JP3011170B2 - セグメントの継手構造 - Google Patents

セグメントの継手構造

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JP3011170B2
JP3011170B2 JP10008606A JP860698A JP3011170B2 JP 3011170 B2 JP3011170 B2 JP 3011170B2 JP 10008606 A JP10008606 A JP 10008606A JP 860698 A JP860698 A JP 860698A JP 3011170 B2 JP3011170 B2 JP 3011170B2
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琢郎 小坂
豊文 池松
正 ▲吉▼川
耕一 田中
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鹿島建設株式会社
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、シールドトンネ
ルの内周に一次覆工体として設置される鋼製セグメント
の継手構造に関する。
【0002】
【従来の技術】特に、地下街の地下通路として利用され
るシールドトンネルは、用途上無駄な掘削を無くして地
下空間を有効に利用するために円形断面形に掘進するよ
りは矩形断面形に掘進するのが望ましい。
【0003】また、矩形断面形に掘進されたシールドト
ンネルの内周を、円形断面形のシールドトンネルと同様
にPCセグメント等の既製セグメントで覆工するとする
と、シールドトンネルの断面形状上、セグメントに周囲
の土圧による大きな曲げ応力が発生することから、セグ
メントの引っ張り側の接合部に強度上の難点がある等の
課題がある。
【0004】また、既製セグメントによる覆工はセグメ
ントどうしの継手部分が多いことから止水性が悪いた
め、裏込め材を入念に充填するなどして止水処理に特に
注意を必要とする。
【0005】ところで、トンネルの周方向に隣接するセ
グメントを接合する方法として、例えば図8(a) に図示
するように双方のセグメント20の端部に突設された継手
板21をトンネルの周方向に貫通する複数の高力ボルト22
でボルト止めして接合する方法が一般に知られ、特に円
形断面形をなすトンネルの内周を覆工する場合に広く適
用される。
【0006】しかし、図8(a) に図示するような接合方
法を矩形断面形をなすトンネルの内周を覆工する場合に
使用すると、継手部における曲げ応力や引張り応力の伝
達は継手板21を介して行われるが、その際、継手板21に
応力が集中して、図8(b) に図示するように継手板21が
簡単に変形してしまうことがある。
【0007】このように、継手板21が簡単に変形してし
まうと、シールドトンネルの止水やセグメントリングの
形状維持という一次覆工体としての役割を果たせなくな
ってしまう等の課題がある。
【0008】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、シールドトンネルの周方向に隣接するセ
グメントどうしを確実・強固に接合でき、かつ高い止水
性を保持できるようにしたセグメントの継手構造を提供
することを目的とする。
【0009】
【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、この発明に係る請求項1記載の鋼製セグメントの
継手構造は、トンネルの周方向に隣接する鋼製セグメン
トどうしを接合するセグメントの継手構造において、鋼
製セグメントをトンネルの周方向に連続する複数の主桁
とトンネルの軸方向に連続する複数の継手板とをそれぞ
れ有して構成するとともに、トンネルの周方向に隣接す
る鋼製セグメントどうしの接合部うち、引っ張りが作用
する接合部においては主桁の端部どうしを高力ボルト摩
擦接合し、圧縮が作用する接合部においては継手板どう
しをボルト接合する。
【0010】請求項2記載のセグメントの継手構造は、
請求項1において、鋼製セグメントの内側に複数の主筋
をトンネルの周方向に沿って配筋し、かつ複数のせん断
補強筋を主筋に巻回するとともにその両端を主桁に連結
して配筋した上にコンクリートを打設する。
【0011】請求項3記載のセグメントの継手構造は、
請求項1または2において、継手板の裏側に補強リブを
複数突設する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1〜図6は、この発明の実施の
一形態を示し、矩形断面形に掘進されたトンネルAの内
周に一次覆工体として鋼製セグメント1がトンネルAの
周方向と軸方向にそれぞれ互いに接合しながら複数設置
され、この鋼製セグメント1の内周に二次覆工体として
鉄筋コンクリート躯体2が鋼製セグメント1と一体的に
施工されている。
【0013】鋼製セグメント1はトンネルAの周方向に
主桁3を平行に複数設置し、この複数の主桁3の長手方
向の両端部間に継手板4をそれぞれ設置し、かつ隣接す
る主桁3,3 間に補強縦リブ5を主桁3の長手方向に所定
間隔に複数設置してトンネルAの周方向に細長い長方形
状の格子枠体6とし、この格子枠体6の外側にスキンプ
レート7を取り付けて構成されている。
【0014】また、継手板4の裏側には継手板4を補強
するための補強リブ8が所定間隔に複数取り付けられ、
補強縦リブ5の縁端部に主桁3の変形を防止するための
補強フランジ5aがやや長めに突設されている(図2,
3参照)。
【0015】さらに、トンネルAのコーナ部も鋼製セグ
メントで構成されている。なお、これらの部材は何れも
溶接によって互いに一体的に接合されている。
【0016】このように構成された鋼製セグメント1は
それぞれ、トンネルAの周方向と軸方向に互いに接合し
ながら複数設置されている。その際、鋼製セグメント1
は、接合部が一個所に集中しないようにトンネルAの周
方向に少しずつずらすことで接合部が集中することによ
る強度低下を防止している。
【0017】また、トンネルAの周方向に隣接する鋼製
セグメント1どうしの接合部のうち、特に周囲の土圧に
よって引っ張りが作用する接合部においては、継手板4
どうしを複数の継手ボルト9でボルト止めした上に、主
桁3の端部間に接合プレート10を添わせ、かつ主桁3の
端部と接合プレート10とを複数の高力ボルト11で接合す
る高力ボルト摩擦接合で接合されている。
【0018】例えば、トンネルAの両側壁部イに設置さ
れる鋼製セグメント1どうしは高力ボルト摩擦接合で接
合されている。
【0019】また、圧縮のみが作用する接合部において
は、単に継手板4どうしを複数の継手ボルト9でボルト
止めして接合されている。例えば、トンネルAの天井部
分ロに設置される鋼製セグメント1どうしは、継手板4
どうしを複数の継手ボルト9でボルト止めして接合され
ている。
【0020】いずれの接合部分においても、接合部の止
水性を確実にするために継手板4,4間に合成ゴム等から
なるシール材12が介在されている。また、隣接する鋼製
セグメント1の主桁3,3 間にも同様の目的でシール材12
が介在されている。
【0021】その際、シール材12は主桁3の側面と継手
板4の側面に単に接着するか、又は主桁3の側面と継手
板4の側面に形成した凹溝に嵌着して取り付けられてい
る。
【0022】このようにして、複数の鋼製セグメント1
で一次覆工されたトンネルAの内側に、主筋13と配力筋
14とせん断補強筋15がそれぞれ複数配筋されている。
【0023】主筋13はコンクリート躯体2の主筋をなす
もので、鋼製セグメント1との間に充分な距離(応力中
心間距離)を有し、トンネルAの周方向に沿って矩形の
リング状に配筋されている。
【0024】また、せん断補強筋15はコンクリート躯体
2のせん断補強筋をなすもので、鋼製セグメント1側に
開口するU字状に形成され、かつその開口端部に定着板
16がそれぞれ突設されている。
【0025】そして、せん断補強筋15は複数の主筋13に
巻回させてトンネルAの周方向に所定間隔に配筋され、
かつ両端の定着板16を鋼製セグメント1の主桁3に溶接
または高力ボルト17でそれぞれ高力ボルト摩擦接合する
ことにより固定されている。
【0026】また、せん断補強筋15は作用するせん断力
の大きさに合わせて配筋間隔を適当に変えて配筋されて
いる。なお、主桁3または定着板16に高力ボルト17を挿
通するために形成されているボルト孔(図省略)を主桁
3の軸直角方向に細長く形成しておけば、鋼製セグメン
ト1と主筋13間の距離(応力中心間距離)に合わせてせ
ん断補強筋15の高さを必要に応じて自由に変更すること
ができる。二次覆工体としてのコンクリート躯体2を厚
めにしたい場合などに特に有効である。
【0027】配力筋14は、鉄筋コンクリート躯体2のき
れつ等を防止するためのもので、主筋13の内側(トンネ
ルAの中心側)に、トンネルAの軸方向に沿って複数配
筋されている。
【0028】さらに、鋼製セグメント1の内側にコンク
リートあるいはモルタル18が所定の厚さに充填されてい
る。こうして、二次覆工体としての鉄筋コンクリート躯
体2が一次覆工体としての鋼製セグメント1と一体的に
構築されている。
【0029】トンネルAの内周がこのような構成で覆工
されていることにより、トンネルAの内周には一体的に
構築された一次覆工体としての鋼製セグメント1と二次
覆工体としての鉄筋コンクリート躯体2とからなるはり
が、トンネルAの周方向にリング状に連続し、かつトン
ネルAの軸方向に連設しているとみなすことができ、こ
の複数のはりが周囲の土圧に対抗しているとみなすこと
ができる。
【0030】その際、一次覆工体をなす鋼製セグメント
1の接合部に大きな引っ張りが作用しても、鋼製セグメ
ント1の主桁3どうしが、特に接合プレート10と複数の
高力ボルト11からなる高力ボルト摩擦接合で接合されて
いるので確実に対処することができる。
【0031】また、大きな剪断力が作用しても、せん断
補強筋15の両端部がこの部分に突設された定着板16を鋼
製セグメント1の主桁3に高力ボルト17で高力ボルト摩
擦接合されているので、せん断補強筋15は端部にフック
をもうけなくても充分にその目的を果たすことができ
る。
【0032】次に、特にトンネルAの周方向に隣接する
鋼製セグメント1どうしの接合方法を簡単に説明する
と、最初に双方の継手板4,4 間に適当な厚さのシール材
12を介在して、施工上の誤差や鋼製セグメントの寸法上
の誤差などによる継手板4,4 間の隙間をなくす。
【0033】次に、継手板4どうしを継手板4とシール
材12を連続貫通する複数の継手ボルト9で接合する。次
に、鋼製セグメント1の主桁3の端部間に接合プレート
10を添わせ、接合プレート10と主桁3の端部を複数の高
力ボルト11で高力ボルト摩擦接合する。
【0034】なおその際、継手ボルト9を鋼製セグメン
ト1どうしを本接合する際の仮設ボルトを兼ねさせるこ
とにより、接合プレート10と高力ボルト11に作用する荷
重を低減することができる。
【0035】また、継手板4の裏側に補強リブ8が所定
間隔に複数取り付けられているので、継手ボルト9の締
付けによる継手板4の変形を防止することができる。
【0036】また、トンネルAの掘進中、シールド機の
推進ジャッキは継手板4の有する部分に設置しないこと
を原則とするが、避けられないときは、例えば図7に図
示するように、継手板4を跨がって両側の縦補強リブ5,
5 間に跨がるような荷重分散プレート19を介して推進ジ
ャッキBを主桁3の接合部に設置したり、シールド機の
ジャッキスプレッダーそのものの形状を変える方法をと
るものとする。
【0037】
【発明の効果】この発明は以上説明した構成からなり、
特に一次覆工体をなすセグメントの接合部に大きな引っ
張りが作用しても、セグメントの主桁どうしが特に高力
ボルト摩擦接合で接合されているので、セグメントどう
しを確実・強固に接合できて特に大きな引っ張り力に対
しても確実に対処することができる。
【0038】また、継手板間にシール材が介在され、か
つ継手板どうしが複数の継手ボルトで接合されているの
で、接合部の止水性もきわめて高い。
【0039】さらに、継手板の裏側に継手板を補強する
補強リブが複数突設されているので、継手板を接合する
継手ボルトの締付けによる継手板の変形も未然に防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】シールドトンネルの縦断面図である。
【図2】鋼製セグメントの接合部を示す斜視図である。
【図3】鋼製セグメントの接合部を示す分解斜視図であ
る。
【図4】(a),(b) は鋼製セグメントの接合部の縦断面図
である。
【図5】覆工部分の一部縦断面図である。
【図6】鉄筋の配筋方法を示す一部斜視図である。
【図7】シールド機の推進ジャッキの設置状態を示す一
部断面図である。
【図8】(a) は鋼製セグメントの接合部の従来例を示す
断面図、(b) は接合部の外力による変形状態を示す断面
図である。
【符号の説明】
1 鋼製セグメント 2 鉄筋コンクリート躯体 3 主桁 4 継手板 5 補強縦リブ 5a 補強フランジ 6 格子枠体 7 スキンプレート 8 補強リブ 9 継手ボルト 10 接合プレート 11 高力ボルト 12 シール材 13 主筋 14 配力筋 15 せん断補強筋 16 定着板 17 高力ボルト 18 コンクリート 19 荷重分散プレート A トンネル B 推進ジャッキ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 耕一 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−291795(JP,A) 実開 平4−46194(JP,U) 特許2614287(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/04 E21D 11/14

