JP2011047265A - Segment and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールド工法等によりトンネル等を構築する場合に使用されるセグメントとその製造方法に関する。 The present invention relates to a segment used when a tunnel or the like is constructed by a shield method or the like and a manufacturing method thereof.
従来、セグメントにおける主桁として、図21に示すように、フランジ部材8とウェブ部材7とを備えた主桁20が知られていると共に、主桁20の断面形状として、フランジ部材8がウェブ部材7からトンネル軸方向外側に突出する構造の主桁20が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as a main girder in a segment, as shown in FIG. 21, a
前記従来の場合は、フランジ部材8がウェブ部材7からトンネル軸方向外側に突出する構造であるため、図19(b)に示すように、(1)シールド工法によるジャッキ推力Pが矢印Yで示すように集中する傾向があり、合成セグメントにおいては、中詰めコンクリート5の局所的な応力集中に対応するために、フランジ端面の角落とし処理をしたり、コンクリートの高強度化を図る必要がある。(2)また、上記応力集中を緩和するために、ジャッキ推力Pを矢印Xで示すようにフランジ部材8先端からウェブ部材7に伝達する必要性から、フランジ部材8とウェブ部材7との溶接Wの溶接仕様を大きく確保する必要があるという問題がある。
さらに、ウェブ部材7をフランジ部材8で挟み込む構造であるため、図21に示すように、トンネル半径方向のセグメント部材高さ寸法Hを管理する場合に、セグメント製作時におけるスキンプレート3(4)の板厚寸法Sの公差S1と、フランジ部材8の板厚寸法Fの公差F1と、ウェブ部材7の高さ寸法Vの公差V1との影響を相乗的に受けて、セグメント部材高さHは、H=S+(±S1)+F+(±F1)+V+(±V1)となるため、セグメント部材高さHにバラツキが発生し、セグメントの断面性能が安定せず、そのため、寸法管理およびセグメントにおける鋼殻の矯正を含む製造管理を厳格に行う手間が必要となり、その分、セグメントの製造コストが高くなるという問題がある。
In the conventional case, since the
Furthermore, since the
前記のような課題があるために、ウェブ部材7とフランジ部材8と主桁20とを組み立てる形態のセグメントの場合には、次の(1)〜(2)の両方を満足するようなセグメントが望まれることになる。
In the case of the segment in the form of assembling the
(1)ジャッキ推力に対して合理的に対処可能なセグメントの構造仕様とした上で、セグメントの製造コストの削減を図る。
(2)トンネル半径方向のセグメント部材高さHのバラツキを最小限にして、部材性能の安定化と製造コスト削減を図る。
本発明者は、これらの課題について、種々検討した結果、セグメントにおけるウェブ側面にフランジを固定する構造とすることで、より詳しくは、ウェブ部材のトンネル半径方向の側面にフランジ部材を固定する構造とすることで、前記の課題を有利に解決可能であることを、本発明者は、知見し本発明を完成させた。
本発明は前記の課題を有利に解消し、従来の場合に比べて、寸法管理がより容易で安価な安定した性能を有するトンネル覆工用等のセグメントとその製造方法を提供することを
目的とする。
(1) Reduce the manufacturing cost of the segment after making the segment structure specifications that can reasonably cope with the jack thrust.
(2) To minimize the variation of the segment member height H in the tunnel radial direction, to stabilize the member performance and reduce the manufacturing cost.
As a result of various studies on these problems, the present inventor has a structure in which the flange is fixed to the side surface of the web in the segment, and more specifically, a structure in which the flange member is fixed to the side surface in the tunnel radial direction of the web member. Thus, the present inventor has found that the above-described problem can be advantageously solved, and has completed the present invention.
An object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems and provide a segment for tunnel lining and the like and a manufacturing method thereof having stable performance that is easier to control the dimensions and cheaper than the conventional case. To do.
前記の課題を有利に解決するために、第1発明のセグメントでは、1枚のウェブ部材と少なくとも1枚のフランジ部材とを有する少なくとも1対の主桁および地山側または内空側のいずれか一方あるいは両方にスキンプレートを備えたセグメントであって、前記ウェブ部材におけるセグメント内側面に、前記フランジ部材の一側端面における板厚全体が当接するよう前記フランジ部材が配置されて相互が固着され、前記主桁は、略断面コ字状、もしくは略断面L字状の主桁断面に形成されていることを特徴とする。
また、第2発明では、第1発明のセグメントにおいて、前記スキンプレートが前記フランジ部材に固着されていることを特徴とする。
第3発明では、第2発明のセグメントにおいて、前記スキンプレートのトンネル半径方向の外側面は前記ウェブ部材のトンネル半径方向の外端面よりも外側に配置され、もしくはスキンプレートのトンネル半径方向の内側面は前記ウェブ部材のトンネル半径方向の内端面よりも内側となるように配置されて相互が固着されていることを特徴とする。
第4発明では、第1発明のセグメントにおいて、前記スキンプレートが、前記ウェブ部材のトンネル半径方向の外端面もしくは内端面に配置されて相互が固着されていることを特徴とする。
第5発明では、第1発明〜第4発明のいずれかのセグメントにおいて、前記フランジ部材のトンネル半径方向の外側面が前記ウェブ部材のトンネル半径方向の外端面よりも内側に配置されたセグメントであって、前記フランジ部材と前記ウェブ部材とが隅肉溶接により接合されていると共に、前記フランジ部材のトンネル半径方向の外側面と前記ウェブ部材との隅肉溶接のトンネル半径方向の脚長が、前記フランジ部材外側面からの前記ウェブ部材のトンネル半径方向の突出長とほぼ同じであることを特徴とする。
第6発明では、第1発明〜第5発明のセグメントにおいて、前記主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくは前記フランジ部材同士間、もしくは前記内空側フランジ部材と前記スキンプレート相互が補剛材で連結されていることを特徴とする。
第7発明では、第6発明のセグメントにおいて、前記主桁における前記フランジ部材におけるセグメント外側面と前記ウェブ部材が溶接されていると共に、その溶接量を外側溶接量(S1)とした場合に、前記主桁における前記フランジ部材におけるセグメント内側面と前記ウェブ部材との内側溶接量(S2)を、ゼロ又は前記外側溶接量(S1)の1/2以下としたことを特徴とする。
第8発明では、第6発明又は第7発明のセグメントにおいて、前記補剛材が相対する主桁間で連結部材により連結されていることを特徴とする。
第9発明では、第6発明又は第7発明のセグメントにおいて、相対する主桁は補剛材により連結されていることを特徴とする。
第10発明では、第1発明〜第9発明のいずれかのセグメントにおいて、前記主桁と継手板および前記スキンプレートを備えた鋼殻の内側に中詰めコンクリートが充填・硬化されていることを特徴とする。
第11発明では、第10発明のセグメントにおいて、前記鋼殻の内側面にずれ止めが設けられていることを特徴とする。
第12発明では、第11発明のセグメントにおいて、前記フランジ部材に設けたずれ止めが、前記主桁同士間に渡って設置された棒状部材であることを特徴とする。
第13発明では、第10発明〜第12発明のいずれかのセグメントにおいて、前記中詰めコンクリート内にトンネル周方向に補強鉄筋が埋め込み配置されていることを特徴とする。 第14発明では、第10発明〜第13発明のいずれかのセグメントにおいて、主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくは前記フランジ部材同士間、もしくは前記内空側フランジ部材と前記スキンプレート相互が補剛材で連結され、前記補剛材が相対する主桁間で連結部材により連結され、トンネル周方向に向けて間隔をおいて隣り合う連結部材に渡って周方向補強鉄筋が挿通されていることを特徴とする。
第15発明では、第10発明〜第13発明のいずれかのセグメントにおいて、主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくは前記フランジ部材同士間、もしくは前記内空側フランジ部材と前記スキンプレート相互が補剛材で連結され、相対する主桁は前記補剛材により連結され、トンネル周方向に向けて間隔をおいて隣り合う補剛材に渡って周方向補強鉄筋が挿通されていることを特徴とする。
第16発明のセグメントの製造方法においては、第6発明〜第15発明のいずれかのセグメントを製造するにあたり、前記主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材を仮溶接し、前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくはフランジ部材同士間の相互を前記補剛材で連結した後に前記主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材を連続本溶接することを特徴とする。
In order to advantageously solve the above-described problem, in the segment of the first invention, at least one pair of main girders having one web member and at least one flange member and either the natural ground side or the inner sky side Or a segment having skin plates on both sides, wherein the flange member is arranged so that the entire plate thickness at one end surface of the flange member abuts on the inner side surface of the segment of the web member, The main girder is formed in a main girder cross section having a substantially U-shaped section or a substantially L-shaped section.
In the second invention, the skin plate is fixed to the flange member in the segment of the first invention.
In the third invention, in the segment of the second invention, the outer surface in the tunnel radial direction of the skin plate is arranged outside the outer end surface in the tunnel radial direction of the web member, or the inner surface of the skin plate in the tunnel radial direction Are arranged so as to be inside the inner end face in the tunnel radial direction of the web member, and are mutually fixed.
According to a fourth aspect, in the segment of the first aspect, the skin plate is disposed on an outer end surface or an inner end surface in the tunnel radial direction of the web member, and is fixed to each other.
According to a fifth invention, in the segment according to any one of the first to fourth inventions, the outer surface in the tunnel radial direction of the flange member is disposed inside the outer end surface in the tunnel radial direction of the web member. The flange member and the web member are joined by fillet welding, and the tunnel radial direction leg length of the fillet weld between the flange member and the outer side surface of the flange member in the tunnel radial direction is the flange. The length of the web member protruding from the outer surface of the member in the tunnel radial direction is substantially the same.
In a sixth invention, in the segments of the first to fifth inventions, the flange member and the web member constituting the main girder, or between the flange members, or between the inner flange member and the skin plate. Are connected by a stiffener.
In the seventh invention, in the segment of the sixth invention, when the segment outer surface of the flange member in the main girder and the web member are welded and the welding amount is the outer welding amount (S1), The inner welding amount (S2) between the segment inner surface of the flange member in the main girder and the web member is zero or less than or equal to ½ of the outer welding amount (S1).
According to an eighth invention, in the segment of the sixth invention or the seventh invention, the stiffener is connected by a connecting member between opposing main beams.
According to a ninth invention, in the segment of the sixth invention or the seventh invention, the opposing main girders are connected by a stiffener.
According to a tenth aspect, in the segment according to any one of the first to ninth aspects, filled concrete is filled and hardened inside a steel shell provided with the main girder, the joint plate, and the skin plate. And
The eleventh invention is characterized in that, in the segment of the tenth invention, a stopper is provided on the inner surface of the steel shell.
The twelfth invention is characterized in that, in the segment of the eleventh invention, the displacement stopper provided on the flange member is a bar-like member installed across the main girders.
In a thirteenth aspect, in any of the segments according to the tenth to twelfth aspects, reinforcing reinforcing bars are embedded and arranged in the circumferential direction of the tunnel in the filling concrete. In the fourteenth invention, in any of the segments of the tenth to thirteenth inventions, between the flange member and the web member constituting the main beam, between the flange members, or between the inner flange member and the skin. The plates are connected by stiffeners, the stiffeners are connected by connecting members between the opposing main girders, and circumferential reinforcing reinforcing bars are inserted across adjacent connecting members spaced in the circumferential direction of the tunnel It is characterized by being.
In a fifteenth aspect of the invention, in any one of the tenth to thirteenth aspects of the invention, the flange member and the web member constituting the main beam, the flange members, or the inner flange member and the skin. The plates are connected by a stiffener, the opposing main girders are connected by the stiffener, and circumferential reinforcing bars are inserted across adjacent stiffeners spaced in the circumferential direction of the tunnel. It is characterized by that.
In the method for manufacturing a segment of the sixteenth invention, in manufacturing the segment of any of the sixth to fifteenth inventions, the flange member and the web member constituting the main girder are temporarily welded, and the flange member and After the web members or between the flange members are connected with the stiffener, the flange member and the web member constituting the main girder are continuously welded.
第1発明によると、ウェブ部材とフランジ部材とを有する主桁を備えたセグメントであって、前記ウェブ部材におけるセグメント内側面に、前記フランジ部材の一側端面における板厚全体が当接するよう前記フランジ部材が配置されて、前記主桁は、略断面コ字状、もしくは略断面L字状の主桁断面に形成されているので、次のような効果が得られる。
(1)トンネル軸方向外側両端面がウェブ部材の平坦面により平滑に形成されるので、シールド掘進機における伸縮ジャッキによりジャッキ推力をセグメントに作用させた場合に、従来のようにジャッキ推力がフランジ部材先端に局所的に負荷することなく、ウェブ部
材に直接載荷されるため、セグメントへの応力伝達がスムーズになって、フランジ部材とウェブ部材との溶接を少なくでき、さらにはコンクリートへの局所的な応力集中も回避できるためにコンクリート強度が低くできるので、セグメント製造コスト削減を図ることができる。
(2)本発明の主桁は、ウェブ部材の側面にフランジ部材が固定される構造であり、従来のようにウェブ部材をフランジ部材で挟み込む構造断面でないので、セグメント製作時における主桁構成部材の寸法公差の影響が、少なくともフランジ部材は回避されることから、寸法管理が容易になると共に、セグメント部材高さのバラツキが少なくなり、セグメントの断面性能が安定する。(3)その結果、セグメントの製造管理を緩和できることから、セグメントの製造コスト削減を図ることができる。
(4)さらには、ウェブ部材とフランジ部材の溶接線がウェブ部材の片側のみであるため、特に主桁部材を単独で製造する場合において当該部材を反転しながら溶接する必要がなく、製造コストや製造工期を縮小する効果がある。 また、前記主桁は、略断面コ字状、もしくは略断面L字状の主桁断面に形成されているので、主桁断面の断面性能が高く、さらに簡単な断面形態の主桁を用いて、合理的主桁とすることができる等の効果が得られる。
第2発明によると、スキンプレートがフランジ部材に固着されているので、スキンプレートの溶接による固定を容易に行うことができ、また、スキンプレートのトンネル軸方向の巾寸法の精度を低くすることができるので、スキンプレートのトンネル軸方向の寸法管理が容易である等の効果が得られる。
第3発明によると、スキンプレートのトンネル半径方向の外側面が、ウェブ部材のトンネル半径方向の外端面よりも外側、またはスキンプレートのトンネル半径方向の内側面が、ウェブ部材のトンネル半径方向の内端面よりも内側となるように配置されているので、位置調整されたフランジ部材の外側に固定して鋼殻の剛性を高めることができる。また、ウェブ部材を設計上のセグメント高さよりも低くして、経済的な主桁とすることができ、さらにセグメント構成部材におけるウェブ部材、フランジ部材およびスキンプレートの寸法公差を考慮しないでよいので、寸法管理が極めて容易である等の効果が得られる。
第4発明によると、スキンプレートが、ウェブ部材のトンネル半径方向の外端面またはウェブ部材のトンネル半径方向の内端面に固着されているので、トンネル半径方向のウェブ部材の巾寸法とスキンプレートの板厚を管理すればよいので、従来の場合に比べて、寸法管理が容易である等の効果が得られる。
第5発明によると、フランジ部材のトンネル半径方向の外側面がウェブ部材のトンネル半径方向の外端面よりも内側に配置されたセグメントであって、フランジ部材とウェブ部材とが隅肉溶接により接合されていると共に、フランジ部材のトンネル半径方向の外側面とウェブ部材との隅肉溶接のトンネル半径方向の脚長が、フランジ部材外側面からのウェブ部材のトンネル半径方向の突出長とほぼ同じ寸法にされているので、トンネル施工時におけるシールドマシンの止水用テールブラシとセグメントがトンネル軸方向に連続して滑らかに接触することができ、その結果、トンネル施工時の止水性を高めることができる。
第6発明によると、主桁を構成するフランジ部材とウェブ部材相互、フランジ部材相互又は内空側フランジ部材とスキンプレートが補剛材で連結されているので、フランジ部材とウェブ部材、フランジ部材相互又は内空側フランジ部材とスキンプレートを補剛部材により補強しながら連結することができると共に、コンクリートが中詰めされている場合には、補剛部材をずれ止めとして機能させることができ、中詰めコンクリートがトンネル周方向等にずれるのを防止して、鋼殻と中詰めコンクリートとの一体化を高めることができる等の効果が得られる。また、ウェブ部材とフランジ部材との本溶接時における主桁の溶接変形を抑制することができるので、形状寸法管理が極めて容易になる効果が得られる。更に、トンネル周方向に円弧状に配置される内空側フランジ部材を備えたセグメントでは、内空側フランジ部材が補剛材により補剛されているため、フランジ部材にトンネル周方向の引張軸力が作用した場合に、内空側フランジ部材がトンネル内空側に鉛直変位するのを抑制することができ、これによりセグメントの構造性能の向上を図ることができ等の効果が得られる。特に、コンクリートが中詰めされている場合には、コンクリートのひびわれ、あるいはフランジ部材とコンクリートとの剥離を抑制し、耐久性能の向上を図ることができるという効果も得られる。
第7発明によると、主桁における前記フランジ部材におけるセグメント外側面と前記ウェブ部材が溶接されていると共に、その溶接量を外側溶接量(S1)とした場合に、前記主桁における前記フランジ部材におけるセグメント内側面と前記ウェブ部材との内側溶接量(S2)が、ゼロとされているか、又は、前記外側溶接量(S1)の1/2以下とされているので、補剛材によりフランジ部材が補剛されてフランジ部材の面外変形が抑制されている状態にあるため、セグメントの主桁におけるフランジ部材とウェブ部材との溶接を、セグメント外側(片側)に特化することができ、セグメントを製作する場合の溶接作業性が向上し、セグメントの製作コストを低減することができる等の効果が得られる。
第8発明によると、補剛材が相対する主桁間で連結部材により連結されているので、セグメントにおけるフランジ部材にトンネル周方向の引張軸力が作用した場合に腹圧力が作用しても、各主桁における内空側のフランジ部材がトンネル半径方向内側に変位する鉛直変位を抑制することができると共に、内空側フランジ部材の回転変位も抑制することができる等の効果が得られる。また、トンネル軸方向の圧縮力および引張力を伝達するという鋼製補強リブの機能を兼ねることができるので、鋼製補強リブを省略して部材数を低減することができる等の効果が得られる。
第9発明によると、相対する主桁は補剛材により連結されているので、第8発明と同じ効果を少ない部材で実現できるので、製造コストを削減できる等の効果が得られる。
第10発明によると、主桁と継手板とスキンプレートを備えた鋼殻の内側に中詰めコンクリートが充填・硬化されていると、中詰めコンクリートが充填硬化されて鋼殻と一体化された剛性および耐荷性のある合成セグメントとすることができる等の効果が得られる。
第11発明によると、前記鋼殻の内側面にずれ止めが設けられているので、中詰めコンクリートと鋼殻との一体化を高めることができると共に、中詰めコンクリートが鋼殻からトンネル周方向あるいはトンネル半径方向内側に剥離するのを防止することができる等の効果が得られる。
第12発明によると、フランジ部材に設けたずれ止めが、主桁同士間に渡って設置された棒状部材であるので、鋼殻と中詰めコンクリートとの合成構造を高めることができ、セグメントリングに土水圧が作用し、トンネル内空側への正曲げモーメントが卓越する部分に使用した場合等では、トンネル半径方向内空側に中詰めコンクリートが膨出するのを防止することができる等の効果が得られる。
第13発明によると、中詰めコンクリート内にトンネル周方向に補強鉄筋が埋め込み配置されているので、中詰めコンクリートと周方向補強鉄筋とによる、鉄筋コンクリート構造とすることができ、鋼殻と鉄筋コンクリート製中詰めコンクリートとの合成構造とすることができ、合成構造セグメントの剛性および耐力を一層高めることができる等の効果が得られる。
第14発明によると、主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくは前記フランジ部材同士間、もしくは前記内空側フランジ部材と前記スキンプレート相互が補剛材で連結され、前記補剛材が相対する主桁間で連結部材により連結され、トンネル周方向に向けて間隔をおいて隣り合う連結部材に渡って周方向補強鉄筋が挿通されているので、セグメントにおける内空側フランジ部材および内空側補強鉄筋に引張軸力が作用した場合の腹圧力による内空側フランジ部材及び周方向の補強鉄筋の変位(鉛直変位及び回転変位)を抑制できる等の効果が得られる。また、前記補剛材は周方向補強鉄筋を有する合成構造部材のせん断補強鋼板の機能も発揮するので、周方向補強鉄筋を多量に配置することが可能となり、合成構造セグメントの耐力を更に一層高めることができる等の効果が得られる。
第15発明によると、主桁を構成する前記フランジ部材と前記ウェブ部材間、もしくは前記フランジ部材同士間、もしくは前記内空側フランジ部材と前記スキンプレート相互が補剛材で連結され、相対する主桁は前記補剛材により連結され、トンネル周方向に向けて間隔をおいて隣り合う補剛材に渡って周方向補強鉄筋が挿通されているので、一体となった補剛材により、第14発明と同じ効果を少ない部材で実現できるので、製造コストを削減できる等の効果が得られる。
第16発明によると、主桁製造時における溶接熱変形を抑制することができるため、変形後セグメントの矯正作業が縮小(矯正作業が少なく)され、セグメントの製造コストおよび製造工期を少なくできる効果が得られる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a segment having a main girder having a web member and a flange member, wherein the flange has an entire inner surface of the flange member in contact with an inner surface of the segment of the web member. Since the members are arranged and the main girder is formed in a main girder section having a substantially U-shaped section or a substantially L-shaped section, the following effects can be obtained.
