JP2021000749A - セグメントの製造方法、セグメントの製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】筒状の構造物を構築するセグメントの生産性を向上させる。【解決手段】（１）一方の主桁２ａの両端部に継手板３ａ、３ｂの一方の端部が接し、かつ継手板３ａ、３ｂ同士が対向するように、主桁２ａと継手板３ａ、３ｂとを固定治具１０に仮固定する工程と、（２）位置決めプレート２１ａ〜２１ｅが連結された移動治具２０Ｄを、移動機構３０により主桁２ａと継手板３ａ、３ｂとに対して平行に継手板３ａ、３ｂ間に移動させた後、縦リブ４ａ〜４ｅを位置決めプレート２１ａ〜２１ｅに沿わせながら主桁２ａに対して位置決めして、位置決めプレート２１ａ〜２１ｅに仮固定する工程と、（３）縦リブ４ａ〜４ｅと継手板３ａ、３ｂとに対して他方の主桁を位置決めする工程と、（４）各主桁と継手板３ａ、３ｂとを溶接し、縦リブ４ａ〜４ｅと各主桁とを溶接する工程と、（５）各主桁と継手板３ａ、３ｂとに対してスキンプレートを溶接する工程とを含む。【選択図】図１０

Description

本発明は、複数連結されることにより筒状の構造物を構築するセグメントの製造方法および製造システムに関する。

複数連結されることにより筒状の構造物を構築するセグメントが、たとえば特許文献１〜３に開示されている。これらのセグメントは、シールド工法により形成されたトンネルの覆工体として用いられている。シールド工法では、掘進機により地山を掘削して、トンネルを形成しながら、掘進機の後方でセグメントをトンネルの周方向に複数連結して、環状体を構築する。そして、その環状体をトンネルの軸方向に複数連結して、筒状の覆工体を構築する。この覆工体は、トンネルに作用する土圧や水圧を支保するとともに、掘進機の掘進用のジャッキを支える機能を有している。

特許文献１〜３のセグメントでは、所定の間隔で対向する２つ主桁の一方の端部同士と他方の端部同士とをそれぞれ継手板でつなぐことにより、枠体を形成している。そして、その枠体の一方側をスキンプレートで塞いでいる。また、主桁間に垂直に架かるように、枠体内に複数の縦リブを所定の間隔で設けている。この縦リブは、掘進機の掘進用のジャッキから加わる推力により、セグメントが座屈するのを防ぐためのものである。主桁、継手板、スキンプレート、および縦リブは鋼製の部材から成り、溶接により連結されている。

上記のように鋼製の部材だけで構成されたセグメントは、鋼製セグメントと呼ばれている。また、上記の主桁と継手板から成る枠体内にモルタルやコンクリートなどが充填されたセグメントもある。これは合成セグメントと呼ばれている。

セグメントの機能を確保するには、各部材を精度良く組み立てる必要がある。そのため、たとえば特許文献１に開示されているような治具などを用いて、各部材が組み立てられる。

特許文献１では、まず、船型治具の桁材上にスキンプレートを載せる。次に、スキンプレートの短手方向の両端部に主桁をそれぞれ載せて、各主桁を船型治具の各板材にシャコ万力などで仮固定し、スキンプレートに対して各主桁を仮溶接する。次に、予め各板材にマークされた所定位置に合わせて、各主桁を垂直に跨ぐように補助治具を設置して、該補助治具に沿わせて縦リブをスキンプレート上に垂直に配置し、スキンプレートに対して縦リブを本溶接する。全ての縦リブをスキンプレートに本溶接して、各縦リブ内に棒状鋼材を挿入した後、スキンプレートの長手方向の両端部に継手板をそれぞれ載せて、スキンプレートに対して各継手板を仮溶接する。そして、各部材を船型治具から搬出した後に、主桁と継手板を本溶接し、主桁と縦リブを本溶接し、スキンプレートに対して主桁と継手板を本溶接する。

特開２００６−１５９５８１号公報 特開２０１３−９１９９０号公報 特開２００６−７０４７５号公報

従来のように、セグメントを構成する部材同士を組み合わせる度に溶接を施すと、溶接するための機材などを取り扱う手間が増えて、作業効率が悪くなり、セグメントの生産性が低下してしまう。また、複数の縦リブを１つずつ補助治具により所定位置に設置して、他の部材に溶接することでも、手間が増えて、作業効率が悪くなり、セグメントの生産性が大きく低下してしまう。特に、大深度トンネルの覆工用のセグメントでは、大型で重い縦リブが多数用いられるので、各縦リブの取扱いが困難である。

本発明の課題は、筒状の構造物を構築するセグメントの生産性を向上させることができる製造方法および製造システムを提供することである。

本発明の対象であるセグメントは、所定の間隔で対向する複数の主桁と、複数の主桁の一方の端部同士と他方の端部同士とをそれぞれつなぐ複数の継手板と、複数の主桁と複数の継手板とにより形成された枠体の一方側を塞ぐスキンプレートと、前記枠体内に所定の間隔で設けられ、複数の主桁に対して垂直に架かる複数の縦リブとを備えていて、複数連結されることにより筒状の構造物を構築する。そして、本発明のセグメントの製造方法は、以下のような工程を含む。
（１）一方の主桁の両端部に各継手板の一方の端部が接し、かつ継手板同士が対向するように、一方の主桁と各継手板とを位置決めした状態で固定治具に仮固定する工程。
（２）各縦リブを位置決めするための位置決めプレートが所定の間隔で櫛状に連結された移動治具を、移動機構により一方の主桁と各継手板とに対して平行に継手板間に移動させた後、各縦リブを各位置決めプレートに沿わせながら一方の主桁に対して位置決めして、各縦リブと各位置決めプレートとを仮固定する工程。
（３）各縦リブと各継手板とに対して他方の主桁を位置決めする工程。
（４）各主桁と各継手板とを溶接し、かつ各縦リブと各主桁とを溶接する工程。
（５）各主桁と各継手板とに対して、スキンプレートを位置決めした状態で溶接する工程。

また、本発明の製造システムは、一方の主桁の両端部に各継手板の一方の端部が接し、かつ継手板同士が対向するように、一方の主桁と前記各継手板とを位置決めした状態で仮固定する固定治具と、各縦リブを位置決めするための位置決めプレートが所定の間隔で櫛状に連結された移動治具と、この移動治具を一方の主桁と各継手板とに対して平行に継手板間に移動させる移動機構と、溶接機とを含む。この製造システムでは、移動機構により継手板間に移動した移動治具の各位置決めプレートに沿って、各縦リブが一方の主桁に対して位置決めされて、各縦リブと各位置決めプレートとが仮固定され、各縦リブと各継手板とに対して他方の主桁が位置決めされる。そして、溶接機により、一方の主桁および他方の主桁に対して各縦リブが溶接され、各主桁と各継手板とが溶接され、各主桁と各継手板とに対してスキンプレートが溶接される。

上記のような製造方法および製造システムによると、複数の主桁、複数の継手板、および複数の縦リブを、固定治具と移動治具によりそれぞれ位置決めした後、まとめて各主桁と各継手板とを溶接し、各縦リブと各主桁とを溶接している。そして、スキンプレートを、各主桁と各継手板とに対して位置決めした状態で溶接している。このため、溶接するための機材などを取り扱う手間が減少して、作業効率が上がり、セグメントの生産性を向上させることができる。また、各縦リブを位置決めするための位置決めプレートが櫛状に連結されていて、移動機構により移動する移動治具によって、複数の縦リブを各主桁と各継手板とに対して効率良く容易に位置決めすることができる。このため、複数の縦リブを組み付ける際の作業効率が上がり、セグメントの生産性をより向上させることができる。

本発明では、主桁は、扇形の板面を有する平板から成り、継手板および縦リブは、矩形の板面を有する平板から成り、スキンプレートは、主桁の曲率半径が大きい方の第１端面に沿うように湾曲しており、固定治具は、一方の主桁を仮固定する基準面と、該基準面に対して垂直に各継手板を仮固定する複数の側面とを有し、移動治具は、平板から成る各位置決めプレートがその先端に向かうに連れて互いの間隔が狭くなるように連結されていてもよい。そして、一方の主桁と各継手板を固定治具に仮固定して、移動機構により、移動治具を一方の主桁の第１端面側から継手板間に移動させた後、一方の主桁の曲率半径が小さい方の第２端面側から、各縦リブを、継手板間に挿入しながら、移動治具における移動方向と平行な中心線に対して反対側を向いた、各位置決めプレートの一方の板面に沿わせて、一方の主桁に対して位置決めし、各縦リブを各位置決めプレートの一方の板面に仮固定し、他方の主桁を、継手板間に挿入して、各縦リブと各継手板とに対して位置決めしてもよい。

これにより、所定の曲率で湾曲したセグメントの製造時において、固定治具の基準面と各側面に一方の主桁と各継手板とを仮固定した後、移動機構により移動治具を一方の主桁の第１端面側から継手板間に容易に移動させることができる。また、各縦リブを、一方の主桁の第２端面側から継手板間に挿入しながら、移動治具の各位置決めプレートに沿わせて一方の主桁に対して容易に位置決めし、各縦リブと各位置決めプレートとを容易に仮固定することができる。また、他方の主桁を、一方の主桁の第２端面側から継手板間に挿入して、各縦リブと各継手板とに対して容易に位置決めすることができる。さらに、移動治具の中心線に対して反対側を向いた各位置決めプレートの一方の板面に、各縦リブを仮固定するので、その後、各位置決めプレートと各縦リブの仮固定を解除してから、移動機構により移動治具を継手板間から一方の主桁の第１端面側へ容易に退出させることができる。このため、作業効率が一層上がり、セグメントの生産性を一層向上させることが可能となる。

本発明の製造方法において、ロボット溶接機により、主桁の第２端面側から各主桁と各継手板とを溶接し、かつ各縦リブと各主桁とを溶接してもよい。またその後、各縦リブと各位置決めプレートとの仮固定を解除して、移動治具を、移動機構により前記第１端面側へ移動させて、継手板間から退出させ、さらにその後、スキンプレートを、各主桁の前記第１端面と対向するように、各主桁と各継手板とに対して位置決めして、前記第２端面側からロボット溶接機により、各主桁と各継手板に対してスキンプレートを溶接してもよい。

これにより、一方の主桁の第２端面側からロボット溶接機により、各主桁と各継手板との溶接と、各縦リブと各主桁との溶接とを、まとめて効率良く行うことができる。またその後、各縦リブと各位置決めプレートとの仮固定を解除して、移動機構により移動治具を継手板間から一方の主桁の第１端面側へ退出させるので、スキンプレートを各主桁の第１端面に対向するように、各主桁と各継手板とに対して容易に位置決めすることができる。またその後、一方の主桁の第２端面側からロボット溶接機により、各主桁と各継手板に対してスキンプレートを容易に溶接することができる。さらにこれにより、ロボット溶接機を一方の主桁の第２端面側にある所定位置から移設させる必要がなくなる。このため、作業効率が一層上がり、セグメントの生産性を一層向上させることが可能となる。

本発明の製造システムにおいて、溶接機は、ロボット仮溶接機とロボット本溶接機とから構成してもよい。この場合、ロボット仮溶接機は、固定治具上にある各主桁と各継手板とを仮溶接し、かつ各縦リブと各主桁とを仮溶接し、かつ各主桁と各継手板とに対してスキンプレートを仮溶接してもよい。また、ロボット本溶接機は、固定治具上から所定位置へ搬出された、各主桁と各継手板と各縦リブとスキンプレートとの仮組立体に対して、各主桁と各継手板とを本溶接し、かつ各縦リブと各主桁とを本溶接し、かつ各主桁と各継手板とに対してスキンプレートを本溶接してもよい。

これにより、ロボット仮溶接機によって主桁、継手板、縦リブ、およびスキンプレートを仮溶接して、これらの組み合わせ状態を保持し、セグメントを仮組み立て状態にすることができる。また、その仮組み立て状態のセグメント（仮組立体）を固定治具から外して、ロボット本溶接機が設置された別の場所の所定位置に安定に移動させることができる。そして、ロボット本溶接機により主桁、継手板、縦リブ、およびスキンプレートの連結部分を強固かつ確実に本溶接して、強度の高いセグメントを形成することができる。

本発明では、主桁は、所定の方向に所定の間隔で３つ以上配列され、縦リブは、各主桁間に複数設けられてもよい。この場合、主桁の数より１つ少ない数となるように、移動治具を複数設け、継手板間における各主桁間の所定位置に、移動機構により移動治具を１つずつ移動させてもよい。そして、固定治具に仮固定された一方の主桁側から順に、対応する移動治具により縦リブを位置決めおよび仮固定する工程と、主桁を位置決めする工程とを繰り返してから、各主桁と各継手板とを溶接し、かつ各縦リブと各主桁とを溶接してもよい。

