JP2014101631A - 真円保持装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この真円保持装置(10)は、シールド掘進機(1)で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメント(S)の内面を押圧して形状保持する真円保持装置(10)において、シールド掘進機軸心と平行方向に延びる支持部材(3)上を移動可能な左右1対の移動台(20)と、1対の移動台(20)に夫々立設された上下に伸縮可能な左右1対の伸縮コラム(30)と、1対の伸縮コラム(30)の上端部に亙って架設された上部アーチ(40)と、1対の伸縮コラム(30)の上端部を、上部アーチ(40)にシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右1対のピン結合機構(50)と、左右1対の伸縮コラム(30)が鉛直姿勢になるように付勢する左右1対の付勢機構(60)とを備えている。
【選択図】 図2
Description
トンネルを直進状に掘進する際には、上部アーチの縦中心線(又は外径中心)とトンネルの縦中心線(又は軸心)とが一致した状態になる。しかし、トンネルを湾曲状に掘進する曲進区間においては、上部アーチの縦中心線に対してトンネルの縦中心線がズレていく。例えば、左方へ曲進する場合には、上部アーチの縦中心線に対してトンネルの縦中心線が左方へズレていき、右方へ曲進する場合にはその反対になる。この上部アーチの縦中心線に対するトンネル縦中心線のズレに対処可能な種々の真円保持装置が提案されている。
分割保持フレーム24Rの右端部が伸縮コラム7Rの上端の受け台21Rの右端部にピン結合され、受け台21Rの左端部と分割保持フレーム24Rとを傾動ジャッキ25Rで連結し、分割保持フレーム24Rをピン結合を中心として傾動可能に構成している。同様に、分割保持フレーム24Lの左端部が伸縮コラム7Lの上端の受け台21Lの左端部にピン結合され、受け台21Lの右端部と分割保持フレーム24Lとを傾動ジャッキ25Lで連結し、分割保持フレーム24Lをピン結合を中心として傾動可能に構成している。
また、左右の分割保持フレームの外径の中心が一致するとは限らず、真円状に形状保持できるとは限らないという問題もある。しかも、左右の分割保持フレームは連結されていないため、伸縮コラムと分割保持フレームの自立性を確保するためには、支持台車の構成が複雑化し大型化し、製作費も高価になるという問題もある。
本発明の目的は、曲進区間においてセグメントを均等な押圧力で形状保持可能な真円保持装置を提供すること、スペースの面で有利で且つ製作費の面で有利な真円保持装置を提供することである。
こうして、上部アーチの外面をセグメントの内面に、均等な押圧力で(偏荷重を作用させることなく)密着させて、真円形状に保持することができる。
図1〜図3に示すように、左右のサポートビーム3及び左右の移動台20は左右対称の構成であるので、右側のサポートビーム3と右側の移動台20について説明する。
サポートビーム3の後部側部分であるサポートビーム後部3aの上には、レール6が前後方向に所定長さ(約2リング分の長さ)延びるように配設され、移動台20の前後1対の遊転輪21がレール6上を転動して移動台20がレール6に沿って前後方向へ移動可能である。
図1〜図5に示すように、左右1対の伸縮コラム30は、左右1対の移動台20に夫々立設され、上下方向に伸縮可能に構成されている。左右の伸縮コラム30は左右対称のものであるため、右側の伸縮コラム30について説明する。
油圧シリンダ33の出力ロッド33cの先端の連結金具36は、外筒部材32の上端の蓋板32aの裏面に固定された連結金具37に左右方向向きのピン38を介してピン結合されている。油圧シリンダ33の出力ロッド33cを退入させると外筒部材32が下降して図4、図5に示す収縮状態になる。この状態から、油圧シリンダ33の出力ロッド33cを伸長させると外筒部材32が上方へ伸長して油圧シリンダ33のストローク分だけ伸長する。
図1〜図5に示すように、上部アーチ40は、覆工されたセグメントSの内径と等しい外径を有する円弧状のもので、円周の約1/5〜1/4程度の周方向長さを有するもので、左右1対の伸縮コラム30の上端部に亙って架設されている。
上部アーチ40は、2つのウェブ板41と内径側フランジ42と外径側フランジ43とで断面矩形の閉断面部材に構成されている。セグメントSを押圧する際にセグメントSを傷つけないようにするため、上部アーチ40の外径側フランジ43の外面には、合成樹脂(例えば、ポリウレタン)製の弾力性のある緩衝板44が取り付けられている。
図2、図4〜図7に示すように、1対の伸縮コラム30の上端部を、上部アーチ40にシールド掘進機軸心Aと平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右1対のピン結合機構50が設けられている。左右のピン結合機構50は左右対称の構成であるため、右側のピン結合機構50について説明する。
