特開 2023-142020 セグメント部材の製造方法

(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】P2023142020

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】セグメント部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 5/08 20060101AFI20230928BHJP

   E21D 11/14 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

E21D5/08

E21D11/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048673

(22)【出願日】2022-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】蔦原 龍斗

(72)【発明者】

【氏名】高橋 諒

(72)【発明者】

【氏名】長屋 真宏

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BB03

2D155KB04

(57)【要約】

【課題】直線形状のセグメントの寸法精度を容易に向上することができるセグメント部材の製造方法を提供する。
【解決手段】スキンプレート、一対の主桁、一対の継手板及び縦リブを型枠に固定する第１の工程と、型枠に固定されたスキンプレート、一対の主桁、一対の継手板及び縦リブを仮止め溶接してセグメント仮組体を製造する第２の工程と、セグメント仮組体を型枠から取り外す第３の工程と、セグメント仮組体を一対準備し、互いに背面合わせに固定する第４の工程と、スキンプレート、一対の主桁、一対の継手板及び縦リブを溶接する第５の工程とを有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向に延びるスキンプレートと、前記スキンプレートの幅方向端部から立設する一対の主桁と、前記スキンプレートの長手方向の端部から立設する一対の継手板と、前記主桁を連結する縦リブとを有するセグメント部材の製造方法であって、
前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを型枠に固定する第１の工程と、
前記型枠に固定された前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを仮止め溶接してセグメント仮組体を製造する第２の工程と、
前記セグメント仮組体を前記型枠から取り外す第３の工程と、
前記セグメント仮組体を一対準備し、互いに背面合わせに固定する第４の工程と、
前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを溶接する第５の工程とを有することを特徴とするセグメント部材の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載のセグメント部材の製造方法において、
前記第４の工程は、前記セグメント仮組体の前記主桁同士を溶接することを特徴とするセグメント部材の製造方法。

【請求項3】

請求項２に記載のセグメント部材の製造方法において、
前記第５の工程の後、前記セグメント仮組体の前記主桁同士の溶接を解除する工程を有することを特徴とするセグメント部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、矩形立坑を構築する際に用いられる鋼製などのセグメント部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、立坑、橋梁下部工及び橋梁補強などの地下構造物の施工方法として、鋼製のセグメント部材を用いて構築する方法が知られている。セグメント部材は、種々の形態が知られているが、例えば特許文献１に記載されているように、圧延鋼板を溶接することによって箱型に組み立てられ、スキンプレート、一対の主桁板、一対の継手板、縦リブなどを備えている。

【0003】

また、セグメント部材の製造に係る溶接に用いられる治具や溶接装置についても種々の形態が知られており、例えば特許文献２及び３に記載された治具や溶接装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－７０４７５号公報

【特許文献2】特開平９－１５０２６４号公報

【特許文献3】特開２００５－６６６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のセグメント部材の製造方法は、円弧状のセグメント部材に関するものであり、矩形立坑を構築する直線形状のセグメント部材（以下、「Ｓ型セグメント」という）については、スキンプレートと主桁の直線部分の溶接の際に熱応力によって変形してしまい、所望の寸法精度を維持することが難しいという問題があった。

【0006】

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてされた発明であり、Ｓ型セグメント部材の溶接による変形を防止してセグメント部材の寸法精度を容易に向上することができるセグメント部材の製造方法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】

本発明に係るセグメント部材の製造方法は、長手方向に延びるスキンプレートと、前記スキンプレートの幅方向端部から立設する一対の主桁と、前記スキンプレートの長手方向の端部から立設する一対の継手板と、前記主桁を連結する縦リブとを有するセグメント部材の製造方法であって、前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを型枠に固定する第１の工程と、前記型枠に固定された前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを仮止め溶接してセグメント仮組体を製造する第２の工程と、前記セグメント仮組体を前記型枠から取り外す第３の工程と、前記セグメント仮組体を一対準備し、互いに背面合わせに固定する第４の工程と、前記スキンプレート、一対の前記主桁、一対の前記継手板及び前記縦リブを溶接する第５の工程とを有することを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るセグメント部材の製造方法において、前記第４の工程は、前記セグメント仮組体の前記主桁同士を溶接すると好適である。

【0009】

また、本発明に係るセグメント部材の製造方法において、前記第５の工程の後、前記セグメント仮組体の前記主桁同士の溶接を解除する工程を有すると好適である。

【0010】

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るセグメント部材の製造方法は、Ｓ型セグメント部材を溶接する際に、セグメント仮組体を互いに背面合わせに固定した状態で本溶接を行うので、互いのセグメント仮組体の熱応力による変形が相殺されて反りの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】矩形立坑の概要を説明するための斜視図。

【図2】矩形立坑を構築する際に用いられる直線形状のＳ型セグメント部材の構成を説明するための斜視図。

【図3】矩形立坑を構築する際に用いられるＬ字形状のＬ型セグメント部材の構成を説明するための斜視図。

【図4】本発明の実施形態に係るＳ型セグメントの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は、セグメント仮組体の仮溶接の方法を説明する図であり、（ｂ）は、セグメント仮組体の本溶接の方法を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0014】

図１は、矩形立坑の概要を説明するための斜視図であり、図２は、矩形立坑を構築する際に用いられる直線形状のＳ型セグメント部材の構成を説明するための斜視図であり、図３は、矩形立坑を構築する際に用いられるＬ字形状のＬ型セグメント部材の構成を説明するための斜視図であり、図４は、本発明の実施形態に係るＳ型セグメントの製造方法を説明するための図であって、（ａ）は、セグメント仮組体の仮溶接の方法を説明する図であり、（ｂ）は、セグメント仮組体の本溶接の方法を説明する図である。

