JP2001303895A - シールドトンネル用セグメントとその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールドトンネル用鋼製セグメントの各構造
の機能を分離して構成することにより、構成が簡潔で、
加工し易く、加工精度が高く、製作費も低コストとす
る。 【解決手段】スキンプレート４と、継手板５および側板
６と、側板６の内側に配置される複数本の主桁７とを組
立てて構成される鋼製セグメント１であって、主桁７の
桁高は側板６よりも大きく、主桁７の両端部には、同一
リングの隣接するセグメント１と連結するための継手
（セグメント継手）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路トンネル等の
大きな断面のトンネルの覆工構造をシールド工法で構築
する場合に使用される鋼製または、合成構造のシールド
トンネル用セグメントとその製作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド工法では、主として土水
圧に抵抗する一次覆工構造として、鋼製セグメント・コ
ンクリートセグメント・もしくは合成セグメントを現場
でリング状に組立てて、その内側に防食・防火・止水・
美観等の目的のために、必要に応じて現場打ちコンクリ
ート等で二次覆工を施して、トンネル覆工構造を構築し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】シールド工法は、これ
まで設計や施工技術の進歩により、様々なトンネルに適
用されており、様々な断面形状のトンネルや大断面のト
ンネル等が構築されている。しかし、トンネル断面の大
型化、断面形状の複雑化にしたがって、トンネル覆工に
作用する断面力が増大し、それに対応すべく、トンネル
の一次覆工構造を構築するセグメントの大型化、重量増
大を招き、これが輸送性、搬送性、施工性の低下、重機
の大型化等の問題や、それに伴う建設コストアップが課
題となっている。

【０００４】本発明者の研究結果によると、従来の鋼製
セグメントでは、主桁と側板と継手板は、各々がセグメ
ントに必要な土水圧抵抗機能、止水機能、継手機能など
複数の機能を負担するように構成されており、それが各
部材の構成の複雑化と、それによる製作コストの高騰等
をもたらす要因となっているとの知見を得た。

【０００５】本発明者は、前記の知見にもとづいて、さ
らに研究した結果、セグメント各部材の機能を分担化す
ることによりセグメント構成の簡潔化、製作コストの低
廉化等の面で改良できることが分かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、前記の知見にもとづいて、次のように構
成した。第１の発明に係るシールドトンネル用鋼製セグ
メントは、スキンプレートと、継手板および側板と、前
記側板の内側に配置される複数本の主桁とを組立てて構
成される鋼製セグメントであって、前記主桁の桁高は前
記側板よりも大きく、前記主桁の両端部には、同一リン
グの隣接するセグメントと連結するための継手（セグメ
ント継手）構造が設けられていることを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、前記主桁が、トラス構造で
あることを特徴とする。

【０００８】第３の発明は、第１の発明において、前記
主桁がスキンプレート側に設けられた上フランジ部材ま
たは／および主桁のトンネル内空側に設けられた下フラ
ンジ部材とウェブ部材で構成されることを特徴とする。

【０００９】第４の発明は、第１の発明において、前記
主桁端部に複数列・複数段にボルト挿通孔を設け、添接
板を介して高力ボルト摩擦接合によって隣接するセグメ
ントと連結されることを特徴とする。

【００１０】第５の発明は、第１の発明において、前記
主桁端部に主桁に垂直な突出板がＴ字状になるように設
けられ、T字状突出板には隣接するセグメントと連結す
るためのボルト挿通孔が設けられていることを特徴とす
る。

【００１１】第６の発明は、第３の発明において、フラ
ンジ端部には主桁に垂直な突出板が設けられ、当該突出
板には隣接するセグメントと連結するためのボルト挿通
孔が設けられており、かつ、ウェブ端部には複数列・複
数段にボルト挿通孔を設け、添接板を介して高力ボルト
摩擦接合によって隣接するセグメントと連結されること
を特徴とする。

【００１２】第７の発明は、第１の発明において、トン
ネル内空側がスキンプレートに平行な、主桁に固着され
た開口のない鋼板で閉塞されていることを特徴とする。

【００１３】第８の発明は、第３の発明において、隣接
する下フランジ間に隙間が設けられ、トンネル内空側に
開放断面であることを特徴とする。

【００１４】第９の発明は、第１の発明において、前記
主桁間または主桁と側板間に、断面Ｕ字形状または角断
面鋼管からなる縦リブが固着されていることを特徴とす
る。

【００１５】第１０の発明は、第１〜第９の発明におい
て、前記鋼製セグメントの一部分または全体にコンクリ
ートが充填されることを特徴とする。

【００１６】第１１の発明は、第１０の発明において、
ウェブ部材が、上フランジ部材のフランジ直角方向に配
置され、前記上フランジ部材と前記下フランジ部材とを
連結するせん断補強筋（鉄筋、鋼板、形鋼、または鋼
管）であることを特徴とする。

【００１７】第１２の発明に係るシールドトンネル用鋼
製セグメントの製作方法は、第１〜第１１の発明におい
て、スキンプレートと側板を一体成形し、前記スキンプ
レートと側板に継手板を溶接により水密的に固着して、
一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端部
に複数列・複数段にボルト挿通孔を有する前記側板より
も桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを配置し、必
要度に応じて所要個所に、必要の強度を付与できるだけ
の溶接長をもって溶接を行って、前記各部材を一体化さ
せることを特徴とする。

【００１８】第１３の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと継手板を一体成形し、前記スキ
ンプレートと継手板に側板を溶接により水密的に固着し
て、一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、
端部に複数列・複数段にボルト挿通孔を有する前記側板
よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを配置
し、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を付与でき
るだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各部材を一
体化させることを特徴とする。

【００１９】第１４の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと側板と継手板を鋼板による打ち
抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接により水密
的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体の
内部に、端部に複数列・複数段にボルト挿通孔を有する
前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブと
を配置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を
付与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各
部材を一体化させることを特徴とする。

【００２０】第１５の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと側板とを一体成形し、前記側板
とスキンプレートに継手板を溶接により水密的に固着し
て一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端
部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突出板を有する
前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブと
を配置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を
付与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各
部材を一体化させることを特徴とする。

【００２１】第１６の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと継手板を一体成形し、前記スキ
ンプレートと継手板に側板を溶接により水密的に固着し
て一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端
部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突出板を有する
前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブと
を配置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を
付与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各
部材を一体化させることを特徴とする。

【００２２】第１７の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと側板と継手板を鋼板による打ち
抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接により水密
的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体の
内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突出
板を有する前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁
と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要個所に、
必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行
って、前記各部材を一体化させることを特徴とする。

【００２３】第１８の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと側板を一体成形し、前記スキン
プレートと前記側板と継手板を溶接により水密的に固着
して一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、
端部にボルト挿通孔を設けたフランジ部材と、複数列・
複数段にボルト挿通孔を有するウェブ部材とで構成され
る前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブ
とを配置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度
を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記
各部材を一体化させることを特徴とする。

