JP2003041892A - 鋼製セグメントの継手構造 - Google Patents

鋼製セグメントの継手構造

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JP2003041892A JP2001229385A JP2001229385A JP2003041892A JP 2003041892 A JP2003041892 A JP 2003041892A JP 2001229385 A JP2001229385 A JP 2001229385A JP 2001229385 A JP2001229385 A JP 2001229385A JP 2003041892 A JP2003041892 A JP 2003041892A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接する鋼製セグメント間の主桁の端部同士
をきわめて簡単に接合できて、大断面トンネルの地山を
きわめて効率的に覆工できるようにした鋼製セグメント
の継手構造を提供する。 【解決手段】 複数の主桁2とその地山側に設置される
スキンプレート4とからなる鋼製セグメント1同士を溶
接によって接合する。その際、主桁1の端部どうしを溶
接によって接合する。スキンプレート4の端部に止水用
リブ4aを主桁2の端部から離れた状態にそれぞれ形成
する。この止水用リブ4a,4a間にゴムなどからなる
シール材8を介在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋼製セグメント
の継手構造に関し、特に大断面トンネルの地山を覆工す
るためにトンネルの周方向に隣接して設置された鋼製セ
グメント同士を接合する場合に適用されるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、特に都市部における地下道路や地
下鉄として利用されるトンネルを複線トンネルとする場
合、あるいは地下鉄の駅舎と本線トンネルを大空間に連
続施工する場合などに、用地上あるいは構造上や施工上
などの制約から別々に施工できないことが多く、このた
め二つ以上の円、または円と四角形とを組み合わせた形
状のシールドによって複数の単線トンネルを一つの大断
面トンネルとするトンネルの構築工法が開発されてい
る。
【0003】そのうち、二つ以上の円と四角形とを組み
合わせた形状のシールドによって構築された大断面トン
ネルとして、例えば図6(a)に図示するような断面ほ
ぼ長だ円形状のトンネルが知られている。このような大
断面トンネルの地山を覆工する方法として、当出願人は
これまで、例えば図6(b)に図示するような鋼製セグ
メントを使用した覆工方法を開発している。
【0004】ところで、ここで使用されている鋼製セグ
メント20は、図示するように大断面トンネルAの周方
向に沿って設置された複数の主桁板21とこの主桁板2
1,21間にトンネルAの軸方向に沿って設置された複
数の継手板22および縦リブ23とこれらの部材の地山
側に設置されたスキンプレート24とから形成されてい
る。
【0005】また、こうして形成された鋼製セグメント
20は複数、トンネルAの地山にその周方向および軸方
向に互いに隣接して設置され、特にトンネルAの周方向
に隣接する鋼製セグメント20は、双方の主桁板21が
トンネルAの周方向に連続するように設置されている。
【0006】そして、主桁板21,21の端部間に添接
プレート25が添え付けられ、かつ主桁板21の端部と
添接プレート25にそれぞれ形成されたボルト孔21a
と25aに高力ボルト26が挿着されていることで、ト
ンネルAの周方向に隣接する鋼製セグメント20同士が
互いに接合されている。また、双方の継手板22,22
間にシール材27が介在されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、トンネル覆工用
のセグメント同士の接合は、トンネル内ということか
ら、ボルト接合などの機械式の継手が前提となってい
る。
【0008】しかし、主桁板21の端部どうしを上述す
るような方法で接合する場合、一般に高力ボルト26に
よる接合では、高力ボルト26とボルト孔21aおよび
25a間の遊びが非常に少ないことから、セグメントの
組み立てを可能とするためにはセグメントの製作精度と
品質管理に細心の注意がもとめられるため、大変なコス
ト増を免れない等の課題があった。
【0009】特に上述するような大断面トンネルの覆工
材として使用される鋼製セグメントの場合、主桁板21
の長さが10mにも達し、しかも一カ所の継手に使用さ
れる高力ボルト26の本数が百本以上にも達する場合が
多々あり、すべてのボルト孔21aと25aを一致させ
ることはきわめて困難であった。
【0010】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、特に隣接する鋼製セグメント間の主桁
の端部同士をきわめて簡単に接合できて、大断面トンネ
ルの地山をきわめて効率的に覆工できるようにした鋼製
セグメントの継手構造を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段として、請求項1記載の鋼製セグメントの継手
構造は、複数の主桁とその地山側に設置されるスキンプ
レートとからなる鋼製セグメント同士の継手構造におい
て、前記主桁の端部どうしが溶接によって接合され、か
つ前記スキンプレートの端部に止水用リブが前記主桁か
