JP2017210769A - Joint structure of segment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セグメントの継手構造に関する。 The present invention relates to a joint structure for a segment.
シールド工法やTBM工法等では、地山の掘削に伴い、筒状のセグメントリングを地中に連設することでトンネルの覆工を形成している。セグメントリングは、複数のセグメントの端面(継手板)同士を連結することにより形成される。
このようなセグメントには、例えば、特許文献1に示すように、鋼殻とコンクリートとを一体化したコンクリート一体型鋼製セグメント(合成セグメント)がある。合成セグメントは、高剛性を確保することができるため、鋼製セグメントや鉄筋コンクリート製セグメント等に比べて覆工厚を薄くすることができる。
セグメント同士の接合は、例えば特許文献2に示すように、一方のセグメントの継手板に突設された挿入金具を、他方のセグメントの継手板に設けられた受け金具に嵌め込むことにより行う場合がある。
In the shield method, the TBM method, and the like, a tunnel lining is formed by connecting a tubular segment ring in the ground along with excavation of natural ground. The segment ring is formed by connecting end surfaces (joint plates) of a plurality of segments.
As such a segment, for example, as shown in
For example, as shown in
近年、土被りが小さい軟弱地盤において大断面トンネルの施工が計画されている。低土被りトンネルでは、鉛直荷重よりも大きな側方荷重がトンネルに作用するので、セグメントリングが縦長に潰れた状態となる。このような状態のトンネルに対して地震力が作用すると、セグメント間継手の継手金物に対して大きな引張力が作用する。そのため、低土被りトンネルでは、セグメント間継手の継手金物に対して、高い引張耐力を有した部材を採用する必要がある。 In recent years, construction of large-section tunnels has been planned on soft ground with small earth covering. In the low earth covering tunnel, a side load larger than the vertical load acts on the tunnel, so that the segment ring is crushed vertically. When the seismic force acts on the tunnel in such a state, a large tensile force acts on the joint hardware of the inter-segment joint. Therefore, in a low earth covering tunnel, it is necessary to employ a member having a high tensile strength with respect to the joint hardware of the inter-segment joint.
低土被りのトンネルのセグメント間継手において、継手金物が十分な耐力を備えている場合であっても、セグメントの端部(セグメント間継手部)に形成されるタイドアーチには、外側にはらみ出す力が作用する。これは、タイドアーチの中央部に配設された継手金物に引張力が作用することによる。そのため、低土被りトンネルでは、セグメント間継手部に対して、コンクリートの強度および継手板の仕様を大きくすることにより、セグメント間継手における破損(コンクリート部分の亀裂等)を防止する必要がある。
ここで、タイドアーチとは、継手板から継手金物の基端までの幅を梁高として、継手金物を巻き込むように、継手板、主桁およびスキンプレートに囲まれた空間に打設されたコンクリートにより形成された仮想梁部材である。
Even in the case of a low earth covering tunnel inter-segment joint, even if the joint hardware has sufficient strength, the tide arch formed at the end of the segment (inter-segment joint) will protrude outward. Works. This is due to the tensile force acting on the joint hardware arranged at the center of the tide arch. Therefore, in a low earth covering tunnel, it is necessary to prevent damage (such as cracks in the concrete portion) in the inter-segment joint by increasing the strength of the concrete and the specifications of the joint plate with respect to the inter-segment joint.
Here, the tie arch is defined by the concrete placed in the space surrounded by the joint plate, main girder, and skin plate so that the joint metal is wound up with the width from the joint plate to the base end of the joint hardware as the beam height. It is the formed virtual beam member.
セグメントリングに作用する応力分布に応じて、セグメント毎に継手板の仕様やコンクリートの強度を変更することは、セグメント製造時の効率悪化を招くおそれがある。
一方、全てのセグメントに対してコンクリート強度や継手板の仕様を高めることは、トンネル全体の工事費の高騰化を招いてしまう。
このような観点から、本発明は、比較的簡易な構成によりセグメント間継手の強度を高め、ひいては、製造の手間および費用の低減化を図ることを可能としたセグメントの継手構造を提案することを課題とする。
Changing the specifications of the joint plate and the strength of the concrete for each segment in accordance with the distribution of stress acting on the segment ring may lead to a deterioration in efficiency during segment manufacture.
