【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、土木、建築等の分野において、土
留、基礎、地中壁、井筒、セル等の構造体に用い
る角鋼管矢板に係わり、特に大きな耐力が要求さ
れる用途に適した角鋼管矢板に関する。
〔従来の技術〕
鋼矢板には、用途及び経済性の両面からそれぞ
れの目的に応じて、Ｕ字形、Ｚ形、直線形、ボツ
クス形、管状形等の種々の形態のものが開発され
ている。そして、これらの鋼矢板は、構造的な要
望に応じ、それぞれ単独或いは組合せて使用され
ている。
たとえば、直線型鋼矢板を連結してセルを構築
する場合、補強用のCT型鋼を適宜の間隔で直線
矢板に溶接している。この種のセルが必要とする
強度を満たさない場合、継手を備えた鋼管矢板を
直線鋼矢板と噛み合せることにより、強度の改善
を図つている。
また、建込み深さの大きい岸壁や地中壁などで
は、第９図に示すように、ボツクス形鋼矢板a1，
a2を継手b1，b2で連結することにより、剛性の高
い壁体ｃを構築する手段が採用されている。
このとき使用するボツクス形鋼矢板a1，a2は、
フランジd1〜d4の先端が爪継手e1〜e8に形成され
ている。
このボツクス形鋼矢板a1，a2は、通常圧延方法
によつて製造されるものである。そのため、ウエ
ブf1，f2の高さに制限があり、大きな土圧、水圧
等に抗するに充分な厚みをもつた壁体ｃを構築す
ることができない。
そこで、更に大きな土圧、水圧等に曝されるよ
うな壁体を構築する場合には、大口径の鋼管矢板
が用いられている。
第１０図は、この大口径鋼板管矢板を用いて構
築した井筒ｇの一部を示す。それぞれの鋼管矢板
h1，h2……は、継手ｉによつて相互に接続されて
いる。鋼管矢板h1，h2部においては、このように
構築された井筒ｇは充分な強度を有する。しか
し、継手ｉでは、特に矢印P1，P2で示す土圧、
水圧に起因する圧縮力、引張力、剪断力等に対
し、母材と同程度の強度が得られない。その結
果、継手ｉは、破壊の起点に成り易い。
そのため、この種の井筒を構築する場合、鋼管
矢板h1，h2を連結して形成した井筒ｇの内側に、
リングビームｊを打設深さに応じて多数配設し、
大きな土圧、水圧等に対抗する手段が採用されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
直線型鋼矢板を用いて構造体を構築する場合、
安全で且つ建込みの容易なセル工法を用いても、
直径が20〜30m、深度10〜20m程度のものにその
大きさが限定される。そして、それ以上の直径や
深度が要求される場合、この直線型鋼矢板を用い
た構造体においては、曲がり、折損、継手損傷が
生じるという問題点がある。
また、Ｕ形、Ｚ形等の非直線型鋼矢板を用いた
場合、断面係数が大きいだけ直線型鋼矢板で構築
した構造体に比較して、優れた耐力を備えた構造
体が得られる。しかし、強い土圧、水圧等がかか
る場合には、種々の補強材が必要となる。また、
建込み工法が複雑化してコスト高となる難点があ
る。このため、これら非直線型鋼矢板を、大きな
構造体の構築に使用することには問題がある。
この点、第９図に示すボツクス形鋼矢板a1，a2
により構築した構造体は、非常に大きな断面係数
をもち、二重壁構造となることから、特に脆弱な
部分がなく剛性及び信頼性の高い壁体を構築する
ことができる。しかし、該ボツクス形鋼矢板a1，
a2は前述のように圧延方法によつて製造されるも
のであるから、フランジ幅、ウエブ高さ、フラン
ジ厚、ウエブ厚等の寸法に製造上の制限が加わ
る。したがつて、該ボツクス形鋼矢板a1，a2のサ
イズは限られた種類となり、それに拘束されて構
造体自体の設計も最も経済的なものとすることが
できない。また、該ボツクス形鋼矢板a1，a2を使
用するとき、比較的高価な継手b1，b2を準備する
必要があり、経済的にも施工法的にもコスト高に
なるという問題がある。
他方、第１０図に示す鋼管矢板h1，h2において
は、かなり自由に断面寸法を選定することが可能
である。また、建込み深さが大きい構造体、たと
えば水深の大きな岸壁や人工島等の護岸に対して
も、断面寸法及び全長設計の点から設計の自由度
が大きく、また施工に際してもスクリユーオーガ
等の作業機械を使用して低騒音施工が可能である
等の数多くの利点を有している。しかし、継手ｉ
の個所が圧縮引張力に対する構造的な弱点となる
ため、リングビームｊのような巨大な補強材を必
要とするので、工法が複雑となり、経済的な負担
が大きくなる問題がある。
そこで、本発明は、構造的な弱点がなく、大き
な土圧、水圧等に対しても充分な耐力を有し、且
つ施工が容易な鋼矢板を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の角鋼管矢板は、その目的を達成するた
め、一端に連結継手を有する鋼板矢板を、フラン
ジ壁の横軸方向に沿つて角部のそれぞれに配列接
合し、平行フランジ型ボツクスパイルに構成した
ことを特徴とする。
また、前記角部の曲率半径を板厚の1.0〜5.0倍
とすることができる。また、相対する鋼板矢板の
幅長を異ならしても良い。更に、前記鋼板矢板を
直線型鋼矢板を半截することにより製作すること
ができる。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明の特徴を具体的に説
明する。
第１図は、本実施例の角鋼管矢板を示す。
該角鋼管矢板は、本体となる角鋼管１及び該角
鋼管１に接続されている鋼板矢板２ａ〜２ｄを備
えている。
角鋼管１は、フランジ壁１ａ，１ｂ及びウエブ
壁１ｃ，１ｄの四面で構成されている。そして、
それぞれのフランジ壁１ａ，１ｂ及びウエブ壁１
ｃ，１ｄは、角部３ａ〜３ｄを介して一体化され
ている。なお、本明細書において、フランジ壁１
ａ，１ｂの板厚の中心を通る軸線X1−X1，X2−
X2を横軸という。
この角鋼管１に対して、一端にのみ連結継手を
有する鋼板矢板２ａ〜２ｄが接合されている。該
鋼板矢板２ａ〜２ｄの連結継手４ａ〜４ｄは、そ
れぞれ連結の際に対となるものである。たとえ
ば、第２図ａ及びｂにそれぞれ示すように、鋼板
矢板２a1の連結継手４a1は隣り合う角鋼管矢板２
c1の連結継手４c1と、また鋼板矢板２a2の連結継
手４a2は同様に隣り合う鋼板矢板２c2との連結継
手４c2とそれぞれ噛合うように組み合わせられて
いる。なお、連結継手４ａ〜４ｄとしては、種々
の形状のものがそれぞれ用途に応じて選定、接合
