JPH08260463A - 切梁システム及び切梁式土留め工法 - Google Patents
切梁システム及び切梁式土留め工法Info
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- JPH08260463A JPH08260463A JP9182695A JP9182695A JPH08260463A JP H08260463 A JPH08260463 A JP H08260463A JP 9182695 A JP9182695 A JP 9182695A JP 9182695 A JP9182695 A JP 9182695A JP H08260463 A JPH08260463 A JP H08260463A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度変動による切梁の長さの変化を打ち消す
ことによって、切梁の温度変化によって生ずる切梁の軸
力変化を取り除くことができるシステムを提供する。 【構成】 切梁式土留め工法に用いれられる切梁システ
ムである。このシステムは、土留め壁１２を支持する切
梁１６と、前記切梁１６の温度を検出する温度検出セン
サ４０と、前記切梁１６の全長の一部をなし、任意に伸
縮する油圧ジャッキ２０と、前記検出温度と基準温度と
に基づき、基準温度時の値を基準にした前記切梁１６の
軸力の変化量を演算し、軸力の変化量を補正するよう前
記伸縮部の伸縮量を制御する制御器とを含む。
ことによって、切梁の温度変化によって生ずる切梁の軸
力変化を取り除くことができるシステムを提供する。 【構成】 切梁式土留め工法に用いれられる切梁システ
ムである。このシステムは、土留め壁１２を支持する切
梁１６と、前記切梁１６の温度を検出する温度検出セン
サ４０と、前記切梁１６の全長の一部をなし、任意に伸
縮する油圧ジャッキ２０と、前記検出温度と基準温度と
に基づき、基準温度時の値を基準にした前記切梁１６の
軸力の変化量を演算し、軸力の変化量を補正するよう前
記伸縮部の伸縮量を制御する制御器とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、切梁システム及び切梁
式土留め工法の改良に関する。
式土留め工法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】切梁式土留め工法は、従来から最もよく
用いられている土留め工法であり、切梁、腹起しなどの
支保工を用いて土留め壁の支持を行う工法である。この
工法においては、土留め壁に作用する土圧や水圧に対抗
するために切梁および腹起しを架設し、土留め壁を支持
しながら掘削などが進められる。
用いられている土留め工法であり、切梁、腹起しなどの
支保工を用いて土留め壁の支持を行う工法である。この
工法においては、土留め壁に作用する土圧や水圧に対抗
するために切梁および腹起しを架設し、土留め壁を支持
しながら掘削などが進められる。
【０００３】ところで、切梁式土留め工法に用いられる
切梁は、従来、土圧や水圧に対抗するための軸力に加え
て、気温や日射に伴う温度上昇による膨張に起因する応
圧力を考慮して、その許容軸力が選択されていた。ま
た、設計で考慮した温度以上に切梁の温度が上昇しそう
な場合は、温度膨張を抑制して危険を防止するため、切
梁に散水したり、シート養生したりといったことが行わ
れていた。
切梁は、従来、土圧や水圧に対抗するための軸力に加え
て、気温や日射に伴う温度上昇による膨張に起因する応
圧力を考慮して、その許容軸力が選択されていた。ま
た、設計で考慮した温度以上に切梁の温度が上昇しそう
な場合は、温度膨張を抑制して危険を防止するため、切
梁に散水したり、シート養生したりといったことが行わ
れていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の切
梁式土留め工法では、温度上昇範囲を予測し、その温度
上昇による膨張に起因する応圧力上昇分も含めた許容軸
力を持つ切梁が用いられていた。そのため、切梁の形状
も大きくなり、可搬性の低下やコストの上昇などを招い
ていた。
梁式土留め工法では、温度上昇範囲を予測し、その温度
上昇による膨張に起因する応圧力上昇分も含めた許容軸
力を持つ切梁が用いられていた。そのため、切梁の形状
も大きくなり、可搬性の低下やコストの上昇などを招い
ていた。
【０００５】さらに、異常気象などのために、切梁の温
度が設計段階で考慮した温度を超える場合は、許容軸力
を超える応圧力が切梁に加わる可能性もあった。
度が設計段階で考慮した温度を超える場合は、許容軸力
を超える応圧力が切梁に加わる可能性もあった。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、温度変動による切梁の長さ
の変化を打ち消すように切梁の長さ調整を行ない、切梁
の温度変化によって生ずる切梁に対する軸力変化を取り
除くことができる切梁システム及び切梁式土留め工法を
提供することにある。
ものであって、その目的は、温度変動による切梁の長さ
の変化を打ち消すように切梁の長さ調整を行ない、切梁
の温度変化によって生ずる切梁に対する軸力変化を取り
除くことができる切梁システム及び切梁式土留め工法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するために、請求項１の発明に係る切梁式土留め工法の
切梁システムは、切梁式土留め工法において、土留め壁
を支持する切梁と、前記切梁の温度を検出する温度検出
手段と、前記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する
伸縮部と、前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温
度時の値を基準にした前記切梁の全長または軸力の変化
量を演算する変化量演算手段と、を含み、前記切梁の全
長または軸力の変化量を補正するよう前記伸縮部の伸縮
量を制御することを特徴とする。
するために、請求項１の発明に係る切梁式土留め工法の
切梁システムは、切梁式土留め工法において、土留め壁
