JFE 技報 No. 10（2005 年 12 月）p. 32–34

製品・技術紹介

新しい熱間圧延鋼矢板「ハット形鋼矢板 900」
“Hat-Shaped Steel Sheet Piles”—The Widest (900 mm) Hot Rolled Steel Sheet Piles in the World—

13.2
10.8

1. はじめに3002301931 年に鋼矢板の生産が開始されて以来 70 余年が経過

900900

した。その間，鋼矢板は戦災復興期・高度成長期におけるunit: mm

国土保全や国土開発の一翼を担い，その生産量を飛躍的にFig. 1

Shapes of section

伸ばし，1970 年代には年間約 100 万トンに達した。その後，1980 年代以降には 80 万トンレベルで推移してきたが，バ（溶接用熱間圧延鋼矢板）に準拠している。なお，呼称

ブル経済崩壊後の経済減速期に入り，鋼矢板需要も停滞し，（10H，25H）は断面二次モーメントを 1 000 cm /m 単位で4現在は 60 万トン台で推移している。このような背景のもと，表した時の概数と，ハット形を意味する英文字の H で表記

公共事業の重点化と工事コストの縮減など社会資本整備にしたものである。

対して一層の効率性が要求され，より信頼性の高い製品や工法の開発が求められている。また，常に地震などの自然

3. 開発目標と着眼点災害の脅威にさらされている我が国においては，構造信頼性の高い製品・工法の出現が望まれる。今回紹介するハッハット形鋼矢板 900 の開発にあたっては，次の各項の点

ト形鋼矢板はこのような認識のもとに，鉄鋼メーカー 3 社に着目し断面設計を行った。

（JFE スチール，新日本製鐵（株），住友金属工業（株））にて（1） 優れた施工性共同開発した「新しい時代の鋼矢板」である。

ハット形状の採用により，継手近傍に平坦部を設け部材一枚あたりの剛性を高くし，施工時における土中2. ハット形鋼矢板 900 の概要での変形を小さくした。さらに，U 形鋼矢板の打設時の向きが互い違いになるのに対して，嵌合時においてハット形鋼矢板 900 の断面形状を Fig. 1 に示す ｡ 特長は隣り合う部材の向きを揃えることにより（Fig. 2），施有効幅（継手中心間の長さ）を 900 mm とし，大断面で薄工時に部材が変形する方向を一致させた。その結果，肉のハット（帽子）形としたことである。また従来の U 形継手の競り合いによる貫入抵抗が小さくなり，大断面と異なり ､ 嵌合継手の位置を鋼矢板壁体の最外縁部になるでありながら極めて優れた施工性を実現させた。

ようにするため，両継手を非対称の形状としている ｡ 形状

（2） 高い構造信頼性および寸法の許容差，化学成分・機械的性質は JIS A 5523

Fig. 2 に示すように，壁体構築後の中立軸と鋼矢板

Hat-shaped steel sheet piles

The neutral axis of one (single) sheet pile corresondes
with that of the wall formed with the sheet piles.
U-Shaped steel sheet piles

Neutral axis of one (single)
sheet pile

Neutral axis of the wall formed withsheet piles

Fig. 2 General figure on ration of joint efficiency− 32 −

新しい熱間圧延鋼矢板「ハット形鋼矢板 900」

25H

25 000

Joint efficiency:
0.8

20 000
15 000

Joint efficiency:
0.45
3W

10H

10 000
5 000

2W

060

80

100

120

140

Section modulus (cm3/m)

Geometrical moment of inertia(cm4/m)

2 000
30 000

1 200

10H3W

800

Steel weight (kg/m2)

Joint efficiency:
0.62W400
060

160

Joint efficiency:
1.025H
1 600

80100120140
Steel weight (kg/m2)

160

Fig. 4 Relation between steel weight and efficiency of section

1.6 m

1.6 m

1.6 m

板に適用されているものを準用してよい。なお，その際に，600

継手効率については，上部工の有無に関わらず低減の必要

Pm: fully plastic load (Experiment value)はなく，1.0 として計算を行う。

500

Load (kN)

400

5. 施工

Py: Yield load (Experiment value)
Pm: fully plastic load (Design value)300

ハット形鋼矢板 900 の施工性検証を目的に，現場打設試

Py: Yield load (Design value)

験を行ってきた。ここでは，バイブロハンマを用いた砂質

200

土主体の地盤での事例を紹介する。試験はハット形鋼矢板

Experiment value
Design value

1000900（10H  12 m）と広幅鋼矢板（3W  12 m）との比較打設で確認した。ハット形鋼矢板 900 では，バイブロハン

Material standard, σy  295 N/mm

050100150マの振動荷重作用点を鋼矢板の図心に一致させてより効率200的な打設性を確保するためにフランジ部を 2 点でつかみ固Displacement (mm)Fig. 3Results on bending test for hat-shaped steel sheet piles(10H)定できるように開発したダブルチャックを採用した。広幅鋼矢板では汎用チャックを使用している。Fig. 5（次のページ）より打設時間を比較すると一枚当たりでは広幅鋼矢板

一枚あたりの中立軸とが一致する断面形状を採用するの方が若干短かったが，単位壁長さに換算すればハット形ことで，頭部拘束の有無に関わらず，継手効率による鋼矢板 900 の方が幅広のために短い時間で施工できること断面性能低減が不要となった。また，Fig. 3 に示すよを 確 認し た。 打 設 され た ハット形 鋼 矢 板 900 の 一 例 をうに大断面でありながら全塑性荷重に至るまで安定しPhoto 1（次のページ）に示す ｡

た塑性変形性能が確保されており，地震時等に対するまた，専用の油圧圧入引抜機の開発も進められている ｡

塑性化を考慮できる高い構造信頼性を実現させた。

6. おわりに（3） 優れた経済性
Fig. 4 に示すように，単位壁面積あたりの鋼材質量を，継手効率を考慮した同じ断面性能の 600 mm 幅のハット形鋼矢板 900 は，これまでも鋼矢板が多く用いらＵ形鋼矢板（以下，広幅鋼矢板）より低減させた。されてきた河川・港湾・農水分野の護岸や岸壁以外にも，道らに，有効幅を 900 mm としたことにより，施工枚数

路・宅地造成の擁壁，雨水幹線下水路などの構造壁，圧密を広幅鋼矢板と比ベ 2/3（Fig. 2）に削減し，優れた経沈下などによる地中応力の遮断壁，止水壁などを構築する済性を実現させた。

資材としての用途が期待される ｡ これらの分野においても，その「優れた施工性」，「高い構造信頼性」，「優れた経済性」

4. 設計を発揮できるものと考えている。今後とも良質な社会資本形成を担うべくさまざまな用途開発や技術開発を進めていハット形鋼矢板を用いた壁体の設計には，現在 U 形鋼矢く所存である。

− 33 −

新しい熱間圧延鋼矢板「ハット形鋼矢板 900」

Time (minute: second)N-value
010203040050

GL02’00 04’00 06’00 08’00 10’00

1 000

Layer

0Bank
2Silty clay

4Silty sand

8Silty clay

1012Depth (GL-m)

11 000Depth (GL-m)

4

6

6

810H

10

Sand mixedgravel11.0

Sandy silt

12Silty sand14

14Fig. 5

Photo 1

10H2W

2

Sand

Example of construction test

Hat-shaped steel sheet piles (under construction)− 34 −

2W