JP6306946B2

JP6306946B2 - 回転火打ピース

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Publication number: JP6306946B2
Application number: JP2014115571A
Authority: JP
Inventors: 正貴藤本
Original assignee: Gecoss Corp
Current assignee: Gecoss Corp
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: JP2015229845A

Description

本発明は、山留め支保工において切梁または火打梁の端部を腹起しの側面部に接合するための回転火打ピースに関し、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合することができ、また、そのために他の単体の回転機能を備えたピース等の必要な部品数の削減と施工の簡素化、容易化等を図ることができ、さらに山留め壁に作用する土圧を切梁によって安全に支えられるようにしたものである。

一般に、地下構造物や埋設物の構築においては、施工中、根切り工事に伴う地山の崩壊や土砂の流出などを防止するため、地山に沿って多数のシートパイル等からなる山留め壁が仮設され、山留め壁の内側には腹起し、切梁、火打梁などからなる山止め支保工が仮設される。

通常、腹起しは山留め壁の内側に水平に添え付けられ、切梁は腹起しの側面部にほぼ直角に接合して水平に架け渡され、アジャストジャッキや油圧ジャッキ等によって腹起しを強く押し付けるように軸力が導入される。

また、腹起しと切梁間に火打梁が架け渡され、通常、火打梁は、腹起し側と切梁側にそれぞれ30度〜60度の火打角度で架け渡されるが、腹起しの設計用スパン（有効スパン）を決定する上で有利になる等の理由にから腹起し側60度、切梁側30度の火打ち角度、あるいは腹起し側、切梁側共に45度の火打ち角度で架け渡されることが多い。

また、火打ち角度が60度、45度および30度で接合する場合、現場施工の省力化、効率アップ等の理由により専用の火打ピースが用いられる。

また、これ以外の火打ち角度で接合する場合は、例えば図７(a)〜(c)に図示するように、腹起し30側に火打梁31を受ける火打ち受けボックスや火打ち受けピース等の火打ち受け部材32を取り付け、火打梁31の端部と火打ち受け部材32との間に間詰めコンクリートや図示するような袋詰めにしたコンクリート33を充填する等、現場の状況に合った方法により角度調整が行われる。

また、最近では、切梁や火打梁の端部を腹起しの側面部に角度調整可能に接合できるように構成された火打ピースも開発されている。

例えば、特許文献１に図示する支保工用自在ピースは、ジョイントプレートの片面に円弧状側面を突出して形成された受け部材と、前記周面に外接嵌合する凹形変曲面を備えた係合部材を組み合わせ、かつ前記周面と変曲面とを回動自在に当接させた上で両者を固定することにより構成されている。

また、他にピンや球体などの回転機能を用いて角度調整可能に接合できるように構成された回転火打ピースも開発されている(特許文献2,3参照)。

特開昭59−24033号公報登録実用新案第3049744号公報特許第2552220号公報特開2013-072264号公報特開2011-236642号公報

しかし、30度、45度および60度用火打ち受けピースによる接合は、角度調整ができないためこれらの角度以外では接合できないという課題があった。

また、図７(a)〜(c)に図示するような火打ち受けボックスと袋詰めコンクリートによる設置は、強度や品質等の信頼性に劣るだけでなく、現場の状況に合わせての取り付けとなること等から面倒な作業を強いられ、また解体時には落下による事故の危険があった。

さらに、間詰めコンクリートや袋詰めコンクリートが固化するまで次の工程に移れなかったり、あるいは角度が合うように特注品として金物を製作する必要があったりしてコストが嵩み、また施工の長期化が避けられない等の課題があった。

また、特許文献１に図示するような支保工用自在ピースでは、特に腹起し側に取り付けられた受け部材の受け部が、ほぼ円形状に形成されていることから、ジョイントプレートと受け部間が荷重を伝達する上で接触面積が小さいため、ジョイントプレートとの接合部に強度上の大きな課題がある。

