(57)【要約】  鋼管矢板（２０）は、鋼管本体（２１）と、鋼管本体（２１）の長手方向に延びる連結部材（２２）とを含む。連結部材（２２）は、長手方向に延びる中空部分（２２１）と、長手方向に延び、中空部分（２２１）と外部との境界面（２２２Ｓ）を形成するスリット（２２２）とを画定し、境界面（２２２Ｓ）は、長手方向に対して垂直な断面において、中空部分（２２１）の中心（２２１Ｃ）からスリット（２２２）の中心を通って外部に向かう方向（２２１Ｄ）の垂線（２２１Ｅ）に対して傾いている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管本体と、前記鋼管本体の長手方向に延びる連結部材とを含む鋼管矢板であって、
前記連結部材は、
前記長手方向に延びる中空部分と、
前記長手方向に延び、前記中空部分と外部との境界面を形成するスリットと
を画定し、
前記境界面は、前記長手方向に対して垂直な断面において、前記中空部分の中心から前記スリットの中心を通って前記外部に向かう方向の垂線に対して傾いている、鋼管矢板。
【請求項２】
前記連結部材は、前記長手方向に対して垂直な断面において、旋回方向について欠落部を有する渦巻状であり、
前記欠落部が前記スリットを画定する、請求項１に記載の鋼管矢板。
【請求項３】
前記連結部材は、前記長手方向に対して垂直な断面において、前記鋼管本体から遠ざかる向きに延びる１対の腕部を含み、
前記中空部分は、前記１対の腕部の間に画定され、
前記中空部分の中心から前記スリットの中心を通って前記外部に向かう方向に食い違いながら互いに対向する前記１対の腕部の先端部が前記スリットを画定する、請求項１に記載の鋼管矢板。
【請求項４】
前記連結部材の表面に、前記長手方向に対して角度をもった方向に延びるリブ溝が形成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鋼管矢板。
【請求項５】
前記スリットの両側に位置する縁部または先端部のうち、前記中空部分の中心に近い方の縁部または先端部の前記中空部分の中心に近い側の角部と、前記中空部分の中心から遠い方の縁部または先端部の前記中空部分の中心から遠い側の角部とを対向する頂点とし、前記中空部分の中心から前記スリットの中心を通って前記外部に向かう方向に平行な１対の辺と前記方向に垂直な１対の辺とからなる長方形において、前記方向に垂直な辺の長さａと、前記方向に平行な辺の長さｂとの間にａ≦ｂの関係が成り立つ、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鋼管矢板。
【請求項６】
前記鋼管本体の幅方向両側に配置される１対の前記連結部材を含み、
前記１対の前記連結部材のそれぞれにおいて前記境界面が前記垂線に対して傾く角度は、互いに逆向きである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鋼管矢板。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鋼管矢板と、前記鋼管矢板に連結される鋼矢板とを含む合成壁体であって、
前記鋼矢板の幅方向の端部は前記スリットに差し込まれる、合成壁体。
【請求項８】
前記境界面は、前記長手方向に対して垂直な断面において、前記中空部分の中心から前記スリットの中心を通って前記外部に向かう方向の垂線に対して、前記鋼矢板に作用する圧力によって生じるモーメントとは逆向きに傾いている、請求項７に記載の合成壁体。
【請求項９】
前記鋼矢板の幅方向の端部には、抜け止め部分が形成される、請求項７または請求項８のいずれか１項に記載の合成壁体。
【請求項１０】
前記鋼矢板の板厚ｔ、前記抜け止め部分の幅ｈ、および前記スリットの開口幅Ｂの間には、ｔ＜Ｂ＜ｈの関係が成り立つ、請求項９に記載の合成壁体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、鋼管矢板、および鋼管矢板を含む合成壁体に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管矢板と鋼矢板とを組み合わせた合成壁体は、鋼管矢板の高い断面性能と、鋼矢板の軽量性とを合わせることで、壁体重量あたりの断面性能を向上させることが可能な構造として知られている。このような合成壁体の施工時には、例えば、鋼管矢板を先行して地盤に所定の間隔で打設し、続いて鋼管矢板の間に鋼矢板を打設する。このとき、鋼矢板の継手（interlocks）を鋼管矢板の連結部材と係合させながら打設する必要があるが、従来技術では、例えば図１４に示す合成壁体８のように、鋼管矢板８０の鋼管本体８１に、鋼矢板１０の継手１１と同じ形状の連結部材８２が取り付けられていた。この場合、既に地盤に打設されている鋼管矢板８０の連結部材８２の位置と、後から打設される鋼矢板１０の継手１１の位置とを正確に整合させる必要があるため、施工は容易ではない。【０００３】