これにより、主桁が３つ以上配列されて、各主桁間に複数の縦リブが設けられる強度の高いセグメントを効率良く組み立てて、該セグメントの生産性を向上させることができる。

本発明の製造方法および製造システムによれば、筒状の構造物を構築するセグメントの生産性を向上させることができる。

本発明によるセグメントの斜視図である。 同セグメントの正面図である。 同セグメントの平面図である。 本発明によるセグメントの製造システムの平面図である。 同製造システムの側面図である。 固定治具の正面図である。 移動治具と移動機構の正面図である。 本発明によるセグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。 同セグメントの製造工程図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、本実施形態のセグメント１の構造や機能を、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１は、セグメント１の斜視図である。図１では、（ａ）にセグメント１を外側から見た斜視図を示し、（ｂ）にセグメント１を内側から見た斜視図を示している。図２は、セグメント１の正面図である。図３は、セグメント１の平面図である。

セグメント１は、鋼製の部材だけで構成された鋼製セグメントである。セグメント１には、鋼製の部材として、図１〜図３に示すように、複数（３個）の主桁２ａ、２ｂ、２ｃ、複数（２個）の継手板３ａ、３ｂ、複数（１０個）の縦リブ４ａ〜４ｊ、および単一のスキンプレート５が備わっている。

図１および図３に示すように、主桁２ａ〜２ｃは、扇形の板面を有する平板から成る。主桁２ａ〜２ｃは、板厚方向に所定の間隔で配列されている。中央に配置された主桁（以下、「中主桁」という。）２ｂの長手方向（円弧方向）の長さは、両端に配置された主桁（以下、「端主桁」という。）２ａ、２ｃの長手方向の長さより短くなっている。各端主桁２ａ、２ｃには、長手方向に所定の間隔で複数の貫通孔２ｈが形成されている。この貫通孔２ｈは、複数のセグメント１の端主桁２ａ、２ｃ同士をボルトとナットなどの連結具により連結するためのものである。

図１に示すように、継手板３ａ、３ｂは、矩形の板面を有する平板から成る。各継手板３ａ、３ｂは、各主桁２ａ〜２ｃに対して垂直に配置されている。図１（ｂ）および図２の各継手板３ａ、３ｂの上下両端面は、端主桁２ａ、２ｃの対向する板面の長手方向の両端部に対して、溶接により連結されている。各継手板３ａ、３ｂの対向する板面の中央部は、中主桁２ｂの長手方向の両端面に対して、溶接により連結されている。これにより、各継手板３ａ、３ｂは、各主桁２ａ〜２ｃの一方の端部同士と他方の端部同士とをそれぞれつないでいる。また、各継手板３ａ、３ｂと各主桁２ａ〜２ｃにより枠体が形成されている。各継手板３ａ、３ｂには、所定の間隔で複数の貫通孔３ｈが形成されている。この貫通孔３ｈは、複数のセグメント１の継手板３ａ、３ｂ同士をボルトとナットなどの連結具により連結するためのものである。

図１に示すように、スキンプレート５は、主桁２ａ〜２ｃの円弧状の側面のうち、円弧長が長い方、すなわち曲率半径の大きい方の第１端面２ｘに沿うように湾曲した板材から成る。スキンプレート５は、主桁２ａ〜２ｃと継手板３ａ、３ｂにより形成された枠体の一方側（幅が広い方）を塞いでいる。スキンプレート５がトンネルの内壁と対向するように、セグメント１はトンネル内に設置される。図１（ａ）および図２に示すように、スキンプレート５の中央の所定位置には、注入口５ｈが形成されている。この注入口５ｈは、セグメント１がトンネル内に設置された後、スキンプレート５とトンネルの内壁との間にグラウトを注入するためのものである。

縦リブ４ａ〜４ｊは、矩形の板面を有する平板から成る（図１（ｂ））。各縦リブ４ａ〜４ｊの先端面（スキンプレート５と反対側の端面）には、平板から成るフランジ４ｚが溶接により連結されている（図３）。

図１（ｂ）および図２において、下段にある縦リブ４ａ〜４ｅは、主桁２ａ、２ｂに対して垂直に架かるように、主桁２ａ、２ｂと継手板３ａ、３ｂにより形成された枠体内に所定の間隔で設けられている。各縦リブ４ａ〜４ｅの上下両端部と、各縦リブ４ａ〜４ｅに連結されたフランジ４ｚの上下両端部とは、主桁２ｂ、２ａの対向する板面に対して、溶接により連結されている。

上段にある縦リブ４ｆ〜４ｊは、主桁２ｂ、２ｃに対して垂直に架かるように、主桁２ｂ、２ｃと継手板３ａ、３ｂにより形成された枠体内に所定の間隔で設けられている。各縦リブ４ｆ〜４ｊの上下両端部と、各縦リブ４ｆ〜４ｊに連結されたフランジ４ｚの上下両端部とは、主桁２ｃ、２ｂの対向する板面に対して、溶接により連結されている。

最も継手板３ａ寄りに配置された縦リブ４ａと縦リブ４ｆとは、平行でかつ同一面内に属している。最も継手板３ｂ寄りに配置された縦リブ４ｅと縦リブ４ｊとは、平行でかつ同一面内に属している。継手板３ａと縦リブ４ａ、４ｆとの間隔は、継手板３ｂと縦リブ４ｅ、４ｊとの間隔と同一である。その他の縦リブ４ｂ〜４ｄ、４ｇ〜４ｉのうち、上下に並ぶ縦リブ同士も平行でかつ同一面内に属している。

上記構造のセグメント１は、シールド工法により形成されたトンネルの覆工体として用いられる。詳しくは、掘進機により地山を掘削して、トンネルを形成しながら、掘進機の後方でセグメント１を、主桁２ａ〜２ｃがトンネルの周方向に平行になるように複数配列して、継手板３ａ、３ｂ同士を連結具で連結することにより、環状体を構築する。そして、その環状体を、継手板３ａ、３ｂがトンネルの軸方向に平行になるように複数配列して、主桁２ａ、２ｃ同士を連結具で連結することにより、円筒状の覆工体を構築する。この覆工体により、トンネルの内壁が覆工され、トンネルに作用する土圧や水圧が支保され、掘進機の掘進用のジャッキが支えられる。そのジャッキから加わるジャッキ推力は、セグメント１の主桁２ａ〜２ｃに垂直にかかり、縦リブ４ａ〜４ｊに平行にかかる。

次に、本実施形態のセグメント１の製造システム１００の構成を、図４〜図７を参照しながら説明する。

図４は、セグメント１の製造システム１００の平面図である。図５は、同製造システム１００の側面図である。製造システム１００には、固定治具１０、移動治具２０Ｄ、２０Ｕ、移動機構３０、ロボット仮溶接機４０、およびロボット本溶接機５０などが含まれている。

図６は、固定治具１０の正面図（図５で右側から見た図）である。固定治具１０には、ステージ１１と、ステージ１１上に垂直に立設された複数（２つ）の側壁１２ａ、１２ｂとが備わっている。ステージ１１は、床面Ｇに固定されている。ステージ１１の上面である基準面１１ａは、水平になっている。基準面１１ａには、セグメント１の一方の端主桁２ａ（図１など）の一方の板面が接するように、該端主桁２ａが仮固定される。図４に示すように、ステージ１１には、端主桁２ａの貫通孔２ｈ（図１（ａ））と同一の配置で、複数の仮固定孔１１ｈが形成されている。各仮固定孔１１ｈは、貫通孔またはねじ孔から成る。

図４および図６に示すように、側壁１２ａと側壁１２ｂは、所定の間隔で離間している。側壁１２ａ、１２ｂの対向する側面１２ｃ、１２ｄ同士は、平行になっておらず、セグメント１の端主桁２ａ、２ｃの長手方向の端面同士とほぼ同一の間隔と傾きで設けられている。各側壁１２ａ、１２ｂの高さは、セグメント１のスキンプレート５（図１など）の短手方向の幅より大きくなっている。一方の側壁１２ａの側面１２ｃには、セグメント１の一方の継手板３ａの一方の板面が接するように、該継手板３ａが仮固定される。他方の側壁１２ｂの側面１２ｄには、セグメント１の他方の継手板３ｂの一方の板面が接するように、該継手板３ｂが仮固定される。図５および図６に示すように、側壁１２ａ、１２ｂには、各継手板３ａ、３ｂの貫通孔３ｈ（図２）と同一の配置で、複数の仮固定孔１２ｈが形成されている。各仮固定孔１２ｈは、貫通孔またはねじ孔から成る。

側壁１２ａ、１２ｂの間隔が広い側（図４および図５で右側）には、移動治具２０Ｄ、２０Ｕと移動機構３０が配置されている。図７は、移動治具２０Ｄ、２０Ｕと移動機構３０の正面図（図５で左側から見た図）である。

移動治具２０Ｄ、２０Ｕは、主桁２ａ〜２ｃ間の空間の数（２つ）と同数になるように、すなわちセグメント１の主桁２ａ〜２ｃの数（３つ）より１つ少ない台数となるように、２台設けられている。これらの移動治具２０Ｄ、２０Ｕは、上下方向に所定の間隔をおいて配置されている。下段にある移動治具２０Ｄには、複数（５個）の位置決めプレート２１ａ〜２１ｅと、連結板２２とが備わっている。上段にある移動治具２０Ｕには、複数（５個）の位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊと、連結板２２とが備わっている。各移動治具２０Ｄ、２０Ｕの位置決めプレート２１ａ〜２１ｊの数は、セグメント１の主桁２ａ〜２ｃの長手方向に配列される縦リブ４ａ〜４ｊの数と同一である。

各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊと連結板２２とは、矩形状の板面を有する平板から成る（図４）。各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊは、セグメント１の各縦リブ４ａ〜４ｊを位置決めするためのものである。各移動治具２０Ｄ、２０Ｕの連結板２２の一方の板面には、位置決めプレート２１ａ〜２１ｊが所定の間隔で櫛状に連結されている。連結板２２から位置決めプレート２１ａ〜２１ｊの先端に向かうに連れて、隣り合う位置決めプレート２１ａ〜２１ｊの間隔は狭くなっている。なお、各移動治具２０Ｄ、２０Ｕにおいて、連結板２２に対する各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊの角度を調節する機構を設けてもよい。

移動機構３０には、下段レール３１、下段ボディ３２、下段アーム３３、上段レール３４、上段ボディ３５、および上段アーム３６などが備わっている。

図４に示すように、下段レール３１は、２本一対で設けられている。この一対の下段レール３１は、固定治具１０の側壁１２ａ、１２ｂの間隔より狭い所定の間隔で平行に床面Ｇに固定されている。また、各下段レール３１は、各側壁１２ａ、１２ｂに対して同一の角度（鋭角）で設けられている。下段ボディ３２は、一対の下段レール３１上に設置され、該下段レール３１に沿って側壁１２ａ、１２ｂ間に接離可能に直線移動する。この移動はモータの回転により行われるが、手動で下段ボディ３２を移動させてもよい。

下段アーム３３は、下段ボディ３２の側面から固定治具１０側に突出するように設けられている。下段アーム３３の先端部には、移動治具２０Ｄの連結板２２が連結されている。移動治具２０Ｄの位置決めプレート２１ａ〜２１ｅは、固定治具１０側に突出している。

上段レール３４は、２本一対で設けられている。この一対の上段レール３４は、固定治具１０の側壁１２ａ、１２ｂの間隔より狭い所定の間隔で、平行に下段ボディ３２の上面に固定されている。また、各上段レール３４は、下段レール３２と平行に設けられている。上段ボディ３５は、下段ボディ３２より小型に形成されている。上段ボディ３５は、一対の上段レール３４上に設置され、該上段レール３４に沿って下段ボディ３２上を直線移動する。この移動もモータの回転により行われるが、手動で上段ボディ３５を移動させてもよい。

上段アーム３６は、上段ボディ３５の側面から固定治具１０側へ突出するように設けられている。上段アーム３６の先端部には、移動治具２０Ｕの連結板２２が連結されている。移動治具２０Ｕの位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊは、固定治具１０側に突出している。図５に示すように、上段ボディ３５が下段ボディ３２の後端部上に位置しているときは、上段アーム３６が、下段アーム３３よりも固定治具１０から離れ、移動治具２０Ｕが、移動治具２０Ｄよりも固定治具１０から離れる。

下段ボディ３２が下段レール３１に沿って直線移動することで、移動治具２０Ｄが側壁１２ａ、１２ｂ間に対して進入したり退出したりする。また、下段ボディ３２が下段レール３１に沿って直線移動し、かつ上段ボディ３５が上段レール３４に沿って直線移動することで、移動治具２０Ｕが側壁１２ａ、１２ｂ間に対して進入したり退出したりする。