【００２４】第１９の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと継手板を一体成形し、前記スキ
ンプレートと継手板に側板を溶接により水密的に固着し
て一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端
部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突出板を有する
フランジ部材と、端部に複数列・複数段にボルト挿通孔
を有するウェブ部材とで構成される、前記側板よりも桁
高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを配置して、必要
度に応じて所要個所に、必要の強度を付与できるだけの
溶接長をもって溶接を行って、前記各部材を一体化させ
ることを特徴とする。

【００２５】第２０の発明は、第１〜第１１の発明にお
いて、スキンプレートと側板と継手板を鋼板による打ち
抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接により水密
的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体の
内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突出
板を有するフランジ部材と、複数列・複数段にボルト挿
通孔を有するウェブ部材とで構成される、前記側板より
も桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを配置して、
必要度に応じて所要個所に、必要の強度を付与できるだ
けの溶接長をもって溶接を行って、前記各部材を一体化
させることを特徴とする。

【００２６】第２１の発明に係るシールドトンネル用鋼
製セグメントは、スキンプレートと継手板と側板と縦リ
ブと、前記側板の内側に配置される複数本の主桁とを組
立てて構成される鋼製セグメントであって、前記スキン
プレートと前記継手板と縦リブとで構成される一面開放
の直方体の内部に、主桁を取付けるためのガイドを有す
る縦リブが配置されたことを特徴とする。

【００２７】第２２の発明は、請求項１〜請求項２１の
発明において、前記鋼製セグメントが、主桁を取付ける
前にあっては仮設用の鋼製セグメントであり、当該仮設
用の鋼製セグメントに本設用の主桁を取付けるためのガ
イドを有することを特徴とする。

【００２８】

【作用】第１〜第２２の発明では、シールドトンネル用
鋼製セグメントの構成要素である主桁と、スキンプレー
トと、継手板と、側板の各構造の機能を次のように分離
した。

【００２９】、主桁：この主桁をセグメントの主構造
として位置づけ、当該主桁には、土水圧に抵抗する機能
を持たせ、端部に継手構造を有している。 、スキンプレート：止水機能および、土水圧の主桁へ
の伝達機能を持たせる。 、継手板：止水機能を持たせる。 、側板：止水機能および、リング継手機能を持たせ
る。 、縦リブ：側板に接して縦リブを設けるときは、この
縦リブが、シールドマシンの推力ジャッキの反力受け機
能を持つ。

【００３０】因みに、従来の鋼製セグメントでは、主桁
と側板が共に、セグメントの主構造をなしており、両者
が共働して土水圧に抵抗しており、かつ、止水およびリ
ング継手の機能を果たしており、また、継手板は、止水
およびセグメント継手機能を有している。つまり、従来
の鋼製セグメントでは、前述のように、主桁と側板と継
手板は、それぞれが前述の複数の機能を果し得るために
必要な構成とされており、それが各部材の構成の複雑
化、製作コストの高騰等をもたらしている。

【００３１】本発明では、これら各部材の機能の分担化
により構成の簡潔化、製作コストの低廉化等の面で改良
されている。

【００３２】まず、第１の発明の作用を説明する。第１
発明では、前記のように、鋼製セグメントの各構成部材
の機能を分離したことにより、以下のような作用効果が
ある。（なお、第１の発明の作用は、第２発明以下にお
いても、共通している。）

【００３３】（１）、主構造である主桁を別ラインで加
工してから、セグメント外殻に組み込めるため加工しや
すく、加工精度も高い。（なお、この場合、セグメント
継手、リング継手構造は特に限定せず、ボルト引張り接
合、高力ボルト摩擦接合、現場溶接接合など、何れでも
よい。） （２）、側板と継手板の強度は、止水のため最低限度で
よいので、低コストである。 （３）、側板と継手板とスキンプレートの溶接および、
継手板と主桁とスキンプレートの溶接が止水溶接でよい
ため、セグメント外殻の加工精度が高い。 （４）、鋼製セグメントの全体構成が、シンプルであ
る。

【００３４】第２の発明にあっては、主桁をトラス構造
としたことによる、作用は以下の通りである。 （１）、各部材が、小型、軽量であり、現場でボルト接
合により主桁を組立てるので、セグメントを現場で組立
てて、仮設後に本設構造とすることが可能である。 （２）、セグメント重量が軽量であるため、輸送、搬
送、組立てコストが安い。 （３）、トラスの各部材間を利用して、作業者や、様々
な部品、工具等が移動できるので、作業性がよい。

【００３５】第３の発明にあっては、主桁を上下フラン
ジ部材およびウェブ部材で構成したことによる、作用は
以下の通りである。つまり、道路トンネルや鉄道トンネ
ルなどの大断面のシールドトンネルは、空間を有効利用
するために、異形断面（矩形断面や楕円形など）となる
ことが多い。このようなトンネルでは曲げモーメントが
卓越することが多いが、 （１）、この曲げモーメントが卓越する場合、前記本発
明の構成によると、覆工厚を薄くすることができる。
（上下フランジ部材＋ウェブ部材は曲げに対して、効率
的な形状（つまり、断面係数が大きい）である。） （２）、ウェブ部材は、鋼板、Ｈ形鋼などの形鋼や、鋼
管等を用いることができる。

【００３６】第４発明にあっては、セグメント継手を添
接板を介して高力ボルト摩擦接合としたことによる、作
用は以下の通りである。 （１）、高強度、高剛性な継手構造であるため、覆工厚
を薄くすることができる。 （２）、主桁をセグメント鋼殻内部に設置するため、２
面摩擦接合とすることができ、コストダウンが可能であ
る。（つまり、ボルト削減、主桁と側板を兼ねている従
来のようなセグメント構造では、１面摩擦接合となり、
本構造の２倍のボルト本数が必要）

【００３７】第５発明にあっては、セグメント継手を、
Ｔ字形状の突出板を有するボルト引張り接合としたこと
による作用は以下の通りである。 （１）、高強度、高剛性な継手構造であるため、覆工厚
を薄くすることができる。 （２）、第４発明よりも格段に少ないボルト本数で、高
強度、高剛性な継手にできるので、それにより、急速施
工が可能となる。その上、土水圧によりトンネル周方向
に圧縮力が卓越する場合には、圧縮側フランジ付近のボ
ルトを省略して、突出板同士の支圧接合構造としたり、
継手断面に引張り力が作用しない場合には、ボルトを省
略することが可能である。それにより、一層の急速施工
が可能になる。 （３）、第４発明では、セグメントを主桁の上下、左右
および前後方向の精度を管理して製作しなければならな
いが、第５発明の継手構造は、ボルト締めにより、セグ
メント同士を前後に引き寄せることができるため、主桁
の前後（長手方向）の精度管理は比較的ルーズでよいた
め、第４発明よりも低い施工精度で製作することが可能
である。 （５）、引張りボルト接合であるため、高い止水性能が
容易に得られる。 （６）、突出板を別ラインで製造してからセグメント鋼
殻に組み込むことが可能なため、加工精度が高く、生産
性も高い。

【００３８】第６発明にあっては、第４、第５発明の継
手構造を組み合わせた鋼製セグメントによる作用効果
は、次のとおりである。 （１）、断面に作用する曲げモーメントによって発生す
る、トンネル周方向の引張力をボルト引張接合によって
伝達し、断面に作用するせん断力を添接板を介しての高
力ボルト摩擦接合によって伝達するので、前述の第４、
第５発明と同様の作用効果が奏される。

【００３９】第７発明にあっては、主桁を介して、スキ
ンプレートと平行にトンネル内空側に開口のない鋼板
（後述の発明の実施形態では仕上げ部材という）を配設
した場合の作用効果は、次のとおりである。 （１）、鋼製セグメントを接合する際の、作業者の足場
となる。 （２）、曲げ性能が高い鋼製セグメントが実現できる。 （３）、防食、耐火工が容易である。 （４）、局部座屈、横倒れ座屈し難い。 （５）、加工度が小さいため、製造コストが低い。 （６）、セグメント内部にコンクリートを打設して、合
成セグメントとする場合の型枠の代りとなる。

【００４０】第８の発明にあっては、主桁が設けられる
スキンプレートの内側、つまり、トンネル内空側に開口
を有する場合の作用効果は、次のとおりである。 （１）、トンネル内空側からアクセスして鋼製セグメン
トを接合する際の作業が容易である。（この場合、下フ
ランジ部材の形状は、（トンネル内空側に開口を有する
限り）どのような形状でもよい。例えば、鋼板を用いて
縦長（スキンプレートに垂直）にしても良いし、Ｔ字形
状でも良いし、鋼管や形鋼を用いても良い。）

【００４１】第９の発明にあっては、Ｕ字状または角鋼
管の縦リブを設けたことによる作用効果は、次のとおり
である。従来、鋼製セグメントの縦リブは、セグメント
組立て時、推進力（圧縮力）による縦リブの座屈防止の
ために、Ｌ字形状をしているので、大断面のトンネルを
シールドマシンで構築する場合、過大な推進力を伝える
ために多くの縦リブが必要となり、リング継手の締付け
のためのスペースを確保することができず、リング継手
の締付けが困難あった。しかるに、第９発明のように、
縦リブがＵ字状または角鋼管であることで、リング継手
の締付けが容易である。

【００４２】第１０の発明にあっては、鋼製セグメント
の一部分または全体にコンクリートが充填されることで
当該鋼製セグメントの強度が一層向上する。

【００４３】第１１の発明にあっては、主桁のウェブ部
材が、上フランジ部材と下フランジ部材とを連結するせ
ん断補強筋であるので、主桁が軽量でしかも強度が向上
し、コンクリートとの結合が確実である。

【００４４】第１２の発明にあっては、スキンプレート
と側板とを一体に成形する場合の作用効果は、次のとお
りである。すなわち、溶接量が少く済ませられるので、
高い加工精度でセグメントの製造が可能である。（例え
ば、プレスなどにより、スキンプレートと側板を一体成
形してよい。）

【００４５】第１３の発明にあっては、スキンプレート
と継手板とを一体に成形する場合の作用効果は、次のと
おりである。すなわち、前記と同様に溶接量が少く済ま
せられるので、高い加工精度でセグメントの製造が可能
である。（例えば、プレスなどにより、スキンプレート
と継手板を一体成形してよい。）

【００４６】第１４の発明にあっては、スキンプレート
と側板と継手板とを一体に成形する場合の作用効果は、
次のとおりである。すなわち、第１２、１３発明より
も、さらに溶接量が少く済ませられるので、一層高い加
工精度でセグメントの製造が可能である。（例えば、プ
レスなどにより、スキンプレートと継手板と側板を一体
成形してよい。）

【００４７】第１５の発明にあっては、第１２発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第５
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００４８】第１６の発明にあっては、第１３発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第５
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００４９】第１７の発明にあっては、第１４発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第５
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００５０】第１８の発明にあっては、第１２発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第６
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００５１】第１９の発明にあっては、第１３発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第６
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００５２】第２０の発明にあっては、第１４発明の高
い加工精度でのセグメント製造の可能性に加えて、第６
発明の高力ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高
強度、高剛性、高止水性等の作用が相乗的に奏される。

【００５３】第２１の発明にあっては、縦リブと主桁と
の溶接量がないので、加工精度、コスト的に有利であ
る。つまり、従来の鋼殻内部に主桁を複数配置する鋼製
セグメントの場合は、特に、縦リブと主桁との溶接量が
非常に多くなり、加工精度、コストなどが悪化するが、
本発明ではこのような不具合がない。

【００５４】第２２の発明にあっては、仮設用のセグメ
ントを組立ててから、本設の主桁構造となる主桁を後で
増設するトンネル構築する工法を実施する際において、
セグメントに本設時の土水圧に抵抗できる主桁を増設す
るためのガイドを予め設けておくことで、施工の省力
化、工期の短縮が可能である。

【００５５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るシールドトン
ネル用鋼製セグメント構造と、これを施工する実施の形
態を図を参照して詳細に説明する。

【００５６】図１〜図４は、実施形態１として、本発明
の基本構造を示し、図１は、複数の鋼製セグメント１を
用いて、断面矩形でかつ、大断面の道路トンネル（以
下、トンネルという）２を構築する工程における仮設状
態を示す一部縦断正面図、図２は、図１において、覆工
内面に構築された鋼製セグメントに、コンクリートが充
填された状態の拡大断面図、図３は、図２のＡ−Ａ断面
図、図４は鋼製セグメントの構築前の斜視図と側面図と
断面図である。

【００５７】図１において、鋼製セグメント１は、トン
ネル２の１次覆工としてトンネル内面に配置されて支保
工３で仮設支持され、型枠１３を介してかつ内外の主鉄
筋１４、１５で補強されて、鋼製セグメント１内にコン
クリートが打設される。このコンクリート９が硬化した
後、支保工３は撤去され、鋼製セグメント１は本設構と
なる。なお、図１では、トンネル２内に所定間隔で構築
される複数本の柱は図示省略されている。

【００５８】鋼製セグメント１は、図４に示すように、
スキンプレート４と、継手板５および側板６と、前記側
板６の内側に配置される複数本の主桁７を組立てて構成
される。

【００５９】ところで、前記実施形態１を始め、後述の
各実施形態の全体に共通する特徴的な構成は、鋼製セグ
メント１が、主桁７と、スキンプレー４と、継手板５
と、側板６の各構造の機能が分離するように構成されて
いることである。そして、主桁７には専ら強度を負担さ
せることで、当該主桁７をセグメントの主要構造として
位置づけており、スキンプレー４と、継手板５と、側板
６には、専ら止水機能、継手機能のみを負担させるもの
で、それ故、これら部材の強度は、止水機能、継手機能
を発揮させる上で、必要最小限度に構成されていること
である。

【００６０】各実施形態に共通する点と、相異する点
を、図４を参照して説明する。図において、鋼製セグメ
ント１の主桁７の桁高が側板６および、継手板５よりも
大きく設けられている点が各実施形態に共通する点であ
る。また、各実施形態において相異する点は、主桁７等
の具体的構造がそれぞれ相異することである。

【００６１】図４の実施形態１から説明すると、前記主
桁７は、フラットな鋼板７ａで構成されると共に、この
主桁７の桁高は継手板５および側板６よりも大きく、ま
た、当該主桁７の両端部には、同一リングの隣接するセ
グメントと連結するためのセグメント継手構造として、
継手板５が設けられている。また、前記側板６と主桁７
との間および、主桁７と主桁７の間には先端が彎曲した
鉤状の縦リブ８が溶接されている。

【００６２】前記鋼製セグメント１は、図３に示すよう
に、トンネル２の地山１０側にスキンプレート４を配置
し、同一リングの隣接するセグメント間では、継手板５
同士を当接し、継手板５に設けられたボルト挿通孔１２
（このボルト挿通孔は、複数段、複数列に設けても良
い。）に例えば、ボルト１１を挿通して各鋼製セグメン
ト１が引張り接合される。また、図２に示すようにリン
グ間も前記と同様に、トンネル軸方向に隣接する鋼製セ
グメント１の側板６同士を当接し、ボルト挿通孔１２に
ボルト１１を挿通して引張り接合される。

【００６３】また、図２、図３の例では、スキンプレー
ト４と所定の間隔離して、トンネル内空側にトンネル内
面仕上げ用の２次覆工を兼ねる型枠１３が配置され、ま
た、前記主桁７の間において、これと平行に複数の外側
主鉄筋１４と内側主鉄筋１５が配置される。

【００６４】前述のように配置された鋼製セグメント１
の内部にコンクリートが打設されて、トンネル覆工が構
築される。

【００６５】図１の実施形態１の鋼製セグメント１で
は、前述の通り、主桁７と、スキンプレー４と、継手板
５と、側板６の各構造の機能が分離するように構成され
ていて、鋼製セグメント１の主構造として位置づけられ
る主桁７には、土水圧に抵抗する機能を持たせ、端部に
継手板５を溶接している。スキンプレート４には、止水
機能および、土水圧の主桁７への伝達機能を持たせ、継
手板５には止水機能を持たせている。また、側板６に
は、止水機能および、リング継手機能を持たせる。側板
６に接して設けられる縦リブ８には、シールドマシンの
推力ジャッキの反力受け機能を持たせている。

【００６６】したがって、実施形態１の鋼製セグメント
１において、側板６と継手板５の強度は、止水のため最
低限度でよいので、低コストである。また、側板６と継
手板５とスキンプレート４の溶接および、継手板５と主
桁７とスキンプレート４の溶接は止水溶接でよいため、
セグメント外殻の加工精度が高い。また、主構造である
主桁７を別ラインで加工してから、セグメント外殻に組
み込めるため加工しやすく、加工精度も高い。

【００６７】前記の場合、セグメント継手、リング継手
の構造は特に限定されず、前述のボルトの引張り接合の
ほか、高力ボルト摩擦接合、現場溶接接合など、何れで
もよい。

【００６８】図５は、請求項２に対応するものとして、
実施形態２を示す。この実施形態２では、主桁７が、複
数の斜材７ｂで構成されるトラス構造であること、ま
た、斜材７ｂを介してトンネル内空側にスキンプレート
４と平行に型枠を兼ね、平板状の仕上げ鋼板１７が設け
られていること、この点が実施形態１と相異する。前記
スキンプレート４の下面と、前記仕上げ鋼板１７の上面
には長手方向に所定間隔で、上下で配置位置を一つ置き
にずらしながら、かつ、幅方向に複数平行にガセットプ
レート１８が溶接されていて、斜材７ｂの上端と下端
は、前記ガセットプレート１８の両側を挟むように配置
され、両部材に連結ボルト１９を挿通することで、斜材
７ｂを介してスキンプレート４と仕上げ鋼板１７が結合
された鋼製セグメント１が構成される。

【００６９】実施形態２の鋼製セグメント１でも、実施
形態１と同様にトンネル内面に仮設され、複数の補強鉄
筋で補強されてコンクリート９が打設され、その硬化に
より本設となり、覆工構造が完成する。この場合、トラ
ス構造の主桁７がコンクリートと一体となって、鋼製セ
グメント１の強度を専ら負担するので、スキンプレート
４と、側板６と継手板５などは、強度を必要としない止
水機能や、継手機能を分担すればよく、これら部材の構
造を簡易化でき、低コスト化できる。

【００７０】さらに、実施形態２によると、主桁をトラ
ス構造としたことにより、以下の作用も奏される。 （１）、各部材が、小型、軽量であり、現場でボルト接
合により主桁を組立てるので、セグメントを現場で組立
てて、仮設後に本設構造とすることが可能である。 （２）、セグメント重量が軽量であるため、輸送、搬
送、組立てコストが安い。 （３）、トラスの各部材間と仕上げ鋼板１７を利用し
て、作業者や、様々な部品、工具等が移動できるので、
作業性がよい。

【００７１】図６、図７、図８は、いずれも請求項３に
対応するものとして、実施形態３、４，５を示す。図６
の実施形態３には、鋼製セグメント１の主桁７が側板６
および継手板５よりも桁高のＨ形鋼７ｃで構成された例
が示されている。Ｈ形鋼７ｃの上フランジ部材２０は、
スキンプレート４の内側に溶接され、下フランジ部材２
１とウェブ部材２２はトンネル内空側に位置している。

【００７２】図７の実施形態４には、鋼製セグメント１
の主桁７が上下のH形鋼２３、２４および、両H形鋼２
３、２４を溶接部２６を介して連結する連結鋼板２５で
構成された例が示されている。上部のＨ形鋼２３の上フ
ランジ部材２３ａは、スキンプレート４の内側に溶接さ
れ、連結鋼板２５と上、下部のＨ形鋼２３、２４はトン
ネル内空側に位置している。

【００７３】図８の実施形態５には、鋼製セグメント１
の主桁７が上下の厚鋼材２７、２８および両厚鋼材２
７、２８を溶接部２６で連結する連結鋼板２５で構成さ
れた例が示されている。上部の厚鋼材２７は、スキンプ
レート４の内側に溶接され、連結鋼板２５と上、下部の
厚鋼材２７、２８は、トンネル内空側に位置している。

【００７４】実施形態３、４、５の各鋼製セグメント１
でも、実施形態１、２と同様にトンネル内面に仮設さ
れ、複数の内外の主鉄筋１４，１５で補強されてコンク
リート９が打設され、その硬化により本設となり、覆工
構造が完成する。

【００７５】実施形態３、４、５において、図６に示す
Ｈ形鋼７ｃの主桁７、図７に示す上下のＨ形鋼２３、２
４および両Ｈ形鋼２３、２４を連結する連結鋼板２５か
らなる主桁７、図８に示す上下の厚鋼材２７、２８およ
び、両厚鋼材２７、２８を連結する連結鋼板２５からな
る主桁７は、いずれもコンクリート９と一体となって、
鋼製セグメント１の強度を専ら負担するので、スキンプ
レート４と、側板６と継手板５などは、強度を必要とし
ない止水機能や、継手機能を分担すればよく、これら部
材の構造を簡易化でき、低コスト化できる。

【００７６】図９は、請求項４に対応するものとして、
実施形態６を示す。図９の実施形態６には、セグメント
の主桁７が、図８と同じ上下の厚鋼材２７、２８および
両厚鋼材２７、２８が溶接部２６で連結する連結鋼板２
５で構成され、この主桁７の端部には、添接板（図示省
略）を介してセグメント間を高力ボルト摩擦接合により
連結するためのボルト挿通孔２９が複数列・複数段に設
けられている。