On the other hand, increasing the concrete strength and the specifications of the joint plate for all the segments leads to an increase in the construction cost of the entire tunnel.
From this point of view, the present invention proposes a joint structure for a segment that can increase the strength of the joint between segments with a relatively simple structure, and thus can reduce the labor and cost of manufacturing. Let it be an issue.
前記課題を解決するための本発明のセグメントの継手構造は、トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、地山に面するスキンプレートと、前記継手板に設けられた継手金物と、前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材とを備えていることを特徴としている。
かかるセグメントによれば、補強部材を介して継手板を主桁に連結しているので、継手板の変形を抑制することができる。すなわち、本発明は、継手金物を介して継手板に作用した引張力を、補強部材を介して主桁に伝達することで、継手板の変形を抑制するものである。
このように、本発明によれば、コンクリートの強度や継手板の仕様などを変化することなく、補強が必要な部分に設けられるセグメントに対して継手部の補強を行うことができる。そのため、セグメントの製造コストを抑えることができる。
The joint structure of the segment of the present invention for solving the above problems includes a pair of main girders provided at both ends in the tunnel axial direction, a joint plate provided at the ends of the pair of main girders, and a natural ground. A facing skin plate, a fitting hardware provided on the joint plate, a concrete portion filled in a space surrounded by the main girder, the joint plate and the skin plate, and an inner side of the joint hardware And a reinforcing member for connecting the pair of main girders and the joint plate.
According to this segment, since the joint plate is connected to the main beam via the reinforcing member, deformation of the joint plate can be suppressed. That is, this invention suppresses a deformation | transformation of a joint board by transmitting the tensile force which acted on the joint board via the joint metal fitting to a main girder via a reinforcement member.
As described above, according to the present invention, the joint portion can be reinforced with respect to the segment provided in the portion requiring reinforcement without changing the strength of the concrete or the specification of the joint plate. Therefore, the manufacturing cost of the segment can be suppressed.
前記補強部材が、前記継手金物の基端部の内空側を覆う横板を備えていれば、コンクリートが内空側にはらみ出すことを抑制することが可能となり、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。
なお、前記補強部材が、前記各主桁の端部と前記継手板とを連結する一対の横板を備えていれば、より簡易な構成により、継手板への作用応力を主桁に伝達することができる。このような前記一対の横板は、前記継手板に対して傾斜したものであってもよい。また、前記補強部材が、前記継手金物の基端部の内空側において、前記一対の主桁に横架された主桁連結材を備えていれば、コンクリートの内空側へのはらみ出しをより抑制できるので、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。
前記補強部材が、前記継手板と、前記スキンプレートと、前記横板とを連結する縦板を備えていれば、コンクリートのトンネル内空側へのはらみ出しを抑制し、ひいては、セグメント間継手部における変形を効果的に抑制することができる。
なお、前記主桁の内空側に配筋された格子状鉄筋と、前記格子状鉄筋を巻き込む耐火代コンクリートとを備えていれば、セグメントの耐火性能が向上する。
If the reinforcing member is provided with a horizontal plate that covers the inner space side of the base end portion of the joint hardware, it is possible to suppress the concrete from protruding to the inner space side, and the strength of the joint between segments can be further increased. Can be improved.
In addition, if the said reinforcement member is provided with a pair of horizontal board which connects the edge part of each said main girder, and the said joint board, it will transmit the action stress to a joint board to a main girder by simpler structure. be able to. The pair of horizontal plates may be inclined with respect to the joint plate. Further, if the reinforcing member is provided with a main girder connecting member horizontally mounted on the pair of main girders on the inner space side of the base end portion of the joint hardware, the concrete protrudes to the inner space side. Since it can suppress more, the proof stress of the joint between segments can be improved more.
