JP3845367B2

JP3845367B2 - Rolled steel sheet pile

Info

Publication number: JP3845367B2
Application number: JP2002331762A
Authority: JP
Inventors: 健二西海; 真治妙中; 昌毅龍田; 洋介三浦; 和彦江田; 書孝前田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2004162459A

Description

【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壁体構成部材となる鋼矢板に係り、特に、圧延時における精度の高い成形を可能とした鋼矢板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、地中における止水壁などの壁体構成部材として、鋼矢板が従来から広く適用されている。この鋼矢板の種類には、一般的なＵ形鋼矢板の他に、ハット型鋼矢板（特許文献１）やＺ型鋼矢板（特許文献２）などが存在することが広く知られている。
【０００３】
かかる鋼矢板は、多数の圧延ロールによって鋼片を熱間状態で圧延して、所望の断面形状に形成することで製造される。このとき、フランジ部分やウェブ部分などの鋼矢板の平坦な部分の圧下率（圧延入口側の板厚と圧延出口側の板厚との差を圧延入口側の板厚で除した商）が大きな場合には、圧延ロールに大きな圧下力が要求されることになる。
【０００４】
またフランジ部分やウェブ部分などの板厚が鋼矢板の圧延工程の前後でそれぞれ異なる場合には、圧下率が相違することから以下のような不都合が生じる。すなわち、出口側の圧下率が高い部分では延伸が大きくなる一方で、出口側の圧下率が低い部分では延伸が小さくなり、ロール後の鋼矢板形状が不均一となる。
【０００５】
上記のように、圧延による鋼矢板において延伸量が異なる場合には、圧延した鋼矢板に曲がりや反りが生じることから歩留まりが低下する。また、鋼矢板の曲がりや反りを矯正するために多くの手間とコストが生じる。したがって、鋼矢板の圧下方向の板厚が不均一な場合には鋼矢板全体の均等な圧延ができず、修正に多数の圧延ロールが必要となることから、設備が大掛かりとなる点で改善の余地があった。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６８９７９４号公報
【特許文献２】
特開２００２−２９４６９１公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の欠点を解決するためにされたものであり、その目的は、鋼矢板の均等な圧延を可能とすることで、精度が高く製品形状の安定した鋼矢板を提供することである。
【０００８】
また本発明の他の目的は、鋼矢板の均等な圧延を可能とすることで、効率的な鋼矢板の圧延を行い、曲がりや反りの修正にかかるコストを大幅に低減し、かつ圧延ロールの不均一な磨耗を抑制し、生産設備のコストを低減できる鋼矢板を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の圧延鋼矢板は、継手部を除いた鋼矢板本体部分の断面形状が少なくとも１以上の屈曲部を有する形状（例えば、ハット型鋼矢板やＺ型鋼矢板など）であって、かつ前記鋼矢板本体部分の圧下方向（圧延ローラーの回転軸直交方向）の板厚がほぼ同等に形成されることを特徴とする。本発明のように圧下方向の板厚がほぼ等しくなる鋼矢板では全体が均等に圧下できるため、曲がりや反りが小さくなり、精度の高い鋼矢板が製造できる。
【００１０】
ここで本発明で圧下方向の板厚を「ほぼ同等」としたのは、鋼矢板本体部分の圧下方向の板厚を必ずしも完全一致させる必要なく、±１ｍｍ程度の範囲での相違を許容する趣旨である。実際の圧延時にはロールの磨耗によって誤差が生じることもあり、またこの程度の圧下方向の板厚の相違であれば、圧下時の微調整により対応できるためである。
【００１１】
【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。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の圧延鋼矢板の断面図である。第１実施形態の圧延鋼矢板１は熱間孔型圧延によって、フランジ部２と、フランジ部２と平行なアーム部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。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の他端にはアーム部３，３が接続されている。圧延鋼矢板１の両端となるアーム部３の端部には、それぞれ直爪継手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できるようになっている。また圧延鋼矢板１の断面形状は、継手５，６を除く鋼矢板１の本体部分（フランジ部２、アーム部３、ウェブ部４）が、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。
【００１３】
第１実施形態のハット型鋼矢板１は、鋼矢板の前記本体部分の圧下方向（圧延ローラーの回転軸直交方向）の板厚ｔｐがほぼ等しくなるように設定されている。圧下方向の板厚ｔｐを等しくすることで、図３（ａ）に示す圧延工程において全体が均等に圧下できるので、ハット型鋼矢板１の曲がりや反りが小さくなって精度が向上する。
【００１４】
ここで、ハット型鋼矢板１の圧延では、一般にフランジ部２およびアーム部３は圧延ローラーの回転軸と平行であるので、フランジ部２およびアーム部３の厚さ方向は圧下方向とほぼ一致する。そのためフランジ部２およびアーム部３で圧下方向の板厚ｔｐを揃えるためには、フランジ部２の板厚ｔｆおよびアーム部３の板厚ｔａをほぼ一致させればよい。
【００１５】
しかし、圧延ローラーの回転軸に対して角度を有するウェブ部４は厚さ方向と圧下方向とが一致せず、圧下方向の板厚ｔｐを揃えるためにはウエブ角度α（フランジ部２の延長面またはアーム部３の延長面とウェブ部４とがなす角度）を考慮する必要がある。第１実施形態において、例えば、フランジ部２の板厚ｔｆを基準に圧下方向の板厚ｔｐを決定した場合（すなわち、ｔｆ＝ｔｐ）、以下の式（１）の関係を満たすようにウェブ部４の板厚ｔｗを決定すれば、圧下方向の板厚ｔｐを揃えることができる。
【数３】

【００１６】
＜第２実施形態＞
図２は第２実施形態の圧延鋼矢板１ａの断面図である。なお、第２実施形態で第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。
【００１７】
第２実施形態の圧延鋼矢板１ａは孔型熱間圧延によって、ウェブ部４の両側にアーム部３，３が接続されたＺ型形状断面に形成されている。圧延鋼矢板１ａの両端となるアーム部３の端部には、それぞれ継手５，６が設けられている。また、圧延鋼矢板１ａの断面形状は、継手５，６を除く鋼矢板１ａの本体部分（アーム部３、ウェブ部４）が、ウェブ部４の断面中央を中心点としてほぼ点対称となり、かつアーム部３、３が平行をなすように形成されている。そして、第２実施形態のＺ型鋼矢板１ａも、鋼矢板の前記本体部分における圧下方向の板厚ｔｐがほぼ等しくなるように設定されている。
【００１８】
Ｚ型鋼矢板１ａの圧延の場合には、図３（ｂ）に示すように、一般にアーム部３およびウェブ部４のいずれもが圧延ローラーの回転軸に対して角度を有するので、厚さ方向と圧下方向とが一致することはない。そこで、鋼矢板本体の圧下方向の板厚ｔｐがほぼ等しくなるウエブ部の板厚ｔｗ、アーム部の板厚ｔａを決定するには、ウェブ角度と圧延ローラーの回転軸に対する角度を考慮する必要がある。
【００１９】
まずアーム部３における圧下方向の板厚ｔｐ₁は、アーム部３の板厚ｔａと、アーム部圧延角度θ（圧延ローラーの回転軸とアーム部３とがなす角度）とから、以下の式（２）で求められる。
【数４】

【００２０】
またウェブ部４における圧下方向の板厚ｔｐ₂は、ウェブ部４の板厚ｔｗと、ウェブ角度β（アーム部３の延長面とウェブ部４とがなす角度）、アーム部圧延角度θとから、以下の式（３）で求められる。
【数５】

【００２１】
したがって、第２実施形態でアーム部３およびウェブ部４の圧下方向の板厚ｔｐ₁、ｔｐ₂をほぼ等しく揃える場合には、以下の式（４）の関係を満たすようにアーム部３の板厚ｔａと、ウェブ部４の板厚ｔｗとを決定すればよい。
【数６】

【００２２】
＜実施例＞
上記の実施形態に基いたハット型鋼矢板の寸法計算例を示す。例えば、ウェブ部の板厚が８ｍｍで、ウェブ角度αを４８度に設定する場合、以下の式（５）のように、ウェブ部の圧下方向の板厚ｔｐは約１１．９５ｍｍとなる。
【数７】

したがって、上記例において、鋼矢板本体部分における圧下方向の板厚ｔｐをほぼ等しく揃えようとする場合には、フランジ部の板厚ｔｆを約１０．９５ｍｍから約１２．９５ｍｍの範囲に設定すればよい。
【００２３】
なお、説明に用いた実施形態では継手部が直爪継手と曲爪継手の例を示したが、本発明の鋼矢板は鍵型継手や二重爪型継手でもよく、上記実施形態によって継手形状を限定するものではない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼矢板の均等な圧延を可能とすることで、精度が高く製品形状の安定した鋼矢板を提供できるという効果を奏する。
【００２５】
また本発明によれば、鋼矢板の均等な圧延を可能とすることで、効率的な鋼矢板の圧延を行い、曲がりや反りの修正にかかるコストを大幅に低減できるという効果を奏する。また圧延ロールの不均一な磨耗を抑制し、生産設備のコストを低減できる鋼矢板を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の圧延鋼矢板（ハット型鋼矢板）の断面図である。
【図２】第２実施形態の圧延鋼矢板（Ｚ型鋼矢板）の断面図である。
【図３】（ａ）はハット型鋼矢板の圧延状態の概略図であり、（ｂ）はＺ型鋼矢板の圧延状態の概略図である。
【符号の説明】
１圧延鋼矢板（ハット型鋼矢板）
１ａ圧延鋼矢板（Ｚ型鋼矢板）
２フランジ部
３アーム部
４ウェブ部
５直爪継手
６曲爪継手
７上ローラー
８下ローラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel sheet pile that is a wall constituting member in the field of civil engineering and construction, for example, and more particularly to a steel sheet pile capable of forming with high accuracy during rolling.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, steel sheet piles have been widely used as wall structural members such as underground earth retainings, foundation structures and ports in rivers, riverbanks, riverwalls and underground water barriers. It is widely known that the types of steel sheet piles include a hat-type steel sheet pile (Patent Document 1) and a Z-type steel sheet pile (Patent Document 2) in addition to a general U-shaped steel sheet pile.
[0003]
Such a steel sheet pile is manufactured by rolling a steel piece in a hot state with a large number of rolling rolls to form a desired cross-sectional shape. At this time, the reduction ratio of the flat portion of the steel sheet pile such as the flange portion or the web portion (the quotient obtained by dividing the difference between the thickness at the rolling inlet side and the thickness at the rolling outlet side by the thickness at the rolling inlet side) is large. In some cases, a large rolling force is required for the rolling roll.
[0004]
Further, when the plate thickness of the flange portion and the web portion is different before and after the rolling process of the steel sheet pile, the following disadvantages occur because the rolling reduction is different. That is, the stretch becomes large in the portion where the reduction rate on the outlet side is high, while the stretch becomes small in the portion where the reduction rate on the exit side is low, and the steel sheet pile shape after the roll becomes non-uniform.
[0005]
As described above, when the amount of stretching differs in the steel sheet pile by rolling, the yield decreases because the rolled steel sheet pile is bent or warped. In addition, much labor and cost are required to correct the bending and warping of the steel sheet pile. Therefore, if the thickness of the steel sheet pile in the rolling direction is not uniform, the steel sheet pile cannot be uniformly rolled, and a large number of rolling rolls are required for correction. There was room.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2687794 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-294691
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its purpose is to provide a steel sheet pile with high accuracy and stable product shape by enabling uniform rolling of the steel sheet pile. It is.
[0008]
Another object of the present invention is to enable uniform rolling of steel sheet piles, to efficiently roll steel sheet piles, greatly reduce the cost of bending and warping correction, and roll rolls. It is to provide a steel sheet pile that can suppress uneven wear and reduce the cost of production equipment.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the rolled steel sheet pile of the present invention has a shape in which the cross-sectional shape of the steel sheet pile main body portion excluding the joint portion has at least one bent portion (for example, a hat-type steel sheet pile or a Z-type steel sheet pile). And the thickness of the steel sheet pile main body portion in the rolling direction (direction perpendicular to the rotation axis of the rolling roller) is substantially equal. Since the steel sheet pile with substantially the same thickness in the rolling direction as in the present invention can be uniformly rolled down, bending and warping are reduced, and a highly accurate steel sheet pile can be manufactured.
[0010]
Here, the plate thickness in the rolling direction in the present invention is set to “substantially equal”, and the thickness in the rolling direction of the steel sheet pile main body portion does not necessarily have to be completely matched, and is intended to allow a difference in a range of about ± 1 mm. It is. This is because an error may occur due to wear of the roll during actual rolling, and a difference in the thickness in the rolling direction can be dealt with by fine adjustment during the rolling.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a sectional view of a rolled steel sheet pile according to the first embodiment. The rolled steel sheet pile 1 according to the first embodiment is formed into a hat-shaped cross section comprising a flange portion 2,

