JP2000356095A - Segment structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セグメント構造体
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a segment structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】超大断面のトンネルを構築する方法とし
て、複数の小断面シールド機械で掘削してシールドセグ
メントを組立て、超大断面のトンネルの外郭を構築後、
外郭で包囲された内部を掘削して超大断面のトンネルを
構築する方法がある。外郭を構築する小断面シールドの
セグメントが矩形断面の場合は、セグメント内部を掘削
した際に、せん断力及び軸力などの断面力を受けるた
め、これに抵抗できる構造であることが要求される。2. Description of the Related Art As a method of constructing a tunnel having a super-large section, assembling a shield segment by excavating with a plurality of small-section shield machines and constructing a shell of a tunnel having a super-large section,
There is a method of constructing a tunnel with a very large section by excavating the inside surrounded by the outer shell. When the segment of the small-section shield forming the outer shell has a rectangular cross-section, it receives a cross-sectional force such as a shearing force and an axial force when the inside of the segment is excavated.
【0003】この要求を満足させるため従来のセグメン
トは、 外郭構造体として必要とされる大きな断面の主桁を、
シールドトンネルの組立て段階から使用する。 引張鋼材を主桁鋼材として配置し、コンクリートとの
付着を大きくするため、重量の大きな鋼材のシェアーコ
ネクターを設ける。 主桁に直交して大断面で重量の大きな多くの縦リブを
設ける構造としていた。[0003] In order to satisfy this demand, the conventional segment includes a main girder having a large cross-section required as an outer structure,
Used from the assembly stage of the shield tunnel. Tensile steel is used as the main girder steel, and a heavy steel shear connector is provided to increase adhesion to concrete. It has a structure in which many vertical ribs having a large cross section and a large weight are provided orthogonally to the main girder.
【0004】しかしこの構造では、狭い作業空間内での
組立て作業が大変であったり、セグメントの重量が大き
くなり、かつ製作費用が高価になる等の問題があった。[0004] However, this structure has problems in that the assembling work in a narrow working space is difficult, the weight of the segment is large, and the manufacturing cost is high.
【0005】矩形シールドを施工する段階で要求される
性能、及び最終の超大断面トンネルの外郭構造体で要求
される性能は以下の通りである。The performance required at the stage of constructing the rectangular shield and the performance required for the outer shell of the final super large section tunnel are as follows.
【0006】<1>シールドセグメントとして要求され
る性能 土水圧荷重により、セグメントは横断方向に作用する
曲げモーメント、せん断力及び軸力に対して抵抗できる
構造体である。(図8) シールド掘削機が掘進するときに、推進反力をセグメ
ントで受けるためセグメントは推進軸力に対して抵抗で
きる構造体である。 セグメントは、トンネル軸方向と横断方向で分割され
て制作され、小断面シールド掘削機内で組立てられる。
その際、組立てが短時間にでき、かつジョイント部で断
面力に対する抵抗断面力が低下しない。<1> Performance required for shield segment The segment is a structure capable of resisting a bending moment, a shearing force, and an axial force acting in the transverse direction due to a soil pressure load. (FIG. 8) When the shield excavator excavates, the segment receives a propulsion reaction force, so that the segment is a structure capable of resisting the propulsion axial force. The segments are produced separately in the axial and transverse directions of the tunnel and assembled in a small section shielded excavator.
At this time, the assembly can be performed in a short time, and the joint section does not reduce the sectional force against the sectional force.
