JP6547777B2 - 鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管矢板同士を連結するための鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板の施工方法に関するものである。

上下の鋼管杭同士や上下の鋼管矢板同士を管軸方向に連結する際には、溶接接合が使われることが一般的であるが、火気が使えない場合や、連結時間を短縮する必要がある場合などは、機械式継手が用いられるケースが増えている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

その際に、鋼管杭の場合は、通常上下の鋼管杭同士の方向性（管周方向位置）は問題にならないことが多いが、鋼管矢板の場合は、鋼管外周面に、左右の鋼管矢板同士を連結するための横連結継手が取り付けられており（例えば、特許文献３）、上下の鋼管矢板同士の連結が完了した時に、上下の鋼管矢板で正確に横連結継手の方向（管周方向位置）が一致していることが必要となる。

なお、以下では、上下の鋼管矢板同士を連結するために鋼管（鋼管矢板本体）の端部に設置される機械式継手を「縦連結継手」と呼ぶことにして、左右の鋼管矢板同士を連結するために鋼管（鋼管矢板本体）の外周に設置される「横連結継手」と区別することにする。

特許第３７４７５９４号公報 特許第４０００９３０号公報 特許第４４２４２３６号公報

機械式継手には様々な形式があるが、回転式（特に、ネジ式）の機械式継手は加工コストが比較的安価になることから、鋼管杭の継手としてよく用いられている。

ネジ式の機械式継手では、ネジの締め込みは人力で回す場合や機械で回す場合の両方があるが、いずれも回転量の精密なコントロールは困難であり、通常は、事前に決められた所定の回転量以上まで締め込まれていれば締め込み完了とするのが一般的である。

しかし、ネジ式の機械式継手を鋼管矢板の縦連結継手に用いる場合、鋼管（鋼管矢板本体）に縦連結継手（ネジ式の機械式継手）と横連結継手を取り付ける際に、前述したように、上下の鋼管矢板の縦連結継手が連結を完了した時に、上下の鋼管矢板の横連結継手の方向（管周方向位置）が一致するように取り付けるのは当然であるが、その鋼管矢板を施工する際にも、上下の鋼管矢板の縦連結継手が連結を完了する時点で、上下の鋼管矢板の横連結継手の方向（管周方向位置）が一致する位置で正確に鋼管矢板の回転を止める必要がある。

これに対して、従来は、ネジ式の縦連結継手を備えた鋼管矢板の施工（縦連結継手の連結）を行う際に、作業員の目視によって鋼管矢板の回転位置（管周方向位置）をチエックしながら施工を行っていることから、回転が行き過ぎて逆に戻す必要があったり、行き過ぎを防止するために非常に低速で回転させる必要があったりして、施工管理上手間が掛かり、施工に多大な時間を要するという問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、回転式の縦連結継手を備えた鋼管矢板の施工を行うに際して、従来のような、施工管理上手間が掛かり、施工に多大な時間を要するという問題を解消して、効率的に鋼管矢板の施工を行うことができる鋼管矢板の継手構造および鋼管矢板の施工方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］上下の鋼管矢板同士を回転式の縦連結継手で連結する際の継手構造であって、少なくとも一方の鋼管矢板のいずれかの横連結継手に他方の鋼管矢板に向かって張り出した突起を備え、前記回転式の縦連結継手の回転により前記他方の鋼管矢板の横連結継手が前記突起に当接することによって、前記回転式の縦連結継手の回転が停止して上下の鋼管矢板同士の連結が完了するとともに、上下の鋼管矢板の横連結継手の方向が一致するように構成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。

［２］上下の鋼管矢板同士の連結が完了した後に前記回転式の縦連結継手が逆方向に回転することを防止するための逆回転防止機構が横連結継手に設けられていることを特徴とする前記［１］に記載の鋼管矢板の継手構造。

［３］前記回転式の縦連結継手がネジ式の縦連結継手であることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の鋼管矢板の継手構造。

［４］前記回転式の縦連結継手の回転量が１８０度以下であることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造。

［５］鋼管矢板の施工を行うに際して、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の継手構造を備えた鋼管矢板を用いて施工を行うことを特徴とする鋼管矢板の施工方法。

本発明においては、回転式の縦連結継手を備えた鋼管矢板の施工を行うに際して、従来のような、施工管理上手間が掛かり、施工に多大な時間を要するという問題を解消して、効率的に鋼管矢板の施工を行うことができる。

本発明の実施形態１を示す側面図である。 本発明の実施形態１を示す上面図である。 本発明の実施形態２を示す側面図である。 本発明の実施形態２を示す上面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［実施形態１］
本発明の実施形態１を図１、図２に示す。図１は側面図、図２は上面図である。

図１に示すように、この実施形態１は、地盤に打設された下側の鋼管矢板Ｂに、上側の鋼管矢板Ａを回転させて管軸方向に連結するものである。

ここで、上側鋼管矢板Ａは、上側鋼管（上側鋼管矢板本体）１の下端にネジ式の縦連結継手４を備え、上側鋼管（上側鋼管矢板本体）１の外周に１８０度間隔で２個の横連結継手３ａ、３ｂを備えている。また、下側鋼管矢板Ｂは、下側鋼管（下側鋼管矢板本体）２の上端にネジ式の縦連結継手５を備え、下側鋼管（下側鋼管矢板本体）２の外周に１８０度間隔で２個の横連結継手３ｃ、３ｄを備えている。

