JP2011012495A - Segment and segment joint - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a segment capable of securing fixing performance without increasing the size of a segment joint.SOLUTION: The segment 1 of a tunnel includes a skin plate 2 forming an outer peripheral surface of the tunnel, main girders 3, 3 erected at both side edges thereof at an interval in the axial direction, joint plates 4, 4 erected at both end edges of the skin plate at an interval in the peripheral direction, ribs 5, 5A extending between the main girders on a surface of the skin plate to be parallel to the joint plates, segment joints 7 arranged on the joint plates to connect the segment to the other one in the peripheral direction, ring joints 8 arranged at the main girders to connect the segment with the other one in the axial direction, and a concrete part 6. Each of the segment joints extends between a notch formed at the rib 5 erected near the joint plate and the joint plate, and includes a fixing part embedded in the concrete part.

Description

本発明は、シールドトンネルの覆工(外殻)に使用されるセグメント、及びトンネル周方向のセグメントの端部に設けられるセグメント継手部に関するものである。   The present invention relates to a segment used for a shield tunnel lining (outer shell), and a segment joint portion provided at an end of a segment in the circumferential direction of the tunnel.

従来、複数の円弧板状のセグメントを周方向に接合していくことで円筒状のトンネルの覆工を組み立てるに際して、鋼材とコンクリートとを使って形成される合成セグメントを使用することが知られている(特許文献1−4など参照)。   Conventionally, it is known to use a synthetic segment formed of steel and concrete when assembling a cylindrical tunnel lining by joining a plurality of arcuate plate-shaped segments in the circumferential direction. (See Patent Documents 1-4 and the like).

この合成セグメントは、地山側に配置されてトンネルの外周面を形成する薄肉鋼板製のスキンプレートと、そのスキンプレートの周囲を囲む鋼製枠材と、スキンプレートと鋼製枠材とによって箱型に成形された内空に充填されるコンクリートとによって構成される。   This synthetic segment is a box-shaped steel plate that is placed on the natural ground and forms the outer peripheral surface of the tunnel, a steel plate that surrounds the skin plate, and a skin plate and a steel frame. And the concrete filled in the inner space formed in the above.

このような合成セグメントは、鋼製セグメントや鉄筋コンクリート製セグメントなどに比べて高剛性を確保することができるので、覆工厚を薄くしてトンネルの掘削土量を低減するなどして工費の削減や工期の短縮を図ることが可能になる。なお、特許文献2には、耐火性能に優れた合成セグメントが開示されている。   Such synthetic segments can ensure higher rigidity than steel segments, reinforced concrete segments, etc., reducing the construction cost by reducing the tunnel excavation soil volume by reducing the lining thickness. The construction period can be shortened. Note that Patent Document 2 discloses a synthetic segment having excellent fire resistance.

特開2003−27894号公報JP 2003-27894 A 特開2007−297906号公報JP 2007-297906 A 特開2005−351035号公報JP 2005-351535 A 特開2007−277893号公報JP 2007-277893 A

一方、セグメントには、大地震などによってトンネルに多大なモーメントや引張荷重が作用した場合でも、セグメント間が目開きすることがないような連結強度の高い継手構造が設けられていなければ、トンネルの内部に漏水が生じたり、覆工が損壊したりするおそれがある(特許文献3など参照)。   On the other hand, if there is no joint structure with high connection strength so that the segments do not open even when a large moment or tensile load is applied to the tunnel due to a large earthquake, etc. There is a possibility that water leakage may occur inside or the lining may be damaged (see Patent Document 3).

しかしながら、合成セグメントにして覆工厚を薄くすると、継手金物の周囲を覆うコンクリートの拘束力も弱くなる傾向にあるため、必要な定着力を確保するために、継手金物の定着長を長くしたり、大型化させたりする必要があり、セグメントの軽量化の阻害要因になる。   However, if the lining thickness is made thin as a synthetic segment, the binding force of the concrete covering the joint hardware tends to be weak, so in order to secure the necessary fixing force, the fixing length of the joint hardware is increased, It is necessary to increase the size, which is an impediment to reducing the weight of the segment.

そこで、本発明は、セグメント継手部を大型化させなくても定着性能を確保することが可能なセグメント及びセグメント継手部を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a segment and a segment joint portion that can ensure fixing performance without increasing the size of the segment joint portion.

前記目的を達成するために、本発明のセグメントは、複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a segment of the present invention is a segment that forms a tunnel outer shell by combining a plurality of segments, and a skin plate that forms the outer peripheral surface of the tunnel, and a distance in the axial direction of the tunnel. A main girder that is erected on both side edges of the skin plate, a joint surface part that is erected on both edges of the skin plate at intervals in the circumferential direction of the tunnel, and the parallel to the joint surface part Between the rib part extended between the main girder parts on the surface of the skin plate, the segment joint part provided in the joint surface part to perform the connection between the circumferential segments, and between the axial segments A tunnel is formed by filling a space surrounded by a ring joint provided in the main girder for connection and at least the skin plate, the main girder, and the joint surface. A concrete portion that forms an inner peripheral surface of the joint portion, and the segment joint portion is bridged between the notch portion formed in the rib portion and the joint surface portion that is erected in the vicinity of the joint surface portion, and the joint surface portion. It has a fixing part embedded in a concrete part.

ここで、前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有する構成にすることができる。   Here, the fixing unit may be configured to include a rectangular plate-shaped fixing plate unit and a protrusion protruding in a direction substantially orthogonal to the fixing plate unit.

