JP3074687U - セグメントの定着部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネルライニング用コンクリートセグメン
ト１の周方向をＰＣ鋼材によって一体に緊張組立する場
合のＰＣ鋼材の定着部の構造を提供する。 【解決手段】 内部にコンクリート１２を充填した、横
断面が角形、長円形、又は円形である鋼製の短管１０か
らなり、両端面を露出させてセグメント内周側コンクリ
ート内に埋設して用いるもので、シース３内を通るセグ
メントの周方向締めＰＣ鋼材を交差貫通させて短管１０
の両端の支圧板１３に定着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、セグメントの定着部構造に関し、さらに詳しくはトンネルライニン グ用コンクリートセグメントの周方向をＰＣ鋼材によって一体に緊張組立する場 合のＰＣ鋼材の定着部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、円形断面、角形断面等のトンネルライニング用コンクリートセグメント の周方向継手は、隣り合うセグメント同士の接続部に切欠を設け、この切欠内に 鋼製の継手部材を埋め込んでおき、この継手部材をボルトナット等によって結合 して組み立てるのが通常であった。このような周方向継手は、隣接部同士を接続 するものであって、例えばフープテンションを負担させる必要があるトンネル、 外圧を受ける角形トンネル等では十分な強度を持たせることが困難であった。こ れに対し、セグメントの周方向をＰＣ鋼材でまとめて締め付けて組み立てる技術 はセグメントにプレストレスを導入することができ、内圧を受ける圧力配管、外 圧を受けるトンネルライニング等に適している。このようなセグメントの周方向 継手をＰＣ鋼材を用いて緊張して組み立てる場合、ＰＣ鋼材の定着部の構造は、 例えば、屋外設置のタンクとか、カルバート等では、外周の一部にピラスター等 のＰＣ鋼材定着部を設けて、ＰＣ鋼材を交差させて緊張することができるが、ト ンネルライナセグメント等では、外周側を利用することができないので、内周側 にＰＣ鋼材の定着部を設けなければならない。この場合、内周側にＰＣ鋼材の定 着部が突出することは好ましくないので、内周側のコンクリート内に定着部を設 ける必要がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

セグメント内面コンクリート内に定着部を設けると、定着部近傍のコンクリー トの割裂等を防止するために複雑で強力な配筋を要し、セグメントの厚みを大き くする必要があるなど実用的でない。また、隣接セグメントとの当接部近傍に切 欠等を設けてＰＣ鋼材の定着部を設けることもできるが、定着版を設置する凹部 周囲のコンクリートに引っ張り力が作用する部分が生ずるので、上記と同様の複 雑な強力な配筋構造等を必要とし、セグメントが必要以上に厚くなると言う問題 がある。

【０００４】 本考案は上記問題点を解決したセグメントの定着部構造の構造を開発し、これ を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記問題点を解決するためになされたもので、その技術手段は、両 端面を露出させてセグメント内周側コンクリート内に埋設され内部にコンクリー トを充填した鋼製の短管からなり、セグメントの周方向締めＰＣ鋼材を交差貫通 させて定着する支圧板を両端に備えたことを特徴とするセグメントの定着部構造 である。本考案者はこの定着部構造を「合成鋼管定着体」又は「補剛定着部」と 命名した。

【０００６】 本考案の定着部構造は、 （１）内部にコンクリートを充填した鋼製の短管である。この短管内に充填され るコンクリートは、モルタルで代替することもできる。 （２）両端面を露出させてセグメント内周側コンクリート内に埋設されるもので ある。露出部はセグメントのコンクリートに切欠を設けてセグメント内周面に露 出させている。 （３）短管の内部に、ＰＣ鋼材をそれぞれ挿通するシースを備え、ＰＣ鋼材の端 部を互いに反対側の支圧面にそれぞれ定着する支圧板を両端に備えている。ＰＣ 鋼材の定着によって短管内に充填したコンクリートに加わる圧縮力は鋼製の短管 のフープテンションによって好適に支持される。

【０００７】 本考案定着部を形成する短管は、ＰