JP6375995B2 - Steel sheet pile longitudinal structure and steel sheet pile wall structure - Google Patents
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Description
本発明は、鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造に関する。 The present invention relates to a longitudinal connection structure of steel sheet piles and a steel sheet pile wall structure.
従来、土木建築分野における土留め壁や地下構造、基礎構造として、鋼矢板を左右に連結して構築される鋼製連壁が利用されている。このような鋼製連壁において、地盤への鋼矢板の打ち込み深さが深くなって鋼矢板の長さ寸法が大きくなると、製造上や運搬上の理由から鋼矢板を上下に分けて製造、運搬し、現場にて下側の鋼矢板を打設した後に、その上端縁に上側の鋼矢板を接合するという縦継ぎ構造が用いられる。このような鋼矢板の縦継ぎ構造としては、上下の鋼矢板の端縁同士を全断面溶接（フルペネ溶接、完全溶込溶接）によって接合することが一般的である。 Conventionally, steel connection walls constructed by connecting steel sheet piles to the left and right have been used as earth retaining walls, underground structures, and foundation structures in the field of civil engineering and construction. In such a steel continuous wall, when the depth of the steel sheet pile into the ground becomes deep and the length of the steel sheet pile increases, the steel sheet pile is divided into upper and lower parts for manufacturing and transportation reasons. Then, after installing the lower steel sheet pile at the site, a longitudinal joint structure is used in which the upper steel sheet pile is joined to the upper edge. As a longitudinally connected structure of such steel sheet piles, it is common to join the end edges of the upper and lower steel sheet piles by full cross-section welding (full penetration welding, full penetration welding).
また、鋼矢板の縦継ぎ構造では、鋼矢板の爪状の継手部は溶接の対象外となっているため、縦継ぎ面おいて断面欠損が生じることになり、縦継ぎ面での断面２次モーメントおよび断面係数が低減することになる。そこで、縦継ぎ面によって連結される上下の鋼矢板に対して平面視でひし形の添接板を添えて溶接により固定することで断面欠損を補完する構造にすることが一般的に行われている。これについては、「鋼矢板、設計から施工まで」（鋼管杭協会）にも記載されている。また、縦継ぎ面の断面欠損を補完する他の縦継ぎ方法として、例えば特許文献１、２に記載されているものがある。
Further, in the steel sheet pile longitudinally connected structure, the claw-shaped joint portion of the steel sheet pile is not subject to welding. The moment and section modulus will be reduced. In view of this, it is a common practice to add a diamond-shaped attachment plate in plan view to the upper and lower steel sheet piles connected by the longitudinal connection surface and fix them by welding to complement the cross-sectional defect. . This is also described in "Steel sheet pile, from design to construction" (Steel Pipe Pile Association). Further, as other longitudinal joining methods for complementing the cross-sectional defect of the longitudinal joint surface, there are methods described in
特許文献１には、ボルトや治具を使用して上下の鋼矢板同士を縦継ぎする構成について記載されている。
特許文献２は、所定の回転角以上に鋼矢板を打設する際に使用する接続用部材であって、鉛直方向に一定の間隔で離隔をもけることで、接続部材と鋼矢板との溶接部を起点としたひび割れ等を防止する構成について記載したものである。
しかしながら、従来の鋼矢板の縦継ぎ構造において、断面欠損が生じる縦継ぎ面を補強するためのひし形の添接板は、図１０に示すように、鋼矢板延長方向Ｙの長さ寸法で８１０ｍｍ、鋼矢板幅方向Ｘの寸法で２４０ｍｍ（例えば、「ＮＳ−ＳＰ−４５Ｈ」新日鐵住金社製のハット形鋼矢板を使用した場合）と大きな形状となる。そのため、添接板の形状をより小さく、かつ鋼重を低減することが求められており、その点で改善の余地があった。 However, in the conventional steel sheet pile longitudinal structure, the diamond-shaped attachment plate for reinforcing the longitudinal surface where the cross-sectional defect occurs is 810 mm in length in the steel sheet pile extension direction Y, as shown in FIG. The size in the steel sheet pile width direction X is 240 mm (for example, when a hat-shaped steel sheet pile made by “NS-SP-45H” manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal is used) and a large shape. For this reason, it has been demanded to reduce the shape of the joining plate and reduce the steel weight, and there is room for improvement in that respect.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、添接板の形状を小さくすることができ、鋼重の低減を図ることができる鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a steel sheet pile longitudinal connection structure and a steel sheet pile wall structure capable of reducing the shape of the joining plate and reducing the steel weight. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明に係る鋼矢板の縦継ぎ構造は、フランジを有して断面屈曲状に形成された鋼矢板を縦継ぎ面を介して上下に連結する鋼矢板の縦継ぎ構造であって、前記フランジにおいて鋼矢板延長方向に沿って延在する縦継部が設けられ、前記縦継ぎ面は、前記縦継部の両端から前記鋼矢板の継手部側に向けて水平方向に沿って延在する一対の溶接縦継ぎ水平面を有し、該溶接縦継ぎ水平面は、同一の水平断面上で一致せずに前記鋼矢板延長方向にずれた位置に設けられ、前記フランジには、前記縦継部を覆うようにして添接板が溶接により固定されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a steel sheet pile longitudinal connection structure according to the present invention is a steel sheet pile longitudinal connection structure in which a steel sheet pile having a flange and having a bent cross section is vertically connected via a longitudinal connection surface. In the flange, a longitudinally extending portion extending along the steel sheet pile extending direction is provided, and the longitudinally connecting surface is horizontally directed from both ends of the longitudinally connecting portion toward the joint portion side of the steel sheet pile. A pair of welded longitudinal horizontal planes extending along the welded longitudinal horizontal planes, which are not aligned on the same horizontal cross section and are provided at positions shifted in the steel sheet pile extension direction, An attachment plate is fixed by welding so as to cover the longitudinal joint portion.
また、本発明に係る鋼矢板壁構造は、上述した鋼矢板の縦継ぎ構造を用いて上下の前記鋼矢板が連結されるとともに、該上下に連結された鋼矢板が左右に連続して設けられていることを特徴としている。 In addition, the steel sheet pile wall structure according to the present invention is configured such that the upper and lower steel sheet piles are connected using the above-described longitudinal connection structure of the steel sheet piles, and the steel sheet piles connected vertically are continuously provided on the left and right. It is characterized by having.
本発明では、フランジにおいて鋼矢板延長方向に延在する縦継部を設けることにより、上下の鋼矢板の縦継ぎ面の一対の溶接縦継ぎ水平面が同一の水平断面上で一致せず互いに鋼矢板延長方向にずれた位置となる。これにより、縦継ぎ面の断面欠損を一対の溶接縦継ぎ水平面の２断面に分担させることが可能となる。
そのため、縦継部を覆うようにしてフランジに溶接された所定の断面性能を有する添接板の形状を小さくすることができ、鋼重の低減を図ることができる。
In the present invention, by providing a longitudinally extending portion extending in the steel sheet pile extending direction in the flange, the pair of welded longitudinal horizontal planes of the longitudinally connected surfaces of the upper and lower steel sheet piles do not coincide with each other on the same horizontal section, and the steel sheet piles are mutually connected. The position is shifted in the extending direction. Thereby, it becomes possible to share the cross-sectional defect | deletion of a longitudinal joint surface into 2 cross sections of a pair of welding longitudinal seam plane.
Therefore, the shape of the splicing plate having a predetermined cross-sectional performance welded to the flange so as to cover the longitudinal portion can be reduced, and the steel weight can be reduced.
また、本発明に係る鋼矢板の縦継ぎ構造は、前記縦継部は、溶接されていないことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the longitudinal connection part of the longitudinal connection structure of the steel sheet pile which concerns on this invention is not welded.
本発明では、縦継部を無溶接としても、鋼矢板壁が梁としての変形を想定して供用することから、添接板が設置されることにより、鋼矢板延長方向の構造的な性能の低下がない。これにより、縦継部の溶接作業に必要なコストおよび時間を省略することができる。 In the present invention, since the steel sheet pile wall is assumed to be deformed as a beam even if the joint portion is not welded, the structural performance in the steel sheet pile extension direction can be obtained by installing the attachment plate. There is no decline. Thereby, the cost and time required for the welding operation of the joint portion can be omitted.
また、本発明に係る鋼矢板の縦継ぎ構造は、前記添接板の前記フランジに対する溶接部は、上下の前記鋼矢板同士のせん断力により破断しない周長を有していることが好ましい。 In the longitudinal connection structure of steel sheet piles according to the present invention, it is preferable that the welded portion of the splicing plate to the flange has a circumferential length that does not break due to the shearing force between the upper and lower steel sheet piles.
この場合、縦継部における鋼矢板延長方向の長さ寸法は添接板の溶接がせん断力により破断しない長さであれば良く、添接板を全周溶接とすることで溶接長（周長）を確保することが可能となることから、前述の縦継部の長さ寸法を短くすることができる。そのため、添接板の形状を小さくすることができ、鋼重の低減を図ることができる。 In this case, the length dimension in the steel sheet pile extension direction at the joint may be any length that does not cause the welding of the splicing plate to break due to the shearing force. ) Can be ensured, so that the length dimension of the above-mentioned longitudinal joint portion can be shortened. Therefore, the shape of the attachment plate can be reduced, and the steel weight can be reduced.
また、本発明に係る鋼矢板の縦継ぎ構造は、前記添接板は、前記縦継部の延在方向に平行な一対の直線部を有する平面視で六角形状の外郭をなし、前記一対の直線部を前記縦継部の鋼矢板幅方向の両側に位置させた状態で前記フランジに固定されていることが好ましい。 Further, in the longitudinal connection structure of steel sheet piles according to the present invention, the splice plate has a hexagonal outline in a plan view having a pair of linear portions parallel to the extending direction of the longitudinal connection portion, It is preferable that the straight part is fixed to the flange in a state where the straight part is located on both sides of the longitudinal direction of the steel sheet pile.
添接板の形状はひし形でもよいが、鋼矢板延長方向に延在する縦継部に対応する、延長方向の区間においては、添接板の幅寸法は一定とした六角形状を用いることで鋼重が削減できる。さらに、ひし形の角部に発生する可能性がある応力集中を緩和できる。 The shape of the splicing plate may be a rhombus, but in the section in the extending direction corresponding to the longitudinally extending portion extending in the steel sheet pile extending direction, the hexagonal shape with a constant width dimension of the splicing plate is used to The weight can be reduced. Furthermore, stress concentration that may occur at the corners of the rhombus can be reduced.
また、本発明に係る鋼矢板壁構造は、互いに隣接する鋼矢板は、それぞれの前記縦継ぎ面の位置が前記鋼矢板延長方向で一致していない構成としてもよい。 Moreover, the steel sheet pile wall structure which concerns on this invention is good also as a structure where the position of each said vertical joint surface does not correspond in the said steel sheet pile extension direction for the steel sheet pile adjacent to each other.
本発明では、隣接する鋼矢板における縦継ぎ面の一対の溶接縦継ぎ水平面同士が同一の水平断面上で一致せずに鋼矢板延長方向にずれていれば良いことから、縦継ぎ面の鋼矢板延長方向の位置にかかわらず、鋼矢板同士を自由に組み合わせて左右に連結して鋼矢板壁構造を構成することができる。 In the present invention, since the pair of welded longitudinal horizontal planes of the longitudinal joint surfaces in adjacent steel sheet piles do not coincide with each other on the same horizontal cross section, it is sufficient that they are shifted in the steel sheet pile extension direction. Regardless of the position in the extension direction, steel sheet pile wall structures can be configured by freely combining steel sheet piles and connecting them to the left and right.
本発明の鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造によれば、フランジの鋼矢板延長方向に延在する縦継部を設けることにより、上下の鋼矢板の縦継ぎ面を同一の水平断面上に一致させない位置とすることができる。これにより、縦継ぎ面の断面欠損を鋼矢板延長方向の２断面に分担させることが可能となり、添接板の形状を小さくすることができ、鋼重の低減を図ることができる。 According to the longitudinal connection structure and the steel sheet pile wall structure of the steel sheet pile of the present invention, the longitudinal connection surfaces of the upper and lower steel sheet piles are arranged on the same horizontal section by providing the longitudinal connection portion extending in the steel sheet pile extending direction of the flange. It is possible to set the position so as not to match. Thereby, it becomes possible to share the cross-sectional defect | deletion of a longitudinal joint surface into two cross sections of a steel sheet pile extension direction, the shape of an attachment board can be made small, and reduction of steel weight can be aimed at.