【0007】<2>トンネルの外郭構造体として要求さ
れる性能 トンネル全体に作用する土水圧荷重や地震荷重に対し
て、セグメント内部に打設されたコンクリートと一体で
曲げモーメント、せん断力及び軸力に対して抵抗でき
る。 セグメントの鋼材は、曲げモーメントの断面力を受け
たとき引張り材として有効に配置されている。特に、横
断方向でのジョイント部は引張り材として弱部にならな
い。 シールドセグメントとして組立てるときには、分割し
たセグメントの搬入や掘削土砂の搬出の必要性から、外
郭構造体としてのせん断補強が不可能である。しかし、
セグメント内部にコンクリートを打設する前にせん断補
強を行う必要があり、これに対する合理的な施工法が要
求される。<2> Performance required as an outer structure of a tunnel A bending moment, a shearing force, and an axial force are integrally formed with concrete placed inside a segment against a soil pressure load or an earthquake load acting on the entire tunnel. Can resist. The steel members of the segments are effectively arranged as tensile members when subjected to the cross-sectional force of the bending moment. In particular, the joint part in the transverse direction does not become a weak part as a tensile material. When assembling as a shield segment, it is impossible to carry out shear reinforcement as an outer structure because of the need to carry in the divided segments and carry out excavated earth and sand. But,
It is necessary to perform shear reinforcement before placing concrete inside the segment, and a reasonable construction method is required for this.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するため、 分割セグメントの組立てを短時間に行え、さらにジョ
イント部の引張り抵抗と剛性がジョイント部以外の一般
部と同等であること。 シールド掘進時の推進反力に対して、セグメントが合
理的に軸力抵抗できる構造であること。 シールドセグメントとして必要最小限の断面性能とす
ることにより、セグメント製作費のコストダウンを図
る。 外郭構造体として必要とされる十分な引張り補強鋼材
を有していること。 セグメント内部にコンクリートを打設する前に、外郭
構造体としてのせん断補強を短時間にかつ経済的に施工
できる。 セグメント内部のコンクリートを打設が容易で確実に
でき、打設後にセグメントと一体となり、外郭構造体と
して効率的に曲げモーメントやせん断力に対して抵抗力
を有するセグメント構造体を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by assembling the divided segments in a short time, and furthermore, the joint portion has the same tensile resistance and rigidity as the general portion other than the joint portion. . The segment must have a structure that can reasonably resist axial force against propulsion reaction force during shield excavation. By reducing the required cross-sectional performance as a shield segment, the cost of manufacturing the segment can be reduced. Have sufficient tensile reinforcement steel required for the shell structure. Before placing concrete inside the segment, the shear reinforcement as the shell structure can be performed in a short time and economically. The purpose of the present invention is to provide a segment structure that can easily and reliably cast concrete inside the segment, is integrated with the segment after casting, and efficiently resists bending moment and shear force as an outer structure. And
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】第一の発明は、シールド
トンネルの横断方向に配置する主桁は、セグメントの中
央に配置し内部の同一方向に鉄筋を固定した中主桁と、
セグメントの両端部に平行して配置した端主桁からな
り、シールドトンネルの軸方向に対面して配置する縦リ
ブは、縦リブ間に鉄筋を配置固定し、前記主桁と縦リブ
の外周を、シールドトンネルの横断方向にスキンプレー
トで包囲して溶着し、主桁と縦リブ及びスキンプレート
で形成される空間にコンクリートを充填して構成したこ
とを特徴とする、セグメント構造体である。第二の発明
は、第一の発明に記載のセグメント構造体において、セ
グメントのリング間接合は、端主桁に予めボルト穴を設
け、端主桁の両側に取付け片をボルト接合し、取付け片
にせん断補強用の鉄筋を係止する構造とし、セグメント
の圧縮側接合は、端部プレート同志を短ボルトにより接
合する構造とし、セグメントの引張側接合は、セグメン
ト接合端部に予め内部にモルタルを充填した鋼板の箱状
体を設けPC鋼棒により接合することを特徴とするセグ
メント構造体である。第三の発明は、第一の発明または
第二の発明のいずれかに記載のセグメント構造体におい
て、セグメント端部の補強は、シールドトンネルの軸方
向に配置した縦リブを、中主桁と端主桁及びスキンプレ
ートに溶着して各主桁から突出させ、対面する縦リブの
突出部間に鉄筋を定着する構造、又は、シールドトンネ
ルの軸方向に配置した縦リブを、中主桁と端主桁と同一
高さとし、対面する縦リブ間に定着プレート付き鉄筋を
配置する構造としたことを特徴とする、セグメント構造
体である。According to a first aspect of the present invention, a main girder disposed in a transverse direction of a shield tunnel includes a center main girder disposed at the center of a segment and having a reinforcing bar fixed in the same direction inside the segment.