このため、切梁および火打梁の角度調整は可能であっても、切梁と火打梁の傾きが大きくなるにつれて増大するせん断力に対する強度が充分とはいえず、別途火打梁などによって補強する必要がある。

また、ピンや球体などの回転機能を備えて構成された火打受けピースも、荷重を伝達する接触面積が小さいため、切梁と火打梁の傾きが大きくなるにつれて増大するせん断力に対する強度が充分とはいえない。

また、切梁の端部に先付けして、切梁と一緒に吊り込んだ際に、ピースが勝手に回転してきわめて危険なだけでなく、周囲に接触して損傷するおそれがあった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合することができ、またそのために間詰めコンクリート等の充填作業や、特注品として製作した金物を必要とせず、これにより他の単体の回転機能を備えたピース等の必要な部品数の削減と施工の簡素化、容易化等を可能にし、さらに山留め壁に作用する土圧を切梁によってきわめて安全に支えられるようにした回転火打ピースを提供することを目的とするものである。

本発明は、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を接合するための回転火打ピースの発明であり、特に腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合することができ、また単体の回転機能を備えたピース等の必要な部品数の削減と施工の簡素化、容易化等を図ることができ、さらに山留め壁に作用する土圧を切梁によってきわめて安全に支えられるようにしたものである。

本願において、腹起しの側面部に切梁の端部を接合するための継手金物と切梁の両側に設置される火打梁(火打ち受け金物等含む)を一体化することにより、火打梁の機能を併せ備えているのが火打ピースであり、これに切梁または火打梁の端部を腹起しの側面部に直角に取り付けるだけでなく、角度調整可能に取り付けられるように構成したのが本発明の回転火打ピースである。

本発明の回転火打ピースは、腹起しの側面部に主に切梁の端部を接合するための継手金物として用いられるが、火打梁などの他の梁部材を腹起しの側面部に接合する継手金物(火打受ピース)としても用いることができるものである。

本発明の回転火打ピースは、腹起しの側面部に取り付けられる腹起し側ピースと、切梁または火打梁の端部に取り付けられる梁側ピースとから構成され、前記腹起し側ピースは複数のボルト孔を有するベース部と当該ベース部の上面に突設された梁受け部とから構成され、前記梁側ピースは複数のボルト孔を有するベース部と当該ベース部の下面に突設され、前記梁受け部と回転可能に接合される回転部とから構成されている。

また、前記梁受け部は平面に見てベース部側を底辺とする二等辺三角形状に構成され、かつ上端部に前記梁受け部の中心を通る、前記腹起しの軸直角方向と平行な対称軸上の一点を中心に平面上に描かれる円弧と同一曲率で形成された嵌合凹部を備え、前記回転部は前記嵌合凹部と同一曲率で形成され、かつ前記嵌合凹部に内接嵌合される嵌合凸部を備えている。

そして、当該嵌合凸部が前記嵌合凹部内で回転可能なことにより、切梁または火打梁を腹起しの側面部に直角にだけでなく任意の角度に角度調整可能に接合することができる。また、梁側ピースの梁受け部がベース部側を底辺とする二等辺三角形状に構成されていることにより火打梁の機能も備えている。

腹起し側ピースは、Ｈ形鋼などの形鋼からなる一対の斜材を、ベース部上面の腹起しの軸直角方向と平行な対称軸Ｌの両側に、対称に、かつ相対向する側に斜めに設置することにより、平面に見てベース部側を底辺とする二等辺三角形状に枠組みし、必要により一対の斜材とベースプレートからなる枠内に面板(プレート)を取り付けて構成することで、火打機能を備えた火打ピースとすることができる。

すなわち、一対の斜材がベース部上面の腹起しの軸直角方向と平行な対称軸Ｌの両側に、対称にかつ相対向する側に斜めに設置されていることにより、特に腹起しと切梁の傾きが大きい場合でも、本来の火打梁を別途設置せずに山留め壁に作用する土圧を切梁によってきわめて安全に支えることができる。