【００７７】実施形態６において、セグメント継手を高
力ボルト摩擦接合としたことにより、以下の作用を奏す
る。 （１）、高強度、高剛性な継手構造であるため、覆工厚
を薄くすることができる。 （２）、主桁７を鋼殻内部に設置するため、２面摩擦接
合とすることができ、コストダウンが可能である。（つ
まり、従来のボルト削減、主桁と側板を兼ねているセグ
メント構造では、１面摩擦接合となり、本構造の２倍の
ボルト本数が必要） （３）、ボルト締めにより、セグメント同士を前後に引
き寄せることができるので、主桁の前後（長手方向）の
精度管理は比較的ルーズでよく、低い施工精度で製作す
ることが可能である。

【００７８】図１０は、請求項５に対応するものとし
て、実施形態７を示す。図１０の実施形態７では、セグ
メントの主桁７が、図８と同じ上下の厚鋼材２７、２８
および両厚鋼材２７、２８を溶接部２６で連結する連結
鋼板２５で構成され、この主桁７の端部に当該主桁７に
垂直な突出板３２が主桁７と相俟って横断面Ｔ字状にな
るように設けられ、このＴ字状突出板３２には、隣接す
るセグメントと連結するためのボルト挿通孔２９が設け
られている。隣接する両セグメントの突出板３２を接合
し、各ボルト挿通孔２９に高力ボルトを挿通して締結す
ることで、当該高力ボルトによる摩擦接合によって隣接
するセグメントと連結される。

【００７９】実施形態７において、セグメント継手を、
主桁７と相俟ってＴ字形状となる突出板３２を有するボ
ルト引張り接合としたことにより、以下の作用を奏す
る。 （１）、高強度、高剛性な継手構造であるため、覆工厚
を薄くすることができる。 （２）、少ないボルト本数で、高強度、高剛性の引張り
ボルト接合のセグメント継手とすることができる。その
ため急速施工が可能となる。その上、土水圧によりトン
ネル周方向に圧縮力が卓越する場合には、圧縮側フラン
ジ付近のボルトを省略して、突出板同士の支圧接合構造
としたり、継手断面に引張り力が作用しない場合には、
ボルトを省略することが可能である。それにより、一層
の急速施工が可能になる。

【００８０】図１１は、請求項６に対応するものとし
て、実施形態８を示す。図１１の実施形態８には、セグ
メントの主桁７が、上部の厚鋼材２７および下部の仕上
げ鋼板１７を溶接部２６で連結する連結鋼板２５で構成
される。この主桁７の端部において、両厚鋼材２７、２
８の端部には主桁７に垂直な突出板３２が設けられ、当
該突出板３２には隣接するセグメントと連結するための
ボルト挿通孔２９が設けられている。また、連結鋼板２
５の端部には複数列・複数段にボルト挿通孔３３を設
け、添接板（図示省略）を介して、高力ボルト摩擦接合
によって隣接するセグメントと連結されている。

【００８１】実施形態８では、隣接する両セグメントの
突出部３２を接合し、ボルト挿通孔２９に連結ボルト１
９を挿通して締結することで、隣接する両セグメントを
ボルト引張り接合すると共に、更に、添接板を隣接する
両セグメントの主桁７間に跨って添接し、添接板と主桁
７の各ボルト挿通孔２９に高力ボルト３０を挿通して締
結することで、当該高力ボルト３０による摩擦接合によ
って隣接するセグメントと連結される。

【００８２】実施形態８においては、あたかも実施形態
６、７の継手構造を組み合わせたごとき鋼製セグメント
により、これら実施形態６、７と同様の作用効果が奏さ
れる。

【００８３】図１２は、請求項７に対応するものとし
て、実施形態９を示す。図１１の実施形態９には、セグ
メントの主桁７が、図７と同じ上部の厚鋼材２７および
当該厚鋼材２７に溶接部２６で連結する連結鋼板２５で
構成され、この連結鋼板２５のトンネル内空側の内端縁
にスキンプレート４に平行な、開口のない内空側鋼板３
４（図５の仕上げ鋼板１７に相当する）で閉塞されてい
る例を示す。

【００８４】実施形態９において、主桁７を介して、ス
キンプレート４と平行にトンネル内空側に内空側鋼板３
４を配設することで、次の作用を奏する。 （１）、鋼製セグメント１を接合する際の、作業者の足
場となる。 （２）、曲げ性能が高い鋼製セグメントが実現できる。 （３）、防食、耐火工が容易である。 （４）、局部座屈、横倒れ座屈し難い。 （５）、加工度が小さいため、製造コストが低い。 （６）、セグメント内部にコンクリートを打設して、合
成セグメントとする場合の型枠代わりとなる。

【００８５】図１３、図１４、図１５は、いずれも請求
項８に対応するものとして、実施形態１０、１１，１２
を示す。各実施形態において、セグメントの主桁７は、
連結鋼板２５の上下部にそれぞれ、上部鋼部材３５と下
部鋼部材３６を溶接して構成され、かつ、隣接する下部
鋼部材３６間に隙間３７が設けられ、トンネル内空側が
開放断面とされている。なお、図１３〜図１５の各実施
形態において、下部鋼部材３６の断面形状が、図示のよ
うに、縦長矩形断面、逆Ｔ字状断面、角鋼管断面等の相
異する点を除いて、他の構成は各実施形態で共通である

【００８６】実施形態１０，１１，１２において、主桁
７が設けられるスキンプレート４の内側、つまり、トン
ネル内空側に隙間３７を有する場合の作用効果は、次の
とおりである。 （１）、トンネル内空側からアクセスして鋼製セグメン
トを接合する際の作業が容易である。（この場合、下フ
ランジ部材の形状は、（トンネル内空側に開口を有する
限り）どのような形状でもよい。例えば、前述のように
鋼板を用いて縦長（スキンプレートに垂直）にしても良
いし、Ｔ字形状でも良いし、鋼管や形鋼を用いても良
い。）

【００８７】図１６、図１７は、いずれも請求項９に対
応するものとして、実施形態１３、１４を示す。各実施
形態において、セグメントの主桁７は、連結鋼板２５の
上下部にそれぞれ上部鋼部材３５と下部鋼部材３６を溶
接して構成され、かつ、隣接する下部鋼部材３６間に隙
間３７が設けられ、トンネル内空側が開放断面とされて
いる点は、先の実施形態と同じである。そして、図１
６、図１７の実施形態１３、１４における特徴的な構成
は、前記主桁７間または主桁７と側板６間に、断面Ｕ字
形状の縦リブ３８または角断面鋼管からなる縦リブ３９
が固着されていることである。

【００８８】実施形態１３，１４のＵ字状縦リブ３８ま
たは角鋼管の縦リブ３９を設けたことによる作用効果
は、次のとおりである。すなわち、従来、鋼製セグメン
トの縦リブは、セグメント組立て時、推進力（圧縮力）
による縦リブの座屈防止のために、Ｌ字形状をしている
ので、大断面のトンネルをシールドマシンで構築する場
合、過大な推進力を伝えるために多くの縦リブが必要と
なり、リング継手の締付けのためのスペースを確保する
ことができず、リング継手の締付けが困難あった。しか
るに、実施形態１３，１４のように、縦リブ３８，３９
がＵ字状またはボックス断面であることで、リング継手
の締付けが容易である。