If the reinforcing member is provided with a vertical plate that connects the joint plate, the skin plate, and the horizontal plate, it suppresses the protrusion of concrete into the inner space of the tunnel, and consequently, the joint portion between segments. Can be effectively suppressed.
In addition, if it has the grid | lattice-like reinforcing bar arranged in the inner space side of the main girder, and the refractory allowance concrete which winds up the said grid-like reinforcing bar, the fireproof performance of a segment will improve.
本発明のセグメントの継手構造によれば、比較的簡易な構成によりセグメント間継手の強度を高め、ひいては、施工の手間および費用の低減化を図ることが可能となる。 According to the joint structure of a segment of the present invention, it is possible to increase the strength of the joint between segments with a relatively simple configuration, and to reduce the labor and cost of construction.
<第一の実施形態>
本発明の実施形態では、図1に示すように、鋼殻2と、鋼殻2内に打設されたコンクリート部3とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント(以下、端に「セグメント1」という)の継手構造について説明する。
セグメント1は、円弧状に湾曲した版状に形成されており、周方向に複数接続することで、セグメントリング(図示せず)が形成される。このセグメントリングを軸方向に順次接合すると、トンネルの覆工が形成される。
鋼殻2は、一対の主桁4,4と、一対の継手板5,5と、スキンプレート6と、継手金物7,7と、補強部材8と、複数の形状保持材9,9,…とを備えて構成されている。
<First embodiment>
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a concrete-integrated steel segment (hereinafter referred to as “
The
The
一対の主桁4,4は、セグメント1のトンネル軸方向の両端に設けられている。
主桁4は、図2(a)に示すように、トンネルの断面形状に応じて円弧状に形成された鋼製部材からなる。
本実施形態の主桁4は、図2(b)に示すように、ウェブ41と、ウェブ41の地山側端部およびトンネル内空側端部にそれぞれ設けられたフランジ42,42とを備えている。すなわち、本実施形態の主桁4は、ウェブ41と一対のフランジ42,42により、断面視コ字状を呈している。なお、主桁4の構成は限定されるものではなく、必ずしも断面視コ字状である必要はない。
図1に示すように、主桁4には、複数のリング間ジョイント11,11,…が形成されている。リング間ジョイント11は、セグメントリング同士を連結するものである。なお、リング間ジョイント11の構成、配置および数は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
The pair of
As shown in FIG. 2A, the
The
As shown in FIG. 1, the
一対の継手板5,5は、図1および図2(a)に示すように、セグメント1のトンネル周方向の両端に設けられている。継手板5は、矩形状の鋼板からなり、一対の主桁4,4の端部に横架されている。
継手板5には、継手金物7を設置するための二つの貫通孔51,51が形成されている。貫通孔51,51は、継手板5のトンネル軸方向中心線からの距離が等間隔になるように形成されている。なお、貫通孔51の形状、数および配置は、継手金物7の位置や形式に応じて適宜設定すればよい。
The pair of
Two through
スキンプレート6は、地山に面する部材であり、図2(a)および(b)に示すように、セグメント1の地山側の端面を覆っている。
スキンプレート6は、枠状に組み付けられた主桁4,4および継手板5,5の開口部の外周面側(地山側)を塞ぐように配置された鋼板である。
The
The
継手金物7,7は、セグメント1同士を連結するための部材であり、継手板5に設けられている。図3(a)に示すように、本実施形態では、受け金物71と挿入金物72とが並設されている。なお、継手板5には、受け金物71または挿入金物72のいずれか一方のみが設けられていてもよい。セグメント1同士の連結は、一方のセグメント1の端面に突設された挿入金物72を、他方のセグメント1の端面に形成された受け金物71に係止させることにより行う。
