(57)【要約】【課題】コストの増大を抑えつつ、継手部分においてより高耐力が得られる鋼管矢板、鋼管矢板壁、パイプルーフ用鋼管、およびパイプルーフを提供する。【解決手段】構築方向の両端部にＨ鋼の雄継手７や雌継手８としてフランジ７ａ、８ａ端縁が鋼管２の周面に結合する継手を備え、雄継手７は雌継手８のフランジ８ａ内側面とウエブ８ｂ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとして形成する鋼管矢板１において、雌雄の継手７、８を嵌合した際に対峙するウエブ７ｂ、８ｂ面の少なくとも一方に、長手方向に沿って突条１０を設ける。パイプルーフ用鋼管についても、鋼管矢板１と同様に構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構築方向の両端部にＨ鋼の雄継手や雌継手としてフランジ端縁が鋼管の周面に結合する継手を備え、雄継手は雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとして形成する鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管において、継手を嵌合した際に対峙するウエブ面の少なくとも一方に、長手方向に沿って突条を設けることを特徴とする鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管。
【請求項２】
並列させた鋼管の相互を各鋼管の周面にフランジ端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ部材であるＨ形鋼で一体的に連結し、鋼管の相互連結側と反対側に継手を設けた２連タイプである請求項１記載の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管。
【請求項３】
１組の継手に３つ以上の突条を設ける請求項１または請求項２記載の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管。
【請求項４】
鋼棒を前記ウエブ面に溶接することにより突条を形成する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管。
【請求項５】
鋼棒として異形棒鋼を使用する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管を継手の嵌合により連結し、これにより雌雄の継手のウエブとフランジで囲繞される密閉空間を、コンクリート等の充填材により固結することを特徴とする鋼管矢板壁またはパイプルーフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁基礎や土留め壁などの構築に採用される鋼管矢板、及びその鋼管矢板同士の連結による鋼管矢板壁と、地中壁、補強体、止水体等の地下構造物を構築するパイプルーフ用の鋼管およびその鋼管同士の連結によるパイプルーフに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、鋼管を並列させて基礎構造物や補強体を構築する技術が広く用いられている。例えば鋼管矢板基礎は、橋梁基礎のひとつとして欠くことのできないものとなっている。水中において橋脚などの基礎構造物を構築する際、該目的構造物の周囲を締切るための鋼管矢板による（仮）締切り工が施工される。
【０００３】
締切り工に使用される鋼管矢板１は図１１〜図１３に示すように鋼管２の左右周側に継手３を形成したものであり、この継手３同士を接続することで順次連続させる。なお、この継手３の形状は、ボックス形とＴ字形、Ｃ字形相互、ならびにＣ字形とＴ字形等々組合わせは様々であり、ここでの図示は一例である。
【０００４】
また、前記鋼管矢板１はディーゼルパイルハンマによる打設（杭打）機で打ち込む場合もあるが、これは打設に伴う騒音振動が大きく建設公害となる。そこで、アースオーガ掘削により嵌入抵抗を低減しながら、油圧ジャッキやバイブロハンマにより圧入する方法も採用されるが、いずれ場合も鋼管２を１本ずつセットしていくものである。
【０００５】
このように１本ずつ鋼管２を掘削孔に挿入したり、打設したりして締切り工を施工するのでは非常に手間がかかるとともに、施工の際に継手３の部分の挿入抵抗が多いので曲がりやすく、鋼管矢板１自体の垂直精度の確保が困難である。