(1) Since both end surfaces on the outer side in the tunnel axis direction are formed smoothly by the flat surface of the web member, when the jack thrust is applied to the segment by the expansion / contraction jack in the shield machine, the jack thrust is the flange member as in the prior art. Since it is loaded directly on the web member without locally loading the tip, the stress transmission to the segment becomes smooth, welding between the flange member and the web member can be reduced, and further, local to the concrete Since stress concentration can also be avoided, the concrete strength can be lowered, and therefore the segment manufacturing cost can be reduced.
(2) The main girder of the present invention has a structure in which the flange member is fixed to the side surface of the web member, and is not a structural cross section in which the web member is sandwiched between the flange members as in the prior art. Since the influence of the dimensional tolerance is avoided at least in the flange member, the dimensional control becomes easy, the variation in the height of the segment member is reduced, and the cross-sectional performance of the segment is stabilized. (3) As a result, the manufacturing management of the segment can be eased, so that the manufacturing cost of the segment can be reduced.
(4) Furthermore, since the weld line between the web member and the flange member is only on one side of the web member, it is not necessary to weld the main girder member while reversing the member, particularly when manufacturing the main girder member. This has the effect of reducing the manufacturing period. Further, since the main girder is formed in a main girder cross section having a substantially U-shaped section or a substantially L-shaped cross section, the cross section performance of the main girder section is high, and the main girder having a simple cross-sectional form is used. It is possible to obtain an effect such as a rational main girder.
According to the second invention, since the skin plate is fixed to the flange member, the skin plate can be easily fixed by welding, and the accuracy of the width dimension of the skin plate in the tunnel axis direction can be reduced. Therefore, effects such as easy dimensional management of the skin plate in the tunnel axis direction can be obtained.
According to the third invention, the outer surface in the tunnel radial direction of the skin plate is outside the outer end surface in the tunnel radial direction of the web member, or the inner surface in the tunnel radial direction of the skin plate is in the tunnel radial direction of the web member. Since it arrange | positions so that it may become an inner side rather than an end surface, it can fix to the outer side of the flange member adjusted in position, and can improve the rigidity of a steel shell. In addition, the web member can be made lower than the designed segment height to be an economical main girder, and the dimensional tolerances of the web member, flange member, and skin plate in the segment component member need not be considered. Effects such as extremely easy dimensional management can be obtained.
According to the fourth invention, since the skin plate is fixed to the outer end surface of the web member in the tunnel radial direction or the inner end surface of the web member in the tunnel radial direction, the width dimension of the web member in the tunnel radial direction and the plate of the skin plate Since the thickness may be managed, effects such as easy dimension management can be obtained as compared with the conventional case.
According to the fifth invention, the outer surface of the flange member in the tunnel radial direction is a segment disposed inside the outer end surface of the web member in the tunnel radial direction, and the flange member and the web member are joined by fillet welding. In addition, the leg length in the tunnel radial direction of the fillet weld between the tunnel radial outer surface of the flange member and the web member is approximately the same as the protrusion length of the web member in the tunnel radial direction from the outer surface of the flange member. Therefore, the tail brush for water stop and the segment of the shield machine at the time of tunnel construction can contact smoothly and continuously in the tunnel axial direction, and as a result, the water stoppage at the time of tunnel construction can be increased.
According to the sixth invention, since the flange member and the web member constituting the main girder, the flange member each other, or the inner side flange member and the skin plate are connected by the stiffener, the flange member, the web member, and the flange member are mutually connected. Alternatively, the inner flange member and the skin plate can be connected while being reinforced with a stiffening member, and when the concrete is filled in, the stiffening member can function as a detent, It is possible to prevent the concrete from shifting in the circumferential direction of the tunnel, and to obtain an effect of enhancing the integration between the steel shell and the filled concrete. In addition, since the main girder can be prevented from being deformed during the main welding of the web member and the flange member, the effect of making shape management extremely easy can be obtained. Furthermore, in a segment having an inner air side flange member arranged in an arc shape in the circumferential direction of the tunnel, the inner air side flange member is stiffened by a stiffener, so the tensile axial force in the tunnel circumferential direction is applied to the flange member. When this occurs, it is possible to suppress the vertical displacement of the inner flange member toward the inner space of the tunnel, thereby improving the structural performance of the segment and the like. In particular, when concrete is packed in the middle, cracking of the concrete or peeling of the flange member and the concrete can be suppressed, and an effect of improving durability can be obtained.
According to the seventh invention, when the segment outer surface of the flange member in the main girder and the web member are welded and the welding amount is the outer welding amount (S1), the flange member in the main girder The inner welding amount (S2) between the segment inner side surface and the web member is set to zero or is equal to or less than ½ of the outer welding amount (S1). Since the flange member is stiffened and the deformation of the flange member is suppressed, welding of the flange member and web member in the main girder of the segment can be specialized to the outside of the segment (one side). The welding workability in the case of manufacturing improves, and the effect that the manufacturing cost of a segment can be reduced is acquired.
According to the eighth invention, since the stiffener is connected by the connecting member between the opposing main girders, even when the abdominal pressure acts when the tensile axial force in the tunnel circumferential direction acts on the flange member in the segment, It is possible to suppress the vertical displacement in which the inner space side flange member in each main girder is displaced inward in the tunnel radial direction, and it is possible to obtain the effect that the rotation displacement of the inner space side flange member can also be suppressed. Moreover, since it can serve as a steel reinforcing rib function of transmitting the compressive force and tensile force in the tunnel axis direction, it is possible to obtain an effect that the number of members can be reduced by omitting the steel reinforcing rib. .
According to the ninth invention, since the opposing main girders are connected by the stiffener, the same effect as in the eighth invention can be realized with a small number of members, so that the manufacturing cost can be reduced.
According to the tenth aspect of the present invention, when the filling concrete is filled and hardened inside the steel shell provided with the main girder, the joint plate and the skin plate, the filling concrete is filled and hardened, and the rigidity is integrated with the steel shell. In addition, effects such as a synthetic segment having load resistance can be obtained.
According to the eleventh invention, since the slip prevention is provided on the inner surface of the steel shell, it is possible to enhance the integration of the filling concrete and the steel shell, and the filling concrete is removed from the steel shell in the tunnel circumferential direction or It is possible to obtain an effect such as prevention of peeling inward in the tunnel radial direction.
According to the twelfth invention, since the displacement stopper provided on the flange member is a rod-shaped member installed between the main girders, the composite structure of the steel shell and the filled concrete can be enhanced, and the segment ring When used in a part where the positive bending moment toward the tunnel inner space is excellent due to earth and water pressure, it is possible to prevent the stuffed concrete from bulging into the tunnel radial inner space. Is obtained.
According to the thirteenth invention, the reinforcing reinforcing bars are embedded and arranged in the circumferential direction of the tunnel in the filling concrete, so that a reinforced concrete structure can be formed by the filling concrete and the circumferential reinforcing reinforcement. A composite structure with the stuffed concrete can be obtained, and effects such as further enhancing the rigidity and proof stress of the composite structure segment can be obtained.
