WO2019069776A1

WO2019069776A1 - ハット形鋼矢板

Info

Publication number: WO2019069776A1
Application number: PCT/JP2018/035872
Authority: WO
Inventors: 正和武野; 典佳原田; 妙中　真治; 雅司北濱
Original assignee: 新日鐵住金株式会社
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-04-11
Also published as: TWI685601B; AU2018345052A1; JP6669309B2; CN111032961A; TW201923198A; JPWO2019069776A1; PH12020500110A1; SG11202000245WA

Abstract

複数配置されて壁体を構成し、長手方向に延びるハット形鋼矢板１であって、前記ハット形鋼矢板１における幅方向の大きさ１ｍ当たりにおいて、断面積Ａ（ｃｍ^２／ｍ）と、ハット形鋼矢板１の長手方向から見た平面視で幅方向に延びる断面重心線Ｍまわりの断面二次モーメントＩ（ｃｍ^４／ｍ）と、の関係が式（１）を満たし、かつ前記平面視における一対のフランジ部１１それぞれの延長線の第１交点Ｐ１と、前記断面重心線Ｍとの間の距離をＤ１（ｍｍ）、前記一対のフランジ部１１それぞれにおける前記断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２同士の間の距離をＤ２（ｍｍ）としたとき、式（２Ａ）且つ式（２Ｂ）、式（３Ａ）且つ式（３Ｂ）、式（４Ａ）且つ式（４Ｂ）、又は、式（５Ａ）且つ式（５Ｂ）を満たす。　Ａ＜０．００２５２Ｉ＋９４．４…（１）　２６２．６＜Ｄ１＜２８１．０…（２Ａ）　４９６．９＜Ｄ１＜５２０．９…（３Ａ）　６２１．５＜Ｄ１＜６５０．９…（４Ａ）　６２５．２＜Ｄ１＜６５４．８…（５Ａ）　４８４．０＜Ｄ２＜４９９．０…（２Ｂ）　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（３Ｂ）　４７６．０＜Ｄ２＜４９１．０…（４Ｂ）　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（５Ｂ）

Description

ハット形鋼矢板

　本発明は、ハット形鋼矢板に関する。
　本願は、２０１７年１０月２日に、日本に出願された特願２０１７－１９３１１１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来から、複数で壁体を構成し、長手方向に延びるハット形鋼矢板が知られている。
　ハット形鋼矢板は、ウェブ部と、ウェブ部に対して傾斜して延びる一対のフランジ部と、一対のフランジ部それぞれに接続された一対のアーム部と、を備えている。
　このハット形鋼矢板は、例えば岸壁等に幅方向に複数連なって施工されることにより、長手方向から見た平面視で幅方向と直交する断面高さ方向からの外力を支持する壁体を構成する。このハット形鋼矢板を施工する方法として、例えば下記特許文献１および下記特許文献２に示されるようなチャック方法や挟持方法による起振機を用いた打設方法が知られており、これは一般にバイブロハンマ工法と呼ばれる。バイブロハンマ工法では、ハット形鋼矢板の一対のフランジ部を施工用重機の把持部で把持した状態で、ハット形鋼矢板を地面に打設する。
　その他の工法として、圧入工法が知られている。圧入工法では、ハット形鋼矢板全体をハット形鋼矢板の外側から囲繞しながら、ハット形鋼矢板における一対のアーム部それぞれを、施工用重機の挟持部で挟持した状態で、ハット形鋼矢板を地面に打設する。

日本国特許第３９１６６２１号公報日本国特許第４６５６５８７号公報

　特許文献１に記載のチャック方法（把持方法）では、一対のフランジ部同士がなす角度に合わせて施工用重機における把持部の角度が回転する機構となっているが、実質的に２つのフランジ角度に対応したものとなっている。把持部をそれ以上の角度に対応させようとすると、把持部に設ける固定孔の数が多くなり把持部の端部の強度が不足するとともに、把持部の位置を調整する調整治具のサイズが大きくなる。これにより、作業性が悪くなり設備製造コストが増大する。このため、把持部を様々な角度をなす一対のフランジ部に適用することが困難であった。
　特許文献２に記載の挟持方法（把持方法）では、一対のフランジ部同士がなす角度に合わせて異なった位置決め部材が必要となる。
　一方で、様々な形状の鋼矢板断面に適応できるように鋼矢板断面に応じて個々に異なるバイブロハンマを用いることは、バイブロハンマの生産性悪化やコスト増大をもたらす。施工現場においても複数形状の断面を混在して取り扱う場合など、バイブロハンマ交換に伴う施工時間の増大や施工コストアップに繋がり、施工性が低下してしまう。そのため、バイブロハンマとしては、同一の型式で複数の鋼矢板断面に適応し得ることが有効であり、既存のバイブロハンマにおいても複数の鋼矢板型式を網羅できるよう設計され、汎用的に使用されている。
　ただし、バイブロハンマの振動をハット形鋼矢板に伝達して土中を掘進する打設エネルギーを、ハット形鋼矢板の長手方向におけるバイブロハンマで把持する側と反対の先端部に効率的に生じさせるには、バイブロハンマの駆動部からハット形鋼矢板を掴む把持部へのエネルギー伝達がスムーズになるよう機械設計がなされる。かつ打設時の施工誤差やハット形鋼矢板断面そのものの製造誤差を吸収し得るよう、把持部の可動範囲を狭めて強固に把持することが求められる。そのため、より経済性に優れた新たなハット形鋼矢板を提供する場合においては、バイブロハンマ製造の生産性や、施工現場での施工性を損なうことがないよう、最適設計された既存のバイブロハンマに適応し得ることが有利となる。特に、従来の４００ｍｍ幅や６００ｍｍ幅のＵ形鋼矢板よりも有効幅が大きくなる９００ｍｍ幅のハット形鋼矢板においては、バイブロハンマの振動に伴う矢板断面方向に発生する横ブレが大きくなり、打設効率が低下してしまう。そのため、フランジの２箇所を把持することで横ブレ振動を抑制する、ダブルチャック方式のバイブロハンマが最適仕様に設計され使用されている。これにより、当該施工用重機に適応し得るハット形矢板断面を提供することは経済性向上に直結することができる。
　また、圧入工法においても、施工用重機の挟持部の形状の制約や、ハット形鋼矢板全体の大きさにより、適用できる断面形状が限られるという問題があった。