ロボット仮溶接機４０は、固定治具１０の側壁１２ａ、１２ｂの間隔が狭い側（図４で左側）の床面Ｇに設置されている。ロボット本溶接機５０は、固定治具１０、移動治具２０Ｕ、２０Ｄ、移動機構３０、およびロボット仮溶接機４０から離れた別の場所の床面Ｇに設置されている。ロボット本溶接機５０の前方には、ステージ５１が設けられている。

次に、本実施形態のセグメント１の製造（組み立て）方法を、図８〜図１９を参照しながら説明する。

図８〜図１９は、セグメント１の製造工程図である。図８、図１０、図１３、および図１７では、製造システム１００の平面図を示し、図９、図１１、図１２、図１４〜図１６、図１８、および図１９では、製造システム１００の側面図を示している。

まず、図８に示すように、固定治具１０のステージ１１の基準面１１ａの所定の位置に、一方の端主桁２ａの一方の板面が接するように、端主桁２ａを載置する。そして、端主桁２ａの各貫通孔２ｈとステージ１１の各仮固定孔１１ｈ（図４）とが連通するように、端主桁２ａを位置決めして、ピンボルト（図示省略）を各貫通孔２ｈと各仮固定孔１１ｈとに通すことにより、端主桁２ａを基準面１１ａに仮固定する。次に、各継手板３ａ、３ｂの一方の板面が固定治具１０の各側壁１２ａ、１２ｂの側面１２ｃ、１２ｄの所定の位置に接し、かつ各継手板３ａ、３ｂの下端面が主桁２ａの長手方向の両端部に接するように、各継手板３ａ、３ｂを端主桁２ａ上に載置する。そして、各継手板３ａ、３ｂの各貫通孔３ｈ（図１）と各側壁１２ａ、１２ｂの各仮固定孔１２ｈ（図５）とが連通するように、各継手板３ａ、３ｂを位置決めして、ピンボルト（図示省略）を各貫通孔３ｈと各仮固定孔１２ｈとに通すことにより、各継手板３ａ、３ｂを各側面１２ｃ、１２ｄに仮固定する。これにより、各継手板３ａ、３ｂが端主桁２ａに対して垂直に立設されて、各継手板３ａ、３ｂ同士が所定の角度で対向する。

次に、図９に示すように、移動機構３０の下段ボディ３２を下段レール３１に沿って固定治具１０側へ移動させて、下段アーム３３に連結された移動治具２０Ｄを継手板３ａ、３ｂ間の所定位置に進入させる。このとき、端主桁２ａの円弧状の端面２ｘ、２ｙのうち、円弧長が長い方の第１端面２ｘ側から、移動治具２０Ｄが、端主桁２ａと各継手板３ａ、３ｂとに対して平行に、継手板３ａ、３ｂ間に直線移動する。

次に、図１０に示すように、縦リブ４ａ〜４ｅを移動治具２０Ｄの各位置決めプレート２１ａ〜２１ｅにそれぞれ沿わせながら、端主桁２ａ上に載置して、各縦リブ４ａ〜４ｅを端主桁２ａと継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めする。このとき、各縦リブ４ａ〜４ｅを、端主桁２ａの第１端面２ｘと対面する第２端面２ｙ側から、位置決めプレート２１ａ〜２１ｅ間に挿入する。また、各縦リブ４ａ〜４ｅの一方の板面を、移動治具２０Ｄにおける移動方向と平行な中心線Ｑ１に対して反対側を向いた、各位置決めプレート２１ａ〜２１ｅの一方の板面に沿わせながら、各縦リブ４ａ〜４ｅを端主桁２ａ上に載置する。そして、各縦リブ４ａ〜４ｅを各位置決めプレート２１ａ〜２１ｅの一方の板面にシャコ万力（図示省略）などで仮固定する。これにより、各縦リブ４ａ〜４ｅが端主桁２ａの各板面に対して垂直に立設されて、各縦リブ４ａ〜４ｅ同士が所定の角度で対向する。

次に、図１１に示すように、中主桁２ｂの一方の板面が各縦リブ４ａ〜４ｅの上端面に接するように、中主桁２ｂを各縦リブ４ａ〜４ｅ上に載置して、各縦リブ４ａ〜４ｅと各継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めする。このとき、中主桁２ｂを、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から継手板３ａ、３ｂ間に挿入して、各縦リブ４ａ〜４ｅと各継手板３ａ、３ｂとに対して垂直状態にする。また、中主桁２ｂの長手方向の両端面が各継手板３ａ、３ｂの長手方向の中央にある所定位置に対向するように、中主桁２ｂの位置を調整する。これにより、中主桁２ｂが端主桁２ａの直上に位置し、中主桁２ｂの端面２ｘ、２ｙの曲率中心（図示省略）が、端主桁２ａの端面２ｘ、２ｙの曲率中心（図示省略）とほぼ一致する。位置決め後の中主桁２ｂを固定具により各継手板３ａ、３ｂに仮固定してもよい。

次に、図１２に示すように、移動機構３０の上段ボディ３５を上段レール３４に沿って固定治具１０側へ移動させて、上段アーム３６に連結された移動治具２０Ｕを継手板３ａ、３ｂ間の所定位置に進入させる。このとき、移動治具２０Ｕは、主桁２ａ、２ｂの第１端面２ｘ側から継手板３ａ、３ｂ間に直線移動する。

次に、図１３に示すように、縦リブ４ｆ〜４ｊを移動治具２０Ｕの各位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊにそれぞれ沿わせながら、中主桁２ｂ上に載置して、各縦リブ４ｆ〜４ｊを中主桁２ｂと継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めする。このとき、各縦リブ４ｆ〜４ｊを、主桁２ａ、２ｂの第２端面２ｙ側から、位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊ間に挿入する。また、各縦リブ４ｆ〜４ｊの一方の板面を、移動治具２０Ｕにおける移動方向と平行な中心線Ｑ２に対して反対側を向いた、各位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊの一方の板面に沿わせながら、各縦リブ４ｆ〜４ｊを中主桁２ｂ上に載置する。そして、各縦リブ４ｆ〜４ｊを各位置決めプレート２１ｆ〜２１ｊの一方の板面にシャコ万力（図示省略）などで仮固定する。これにより、各縦リブ４ｆ〜４ｊが中主桁２ｂの各板面に対して垂直に立設されて、各縦リブ４ｆ〜４ｊ同士が所定の角度で対向する。また、先に設置された対応する各縦リブ４ａ〜４ｅに対して、各縦リブ４ｆ〜４ｊが平行でかつ同一面内に属する。