そこで、特許文献１では、例えば図１５に示す合成壁体９のように、鋼管矢板９０の鋼管本体９１に長手方向に延びる管状連結部材９２を取り付け、管状連結部材９２に形成されたスリット９２２に鋼矢板１０の幅方向端部を係合させる技術が提案されている。この場合、鋼矢板１０が打設時に幅方向に多少ずれても、管状連結部材９２の内部に位置する鋼矢板１０の継手１１が抜け止めとして機能することによって係合が維持される。合成壁体９では、上記のように鋼矢板１０の幅方向における打設時の施工誤差がある程度許容されるため、上記の従来技術の場合に比べて施工は容易である。特許文献２および特許文献３にも、同様に管状連結部材を有する鋼管矢板に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９９８６４６号公報
【特許文献２】特開２０１６−４４５０２号公報
【特許文献３】特開２０１６−１１３７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１５に示された合成壁体９のように管状連結部材９２に形成されたスリット９２２に鋼矢板１０の継手１１を含む端部を係合させる場合、例えば図１６に示すように鋼矢板１０が回転してしまう場合がある。合成壁体９には、壁厚方向に土圧や水圧などの圧力Ｐが作用するが、図示された例の場合、スリット９２２の両側にある管状連結部材９２の縁部９２３Ａ，９２３Ｂを支点にした鋼矢板１０の回転を防止する手段は特に設けられていないため、端部を中心にして回転した鋼矢板１０が張り出すことによって合成壁体９が変形する可能性がある。【０００６】
そこで、本発明は、鋼管矢板と鋼矢板とを含む合成壁体において、鋼矢板の打設時の施工誤差をある程度許容しつつ、鋼矢板の回転を防止することが可能な、新規かつ改良された鋼管矢板、および鋼管矢板を含む合成壁体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある観点に係る鋼管矢板は、鋼管本体と、鋼管本体の長手方向に延びる連結部材とを含む。連結部材は、長手方向に延びる中空部分と、長手方向に延び、中空部分と外部との境界面を形成するスリットとを画定し、境界面は、長手方向に対して垂直な断面において、中空部分の中心からスリットの中心を通って外部に向かう方向の垂線に対して傾いている。
上記の構成によれば、中空部分の中心からスリットの中心を通って外部に向かう方向、すなわち鋼管矢板が鋼矢板と組み合わされて合成壁体を構成したときに鋼矢板が鋼管矢板の連結部材から延出することが意図されている方向について、連結部材のスリットの両側の縁部が互いに異なる位置で鋼矢板に対向する。これによって、鋼矢板に作用する圧力によって生じるモーメントによる鋼矢板の回転を防止することができる。【０００８】
上記の鋼管矢板において、連結部材は、長手方向に対して垂直な断面において、旋回方向について欠落部を有する渦巻状であり、欠落部がスリットを画定してもよい。あるいは、連結部材は、長手方向に対して垂直な断面において、鋼管本体から遠ざかる向きに延びる１対の腕部を含み、中空部分は、１対の腕部の間に画定され、前記中空部分の中心から前記スリットの中心を通って前記外部に向かう方向に食い違いながら互いに対向する１対の腕部の先端部がスリットを画定してもよい。【０００９】
また、上記の鋼管矢板において、連結部材の表面に、長手方向に対して角度をもった方向に延びるリブ溝が形成されてもよい。【００１０】
上記の鋼管矢板において、スリットの両側に位置する縁部または先端部のうち、中空部分の中心に近い方の縁部または先端部の中空部分の中心に近い側の角部と、中空部分の中心から遠い方の縁部または先端部の中空部分の中心から遠い側の角部とを対向する頂点とし、中空部分の中心からスリットの中心を通って外部に向かう方向に平行な１対の辺と方向に垂直な１対の辺とからなる長方形において、方向に垂直な辺の長さａと、方向に平行な辺の長さｂとの間にａ≦ｂの関係が成り立ってもよい。【００１１】
また、上記の鋼管矢板は、鋼管本体の幅方向両側に配置される１対の連結部材を含み、１対の連結部材のそれぞれにおいて境界面が垂線に対して傾く角度は、互いに逆向きであってもよい。【００１２】
本発明の別の観点に係る合成壁体は、上記のいずれかの構成に係る鋼管矢板と、鋼管矢板に連結される鋼矢板とを含む。鋼矢板の幅方向の端部はスリットに差し込まれる。【００１３】
上記の合成壁体において、鋼管矢板のスリットが形成する境界面は、長手方向に対して垂直な断面において、中空部分の中心からスリットの中心を通って外部に向かう方向の垂線に対して、鋼矢板に作用する圧力によって生じるモーメントとは逆向きに傾いていてもよい。【００１４】
また、上記の合成壁体において、鋼矢板の幅方向の端部には、抜け止め部分が形成されてもよい。【００１５】
本発明によれば、鋼管矢板と鋼矢板とを含む合成壁体において、鋼矢板の打設時の施工誤差をある程度許容しつつ、鋼矢板の回転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す斜視図である。