【0015】

図１から３に示すように、本実施形態に係るセグメント部材の製造方法によって製造されるセグメント部材は、図２に示すＳ型セグメント２及び図３に示すＬ型セグメント３を縦目地が上下で連続しないように重ね合わせて配置される矩形立坑１に好適に用いられる。

【0016】

矩形立坑１は、マンホールやエレベータの設置工事や歩道橋基礎工事などに用いられる土留め材であり、Ｓ型セグメント２及びＬ型セグメント３は、互いにボルトで接合されている。

【0017】

Ｓ型セグメント２は、圧延鋼板を溶接して箱型に組み合わされており、一枚板のスキンプレート１１、スキンプレート１１の長手方向に沿って溶接された一対の主桁１２、一対の主桁１２の長手方向端部に幅方向に沿って溶接された一対の継手板１３および、一対の継手板１３と略平行に所定の間隔で溶接された縦リブ１４とを有している。

【0018】

また、主桁１２及び継手板１３には、所定の間隔で継手孔１５が形成されており、隣り合うＳ型セグメント２又はＬ型セグメント３の当該継手孔１５同士に図示しない棒状の継手部材を挿入することでＳ型セグメント２又はＬ型セグメント３同士を組み合わせている。

【0019】

Ｌ型セグメント３は、セグメント片としての一対のＬ側ピース２１及びＳ側ピース２２を互いに直角に溶接して構成されている。Ｌ側ピース２１とＳ側ピース２２の当接部には、コーナ部材２３が取り付けられている。

【0020】

Ｌ側ピース２１は、Ｓ型セグメント２と同様に、圧延鋼板を溶接して箱型に組み合わされており、一枚板のスキンプレート１１、スキンプレート１１の長手方向に沿って溶接された一対の主桁１２、一対の主桁１２の一方の長手方向端部に幅方向に沿って溶接された継手板１３および、継手板１３と略平行に所定の間隔で溶接された縦リブ１４とを有している。なお、Ｌ側ピース２１は、継手板１３は、一方の長手方向端部に溶接され、他方の長手方向端部は、開放端となっている。

【0021】

Ｓ側ピース２２は、Ｌ側ピース２１と同様に圧延鋼板を溶接して箱型に組み合わされており、一枚板のスキンプレート１１、スキンプレート１１の長手方向に沿って溶接された一対の主桁１２、一対の主桁１２の一方の長手方向端部に幅方向に沿って溶接された継手板１３および、継手板１３と略平行に溶接された縦リブ１４とを有している。なお、Ｓ側ピース２１は、Ｌ側ピース２１と同様に、継手板１３は、一方の長手方向端部に溶接され、他方の長手方向端部は、開放端となっている。

【0022】

さらに、Ｌ側ピース２１及びＳ側ピース２２は、Ｓ型セグメント２と同様に、主桁１２及び継手板１３には、所定の間隔で継手孔１５が形成されている。

【0023】

次に、本実施形態に係るＳ型セグメント２の製造方法について説明を行う。まず、図４（ａ）に示すように、型枠３０にスキンプレート１１，一対の主桁１２，継手板１３及び縦リブ１４を配置する（第１の工程）。このとき、主桁１２及び継手板１３に形成された継手孔１５を用いて型枠３０内に位置決めされると好適である。

【0024】

次に、スキンプレート１１，一対の主桁１２，継手板１３及び縦リブ１４をスポット溶接等によって仮止め溶接してセグメント仮組体３２を製造し（第２の工程）、型枠３０からセグメント仮組体３２を取り外す（第３の工程）。

【0025】

その後、図４（ｂ）に示すように、２つのセグメント仮組体３２を互いに背面合わせとなるように配置し、固定部材３１を取り付けて主桁１２同士を固定する（第４の工程）。また、セグメント仮組体３２の中央部分は、シャコ万などのクランプ部材３３で固定すると好適である。固定部材３１は、背面合わせにした一対のセグメント仮組体３２を互いに固定することができれば、種々の構成を採用することができるが、例えば、圧延鋼板で構成された板状部材や棒材などが好適に用いられる。また、固定部材３１の固定方法は、固定部材３１を主桁１２に溶接によって固定されると好適である。さらに、中央部分の固定方法は、セグメント仮組体３２の幅が大きい場合には、クランプ部材３３を用いずに固定部材３１を溶接しても構わない。

【0026】

次に、固定部材３１で一対のセグメント仮組体３２を固定した状態で、スキンプレート１１，一対の主桁１２，継手板１３及び縦リブ１４を隅肉溶接等によって本溶接を行う（第５の工程）。このとき、溶接による熱応力によって、セグメント仮組体３２が長手方向に反りが発生するが、一対のセグメント仮組体３２が固定部材３１で固定されているため、セグメント仮組体３２が互いに反る力が相殺されて反りの発生を防止する。その後、固定部材３１を取り外してＳ型セグメント２が製造される。

【0027】

このように、本実施形態に係るセグメント部材の製造方法によれば、熱応力によって生じた変形を背面合わせに固定したセグメント仮組体同士が相殺するので、溶接による変形を抑えたセグメント部材を製造することが可能となる。

【0028】

なお、以上の実施の形態では、主桁１２に２カ所の固定部材３１を取り付けた場合について説明を行ったが、固定部材３１の数は、必要に応じて適宜増加させても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0029】

１ 矩形立坑， ２ Ｓ型セグメント， ３ Ｌ型セグメント， １１ スキンプレート， １２ 主桁， １３ 継手板， １４ 縦リブ， １５ 継手孔， ２１ Ｌ側ピース， ２２ Ｓ側ピース， ２３ コーナ部材， ３０ 型枠， ３１ 固定部材， ３２ セグメント仮組体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】