According to the fourteenth aspect of the present invention, the flange member and the web member constituting the main girder, or between the flange members, or between the inner flange member and the skin plate are connected by a stiffener, and the stiffening is performed. The members are connected by the connecting members between the opposing main girders, and the circumferential reinforcing reinforcing bars are inserted across the adjacent connecting members spaced in the circumferential direction of the tunnel. Effects such as suppression of displacement (vertical displacement and rotational displacement) of the inner-side flange member and the circumferential reinforcing bar due to the abdominal pressure when a tensile axial force acts on the inner-side reinforcing bar can be obtained. Further, since the stiffener also functions as a shear reinforced steel plate of a composite structural member having a circumferential reinforcing bar, it becomes possible to arrange a large amount of the circumferential reinforcing bar and further increase the yield strength of the synthetic structural segment. And the like.
According to the fifteenth aspect of the present invention, the flange member and the web member constituting the main girder, or between the flange members, or between the inner flange member and the skin plate are connected by the stiffener and opposed to each other. The girders are connected by the stiffener, and the circumferential reinforcing reinforcing bars are inserted over the adjacent stiffeners spaced apart in the circumferential direction of the tunnel. Since the same effects as the invention can be realized with a small number of members, effects such as reduction in manufacturing cost can be obtained.
According to the sixteenth aspect of the invention, it is possible to suppress welding thermal deformation at the time of manufacturing the main girder, so that the correction work of the segment after deformation is reduced (the correction work is small), and the manufacturing cost and the manufacturing period of the segment can be reduced. can get.
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
図1〜図3は、本発明の第1実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント1を示すものであって、図1はセグメント1の一部切り欠き斜視図、図2は、図1に示すセグメント1の縦断正面図、図3は、図2に示す第1実施形態の主桁2および地山側のスキンプレート3または内空側のスキンプレート4付近を拡大して示す縦断正面図である。
1 to 3 show a
図示の形態では、中詰めコンクリート5がセグメント内に充填・硬化され、鋼殻6と中詰めコンクリート5とが合成一体化された合成セグメント1を示しているが、本発明では、トンネル覆工用のセグメント1は、中詰めコンクリート5がセグメント内に充填されていない鋼製セグメントでも、中詰めコンクリート5がセグメント内に充填・硬化されたセグメントでもよい。
The illustrated form shows the
この形態では、セグメント1におけるトンネル周方向に延長するように配置されている鋼製の主桁2は、ウェブ部材7とフランジ部材8とを有するコ字状断面(又は溝形断面)の主桁2で、ウェブ部材7に対してフランジ部材8を片側(トンネル軸方向の片側)に張り出すように設けた片フランジ式の主桁2を備えたセグメント1である。
そして、本発明の実施形態では、セグメント鋼殻6内側面等、セグメント内側面であって、前記ウェブ部材7におけるセグメント内側面に、前記フランジ部材8の一側端面の板厚全体が当接するように前記フランジ部材8が配置され、フランジ部材8は、ウェブ部材7に、トンネル周方向に連続した隅肉溶接Wにより固定されている。
このように、ウェブ部材7の内側面にフランジ部材8を配置して固定することで、図19(a)に示すように、ウェブ部材7の平坦な外側面のほぼ全面を、シールド掘進機(図示省略)における掘進用ジャッキ(図示省略)に連結された押圧係合部材10の後面に面タッチさせることができるため、ジャッキ推力(押圧力)による主桁2に作用する圧縮応力を低減させて、主桁2を介してセグメント本体側に伝達することができる。中詰めコンクリート5を充填する形態の合成セグメント1では、主桁2、特にウェブ部材7内側面から中詰めコンクリート5に均等に圧縮応力を伝達することができる。また、ウェブ部材7から、フランジ部材8と、地山側または内空側のスキンプレート4と、継手板9と、鋼製補強リブ11とに伝達することもでき、これらの点で、ジャッキ推力に対して合理的に対処可能なセグメントの構造仕様とすることができる。
In this embodiment, the steel
And in embodiment of this invention, it is segment inner surfaces, such as
Thus, by arranging and fixing the
また、前記の中詰めコンクリート5を充填しない形態の鋼製セグメント1では、ウェブ部材7から、フランジ部材8と、地山側のスキンプレート3又は内空側のスキンプレート4と、継手板9と、鋼製補強リブ11とに伝達することができ、これらの点で、ジャッキ推力に対して合理的に対処可能なセグメントの構造仕様とすることができる。
反対に、図19(b)に示すように、ウェブ部材7の上下にフランジ部材8を固定し、フランジ部材8をウェブ部材7から突出するように配置する従来の形態では、フランジ部材8にジャッキ推力が集中して作用するようになり、また、ウェブ部材7とフランジ部材8との溶接を十分確実に行う必要があるため、製造コストが高くなる。
In addition, in the
On the other hand, as shown in FIG. 19B, in the conventional configuration in which the
前記のように、本発明では、ウェブ部材7のセグメント内側面に、フランジ部材8の板厚寸法全体が収まるように取り付ける構造であるため、例えば、図1〜図3に示す形態では、セグメント1のトンネル半径方向の高さ寸法H内に収める場合に、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法を、前記寸法Hよりも地山側のスキンプレート3(または内空側のスキンプレート4)程度小さくし、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法Vの上にフランジ部材8あるいは地山側のスキンプレート3(あるいは内空側のスキンプレート4)を重ねるような構造にしない場合には、ウェブ部材7の巾寸法Vと、フランジ部材8の板厚寸法Fと、地山側のスキンプレート3(又は内空側のスキンプレート4)の板厚寸法Sの公差を考慮することなく、セグメント1のトンネル半径方向のセグメント高さHが決まるため、これらの部材の寸法公差を考慮しないで、セグメントを製造することができる。そのため、寸法管理が容易で、製作も容易になり、その分、安価なセグメント1を製造することができる。なお、継手板9のトンネル半径方向の幅寸法は、ウェブ部材7の幅寸法と同じ寸法又は僅かに小さい寸法に設定される。
図1〜図3に示す形態では、主桁2は、ウェブ部材7と、2枚のフランジ部材8とにより構成され、このような主桁2を2枚と、1枚の地山側のスキンプレート3(または内空側のスキンプレート4)と、トンネル軸方向に両端に配置され、前記各主桁2と地山側のスキンプレート3(又は内空側のスキンプレート4)に連続した溶接により一体に固定される2枚の継手板9により、5面鋼殻が構成されている。さらにその内側に主桁2間に亘って鋼製補強リブ11が設けられて、適宜、継手板9および主桁2に雄継手12または雌継手13が設けられて、鋼製セグメント1が構成され、そのような鋼製セグメント1内に、中詰めコンクリート5が充填・硬化されて、鋼製セグメント1と中詰めコンクリート5とが一体化された合成構造のセグメント1とされている。
本発明のセグメント1では、1枚のウェブ部材7と少なくとも1枚のフランジ部材8とを有する少なくとも1対の主桁2(2枚の主桁2)および地山側または内空側のいずれか一方あるいは両方にスキンプレート3を備えたセグメントであって、前記ウェブ部材8におけるセグメント内側面に、前記フランジ部材8の一側端面における板厚全体が当接するよう前記フランジ部材8が配置されて相互が固着され、前記主桁2は、略断面コ字状、もしくは略断面L字状の主桁断面に形成されているセグメントである。
As described above, in the present invention, since the entire thickness of the
1 to 3, the
In the
なお、ウェブ部材7とフランジ部材8を溶接する場合には、図20(a)に示すように、トンネル半径方向におけるフランジ部材8をウェブ部材7に溶接により固定する場合のセグメント内側の溶接W2の溶接量(溶接長、のど厚寸法)と、セグメント外側の溶接W1の溶接量を極力、同じ溶接量とするほうが、矢印X,X1で示すような溶接部の熱収縮による圧縮力の差が生じないため、フランジ部材8が2点鎖線Aで示すような製造時の変形を少なくすることができるので好ましい。
前記のセグメント内側の溶接W2の溶接量が、セグメント外側の溶接W1の溶接量よりも大きい場合に、フランジ部材8とウェブ部材7との間の応力伝達の流れは、図20(b)に矢印B1,B2で示すように、外側の溶接W1の溶接量が少ない分、より溶接量が多いセグメント内側の溶接W2の方から応力が伝達されるようになる傾向にある。
また、図22に示すように、フランジ部材8のトンネル半径方向の外側面がウェブ部材7のトンネル半径方向の外端面よりも内側に配置されたセグメントであって、フランジ部材8とウェブ部材7とが隅肉溶接により接合されている場合に、トンネル半径方向の地山側において、フランジ部材8のトンネル半径方向の外側面とウェブ部材7との隅肉溶接W
1のトンネル半径方向の脚長Whが、フランジ部材8のトンネル半径方向外側の外側面からのウェブ部材7のトンネル半径方向の突出長Lとほぼ同じ寸法にするのが望ましい。
このように前記脚長Whと前記突出長Lとを、ほぼ同じ寸法にすると、図23に示すように、組み立てられたセグメント1によるトンネル覆工体を反力体としてシールドマシン21がそれに装備されたジャッキを伸長して推進する時に、一方のセグメント1におけるフランジ部材8のトンネル半径方向外側面(以下、地山側外面)と、これに接続する隅肉溶接W1の地山側外面と、隣り合う両方のセグメント1における各ウェブ部材7のトンネル半径方向外端面と、他方のセグメント1における隅肉溶接W1の外面と、他方のセグメント1におけるフランジ部材8の外面とが、前記各隅肉溶接W1により大きな段部が形成されることなくほぼ滑らかに連続した地山側面を形成するので、シールドマシン21における止水テールブラシ22が前記地山側面(すなわち、セグメント地山側形状)に確実に密着しながら滑らかに追随できるため、止水性能を高めることができる。
When welding the