そして、梁受け部の上端部に嵌合凹部を設けることで、切梁または火打梁の端部を腹起しの側面部に角度調整可能に接合するための回転火打ピースを構成する腹起し側ピースとなる。

なお、斜材の傾き(腹起しの軸方向軸に対する傾き)は、切梁や火打梁の想定される角度調整範囲などによって定めることができ、一般に斜材の傾きは45°または60°程度が適当である。

また、腹起し側ピースは、ベース部の上面にベース部側を底辺とする二等辺三角形状に形成されたウェブプレートを設置することによっても構成することができ、その際は必要により両側斜辺部と両側面部に補強リブを取り付けて剛性を高めるのがよい。

なお、この場合のウェブプレートは、一枚のプレートから形成されてもよく、また複数のプレートを適宜組み合わせて形成されてもよい。さらに、両側の斜辺部にカットＴ形鋼を配置し、その内側に一または複数のプレートを配置して二等辺三角形状に形成されてもよい。また、いずれの梁受け部において、水抜き孔を設けるのがよい。

嵌合凹部の曲率は、山留め壁に作用する土圧の想定される大きさ等を参酌して最適な曲率とすることができる。また、梁受け部の上端部を凹曲状に切り欠き、その上に凹曲面状に形成された鋼板を溶接する等の方法により容易に形成することができる。

さらに、前記嵌合凹部の内周面部に当該嵌合凹部の周方向に長軸を有するボルト孔が形成され、前記嵌合凸部の外周面部に前記ボルト孔と対向するボルト孔が形成され、これら双方のボルト孔に接合ボルトが締結されていることで、嵌合凹部内を嵌合凸部が回転することにより切梁または火打梁の角度調整が容易にでき、また、角度調整後前記接合ボルトを締め付けるだけで、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部をきわめて容易に接合することができる。

またその際、間詰めコンクリートや袋詰めコンクリートの充填作業や特注品として製作した金物を必要としないため、他の角度調整ピースの削減、施工の簡素化、容易化等を図ることができる。

本発明は、山留め支保工において切梁や火打梁の端部を腹起しの側面部に接合するための梁受け回転の発明であり、本発明によれば、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合することができ、また、そのために単体の回転機能を備えたピース等の必要な部品数の削減と施工の簡素化、容易化等を図ることができ、さらに山留め壁に作用する土圧を切梁によってきわめて安全に支えることができる。

平面四角形状に仮設された山留め壁と当該山留め壁を支える山留め支保工の平面図である。腹起しに対して直角に角度調整された回転火打ピースを示し、図２(a)は平面図、図２(b)は腹起し側ピースの嵌合凹部を示す図である。腹起しに対して斜めに角度調整された回転火打ピースを示し、図３(a)は平面図、図３(b)は腹起し側ピースのベース部を示す図である。梁側ピースを示し、図４(a)は平面図、図４(b)は図４(a)におけるイ−イ線断面図、図４(c)は図４(a)におけるロ部拡大図である。回転火打ピースの分解斜視図である。図６(a)〜(c)は、腹起しの側面部に切梁の端部を回転火打ピースによって接合する方法を示す説明図である。図７(a),(b)は、腹起しの側面部に切梁と火打梁を接合する方法の従来例を示す斜視図、図７(c)はその平面図である。

図１〜図５は、本発明の一実施形態を示し、図において、多数のシートパイルより平面四角形状に仮設された山留め壁１の各側面に複数の腹起し２がそれぞれ水平に添え付けられている。

また、斜めに対向する一組の山留め壁1Aと1Bの各側面に添え付けられた腹起し2,2間に複数の切梁３が腹起し２の軸方向に一定間隔おきに架設されている。なお、当該腹起し２と切梁３は山留め壁１の深さに応じて複数段設置されている。

また、各切梁３の一端は一方の腹起し２の側面部に回転火打ピース４を介して斜めに接合され、他端は他方の腹起し２の側面部に火打ちピース５を介してほぼ直角に接合されている。