　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、断面性能を確保しながらコスト削減に資するとともに、施工用重機の汎用性を確保することができるハット形鋼矢板を提供することを目的とする。

　上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係るハット形鋼矢板は、複数配置されて壁体を構成し、長手方向に延びるハット形鋼矢板であって、前記長手方向から見た平面視で前記壁体が延在する幅方向に延びるウェブ部と、前記ウェブ部における前記幅方向の外端部に接続され、前記平面視で前記ウェブ部に対して傾斜して延びる一対のフランジ部と、前記一対のフランジ部それぞれにおける前記幅方向に沿う前記ウェブ部の反対側の端部に接続され、前記平面視で前記幅方向に延びる一対のアーム部と、を備え、前記ハット形鋼矢板における前記幅方向の大きさ１ｍ当たりにおいて、断面積Ａ（ｃｍ^２／ｍ）と、前記平面視で前記幅方向に延びる断面重心線まわりの断面二次モーメントＩ（ｃｍ^４／ｍ）と、の関係が式（１）を満たし、かつ前記平面視における前記一対のフランジ部それぞれの延長線の第１交点と、前記断面重心線との間の距離をＤ１（ｍｍ）、前記一対のフランジ部それぞれにおける前記断面重心線との第２交点同士の間の距離をＤ２（ｍｍ）としたとき、
式（２Ａ）且つ式（２Ｂ）、
式（３Ａ）且つ式（３Ｂ）、
式（４Ａ）且つ式（４Ｂ）、又は、
式（５Ａ）且つ式（５Ｂ）
を満たす。
　Ａ＜０．００２５２Ｉ＋９４．４…（１）
　２６２．６＜Ｄ１＜２８１．０…（２Ａ）
　４９６．９＜Ｄ１＜５２０．９…（３Ａ）
　６２１．５＜Ｄ１＜６５０．９…（４Ａ）
　６２５．２＜Ｄ１＜６５４．８…（５Ａ）
　４８４．０＜Ｄ２＜４９９．０…（２Ｂ）
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（３Ｂ）
　４７６．０＜Ｄ２＜４９１．０…（４Ｂ）
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（５Ｂ）

　この態様に係るハット形鋼矢板によれば、ハット形鋼矢板における幅方向の大きさ１ｍ当たりの断面積Ａと、長手方向から見た平面視で幅方向に延びる断面重心線まわりの断面二次モーメントＩと、の関係が式（１）を満たしている。そのため、現行のハット形鋼矢板における断面性能を確保又は変化させた場合でも、断面積を小さくすることが可能になり、コスト削減に資することができる。

　また、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係が、式（２Ａ）且つ式（２Ｂ）、式（３Ａ）且つ式（３Ｂ）、式（４Ａ）且つ式（４Ｂ）、式（５Ａ）且つ式（５Ｂ）のうちのいずれか１つの関係を満たしている。このため、現行の各種サイズのハット形鋼矢板それぞれを施工する際に用いていた、施工用重機の一対の把持部の幅方向の寸法を変えることで、本発明の鋼矢板に現行の施工用重機を転用することができ、施工用重機の汎用性を確保することができる。さらに、上記態様に係るハット形鋼矢板における、前記第２交点の間の距離を、現行の各種サイズのハット形鋼矢板における前記第２交点の間の距離のうちのいずれかと同等にすることが可能になる。また、上記態様に係るハット形鋼矢板における、一対のフランジ部同士の傾斜角を、現行の各種サイズのハット形鋼矢板におけるフランジ部同士の傾斜角のうちのいずれかと同等にすることが可能になる。
　これらにより、現行の各種サイズのハット形鋼矢板を施工する際に用いていた施工用重機の把持部により、本発明のハット形鋼矢板をそのまま把持することができ、従来の施工用重機による施工作業を円滑に行うことができる。

