JPS63137580A - 鋼管矢板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は中掘工法に用いられる鋼管矢板の製造方法に係
り、特に施工現場において端部合わせ目にくい違いのな
い鋼管矢板の製造方法に関するものである。

「従来の技術」 近年、構造物の大型化にともない、大径構造用鋼管によ
る鋼管矢板を複数本円形に配列し、配列された鋼管矢板
で囲まれた内側部分を排土するとともに、各鋼管の管内
を掘削しながら鋼管を打込んでいく鋼管矢板井筒施工の
中掘工法が使われている。

この工法に使われる鋼管矢板の長さは、数十メートルが
必要であるが、鋼管矢板の製造設備上の制約と現場への
搬送手段および現場での施工上の制約により、複数本の
鋼管矢板を現場で順次溶接して継いで施工されている。

従って、継ぎ合わせる鋼管矢板の端部合わせ目にくい違
いがあると溶接の際に不具合が生ずるので、鋼管矢板は
精密な真円度を有することが必要である。

ところで、鋼管矢板は、その本体管部の直径上の外側に
本体管部のほぼ全長にわたって伸長した一対の継手管部
が溶接されるので、溶接による熱歪が生じ、本体管部の
両端部では両継手管部の熔接位置の方向の径がこれと直
角方向の径よりも大きくなるように変形し、真円度を有
する鋼管矢板の製造が困難であった。

これに対して、本体管部の管内に支持梁を嵌装して強制
的に真円度を出す方法が工夫されたが、この方法は上下
の本体管部を継ぎ合わせたのち、バイブロハンマー等で
打込むときに支持梁があるため抵抗が大きくなり打込み
効率が悪化する。また、打込み騒音が大きくなる等施工
上不利なため、支持梁を用いない方法として、例えば特
公昭５８−３２００６号公報に、スパイラル鋼管を用い
、その造管時に初期曲げ半径を適切にコントロールして
継手管部の溶接による熱影響部の残留応力を打消すこと
により真円度を出す技術が開示されている。

また、例えば特開昭５３−１４６２３８号公報に、継手
管部の溶接による変形量を予想し、この変形量に相当す
る逆歪量を継手管部をｉ９接する前に本体管部に与えて
おく製造技術が開示されている。

さらに、例えば実公昭５９−３７３５１号公報に、現場
施工時に本体管部の端部合わせ目の（い違いを矯正する
技術が開示されている。

「発明が解決しようとする問題点」 前記各公報に開示されているものは、いずれも本体管部
の管内に支持梁等を用いないで真円度を出す技術に関す
るものであるが、井筒施工の中掘工法に使用される鋼管
矢板は、後述する理由で、施工時につぎの鋼管矢板を継
ぎ合わせるまでは、上端となる本体管部の管内面に支持
梁を溶接して固定す必要があり、この溶接の熱による変
形の矯正が前記各公報の技術では考慮されていない。

従って、前記各公報に開示された技術によって支持梁を
育する本体管部の真円度を出すことは不可能であった。

つぎに、井筒施工の中掘工法に使用される鋼管矢板に支
持梁が必要な理由について述べる。

この工法の施工時においては、鋼管矢板をその継手管部
で連結しながら円形に配列するので、鋼管矢板が円周に
沿うで位置するように継手管部の位置を調整するが、そ
の時本体管部の支持梁を把持しながら回転移動して調整
する場合がある。

また、鋼管矢板を打込む時バイブロハンマーで支持梁を
盾んで打込む必要がある。

なお、前記従来技術に開示された予め熱歪に相当する逆
歪を付加する方法を利用して、支持梁の溶接による熱歪
を考慮した逆歪を付与することも考えられるが、つぎの
ような理由により真円度のばらつきが太き（、安定して
真円度を得ることは困難である。

すなわち、鋼管例えばスパイラル鋼管は、造管時に強く
加工、成形され、内部残留応力が存在するため継手管部
および支持梁の溶接による熱歪の挙動が一定でない。

また、スパイラル鋼管に限らず鋼管の材質、肉厚等によ
り、溶接の熱歪が各々異り、逆歪付与量の設定を厳密に
決めることがむずかしい。

本発明は、かくの如き従来の問題を解決することを目的
とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、本体管部の直径上の両外側縦方向に継手管部
を？Ｓ接して鋼管矢板を製造する方法において、本体管
部の両端内面に前記継手管部の溶接位置の方向に対して
直角方向に歪付与部材を装入してあらかじめ本体管部に
歪を与えておき、前記継手管部を前記本体管部の両外側
に溶接し、本体管部の一方の端部内面に支持梁を溶接し
たのち、前記歪付与部材を取外し、前記支持梁をその長
手方向中心線近傍で切断したのち、前記支持梁の切断部
分を溶接して継ぐことを特徴とする鋼管矢板の製造方法
である。

