JPH05146801A

JPH05146801A - Ｈ形鋼矢板およびその圧延方法

Info

Publication number: JPH05146801A
Application number: JP31477291A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kusaba; 芳昭草場
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1993-06-15

Abstract

(57)【要約】【目的】地中への打設時における共下がりや打設不可
等の不具合の発生を防止できるとともに、Ｉ型パイリン
グが可能なＨ形鋼矢板を提供する。【構成】２つのフランジ７、７の各両端に２重爪２ま
たは１重爪３により構成される継手部を有するＨ形鋼矢
板1'であって、そのフランジ７、７の外面に、前記継手
部とは別の突起４を設け、該突起４の高さを前記２重爪
２の高さと等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大型護岸、岸壁、山留
め等の土木・建築工事において、主として連壁を構成す
るために用いられるＨ形鋼矢板およびその圧延方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｈ形鋼矢板は、土木・建築工
事において、主として連壁を構成するために使用される
大型形鋼である。Ｈ形鋼矢板の少なくとも一方のフラン
ジの端部には、Ｈ形鋼矢板同士を係合させて連壁を構成
するための爪が形成される。

【０００３】図５には、従来のＨ形鋼矢板の断面を模式
的に示す。

【０００４】同図において、Ｈ形鋼矢板１の２つのフラ
ンジ７、７の端部には、２重爪２、２および１重爪３、
３が形成されており、２重爪２または１重爪３によりそ
れぞれ継手部が構成される。そして、フランジ７の内面
から２重爪２または１重爪３までの水平方向の距離 (以
下、「爪高さ」という)h₁、h₂は、１重爪３が２重爪２
に完全に係合した際の２重爪２の強度を確保するため
に、h₁＞h₂と不等長になっている。なお、図５に示すＨ
形鋼矢板１は、左右２つのフランジ７、７にそれぞれ２
重爪２および１重爪３がともに形成された場合の断面形
状例を示しているが、一方のフランジ７だけに２重爪２
および１重爪３が形成される場合もある。

【０００５】このような断面形状のＨ形鋼矢板は、従来
より、図６に示すような工程で製造されている。すなわ
ち、フランジ７の両端に２重爪２または１重爪３により
それぞれ構成される継手部を有するＨ形鋼矢板１の圧延
素材９（鋼片に分塊圧延を行って得られる）に、ブレー
クダウン圧延 (ＢＤ圧延）、粗ユニバーサル圧延（ＵＲ
圧延）およびエッジャー圧延（Ｅ圧延）のリバース圧
延、さらに仕上げユニバーサル圧延（ＵＦ圧延）により
２重爪２の曲げ成形を行って、フランジ両端に所望の形
状の継手部を有するＨ形鋼矢板１の圧延を行っていた。
なお、図６においては、粗ユニバーサル圧延およびエッ
ジャー圧延における初期パス、中間パスおよび最終パス
での圧延素材９の断面形状の変化の様子を模式的に示
す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２重爪２の
曲げ成形を行う仕上げユニバーサル圧延では、水平ロー
ル、例えば水平上ロールにより２重爪２を上方より垂直
方向に圧下しながら内側へ曲げ成形しようとするため、
２重爪２でフランジ端部が座屈してしまい、図５に示す
ように、２重爪２で形成され、１重爪と嵌合する内部空
間2aが小さくなり易かった。

【０００７】このように、２重爪２の内部空間2aを所定
の寸法に確保できないままでＨ形鋼矢板１を地中へ打設
すると、すでに打設したＨ形鋼矢板が打設しようとする
別のＨ形鋼矢板の爪部に押され、さらに沈下する現象で
ある共下りが生じたり、２重爪部２の打設が不可能とな
ったりして、Ｈ形鋼矢板の使用時の問題になっていた。

【０００８】そこで、近年では、図7(a)に示すように直
線型鋼矢板10a 、10a 同士を板11に溶接したり、図7(b)
に示すように直線型鋼矢板10b および10c を角柱12に溶
接することによる、組立型のＨ形鋼矢板の開発も行われ
るようになってきた。しかし、この組立型のＨ形鋼矢板
は、少なくとも２ヶ所以上の溶接が必要となるため、圧
延によるＨ形鋼矢板に比較して、製造コストがおよそ30
％以上も増加してしまう。