arm portions

3, 3 parallel to the flange portion 2, and web portions 4, 4 by hot hole rolling. ing. One end of a pair of web portions 4, 4 is connected to both ends of the flange portion 2, and the

arm portions

3, 3 are connected to the other end of the web portions 4, 4. A straight claw joint 5 and a curved claw joint 6 are respectively provided at the ends of the arm part 3 which is both ends of the rolled steel sheet pile 1, and the rolled steel sheet pile 1 can be driven in the same direction. It is like that. Moreover, the cross-sectional shape of the rolled steel sheet pile 1 is such that the main body portions (flange portion 2, arm portion 3, web portion 4) of the steel sheet pile 1 excluding the joints 5 and 6 are perpendicular to the center axis of the flange portion 2. It is formed so as to be substantially line symmetric.
[0013]
The hat-type steel sheet pile 1 of the first embodiment is set so that the sheet thicknesses tp in the rolling direction (direction perpendicular to the rotation axis of the rolling roller) of the main body portion of the steel sheet piles are substantially equal. By equalizing the plate thickness tp in the rolling direction, the whole can be rolled down evenly in the rolling process shown in FIG. 3A, so that the bending and warping of the hat-type steel sheet pile 1 are reduced, and the accuracy is improved.
[0014]
Here, in the rolling of the hat-type steel sheet pile 1, since the flange portion 2 and the arm portion 3 are generally parallel to the rotation axis of the rolling roller, the thickness direction of the flange portion 2 and the arm portion 3 substantially coincides with the reduction direction. Therefore, in order to make the plate thickness tp in the reduction direction uniform between the flange portion 2 and the arm portion 3, the plate thickness tf of the flange portion 2 and the plate thickness ta of the arm portion 3 may be substantially matched.
[0015]
However, the web portion 4 having an angle with respect to the rotation axis of the rolling roller does not match the thickness direction and the reduction direction, and the web angle α (extension surface of the flange portion 2) is used in order to equalize the plate thickness tp in the reduction direction. Alternatively, it is necessary to consider the angle formed between the extended surface of the arm portion 3 and the web portion 4. In the first embodiment, for example, when the plate thickness tp in the rolling direction is determined based on the plate thickness tf of the flange portion 2 (that is, tf = tp), the web portion is set so as to satisfy the relationship of the following formula (1): If the plate thickness tw of 4 is determined, the plate thickness tp in the reduction direction can be made uniform.
[Equation 3]

[0016]
Second Embodiment
FIG. 2 is a cross-sectional view of a rolled steel sheet pile 1a according to the second embodiment. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0017]
The rolled steel sheet pile 1a of 2nd Embodiment is formed in the Z-shaped cross section by which the

arm parts

3 and 3 were connected to the both sides of the web part 4 by hole type hot rolling. Joints 5 and 6 are provided at the end portions of the arm portion 3 which are both ends of the rolled steel sheet pile 1a, respectively. Moreover, the cross-sectional shape of the rolled steel sheet pile 1a is such that the main body portions (arm part 3 and web part 4) of the steel sheet pile 1a excluding the joints 5 and 6 are substantially point-symmetric with respect to the center of the cross section of the web part 4 and The

