JP2982743B2 - セグメントの接合部構造 - Google Patents

セグメントの接合部構造

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JP2982743B2 JP9138433A JP13843397A JP2982743B2 JP 2982743 B2 JP2982743 B2 JP 2982743B2 JP 9138433 A JP9138433 A JP 9138433A JP 13843397 A JP13843397 A JP 13843397A JP 2982743 B2 JP2982743 B2 JP 2982743B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に複数の小断
面シールドトンネルを近接して施工し、この小断面シー
ルドトンネル間を接合して一体化し、かつその内側を掘
削して大断面トンネルを構築する際に、セグメント同士
を接合するセグメントの接合部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】当出願人は、これまで大断面トンネルを
効率良く、かつ経済的に構築する方法として、例えば図
8と図9に図示するように、複数の小断面シールドトン
ネルaを近接して掘進し、この小断面シールドトンネル
aどうしを互いに接合し、かつ各小断面シールドトンネ
ルa内および小断面シールドトンネルa,a 間の接合部に
コンクリートを連続して打設して大断面のシールドを構
築し、さらにこの大断面のシールド内を在来工法によっ
て掘削することにより、大断面トンネルAを構築する方
法を開発した。
【0003】この場合、各小断面シールドトンネルaの
内周は鋼製セグメントで覆工されるが、その際、小断面
シールドトンネルa,a 間の接合部イ(図9参照)におい
て、大断面トンネルの周方向に隣接する鋼製セグメント
の主桁同士しを連結することにより、鋼製セグメントを
大断面トンネルAの構造部材(特に引っ張り抵抗材)と
して有効に働かせることができる。このため、鋼製セグ
メントを大断面トンネルの構造部材として有効に働かせ
るには、小断面シールドトンネルa,a 間の接合部イにお
いて、鋼製セグメント同士を確実に接合することが必要
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、接合部イにお
ける鋼製セグメント同士の接合部には、小断面シールド
トンネルaの掘進時にシールド機がトンネル軸方向(X
方向)、トンネル軸直角方向(Y方向)およびトンネル
鉛直方向(Z方向)に移動することにより生ずる誤差
と、シールド機がトンネル軸方向、トンネル軸直角方向
およびトンネル鉛直方向を軸にそれぞれ回転移動(ロー
リング、ピッチング、ヨーイング)することにより生じ
る誤差とが組み合わさって三次元的な相対誤差が発生す
るのを免れない(図10(a) 〜(g) 参照)。
【0005】このため、通常用いられている溶接接合や
添接板を使用した摩擦接合などの接合方法では、施工が
困難である等の理由から要求品質を充分に満足できない
等の課題があった。
【0006】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、特に小断面シールドトンネルa,a 間の
接合部イにおける鋼製セグメント同士の三次元的な相対
誤差を吸収して鋼製セグメント同士を確実にかつ容易に
接合できるようにしたセグメントの接合部構造を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、この発明に係るセグメントの接合部構造は、トン
ネルの周方向に隣接するセグメント間に長ボルトを架け
渡し、その両端部を前記セグメントの端部に形成された
ボルト孔にそれぞれ挿通し、前記長ボルトの端部に支圧
座金を取り付け、その後に固定ナットを螺合し、かつ前
記セグメントの端部と前記支圧座金との当接面の一方を
球面状に、他方を凹曲面状にそれぞれ形成することによ
り構成されている。
【0008】また、前記セグメント間に長ボルトを架け
渡し、その両端部を前記セグメントの端部に形成された
ボルト孔にそれぞれ挿通し、前記長ボルトの端部に受け
座金と支圧座金を取り付け、その後に固定ナットを螺合
し、前記受け座金と前記支圧座金との当接面の一方を凸
曲面状に、他方を凹曲面状にそれぞれ形成し、かつ前記
受け座金に形成された長ボルトのボルト孔を長孔に形成
することにより構成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態1.図1〜図4は、この発明の実施の
一形態を示し、図において小断面シールドトンネルaを
複数互いに近接させて並列に掘進し、この小断面シール
ドトンネルa同士を互いに接合し、かつ各小断面シール
ドトンネルa内および小断面シールドトンネルa,a 間の
接合部イにコンクリートを連続して打設することによ
り、矩形大断面のシールドが構築されている。さらに、
シールド内は在来工法によて掘削され、このようにして