また、前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることができる。   In addition, a spacer protruding to the inner peripheral surface side of the tunnel can be attached to the rib portion, and a reinforcing bar can be installed on the spacer to be embedded in the concrete portion.

さらに、前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有する構成にすることができる。   Further, the ring joint portion may include a tensile shear joint that can resist the tensile force in the axial direction of the tunnel, and a shear joint that can resist only the shear force in a direction orthogonal to the axial direction. it can.

また、本発明のセグメント継手部は、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とする。
Further, the segment joint portion of the present invention includes a skin plate that forms an outer peripheral surface of a tunnel, a main girder portion erected on both side edges of the skin plate in the axial direction of the tunnel, and the circumferential direction of the tunnel. A segment joint portion for connecting a segment having a joint surface portion standing on both ends of the skin plate in the circumferential direction;
The rib is extended between the main girder on the surface of the skin plate in parallel with the joint surface, and is spanned between the joint surface and at least the skin plate, the main girder, and the joint. A space surrounded by the surface portion and the rib portion is filled and fixed to the constrained concrete portion.

このように構成された本発明のセグメントは、スキンプレートと、その縁部に立設される主桁部及びに継手面部並びにスキンプレート面上で主桁部間に延設されるリブ部と、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部とによって構成される。また、セグメント継手部は、継手面部に近接して立設されたリブ部に形成された切欠部と継手面部とに架け渡される定着部を有している。   The segment of the present invention configured as described above includes a skin plate, a main girder portion standing on the edge thereof, a joint surface portion, and a rib portion extending between the main girder portions on the skin plate surface, It is comprised by the concrete part with which the space formed by these is filled. In addition, the segment joint portion has a fixing portion that spans between a notch portion formed in a rib portion erected in the vicinity of the joint surface portion and the joint surface portion.

このため、定着部の周囲のコンクリート部がリブ部と継手面部とに挟まれた拘束状態になり、定着部の定着性能を高めることができる。すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着部の付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着部が短くても所望する定着性能を確保することができる。   For this reason, the concrete part around the fixing part is in a restrained state sandwiched between the rib part and the joint surface part, and the fixing performance of the fixing part can be improved. In other words, the adhesion force of the fixing part embedded in the constrained concrete is larger than that in the case of being embedded in concrete that is not constrained, so that the desired fixing performance can be ensured even if the fixing part is short. Can do.

また、定着部を矩形板状の定着板部と、それに略直交する方向に突出される突起部とによって形成することで、セグメント継手部の定着性能をさらに高めることができる。   Further, the fixing performance of the segment joint portion can be further enhanced by forming the fixing portion by a rectangular plate-shaped fixing plate portion and a projection portion protruding in a direction substantially orthogonal thereto.

さらに、リブ部にスペーサを取り付けることによって、覆工厚方向の所望する位置に容易に補強鉄筋を設置することができる。   Furthermore, a reinforcing bar can be easily installed in the desired position of a lining thickness direction by attaching a spacer to a rib part.

また、リング継手部を、引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とによって構成するようにすれば、例えば地震時にトンネルの軸方向に発生する引張力と、リング継手部に発生するせん断力に対して所望される耐力を、それぞれ合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメントを製作することができる。さらに、応力の発生箇所を分散させて集中応力の発生を抑えることができる。   Further, if the ring joint portion is constituted by a tensile shear combined joint that can resist the tensile force and a shear joint that can resist only the shearing force, for example, the tensile force generated in the axial direction of the tunnel during an earthquake The desired yield strength against the shearing force generated in the ring joint portion can be supplemented by reasonable members, and a segment having the desired yield strength can be manufactured economically. Furthermore, the generation | occurrence | production of concentrated stress can be suppressed by disperse | distributing the generation | occurrence | production location of stress.

本発明の実施の形態のセグメントの構成を説明するために一部破断した説明図である。It is explanatory drawing partially broken in order to demonstrate the structure of the segment of embodiment of this invention. セグメントをトンネルの外周面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the segment from the outer peripheral surface side of the tunnel. セグメントをトンネルの内周面側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the segment from the inner peripheral surface side of the tunnel. セグメント継手部周辺の構成を説明するためにセグメントの内側から見た拡大斜視図である。It is the expansion perspective view seen from the inside of a segment in order to explain the composition around a segment joint part. セグメント継手部周辺の構成を説明するために一部破断した説明図である。It is explanatory drawing partially fractured | ruptured in order to demonstrate the structure of a segment joint part periphery. 接合前のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。It is an expansion perspective view explaining the structure of the ring joint part periphery before joining. 接合後のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。It is an expansion perspective view explaining the structure of the ring joint part periphery after joining.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1−3は、本実施の形態のセグメント1の構成を説明する斜視図である。このセグメント1は円弧板状の部材で、複数のセグメント1,・・・を組み合わせることによってトンネルの円筒状の覆工(外殻)が形成される。   FIG. 1-3 is a perspective view illustrating the configuration of the segment 1 of the present embodiment. This segment 1 is an arc plate-like member, and a cylindrical lining (outer shell) of the tunnel is formed by combining a plurality of segments 1.