【００８９】図１８、図１９は、いずれも請求項１０に
対応するものとして、実施形態１５、１６を示す。各実
施形態において、セグメントの主桁７は鋼板７ａで構成
され、上部フランジ部材２０がスキンプレート４に固着
されると共に、下端縁には内空側を閉塞するように、ス
キンプレート４と平行に仕上げ鋼板１７が固着されてい
る。また、図１８の実施形態１５では、鋼製セグメント
１の全体にコンクリート４０が充填されており、図１９
の実施形態１６では、スキンプレート４の内側に接し
て、鋼製セグメント１の一部分にコンクリート４０が充
填されている。

【００９０】図１８、図１９の実施形態１５、１６によ
ると、鋼製セグメント１が合成構造とされているので、
セグメント強度が向上するとともに、現場でのコンクリ
ート打設作業を低減できる。

【００９１】図２０、図２１は、それぞれ請求項１１に
対応するものとして、実施形態１７、１８を示す。この
実施形態１７、１８では、鋼製セグメント１の全体にコ
ンクリート４０が充填されている点と、内空側に仕上げ
鋼板１７が、スキンプレート４と平行に設けられている
点は図１８の実施形態９と同じであるが、主桁７の構成
が実施形態９と相異している。

【００９２】すなわち、図２０の実施形態１７では、主
桁７は、上フランジ部材４１および下フランジ部材４２
と、当該上下のフランジ部材４１、４２と直角方向に配
置され、かつ、長手方向に一定間隔毎に配置されて、両
フランジ部材を面上で溶接部４３を介して連結する、Ｌ
形鋼からなるウェブ部材４４とから構成される。ウェブ
部材４４は、せん断補強筋として機能し、図示例ではＬ
形鋼からなるが、鉄筋、鋼板、または鋼管でもよい。上
フランジ部材４１は、スキンプレート４の内側に溶接さ
れ、下フランジ部材４２は内空側に仕上げ鋼板１７に溶
接されている。

【００９３】図２１の実施形態１８では、主桁７の上フ
ランジ部材４１および下フランジ部材４２と、ウェブ部
材４４との結合構造が、図２０の実施形態１７と若干相
異している。図２１の実施形態１８では、当該上下のフ
ランジ部材４１、４２と直角方向に配置されるＬ形鋼の
２つのウェブ部材４４の上下端部で、それぞれ上下のフ
ランジ部材４１、４２を挟み、各部材のボルト挿通孔に
ボルト４５を挿通することで、上下のフランジ部材４
１、４２とウェブ部材４４とが結合される。

【００９４】図２０、図２１の実施形態１７、１８によ
ると、主桁７は、上下のフランジ部材４１、４２とウェ
ブ部材４４からなるので、鋼製セグメント１の強度が一
層向上すると共に、合成構造とされているので、この点
でもセグメント強度が向上し、さらに、現場でのコンク
リート打設作業を低減できる。

【００９５】図２２以下は、請求項１２以下の鋼製セグ
メントの製作方法に対応し、これらの実施形態を示す。

【００９６】図２２は、請求項１２に対応する実施形態
１９を示す。この実施形態１９では、スキンプレート４
と側板６を一体成形し、前記スキンプレート４と側板６
に継手板５を溶接により水密的に固着して、一面開放の
直方体を形成し、この直方体の内部に、端部に複数列・
複数段にボルト挿通孔を有する前記側板６よりも桁高の
大きな複数本の主桁７と、縦リブ８とを配置し、必要度
に応じて部材間の当接する所要個所に、必要の強度を付
与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各部
材を一体化させている。

【００９７】実施形態１９では、スキンプレート４と側
板６とを一体に成形することで、溶接量が少く済ませら
れるので、高い加工精度でセグメントの製造が可能であ
る。例えば、プレスなどにより、スキンプレート４と側
板６を一体成形してよい。実施形態１９おいて、高力ボ
ルト摩擦接合によるセグメント継手部の高強度、高剛
性、高止水性等の作用が奏される構成については、図示
省略する。

【００９８】図２３は、請求項１３に対応する実施形態
２０を示す。この実施形態２０では、 スキンプレート
４と継手板５を一体成形し、前記スキンプレート４と継
手板５に側板６を溶接により水密的に固着して、一面開
放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端部に複数
列・複数段にボルト挿通孔を有する前記側板６よりも桁
高の大きな複数本の主桁７と、縦リブ（図示省略）を配
置し、必要度に応じて各部材が当接する所要個所に、必
要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行っ
て、前記各部材を一体化させている。

【００９９】実施形態２０では、スキンプレート４と継
手板５とを一体に成形することで、溶接量が少く済ませ
られるので、高い加工精度でセグメントの製造が可能で
ある。例えば、プレスなどにより、スキンプレート４と
継手板５を一体成形してよい。実施形態２０でも、高力
ボルト摩擦接合によるセグメント継手部の高強度、高剛
性、高止水性等の作用が奏される構成については、図示
省略する。

【０１００】図２４は、請求項１４に対応する実施形態
２１を示す。この実施形態２１では、 スキンプレート
４と側板６と継手板５を鋼板による打ち抜きで一体成形
し、前記側板６と継手板５を溶接により水密的に固着し
て一面開放の直方体を形成し、この直方体の内部に、端
部に複数列・複数段にボルト挿通孔を有する前記側板６
よりも桁高の大きな複数本の主桁７と、縦リブ８とを配
置して、必要度に応じて各部材を当接する所要個所に、
必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行
って、前記各部材を一体化させている。

【０１０１】実施形態２１では、スキンプレート４と側
板６と継手板５とを一体に成形することで、溶接量が少
く済ませられるので、実施形態１９、２０比べて、さら
に高い加工精度でセグメントの製造が可能である。例え
ば、プレスなどにより、スキンプレート４と側板６と継
手板５を一体成形してよい。実施形態２１でも、高力ボ
ルト摩擦接合によるセグメント継手部の高強度、高剛
性、高止水性等の作用が奏される構成については、図示
省略する。

【０１０２】なお、請求項１５〜２０は、請求項１２、
１３、１４（これらに対応する実施形態１９、２０、２
１を図２２、２３、２４に示す）と、請求項４、５、６
（これらに対応する実施形態６、７、８を図８、９、１
０に示す）を組合わせてなるものであり、これらについ
ては、図示説明を省略する。

【０１０３】図２５、図２６、図２７は、請求項２１、
２２に対応するものとして、実施形態形態２２、２３，
２４を示す。図２５の実施形態２２では、スキンプレー
ト４と、継手板５と、側板６と、縦リブ３８と、前記側
板６の内側に配置される複数本の主桁７とを組立てて構
成される鋼製セグメント１において、前記スキンプレー
ト４と、継手板５と、側板６で構成される一面開放の直
方体の内部において、前記スキンプレート４の内面に断
面Ｕ字形の縦リブ３８が溶接され、縦リブ３８に主桁７
を取付けるためのガイド部材５０が溶接されている。