受け金物71は、セグメント1の端面において開口して、挿入金物72を挿入することが可能な受け部71aと、受け部71aの背面側(継手板5と反対側)に形成された角柱状の定着部71bと、定着部71bの基端部(継手板5と反対側の端部)に形成された定着板71cとにより構成されている。定着板71cの断面形状は、定着部71bの断面形状よりも大きい。受け金物71は、鋼殻2内においてコンクリート部3に埋設されている。
The
The receiving hardware 71 is opened at the end face of the
挿入金物72は、継手板5から他方のセグメント1側に突出する挿入部72aと、鋼殻2内に配設された定着部72bと、定着部72bの基端部(継手板5と反対側の端部)に形成された定着板72cとにより構成されている。定着板72cの断面形状は、定着部72bの断面形状よりも大きい。定着部72bおよび定着板72cは、鋼殻2内においてコンクリート部3に埋設されている。
受け金物71と挿入金物72は、セグメント1のトンネル軸方向中央から同一の間隔をあけた位置に配設されている。また、本実施形態の継手金物7は、図1に示すように、鋼殻2の厚さ方向中央付近に形成されているが、継手金物7の形成箇所は限定されるものではない。また、継手金物7は、複数段形成されていてもよい。また、定着部71b,72bによって十分な定着力を確保できる場合には、定着板71c,72cは省略してもよい。さらに、セグメント1同士を接合するための継手構造(継手金物7の構成)は限定されるものではない。
The insertion hardware 72 includes an
The receiving hardware 71 and the insertion hardware 72 are disposed at the same interval from the center of the
補強部材8は、図3(a)および(b)に示すように、継手金物7よりも内空側において一対の主桁4,4と一方の継手板5とを連結する部材である。本実施形態の補強部材8は、スキンプレート6と平行な横板81である。本実施形態の横板81は、矩形状の平鋼板からなり、3辺が一対の主桁4,4および継手板5に固定されている。横板81の固定方法は限定されるものではないが、例えば、溶接すればよい。横板81の幅(トンネル周方向の長さ)は、鋼殻2内の継手金物7の長さと同程度であり、継手金物7の基端(定着板71c,72c)から継手板5までの範囲において、継手金物7の内空側を覆っている。なお、横板81を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。また、横板81は、平板に限定されるものではなく、例えば有孔板や格子状板等であってもよい。また、横板81の幅は限定されるものではなく、少なくとも継手金物7の基端部の内空側を覆う程度の幅を有していればよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the reinforcing
横板81には、図3に示すように、継手板5側の両角部と、中央部にそれぞれ開口81a,81a,81bが形成されている。横板81の角部に形成された開口81a,81aは矩形状であり、コンクリート打設時のバイブレータの挿入が可能な大きさを有している。なお、開口81aの形状は矩形に限定されるものではなく、例えば円形であってもよい。中央部に形成された開口81bは矩形状である。なお、開口81bの形状は限定されるものではなく、例えば、円形であってもよい。開口81a,81bは、平面視で継手金物7,7と重ならない位置に形成されている。開口81a,81bは、必要に応じて形成すればよく、また、開口81a,81bの配置や数等は適宜決定すればよい。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態の補強部材8は、縦板82を備えている。図4に示すように、縦板82は、継手板5と、スキンプレート6と、横板81とを連結するものである。本実施形態の縦板82は平鋼板からなり、スキンプレート6および横板81と直交するようにスキンプレート6に立設されている。縦板82は、3辺が継手板5、スキンプレート6または横板81に溶接されている。縦板82には、横板81の開口81bの位置に対応して、開口82aが形成されていて、コンクリート部3を分断することがないように構成されている。なお、開口82aは必要に応じて形成すればよい。縦板82を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。また、縦板82は、平板に限定されるものではなく、例えば有孔板や格子状板等であってもよい。さらに、縦板82は必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
The reinforcing
形状保持材9,9,…は、図2(a)および(b)に示すように、枠状に組み付けられた主桁4,4および継手板5,5の内空部分に間隔をあけて配置されている。形状保持材9は、スキンプレート6に対して垂直になるように、主桁4同士の間に横架されている。
形状保持材9は鋼板からなり、地山側端面がスキンプレート6に当接しているとともに、トンネル軸方向両端がそれぞれ主桁4,4の板面に当接している。形状保持材9は、スキンプレート6との当接箇所において溶接されているとともに、端部がウェブ41とフランジ42に溶接されている。なお、形状保持材9の固定方法は限定されない。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