以下、トンネルが延伸される方向をトンネルの軸方向といい、円筒状のトンネルの円弧方向をトンネルの周方向といい、覆工の地山側をトンネルの外周面といい、覆工の内空側をトンネルの内周面という。   Hereinafter, the direction in which the tunnel extends is referred to as the axial direction of the tunnel, the arc direction of the cylindrical tunnel is referred to as the circumferential direction of the tunnel, the ground side of the lining is referred to as the outer peripheral surface of the tunnel, and the inner side of the lining Is called the inner periphery of the tunnel.

このセグメント1は、トンネルの外周面の一部を形成するスキンプレート2と、スキンプレート2の両側縁に立設される主桁部3,3と、スキンプレート2の両端縁に立設される継手面部としての継手板4,4と、スキンプレート2の面上で主桁部3,3間に延設されるリブ部5,5Aと、内空に充填されるコンクリート部6とを主に備えた合成セグメントである。   This segment 1 is erected on a skin plate 2 that forms a part of the outer peripheral surface of the tunnel, main girder portions 3 and 3 that are erected on both side edges of the skin plate 2, and both edge edges of the skin plate 2. Joint plates 4 and 4 as joint surface portions, rib portions 5 and 5A extending between the main beam portions 3 and 3 on the surface of the skin plate 2, and a concrete portion 6 filled in the interior are mainly used. It is a synthetic segment.

このスキンプレート2は、薄肉の矩形の鋼板を側面視円弧状に曲げ加工することによって成形される。このスキンプレート2は、長辺がトンネルの周方向となり、短辺がトンネルの軸方向となる。   The skin plate 2 is formed by bending a thin rectangular steel plate into a circular arc when viewed from the side. The skin plate 2 has a long side in the circumferential direction of the tunnel and a short side in the axial direction of the tunnel.

また、スキンプレート2の長辺側となる側縁に沿って円弧状の主桁部3が立設される。すなわち、主桁部3,3は、トンネルの軸方向に間隔をおいて並行に立設される。   An arcuate main girder 3 is erected along the side edge which is the long side of the skin plate 2. That is, the main beam portions 3 and 3 are erected in parallel with an interval in the axial direction of the tunnel.

この主桁部3は、図5に示すように、トンネルの外周面側と内周面側とに並行に配置される一対のフランジ3a,3aと、そのフランジ3a,3a間を繋ぐウェブ3bとによって、断面視略コ字形に成形される。   As shown in FIG. 5, the main girder 3 includes a pair of flanges 3a and 3a arranged in parallel on the outer peripheral surface side and the inner peripheral surface side of the tunnel, and a web 3b connecting the flanges 3a and 3a. Is formed into a substantially U-shaped cross-sectional view.

このフランジ3a,3aとウェブ3bは、例えば帯状の鋼板によって形成されており、これらを略直交させて溶接などによって接合させる。また、ウェブ3bは、トンネルの内周面側のフランジ3aよりも僅かに内周面側に突出するように接合されている。   The flanges 3a, 3a and the web 3b are formed of, for example, a strip-shaped steel plate, and are joined to each other by welding or the like with substantially orthogonal crossing. Further, the web 3b is joined so as to protrude slightly toward the inner peripheral surface side than the flange 3a on the inner peripheral surface side of the tunnel.

また、継手板4は、図1−3に示すように、トンネルの周方向の主桁部3,3の端部間を繋ぐように、スキンプレート2の短辺側となる端縁に沿って立設される。この継手板4は、例えば矩形の鋼板によって形成され、主桁部3,3の端部に溶接などによって接合される。   Moreover, as shown in FIG. 1-3, the joint board 4 is along the edge used as the short side of the skin plate 2 so that it may connect between the edge parts of the main girder parts 3 and 3 of the circumferential direction of a tunnel. Established. The joint plate 4 is formed of, for example, a rectangular steel plate, and is joined to the end portions of the main girders 3 and 3 by welding or the like.

この継手板4には、図1に示すようにセグメント継手部7が設けられる。このセグメント継手部7は、挿入金具71と受け金具72とによって構成される。すなわち、このセグメント1に対して周方向に連結させる別のセグメント1の継手板4には、この挿入金具71に対峙する位置に受け金具72が取り付けられ、この受け金具72に対峙する位置には挿入金具71が取り付けられている。そして、挿入金具71を受け金具72にそれぞれ嵌入させることによって、2つのセグメント1,1間の周方向の連結が行われる。   The joint plate 4 is provided with a segment joint portion 7 as shown in FIG. The segment joint portion 7 includes an insertion fitting 71 and a receiving fitting 72. That is, the receiving plate 72 is attached to the joint plate 4 of another segment 1 connected to the segment 1 in the circumferential direction at a position facing the insertion fitting 71, and at the position facing the receiving fitting 72. An insertion fitting 71 is attached. Then, by inserting the insertion fitting 71 into the fitting 72, the circumferential connection between the two segments 1 and 1 is performed.

この挿入金具71は、図4,5に示すように、継手板4よりもセグメント1の外側に突出される挿入部71bと、挿入部71bに一体に設けられてセグメント1の内部に延設される定着部としての定着板部71aと、その端部に設けられて定着板部71aに略直交する方向に突出される定着部としての突起部71cとを備えている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the insertion fitting 71 is provided integrally with the insertion portion 71 b that protrudes to the outside of the segment 1 from the joint plate 4, and extends into the segment 1. A fixing plate portion 71a serving as a fixing portion, and a protrusion 71c serving as a fixing portion provided at an end of the fixing plate portion and projecting in a direction substantially orthogonal to the fixing plate portion 71a.

また、受け金具72は、図4,5に示すように、継手板4にセグメント1の外側に向けて開口される収容部72bと、収容部72bに一体に設けられてセグメント1の内部に延設される定着部としての定着板部72aと、その端部に設けられて定着板部72aに略直交する方向に突出される定着部としての突起部72dとを備えている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the receiving bracket 72 is provided integrally with the receiving portion 72 b that opens toward the outside of the segment 1 in the joint plate 4 and extends into the segment 1. A fixing plate portion 72a serving as a fixing portion is provided, and a protrusion 72d serving as a fixing portion provided at an end of the fixing plate portion 72a and projecting in a direction substantially orthogonal to the fixing plate portion 72a.

これらの挿入金具71と受け金具72とは、鋼材を溶接で接合することによって製作することができる。また、鋳物として一体に成形してもよい。   The insertion fitting 71 and the receiving fitting 72 can be manufactured by joining steel materials by welding. Moreover, you may shape | mold integrally as a casting.

また、図5に示すように、継手板4には受け金具72の収容部72bに連通する挿入口72cが設けられており、この挿入口72cに連結させるセグメント1の挿入金具71の挿入部71bを差し込んで、セグメント1をトンネルの軸方向に移動させると、挿入金具71が受け金具72に嵌入される。   As shown in FIG. 5, the joint plate 4 is provided with an insertion port 72c communicating with the receiving portion 72b of the receiving metal 72, and the insertion portion 71b of the insertion metal 71 of the segment 1 connected to the insertion port 72c. When the segment 1 is moved in the axial direction of the tunnel, the insertion fitting 71 is fitted into the receiving fitting 72.

さらに、リブ部5,5Aは、この継手板4に並行に主桁部3,3間に延設される。このリブ部5,5Aは、トンネルの周方向に間隔を置いて複数、立設されるもので、継手板4に近接するものをリブ部5とし、セグメント1の周方向両側のリブ部5,5間に配置されるものをリブ部5A,・・・とする。以下では、リブ部5を中心に構成の説明をおこない、同様の構成となるリブ部5Aの詳細については説明を省略する。   Further, the rib portions 5, 5 </ b> A extend between the main beam portions 3, 3 in parallel with the joint plate 4. A plurality of the rib portions 5 and 5A are erected at intervals in the circumferential direction of the tunnel, and the rib portions 5 that are close to the joint plate 4 are used as rib portions 5 on both sides in the circumferential direction of the segment 1. Let the thing arrange | positioned between 5 be rib part 5A. Hereinafter, the configuration will be described focusing on the rib portion 5, and the details of the rib portion 5A having the same configuration will be omitted.

このリブ部5は、図4に示すように、矩形の鋼板によって形成されており、中央付近の下半が門形になるように切り取られてスキンプレート2との間に連通孔52が形成される。この連通孔52によって、リブ部5,5Aに遮断されることなくコンクリートを充填することができる。   As shown in FIG. 4, the rib portion 5 is formed of a rectangular steel plate, and is cut out so that the lower half near the center becomes a gate shape, and a communication hole 52 is formed between the rib portion 5 and the skin plate 2. The By this communication hole 52, concrete can be filled without being blocked by the rib portions 5 and 5A.

また、継手板4に近接するリブ部5には、図4,5に示すように、挿入金具71及び受け金具72の定着板部71a,72aが架け渡される位置に、溝状の切欠部51,51がそれぞれ形成されている。   Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the rib portion 5 adjacent to the joint plate 4 has a groove-shaped cutout portion 51 at a position where the fixing plate portions 71 a and 72 a of the insertion fitting 71 and the receiving fitting 72 are bridged. , 51 are formed.

この切欠部51を設けることによって、挿入金具71及び受け金具72を、セグメント1の覆工厚方向(トンネルの径方向)の中間位置で継手板4とリブ部5との間に架け渡すことができる。   By providing the notch 51, the insertion fitting 71 and the receiving fitting 72 can be bridged between the joint plate 4 and the rib portion 5 at an intermediate position in the lining thickness direction (tunnel radial direction) of the segment 1. it can.

また、継手板4側からセグメント1の内側に向けて延設された定着板部71a,72aは、リブ部5の切欠部51を通過してリブ部5A側に張り出され、突起部71c,72dがリブ部5,5A間に配置される。   Further, the fixing plate portions 71a and 72a extending from the joint plate 4 side toward the inside of the segment 1 pass through the notch portion 51 of the rib portion 5 and project to the rib portion 5A side, so that the protruding portions 71c, 72d is disposed between the rib portions 5 and 5A.

さらに、リブ部5,5Aには、トンネルの内周面側に突出されるスペーサ62が取り付けられる。このスペーサ62は、鉄筋をL字形やU字形に成形することによって製作できる。また、スペーサ62は、その脚部をリブ部5,5Aの側面に溶接することによって固定される。   Furthermore, a spacer 62 protruding to the inner peripheral surface side of the tunnel is attached to the rib portions 5 and 5A. The spacer 62 can be manufactured by forming a reinforcing bar into an L shape or a U shape. The spacer 62 is fixed by welding its leg portions to the side surfaces of the rib portions 5 and 5A.

