JP2002038888A

JP2002038888A - 合成セグメント

Info

Publication number: JP2002038888A
Application number: JP2000226681A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Miyashita; 芳高宮下
Original assignee: Kumagai Technos Co Ltd
Current assignee: Kumagai Technos Co Ltd
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】合成セグメントの主断面を合理的に設計する
ことができ、且つ、該合成セグメント同士を組み立てた
後、該合成セグメントの内面外周にコーキングを施工で
きるようにする。【解決手段】外周側に設けられた円弧状の底板４と該
底板４の両側部に設けられた主桁板２，２と該底板４の
両端部に設けられた継手板とで外周を囲繞する鋼殻１の
内空にコンクリートＣを充填してなる合成セグメントに
於て、該底板４と該主桁板２，２とを夫々板厚の異なる
鋼板で構成し、且つ、該鋼板の端部同士を固着して一体
化する。又、該底板４の内側であって、該主桁板２，２
の上部近傍間に複数の配力筋１１を架設し、該主桁板
２，２に固着すると共に他の配力筋１２を該配力筋１１
と該底板４とに固着する。更に、該継手板及び該主桁板
２，２の上面位置以上に該コンクリートＣを増し打ちし
て該コンクリートＣの外周に沿ってコンクリート溝７，
７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成セグメントに関
するものであり、特に、合成セグメントの主断面を合理
的に設計することができ、且つ、該合成セグメント同士
を組み立てた後、コーキングを施工することができる合
成セグメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の合成セグメントの主断面構成部材
は実公昭５１−４１３８７号公報に開示されているよう
に底板、フランジ（主桁板）、主鉄筋、ジベル及びコン
クリートからなる。又、該合成セグメントの主断面の性
能は複鉄筋コンクリートと同等に考えられる。

【０００３】即ち、該底板と該フランジには、該ジベル
が固着されていることにより該コンクリートと一体とな
るので、性能上該底板と該フランジは該コンクリート内
に埋め込まれた鉄筋に相当し、主断面の設計に於ては、
設計条件に応じて底板及びフランジの板厚、鉄筋の太さ
及び鉄筋の本数並びにコンクリートの強度を設計するこ
とになる。従って、通常、設計条件が厳しい場合には、
鉄筋の太さと鉄筋の本数、底板及びフランジの厚さ並び
にコンクリートの強度は大きくなる。

【０００４】又、従来の主断面はフランジと底板とをプ
レス成形された鋼板の弓形チャンネルプレートで一体的
に形成されている。

【０００５】一方、図８に示すように従来の合成セグメ
ントは、鋼殻１の内空にミキサー車（図示せず）等から
コンクリートＣを充填して製造するが、その際、継手板
３，３及び主桁板２，２の継手ボルト孔５，５…に対応
する該鋼殻１内にボルトボックス（図示せず）を配設
し、ボルト操作用空間部６，６…を設ける。又、該コン
クリートＣの充填後に該合成セグメントの内面のコンク
リートは、該継手板３，３及び該主桁板２，２の高さを
基準として鏝仕上げを行い、面一に形成する。

【０００６】従って、該鋼殻１と該コンクリートＣとの
内面は共にフラットな構造となる。尚、該合成セグメン
トの中央部にはグラウト注入管８が設けられている。更
に、図示は省略するが、シールド機による地山の掘削と
共に該シールド機内のエレクターで該合成セグメントを
円筒状に組み立てトンネルを構築するが、該合成セグメ
ントはコンクリート面を該トンネルの内部に向けて組み
立てられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、合成
セグメントを設計する際、該合成セグメントの主断面は
そのスペースが限られていることと、最小鉄筋間隔も制
限があることから主鉄筋の太さとその本数を増すことが
困難となる。この場合、該主鉄筋はスペースの制限及び
最小鉄筋間隔を確保する制限を守った最大の本数と太さ
としてフランジの板厚を厚くすることで対応している。

