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特開2021-25305鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造、その接続構造を有する構造壁および鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-25305(P2021-25305A)
(43)【公開日】2021年2月22日
(54)【発明の名称】鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造、その接続構造を有する構造壁および鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法
(51)【国際特許分類】
E02B 3/06 20060101AFI20210125BHJP
【ＦＩ】
E02B3/06 301
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2019-143884(P2019-143884)
(22)【出願日】2019年8月5日
(71)【出願人】
【識別番号】000230010
【氏名又は名称】ジオスター株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(74)【代理人】
【識別番号】100187849
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 隆史
(74)【代理人】
【識別番号】100212059
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 卓也
(72)【発明者】
【氏名】中谷 郁夫
(72)【発明者】
【氏名】松野 真樹
【テーマコード（参考）】
2D118
【Ｆターム（参考）】
2D118AA11
2D118AA12
2D118BA03
2D118BA05
2D118CA03
2D118FA06
2D118GA07
2D118GA09
(57)【要約】
【課題】地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供する。【解決手段】鋼構造物２０（３０）とプレキャストコンクリート部材５０とが接続された接続構造であって、鋼構造物２０（３０）は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、プレキャストコンクリート部材５０は下方に開口部５１を備え、開口部５１には、プレキャストコンクリート部材５０から突出する鉄骨部材５５が配置され、鋼構造物２０（３０）の地上に突出した部分である突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるように、プレキャストコンクリート部材５０が設置された際に、鉄骨部材５５と突出部２１が対向して配置され、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙がモルタル等ａで充填されていることを特徴とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼構造物とプレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、
前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、
前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置され、
前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置され、
前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、
前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置され、
前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置され、
前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
【請求項2】
前記鉄骨部材の下端に、前記プレキャストコンクリート部材が上方に抜け出すのを防止するための定着部材が取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
【請求項3】
前記プレキャストコンクリート部材と前記鋼構造物を貫通するように棒状部材が挿入され、
前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋を拘束し、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋を拘束し、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
【請求項4】
前記拘束部材はフランジ部を有しており、
前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋が前記フランジ部を貫通していることを特徴とする、請求項３に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋が前記フランジ部を貫通していることを特徴とする、請求項３に記載の鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
【請求項5】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の接続構造が連続して配置されていることを特徴とする、構造壁。
【請求項6】
前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の構造壁。
【請求項7】
前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管矢板で構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の構造壁。
【請求項8】
前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記鋼構造物と前記プレキャストコンクリート部材が配置されていることを特徴とする、請求項６または７のいずれか一項に記載の構造壁。
【請求項9】
鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、
前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置されており、
一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分である突出部が、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置される工程と、
前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる工程とを有することを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法。
前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置されており、
一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分である突出部が、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置される工程と、
前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる工程とを有することを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された鋼構造物を用いた構造壁（以下、“鋼構造壁”）と、当該鋼構造壁の上部に設置されるプレキャストコンクリート部材との接続構造に関する。
【背景技術】
【0002】
地中に埋設される鋼構造壁としては主に鋼矢板や鋼管矢板が用いられる。特に鋼矢板に関しては、従来のＵ形鋼矢板に対して施工性、構造信頼性、経済性に優れるハット形鋼矢板の開発がなされ、現在広く利用されている。また、優れた剛性を有する鋼管矢板を用いたタイプの鋼構造壁も開発されている。このような鋼構造壁は、地中に埋設されて利用されるのみならず、特許文献１に開示されているように上部を地上に突出させた状態で利用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３−０４９９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に開示された構造壁は素材が鋼材であるために、時間と共に腐食が進み、景観が損なわれてしまう。特に、港湾や海洋等で特許文献１の構造壁を使用する際には、腐食が進みやすい海水に接する環境下での使用となることから、鋼材の腐食防止や構造壁としての景観保全のために施工時においては樹脂などで鋼材の表面を被覆する防食処理が必要となる。鋼構造壁を構築すること自体は効率的な作業が可能であって工期面においても優れているが、上記のような防食処理を行うことは工期面におけるデメリットとなる。
【0005】
そこで、地中部に鋼構造物を設置し、地上部においてはその鋼構造物上に防食処理の不要なプレキャストコンクリート部材を設置するといったハイブリッド構造を用いて構造壁を構築することも考えられる。この様な構造を採用する場合には、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材との接続方法が重要となるが、プレキャストコンクリート部材の鉄筋を鋼矢板等の鋼構造物に溶接することは工事効率などの面で問題がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地中部の鋼構造物に対して、その上に設置されるプレキャストコンクリート部材の定着性に優れ、工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する本発明は、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置され、前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置され、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする。
【0008】
この接続構造にあっては、前記鉄骨部材の下端に、前記プレキャストコンクリート部材が上方に抜け出すのを防止するための定着部材が取り付けられていても良い。また、前記プレキャストコンクリート部材と前記鋼構造物を貫通するように棒状部材が挿入され、前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋を拘束し、前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられていても良い。この場合、前記拘束部材はフランジ部を有しており、前記プレキャストコンクリート部材内部の鉄筋が前記フランジ部を貫通していても良い。
【0009】
また、別の観点による本発明は、これらの接続構造が連続して配置されていることを特徴とする、構造壁である。
【0010】
この構造壁にあっては、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていても良い。また、前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管矢板で構成されていても良い。また、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記鋼構造物と前記プレキャストコンクリート部材が配置されていても良い。
【0011】
さらに別の観点による本発明は、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、前記プレキャストコンクリート部材は下方に開口部を備え、前記開口部には、前記プレキャストコンクリート部材から突出する鉄骨部材が配置されており、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分である突出部が、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるように、前記プレキャストコンクリート部材が設置された際に、前記鉄骨部材と前記突出部が対向して配置される工程と、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材とを強固に、かつ優れた作業効率で接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。
【図3】本発明の第１の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図5】本発明の第２の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。