The vertical ribs, which are composed of end main girders arranged in parallel to both ends of the segment and are arranged facing the axial direction of the shield tunnel, have reinforcing bars arranged and fixed between the vertical ribs, and the outer periphery of the main girder and the vertical ribs A segment structure characterized in that a space formed by a main girder, longitudinal ribs, and a skin plate is filled with concrete to be welded by being surrounded by a skin plate in a transverse direction of the shield tunnel. According to a second aspect, in the segment structure according to the first aspect, the inter-ring joining of the segments is provided with a bolt hole in the end main girder in advance, and the mounting pieces are bolted to both sides of the end main girder, and the mounting pieces are joined together. A structure to lock the reinforcing steel for shear reinforcement is used.The compression side joining of the segments is a structure where the end plates are joined together by short bolts.The tensile side joining of the segments is a mortar inside the segment joining end in advance. A box-shaped body of a filled steel plate is provided and joined by a PC steel bar. According to a third invention, in the segment structure according to any one of the first invention and the second invention, the reinforcement of the segment end portion includes a longitudinal rib arranged in the axial direction of the shield tunnel, a middle main girder and an end. A structure that welds to the main girder and the skin plate and protrudes from each main girder to fix the reinforcing steel between the protruding parts of the facing vertical ribs, or a vertical rib arranged in the axial direction of the shield tunnel, A segment structure having the same height as a main girder and having a structure in which a reinforcing bar with a fixing plate is disposed between facing vertical ribs.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発明
の実施形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】[0011]
【全体構成】図1は、本発明によるセグメント構造体の
一部を構成する分割セグメントSの斜視図である。本実
施形態においては、この分割セグメントSをたとえば上
下左右対称に組立てることにより、1リング分のセグメ
ント構造体を構成するものである。分割セグメントS
は、シールドトンネルの横断方向に配置した中主桁1a
及び端主桁1bと、シールドトンネルの軸方向に配置し
た縦リブ2と、前記縦リブ2〜2間に配置した鉄筋(ま
たは、ねじ節鉄筋)3と、前記中主桁1a、端主桁1b
と縦リブ2の外周を、シールドトンネルの横断方向に包
囲するスキンプレート4と、中主桁1a、端主桁1bと
縦リブ2及びスキンプレート4で形成される空間に充填
したコンクリート5から構成される。FIG. 1 is a perspective view of a divided segment S constituting a part of a segment structure according to the present invention. In the present embodiment, the segment segments S are assembled, for example, vertically and horizontally symmetrically to constitute a segment structure for one ring. Split segment S
Is the main main girder 1a arranged in the transverse direction of the shield tunnel
And an end main girder 1b, a longitudinal rib 2 disposed in the axial direction of the shield tunnel, a reinforcing bar (or a threaded reinforcing bar) 3 disposed between the vertical ribs 2 and 2, the middle main girder 1a, and an end main girder. 1b
And a skin plate 4 surrounding the outer periphery of the vertical rib 2 in the transverse direction of the shield tunnel, and concrete 5 filled in a space formed by the middle main girder 1a, the end main girder 1b, the vertical rib 2 and the skin plate 4. Is done.
【0012】<イ>主桁 分割セグメント1の骨格を形成する主桁は、セグメント
構造体の中央に配置した中主桁1aと、セグメント構造
体の両端部に配置した端主桁1bから構成される。(図
1) 本実施形態において、中主桁1aはH形鋼を使用し、端
主桁1bは鋼製フラットプレートを使用している。(図
2) 複数の小断面矩形シールドが完成して、相互のシールド
トンネルを接合した後に、内部にコンクリート5を打設
する前に、上下左右に対面する中主桁1aであるH形鋼
の内側フランジ間に、せん断補強筋となる鉄筋(また
は、ねじ節鉄筋)3aを固定する構造とする。鉄筋(ま
たは、ねじ節鉄筋)3aは、その一端部を定着プレート
6に摩擦圧接され他端部に鋼プレート7を介在してたと
えばロックナット8により固定する。鉄筋(または、ね
じ節鉄筋)3aの固定は、鉄筋3aの両端に定着プレー
ト6を摩擦圧接し、対面する中主桁1aの内側フランジ
間に固定する方法、または、鉄筋3aの両端に穴あき鋼
プレート7を挿通し、対面する中主桁1aの内側フラン
ジ間にあて、ロックナット8により固定する方法もあ
る。<A> Main girder The main girder forming the skeleton of the divided segment 1 is composed of a middle main girder 1a arranged at the center of the segment structure and end main girder 1b arranged at both ends of the segment structure. You. (FIG. 1) In the present embodiment, the middle main girder 1a uses an H-shaped steel, and the end main girder 1b uses a steel flat plate. (Fig. 2) After a plurality of small-section rectangular shields have been completed and the mutual shield tunnels have been joined, before casting concrete 5 inside, before the concrete 5 is cast inside, H-section steel, Reinforcing bars (or threaded reinforcing bars) 3a serving as shear reinforcing bars are fixed between the inner flanges. One end of the reinforcing bar (or the threaded reinforcing bar) 3a is friction-welded to the fixing plate 6, and the other end is fixed by a lock nut 8, for example, with a steel plate 7 interposed therebetween. The reinforcing bar (or threaded bar) 3a is fixed by friction-welding the fixing plate 6 to both ends of the reinforcing bar 3a and fixing the fixing plate 6 between the inner flanges of the facing main girder 1a, or by forming holes at both ends of the reinforcing bar 3a. There is also a method in which the steel plate 7 is inserted and placed between the inner flanges of the facing main main girder 1a and fixed with the lock nut 8.