「作用」 本体管部に、継手管部と支持梁との溶接による変形量に
相当する逆歪を付加して、継手管部と支持梁とを溶接し
て取付けたのち、支持梁を切断することによって熱歪を
解放し、再度本体管部の支持梁側を真円に保持して支持
梁の切断部を溶接継ぎするので、この溶接では本体管部
に影響を与えることなく継ぐことができる。

「実施例」 以下に本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。

第１図から第６図までは、本発明の鋼管矢板の製造方法
における各工程での鋼管矢板の要部横断面図である。

なお、これらの図は、本体管部の変形状態を多少誇張し
て模型的に示しである。

図において、１は鋼管を所定の長さに切断した本体管部
、２は継手管部、３は歪付与部材、４は支持梁である。

まず、鋼管矢板の構造を簡単に説明すれば、鋼管矢板は
、両端の開口した本体管部１の直径上の両外側に、本体
管部１の長さ方向に沿って継手管部２が溶接されて成る
ものである。

そののち、継手管部２の一部分を軸方向に切欠き矢板施
工の際隣接した鋼管矢板の継手管部と連結されるように
なっている。

しかしながら、継手管部２は、図示のような管状に限定
されず、山形あるいはＴ形等の任！の形態がとられる。

このような構造をもつ鋼管矢板を製造するには、まず、
第１図に示す如く真円状の鋼管である本体管部１の両端
内面に、両継手管部２の溶接位置の方向に対して直角方
向に歪付与部材３を装入する。

この歪付与部材３の長さは、本体管部ｌの内径の長さよ
りも若干長（なっている。

従って、前記歪付与部材３は、図示してない逆歪付加治
具例えば油圧ジヤツキによって本体管部の内部を拡張し
たのちに装入する。（第２図参照）ここでの歪付与量は
、継手管部２および支持梁４の溶接による本体管部ｌの
変形量に相当する逆歪とする。

このようにして歪付与部材３を装入し、本体管部１に歪
を与えた状態で継手管部２を溶接する。

（第３図参照） 継手管部２の溶接完了後、本体管部１の端部内面に支持
梁４を溶接し、ついで油圧ジヤツキ等を用いて前記歪付
与部材３を取外し、用いた油圧ジヤツキ等を取外す、（
第４図参照） つぎに、前記支持梁４をその長手方向中心線近傍４ａで
切断する。（第５図参照） この時、本体管部ｌは、継手管部２と支持梁４の溶接に
よる熱歪が解放されて、真円に近い状態になる。

つぎに、油圧ジヤツキ等を用いて本体管部１の支持梁４
装着側端部を真円に保持した状態で、前記支持梁４の切
断部分４ａを溶接して継ぎ、油圧ジヤツキ等の保持具を
外す、（第６図参照）上記の如く製造された鋼管矢板は
、施工現場において、バイブロハンマーで打込まれたの
ち、支持梁４を本体管部ｌから切断除去し、支持ｖＡ４
を除去した側の端部に別の鋼管矢板を継ぎ合わせて使用
される。

つぎに、本発明の製造方法によって製造された鋼管矢板
について具体的な数値を示して説明する。

外径１０００鶴、厚さ１６鵡、長さ１８０００　ｔｍの
スパイラル鋼管（以下本体管部という）の一端から６０
０鶴の部分に油圧ジヤツキを装入したのち長さ９５０鶴
の歪付与部材を両継手管部の溶接位置の方向に対して直
角方向に装入し、つぎに同様に油圧ジヤツキを用いて前
記本体管部の他端から６００　ｍの部分の管内を拡張し
たのち長さ９３８１の歪付与部材を両継手管部の溶接位
置の方向に対して直角方向に装入し、油圧ジヤツキを取
外したのち、外径１６５．２鶴、厚さ９鶴、長さ１７４
００　Ｂの継手管部を前記本体管部の両外側に溶接した
のち軸方向に幅３０鶴切欠き、しかるのち、長さ９３８
鶴、幅６００ｆｉ、厚さ３２ｍｍの支持梁を前記本体管
部の（自端部内面に溶接して取付けた。