【図7】本発明の第２の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図8】本発明の第２の実施形態に係る構造壁の部分断面図であり、鋼構造物およびプレキャストコンクリート部材の貫通穴について説明するための図である。
【図11】本発明の第３の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図13】本発明の第４の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図15】本発明の第５の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。
【図17】本発明の第６の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。
【図18】本発明の第６の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。
【図19】本発明の第６の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。
【図20】本発明の第６の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。
【図21】プレキャストコンクリート部材の形状例を示す図である。
【図22】棒状部材を省略した本発明の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図24】棒状部材を省略した本発明の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。
【図26】鉄骨部材の形状例を示す図である。
【図27】鉄骨部材の形状例を示す図である。
【図28】鉄骨部材の形状例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、基礎部として地中部に設置される鋼構造物と、地上部に設置されるプレキャストコンクリート部材の接続構造および接続方法である。また、本発明は、その接続構造を有した、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材からなる構造壁である。この構造壁の用途としては例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等がある。
【0015】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0016】
＜第１の実施形態＞第１の実施形態では、構造壁の基礎部を構成する鋼構造物として鋼矢板が使用されている。図１に示すように構造壁１は、構造壁１の延長方向Ｌ（法線方向）に沿って列状に連続して設置された複数の鋼矢板２０と、それらの鋼矢板２０の上部に連続して設置された複数のプレキャストコンクリート部材５０で構成されている。本実施形態におけるプレキャストコンクリート部材５０は鋼矢板２０の２枚分の幅を有している。なお、プレキャストコンクリート部材５０と鋼矢板２０の幅方向は、構造壁１の延長方向Ｌと同じ方向である。
【0017】
図２および図３に示すように鋼矢板２０は地中に埋設されているが、その一部は地上に突出した状態となっている。プレキャストコンクリート部材５０の下端部には、鋼矢板２０の地上に突出している部分（以下、「突出部２１」）を収容可能な開口部５１が設けられている。開口部５１はプレキャストコンクリート部材５０を延長方向Ｌ（図１）に貫通するように形成され、図３に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の下端部は、開口部５１を間に挟み、第１の端部５２と第２の端部５３とに分割された形状となっている。
【0018】
プレキャストコンクリート部材５０は、第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置する状態で鋼矢板２０の上部に設置されている。すなわち、構造壁１の側面視においては、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるようにして、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２と第２の端部５３が鋼矢板２０の突出部２１に跨るように設置されている。
【0019】
プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１には、プレキャストコンクリート部材５０の内部から開口部５１に向かって下方に突出する鉄骨部材５５が配置されている。図示の形態では、鉄骨部材５５は所定の間隔を空けて互いに平行に配置された２枚の鋼板で構成される。鉄骨部材５５の上半部は、プレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれ、鉄骨部材５５の下半部は、開口部５１内において下方に突出している。但し、鉄骨部材５５の下端は、プレキャストコンクリート部材５０の下端（第１の端部５２と第２の端部５３の下端）と同じか、僅かに高い位置に設定されている。また、これら２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５下端には、鋼板の下端同士を接続するようにして定着部材５６が取り付けられていても良い。そして、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるように、プレキャストコンクリート部材５０が設置されたことにより、鉄骨部材５５と突出部２１が対向して配置された状態となっている。
【0020】
プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空間にはモルタルまたはコンクリートａ（以下、「モルタル等ａ」）が充填されている。すなわち、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるように、プレキャストコンクリート部材５０が設置された状態において、２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５における鋼板同士の隙間、鉄骨部材５５と突出部２１との間に形成された隙間、開口部５１の内面と鉄骨部材５５および突出部２１との間に形成された隙間は、いずれもモルタル等ａで埋められた状態になっている。
【0021】