【0013】<ロ>セグメントのリング間接合構造 端主桁1bの側面に、所定間隔をあけてリングボルト穴
9を設け、リングボルト10で接合を行う。(図1、図
2) ボルト接合の際、端主桁1bの両側に取付け片11をリ
ングボルト10で接合し、端主桁1bの2枚と取付け片
11の2枚とを同時に接合する構造とする。また、取付
け片11には、せん断補強用の鉄筋3aをナット12で
係止する構造とする(図3.a)か、またはUフック
(図3.b)で係止する構造とする。<B> Joint structure between rings of segments Ring bolt holes 9 are provided at predetermined intervals on the side surface of the end main girder 1b, and joining is performed with ring bolts 10. (FIGS. 1, 2) At the time of bolt joining, a structure in which the attachment pieces 11 are joined to both sides of the end main girder 1b with ring bolts 10, and two pieces of the end main girder 1b and two pieces of the attachment pieces 11 are simultaneously joined. And The mounting piece 11 has a structure in which a reinforcing reinforcing bar 3a is locked by a nut 12 (FIG. 3.a) or a structure in which the reinforcing bar 3a is locked by a U hook (FIG. 3.b).
【0014】<ハ>セグメントのピース間接合構造 シールドセグメントは、トンネルの横断方向に1ピース
ずつのセグメント(分割セグメントS)を組立てて1リ
ングを構成する。(本実施形態においてはたとえば6ピ
ースで1リングを構成している。) 図8で示すように、外郭構造体14で包囲された内部の
土塊15を掘削するときに、外郭構造体14には大きな
曲げモーメントが発生する。そのため、セグメントのピ
ース間接合構造は外郭構造体14に発生する断面力の大
小に応じて最適構造としなければならない。<C> Segment-to-piece joining structure The shield segment constitutes one ring by assembling segments (divided segments S) one by one in the transverse direction of the tunnel. (In the present embodiment, for example, one ring is constituted by 6 pieces.) As shown in FIG. 8, when excavating the inner mass 15 surrounded by the outer structure 14, the outer structure 14 A large bending moment occurs. Therefore, the joint structure between the pieces of the segments must be an optimum structure according to the magnitude of the sectional force generated in the outer structure 14.
【0015】圧縮側のピース間接合構造 図4に示すように、曲げモーメントにより圧縮側になる
分割セグメントSのピース間接合構造は、外郭構造体1
4としてはコンクリート5により抵抗するため横断方向
のジョイントは端部プレート17を、簡易の短ボルト1
6で接合する構造だけでよい。As shown in FIG. 4, the joint structure between the pieces of the divided segment S that becomes the compression side due to the bending moment is the outer structure 1.
As for 4, the joint in the transverse direction is connected to the end plate 17 and the simple short bolt 1 to resist the concrete 5.
Only the structure joined at 6 is sufficient.
【0016】引張側のピース間接合構造 一方、図5で示すように曲げモーメントにより引張側に
なるセグメントのピース間接合構造は、セグメント接合
端部に予めモルタル20を充填した鋼板の箱状体18を
設け、PC鋼棒19により接合した合成構造とする。こ
の接合構造により、セグメントのピース間接合が全断面
にわたり引張状態になっても、モルタル20が充填され
た鋼板の箱状体18の剛性が高いため、PC鋼棒19に
は均等な引張力が作用して接合部のPC鋼棒19の全本
数が有効に働き、引張耐力が低下しない構造とすること
ができる。On the other hand, as shown in FIG. 5, the inter-piece joint structure of the segment which is brought into the tensile side by the bending moment is a steel plate box 18 in which the mortar 20 is filled at the segment joint end in advance. And a composite structure joined by the PC steel rods 19. With this joining structure, even if the joining between the pieces of the segments is in a tensile state over the entire cross section, the rigidity of the steel plate box 18 filled with the mortar 20 is high, so that the PC steel rod 19 has an even tensile force. By acting, the total number of the PC steel bars 19 at the joint works effectively, and a structure in which the tensile strength is not reduced can be obtained.