arm portions

3 and 3 are formed in parallel. And the Z-type steel sheet pile 1a of 2nd Embodiment is also set so that the plate | board thickness tp of the rolling direction in the said main-body part of a steel sheet pile may become substantially equal.
[0018]
In the case of rolling the Z-shaped steel sheet pile 1a, as shown in FIG. 3 (b), since both the arm part 3 and the web part 4 generally have an angle with respect to the rotation axis of the rolling roller, The rolling direction does not match. Therefore, in order to determine the thickness tw of the web portion and the thickness ta of the arm portion at which the thickness tp in the rolling direction of the steel sheet pile main body is substantially equal, it is necessary to consider the web angle and the angle with respect to the rotation axis of the rolling roller. is there.
[0019]
First, the plate thickness tp ₁ in the rolling direction of the arm portion 3 is calculated from the following formula (the angle formed by the plate portion ta of the arm portion 3 and the arm portion rolling angle θ (the angle formed between the rotating shaft of the rolling roller and the arm portion 3)) ( 2).
[Expression 4]

[0020]
Further, the plate thickness tp ₂ in the rolling direction of the web portion 4 is determined from the plate thickness tw of the web portion 4, the web angle β (the angle formed by the extended surface of the arm portion 3 and the web portion 4), and the arm portion rolling angle θ. It is obtained by the following formula (3).
[Equation 5]

[0021]
Therefore, in the second embodiment, when the plate thicknesses tp ₁ and tp ₂ in the rolling direction of the arm portion 3 and the web portion 4 are substantially equal, the plate of the arm portion 3 is satisfied so as to satisfy the relationship of the following formula (4). What is necessary is just to determine thickness ta and board thickness tw of the web part 4. FIG.
[Formula 6]

[0022]
<Example>
The dimension calculation example of the hat-type steel sheet pile based on said embodiment is shown. For example, when the thickness of the web portion is 8 mm and the web angle α is set to 48 degrees, the thickness tp in the rolling direction of the web portion is about 11.95 mm as shown in the following formula (5).
[Expression 7]

Therefore, in the above example, when the plate thickness tp in the rolling direction in the steel sheet pile main body portion is to be made substantially equal, the plate thickness tf of the flange portion is set in the range of about 10.95 mm to about 12.95 mm. Good.
[0023]
In the embodiment used for the description, the joint portion has shown an example of a straight claw joint and a curved claw joint. However, the steel sheet pile of the present invention may be a key joint or a double claw joint. It is not intended to limit.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a steel sheet pile having high accuracy and stable product shape by enabling uniform rolling of the steel sheet pile.
[0025]
In addition, according to the present invention, the steel sheet pile can be evenly rolled, so that the steel sheet pile can be efficiently rolled, and the cost required for correcting bending and warping can be greatly reduced. Moreover, the effect that the steel sheet pile which can suppress the uneven wear of a rolling roll and can reduce the cost of production equipment can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolled steel sheet pile (hat-type steel sheet pile) according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a rolled steel sheet pile (Z-type steel sheet pile) according to a second embodiment.
3A is a schematic view of a rolled state of a hat-type steel sheet pile, and FIG. 3B is a schematic view of a rolled state of a Z-type steel sheet pile.
[Explanation of symbols]
1 Rolled steel sheet pile (hat type steel sheet pile)
1a Rolled steel sheet pile (Z-type steel sheet pile)
2 Flange part 3 Arm part 4 Web part 5 Straight claw joint 6 Curved claw joint 7 Upper roller 8 Lower roller

Claims

A rolled steel sheet pile in which the cross-sectional shape of the steel sheet pile main body portion excluding the joint portion has at least one bent portion, and the steel sheet pile main body portion has a substantially equal thickness in the rolling direction.

2. The rolling according to claim 1, which is a hat-type steel sheet pile manufactured by hot hole rolling, wherein the thickness tw of the web portion, the thickness tf of the flange portion, and the web angle α satisfy the following relationship: Steel sheet pile.

A Z-type steel sheet pile manufactured by hot hole rolling, wherein the web portion thickness tw, the arm portion plate thickness ta, the web angle β, and the arm portion rolling angle θ satisfy the following relationship: Item 2. A rolled steel sheet pile according to item 1.