【０００６】
さらに、前記のごとくアースオーガ掘削を先行させて掘削孔内に鋼管矢板１をセットする場合に、このアースオーガに多軸のオーガ機を使用すれば掘削孔については一度に複数のものが同時形成できるが、鋼管矢板１の配置に関しては前記のように１本ずつ行うことを原則としているので、工数の削減にはならない。
【０００７】
また、軟弱地盤の場合は水深１０ｍ、堅固な地盤の場合は水深１５ｍを超えると、該工法による施工が技術的に困難であると言われている。特に、一重鋼管矢板締切り工法の場合は、深い水中においては該工法を採用してはならないという行政通達があり、止水性も満足にできない欠陥がある。
【０００８】
一方、鋼管矢板基礎に水平方向の外力が作用した場合、継手３の部分については、上下方向のせん断力が作用する。従来は鋼管矢板の継手部分の耐力（断面２次モーメント）は設計上加味しないが、このせん断力が継手のせん断耐力より大きくなると、継手部のズレ変形が急増し、鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性低下の度合いも大きくなる。
【０００９】
かかる不都合を解消するものとして従来の鋼管矢板よりも全体の強度を増すことができ、複数本の鋼管を同時に打設できて施工時間が大幅に短縮でき、複数本を定められた精度で予め結合することで施工精度も高く鉛直精度も向上する鋼管矢板が、下記特許文献において示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３８５５８
【００１０】
これは、図１４に示すように、並列させた鋼管２、２の相互を各鋼管２の周面にフランジ端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ部材であるＨ形鋼４で一体的に連結し、鋼管２の相互連結側と反対側に継手を設けた２連タイプの鋼管矢板１であり、継手も前記従来のもの（以下、従来型継手）とは異なって、横断面形がＨ形としてフランジ端縁が鋼管２の周面に結合するものであり、雄継手７は雌継手８に対して多少小振りなものとし、このような継手（以下、Ｈ−Ｈ継手）を設けた２連タイプの鋼管矢板１を継手相互の嵌合で連結し、継手内にコンクリートなどの充填材９を充填するものである。
【００１１】
このような鋼管矢板は、継手内に止水を目的とした注入工を施工する際、発生する継手遊間よりの注入材の流出が少なく、水質汚染の防止を図ることができ、継手遊間を密封し、その目的に応じた剛性力を必要とするモルタルなどの充填を可能として、その充填により一層の止水効果が得られ、高強度継手とすることができるものである。
【００１２】
また、Ｈ−Ｈ継手は継手部分の耐力が加えられるものであり、これにより継手部のズレ変形が減少し、Ｈ−Ｈ継手を備える鋼管矢板による鋼管矢板基礎全体の曲げ剛性低下の度合いも小さく抑えることができる。
【００１３】
一方、鋼管を並列させて構造物を構築する他の技術として、地中壁、補強体、止水体等の地下構造物を構築するパイプルーフ工法は、周知のように土かぶりが浅く、上部に構造物がある場合や軟弱地質の箇所で支保工の外周をボーリングして、鋼管の８５〜２００ｍｍ程度を挿入し、パイプの列によるルーフを形成させ、掘削と同時にパイプを支保工で支持しながら掘削する工法であり、先に埋設した鋼管の継手と他の鋼管の継手とを接続して推進する作業を繰り返すことでパイプルーフを構築する。
【００１４】
すなわち、外周の予め設定された位置に長手方向の全長にわたって雄雌嵌合の継手部を設けた鋼管をセミシールド工法を採用して地中に推進して埋設するものであり、鋼管の発進側に推力を発生する元押し装置を設置し、先頭に地山を掘削する掘進機を配置して推進し、さらに、掘進機に鋼管を後続させて推進することで、この鋼管を地中に埋設している。そして、既に埋設された鋼管に隣接させて他の鋼管を配置し、既に埋設された鋼管の継手と他の鋼管の継手を接続して推進する作業を繰り返す。
【００１５】
この場合、構築すべきトンネルなどの地下構造物が大きいときは、１本の鋼管を推進する毎に該鋼管の後部に新たな鋼管を溶接して順次推進して発進側から到達側まで見かけ上１本の鋼管を埋設し、さらに、前記鋼管に隣接させて他の鋼管を配置して既に埋設された鋼管の継手と他の鋼管の継手とを接続して推進する作業を繰り返すことでパイプルーフを構築している。
【００１６】
ところで、パイプルーフを構築するための工期を短縮するため、少なくとも２本の鋼管を平行に配置して連結し、かつ、外周所定位置に全長にわたって継手部を設けた連結管を使用し、一度の推進作業で少なくとも２本の管を推進するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１７】
これは、パイプルーフの構築方法として、構築すべきパイプルーフの基準となる位置に外周所定位置に全長にわたって継手部を設けた１本の基準管をセミシールド推進工法によって埋設し、少なくとも２本の管を連結し、かつ、外周所定位置に全長にわたって継手部を設けた連結管を発進側に配置するとともに該連結管の前端に連結管を構成する管に対応したトンネルを掘削する掘進装置を配置し、前記連結管の継手部を前記基準管に設けた継手部に係合させ、その後、前記連結管を構成する管に推力を付与して基準管にそって推進して埋設し、さらに、前記埋設された連結管の継手部に新たな連結管の継手部を係合させて推進して埋設するものである。
【００１８】
また、この構築方法で使用する連結管は、並列させた２本の鋼管の相互を各鋼管の周面にフランジ端縁が結合するつなぎ部材としてＨ形鋼でこのＨ形鋼の幅分だけ間隔を存して一体的に連結し、連結鋼管相互の相互連結と反対側には前記特許文献１と同様のＨ−Ｈ継手を設けたものである。
【特許文献２】特開２００４−３２４１８５号公報
【００１９】
このようにして構築されたパイプルーフでは、鋼管同士はＨ鋼のつなぎ部材で連結されるので、適切に鋼管と溶接されていれば、曲げ剛性を十分考慮できる。また、曲げ剛性の増加により水平耐力の増加が見込まれる。更に継手をＨ鋼で構成することで、両継手のフランジ同士が長さ方向で摺接するから、推進時のズレに十分対応できる。また、フランジの端部が２箇所で鋼管に接合されるから、強度的にも信頼できる。
【００２０】
すなわち、Ｈ−Ｈ継手は継手部分の耐力が加えられるものであり、これにより継手部のズレ変形が減少し、パイプルーフ全体の曲げ剛性低下の度合いも小さく抑えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
前記特許文献１に記載の鋼管矢板および特許文献２に記載のパイプルーフにおいては、剛性力は十分なものが既に確保されており、一層の剛性力を求める必要はないものと考えられるが、これら鋼管矢板等に施される従来型継手では、鋼管矢板基礎の大型化や軟弱地盤への適用に対応することを目的に、種種の方法を採用して、継手性能の向上が検討されている。
【００２２】
その方法として、例えば、従来型継手を大型化し、この継手に対してせん断試験を実施した結果、現状の従来型継手と比較して高耐力が得られることが報告されている。しかしながら、継手を大型化したり複雑化したりすれば、それに伴う鋼材量および製作コストの増大が懸念される。
【００２３】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、コストの増大を抑えつつ、継手部分においてより高耐力が得られる鋼管矢板、鋼管矢板壁、パイプルーフ用鋼管、およびパイプルーフを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記目的を達成するため本発明の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管は、第１に、構築方向の両端部にＨ鋼の雄継手や雌継手としてフランジ端縁が鋼管の周面に結合する継手を備え、雄継手は雌継手のフランジ内側面とウエブ面に囲繞された空間に嵌合可能であるように多少小振りなものとして形成する鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管において、継手を嵌合した際に対峙するウエブ面の少なくとも一方に、長手方向に沿って突条を設けること、第２に、並列させた鋼管の相互を各鋼管の周面にフランジ端縁が結合する横断面形がＨ形のつなぎ部材であるＨ形鋼で一体的に連結し、鋼管の相互連結側と反対側に継手を設けた２連タイプであることを要旨とするものである。
【００２５】
そして第３に、１組の継手に３つ以上の突条を設けること、第４に、鋼棒を前記ウエブ面に溶接することにより突条を形成すること、第５に、鋼棒として異形棒鋼を使用することを要旨とするものである。
【００２６】