を支持する切梁と、前記切梁の温度を検出する温度検出
手段と、前記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する
伸縮部と、前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温
度時の値を基準にした前記切梁の全長または軸力の変化
量を演算する変化量演算手段と、を含み、前記切梁の全
長または軸力の変化量を補正するよう前記伸縮部の伸縮
量を制御することを特徴とする。
【０００８】請求項１の発明によれば、切梁の温度を検
出し、この検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時
の値を基準として、現在の温度での前記切梁の全長また
は軸力の変化量を演算する。そして、演算された変化量
を補正するよう、切梁の一部に形成された伸縮部の伸縮
量を制御する。
出し、この検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時
の値を基準として、現在の温度での前記切梁の全長また
は軸力の変化量を演算する。そして、演算された変化量
を補正するよう、切梁の一部に形成された伸縮部の伸縮
量を制御する。
【０００９】このようにして、切梁の温度変化によって
生ずる切梁に対する軸力変化を取り除くことができるた
め、切梁の許容軸力を低い値に設定し、低コストの切梁
を用いることが可能となる。
生ずる切梁に対する軸力変化を取り除くことができるた
め、切梁の許容軸力を低い値に設定し、低コストの切梁
を用いることが可能となる。
【００１０】さらに、本発明によれば、前記伸縮部とし
て、切梁のプレロード設定用のジャッキ等を用いること
ができるため、切梁を設置する際に油圧ジャッキ等を用
いてプレロードをかける方式の土留め工法では、前記ジ
ャッキを本発明の伸縮部として兼用することができ、シ
ステム全体をより低コスト化することが可能となる。
て、切梁のプレロード設定用のジャッキ等を用いること
ができるため、切梁を設置する際に油圧ジャッキ等を用
いてプレロードをかける方式の土留め工法では、前記ジ
ャッキを本発明の伸縮部として兼用することができ、シ
ステム全体をより低コスト化することが可能となる。
【００１１】請求項２の発明は、請求項１において、前
記変化量に基づき、前記切梁の全長または軸力が基準温
度時の値となるよう前記伸縮部の伸縮量をフィードバッ
ク制御する制御手段を含むことを特徴とする。
記変化量に基づき、前記切梁の全長または軸力が基準温
度時の値となるよう前記伸縮部の伸縮量をフィードバッ
ク制御する制御手段を含むことを特徴とする。
【００１２】このように、制御手段を用いて伸縮部の伸
縮量を自動的にフィードバック制御することにより、切
梁の温度変化によって生ずる軸力変化をより正確かつ迅
速に除去するこが可能となる。
縮量を自動的にフィードバック制御することにより、切
梁の温度変化によって生ずる軸力変化をより正確かつ迅
速に除去するこが可能となる。
【００１３】請求項３の発明は、請求項２において、前
記切梁の軸方向の軸力を検出する検出手段を含み、前記
制御手段は、前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温度変
化に起因した変化量分だけ補正されるよう前記伸縮部の
伸縮量をフィードバック制御することを特徴とする。
記切梁の軸方向の軸力を検出する検出手段を含み、前記
制御手段は、前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温度変
化に起因した変化量分だけ補正されるよう前記伸縮部の
伸縮量をフィードバック制御することを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、切梁の軸方向への軸力を
直接検出し、この検出軸力に基づき前記伸縮部の伸縮量
を制御することにより、切梁の温度変化によって生ずる
軸力変化をより正確に取り除くことができる。
直接検出し、この検出軸力に基づき前記伸縮部の伸縮量
を制御することにより、切梁の温度変化によって生ずる
軸力変化をより正確に取り除くことができる。
【００１５】請求項４の発明の切梁式土留め工法は、前
記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する伸縮部を設
置する工程と、前記伸縮部の伸縮量を制御する工程と、
を含み、前記制御工程は、前記切梁の温度を検出する工
程と、前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時
の値を基準にした前記切梁の全長または軸力の変化量を
演算する工程と、前記変化量に基づき、前記切梁の全長
または軸力が基準温度時の値となるよう前記伸縮部の伸
縮量を制御する工程と、を含むことを特徴とする。
記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する伸縮部を設
置する工程と、前記伸縮部の伸縮量を制御する工程と、
を含み、前記制御工程は、前記切梁の温度を検出する工
程と、前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時
の値を基準にした前記切梁の全長または軸力の変化量を
演算する工程と、前記変化量に基づき、前記切梁の全長
または軸力が基準温度時の値となるよう前記伸縮部の伸
縮量を制御する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】本発明によれば、請求項１の発明と同様
に、切梁の温度変化によって生ずる切梁に対する軸力変
化を取り除くことができ、これにより許容軸力の小さな
切梁を用い、低コストで土留めを行うことの可能な切梁
式土留め工法を得ることができる。
に、切梁の温度変化によって生ずる切梁に対する軸力変
化を取り除くことができ、これにより許容軸力の小さな
切梁を用い、低コストで土留めを行うことの可能な切梁
式土留め工法を得ることができる。
【００１７】請求項５の発明は、請求項４において、前
記切梁の軸方向の軸力を検出する軸力検出工程を含み、
前記制御工程は、前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温
度変化に起因した変化量分だけ補正されるよう前記伸縮
部の伸縮量をフィードバック制御することを特徴とす
る。
記切梁の軸方向の軸力を検出する軸力検出工程を含み、
前記制御工程は、前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温
度変化に起因した変化量分だけ補正されるよう前記伸縮
部の伸縮量をフィードバック制御することを特徴とす
る。
【００１８】本発明によれば、請求項３の発明と同様
に、切梁の温度変化によって生ずる軸力変化を、より正
確に除去することが可能となる。
に、切梁の温度変化によって生ずる軸力変化を、より正
確に除去することが可能となる。
【００１９】
【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面に基づき詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２０】図１には、本発明が適用される切梁式土留
め工法の一例が示されている。
め工法の一例が示されている。
【００２１】周知のように、この切梁式土留め工法で
は、構築１０の外周に矢板、地下連続壁などの土留め壁
１２を設けて、内部を掘削すると共に、腹起し１４、切
梁１６を架設して、周囲から作用する土水圧を支持す
る。実施例では、切梁１６を水平に設置しているが、必
要に応じて斜めに設置する場合もある。
は、構築１０の外周に矢板、地下連続壁などの土留め壁
１２を設けて、内部を掘削すると共に、腹起し１４、切
梁１６を架設して、周囲から作用する土水圧を支持す
る。実施例では、切梁１６を水平に設置しているが、必
要に応じて斜めに設置する場合もある。
【００２２】前記腹起し１４は、土留め壁１２の内周面
に、水平に取付け固定され、土留め壁１４に作用する土
水圧を切梁１６に伝達する役目をすると共に、土留め壁
１２の隅角部では直行する土留め壁からの土水圧を受け
る切梁の役目も兼ねる。
に、水平に取付け固定され、土留め壁１４に作用する土
水圧を切梁１６に伝達する役目をすると共に、土留め壁
１２の隅角部では直行する土留め壁からの土水圧を受け
る切梁の役目も兼ねる。
【００２３】前記切梁１６は、図２に示すよう相対向す
る土留め壁１２，１２間に腹起し１４，１４を介して架
設され、土留め壁１２からの土水圧を受ける役目をして
いる。この切梁１６には、主にその長さ方向である軸方
向へ向け圧縮力が軸力として作用する。支保工の座屈を
防止するために、切梁が長い場合には中間杭１８を設
け、切梁を固定すると共に、自重を支えるようにしてい
る。
る土留め壁１２，１２間に腹起し１４，１４を介して架
設され、土留め壁１２からの土水圧を受ける役目をして
いる。この切梁１６には、主にその長さ方向である軸方
向へ向け圧縮力が軸力として作用する。支保工の座屈を
防止するために、切梁が長い場合には中間杭１８を設
け、切梁を固定すると共に、自重を支えるようにしてい
る。
【００２４】図５，図６には、切梁１６に加わる軸力
が、掘削と共に増加していく様子が示されている。
が、掘削と共に増加していく様子が示されている。
【００２５】例えば、図５（Ａ）に示すよう、対向する
山留め壁１２，１２間に切梁１６を架設し、掘削を開始
し、図５（Ｂ）に示すように掘削を進めると、図６に示
すよう、切梁１６に加わる軸力Ｐは次第に増加する。本
来、この軸力は、掘削深度等の増加と共に増えるが、実
際は図６に示すよう、のこぎり波状に変動する。これ
は、前記切梁１６は、十分な応圧力に耐えるようＨ形鋼
を用いて形成されていることに起因する。すなわち、Ｈ
形鋼は、線膨張率の大きなものであり、気温や日射によ
る温度変化の影響を受けて、伸縮する。このため、軸力
が、一日周期で例えば３０トン程度変動し、本来の土水
圧より過大な応圧力が発生してしまう。特に、夏場など
の日射による影響が大きい場合には、日中に管理値をオ
ーバーするほど軸力が上昇することが多く、このような
場合には、図５（Ｃ）に示すよう、工事を一旦中止し、
切梁１６に散水したり、シート養生して温度膨張を押さ
えているのが従来の実情である。本来の土水圧による軸
力Ｐの変化でなく、このような温度変化による軸力の変
動で、山留めが危険となることを防止するため、従来は
前記切梁１６の管理値を、本来の土水圧の軸力に、温度
変動による軸力の変動分を考慮して設定し、その管理値
に見合った強度をもつ切梁１６を用いていた。このた
め、切梁１６が大きなものとなり、しかも高コストにな
ることが避けられなかった。
山留め壁１２，１２間に切梁１６を架設し、掘削を開始
し、図５（Ｂ）に示すように掘削を進めると、図６に示
すよう、切梁１６に加わる軸力Ｐは次第に増加する。本
来、この軸力は、掘削深度等の増加と共に増えるが、実
際は図６に示すよう、のこぎり波状に変動する。これ
は、前記切梁１６は、十分な応圧力に耐えるようＨ形鋼
を用いて形成されていることに起因する。すなわち、Ｈ
形鋼は、線膨張率の大きなものであり、気温や日射によ
る温度変化の影響を受けて、伸縮する。このため、軸力
が、一日周期で例えば３０トン程度変動し、本来の土水
圧より過大な応圧力が発生してしまう。特に、夏場など
の日射による影響が大きい場合には、日中に管理値をオ
ーバーするほど軸力が上昇することが多く、このような
場合には、図５（Ｃ）に示すよう、工事を一旦中止し、
切梁１６に散水したり、シート養生して温度膨張を押さ
えているのが従来の実情である。本来の土水圧による軸
力Ｐの変化でなく、このような温度変化による軸力の変
動で、山留めが危険となることを防止するため、従来は
前記切梁１６の管理値を、本来の土水圧の軸力に、温度
変動による軸力の変動分を考慮して設定し、その管理値
に見合った強度をもつ切梁１６を用いていた。このた
め、切梁１６が大きなものとなり、しかも高コストにな
ることが避けられなかった。
【００２６】このような問題を解決するために、図３，
図４に示すよう、実施例のシステムは、切梁１６の途中
に設けられた油圧ジャッキ２０と、切梁１６の温度を検
出する温度センサ４０と、切梁１６の軸方向の応圧力を
軸力として検出する軸力計６０と、前記温度センサ４０
および軸力計６０の検出データに基づき油圧ジャッキ２
０の伸縮量を制御する制御器５０とを含むよう構成され
ている。
図４に示すよう、実施例のシステムは、切梁１６の途中
に設けられた油圧ジャッキ２０と、切梁１６の温度を検
出する温度センサ４０と、切梁１６の軸方向の応圧力を
軸力として検出する軸力計６０と、前記温度センサ４０
および軸力計６０の検出データに基づき油圧ジャッキ２
０の伸縮量を制御する制御器５０とを含むよう構成され
ている。
【００２７】前記油圧ジャッキ２０は、伸縮部として機
能するものであり、各切梁１６の途中に切梁の全長の一
部を成すように装着固定されている。
能するものであり、各切梁１６の途中に切梁の全長の一
部を成すように装着固定されている。
【００２８】実施例の油圧ジャッキ２０は、電動油圧ポ
ンプ２２と、油圧ポンプハウジング２２ａの一端側に設
けられた固定型の支持アーム２３と、油圧ポンプハウジ
ング２２ａの他端側に突出するプランジャ２４と、オイ
ルタンク２６とを含んで構成される。そして、前記支持
アーム２３およびプランジャ２４の先端部は、切梁１６
の端面にボルトおよびナット等を用いて一体的に取付け
固定されている。
ンプ２２と、油圧ポンプハウジング２２ａの一端側に設
けられた固定型の支持アーム２３と、油圧ポンプハウジ
ング２２ａの他端側に突出するプランジャ２４と、オイ
ルタンク２６とを含んで構成される。そして、前記支持
アーム２３およびプランジャ２４の先端部は、切梁１６
の端面にボルトおよびナット等を用いて一体的に取付け
固定されている。
【００２９】前記プランジャ２４は、制御器５０により
電動油圧ポンプ２２駆動することにより、図４において
矢印１００で示す軸方向へ伸縮するように構成されてお
り、これにより油圧ジャッキ２０の全長Ｌ1が任意に調
整される。なお、この油圧ジャッキ２２には、必要に応
じてプランジャ２４の周囲に設けられたネジ溝と螺合す
る手動ロック部２８を設け、プランジャ２４上における
この手動ロック部２８の位置を調整自在に形成してもよ
い。このようにすれば、例えば電動油圧ポンプ２０を用
いてプランジャ２４を所定の伸縮量に設定した後、手動
ロック部２８を回動してその位置をポンプハウジング２
２ａの端面と当接する位置まで移動させることにより、
切梁１６の軸方向に圧縮力として作用する軸力に対し、
プランジャ２４の位置を確実にロックすることが可能と
なる。
電動油圧ポンプ２２駆動することにより、図４において
矢印１００で示す軸方向へ伸縮するように構成されてお
り、これにより油圧ジャッキ２０の全長Ｌ1が任意に調
整される。なお、この油圧ジャッキ２２には、必要に応
じてプランジャ２４の周囲に設けられたネジ溝と螺合す
る手動ロック部２８を設け、プランジャ２４上における
この手動ロック部２８の位置を調整自在に形成してもよ
い。このようにすれば、例えば電動油圧ポンプ２０を用
いてプランジャ２４を所定の伸縮量に設定した後、手動
ロック部２８を回動してその位置をポンプハウジング２
２ａの端面と当接する位置まで移動させることにより、
切梁１６の軸方向に圧縮力として作用する軸力に対し、
プランジャ２４の位置を確実にロックすることが可能と
なる。
【００３０】また図３に示すように切梁１６の、油圧ジ
ャッキ設置部の周囲には鋼鉄製の補強カバー３０が取付
け固定され、油圧ジャッキ２０を保護している。この補
強カバー３０は、切梁１６の断面に合わせた筒体として
形成されている。この筒体は、その両端が油圧ジャッキ
２０の両側に位置する各切梁１６の端部に嵌合された状
態で、その一端側のみが一方の切梁に固定されており、
その他端は他方の切梁にサヤ管形式にスライド自在に構
成されている。これにより、切梁１６の油圧ジャッキ部
での座屈を防止するとともに、切梁１６の長さ調整を可
能にしている。
ャッキ設置部の周囲には鋼鉄製の補強カバー３０が取付
け固定され、油圧ジャッキ２０を保護している。この補
強カバー３０は、切梁１６の断面に合わせた筒体として
形成されている。この筒体は、その両端が油圧ジャッキ
２０の両側に位置する各切梁１６の端部に嵌合された状
態で、その一端側のみが一方の切梁に固定されており、
その他端は他方の切梁にサヤ管形式にスライド自在に構
成されている。これにより、切梁１６の油圧ジャッキ部
での座屈を防止するとともに、切梁１６の長さ調整を可
能にしている。
【００３１】前記温度センサ４０は、切梁１６上に取付
け固定され、切梁１６の表面温度を測定する。実施例に
おいて、この温度センサ４０は、日照面側の温度が測定
できるよう、切梁１６の上面側に取付け固定され、その
検出データを制御器５０および図示しない集中管理室へ
向け出力している。
け固定され、切梁１６の表面温度を測定する。実施例に
おいて、この温度センサ４０は、日照面側の温度が測定
できるよう、切梁１６の上面側に取付け固定され、その
検出データを制御器５０および図示しない集中管理室へ
向け出力している。
【００３２】前記軸力計６０は、歪計を用いて形成され
ており、切梁１６を構成するＨ形鋼の側面位置に取付け
固定され、切梁１６に発生する軸方向の歪みを軸力とし
て測定し、制御器５０および図示しない集中管理室へ向
け出力する。
ており、切梁１６を構成するＨ形鋼の側面位置に取付け
固定され、切梁１６に発生する軸方向の歪みを軸力とし
て測定し、制御器５０および図示しない集中管理室へ向
け出力する。
【００３３】前記制御器５０は、温度センサ２０および
軸力計６０の検出データに基づき、油圧ジャッキ２０の
電動油圧ポンプ２２を駆動し、プランジャ２４の伸縮量
を制御する。
軸力計６０の検出データに基づき、油圧ジャッキ２０の
電動油圧ポンプ２２を駆動し、プランジャ２４の伸縮量
を制御する。
【００３４】図７には、この制御器５０の機能ブロック
図が示されている。実施例の制御器５０は、制御プログ
ラムが記憶されたメモリおよび前記プログラムによって
駆動されるＣＰＵ等を含んだコンピュータを用いて形成
されており、この制御器５０は、具体的には変化量演算
部５２と、制御部５４として機能するように形成されて
いる。
図が示されている。実施例の制御器５０は、制御プログ