矩形大断面のシールドトンネルAが構築されている(図
1参照)。
【0010】各小断面シールドトンネルaの内周は複数
の鋼製セグメント1でそれぞれ覆工され、また隣接する
小断面シールドトンネルa,a 同士は複数のセグメント接
合金具2によって上下両端部がそれぞれ接合されてい
る。さらに、各小断面シールドトンネルa内にはH形鋼
などの形鋼や平鋼などからなる補剛柱3と補剛ばり4が
それぞれ複数設置されている。
【0011】鋼製セグメント1は、各小断面シールドト
ンネルaの周方向に中主桁1aと側主桁1bをそれぞれ複数
平行に設置するとともに、この中主桁1a,1a 間、中主桁
1aと側主桁1b間に縦リブ1cを所定間隔に複数取り付け、
さらにこれらの部材によって格子状に構成された骨組の
外側に面板1dを取り付けることにより矩形板状に構成さ
れている(図2参照)。
【0012】中主桁1a、側主桁1bおよび縦リブ1cは、い
ずれも平鋼、またはH形鋼やI形鋼などの形鋼から形成
され、面板1dは鋼板から形成され、かつこれらの部材は
溶接または接合ボルトなどによって互いに一体的に接合
されている。
【0013】セグメント接合金具2は、長ボルト5と支
圧座金6と固定ナット7とからなり、長ボルト5は隣接
する鋼製セグメント1,1 間に複数架け渡され、かつその
両端の雄ねじ部5aが端部の縦リブ1cに形成されたボルト
孔8にそれぞれ挿通されている。また、支圧座金6は長
ボルト5の雄ねじ部5aにそれぞれ取り付けられ、さらに
雄ねじ部5aに固定ナット7がそれぞれ螺合されている。
かくして、シールドAの周方向に隣接する鋼製セグメン
ト1どうしが複数のセグメント接合金具2を介して連結
されている。
【0014】支圧座金6の縦リブ1cに面する側は球面状
に形成され、また縦リブ1cに形成されたボルト孔8の周
囲は支圧座金6の球面6aに対応して凹曲面状に形成され
ている。そして、支圧座金6の球面6aとボルト孔8周囲
の凹曲面8aとが当接していることにより長ボルト5の端
部が任意の方向に自由に回転できるので、鋼製セグメン
ト1の三次元的誤差を容易に吸収できるだけでなく、部
品数を低減できる等の効果がある。
【0015】図5は、ボルト孔8の周囲に、中央部に長
ボルト5の端部を挿通するボルト孔9aを有し、かつその
周囲に支圧座金6の球面6aと対応する凹曲面9bを有する
受け座金9を溶接して取り付けたものを示し、この例に
よれば、縦リブ1cのボルト孔8の周囲に凹曲面8aを形成
する工程を省略できる等の効果がある。
【0016】なお、鋼製セグメント1の端部にアンカー
プレート(図省略)を突設し、このアンカープレートに
形成されたボルト孔に長ボルト5の端部を支圧座金と固
定ナットで連結してもよい。
【0017】発明の実施の形態2.図6(a) 〜(d) は、
この発明の実施の一形態を示し、図においてセグメント
接合金具2は長ボルト5と受け座金10と支圧座金11と固
定ナット12とからなり、長ボルト5の端部は縦リブ1cに
形成されたボルト孔8にそれぞれ挿通され、また受け座
金10と支圧座金11は長ボルト5の雄ねじ部5aに順に取り
付けられ、さらに端部の雄ねじ部5aに固定ナット12が螺
合されている。かくして、シールドAの周方向に隣接す
る鋼製セグメント1同士が複数のセグメント接合金具2
を介して連結されている。
【0018】受け座金10は直方体形に形成され、その支
圧座金11に面する側が凸曲面状に形成されている。ま
た、受け座金10の略中央部に形成され、長ボルト5の端
部が挿通されているボルト孔10a は受け座金10の長辺方
向に長い長孔になっている。
【0019】支圧座金11は受け座金10と同様に直方体形
に形成され、その受け座金10に面する側が受け座金10の
凸曲面10b に対応して凹曲面状に形成されている。そし
て、受け座金10の凸曲面10b と支圧座金11の凹曲面11a
とが当接していることにより長ボルト5の端部がボルト
孔10a の長手方向に自由に回転できるので、受け座金10
を長ボルト5を軸に適当に回してボルト孔10a の長軸方
向の向きを変えることにより、鋼製セグメント1の三次
元的誤差を容易に吸収できる等の効果がある。
【0020】なお、鋼製セグメント1の構成など、その
他の構成は図1〜図3に図示するものと略同じである。
【0021】図7(a),(b),(c) は、受け座金10の支圧座
金11に面する側が凹曲面状に形成され、支圧座金11の受
け座金10に面する側が受け座金10の凹曲面10c に対応し
て凸曲面状に形成されているものを示し、受け座金10の
凹曲面10c と支圧座金11の凸曲面11b とが当接している
ことにより、長ボルト5の端部がボルト孔10a の長手方
向に自由に回転できるので、受け座金10を長ボルト5を
軸に適当に回してボルト孔10a の長軸方向の向きを変え
ることにより、鋼製セグメント1の三次元的誤差を容易
に吸収できる等の効果がある。
【0022】隣接する小断面シールドトンネルa,a 同士
がこのように接合されていることにより、小断面シール
ドトンネルa,a 間の接合部における鋼製セグメント1同
士の三次元的な相対誤差を容易に吸収できて鋼製セグメ