【図２】図１に示された鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材が鋼矢板の回転を防止する原理について説明するための図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材が鋼矢板の回転を防止する原理について説明するための図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材が鋼矢板の回転を防止する原理について説明するための図である。
【図４】図２に示された連結部材が互いに異なる位置で鋼矢板の端部を支持する状態を示す図である。
【図５】第１の実施形態における鋼管矢板の連結部材の配置を示す断面図である。
【図６】発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の形状を別の観点から説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す断面図である。
【図９】第３の実施形態における鋼管矢板の連結部材の配置を示す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。
【図１２】第５の実施形態における鋼管矢板の連結部材の配置を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の形状を別の観点から説明するための図である。
【図１４】従来の鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す断面図である。
【図１５】従来の鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す断面図である。
【図１６】図１５に示された鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す斜視図である。本実施形態に係る合成壁体１は、例えば擁壁や止水壁として施工され、壁厚方向（図中のｙ方向）には土圧または水圧などの圧力Ｐが作用する。図１に示されるように、合成壁体１は、ハット形の鋼矢板１０と、鋼管矢板２０とを含む。鋼矢板１０は、継手１１、フランジ１２、ウェブ１３、およびアーム１４を含む。アーム１４は鋼矢板１０の幅方向（図中のｘ方向）の両端部に位置し、アーム１４の端部に継手１１が形成される。鋼管矢板２０は、鋼管本体２１と、鋼管本体２１の長手方向（図中のｚ方向）に延びる連結部材２２とを含む。鋼管本体２１と連結部材２２とは、例えば溶接などによって互いに接合される。連結部材２２は、長手方向に延びる中空部分２２１とスリット２２２とを画定し、スリット２２２に鋼矢板１０のアーム１４が差し込まれる。このとき、アーム１４の端部に形成された継手１１は連結部材２２の中空部分２２１に位置する。後述するように、スリット２２２の開口幅Ｂを継手１１の幅ｈよりも小さくすることによって、継手１１が抜け止めとして機能し、鋼管矢板２０の連結部材２２における鋼矢板１０との係合が維持される。
【００１９】
図２は、図１に示された鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。図２に示される断面（鋼管本体２１の長手方向に対して垂直な断面）において、連結部材２２は、旋回方向について欠落部を有する（不完全な）渦巻状である。本明細書において、渦巻は、旋回するにつれて中心から遠ざかる曲線として定義される。図示された例では、連結部材２２の縁部２２３Ａが渦巻の始点であり、縁部２２３Ｂが渦巻の終点である。また、渦巻が旋回方向について欠落部を有するとは、渦巻が中心の回りを１周していないことを意味する。縁部２２３Ａと縁部２２３Ｂとの間には、渦巻の中心から見た場合に隙間、すなわち欠落部があり、この欠落部がスリット２２２を画定している。
【００２０】
なお、本明細書では、別途言及しない限り、合成壁体を構成する鋼管矢板および鋼矢板が地中に打設される前の断面形状について説明する。上記のように、合成壁体には壁厚方向に土圧または水圧などが作用するため、これらの圧力によって打設後は鋼管矢板および鋼矢板の形状、ならびに位置関係が変化する場合がありうる。逆に言えば、本明細書において別途の言及なく説明されている鋼管矢板および鋼矢板の断面形状は、基本的に上記の圧力が作用する前の状態における形状である。また、鋼管矢板および鋼矢板が地中に打設される前の状態では、鋼管矢板および鋼矢板は長手方向の全長にわたって、図示および説明されているような断面形状を有する。ただし、例えば打設時に生じる位置ずれを補正するために、断面形状の細部の寸法が長手方向について変化することはありうる。また、打設後に作用する土圧および水圧は深さによって異なりうるため、打設後の鋼管矢板および鋼矢板の断面形状には長手方向について一様ではない変形が生じる可能性がある。しかしながら、（例えば、合成壁体が崩壊に至るような大きな土圧または水圧を受けず）打設前の断面形状が前記請求範囲内にある限り、打設後の鋼管矢板および合成壁体を排除する必要はない。
