JPH0571121A - 円弧状継手を有する直線型形鋼およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ウエブ端面が平坦で隣接する形鋼
とメタルタッチで密接する構造となり、継手部も強固に
固定できて止水性に優れた連続平坦壁を構築できる直線
型形鋼を安価に提供できる。 【構成】 ウエブ両端にウエブ内側に湾曲する円弧状雄
爪を形成し、かつウエブ端面をウエブ幅面と垂直な平坦
面を設けた直線型形鋼であり、この形鋼は仕上圧延以前
の工程で従来のインバート用孔型ロールを利用して極め
て安価に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエブの一方の面が平
滑であり、他方の面にウエブ中央側に円弧を形成する雄
爪（継手）を有する形鋼であって、これらを連結して壁
面を構築した場合に連続平滑壁面を構成することができ
る直線型形鋼およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、活発な地下空間の開発潮流の中で
大深度化と都市部の工事が主流となっている。市街地の
人口密集地で行われる鋼矢板の打込み工事では、特に振
動や騒音の発生を防止することが要求されており、これ
には無騒音杭打ち工法などの開発によりかなりの効果を
上げているが、従来の鋼矢板は雄・雌の継手の嵌合自由
度が少く、リジットに係合するものが殆どであり、鋼矢
板の長手方向に曲りや反りがあったり断面形状寸法が高
精度でないと施工時にスムースな嵌入が困難である。

【０００３】一方、特に首都圏等の超人口過密地帯にお
ける空間構造物では地下水の漏洩による地盤沈下が問題
視されており、この構造物を構築する連続壁工事には止
水性が要求される。鋼製の形鋼で構成する連続壁であれ
ば接続壁面を溶接するなどの手段によって密閉出来るの
でコンクリート壁に比較して止水性に優れているが、従
来の直線型鋼矢板の継手には、各種の形状があるもの
の、ほとんどの場合嵌合継手であって溶接接合すること
が困難なタイプである。

【０００４】他方、この種の工事に使用される形鋼は安
価でしかも作業性に優れていることが必要とされる。直
線型鋼矢板の一般的な製造方法は、カリバー（孔型）圧
延方式が採用されているが、この方法は上下ロールの孔
型側壁による磨砕作用を主体とした圧延であるため、孔
形磨耗によるロール改削量が大きく、ロール原単位が高
くなって製造コストを高価にする。また圧延油やロール
冷却水を多量に必要とし、これが不足すると圧延作業が
困難になり製品形状が不安定となるなどの問題点があっ
た。

【０００５】この解決策として、例えば、特公昭４７−
４７７８号公報や特公昭５８−３８２４１号公報に開示
されているようにユニバーサル圧延法を採用している
が、これらも上下水平ロールには比較的深く、複雑な孔
型が必要であり、前記問題点の解決には至っていない。