The
コンクリート部3は、一対の主桁4,4、一対の継手板5,5およびスキンプレート6に囲まれた空間内に充填されたコンクリートの硬化体である。コンクリート部3は、図1に示すように、セグメント1の内面側に所定の厚みを有して形成された耐火代コンクリート31と、鋼殻2の内部に形成された内部コンクリート32とを備えている。なお、コンクリート部3を構成するコンクリート(フレッシュコンクリート)の配合は、適宜設定すればよい。
The
耐火代コンクリート31には、補強材として、格子状鉄筋33が埋設されている。本実施形態では、格子状鉄筋33として、複数の鉄筋が予め格子状に組み付けられた鉄筋網を採用するが、格子状鉄筋33は必ずしも網である必要はなく、縦筋および横筋を適宜配筋してもよい。また、内部コンクリート32(鋼殻2内)にも鉄筋を配筋してもよい。また、補強材として、耐火代コンクリート31の格子状鉄筋33と、内部コンクリート32の鉄筋とを組み合わせた鉄筋籠を採用してもよい。
A grid-like reinforcing
本実施形態のセグメント1の継手構造によれば、補強部材8を介して継手板5を主桁4に連結しているので、継手板5の変形を抑制することができる。すなわち、継手金物7,7を介して継手板5に作用した引張力を、補強部材8を介して主桁4,4に伝達することで、継手板5の変形を抑制する。
補強部材8は、継手金物7,7の基端から継手板5までの範囲を覆っているため、コンクリート部3が内空側にはらみ出すことを抑制することができ、ひいては、よりセグメント間継手の耐力を向上させることができる。セグメント1端部の継手部に形成されるタイドアーチには、図5に示すように、継手金物7,7を介して作用する引張力によってせん断力が生じるが、横板81によって継手部が補強されているため、タイドアーチにおいてコンクリート部3が破損することが防止されている。
According to the joint structure of the
Since the reinforcing
補強部材8を固定することによりセグメント1の補強が完了するため、高耐力なセグメントを簡易に製造することができる。また、補強が必要な部分に設けられるセグメント1のみに対して補強部材8を設けて継手部(セグメント間継手部)の補強を行うことができる。そのため、予め特殊なセグメントを製造する場合に比べて、製造コストを抑えることができる。また、横板81および縦板82は、入手しやすい鋼板であるため、安価である。
横板81に、開口81a,81bを形成することで、鋼材量の低減化を図ることができる。また、開口81a,81bからバイブレータを挿入することで、鋼殻2内に打設された打設コンクリートを締め固めることができる。
縦板82が配設されているため、横板81の変形が抑制されている。そのため、コンクリート部3がトンネル内空側へはらみ出すことが防止され、ひいては、セグメント間継手部における変形を効果的に抑制することができる。
また、主桁4の内空側に耐火代コンクリート31を備えているため、セグメント1の耐火性能が高い。
Since the reinforcement of the
By forming the
Since the
Moreover, since the fire-
<第二の実施形態>
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁4,4と、一対の継手板5,5と、スキンプレート6と、継手金物7,7と、補強部材8と、複数の形状保持材9,9,…とを備える鋼殻2と、鋼殻2内に打設されたコンクリート部3とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント(以下、端に「セグメント1」という)の継手構造について説明する。
なお、第二の実施形態のコンクリート部3、主桁4、継手板5、スキンプレート6、継手金物7および形状保持材9の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, as in the first embodiment, a pair of
In addition, since the details of the
補強部材8は、図6に示すように、継手金物7よりも内空側において一対の主桁4,4と一方の継手板5とを連結する部材である。本実施形態の補強部材8は、各主桁4の端部と継手板5とを連結する一対の横板81,81と、一対の主桁4,4に横架された主桁連結材83とを備えている。
横板81は、スキンプレート6と平行な平鋼板であって、継手板5に対して傾斜した状態で配設されている。横板81の一端は、継手板5の中央部に溶接されており、横板81の他端は、主桁4と中桁連結材83との角部においてフランジ41に溶接されている。なお、横板81の固定方法は限定されるものではない。また、横板81を構成する材料は鋼板に限定されるものではない。
主桁連結材83は、スキンプレート6と平行な平鋼板であって、継手金物7の基端部の内空側に配設されている。主桁連結材83の両端は、各主桁4のフランジ41に両端が溶接されている。なお、主桁連結材83の固定方法は限定されるものではない。また、主桁連結材83を構成する材料は、鋼板に限定されるものではなく、例えば鋼棒であってもよい。また、主桁連結材83は必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