【０００９】なお、保管場所の面積を可及的に少なくす
るには、Ｈ形鋼矢板は図7(a)に示すように、Ｉ型姿勢に
して積み重ねる（以下、このＩ型姿勢での積み重ねを
「Ｉ型パイリング」という）ことが望ましい。しかし、
図５、図7(a)および図7(b)からも明らかなように、Ｈ形
鋼矢板は、その製造方法が圧延によるものか溶接による
ものかには関係なく、２重爪２および１重爪３の爪高さ
h₁、h₂が等しくないため、Ｉ型パイリングはＨ形鋼矢板
本体の傾斜のために実施できなかった。

【００１０】ここに、本発明の目的は、２重爪の空間の
広さを充分に確保してＨ形鋼矢板を製造することによ
り、Ｈ形鋼矢板の地中への打設時における共下がりや打
設不可等の不具合の発生を防止できるＨ形鋼矢板および
その製造方法を提供することにある。さらに、本発明の
目的は、上記の目的に加えて、Ｉ型パイリングが可能な
Ｈ形鋼矢板およびその製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】まず、本発明者は、Ｈ形
鋼矢板の２重爪の仕上げユニバーサル圧延時の状況を詳
細に検討した結果、仕上げユニバーサル圧延における爪
成形の場合、水平上ロールで爪部を圧下して図５に示す
ように内側へ曲げ成形を行うのであるが、仕上げユニバ
ーサル圧延時の圧延素材は、水平ロールの圧延方向 (鉛
直方向) については確実に位置規制を行われていないた
め、水平上ロールにより２重爪部の圧延が行われると圧
延素材全体が下方に逃げてしまい、前記２重爪部の曲げ
成形が確実に行われないために座屈を生じてしまうこと
を知見した。

【００１２】ここに、本発明の要旨とするところは、少
なくとも一方のフランジの両端にそれぞれ２重爪または
１重爪により構成される継手部を有するＨ形鋼矢板であ
って、さらに、前記フランジの外面に、前記継手部とは
別の突起を備えたことを特徴とするＨ形鋼矢板である。

【００１３】また、別の面からは、本発明は、圧延素材
に、ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧延およびエ
ッジャー圧延のリバース圧延、さらに仕上げユニバーサ
ル圧延を行って、少なくとも一方のフランジの両端にそ
れぞれ２重爪または１重爪により構成される継手部を有
するＨ形鋼矢板を圧延するＨ形鋼矢板の圧延方法であっ
て、前記リバース圧延において、前記フランジの外面に
前記継手部とは別の突起を目標高さまたはそれ以上の高
さに成形するとともに、前記仕上げユニバーサル圧延に
おいて、孔型竪ロールにより前記突起の拘束または仕上
げ成形を行いながら、テーパ状孔型の水平ロールにより
前記２重爪の成形を行うかまたは、リバース圧延で前記
突起をある程度の高さに成形し、仕上げユニバーサル圧
延で目標高さに仕上げ成形を行うか、あるいはリバース
圧延では突起を成形しないで、仕上げユニバーサル圧延
のみで突起を形成しながら、テーパ状孔型の水平ロール
により前記２重爪の成形を行うことを特徴とするＨ形鋼
矢板の圧延方法である。

【００１４】上記の本発明において、「突起」とは、仕
上げユニバーサル圧延において孔型竪ロールにより拘束
されることにより、仕上げユニバーサル圧延時における
フランジと水平ロールとの竪方向の相対的な位置関係を
一定に保つことができる形状の凸部であればよく、特定
の形状には限定されない。前記孔型竪ロールによる拘束
を容易にするため、例えば台形型の断面形状の突起を例
示できる。

【００１５】本発明は、どちらか一方のフランジのみに
継手部が形成されるＨ形鋼矢板や、２つのフランジ両方
に継手部が形成されるＨ形鋼矢板について、ともに適用
することができる。ただし、前者のＨ形鋼矢板の場合に
は、突起が形成されない側の仕上げユニバーサル圧延に
よる２重爪の曲げ成形が不充分になってしまうおそれが
あるため、Ｈ形鋼矢板の各部寸法等を勘案し、曲げ成形
が充分行われているかに留意して圧延を行う。