When the welding amount of the weld W2 inside the segment is larger than the welding amount of the weld W1 outside the segment, the flow of stress transmission between the
Further, as shown in FIG. 22, the outer side surface of the
It is desirable that the leg length Wh in the tunnel
Thus, when the leg length Wh and the protrusion length L are substantially the same size, as shown in FIG. 23, the
図4および図5は、本発明の第2実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、図4は、セグメント1の一部切り欠き斜視図、図5は、図4に示すセグメント1の縦断正面図である。前記の第1実施形態および第2実施形態は、トンネル半径方向の地山側または内空側の一方にスキンプレート3(4)を有する形態であるが、本形態は、両方にスキンプレート3,4を有する形態である点が相違している。
4 and 5 show a segment of the composite structure for tunnel lining according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the
図4〜図5に示す形態では、トンネル地山側のスキンプレート3に加えて、内空側のスキンプレート4が、内空側のフランジ部材8に配置されて、トンネル周方向に連続した溶接Wにより固定されている。
この形態では、トンネル半径方向のセグメントの高さ寸法Hは、トンネル半径方向のウェブ部材7の巾寸法Vに、重ねるように、地山側のフランジ部材8および内空側のフランジ部材8を設けておらず、ウェブ部材7のセグメント内側面に、各フランジ部材8の板厚寸法Fがウェブ部材7のセグメント内側面に収まるように、各フランジ部材8が配置されており、また、そのようなセグメントに地山側のスキンプレート3および内空側のスキンプレート4を固定するようにしているので、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法Vとその公差V1と、各フランジ部材8の板厚寸法Fとその公差F1と、地山側のスキンプレート3の板厚寸法Sとその公差S1及び内空側のスキンプレート4の板厚寸法Sとその公差S1とを、考慮することなく、溶接により前記各部材を一体化して、主桁2を形成するようにしている。なお、継手板9のトンネル半径方向の幅寸法は、ウェブ部材7の幅寸法と同じ寸法又は僅かに小さい寸法に設定される。
In the form shown in FIGS. 4 to 5, in addition to the
In this embodiment, the height dimension H of the segment in the tunnel radial direction is provided with the ground-
図6及び図7は、本発明の第3実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、図6は合成セグメント1の縦断正面図、図7は、図6に示す第3実施形態の主桁2および地山側のスキンプレート3または内空側のスキンプレート4付近を拡大して示す縦断正面図である。
この形態では、トンネル半径方向のセグメントの高さ寸法Hは、トンネル半径方向のウェブ部材7の巾寸法Vにより設定するようにした形態であり、前記のウェブ部材7の巾寸法V内に、各フランジ部材8の板厚寸法Fおよび地山側のスキンプレート3の板厚寸法Sまたは内空側のスキンプレート4の板厚寸法Sを収めるようにした形態である。ウェブ部材7のセグメント内側面に、各フランジ部材8の板厚寸法Fがウェブ部材7のセグメント内側面に収まるように、かつ一方のフランジ部材8の配置位置は、地山側のスキンプレート3の板厚寸法S(または内空側のスキンプレート4の板厚寸法S)も、ウェブ部材7の巾寸法V内に配置されるように見込んで配置されている。そのため、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法Vの公差V1、すなわち、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法V(ウェブ高さ)の公差V1のみを考慮して、セグメント1のトンネル半径方向の高さHを設定して製作することができるので、フランジ部材8の板厚寸法Fとその公差F1と、地山側のスキンプレート3の板厚寸法S又は/及び内空側のスキンプレート4の板厚寸法Sとその公差S1とをも寸法管理する場合に比べて、寸法管理が容易であると共にセグメントの製作が容易になる。
6 and 7 show a segment of the composite structure for tunnel lining according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a longitudinal front view of the
In this embodiment, the height dimension H of the segment in the tunnel radial direction is set by the width dimension V of the
図8は、本発明の第4実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント1を示す縦断正面図である。
この形態では、主桁2の断面形態が、L字状断面でもよいことを示す代表形態である。そして、この形態では、ウェブ部材7のトンネル半径方向の地山側(または内空側)のセグメント内側面に、フランジ部材8が配置されると共に、フランジ部材8の片面側とウェブ部材7の端面が、トンネル半径方向で同面状にされている。
この形態では、トンネル半径方向のセグメント高さHは、ウェブ部材7のトンネル半径方向の一端側と、ウェブ部材7のトンネル半径方向の他端側に配置された地山側又は内空側のスキンプレート4のトンネル半径方向の地山側の外面(又は内空側の内面)により、設定されることになるため、また、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法Vに重ねるようにフランジ部材8又はスキンプレート3を配置していないので、ウェブ部材7の巾寸法Vの公差V1と、フランジ部材8の板厚寸法Fとのその公差F1と、スキンプレート3(4)の板厚寸法Sとその公差S1を考慮しなくてもよいので、その分、寸法管理および製作面で容易になる。
なお、この形態では、継手板のトンネル半径方向の幅寸法は、ウェブ部材7の幅寸法と同じ寸法又は僅かに小さい寸法に設定される(以下の実施形態でも同様である)。
FIG. 8 is a longitudinal front view showing the
This form is a representative form showing that the cross-sectional form of the
In this embodiment, the segment height H in the radial direction of the tunnel is such that the
In this embodiment, the width dimension of the joint plate in the tunnel radial direction is set to the same dimension as the width dimension of the
図9は、本発明の第5実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント1を示す縦断正面図である。
この形態では、主桁2が略断面コ字状とした形態であり、地山側のスキンプレート3又は内空側のスキンプレート4を、トンネル半径方向のウェブ部材7の端面に重ねるように配置して、スキンプレート4をウェブ部材7に、トンネル周方向に連続した隅肉溶接Wにより固定するようにした形態である。
この形態では、ウェブ部材7のトンネル半径方向の巾寸法Vとその寸法公差V1に、地山側のスキンプレート3の板厚寸法Sとその寸法公差S1(又は/及び内空側のスキンプレート4の板厚寸法Sとその寸法公差S1)を考慮して、トンネル半径方向のセグメント高さHを設定するようになる。すなわち、フランジ部材8の板厚寸法Fおよびその寸法公差F1を考慮しないでよいので、その分、トンネル半径方向のセグメント高さ寸法Hの寸法管理が容易になり、製作が容易になる。
このような場合に、図15に示すように、地山側のフランジ部材8及び内空側のフランジ部材8を、ウェブ部材7のトンネル半径方向の端面から僅かに離れた位置に配置して仮付けして、地山側のフランジ部材8及び内空側のフランジ部材8の端部を隅肉溶接Wによりウェブ部材7に固定し、地山側のスキンプレート3及び/又は内空側のスキンプレートをウェブ部材7のトンネル半径方向の端面に、隅肉溶接Wにより固定してもよい。
FIG. 9 is a longitudinal front view showing the
In this embodiment, the
In this embodiment, the width dimension V of the
In such a case, as shown in FIG. 15, the ground-
図10および図11は、本発明の第6実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、図10は、セグメントの一部切り欠き斜視図、図11は、図10に示すセグメントの縦断正面図である。
この形態は、フランジ部材8にずれ止め14を設けてもよいことを示す形態である。トンネル軸方向に間隔をおいて平行に対向するように配置されたフランジ部材8にずれ止め14が設けられ、かつずれ止め14が、主桁2同士間に渡って配置されて溶接により固定されて設置された異形棒鋼あるいは平鋼等の棒状部材14aを設置して形成された形態が示されている。また、図示の形態では、トンネル周方向に間隔をおいて、複数のずれ止め14が設けられている。
このように、主桁2間に渡ってずれ止め14を設けた合成セグメント1とすることにより、トンネル覆工を構築した場合で、地山側から土水圧が作用し正曲げモーメントが作用するような場合には、中詰めコンクリート5がトンネル半径方向内空側あるいはトンネル周方向にずれるのを確実に防止して、鋼製セグメント1と中詰めコンクリート5とが確実に一体化した合成セグメント1とすることができる。
10 and 11 show a segment of the composite structure for tunnel lining according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of the segment, and FIG. It is a vertical front view of the segment shown in FIG.
This form is a form which shows that the
In this way, when the tunnel lining is constructed by using the
図12は、本発明の第7実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す縦断正面図である。
この形態では、ウェブ部材7またはフランジ部材8あるいはスキンプレート3(4)のセグメント内側面に、トンネル軸方向及び/又はトンネル半径方向に間隔をおいて複数または多数のずれ止め14を設けてもよいことを示した代表形態である。また、この形態では、頭付きスタッドの基端部が溶接により固定されている。
このように、ずれ止め14を設けることにより、中詰めコンクリート5のトンネル周方向あるいはトンネル半径方向のずれ止めを図り、主桁2あるいは鋼殻6若しくは鋼製セグメント1と中詰めコンクリート5との付着一体化を高めた合成構造とし、ずれ止め14も棒状部材であることからして空隙が形成されることはなく、コンクリートの充填性もよい。
FIG. 12 is a longitudinal front view showing a segment of the composite structure for tunnel lining according to the seventh embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
In this way, by providing the
図13は、本発明の第8実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す縦断正面図である。
この形態では、ウェブ部材7とフランジ部材8とを、溶接により仮止めた段階で、各主桁2側の間隔をおいて並行(又は平行)な対向するフランジ部材8の先端部に渡って鋼製の棒状間隔保持部材15を固定して、ウェブ部材7とフランジ部材8の本溶接時における主桁2の溶接時の変形を防止するようにした形態である。棒状間隔保持部材15としては、棒鋼、あるいは狭巾の鋼板を、本溶接に支障のない適宜の間隔をおいて設置するとよい。前記の棒状間隔保持部材15は、主桁2と中詰めコンクリート5とのずれ止め14としての機能も有する。
FIG. 13: is a longitudinal front view which shows the segment of the composite structure for tunnel lining of 8th Embodiment of this invention.