されることはいうまでもない。
第１図の角鋼管１は、その断面外郭が正方形で
ある。しかし、角鋼管１の断面外郭は、これに拘
束されることなく、目的に応じてたとえば必要と
する断面係数に合わせて直方形や台形など自由に
選定することができる。また、鋼板矢板２ａ〜２
ｄとしては、圧延法によつて製造された矢板に限
ることなく、種々の方法によつて製造することが
できる。また、連結継手４ａ〜４ｄとしては、第
２図の形状に拘束されるものではなく、たとえば
第３図ａ〜ｈのように鋼板を曲げ加工して得られ
る継手、ｉ，ｊのようなハゼ継手、ラルゼン形継
手等種々の形状のものが採用できる。本発明者等
の経験では、直線形鋼矢板の半截体が、特にセル
工法に用いる際に水密性、コスト、施工の容易さ
等の点で優れていることが判つた。
さて、鋼板矢板２ａ〜２ｄは、いずれも平鋼板
形のアーム部５ａ〜５ｄを備えている。該アーム
部５ａ〜５ｄを角鋼管１に接合することにより角
鋼管矢板を組み立てた場合、該アーム部５ａ〜５
ｄは、フランジの一部分となる部分である。した
がつて、アーム部５ａ〜５ｄの板厚は、角鋼管１
の壁厚とあまり差がないことが望ましい。
しかし、角鋼管１や鋼板矢板２ａ〜２ｄを例に
とると、規格、製造技術、コスト面等から等厚の
ものを採用することが困難な場合が多い。一方で
は、角鋼管矢板としての用途から、横軸X1−X1，
X2−X2方向の張力に対しては各部分とも均等な
耐力を有することが望ましい。このようなことか
ら、本発明者等の経験によるとき、特にセル工法
に用いる場合、前記角鋼管１の壁厚と鋼板矢板２
ａ〜２ｄの板厚の比は、0.9〜1.1の範囲にあるこ
とが最も経済的であることが判つた。
また、鋼板矢板２ａ〜２ｄ等の板幅つまり幅方
向のアーム部５ａ〜５ｄ長さは、目的に応じて任
意に定めてもよい。しかし、アーム部５ａ〜５ｄ
の長さをフランジ壁１ａ，１ｂの幅の半分にする
とき、角鋼管矢板を建込んで地中壁等を構築した
場合、該地中壁等に対する直角方向の圧力に対し
各部がほぼ均等の耐力を有するものとすることが
できる。
つぎに、前記角鋼管１と鋼板矢板２ａ，２ｂ
（更に他の一対を用いる）を用いて構成した本発
明にかかる角鋼管矢板について説明する。
第１図の例では、直線型鋼矢板をその長手方向
中央部で切り離すことにより得られた鋼板矢板２
ａ〜２ｄを、溶接によつて角鋼管１の角部３ａ〜
３ｄに接合している。この接合に際しては、角鋼
管１のフランジ壁１ａ，１ｂの板厚の中心を通る
横軸X1−X2，X2−X2に沿つて鋼板矢板２ａ〜２
ｄを配列させる。このように配列すると、平行フ
ランジ形ボツクスパイルの形状をもつ角鋼管矢板
が形成される。このとき、フランジ壁１ａ，１
ｂ、ウエブ壁１ｃ，１ｄ及び鋼板矢板２ａ〜２ｄ
それぞれの板厚t1〜t8を0.9〜1.1の範囲に収める
ことが、強度的及び経済的に有利である。この板
厚の調整は、後述する溶接接合においても極めて
有利な条件となる。なお、鋼板矢板２ａ〜２ｄが
角鋼管１に溶接された個所を、第１図では溶接接
合部６ａ〜６ｄとして示している。
第４図は、角鋼管１の角部３ｃにおける溶接接
合部６ｃを拡大して示すものである。
通常の場合、フランジ壁１ａの中心を通る横軸
X1−X1と鋼板矢板２ｃのアーム部５ｃの横軸と
が一致するように溶接する。そして、板厚t1と板
厚t7とが異なる場合、必要に応じて外壁面に凹凸
が生じないように、フランジ壁１ａの外表面１a1
と鋼板矢板２ｃのアーム部５ｃの外表面５c1を同
一平面に一致させるなど適宜設計してもよい。
また、アーム部５ｃの端面５c2を横軸X1−X1
に対し直角な面とし、角部３ｃの曲率半径Ｒを板
厚t1の1.0〜5.0倍に形成しておくと、溶接に際し
改めて開先をとる等の必要がなく、目的とする強
度を有する溶接接合部６ｃを極めて経済的に形成
することが可能となる。
この角鋼管矢板の特徴の一つは、所望の断面係
数をもつものを容易に製造できることにある。す
なわち、本体の角鋼管は、最経済設計により所望
の板厚を有する平鋼板からロール、プレス等によ
り製造する方法、形に形成した鋼板を溶接する
方法、丸鋼管をローラ成形して製造する方法によ
つて任意寸法のものを広く製造できる。したがつ
て、目的に対する適応性が高い。
さらに他の特徴の一つは、全強継手構造を経済
的に構成しうる点にある。その点は、第４図で説
明した通りであるが、曲率半径Ｒについてさらに
説明する。該曲率半径Ｒを1.0t1以下にすると、
必要な溶接接合部６ｃを形成するにあたり、改め
て開先をとる必要が生じて経済的でない。他方、
曲率半径Ｒを5.0t1とすると、溶接接合部６ｃが
非常に大きくなつて経済性を失う。すなわち、曲
率半径Ｒを1.0t1以上5.0t1以下とすることにより、
最も必要な強度を備えた溶接接合部６ｃを最も最
経済的に構成できる。
これが、曲率半径Ｒを1.0〜5.0とすることが好
ましいとする理由である。
第４図においては、横軸X1−X1と鋼板矢板２
ｃのアーム部５ｃの横軸とを一致させた例につい
て説明した。しかし、横軸X1−X1に対し鋼板矢
板２ｃを、幾何学的な厳密さで一致させることを
要件とするものではない。たとえば、第５図に示
すようにフランジ壁１ａの横軸X1−X1とアーム
部５ｃの軸線X3−X3とは、±10゜程度の角度θで
傾斜していてもよい。これは、特に円形セルを構
築する際に、設計上の余裕度として許容される値
である。
なお、フランジ壁１ａ，１ｂに鋼板矢板２ａ〜
２ｄを接合する溶接方法としては、自動潜弧溶
接、被覆アーク重力式溶接、炭酸ガス半自動溶接
等種々の方法を採用することができる。
このようにして形成された角鋼管矢板は、横軸
X1−X1及びX2−X2方向の引張力に対し強い耐力
を有し、該横軸X1−X1及びX2−X2と直交する作
用力たとえば土圧、水圧に対しても充分な耐力を
備えることとなる。また、そのような作用力に対
するより強い剛性が必要なときには、ウエブ壁１
ｃ，１ｄの高さが大きい角鋼管１を採用すること
により、その必要性を満足させることができる。
また、この角鋼管矢板を用いて構築した地中壁
等の構造体は、土圧に対し各部が略均一な構造的
強度を有するため、信頼性の高いものとなる。
第６図は、地中壁構築の一例を示す。
該地中壁７は、第１図に示したような角鋼管矢
板８ａ〜８ｄを逐次打設することにより構築され
る。土質が硬い場合には、予めアースオーガ、ジ
エツトカツタ等を用いて打設地点を掘削或いは軟
弱化しておくことが望ましい。しかし、土質が特