【００２１】
上記のような連結部材２２の断面形状において、スリット２２２は、連結部材２２によって囲われる中空部分２２１と、連結部材２２の外部との境界面２２２Ｓを形成する。図示された例において、境界面２２２Ｓは、縁部２２３Ａの板厚中央（縁部断面の中央）と縁部２２３Ｂの板厚中央（縁部断面の中央）との間を結ぶ面である。本実施形態において、境界面２２２Ｓは、中空部分２２１の中心２２１Ｃから断面におけるスリット２２２の中心を通って外部に向かう方向２２１Ｄの垂線２２１Ｅに対して角度θだけ傾いている。これによって、方向２２１Ｄ、すなわち鋼矢板１０が連結部材２２から延出することが意図されている方向について、縁部２２３Ａと縁部２２３Ｂとは、互いに異なる位置で鋼矢板１０のアーム１４（または継手１１）に対向する。それゆえ、後述するように、鋼矢板１０に作用する圧力ＰによってモーメントＭが生じたときに、縁部２２３Ａおよび縁部２２３Ｂが２点で鋼矢板１０に接触するため、鋼矢板１０の回転を抑制することができる。角度θは、例えば２０°以上、２５°以上、３０°以上または３３°以上とすることが好ましい。角度θの上限を特に定める必要はないが、その定義から９０°を超えることない。必要に応じて、角度θは、８０°以下または７０°以下としてもよい。
【００２２】
なお、中空部分２２１の中心２２１Ｃは、連結部材２２および境界面２２２Ｓによって画定される中空部分２２１の断面形状の図心である。ここで、断面形状の図心は、断面の重心でもある。
【００２３】
また、上記の例において、鋼矢板１０が連結部材２２から延出することが意図されている方向２２１Ｄは、例えば、設計図面等において、鋼矢板１０が連結部材２２から延出している方向とほぼ一致する。あるいは、ハット形の鋼矢板１０を用いる場合には鋼矢板１０は連結部材２２から合成壁体１の幅方向（図中のｘ方向）に延出することから、合成壁体１の幅方向（図中のｘ方向）が方向２２１Ｄとほぼ一致する。
【００２４】
ここで、上記で図１５および図１６を参照して説明した従来の鋼管矢板９０の管状連結部材９２の場合、スリット９２２が形成する境界面９２２Ｓは、中空部分９２１の中心９２１Ｃから断面におけるスリット９２２の中心を通って外部に向かう方向、すなわち鋼矢板１０が管状連結部材９２から延出することが意図されている方向９２１Ｄの垂線９２１Ｅにほぼ一致している。この場合、方向９２１Ｄについて、管状連結部材９２の縁部９２３Ａ，９２３Ｂは同じ位置で両側から鋼矢板１０のアーム１４に対向する。それゆえ、鋼矢板１０に作用する圧力ＰによってモーメントＭが生じたときに、縁部９２３Ａ，９２３Ｂが実質的に同じ点、または互いに近接した点で鋼矢板１０に接触するため、鋼矢板１０の回転が防止されない。
【００２５】
本実施形態に係る鋼管矢板２０の連結部材２２は、例えば、上記で図１５を参照して説明した管状連結部材９２と同様のスリットが形成された管状部材を用意し、スリットの片側だけを内側に押しつぶす加工によって成形されてもよい。この場合、スリットの押しつぶされた側が、図２に示された例における（中空部分の中心に近い方の）縁部２２３Ａになる。あるいは、連結部材２２は、同様にスリットが形成された管状部材を用意し、スリットの片側だけを外側に引き出す加工によって成形されてもよい。この場合、スリットの引き出された側が、図２に示された例における（中空部分の中心から遠い方の）縁部２２３Ｂになる。限定的ではない例として、スリットが形成された円弧状断面の管状部材を用意し、スリットの片側だけを引き出す加工で断面の長径（図２の例でいえば、連結部材２２と鋼管本体２１との接合部から縁部２２３Ａの外側の角部までの長さ）を元の円弧状断面の直径の例えば、約１．０７倍程度まで拡大することによって連結部材２２を成形することができる。さらに別の例として、連結部材２２は、互いに半径が異なる２つの半円形断面の（溝状）部材を用意し、それぞれの半円形断面の一方の端部同士を接合することによって形成されてもよい。連結部材２２は、上記のような工程によって渦巻状の断面に成形された後に、溶接などによって鋼管本体２１に接合される。あるいは、管状部材を鋼管本体２１に接合した後に、管状部材を上記のような工程によって渦巻状の断面の連結部材２２に成形してもよい。管状部材と鋼管本体２１との間に板状の接続部材があってもよい。
【００２６】