次に、図１４に示すように、他方の端主桁２ｃの一方の板面が各縦リブ４ｆ〜４ｊの上端面と、各継手板３ａ、３ｂの上端面とに接するように、端主桁２ｃを各縦リブ４ｆ〜４ｊと各継手板３ａ、３ｂの上に載置して、各縦リブ４ｆ〜４ｊと各継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めする。このとき、端主桁２ｃを、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から継手板３ａ、３ｂ間に挿入して、各縦リブ４ｆ〜４ｊと各継手板３ａ、３ｂとに対して垂直状態にする。これにより、各継手板３ａ、３ｂの上端面が、端主桁２ｃの長手方向の両端部に接する。また、端主桁２ｃが中主桁２ｂの直上に位置し、端主桁２ｃの端面２ｘ、２ｙの曲率中心（図示省略）が、他の主桁２ａ、２ｂの端面２ｘ、２ｙの曲率中心（図示省略）とほぼ一致する。位置決め後の端主桁２ｃを固定具により各継手板３ａ、３ｂに仮固定してもよい。

上記のように主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、および縦リブ４ａ〜４ｊを組み合わせた後、ゲージなどでこれらの部材２ａ〜２ｃ、３ａ、３ｂ、４ａ〜４ｊの位置や角度を測定する。そして、各部材２ａ〜２ｃ、３ａ、３ｂ、４ａ〜４ｊの位置や角度が各設計値からずれていれば、そのずれを修正するように各部材２ａ〜２ｃ、３ａ、３ｂ、４ａ〜４ｊの位置や角度の調整を行う。

各部材２ａ〜２ｃ、３ａ、３ｂ、４ａ〜４ｊの位置や角度の確認または調整が完了すると、次に、図１５に示すように、ロボット仮溶接機４０により端主桁２ａの第２端面２ｙ側から、固定治具１０上にある各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとを仮溶接し、かつ各縦リブ４ａ〜４ｊと各主桁２ａ〜２ｃとを仮溶接する。これにより、主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、および縦リブ４ａ〜４ｊが仮組み立て状態となる。

その後、各縦リブ４ａ〜４ｊと各移動治具２０Ｄ、２０Ｕの各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊとの仮固定を解除する。そして、図１６に示すように、移動機構３０の下段ボディ３２を下段レール３１に沿って端主桁２ａの第１端面２ｘ側へ移動させて、移動治具２０Ｄを継手板３ａ、３ｂ間から退出させる。

次に、図１７に示すように、スキンプレート５の曲率が小さい一方の板面が各主桁２ａ〜２ｃの第１端面２ｘと対向するように、スキンプレート５を各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めする。これにより、各端主桁２ａ、２ｃの第１端面２ｘと、該第１端面２ｘの近傍にある各継手板３ａ、３ｂの一方の端面とが、スキンプレート５の一方の板面の周縁部に接する。また、中主桁２ｂの第１端面２ｘが、スキンプレート５の一方の板面の中央に接する。さらに、スキンプレート５の下端面がステージ１１の基準面１１ａに接する。そして、スキンプレート５の位置決め状態を維持するように、ジャッキなどでスキンプレート５を各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対して押し付ける。

次に、図１８に示すように、ロボット仮溶接機４０により、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から、固定治具１０上にある各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対してスキンプレート５を仮溶接する。これにより、主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、およびスキンプレート５が仮組み立てされた状態となる。また、セグメント１としても仮組み立てされた状態となる。

その後、主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、縦リブ４ａ〜４ｊ、およびスキンプレート５の仮組立体を、固定治具１０上から搬出して、図１９に示すように、別の場所にあるステージ５１上の所定位置に載置する。そして、ロボット本溶接機５０により、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から、各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとを本溶接し、かつ各縦リブ４ａ〜４ｊと各主桁２ａ〜２ｃとを本溶接し、かつ各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対してスキンプレート５を本溶接する。これにより、主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、縦リブ４ａ〜４ｊ、およびスキンプレート５が本組み立てされた状態となり、図１のセグメント１が完成する。

以上の実施形態によると、主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、および縦リブ４ａ〜４ｊを固定治具１０と移動治具２０Ｄ、２０Ｕによりそれぞれ位置決めした後、まとめて各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとを溶接し、各縦リブ４ａ〜４ｊと各主桁２ａ〜２ｃとを溶接している。そして、スキンプレート５を、各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対して位置決めした状態で溶接している。このため、溶接するための機材などを取り扱う手間が減少して、作業効率が上がり、セグメント１の生産性を向上させることができる。また、各縦リブ４ａ〜４ｊを位置決めするための位置決めプレート２１ａ〜２１ｊが櫛状に連結されていて、移動機構３０により移動する移動治具２０Ｄ、２０Ｕを用いている。このため、当該移動治具２０Ｄ、２０Ｕによって、複数の縦リブ４ａ〜４ｊを各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対して効率良く容易に位置決めすることができる。よって、複数の縦リブ４ａ〜４ｊを組み付ける際の作業効率が上がり、セグメント１の生産性をより向上させることができる。

また、以上の実施形態では、セグメント１が所定の曲率で湾曲しているにもかかわらず、固定治具１０の基準面１１ａと各側面１２ａ、１２ｂに、端主桁２ａと各継手板３ａ、３ｂとを容易に位置決めした状態で仮固定することができる。また、移動機構３０により移動治具２０Ｄ、２０Ｕを端主桁２ａの第１端面２ｘ側から継手板３ａ、３ｂ間に容易に移動させることができる。また、各縦リブ４ａ〜４ｊを、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から継手板３ａ、３ｂ間に挿入しながら、移動治具２０Ｄ、２０Ｕの各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊに沿わせて、主桁２ａ、２ｂに対して容易に位置決めすることができる。そして、各縦リブ４ａ〜４ｊと各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊとを容易に仮固定することができる。また、中主桁２ｂと端主桁２ｃを、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から継手板３ａ、３ｂ間に挿入して、各縦リブ４ａ〜４ｊと各継手板３ａ、３ｂとに対して容易に位置決めすることができる。さらに、移動治具２０Ｄ、２０Ｕの中心線Ｑ１、Ｑ２に対して反対側を向いた各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊの一方の板面に、各縦リブ４ａ〜４ｊを仮固定している。このため、その後、各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊと各縦リブ４ａ〜４ｊの仮固定を解除してから、移動機構３０により移動治具２０Ｄ、２０Ｕを継手板３ａ、３ｂ間から端主桁２ａの第１端面２ｘ側へ容易に退出させることができる。よって、作業効率が一層上がり、セグメント１の生産性を一層向上させることが可能となる。