【０００６】更に、特公昭５５−１１９２１号、あるい
は特開昭５５−１９１３号公報にはＨ型鋼のいわゆるユ
ニバーサル圧延設備を利用した技術が開示されている
が、それぞれ特殊な継手形状、すなわち、左右非対称あ
るいは、上下非対称の直線型鋼矢板を製造する方法であ
り、造形上これらを別の形状の継手を有する形鋼へ適用
することは困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記構造物
工事における問題点を解決し、かつその要望に応えるべ
く、別に製造した雌継手で隣接する雄継手同志を係合さ
せ強固に固定して止水性に優れた連続平滑壁を構築する
安価な直線型形鋼およびその製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を要旨とする。すなわち、(1) 所
定の厚さｔｗと、有効幅ｗを有するウエブの両端に、ウ
エブの内側方向に湾曲する円弧状雄爪を形成し、かつウ
エブ端面にウエブ幅面とほぼ垂直な平滑面を設けたこと
を特徴とする円弧状継手を有する直線型形鋼、(2) 鋳片
素材を、ブレークダウンミルを配した粗圧延工程で加工
してほぼＵ字型断面を有する粗造形材とした後、該粗造
形材をユニバーサルミルとエッジャーミルで中間圧延
し、ユニバーサルミルの上下水平ロールでウエブを圧延
して所定の厚さにし、かつ下水平ロールでは、ウエブと
フランジのコーナー部を拘束すると共に、竪ロールとの
間でフランジをウエブとほぼ直角にし、かつウエブ厚以
下の厚さに圧延せしめ、エッジャーミルの上下水平ロー
ルでウエブを拘束しつつフランジを一定の長さにエッジ
ングして、溝形断面の中間圧延材を成形し、該中間圧延
材を予備成形ミルおよび仕上成形ミルで仕上圧延し、予
備成形ミルでは上下水平ロールで中間圧延材のフランジ
先端部を、ウエブを拘束しつつ外側に屈曲して製品雄爪
相当の弧状に形成し、次いで上下水平ロールと竪ロール
からなる仕上ミルで成形加工するに際し、上下水平ロー
ルでウエブを拘束しつつ、垂直面部より下方に湾曲状に
連続した膨出部を有する竪ロールで、ウエブ端面及びフ
ランジ付け根部をロール垂直面に当接すると共にフラン
ジ先端を上下水平ロールで狭圧しながら付け根部より先
端部分をロール膨出部にて湾曲成形することを特徴とす
る円弧状継手を有する直線型形鋼の製造方法、および
(3) 前項の予備成形ミルで加工した製品を上下水平ロー
ルを有する仕上ミルで成形加工するに際し、上水平ロー
ルでウエブ上面を保持すると共に、下水平ロールに形成
された垂直面でウエブ垂直端面を案内しながらフランジ
を下水平ロール前記垂直面に連続する弧状形成孔型に押
し込んで最終形状に成形加工することを特徴とする円弧
状継手を有する直線型形鋼の製造方法である。

【０００９】尚、上記製造工程でのエッジャーミルの後
に、フランジ厚さが変わってもウエブ有効幅を一定にす
るためにスキューミルを配してもよい。

【００１０】

【作用・実施例】以下本発明を詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の直線型形鋼１の断面図を示
したものであり、ウエブ２の両端に、ウエブの一面側に
あってウエブの内側に湾曲し、円弧状に形成した雄型の
爪（継手）３，３を有する。大深度工事においては、形
鋼を長手方向に連続接合し地中連続壁を構築するが、こ
の際に、土圧の小さい地上付近ではウエブ厚ｔｗは小さ
くて良いが、土圧の大きい地中内部ではウエブ厚ｔｗを
大きくして剛性強度を高める必要がある。したがって、
本発明形鋼１はシリーズ内でウエブ有効幅ｗは一定とな
るが、厚みｔｗは必要に応じて可変にすることができ
る。爪３は、厚さｔｆは基本的には一定であるがウエブ
厚さｔｗより薄くてよい。しかしウエブ厚さに応じて変
更することも可能である。形状は、図に示すようにウエ
ブ内方に湾曲した円弧状雄爪３に形成する。また、ウエ
ブ２の両端外面（爪の付根部）にはウエブとの垂直面４
を設け、幅方向連結に際し、隣接ウエブ面が密接しやす
くしている。

【００１２】図２は本発明の直線型形鋼１の使用例を示
すものであり、同図（ａ）は円弧状雄爪３を有する直線
型形鋼１，１を、相互の爪が内側に対向するよう２本の
連結支持板７で連結して箱型にし、図（ｂ）で継手部を
拡大図示するようにこの箱型を構成する直線型形鋼１の
隣接爪３ａ，３ｂを断面円形の鋼管雌継手５でウエブ垂
直面４が密接するごとく連結して構築した連続壁を示
す。この連続壁は、表裏外表面が連続した平滑面を形成
し、また連続する各直線型形鋼１，１は密接しているた
め止水性を有し、必要あればこの密接部は簡単に溶接す
ることができるので、これにより一層優れた止水性を有
せしめることができる。

【００１３】また円弧状に雄継手３ａ，３ｂを支持する
鋼管雌継手５の内部にはトレミー管６を装入するコンク
リート充填法が採用でき、コンクリートとの合成構造が
効果的に施工できると共に充填工事が確実性を増し、信
頼性を向上できる。