また、図４に示すように鋼矢板２０は継手部２３を介して互いに連結されているが、本実施形態の構造壁１においては、プレキャストコンクリート部材５０の幅方向端面５０ａの位置が鋼矢板２０の継手部２３の位置と異なる位置となるようにプレキャストコンクリート部材５０が設置されている。すなわち、構造壁１の延長方向Ｌにおける隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部（幅方向端面５０ａ）と、隣り合う鋼矢板２０の目地部（継手部２３）とが互いに異なる位置となるように構造壁１が構築されている。プレキャストコンクリート部材５０をこのように配列することは必須ではないが、プレキャストコンクリート部材５０の目地部と鋼矢板２０の目地部が重ならないようにすることで、地震発生時等における目地部のずれ発生を、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０で互いに抑制することができる。
【0022】
第１の実施形態の構造壁１は以上にように構成されている。次に、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法について説明する。
【0023】
（第１工程）まず、構造壁１の基礎部として複数の鋼矢板２０を地中に埋設していくが、この際に一部（突出部２１）が地上に突出した状態となるように鋼矢板２０を設置しておく。そして、工場で予め製造されたプレキャストコンクリート部材５０を鋼矢板２０の上部に設置する。ここではプレキャストコンクリート部材５０の下端部に形成された開口部５１と、鋼矢板２０の突出部２１との位置を合わせ、鋼矢板２０の突出部２１にプレキャストコンクリート部材５０を被せるようにしてプレキャストコンクリート部材５０を地表面に吊り下げていく。これにより、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるような状態でプレキャストコンクリート部材５０が設置される。また、開口部５１の内部では、プレキャストコンクリート部材５０から突出している鉄骨部材５５が、鋼矢板２０の突出部２１に対して向かい合って配置された状態となる。
【0024】
本実施形態においては１つのプレキャストコンクリート部材５０が３枚の鋼矢板２０の上に載るようにプレキャストコンクリート部材５０を設置される。なお、構造壁１を防潮堤や防波堤等に使用する場合、プレキャストコンクリート部材５０を海底面に設置する際には鋼構造物の周囲の仮締切を行い、排水が終了した後に作業を行う。
【0025】
（第２工程）次に、プレキャストコンクリート部材５０に設けられたモルタル注入穴（不図示）を介してプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙にモルタル等ａを充填する。そして、充填されたモルタル等ａが凝固することにより鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とが接続される。このとき、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置し、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０が重なった状態にあるため、両者が強固に接続される。特に、構造壁１を防潮堤等の海岸付近で使用する際には、津波などの発生時に海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになるため、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とを重ねて接続することが有用である。
【0026】
以上の方法で鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続すれば、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０に覆われることになる。したがって、この接続構造を有する構造壁１においては鋼矢板２０の突出部２１が外観に現れないため、施工時における鋼矢板２０の防食処理を省略することができる。これにより工期を短縮することが可能となる。
【0027】
また、開口部５１の内部では、鉄骨部材５５と突出部２１が互いに平行に対向して配置され、２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５における鋼材同士の隙間、鉄骨部材５５と突出部２１との間に形成された隙間、開口部５１の内面と鉄骨部材５５および突出部２１との間に形成された隙間は、いずれも凝固したモルタル等ａで埋められた状態になっている。このため、プレキャストコンクリート部材５０が受ける回転モーメントが効果的に鋼矢板２０に伝達され、津波などの発生時にプレキャストコンクリート部材５０に作用する外力を強固に受け止めることが可能となる。また、鉄骨部材５５下端には定着部材５６が取り付けられている場合は、開口部５１内で凝固したモルタル等ａによってプレキャストコンクリート部材５０はしっかりと定着され、プレキャストコンクリート部材５０が上方に抜け出すことが防止される。
【0028】
本実施形態の接続構造によれば、構造壁１としての剛性を高めることが可能となる。また、本実施形態では、１つのプレキャストコンクリート部材５０が複数枚の鋼矢板２０に接続されるように各プレキャストコンクリート部材５０が配列されているため、構造壁１の剛性をより向上させることができる。
【0029】
さらに本実施形態では、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部と隣り合う鋼矢板２０の目地部とが重ならないように両者が接続されているため、地震発生時等における鋼矢板２０の目地部のずれや、プレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれを抑えることができる。
【0030】
＜第２の実施形態＞第２の実施形態でも、構造壁の基礎部を構成する鋼構造物として鋼矢板が使用されている。この第２の実施形態では、プレキャストコンクリート部材５０の下端部（第１の端部５２と第２の端部５３）と鋼矢板２０の上部（突出部２１）を棒状部材２で連結した例を示している。
【0031】
第１の実施形態と同様に、図５に示すように構造壁１は、構造壁１の延長方向Ｌ（法線方向）に沿って列状に連続して設置された複数の鋼矢板２０と、それらの鋼矢板２０の上部に連続して設置された複数のプレキャストコンクリート部材５０で構成されている。なお、プレキャストコンクリート部材５０と鋼矢板２０の幅方向は、構造壁１の延長方向Ｌと同じ方向である。
【0032】