（２）上記（１）に記載のハット形鋼矢板において、前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（２Ａ）且つ前記式（２Ｂ）を満たしてもよい。

（３）上記（１）に記載のハット形鋼矢板において、前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（３Ａ）且つ前記式（３Ｂ）を満たしてもよい。

（４）上記（１）に記載のハット形鋼矢板において、前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（４Ａ）且つ前記式（４Ｂ）を満たしてもよい。

（５）上記（１）に記載のハット形鋼矢板において、前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（５Ａ）且つ前記式（５Ｂ）を満たしてもよい。

（６）上記（１）に記載のハット形鋼矢板においては、前記一対のアーム部それぞれにおける前記幅方向の外端部同士の間の有効幅Ｗ（ｍｍ）が、式（６）を満たし、かつ前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記アーム部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面との間における、前記平面視で前記幅方向と直交する断面高さ方向の距離Ｈ（ｍｍ）が式（７）を満たしてもよい。
　８７６≦Ｗ≦９３２…（６）
　Ｈ＜４００…（７）

　この場合には、前記有効幅Ｗが、式（６）を満たし、かつ前記距離Ｈが式（７）を満たしている。このため、上記のハット形鋼矢板は、現行の汎用的な圧入工法の施工用重機を用いて、圧入工法の施工用重機の挟持部により、アーム部を挟持しながら、ハット形鋼矢板全体を前記平面視でハット形鋼矢板の外側から囲繞することができる可能性が高まる。これにより、施工用重機の汎用性をより一層確保することができる。

（７）上記（１）から（６）のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板においては、前記一対のフランジ部それぞれにおける前記断面重心線との第２交点を通り、前記一対のフランジ部それぞれに直交する垂線同士の第３交点と、前記断面重心線と、の間の距離Ｌ（ｍｍ）、前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記アーム部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面との間における、前記平面視で前記幅方向と直交する断面高さ方向の距離Ｈ（ｍｍ）、および前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記断面重心線との間の距離Ｃ（ｍｍ）が、式（８）を満たしてもよい。
　Ｌ＞Ｈ－Ｃ…（８）

　この場合には、前記第３交点が、前記平面視で断面高さ方向においてハット形鋼矢板の外側に位置することとなる。このため、ハット形鋼矢板を地面に打設して施工する際に、前記平面視でハット形鋼矢板の内側に位置する土壌を、一対のアーム部同士の幅方向の間を通してハット形鋼矢板の幅方向に沿う外側に向けて排出することができる。そしてこのような排土効果をハット形鋼矢板に具備させることにより、ハット形鋼矢板の施工性を確保することができる。

　本発明のハット形鋼矢板によれば、断面性能を確保しながらコスト削減に資するとともに、施工用重機の汎用性を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る主に型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板を示す図であって、ハット形鋼矢板の長手方向から見た平面図である。ハット形鋼矢板の断面積および断面二次モーメントの関係を示すグラフである。同実施形態に係る主に型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板を示す図であって、ハット形鋼矢板の長手方向から見た平面図である。同実施形態に係る主に型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板を示す図であって、ハット形鋼矢板の長手方向から見た平面図である。ハット形鋼矢板の施工用重機のうち、（ａ）がバイブロハンマ工法に用いる把持部を示す図、（ｂ）が圧入工法に用いる挟持部を示す図である。

　以下、本発明の一実施形態に係るハット形鋼矢板１について、図１および図２を参照して説明する。図１に示すように、ハット形鋼矢板１は、長手方向（Ｚ方向）に延びる。ハット形鋼矢板１同士は、幅方向（Ｚ方向と直交する方向で、後述のＸ方向）に複数配置されて壁体を構成する。壁体は、長手方向から見た平面視で、一方向に延びている。以下の説明において前記一方向を幅方向（Ｘ方向）といい、前記平面視で幅方向と直交する方向を断面高さ方向（Ｙ方向）という。また、説明に用いる各変数のうち、符号が重複する変数については単位の記載を省略することがある。

　ハット形鋼矢板１は、幅方向に延びるウェブ部１０と、ウェブ部１０における幅方向の外端部に接続された一対のフランジ部１１と、一対のフランジ部１１それぞれにおける幅方向に沿うウェブ部１０の反対側の端部に接続された一対のアーム部１２と、を備えている。フランジ部１１は、前記平面視でウェブ部１０に対して傾斜して延びている。一対のフランジ部１１は、ウェブ部１０から延びるに従い漸次、幅方向に拡がっている。一対のフランジ部１１それぞれにおける幅方向に対する傾斜角は互いに同等となっている。アーム部１２は前記平面視で幅方向に延びている。

　一対のアーム部１２における幅方向の各外端部には、連結継手１３が接続されている。連結継手１３は前記平面視でＣ字状をなし、断面高さ方向に開口する連結口１３Ａを備えている。一対のアーム部１２それぞれの連結口１３Ａが開口する方向は、前記平面視において互いに反対である。ハット形鋼矢板１は、前記平面視において、連結継手１３を除く部分の形状が、幅方向の中央線を基準とする線対称に形成されている。