【００１６】フランジの内面から突起の水平方向の距離
(以下、「突起高さ」という) を前記２重爪の爪高さに
等しくなるように設定することにより、Ｉ型パイリング
を行ってもフランジが水平に位置することとなり、Ｈ形
鋼矢板のＩ型パイリングを行うことができ、望ましい。
なお、Ｉ型パイリング時の安定性を確保するためには、
前記突起は、ウェブおよびフランジの接続点に対して、
１重爪に近い側のフランジ外面に設けることが望まし
い。

【００１７】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、少なくとも一方のフランジの両端に２重爪ま
たは１重爪により構成される継手部を有するＨ形鋼矢板
の圧延素材に、ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧
延およびエッジャー圧延のリバース圧延、さらに仕上げ
ユニバーサル圧延を行って、Ｈ形鋼矢板を圧延する際
に、まず、前記リバース圧延において、前記フランジの
外面に前記継手部とは別の突起を設ける。

【００１８】この突起は、前述のように、仕上げユニバ
ーサル圧延において孔型竪ロールにより垂直方向につい
て拘束されることにより、仕上げユニバーサル圧延時に
おけるフランジと水平ロールとの竪方向の相対的な位置
を一定に保つことができる形状の凸部である。したがっ
て、仕上げユニバーサル圧延においては、孔型竪ロール
により前記突起を垂直方向について拘束しながら、テー
パ状孔型の水平ロールによりＨ形鋼矢板の２重爪の成形
圧延を行うことが可能となる。

【００１９】このように、リバース圧延の最終パス工程
までに、Ｈ形鋼矢板のフランジの外面に１重爪および２
重爪以外に突起を成形しておき、仕上げユニバーサル圧
延工程では、孔型竪ロールにより前記突起を垂直方向に
拘束しながら、または仕上げ成形を行いながらフランジ
の端部の曲げ成形を行うことにより、前記突起が孔型竪
ロールにより拘束されてから２重爪の上部が曲げ成形さ
れるため、仕上げユニバーサル圧延時におけるＨ形鋼矢
板の上下方向の移動を完全に防止できる。

【００２０】また、リバース圧延で突起をある程度の高
さに成形し、仕上げユニバーサル圧延で目標高さに仕上
げても同じ効果が得られる。ある程度の高さとは、仕上
げユニバーサル圧延で目標高さに仕上げられる程度の高
さであればよく特に限定するものではない。

【００２１】他の方法として、リバース圧延では突起を
成形しないで、仕上げユニバーサル圧延１パスでのみ突
起を成形する方法も有効であるが、この方法では１パス
で突起を成形しなければならないため、目標高さに成形
することが容易でない。２重爪の成形には有効な方法で
あるが、Ｉ型パイリングを行った場合には不安定とな
る。

【００２２】このように、本発明によれば、Ｈ形鋼矢板
の２重爪は、従来のように下方に逃げることなく、確実
に仕上げユニバーサル圧延を行われて、２重爪部の空間
は所定の広さを有する形状となる。そのため、Ｈ形鋼矢
板の嵌合時にせり合わなくなるため、共下がりや打設不
可を防止できる。

【００２３】突起は、仕上げユニバーサル圧延において
孔型竪ロールのロール孔型に収容されることにより、圧
延時のＨ形鋼矢板を垂直方向について拘束できればよ
く、特定の形状には限定されない。前記ロール孔型への
収容を容易にするため、例えば台形型の断面形状の突起
を例示することができる。

【００２４】また、突起高さを２重爪部の爪部高さに等
しくなるように設定することにより、Ｉ型パイリングを
行ってもフランジが水平となり、Ｈ形鋼矢板のＩ型パイ
リングを安定して行うことができ、望ましい。なお、Ｉ
型パイリング時のさらに一層の安定性を確保するために
は、前記突起は、ウェブおよびフランジの接続点に対し
て、１重爪側のフランジ外面に設けることが望ましい。

【００２５】以上のようにして、少なくとも一方のフラ
ンジの両端にそれぞれ２重爪または１重爪により構成さ
れる継手部を有するＨ形鋼矢板であって、さらに、前記
フランジの外面に、前記継手とは別の突起、望ましくは
突起高さが２重爪の爪高さに等しい突起を備えた、本発
明にかかるＨ形鋼矢板が提供される。さらに、本発明を
実施例を参照しながら詳述するが、これは本発明の例示
であり、これにより本発明が限定されるものではない。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明にかかるＨ形鋼矢板1'(H500
×500 ×25mm) の一例の断面形状を示す模式的説明図で
ある。同図において、フランジ７の両端部には２重爪部
２と１重爪部３とがそれぞれ形成され、継手部を構成し
ている。ここまでは、図５に示す従来のＨ形鋼矢板１と
何ら変わりはない。本発明にかかるＨ形鋼矢板1'では、
フランジ７、７の外面に、それぞれ突起４、４が設けら
れている。この突起４、４は、本実施例では、両フラン
ジ７、７に設けられており、突起高さは２重爪２の爪高
さと同じである。