【0017】<ニ>セグメント端部の補強構造 図6は、PC鋼棒と鉄筋の応力/ひずみ関係を示す図で
あり、図7は、接合部のPC鋼棒の他に鉄筋を補強した
場合の変形特性を示す図である。シールドセグメントの
トンネル横断方向接合部は、全断面に引張力が働くため
に弱部となる。この弱部に、前述のPC鋼棒19以外の
補強構造を設け、引張剛性を高める必要がある。そのた
め、図1における縦リブ2の高さを、中主桁1a、端主
桁1bのフランジよりも突出させ、突出部には後で鉄筋
3を挿通し定着させる定着穴21をあけて、中主桁1
a、端主桁1b及びスキンプレート4に溶接し、対面す
る縦リブ2の突出部間に鉄筋3を定着する構造とする。
又は、シールドトンネルの軸方向に配置した縦リブ2
を、中主桁1aと端主桁1bと同一高さとし、対面する
縦リブ2〜2間に定着プレート付きの鉄筋3を配置する
構造としてもよい。(図示せず) この構造形式により、図5に示すPC鋼棒19だけの構
造に比較し、外郭構造体14(図8)としての曲げ変形
性能を高めることができる。このことは、水土圧による
常時の荷重に対しては変形性能が必要とされなくとも、
地震時において靭性率を高める上で重要な補強構造とな
る。<D> Reinforcing Structure at Segment End FIG. 6 is a diagram showing a stress / strain relationship between a PC steel bar and a reinforcing bar. FIG. 7 shows a case where a reinforcing bar is reinforced in addition to the PC steel bar at the joint. FIG. 4 is a diagram showing the deformation characteristics of FIG. The junction of the shield segment in the cross direction of the tunnel is a weak portion because a tensile force acts on the entire cross section. It is necessary to provide a reinforcing structure other than the PC steel bar 19 in the weak portion to increase the tensile rigidity. Therefore, the height of the vertical rib 2 in FIG. 1 is made to protrude from the flanges of the middle main girder 1a and the end main girder 1b, and a fixing hole 21 for inserting the reinforcing bar 3 later and fixing is formed in the protruding portion. Main girder 1
a, welded to the end main girder 1b and the skin plate 4 to fix the reinforcing bar 3 between the projecting portions of the facing vertical ribs 2.
Or, a vertical rib 2 arranged in the axial direction of the shield tunnel
May have the same height as the middle main girder 1a and the end main girder 1b, and the reinforcing bar 3 with the fixing plate may be arranged between the facing vertical ribs 2 and 2. (Not shown) By this structure type, the bending deformation performance as the outer structure 14 (FIG. 8) can be improved as compared with the structure of only the PC steel bar 19 shown in FIG. This means that even if the deformation performance is not required for the constant load due to the water earth pressure,
This is an important reinforcement structure to increase the toughness rate during an earthquake.
【0018】[0018]
【作用】以下に、本発明の作用を説明する。The operation of the present invention will be described below.
【0019】<イ>分割セグメントの組立て 図1は分割セグメントSの斜視図である。本実施形態に
おいては、この分割セグメントSをたとえば上下左右対
称に組立てることにより、1リング分のセグメント構造
体を構成するものである。分割セグメントSは圧縮側と
引張側の配置により、発生する断面応力が異なるため、
接合方法が異なる。<A> Assembling of the divided segment FIG. 1 is a perspective view of the divided segment S. In the present embodiment, the segment segments S are assembled, for example, vertically and horizontally symmetrically to constitute a segment structure for one ring. Since the divided segment S generates different sectional stresses depending on the arrangement of the compression side and the tension side,
The joining method is different.
【0020】圧縮側の分割セグメント間接合 図4に示すように、圧縮側コンクリート5により抵抗す
るため横断方向のジョイントは端部プレート17を、簡
易の短ボルト16で接合するだけでよい。As shown in FIG. 4, the joints in the transverse direction need only be joined to the end plate 17 with simple short bolts 16 in order to resist the concrete 5 on the compression side.