また、鋼管矢板壁またはパイプルーフとしては、前記本発明の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管を継手の嵌合により連結し、これにより雌雄の継手のウエブとフランジで囲繞される密閉空間を、コンクリート等の充填材により固結することを要旨とするものである。
【００２７】
請求項１記載の本発明によれば、継手を嵌合した際に対峙するウエブ面の少なくとも一方に、長手方向に沿って突条を設けることにより、継手部分のせん断力が増すことを発明者らが見出したものである。
【００２８】
すなわち、継手の嵌合により雌雄の継手のウエブとフランジで囲繞される密閉空間をコンクリート等の充填材により固結した際、この突条の分だけ継手と充填材との接触面積が増えるから、継手と充填材との一体化が促進され、継手同士がより強固に結合されることとなり、継手部分における耐力が大きく向上する。
【００２９】
また、突条を形成するために使用する鋼材量は僅かであり、継手を大型化する場合に比べて使用する鋼材量を大幅に抑えることが出来る。また、継手のウエブ面に突条を形成するという簡単な構成により、継手の製作に大きな手間がかかることもないから、鋼管矢板全体またはパイプルーフ用鋼管全体として製作コストの増大を抑えることができる。
【００３０】
請求項２記載の本発明によれば、鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管としては、鋼管とで四方を囲繞した密閉空間を形成する。つまり、鋼管と鋼管をＨ形鋼の４点の端部で溶接された形状であり、Ｈ形鋼で継ぐ事で複数の鋼管からなる、一体化した鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管となるので、その分強度を増す事が出来、短軸方向のみならず長軸方向の耐力を受ける事が出来る。従来の両端に継手を持つ鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管の継手間は、設計上その剛性を考慮しないが、複数の鋼管をＨ形鋼で継ぐ事で剛性を十二分に考慮でき、短軸方向の断面二次モーメントが増える。
【００３１】
更に、従来の施工本数に対して、継手間が単純に半分以下になり、その止水工（モルタル注入や薬注) も半分以下で済み、経済的効果が大きい。また、連結するＨ形鋼の形状を変えることにより、あらゆる曲率を持つ形状部の施工が可能となる。
【００３２】
また、１本ずつ打設するより、２本以上複数本同時に打設する方が有利であり、施工時間は大幅に短縮出来、海洋工事等に見られる台船使用期間の大幅な短縮は、経済的に陸上工事に比べて大きな有利となる。しかも、複数本が定められた精度で継がれているために、その施工精度も高く、鉛直精度も向上する。
【００３３】
さらに、Ｈ形鋼で継がれている形状を有効に利用出来、バックアンカー・タイロットの施工設置において、従来の鋼管に穴を空ける等の手間、労力が削減でき、経済的である。Ｈ形鋼で、継がれている事で、各々の打設された連結鋼管の短軸方向面を容易に補強、継ぐことができ、連結鋼管の短軸方向の曲げ剛性のみならず、長軸方向にはより大きな曲げ剛性を得られる特性を生かし、「抑止杭」「桟橋」「仮設橋」などにも利用開発できる。
【００３４】
また、継手に設ける突条について、突条の量を増やせばその分、突条の表面積の合計も増え、嵌合した継手内部に充填する充填材と突条との接触面積が増えて、継手と充填材との一体化が進むことで継手同士の結合が強固になることが予測されるが、請求項３記載の本発明によれば、１組の継手に設ける突条を３つ以上とすることで、継手部分の耐力が著しく向上することを、発明者が見出したものである。
【００３５】
請求項４記載の本発明によれば、建設現場において鋼材として広く使用されている鋼棒を使用し、これを継手のウエブ面に溶接することで、安価且つ容易に突条を形成することが出来る。
【００３６】
請求項５記載の本発明によれば、鋼棒として異形棒鋼を使用するようにしたから、継手相互の嵌合による連結によって形成される密閉空間にコンクリート等の充填材を充填した場合、異形棒鋼表面の凹凸に充填材が浸入し、異形棒鋼と充填材との一体化がより進むから、継手同士の結合力が高まり、継手部分における耐力をより向上させることが出来る。
【００３７】