つぎに、油圧ジヤツキを前記本体管部の管内に装入し管
内を拡張して歪付与部材を取外し、油圧ジヤツキを取外
したのち、前記支持梁をその長手方向中心線近傍の２か
所でガス切断し長手方向に１００鶴切り取った。

この時、前記本体管部の支持梁取付は方向の外径は１０
０５　ｗｍであった。

つぎに、油圧ジヤツキを前記本体管部の他端部内に装入
して他端部を真円に保持した状態で、長さ１００鶴、幅
６００箇、厚さ３２ｆｉの鉄板を前記支持梁の切除され
た部分に嵌装し溶接して継ぎ、製品とした。

この製品の本体管部の外径は、支持梁取付は方向が９９
８鶴、これと直交する方向が１００２ｍであった。

この鋼管矢板を現地にて打込み後、支持梁を切断・除去
した時の本体管部の外径は、支持梁取付は方向が１００
３ｍ、これと直交する方向が９９７關であり、これに（
−の鋼管矢板を継ぎ合わせる際何ら支障な（、溶接がで
きた。

つぎに、上記具体例と同じ寸法の本体管部に、上記と同
様の手順で同じ寸法の継手管部を溶接し、同じ寸法の支
持梁を溶接したのち、前記支持梁をその長手方向中心線
近傍でガス切断した。

この時、支持梁の切断ギャップは１５鶴であり、支持梁
取付は方向の本体管部の外径は１００５＋ｕであった。

つぎに、この切断ギャップを裏金余盛溶接にて継いで製
品とした。

この製品の本体管部の外径は、支持梁取付は方向が９９
８鶴、これと直交する方向が１００２ｍであった。

この鋼管矢板を現地にて打込み後、支持梁を切断除去し
た時の本体管部の外径は、支持梁取付は方向が１００２
ｍ、これと直交する方向が９９８ｆｉであり、これに他
の鋼管矢板を継ぎ合わせる際何ら支障なく溶接ができた
。

なお、以上の説明では逆歪付加治具として、油圧ジヤツ
キで説明したが、これに限定されるものではない。

また、支持梁切断後の溶接継ぎにおいて、支持梁切断ギ
ャップが大きい場合は鉄板を嵌装し、ギャップが小さい
場合は挿入板を用いることなく溶接余盛法によるのが好
ましいが、これに限定されるものではない。

さらに、従来法として特開昭５３−１４６２３８号公報
に開示された製造法によって製造した鋼管矢板に支持梁
を取付けた１８例と、本発明によって製造した８例の鋼
管矢板についてそれぞれ支持梁を切断・除去した時の継
手管部の溶接位置の方向の本体管部の外径の長さの変化
量を測定した結果は第７図のとおりで、本発明の方が変
形量が少く、かつそのばらつきが小さかった。

「発明の効果」 以上述べた如く、本発明の鋼管矢板の製造方法によれば
、本体管部に逆歪付与してから継手管部と支持梁を溶接
して取付けたのち、支持梁を切断して熱歪を解放し、本
体管部の端部を真円に保持しながら切断部分を溶接継ぎ
することにより、熱歪のない鋼管矢板が得られるので、
中掘工法において鋼管矢板の上下部の合わせ目にくい違
いを生ずることなく、容易に継ぎ溶接ができる。

従って、中掘工法による鋼管矢板の打込み生産性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明の鋼管矢板の製造方法に
おける各工程での鋼管矢板の要部横断面図、第７図は、
従来法と本発明の方法における本体管部の外径の変化量
の分布を比較した図である。 １・・・本体管部 ２・・・継手管部 ３・・・歪付与部材 ４・・・支持梁 第５図 １．コ 第７図 Ａ紋　　　　　窪状 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体管部の直径上の両外側縦方向に継手管部を溶接して
   鋼管矢板を製造する方法において、本体管部の両端内面
   に前記継手管部の溶接位置の方向に対して直角方向に歪
   付与部材を装入してあらかじめ本体管部に歪を与えてお
   き、前記継手管部を前記本体管部の両外側に溶接し、本
   体管部の一方の端部内面に支持梁を溶接したのち、前記
   歪付与部材を取外し、前記支持梁をその長手方向中心線
   近傍で切断したのち、前記支持梁の切断部分を溶接して
   継ぐことを特徴とする鋼管矢板の製造方法。