以下、本発明の実施の形態による鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a longitudinal connection structure of steel sheet piles and a steel sheet pile wall structure according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１および図２に示すように、本実施の形態による鋼矢板の縦継ぎ構造は、鋼矢板壁構造として鋼製連壁１０（図７参照）が採用され、上下の鋼矢板１（２、３）同士が縦継ぎ面４で溶接により連結される縦継ぎ構造を対象としている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the steel sheet pile longitudinal connection structure according to the present embodiment employs a steel wall 10 (see FIG. 7) as the steel sheet pile wall structure, and the upper and lower steel sheet piles 1 (2, 2, 2). 3) A longitudinal joint structure in which the
図７に示す鋼製連壁１０は、河岸や海岸等の護岸あるいは傾斜地の段差部などにおいて土留め壁として利用されたり、建物や橋梁などの構造物の基礎として利用されたり、地下構造における地下外壁等として利用されたりするものであって、複数の鋼矢板１、１を左右に連結した壁体として構成されている。
The
図１〜図４に示すように、鋼矢板１は、それぞれ上下に延びて形成されるとともに、縦継ぎ面４によって上下に連結される下側鋼矢板２と上側鋼矢板３とを備えて構成されている。すなわち、地盤に対して先行して下側鋼矢板２が打設され、その上端部２ａに上側鋼矢板３の下端部３ａが縦継ぎ面４で接合されてから、これらの下側鋼矢板２および上側鋼矢板３がさらに地盤に打設されることで、打設深さの大きな鋼製連壁１０が構築できるようになっている（図７参照）。なお、事前に工場や現場にて下側鋼矢板２と上側鋼矢板３を縦継ぎし、その後打設しても良い。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
下側鋼矢板２および上側鋼矢板３は、それぞれ鋼矢板幅方向（以下、幅方向Ｘという）の中央に位置するフランジ２１，３１と、このフランジ２１、３１の両側端縁に連続する一対のウェブ２２、３２と、これら一対のウェブ２２、３２の先端縁からフランジ２１、３１と平行かつ幅方向Ｘの外方に延びる一対のアーム２３、３３と、これら一対のアーム２３、３３の先端縁に設けられる一対の継手部２４、３４と、を有したハット形鋼矢板である。なお、前記幅方向Ｘは、必要に応じて左右方向という。
鋼矢板２、３は、幅方向Ｘ（左右方向）に隣り合う鋼矢板２、３と互いの継手部２４、３４同士を嵌合させることで連結され、これにより鋼製連壁１０が形成されるようになっている。このような各鋼矢板２、３では、フランジ２１、３１とアーム２３、３３との外面間距離である鋼矢板断面高さを有し、この鋼矢板断面高さが鋼製連壁１０の壁厚寸法になっている。
The lower
The steel sheet piles 2 and 3 are connected by fitting the steel sheet piles 2 and 3 adjacent to each other in the width direction X (left and right direction) and the
縦継ぎ面４には、フランジ２１、３１において鋼矢板延長方向（以下、延長方向Ｙという）に沿って延在する縦継部４０が設けられている。そして、縦継ぎ面４は、縦継部４０の両端４０ａ、４０ｂから鋼矢板２、３の継手部２４、３４側に向けて水平方向に沿って延在する一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂを有している。本実施の形態では、縦継部４０は無溶接であり、一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂは溶接されている。
The longitudinal
縦継部４０は、フランジ２１、３１の幅方向Ｘの中心部を通る延長方向Ｙに沿って延びている。一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂは、同一の水平断面上で一致せずに互いに延長方向Ｙに縦継部４０の長さ寸法だけずれた位置に設けられている。
このように下側鋼矢板２の上端と上側鋼矢板３の下端とは、上述した縦継部４０及び溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂから形成される段差が形成されている。
ここで、縦継部４０の延長方向Ｙの長さ寸法Ｌは、例えば継手部２４、３４の高さを板厚としたとき、板厚が３６．５ｍｍの場合において、３６．５ｍｍ以上で５０ｍｍ以下に設定することができる。
The longitudinal joint 40 extends along an extending direction Y that passes through the center of the
As described above, the upper end of the lower
Here, the length dimension L in the extending direction Y of the
また、図１及び図２に示すように、縦継ぎ面４には、フランジ２１、３１における壁厚方向Ｚのウェブ２２側において、フランジ２１、３１の双方にわたって配置され、かつ縦継部４０を覆うようにして全周隅肉溶接により板状の第１添接板５が固定されている。
そのため、上述したように縦継部４０は、無溶接であっても、全周溶接された第１添接板５によって覆われているため、止水性は確保されている。
Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, it is arrange | positioned over the
Therefore, as described above, even if the