また、以上の実施形態では、ロボット仮溶接機４０により、端主桁２ａの第２端面２ｙ側から、各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとの仮溶接と、各縦リブ４ａ〜４ｊと各主桁２ａ〜２ｃとの仮溶接とを、まとめて効率良く行うことができる。またその後、各縦リブ４ａ〜４ｊと各位置決めプレート２１ａ〜２１ｊとの仮固定を解除して、移動機構３０により移動治具２０Ｄ、２０Ｕを継手板３ａ、３ｂ間から一方の主桁２ａの第１端面２ｘ側へ退出させる。このため、スキンプレート５を、各主桁２ａ〜２ｃの第１端面２ｘに対向するように、各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂとに対して容易に位置決めすることができる。またその後、ロボット仮溶接機４０により、一方の主桁２ａの第２端面２ｙ側から、各主桁２ａ〜２ｃと各継手板３ａ、３ｂに対してスキンプレート５を容易に溶接することができる。さらに、ロボット仮溶接機４０を一方の主桁２ａの第２端面２ｙ側にある所定位置から移設させる必要がなくなる。よって、作業効率が一層上がり、セグメント１の生産性を一層向上させることが可能となる。

また、以上の実施形態では、ロボット仮溶接機４０によって主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、縦リブ４ａ〜４ｊ、およびスキンプレート５を仮溶接して、これらの組み合わせ状態を保持し、セグメント１を仮組み立て状態にすることができる。また、その仮組み立て状態のセグメント１を、固定治具１０から外して、ロボット本溶接機５０が設置された別の場所に安定に移動させることができる。そして、ロボット本溶接機５０により主桁２ａ〜２ｃ、継手板３ａ、３ｂ、縦リブ４ａ〜４ｊ、およびスキンプレート５の連結部分を強固かつ確実に本溶接して、強度の高いセグメント１を形成することができる。

さらに、以上の実施形態では、主桁２ａ〜２ｃ間の空間の数（２つ）と同数の移動治具２０Ｄ、２０Ｕを設けている。そして、移動治具２０Ｄ、２０Ｕを移動機構３０により主桁２ａ〜２ｃ間に相当する継手板３ａ、３ｂ間の所定位置に下方から順に移動させて、各移動治具２０Ｄ、２０Ｕにより縦リブ４ａ〜４ｊを主桁２ａ〜２ｃと継手板３ａ、３ｂに対して位置決めしている。このため、３つの主桁２ａ〜２ｃが配列され、各主桁２ａ〜２ｃ間に複数の縦リブ４ａ〜４ｊが設けられる強度の高いセグメント１を効率良く組み立てて、該セグメント１の生産性を向上させることができる。

本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。

たとえば、以上の実施形態では、主桁と対面する側から見て、扇形に湾曲したセグメント１を例に挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば湾曲していない直方体状または立方体状のセグメントの製造方法および製造システムにも、本発明は適用することができる。また、セグメントを構成する主桁の数は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、継手板の数は、３つ以上でもよい。また、縦リブの数は、セグメントの大きさに応じて、適宜設定すればよい。さらに、主桁と継手板とを連結することにより形成された枠体の両側を塞ぐように、複数のセグメントを設けてもよい。

また、以上の実施形態では、鋼製の部材だけで構成された鋼製セグメントの製造に本発明を適用した例を挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではない。たとえば、鋼製の部材で形成された鋼殻枠内に、モルタルやコンクリートなどの充填材を充填した合成セグメントの製造に対しても、本発明は適用することができる。

さらに、以上の実施形態では、シールド工法により形成されたトンネルの覆工体として用いられるセグメント１の製造に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途に用いられる筒状の構造物を構築するセグメントの製造にも、本発明は適用することができる。

１ セグメント
２ａ、２ｃ 端主桁
２ｂ 中主桁
２ｘ 第１端面
２ｙ 第２端面
３ａ、３ｂ 継手板
４ａ〜４ｊ 縦リブ
５ スキンプレート
１０ 固定治具
１１ａ 基準面
１２ａ、１２ｂ 側面
２０Ｄ、２０Ｕ 移動治具
２１ａ〜２１ｊ 位置決めプレート
３０ 移動機構
４０ ロボット仮溶接機
５０ ロボット本溶接機
１００ セグメントの製造システム
Ｑ１、Ｑ２ 中心線

Claims (8)

1. 所定の間隔で対向する複数の主桁と、
   前記複数の主桁の一方の端部同士と他方の端部同士とをそれぞれつなぐ複数の継手板と、
   前記複数の主桁と前記複数の継手板とにより形成された枠体の一方側を塞ぐスキンプレートと、
   前記枠体内に所定の間隔で設けられ、前記複数の主桁に対して垂直に架かる複数の縦リブと、を備えていて、複数連結されることにより筒状の構造物を構築するセグメントを製造する方法であって、
   一方の前記主桁の両端部に前記各継手板の一方の端部が接し、かつ前記継手板同士が対向するように、前記一方の主桁と前記各継手板とを位置決めした状態で固定治具に仮固定する工程と、
   前記各縦リブを位置決めするための位置決めプレートが所定の間隔で櫛状に連結された移動治具を、移動機構により前記一方の主桁と前記各継手板とに対して平行に前記継手板間に移動させた後、前記各縦リブを前記各位置決めプレートに沿わせながら前記一方の主桁に対して位置決めして、前記各縦リブと前記各位置決めプレートとを仮固定する工程と、
   前記各縦リブと前記各継手板とに対して他方の前記主桁を位置決めする工程と、
   前記各主桁と前記各継手板とを溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを溶接する工程と、
   前記各主桁と前記各継手板とに対して、前記スキンプレートを位置決めした状態で溶接する工程と、を含むことを特徴とするセグメントの製造方法。
2. 請求項１に記載のセグメントの製造方法において、
   前記主桁は、扇形の板面を有する平板から成り、
   前記継手板および前記縦リブは、矩形の板面を有する平板から成り、
   前記スキンプレートは、前記主桁の曲率半径が大きい方の第１端面に沿うように湾曲していて、
   前記固定治具は、前記一方の主桁を仮固定する基準面と、該基準面に対して垂直に前記各継手板を仮固定する複数の側面とを有し、
   前記移動治具は、平板から成る前記各位置決めプレートがその先端に向かうに連れて互いの間隔が狭くなるように連結されており、
   前記一方の主桁と前記各継手板を前記固定治具に仮固定して、前記移動機構により前記移動治具を前記一方の主桁の前記第１端面側から前記継手板間に移動させた後、前記各縦リブを、前記一方の主桁の曲率半径が小さい方の第２端面側から前記継手板間に挿入しながら、前記移動治具における移動方向と平行な中心線に対して反対側を向いた、前記各位置決めプレートの一方の板面に沿わせて、前記一方の主桁に対して位置決めし、当該各縦リブを前記各位置決めプレートの一方の板面に仮固定し、前記他方の主桁を、前記継手板間に挿入して前記各縦リブと前記各継手板とに対して位置決めする、ことを特徴とするセグメントの製造方法。
3. 請求項２に記載のセグメントの製造方法において、
   ロボット溶接機により、前記第２端面側から前記各主桁と前記各継手板とを溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを溶接し、
   その後、前記各縦リブと前記各位置決めプレートとの仮固定を解除して、前記移動治具を、前記移動機構により前記第１端面側へ移動させて、前記継手板間から退出させ、
   さらにその後、前記スキンプレートを、前記各主桁の前記第１端面と対向するように、前記各主桁と前記各継手板とに対して位置決めして、前記第２端面側から前記ロボット溶接機により、前記各主桁と前記各継手板に対して前記スキンプレートを溶接する、ことを特徴とするセグメントの製造方法。
4. 請求項２または請求項３に記載のセグメントの製造方法において、
   前記固定治具上にある前記各主桁と前記各継手板とを仮溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを仮溶接し、かつ前記各主桁と前記各継手板とに対して前記スキンプレートを仮溶接し、
   次に、前記各主桁と前記各継手板と前記各縦リブと前記スキンプレートとの仮組立体を、前記固定治具上から所定位置へ搬出し、その後、前記各主桁と前記各継手板とを本溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを本溶接し、かつ前記各主桁と前記各継手板とに対して前記スキンプレートを本溶接する、ことを特徴とするセグメントの製造方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のセグメントの製造方法において、
   前記主桁は、所定の方向に所定の間隔で３つ以上配列され、
   前記縦リブは、前記各主桁間に複数設けられ、
   前記主桁の数より１つ少ない数となるように、前記移動治具を複数設け、
   前記継手板間における前記各主桁間の所定位置に、前記移動機構により前記移動治具を１つずつ移動させ、
   前記固定治具に仮固定された前記一方の主桁側から順に、対応する前記移動治具により前記縦リブを位置決めおよび仮固定する前記工程と、前記主桁を位置決めする前記工程とを繰り返してから、前記各主桁と前記各継手板とを溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを溶接する、ことを特徴とするセグメントの製造方法。
6. 所定の間隔で対向する複数の主桁と、
   前記複数の主桁の一方の端部同士と他方の端部同士とをそれぞれつなぐ複数の継手板と、
   前記複数の主桁と前記複数の継手板とにより形成された枠体の一方側を塞ぐスキンプレートと、
   前記枠体内に所定の間隔で設けられ、前記複数の主桁に対して垂直に架かる複数の縦リブと、を備えていて、複数連結されることにより筒状の構造物を構築するセグメントを製造するシステムであって、
   一方の前記主桁の両端部に前記各継手板の一方の端部が接し、かつ前記継手板同士が対向するように、前記一方の主桁と前記各継手板とを位置決めした状態で仮固定する固定治具と、
   前記各縦リブを位置決めするための位置決めプレートが所定の間隔で櫛状に連結された移動治具と、
   前記移動治具を、前記一方の主桁と前記各継手板とに対して平行に前記継手板間に移動させる移動機構と、
   溶接機と、を含み、
   前記移動機構により前記継手板間に移動した前記移動治具の前記各位置決めプレートに沿って、前記各縦リブが前記一方の主桁に対して位置決めされて、前記各縦リブと前記各位置決めプレートとが仮固定され、前記各縦リブと前記各継手板とに対して前記他方の主桁が位置決めされ、
   前記溶接機により、前記一方の主桁および前記他方の主桁に対して前記各縦リブが溶接され、前記各主桁と前記各継手板とが溶接され、前記各主桁と前記各継手板とに対して前記スキンプレートが溶接される、ことを特徴とするセグメントの製造システム。
7. 請求項６に記載のセグメントの製造システムにおいて、
   前記主桁は、扇形の板面を有する平板から成り、
   前記継手板および前記縦リブは、矩形の板面を有する平板から成り、
   前記スキンプレートは、前記主桁の曲率半径が大きい方の第１端面に沿うように湾曲していて、
   前記固定治具は、前記一方の主桁を仮固定する基準面と、該基準面に対して垂直に前記各継手板を仮固定する複数の側面とを有し、
   前記移動治具は、平板から成る前記各位置決めプレートがその先端に向かうに連れて互いの間隔が狭くなるように連結されており、
   前記移動機構は、前記移動治具を前記一方の主桁の前記第１端面側から前記継手板間に移動させ、また、前記移動治具を前記一方の主桁の前記第１端面側へ移動させて前記継手板間から退出させ、
   前記各縦リブは、前記一方の主桁の曲率半径が小さい方の第２端面側から前記継手板間に挿入されながら、前記移動治具における移動方向と平行な中心線に対して反対側を向いた、前記各位置決めプレートの一方の板面に沿って前記一方の主桁に対して位置決めされて、前記各位置決めプレートの一方の板面に仮固定され、
   前記他方の主桁は、前記一方の主桁の前記第２端面側から前記継手板間に挿入されて、前記各縦リブと前記各継手板とに対して位置決めされる、ことを特徴とするセグメントの製造システム。
8. 請求項７に記載のセグメントの製造システムにおいて、
   前記溶接機は、ロボット仮溶接機とロボット本溶接機とから構成され、
   前記ロボット仮溶接機は、前記第２端面側から前記固定治具上にある前記各主桁と前記各継手板とを仮溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを仮溶接し、かつ前記各主桁と前記各継手板とに対して前記スキンプレートを仮溶接し、
   前記ロボット本溶接機は、前記固定治具上から所定位置へ搬出された、前記各主桁と前記各継手板と前記各縦リブと前記スキンプレートとの仮組立体に対して、前記各主桁と前記各継手板とを本溶接し、かつ前記各縦リブと前記各主桁とを本溶接し、かつ前記各主桁と前記各継手板とに対して前記スキンプレートを本溶接する、ことを特徴とするセグメントの製造システム。

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