【００２７】突起４、４の成形手段には多くのものが考
えられるが、本例では、本実施例においてＨ形鋼矢板1'
の製造のために用いた圧延ミルのレイアウトを示す工程
説明図である図３中のブレークダウン圧延 (ＢＤ圧延)
および粗ユニバーサル圧延−エッジャー圧延 (ＵＲ−Ｅ
圧延、13回のリバース圧延）により形成した。

【００２８】すなわち、ＢＤ圧延およびＵＲ−Ｅ圧延に
おける最終ＵＲ圧延時のＨ形鋼矢板1'の圧延状況を図４
に示す。このように、最終ＵＲ圧延時では、孔型竪ロー
ル13、13により、フランジ７、７の外面であって、１重
爪３、３に近い位置に高さ19mmの突起４、４を形成する
とともに、２重爪２、２および１重爪３、３の予備成形
を完了した。

【００２９】このようにしてＢＤ圧延およびＵＲ−Ｅ圧
延を終えた後に、仕上げユニバーサル圧延を行った。仕
上げユニバーサル圧延工程における圧延の状況を図２に
示す。図２においては、２重爪２、２の爪高さは、仕上
げユニバーサル圧延 (ＵＦ圧延) により最終的に18mmと
したため、突起４、４の突起高さもＵＦ圧延により18mm
と設定した。突起４、４の形状は、幅を30mmとして30×
18mmの長方形状とした。

【００３０】図２に示すように、Ｈ形鋼矢板1'のフラン
ジ７、７の外面に設けられた突起４、４が孔型竪ロール
６、６の孔型に拘束されるとともに２重爪２、２の上端
部がテーパ状孔型の水平上ロール5aにより圧下されて、
仕上げユニバーサル圧延が実施される。なお、図２にお
いて、5bは水平下ロールである。

【００３１】図２に示す仕上げユニバーサル圧延では、
水平上ロール5aが２重爪２、２に接触する前に、フラン
ジ７、７の外面に設けられた突起４、４が孔型竪ロール
６、６に拘束される。したがって、２重爪２の成形の際
にはＨ形鋼矢板は垂直方向に関して完全に拘束されるこ
とになるため、２重爪２、２の先端は確実に内側へ曲げ
成形された。

【００３２】他の実施例として、前記Ｈ形鋼矢板の製造
工程において、リバース圧延で突起の高さを16mmに成形
し、次いで仕上げユニバーサル圧延で18mmの高さに仕上
げながら水平ロールにより２重爪の成形を行った。ま
た、リバース圧延では突起を成形しないで仕上げユニバ
ーサル圧延で高さ10mmの突起を成形しながら水平ロール
により２重爪の成形を行った。

【００３３】上記二つの方法においても２重爪が目標通
りに成形できた。本実施例では、Ｈ形鋼矢板1'が孔型竪
ロール６、６のロール胴長方向の中心に進行するにつれ
て、突起４、４の先端が孔型竪ロール６、６のロール孔
型の底部に近づき、約１mmの圧下を受け、Ｈ形鋼矢板1'
が孔型竪ロール６、６から出ていくように構成した。さ
らに、２重爪２、２の先端がテーパ状孔型の水平上ロー
ル5aの内部と接触する点では、該ロール5aの孔型の開口
部角度を80°と大きくし、内側へ入るほど角度を小さく
した。