図６および図７に示すように鋼矢板２０は地中に埋設されているが、その一部は地上に突出した状態となっている。プレキャストコンクリート部材５０の下端部には、鋼矢板２０の地上に突出している部分（以下、「突出部２１」）を収容可能な開口部５１が設けられている。開口部５１はプレキャストコンクリート部材５０を延長方向Ｌ（図５）に貫通するように形成され、図７に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の下端部は、開口部５１を間に挟み、第１の端部５２と第２の端部５３とに分割された形状となっている。
【0033】
プレキャストコンクリート部材５０は、第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置する状態で鋼矢板２０の上部に設置されている。すなわち、構造壁１の側面視においては、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるようにして、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２と第２の端部５３が鋼矢板２０の突出部２１に跨るように設置されている。
【0034】
プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１には、プレキャストコンクリート部材５０の内部から開口部５１に向かって下方に突出する鉄骨部材５５が配置されている。鉄骨部材５５の上半部は、プレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれ、鉄骨部材５５の下半部は、開口部５１内において下方に突出している。但し、鉄骨部材５５の下端は、プレキャストコンクリート部材５０の下端（第１の端部５２と第２の端部５３の下端）と同じか、僅かに高い位置に設定されている。また、これら２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５下端には、鋼板の下端同士を接続するようにして定着部材５６が取り付けられている。そして、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるように、プレキャストコンクリート部材５０が設置されたことにより、鉄骨部材５５と突出部２１が対向して配置された状態となっている。
【0035】
プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空間にはモルタル等ａが充填されている。すなわち、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるように、プレキャストコンクリート部材５０が設置された状態において、２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５における鋼板同士の隙間、鉄骨部材５５と突出部２１との間に形成された隙間、開口部５１の内面と鉄骨部材５５および突出部２１との間に形成された隙間は、いずれもモルタル等ａで埋められた状態になっている。
【0036】
図８は構造壁１の部分断面図であるが、プレキャストコンクリート部材５０の下端部（第１の端部５２と第２の端部５３の下端）には構造壁１の厚さ方向ｔに貫通する貫通穴６０が形成されている。貫通穴６０はプレキャストコンクリート部材５０の幅方向に沿って複数設けられ、貫通穴６０は一つのプレキャストコンクリート部材５０の下端部において異なる高さに４つずつ形成されている。また、鋼矢板２０の上部（突出部２１）においても構造壁１の厚さ方向ｔに貫通する貫通穴２２が形成されている。プレキャストコンクリート部材５０の下端部に形成された貫通穴６０の位置と鋼矢板２０の上部に形成された貫通穴２２の位置はそれぞれ互いに一致するように配列されている。
【0037】
図７に示すように鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続部においては、鋼矢板２０の貫通穴２２およびプレキャストコンクリート部材５０の貫通穴６０を通るように棒状部材２が挿入されている。なお、棒状部材２の素材は強度が大きいものであれば特に限定されず、樹脂でも金属であっても良いが、例えばＰＣ鋼材、ＰＣ鋼棒、鉄筋、丸鋼、高強度鉄筋または鋼製ボルト等を用いることが好ましい。
【0038】
本実施形態では棒状部材２として鋼製ボルトを使用しているが、挿入された鋼製ボルトはナットで締め上げられており、棒状部材２の長手方向に張力が付与されている。棒状部材２に張力が付与されていなくても鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続することは可能であるが、本実施形態のように棒状部材２に張力を付与することで、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の連結をより強固なものにすることができる。
【0039】
プレキャストコンクリート部材５０の内部には補強用の鉄筋が埋め込まれており、その一例として、図７に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２および第２の端部５３の内部には、それぞれ主鉄筋６２が上下方向に配置されている。なお、プレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれる他の鉄筋としては、例えば配力鉄筋（図示せず）などもある。また、本実施形態の構造壁１においては、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２および第２の端部５３の内部に帯状の部材（例えば鋼材）である拘束部材３がそれぞれ設けられている。拘束部材３はプレキャストコンクリート部材５０の内部にある主鉄筋６２よりも外方に設けられている。換言すると、プレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋６２は拘束部材３と開口部５１との間に位置している。また、主鉄筋６２の先端部には、本実施形態のようにコンクリートと鉄筋の密着性を向上させるための定着板６３が設けられていても良い。定着板６３は例えばナット等の他の部材であっても良い。
【0040】
