(57)【要約】【課題】施工性および経済性に優れたハット型形状の圧延鋼矢板を提供する。【解決手段】中央フランジ部２の両端に一対のウェブ部４が配置され、前記ウェブ部４他端に端フランジ部３および継手部５，６とを配置したハット型形状の圧延鋼矢板１において、施工時の打設抵抗の低減を目的としてウェブ部４に緩傾斜部７を設けたことを特徴とする。このとき、前記一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようにウェブ角度を設定してもよい。また前記中央フランジ部２とウェブ部４とにより形成されるコーナー部あるいは前記端フランジ部３とウェブ部４とにより形成されるコーナー部に緩傾斜部を形成してもよい。【選択図】　　　図１
2004044150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央フランジ部の両端に一対のウェブ部が配置され、前記ウェブ部他端に端フランジ部および継手部とを配置したハット型形状の圧延鋼矢板において、施工時の打設抵抗の低減を目的としてウェブ部に緩傾斜部を設けたことを特徴とする圧延鋼矢板。
【請求項２】
前記一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようにウェブ角度を設定したことを特徴とする請求項１の圧延鋼矢板。
【請求項３】
前記中央フランジ部とウェブ部とにより形成されるコーナー部が部分多角形状に複数箇所で折り曲げられて、緩傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧延鋼矢板。
【請求項４】
前記端フランジ部とウェブ部とにより形成されるコーナー部が部分多角形状に複数箇所で折り曲げられて、緩傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の圧延鋼矢板。
【請求項５】
ウェブ部の中間部に緩傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧延鋼矢板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、土木建築分野における地下土留め、基礎構造および港湾、河川における護岸、さらには地中における止水壁に用いる構造部材としての鋼矢板に係り、特に経済性および施工性に優れたハット型形状の圧延鋼矢板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築分野における土留め・締め切り用などに使用される熱間圧延鋼矢板としては、Ｕ型鋼矢板やＺ型鋼矢板などが一般に広く知られている。これらのＵ型鋼矢板やＺ型鋼矢板では、施工時に１枚毎に上下逆方向または左右逆方向にして打設しなければならず、施工時のハンドリングが煩雑となり、施工期間が長期化する点で改善の余地がある。また特にＵ型鋼矢板を打設して土留壁を構築する場合、Ｕ型鋼矢板では鋼矢板単体の重心と完成後の土留壁との中心軸線がずれるので、土圧等により曲げ変形すると継手部でのせん断力の伝達ができず、鋼矢板壁が一体で外力に抵抗する場合よりも断面剛性および断面係数を低減する必要が生じる。
【０００３】
一方、特許第２６８９７９４号にはハット型形状の鋼矢板が開示されている。このハット型形状の鋼矢板は左右非対称の継手を有しているため横断面形状を同一方向に揃えて鋼矢板を打設することが可能であり、施工期間を短縮できるという特徴を有している。またハット型形状の鋼矢板では、鋼矢板単体の重心と完成後の土留壁との中心軸線とが一致するため、断面剛性および断面係数を低減する必要がないという特徴を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで既に市販されているハット型形状の鋼矢板は、幅寸法が６００ｍｍ、高さが２００ｍｍ、フランジ部の板厚が１３ｍｍであり、フランジ部とウェブ部とのウェブ角度が約８０度に設定されている。この市販のハット型形状鋼矢板は等価な断面性能を有するＵ型鋼矢板よりも鋼重が重いため、Ｕ型鋼矢板と比較して経済性で不利である。
【０００５】
また、この市販のハット型形状鋼矢板の模型を製作して地盤中への打設施工試験を実施した結果、前記矢板模型はＵ型鋼矢板の場合と比較して大きな打設抵抗を生じる結果となった。打設時の鋼矢板は鋼矢板先端で地盤を周囲に排土しながら地中に貫入されるため、鋼矢板先端部の側面には地盤の排土圧が作用する。特にハット型形状の場合には、鋼矢板のコーナー部で地盤が締め固められて土砂が固化し、打設抵抗が上昇することが判明した。
【０００６】
