直线形钢板桩、使用了该直线形钢板桩的结构物的加强结构及加强方法技术

本发明专利技术的直线形钢板桩(1)的特征在于，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，从腹板部(5)的中心位置至副爪部(3b)的最外缘的距离h(有效高度)为40mm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及直线形钢板桩(straight web-type sheet piles)、使用了该直线形钢板桩的结构物的加强结构及加强方法。
技术介绍
通常，直线形钢板桩使两端的接头(joint)嵌合(fit)并连结成圆形或椭圆形状，作为闭合的壁结构而使用于结构物的加强结构。作为结构物的加强工作方案的一例，存在如下情况：以包围已存结构物的方式，在周围打设直线形钢板桩而形成外壁，使填充混凝土流入直线形钢板桩与已存结构物的间隙，进行一体化而强化的“衬砌加强工作方案”(winding-up reinforcement construction method)(参照专利文献1)。而且，作为加强使用的直线形钢板桩的形状，存在FL型、FXL型(参照非专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-297826号公报非专利文献非专利文献1：钢管桩协会：钢板桩从设计至施工，pp.337-338，2007
技术实现思路
专利技术要解决的课题在说明专利技术要解决的课题之前，基于图5说明一般性的直线形钢板桩的接头部的形状。如图5所示，直线形钢板桩50具有：由主爪部51a和副爪部51b构成的接头部51；将接头部51彼此连结的腹板部52。在本说明书中，将从腹板部52的中心(中心位置在图5中由单点划线表示)至副爪部51b的最外缘的距离称为有效高度h。接下来，基于图6～图8，说明本专利技术要解决的课题。需要说明的是，图6～图8是在专利文献1中公开的图。在图6中，53表示已存结构物(在专利文献1中为桥墩)，55表示底脚(footing)，57表示地面(ground surface)，在图7及图8中，59表示填充混凝土(在专利文献1中为固化材料)，61表示加强钢筋(reinforcing bar)(61a为主钢筋(main reinforcement)，61b表示带状钢筋(hoop bar))。在前述的“衬砌加强工作方案”(参照图6)中，打算通过使已存结构物53与钢板桩壁(由直线形钢板桩50形成的钢板桩壁)极力接近来减小施工用地面积(construction site area)。然而，如图7所示，在已存结构物53与钢板桩壁之间，有时还配置加强钢筋61，这种情况下，由于直线形钢板桩50的接头部位与加强钢筋61的间隙窄，因此在填充混凝土59流入间隙时，可能混凝土骨材(aggregate for concrete)(最大径20mm左右)卡住、未填充混凝土而产生空隙(弱点部位)。关于这一点，以下基于图8具体地进行说明。在专利文献1中，已存结构物53与钢板桩壁的接近距离(接近距离B)(near distance B)设为200mm程度。此外，根据公路桥规范书(specifications for highway bridges)等，为了确保品质，直至加强钢筋61的覆盖厚度k(cover thickness k)需要为70mm以上。因此，从已存结构物53至加强钢筋61的距离最小成为70mm。而且，同样从确保品质的方面出发，主钢筋直径d1最小规定为16mm，带状钢筋直径d2最小规定为13mm。另一方面，目前，作为使用的直线形钢板桩50的形状，为FL型、FXL型(参照非专利文献1)，有效高度h分别为44.5mm、47.0mm。钢板桩的整个高度(h×2)例如在FL型中为89mm。因此，在使用了FL型的加强结构中，从直线形钢板桩50至加强钢筋61的间隙(最小部)S成为S＝B-k-d1-d2-(h×2)＝200-70-16-13-89＝12mm。这样，即便使用接头部51的有效高度h最小的FL型，间隙S也比通常的混凝土最大骨材径20mm小。根据以上的情况，混凝土骨材可能卡住。针对上述的问题，若能够减小钢板桩的接头形状(高度)，则能够扩宽直线形钢板桩的接头部位与加强钢筋的间隙，从而消除混凝土骨材的卡住的问题。然而，仅仅是减小钢板桩的接头形状的话，存在接头嵌合部的强度下降的问题。在使用了直线形钢板桩的加强结构中，主要通过钢板桩壁面的限制力(restraint effect by sheet pile wall)来提高结构耐力(structural bearing force)。并且，专利技术者们想到了如下情况：产生钢板桩壁的周面限制力的重要部位是钢板桩的接头部，若接头部与接头部嵌合的接头嵌合部的拉伸耐力(tensile bearing force)下降，则钢板桩壁的周面限制力也同时下降。本专利技术为了解决上述那样的课题而作出，其目的在于得到极力减小钢板桩的接头形状(高度)，提高填充混凝土打设时的施工性及结构可靠性(structural reliability)，并且接头嵌合部的拉伸耐力不下降的直线形钢板桩、使用了该直线形钢板桩的加强结构及加强方法。用于解决课题的方案(1)本专利技术的直线形钢板桩在两端具有由主爪(main-claw)和副爪(sub-claw)构成的接头部，其特征在于，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，从腹板部的中心位置至副爪部的最外缘的距离h(有效高度)(effective height)为40mm以下。(2)另外，本专利技术的直线形钢板桩在两端具有由主爪和副爪构成的接头部，其特征在于，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，从腹板部的中心位置至副爪部的最外缘的距离h(有效高度)为37mm以下。(3)另外，本专利技术的结构物的加强结构利用直线形钢板桩包围结构物的周边而进行加强，其特征在于，利用上述(1)或(2)记载的直线形钢板桩，以使所述结构物与所述直线形钢板桩壁的接近距离成为200mm以下的方式包围所述结构物的周边，在所述直线形钢板桩与所述结构物的间隙配置加强钢筋并填充固化材料，从而形成所述结构物的加强结构。(4)另外，本专利技术的结构物的加强方法利用直线形钢板桩包围结构物的周边而进行加强，其特征在于，所述结构物的加强方法包括：利用上述(1)或(2)记载的直线形钢板桩，以使所述结构物与所述直线形钢板桩壁的接近距离成为200mm以下的方式包围所述结构物的周边的工序；将所述直线形钢板桩与所述结构物之间的砂土除去的工序；及在所述直线形钢板桩与所述结构物的间隙配置加强钢筋并填充固化材料的工序。专利技术效果本专利技术的直线形钢板桩中，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，有效高度h为40mm以下，由此能够维持接头嵌合部的强度及施工性，并减小接头形状，因此能够提高经济性。另外，由于接头部的有效高度h为40mm以下，因此从直线形钢板桩至钢筋的间隙S(参照图2)扩展，能够消除混凝土骨材的卡住。附图说明图1是本专利技术的实施方式的直线形钢板桩的接头部的形状的说明图。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线形钢板桩，在两端具有由主爪和副爪构成的接头部，其中，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，从腹板部的中心位置至副爪部的最外缘的距离h(有效高度)为40mm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.03 JP 2014-0403081.一种直线形钢板桩，在两端具有由主爪和副爪构成的接头部，其中，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上，从腹板部的中心位置至副爪部的最外缘的距离h(有效高度)为40mm以下。2.一种直线形钢板桩，在两端具有由主爪和副爪构成的接头部，其中，接头的主爪高度g为6.0mm以上，主爪厚度f3与腹板部板厚f1之比f3/f1为0.82以上，副爪厚度f2与腹板部板厚f1之比f2/f1为1.16以上，接头开口高度c与主爪厚度f3之比c/f3为1.25以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩田邦彦，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP