JP2008002154A - セグメントユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略矩形状のセグメントリング10を、周方向に配設された複数のセグメントピース11、12で構成し、各セグメントピース11、12を周方向に貫通するPC鋼線13によって緊結する。略矩形状セグメントリング10は角部に断面L字形のセグメントピース12、12を配設し、その間にブロック状のセグメントピース11を嵌挿する。略矩形の辺を構成するセグメントピース12,11に貫通孔14a、14bを穿孔し、凹陥部12aからPC鋼線13を挿通して定着具15A、15Bで緊結する。各辺のセグメントピース11、L字形セグメントピース12、12間にプレストレスを導入する。PC鋼線13は略矩形の内周面寄りに配置し、PC鋼線13で導入されるプレストレスにより、セグメント10に発生する引張応力がキャンセルされ、大きな曲げ荷重に抵抗する。
【選択図】図2
Description
シールド工法によれば、線路や道路等を開削することなくアンダーパストンネルを構築することができるので、工期および工費の縮減が可能となるうえ、交通網が遮断されることもない。
アンダーパストンネルでは、線路や道路等と立体交差する交差部の深度をできるだけ浅くし、アプローチ部の延長を短くすることが好ましい。このため、アンダーパストンネルの断面は複数のセグメントピースを略矩形状に構築したセグメントリングとすることが多く、トンネル部の覆工部には断面略矩形セグメントリング、アプローチ部の覆工部には略矩形セグメントリングの構成から上方部分が開放された断面略U字形セグメントが使用される。
そのため、これらセグメントピースの覆工部厚を薄くした場合、図9(b)や図10(b)、(c)に示すように、略矩形セグメントリングや略U字形セグメントの各辺に相当する部分のセグメントピース群が断面凹曲線状に内側に変形したり損傷したり破壊するおそれがある。特に略矩形セグメントリングや略U字状セグメントでは縦断面形状が略矩形であるために円形のものと比較して圧力が分散しにくいという欠点がある。
なお、PC鋼材は、略矩形または略U字形断面の各辺ごとに配設し、且つ引張応力が発生する略矩形断面または略U字形断面の内周面寄りに配置することが好ましい。
なお、略矩形状のセグメントユニットの各角部には略L字状のセグメントピースが配設され、セグメントユニットの各辺に配設したPC鋼材は略L字状のセグメントピースの両端部間でそれぞれ固定されていることが好ましい。また、略U字形セグメントユニットの各角部には略L字状のセグメントピースが配設され、セグメントユニットの各辺に配設したPC鋼材は略L字形セグメントピースと他のセグメントピースとの間でそれぞれ固定されていることが好ましい。
これによって各辺毎に設置したPC鋼材でセグメントピース群の全体にプレストレスを与えることができる。
PC鋼材は引張応力が発生する、略矩形断面または略U字形断面の内周面寄りに配置することが好ましい。
図1(a)に示すように、線路や道路等と立体交差するアンダーパストンネル2は、地中に構築されるトンネル部2Bと、地上GLとトンネル部2Bとをつなぐ上方が開放するアプローチ部2Aとで構成されている。アプローチ部2Aとアプローチ部2Aにつづくトンネル部2Bの端部は傾斜部2Cになっている。即ち、地上GLから地中に向けて徐々に深度を増していく下り勾配の傾斜部2Cが形成され、所定の深さで略水平となり、さらに所定の地点で地上に向けた上り勾配の傾斜部2Cが形成されている。
トンネル部2Bの覆工部には、全体が地中に埋設された略矩形状のセグメントリング10が敷設され、アプローチ部2Aの覆工部には、上方が地上に開放する断面略U字状のユニットをなす略U字形セグメント20が敷設される(図1(b)参照)。
アンダーパストンネル2の施工に当たっては、周知の種々の工法を採用できるが、本実施形態では、断面の有効利用や工期および工費の縮減といった観点から略矩形断面シールド掘削機(図示省略)が使用され、この略矩形断面シールド掘削機の後方で略矩形状セグメントリング10やU字形セグメント20が組み立てられる。
断面矩形状のセグメントリング10において、各辺に設けたブロック状のセグメントピース11のうち少なくとも矩形断面の上辺におけるセグメントピース11aは台形板状からなるテーパ状に形成して、1つのセグメントリング10の組立ての最後に両側の断面L字形のセグメントピース12、12間に挿入して組立てを完了させる。その他のブロック状のセグメントピース11は直方体形状からなるストレート(またはスタンダード)状のブロックでよいが、セグメントピース11aと同様にテーパ状のブロックでもよい。
図2に示す断面矩形状のセグメントリング10は、各辺が断面L字形のセグメントピース12、12間にブロック状のセグメントピース11が嵌合されて構成され、各辺ごとに配設された可撓性を有するPC鋼線13で、断面L字形のセグメントピース12、12間にプレストレスを導入している。
PC鋼線13は、略矩形リングの内周面寄りに配置されており、PC鋼線13により導入されるプレストレスにより、セグメント10に発生する引張応力がキャンセルされ、大きな曲げ荷重に抵抗することができる。
そして、略矩形断面のセグメントリング10において、各辺を構成するセグメントピース11、12、11を連結した状態で、両側セグメントピース12、12の凹陥部12a、12a間で内周面寄りに設けた貫通孔14a、14b、14aが略一直線状に連通している。これらの貫通孔14a、14b、14aには可撓性のあるPC鋼線13が一方から挿入され、PC鋼線13の両端部は、それぞれ凹陥部12a内で定着具15によって定着される。
図4は、PC鋼線13の一端部を第一定着具15Aで固着し、PC鋼線13の他端部をセンターホールジャッキによって引っ張りつつ第二定着具15Bで固着する片引き構造を示している。
これによって、各辺を構成するセグメントピース11、12、11間にプレストレスを与えて緊結できる。その後、凹陥部12a、12aにコンクリートを充填する。
図5は定着具15の変形例である。この変形例では、PC鋼線13の両端をセンターホールジャッキで引っ張りつつ第二定着具15B,15Bでそれぞれ固着する両引き構造を備えている。PC鋼線13の定着具15は図4、図5のいずれを採用してもよい。
本実施形態では、略矩形断面のセグメントリング10´を構成する略L字状のセグメントピース12及びブロック状のセグメントピース11について、略矩形断面の各辺ごとにPC鋼線13を配設せず、略矩形リングの全周にわたって可撓性のある1本の連続するPC鋼線23を配設する。
図6に示す略矩形断面のセグメントリング10´において、1の辺、例えば底辺を構成するピース12,11,12の中央に組立てられるブロック状のセグメントピース11の両端部の内周面側にそれぞれボルトボックスを構成する凹陥部11a,11bを一対設ける。また、一方の凹陥部11aを起点、他方の凹陥部11bを終点として略矩形断面の各辺を構成する複数のブロック12,11,12内に互いに連通するように貫通孔14a、14b、14aを設けておく。
そして、一端を定着具15、例えば第一定着具15Aで固定したPC鋼線23を、一方の凹陥部11aから貫通孔14bに挿入して各ブロック11,12、…の貫通孔14b、14aを周回させて他方の凹陥部11bの貫通孔11から引き出し、他端側をセンターホールジャッキJを用いてPC鋼線23にプレストレスを導入する。そしてPC鋼線23の他端側を例えば第二定着具15Bで固定する。そして各凹陥部11a、11b内をコンクリートで埋め込む。
即ち、図7に示す断面略U字状をなす略U字状セグメント20はアプローチ部2Aに設けられるセグメントユニットであり、第一実施形態による略矩形状セグメントリング10の上方、上面を開放した概略構成である。即ち、略U字状セグメント20において、底辺両側角部に略L字状セグメントピース22,22を配設し、底辺の中間にブロック状セグメントピース21を嵌挿すると共に両側に位置する略L字状セグメントピース22,22の端部上面にブロック状セグメントピース21,21を取り付けて構成されている。
そして、底辺においては両側の断面L字形セグメントピース22,22に設けた凹陥部22a、22aからPC鋼線13を貫通孔14a、14a及びブロック状セグメントピース21の貫通孔14bを通して挿通させ、両側を例えば第一、第二定着具15A,15Bで緊結させてプレストレスを与える。同様に両側辺においても断面L字形セグメントピース22の凹陥部22aの貫通孔14aとブロック状セグメントピース21の貫通孔14bを通してPC鋼線13を挿通させ、断面L字形グメントピース22に設けた凹陥部22aとブロック状セグメントピース21に設けた凹陥部21aとに突出させたPC鋼線13の端部にプレストレスを与えて定着具15A、15Bによって緊結する。
図8に示す第四の実施形態による略U字形セグメント20´は第二実施形態による略矩形セグメントリング10´の上辺即ち上方部分を開放した構成からなるセグメンピース21,22群で形成されている。上方が開放する略U字形セグメント20は、第二実施形態による略矩形状セグメント10´と同様、両側角部に略L字状セグメント22,22を配設し、その底辺中間にブロック状セグメント21を嵌挿すると共に略L字状セグメント22,22の両側上部にブロック状セグメント21,21を取り付けて構成されている。
そしてこの略U字状セグメント20´において、各セグメント21、22それぞれに穿孔した貫通孔14b、14aが略U字状に連通状態とされている。この略U字形セグメント20´の一方の端部であるブロック状セグメント21の端面に設けた凹陥部21bから上述の第一定着具15Aで固着した可撓性のあるPC鋼線33を貫通孔14b内に挿入し、各セグメント21、22の貫通孔14b、14aにPC鋼線33を順次挿入して紐状とし他方のブロック状セグメント21の端面に形成した凹陥部21bから引き出し、センターホールジャッキJでPC鋼線33の他端にプレストレスを導入して上述の第二定着具15Bで緊結する。これによって紐状のPC鋼線33によって、断面略U字形状をなす複数のセグメントピース21,22、…を一体に連結してプレストレスを与えることができる。なお、定着具15は例えば図5に示す両引き構造を用いてもよい。
しかし、これら略矩形状セグメントリング10´、略U字状セグメント20´においても、第一、第三実施形態と同様に、可撓性のあるPC鋼線13、23、33を略矩形または略U字形断面の各辺毎に分割してセグメントピース12、12間、22、22または21間の貫通孔14a、14bにそれぞれ挿入して緊結することで各辺毎にプレストレスを与えてもよい。
これらの場合も、略矩形状セグメントリング10´、略U字状セグメント20´について、引張応力が発生する、略矩形または略U字形断面の内周面寄りに配置することが好ましい。
また、上述の各実施形態ではセグメントピースに貫通孔14a、14bを設けているが、貫通孔に代えて各セグメントピースの内面から外面方向に切除する溝部を設け、当該溝部にPC鋼線13、23、33を配設した後、溝部をコンクリートで充填してもよい。この場合、PC鋼線13は可撓性のないPC鋼棒でもよい。またPC鋼線13,23,33、PC鋼棒などはPC鋼材を構成する。
また、上述の各実施形態において、複数のセグメントピース11,12、21,22で形成される略矩形状セグメントリング10、10´、断面略U字状セグメント20、20´はセグメントユニットを構成する。
2A アプローチ部
2B トンネル部
2C 傾斜部
10、10´ 略矩形状セグメントリング
20、20´ 略U字状セグメント
11、21 ブロック状セグメントピース
12、22 略L字形セグメントピース
11a、11b、12a、21a、22a 凹陥部
13、23、33 PC鋼線(PC鋼材)
14a、14b 貫通孔
15 定着具
15A 第一定着具
15B 第二定着具
16 スリーブ
17 グリップ
Claims (4)
- 周方向に配設された複数のセグメントピースからなる略矩形状のセグメントユニットであって、
前記略矩形状セグメントユニット内に配置されていて前記複数のセグメントピースを周方向に貫通するPC鋼材を介して、前記複数のセグメントピースが略矩形状セグメントユニットの辺ごとに緊結されていることを特徴とするセグメントユニット。 - 周方向に配設された複数のセグメントピースからなり、上方が開放する略U字形状のセグメントユニットであって、
略U字形状のセグメントユニット内に配置されていて略U字形状の各辺毎に前記複数のセグメントピースを貫通するPC鋼材によって、前記複数のセグメントピースが略U字形の辺毎に緊結されていることを特徴とするセグメントユニット。 - 周方向に配設された複数のセグメントピースからなる略矩形状のセグメントユニットであって、
略矩形状セグメントユニット内の全周にわたって配設されていて前記複数のセグメントピースを周方向に貫通するPC鋼材を介して、前記複数のセグメントピースが緊結されていることを特徴とするセグメントユニット。 - 周方向に配設された複数のセグメントピースからなり、上方が開放する略U字形状のセグメントユニットであって、
略U字形状のセグメントユニット内の全辺にわたって配設されていて前記複数のセグメントピースを周方向に貫通するPC鋼材を介して、前記複数のセグメントピースが緊結されていることを特徴とするセグメントユニット。
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