一方、前記ハット型形状の矢板模型に対して、経済性を向上させるために板厚のみを削減した矢板模型で打設試験を実施した結果、同様の高い打設抵抗が計測され、かつ薄肉であることから矢板先端部に変形が生じることが判明した。
【０００７】
すなわち、既存の市販されているハット型形状鋼矢板では、打設抵抗が高くなるために大きな施工機械が必要となるばかりでなく、打設抵抗により鋼矢板に変形が生じて打設不能になるおそれがある点で不利である。しかも従来技術は、打設抵抗によって生じるハット型形状鋼矢板の変形を抑制するという課題に着目しておらず、単に鋼矢板の板厚を厚くすること以外には対策が存在しなかったのが実情である。
【０００８】
本発明は前記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、施工性および経済性に優れたハット型形状の圧延鋼矢板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
鋼矢板の施工性を向上できれば、小さな施工機械で精度の高い施工が可能となり、施工コストが安価になる。また施工時の変形を抑制することによって高品質の鋼矢板土留壁を構築することが可能となる。本発明者らは独自に様々な形状の圧延鋼矢板を対象とした研究の結果、ハット型形状の鋼矢板のウェブ角度αを緩めることによって、打設抵抗が飛躍的に低下できるという知見を得た。
【００１０】
（１）第１の発明は、中央フランジ部２の両端に一対のウェブ部４が配置され、前記ウェブ部４他端に端フランジ部３および継手部５，６とを配置したハット型形状の圧延鋼矢板１において、施工時の打設抵抗の低減を目的としてウェブ部４に緩傾斜部７を設けたことを特徴とする圧延鋼矢板１である。
【００１１】
すなわち、ウェブ部に緩傾斜部７を設けることで地盤の排土力Ｆの集中を避け、もって鋼矢板の変形力を抑制し、かつ摩擦力の増大を抑制することができる。また、鋼矢板の打設抵抗を低減できるため、鋼矢板の板厚を薄肉化することができ、経済性に優れる鋼矢板を提供できる。
【００１２】
（２）第２の発明は，第１の発明において、前記一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようにウェブ角度を設定したことを特徴とする。ここで、「ウェブ角度」とは、鋼矢板の端フランジ部の延長面Ｓとウェブ部４（またはその延長面）とのなす角度を意味する。また、「鋼矢板の溝断面」とは、中央フランジ部と一対のウェブ部および端フランジ部の延長面Ｓで囲まれる断面を意味する。
【００１３】
第２の発明のように、前記一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようにウェブ角度を設定した場合、ウェブ面での排土力による地盤の締め固め力は、鋼矢板溝断面以外に逃げることができる。したがって、鋼矢板の打設時に締め固め力が上昇せず、鋼矢板の打設抵抗を抑制することができる。
【００１４】
（３）第３の発明は、第１から第２の発明において、前記中央フランジ部２とウェブ部４とにより形成されるコーナー部が部分多角形状に複数箇所で折り曲げられて、緩傾斜部８が形成されていることを特徴とする。
（４）第４の発明は、第１から第３の発明において、前記端フランジ部３とウェブ部４とにより形成されるコーナー部が部分多角形状に複数箇所で折り曲げられて、緩傾斜部８が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
圧延鋼矢板１は、適用地盤条件や、土留め壁高さによって種々の断面性能を備える必要がある。鋼矢板の断面性能を高くするためには、鋼矢板高さを高くすることが最も有効である。しかし、鋼矢板の製造においては、所定の圧延装置の制約があるために、鋼矢板巾を無限に増大することができない。したがって、高い断面性能の鋼矢板のウェブ角度αが大きくなり、ウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板溝断面内に位置する場合がある。この場合には、先に述べたように施工時の地盤締め固め力の影響により変形が生じやすくなる。しかし、最も締め固めの影響が顕著であるのは、フランジ部とウェブ部の交差するコーナー部である。
【００１６】
そこで本発明では、前記の第３から第４の発明のように、コーナー部を部分多角形状に複数箇所で折り曲げて緩傾斜部８を設けることで、コーナー部に集中する地盤の拘束力を分散することができる。したがって、コーナー部に生じる地盤の固化が抑制されて、鋼矢板の打設時の打設抵抗を抑制することができる。また、コーナー部を折り曲げることにより、フランジ部の板厚を増大することなく座屈耐力を向上することができる。
【００１７】
（５）第５の発明は、第１から第４の発明において、ウェブ部４の中間部に緩傾斜部９が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態の圧延鋼矢板の単体を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一対の圧延鋼矢板１を噛み合わせた状態を示し、図１（ｃ）は第１実施形態の圧延鋼矢板の打設時に作用する土圧（排土圧）の説明図である。
【００２０】
第１実施形態の圧延鋼矢板１は、中央フランジ部２と、中央フランジ部２と平行な端フランジ部３，３と、ウェブ部４，４とからなるハット型形状断面に形成されている。中央フランジ部２の両端には一対のウェブ部４，４の一端がそれぞれ接続され、このウェブ部４，４の他端には端フランジ部３，３が接続されている。すなわち、圧延鋼矢板１の断面形状は中央フランジ部２の中央を直交する中心軸に対してほぼ線対称となるように形成されている。そして圧延鋼矢板１の両端となる端フランジ部３の端部には、それぞれ左右非対称の直爪継手５と曲爪継手６とが設けられており、圧延鋼矢板１を同一方向に揃えて打設することが可能となっている［図１（ｂ）参照］。
【００２１】
第１実施形態の圧延鋼矢板１では、中央フランジ部２または端フランジ部３の反対方向の延長面Ｓと、ウェブ部４またはその延長面とのなす角度（以下、ウェブ角度αという）が緩く設定されており、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が端フランジ部の延長面Ｓの外側に位置している。すなわち、ウェブ部４全体が緩傾斜部７として機能しており、この第１実施形態では、ウェブ角度αがほぼ３５度に設定されている。
【００２２】
前記のウェブ角度αは、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板溝断面外になるように、中央フランジ幅と鋼矢板高さに応じて任意に設定できる。たとえば，中央フランジ幅が２００ｍｍで鋼矢板高さが２００ｍｍの場合は、ウェブ角度αを５７度以下に設定すればよい。また、中央フランジ幅が３００ｍｍで鋼矢板高さが１５０ｍｍの場合は、ウェブ角度αを５０度以下に設定すればよい。前記に示したウェブ角度以下であれば、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板溝断面外に位置するため、任意に設定することができる。
【００２３】
第１実施形態ではウェブ角度αを小さく設定することで、図１（ｃ）に示すように、対向するウェブ部４により作用する排土圧Ｆの合力Ｆ１の作用線の交差部が、圧延鋼矢板１の溝断面よりも外側に位置するようになる。すなわち、鋼矢板の打設により生じる排土圧Ｆが、中央フランジ部２およびウェブ部４で囲まれた溝断面内の地盤Ｇを外側（溝断面外）に押し出すように作用するようになる。したがって、第１実施形態によると溝断面内の排土圧Ｆの上昇と、溝断面内の地盤Ｇの締め固めとが抑制されて、圧延鋼矢板１に変形を生じさせることなく、かつ小さな施工荷重で圧延鋼矢板１の打設施工が可能となり、施工性が大幅に向上する。
【００２４】
また本発明の圧延鋼矢板では、地盤の締め固めが小さいことから施工時荷重を小さく抑えることができる。したがって、鋼矢板の薄肉化を図ることで経済性も向上する。さらに施工時荷重が小さいので従来より小さな施工機械で施工することが可能であり、施工スピードの向上および施工機械損料を低く抑えることができ、総合的な施工コストが著しく低減できる。
【００２５】
一方、ウェブ角度αを大きく設定した場合には、排土圧Ｆの合力Ｆ１の作用線の交差部が溝断面内に位置するようになり、溝断面内の地盤Ｇの締め固めが著しく高まって鋼矢板の打設が困難となる。
【００２６】
またウェブ角度αを小さく設定することにより、同じ矢板巾でウェブ角度αが大きく設定された既存のハット型形状の鋼矢板と比較してフランジ巾を小さくできる。したがって、相対的にフランジ巾を短くできるため、フランジ巾に対する板厚の比が相対的に高まって、フランジ部２，３の座屈耐力を上昇させることができる。したがって、施工時または使用時においてもフランジ部の座屈を抑制することができる。
【００２７】
なお、以下の実施形態において第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
＜実施形態２＞