【0021】引張側の分割セグメント間接合 一方、図5で示すように引張側の分割セグメントSには
セグメント接合端部に予め内部にモルタル20を充填し
た鋼板の箱状体18を設け、PC鋼棒19により接合す
ることにより、PC鋼棒19とモルタル20の合成構造
を形成する。合成構造の接合形成により、セグメントの
ピース間接合が全断面にわたり引張状態になってもモル
タル20が充填された鋼板の箱状体18の剛性が高いた
め、PC鋼棒19には均等な引張力が作用して接合部の
PC鋼棒19の全本数が有効に働き、引張耐力が低下し
ない接合構造を形成することができる。On the other hand, as shown in FIG. 5, a box-shaped member 18 made of a steel plate in which mortar 20 is previously filled inside is provided at the end of the segment, as shown in FIG. By joining with the rod 19, a composite structure of the PC steel rod 19 and the mortar 20 is formed. Due to the formation of the joint of the composite structure, the rigidity of the steel plate box 18 filled with the mortar 20 is high even if the joint between the pieces of the segments is in a tensile state over the entire cross section. And the total number of PC steel bars 19 at the joint works effectively to form a joint structure in which the tensile strength does not decrease.
【0022】<ロ>セグメントのリング間接合 図3(a)はセグメントのリング間接合状態を示す斜視
図である。リングボルト穴9(図1)の位置に合わせ
て、接合する端主桁1b同志を両側から挟んで、取付け
片11をリングボルト10により締め付け固定し接合す
る。取付け片11は全てのリングボルト10に設置する
形式としているので、相対するセグメントのリング間の
同じ位置にそれぞれ取付け片11が設置してある。<B> Segment-to-Ring Joining FIG. 3A is a perspective view showing a segment-to-ring joining state. According to the position of the ring bolt hole 9 (FIG. 1), the end pieces 1b to be joined are sandwiched from both sides, and the mounting piece 11 is fastened and fixed by the ring bolt 10 and joined. Since the attachment pieces 11 are installed on all the ring bolts 10, the attachment pieces 11 are respectively installed at the same positions between the rings of the opposing segments.
【0023】この相対する取付け片11を利用して、せ
ん断補強筋となる鉄筋3aを固定することにより、セグ
メント内に打設されるコンクリートとの付着が大きいた
め、外郭構造体14(図8)のせん断構造材として働く
ときにコンクリートに発生する斜めせん断ひび割れを分
散させることができる。尚、図3(a)に示す鉄筋3a
の他に、図3(b)に示すUフック13付きの鉄筋3a
を使用することもできる。By fixing the reinforcing bar 3a serving as a shear reinforcing bar by using the opposed mounting pieces 11, the adhesion to the concrete poured into the segment is large, and therefore, the outer structure 14 (FIG. 8). It can disperse oblique shear cracks generated in concrete when working as a shear structural material. The reinforcing bar 3a shown in FIG.
In addition, a reinforcing bar 3a with a U hook 13 shown in FIG.
Can also be used.
【0024】従来のシェアーコネクターは、一般的にア
ングルやプレートで主桁1a、1bとスキンプレート4
に格子状に溶接する必要があり、セグメントの鋼材重量
の約30〜40%を占め、製作費用が高価になってい
た。Conventional shear connectors are generally composed of main beams 1a and 1b and skin plates 4 at angles or plates.
, Which requires about 30 to 40% of the weight of the steel material of the segment, and the manufacturing cost is high.
【0025】これに対して、鉄筋3は縦リブ2によりナ
ット12で定着されているため、縦リブ2と主桁1a、
1bに囲まれたコンクリートは主桁1a、1bとのずれ
せん断に対して抵抗できるため、従来必要とされたシェ
アーコネクターを設ける必要がない。On the other hand, since the reinforcing bar 3 is fixed to the nut 12 by the vertical rib 2, the vertical rib 2 and the main girder 1a,
Since the concrete surrounded by 1b can resist shearing shear with the main girders 1a and 1b, it is not necessary to provide a shear connector which is conventionally required.