縁部２２３Ａと縁部２２３Ｂとの最短距離（例えば、図２の場合、前記中空部分の中心にから遠い方の縁部２２３Ａの角と、前記中空部分の中心に近い方の縁部２２３Ｂの角との間隔となる。）を、スリット２２２の開口幅Ｂと定義する。この開口幅Ｂは、鋼矢板１０の板厚ｔより大きい。開口幅Ｂの下限は、鋼矢板１０の板厚ｔとの関係において、１．２ｔ、１．４ｔ、１．６ｔまたは１．８ｔとしてもよい。同様に、開口部Ｂの上限は、３．５ｔ、３．０ｔまたは２．５ｔとしてもよい。開口幅Ｂは、鋼矢板１０の継手１１の幅ｈとの関係において、ｈよりも小さく、０．９ｈ以下、０．８ｈ以下または０．７ｈ以下としてもよい。一方、前記板厚ｔまたは前記幅ｈとの関係以外で、スリット２２２の開口幅Ｂの好ましい範囲を以下に説明する。開口部Ｂの下限は、１０ｍｍ、１３ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ又は２０ｍｍとしてよい、開口部Ｂの上限は、４０ｍｍ、３５ｍｍ、３０ｍｍ又は２５ｍｍとしてよい。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材が鋼矢板の回転を防止する原理について説明するための、鋼管矢板の連結部材および鋼矢板を模式的に示した平面図である。図３の細線は、連結部材および鋼矢板１０に負荷されるモーメントＭを示している。図３Ａは、鋼矢板１０の回転を拘束しない連結部材、具体的には上記で図１５および図１６を参照して説明した管状連結部材９２の例を示す。この場合、管状連結部材９２で鋼矢板１０は自由に回転し、図１６に示されるように鋼矢板１０の幅方向の端部が一方の縁部９２３Ｂで支持されるため、鋼矢板１０に作用する圧力Ｐによって生じるモーメントＭは鋼矢板１０の幅方向（図中のｘ方向）両側の管状連結部材９２で０、鋼矢板１０の中央部で最大になる。この結果、鋼矢板１０は中央部で大きく張り出すように変形する。例えば、図１５の例のように複数の鋼矢板１０が中央部の継手１１で互いに連結されて鋼管矢板９０の間に配置されている場合には、鋼矢板１０が張り出すことによって中央部の継手１１に大きな負担がかかるため、上記のような変形は構造の安定性の観点から好ましくない。
【００２８】
一方、図３Ｂは、鋼矢板１０の回転を拘束する連結部材、具体的には上記で図１４を参照して説明した連結部材８２の例を示す。この場合、連結部材８２が反力モーメントを負担するため、鋼矢板１０の中央部におけるモーメントＭは上記の図３Ａの例よりも小さくなる。従って、図３Ｂの例では、鋼矢板１０の中央部の張り出しが図３Ａの例よりも小さくなる。しかしながら、この場合、連結部材８２が反力モーメントを負担することによって、連結部材８２の部材に変形や損傷が発生する可能性がある。また、図１４の例のような形状の連結部材８２を用いる場合、鋼矢板１０の施工誤差を厳格に管理する必要があり、その施工が容易ではないのは既に説明した通りである。
【００２９】
図３Ｃは、鋼矢板１０の回転を直接的には拘束しない２つの支点、具体的には上記で図２を参照して説明した連結部材２２の縁部２２３Ａ，２２３Ｂが、図４に示すように互いに異なる位置で鋼矢板１０の幅方向の端部を支持する例を示す。この場合、縁部２２３Ａ，２２３Ｂが反力モーメントを負担するため、鋼矢板１０の中央部におけるモーメントＭは上記の図３Ａの例よりも小さく、図３Ｂの例よりは多少大きくなるか、あるいは同程度まで低減することが可能である。従って、図３Ｃの例でも、鋼矢板１０の中央部の張り出しが図３Ａの例よりも小さい。その一方で、縁部２２３Ａ，２２３Ｂは、鋼矢板１０の回転を直接的には拘束しないため（つまり、鋼矢板１０の回転をある程度許容するため）、部材に変形や損傷が発生する可能性は図３Ｂの例よりもはるかに小さい。また、本実施形態に係る鋼管矢板２０の連結部材２２では、図１５の例における管状連結部材９２と同様に鋼矢板１０の幅方向における打設時の施工誤差がある程度許容される。
【００３０】
上記のような本実施形態の効果は、図２に示したような連結部材２２の渦巻状の断面と、鋼矢板１０に作用する圧力Ｐとの適切な位置関係によって得られる。具体的には、図２の例において、連結部材２２の渦巻状の断面は、境界面２２２Ｓが垂線２２１Ｅに対して、圧力Ｐによって生じるモーメントＭとは逆向きに傾くように配置される。これによって、圧力Ｐが作用する側において支点になりうる縁部２２３Ａよりも、圧力Ｐが作用しない側において支点になりうる縁部２２３Ｂの方が、中空部分２２１の中心２２１Ｃからみて遠くに位置する。従って、図３Ｃに示されるように、縁部２２３Ａ，２２３Ｂによる２点での支持によって、圧力Ｐによって生じるモーメントＭを小さくすることができる。このような効果を得るために、図２および図５に示されるように、鋼管矢板２０で鋼管本体２１の幅方向（図中のｘ方向）両側に配置される１対の連結部材２２のそれぞれにおいて境界面２２２Ｓが垂線２２１Ｅに対して傾く角度θは、互いに逆向きである。具体的には、図５において鋼管本体２１の右側に示されている連結部材２２（図２に示すものと同じ）では角度θが反時計回りになるのに対して、鋼管本体２１の左側に示されている連結部材２２では角度θが時計回りになる。
【００３１】
鋼矢板の幅方向の両側に取り付けられた２つの連結部材において、中空部分の中心に近い方の縁部と遠い方の縁部が壁厚方向（前記幅方向に垂直な方向。すなわち、図１のｙ方向）について同じ側にある場合、どちらか片方の連稀部材は図３Ｃのように反力モーメントを負担できない。このため、図５に示されるように、鋼矢板の幅方向の両側に取り付けられた２つの連結部材の中空部分の中心に近い方の縁部同士は、鋼矢板の壁厚方向（図中のｙ方向）について同じ側にある。同様に、中空部分の中心に遠い方の縁部同士は、鋼矢板の壁厚方向について同じ側にある。