ント1同士を容易にかつ確実に接合することができる。
【0023】なお、発明の実施の形態では、小断面シー
ルドトンネルa,a 間の接合部における鋼製セグメント1
同士の接合部構造について説明したが、単に単体トンネ
ルの内周を覆工するセグメント同士の接合にも適用でき
ることはいうまでもなく、またコンクリート製セグメン
ト同士の接合部にも適用できることもいうまでもなく、
さらに矩形状シールドトンネルおよび円形状シールドト
ンネルを構築するいずれのセグメント同士の接合にも適
用できることもいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】この発明に係るセグメントの接合部構造
は、以上説明した構成からなり、トンネルの周方向に隣
接するセグメント間に長ボルトを架け渡し、その両端部
を前記セグメントの端部に形成されたボルト孔にそれぞ
れ挿通し、前記長ボルトの端部に支圧座金を取り付け、
その後に固定ナットを螺合し、かつ前記セグメントの端
部と前記支圧座金との当接面の一方を球面状に、他方を
凹曲面状にそれぞれ形成することにより構成されている
ので、小断面シールドトンネル間の接合部におけるセグ
メント同士の三次元的な相対誤差を容易に吸収できてセ
グメント同士を確実かつ容易に接合できる等の効果があ
る。
【0025】また、前記セグメント間に長ボルトを架け
渡し、その両端部を前記セグメントの端部に形成された
ボルト孔にそれぞれ挿通し、前記長ボルトの端部に受け
座金と支圧座金を取り付け、その後に固定ナットを螺合
し、前記受け座金と前記支圧座金との当接面の一方を凸
曲面状に、他方を凹曲面状にそれぞれ形成し、かつ前記
受け座金に形成された長ボルトのボルト孔を長孔に形成
することにより構成されているので、小断面シールドト
ンネル間の接合部におけるセグメント同士の三次元的な
相対誤差を容易に吸収できてセグメント同士を確実かつ
容易に接合できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】大断面トンネルの断面図である。
【図2】鋼製セグメントの一部斜視図である。
【図3】隣接する小断面シールドトンネルの鋼製セグメ
ント接合部の一部平面図である。
【図4】(a) は長ボルト端部の縦断面図、(b) はその正
面図である。
【図5】長ボルト端部の縦断面図である。
【図6】(a) は長ボルト端部の正面図、(b) はその縦断
面図、(c) は受け座金の斜視図、(d) は支圧座金の斜視
図でる。
【図7】(a) は長ボルト端部の縦断面図、(b) は受け座
金の斜視図、(c) は支圧座金の斜視図でる。
【図8】大断面トンネルの一部斜視図である。
【図9】大断面トンネルの断面図である。
【図10】(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g) は、掘進中の
小断面シールドトンネルの挙動を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 鋼製セグメント 1a 中主桁 1b 側主桁 1c 縦リブ 1d 面板 2 セグメント接合金具 3 補剛柱 4 補剛梁 5 長ボルト 6 支圧座金 6a 球面 7 固定ナット 8 ボルト孔 8a 凹曲面 9 受け座金 9a ボルト孔 10 受け座金 10a ボルト孔 10b 凸曲面 10c 凹曲面 11 支圧座金 11a 凹曲面 11b 凸曲面 12 固定ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 11/04 E21D 11/08 E21D 13/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネルの周方向に隣接するセグメント
    同士をセグメント接合金具を介して接合するセグメント
    の接合部構造において、前記セグメント間に長ボルトを
    架け渡し、その両端部を前記セグメントの端部に形成さ
    れたボルト孔にそれぞれ挿通し、前記長ボルトの端部に
    支圧座金を取り付け、その後に固定ナットを螺合し、か
    つ前記セグメントの端部と前記支圧座金との当接面の一
    方を球面状に、他方を凹曲面状にそれぞれ形成してなる
    ことを特徴とするセグメントの接合部構造。
  2. 【請求項2】 トンネルの周方向に隣接するセグメント
    同士をセグメント接合金具を介して接合するセグメント
    の接合部構造において、前記セグメント間に長ボルトを
    架け渡し、その両端部を前記セグメントの端部に形成さ
    れたボルト孔にそれぞれ挿通し、前記長ボルトの端部に
    受け座金と支圧座金を取り付け、その後に固定ナットを
    螺合し、前記受け座金と前記支圧座金との当接面の一方
    を凸曲面状に、他方を凹曲面状にそれぞれ形成し、かつ
    前記受け座金に形成された長ボルトのボルト孔を長孔に
    形成してなることを特徴とするセグメントの接合部構
    造。
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