回転火打ピース４は、腹起し２の側面部に取り付けられた腹起し側ピース６と各火打梁３の端部に取り付けられた梁側ピース７とから構成されている。

腹起し側ピース６は、腹起し２の軸方向を長辺とする長方形板状に形成されたベース部８と当該ベース部８の上面に、平面に見てベース部８側を底辺とする二等辺三角形状に突設された梁受け部９とから構成されている。なお、図面上、上側を上、下側を下とする。以下同じとする。

ベース部８には腹起し２の側面部にボルト締結するための複数のボルト孔8aが形成されている。

梁受け部９は一対の斜材10,10より形成され、当該斜材10,10はベース部８の長辺方向のほぼ中心を通る、腹起し２の軸直角方向と平行な対称軸Ｌの両側に左右対称にかつ対称軸Ｌ側に所定角度傾斜させて設置されている。

また、斜材10,10はＨ形鋼などの形鋼から形成され、かつ斜材10,10の傾斜角度(腹起しの軸方向軸に対する角度)は、切梁３の想定される角度調整範囲などを参酌して設定されており、一般に60°または45°程度に設定されている。符号10aは補強リブである。

斜材10,10の下端部はベース部８の上面に一体的に溶接され、上端部は対称軸Ｌ上で互いに一体的に溶接されている。また、斜材10,10の上端部、すなわち梁受け部９の上端部には凹曲面状の嵌合凹部11が形成されている。

嵌合凹部11は、対称軸Ｌ上の一点を中心に対称軸Ｌを含む平面上に描かれる円弧と同一曲率の凹曲面状に形成され、当該嵌合凹部11の内周面部に複数のボルト孔12,12が形成されている。ボルト孔12,12は、対称軸Ｌの両側に左右対称にかつ嵌合凹部11の周方向に長軸を有する長孔に形成されている。

なお、嵌合凹部11は、斜材10,10の上端部、すなわち梁受け部９の上端部(フランジとウェブ)を円弧状に切欠き、その上に凹曲面状に形成された湾曲プレート11aを溶接することにより形成されている。

なお、梁受け部９は、一または複数の鋼製プレートから構成されてもよい。例えば、平面に見て二等辺三角形状に形成された一枚の鋼製プレートをベース部８の上に取り付け、その両側斜辺部と両側面部に補強リブを取り付けることにより構成することができ、上端部に嵌合凹部11を設けることにより、図２(a),(b)に図示するものと同じ腹起し側ピース７となる。

このように構成された腹起し側ピース６は、腹起し２の側面部、すなわちフランジ2aの上面にベース部８のボルト孔8aを貫通する複数の締結ボルト13によってボルト止めすることにより取り付けられている。

梁側ピース７は、切梁３端部のエンドプレート3aに取り付けられたベース部14と当該ベース部14の下面に突設された回転部15 (以下「嵌合凸部15」という)から構成され、ベース部14には切梁３端部のエンドプレート3aにボルト止めするための複数のボルト孔14a,14aが形成されている。

ボルト孔14a,14aは、腹起し２の軸方向に長軸を有する長孔に形成されている(図４(a)参照)。

また、嵌合凸部15の周面は嵌合凹部11内に回転自在に内接嵌合可能な凸曲面状に形成され、また嵌合凸部15の周面部にボルト孔12,12と対向する複数のボルト孔16,16が形成されている。

また、嵌合凸部15は、例えば図４(a),(b)に図示するように、ベース部14の腹起し２の軸方向の中間部に中間プート15a、両端部に端部プレート15b,15bをそれぞれ取り付け、当該中間プレート15aと端部プレート15b,15bとの間に先端が円弧状に形成された一または複数のウェブプレート15cをそれぞれ腹起し２の軸直角方向に突設し、さらにこれらプレート15a,15bおよびプレート15cの先端部に凸曲面状に形成された湾曲プレート15dを取り付けることにより形成されている。