【００３２】
なお、上記で図１を参照して説明したような合成壁体１において、連結部材２２の縁部２２３Ａ，２２３Ｂは、必ずしも最初から鋼矢板１０に接触して鋼矢板１０の支点を形成しなくてもよい。合成壁体１は地盤中に打設されるため、例えば土圧や水圧が比較的小さい状態では、鋼矢板１０が縁部２２３Ａ，２２３Ｂのどちらにも接触しない状態で、鋼矢板１０の位置が維持される場合もある。この場合、例えば合成壁体１の完成後に土圧または水圧が大きくなり、鋼矢板１０に大きなモーメントＭが作用するようになった時点で、縁部２２３Ａ，２２３Ｂの少なくともいずれかが鋼矢板１０に接触して鋼矢板１０の支点を構成する。あるいは、合成壁体１の打設時、具体的には例えばスリット２２２に鋼矢板１０のアーム１４が差し込まれた時点で、縁部２２３Ａ，２２３Ｂの少なくともいずれかが鋼矢板１０に接触していてもよい。
【００３３】
以上で説明したような本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板２０では、連結部材２２のスリット２２２に鋼矢板１０の幅方向の端部が差し込まれる構造であることによって、鋼矢板１０の打設時の施工誤差をある程度許容することができる。さらに、鋼管矢板２０では、スリット２２２によって形成される、連結部材２２の中空部分２２１と外部との境界面２２２Ｓが、中空部分２２１の中心から断面におけるスリット２２２の中心を通って外部に向かう方向２２１Ｄの垂線２２１Ｅに対して傾いている。これによって、方向２２１Ｄ、すなわち合成壁体１を構成したときに鋼矢板１０が連結部材２２から延出することが意図されている方向について、縁部２２３Ａ，２２３Ｂが互いに異なる位置で鋼矢板１０に対向する。それゆえ、鋼矢板１０に作用する圧力ＰによってモーメントＭが生じたときに、鋼矢板１０の回転を防止することができる。
【００３４】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の形状を別の観点から説明するための図である。図６は、図２と同じ鋼管矢板２０の連結部材２２の拡大断面図であるが、境界面２２２Ｓなどを示す線が省略され、代わりに２つの縁部２２３Ａ，２２３Ｂの角部Ｅ１，Ｅ２を対向する頂点とし、方向２２１Ｄに平行な１対の辺と方向２２１Ｄに垂直な１対の辺とからなる長方形Ｒが図示されている。ここで、角部Ｅ１は、縁部２２３Ａ，２２３Ｂのうち中空部分２２１の中心２２１Ｃに近い方の縁部２２３Ａの、中心２２１Ｃに近い側の角部である。一方、角部Ｅ２は、縁部２２３Ａ，２２３Ｂのうち中心２２１Ｃから遠い方の縁部２２３Ｂの、中心２２１Ｃから遠い側の角部である。このような長方形Ｒを定義した場合、長方形Ｒの方向２２１Ｄに垂直な辺の長さａと、方向２２１Ｄに平行な辺の長さｂとの間には、ａ≦ｂの関係が成り立つことが好ましい。必要に応じて、ａ＜ｂとしてもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。本実施形態において、鋼管本体２１および連結部材２２を含む鋼管矢板２０の構成は上記の第１の実施形態と同様である。第１の実施形態との相違として、本実施形態では、鋼矢板１０Ａのアーム１４の端部に、継手１１に代えて折曲部１５が設けられる。折曲部１５は、図２に示された例の継手１１と同様に、抜け止めとして機能する。なお、抜け止めとして機能する部分は、第１の実施形態における継手１１や本実施形態における折曲部１５には限られず、鋼矢板の幅方向の端部が鋼矢板の板厚方向（すなわち、合成壁体の壁厚方向）に拡張された、または折れ曲がった部分であればどのような形状の部分であってもよい。このような部分を、本明細書では「抜け止め部分」ともいう。このような場合も、スリット２２２の両側にある１対の縁部２２３Ａ，２２３Ｂが互いに異なる位置で鋼矢板１０Ａのアーム１４（または折曲部１５）に対向し、モーメントＭが生じたときに鋼矢板１０Ａの回転を防止できる。なお、折曲部１５を含む鋼矢板１０Ａは、例えば鋼板を冷間成形で折り曲げることによって製造される。この実施形態の場合、折曲部１５が抜け止めとして機能するため、折曲部の幅ｈ（鋼矢板の長さ方向および幅方法に垂直な方向（図中のｙ方向）の幅）をスリット２２２の開口幅Ｂより大きくする必要はない。