第１添接板５は、図４に示すように、縦継部４０に平行な一対の直線部５１と、直線部５１のそれぞれの上端から上方に向かうに従い漸次、幅方向Ｘの中心に向う第１傾斜部５２と、直線部５１の下端から下方に向かうに従い漸次、幅方向Ｘの中心に向う第２傾斜部５３と、から形成される六角形状の外郭をなし、所定の断面性能を有する形状、寸法に設定されている。そして、第１添接板５は、一対の直線部５１を縦継部４０の幅方向Ｘの両側に位置させた状態でフランジ２１、３１に固定されている。第１添接板５の平面視の形状、大きさは、フランジ２１、３１との溶接部がせん断力により破断しない程度の周長を有するように設定されている。
As shown in FIG. 4, the
さらに、縦継ぎ面４には、アーム２３、３３における壁厚方向Ｚのウェブ２２側の面の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂにおいて、下側鋼矢板２と上側鋼矢板３の双方にわたって配置される板状の第２添接板６が固定されている。
第２添接板６は、四角形状の外郭をなし、所定の断面性能を有する形状、寸法に設定されている。
Furthermore, on the longitudinal
The
このように、下側鋼矢板２と上側鋼矢板３とは、溶接縦継ぎ水平面４Ａおよび溶接縦継ぎ水平面４Ｂが溶接されることにより接合されるとともに、第１添接板５および第２添接板６を介して互いに接合されて縦継ぎ面４が構成されている。
As described above, the lower
ここで、本実施の形態の縦継ぎ面４を有する鋼矢板２、３とその縦継ぎ構造の各寸法の一例を、図５および図６に示す。図５に示すように、鋼矢板２、３は、全幅９００ｍｍ、全高さ３６８ｍｍ、フランジ２１、３１の幅寸法および板厚はそれぞれ２９８．５ｍｍ、１５ｍｍ、アーム２３、３３の幅寸法が７３．３ｍｍ、継手部２４、３４の高さ寸法が３６．５ｍｍ、となっている。そして、第１添接板５は、板厚１９ｍｍ、板幅１６５ｍｍ、直線部５１の延長方向Ｙの長さ寸法が３５ｍｍ、第１傾斜部５２および第２傾斜部５３が配置される部分の延長方向Ｙの長さ寸法が２８０ｍｍ、第１添接板５の延長方向Ｙの全長が５９５ｍｍに設定されている。
Here, an example of each dimension of the steel sheet piles 2 and 3 having the
また、図７及び図８は、下側鋼矢板２と上側鋼矢板３とを縦継ぎ面４で接合した鋼矢板１を幅方向Ｘに複数（図では３枚）連結させた鋼製連壁１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示している。なお、図７及び図８では、見易くするために添接板５、６が省略されている。
図７に示す鋼製連壁１０Ａは、隣り合う鋼矢板１、１同士で縦継ぎ面４の延長方向Ｙの位置が同じ位置となっている。
7 and 8 show a steel continuous wall in which a plurality of steel sheet piles 1 in which the lower
The steel
また、図８に示す鋼製連壁１０Ｂは、隣り合う鋼矢板１、１同士で縦継ぎ面４の延長方向Ｙの位置がずれた位置となっている。すなわち、図８に示す中央に配置される第１鋼矢板１Ａは上端側に縦継ぎ面４が配置され、第１鋼矢板１Ａの両側に連結される第２鋼矢板１Ｂおよび第３鋼矢板１Ｃは下端側に縦継ぎ面４が配置された構成となっている。
このように左右に隣接する鋼矢板１における縦継ぎ面４の一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂ同士が同一の水平断面上で一致せずに延長方向Ｙにずれていれば良いことから、鋼矢板１の縦継ぎ面４の延長方向Ｙの位置にかかわらず、鋼矢板１、１同士を自由に組み合わせて左右に連結して鋼矢板壁構造を構成することができる。
Moreover, the steel
Since the pair of welded
以上説明した鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造によれば、図１及び図２に示すように、フランジ２１、３１において延長方向Ｙに延在する縦継部４０を設けることにより、下側鋼矢板２および上側鋼矢板３の一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂが同一の水平断面上で一致せず互いに延長方向Ｙにずれた位置となる。これにより、縦継ぎ面４の断面欠損を一対の溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂの２断面に分担させることが可能となる。
そのため、縦継部４０を覆うようにしてフランジ２１、３１に溶接された所定の断面性能を有する第１添接板５の形状を小さくすることができ、鋼重の低減を図ることができる。
According to the steel sheet pile cascade structure and the steel sheet pile wall structure described above, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, by providing the longitudinal
Therefore, the shape of the
また、本実施の形態では、縦継部４０が無溶接となる構成であるが、鋼矢板壁が梁としての変形を想定して供用することから、縦継部４０が無溶接であることによる、鋼矢板延長に関して構造的な性能の低下がない。これにより、縦継部４０の溶接を省略することができる。
Moreover, in this Embodiment, although it is the structure by which the
第１添接板５の寸法は、溶接縦継ぎ水平面４Ａ、４Ｂの２断面の断面欠損を補える程度であればよく、これらの断面欠損は従来溶接に比べ小さくなっていることから、第１添接板５の寸法を小さくすることができる。すなわち鋼重の低減を図ることができる。
The dimension of the
次に、上述した実施の形態による鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造の効果を裏付けるために行った実施例について以下説明する。 Next, examples carried out to support the effects of the steel sheet pile longitudinal connection structure and the steel sheet pile wall structure according to the above-described embodiment will be described below.