請求項６記載の本発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管を継手の嵌合により連結し、これにより雌雄の継手のウエブとフランジで囲繞される密閉空間を、コンクリート等の充填材により固結するようにしたから、突条の分だけ継手と充填材との接触面積が増え、継手と充填材との一体化が促進されて、継手同士がより強固に結合されることとなり、継手部分における耐力が大きく向上する。
【００３８】
また、突条を形成するために使用する鋼材量は僅かであり、継手を大型化する場合に比べて使用する鋼材量を大幅に抑えることが出来る。また、継手のウエブ面に突条を形成するという簡単な構成により、継手の製作に大きな手間がかかることもないから、鋼管矢板壁全体またはパイプルーフ全体として製作コストの増大を抑えることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の鋼管矢板、鋼管矢板壁、パイプルーフ用鋼管、およびパイプルーフは、コストの増大を抑えつつ、継手部分においてより高耐力が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本発明の鋼管矢板の１実施形態についても従来と同様に、鋼管矢板１は並列させる鋼管２の相互を各鋼管２の周面にフランジ端縁が結合するＨ形のつなぎ部材としてＨ形鋼４でこのＨ形鋼４の幅分だけ間隔を存して一体的に連結し、また、かかる相互連結と反対側には雄継手７、雌継手８を設けるようにした。
【００４１】
このＨ形鋼４は形鋼圧延によるものでもまた、適宜溶接により工場等で独自に組み立てたものでもよい。圧延形鋼を利用する場合はフランジ４ａの左右端縁を鋼管周面に溶接することになり、これら平行するフランジ４ａと鋼管２，２とで四方を囲繞した密閉空間５を形成する。図中４ｂはウエブである。
【００４２】
鋼管２，２の前記Ｈ形鋼４での相互連結側と反対側には雄継手７、雌継手８を設けて二連タイプの二連結鋼管矢板１とする。前記雄継手７、雌継手８は鋼管２の相互のつなぎ部材と同じく、横断面形がＨ形のものとしてフランジ７ａ、８ａとウエブ７ｂ、８ｂの組み合わせからなり、フランジ７ａ、８ａの端縁が鋼管２の周面に結合するものである。雄継手７は雌継手８に対して多少小振りなものとする。
【００４３】
雌継手８のフランジ８ａの先端内側面と、雄継手７のフランジ７ａの外側面にそれぞれ突起８ｃ、７ｃを設ける。この突起８ｃ、７ｃには丸棒やフラットバーが利用できる。
【００４４】
また、雄継手７のウエブ７ｂの外側面中ほどに異形棒鋼を溶接して取りつけることにより、突条１０を形成する。雌継手８のウエブ８ｂの外側面においても同様とするが、間隔を存して２本の突条１０を設けるようにする。
【００４５】
本発明の鋼管矢板１の打設方法としては、バイブロハンマによる打設、油圧ハンマによる打設、多軸掘削機等で先行掘削した掘削孔内に配設する埋込み施工法などが採用できる。特に、バイブロハンマによる複数の鋼材の一括打設は古くから施工実績があり、油圧チャックを有するアダプタを用いて本発明の鋼管矢板１の何箇所かを同時に吊り下げて振動を与える。
【００４６】
この鋼管矢板１を以下のように連結することにより、本発明の鋼管矢板の連結構造の１実施形態が形成される。雄継手７と雌継手８との嵌合は、雌継手８のフランジ８ａ間に雄継手７のフランジ７ａが入り込み、さらにフランジ７ａの先端は雌継手８のウエブ８ｂに近接し、フランジ７ａ、８ａ、ウエブ７ｂ、８ｂで囲繞された密閉空間が形成できるようにする。
【００４７】
このとき、ウエブ７ｂ、８ｂの外側面は互いに対峙した状態となり、ウエブ７ｂ、８ｂに形成した突条１０は密閉空間内に位置付けられる。すなわち、１組の雌雄の継手７、８の嵌合によって形成される密閉空間内に、３本の突条１０が位置することとなる。そしてこの密閉空間にトレミー管を用いてコンクリートやモルタル等の充填材９を充填して固結する。
【００４８】
これにより、この突条１０の分だけ雌雄の継手７、８と充填材９との接触面積が増えるから、雌雄の継手７、８と充填材９との一体化が促進され、雌雄の継手７、８同士がより強固に結合されることとなり、継手部分における耐力が大きく向上する。
【００４９】
また、突起７ｃ、８ｃが、雌雄の継手７、８のフランジ７ａ、８ａ間の隙間を塞いで、ここから充填材９が流出するのを防ぐ。
【００５０】
なお、このような構造はパイプルーフについても適用可能である。その場合のパイプルーフ用鋼管は、前記実施例における鋼管矢板１と同様に構成する。
【００５１】