【００３６】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す断面図である。本実施形態において、鋼管矢板２０Ｂの鋼管本体２１および連結部材２２のそれぞれの構造は上記の第１の実施形態と同様である。第１の実施形態との相違として、本実施形態ではＵ字形の鋼矢板１０Ｕが用いられるため、連結部材２２のスリット２２２が向けられる方向が第１の実施形態とは異なる。具体的には、本実施形態でも、スリット２２２が形成する境界面２２２Ｓは、方向２２１Ｄの垂線２２１Ｅに対してモーメントＭとは逆向きに角度θだけ傾いている。ただし、本実施形態では、方向２２１Ｄ、すなわち鋼矢板１０Ｕが連結部材２２から延出することが意図されている方向が、鋼矢板１０Ｕの幅方向（図中のｘ方向）に対して傾いている。それゆえ、方向２２１Ｄを基準にして決定される境界面２２２Ｓの方向、つまりスリット２２２が向けられる方向も、上記の第１の実施形態とは異なっている。角度θは、例えば２０°以上、２５°以上、３０°以上または３３°以上とすることが好ましい。
【００３７】
図８および図９に示されるように、本実施形態に係る鋼管矢板２０Ｂでも、鋼管本体２１の幅方向（図中のｘ方向）両側に配置される１対の連結部材２２のそれぞれにおいて境界面２２２Ｓが垂線２２１Ｅに対して傾く角度θは、互いに逆向きである。具体的には、図９において鋼管本体２１の右側に示されている連結部材２２（図８に示すものと同じ）では角度θが反時計回りになるのに対して、鋼管本体２１の左側に示されている連結部材２２では角度θが時計回りになる。
【００３８】
本実施形態でも、スリット２２２の両側にある１対の縁部２２３Ａ，２２３Ｂが互いに異なる位置で鋼矢板１０Ｕのアーム１４（または継手１１）に対向することによって、モーメントＭが生じたときに鋼矢板１０Ｕの回転が防止される。同様にして、他の実施形態では、例えばＺ形鋼矢板や直線鋼矢板など、様々な断面形状の鋼矢板について、適切な方向にスリット２２２を向けることによってモーメントＭによる鋼矢板の回転を防止することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る鋼管矢板を含む合成壁体の一部を示す斜視図である。図１０に示されるように、本実施形態に係る合成壁体４の構成は、鋼管矢板２０Ｃの連結部材２２Ｃの表面にリブ溝２２４が形成される点を除いて、上記の第１の実施形態と同様である。リブ溝２２４は、連結部材２２Ｃの長手方向（図中のｚ方向）に対して角度をもった方向に延びる。例えば、リブ溝２２４は、連結部材２２Ｃの長手方向に対して垂直な方向に形成されてもよい。あるいは、リブ溝２２４は、連結部材２２Ｃの長手方向に対して傾いた方向に形成されてもよい。この場合、リブ溝２２４は、連結部材２２Ｃの長手方向に進む螺旋の一部をなす。
【００４０】
このようなリブ溝２２４を、図１５を参照して説明したような管状連結部材９２に適用した例については、例えば特開２０１６−４４５０２号公報に記載されている。特開２０１６−４４５０２号公報にはさまざまなリブ溝の形状が記載されているが、本実施形態におけるリブ溝２２４も、同様にさまざまな形状にすることが可能である。リブ溝２２４を形成することによって連結部材２２の断面剛性が向上するため、例えば鋼矢板１０に作用する圧力ＰによってモーメントＭが生じたときに、鋼矢板１０の支点を構成する縁部２２３Ｂにかかる反力モーメントによってスリット２２２が押し広げられるのを防止できる。本実施形態では、縁部２２３Ａよりも縁部２２３Ｂにより大きな反力モーメントがかかるため、縁部２２３Ｂの側のみにリブ溝２２４を形成し、縁部２２３Ａの側にはリブ溝２２４を形成しなくてもよい。また、鋼管本体２１と連結部材２２との溶接などによる接合を強固にするために、連結部材２２の鋼管本体２１との接合部にはリブ溝２２４を形成しなくてもよい。
【００４１】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の拡大断面図である。本実施形態において、鋼管矢板３０は、鋼管本体２１と、鋼管本体２１の長手方向（図中のｚ方向）に延びる連結部材３２とを含む。鋼管本体２１と連結部材３２とは、例えば溶接などによって互いに接合される。図１１に示される断面（鋼管本体２１の長手方向に対して垂直な断面）において、連結部材３２は、鋼管本体２１から遠ざかる向きに延びる１対の腕部３２３Ａ，３２３Ｂを含む。腕部３２３Ａ，３２３Ｂの間に中空部分３２１が画定される。また、腕部３２３Ａ，３２３Ｂのそれぞれの先端部３２４Ａ，３２４Ｂの間にスリット３２２が画定される。図示されているように、先端部３２４Ａ，３２４Ｂは、腕部３２３Ａ，３２３Ｂが互いに向かって近づくように折れ曲がることによって形成される。先端部３２４Ａ，３２４Ｂはスリット３２２をはさんで互いに対向するが、中空部分３２１の中心３２１Ｃからスリット３２２の中心を通って外部に向かう方向３２１Ｄについては食い違っている。ここで、中空部分３２１の中心３２１Ｃは、中空部分３２１の図心である。
【００４２】
ここで、先端部３２４Ａ，３２４Ｂのそれぞれの板厚中央を基準にした食い違い量Ｄは、鋼矢板１０の板厚ｔとの関係において０．５ｔ以上であり、例えば０．５ｔ≦Ｄ≦１．５ｔとすることが好ましい。これを一般的な板厚ｔの範囲１０ｍｍ〜２０ｍｍに適用した場合、食い違い量Ｄは５ｍｍを下限とし、例えば５ｍｍ≦Ｄ≦３０ｍｍとすることが好ましい。また、スリット３２２の開口幅Ｂ（先端部３２４Ａと先端部３２４Ｂとの最短距離）は、上記の第１の実施形態で説明したように、鋼矢板１０の板厚ｔおよび継手１１の幅ｈとの関係において、ｔ＜Ｂ＜ｈであり、一般的な板厚ｔおよび幅ｈを想定した場合には、例えば１６ｍｍ≦Ｂ≦４０ｍｍとすることが好ましい。