に硬い場合を除く通常の場合には、このような特
別の工法を採用する必要はない。
また、地中壁７の空腔７ａ〜７ｄなどには必要
に応じてコンクリート等を充填する。該コンクリ
ート充填の際に、コンクリートの付着性をよくす
るため、たとえば空腔７ｄにおいて示すように、
チエツカープレート９やエキスパンドメタル等を
予め角鋼管矢板８ｄに被着させておくと、構造的
に頑丈な地中壁が構成できる。
第７図は、角鋼管矢板８ｅ〜８ｉを連接するこ
とにより、円形にセル１０（本例において、セル
とは外殻体の中に中詰め材を入れて構成される構
造物という広義の意味において用いる）を構築し
た例を示す。この場合、セル１０の直径は、20〜
30m程度である。
ここで、角鋼管矢板８ｅを例にとると、フラン
ジ壁８e1と８e2との幅は等しい。しかし、鋼板矢
板８e3と８e4の幅は異なつている。これは、円形
セル１０の外周円１０ａと内周円１０ｂとの周長
差に応じて、鋼板矢板８e3の長さを鋼板矢板８e4
の長さより長くするためである。このような外側
鋼板矢板及び内側鋼板矢板の調整は、反対側の鋼
板矢板８e5，８e6についても、また他の角鋼管矢
板８ｆ〜８ｉについても同様に行われる。更に、
アーチ１１は図示していない他の円形セルとの接
続に用いられる。
次いで、この角鋼管矢板を、実際に人工島用の
円形セル（直径約20m、建込深さ40m）に用いた
場合の例を示す。使用した角鋼管矢板としては、
下記寸法諸元のものを製造し、連設試験を行つ
た。
本体角鋼管 600×600mm
板厚 9.0mm
鋼板矢板…… 直線鋼矢板 半截体、板厚9.5mm
アームを部長さ（外側） 200mm
（内側） 170.5mm
したがつて、平行フランジ型ボツクスパイルと
しての寸法は、フランジ幅1000mm、ウエブ高さ
600mmとなる。
また同様にしてフランジ幅約800mm、ウエブ高
さ400mmの角鋼管矢板を製造し、長さ30mの地中
壁を構築したが、予定通り極めて優れた耐力と剛
性を備えた構造体をつくることに成功した。
つぎに、鋼板矢板の溶接接合について、それぞ
れ引張試験を行つた結果を第１表に示す。
第１表において、実施例Ａ〜Ｄは、それぞれ第
８図ａ〜ｄに示した溶接接合部に対応するもので
ある。なお、同図中、６a1は自動潜弧溶接による
溶着金属、６a2は被覆アーク重力式溶接による溶
着金属、６a3及びRa4は炭酸ガス半自動溶接によ
る溶着金属を示す。また、同図ｃの符番６a5は、
補強板を示す。
第１表から明らかなように、いずれも破断位置
は母材となつており、本発明における角鋼管矢板
の溶接部における引張りに対する耐力は母材に対
し充分であることが判る。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to square steel pipe sheet piles used in structures such as earth retaining, foundations, underground walls, wells, and cells in the fields of civil engineering, architecture, etc., and is particularly applicable to applications that require high yield strength. Regarding square steel pipe sheet piles suitable for. [Prior art] Steel sheet piles have been developed in various shapes, such as U-shape, Z-shape, straight shape, box shape, and tubular shape, depending on the purpose from both the usage and economical point of view. . These steel sheet piles are used individually or in combination depending on structural requirements. For example, when constructing a cell by connecting straight steel sheet piles, reinforcing CT-shaped steel is welded to the straight sheet piles at appropriate intervals. If this type of cell does not meet the required strength, the strength is improved by interlocking steel pipe sheet piles with joints with straight steel sheet piles. In addition, for quay walls and underground walls with a large construction depth, as shown in Figure 9, box-shaped steel sheet piles a 1 ,
A method is adopted in which a highly rigid wall c is constructed by connecting a 2 with joints b 1 and b 2 . The box-shaped steel sheet piles a 1 and a 2 used at this time are:
The tips of the flanges d 1 to d 4 are formed into claw joints e 1 to e 8 . These box-shaped steel sheet piles a 1 and a 2 are manufactured by a normal rolling method. Therefore, there is a limit to the height of the webs f 1 and f 2 , and it is not possible to construct a wall c having a sufficient thickness to withstand large earth pressure, water pressure, etc. Therefore, when constructing walls that are exposed to even greater earth pressure, water pressure, etc., large diameter steel pipe sheet piles are used. FIG. 10 shows a part of the well g constructed using this large-diameter steel sheet pile. Each steel pipe sheet pile