また、これらのプレートの両側に複数の補強リブ15e,15eが取り付けられている。なお、端部プレート15bとウェブプレート15cにＨ形鋼より形成されたカットＴ形鋼を用いることにより、端部プレート15bとウェブプレート15cを一体に形成することができ、また同時に取り付けることができる。

このように構成された梁側ピース７は、切梁３の端部にベース部14を切梁３の端部に取り付けられたエンドプレート3aに、ボルト孔14a,14aを貫通する複数の締結ボルト13,13によってボルト止めすることにより取り付けられている。その際、ボルト14a,14aが腹起し２の軸方向に長軸を有する長孔になっていることにより切梁３の位置調整を行うことができる。

また、腹起し側ピース６の嵌合凹部11内に嵌合凸部15を内接嵌合され、双方のボルト孔12と16に接合ボルト17,17が締結されている。そして、切梁３の角度調整後、接合ボルト17,17を強く締め付けることにより腹起し２の側面部に切梁３の端部が回転火打ピース４を介して斜めに接合されている。

なお、接合ボルト17のボルト孔12側と16側に、それぞれ凸曲面状に形成されたテーパ座金17aと凹局面状に形成されたテーパ座金17bが取り付けられていることで(図４(c)参照)、接合ボルト17,17を確実に締め付けることができることや、ボルト孔12の長軸方向にスムーズに移動させることができ、これにより切梁３の角度調整を容易に行うことができる。

次に、施工方法を説明すると、図６(a)に図示するように、腹起し側ピース６を梁側ピース７と一緒に山留め壁1Aの側面部に設置された腹起し２の側面部に先付けする。

次に、切梁３をクレーン等によって腹起し2,2間に吊り込み、当該切梁３の端部を先付けされた梁側ピース７に接合する。そして、切梁３の角度調整後、双方のボルト孔12と16に予め締結された接合ボルト17,17を強く締め付ける。

以上の作業手順により、腹起し２の側面部に切梁３の端部を回転火打ピース４によって容易に接合することができる。

なお、切梁３を腹起し2,2間に吊り込む際に、腹起し側ピース６と梁側ピース７のボルト孔12,16に締結された接合ボルト17,17を締め付けて腹起し側ピース６と梁側ピース７を仮接合しておくことで、切梁３の端部と梁側ピース７との位置合わせを容易に行うことができる。

また、梁側ピース７のボルト孔14a,14aが腹起し２の軸方向に長軸を有する長孔になっていることで、梁側ピース７に対する切梁３の微調整が可能であり(図４(a)参照)、これにより切梁３が多少偏心していても容易に取り付けることができる。

また、図６(b)に図示するように、腹起し側ピース６を梁側ピース７と一緒に切梁３の端部に先付けし、当該切梁３を山留め壁1Aと1Bの側面部に設置された腹起し2,2間に吊り込み、腹起し側ピース６を腹起し２の側面部に仮接合して、切梁３と梁側ピース７を角度調整後、双方のボルト孔12と16に予め締結された接合ボルト17,17を強く締め付ける。以上の手順によっても腹起し２の側面部に切梁３の端部を容易に接合することができる。

なお、腹起し側ピース６と梁側ピース７を先付けした切梁３を腹起し2,2間に吊り込む際、腹起し側ピース６と梁側ピース７の双方のボルト12,16に締結された接合ボルト17,17を仮締めしてピースが勝手に回転しないようにすることで、吊り込み作業の安全とピースの損傷防止等を図ることができる。

さらに、図６(c)に図示するように、腹起し側ピース６を山留め壁1Aの側面部に添え付けられた腹起し２の側面部に先付けし、また梁側ピース７を腹起し2,2間に吊り込む前の切梁３の端部に先付けする。