【0026】<ハ>小断面シールド掘削機の掘進 前述により、分割セグメントの組立て及びセグメントの
リング間接合作業が終了後、小断面シールド掘削機によ
り掘削作業及び推進作業を行う。シールド掘削機が推進
時の推進反力は、既に組立てられたセグメントに全て働
くため、セグメントの軸力抵抗を十分な強度としなけれ
ばならない。<C> Excavation of the small-section shield excavator As described above, after the assembly of the divided segments and the joining operation between the rings of the segments are completed, the excavation work and the propulsion work are performed by the small-section shield excavator. Since the propulsion reaction force when the shield excavator is propelled works on all of the already assembled segments, the axial force resistance of the segments must be sufficiently strong.
【0027】従来の鋼殻セグメントでは、主桁に直交し
て多くの縦リブを設けて、その軸力抵抗で対処してい
た。縦リブは鋼材であり、圧縮軸力に対して座屈しない
ように鋼材による補強を必要とし、これがセグメントを
高価にしていた。In the conventional steel shell segment, a number of vertical ribs are provided orthogonally to the main girder to cope with the axial force resistance. The longitudinal ribs are steel and require reinforcement by steel to avoid buckling against compressive axial forces, which has made the segments expensive.
【0028】図1乃至図5に示す本発明のセグメント
は、スキンプレート4側にコンクリート5を予め打設
し、その圧縮軸力で推進反力に抵抗するため、鋼材によ
る縦リブの補強を必要としない。そのため大きな断面の
縦リブは必要とせず、安価なセグメントとすることがで
きる。In the segment of the present invention shown in FIGS. 1 to 5, concrete 5 is previously cast on the skin plate 4 side, and the compression ribs resist the propulsion reaction force. And not. Therefore, a vertical rib having a large cross section is not required, and an inexpensive segment can be formed.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから、
次のような効果を得ることができる。 <イ>セグメント主桁の断面は必要最小限とし、外郭構
造体として最終的に要求される引張材は、予め鉄筋を配
置する構造としたので、全断面が引張材として抵抗する
ときに鉄筋を引張材として有効に作用させることができ
る。 <ロ>同上理由により、製作費用を安価とすることがで
きる。 <ハ>予め主桁方向に鉄筋を配置したので、コンクリー
トとの付着が大きく、従来必要とされたシェアーコネク
ターは不要となり、セグメントの鋼材重量及び製作費用
を軽減することができる。 <ニ>同上理由により、狭いシールド内部空間において
も繁雑な鉄筋組立ての手間が省け、能率的な作業とする
ことができる。 <ホ>セグメントのスキンプレート側にコンクリートを
予め打設しているので、コンクリートの圧縮軸力で推進
反力に抵抗するため、鋼材による縦リブの補強を必要と
しない。 <ヘ>引張側のセグメントを横断方向に接合する構造と
して、接合端部に箱状体を形成し、内部にモルタルを充
填した構造としたので、剛性が高く、接合鋼材のPC鋼
棒に働く引張力を均一にでき、鋼板と充填モルタルの合
成構造とすることにより、安価で剛性の高い構造とする
ことができる。 <ト>PC鋼棒による接合の他に、相対する縦リブ間を
鉄筋で結合する構造としたので、最大抵抗曲げモーメン
ト以降の変形性能を高めることができる。これは地震時
において靭性率を高める上で重要である。Since the present invention has been described above,
The following effects can be obtained. <B> The cross section of the main girder of the segment is minimized, and the tensile material finally required as the outer structure has a structure in which reinforcing bars are arranged in advance. It can function effectively as a tensile material. <B> For the same reason, the manufacturing cost can be reduced. <C> Since the reinforcing bars are arranged in the main girder direction in advance, the adhesion to concrete is large, and the conventionally required shear connector is not required, and the weight of the steel material of the segment and the manufacturing cost can be reduced. <D> For the same reason, complicated rebar assembling work can be omitted even in a narrow shield internal space, and efficient work can be performed. <E> Since concrete is cast in advance on the skin plate side of the segment, it resists the propulsion reaction force due to the compressive axial force of the concrete, so there is no need to reinforce the vertical ribs with steel. <F> As a structure for joining the segments on the tensile side in the transverse direction, a box-shaped body is formed at the joint end and mortar is filled inside, so it has high rigidity and works on the PC steel rod of the joint steel material Since the tensile force can be made uniform and the composite structure of the steel plate and the filling mortar is used, a structure with low cost and high rigidity can be obtained. <G> In addition to the joining using the PC steel rods, the structure in which the opposing longitudinal ribs are joined by a reinforcing bar can improve the deformation performance after the maximum resistance bending moment. This is important for increasing the toughness ratio during an earthquake.