【０１０４】さらに説明すると、図２５の実施形態２２
では、Ｈ形鋼７ｃからなる各主桁７の上フランジ５１
が、鉤部５０ａが所定間隔はなれて対向した一対のガイ
ド部材５０の間で抱持され、かつ、鉤部５０ａのボルト
孔を挿通して螺合する固定ボルト５２の先端で、主桁７
の上フランジ５１下面を縦リブ３８側に押し付けること
で、当該主桁７を縦リブ３８側に固定している。

【０１０５】図２６の実施形態２３では、所定間隔離れ
て平行する一対のＨ形鋼７ｃからなる主桁７の下フラン
ジ同士が繋がって、仕上げ鋼板１７を形成しており、こ
の点が実施形態２２と相異し、他の点では、実施形態２
２と同じである。

【０１０６】図２７の実施形態２４では、所定間隔離れ
て平行する、一対のＨ形鋼７ｃからなる主桁７の上下フ
ランジ同士がそれぞれ繋がって上部連結フランジ５１を
形成しており、この点が実施形態２２、２３と相異し、
他の点では、実施形態２２、２３と同じである。

【０１０７】なお、本発明は前記の実施形態に限定され
ず、これらを適宜変形して実施することができる。

【０１０８】

【発明の効果】本発明に係るシールドトンネル用鋼製セ
グメントは、主桁と、スキンプレートと、継手板と、側
板の各構造の機能を分離して、主構造となる主桁には、
土水圧に抵抗する機能と、端部に継手機能を持たせ、ス
キンプレートには、止水機能および、土水圧の主桁への
伝達機能をもたせ、継手板には、止水機能を持たせ、側
板には止水機能および、リング継手機能を持たせ、ま
た、側板に接して縦リブを設けるときは、この縦リブ
に、セグメント組立て用ジャッキの推力伝達機能を持た
せるように構成した。それにより、本発明に係る鋼製セ
グメントは、従来に比べて、構成が簡潔で、加工し易
く、加工精度も高く、また、側板と継手板の強度は、止
水のため最低限度でよく、これらが相俟って製作費が低
コストとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３の鋼製セグメントを用いて、矩形断面でか
つ、大断面の道路トンネルを構築する際の仮設状態を示
す一部縦断正面図である。

【図２】図１において、覆工内面に構築された鋼製セグ
メントに、コンクリートが充填された状態の拡大断面図
である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の基本構造を
示す実施形態１の鋼製セグメントの斜視図と側面図と断
面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態２に係る鋼
製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態３に係る鋼
製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図７】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態４に係る鋼
製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図８】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態５に係る鋼
製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態６に係る鋼
製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）（Ｃ）は、実施形態７に係る
鋼製セグメントの斜視図と側面図と断面図である。

【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態８に係る鋼製セ
グメントの斜視図と側面図である。

【図１２】実施形態９に係る鋼製セグメントの説明図で
ある。

【図１３】実施形態１０に係る鋼製セグメントの斜視図
である。

【図１４】実施形態１１に係る鋼製セグメントの斜視図
である。

【図１５】実施形態１２に係る鋼製セグメントの斜視図
である。

【図１６】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１３に係る鋼製
セグメントの正面図と側断面図である。

【図１７】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１４に係る鋼製
セグメントの正面図と側断面図である。

【図１８】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１５に係る鋼−
コンクリート合成セグメントの断面図と側断面図であ
る。

【図１９】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１６に係る鋼−
コンクリート合成セグメントの断面図である。

【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１７に係る鋼−
コンクリートの合成セグメントの断面図と側断面図であ
る。

【図２１】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態１８に係る鋼−
コンクリートの合成セグメントの断面図と側断面図であ
る。

【図２２】実施形態１９に係る鋼製セグメントの製作過
程を示す分解斜視図である。

【図２３】実施形態２０に係る鋼製セグメントの製作過
程を示す分解斜視図である。

【図２４】実施形態２１に係る鋼製セグメントの製作過
程を示す分解斜視図である。

【図２５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施形態２２に
係る鋼製セグメントの縦断面図と側断面図と横断平面図
である。

【図２６】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態２３に係る鋼製
セグメントの断面図と側断面図である。

【図２７】（Ａ）、（Ｂ）は、実施形態２４に係る鋼製
セグメントの断面図と側断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼製セグメント ２ トンネル ３ 支保工 ４ スキンプレート ５ 継手板 ６ 側板 ７ 主桁 ８ 縦リブ ９ コンクリート １０ 地上 １１ ボルト １２ ボルト挿通孔 １３ 型枠 １４ 外側主鉄筋 １５ 内側主鉄筋 １７ 仕上げ鋼板 １８ ガッセットプレート １９ 連結ボルト ２０ 上フランジ部材 ２１ 下フランジ部材 ２２ ウェブ部材 ２３ 上部Ｈ形鋼 ２４ 下部Ｈ形鋼 ２５ 連結鋼板 ２６ 溶接部 ２７ 上部厚鋼板 ２８ 下部厚鋼板 ２９ ボルト挿通孔 ３２ 突出板 ３３ ボルト挿通孔 ３４ 内空側鋼板 ３５ 上部鋼部材 ３６ 下部鋼部材 ３７ 隙間 ３８ 縦リブ ３９ 縦リブ ４０ コンクリート ４１ 上フランジ ４２ 下フランジ ４３ 溶接部 ４４ ウェブ部材 ４５ ボルト ４６ 係止板 ４７ 外れ防止板 ４８ 係止溝 ４９ せん断補強筋 ５０ ガイド部材 ５０ａ 鉤部 ５１ 上フランジ ５１ａ 下フランジ ５２ 固定ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広沢 規行 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 鰰田 実 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 AA02 BA01 CA01 EB10 GC06 KB04