In this embodiment, at the stage where the
図14は、本発明の第9実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す縦断正面図である。
この形態では、ウェブ部材7とフランジ部材8とを、溶接により仮止めした段階で、ウェブ部材7とフランジ部材8のコーナー部に鋼製の補剛部材16を固定して、ウェブ部材7とフランジ部材8の本溶接時における主桁2の溶接時の変形を防止するようにした形態である。補剛部材16としては、狭巾の鋼板を、本溶接に支障のない適宜の間隔をおいて設置するとよい。前記の補剛部材16は、主桁2と中詰めコンクリート5とのずれ止め14としての機能も有する。また、前記の補剛部材16により、ウェブ部材7とフランジ部材8とを補剛して連結された主桁2とされている。
本発明の第8実施形態もしくは第9実施形態において、主桁2を形成する場合、ウェブ部材7とフランジ部材8の仮止め段階とは断続溶接により相互を固定するものであり、本溶接による変形は殆ど発生しない。しかしながら、ウェブ部材7とフランジ部材8とを連続溶接により本溶接する場合は入熱量が格段に大きく、溶接熱変形が大きく発生する。そこで本溶接を行う前にフランジ部材8の先端部に渡って鋼製の棒状間隔保持部材15を固定する、もしくはウェブ部材7とフランジ部材8のコーナー部に鋼製の補剛部材16を固定する製造方法を採用することで本溶接時の溶接熱変形が抑制される。それによって後工程の熱矯正を格段に抑えることができ、セグメントの製造コストや製造工期を少なくすることができる。前記棒状間隔保持部材15および前記補剛部材16を併用することにより、本溶接時の溶接熱変形を一層抑制することが可能である。
FIG. 14 is a longitudinal front view showing a segment of the composite structure for tunnel lining according to the ninth embodiment of the present invention.
In this embodiment, at the stage where the
In the eighth embodiment or the ninth embodiment of the present invention, when the
図16は、本発明の第10実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すのであって、図16はセグメントの一部切り欠き斜視図、図17は図16に示すセグメントの縦断正面図である。
この形態では、主桁2間に架設されたずれ止め14としての棒状部材14aに、トンネル周方向に延長する周方向補強鉄筋17を載置するようにセグメント内側に架設して、中詰めコンクリート5を周方向補強鉄筋17により補強した形態である。このような周方向補強鉄筋17を設けると、中詰めコンクリート5が2方向の版状に補強されることにより、合成構造セグメントの剛性および耐力を一層高めることができる等の効果が得られる。
16 shows a segment of a composite structure for tunnel lining according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 16 is a partially cutaway perspective view of the segment, and FIG. 17 is a longitudinal front view of the segment shown in FIG. FIG.
In this embodiment, a rod-
図18は、本発明の第11実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントの縦断正面図である。
この形態では、主桁2間に架設されたずれ止め14としての棒状部材14aを省略して、トンネル周方向に延長する周方向補強鉄筋17をセグメント内側に内部鉄筋等に溶接により固定するように架設して、中詰めコンクリート5を周方向補強鉄筋17により補強した形態である。
FIG. 18 is a longitudinal front view of a segment of a composite structure for tunnel lining according to an eleventh embodiment of the present invention.
In this embodiment, the rod-
図24は、本発明の第12実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す断面図である。
この形態では、フランジ部材8の地山側面とウェブ部材7の地山側端面が、同一面上に位置するように配置し、スキンプレート3のトンネル軸方向の両端部をウェブ部材7の地山側端面に配置し隅肉溶接により固着している。
この形態では、フランジ部材8の板厚寸法Fの板厚公差を考慮することなくセグメント1のトンネル半径方向のセグメント高さHが決まるため、寸法管理が容易で、製作も容易になり、その分、安価なセグメント1を製造することができる。また、トンネル地山側を完全に平滑化できるため、施工時において、シールドマシンにおける止水テールブラシが前記地山側面(すなわち、セグメント地山側形状)に確実に密着しながら滑らかに追随できるため、止水性能を高めることができる。また、トンネル内空側面についても同一面上に配置しても、もちろん良い。その場合は、トンネル内の美観を高めることが可能となる。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a segment of a composite structure for tunnel lining according to a twelfth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the ground surface of the
In this embodiment, the segment height H in the tunnel radial direction of the
図25は、本発明の第13実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す断面図である。
この形態では、ウェブ部材7とフランジ部材8とを、溶接により仮止めした段階で、ウェブ部材7とフランジ部材8とを板状間隔保持材15で固定し、ウェブ部材7とフランジ部材8の本溶接時における主桁2の溶接時の変形を防止した主桁2を有するセグメントにおいて、ウェブ部材7またはフランジ部材8あるいはスキンプレート3(4)のセグメント内側面に、トンネル軸方向及び/またはトンネル半径方向に間隔をおいて複数または多数のずれ止め14を設けてもよいことを示した代表形態である。また、この形態では、頭付きスタッドの基端部が溶接により固定されている。前記の板状間隔保持材15は、主桁2と中詰めコンクリート5とのずれ止め14としての機能も有する。また、前記の板状間隔保持部材15は補剛部材16としての機能も有する。
このように、板状間隔保持材15およびずれ止め14を設けることにより、中詰めコンクリート5のトンネル周方向あるいはトンネル半径方向のずれ止めを図り、主桁2あるいは鋼殻6若しくは鋼製セグメント1と中詰めコンクリート5との付着一体化をより一層高めた合成構造とすることが可能となる。
FIG. 25 is a sectional view showing a segment of a composite structure for tunnel lining according to a thirteenth embodiment of the present invention.
In this embodiment, at the stage where the
In this way, by providing the plate-like
図26(a)及び図27は、本発明の第14実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す断面図である。
この形態では、例えば、下記(1)〜(5)のように、セグメント1における各主桁2におけるトンネル内空側のフランジ部材8のトンネル内空側への面外変形が防止又は抑制されている場合に好適な、フランジ部材8とウェブ部材7の溶接接合形態を示すものである。この実施形態以後の実施形態あるいは変形形態の溶接形態を前記各実施形態に適用してもよい。
(1)図14に示すようなトンネル内空側のフランジ部材8とウェブ部材7とが補剛部材16により一体化されて補剛されている場合。
(2)トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8とが補剛部材あるいは図13に示すような棒状間隔保持部材15により一体に連結されて補剛されている場合。
(3)トンネル内空側のフランジ部材8又はこれと地山側のフランジ部材8と、地山側のスキンプレート3とが補剛部材により一体に連結されて補剛されている場合。
(4)トンネル内空側のフランジ部材8及びトンネル地山側のフランジ部材8とウェブ部材7とが補剛部材により一体に連結されて補剛されている場合。
(5)トンネル内空側のフランジ部材8と、ウェブ部材7と地山側のスキンプレート3とが補剛部材により一体に連結されて補剛されている場合。
FIG. 26A and FIG. 27 are sectional views showing segments of the composite structure for tunnel lining according to the fourteenth embodiment of the present invention.
In this embodiment, for example, as described in (1) to (5) below, out-of-plane deformation of the
(1) The case where the
(2) A case in which the
(3) The case where the
(4) The case where the
(5) The case where the
前記(1)〜(5)の場合のように、主桁2におけるトンネル内空側のフランジ部材8のトンネル内空側への面外変形が防止、或は抑制されている場合には、ウェブ部材7とフランジ部材8とを、セグメントのトンネル半径方向の外側において溶接又は主として溶接するのが好ましい。
図26(a)及び図27は、ウェブ部材7とフランジ部材8とを溶接により一体化する場合に、フランジ部材8のトンネル半径方向のセグメント外側面と、ウェブ部材7のトンネル軸方向のセグメント内側面との溶接(W1)における外側溶接量S1(のど厚×溶接長)に対して、ウェブ部材7のトンネル軸方向のセグメント内側面とフランジ部材8のトンネル半径方向のセグメント内側面とのセグメント内隅部の溶接(W2)における内側溶接量S2(のど厚×溶接長)を、前記外側溶接量S1の1/2以下とされている形態を示す代表形態であり、内側溶接量S2による主桁2の変形を無視して外側溶接量S1による変形のみを考慮すればよくなる。
前記の内側溶接量S2(のど厚×溶接長)を、前記外側溶接量S1の1/2以下とする場合に、内側溶接量S2ののど厚と溶接長(トンネル周方向の溶接長)のいずれか一方又は両方を、外側溶接量S1ののど厚又は溶接長よりも小さくすることで、調整すればよいので、セグメントの外側からの溶接が主となり、溶接作業が容易になると共に短工期で製作でき、安価にセグメントを製作することができる。
また、図26(b)は、第14実施形態の変形形態で、ウェブ部材7とフランジ部材8とのセグメント内隅部の溶接をなくした代表形態である。一層強固な補剛部材16により、トンネル内空側のフランジ部材8の面外変形が充分に防止又は抑制されている場合には、トンネル内空側のフランジ部材8及び/又は地山側のフランジ部材8とウェブ部材7との各内側溶接量S2をなくし、外側溶接量S1のみにより、フランジ部材8とウェブ部材7の一体化を図るようにしてもよく、このようにすると、内側溶接が一層少なくなるから、溶接作業が容易になると共に短工期で製作でき、安価にセグメントを製作することができる。
なお、所要の外側溶接量S1が大きく、のど厚が大きくなることにより、隅肉溶接ではフランジ地山側縁あるいは内空側縁からのウェブのトンネル半径方向突出量が大きくなる場合には、フランジ部材端部に開先を設けて必要のど厚を確保した部分溶け込み溶接を適用することにより、セグメントのトンネル半径方向厚さを低減してもよい。
When the out-of-plane deformation of the
FIG. 26A and FIG. 27 show the case where the
When the inner welding amount S2 (throat thickness × welding length) is set to ½ or less of the outer welding amount S1, any of the inner welding amount S2 throat thickness and the welding length (welding length in the tunnel circumferential direction) Either or both can be adjusted by making the outer welding amount S1 smaller than the throat thickness or the welding length, so welding from the outside of the segment is the main, making the welding work easier and producing in a short construction period. The segment can be manufactured at a low cost.