　ハット形鋼矢板１は幅方向に連なって複数配置される。互いに幅方向に隣り合うハット形鋼矢板１同士の断面高さ方向の向きは互いに同一となっている。互いに隣り合う連結継手１３同士を互いに嵌合して連結することで、複数のハット形鋼矢板１により幅方向に延在する壁体が構成される。

　そして本発明の一実施形態に係るハット形鋼矢板１では、ハット形鋼矢板における幅方向の大きさ１ｍ当たり（すなわち、ハット形鋼矢板の幅１ｍ当たり）において、断面積Ａ（ｃｍ^２／ｍ）と、前記平面視で幅方向に延びる断面重心線Ｍまわりの断面二次モーメントＩ（ｃｍ^４／ｍ）（以下、単に断面二次モーメントという）と、の関係が式（１）を満たしている。ここで、前記平面視で幅方向に延びる断面重心線Ｍとは、前記平面視でハット形鋼矢板１の重心を通り、幅方向に延びる直線を意味する。
　Ａ＜０．００２５２Ｉ＋９４．４…（１）
ハット形鋼矢板における幅方向の大きさ１ｍ当たりの断面積Ａおよび断面二次モーメントＩは、鋼矢板１枚当たりの断面積および断面二次モーメントを鋼矢板の有効幅Ｗで除したものである。以下の説明では、「ハット形鋼矢板における幅方向の大きさ１ｍ当たりの」を省略し、単に断面積または断面二次モーメントをいう。

　以下に式（１）の技術的意義について説明する。
　ハット形鋼矢板１は、断面高さ方向からの外力を支持するため、例えば断面二次モーメントや断面係数等といった断面性能が高いことが求められる。このため、現行のハット形鋼矢板の断面形状における断面性能を確保又は変化させながら、幅方向および断面高さ方向の両方向に沿う断面積をより小さくして、コスト削減に資する断面形状に変更することが求められる。
　そこで本発明者らは、現行のハット形鋼矢板の型式毎に断面特性、および主要寸法を整理した。その結果を表１に示す。なお、表１中の距離Ｃとは、ウェブ部１０における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面と、断面重心線Ｍとの間の距離（ｍｍ）である。

　次に、図２に、表１の４つの型式の断面二次モーメントＩと断面積Ａとの相関図を示す。現行の型式１０Ｈ、４５Ｈの各値を結んだ直線Ｓとして、式（１）の右辺を導出した。すなわち、式（１）を満たす場合には、現行のハット形鋼矢板よりも断面二次モーメントあたりの断面積が小さいこととなり、現行のハット形鋼矢板よりも経済的な断面形状であると言える。
　必要に応じて、断面積Ａ（ｃｍ^４／ｍ）の上限を、０．００２５２Ｉ＋９４．０または０．００２５２Ｉ＋９３．６としてもよい。断面積Ａ（ｃｍ^４／ｍ）の下限を特に定める必要はないが、４０としてもよく、必要に応じて、０．００２５２Ｉ＋４０としてもよい。

　既存の型式１０Ｈ、２５Ｈ、４５Ｈおよび５０Ｈのハット形鋼矢板に対応する各型式専用の施工用重機（把持のための付属部品などを含む。以下同様。）をそのまま転用できると、経済的である。この観点から、式（１）以外の構成要件について、各型式対応品ごとに説明する。
後述するように、本発明の一実施形態に係るハット形鋼矢板は、型式１０Ｈ対応品、型式２５Ｈ対応品、型式４５Ｈ対応品および型式５０Ｈ対応品の４種類に分類することができる。なお、本実施形態のこれら４種類の対応品は、全て式（１）を満たす。

（型式１０Ｈ対応品）
断面二次モーメントＩが１０,５００（ｃｍ^４／ｍ）程度のハット形鋼矢板を指す型式１０Ｈのハット形鋼矢板１を例に、式（１）以外の構成要件について説明する。
断面高さ方向の距離Ｄ１（ｍｍ）および幅方向の距離Ｄ２（ｍｍ）の両方を組み合わせて適切に設定したハット形鋼矢板断面とすることで、既存の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機をそのまま適用でき、バイブロハンマで生じる打設エネルギーをハット形鋼矢板へ効率的に伝達できることを見出した。ここで、距離Ｄ１とは、平面視における一対のフランジ部１１それぞれの延長線の第１交点Ｐ１と、断面重心線Ｍと、の間の距離を指す。距離Ｄ２とは、平面視における一対のフランジ部１１それぞれにおける断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２同士の間の距離を指す。

　また、型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板では、平面視における一対のフランジ部１１それぞれの延長線の第１交点Ｐ１と、断面重心線Ｍと、の間の距離Ｄ１が、式（２Ａ）を満たしている。
　２６２．６＜Ｄ１＜２８１．０…（２Ａ）
　以下に、式（２Ａ）の技術的意義について説明する。
　ハット形鋼矢板１を、図５（ａ）に示すように、バイブロハンマ工法で地面に打設するためには、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板に対応している施工用重機をそのまま転用できると、経済的である。そこで、ハット形鋼矢板１の一対のフランジ部１１の断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２を把持する把持部３０を使用するために、現行のハット形鋼矢板に対して、前記距離Ｄ１がほぼ同等であることが求められる。前記距離Ｄ１がほぼ同等であることで、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板の施工用重機の把持部３０が、ハット形鋼矢板１の一対のフランジ部１１を容易に把持することができるからである。

