JP2012122330A - 合成セグメントの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】配力筋がコンクリートと一体となって挙動し、合成桁として機能するセグメントを提供する。
【解決手段】円弧状のセグメント用鋼殻の内側面に配力筋を有し、この配力筋の取り付け方向は、円弧状の鋼殻の円弧中心軸に平行な方向である。この配力筋は、「コ」字状、「Ｕ」字状に形成した鉄筋である。この配力筋の一部は鋼殻の内面に溶接してあり、この配力筋の他の部分には主筋が溶接してある。鋼殻の内部には遠心力締固めコンクリートを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールドトンネルや立坑を構成する、合成セグメントの構造に関するものである。

従来から鋼とコンクリートを一体とした構造のセグメント（SSセグメント）が存在することは知られており、利用されている。
このような、周囲の鋼殻と、その鋼殻の内部のコンクリートとより構成したセグメントを「合成セグメント」と称している。

特開平３−２６０４４８号公報 特開２０００−２０９５公報 特開平６−２３５２９７号公報 特開平８−２７７６９８号公報 特開２００４−２７０２７６号公報

前記したような従来のシールドセグメントの構造にあっては曲げ試験の結果、鋼殻とコンクリートが一体となって挙動せず、合成構造とはなっていない。
したがって断面の設計では単鉄筋による応力度照査を行っているのが現状であり、鋼殻が有効に利用されておらず不経済なものであった。
なお、特許文献２〜４に示すように、鋼製セグメントの内部に補強用のリブなどを取り付けた発明が公開されている。
しかしそれらの補強材の取り付け方向は円弧状の鋼殻の円弧中心軸に平行する方向である。
そのために土圧を受けて円形から楕円形に変形するセグメントリングにおいて、変形の抵抗部材としては効果のない構造であった。

上記のような課題を解決するために、本発明のセグメントの構造は、シールドトンネルや立坑を構成する合成セグメントであって、円弧状のセグメント用鋼殻の内側面に配力筋を有し、この配力筋の取り付け方向は、円弧状の鋼殻の円弧中心軸に平行な方向であり、この配力筋は、「コ」字状、「Ｕ」字状に形成した鉄筋であって、この配力筋の一部は鋼殻の内面に溶接してあり、この配力筋の他の部分には主筋が溶接してあり、鋼殻の内部には遠心力締固めコンクリートを有するセグメントの構造を特徴としたものである。

本発明のセグメントの構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞本発明のセグメントは、合成桁として機能させることができるが、その理由は次の通りである。
鋼殻に「コ」字状「Ｕ」字状鉄筋を溶接する構造の場合には、それらが遠心力締固めコンクリートと一体となって挙動するためである。
以上のような理由によって、本発明のセグメントは合成桁として機能することになる。
＜２＞鋼殻を鉄筋として評価できるので、セグメントの薄肉化を図ることができる。
＜３＞セグメントの厚さが薄くなれば、掘削量が減少し、さらに工事費を低減することができる。
＜４＞セグメントの厚さが薄くなり軽量となれば、運搬が容易となる。
＜５＞コンクリートの外周を鋼殻で覆っているので、耐久性が向上する。
＜６＞外周を鋼殻で覆っているので、運搬、組み立て時のコンクリートの割れ、欠けが発生しにくい。
＜７＞トンネルの内径が同一である場合、本発明の厚さの薄いセグメントを使用すれば掘削外径が小さくなり、その結果、トンネルの掘削土量を低減することができる。
＜８＞鋼殻を有しているため 完全引っ張り状態での内水圧作用時にもセグメントは外部から地下水が浸入せず、内水圧（完全引張）に対応することが可能となる。

本発明のシールドセグメントの構造であり、鋼殻の内部に配力筋を円弧中心軸と平行に配置した状態を示す説明図。 配力筋の一実施例の側面図。 配力筋の他の実施例の側面図。

以下図面を参照にしながら本発明のセグメントの構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞ セグメントの形状
本発明の対象はシールドトンネルまたは立坑を構築する鋼製セグメントに関するものである。
セグメントは、円形断面のシールドトンネルあるいは立坑を複数に分割した形状を呈するから、各セグメントは円弧状に形成される。
セグメントは、円弧の外側表面と、端面とを鋼板で形成してありこれを「鋼殻１」と称する。
鋼殻１の内部には鉄筋を配置してコンクリート５を打設する。
このようにセグメントは、周囲の鋼殻１とその内部のコンクリート５によって構成する。

＜２＞配力筋の取り付け方向（図１）
セグメントを構成する鋼殻１の内側面に配力筋３を設ける。
この配力筋３の溶接の方向は、円弧状の鋼殻１の円弧中心軸に並行な方向である。
したがって配力筋３は直線状の部材となり、円弧状の部材とはならない。

＜３＞配力筋の構造（図２、３）
配力筋３の一部、あるいは全部を「コ字状」、あるいは「Ｕ字状」に形成する。
配力筋３を「コ字状」あるいは「Ｕ字状」に折り曲げ、このコ字形状を全長にわたって繰り返した配力筋３が図２の実施例である。
配力筋３の一部を「コ字状」あるいは「Ｕ字状」に形成し、それを上下に重ねて「ロ字状」の独立した配力筋３として、鋼殻１内に独立して配置したものが図３の実施例である。
そして鋼殻１に対して、その配力筋３の一部を鋼殻１の内面に溶接してその位置を固定する。
一部を鋼殻１に固定した配力筋３の他の部分に主筋４を溶接する。
その結果、主筋４は鋼殻１の内面との間に一定の距離を保った位置に固定される。
その後に、鋼殻１群によって円筒を形成し、回転を与えつつ、その内部にコンクリート５を打設して遠心力締固めコンクリート５で配力筋３、主筋４を埋設する。

１：鋼殻
３：配力筋
４：主筋
５：遠心力締固めコンクリート

Claims (2)

1. シールドトンネルや立坑を構成する合成セグメントであって、
   円弧状のセグメント用鋼殻の内側面に配力筋を有し、
   この配力筋の取り付け方向は、円弧状の鋼殻の円弧中心軸に平行な方向であり、
   この配力筋は、「コ」字状、「Ｕ」字状に形成した鉄筋であって、
   この配力筋の一部は鋼殻の内面に溶接してあり、
   この配力筋の他の部分には主筋が溶接してあり、
   鋼殻の内部には遠心力締固めコンクリートを有する、
   セグメントの構造。
2. 請求項１記載のセグメントの構造であって、
   配力筋の一部を「コ字状」あるいは「Ｕ字状」に形成し、それを上下に重ねて「ロ字状」の独立した配力筋として、鋼殻内に独立して配置し、
   この配力筋の一部は鋼殻の内面に溶接してあり、
   この配力筋の他の部分には主筋が溶接してあり、
   鋼殻の内部には遠心力締固めコンクリートを有する、
   セグメントの構造。

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