ラムが記憶されたメモリおよび前記プログラムによって
駆動されるＣＰＵ等を含んだコンピュータを用いて形成
されており、この制御器５０は、具体的には変化量演算
部５２と、制御部５４として機能するように形成されて
いる。
【００３５】変化量演算部５２は、基準温度ｔ0のとき
の切梁１６の全長ｌまたは軸力Ｐを予め記憶しておく。
そして、予め設定された基準温度ｔ0と、温度センサ４
０の検出温度ｔとに基づき、温度がｔ0からｔに変化し
たときの前記切梁１６の全長ｌまたは軸力Ｐの変化量△
ｌまたは△Ｐを演算し、制御部５４へ向け出力するよう
形成されている。実施例では、基準温度ｔ0からの温度
変化△ｔ＝ｔ−ｔ0に基づく軸力Ｐの変化量△Ｐを演算
し、制御部５０へ向け出力する。
の切梁１６の全長ｌまたは軸力Ｐを予め記憶しておく。
そして、予め設定された基準温度ｔ0と、温度センサ４
０の検出温度ｔとに基づき、温度がｔ0からｔに変化し
たときの前記切梁１６の全長ｌまたは軸力Ｐの変化量△
ｌまたは△Ｐを演算し、制御部５４へ向け出力するよう
形成されている。実施例では、基準温度ｔ0からの温度
変化△ｔ＝ｔ−ｔ0に基づく軸力Ｐの変化量△Ｐを演算
し、制御部５０へ向け出力する。
【００３６】前記制御部５４は、このようにして演算さ
れる変化量に基づき、その変化量を補正し切梁の全長ｌ
または軸力Ｐが基準温度ｔ0の時の値となるよう油圧ポ
ンプ２２を駆動し、プランジャ２４の伸縮量を制御す
る。実施例では、軸力Ｐの変化量△Ｐが入力されるた
め、制御部５４は、軸力計６０の検出する軸力Ｐが前記
変化量△Ｐ分だけ補正されるよう油圧ポンプ２２を駆動
する。
れる変化量に基づき、その変化量を補正し切梁の全長ｌ
または軸力Ｐが基準温度ｔ0の時の値となるよう油圧ポ
ンプ２２を駆動し、プランジャ２４の伸縮量を制御す
る。実施例では、軸力Ｐの変化量△Ｐが入力されるた
め、制御部５４は、軸力計６０の検出する軸力Ｐが前記
変化量△Ｐ分だけ補正されるよう油圧ポンプ２２を駆動
する。
【００３７】次に、この制御器５０の制御の手法を、図
２，図８を用いてより詳細に説明する。
２，図８を用いてより詳細に説明する。
【００３８】まず、図２に示すよう、基準温度ｔ0の時
における切梁１６の全長をｌとする。このとき、切梁１
６の実際の測定温度がｔであり、この温度変化△ｔ＝ｔ
−ｔ0による切梁１６の全長の伸び量を△ｌとすると、
この△ｌは次式で表される。 △ｌ＝Ｋ・（ｔ−ｔ0）・ｌ …（１） Ｋ：線膨張係数（例えばＨ鋼等の鋼材の場合はＫ＝１．
０×１０-5／℃） しかし、切梁１６の両端は、図２に示すよう固定されて
いるため、切梁１６はこの△ｌ分だけ実際に伸びること
はできない。このため、切梁１６は、両端から加わる軸
力△Ｐにより△ｌだけ縮んだと考えることができる。
における切梁１６の全長をｌとする。このとき、切梁１
６の実際の測定温度がｔであり、この温度変化△ｔ＝ｔ
−ｔ0による切梁１６の全長の伸び量を△ｌとすると、
この△ｌは次式で表される。 △ｌ＝Ｋ・（ｔ−ｔ0）・ｌ …（１） Ｋ：線膨張係数（例えばＨ鋼等の鋼材の場合はＫ＝１．
０×１０-5／℃） しかし、切梁１６の両端は、図２に示すよう固定されて
いるため、切梁１６はこの△ｌ分だけ実際に伸びること
はできない。このため、切梁１６は、両端から加わる軸
力△Ｐにより△ｌだけ縮んだと考えることができる。
【００３９】従って、前記△ｌは、次式を用いても表す
ことができる。 △ｌ＝（△Ｐ・ｌ）／（Ａ・Ｅ） …（２） △Ｐ：前記軸力の変動分（ｋｇ） Ａ：切梁の断面積（ｃｍ2） Ｅ：鋼材のヤング係数（ｋｇ／ｃｍ2） 従って前記（１）式，（２）式から、次式に示す関係が
成立する。 （△Ｐ・ｌ）／（Ａ・Ｅ）＝Ｋ・（ｔ−ｔ0）・ｌ …（３） 従って、前記温度変化△ｔ＝（ｔ−ｔ0）によって、切
梁１６に発生した軸力Ｐの変化量△Ｐは、次式を用いて
表すことができる。 △Ｐ＝Ａ・Ｅ・Ｋ・（ｔ−ｔ0） …（４） 図８には、この（４）式の特性曲線が示されている。同
図からも明らかなように、軸力の変動分△Ｐは、温度変
化量に比例している。
ことができる。 △ｌ＝（△Ｐ・ｌ）／（Ａ・Ｅ） …（２） △Ｐ：前記軸力の変動分（ｋｇ） Ａ：切梁の断面積（ｃｍ2） Ｅ：鋼材のヤング係数（ｋｇ／ｃｍ2） 従って前記（１）式，（２）式から、次式に示す関係が
成立する。 （△Ｐ・ｌ）／（Ａ・Ｅ）＝Ｋ・（ｔ−ｔ0）・ｌ …（３） 従って、前記温度変化△ｔ＝（ｔ−ｔ0）によって、切
梁１６に発生した軸力Ｐの変化量△Ｐは、次式を用いて
表すことができる。 △Ｐ＝Ａ・Ｅ・Ｋ・（ｔ−ｔ0） …（４） 図８には、この（４）式の特性曲線が示されている。同
図からも明らかなように、軸力の変動分△Ｐは、温度変
化量に比例している。
【００４０】従って、前記変化量演算部５２は、温度セ
ンサ４０からの入力信号ｔに基づき前記（４）式に示す
軸力の変化量△Ｐを演算し、制御部５４へ向け出力す
る。
ンサ４０からの入力信号ｔに基づき前記（４）式に示す
軸力の変化量△Ｐを演算し、制御部５４へ向け出力す
る。
【００４１】そして、制御部５４は、前記軸力計６０の
検出する軸力Ｐが、この変化量△Ｐ分だけ補正され、基
準温度ｔ0での軸力Ｐとなるよう油圧ポンプ２２を介し
て油圧ジャッキ２０の伸縮量を制御する。例えば、温度
が上昇して△Ｐ分だけ軸力が増加した場合には、△Ｐ分
だけ軸力計６０の検出出力が減少するまで、油圧ジャッ
キ２０の長さＬ1を減少させる。これとは逆に、温度の
低下により、△Ｐ分だけ軸力が減少した場合には、軸力
計６０の検出値が△Ｐだけ上昇するまで、油圧ジャッキ
２０を伸張させる。
検出する軸力Ｐが、この変化量△Ｐ分だけ補正され、基
準温度ｔ0での軸力Ｐとなるよう油圧ポンプ２２を介し
て油圧ジャッキ２０の伸縮量を制御する。例えば、温度
が上昇して△Ｐ分だけ軸力が増加した場合には、△Ｐ分
だけ軸力計６０の検出出力が減少するまで、油圧ジャッ
キ２０の長さＬ1を減少させる。これとは逆に、温度の
低下により、△Ｐ分だけ軸力が減少した場合には、軸力
計６０の検出値が△Ｐだけ上昇するまで、油圧ジャッキ
２０を伸張させる。
【００４２】図９には、実施例のシステムを用いた温度
管理動作のフローチャート図が示されており、図１０は
