とすることができる。
例えば、図４に示すように、梁材１２を構成する各梁１２１，１２２の高さをＨ₁、フランジ幅をＢ₁とし、高強度梁１１の高さをＨ₂、フランジ幅Ｂ₂とすると、高強度梁１１の高さＨ₂と両梁１２１，１２２の高さ（Ｈ₁×２）は等しく、また高強度梁１１のフランジ幅Ｂ₂は両梁１２１，１２２のフランジ幅Ｂ₁と等しい関係とすることができる。
当該構造によれば、両梁材１１，１２の継手部１３に段差が生じない点で有益である。

［断面形状を同一形状にした場合の有益性］
高強度梁１１の断面形状と梁材１２の断面形状を同一形状とした場合、両梁材１１，１２の継手部１３に段差をなくして連結構造を簡略化することができ、さらに腹起１０の構造計算が容易となる点で有益である。

［高強度梁と梁材との連結態様］
高強度梁１１と梁材１２との連結態様は特段限定しない。
すなわち、一箇所でも高強度梁１１と梁材１２とが連結した態様を呈していれば良く、その他の箇所で、高強度梁１１同士や梁材１２同士が連結した箇所が含まれていても構わない。
よって、例えば、腹起１０上で支間を長く確保したい箇所に、高強度梁１１を位置させるような配置形態を呈することもできる。

Ａ 土留壁
１０ 腹起
１１ 高強度梁
１２ 梁材
１２１ 内方梁
１２２ 外方梁
１３ 継手部
２０ 切梁
３０ カバープレート
４０ 連結部
５０ 火打ち梁
６０ 火打ちブロック

Claims (4)

1. 山留壁の内面に横架する腹起と、前記腹起に接続する切梁と、を備えた山留壁の架構構造であって、
   前記腹起は、複数の鋼材を連結してなる鋼材の一部に高張力鋼製の高強度梁を少なくとも有し、
   腹起を構成する鋼材の連結部の地盤側にカバープレートを位置させ、
   前記地盤側のカバープレートと腹起を構成する鋼材の掘削側に位置させた切梁の端部とにより腹起の連結部を連結したことを特徴とする、
   山留壁の架構構造。
2. 前記腹起しを構成する複数の鋼材が高強度梁と、該高強度梁よりも低強度な梁材とからなることを特徴とする、請求項１に記載の山留壁の架構構造。
3. 前記腹起しを構成する複数の鋼材が高張力鋼製の高強度梁からなることを特徴とする、請求項１に記載の山留壁の架構構造。
4. 前記高強度梁はその引張強さが４９０Ｎ／ｍｍ^２以上、または断面係数が６５２０ｃｍ^３以上、あるいはその両方であることを特徴とする、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の山留壁の架構構造。

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