そしてこのように構成するパイプルーフ用鋼管を使用してパイプルーフを構築する方法は、基本的に前期従来例と同様であり、鋼管２の内部に配設する先端にカッターヘッドを設けた掘進機を横方向に適宜連結することにより掘削し、単位長さのものを長手方向に溶接して必要長さとする。さらに、先に埋設されたパイプルーフ用鋼管に隣接させて他のパイプルーフ用鋼管を配置して、既に埋設されたパイプルーフ用鋼管の継手と他の鋼管の継手とを接続して推進する作業を繰り返す。
【００５２】
その後、雌雄の継手７、８の嵌合によって形成される密閉空間内に、トレミー管を用いてコンクリートやモルタル等の充填材９を充填して固結する。この密閉空間内には、３本の突条１０が位置することとなり、この突条１０の分だけ雌雄の継手７、８と充填材９との接触面積が増えるから、雌雄の継手７、８と充填材９との一体化が促進され、雌雄の継手７、８同士がより強固に結合されることとなり、継手部分における耐力が大きく向上する。
【００５３】
このように、Ｈ−Ｈ継手に突条を設けた継手（以下、高耐力Ｈ−Ｈ継手）の耐力がどの程度向上したか、その効果を調べるため、以下の通り実験を行った。今回の実験の高耐力Ｈ−Ｈ継手の試験体を図２に示す。なお、従来との差を比較するため、前記特許文献１に記載のＨ−Ｈ継手、および、Ｃ字形相互の従来型継手についても図３、図４に示すように試験体を作成し、同条件で実験を行った。
【００５４】
各試験体について説明すると、図２に示す高耐力Ｈ−Ｈ継手の試験体は、鋼管矢板１の雌雄の継手７、８の連結状態を再現したものであり、Ｈ形鋼による雌継手１８のフランジ１８ａ間に、雄継手７に見立てたコの字形鋼による雄継手１７のフランジ１７ａが入り込み、さらにフランジ１７ａの先端は雌継手１８のウエブ１８ｂに近接し、フランジ１７ａ、１８ａ、ウエブ１７ｂ、１８ｂで囲繞された密閉空間を形成する。雌雄の継手１７、１８のウエブ１７ｂ、１８ｂの長さはそれぞれ２００ｍｍと２５０ｍｍである。
【００５５】
なお、雌継手１８には、ウエブ１８ｂの両面中央部に突条１０として異形棒鋼を溶接し、ウエブ１８ｂを挟んだ両側の囲繞空間について、同様に雄継手１７を嵌合するものとする。このように、２つのＨ−Ｈ継手のせん断抵抗箇所だけを取り出して組み合わせることでモデル化している。
【００５６】
また、雌雄の継手１７、１８の嵌合により形成される密閉空間に、充填材９として、質量比が普通ポルトランドセメント２：砂４：水１で配合したモルタル（一軸圧縮強さ＝３２ＭＰａ）を高さ１００ｍｍで充填した。図３に示すＨ−Ｈ継手の試験体についても同様とした。
【００５７】
Ｃ字形相互の従来型継手の試験体は図４に示すように、２組の連結状態の継手２２を、外周面にテンションロッド２０を溶接して結合して、更にこれを固定枠２５内に配置して固定した。固定枠２５は床板２５ａの左右両端に、結合された２組の継手２２を両側から挟むように側板２５ｂを立設したものであり、継手２２の外周面と側板２５ｂとを溶接により結合し、更に、床板２５ａと継手２２外周面とを結合棒２５ｃにより結合する。
【００５８】
なお、テンションロッド２０は直径３０ｍｍ、継手２２を構成する鋼管の直径は１６５．２ｍｍであり、テンションロッド２０を含む２組の継手２２の連結体の幅は５２５．６ｍｍである。また、継手２２内には前記同様、充填材９としてモルタルを高さ１００ｍｍで充填した。
【００５９】
Ｈ−Ｈ継手および高耐力Ｈ−Ｈ継手のせん断試験は、図５に示すように試験体を設置し、雄継手１７としてのコの字形鋼から反力をとり、中央の雌継手１８のウエブ１８ｂを、テンションロッド２０を介して１ｍｍ／ｍｉｎの変位制御にて油圧ジャッキにより引き抜くことで試験体にせん断力を作用させた。また、Ｃ字型の従来型継手の試験体については、固定枠２５から反力をとり、同条件でテンションロッド２０を引き抜くことで試験体にせん断力を作用させた。
【００６０】
せん断試験から得られた各種継手形式の荷重と変位の関係を図６に示す。これより、Ｃ字型の従来型継手は、突条１０としての異形棒鋼を設けないＨ−Ｈ継手と比較して高いせん断抵抗性を示しており、この要因としてＣ字型継手およびＨ−Ｈ継手におけるせん断抵抗面積の差異を挙げることができる。
【００６１】
ここで、図７および図８は、Ｃ字型継手およびＨ−Ｈ継手のせん断試験時に確認されたせん断ずれの発生箇所を示しており、太線で示す本箇所および単位奥行きあたりの面積がせん断力に対して抵抗し得ると考えられる。すなわち、Ｃ字型継手におけるせん断ずれ発生箇所の面積がＨ−Ｈ継手と比較して３倍程度大きいことが、継手のせん断特性の違いに影響している。