ら離れた状態にそれぞれ形成されているとともに、この
止水用リブ間にシール材が介在されてなることを特徴と
する。
【0012】鋼製セグメントの構成部材として、他にシ
ールドの掘進反力受けとしての縦リブと、主桁の座屈防
止部材としてのスチフナーが隣接する各主桁間に設置さ
れることもあり、さらにセグメント全体の剛性向上と止
水目的で隣接する各主桁間にコンクリートが充填される
こともある。
【0013】請求項2記載の鋼製セグメントの継手構造
は、請求項1記載の鋼製セグメントの継手構造におい
て、止水用リブが主桁から離れた状態に形成されるよう
に、複数の各主桁間に縦リブが複数、その一部が前記主
桁の縁端より地山側に突出した状態に設置され、かつこ
の縦リブの地山側にスキンプレートが設置されているこ
とを特徴とする。
【0014】請求項3記載の鋼製セグメントの継手構造
は、請求項1記載の鋼製セグメントの継手構造におい
て、止水用リブが主桁から離れた状態に形成されるよう
に、前記主桁の端部に切欠きが形成されていることを特
徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態1.図1は、中
央とその両側にそれぞれ配置された四角形と円形との組
み合わせからなる形状のシールドによって、横方向に長
い断面ほぼ長だ円形状に構築された大断面トンネルを示
したものである。
【0016】また、図2(a)〜(c)は、図1に図示
する大断面トンネルA(以下「トンネルA」という)
の、特に天井部分イと床部分ロの地山を覆工するために
形成された鋼製セグメントを示し、さらに図3(a),
(b)は、トンネルAの周方向に隣接する鋼製セグメン
ト1,1間の継手部の構造を示したものである。
【0017】図示するように、鋼製セグメント1はトン
ネルAの周方向に平行に、かつトンネルAの軸方向に所
定間隔おきに設置された複数の主桁2とこの主桁2の地
山側に設置された複数の縦リブ3およびスキンプレート
4と主桁2のトンネルAの中心側に設置されたウェブプ
レート5およびフランジプレート6とから形成されてい
る。
【0018】主桁2は鋼製セグメント1の主要構造部材
であり、地山側からの土圧に梁材(曲げ材)として抵抗
するもので、それ相当の梁成と厚さを有する鋼材、例え
ば帯鋼やI形、あるいはH形鋼などの形鋼から形成され
ている。
【0019】縦リブ3は、主にシールド(図省略)がト
ンネルを掘進する際の反力受けとしての働きをするもの
であり、主桁2と同様にそれ相当の断面を有する鋼材、
例えば帯鋼やI形、あるいはH形鋼などの形鋼から形成
され、かつシールドの推進ジャッキ(図省略)が配置さ
れる地山側寄りの各主桁2,2間に、トンネルAの軸方
向に沿って設置されている。
【0020】また、シールドの推進ジャッキは一般に、
トンネルAの周方向に所定間隔おきに複数配置されてい
ることから、これに伴って縦リブ3もトンネルAの周方
向に所定間隔おきに複数設置されている。さらに、縦リ
ブ3はその一部3aが地山側に突出した状態に主桁2の
地山側に設置されている。
【0021】スキンプレート4は地山からの土圧を直接
受ける面部材であり、薄鋼板から形成され、かつ縦リブ
3の地山側に設置されている。また、縦リブ3の間隔が
大きいためにスキンプレート4が土圧で変形するおそれ
があるときは、必要に応じて各縦リブ3,3間に受けリ
ブ7が所定間隔おきに設置されている。
【0022】さらに、縦リブ3の一部3aが主桁2の縁
端より地山側に突出していることで、スキンプレート4
は主桁2からは離れた状態に設置されている。
【0023】また、スキンプレート4のトンネルAの周
方向の端部(主桁2の軸方向の両端部)には止水用リブ
4aが形成され、止水用リブ4aに複数のボルト孔4b
がトンネルAの軸方向に所定間隔おきに形成されてい
る。
【0024】なお、この場合の止水用リブ4aは、図示
するように例えばスキンプレート4の端部をトンネルA
の中心側に垂直に折り曲げる等して主桁2の端部から離
れた位置に形成されている。
【0025】ウェブプレート5はせん断補強材であり、
薄鋼板から主桁2の軸方向に連続する帯板状に形成さ
れ、かつ各主桁2の縁端部に主桁2の軸方向に連続して
設置されている。なお、この場合のウェブプレート5
は、主桁2としてそれほど厚いものを必要とされない場
合は、主桁2と同じ厚さの薄鋼板から主桁2と一体に形
成されたものでもよい。
【0026】フランジプレート6は主桁2とともに、地
山側からの土圧による曲げに対して引っ張り材として抵
抗する部材であり、特に主桁2の断面が不足する場合に
これを補うために設置されている。
【0027】したがって、フランジプレート6は土圧の
大きさに応じて所定の厚さと幅を持つ鋼板から形成さ
れ、特に土圧による曲げ力が非常に大きいために主桁2
の断面が相当不足する場合は、例えば図2(b)に図示
するように隣接する複数の各ウェブプレート5,5間に
一枚のフランジプレートとして設置され、またフランジ
プレート6による補強が特に必要でないときは、例えば
図2(c)に図示するように省略されてもよい。
【0028】こうして形成された鋼製セグメント1は、
トンネルAの天井部分イと床部分ロの地山にトンネルA
の周方向と軸方向にそれぞれ隣接して設置され、特にト
ンネルAの周方向に隣接する鋼製セグメント1,1間の
継手部においては、双方の主桁2の端部どうし、ウェブ
プレート5の端部どうしおよびフランジプレート6の端
部どうしが、それぞれ互いに突き合わせられかつ溶接に