　ここで、前記距離Ｄ１は、図１に示すハット形鋼矢板１の各部の寸法を用いて、式（２０）により表される。
　Ｄ１＝（Ｂ／２）×ｔａｎθ＋Ｃ－ｔｗ／２…（２０）
　ここで、Ｂ：ウェブ部１０の幅方向の寸法（ｍｍ）、θ：フランジ角（°）、Ｃ：ウェブ部１０における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面と、断面重心線Ｍとの間の距離（ｍｍ）、ｔｗ：ウェブ部１０の厚み寸法（ｍｍ）をそれぞれ示す。

　次に、施工誤差の吸収や適切な打設エネルギー伝達を達成可能な距離Ｄ１を調査した結果、式（２１）および式（２２）が得られることを見出した。ここで、距離Ｈとは、ウェブ部１０における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面と、アーム部１２における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面との間における距離（有効高さ）を指す。
　Ｄ１_ＭＡＸ＝（Ｂ／２）×ｔａｎθ＋Ｃ－（ｔｗ／２）＋０．０４×Ｈ…（２１）
　Ｄ１_ＭＩＮ＝（Ｂ／２）×ｔａｎθ＋Ｃ－（ｔｗ／２）－０．０４×Ｈ…（２２）
　すなわち、ハット形鋼矢板１のＤ１の値が、現行のハット形鋼矢板の各部の寸法についての式（２１）におけるＤ１_ＭＡＸから、式（２２）におけるＤ１_ＭＩＮまでの範囲内であれば、効率的な打設を実現できる。

　そして、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板の各寸法、式（２１）および式（２２）から、式（２Ａ）を得た。

　また、型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板では、一対のフランジ部１１それぞれにおける断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２同士の間の距離Ｄ２が、式（２Ｂ）を満たしている。
　４８４．０＜Ｄ２＜４９９．０…（２Ｂ）
　以下に、式（２Ｂ）の技術的意義について説明する。
　前述したように、ハット形鋼矢板１を、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機を採用してバイブロハンマ工法で圧入する際には、施工用重機の把持部３０により、ハット形鋼矢板１の断面重心線Ｍ上の部分を把持することで、安定した状態で作業を行うことができる。このため、現行のハット形鋼矢板に対して、前記距離Ｄ２がほぼ同等であることが求められる。前記距離Ｄ２がほぼ同等であることで、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機の把持部３０が、そのままハット形鋼矢板１を把持することができるからである。

　そして、施工誤差の吸収や適切な打設エネルギー伝達を達成可能とする距離Ｄ２を絞り込んだ結果、式（２３）および式（２４）が適切な範囲であることを見出した。
　Ｄ２_ＭＡＸ＝Ｄ２＋１０…（２３）
　Ｄ２_ＭＩＮ＝Ｄ２－５…（２４）
　すなわち、ハット形鋼矢板１のＤ２の値が、式（２３）におけるＤ２_ＭＡＸから、式（２４）におけるＤ２_ＭＩＮまでの範囲であれば、効率的な打設を実現できる。
　ここで、前記有効幅Ｗとは、幅方向における一方側の連結継手１３の嵌合中心から、幅方向における他方側の連結継手１３の嵌合中心までの距離である。
　なお、連結継手１３同士の嵌合状態には、圧縮嵌合、中立嵌合、および引張嵌合等がある。すなわち、互いに隣り合う連結継手１３同士が、幅方向に互いに圧縮された状態の圧縮嵌合、互いに隣り合う連結継手１３同士が、幅方向に互いに引っ張られた状態の引張嵌合、圧縮嵌合と引張嵌合との中間の状態であって、互いに隣り合う連結継手１３同士が、互いに圧縮も引っ張りも受けていない状態の中立嵌合である。本実施形態における有効幅Ｗは、中立嵌合状態における継手中心の間の距離に相当する。

　そして、現行の型式１０Ｈの各寸法、式（２３）および式（２４）から、式（２Ｂ）を得た。

　また、型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板では、一対のアーム部１２それぞれにおける幅方向の外端部同士の間の有効幅Ｗ（ｍｍ）が、式（６）を満たしている。
　８７６≦Ｗ≦９３２…（６）
　以下に、式（６）の技術的意義について説明する。
　ハット形鋼矢板１を、例えばバイブロハンマ工法ではなく、図５（ｂ）に示すように、圧入工法で圧入するためには、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用に使用している圧入工法用の施工用重機を転用することが経済的である。このため、ハット形鋼矢板１の一対のアーム部１２における両端部を挟持する挟持部４０を使用するために、現行のハット形鋼矢板に対して、前記有効幅Ｗがほぼ同等であることが好ましい。前記有効幅Ｗがほぼ同等であることで、型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の現行の圧入工法における施工用重機の挟持部４０が、一対のアーム部１２における両端部を挟持することができるからである。