その上で、この実施形態１においては、図１に示すように、下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｄに、上側鋼管矢板Ａに向かって張り出した突起６を備えている。詳しくは、図２に示すように、横連結継手３ｄにおいて、上側鋼管矢板Ａの回転方向前方側の位置に突起６を備えている。

そして、図１（ａ）に示すように、上側鋼管矢板Ａを下側鋼管矢板Ｂに向かって降下させた後、図１（ｂ）、図２に示すように、上側鋼管矢板Ａ（ネジ式の縦連結継手４）を所定の回転方向に回転させると、図１（ｃ）に示すように、上側鋼管矢板Ａの横連結継手３ａ（詳しくは、横連結継手３ａにおいて、上側鋼管矢板Ａの回転方向前方側）が、下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｄ（詳しくは、横連結継手３ｄにおいて、上側鋼管矢板Ａの回転方向前方側）に設置された突起６に当接することによって、ネジ式の縦連結継手４の回転が停止して、回転方向にそれ以上回転しなくなり、上側鋼管矢板Ａと下側鋼管矢板Ｂの連結が完了したことを容易に確認することができるとともに、自動的に、上側鋼管矢板Ａの横連結継手３ａと下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｄの方向（管周方向位置）が一致し、上側鋼管矢板Ａの横連結継手３ｂと下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｃの方向（管周方向位置）が一致するようになる。

このようにして、この実施形態１においては、ネジ式の縦連結継手を備えた鋼管矢板の施工（地盤に打設された下側鋼管矢板Ｂに上側鋼管矢板Ａを回転させて管軸方向に連結する施工）を行うに際して、従来のような、施工管理上手間が掛かり、施工に多大な時間を要するという問題を解消して、施工管理が非常に容易となり、効率的に鋼管矢板の施工を行うことができる。

なお、突起６は、横連結継手３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのいずれか１個に設ければよい。場合によっては、横連結継手３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうちの複数個に設けてもよい。

また、上側鋼管矢板Ａ（ネジ式の縦連結継手４）の回転量θは、ネジの条数を調整するなどして、１８０度以下とすることが好ましい。これは、通常、横連結継手は鋼管外周に１８０度間隔で２個設置されることから、ネジ式の縦連結継手４の回転量θが１８０度を超えてしまう場合は、突起６が所定の横連結継手（ここでは、横連結継手３ａ）にのみ当接して、他方の横連結継手（ここでは、横連結継手３ｂ）には当接しないようにする加工が必要になってしまうからである。ただし、ネジ式の縦連結継手４とネジ式の縦連結継手５との連結強度等を考慮すると、上側鋼管矢板Ａ（ネジ式の縦連結継手４）の回転量θは３０度以上とすることが好ましい。

ちなみに、上側鋼管矢板Ａの回転は、人力で行ってもよいし、機械で行ってもよい。

［実施形態２］
本発明の実施形態２を図３、図４に示す。図３は側面図、図４は上面図である。

この実施形態２の基本的な構成は、上述した実施形態１と同様であるが、この実施形態２においては、さらに、上側鋼管矢板Ａと下側鋼管矢板Ｂの連結が完了した後にネジ式の縦連結継手が逆方向に回転することを防止するための逆回転防止機構が横連結継手に設けられている。

すなわち、図３、図４に示すように、下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｃ、３ｄのそれぞれに、上側鋼管矢板Ａに向かって張り出した突起１０（実施形態１における突起６に相当）が設置されているとともに、上側鋼管矢板Ａの横連結継手３ａ、３ｂのそれぞれに、下側鋼管矢板Ｂに向かって張り出してはいない突起１１が設置されている。そして、それぞれの突起１０と突起１１にはボルト孔が空いており、上側鋼管矢板Ａと下側鋼管矢板Ｂの連結が完了したら、横連結継手３ａの突起１１と横連結継手３ｄの突起１０をボルト１２で連結し、同様に、横連結継手３ｂの突起１１と横連結継手３ｃの突起１０をボルト１２で連結するようになっている。

これによって、上側鋼管矢板Ａと下側鋼管矢板Ｂの連結が完了した後に、ネジ式の縦連結継手４、５が逆方向に回転することを防止することができる。

ちなみに、上下の鋼管同士をネジ式の縦連結継手で連結して打設する場合、打設時にネジ式の縦連結継手が逆方向に回転して、ネジ式の縦連結継手同士の連結や横連結継手同士の連結が外れてしまう可能性があり、従来は、そのような可能性がないと見込まれる場合を除いて、ネジ式の縦連結継手自体を加工して逆回転防止機構を設けるようにしており、製作コスト上昇の要因となっていた。