より一体的に接合されている。
【0029】また、双方の止水用リブ4a,4a間に合
成ゴムなどからなるシール材8が介在され、かつ双方の
止水用リブ4aどうしが双方のボルト孔4bを貫通する
複数の連結ボルト9によって互いに連結されている。
【0030】この場合、主桁2から離れた位置に形成さ
れた止水用リブ4a,4a間に止水材7が介在されてい
るため、シール材材8を取り付けた後から主桁2の端部
どうしを溶接する場合でも、溶接熱でシール材8が溶け
だす等のおそれはない。
【0031】発明の実施の形態2.図4と図5は、この
発明の他の例を示し、特に主桁2および縦リブ3の地山
側の縁端が面一に形成され、その地山側にスキンプレー
ト4が設置されている。また、止水用リブ4aが主桁2
の端部に触れないように主桁2の端部に切欠き部2aが
形成されている。その他の構成は先の例で説明したもの
とほぼ同じである。
【0032】この例においては、止水用リブ4aが主桁
2の端部に触れないように主桁2の端部に切欠き部2a
が形成されていることで、先の例と同様に、シール材8
を取り付けた後から主桁2の端部どうしを溶接する場合
でも、溶接熱でシール材8が溶けだす等のおそれはな
い。
【0033】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおりであり、
特に互いに隣接する鋼製セグメント同士が、双方の主桁
の端部どうしを溶接することにより接合されているの
で、ボルト孔の位置合わせやボルトの締結などといった
煩雑な作業がなく、大断面トンネルの地山をきわめて効
率的に覆工することができる。
【0034】また、止水材を取り付けるための止水用リ
ブが、主桁端部から離れた位置に設けられているので、
この止水用リブ間にシール材が介在した後から主桁どう
しを溶接接合する場合でも、溶接熱でシール材が溶けだ
す等のおそれもないので、施工順序にこだわらずにきわ
めて効率的に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】大断面トンネルの一例を示す斜視図である。
【図2】(a)〜(c)は鋼製セグメントの一例を示す
一部破断斜視図である。
【図3】鋼製セグメントどうしのトンネル周方向の継手
を示し、(a)は接合前の状態、(b)は接合後の状態
を示す断面図である。
【図4】(a)〜(c)は鋼製セグメントの他の例を示
す一部破断斜視図である。
【図5】鋼製セグメントどうしのトンネル周方向の他の
継手を示し、(a)は接合前の状態、(b)は接合後の
状態を示す断面図である。
【図6】従来例を示し、(a)は大断面トンネルの一例
を示す斜視図、(b)は鋼製セグメントおよびその継手
を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 鋼製セグメント 2 主桁 2a 切欠き部 3 縦リブ 3a 縦リブの一部 4 スキンプレート 4a 止水用リブ 4b ボルト孔 5 ウェブプレート 6 フランジプレート 7 受けリブ 8 シール材 9 連結ボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 豊 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 Fターム(参考) 2D055 AA01 AA02 GC05 GC09 KB04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の主桁とその地山側に設置されるス
    キンプレートとからなる鋼製セグメント同士の継手構造
    において、前記主桁の端部どうしが溶接によって接合さ
    れ、かつ前記スキンプレートの端部に止水用リブが前記
    主桁から離れた状態にそれぞれ形成されているととも
    に、この止水用リブ間にシール材が介在されてなること
    を特徴とする鋼製セグメントの継手構造。
  2. 【請求項2】 止水用リブが主桁から離れた状態に形成
    されるように、複数の各主桁間に縦リブが複数、その一
    部が前記主桁の縁端より地山側に突出した状態に設置さ
    れ、かつこの縦リブの地山側にスキンプレートが設置さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の鋼製セグメン
    トの継手構造。
  3. 【請求項3】 止水用リブが主桁から離れた状態に形成
    されるように、前記主桁の端部に切欠きが形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の鋼製セグメントの継
    手の継手構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006027939A1 (ja) * 2004-09-10 2006-03-16 Shonan Gosei-Jushi Seisakusho K.K. 管路施設修復用の更生管及び該更生管を用いた管路施設修復工法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006027939A1 (ja) * 2004-09-10 2006-03-16 Shonan Gosei-Jushi Seisakusho K.K. 管路施設修復用の更生管及び該更生管を用いた管路施設修復工法

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