FIG. 26 (b) is a modified form of the fourteenth embodiment, which is a representative form in which the welding of the inner corners of the segments of the
When the required outer welding amount S1 is large and the throat thickness is large, and the fillet welding has a large amount of web protrusion in the tunnel radial direction from the flange ground edge or inner space side edge, the flange member The thickness of the segment in the radial direction of the tunnel may be reduced by applying partial penetration welding in which a groove is provided at the end portion to ensure the necessary throat thickness.
次に、前記の形態のように、外側溶接量S1を主として、内側溶接量S2を少なくした各主形態について説明する。 Next, each main form in which the outer welding amount S1 is mainly used and the inner welding amount S2 is reduced as described above will be described.
図28は、本発明の第15実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す断面図である。
この形態では、ウェブ部材7とフランジ部材8とを、溶接により仮止めした段階で、上下のフランジ部材8にわたる鋼製(鋼板製)の補剛部材16を上下のフランジ部材8に溶接により固定したり、或は、ウェブ部材7と上下のフランジ部材8にわたる鋼製(鋼板製)の補剛部材16をウェブ部材7と上下のフランジ部材8に溶接により固定して、ウェブ部材7と上下のフランジ部材8の本溶接時における主桁2の溶接時の変形を防止すると共に、図39(a)に示すようにトンネル周方向の引張軸力Tが作用した場合に、腹圧力による変位を抑制可能にした形態である(詳細は後記する)。
FIG. 28 is a sectional view showing a segment of the composite structure for tunnel lining according to the fifteenth embodiment of the present invention.
In this embodiment, at the stage where the
補剛部材16としては、狭巾の鋼板を、本溶接に支障のない適宜の間隔をおいて設置するとよい。前記の補剛部材16は、主桁2と中詰めコンクリート5とのずれ止め14としての機能も有する。また、前記の補剛部材16により、上下のフランジ間が連結一体化されていると共に、ウェブ部材7とフランジ部材8とを補剛して連結された主桁2とされている。
本発明の第15実施形態においても、ウェブ部材7とフランジ部材8の本溶接を行う前に、フランジ部材8の先端部に渡って鋼製の棒状間隔保持部材15を固定する、もしくはウェブ部材7と上下のフランジ部材8に鋼製の補剛部材16を固定する製造方法を採用することで本溶接時の溶接熱変形が抑制される。それによって後工程の熱矯正を格段に抑えることができ、セグメントの製造コストや製造工期を少なくすることができる。
また、セグメント1におけるフランジ部材8は、トンネル周方向で円弧状とされているため、トンネル内空側のフランジ部材8に図39(a)に矢印で示す引張軸応力Tが作用した場合、図39(b)に矢印で示す見かけ上の腹圧力Cが作用し、ウェブ部材7が腹圧力Cに抵抗するが、トンネル内空側のフランジ部材8のウェブ部材7から離れた部分は比較的拘束力のない曲面板で腹圧力Cに抵抗することになり、同図に点線で示すように、トンネル内空側に面外変形を生じ、セグメントの構造性能が低下する恐れがある。
このようなトンネル内空側のセグメント部材8の面外変形が生じると、フランジ部材8とその変形に追従できない中詰めコンクリート5との間に隙間Gが発生する、あるいはコンクリートにひびわれ等の破損を生ずることになるから、土圧や地下水圧等の外荷重を、地山側のスキンプレート3及び中詰めコンクリート5を介して、フランジ部材8或はウェブ部材7等の主桁2等へ荷重伝達する性能が低下する。また、前記隙間Gの部分への水の浸入等により、フランジ部材8を含むセグメントを構成する鋼材の腐食を生じるようになり、セグメントを構成する鋼材の防食性能の低下を引き起こし、セグメントの耐久性能が低下することになる。
これに対して、トンネル内空側のフランジ部材8が、セグメント1における他の部分に一体に連結するように前記補剛部材16により連結されていることにより補剛されている形態では、前記のトンネル内空側のセグメント部材8のトンネル内空側への面外変形を防止あるいは少なくとも抑制することができるため、前記のような荷重伝達性能の低下を防止又は抑制することができ、更にセグメントを構成する鋼材の腐食を防止又は抑制することができ、セグメントの構造性能及び耐久性能が向上する。
また、上下のフランジ部材8が補剛部材16により連結し一体化されている(内空側フランジ部材8に一体に接続した補剛材部材16が設けられている)ことで、内空側フランジ部材8にトンネル周方向の引張軸力Tによる腹圧力Cが作用しても、補剛部材16の図40(a)に矢印で示す吊上げ力Dにより抵抗し、点線で示すように内空側フランジ8がトンネル半径方向内空側に面外変形するのを抑制することができる。
As the stiffening
Also in the fifteenth embodiment of the present invention, the steel rod-like
Further, since the
When such an out-of-plane deformation of the
On the other hand, in the form in which the
Further, the upper and
図29及び図30は、本発明の第16実施形態及び第17実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す断面図である。図29に示す形態では、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のスキンプレート3とウェブ部材7とに渡って鋼板製の補剛部材16をトンネル周方向に間隔をおいて配置して、補剛部材16を溶接により固定して、補剛部材16により連結して一体化した形態であり、図30では、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のスキンプレート3とに渡って、トンネル周方向に間隔をおいて補剛部材16を配置して溶接により一体に固定して、補剛部材16によりフランジ部材8と地山側のスキンプレート3とを溶接により連結して一体化した形態である。
図29及び図30に示す形態は、主桁2の断面が、主として、フランジ部材8とウェブ部材7とからなる断面L形形態の場合である。なお、この形態の場合には、スキンプレート3の一部あるいは全てを主桁の一部として見込める場合もある。特に、スキンプレートのセグメント内側面に図12に示すようなずれ止め14を設けることにより、スキンプレート3にフランジ部材8と同様の構造性能を発揮させることが可能になる。
なお、補剛部材16のコーナー部には、適宜、隅部にスカラップ(切り欠き)を設けて、内隅部の溶接が連続するようにしても良い。
29 and 30 are cross-sectional views showing segments of the composite structure for tunnel lining according to the sixteenth and seventeenth embodiments of the present invention. In the form shown in FIG. 29, a stiffening
The form shown in FIGS. 29 and 30 is a case where the cross section of the
In addition, the corner part of the stiffening
図31〜図38は、間隔をおいて対向するように隣り合う各主桁2相互を、曲げ剛性のある鋼板等によるトンネル周方向に間隔をおいて配置された補剛部材16により連結一体化してもよいことを示した第18実施形態から第24実施形態を示したもので、これらの形態のように、主桁2相互が一体成形された1枚ものの補剛部材16又は複数の鋼材の組み立て体からなる補剛体16bにより連結一体化されていることで、補剛部材16あるいは補剛体16bと主桁からなる全体構造の曲げ剛性を高めることができ、前記の腹圧力による内空側フランジ部材8の変形抑制効果を向上させることができる。
図40(a)に示すように、内空側フランジ部材8と地山側フランジ部材8(又は地山側スキンプレート3あるいはウェブ部材7等)を補剛部材16で連結一体化した場合には、点線で示す、トンネル内空側のフランジ部材8の鉛直変位に対して矢印で示す吊上げ力Dにより抵抗可能になるが、さらに主桁2相互を補剛部材16により連結すると、図40(b)に矢印で示す抵抗曲げモーメントEによって、トンネル内空側のフランジ部材8を含む主桁2のトンネル内空側への回転変位に対しても、抵抗可能な構造になるので望ましい。以下、図31〜図37に示す形態を簡単に説明する。
In FIGS. 31 to 38, the adjacent
As shown in FIG. 40 (a), when the inner space
図31に示す第18実施形態では、内空側のフランジ部材8に寄せて、幅狭の鋼製板からなる補剛部材16を、ウェブ部材7とトンネル内空側のフランジ部材8に渡って配置して、溶接により、主桁2相互を連結一体化した形態である。なお、補剛部材16は、中詰めコンクリート5を設ける形態では、これに埋め込み配置する形態として防食性能としての所要のコンクリート被りを確保できない場合は補剛部材16の防錆を図るようにする。補剛部材16としては鋼板等の鋼製部材を用いると安価な部材を用いて補剛することができる。補剛部材16と鋼製補強リブ11とは、トンネル周方向に位置をずらして設けるようにした形態である。なお、中詰めコンクリート5を設ける形態では、鋼製補強リブの代わりに補剛部材16を用いて、全て補剛部材16により主桁2相互を連結一体化しても良い。
In the eighteenth embodiment shown in FIG. 31, the stiffening
図32に示す第19実施形態では、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8間の幅寸法の鋼板製の補剛部材16を、主桁2間に渡って配置して、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8とウェブ部材7に溶接により固定して、主桁2相互を補剛部材16により連結一体化した形態である。この形態では、補剛部材16の剛性が前記形態より格段に大きくなるから、フランジ部材8等の面外変形および回転変形を格段に防止することができる。本形態では、補剛部材16が前記形態の鋼製補強リブ11の機能を兼ねるので、鋼製補強リブ11は全て補剛部材16に置き換えることが可能である。
In the nineteenth embodiment shown in FIG. 32, a stiffening