　そして、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用に使用されている圧入工法用の施工用重機において、挟持部４０により挟持できる幅方向の距離が、８７６ｍｍから９３２ｍｍであることが確認された。すなわち、前記有効幅Ｗが、式（６）を満たす場合には、現行の圧入工法における施工用重機を採用することができる。なお、型式１０Ｈ以外の型式２０Ｈ、型式４５Ｈおよび型式５０Ｈの幅方向の距離が、８７６ｍｍから９３２ｍｍであることが確認できた。このため、これらの型式の対応品についても、式（６）を満たしていることが好ましい。

　また、型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板では、前記距離Ｈ（ｍｍ）が式（７）を満たしている。
　Ｈ≦４００…（７）
　以下に、式（７）の技術的意義について説明する。
　前述したように、ハット形鋼矢板１を、型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の現行の圧入工法における施工用重機を採用する場合には、施工用重機の挟持部４０が、ハット形鋼矢板１全体をハット形鋼矢板１の外側から囲繞するため、前記距離Ｈが現行のハット形鋼矢板とほぼ同等であることが好ましい。前記距離Ｈがほぼ同等であることで、現行の施工用重機の挟持部４０により、ハット形鋼矢板１全体をハット形鋼矢板１の外側から囲繞することができるからである。

　そして、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用に採用されている圧入工法における施工用重機において、挟持部４０によりハット形鋼矢板１全体を囲繞することができる断面高さ方向の距離が、４００ｍｍ以下であることが確認された。すなわち、前記距離Ｈが式（７）を満たす場合には、現行の施工用重機の挟持部４０を採用することができる。なお、型式１０Ｈ以外の型式２０Ｈ、型式４５Ｈおよび型式５０Ｈの断面高さ方向の距離が、４００ｍｍ以下であることが確認できた。このため、これらの型式の対応品についても、式（６）を満たしていることが好ましい。

　また、型式１０Ｈ対応のハット形鋼矢板では、一対のフランジ部１１それぞれにおける断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２を通り、一対のフランジ部１１それぞれに直交する垂線同士の第３交点Ｐ３と、断面重心線Ｍと、の間の距離Ｌ（ｍｍ）、ウェブ部１０とアーム部１２との間における、前記距離Ｈ（ｍｍ）、およびウェブ部１０における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面と断面重心線Ｍとの間の距離Ｃ（ｍｍ）が、式（８）を満たしている。
　Ｌ＞Ｈ－Ｃ…（８）

　以下に、式（８）の技術的意義について説明する。
　ハット形鋼矢板１をバイブロハンマ工法又は圧入工法により地面に打設する際、幅方向に対向する一対のフランジ部１１から、幅方向の内側に向かう一対の排土圧（土圧）が、互いに対抗して作用する。このため、ウェブ部１０および一対のフランジ部１１で囲まれた土壌が、排土圧により締め固められて、ハット形鋼矢板１を施工するための施工荷重が増大したり、ハット形鋼矢板１が土壌からの反力により変形したりすることがある。

　そこで、排土圧の作用線の第３交点Ｐ３を、断面高さ方向におけるアーム部１２よりも断面高さ方向の外側に配置する（図１において、アーム部１２よりも下側）。これにより、ウェブ部１０および一対のフランジ部１１で囲まれた土壌に排土圧が作用したときに、この土壌を、断面高さ方向に沿うアーム部１２の外側に押し出すことが可能になる（排土効果）。このようにして、施工荷重の増大やハット形鋼矢板１の変形を抑えることができる。そして、式（８）を満たすことで、排土圧の作用線の第３交点Ｐ３を、断面高さ方向におけるアーム部１２よりも外側に配置することができる。

（型式２５Ｈ対応品）
　次に、本実施形態の型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２について、図３を参照して説明する。型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２においては、前述した構成と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

　図３に示すように、型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２では、特に断面高さ方向の大きさがハット形鋼矢板１よりも大きくなっている。このため、ハット形鋼矢板２における前記距離Ｌ，前記距離Ｃ、前記距離Ｈは、前述した式（８）を満たしていない。
　また、型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２では、式（２Ａ）に代えて、式（３Ａ）を満たしている。
　４９６．９＜Ｄ１＜５２０．９…（３Ａ）

　型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２では、現行の型式２５Ｈのハット形鋼矢板の各寸法、式（２１）および式（２２）から、式（３Ａ）を得た。
　ここで、型式２５Ｈとは、断面二次モーメントが２４,４００（ｃｍ^４／ｍ）程度のハット形鋼矢板を指す。

　また、型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２では、式（２Ｂ）に代えて、式（３Ｂ）を満たしている。
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（３Ｂ）
型式２５Ｈ対応のハット形鋼矢板２では、現行の型式２５Ｈのハット形鋼矢板の各寸法、式（２３）および式（２４）から、式（３Ｂ）を得た。

（型式４５Ｈ対応品）
　次に、本実施形態の型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３について、図４を参照して説明する。型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３においては、前述した構成と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