h 1 , h 2 . . . are connected to each other by a joint i. In the steel pipe sheet piles h 1 and h 2 sections, the well g constructed in this manner has sufficient strength. However, at joint i, especially the earth pressure indicated by arrows P 1 and P 2 ,
It does not have the same strength as the base material against compressive force, tensile force, shearing force, etc. caused by water pressure. As a result, joint i is likely to become a starting point for fracture. Therefore, when constructing this type of well, inside the well g formed by connecting the steel pipe sheet piles h 1 and h 2 ,
A large number of ring beams are arranged according to the depth of pouring,
Measures to counter large earth pressure, water pressure, etc. are adopted. [Problems to be solved by the invention] When constructing a structure using straight steel sheet piles,
Even if we use the cell construction method, which is safe and easy to construct,
Its size is limited to 20 to 30 m in diameter and 10 to 20 m in depth. When a larger diameter or depth is required, structures using straight steel sheet piles have problems such as bending, breakage, and damage to joints. Furthermore, when non-linear steel sheet piles such as U-shaped and Z-shaped are used, a structure with superior strength can be obtained compared to a structure constructed using straight steel sheet piles because the section modulus is larger. However, when strong earth pressure, water pressure, etc. are applied, various reinforcing materials are required. Also,
The problem is that the construction method becomes complicated and costs are high. For this reason, there are problems in using these non-linear steel sheet piles for constructing large structures. In this regard, the box-shaped steel sheet piles a 1 and a 2 shown in Fig. 9
The structure constructed by this method has a very large section modulus and has a double wall structure, so it is possible to construct a wall body with no particularly weak parts and high rigidity and reliability. However, the box-shaped steel sheet pile a 1 ,
Since a2 is manufactured by the rolling method as described above, manufacturing restrictions are imposed on dimensions such as flange width, web height, flange thickness, and web thickness. Therefore, the sizes of the box-shaped steel sheet piles a 1 and a 2 are limited, and the design of the structure itself cannot be made the most economical. Furthermore, when using the box-shaped steel sheet piles a 1 and a 2 , it is necessary to