このとき切梁１６に作用する軸力Ｐを実線で、従来シス
テムでの発生軸力を破線で示している。
管理動作のフローチャート図が示されており、図１０は
このとき切梁１６に作用する軸力Ｐを実線で、従来シス
テムでの発生軸力を破線で示している。
【００４３】まず、実施例のシステムでは、温度センサ
４０を用いて切梁１６の温度を検出し（ステップＳ１
０）、この検出温度に基づき変化量演算部５２が（４）
式の軸力変化量△Ｐを演算する（ステップＳ１２）。
４０を用いて切梁１６の温度を検出し（ステップＳ１
０）、この検出温度に基づき変化量演算部５２が（４）
式の軸力変化量△Ｐを演算する（ステップＳ１２）。
【００４４】そして、この演算された変化量△Ｐに基づ
き、制御部５４は変化量△Ｐが相殺されるよう、油圧ジ
ャッキ２０の伸縮量を制御する（ステップＳ１４）。
き、制御部５４は変化量△Ｐが相殺されるよう、油圧ジ
ャッキ２０の伸縮量を制御する（ステップＳ１４）。
【００４５】このような一連のフィードバック制御を、
工事が終了するまで繰り返して行う（ステップＳ１
６）。
工事が終了するまで繰り返して行う（ステップＳ１
６）。
【００４６】このようにすることにより、切梁１６に
は、図１０で示すよう、本来の土圧力に対応した軸力の
みが作用することになり、同図中破線で示すような温度
変動に起因する軸力の変動を確実に防止することができ
る。
は、図１０で示すよう、本来の土圧力に対応した軸力の
みが作用することになり、同図中破線で示すような温度
変動に起因する軸力の変動を確実に防止することができ
る。
【００４７】従って、従来は図中破線で示す軸力の温度
変動分を考慮して、許容軸力を設定しなければならかっ
たのに対し、本実施例では図中実線で示すよう温度によ
る軸力変動を考慮せずにその許容軸力を設定することが
できる。従って、切梁１６の許容軸力が同じであるなら
ば、従来のシステムに比べ、本実施例のシステムでは、
１本の切梁の負担する土水圧の値を大きく設定すること
できる。例えば、温度応力として、切梁１本あたり１５
〜３０トンの軸力△Ｐが従来発生していたのに対し、本
実施例ではこの△Ｐの値を０として切梁１６の設計がで
きる。例えば、許容軸力が１５０トンである場合を想定
すると、従来では前記３０トンの変動量△Ｐを考慮しな
ければならないため、切梁１本が負担する土水圧の上限
が１２０トンであるのに対し、本実施例では△Ｐが０で
あるため、切梁体が負担する土水圧の上限は１５０トン
になる。
変動分を考慮して、許容軸力を設定しなければならかっ
たのに対し、本実施例では図中実線で示すよう温度によ
る軸力変動を考慮せずにその許容軸力を設定することが
できる。従って、切梁１６の許容軸力が同じであるなら
ば、従来のシステムに比べ、本実施例のシステムでは、
１本の切梁の負担する土水圧の値を大きく設定すること
できる。例えば、温度応力として、切梁１本あたり１５
〜３０トンの軸力△Ｐが従来発生していたのに対し、本
実施例ではこの△Ｐの値を０として切梁１６の設計がで
きる。例えば、許容軸力が１５０トンである場合を想定
すると、従来では前記３０トンの変動量△Ｐを考慮しな
ければならないため、切梁１本が負担する土水圧の上限
が１２０トンであるのに対し、本実施例では△Ｐが０で
あるため、切梁体が負担する土水圧の上限は１５０トン
になる。
【００４８】さらに、本実施例のシステムでは、軸力計
６０が検出する軸力Ｐの値は、温度変化に起因する変動
量△Ｐが除去された値となるため、集中管理室ではこの
軸力計６０の検出出力から土水圧の変化を正確に把握で
き、現場における計測管理が極めて簡単なものとなる。
６０が検出する軸力Ｐの値は、温度変化に起因する変動
量△Ｐが除去された値となるため、集中管理室ではこの
軸力計６０の検出出力から土水圧の変化を正確に把握で
き、現場における計測管理が極めて簡単なものとなる。
【００４９】また、前記図９に示すフィードバック制御
は完全自動で行うようにしてもよいが、例えば図４に示
すように手動ロック部２８を備えた油圧ジャッキ等を用
いる場合には、半自動で行うようにしてもよい。具体的
には、軸力補正が必要になったことを制御器５０が検出
すると、その旨を図示しないアラーム等を用いて作業員
に知らせ、作業員により手動ロック２８のロックを一旦
解除させ、その後前述した油圧ジャッキ２０の伸縮量の
制御を行い、制御終了後に再度手動ロック２８でプラン
ジャ２４の伸縮量を固定するようにしてもよい。
は完全自動で行うようにしてもよいが、例えば図４に示
すように手動ロック部２８を備えた油圧ジャッキ等を用
いる場合には、半自動で行うようにしてもよい。具体的
には、軸力補正が必要になったことを制御器５０が検出
すると、その旨を図示しないアラーム等を用いて作業員
に知らせ、作業員により手動ロック２８のロックを一旦
解除させ、その後前述した油圧ジャッキ２０の伸縮量の
制御を行い、制御終了後に再度手動ロック２８でプラン
ジャ２４の伸縮量を固定するようにしてもよい。
【００５０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。
ものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変
形実施が可能である。
【００５１】例えば、前記実施例では、制御部５４は温
度変化△ｔに近以する軸力変化量△Ｐを演算し、この変
化量△Ｐを補正するよう油圧ジャッキ２０をフィードバ
ック制御する場合を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば変化量演算部５２は前記（１）式に基
づき△ｌを演算し、制御部５４は、この△ｌの変動分を
補正するよう油圧ジャッキ２０の伸縮量を制御するよう
にしてもよい。例えば、温度変化により切梁１６の伸び
量が△ｌとなった場合には、油圧ジャッキ２０の全長Ｌ
1を△ｌ分だけ短くするように油圧ジャッキ２０をフィ
ードバック制御してもよい。
度変化△ｔに近以する軸力変化量△Ｐを演算し、この変
化量△Ｐを補正するよう油圧ジャッキ２０をフィードバ
ック制御する場合を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば変化量演算部５２は前記（１）式に基