図４に示すように、型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３では、特に断面高さ方向の大きさが、ハット形鋼矢板２よりもさらに大きくなっている。このため、型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３における前記距離Ｌ，前記距離Ｃ、前記距離Ｈは、前述した式（８）を満たしていない。
　また、型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３では、式（２Ａ）に代えて、式（４Ａ）を満たしている。
　６２１．５＜Ｄ１＜６５０．９…（４Ａ）

　型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３では、現行の型式４５Ｈのハット形鋼矢板の各寸法、式（２１）および式（２２）から、式（４Ａ）を得た。
　ここで、型式４５Ｈとは、断面二次モーメントが４５,０００（ｃｍ^４／ｍ）程度のハット形鋼矢板を指す。

　また、型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３では、式（２Ｂ）に代えて、式（４Ｂ）を満たしている。
　４７６．０＜Ｄ２＜４９１．０…（４Ｂ）
型式４５Ｈ対応のハット形鋼矢板３では、現行の型式４５Ｈのハット形鋼矢板の各寸法、式（２３）および式（２４）から、式（４Ｂ）を得た。

（型式５０Ｈ対応品）
　次に、本実施形態の型式５０Ｈ対応のハット形鋼矢板４について説明する。型式５０Ｈ対応のハット形鋼矢板４においては、前述した構成と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。なお、型式５０Ｈ対応のハット形鋼矢板の断面形状は、型式４５Ｈのものとほぼ同じであり、図示を省略した。
　型式５０Ｈ対応のハット形鋼矢板４では、式（５Ａ）および式（５Ｂ）を満たしている。式（５Ａ）および式（５Ｂ）は、型式５０Ｈの各寸法、式（２１）、式（２２）、式（２３）および式（２４）から得られる。
　ここで、型式５０Ｈとは、断面二次モーメントが５１,１００（ｃｍ^４／ｍ）程度のハット形鋼矢板を指す。
　６２５．２＜Ｄ１＜６５４．８…（５Ａ）
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（５Ｂ）

　以上説明したように、ハット形鋼矢板における幅方向の大きさ１ｍ当たりの断面積Ａと、長手方向から見た平面視で幅方向に延びる断面重心線Ｍまわりの断面二次モーメントＩと、の関係が式（１）を満たしていれば、現行のハット形鋼矢板における断面性能を確保又は変化させながら、断面積を小さくすることが可能になり、コスト削減に資することができる。

　また、前記Ｄ１と前記Ｄ２の関係が、式（２Ａ）且つ式（２Ｂ）、式（３Ａ）且つ式（３Ｂ）、式（４Ａ）且つ式（４Ｂ）、式（５Ａ）且つ式（５Ｂ）のうちのいずれか１つの関係を満たしていれば、現行の各種サイズのハット形鋼矢板それぞれを施工する際に用いていた、施工用重機の一対の把持部３０の幅方向の寸法を変えることで、現行の施工用重機を転用することができ、施工用重機の汎用性を確保することができる。

　また、一対のアーム部１２それぞれにおける幅方向の外端部同士の間の有効幅Ｗが、式（６）を満たし、かつウェブ部１０とアーム部１２との間における、前記平面視で幅方向と直交する断面高さ方向の距離Ｈが式（７）を満たしていれば、現行の汎用的な圧入工法の施工用重機を用いて施工できる可能性が高まる。これにより、施工用重機の汎用性をより一層確保することができる。

　また、一対のフランジ部１１それぞれにおける断面重心線Ｍとの第２交点Ｐ２を通り、一対のフランジ部１１それぞれに直交する垂線同士の第３交点Ｐ３が、前記平面視でハット形鋼矢板１～４の外側に位置していれば（つまり、ハット形鋼矢板が式（８）を満たしていれば）、ハット形鋼矢板を地面に打設して施工する際に、前記平面視でハット形鋼矢板１～４の内側に位置する土壌を、一対のアーム部１２同士の幅方向の間を通してハット形鋼矢板の幅方向に沿う外側に向けて排出することができる。そしてこのような排土効果をハット形鋼矢板に具備させることにより、ハット形鋼矢板の施工性を確保することができる。

　次に、本実施形態の実施例について説明する。式（１）、式（２）、式（２Ａ）～式（５Ｂ）の条件を満たすように、試行錯誤しながら、２０個のケースを設計した。その設計結果を表２に示す。なお、表２中の距離Ｃとは、ウェブ部１０における幅方向に沿う断面重心線Ｍと反対側を向く面と、断面重心線Ｍとの間の距離（ｍｍ）である。