【００６２】
一方、異形棒鋼の溶接が施された高耐力Ｈ−Ｈ継手は、Ｃ字型継手のせん断抵抗性を比較して高いせん断抵抗性を示すことができる（図６参照）。すなわち、Ｈ−Ｈ継手における異形棒鋼の凹凸に伴う充填モルタルとの付着力の増大はＣ字型継手の大きなせん断抵抗面積と比較して、継手のせん断抵抗特性に対してより効果的に作用する。
【００６３】
なお、Ｈ−Ｈ継手では溶接する異形棒鋼の位置や本数を調節することで、更なる高耐力化を望むことができる。図９に、Ｈ−Ｈ継手およびそれぞれ異形棒鋼の溶接本数ならびに溶接箇所の異なる４つの高耐力Ｈ−Ｈ継手のせん断試験ケースならびに試験結果を示す。なお、図の斜線部には、質量比が普通ポルトランドセメント２：砂４：水１で配合したモルタル（一軸圧縮強さ＝３２ＭＰａ）を高さ１００ｍｍで充填した。
【００６４】
せん断試験は前記と同様であり、試験体を設置し、コの字形鋼から反力をとり、中央のＨ鋼（大）を、テンションロッドを介して油圧ジャッキにより引き抜くことで試験体にせん断力を作用させる。
【００６５】
せん断試験の結果得られたせん断抵抗力と変位の関係を図１０に示す。これより、Ｈ−Ｈ継手は継手内に突条１０としての異形棒鋼を溶接することにより、せん断抵抗性が飛躍的に増大することが明らかになるとともに、特に、１組の継手内に設ける突条１０の数が３以上である場合（Ｃａｓｅ−５の場合）に、せん断抵抗性が更に飛躍的に増大することが明らかになった。
【００６６】
なお、本実施例は２連タイプの鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管について説明したが、これに限定されず、図１５に示すように、単管の鋼管矢板またはパイプルーフ用鋼管に同様の継手を設けて適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の鋼管矢板、鋼管矢板壁、パイプルーフ用鋼管、およびパイプルーフの１実施形態を示す平面図である。
【図２】高耐力Ｈ−Ｈ継手の試験体の平面図である。
【図３】突条を設けないＨ−Ｈ継手の試験体の平面図である。
【図４】Ｃ字型の従来型継手の、試験体の平面図である。
【図５】試験体へのせん断試験の様子を示す斜視図である。
【図６】１つめの試験結果を示すグラフである。
【図７】Ｈ−Ｈ継手のせん断ずれの発生箇所を示す平面図である。
【図８】Ｃ字型の従来型継手の、せん断ずれの発生箇所を示す平面図である。
【図９】種種の本数の突条を設けたＨ−Ｈ継手の試験ケースおよび試験結果を示す表である。
【図１０】２つめの試験結果を示すグラフである。
【図１１】従来の鋼管矢板の第１例を示す平面図である。
【図１２】従来の鋼管矢板の第２例を示す平面図である。
【図１３】従来の鋼管矢板の第３例を示す平面図である。
【図１４】従来の鋼管矢板の連結構造の平面図である。
【図１５】本発明の鋼管矢板、鋼管矢板壁、パイプルーフ用鋼管、およびパイプルーフの別の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  鋼管矢板                    ２  鋼管
３  継手                        ４  Ｈ形鋼
４ａ  フランジ                  ４ｂ  ウエブ
５  密閉空間                    ７  雄継手
７ａ  フランジ                  ７ｂ  ウエブ
７ｃ  突起
８  雌継手                      ８ａ  フランジ
８ｂ  ウエブ                    ８ｃ  突起
９  充填材                      １０  突条
１７  雄継手                    １７ａ  フランジ
１７ｂ  ウエブ
１８  雌継手                    １８ａ  フランジ
１８ｂ  ウエブ                  ２０  テンションロッド
２２  継手                      ２５  固定枠
２５ａ  床板                    ２５ｂ  側板
２５ｃ  結合棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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