これに対して、この実施形態２においては、ネジ式の縦連結継手の逆回転防止機構として、上側鋼管矢板Ａの横連結継手３ａ、３ｂに設置した突起１１と下側鋼管矢板Ｂの横連結継手３ｃ、３ｄに設置した突起１０をボルト１２で固定することで、簡単にネジ式の縦連結継手の逆回転を防止できるため、従来のような、ネジ式の縦連結継手自体を加工して逆回転防止機構を設ける場合に比べて、低コストで製作が可能となる。

なお、場合によっては、突起１１は設置せずに、突起１０に横連結継手３ａ、３ｂが当接したら、そのまま、突起１０と横連結継手３ａ、３ｂを溶接で接合するようにしてもよい。

要するに、横連結継手３ａ〜３ｄの方向合わせ（管周方向位置合わせ）のために設置した突起１０を利用して、突起１０と横連結継手３ａ、３ｂの当接を維持するようにすればよい。

このようにして、この実施形態２においては、ネジ式の縦連結継手を備えた鋼管矢板の施工（地盤に打設された下側鋼管矢板Ｂに上側鋼管矢板Ａを回転させて管軸方向に連結する施工）を行うに際して、従来のような、施工管理上手間が掛かり、施工に多大な時間を要するという問題を解消して、施工管理が非常に容易となり、効率的に鋼管矢板の施工を行うことができるとともに、ネジ式の縦連結継手の逆回転防止機構を設ける際に、従来のような、ネジ式の縦連結継手自体を加工して逆回転防止機構を設ける場合に比べて、低コストで製作が可能となる。

なお、上述した実施形態１、２では、ネジ式の縦連結継手の場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ネジ式以外の回転式の縦連結継手の場合についても同じように適用することができる。

また、本発明は、鋼管（鋼管矢板本体）の外径が４００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の鋼管矢板に適用するのが好適である。

本発明の実施例として、鋼管矢板の施工（地盤に打設された下側鋼管矢板に上側鋼管矢板を回転させて管軸方向に連結する施工）を行った。

鋼管矢板として、ＳＫＹ４９０（ＪＩＳ Ａ ５５３０による）を用い、縦連結継手には、８０キロ鋼（引張強度が８００Ｎ／ｍｍ^２の鋼）のネジ式の縦連結継手を用いた。鋼管（鋼管矢板本体）の外径は１０００ｍｍであり、上側鋼管矢板の回転は人力によって行った。

まず、従来例として、作業員の目視によって上側鋼管矢板の回転位置（管周方向位置）をチエックしながら施工を行ったが、方向合わせ（管周方向位置合わせ）をする際に、回転が行き過ぎて逆に戻す必要があったり、行き過ぎを防止するために非常に低速で回転させる必要があったりして、方向合わせ（管周方向位置合わせ）に長時間を要した。

これに対して、本発明例として、上記の本発明の実施形態１に基づいて施工を行ったところ、本発明例では、所定の位置（突起６の設置位置）で上側鋼管矢板の回転抵抗が非常に大きくなり、それ以上の回転が抑えられて、自動的に方向合わせ（管周方向位置合わせ）がなされた。すなわち、特に注意することもなく所定の方向に上側鋼管矢板を回転させるだけでよかったので、非常に短時間で方向合わせ（管周方向位置合わせ）を完了することができた。

これによって、本発明の有効性が確認された。

Ａ 上側鋼管矢板
Ｂ 下側鋼管矢板
１ 上側鋼管（上側鋼管矢板本体）
２ 下側鋼管（下側鋼管矢板本体）
３ａ 上側鋼管矢板の横連結継手
３ｂ 上側鋼管矢板の横連結継手
３ｃ 下側鋼管矢板の横連結継手
３ｄ 下側鋼管矢板の横連結継手
４ 上側鋼管矢板の縦連結継手
５ 下側鋼管矢板の縦連結継手
６ 突起
１０ 下側鋼管矢板の突起
１１ 上側鋼管矢板の突起
１２ ボルト

Claims (5)

1. 上下の鋼管矢板同士を回転式の縦連結継手で連結する際の継手構造であって、少なくとも一方の鋼管矢板のいずれかの横連結継手に他方の鋼管矢板に向かって張り出した突起を備え、前記回転式の縦連結継手の回転により前記他方の鋼管矢板の横連結継手が前記突起に当接することによって、前記回転式の縦連結継手の回転が停止して上下の鋼管矢板同士の連結が完了するとともに、上下の鋼管矢板の横連結継手の方向が一致するように構成されていることを特徴とする鋼管矢板の継手構造。
2. 上下の鋼管矢板同士の連結が完了した後に前記回転式の縦連結継手が逆方向に回転することを防止するための逆回転防止機構が横連結継手に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板の継手構造。
3. 前記回転式の縦連結継手がネジ式の縦連結継手であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管矢板の継手構造。
4. 前記回転式の縦連結継手の回転量が１８０度以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管矢板の継手構造。
5. 鋼管矢板の施工を行うに際して、請求項１〜４のいずれかに記載の継手構造を備えた鋼管矢板を用いて施工を行うことを特徴とする鋼管矢板の施工方法。

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