（実施例）
本実施例では、従来例による比較例１、２の鋼矢板の縦継ぎ構造と、上述した実施の形態による実施例１の鋼矢板の縦継ぎ構造とのそれぞれについて断面性能の計算を行い、本実施の形態による鋼矢板の縦継ぎ構造の効果を確認した。
鋼矢板としては、図５に示す寸法の「ＮＳ−ＳＰ−４５Ｈ」（新日鐵住金社製）のハット形鋼矢板を使用した。図９に示すように、比較例１は、縦継ぎ面の無い鋼矢板のみを対象としている。比較例２は、従来の縦継ぎ構造であって、縦継ぎ面が同一の水平断面上で一致しているケースである。そして、実施例１は、上述した実施の形態のように縦継部と溶接縦継ぎ水平面を有して縦継ぎ面が同一の水平断面上で一致しないケースである。これら比較例１、２および実施例１のそれぞれにおいて、添接板は考慮していない。
(Example)
In this example, the cross-sectional performance was calculated for each of the steel sheet pile cascade structure of Comparative Examples 1 and 2 according to the conventional example and the steel sheet pile cascade structure of Example 1 according to the above-described embodiment. The effect of the cascade structure of the steel sheet pile according to the embodiment was confirmed.
As the steel sheet pile, a hat-shaped steel sheet pile of “NS-SP-45H” (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Co., Ltd.) having the dimensions shown in FIG. 5 was used. As shown in FIG. 9, the comparative example 1 is intended only for the steel sheet pile without the longitudinal joint surface. Comparative Example 2 is a case where a conventional longitudinal connection structure is used, and the longitudinal connection surfaces coincide on the same horizontal section. And Example 1 is a case which has a longitudinal connection part and a welding longitudinal joint horizontal surface like the embodiment mentioned above, and a longitudinal joint surface does not correspond on the same horizontal cross section. In each of these Comparative Examples 1 and 2 and Example 1, the attachment plate is not considered.
そして、比較例１、２および実施例１において、表１に示すように断面２次モーメントＩ（ｃｍ４）、断面係数Ｚ（ｃｍ３）、図９に示す断面（１）に作用する曲げモーメントの限界値Ｍ（Ｎｍｍ）を計算し、さらに各計算値において比較例１を基準（１．００）とした比率を求め、それぞれの鋼矢板の性能を評価した。なお、表１には、各ケースにおける現場溶接による許容応力度σａ（Ｎ／ｍｍ２）を示している。 In Comparative Examples 1 and 2 and Example 1, as shown in Table 1, the secondary moment I (cm 4 ), the section modulus Z (cm 3 ), and the bending moment acting on the cross section (1) shown in FIG. The limit value M (Nmm) was calculated, and the ratio of Comparative Example 1 as the reference (1.00) was determined for each calculated value, and the performance of each steel sheet pile was evaluated. Table 1 shows the allowable stress σa (N / mm 2 ) by on-site welding in each case.
表１に示すように、比較例２は、断面２次モーメントＩおよび断面係数Ｚの比率が共に０．８２となり比較例１に比べて１８％の低減となっている。そして、現場溶接である場合、溶接部は許容応力度の９０％として設計されるため、縦継ぎ面に作用することのできる限界の曲げモーメントＭは０．７４となり比較例１に比べて２６％の低減となった。
一方、実施例１は、断面２次モーメントＩおよび断面係数Ｚの比率が共に０．９１となり比較例１に比べて低減は９％となる。そして、現場溶接である場合、溶接部は許容応力度の９０％として設計されるため、縦継ぎ面に作用することのできる限界の曲げモーメントＭは０．８２となり比較例に比べて１８％の低減となった。なお、実施例１は、比較例２に比べて断面２次モーメントＩで１１％向上し、曲げモーメントの限界値Ｍで８％向上したことになる。
As shown in Table 1, in Comparative Example 2, the ratios of the sectional secondary moment I and the section modulus Z are both 0.82, which is a reduction of 18% compared to Comparative Example 1. In the case of on-site welding, the welded portion is designed as 90% of the allowable stress, so the limit bending moment M that can act on the longitudinal joint surface is 0.74, which is 26% compared to Comparative Example 1. Reduced.