図２は本発明の第２実施形態の圧延鋼矢板の単体を示す平面図であり、図３は本発明の第２実施形態の圧延鋼矢板の打設時の土圧（排土圧）の説明図である。第２実施形態の圧延鋼矢板は、中央フランジ部２または端フランジ部３とウェブ部４とが屈曲接続するコーナー部が部分多角形状（多角形の一部分の形状の意）に複数箇所で折り曲げられて、鋼矢板に緩傾斜部８が形成された例である。
【００２９】
第２実施形態の場合では、中央フランジ部２または端フランジ部３が相対的に短縮されて部分多角形状の緩傾斜部８が形成されていると共に、この緩傾斜部８にウェブ部４が連設されて、緩傾斜部８がウェブ部４の一部を構成している。すなわち、第２実施形態では緩傾斜部８を介してフランジ部とウェブ部とが接続されている。
【００３０】
この緩傾斜部８の部分多角形としては、例えば、１２角形あるいは１８角形等の一部分の形状等、適宜でよい。なお、図２、図３に示す緩傾斜部８の反対方向の延長面とウェブ部４との角度は３０度程度に設定されている。
【００３１】
断面係数の大きな圧延鋼矢板１の場合には、圧延鋼矢板１の供用時の作用断面力に応じて、鋼矢板の板厚を大きくすることと、矢板高さを高くすることが効果的である。しかし、熱間圧延による場合には、製造設備能力などの観点より矢板巾を無限に大きくすることは経済的でないことから、ウェブ角度αを大きくせざるを得ない。このようにウェブ角度αを大きくせざるを得ない場合には、第２実施形態のようにコーナー部に部分多角形状の緩傾斜部８を形成するのが効果的である。
【００３２】
また、圧延鋼矢板１の施工時の地盤Ｇの排土力Ｆは、一般にフランジ部２，３とウェブ部４とが接続されるコーナー部が最も大きくなる。第２実施形態では、このコーナー部を折り曲げて緩傾斜部８を設けることにより、コーナー部における地盤締め固め力を高めることなしに、フランジ面に対して法線方向の排土力Ｆを上昇させて溝断面内の地盤Ｇを排土することが可能となる。すなわち、第２実施形態は、圧延鋼矢板１の施工時における打設抵抗力の上昇を抑制し、圧延鋼矢板１に変形を生じさせることなく、かつ小さな施工荷重で圧延鋼矢板１の打設施工を可能にする。
【００３３】
また第２実施形態では部分多角形状の緩傾斜部８を形成することで、同じ矢板巾かつ同じ高さの圧延鋼矢板１と比較してフランジ巾を小さくすることができ、施工時および供用時の圧延鋼矢板１の座屈耐力を向上させることができる。
【００３４】
なお、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中央フランジ部あるいは端フランジ部と接続するコーナー部のみを部分多角形状の緩傾斜部８としてもよいが、図４に示すようにすべてのコーナー部を部分多角形状の緩傾斜部８とすると、施工性等が著しく向上するので特に望ましい。
【００３５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、図５に示すようにウェブ部４の中間部を間隔をおいて２箇所で屈折させて、ウェブ部４の中間部に緩傾斜部９を形成した例である。すなわち、中央フランジ部２にこれに屈折接続する第１ウェブ部４ａに対して、端フランジ部３に接近する方向に傾斜する緩傾斜部９が一体に屈折連設され、その緩傾斜部９に第２ウェブ部４ｂが接続され、第２ウェブ部４ｂと端フランジ部３とが屈折接続されている。
【００３６】
ウェブ部４に部分的に緩傾斜部９を設けておくと、緩傾斜部９以外のウェブ部４が緩傾斜状態でない場合でも、溝断面内の排土作用が若干増加する。そして、比較的肉厚の薄い圧延鋼矢板でも施工時の打設抵抗力を低減することができ、施工性と経済性とが向上する。
【００３７】
以上のように本発明を図示の実施形態により説明してきたが、本発明の技術的思想の本質は、ハット型形状圧延鋼矢板のウェブ部に緩傾斜部を設けることで施工時の打設抵抗の低減を図ることにある。したがって、本発明の技術的範囲は前記の実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
すなわち、第１実施形態から第３実施形態に開示された圧延鋼矢板を部分的に適宜組み合わせた形状の圧延鋼矢板も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、圧延鋼矢板のすべてのコーナー部を部分多角形状の緩傾斜部として、かつウェブ部の中間部に緩傾斜部を形成してもよい。また圧延鋼矢板のウェブ部が左右非対称となるように緩傾斜部を設けるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、前記の実施形態では緩傾斜部として平面的に直線状あるいは部分多角形の形態を示したが、円弧状あるいはこれらを組み合わせた形状としてもよい。さらにまた、本発明の圧延鋼矢板の継手は、ラルゼン型継手［図４（ａ）参照］や、ベルバル型継手［図４（ｂ）参照］のいずれであってもよく、その他の継手でもよい。なお、これらの圧延鋼矢板を製造する場合には、例えば、熱間圧延加工等により製作すればよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明におけるハット型形状の圧延鋼矢板は、ウェブ部に緩傾斜部を設ける構成によってウェブ角度が緩和されている。したがって、施工時における地盤の締め固め力が抑制されることから鋼矢板の変形を抑制でき、施工性に優れている。
【００４１】
また本発明の圧延鋼矢板では、地盤の締め固めが小さいことから施工時荷重を小さく抑えることができる。したがって、鋼矢板の薄肉化を図ることで経済性も向上する。さらに施工時荷重が小さいので従来より小さな施工機械で施工することが可能であり、施工スピードの向上および施工機械損料を低く抑えることができ、総合的な施工コストが著しく低減できる。
【００４２】
さらに本発明の圧延鋼矢板では、ウェブ部に緩傾斜部を設けたことで相対的にフランジ巾を短くできる。したがって、フランジ部の座屈耐力が上昇によって、施工時および供用時の圧延鋼矢板の座屈耐力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１実施形態の圧延鋼矢板の単体を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の一対の圧延鋼矢板を噛み合わせた状態を示し、（ｃ）は第１実施形態の圧延鋼矢板の打設時の土圧（排土圧）の説明図である。
【図２】第２実施形態の圧延鋼矢板の単体を示す平面図である。
【図３】第２実施形態の圧延鋼矢板の打設時の土圧（排土圧）の説明図である。
【図４】第２実施形態において、すべてのコーナー部に部分多角形状の緩傾斜部７を形成した例を示した図である。
【図５】（ａ）は第３実施形態の圧延鋼矢板の単体を示す平面図であり、（ｂ）は第３実施形態の圧延鋼矢板の打設時の土圧（排土圧）の説明図である。
【符号の説明】
１　　圧延鋼矢板
２　　中央フランジ部
３　　端フランジ部
４　　ウェブ部
５　　直爪継手
６　　曲爪継手
７　　緩傾斜部
８　　緩傾斜部（部分多角形状）
９　　緩傾斜部（ウェブ中間部）
【図１】
2004044150.tif 000003
【図２】
2004044150.tif 000004
【図３】
2004044150.tif 000005
【図４】
2004044150.tif 000006
【図５】
2004044150.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月27日(2003.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【特許請求の範囲】
【請求項１】中央フランジ部の両端に一対のウェブ部が配置され、前記ウェブ部他端に端フランジ部および継手部とを配置したハット型形状の圧延鋼矢板において、施工時の打設抵抗の低減を目的としてウェブ部全体を緩傾斜部とし、前記緩傾斜部は前記一対のウェブ中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようなウェブ角度で設定されることを特徴とする圧延鋼矢板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、土木建築分野における地下土留め、基礎構造および港湾、河川における護岸、さらには地中における止水壁に用いる構造部材としての鋼矢板に係り、特に経済性および施工性に優れたハット型形状の圧延鋼矢板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築分野における土留め・締め切り用などに使用される熱間圧延鋼矢板としては、Ｕ型鋼矢板やＺ型鋼矢板などが一般に広く知られている。これらのＵ型鋼矢板やＺ型鋼矢板では、施工時に１枚毎に上下逆方向または左右逆方向にして打設しなければならず、施工時のハンドリングが煩雑となり、施工期間が長期化する点で改善の余地がある。また特にＵ型鋼矢板を打設して土留壁を構築する場合、Ｕ型鋼矢板では鋼矢板単体の重心と完成後の土留壁との中心軸線がずれるので、土圧等により曲げ変形すると継手部でのせん断力の伝達ができず、鋼矢板壁が一体で外力に抵抗する場合よりも断面剛性および断面係数を低減する必要が生じる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６８９７９４号公報
【０００４】