prepare relatively expensive joints b 1 and b 2 , which raises the problem of high costs both economically and in terms of construction methods. be. On the other hand, the cross-sectional dimensions of the steel pipe sheet piles h 1 and h 2 shown in FIG. 10 can be selected quite freely. In addition, for structures with a large construction depth, such as deep-water quay walls and revetments such as artificial islands, there is a large degree of freedom in design in terms of cross-sectional dimensions and overall length design, and screw augers can be used during construction. It has many advantages, such as low-noise construction using the same working machines. However, the fitting i
Since this location is a structural weak point against compressive and tensile forces, a huge reinforcing member such as a ring beam J is required, which complicates the construction method and increases the economic burden. Therefore, an object of the present invention is to provide a steel sheet pile that has no structural weaknesses, has sufficient resistance against large earth pressure, water pressure, etc., and is easy to construct. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the object, the square steel pipe sheet pile of the present invention has steel sheet piles having a connecting joint at one end arranged at each corner along the horizontal axis direction of the flange wall. It is characterized by being joined to form a parallel flange type box pile. Further, the radius of curvature of the corner portion can be 1.0 to 5.0 times the plate thickness. Moreover, the width lengths of the opposing steel sheet piles may be different. Furthermore, the steel sheet pile can be manufactured by cutting a straight steel sheet pile in half. [Example] Hereinafter, the features of the present invention will be specifically explained with reference to Examples. FIG. 1 shows the square steel pipe sheet pile of this example. The square steel pipe sheet pile includes a square steel pipe 1 serving as a main body and steel sheet piles 2a to 2d connected to the square steel pipe 1. The square steel pipe 1 is composed of four sides: flange walls 1a, 1b and web walls 1c, 1d. and,
Each flange wall 1a, 1b and web wall 1
c and 1d are integrated through the corners 3a to 3d. Note that in this specification, the flange wall 1
Axis lines passing through the center of plate thickness of a and 1b X 1 −X 1 , X 2 −
X 2 is called the horizontal axis. Steel sheet piles 2a to 2d having a connecting joint only at one end are joined to this square steel pipe 1. The connecting joints 4a to 4d of the steel sheet piles 2a to 2d serve as pairs when connected, respectively. For example, as shown in FIGS. 2a and 2b, the connecting joint 4a 1 of the steel sheet pile 2a 1 is connected to the adjacent square steel pipe sheet pile 2.