　全ての実施例は、式（１）を満たしている。実施例１～６は、式（２Ａ）および式（２Ｂ）を満たしている。このため、実施例１～６のハット形鋼矢板は、型式１０Ｈ対応品に分類できる。つまり、現行の型式１０Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機を用いた施工が可能である。
　実施例７～１２は、式（３Ａ）および式（３Ｂ）を満たしている。このため、実施例７～１２のハット形鋼矢板は、型式２５Ｈ対応品に分類できる。つまり、現行の型式２５Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機を用いた施工が可能である。
　実施例１３～１８は、式（４Ａ）、式（５Ａ）、式（４Ｂ）、式（５Ｂ）を全て満たしている。このため、実施例１３～１８のハット形鋼矢板は、型式４５Ｈ対応品にも、更には型式５０Ｈ対応品にも分類できる。つまり、実施例１３～１８のハット形鋼矢板は、現行の型式４５Ｈまたは型式５０Ｈの双方のハット形鋼矢板用の施工用重機を用いた施工が可能である。
　実施例１９は、式（４Ａ）および式（４Ｂ）を満たしている。このため、実施例１９のハット形鋼矢板は、型式４５Ｈ対応品に分類できる。つまり、実施例１９のハット形鋼矢板は、現行の型式４５Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機を用いた施工が可能である。
　実施例２０は、式（５Ａ）および式（５Ｂ）を満たしている。このため、実施例２０のハット形鋼矢板は、型式５０Ｈ対応品に分類できる。つまり、実施例２０のハット形鋼矢板は、現行の型式５０Ｈのハット形鋼矢板用の施工用重機を用いた施工が可能である。

　以上、本発明の実施形態及び実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれらに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせてもよい。

　例えば、上記実施形態においては、一対のアーム部１２それぞれにおける幅方向の外端部同士の間の有効幅Ｗ（ｍｍ）が、式（６）を満たし、かつウェブ部１０とアーム部１２との間における断面高さ方向の距離Ｈ（ｍｍ）が式（７）を満たす構成を示したが、このような態様に限られない。前記有効幅Ｗが式（６）を満たさなくてもよいし、前記距離Ｈが式（７）を満たさなくてもよい。

　本発明によれば、断面性能を確保しながらコスト削減に資するとともに、施工用重機の汎用性を確保することができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性は大である。

　１、２、３、４　ハット形鋼矢板
　１０　ウェブ部
　１１　フランジ部
　１２　アーム部
　Ｍ　断面重心線

Claims

　複数配置されて壁体を構成し、長手方向に延びるハット形鋼矢板であって、
　前記長手方向から見た平面視で前記壁体が延在する幅方向に延びるウェブ部と、
　前記ウェブ部における前記幅方向の外端部に接続され、前記平面視で前記ウェブ部に対して傾斜して延びる一対のフランジ部と、
　前記一対のフランジ部それぞれにおける前記幅方向に沿う前記ウェブ部の反対側の端部に接続され、前記平面視で前記幅方向に延びる一対のアーム部と、を備え、
　前記ハット形鋼矢板における前記幅方向の大きさ１ｍ当たりにおいて、断面積Ａ（ｃｍ^２／ｍ）と、前記平面視で前記幅方向に延びる断面重心線まわりの断面二次モーメントＩ（ｃｍ^４／ｍ）と、の関係が式（１）を満たし、
　かつ前記平面視における前記一対のフランジ部それぞれの延長線の第１交点と、前記断面重心線との間の距離をＤ１（ｍｍ）、前記一対のフランジ部それぞれにおける前記断面重心線との第２交点同士の間の距離をＤ２（ｍｍ）としたとき、
式（２Ａ）且つ式（２Ｂ）、
式（３Ａ）且つ式（３Ｂ）、
式（４Ａ）且つ式（４Ｂ）、又は、
式（５Ａ）且つ式（５Ｂ）
を満たすことを特徴とするハット形鋼矢板。
　Ａ＜０．００２５２Ｉ＋９４．４…（１）
　２６２．６＜Ｄ１＜２８１．０…（２Ａ）
　４９６．９＜Ｄ１＜５２０．９…（３Ａ）
　６２１．５＜Ｄ１＜６５０．９…（４Ａ）
　６２５．２＜Ｄ１＜６５４．８…（５Ａ）
　４８４．０＜Ｄ２＜４９９．０…（２Ｂ）
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（３Ｂ）
　４７６．０＜Ｄ２＜４９１．０…（４Ｂ）
　４７４．０＜Ｄ２＜４８９．０…（５Ｂ）
　前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（２Ａ）且つ前記式（２Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。
　前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（３Ａ）且つ前記式（３Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。
　前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（４Ａ）且つ前記式（４Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。
　前記Ｄ１及び前記Ｄ２が、前記式（５Ａ）且つ前記式（５Ｂ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。
　前記一対のアーム部それぞれにおける前記幅方向の外端部同士の間の有効幅Ｗ（ｍｍ）が、式（６）を満たし、かつ前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記アーム部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面との間における、前記平面視で前記幅方向と直交する断面高さ方向の距離Ｈ（ｍｍ）が式（７）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。
　８７６≦Ｗ≦９３２…（６）
　Ｈ≦４００…（７）
　前記一対のフランジ部それぞれにおける前記断面重心線との第２交点を通り、前記一対のフランジ部それぞれに直交する垂線同士の第３交点と、前記断面重心線と、の間の距離Ｌ（ｍｍ）、前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記アーム部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面との間における、前記平面視で前記幅方向と直交する断面高さ方向の距離Ｈ（ｍｍ）、および前記ウェブ部における幅方向に沿う断面重心線と反対側を向く面と前記断面重心線との間の距離Ｃ（ｍｍ）が、式（８）を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のハット形鋼矢板。
　Ｌ＞Ｈ－Ｃ…（８）