【０００８】従って、従来の主断面はフランジの板厚を
厚くすると同時に底板の厚さも大きくなる。しかし、設
計上、該底板の板厚を厚くする必要のない場合も多い。
この場合、該底板の板厚を厚くすることは不経済とな
る。

【０００９】一方、該合成セグメントの内面側でトンネ
ル内部を形成するので、前記鋼殻同士の継手部から該鋼
殻を腐食させる水等の物質が侵入する危険性が生じ、防
錆処理を施す必要がある。通常、該トンネルの構築に当
って該合成セグメントの内側にモルタル等を吹き付ける
二次覆工が行われるならば、該継手部の隙間が埋めら
れ、前記内面がフラットな構造の合成セグメントを用い
ても問題はない。

【００１０】しかし、近年、合成セグメントを内水圧対
応無二次覆工用として使用する際には、該合成セグメン
ト同士の継手部の防食処理を行える構造とする必要があ
る。そこで、合成セグメントの主断面を合理的に設計す
ることができ、且つ、合成セグメント同士を組み立てた
後、コーキングを施工することができる合成セグメント
を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであ
り、本発明は該課題を解決することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、外周側に設けられた
円弧状の底板と該底板の両側部に設けられた主桁板と該
底板の両端部に設けられた継手板とで外周を囲繞する鋼
殻の内空にコンクリートを充填してなる合成セグメント
に於て、該底板と該主桁板とを夫々板厚の異なる鋼板で
構成し、且つ、該鋼板の端部同士を固着して一体化する
合成セグメント、及び前記底板の内側であって、前記主
桁板の上部近傍間に複数の配力筋を架設し、該主桁板に
固着すると共に他の配力筋を該配力筋と該底板とに固着
する合成セグメント、並びに、前記鋼殻の内空にコンク
リートを充填する際、前記継手板及び主桁板の上面位置
以上に該コンクリートを増し打ちして、該コンクリート
の外周に沿ってコンクリート溝を形成する合成セグメン
トを提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図７に従って詳述する。尚、従来例と同一構成部
分については同一符号を用いその説明は省略する。

【００１３】図１は合成セグメントを製造するための鋼
殻１の斜視図である。該鋼殻１は外周側に設けられた円
弧状の鋼板からなる底板４とリング方向に所定間隔で配
設する鋼板からなる主桁板２，２と円周方向に所定間隔
で配設する鋼板からなる継手板３，３とで構成される。

【００１４】該主桁板２，２の側面形状は該底板４の曲
率と同じ形状を有し、該底板４に対し垂直に立設すると
共に該継手板３，３は矩形状とし、且つ、円周方向の継
手形状に合わせて傾斜して立設される。尚、該主桁板
２，２と該継手板３，３の上部端面位置は同一高さに形
成される。

【００１５】図２は前記鋼殻１で形成される合成セグメ
ントの軸方向の断面図を示し、該合成セグメントの主断
面部材となる該主桁板２，２と該底板４とは夫々板厚の
異なる鋼板で構成され、該鋼板の端部同士は固着して該
主桁板２，２と該底板４とを一体化する。又、該底板４
の内側であって、該主桁板２，２の上部近傍間に該主桁
板２，２と直角に配力筋１１，１１…を複数架設し、端
部を該主桁板２，２に固着する。更に、該配力筋１１，
１１…の下部には、該合成セグメントの長手方向に所定
間隔で該配力筋１１，１１…と交差する主鉄筋１０，１
０…が配設されて該配力筋１１，１１…に固着されると
共に、その端部は図３及び図４に示すようにボルト操作
用空間部６を形成する各鋼板に固着される。

【００１６】又、該合成セグメントの断面中央部には、
断面がみぞ形鋼状の他の配力筋１２を配設し、上部は２
本の主鉄筋１０，１０上を巻回し、且つ、該配力筋１１
とラップさせて該主鉄筋１０，１０及び該配力筋１１に
固着すると共に、下部は前記底板４に固着する。これに
より、前記主桁板２，２と該配力筋１１及び１２と該底
板４とでせん断補強効果を高めることができると共に、
該配力筋１１は該主桁板２，２と後述するコンクリート
Ｃとを一体化するジベルの役割も果たす。