Claims (3)

    (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鋼製セグメ
    ントどうしを接合するセグメントの継手構造において、
    鋼製セグメントをトンネルの周方向に連続する複数の主
    桁とトンネルの軸方向に連続する複数の継手板とをそれ
    ぞれ有して構成するとともに、トンネルの周方向に隣接
    する鋼製セグメントどうしの接合部うち、引っ張りが作
    用する接合部においては主桁の端部どうしを高力ボルト
    摩擦接合し、圧縮が作用する接合部においては継手板ど
    うしをボルト接合してあることを特徴とするセグメント
    の継手構造。
  2. 【請求項2】 トンネルの周方向に隣接する鋼製セグメ
    ントどうしを接合するセグメントの継手構造において、
    鋼製セグメントの内側に複数の主筋をトンネルの周方向
    に沿って配筋し、複数のせん断補強筋を主筋に巻回する
    とともにその両端を主桁に連結して配筋した上にコンク
    リートを打設してなることを特徴とする請求項1記載の
    セグメントの継手構造。
  3. 【請求項3】 継手板の裏側に補強リブを複数突設して
    あることを特徴とする請求項1または2記載のセグメン
    トの継手構造。
JP10008606A 1998-01-20 1998-01-20 セグメントの継手構造 Expired - Lifetime JP3011170B2 (ja)

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JP4828286B2 (ja) * 2006-04-07 2011-11-30 新日本製鐵株式会社 セグメントの連結構造及び配置構造
KR102068320B1 (ko) * 2017-11-03 2020-01-20 홍예진 터널 시공용 모듈형 블록조립체와 이를 이용한 터널 시공방법

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