【００１４】上記本発明の直線型形鋼１は、以下の方法
によって圧延成形する。

【００１５】図３は直線型形鋼１の圧延成形法の例を示
し、図４はその成形の工程例を示す。

【００１６】本発明の粗圧延工程においては、、上下水
平ロール１０ａ，１０ｂによって構成する孔型ｋａｌ．
４を有するブレークダウンミルＢＤで、鋳片素材を断面
ほぼ溝形の粗造形材１１に製造する。このミルＢＤは、
既存のカットインバート用ロールの孔型を利用して既存
の工程と同様な工程により粗造形材１１に加工でき、し
たがってその詳細な説明は省略する。

【００１７】尚、カットインバートとは、不等辺不等厚
山形鋼のウエブを突合わせ溝形鋼の形でユニバーサル圧
延し、それを仕上圧延後に分割したものである。

【００１８】続く中間圧延工程には、ユニバーサルミル
ＵとエッジャーミルＥが配置され、前記粗造形材１１を
中間圧延材１２ａに加工する。このユニバーサルミルＵ
は、上下水平ロール２０ａ，２０ｂと竪ロール２１ａ，
２１ｂで孔型ｋａｌ．３を構成し、上下水平ロール２０
ａ，２０ｂの開度を調整しつつ圧延し、所定の厚さ（ｔ
ｗ）および有効幅（ｗ）を有するウエブ２にすると共
に、竪ロール２１ａ，２１ｂと下水平ロール２０ｂによ
りウエブ２よりほぼ垂直に折り曲げ、かつ延伸した所定
の厚さ（ｔｆ）を有するフランジｆを成形する。このユ
ニバーサルミルＵも既知のカットインバート用ロールを
共用または流用できる。

【００１９】上記ユニバーサルミルＵで圧延された中間
圧延材１２ａは、ユニバーサルミルＵと対に配置したエ
ッジャーミルＥの上下水平ロール３０ａ，３０ｂで構成
する孔型ｋａｌ．３Ｅで加工して、両ロールでウエブを
拘束しながら下水平ロールの孔型でフランジｆの端部を
整形（エッジング）し、所定の長さｌｋに調整して製品
爪寸法を有する断面Ｕ形の中間整形圧延材１２ｂにす
る。ウエブ厚み（ｔｗ）はシリーズ内で異なる製品にす
ることがあるが、フランジ（爪）長さｌｋは一定にする
ことが好ましい。

【００２０】本発明の製造工程においては、同一シリー
ズ内でフランジ厚み（ｔｆ）を変えた場合、フランジ厚
が△ｔｆだけ変化すると、そのままでは有効幅ｗは２△
ｔｆだけ変化するので、前記エッジャーミルＥの後に図
４に示す如く、ロール軸が圧延方向にαの角度で傾斜し
たスキューロールミルＳＫＭを配して一定のウエブ有効
幅（ｗ）を得るようにしてもよい。第５図はスキューロ
ールミルＳＫＭによる圧延成形法の一例を示すもので、
ウエブの両端部を押さえる一対の上側竪ロール７０ａ，
７０ｂと、ウエブとフランジのコーナ部に当接し、βの
角度で傾斜する軸で支持される一対の下側竪ロール７１
ａ，７１ｂを有し、ウエブを拡幅して一定の有効幅
（ｗ）にすることができる。なおスキューロールミルＳ
ＫＭは例えば特開昭５９−２０２１０１号公報に開示さ
れているような既存のミルを利用できる。また、フラン
ジ厚の変化量△ｔｆが小さい場合は、ＳＫＭを使わずウ
エブ有効幅を縮めて一定とする方法も採ることができ
る。

【００２１】次いで、前記中間圧延材１２ｂは仕上圧延
工程に導入し、加工して最終製品に仕上げられる。仕上
圧延工程は予備成形ミルと仕上ミルからなり、仕上ミル
は異なった２つのロール態様がある。