【００１７】更に、該底板４上及び該主桁板２，２の側
面の所定箇所にはジベル１３，１３…を配設する。該ジ
ベル１３は図５に示すように、帯鋼板をスレッドの離れ
た長い螺旋状に巻回したもので、側面形状は矩形とし、
一巻毎の一方長辺板部１３ｂが夫々同一平面に沿う長さ
とし、他方の長辺板部１３ａは該長辺板部１３ｂから浮
上するように形成される。

【００１８】又、該ジベル１３，１３…は図３及び図４
に示すように、前記合成セグメントの長手方向に該長辺
板部１３ｂを前記底板４及び前記主桁板２，２上に沿っ
て配設し、螺旋の小径方向が起立するように該底板４及
び該主桁板２，２に固着する。該ジベル１３，１３…を
設けることにより後述のコンクリートの充填により前記
鋼殻１とコンクリートのずれや剥離を破断なく押える強
固なシヤーコネクタの役目を果たす。更に、該主桁板２
の所定箇所には図２に示すように該合成セグメントをリ
ング方向に連結するためのプラグ１４及びソケット１５
を設ける。

【００１９】図２の左側の主桁板２には所定間隔で後方
にアンカ筋１６を取り付けたプラグ１４を該主桁板２の
孔より突出させて固定し、図の右側の主桁板２には該主
桁板２の孔に没入するように固定されたソケット１５を
設ける。該ソケット１５の後端にもアンカ筋１６を固着
する。これらのプラグ１４，１４を対峙するソケット１
５，１５内に挿入することにより該合成セグメントを軸
方向に組み立てて円筒状のトンネルを構築する。

【００２０】一方、該合成セグメントの円周方向の連結
は、図３及び図４に示すように対峙する継手板３，３の
近傍に設けられ、内面側が開口しているボルト操作用空
間部６の一方から該継手板３，３間にボルト９，９を挿
入し、他方のボルト操作用空間部６でナットを締めるこ
とにより行う。

【００２１】該合成セグメントは、該ボルト操作用空間
部６を除いた前記鋼殻１内にコンクリートＣを充填して
構築する。その際、該コンクリートＣを図６に示すよう
に、該継手板３，３及び該主桁板２，２の上面位置以上
に該コンクリートＣを増し打ちして該コンクリートＣの
全外周に沿ってコンクリート溝７を形成する。

【００２２】該コンクリート溝７の形成方法は図示は省
略するが、該継手板３，３及び該主桁板２，２上より所
定厚さの鋼板を該継手板３，３及び該主桁板２，２より
水平に設置し、該鋼板をガイドとして該コンクリートＣ
を該鋼板の上面まで充填した後、該鋼板を取り外し、該
コンクリートＣの全外周に沿って該コンクリート溝７を
形成する。該合成セグメントの内面のコンクリートＣを
該継手板３，３及び該主桁板２，２の外周面より突出さ
せることにより、該合成セグメントを内水圧対応無二次
覆工用として使用する場合、隣り合う合成セグメントの
内面外周部に自動的にコンクリート溝７，７が形成さ
れ、該コンクリート溝７，７をコーキング溝として用
い、前記鋼殻の防食保護層を形成することができる。

【００２３】次に図７に従い他の実施の形態を説明す
る。図７（ａ）は、前記図２と同様に鋼殻１で形成され
る合成セグメントの軸方向の断面図である。尚、図２の
合成セグメントはコンクリート面をトンネル内部に向け
て組み立てるものであったが、図７（ａ）の合成セグメ
ントは、コンクリート面Ｃをトンネルの外面（地山側）
に向けたものであり、他の構成は図２と同じである。