As shown in FIG. 6, the reinforcing
The
The main girder connecting member 83 is a flat steel plate parallel to the
本実施形態のセグメント1の継手構造によれば、補強部材8を介して継手板5を主桁4に連結しているので、継手板5の変形を抑制することができる。すなわち、継手金物7,7を介して継手板5に作用した引張力を、一対の横板81,81を介して主桁4,4に伝達することで、継手板5の変形を抑制する。横板81と主桁4との接合部には、主桁連結材83が設けられているため、横板81を介して伝達された引張力によって主桁4が変形することが防止されている。
横板81,81は、継手金物7,7に作用する引張力によってタイドアーチ(図5参照)内に生じるせん断力と交差するように配設されているため、コンクリート部3に亀裂が生じることを防止する。
According to the joint structure of the
Since the
横板81および主桁連結材83を固定することによりセグメント1の補強が完了するため、高耐力なセグメントを簡易に製造することができる。また、補強が必要な部分に設けられるセグメント1にのみに対して継手部の補強を簡易に行うことができる。そのため、予め特殊なセグメントを製造する場合に比べて、製造コストを抑えることができる。また、横板81および主桁連結材83は、入手しやすい鋼板であるため、安価である。
また、主桁4の内空側に耐火代コンクリート31を備えているため、セグメント1の耐火性能が高い。
Since the reinforcement of the
Moreover, since the fire-
<第三の実施形態>
第三の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁4,4と、一対の継手板5,5と、スキンプレート6と、継手金物7,7と、補強部材8と、複数の形状保持材9,9,…とを備える鋼殻2と、鋼殻2内に打設されたコンクリート部3とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント(以下、端に「セグメント1」という)の継手構造について説明する。
なお、第三の実施形態のコンクリート部3、主桁4、継手板5、スキンプレート6、継手金物7および形状保持材9の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
<Third embodiment>
In the third embodiment, as in the first embodiment, a pair of
In addition, since the details of the
補強部材8は、図7(a)および(b)に示すように、継手金物7よりも内空側において一対の主桁4,4と一方の継手板5とを連結する横板81と、継手金物7を囲う拘束部材84を備えている。
横板81は、スキンプレート6と平行な矩形状の平鋼板からなり、3辺が一対の主桁4,4および継手板5に固定されている。なお、この他の横板81の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。また、補強部材8の構成は限定されるものではなく、例えば、各主桁4の端部と継手板5とを連結するように一対の横板81,81が配設されていてもよい。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the reinforcing
The
本実施形態の拘束部材84は、継手金物7の軸方向に沿って間隔をあけて並設された複数のフープ筋84a,84a,…により構成されている。本実施形態のフープ筋84aは、一対のコ字状の鉄筋を組み合わせることにより矩形枠状に形成されている。フープ筋84aは、図7(c)に示すように、定着板71c,72cに対して十分に大きな形状を有していて、継手金物7と拘束部材84との間にコンクリートが充填されるように構成されている。なお、フープ筋84aは1本の鉄筋を加工することにより形成してもよい。また、フープ筋84aは円形であってもよく、その形状は限定されるものではない。また、フープ筋84a同士の間隔は限定されるものではなく適宜設定すればよい。さらに、拘束部材84は、複数のフープ筋84aを連設したものに限定されるものではなく、一本の鉄筋をらせん状に加工することにより形成されたスパイラル筋であってもよい。さらに、拘束部材84は、継手金物7の定着部71b,72bに周設された筒状部材であってもよい。
The constraining
本実施形態では、図7(b)に示すように、拘束部材84と定着板71c,72cとを連結する連結部材85を備えている。フープ筋84a,84a,…は、連結部材85に結束線(図示せず)を介して取り付けられている。本実施形態の連結部材85は、L字状の鉄筋からなり、一方の片85aが定着部71b,72bの軸方向(トンネル周方向)と平行になるように、他方の片85bが定着板71c,72cに溶接されている。本実施形態では、各継手金物7に対して連結部材85を2本ずつ配設している。なお、連結部材85の数や形状は限定されるものではない。また、連結部材85の固定方法も限定されるものではない。本実施形態では、連結部材85の一方の片85aが定着部71b,72bの上方に配置されているが、当該一方の片85aは、定着部71b,72bの下方または側方に位置していてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, a connecting