On the other hand, in Example 1, the ratio of the sectional secondary moment I and the section modulus Z is both 0.91, and the reduction is 9% compared to Comparative Example 1. In the case of on-site welding, since the weld is designed as 90% of the allowable stress, the limit bending moment M that can act on the longitudinal joint surface is 0.82, which is 18% of the comparative example. Reduced. In Example 1, compared to Comparative Example 2, the sectional secondary moment I was improved by 11%, and the bending moment limit value M was improved by 8%.
このように、実施例１の場合には、比較例２に比べて断面欠損にともなう性能諸元の低減が抑制されていることを確認することができる。
したがって、縦継ぎ面に縦継部を設けることにより、鋼矢板の縦継ぎ面の全体が同一の水平断面上に位置しない構成となることから、縦継ぎ面の断面欠損を鋼矢板延長方向の２断面に分担させることができることを確認できた。
As described above, in the case of Example 1, it can be confirmed that the reduction in performance specifications due to the cross-sectional defect is suppressed as compared with Comparative Example 2.
Therefore, by providing the longitudinal connection portion on the longitudinal connection surface, the entire longitudinal connection surface of the steel sheet piles is not positioned on the same horizontal cross section. It was confirmed that the cross-section could be shared.
また、上述の実施例の計算結果により、実施例１が比較例２に比べて断面性能の低下が抑制されている。このことから、添接板の鋼矢板延長方向の長さ寸法や鋼矢板幅方向の幅寸法を従来のひし形の比較例２に比べて実施例１の寸法を小さくすることが可能となる。
例えば比較例２における従来のひし形状の添接板として、例えば図１０に示すように鋼矢板延長方向の長さ寸法で８１０ｍｍ、鋼矢板幅方向の寸法で２４０ｍｍに決定される。これに対して実施例１では、図６に示すように鋼矢板延長方向の長さ寸法で５９５ｍｍ、鋼矢板幅方向の寸法で１６５ｍｍに設定することができる。
鋼矢板延長方向の縦継部の長さ寸法は３５ｍｍ以上を必要とする。これは溶接による応力影響範囲Ｔ（図３に示す色付領域）を鋼矢板延長方向に板厚分であると仮定したことによる。しかしながら、溶接縦継ぎ水平面に必要とされる幅寸法が比較例２の２４０ｍｍから実施例１の１６５ｍｍに低減されたことを受け、上記３５ｍｍの縦継部を考慮しても、鋼矢板延長方向の長さを８１０ｍｍから５９５ｍｍまで低減することが可能である。
Further, according to the calculation result of the above-described example, the deterioration of the cross-sectional performance of the example 1 is suppressed as compared with the comparative example 2. From this, it becomes possible to make the dimension of Example 1 smaller than the comparative example 2 of the conventional rhombus in the length dimension of the steel sheet pile extending direction of the attachment plate and the width dimension of the steel sheet pile width direction.
For example, as a conventional rhombus-shaped attachment plate in Comparative Example 2, for example, as shown in FIG. 10, the length in the steel sheet pile extending direction is determined to be 810 mm, and the size in the steel sheet pile width direction is set to 240 mm. On the other hand, in Example 1, as shown in FIG. 6, the length in the steel sheet pile extension direction can be set to 595 mm, and the dimension in the steel sheet pile width direction can be set to 165 mm.
The length dimension of the longitudinally connected portion in the steel sheet pile extending direction requires 35 mm or more. This is because it is assumed that the stress influence range T (colored region shown in FIG. 3) due to welding is equal to the thickness of the steel sheet pile extending direction. However, in response to the fact that the width dimension required for the weld longitudinal horizontal plane has been reduced from 240 mm in Comparative Example 2 to 165 mm in Example 1, even in consideration of the 35 mm longitudinal joint, It is possible to reduce the length from 810 mm to 595 mm.