そして、これらのスペーサ62,・・・の上には、補強鉄筋61,・・・が格子状に配筋される。この補強鉄筋61,・・・は、図5に示すように、主桁部3のトンネル内周面側のフランジ3aよりも内周面側に配置される。この補強鉄筋61,・・・のセグメント1の覆工厚方向における配置位置は、スペーサ62,・・・のトンネル内周面側への突出量によって調整される。   And the reinforcing reinforcing bars 61 are arranged in a lattice shape on the spacers 62. As shown in FIG. 5, the reinforcing reinforcing bars 61 are arranged on the inner peripheral surface side of the tunnel inner peripheral surface side flange 3 a of the main girder portion 3. The arrangement position of the reinforcing bars 61,... In the lining thickness direction of the segment 1 is adjusted by the protruding amount of the spacers 62,.

また、図1に示すように、セグメント1の中央には円筒状の把持金物11を立設させる。この把持金物11は、セグメント1を運搬、設置する際にエレクタ装置などに把持させる把持部として利用される。   Further, as shown in FIG. 1, a cylindrical holding metal 11 is erected at the center of the segment 1. The gripping hardware 11 is used as a gripping part that is gripped by an erector apparatus or the like when the segment 1 is transported and installed.

さらに、補強鉄筋61,・・・と対峙する主桁部3のフランジ3a面には、接着剤(図示省略)が塗布される。この接着剤は、フランジ3a面上に充填されるコンクリートとの付着力を確保するために塗布されるもので、エポキシ樹脂系接着剤などが使用できる。   Further, an adhesive (not shown) is applied to the surface of the flange 3a of the main girder 3 facing the reinforcing reinforcing bars 61,. This adhesive is applied in order to ensure adhesion with the concrete filled on the surface of the flange 3a, and an epoxy resin adhesive or the like can be used.

また、コンクリート部6は、スキンプレート2とその縁部に立設される主桁部3,3及び継手板4,4とによって形成される箱型の空間、及び補強鉄筋61,・・・が埋没する位置までコンクリートを充填することによって形成される。   Further, the concrete portion 6 has a box-shaped space formed by the skin plate 2 and the main girder portions 3 and 3 and the joint plates 4 and 4 erected on the edge thereof, and reinforcing steel bars 61 and so on. It is formed by filling concrete up to the buried position.

ここで、図2,3に示すように、主桁部3よりもトンネル内周面側に層状に形成されるコンクリート部6は、耐火代部6aであって、トンネル内部で発生した熱が、鋼製の主桁部3に伝達されるのを防ぐことができる厚さに設定される。   Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the concrete portion 6 formed in a layered manner on the inner circumferential surface side of the tunnel than the main girder portion 3 is a fire-resistant margin portion 6 a, and the heat generated inside the tunnel is The thickness is set so as to prevent transmission to the steel main girder 3.

また、コンクリート部6は、ポリプロピレン繊維又はビニロン繊維などの合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによって成形することができる。   Moreover, the concrete part 6 can be shape | molded with the concrete with high fireproof performance in which synthetic resin fiber, such as a polypropylene fiber or a vinylon fiber, was mixed.

さらに、コンクリートを充填するに際しては、剛性の高い型枠装置(図示省略)によってセグメント1の外周を囲み、コンクリートの充填圧などによってひずみや変形が生じないようする。また、この型枠装置に振動機を装備させることによって、コンクリートの充填性能が向上し、密実なコンクリート部6を成形することができる。   Further, when filling concrete, the outer periphery of the segment 1 is surrounded by a rigid formwork device (not shown) so that distortion and deformation are not caused by the filling pressure of the concrete. In addition, by providing the formwork apparatus with a vibrator, the concrete filling performance is improved, and a dense concrete portion 6 can be formed.

続いて、図6,7を参照しながら、セグメント1のトンネル軸方向の継手となるリング継手部8の詳細な構成について説明する。   Next, a detailed configuration of the ring joint portion 8 serving as a joint in the tunnel axial direction of the segment 1 will be described with reference to FIGS.

このリング継手部8は、トンネル軸方向の引張力と、それに直交する例えばトンネル径方向(トンネル内外方向)のせん断力とに抵抗可能な引張せん断兼用継手81と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手82とによって構成される。なお、このせん断継手82は、設計時に想定されるせん断力が小さい場合は、数を減らしたり、省略したりすることができる。   This ring joint portion 8 includes a tensile shear joint 81 capable of resisting a tensile force in the tunnel axial direction and a shearing force orthogonal to the tunnel radial direction (tunnel inner and outer directions), and a shear capable of resisting only the shearing force. And a joint 82. The number of shear joints 82 can be reduced or omitted when the shearing force assumed at the time of design is small.

この引張せん断兼用継手81は、一方のセグメント1A側に設けられる圧入金物811と、他方のセグメント1B側に設けられる圧入受け金物812とによって構成される。   The tensile shear joint 81 is composed of a press fitting 811 provided on one segment 1A side and a press fit receiver 812 provided on the other segment 1B side.

この圧入金物811は、主桁部3のウェブ3bから突出させる圧入ピン部811aと、セグメント1の内部に埋設させる定着部811bとを備えている。また、圧入受け金物812は、圧入金物811の圧入ピン部811aが押し込まれると引き抜き力に対して抵抗となるインサート部812aと、その後方に延設される定着部812bとを備えている。   The press fitting 811 includes a press fitting pin portion 811 a that protrudes from the web 3 b of the main girder portion 3 and a fixing portion 811 b that is embedded in the segment 1. In addition, the press-fitting metal fitting 812 includes an insert part 812a that becomes resistance to a pulling force when the press-fitting pin part 811a of the press-fitting metal part 811 is pushed in, and a fixing part 812b that extends rearward.