づき△ｌを演算し、制御部５４は、この△ｌの変動分を
補正するよう油圧ジャッキ２０の伸縮量を制御するよう
にしてもよい。例えば、温度変化により切梁１６の伸び
量が△ｌとなった場合には、油圧ジャッキ２０の全長Ｌ
1を△ｌ分だけ短くするように油圧ジャッキ２０をフィ
ードバック制御してもよい。
【００５２】また、前記実施例では、油圧ジャッキ２０
の伸縮量のフィードバック制御を、自動または半自動で
行う場合を例にとり説明したが、必要に応じこのフィー
ドバック制御を手動で行うようにしてもよい。
の伸縮量のフィードバック制御を、自動または半自動で
行う場合を例にとり説明したが、必要に応じこのフィー
ドバック制御を手動で行うようにしてもよい。
【００５３】また、前記実施例では、伸縮部として油圧
ジャッキ２０を用いる場合を例にとり説明したが、本発
明はこれに限らず、必要に応じ各種の伸縮機構を持った
伸縮部を用いることができる。
ジャッキ２０を用いる場合を例にとり説明したが、本発
明はこれに限らず、必要に応じ各種の伸縮機構を持った
伸縮部を用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度変動による切梁の長さの変化を打ち消すよう切梁の
長さ調整を行い、切梁の温度変化によって生ずる軸力変
化を取り除くことができ、この結果、切梁式の土留め工
法の工事を経済的に行うことが可能な切梁システムおよ
び切梁式土留め工法を実現できるという効果がある。
温度変動による切梁の長さの変化を打ち消すよう切梁の
長さ調整を行い、切梁の温度変化によって生ずる軸力変
化を取り除くことができ、この結果、切梁式の土留め工
法の工事を経済的に行うことが可能な切梁システムおよ
び切梁式土留め工法を実現できるという効果がある。
【００５５】
【図１】切梁式土留め工法の一例の説明図である。
【図２】切梁の設置状況を示す説明図である。
【図３】実施例の切梁システムの概略説明図である。
【図４】実施例のシステムの要部を示す概略説明図であ
る。
る。
【図５】切梁に作用する軸力変動の概略説明図である。
【図６】温度変化によって軸力の変動する様子を示す説
明図である。
明図である。
【図７】本実施例のシステムの機能ブロック図である。
【図８】切梁に発生する軸力変動の説明図である。
【図９】実施例のシステムの制御動作のフローチャート
図である。
図である。
【図１０】実施例のシステムを用いて掘削を行う場合に
おける軸力の変動特性の説明図である。
おける軸力の変動特性の説明図である。
１６ 切梁 ２０ 油圧ジャッキ ４０ 温度センサ ５０ 制御器 ５２ 変化量演算部 ５４ 制御部 ６０ 軸力計
Claims (5)
- 【請求項１】 切梁式土留め工法において、 土留め壁を支持する切梁と、 前記切梁の温度を検出する温度検出手段と、 前記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する伸縮部
と、 前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時の値を
基準にした前記切梁の全長または軸力の変化量を演算す
る変化量演算手段と、 を含み、前記切梁の全長または軸力の変化量を補正する
よう前記伸縮部の伸縮量を制御することを特徴とする切
梁式土留め工法の切梁システム。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記変化量に基づき、前記切梁の全長または軸力が基準
温度時の値となるよう前記伸縮部の伸縮量をフィードバ
ック制御する制御手段を含むことを特徴とする切梁式土
留め工法の切梁システム。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記切梁の軸方向の軸力を検出する検出手段を含み、 前記制御手段は、 前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温度変化に起因した
変化量分だけ補正されるよう前記伸縮部の伸縮量をフィ
ードバック制御することを特徴とする切梁式土留め工法
の切梁システム。 - 【請求項４】 切梁式土留め工法において、 前記切梁の全長の一部をなし、任意に伸縮する伸縮部を
設置する工程と、 前記伸縮部の伸縮量を制御する工程と、 を含み、 前記制御工程は、 前記切梁の温度を検出する工程と、 前記検出温度と基準温度とに基づき、基準温度時の値を
基準にした前記切梁の全長または軸力の変化量を演算す
る工程と、 前記変化量に基づき、前記切梁の全長または軸力が基準
温度時の値となるよう前記伸縮部の伸縮量を制御する工
程と、 を含むことを特徴とする切梁式土留め工法。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記切梁の軸方向の軸力を検出する検出工程を含み、 前記制御工程は、 前記検出軸力が、前記切梁の軸力の温度変化に起因した
変化量分だけ補正されるよう前記伸縮部の伸縮量をフィ
ードバック制御することを特徴とする切梁式土留め工
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9182695A JP2804241B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 切梁システム及び切梁式土留め工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9182695A JP2804241B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 切梁システム及び切梁式土留め工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260463A true JPH08260463A (ja) | 1996-10-08 |