さらに、実施例１で比較例２よりも添接板の形状を小さくすることが可能であることから、添接板を鋼重換算すると、比較例２で１４．４ｋｇとなり、実施例１で７．７ｋｇとなり、約半分にまで軽減される結果となった。 Furthermore, since it is possible to make the shape of the attachment plate smaller in Example 1 than in Comparative Example 2, when the attachment plate is converted into steel weight, it becomes 14.4 kg in Comparative Example 2 and 7 in Example 1. As a result, the weight was reduced to about half.
以上、本発明による鋼矢板の縦継ぎ構造および鋼矢板壁構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although the embodiment of the longitudinal connection structure and steel sheet pile wall structure of the steel sheet pile according to the present invention has been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is appropriately changed without departing from the gist thereof. Is possible.
例えば、本実施の形態では縦継部４０を無溶接としているが、水平方向に不均等な土圧が作用する場合を想定すると、鋼矢板延長方向の継部端部に応力が集中する可能性があることから、鋼矢板延長方向の縦継部４０を溶接してもよい。しかも、この場合には、さらに止水性を確保することができる。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では第１添接板５を全周溶接によりフランジ２１、３１に固定しているが、必ずしも全周溶接であることに制限されることはない。
さらに、フランジ２１、３１における縦継部４０の幅方向Ｘの位置として、本実施の形態ではフランジ２１、３１の幅方向Ｘの中心に設けられているが、縦継部４０はフランジ２１、３１おいて延長方向Ｙに沿って設けられていれば良いのであって、幅方向Ｘの中心からずれた位置であってもかまわない。
Moreover, in this Embodiment, although the
Further, in the present embodiment, the position in the width direction X of the
さらに、鋼矢板１における縦継ぎ面４の延長方向Ｙの位置や縦継部４０の延長方向Ｙの長さ寸法は上述したように適宜設定することが可能であるので、下側鋼矢板２および上側鋼矢板３の延長方向の長さ寸法も適宜設定することができる。
また、本実施の形態では、ハット形の鋼矢板を対象としているが、Ｕ形鋼矢板など他の断面形状の鋼矢板を採用することも可能である。
Furthermore, since the position of the
Moreover, in this Embodiment, although the hat-shaped steel sheet pile is made into object, it is also possible to employ | adopt steel sheet piles of other cross-sectional shapes, such as a U-shaped steel sheet pile.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 鋼矢板
２ 下側鋼矢板
３ 上側鋼矢板
４ 縦継ぎ面
４Ａ、４Ｂ 溶接縦継ぎ水平面
５ 第１添接板
６ 第２添接板
１０、１０Ａ、１０Ｂ 鋼製連壁（鋼矢板壁構造）
２１、３１ フランジ
２２、３２ ウェブ
２３、３３ アーム
２４、３４ 継手部
４０ 縦継部
５１ 直線部
５２ 第１傾斜部
５３ 第２傾斜部
Ｘ 幅方向（鋼矢板幅方向）
Ｙ 延長方向（鋼矢板延長方向）
Ｚ 壁厚方向
DESCRIPTION OF
21, 31
Y Extension direction (Steel sheet pile extension direction)
Z Wall thickness direction
Claims (6)
前記フランジにおいて鋼矢板延長方向に沿って延在する縦継部が設けられ、
前記縦継ぎ面は、前記縦継部の両端から前記鋼矢板の継手部側に向けて水平方向に沿って延在する一対の溶接縦継ぎ水平面を有し、
該溶接縦継ぎ水平面は、同一の水平断面上で一致せずに前記鋼矢板延長方向にずれた位置に設けられ、
前記フランジには、前記縦継部を覆うようにして添接板が溶接により固定されていることを特徴とする鋼矢板の縦継ぎ構造。 A steel sheet pile longitudinal connection structure in which a steel sheet pile having a flange and formed in a cross-sectionally bent shape is connected vertically via a longitudinal connection surface,
In the flange, a longitudinal portion extending along the steel sheet pile extending direction is provided,
The longitudinal joint surface has a pair of weld longitudinal horizontal planes extending along the horizontal direction from both ends of the longitudinal joint portion toward the joint portion side of the steel sheet pile,
The welding longitudinal seam plane is provided at a position shifted in the steel sheet pile extension direction without matching on the same horizontal section,
A steel sheet pile longitudinal connection structure, wherein an attachment plate is fixed to the flange by welding so as to cover the longitudinal connection portion.
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