【００２４】従って、コンクリート面Ｃは主桁板２，２
及び継手板３，３の端部と面一に形成すると共に、トン
ネルの内面側となる底板４の外周部にはコーキング溝７
ａを形成する。該コーキング溝７ａは、該主桁板２，２
及び該継手板３，３の端部と該底板４とが当接する位置
に形成され、その高さは該底板４の高さであり、幅は該
底板４の端部と該主桁板２，２及び該継手板３，３の外
面との距離になる。又、図７（ｂ）は該コーキング溝７
ａの形成状態を示す拡大斜視図である。

【００２５】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、合成セグメントを形成する鋼殻の底板と主桁板とを
夫々板厚の異なる鋼板で構成し、且つ、該鋼板の端部同
士を固着して一体化するので、合成セグメントの主断面
の板厚を無駄なく選ぶことができ、且つ、必要な最小板
厚を各々別個に設計することができて経済的となる。

【００２７】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
の発明の効果に加えて前記主桁板の上部近傍間に複数の
配力筋を架設し、該主桁板に固着すると共に他の配力筋
を該配力筋と該底板に固着するので該主桁板がせん断補
強筋の一部を形成することになり、せん断補強効果を高
めることができる。又、コンクリートを打設した場合、
主桁板の上部近傍間に架設され、該主桁板に固着された
配力筋は、該主桁板のジベルとしての役割も果たすので
ジベルの量を低減することができ経済的となる。

【００２８】請求項３記載の発明は、前記請求項１又は
２記載の発明の効果に加えて前記鋼殻の内空にコンクリ
ートを充填する際、前記継手板及び主桁板の上面位置以
上にコンクリートを増し打ちして、コンクリートの全外
周に沿ってコンクリート溝を形成するので、各セグメン
トを組み立てた後、該コンクリート溝がコーキング代と
して予め設けられ、コーキングを施工することによって
鋼殻の防食保護層を形成することができる。

【００２９】斯くして、合成セグメントを合理的に設計
でき、且つ、該コンクリート溝をコーキング溝として利
用できる等、正に諸種の著大なる効果を奏する発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示し、合成セグメント
を製造するための鋼殻の斜視図。

【図２】合成セグメントの軸方向の断面図。

【図３】合成セグメントの円周方向の連結部の断面図。

【図４】図３の平面図。

【図５】ジベルの斜視図。

【図６】（ａ）コンクリートを増し打ちした状態を示す
合成セグメントの斜視図。（ｂ）コンクリート溝の形成状態を示す一部切欠き斜視
図。

【図７】（ａ）他の実施の形態を示し、コンクリート面
をトンネル外面側に向けた合成セグメントの軸方向の断
面図。（ｂ）図７（ａ）に示す合成セグメントのコーキング溝
の形成状態を示す一部切欠き斜視図。

【図８】従来例の合成セグメントの斜視図。

【符号の説明】

１鋼殻２主桁板３継手板４底板７コンクリート溝１１配力筋１２配力筋Ｃコンクリート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周側に設けられた円弧状の底板と該底
板の両側部に設けられた主桁板と該底板の両端部に設け
られた継手板とで外周を囲繞する鋼殻の内空にコンクリ
ートを充填してなる合成セグメントに於て、該底板と該
主桁板とを夫々板厚の異なる鋼板で構成し、且つ、該鋼
板の端部同士を固着して一体化することを特徴とする合
成セグメント。
【請求項２】前記底板の内側であって、前記主桁板の
上部近傍間に複数の配力筋を架設し、該主桁板に固着す
ると共に他の配力筋を該配力筋と該底板とに固着するこ
とを特徴とする請求項１記載の合成セグメント。
【請求項３】前記鋼殻の内空にコンクリートを充填す
る際、前記継手板及び主桁板の上面位置以上に該コンク
リートを増し打ちして、該コンクリートの外周に沿って
コンクリート溝を形成することを特徴とする請求項１又
は２記載の合成セグメント。