| JP2804241B2 JP2804241B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14037424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9182695A Expired - Fee Related JP2804241B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 切梁システム及び切梁式土留め工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804241B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103590431A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-19 | 河海大学 | 一种可循环利用的智能化轴力仪 |
| JP2014231687A (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 飛島建設株式会社 | 切梁鋼材の軸力導入装置および切梁鋼材の軸力導入方法 |
| CN106555404A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-05 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力自动补偿系统 |
| CN106567392A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力补偿用自动补偿插片装置 |
| CN106638614A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-05-10 | 上海市机械施工集团有限公司 | 一种双向钢支撑结构的动态调控系统及动态调控方法 |
| JP2018204403A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | ヒロセホールディングス株式会社 | ジャッキカバー |
| CN109610308A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 山东大学 | 适用于隧道下穿桥梁施工过程中避免桥梁沉降的装置及方法 |
| JP2020094329A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | ジェコス株式会社 | 切梁ジャッキ設置ボックスおよび山留切梁 |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP9182695A patent/JP2804241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014231687A (ja) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 飛島建設株式会社 | 切梁鋼材の軸力導入装置および切梁鋼材の軸力導入方法 |
| CN103590431A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-19 | 河海大学 | 一种可循环利用的智能化轴力仪 |
| CN103590431B (zh) * | 2013-11-11 | 2015-06-17 | 河海大学 | 一种可循环利用的智能化轴力仪 |
| CN106555404B (zh) * | 2016-10-21 | 2018-12-21 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力自动补偿系统 |
| CN106567392A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-19 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力补偿用自动补偿插片装置 |
| CN106555404A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-04-05 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力自动补偿系统 |
| CN106567392B (zh) * | 2016-10-21 | 2019-03-29 | 东通岩土科技（杭州）有限公司 | 基坑型钢内支撑轴力补偿用自动补偿插片装置 |
| CN106638614A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-05-10 | 上海市机械施工集团有限公司 | 一种双向钢支撑结构的动态调控系统及动态调控方法 |
| CN106638614B (zh) * | 2016-11-11 | 2019-01-18 | 上海市机械施工集团有限公司 | 一种双向钢支撑结构的动态调控系统及动态调控方法 |
| JP2018204403A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | ヒロセホールディングス株式会社 | ジャッキカバー |
| JP2020094329A (ja) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | ジェコス株式会社 | 切梁ジャッキ設置ボックスおよび山留切梁 |
| CN109610308A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-12 | 山东大学 | 适用于隧道下穿桥梁施工过程中避免桥梁沉降的装置及方法 |
| CN109610308B (zh) * | 2019-01-09 | 2019-07-26 | 山东大学 | 适用于隧道下穿桥梁施工过程中避免桥梁沉降的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2804241B2 (ja) | 1998-09-24 |
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