本実施形態のセグメント1の継手構造によれば、継手金物7が拘束部材84により囲まれているため、継手金物7の周囲のコンクリートが拘束部材84によって拘束されている。そのため継手金物7に大きな引張力が作用した場合であっても、継手金物7の周囲のコンクリートに亀裂が生じることが防止されている。拘束部材84は、継手金物7に作用する引張力により生じることが予想される継手金物周辺のひびわれ(せん断面)を横断するように配設されているため、継手金物7の引き抜き耐力を向上させることができる。さらに、拘束部材7は、コンクリートの補強鉄筋の配筋と同じタイミングで設置することができるため、施工性に優れている。
この他の第三の実施形態のセグメント1の継手構造の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
According to the joint structure of the
Since the effect of the joint structure of the
<第四の実施形態>
第四の実施形態では、第一の実施形態と同様に、一対の主桁4,4と、一対の継手板5,5と、スキンプレート6と、継手金物7,7と、補強部材8と、複数の形状保持材9,9,…とを備える鋼殻2と、鋼殻2内に打設されたコンクリート部3とにより構成されたコンクリート一体型鋼製セグメント(以下、端に「セグメント1」という)の継手構造について説明する。
なお、第四の実施形態のコンクリート部3、主桁4、継手板5、スキンプレート6および継手金物7の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, as in the first embodiment, a pair of
The details of the
補強部材8は、図8(a)および(b)に示すように、継手金物7よりも内空側において一対の主桁4,4と一方の継手板5とを連結する横板81と、継手金物7を囲う拘束部材84と、受材86と、アンカー材87とを備えている。
横板81は、スキンプレート6と平行な矩形状の平鋼板からなり、3辺が一対の主桁4,4および継手板5に固定されている。なお、横板81の詳細は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
拘束部材84は、継手金物7の軸方向に沿って間隔をあけて並設された複数のフープ筋84a,84a,…により構成されている。拘束部材84の詳細は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。なお、拘束部材84は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the reinforcing
The
The constraining
本実施形態の受材86は、図9に示すように、一対の板材86a,86aを組み合わせることにより枠状に形成されている。板材86aには、定着部71b,72bを挿入可能な凹部86bが形成されている。受材86は、一対の板材86a,86aの凹部86bが形成された側の辺同士を突き合わせることにより形成されている。一対の板材86a,86aは、定着部71b,72bを上下から挟んだ状態で配設されている。定着部71b,72bは、図8(a)および(b)に示すように、一対の板材86a,86aの凹部86b,86bにより形成された開口を貫通した状態となる。本実施形態の受材86の開口は、定着部71b,72bの断面形状と同形状に形成されていて、凹部86bの内面が定着部71b,72bの外面に当接している。なお、受材86の開口の形状は定着部71b,72bを挿通可能であれば限定されるものではなく、例えば、受材定着板71c,72cよりも大きな形状を有していて、凹部86b(開口)と継手金物7との間に隙間が形成されていてもよい。また、受材86は、定着板71c,72cに係止されていてもよい。受材86は、必ずしも一対(2枚)の板材86a,86aを組み合わせることにより形成する必要はない。例えば、1枚の枠状の板材であってもよい。また、アンカー材87の位置に対応して、継手金物7を囲うように配設された4枚の板材であってもよい。
As shown in FIG. 9, the receiving
また、板材86aには、アンカー材87を挿通可能な貫通孔が形成されている。なお、板材86aに形成される貫通孔の数は限定されるものではないが、本実施形態では2箇所形成されている。
アンカー材87の一端は、受材86に固定されている。アンカー材87の他端は、継手金物7の基端よりも継手板5から離れた位置に配置されている。本実施形態のアンカー材87は、鉄筋により構成されている。なお、アンカー材87を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼より線や板材等であってもよい。アンカー材87は、板材86aの貫通孔を挿通した頭部にナットを螺合することにより受材86に固定されている。なお、アンカー材87の固定方法は限定されるものではなく、例えば、溶接してもよい。また、アンカー材87の他端には、必要に応じて定着部材(定着板等)を形成してもよい。本実施形態では、継手金物7の周囲に4本のアンカー材87,87,…が配設されているが、アンカー材87の本数、配置および形状は限定されるものではない。