【図1】本発明による分割セグメントの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a split segment according to the present invention.
【図2】主桁の構成を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a main girder.
【図3】リング間接合構造及びせん断補強用の鉄筋取付
け状態図。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a joint structure between rings and a reinforcing bar for shear reinforcement are attached.
【図4】圧縮側分割セグメントのピース間接合構造図。FIG. 4 is a diagram showing a joining structure between pieces of a compression-side divided segment.
【図5】引張側分割セグメントのピース間接合構造図。FIG. 5 is a diagram showing a joining structure between pieces of a tension side divided segment.
【図6】PC鋼棒と鉄筋の応力/ひずみ関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a stress / strain relationship between a PC steel rod and a reinforcing bar.
【図7】接合部のPC鋼棒の他に鉄筋を補強した場合の
変形特性を示す図。FIG. 7 is a view showing deformation characteristics when a reinforcing steel bar is reinforced in addition to the PC steel bar at the joint.
【図8】外郭構造体に作用する応力図。FIG. 8 is a diagram showing stresses acting on the outer structure.
Claims (3)
桁は、セグメントの中央に配置し内部の同一方向に鉄筋
を固定した中主桁と、セグメントの両端部に平行して配
置した端主桁からなり、 シールドトンネルの軸方向に対面して配置する縦リブ
は、縦リブ間に鉄筋を配置固定し、 前記主桁と縦リブの外周を、シールドトンネルの横断方
向にスキンプレートで包囲して溶着し、 主桁と縦リブ及びスキンプレートで形成される空間にコ
ンクリートを充填して構成したことを特徴とする、 セグメント構造体。1. A main girder arranged in the transverse direction of a shield tunnel includes a middle main girder disposed in the center of a segment and having a reinforcing bar fixed in the same direction inside, and an end main girder disposed in parallel with both ends of the segment. Vertical ribs to be disposed facing the shield tunnel in the axial direction are arranged and fixed with reinforcing steel between the vertical ribs, and the outer periphery of the main girder and the vertical ribs are surrounded by skin plates in the transverse direction of the shield tunnel. A segment structure, which is formed by welding and filling a space formed by a main girder, a longitudinal rib, and a skin plate with concrete.
て、 セグメントのリング間接合は、端主桁に予めボルト穴を
設け、端主桁の両側に取付け片をボルト接合し、取付け
片にせん断補強用の鉄筋を係止する構造とし、 セグメントの圧縮側接合は、端部プレート同志を短ボル
トにより接合する構造とし、 セグメントの引張側接合は、セグメント接合端部に予め
内部にモルタルを充填した鋼板の箱状体を設け、PC鋼
棒により接合することを特徴とする、 セグメント構造体。2. The segment structure according to claim 1, wherein the rings between the segments are joined by providing a bolt hole in the end main girder in advance, connecting the mounting pieces with bolts on both sides of the end main girder, and shearing the mounting pieces. The structure to lock the reinforcing steel is used.The compression side joining of the segments is made by joining the end plates with short bolts.The segment joining end is filled with mortar inside the segment joining end in advance. A segment structure, wherein a box-shaped body of a steel plate is provided and joined by a PC steel bar.
のセグメント構造体において、 セグメント端部の補強は、シールドトンネルの軸方向に
配置した縦リブを、中主桁と端主桁及びスキンプレート
に溶着して各主桁から突出させ、対面する縦リブの突出
部間に鉄筋を定着する構造、 又は、シールドトンネルの軸方向に配置した縦リブを、
中主桁と端主桁と同一高さとし、対面する縦リブ間に定
着プレート付き鉄筋を配置する構造としたことを特徴と
する、 セグメント構造体。3. The segment structure according to claim 1, wherein the reinforcing of the segment ends is performed by forming longitudinal ribs arranged in the axial direction of the shield tunnel into a middle main girder, an end main girder, and an end main girder. A structure that welds to the skin plate and protrudes from each main girder to fix the reinforcing bar between the protruding parts of the facing vertical ribs, or a vertical rib arranged in the axial direction of the shield tunnel,
A segment structure having the same height as a middle main girder and an end main girder, and having a structure in which a reinforcing bar with a fixing plate is arranged between vertical ribs facing each other.
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