図33に示す第20実施形態では、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8間の幅寸法の鋼板製の補剛部材16で、ウェブ部材7間より長さ寸法の短い補剛部材16を、主桁2間に渡って配置して、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8に溶接により固定して、主桁2相互を補剛部材16により連結一体化した形態である。この形態では、補剛部材16を短くより安価にすると共に内隅部の溶接を容易にし、中詰めコンクリート5が補剛部材16の長手方向の両端部における主桁2内においてトンネル周方向に接続一体化できるようにし、コンクリート充填作業性を向上させた形態である。
In the twentieth embodiment shown in FIG. 33, the stiffening
図34に示す第21実施形態では、補剛部材16の長手方向(主桁間方向)の両端側の幅寸法が、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8間の幅寸法で、中間部がスキンプレート3に溶接可能な広幅とされた鋼板製の補剛部材16を、主桁2間に渡って配置して、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8とウェブ部材7及びスキンプレート3に隅肉溶接により固定して、主桁2相互を補剛部材16により連結一体化した形態である。この形態では、第19および第20実施形態に比べ、補剛部材16の剛性が更に大きくなるから、フランジ部材8等の面外変形および回転変形を一層防止することができる。また、補剛部材16は、スキンプレートの面外変形を抑えるとともに、スキンプレートとコンクリートとの間のずれ止めとなるので、スキンプレートと中詰めコンクリートとの一体性が向上し、合成構造セグメントの剛性および耐力を一層高めることができる。
In the twenty-first embodiment shown in FIG. 34, the width dimension on both ends in the longitudinal direction (direction between main beams) of the stiffening
図35に示す第22実施形態では、補剛部材16の長手方向(主桁間方向)の両端側の幅寸法が、トンネル内空側のフランジ部材8と地山側のフランジ部材8間の幅寸法より狭く、かつ対向する主桁2におけるウェブ部材7間の幅寸法より長さを短くフランジ部材間より幅を狭くした形態で、中間部がスキンプレート3に溶接可能な広幅とされた鋼板製の補剛部材16を、主桁2間に渡って配置して、トンネル内空側のフランジ部材8とスキンプレート3とに溶接により固定して、主桁2相互を補剛部材16により連結一体化した形態である。この形態では、腹圧力による内空側フランジ部材8の面外変形および回転変形を抑制するとともに、スキンプレートと中詰めコンクリートとの一体性が向上し、合成構造セグメントとしての剛性および耐力を高めることができる。また、主桁2内へのコンクリート充填が容易になる。
In the twenty-second embodiment shown in FIG. 35, the width dimension of both ends of the stiffening
図36に示す第23実施形態では、各主桁2におけるトンネル内空側のフランジ部材8を補剛する補剛部材16相互に渡って、鋼板等の鋼材による連結部材16aを配置して溶接(又はボルト・ナット)等により固定することにより、補剛部材16相互を連結一体化した補剛体16bとすることで、主桁2相互を連結してもよいことを示す代表形態である。前記の補剛部材16と前記の連結部材16aの固定形態として、図示のように溶接により一体化するほうが、工場では製作が容易であるが、溶接以外にも、図示を省略するが、ボルト・ナットによる場合には、適宜補剛部材16及び連結部材16aにそれぞれボルト挿通孔を設けて、これらにボルト軸部を挿通し、ボルトにナットをねじ込んで、補剛部材16と連結部材16aを固定し、主桁2相互を連結一体化する。
なお、各トンネル内空側のフランジ部材8を補剛する形態は、前記実施形態(例えば、図28〜図30に示す形態)の補剛部材16相互を、前記の連結部材16aにより連結する形態でもよい。また、図14に示す各主桁2の2枚の補剛部材16の計4枚の補剛部材16を、1枚の連結部材により連結することで、主桁2相互を連結一体化するようにしてもよい。
In the twenty-third embodiment shown in FIG. 36, a connecting
In addition, the form which stiffens the
図37及び図38に示す第24実施形態では、セグメント1内に、トンネル周方向に延長するように、周方向補強鉄筋17を中詰めコンクリート5に埋め込み配置する場合には、腹圧力による変形は、内空側フランジ部材8の変形のみならず、内空側の前記の周方向補強鉄筋17も同様に変形するため、前記のような内空側周方向補強鉄筋17の変形を防止するために、主桁2間を連結する補剛部材16(又は補剛部材16相互を連結する連結部材16a)に、トンネル周方向の中心軸線を有する挿通孔を、トンネル軸方向及び又トンネル半径方向に間隔をおいて設けて、各補剛部材16に渡って周方向補強鉄筋17を挿通配置することで、腹圧力によるトンネル内空側のフランジ部材8の変形を防止又は抑制すると共に、内空側の周方向補強鉄筋17のトンネル内空側への変形を、補剛部材16を利用して、防止又は抑制することができる。また、補剛部材16は周方向補強鉄筋を有する合成構造部材(合成構造セグメント)のせん断補強鋼板の機能および配力筋の機能を有するので、腹圧力による変形防止効果と相まって、周方向補強鉄筋を多量に配置することが可能となり、合成構造セグメントの耐力を格段に増加させることができる。
なお、前記の周方向補強鉄筋17を、補剛部材16に挿通すると共に、補剛部材16に溶接等により固定するようにしてもよい。
なお、前記のように主桁2間を連結する補剛部材16は、鋼製補強リブ11の機能と同様にトンネル軸方向のジャッキ推力による圧縮力および地震時等に作用するトンネル軸方向引張力も伝達可能な部材となっている。
In the twenty-fourth embodiment shown in FIGS. 37 and 38, when the circumferential reinforcing reinforcing
The circumferential reinforcing
As described above, the stiffening
以上、図31〜図38に示した第18〜第24実施形態における各主桁2相互をトンネル周方向に間隔をおいて連結一体化するように配置された補剛部材16は、(1)主桁2の溶接変形抑制機能、(2)腹圧力によるトンネル内空側フランジ部材8の変形抑制機能、(3)コンクリートが中詰めされている場合の鋼殻とコンクリートとの一体化機能に加えて、(4)鋼製補強リブ11の有するトンネル軸方向圧縮力および引張力の伝達機能等を有している。したがって、全ての鋼製補強リブ11を前記補剛部材16に置き換え、更に、前記(1)(2)(3)の性能を十分に発揮するように、前記補剛部材16を追加しても良い。ただし、前記補剛部材16は材料使用量も多く、製造コストも高いので、前記(4)の機能が不要な補剛部材は、図13の棒状間隔保持材15、あるいは図14の補剛部材16、あるいは図28〜図30のいずれかの補剛部材16の形態のいずれかを選択して置き換え、適材適所に併用することにより必要な性能を低い製造コストで実現することが好ましい。
As described above, the stiffening
図示の実施形態では、主として、中詰めコンクリート5が充填された合成構造のセグメントの形態を示したが、本発明を実施する場合、中詰めコンクリート5を充填しない鋼製セグメントあるいは鋼殻に適用するようにしてもよい。
また、本発明を実施する場合、地下構造物あるいは地下空間を形成するための構造物にも適用するようにしてもよい。
In the illustrated embodiment, the form of the segment of the composite structure in which the filling
Moreover, when implementing this invention, you may make it apply also to the structure for forming an underground structure or underground space.
図示の形態では、平板状の鋼製補強リブ11を示したが、中詰めコンクリート5を充填する形態あるいは充填しない形態にかかわらず、鋼製補強リブ11の断面形態としては、略断面L形あるいは断面溝形若しくは断面J形あるいは断面く字形等の鋼製補強リブ11としてもよい。
In the illustrated form, the flat
なお、セグメント1としては、好ましくは少なくともトンネル軸方向両端に位置する1対の主桁2(主桁2間に中主桁を配置する場合には、)に、トンネル周方向両端の継手板9を溶接により固定し、地山側のスキンプレート3の周縁部をフランジ部材8および/またはウェブ部材7並びに継手板9に溶接により固定し、鋼製補強リブ11を主桁2および地山側のスキンプレート3に隅肉溶接により固定して5面鋼殻の鋼製セグメントとする場合と、さらに必要なずれ止めあるいは棒状部材等の配筋を行った後、コンクリートを充填して中詰めコンクリート5を形成して5面鋼殻の合成セグメントとする場合、内空側のスキンプレート4の周縁部をフランジ部材8および/またはウェブ部材7並びに継手板9に溶接により固定して6面鋼殻の鋼製セグメントとする場合と、さらにコンクリートを充填して中詰めコンクリート5を形成して6面鋼殻の合成セグメントとする場合とがある。
The
1 セグメント
2 主桁
3 地山側のスキンプレート
4 内空側のスキンプレート
5 中詰めコンクリート
6 鋼殻
7 ウェブ部材
8 フランジ部材
9 継手板
10 押圧係合部材
11 鋼製補強リブ
12 雄継手
13 雌継手
14 ずれ止め
14a 棒状部材
15 棒状間隔保持部材(または板状間隔保持部材)
16 補剛部材
16a 連結部材
16b 補剛体
17 周方向補強鉄筋
20 主桁
21 シールドマシン
22 止水テールブラシ
F1 ジャッキ推力
H:トンネル半径方向のセグメント高さ
V:ウェブ部材のトンネル半径方向の巾寸法
F:フランジ部材のトンネル半径方向の板厚寸法
S:スキンプレートのトンネル半径方向の板厚寸法
L:トンネル半径方向の突出長
Wh:トンネル半径方向の脚長
W: 溶接
W1: フランジ部材〜ウェブ部材間のセグメント外側の溶接
W2: フランジ部材〜ウェブ部材間のセグメント内側の溶接
DESCRIPTION OF
16
Claims (16)
In manufacturing the segment of any one of Claims 6-15, the said flange member and the said web member which comprise the said main girder are temporarily welded, Between the said flange member and the said web member, or between flange members A method of manufacturing a segment, wherein the flange member and the web member constituting the main girder are continuously and continuously welded after connecting each other with the stiffener.
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