一方、特許第２６８９７９４号にはハット型形状の鋼矢板が開示されている。このハット型形状の鋼矢板は左右非対称の継手を有しているため横断面形状を同一方向に揃えて鋼矢板を打設することが可能であり、施工期間を短縮できるという特徴を有している。またハット型形状の鋼矢板では、鋼矢板単体の重心と完成後の土留壁との中心軸線とが一致するため、断面剛性および断面係数を低減する必要がないという特徴を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで既に市販されているハット型形状の鋼矢板は、幅寸法が６００ｍｍ、高さが２００ｍｍ、フランジ部の板厚が１３ｍｍであり、フランジ部とウェブ部とのウェブ角度が約８０度に設定されている。この市販のハット型形状鋼矢板は等価な断面性能を有するＵ型鋼矢板よりも鋼重が重いため、Ｕ型鋼矢板と比較して経済性で不利である。
【０００６】
また、この市販のハット型形状鋼矢板の模型を製作して地盤中への打設施工試験を実施した結果、前記矢板模型はＵ型鋼矢板の場合と比較して大きな打設抵抗を生じる結果となった。打設時の鋼矢板は鋼矢板先端で地盤を周囲に排土しながら地中に貫入されるため、鋼矢板先端部の側面には地盤の排土圧が作用する。特にハット型形状の場合には、鋼矢板のコーナー部で地盤が締め固められて土砂が固化し、打設抵抗が上昇することが判明した。
【０００７】
一方、前記ハット型形状の矢板模型に対して、経済性を向上させるために板厚のみを削減した矢板模型で打設試験を実施した結果、同様の高い打設抵抗が計測され、かつ薄肉であることから矢板先端部に変形が生じることが判明した。
【０００８】
すなわち、既存の市販されているハット型形状鋼矢板では、打設抵抗が高くなるために大きな施工機械が必要となるばかりでなく、打設抵抗により鋼矢板に変形が生じて打設不能になるおそれがある点で不利である。しかも従来技術は、打設抵抗によって生じるハット型形状鋼矢板の変形を抑制するという課題に着目しておらず、単に鋼矢板の板厚を厚くすること以外には対策が存在しなかったのが実情である。
【０００９】
本発明は前記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、施工性および経済性に優れたハット型形状の圧延鋼矢板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
鋼矢板の施工性を向上できれば、小さな施工機械で精度の高い施工が可能となり、施工コストが安価になる。また施工時の変形を抑制することによって高品質の鋼矢板土留壁を構築することが可能となる。本発明者らは独自に様々な形状の圧延鋼矢板を対象とした研究の結果、ハット型形状の鋼矢板のウェブ角度αを緩めることによって、打設抵抗が飛躍的に低下できるという知見を得た。
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するために、圧延鋼矢板において、中央フランジ部の両端に一対のウェブ部が配置され、前記ウェブ部他端に端フランジ部および継手部とを配置したハット型形状の圧延鋼矢板において、施工時の打設抵抗の低減を目的としてウェブ部全体を緩傾斜部とし、前記緩傾斜部は前記一対のウェブ中央からの垂線の交点が鋼矢板の溝断面外に位置するようなウェブ角度で設定されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の圧延鋼矢板の単体を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の本発明の圧延鋼矢板１一対を噛み合わせた状態を示し、図１（ｃ）は本発明の圧延鋼矢板の打設時に作用する土圧（排土圧）の説明図である。
【００１４】
本発明の圧延鋼矢板１は、中央フランジ部２と、中央フランジ部２と平行な端フランジ部３，３と、ウェブ部４，４とからなるハット型形状断面に形成されている。中央フランジ部２の両端には一対のウェブ部４，４の一端がそれぞれ接続され、このウェブ部４，４の他端には端フランジ部３，３が接続されている。すなわち、圧延鋼矢板１の断面形状は中央フランジ部２の中央を直交する中心軸に対してほぼ線対称となるように形成されている。そして圧延鋼矢板１の両端となる端フランジ部３の端部には、それぞれ左右非対称の直爪継手５と曲爪継手６とが設けられており、圧延鋼矢板１を同一方向に揃えて打設することが可能となっている［図１（ｂ）参照］。
【００１５】
