(57)【要約】【課題】  熱間圧延により最適な継手形状に成形され、止水部材の追設なく安定した遮水性が得られ、さらに、段重ねしやすく１枚ずつの分離も容易である鋼矢板を提供する。【解決手段】  ウエブ２とその両側のフランジ３，４とそのさらに両側の継手支持部５，６とで形成されたハット型断面部７と、該ハット型断面部の一端側に連なるラルゼン型継手の爪底11の高さ方向位置を継手支持部５とほぼ同じとされた直爪側８と、前記ハット型断面部の他端側に連なるラルゼン型継手の爪底14の高さ方向位置を継手支持部６よりウエブ側にずらされた曲り爪側９とを有する左右非対称継手の鋼矢板１であって、曲り爪側９の爪底長さ方向に少なくとも８mmφ断面の物体を収容可能な連続した溝16を有する熱間圧延製の鋼矢板である。フランジの継手支持部側の部分が内側屈折増厚部20および外側屈折増厚部21を有することが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延で製造され、ウエブとその両側のフランジとそのさらに両側の継手支持部とで形成された左右対称なハット型断面部と、該ハット型断面部の一端側に連なるラルゼン型継手の爪底の高さ方向位置を継手支持部とほぼ同じとされた直爪側と、前記ハット型断面部の他端側に連なるラルゼン型継手の爪底の高さ方向位置を継手支持部よりウエブ側にずらされた曲り爪側とを有する左右非対称継手の鋼矢板であって、前記曲り爪側の爪底長さ方向に少なくとも８mmφ断面の物体を収容可能な連続した溝を有することを特徴とする鋼矢板。
【請求項２】
フランジの継手支持部側の部分が内側屈折増厚部および外側屈折増厚部を有することを特徴とする請求項１記載の鋼矢板。
【請求項３】
直爪側の玉爪の関節厚が曲り爪側の懐の開口幅よりも2.0 〜5.0mm 小さく、かつ曲り爪側の継手壁の内面角度が10°以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼矢板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼矢板に関し、とくに、通常よりも高い遮水性が要求される場合に用いて好適な鋼矢板に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常よりも高い遮水性が要求される場合に用いられる鋼矢板に関する従来の技術として、例えば、継手同士が嵌合された状態で、鋼矢板の先端部同士がほぼ同一平面を形成する鋼矢板であって、鋼矢板の先端部に先端部と平行な止水部材を有する鋼矢板、および該鋼矢板継手部の止水構造であって、鋼矢板の先端部に、他方の鋼矢板の先端部と重なり合う止水部材が設けられている鋼矢板継手部の止水構造（特許文献１）や、鋼矢板同士を連結した継手部の一側に、膨張性を有する止水部材と、該止水部材を拘束する拘束部材と、前記止水部材を保護する保護部材とが設けられている矢板継手部の止水構造（特許文献２）が知られている。また、例えば、断面視でフランジ部の先端に爪状のラルゼン型継手を備えた鋼矢板において、前記継手の爪底部の内面側に、止水剤を充填する凹溝を熱間圧延で形成した遮水鋼矢板（特許文献３）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２４８１５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５７４９号公報
【特許文献３】登録実用新案第３０９２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１〜２に示された技術は、止水部材を溶接等で追設するものであり、そのため作業負荷の増加を伴うとともに、施工時の打設抵抗による変形の防止や止水材の確実な充填といった点になお大きな配慮が必要と考えられる。
【０００４】
また、上記特許文献３に示された技術では、左右対称型で同じ形状の継手としており、爪が外れない開口部と打設可能な継手余裕とを確保する観点から、開口部の幅に比べて爪関節部の厚さを薄くしている。これによれば、止水部材を溶接等で追設することなく継手部に止水剤を充填できるのであるが、左右対称型の継手形状の場合、熱間圧延により成形可能な形状に限りがあって、同形の継手同士の噛み合わせを確実なものにするためには、施工方向およびその直交方向の継手余裕を比較的大きくしておかなければならず、そうすると、施工精度のバラツキおよび止水剤充填時の継手内部の余裕変化により遮水性のバラツキも発生しやすいという問題があった。また、従来の鋼矢板では、段重ねしたとき上下段の鋼矢板の接触場所が悪いと食い込み合いやすく、重ね姿が乱れるとともに、１枚ずつの分離に手間がかかるケースや逆に直接継手に接触して、左右の水平が保てないといった問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上述した従来技術の問題を解決し、熱間圧延により最適な継手形状に成形され、止水部材の追設なく高い施工精度で安定した遮水性が得られ、さらに、段重ねしやすく１枚ずつの分離も容易である鋼矢板を提供するために鋭意検討し、本発明をなした。
【０００６】
すなわち、本発明は、熱間圧延で製造され、ウエブとその両側のフランジとそのさらに両側の継手支持部とで形成された左右対称なハット型断面部と、該ハット型断面部の一端側に連なるラルゼン型継手の爪底の高さ方向位置を継手支持部とほぼ同じとされた直爪側と、前記ハット型断面部の他端側に連なるラルゼン型継手の爪底の高さ方向位置を継手支持部よりウエブ側にずらされた曲り爪側とを有する左右非対称継手の鋼矢板であって、前記曲り爪側の爪底長さ方向に少なくとも８mmφ断面の物体を収容可能な連続した溝を有することを特徴とする鋼矢板である。
【０００７】
本発明では、フランジの継手支持部側の部分が内側屈折増厚部および外側屈折増厚部を有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、直爪側の玉爪の関節厚が曲り爪側の懐の開口幅よりも2.0 〜5.0mm 小さく、かつ曲り爪側の継手壁の内面角度が10°以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、左右方向（幅方向）の一端側に直爪側、他端側に曲り爪側を有する左右非対称継手の鋼矢板としたことで、直爪側と曲り爪側のそれぞれに熱間圧延により成形可能な最適な形状を付与することができる。すなわち、直爪側では、玉爪の関節厚を厚くして、曲り爪側の懐の開口幅に対する差を小さくし、施工時の位置変化を可及的に小さくすること、すなわち施工精度を高めることができる。一方、曲り爪側では、懐の開口幅が安定するように関節厚を薄くし、かつ爪底には遮水材が充填可能な空間を設けることができ、当該空間として、爪底長さ方向に少なくとも８mmφ断面が収容可能な連続した溝を設けたので、水膨張型固形材料からなる遮水材が収容可能、または凝固する流体の止水剤が注入可能な継手形状となる。したがって、溶接等の二次加工を行なうことなく、安定した遮水性を発揮させることができる。
【００１０】
また、継手部（直爪側および曲り爪側）以外の断面を左右対称なハット型断面としたことで、ウエブの方向を一定で施工でき、継手が最外端に位置するので、材料間の継手の滑りを考慮することなく、継手効率良く設計できる。
【００１１】
さらに、フランジの継手支持部側の部分が内側屈折増厚部および外側屈折増厚部を有する形態とすることで、鋼矢板を段重ねしたとき、良好な段重ね姿が得られるとともに、１枚ごとの分離が容易になる。
【００１２】
また、直爪側の玉爪の関節厚を曲り爪側の懐の開口幅よりも2.0 〜5.0mm 小さくし、かつ曲り爪側の継手壁の内面角度を10°以下とした形態とすることで、遮水性と打設施工性の双方を最適化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の１例を示す断面図である。鋼矢板１は、ウエブ２とその両側のフランジ３、４とそのさらに両側の継手支持部５、６とで形成された左右対称なハット型断面部７を有する。継手支持部５、６はウエブ２に平行とされる。ハット型断面部７の左側には直爪側８、右側には直爪側８とは非対称な形状の曲り爪側９が連接している。
【００１４】
直爪側８では、玉爪10と爪底11とを有するラルゼン型継手の爪底11が継手支持部５の左延長面上に位置し、玉爪10が爪底11の左延長面を上側に折った面上に位置する。断面積バランスと孔型圧延の案内性の観点から、爪底11と継手支持部５との境界付近には、上に凸の副爪12が設けられている。
【００１５】
一方、曲り爪側９では、玉爪13と爪底14とを有するラルゼン型継手の爪底14が、継手支持部６の右延長面を上側に折った面上に設けられた継手壁15の上延長面を右側に折った面上に位置し、玉爪13が爪底14の右延長面を下側に折った面上に位置する。曲り爪側９の爪底14の高さ方向位置は継手壁15によって継手支持部６より上側（ウエブ２側）にずらされ、連接する玉爪13、爪底14および継手壁15で囲まれた空間すなわち懐17が形成されている。
【００１６】
複数の鋼矢板１、1aを連結する際は、例えば鋼矢板１の曲り爪側の懐17内に、鋼矢板1aの直爪側の玉爪10が嵌め込まれる。連結により形成された矢板壁では、ハット型断面部が継手支持部側とウェブ部側としたとき、延長平面に関して同一方向となる。
【００１７】
爪底14の懐17側には爪底長さ方向（図１の奥行き方向）に連続した溝16が設けられている。この溝16は、遮水材（水膨張型固形材料）を収容することができ、また、凝固する流体の止水剤を注入することもできるように、少なくとも外径８mmφ断面が収容可能なサイズとされる。収容可能なサイズの上限が８mmφ未満では、遮水材充填方式の場合、現状使用されている水膨張型固形材料の膨張率（３倍程度）を考えると直爪側の玉爪外面と曲り爪側の爪底内面との隙間が埋まらないケースがあり、また、止水材注入方式の場合、凝固する流体の止水剤を途中で詰まらせずに円滑に注入するために常用される外径８mmφ以上の注入管を、溝16内に装入できないからである。
【００１８】
さらに、本発明の好ましい形態では、図２に段重ね状態の断面図を示すように、例えば右側のフランジ４の継手支持部６側の部分が内側屈折増厚部20および外側屈折増厚部21を有する（左側のフランジ３でも同様。以下同じ。）。ここで、内側屈折増厚部20は、継手支持部６の底面から屈折高さｈ1 の位置にかけての屈折域内でフランジ４内面が前記屈折域外のそれよりも増厚側（内側）に内側屈折角θ2 （＞０）だけ屈折してできる肉厚増加部であり、また、外側屈折増厚部21は、前記屈折域内でフランジ４外面が前記屈折域外のそれよりも増厚側（外側）に外側屈折角θ3 （＞０）だけ屈折してできる肉厚増加部である。内側屈折角θ2 および外側屈折角θ3 の数値はとくに限定されないが、好ましくはθ2 ＝2 〜6 °、θ3 ＝3 〜10°である。
【００１９】
本発明では、外側屈折増厚部を有するがゆえに、鋼矢板を段重ねする場合、上下段の鋼矢板の曲り爪側に相互接触による外力が作用する状態を回避するための必要段差ｈ2 を求め、屈折高さｈ1 を必要段差ｈ2 よりも大きくとることにより、実際の相互接触位置と適正な相互接触位置とのずれ、つまり必要段差と実際に積み重ねたときの段差との乖離を小さくすることができる。よって整然とした積み姿になるとともに、上下段の食い込み合いも緩和されて１枚ずつの分離が容易化する。
【００２０】
加えて、本発明では、内側屈折増厚部を有するがゆえに、フランジの厚さｔf とフランジの傾きθf を自由に設定できる。ちなみに内側屈折増厚部がない場合は、必要段差ｈ2 が与えられるとフランジの傾きθf は、θf ＝sin -1（ｔf ／ｈ2 ）となり（図３参照）、そのため特にフランジの厚さｔf が薄くなると、フランジの傾きθf を小さくせざるを得ないという制約がある。フランジの傾きθf は、段重ねした鋼矢板の１枚ずつの分離の容易さ、および打設延長した時の水の流れがスムーズになり淀みが少なくなるといった観点からは、大きい方が好ましく、この点、本発明ではフランジの厚さｔf が薄くなってもフランジの傾きθf を自由に大きくできて有利である。もっとも、フランジの傾きθf を大きくしすぎると断面性能（断面係数）が低下するので、フランジの傾きθf は10〜30°の範囲が好ましい。
【００２１】
次に、継手部の好ましい形状について説明する。
【００２２】
直爪側８の玉爪10とこれを収容する曲り爪側９の懐17の断面形状は、とくに限定されないが、例えば図４に継手部を遮水材充填方式で遮水継手とした状態について示すように、好ましくはほぼ相似な三角形状の断面形状とされ、爪角度θ4 はラルゼン型継手では一般的に40〜50°とされる。遮水材充填方式の場合、水漏れを防止するためには、嵌合時の玉爪10上面と懐17内の爪底14内面（溝16入口面）との隙間（爪間隔という）δｙの最大値が、溝17に充填された遮水材30（水膨張型固形材料、膨潤材ともいう）の膨張量Δｙよりも小さくなければならない。この条件を達成するには、継手壁15の内面角度θ1 （≒玉爪10の背面角度）は０°に近いほど好ましいが、熱間圧延成形でのロール摩耗の復元を考慮すると、θ1 は10°以下とするのが好ましい。爪間隔δｙは、遮水材30が膨張後確実に玉爪10上面に強く接触するよう、遮水材30の膨張量Δｙの60％程度以下が好適であり、これに合わせて、常用の遮水材30の膨張量を考慮すると、爪間隔δｙは最大で5.0mm 以内とするのがよい。そうするには、懐17の開口幅Ｂ1 に玉爪10の関節厚ｔj1が収まる嵌合余裕代（：Ｂ1 −ｔj1）を5.0 mm以下とするのが好適である。この嵌合余裕代（：Ｂ1 −ｔj1）は、遮水性の点からは小さいほどよいが、あまり小さすぎても打設時の嵌合作業に支障をきたす。打設時の嵌合作業に支障をきたさないためには、嵌合余裕代（：Ｂ1 −ｔj1）は、2.0mm 以上にとるのが好ましい。
【００２３】
また、継手部を止水剤注入方式で遮水継手とする場合は、例えば図５に示すように、溝16内に注入した流体の止水剤31が凝固前に漏出するのを防ぐために、直爪側８の玉爪10背面と曲り爪側９の継手壁15内面との隙間、および直爪側８の爪底11内面と曲り爪側９の玉爪13底面との隙間を水膨張型の塗布材32で封鎖した上で、止水剤31の注入が行なわれる。この場合でも、嵌合余裕代（：Ｂ1 −ｔj1）が上記と同じ2.0 〜5.0mm であれば、塗布材32による良好な封鎖状態にでき、止水剤31を過不足なく注入・充填できて、安定した遮水性が得られる。なお、直爪側８では、玉爪10、爪底11および副爪12で囲まれて形成された懐18を有するが、この懐18の開口幅Ｂ2 は、塗布材32の塗布作業スペースが確保できるよう、例えば15mm以上に設定するのが好ましい。
【００２４】
本発明の鋼矢板は、通常の鋼矢板と同様、熱間圧延によって製造される。その製造工程の一例を図６に示した。図６に示すように、適宜のプロフィルとしたロール孔型Ｋ８〜Ｋ１を順次用いて、粗形鋼片40を段階的に成形していき、最終段階で爪曲げ成形を行なうことにより、図１に示したものと同じ断面形状を有する熱間圧延製品41に、寸法精度よく仕上げることができる。
【実施例】
【００２５】
図１〜図４に示した断面形状を有し、公称寸法が幅900mm ×高さ300mm 、ウエブ厚≒13.0mmになる鋼矢板を、図６に示した熱間圧延工程にて製造した。曲り爪側の爪底の溝は10.0mmφが過不足なく収まる断面サイズとした。その他の主な寸法設定条件は以下に示すとおりとした。
【００２６】
フランジの厚さｔf ＝10.0mm
フランジの傾きθf ＝14.9°
必要段差ｈ2 ＝60.0mm
屈折高さｈ1 ＝60.0mm
内側屈折角θ2 ＝４°
外側屈折角θ3 ＝６°
爪角度θ4 ＝45°
継手壁の内面角度θ1 ＝６°
曲り爪側の懐の開口幅Ｂ1 ＝15.0mm
直爪側の玉爪の関節厚ｔj1＝11.5mm
嵌合余裕代（：Ｂ1 −ｔj1）＝3.5 mm
直爪側の懐の開口幅Ｂ2 ＝30mm
この圧延ままの鋼矢板を用いて打設施工試験を行ない、遮水性および段重ね性を調査した。遮水性の調査では、遮水性付与として継手嵌合前に曲り爪側の爪底の溝に遮水材（：止水ゴム（天然ゴム＋ポリウレタン））を充填する方式と、継手嵌合後に塗布材（：膨潤材）にて隙間を封鎖して前記溝に止水剤（：室温硬化型シリコーン）を注入する方式とについて試行し、その結果、いずれの方式においても継手嵌合および遮水性付与の作業が円滑に遂行でき、安定した高い遮水性を有する継手が得られた。また、段重ね性の調査では、鋼矢板を５段に重ねて積み姿を観察したのち、１枚ずつの分離を試みた。その結果、整然とした積み姿が得られ、かつ難なく１枚ずつ分離させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の鋼矢板は、例えば土木工事の際の土留め壁や廃棄物処分場等の締切り壁などの構成部材として利用でき、特に、溶接等による止水部材の追設およびそれによる目障りな段差がないものであるから、打設工期の短縮や仕上外観の美麗さを厳しく要求される土木工事において好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の１例を示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい形態を示す段重ね状態の断面図である。
【図３】内側屈折増肉部がない場合のフランジの厚さｔf と傾きθf の関係を示す断面図である。
【図４】継手部を遮水材充填方式により遮水継手とした状態を示す断面図である。
【図５】継手部を止水剤注入方式により遮水継手とした状態を示す断面図である。
【図６】本発明の製造に用いられるロール孔型系列の一例を示す熱間圧延工程図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  鋼矢板
２  ウエブ
３、４  フランジ
５、６  継手支持部
７  ハット型断面部
８  直爪側
９  曲り爪側
10  （直爪側の）玉爪
11  （直爪側の）爪底
12  副爪
13  （曲り爪側の）玉爪
14  （曲り爪側の）爪底
15  継手壁
16  溝
17  （曲り爪側の）懐
18  （直爪側の）懐
20  内側屈折増厚部
21  外側屈折増厚部
30  遮水材（水膨張型固形材料、膨潤材）
31  止水剤
32  塗布材（水膨張型塗布材料）
40  粗形鋼片
41  熱間圧延製品
【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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