【００２２】予備成形ミルは上下水平ロール４０ａ，４
０ｂに孔型ｋａｌ．２を有し、中間整形圧延材１２ｂの
ウエブ２を拘束しながらフランジｆを予備成形する。す
なわち、上下水平ロールでフランジｆの先端部を、製品
爪部の円弧半径とほぼ同一の寸法となる曲率半径Ｒで外
方に曲げる加工をする。このような予備成形で、仕上ミ
ルでの加工で形状不良が発生するのを防止する。

【００２３】仕上ミルｋａｌ．１ａはユニバーサルロー
ルにより成形加工する１例であり、上下水平ロール５０
ａ，５０ｂと垂直面部５２を有する小径部から連続する
大径部への肩部にかけて形成される膨出部５３を有し、
爪３を形成する円弧形状をもつ竪ロール５１ａ（５１
ｂ）とからなる。すなわち、前工程の予備パスで成形し
た予備成形材（被圧延材）１３のウエブ２を上下水平ロ
ール５０ａ，５０ｂでしっかりと握持し、竪ロール５１
ａ（５１ｂ）の垂直面部５２で上部２の端面垂直面を案
内しながら外側に曲げられたフランジｆを竪ロールの型
部膨出形状部分５３に当接させてウエブ２の内側方向に
押し込み円弧状の爪３に仕上加工する。

【００２４】仕上ミルｋａｌ．１ｂは２重ロールで仕上
成形する例であり、上水平ロール６０ａと円弧状の爪成
形孔型６１を有する下水平ロール６０ｂとからなってい
る。すなわち上水平ロール６０ａは、予備成形材（被圧
延材）１３のウエブ２の片面を当接保持し、下水平ロー
ル６０ｂは孔型における垂直面部６２で被圧延材のウエ
ブ端面垂直部（４）を正確に案内しながら、予備成形の
外側に湾曲したフランジ先端部を孔型６１に押し込み、
前記仕上ミルｋａｌ．１ａと同様にウエブ内側に孔型６
１に沿った円弧状に曲げ加工し、仕上成形する。本発明
において、予備成形ミルｋａｌ．２から仕上ミルｋａ
ｌ．１ｂへの成形過程で、ｋａｌ．２の出側もしくはｋ
ａｌ．１ｂの入り側に設置したガイド（図示せず）よ
り、フランジ３を矢印Ｔの方向に曲げ成形補助加工を行
うことにより圧延が安定し、良好な製品が得られる。ま
た、製品のウエブ有効幅ｗは下水平ロール６０ｂの孔型
の垂直面６２で規制され正確な寸法出しが可能となる。

【００２５】この様に本発明の形鋼１は特殊形状の継手
を有するが、その製造工程にブレークダウンミルＢＤ、
ユニバーサルミルＵおよびエッジャーミルＥ、更には必
要によりスキューロールミルＳＫＭについても既存のＨ
形鋼を中心とする形鋼製造ミルの利用ができると共に類
似形状寸法のカットインバート用ロールなどを一部共用
可能であり、比較的に安価な製造が可能となる。

【００２６】尚、上記例では中間圧延工程においてユニ
バーサルミルＵとエッジャーミルＥを各々一基づつ配置
して一対としているが、これらは必要に応じて複数対の
圧延機のグループに編成してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の直線型
形鋼は左右対称の簡易な形状の雄継手を有しているた
め、別途簡易構造の雌継手は必要であるが、両継手の連
結が極めて容易であり、また、コンクリートの打込み、
溶接接合等が簡単にでき、強固な継手接合が可能とな
る。一方、構築される連続壁の一面は、止水性に富むと
共に連続の平滑面が形成できる。したがって、美観上優
れた壁体になると共に建設時の切梁・腹起の施工および
鉛直継手部の溶接が容易となる。更に、泥水掘削工法ま
たはＳＭＷ工法で本発明の連続壁を施工する場合、継手
爪３が外側（掘削面側）に突出しないので、掘削幅また
は混練径が縮小でき、経済性向上と工期の短縮が可能と
なる。

【００２８】また本発明の製造過程では、既存のブレー
クダウンミル、ユニバーサルミルおよびエッジャーミル
を活用できるため製造コストの低減を計ることが出来る
ことはもちろんのこと、Ｈ形鋼を中心とする従来の形鋼
の製造で習熟した作業によって生産能率を著しく向上で
き、しかも安定した施工性の優れた高品質の製品を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直線型形鋼の一例を示す平面図であ
る。