圧延鋼矢板１は、中央フランジ部２または端フランジ部３の反対方向の延長面Ｓと、ウェブ部４またはその延長面とのなす角度（以下、ウェブ角度αという）が緩く設定されており、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が端フランジ部の延長面Ｓの外側に位置している。すなわち、ウェブ部４全体が緩傾斜部７として機能しており、この第１実施形態では、ウェブ角度αがほぼ３５度に設定されている。
【００１６】
前記のウェブ角度αは、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板溝断面外になるように、中央フランジ幅と鋼矢板高さに応じて任意に設定できる。たとえば，中央フランジ幅が２００ｍｍで鋼矢板高さが２００ｍｍの場合は、ウェブ角度αを５７度以下に設定すればよい。また、中央フランジ幅が３００ｍｍで鋼矢板高さが１５０ｍｍの場合は、ウェブ角度αを５０度以下に設定すればよい。前記に示したウェブ角度以下であれば、一対のウェブ部中央からの垂線の交点が鋼矢板溝断面外に位置するため、任意に設定することができる。
【００１７】
ウェブ角度αを小さく設定することで、図１（ｃ）に示すように、対向するウェブ部４により作用する排土圧Ｆの合力Ｆ１の作用線の交差部が、圧延鋼矢板１の溝断面よりも外側に位置するようになる。すなわち、鋼矢板の打設により生じる排土圧Ｆが、中央フランジ部２およびウェブ部４で囲まれた溝断面内の地盤Ｇを外側（溝断面外）に押し出すように作用するようになる。したがって、溝断面内の排土圧Ｆの上昇と、溝断面内の地盤Ｇの締め固めとが抑制されて、圧延鋼矢板１に変形を生じさせることなく、かつ小さな施工荷重で圧延鋼矢板１の打設施工が可能となり、施工性が大幅に向上する。
【００１８】
また本発明の圧延鋼矢板では、地盤の締め固めが小さいことから施工時荷重を小さく抑えることができる。したがって、鋼矢板の薄肉化を図ることで経済性も向上する。さらに施工時荷重が小さいので従来より小さな施工機械で施工することが可能であり、施工スピードの向上および施工機械損料を低く抑えることができ、総合的な施工コストが著しく低減できる。
【００１９】
一方、ウェブ角度αを大きく設定した場合には、排土圧Ｆの合力Ｆ１の作用線の交差部が溝断面内に位置するようになり、溝断面内の地盤Ｇの締め固めが著しく高まって鋼矢板の打設が困難となる。
【００２０】
またウェブ角度αを小さく設定することにより、同じ矢板巾でウェブ角度αが大きく設定された既存のハット型形状の鋼矢板と比較してフランジ巾を小さくできる。したがって、相対的にフランジ巾を短くできるため、フランジ巾に対する板厚の比が相対的に高まって、フランジ部２，３の座屈耐力を上昇させることができる。したがって、施工時または使用時においてもフランジ部の座屈を抑制することができる。
【００２１】
本発明の圧延鋼矢板の継手は、ラルゼン型継手や、ベルバル型継手のいずれであってもよく、その他の継手でもよい。なお、これらの圧延鋼矢板を製造する場合には、例えば、熱間圧延加工等により製作すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明におけるハット型形状の圧延鋼矢板は、ウェブ部に緩傾斜部を設ける構成によってウェブ角度が緩和されている。したがって、施工時における地盤の締め固め力が抑制されることから鋼矢板の変形を抑制でき、施工性に優れている。
【００２３】
また本発明の圧延鋼矢板では、地盤の締め固めが小さいことから施工時荷重を小さく抑えることができる。したがって、鋼矢板の薄肉化を図ることで経済性も向上する。さらに施工時荷重が小さいので従来より小さな施工機械で施工することが可能であり、施工スピードの向上および施工機械損料を低く抑えることができ、総合的な施工コストが著しく低減できる。
【００２４】
さらに本発明の圧延鋼矢板では、ウェブ部に緩傾斜部を設けたことで相対的にフランジ巾を短くできる。したがって、フランジ部の座屈耐力が上昇によって、施工時および供用時の圧延鋼矢板の座屈耐力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の圧延鋼矢板の単体を示す平面図である。
【図１】（ｂ）本発明の一対の圧延鋼矢板を噛み合わせた状態を示す平面図である。
【図１】（ｃ）本発明の圧延鋼矢板の打設時の土圧（排土圧）の説明図である。
【符号の説明】
１　　圧延鋼矢板
２　　中央フランジ部
３　　端フランジ部
４　　ウェブ部
５　　直爪継手
６　　曲爪継手
７　　緩傾斜部
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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