さらに、せん断継手82は、一方のセグメント1A側に設けられるピン金物82aと、他方のセグメント1B側に設けられるピン受け金物82bとによって構成される。   Furthermore, the shear joint 82 includes a pin hardware 82a provided on the one segment 1A side and a pin receiving hardware 82b provided on the other segment 1B side.

このリング継手部8を連結させるに際しては、まず、図6に示すように一方のセグメント1Aのリング継手部8に対して他方のセグメント1Bのリング継手部8を対峙させ、セグメント1Bをトンネルの軸方向に移動させてセグメント1A,1Bのウェブ3b,3b同士を当接させる。   When this ring joint portion 8 is connected, first, as shown in FIG. 6, the ring joint portion 8 of the other segment 1B is opposed to the ring joint portion 8 of one segment 1A, and the segment 1B is connected to the shaft of the tunnel. The webs 3b and 3b of the segments 1A and 1B are brought into contact with each other by moving in the direction.

そして、ウェブ3b,3b同士が当接すると、図6,7に示すように、圧入金物811のウェブ3bから突出された圧入ピン部811aが、対峙する圧入受け金物812のインサート部812aに押し込まれる。一方、ピン金物82aのウェブ3bから突出された部分も、対峙するピン受け金物82bに挿入される。これによって、セグメント1A,1B間がリング継手部8,8によって連結されることになる。   When the webs 3b and 3b come into contact with each other, as shown in FIGS. 6 and 7, the press-fit pin portion 811a protruding from the web 3b of the press-fit metal 811 is pushed into the insert portion 812a of the press-fit metal 812 facing each other. . On the other hand, the portion of the pin hardware 82a protruding from the web 3b is also inserted into the pin receiving hardware 82b facing each other. Accordingly, the segments 1A and 1B are connected by the ring joint portions 8 and 8.

次に、本実施の形態のセグメント1及びセグメント継手部7の作用について説明する。   Next, the operation of the segment 1 and the segment joint portion 7 of the present embodiment will be described.

このように構成された本実施の形態のセグメント1は、スキンプレート2と、その縁部に立設される主桁部3,3及びに継手板4,4並びにスキンプレート2面上で主桁部3,3間に延設されるリブ部5,5Aと、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部6とによって合成セグメントとして製作される。このような合成セグメントは、鋼材断面を最適化させる設計が容易におこなえるため、セグメント1の製造コストを低減することができる。   The segment 1 of the present embodiment configured as described above includes the skin plate 2, the main girders 3 and 3 erected on the edge thereof, the joint plates 4 and 4, and the main girder on the skin plate 2 surface. It is manufactured as a synthetic segment by the rib portions 5 and 5A extending between the portions 3 and 3 and the concrete portion 6 filled in the space formed by these. Since such a synthetic segment can be easily designed to optimize the cross section of the steel material, the manufacturing cost of the segment 1 can be reduced.

また、トンネルの周方向の継手を構成するセグメント継手部7は、継手板4に近接するリブ部5に形成された切欠部51と継手板4とに架け渡される定着板部71a,72aを有している。   Further, the segment joint portion 7 constituting the joint in the circumferential direction of the tunnel has fixing plate portions 71 a and 72 a that are spanned between the notch portion 51 formed in the rib portion 5 adjacent to the joint plate 4 and the joint plate 4. is doing.

このため、定着板部71a,72aの周囲のコンクリート部6がリブ部5と継手板4とに挟まれた拘束状態になり、定着板部71a,72aの定着性能を高めることができる。   For this reason, the concrete portion 6 around the fixing plate portions 71a and 72a is in a restrained state sandwiched between the rib portion 5 and the joint plate 4, and the fixing performance of the fixing plate portions 71a and 72a can be improved.

すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着板部71a,72aの付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着板部71a,72aが短くても所望する定着性能を確保することができる。このため、挿入金具71や受け金具72が大型化して、セグメント1の重量が増加したり、製作コストが増加したりするのを防ぐことができる。   That is, the adhesion force of the fixing plate portions 71a and 72a embedded in the constrained concrete is larger than that in the case where the fixing plate portions 71a and 72a are embedded in the non-restrained concrete. Desired fixing performance can be ensured. For this reason, it can prevent that the insertion metal fitting 71 and the receiving metal fitting 72 enlarge, and the weight of the segment 1 increases or a manufacturing cost increases.

また、定着部を矩形板状の定着板部71a,72aと、それに略直交する方向に突出される突起部71c,72dとによって形成することで、セグメント継手部7の定着性能をさらに高めることができる。   Further, the fixing portion is formed by the rectangular plate-like fixing plate portions 71a and 72a and the projection portions 71c and 72d protruding in a direction substantially orthogonal thereto, thereby further improving the fixing performance of the segment joint portion 7. it can.

さらに、リブ部5に切欠部51を設けることによって、リブ部5と継手板4との間隔に関わらず定着板部71a,72aの長さを設定することができる。また、定着板部71a,72aの長さに関わらずリブ部5を設けることができるため、応力が集中し易い継手板4に近接してリブ部5を立設させて補強することができる。   Furthermore, by providing the notch portion 51 in the rib portion 5, the lengths of the fixing plate portions 71a and 72a can be set regardless of the distance between the rib portion 5 and the joint plate 4. Further, since the rib portion 5 can be provided regardless of the lengths of the fixing plate portions 71a and 72a, the rib portion 5 can be erected and reinforced in the vicinity of the joint plate 4 where stress is easily concentrated.