【００４３】
なお、図示された腕部３２３Ａ，３２３Ｂおよび先端部３２４Ａ，３２４Ｂの形状は一例であり、他にもさまざまな形状が可能である。例えば、腕部３２３Ａ，３２３Ｂおよび先端部３２４Ａ，３２４Ｂのいずれか、または両方が、曲率をもった弧状の断面形状で形成されてもよい。図示された例において、連結部材３２は、腕部３２３Ａ，３２３Ｂの間隔を維持するためのブリッジ部３２５をさらに含む。
【００４４】
上記のような連結部材３２の断面形状において、スリット３２２は、中空部分３２１と外部との境界面３２２Ｓを形成する。境界面３２２Ｓは、先端部３２４Ａ，３２４Ｂの間を結ぶ面でもある。図示されているように、境界面３２２Ｓは、中空部分３２１の中心３２１Ｃからスリット３２２の中心を通って外部に向かう方向３２１Ｄの垂線３２１Ｅに対して、角度θだけ傾いている。具体的には、境界面３２２Ｓは、垂線３２１Ｅに対して、モーメントＭとは逆向きに角度θだけ傾いている。これによって、方向３２１Ｄ、すなわち鋼矢板１０が連結部材３２から延出することが意図されている方向について、先端部３２４Ａと先端部３２４Ｂとは、互いに異なる位置で鋼矢板１０のアーム１４（または継手１１）に対向する。これによって、鋼矢板１０に作用する圧力ＰによってモーメントＭが生じたときに、先端部３２４Ａおよび先端部３２４Ｂが２点で鋼矢板１０に接触することによって鋼矢板１０の回転を防止することができる。角度θは、例えば２０°以上、２５°以上、３０°以上または３３°以上とすることが好ましい。
【００４５】
本実施形態に係る連結部材３２は、例えば、鋼材の熱間押出によって成形される熱押し形鋼等として提供される。熱押し形鋼は任意の形状に成形できるため、図１１に示された例には限られず、長手方向に延びる中空部分とスリットとを画定する任意の形状で連結部材を構成することが可能である。また、連結部材の製造方法も、熱間押出には限られず、例えば冷間押出、あるいは熱間または冷間の曲げ加工などであってもよい。
【００４６】
図１１および図１２に示されるように、本実施形態に係る鋼管矢板３０でも、鋼管本体２１の幅方向（図中のｘ方向）両側に配置される１対の連結部材３２のそれぞれにおいて境界面３２２Ｓが垂線３２１Ｅに対して傾く角度θは、互いに逆向きである。具体的には、図１２において鋼管本体２１の右側に示されている連結部材３２（図１１に示すものと同じ）では角度θが反時計回りになるのに対して、鋼管本体２１の左側に示されている連結部材３２では角度θが時計回りになる。換言すれば、鋼矢板の幅方向の両側に取り付けられた２つの連結部材の中空部分の中心に近い方の縁部同士は、鋼矢板壁の壁厚方向（図中のｙ方向）について同じ側にある。同様に、中空部分の中心に遠い方の縁部同士は、鋼矢板壁の壁厚方向について同じ側にある。
【００４７】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る鋼管矢板の連結部材の形状を別の観点から説明するための図である。図１３は、図１１と同じ鋼管矢板３０の連結部材３２の拡大断面図であるが、境界面３２２Ｓなどを示す線が省略され、代わりに２つの先端部３２４Ａ，３２４Ｂの角部Ｅ１，Ｅ２を対向する頂点とし、方向３２１Ｄに平行な１対の辺と方向３２１Ｄに垂直な１対の辺とからなる長方形Ｒが図示されている。ここで、角部Ｅ１は、先端部３２４Ａ，３２４Ｂのうち中空部分３２１の中心３２１Ｃに近い方の先端部３２４Ａの、中心３２１Ｃに近い側の角部である。一方、角部Ｅ２は、先端部３２４Ａ，３２４Ｂのうち中心３２１Ｃから遠い方の先端部３２４Ｂの、中心３２１Ｃから遠い側の角部である。このような長方形Ｒを定義した場合、長方形Ｒの方向３２１Ｄに垂直な辺の長さａと、方向３２１Ｄに平行な辺の長さｂとの間には、ａ≦ｂの関係が成り立つ。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４９】
１…合成壁体、１０…鋼矢板、１１…継手、１２…フランジ、１３…ウェブ、１４…アーム、１５…折曲部、２０，３０…鋼管矢板、２１…鋼管本体、２２，３２…連結部材、２２１，３２１…中空部分、２２２，３２２…スリット、２２２Ｓ，３２２Ｓ…境界面、２２３Ａ，２２３Ｂ…縁部、２２４…リブ溝、３２３Ａ，３２３Ｂ…腕部、３２４Ａ，３２４Ｂ…先端部。
【図１】
2019031494.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2019031494.tif 000021
2019031494.tif 000022
2019031494.tif 000023
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