上部アーチ40の左右の両端部が、1対の伸縮コラム30の上端にピン結合機構50で夫々連結されているため、1対の伸縮コラム30の伸長量を夫々適宜調整することにより、上部アーチ40を左下り又は右下りの傾斜姿勢にすることが可能になっている。
図2、図4〜図7に示すように、1対の伸縮コラム30が鉛直姿勢になるように付勢する左右1対の付勢機構60が設けられている。左右の付勢機構60は左右対称の構成であるため、右側の付勢機構60について説明する。この付勢機構60は、アーム部材61と、1対のスプリング手段66とを備えている。
前記のように、圧縮スプリング69を採用しているため、アーム部材61の下端部の変位が小さいときにも大きな付勢力を発生させることができる。
左右の移動駆動機構70は同様のものであるため、右側の移動駆動機構70について説明する。図1、図3に示すように、この移動駆動機構70は、サポートビーム後部3aの後端部の上面に固定された連結台71と、この連結台71と移動台20とを連結するスライダリンク72と、このスライダリンク72を起伏させる油圧シリンダ75とを有する。
図8、図9はストレートに掘進する場合の真円保持対象のセグメントSと、真円保持装置10の関係を示す。この場合、シールド掘進機1の縦中心線(真円保持装置10の縦中心線)と、セグメントSの縦中心線とが一致し、シールド掘進機1の中心(軸心)と、上部アーチ40の外径の中心と、1リング分のセグメントSの内径の中心とが一致している。それ故、真円保持に際して左右の伸縮コラム30を均等に伸長させていくと、上部アーチ40がその全長に亙ってセグメントSの内面に均一の押圧力で当接するため、左右の伸縮コラム30を鉛直姿勢に保持したままセグメントSを真円形状に保持する形状保持を行うことができる。
このとき、上部アーチ40がセグメントSに片当りして偏荷重が作用したりすることがないから、セグメントSを傷つけることもなく、真円保持装置10に無理な荷重が作用したりすることもなく、作動信頼性と耐久性を高めることができる。
付勢機構60は、アーム部材61と、1対のスプリング手段66とからなる簡単な構造の小型で安価に製作可能なものに構成することができる。
(1)前記ピン結合機構50に球面軸受けを採用し、上部アーチ40を前後方向へ傾動可能に構成してもよい。その場合、トンネルを上方向や下方に湾曲状に掘進する際にも、上部アーチ40の外面をセグメントSの内面に密着させることができる。
(3)前記付勢機構60におけるスプリング手段66に、圧縮スプリング69に代えて、ガススプリング、又はアキュムレータに接続された油圧シリンダ等を採用してもよい。
3 サポートビーム(支持部材)
10 真円保持装置
20 移動台
21 遊転輪
30 伸縮コラム
31 内筒部材
32 外筒部材
33 油圧シリンダ
40 上部アーチ
50 ピン結合機構
60 付勢機構
61 アーム部材
66 スプリング手段
Claims (5)
- シールド掘進機で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメントの内面を押圧して形状保持する真円保持装置において、
シールド掘進機軸心と平行方向に延びる支持部材上を移動可能な左右1対の移動台と、
前記1対の移動台に夫々立設された上下に伸縮可能な左右1対の伸縮コラムと、
前記1対の伸縮コラムの上端部に亙って架設された上部アーチと、
前記1対の伸縮コラムの上端部を、上部アーチにシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右1対のピン結合機構と、
前記1対の伸縮コラムが鉛直姿勢になるように付勢する左右1対の付勢手段と、
を備えたことを特徴とする真円保持装置。 - 前記各付勢手段は、上端部が上部アーチに固定されて下方へ延びるアーム部材と、このアーム部材の下端部の左右両側に水平に対向状に配設された1対のスプリング手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の真円保持装置。
- 前記各伸縮コラムは、前記移動台に固定された内筒部材と、この内筒部材に上方から伸縮自在に外嵌され且つ前記ピン結合機構に連結された外筒部材と、内筒部材と外筒部材の内部に配置されて外筒部材を昇降駆動可能な油圧シリンダとを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の真円保持装置。
- 前記各移動台は前記支持部材に固定されたレール上を転動可能な前後1対の遊転輪を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の真円保持装置。
- 前記各ピン結合機構は、球面軸受けを備えていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の真円保持装置。
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