【図２】（ａ）は本発明直線型形鋼の使用例を示す平面
図であり、（ｂ）はその継手部拡大図である。

【図３】図１の直線型形鋼を製造する圧延ミルによる圧
延工程を示す図。

【図４】本発明の製造工程の順序を示す図。

【図５】図３の製造工程に利用するスキューロールミル
による圧延工程の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１：雄継手を有する直線型形鋼 ２：ウエブ ３：雄継手（爪） ３ａ，３ｂ：隣接爪 ４：垂直部 ５：円形雌継手 １１：粗造形材 １２ａ：中間圧延材 １２ｂ：中間整形圧延材 １３：予備成形材 ＢＤ：ブレークダウンミル Ｕ：ユニバーサルミル Ｅ：エッジャーミル ＳＫＭ：スキューロールミル Ｆ：仕上圧延ミル ｋａｌ：孔型 １０ａ，１０ｂ：ＢＤの上下水平ロール ２０ａ，２０ｂ：Ｕの上下水平ロール ２１ａ，２１ｂ：Ｕの竪ロール ３０ａ，３０ｂ：Ｅの上下水平ロール ４０ａ，４０ｂ：予備成形ミルの上下水平ロール ５０ａ，５０ｂ：仕上ミルの上下水平ロール ５１ａ：仕上ミルの竪ロール ５２：垂直面部 ５３：膨出部 ６１：成形孔型 ６２：垂直面部 ７０ａ，７０ｂ：ＳＫＭの上側ロール ７１ａ，７１ｂ：ＳＫＭの下側ロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の厚さｔｗと、有効幅ｗを有するウ
   エブの両端に、ウエブの内側方向に湾曲する円弧状雄爪
   を形成し、かつウエブ端面にウエブ幅面とほぼ垂直な平
   滑面を設けたことを特徴とする円弧状継手を有する直線
   型形鋼。
2. 【請求項２】 鋳片素材を、ブレークダウンミルを配し
   た粗圧延工程で加工してほぼＵ字型断面を有する粗造形
   材とした後、該粗造形材をユニバーサルミルとエッジャ
   ーミルで中間圧延し、ユニバーサルミルの上下水平ロー
   ルでウエブを圧延して所定の厚さにし、かつ下水平ロー
   ルでは、ウエブとフランジのコーナー部を拘束すると共
   に、竪ロールとの間でフランジをウエブとほぼ直角に
   し、かつウエブ厚以下の厚さに圧延せしめ、エッジャー
   ミルの上下水平ロールでウエブを拘束しつつフランジを
   一定の長さにエッジングして、溝形断面の中間圧延材を
   成形し、該中間圧延材を予備成形ミルおよび仕上成形ミ
   ルで仕上圧延し、予備成形ミルでは上下水平ロールで中
   間圧延材のフランジ先端部を、ウエブを拘束しつつ外側
   に屈曲して製品雄爪相当の弧状に形成し、次いで上下水
   平ロールと竪ロールからなる仕上ミルで成形加工するに
   際し、上下水平ロールでウエブを拘束しつつ、垂直面部
   より下方に湾曲状に連続した膨出部を有する竪ロール
   で、ウエブ端面及びフランジ付け根部をロール垂直面に
   当接すると共にフランジ先端を上下水平ロールで狭圧し
   ながら付け根部より先端部分をロール膨出部にて湾曲成
   形することを特徴とする円弧状継手を有する直線型形鋼
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前項の予備成形ミルで加工した製品を上
   下水平ロールを有する仕上ミルで成形加工するに際し、
   上水平ロールでウエブ上面を保持すると共に、下水平ロ
   ールに形成された垂直面でウエブ垂直端面を案内しなが
   らフランジを下水平ロール前記垂直面に連続する弧状形
   成孔型に押し込んで最終形状に成形加工することを特徴
   とする円弧状継手を有する直線型形鋼の製造方法。