Further, a through hole into which the
One end of the
継手金物7と交差する位置に配設された形状保持材9には、継手金物7の位置に対応して切欠きが形成されている。また、アンカー材87と交差する位置に配設された形状保持材9には、図8(a)および(b)に示すように、アンカー材87を挿通可能な貫通孔が形成されている。なお、アンカー材87と交差する位置に配設された形状保持材9には、貫通孔に代えてアンカー材87の位置に対応して切欠きが形成されていてもよい。また、形状保持材9の貫通孔を挿通させたアンカー材87の後端を形状保持材9に固定(連結)してもよい。この他の形状保持材9の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
A cutout is formed in the
本実施形態のセグメント1の継手構造によれば、継手金物7に作用した引張力によってコンクリートに支圧応力が発生したときに、支圧応力を受材86およびアンカー材87によって受けるので、継手金物7の引き抜き耐力を向上させ、その結果、継手性能を向上させることができる。すなわち、継手金物7に作用する引張力を、継手金物7の背後(継手部から離れた位置)に伝達することで、継手部への負担を軽減することを可能としている。
この他の第四の実施形態に係るセグメント1の継手構造の作用効果は、第三の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
According to the joint structure of the
Since the effect of the joint structure of the
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
セグメント1の用途は限定されるものではなく、例えば、シールドトンネルやTBMの施工に使用すればよい。
横板81の形状は、主桁4と継手板5とを力の伝達を可能に連結するものであれば前記各実施形態で示したものに限定されるものではない。例えば、図10に示すように、主桁4と継手板5との角部に固定された矩形状あるいは三角形状の板材であってもよい。
The embodiment according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
The use of
The shape of the
1 セグメント
2 鋼殻
3 コンクリート部
31 耐火代コンクリート
32 内部コンクリート
33 格子状鉄筋
4 主桁
5 継手板
6 スキンプレート
7 継手金物
8 補強部材
81 横板
83 主桁連結材
84 拘束部材
86 受材
87 アンカー材
9 形状保持材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記一対の主桁の端部に設けられた継手板と、
地山に面するスキンプレートと、
前記継手板に設けられた継手金物と、
前記主桁、前記継手板および前記スキンプレートに囲まれた空間内に充填されたコンクリート部と、
前記継手金物よりも内空側において前記一対の主桁と前記継手板とを連結する補強部材と、を備えていることを特徴とする、セグメントの継手構造。 A pair of main girders provided at both ends in the tunnel axis direction;
A joint plate provided at the ends of the pair of main girders;
A skin plate facing the natural ground,
A joint fitting provided on the joint plate;
A concrete portion filled in a space surrounded by the main girder, the joint plate and the skin plate;
A joint structure for a segment, comprising: a reinforcing member that connects the pair of main girders and the joint plate closer to the inner space than the joint hardware.
前記格子状鉄筋を巻き込む耐火代コンクリートと、を備えることを特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のセグメントの継手構造。 A grid-like reinforcing bar arranged on the inner side of the main beam;
The segment joint structure according to any one of claims 1 to 6, further comprising a fire-resistant concrete in which the lattice reinforcing bars are wound.
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