The connecting joint 4c 1 of c 1 and the connecting joint 4a 2 of the steel sheet pile 2a 2 are similarly combined so as to mesh with the connecting joint 4c 2 of the adjacent steel sheet pile 2c 2 , respectively. It goes without saying that the connecting joints 4a to 4d may have various shapes and may be selected and joined depending on the intended use. The square steel pipe 1 shown in FIG. 1 has a square cross-sectional outline. However, the cross-sectional outline of the square steel pipe 1 is not restricted by this, and can be freely selected, such as a rectangular parallelepiped or trapezoid, depending on the purpose, depending on the required section modulus. In addition, steel sheet piles 2a to 2
d is not limited to sheet piles manufactured by the rolling method, but can be manufactured by various methods. Furthermore, the connecting joints 4a to 4d are not limited to the shape shown in FIG. 2, but may be joints obtained by bending steel plates as shown in FIG. Various shapes such as joints and Larsen type joints can be adopted. In the experience of the present inventors, it has been found that half-cut bodies of straight steel sheet piles are excellent in terms of watertightness, cost, ease of construction, etc., especially when used in cell construction methods. Now, the steel sheet piles 2a to 2d each include flat steel plate-shaped arm portions 5a to 5d. When a square steel pipe sheet pile is assembled by joining the arm parts 5a to 5d to the square steel pipe 1, the arm parts 5a to 5
d is a portion that becomes part of the flange. Therefore, the plate thickness of the arm parts 5a to 5d is the same as that of the square steel pipe 1.
It is desirable that there is not much difference in wall thickness from that of . However, taking the square steel pipe 1 and the steel sheet piles 2a to 2d as an example, it is often difficult to use the same thickness due to standards, manufacturing technology, cost, etc. On the other hand, due to its use as a square steel pipe sheet pile, the horizontal axis X 1 −X 1 ,
It is desirable that each part has an equal proof stress against tension in the X 2 −X 2 direction. Based on the experience of the present inventors, especially when using the cell construction method, the wall thickness of the square steel pipe 1 and the steel sheet pile 2
It has been found that it is most economical for the ratio of the plate thicknesses a to 2d to be in the range of 0.9 to 1.1. Further, the width of the steel sheet piles 2a to 2d, that is, the length of the arm portions 5a to 5d in the width direction, may be arbitrarily determined depending on the purpose. However, arm parts 5a to 5d
When making the length half the width of the flange walls 1a and 1b, if square steel pipe sheet piles are erected to construct an underground wall, etc., each part will respond almost equally to the pressure in the direction perpendicular to the underground wall, etc. It can be made to have proof strength. Next, the square steel pipe 1 and the steel sheet piles 2a, 2b
A square steel pipe sheet pile according to the present invention constructed using (further using another pair) will be explained. In the example shown in Fig. 1, the steel sheet pile 2 obtained by cutting a straight steel sheet pile at its longitudinal center
a to 2d are welded to corners 3a to 2d of the square steel pipe 1.
It is joined to 3d. During this joining, the steel sheet piles 2a to 2 are connected along the horizontal axes X 1 -X 2 and X 2 -X 2 passing through the center of the plate thickness of the flange walls 1a and 1b of the square steel pipe 1.
Arrange d. When arranged in this way, a square steel pipe sheet pile having the shape of a parallel flange type box pile is formed. At this time, the flange walls 1a, 1
b, web walls 1c, 1d and steel sheet piles 2a to 2d
It is advantageous in terms of strength and economy to keep each plate thickness t 1 to t 8 within the range of 0.9 to 1.1. Adjustment of this plate thickness is also an extremely advantageous condition for welding and joining, which will be described later. In addition, the locations where the steel sheet piles 2a to 2d are welded to the square steel pipe 1 are shown as welded joints 6a to 6d in FIG. 1. FIG. 4 shows an enlarged view of the welded joint 6c at the corner 3c of the square steel pipe 1. In normal cases, the horizontal axis passing through the center of the flange wall 1a
Welding is performed so that X 1 −X 1 and the horizontal axis of the arm portion 5c of the steel sheet pile 2c coincide with each other. When the plate thickness t 1 and the plate thickness t 7 are different, the outer surface 1a 1 of the flange wall 1a is adjusted as necessary to prevent unevenness from occurring on the outer wall surface.
The outer surface 5c1 of the arm portion 5c of the steel sheet pile 2c may be designed as appropriate, such as by making the outer surface 5c1 of the arm portion 5c of the steel sheet pile 2c coincide with the same plane. Also, the end surface 5c 2 of the arm portion 5c is the horizontal axis X 1 −X 1
If the radius of curvature R of the corner 3c is made to be 1.0 to 5.0 times the plate thickness t1 , there is no need to prepare a groove again during welding, and the desired strength can be achieved. It becomes possible to form the welded joint 6c extremely economically. One of the characteristics of this square steel pipe sheet pile is that it can be easily manufactured with a desired section modulus. In other words, the square steel tube of the main body is manufactured by rolling, pressing, etc. from a flat steel plate having a desired thickness according to the most economical design, by welding a steel plate formed into a shape, or by roller forming a round steel tube. By this method, it is possible to manufacture a wide variety of products with arbitrary dimensions. Therefore, it is highly adaptable to purposes. A further feature is that the fully reinforced joint structure can be constructed economically. This point is as explained in FIG. 4, but the radius of curvature R will be further explained. If the radius of curvature R is 1.0t1 or less,
In forming the necessary weld joint 6c, it becomes necessary to prepare a new groove, which is not economical. On the other hand,
If the radius of curvature R is set to 5.0t 1 , the welded joint 6c becomes very large and loses economic efficiency. That is, by setting the radius of curvature R to 1.0t 1 or more and 5.0t 1 or less,
The welded joint 6c having the most necessary strength can be constructed most economically. This is the reason why it is preferable to set the radius of curvature R to 1.0 to 5.0. In Fig. 4, the horizontal axis X 1 −X 1 and the steel sheet pile 2
An example has been described in which the horizontal axis of the arm portion 5c of the arm portion 5c is made to coincide with the horizontal axis of the arm portion 5c. However, it is not a requirement that the steel sheet pile 2c be geometrically strictly aligned with the horizontal axis X1 - X1 . For example, as shown in FIG. 5, the horizontal axis X 1 -X 1 of the flange wall 1a and the axis X 3 -X 3 of the arm portion 5c may be inclined at an angle θ of about ±10°. This is an allowable value as a design margin, especially when constructing a circular cell. In addition, the steel sheet piles 2a~ are attached to the flange walls 1a, 1b.
As a welding method for joining 2d, various methods such as automatic submerged arc welding, covered arc gravity welding, and carbon dioxide gas semi-automatic welding can be adopted. The square steel pipe sheet piles formed in this way are
It has strong resistance to tensile forces in the X 1 -X 1 and It also has sufficient strength. In addition, when stronger rigidity against such acting forces is required, the web wall 1
By employing the square steel pipe 1 with large heights c and 1d, this need can be satisfied. In addition, structures such as underground walls constructed using this square steel pipe sheet pile are highly reliable because each part has substantially uniform structural strength against earth pressure. Figure 6 shows an example of underground wall construction. The underground wall 7 is constructed by sequentially driving square steel pipe sheet piles 8a to 8d as shown in FIG. If the soil is hard, it is desirable to use an earth auger, jet cutter, etc. to excavate or soften the placement point in advance. However, in normal cases, unless the soil is particularly hard, there is no need to adopt such a special construction method. Further, the cavities 7a to 7d of the underground wall 7 are filled with concrete or the like as necessary. When filling the concrete, in order to improve the adhesion of the concrete, for example, as shown in the cavity 7d,
By attaching checker plates 9, expanded metal, etc. to the square steel pipe sheet piles 8d in advance, a structurally strong underground wall can be constructed. FIG. 7 shows a circular cell 10 (in this example, a cell is defined in a broad sense as a structure consisting of an outer shell and a filling material inserted into it) by connecting square steel pipe sheet piles 8e to 8i. Here is an example of constructing the following. In this case, the diameter of the cell 10 is 20~
It is about 30m. Here, taking the square steel pipe sheet pile 8e as an example, the widths of the flange walls 8e 1 and 8e 2 are equal. However, the widths of the steel sheet piles 8e 3 and 8e 4 are different. This means that the length of the steel sheet pile 8e 3 is changed to the length of the steel sheet pile 8e 4 according to the difference in circumferential length between the outer circumferential circle 10a and the inner circumferential circle 10b of the circular cell 10.