次に、切梁３をクレーン等によって腹起し2,2間に吊り込み、梁側ピース７の嵌合凸部15を腹起し側ピース６の嵌合凹部11内に内接嵌合させる。そして、切梁３の角度調整後、双方のボルト孔12と16に接合ボルト17,17を締結し、強く締め付ける手順によっても、腹起し２の側面部に切梁３の端部を容易に接合することができる。

本発明は、腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合することができ、また、そのために単体の回転機能を備えたピース等の必要な部品数の削減と施工の簡素化、容易化等を図ることができ、さらに山留め壁に作用する土圧を切梁によって安全に支えることができる。

１山留め壁
1A 山留め壁
1B 山留め壁
２腹起し
2a フランジ
３切梁
3a エンドプレート
４回転火打ピース
５火打ちピース
６腹起し側ピース
７梁側ピース
８ベース部
8a ボルト孔
９梁受け部
10 斜材
10a 補強リブ
11 嵌合凹部
11a 湾曲プレート
12 ボルト孔
13 締結ボルト
14 ベース部
14a ボルト孔
15 嵌合凸部(回転部)
15a 中間プレート
15b 端部プレート
15c ウェブプレート
15d 湾曲プレート
15e 補強リブ
16 ボルト孔
17 接合ボルト
17a テーパ座金
17b テーパ座金

Claims

腹起しの側面部に切梁または火打梁の端部を角度調整可能に接合するための回転火打ピースにおいて、前記腹起しの側面部に取り付けられる腹起し側ピースと、前記切梁または火打梁の端部に取り付けられる梁側ピースとから構成され、前記腹起し側ピースは複数のボルト孔を有するベース部と当該ベース部の上面に突設された梁受け部とから構成され、前記梁側ピースは複数のボルト孔を有するベース部と当該ベース部の下面に突設され、前記梁受け部と回転可能に接合される回転部とから構成され、前記梁受け部は平面に見てベース部側を底辺とする二等辺三角形状に構成され、かつ上端部に前記梁受け部の中間を通る、前記腹起しの軸直角方向と平行な対称軸上の一点を中心に平面上に描かれる円弧と同一曲率で形成された嵌合凹部を備え、前記回転部は前記嵌合凹部と同一曲率で形成され、かつ前記嵌合凹部に回転可能に内接嵌合される嵌合凸部を備えていることを特徴とする回転火打ピース。
請求項１記載の回転火打ピースにおいて、前記嵌合凹部の内周面部に当該嵌合凹部の周方向に長軸を有するボルト孔が形成され、前記嵌合凸部の外周面部に前記ボルト孔と対向するボルト孔が形成され、当該双方のボルト孔に接合ボルトが締結されていることにより前記嵌合凸部が嵌合凹部に回転可能に内接嵌合されていることを特徴する回転火打ピース。
請求項１または２記載の回転火打ピースにおいて、腹起し側ピースは、ベース部と当該ベース部上面の、腹起しの軸直角方向と平行な対称軸の両側に、対称にかつ相対向する側に斜めに設置された一対の斜材とから平面に見てベース部側を底辺とする二等辺三角形状に構成され、かつ上端部に前記対称軸上の一点を中心に平面上に描かれる円弧と同一曲率で形成された嵌合凹部を備えていることを特徴とする回転火打ピース。
請求項１または２記載の回転火打ピースにおいて、腹起し側ピースは、ベース部と当該ベース部の上面にベース部側を底辺とする二等辺三角形状に形成されたウェブプレートとから構成され、かつ上端部に前記ウェブプレートの中心を通る、前記腹起しの軸直角方向と平行な対称軸上の一点を中心に、平面上に描かれる円弧と同一曲率で形成された嵌合凹部を備えていることを特徴とする回転火打ピース。
請求項３記載の回転火打ピースにおいて、一対の斜材はＨ形鋼より形成されていることを特徴とする回転火打ピース。
請求項４記載の回転火打ピースにおいて、ウェブプレートは鋼板から形成され、当該鋼板の斜辺部と側面部に複数の補強リブが取り付けられていることを特徴とする回転火打ピース。