【００３４】このように構成することにより、２重爪
２、２の中央の空間部の面積は一重爪３、３の面積より
大きくなり、地中への打設の際にもせり合うことなく、
確実に十分まわりにクリアランスを有して嵌合した。こ
のようにして、Ｈ形鋼矢板を圧延により製造した結果、
継手部の寸法精度に優れ、かつＩ型パイリングを行うこ
とが可能となった。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により突起
高さを爪高さと等しくすることによりＩ型パイリング、
特にＩ型のパイリング姿勢で水平にＨ形鋼矢板を並べそ
の上に輪木を敷くことにより、最大５段までＩ型パイリ
ングを行うことが可能となった。また、継手部形状を所
望の形状とすることができることからＨ形鋼矢板を連接
する際に、１重爪と２重爪との間に充分なクリアランス
を確保でき、打設時の共下がりや打設難といった問題を
解消できる。かかる効果を有する本発明の意義は極めて
著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＨ形鋼矢板の一例の断面形状を
示す模式的説明図である。

【図２】本発明にかかるＨ形鋼矢板の圧延方法における
仕上げユニバーサル圧延の一例を模式的に示す説明図で
ある。

【図３】実施例における圧延ミルのレイアウトを示す工
程説明図である。

【図４】本発明にかかるＨ形鋼矢板の圧延方法における
粗ユニバーサル圧延およびエッジャー圧延のリバース圧
延の最終パスの一例を模式的に示す説明図である。

【図５】従来のＨ形鋼矢板の一例の断面形状を模式的に
示す説明図である。

【図６】従来のＨ形鋼矢板の圧延方法を工程毎に模式的
に示す説明図である。

【図７】図7(a)および図7(b)は、ともに、溶接により組
み立てられたＨ形鋼矢板の一例を示すそれぞれ略式説明
図である。

【符号の説明】

1,1'：Ｈ形鋼矢板 2 ：２重爪部 3 ：１重爪部 4 ：突起 5a：水平上ロール 5b：水平下ロール 6 ：孔型竪ロール 7 ：フランジ 8 ：継手部 9 ：圧延素材 10a：直線型鋼矢板 10b：直線型鋼矢
板 10c：〃 11 ：板 12 ：角柱 13 ：孔型竪ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方のフランジの両端にそれ
ぞれ２重爪または１重爪により構成される継手部を有す
るＨ形鋼矢板であって、さらに、前記フランジの外面
に、前記継手部とは別の突起を備えたことを特徴とする
Ｈ形鋼矢板。
【請求項２】圧延素材に、ブレークダウン圧延、粗ユ
ニバーサル圧延およびエッジャー圧延のリバース圧延、
さらに仕上げユニバーサル圧延を行って、少なくとも一
方のフランジの両端にそれぞれ２重爪または１重爪によ
り構成される継手部を有するＨ形鋼矢板を圧延するＨ形
鋼矢板の圧延方法であって、前記リバース圧延におい
て、前記フランジの外面に前記継手部とは別の突起を目
標高さまたはそれ以上の高さに成形するとともに、前記
仕上げユニバーサル圧延において、孔型竪ロールにより
前記突起の拘束または仕上げ形成を行いながら、テーパ
状孔型の水平ロールにより前記２重爪の成形を行うこと
を特徴とするＨ形鋼矢板の圧延方法。
【請求項３】圧延素材に、ブレークダウン圧延、粗ユ
ニバーサル圧延およびエッジャー圧延のリバース圧延、
さらに仕上げユニバーサル圧延を行って、少なくとも一
方のフランジの両端にそれぞれ２重爪または１重爪によ
り構成される継手部を有するＨ形鋼矢板を圧延するＨ形
鋼矢板の圧延方法であって、前記リバース圧延におい
て、前記フランジの外面に前記継手部とは別の突起を目
標高さ以下の高さで成形するとともに、前記仕上げユニ
バーサル圧延において、孔型竪ロールにより前記突起に
目標高さへの仕上げ成形を行いながら、テーパ状孔型の
水平ロールにより前記２重爪の成形を行うことを特徴と
するＨ形鋼矢板の圧延方法。
【請求項４】圧延素材に、ブレークダウン圧延、粗ユ
ニバーサル圧延およびエッジャー圧延のリバース圧延、
さらに仕上げユニバーサル圧延を行って、少なくとも一
方のフランジの両端にそれぞれ２重爪または１重爪によ
り構成される継手部を有するＨ形鋼矢板を圧延するＨ形
鋼矢板の圧延方法であって、前記仕上げユニバーサル圧
延において、孔型竪ロールにより前記フランジの外面に
前記継手部とは別の突起を形成しながら、テーパ状孔型
の水平ロールにより前記２重爪の成形を行うことを特徴
とするＨ形鋼矢板の圧延方法。