図９および図１０に示すように拘束部材３は、長手方向がプレキャストコンクリート部材５０の幅方向に向くようにしてプレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれている。本実施形態の拘束部材３はプレキャストコンクリート部材５０の幅よりも、やや短い長さを有し、１つの拘束部材３でプレキャストコンクリート部材５０の幅方向の４つの貫通穴６０を覆うことができる長さとなっている。拘束部材３には、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴６０と同様、貫通穴が形成されており、棒状部材２はその拘束部材３の貫通穴も通るように挿入されている。本実施形態のように拘束部材３を設けることで、複数の棒状部材２が拘束部材３を介して連結されることになり、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の連結をより強固なものにすることができる。また、拘束部材３がプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋６２よりも外方に設けられていることにより、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋６２の変形を抑制することが可能となる。
【0041】
また、図１０に示すように鋼矢板２０は継手部２３を介して互いに連結されているが、プレキャストコンクリート部材５０の幅方向端面５０ａの位置が鋼矢板２０の継手部２３の位置と異なる位置となるようにプレキャストコンクリート部材５０が設置されている。すなわち、構造壁１の延長方向Ｌにおける隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部（幅方向端面５０ａ）と、隣り合う鋼矢板２０の目地部（継手部２３）とが互いに異なる位置となるように構造壁１が構築されている。プレキャストコンクリート部材５０をこのように配列することは必須ではないが、プレキャストコンクリート部材５０の目地部と鋼矢板２０の目地部が重ならないようにすることで、地震発生時等における目地部のずれ発生を、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０で互いに抑制することができる。
【0042】
図７に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の棒状部材２の挿入箇所には、プレキャストコンクリート部材５０の外面から厚さ方向ｔにくり抜かれたような形状を有する凹部５７が設けられている。この凹部５７はプレキャストコンクリート部材５０の製造時に予め形成されるものである。凹部５７にはモルタルが充填されており、挿入された棒状部材２が外観に現れないようになっている。
【0043】
第２の実施形態の構造壁１は以上にように構成されている。次に、第２の実施形態についての鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法について説明する。
【0044】
（第１工程）まず、構造壁１の基礎部として複数の鋼矢板２０を地中に埋設していくが、この際に一部（突出部２１）が地上に突出した状態となるように鋼矢板２０を設置しておく。そして、工場で予め製造されたプレキャストコンクリート部材５０を鋼矢板２０の上部に設置する。ここではプレキャストコンクリート部材５０の下端部に形成された開口部５１と、鋼矢板２０の突出部２１との位置を合わせ、鋼矢板２０の突出部２１にプレキャストコンクリート部材５０を被せるようにしてプレキャストコンクリート部材５０を地表面に吊り下げていく。これにより、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるような状態でプレキャストコンクリート部材５０が設置される。また、開口部５１の内部では、プレキャストコンクリート部材５０から突出している鉄骨部材５５が、鋼矢板２０の突出部２１に対して向かい合って配置された状態となる。
【0045】
本実施形態においても、１つのプレキャストコンクリート部材５０が３枚の鋼矢板２０の上に載るようにプレキャストコンクリート部材５０を設置される。なお、構造壁１を防潮堤や防波堤等に使用する場合、プレキャストコンクリート部材５０を海底面に設置する際には鋼構造物の周囲の仮締切を行い、排水が終了した後に作業を行う。
【0046】
（第２工程）続いて、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴６０（図８）および鋼矢板２０の貫通穴２２（図８）をそれぞれ通るように棒状部材２を挿入する。本実施形態においては棒状部材２として鋼製ボルトを挿入し、ナットを締めることにより棒状部材２の長手方向に張力を付与する。これにより鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０をより強固に接続することができる。なお、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴６０は、プレキャストコンクリート部材５０の製造時に予め形成するようにしても良いし、プレキャストコンクリート部材５０の製造後の加工によって形成するようにしても良い。
【0047】
（第３工程）その後、プレキャストコンクリート部材５０に設けられたモルタル注入穴（不図示）を介してプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙にモルタル等ａを充填する。そして、充填されたモルタル等ａが凝固することにより鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とが接続される。このとき、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置し、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０が重なった状態にあるため、両者が強固に接続される。特に、構造壁１を防潮堤等の海岸付近で使用する際には、津波などの発生時に海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになるため、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とを重ねて接続することが有用である。
【0048】
以上の方法で鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続すれば、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０に覆われることになる。したがって、この接続構造を有する構造壁１においても鋼矢板２０の突出部２１が外観に現れないため、施工時における鋼矢板２０の防食処理を省略することができる。これにより工期を短縮することが可能となる。
【0049】
また、開口部５１の内部では、鉄骨部材５５と突出部２１が互いに平行に対向して配置され、２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５における鋼材同士の隙間、鉄骨部材５５と突出部２１との間に形成された隙間、開口部５１の内面と鉄骨部材５５および突出部２１との間に形成された隙間は、いずれも凝固したモルタル等ａで埋められた状態になっている。このため、プレキャストコンクリート部材５０が受ける回転モーメントが効果的に鋼矢板２０に伝達され、津波などの発生時にプレキャストコンクリート部材５０に作用する外力を強固に受け止めることが可能となる。また、鉄骨部材５５下端には定着部材５６が取り付けられているので、開口部５１内で凝固したモルタル等ａによってプレキャストコンクリート部材５０はしっかりと定着され、プレキャストコンクリート部材５０が上方に抜け出すことが防止される。
【0050】
また、この実施形態の接続構造においては鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０との間に棒状部材２が挿入された状態となっているため、地震の発生時等において棒状部材２に引抜き抵抗力または押込み抵抗力を発生させることができる。すなわち、本実施形態の接続構造によれば、構造壁１としての剛性を高めることが可能となる。また、本実施形態でも、１つのプレキャストコンクリート部材５０が複数枚の鋼矢板２０に接続されるように各プレキャストコンクリート部材５０が配列されているため、構造壁１の剛性をより向上させることができる。
【0051】
また、複数の棒状部材２が貫通する拘束部材３がプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋６２よりも外方に設けられていることにより、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋６２の変形も抑制することも可能となる。
【0052】
さらに本実施形態でも、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部と隣り合う鋼矢板２０の目地部とが重ならないように両者が接続されているため、地震発生時等における鋼矢板２０の目地部のずれや、プレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれを抑えることができる。
【0053】
＜第３の実施形態＞第３の実施形態では、拘束部材３の形状が第１の実施形態と異なっている。図１１に示すように第３の実施形態の拘束部材３の上端部および下端部には、プレキャストコンクリート部材５０の内方、すなわち開口部５１側に突出するフランジ部３ａがそれぞれ形成されている。図１２に示すように拘束部材３のフランジ部３ａには、拘束部材３の長手方向に沿って間隔をおいて貫通穴３ｂが形成されている。各貫通穴３ｂにはプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋６２が通っている。
【0054】
本発明において拘束部材３および主鉄筋６２は必須ではないが、このような第３の実施形態の構造壁１においては、拘束部材３のフランジ部３ａに主鉄筋６２が通っていることにより、拘束部材３を介してコンクリートと鉄筋の密着性を高めることができる。これに加え、複数の主鉄筋６２の拘束力を高めることができ、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋６２の変形抑制効果を高めることができる。すなわち、第３の実施形態の構造壁１では棒状部材２、拘束部材３および主鉄筋６２とが互いに連結されることになり、三者の組み合わせによる相乗効果で、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続をより一層強固なものにすることができる。なお、拘束部材３に設けられるフランジ部３ａの数や位置は特に限定されない。例えば拘束部材３の上端部または下端部のいずれか一箇所にフランジ部３ａが設けられていても良いし、棒状部材２に干渉しなければ拘束部材３の中央部にフランジ部３ａが設けられていても良い。
【0055】
＜第４の実施形態＞図１３に示すように第４の実施形態の拘束部材３の上端部および下端部には、プレキャストコンクリート部材５０の外方、すなわち開口部５１と反対側に突出するフランジ部３ａがそれぞれ形成されている。図１４に示すように拘束部材３のフランジ部３ａには、拘束部材３の長手方向に沿って間隔をおいて貫通穴３ｂが形成されている。各貫通穴３ｂにはプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋６２が通っている。この第４の実施形態に示すように、拘束部材３から外側に突出させたフランジ部３ａに主鉄筋６２を通すことによって、第２、第３の実施形態と比べて、拘束部材の位置をより内側、即ち開口部５１に近い位置に設定することができ、第一の端部および第二の端部の厚みを薄くすることができる。その結果、プレキャストコンクリート部材５０全体の厚みも薄くできるので、軽量化による経済性及び施工面でのメリットが期待できる。主鉄筋６２の拘束力についても主鉄筋６２をフランジ部３ａの貫通穴３ｂを通すことで第２、第３の実施形態に比べて、大幅に低下することはない。
【0056】
＜第５の実施形態＞第５の実施形態では鋼構造物として鋼管矢板３０が使用されている。図１５および図１６に示すように鋼管矢板３０は構造壁１の延長方向Ｌに沿って複数配列されており、各鋼管矢板３０は図１６に示すように継手部３１を介して連結されている。第５の実施形態では１つのプレキャストコンクリート部材５０に対して３本の鋼管矢板３０が接続されている。また、プレキャストコンクリート部材５０は、幅方向端面５０ａが鋼管矢板３０の継手部３１の位置と重ならないように配列されている。これにより隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれの発生を抑えることが可能となる。
【0057】
また、この第５の実施形態では、プレキャストコンクリート部材５０の内部から開口部５１に向かって下方に突出する鉄骨部材５５を、鋼管矢板３０の内部に挿入することにより、鋼管矢板３０の上部（突出部に相当）に鉄骨部材５５を対向させて配置した構造となっている。
【0058】
この第５の実施形態のように、鋼構造物として鋼管矢板３０が使用される場合も、プレキャストコンクリート部材５０を鋼管矢板３０の地上に突出した部分に跨るように設置することで、第１の実施形態等と同様に構造壁１を構築する際に鋼構造物（鋼管矢板３０）とプレキャストコンクリート部材５０を強固に接続することができる。また、開口部５１の内部では、鉄骨部材５５と鋼管矢板３０の上部が互いに平行に対向して配置され、２枚の鋼板で構成される鉄骨部材５５における鋼材同士の隙間、鉄骨部材５５と鋼管矢板３０の上部との間に形成された隙間、開口部５１の内面と鉄骨部材５５および鋼管矢板３０の上部との間に形成された隙間は、いずれも凝固したモルタル等ａで埋められた状態になっている。このため、プレキャストコンクリート部材５０が受ける回転モーメントが効果的に鋼管矢板３０に伝達され、津波などの発生時にプレキャストコンクリート部材５０に作用する外力を強固に受け止めることが可能となる。