This is to make it longer than the length of. Such adjustment of the outer steel sheet piles and the inner steel sheet piles is performed in the same manner for the steel sheet piles 8e 5 and 8e 6 on the opposite side and for the other square steel pipe sheet piles 8f to 8i. Furthermore,
The arch 11 is used for connection with other circular cells (not shown). Next, we will show an example in which this square steel pipe sheet pile was actually used in a circular cell (approximately 20 m in diameter and 40 m in depth) for an artificial island. The square steel pipe sheet piles used are:
A product with the following dimensions was manufactured and a series test was conducted. Main body square steel pipe 600×600mm Plate thickness 9.0mm Steel sheet pile... Straight steel sheet pile Half cut body, plate thickness 9.5mm Length of arm (outside) 200mm (inside) 170.5mm Therefore, the dimensions of the parallel flange type box pile are , flange width 1000mm, web height
It will be 600mm. In the same way, we manufactured square steel pipe sheet piles with a flange width of approximately 800 mm and a web height of 400 mm, and constructed a 30 m long underground wall, but as planned, we were able to create a structure with extremely high strength and rigidity. Successful. Next, Table 1 shows the results of tensile tests conducted on welded joints of steel sheet piles. In Table 1, Examples A-D correspond to the welded joints shown in FIGS. 8a-d, respectively. In addition, in the same figure, 6a 1 shows the weld metal by automatic submerged arc welding, 6a 2 shows the weld metal by covered arc gravity welding, and 6a 3 and Ra 4 show the weld metal by carbon dioxide gas semi-automatic welding. In addition, the number 6a 5 in the same figure c is
A reinforcing plate is shown. As is clear from Table 1, the fracture position is in the base material in all cases, and it can be seen that the tensile strength of the welded portion of the square steel pipe sheet pile in the present invention is sufficient for the base material.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
以上に説明したように、本発明の角鋼管矢板に
よるとき、極めて大きな土圧、水圧等に対する耐
力を備えた井筒基礎、大形セル、護岸等の構造物
が構築される。また、その角鋼管矢板のサイズ、
肉厚等を自由に変更することができるので、その
構造物に対する設計上の制約も、従来の鋼矢板、
鋼管矢板等に比較して充分に緩和される。このよ
うに、本発明の角鋼管矢板は、物理的特性に優
れ、且つ作業性良く経済的に構造物を構築するこ
とができるものであるから、その実用効果が極め
て多大である。
As explained above, when using the square steel pipe sheet piles of the present invention, structures such as well foundations, large cells, and seawalls that have resistance to extremely large earth pressures, water pressures, etc. can be constructed. Also, the size of the square steel pipe sheet pile,
Since the wall thickness etc. can be changed freely, there are no design constraints on the structure compared to conventional steel sheet piles,
It is sufficiently relaxed compared to steel pipe sheet piles, etc. As described above, the square steel pipe sheet pile of the present invention has excellent physical properties and can be used to construct structures economically with good workability, and therefore has extremely great practical effects.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明実施例の角鋼管矢板を示し、第
２図は該角鋼管矢板における鋼板矢板の数例を示
し、第３図は該鋼板矢板の継手の数例を示し、第
４図及び第５図はフランジ壁と鋼板矢板との溶接
接合を示し、第６図及び第７図はそれぞれ該角鋼
管矢板を使用して地中壁及びセルを構築した例を
示し、第８図はフランジ壁と鋼板矢板との溶接接
合についてのその他の例を示す。また、第９図は
従来の鋼矢板の接合を示管、第１０図は従来の鋼
管矢板を用いてセルを構築した例を示す。
FIG. 1 shows a square steel pipe sheet pile according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows several examples of steel sheet piles in the square steel pipe sheet pile, FIG. 3 shows several examples of joints of the steel sheet pile, and FIG. and Fig. 5 show welding connections between flange walls and steel sheet piles, Figs. 6 and 7 show examples of constructing underground walls and cells using the square steel pipe sheet piles, respectively, and Fig. 8 shows Other examples of welded joints between flange walls and steel sheet piles will be shown. Moreover, FIG. 9 shows the joining of conventional steel pipe sheet piles, and FIG. 10 shows an example of constructing a cell using conventional steel pipe sheet piles.