さらに、リブ部5,5Aに複数のスペーサ62,・・・を取り付けることによって、所望する位置に容易に補強鉄筋61,・・・を設置することができる。例えば、補強鉄筋61,・・・をひび割れ防止鉄筋として配筋する場合と、トンネル内周面側の引張補強鉄筋として配筋する場合とでは、セグメント1の覆工厚方向の配置位置が異なることになるが、スペーサ62,・・・の突出量を調整することで、正確な位置に補強鉄筋61,・・・を配置して機能させることができる。   Further, by attaching a plurality of spacers 62,... To the rib portions 5, 5A, the reinforcing bars 61,... Can be easily installed at desired positions. For example, the arrangement position of the segment 1 in the lining thickness direction differs between the case where the reinforcing reinforcing bars 61, ... are arranged as crack preventing reinforcing bars and the case where the reinforcing reinforcing bars 61 are arranged as tensile reinforcing reinforcing bars on the inner peripheral surface side of the tunnel. However, by adjusting the protruding amount of the spacers 62,..., The reinforcing bars 61,.

また、スペーサ62,・・・を使って補強鉄筋61,・・・を主桁部3のトンネル内周面側のフランジ3aから離隔させれば、補強鉄筋61,・・・とフランジ3aとの間にコンクリートが充填されて、耐火代部6aの付着力を高めることができる。さらに、フランジ3aに接着剤を塗布することによって、耐火代部6aと主桁部3との付着力が高まり、剥落を防ぐことができる。   Further, if the reinforcing bars 61,... Are separated from the flange 3a on the inner peripheral surface side of the tunnel of the main girder part 3 using the spacers 62,..., The reinforcing bars 61,. Concrete is filled in between, and the adhesion of the refractory allowance portion 6a can be increased. Furthermore, by applying an adhesive to the flange 3a, the adhesion between the fireproof margin 6a and the main girder 3 is increased, and peeling can be prevented.

また、耐火代部6aを設けたり、合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによってコンクリート部6を成形したりすることによって、耐火板の設置作業が省略でき、工期及び工費を低減することができる。   In addition, by providing the fire-resistant margin part 6a or molding the concrete part 6 with high fire-resistant concrete mixed with synthetic resin fibers, the installation work of the fire-resistant plate can be omitted, and the construction period and cost are reduced. be able to.

また、リング継手部8を、トンネル軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手81と、トンネルの径方向や周方向などの軸直交方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手82とによって構成するようにすれば、所望される継手耐力を合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメント1を製作することができる。   Further, the ring joint portion 8 is composed of a tensile shear joint 81 capable of resisting a tensile force in the tunnel axial direction, and a shear joint 82 capable of resisting only a shear force in an axial orthogonal direction such as a radial direction or a circumferential direction of the tunnel. If it comprises, the desired joint yield strength can be supplemented with a rational member, and the segment 1 of the desired yield strength can be manufactured economically.

すなわち、耐震性能に対してトンネルの軸直交方向の検討を行うに際しては、リング継手部8に対してせん断力が支配的に作用することになるため、せん断抵抗部材に比べて引張力の抵抗部材を削減できる場合がある。そのよう場合にも引張せん断兼用継手81のみでリング継手部8を構成しようとすれば、製造コストが増加する要因になるが、所望される耐力に対して合理的な継手構成とすることでコストを削減することができる。   That is, when examining the direction perpendicular to the axis of the tunnel for seismic performance, since the shearing force acts predominantly on the ring joint portion 8, the resistance member of the tensile force compared to the shearing resistance member May be reduced. Even in such a case, if the ring joint portion 8 is configured only by the tensile shear joint 81, the manufacturing cost increases. However, the cost can be reduced by using a rational joint configuration for the desired strength. Can be reduced.

さらに、リング継手部8を複数の部材で構成すれば、応力の発生箇所が分散されるので、主桁部3の集中応力の発生を抑えることができる。   Furthermore, if the ring joint portion 8 is composed of a plurality of members, the locations where the stress is generated are dispersed, so that the concentrated stress in the main girder portion 3 can be suppressed.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are not limited to this embodiment. Included in the invention.

例えば、前記実施の形態では、主桁部3を並行する一対のフランジ3a,3aとウェブ3bとによって断面視略コ字形に成形したが、これに限定されるものではなく、設計断面力が小さい場合は、フランジ3a,3aのいずれか一方を省略したり、板状のウェブ3bのみにしたりして製造コストを削減することができる。   For example, in the above-described embodiment, the main girder 3 is formed into a substantially U-shaped cross-sectional view by the pair of flanges 3a, 3a and the web 3b in parallel, but is not limited to this, and the design cross-sectional force is small. In this case, either one of the flanges 3a and 3a can be omitted, or only the plate-like web 3b can be used to reduce the manufacturing cost.

また、前記実施の形態では、トンネル内周面側のフランジ3aを覆う耐火代部6aを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。さらに、継手面部は継手板4でなくても、断面視L字形や断面視コ字形などの部材であってもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the fireproof allowance part 6a which covers the flange 3a by the side of a tunnel inner peripheral surface was provided, it is not limited to this. Further, the joint surface portion may not be the joint plate 4 but may be a member having an L shape in cross section or a U shape in cross section.