【0059】
＜第６の実施形態＞上記の第１〜第５の実施形態では鋼構造物とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法として、プレキャストコンクリート部材５０を地表面に降下させることを前提に説明したが、第６の実施形態ではプレキャストコンクリート部材５０を設置する際に、鋼構造物に設けられた受け面にプレキャストコンクリート部材５０を降下させる例について説明する。
【0060】
例えば図１７に示すように鋼構造物としての鋼管矢板３０の地表面近傍に平板状の基礎コンクリート部材５を設け、この基礎コンクリート部材５にプレキャストコンクリート部材５０を降下させるようにしても良い。この際、基礎コンクリート部材５の上面に所定の高さを有するスペーサー６を設けることが好ましい。鋼構造物を設置する際には隣り合う鋼構造物で設置高さにずれが生じることがあるが、高さの異なるスペーサー６を適宜設けることにより、プレキャストコンクリート部材５０を設置高さを揃えることができる。これにより構造壁１としての景観を良好なものにすることができる。なお、基礎コンクリート部材５とプレキャストコンクリート部材５０との間にはパッキン７が設けられており、後に開口部５１に充填されるモルタル等ａが漏出しないようになっている。
【0061】
上記の図１７に示す例では、プレキャストコンクリート部材５０と、そのプレキャストコンクリート部材５０の底面に接する鋼構造物の受け面との間に設けられたギャップ調節機構として、高さの異なる複数のスペーサー６を用いることとしたが、ギャップ調節機構はスペーサー６を用いることに限定されない。例えば図１８に示すように、プレキャストコンクリート部材５０の下端部に高さ調節用ボルト８を設けるようにしても良い。図１８に示す例では、プレキャストコンクリート部材５０の下端面から突出するボルト８の高さを調節することで、プレキャストコンクリート部材５０の設置高さを調節することができる。
【0062】
また、プレキャストコンクリート部材５０を地表面から離れた位置に設置する際には、図１９に示すように鋼構造物にブラケット９を取り付けるようにしても良い。図１９に示す例では、ブラケット９の上面にプレキャストコンクリート部材５０の幅方向に延びる底型枠１０を設置し、図１７に示す例と同様にスペーサー６によってプレキャストコンクリート部材５０の設置高さを調節する。なお、プレキャストコンクリート部材５０の設置後のブラケット９については、構造壁１の設置個所の地表面を周囲の地表面と同じ高さになるように土で埋めても良いし、ガス切断により除去しても良い。また、図２０に示すように、ギャップ調節機構として図１８に示す例と同様に高さ調節用ボルト８を設けても良い。
【0063】
なお、図１７〜２０では、鋼構造物として鋼管矢板３０を用いた例を示したが、鋼構造物として鋼矢板２０を用いた場合についても、同様の形態を採用できる。
【0064】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0065】
例えば鋼構造物の形状や設置位置等は前述の実施形態で説明したものに限定されない。同様に、プレキャストコンクリート部材５０の形状は前述の実施形態で説明したものに限定されない。例えば図２１に示すように高さが低い形状であっても良い。すなわち、プレキャストコンクリート部材５０の形状は構造壁１の用途によって適宜変更される。また、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１の形状は、使用する鋼構造物の形状、設置位置等において適宜変更される。
【0066】
また、図２２、２３に示す実施形態のように、棒状部材２は省略しても構わない。、図２２、２３に示す実施形態のように、棒状部材２が無くても、開口部５１の内部において、鉄骨部材５５と鋼矢板２０の上部である突出部２１が互いに平行に対向して配置されることにより、プレキャストコンクリート部材５０が受ける回転モーメントが効果的に鋼矢板２０に伝達され、津波などの発生時にプレキャストコンクリート部材５０に作用する外力を強固に受け止めることが可能となる。なお、図２２、２３に示すように、棒状部材２が無い場合であっても、プレキャストコンクリート部材５０の内部には、補強用の鉄筋として、主鉄筋６２が上下方向に配置されていることが好ましい。
【0067】
また同様に、図２４、２５に示す実施形態のように、鋼構造物として鋼管矢板３０を用いた場合も同様に、棒状部材２は省略しても構わない。これら図２４、２５に示す実施形態においても、開口部５１の内部において、鉄骨部材５５と鋼管矢板３０の上部（突出部に相当）が互いに平行に対向して配置されることにより、プレキャストコンクリート部材５０が受ける回転モーメントが効果的に鋼管矢板３０に伝達され、津波などの発生時にプレキャストコンクリート部材５０に作用する外力を強固に受け止めることが可能となる。なお、第１の実施形態やこれら図２２〜２５に示す実施形態のように、棒状部材２を省略する場合は、先に説明した棒状部材２を挿入して鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続する工程（第２の実施形態に関連して説明した第２工程）を省略でき、作業効率が向上する。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等に利用することができる。
【符号の説明】
【0071】
ａ モルタル等１ 構造壁
２ 棒状部材
３ 拘束部材
３ａ 拘束部材のフランジ部
３ｂ フランジ部の貫通穴
４ 添接板
５ 基礎コンクリート部材
６ スペーサー
７ パッキン
８ 高さ調節用ボルト
９ ブラケット
１０ 底型枠
２０ 鋼矢板
２１ 鋼構造物の突出部
２２ 鋼矢板の貫通穴
２３ 鋼矢板の継手部
３０ 鋼管矢板
３１ 鋼管矢板の継手部
５０ プレキャストコンクリート部材
５０ａ プレキャストコンクリート部材の幅方向端面
５１ プレキャストコンクリート部材の開口部
５２ プレキャストコンクリート部材の第１の端部
５３ プレキャストコンクリート部材の第２の端部
５５ 鉄骨部材
５６ 定着部材
５７ プレキャストコンクリート部材の凹部
６０ プレキャストコンクリート部材の貫通穴
６２ 主鉄筋
５３ 定着板
Ｌ 構造壁の延長方向
ｔ 構造壁の厚さ方向