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキンプレートと、継手板および側板
   と、前記側板の内側に配置される複数本の主桁とを組立
   てて構成される鋼製セグメントであって、前記主桁の桁
   高は前記側板よりも大きく、前記主桁の両端部には、同
   一リングの隣接するセグメントと連結するための継手
   （セグメント継手）構造が設けられていることを特徴と
   するシールドトンネル用鋼製セグメント。
2. 【請求項２】 前記主桁が、トラス構造であることを特
   徴とする請求項１記載のシールドトンネル用鋼製セグメ
   ント。
3. 【請求項３】 前記主桁がスキンプレート側に設けられ
   た上フランジ部材または／および主桁のトンネル内空側
   に設けられた下フランジ部材とウェブ部材で構成される
   ことを特徴とする請求項１記載のシールドトンネル用鋼
   製セグメント。
4. 【請求項４】 主桁端部に複数列・複数段にボルト挿通
   孔を設け、添接板を介して高力ボルト摩擦接合によって
   隣接するセグメントと連結されることを特徴とする請求
   項１記載のシールドトンネル用鋼製セグメント。
5. 【請求項５】 主桁端部に主桁に垂直な突出板がＴ字状
   になるように設けられ、Ｔ字状突出板には隣接するセグ
   メントと連結するためのボルト挿通孔が設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載のシールドトンネル用鋼
   製セグメント。
6. 【請求項６】 前記フランジ端部には主桁に垂直な突出
   板が設けられ、当該突出板には隣接するセグメントと連
   結するためのボルト挿通孔が設けられており、かつ、ウ
   ェブ端部には複数列・複数段にボルト挿通孔を設け、添
   接板を介して高力ボルト摩擦接合によって隣接するセグ
   メントと連結されることを特徴とする請求項３記載のシ
   ールドトンネル用鋼製セグメント。
7. 【請求項７】 トンネル内空側がスキンプレートに平行
   で、主桁に固着された開口のない鋼板で閉塞されている
   ことを特徴とする請求項１記載のシールドトンネル用鋼
   製セグメント。
8. 【請求項８】 隣接する下フランジ間に隙間が設けら
   れ、トンネル内空側に開放断面であることを特徴とする
   請求項３記載のシールドトンネル用鋼製セグメント。
9. 【請求項９】 前記主桁間または主桁と側板間に、断面
   Ｕ字形状または角断面鋼管からなる縦リブが固着されて
   いることを特徴とする請求項１記載のシールドトンネル
   用鋼製セグメント
10. 【請求項１０】 前記鋼製セグメントの一部分または全
    体にコンクリートが充填されることを特徴とする請求項
    １〜請求項９のいずれかに記載のシールドトンネル用合
    成セグメント。
11. 【請求項１１】 ウェブ部材が、上フランジ部材と下フ
    ランジ部材のフランジ直角方向に配置され、前記上フラ
    ンジ部材と前記下フランジ部材とを連結するせん断補強
    筋（鉄筋、鋼板、形鋼、または鋼管）であることを特徴
    とする請求項１０記載のシールドトンネル用合成セグメ
    ント。
12. 【請求項１２】 スキンプレートと側板を一体成形し、
    前記スキンプレートと側板に継手板を溶接により水密的
    に固着して、一面開放の直方体を形成し、この直方体の
    内部に、端部に複数列・複数段にボルト挿通孔を有する
    前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブと
    を配置し、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を付
    与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各部
    材を一体化させることを特徴とする請求項１〜請求項１
    １に記載のシールドトンネル用鋼製セグメントの製作方
    法。
13. 【請求項１３】 スキンプレートと継手板を一体成形
    し、前記スキンプレートと継手板に側板を溶接により水
    密的に固着して、一面開放の直方体を形成し、この直方
    体の内部に、端部に複数列・複数段にボルト挿通孔を有
    する前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リ
    ブとを配置し、必要度に応じて所要個所に、必要の強度
    を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記
    各部材を一体化させることを特徴とする請求項１〜請求
    項１１に記載のシールドトンネル用鋼製セグメントの製
    作方法。
14. 【請求項１４】 スキンプレートと側板と継手板を鋼板
    による打ち抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接
    により水密的に固着して一面開放の直方体を形成し、こ
    の直方体の内部に、端部に複数列・複数段にボルト挿通
    孔を有する前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁
    と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要個所に、
    必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行
    って、前記各部材を一体化させることを特徴とする請求
    項１〜請求項１１に記載のシールドトンネル用鋼製セグ
    メントの製作方法。
15. 【請求項１５】 スキンプレートと側板とを一体成形
    し、前記側板とスキンプレートに継手板を溶接により水
    密的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体
    の内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突
    出板を有する前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁
    と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要個所に、
    必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行
    って、前記各部材を一体化させることを特徴とする請求
    項１〜請求項１１に記載のシールドトンネル用鋼製セグ
    メントの製作方法。
16. 【請求項１６】 スキンプレートと継手板を一体成形
    し、前記スキンプレートと継手板に側板を溶接により水
    密的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体
    の内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突
    出板を有する前記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁
    と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要個所に、
    必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接を行
    って、前記各部材を一体化させることを特徴とする請求
    項１〜請求項１１に記載のシールドトンネル用鋼製セグ
    メントの製作方法。
17. 【請求項１７】 スキンプレートと側板と継手板を鋼板
    による打ち抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接
    により水密的に固着して一面開放の直方体を形成し、こ
    の直方体の内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に
    垂直な突出板を有する前記側板よりも桁高の大きな複数
    本の主桁と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要
    個所に、必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって
    溶接を行って、前記各部材を一体化させることを特徴と
    する請求項１〜請求項１１に記載のシールドトンネル用
    鋼製セグメントの製作方法。
18. 【請求項１８】 スキンプレートと側板を一体成形し、
    前記スキンプレートと前記側板と継手板を溶接により水
    密的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体
    の内部に、端部にボルト挿通孔を設けたフランジ部材
    と、複数列・複数段にボルト挿通孔を有するウェブ部材
    とで構成される前記側板よりも桁高の大きな複数本の主
    桁と、縦リブとを配置して、必要度に応じて所要個所
    に、必要の強度を付与できるだけの溶接長をもって溶接
    を行って、前記各部材を一体化させることを特徴とする
    請求項１〜請求項１１に記載のシールドトンネル用鋼製
    セグメントの製作方法。
19. 【請求項１９】 スキンプレートと継手板を一体成形
    し、前記スキンプレートと継手板に側板を溶接により水
    密的に固着して一面開放の直方体を形成し、この直方体
    の内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に垂直な突
    出板を有するフランジ部材と、端部に複数列・複数段に
    ボルト挿通孔を有するウェブ部材とで構成される、前記
    側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを配
    置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を付与
    できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各部材
    を一体化させることを特徴とする請求項１〜請求項１１
    に記載のシールドトンネル用鋼製セグメントの製作方
    法。
20. 【請求項２０】 スキンプレートと側板と継手板を鋼板
    による打ち抜きで一体成形し、前記側板と継手板を溶接
    により水密的に固着して一面開放の直方体を形成し、こ
    の直方体の内部に、端部にボルト挿通孔を設けた主桁に
    垂直な突出板を有するフランジ部材と、複数列・複数段
    にボルト挿通孔を有するウェブ部材とで構成される、前
    記側板よりも桁高の大きな複数本の主桁と、縦リブとを
    配置して、必要度に応じて所要個所に、必要の強度を付
    与できるだけの溶接長をもって溶接を行って、前記各部
    材を一体化させることを特徴とする請求項１〜請求項１
    １に記載のシールドトンネル用鋼製セグメントの製作方
    法。
21. 【請求項２１】 スキンプレートと継手板と側板と縦リ
    ブと、前記側板の内側に配置される複数本の主桁とを組
    立てて構成される鋼製セグメントであって、前記スキン
    プレートと前記継手板と縦リブとで構成される一面開放
    の直方体の内部に、主桁を取付けるためのガイドを有す
    る縦リブが配置されたことを特徴とするシールドトンネ
    ル用鋼製セグメント。
22. 【請求項２２】 前記鋼製セグメントが、主桁を取り付
    ける前にあっては、仮設用の鋼製セグメントであり、当
    該仮設用の鋼製セグメントに本設用の主桁を取付けるた
    めのガイドを有する請求項１乃至請求項２１のいずれか
    に記載のシールドトンネル用鋼製セグメント。