さらに、前記実施の形態では、セグメント1の全体に亘ってコンクリート部6を形成したが、これに限定されるものではなく、スキンプレート2と主桁部3,3と継手板4,4とで充分な強度を有するセグメントにあっては、スキンプレート2全面に亘ってコンクリートを充填する必要はなく、スキンプレート2と主桁部3,3と継手板4と継手板4に近接して延設されたリブ部5とに囲まれた空間にのみコンクリートを充填するものであってもよい。   Furthermore, in the said embodiment, although the concrete part 6 was formed over the whole segment 1, it is not limited to this, With the skin plate 2, the main girder parts 3, 3, and the joint plates 4, 4, In the segment having sufficient strength, it is not necessary to fill the entire surface of the skin plate 2 with concrete, and it extends close to the skin plate 2, the main girders 3, 3, the joint plate 4, and the joint plate 4. Concrete may be filled only in a space surrounded by the rib portion 5 formed.

また、前記実施の形態では、挿入金具71及び受け金具72の突起部71c,72dを定着板部71a,72aの端部に設けたが、これに限定されるものではなく、定着板部71a,72aの途中に設けることもできる。   In the above embodiment, the projections 71c and 72d of the insertion fitting 71 and the receiving fitting 72 are provided at the ends of the fixing plate portions 71a and 72a. However, the present invention is not limited to this. It can also be provided in the middle of 72a.

さらに、前記実施の形態では、圧入受け金物812に圧入金物811を押し込むだけで連結が完了するワンタッチ式の引張せん断兼用継手81について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば一方のセグメント1A側にねじ金物を設け、他方のセグメント1B側にねじ受け金物を設け、ねじ金物の先端をねじ受け金物のナット部に螺合させることによって連結をおこなう引張せん断兼用継手であってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the one-touch type tensile shear combined joint 81 is described in which the connection is completed simply by pressing the press-fit metal 811 into the press-fit metal 812. However, the present invention is not limited to this. The joint may be a tensile shear combined joint in which a screw metal is provided on the 1A side, a screw receiving metal is provided on the other segment 1B side, and the tip of the screw metal is screwed into a nut portion of the screw receiving metal.

1,1A,1B セグメント
2 スキンプレート
3 主桁部
4 継手板(継手面部)
5,5A リブ部
51 切欠部
6 コンクリート部
62 スペーサ
7 セグメント継手部
71 挿入金具
71a 定着板部(定着部)
71c 突起部
72 受け金具
72a 定着板部(定着部)
72d 突起部
8 リング継手部
81 引張せん断兼用継手
82 せん断継手
1, 1A, 1B Segment 2 Skin plate 3 Main girder 4 Joint plate (joint surface)
5,5A Rib portion 51 Notch portion 6 Concrete portion 62 Spacer 7 Segment joint portion 71 Insertion fitting 71a Fixing plate portion (fixing portion)
71c Protrusion 72 Receptacle 72a Fixing plate (fixing part)
72d Protrusion part 8 Ring joint part 81 Tensile shear joint 82 Shear joint

Claims (5)

複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、
前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、
前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、
前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、
前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、
前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、
少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、
前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とするセグメント。
A segment that forms the outer shell of a tunnel by combining a plurality,
A skin plate that forms the outer peripheral surface of the tunnel;
A main girder erected on both side edges of the skin plate at an interval in the axial direction of the tunnel;
A joint surface portion erected on both edges of the skin plate at intervals in the circumferential direction of the tunnel;
A rib portion extending between the main beam portions on the surface of the skin plate in parallel with the joint surface portion;
A segment joint portion provided on the joint surface portion to connect the segments in the circumferential direction;
A ring joint provided in the main girder for connecting the axial segments;
A concrete portion that fills a space surrounded by at least the skin plate, the main girder portion, and the joint surface portion and forms an inner peripheral surface of the tunnel;
The segment joint portion includes a notch portion formed in the rib portion erected in the vicinity of the joint surface portion and a fixing portion that is bridged between the joint surface portion and embedded in the concrete portion. And a segment.
前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有することを特徴とする請求項1に記載のセグメント。   The segment according to claim 1, wherein the fixing portion includes a rectangular plate-shaped fixing plate portion and a protruding portion that protrudes in a direction substantially orthogonal to the fixing plate portion. 前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることを特徴とする請求項1又は2に記載のセグメント。   The said rib part is attached with the spacer which protrudes in the inner peripheral surface side of the said tunnel, and installs a reinforcing bar in the said spacer, It is made to embed | buy in the said concrete part. segment. 前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のセグメント。   The ring joint portion includes a tensile shear combined joint capable of resisting a tensile force in an axial direction of a tunnel, and a shear joint capable of resisting only a shear force in a direction orthogonal to the axial direction. The segment according to any one of 1 to 3. トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とするセグメント継手部。
A skin plate that forms the outer peripheral surface of the tunnel, a main girder that is erected on both side edges of the skin plate in the axial direction of the tunnel, and erected on both edges of the skin plate in the circumferential direction of the tunnel A segment joint portion for connecting a segment having a joint surface portion in the circumferential direction,
The rib is extended between the main girder on the surface of the skin plate in parallel with the joint surface, and is spanned between the joint surface and at least the skin plate, the main girder, and the joint. A segment joint part, which is filled in a space surrounded by a surface part and the rib part and is fixed to a concrete part in a restrained state.
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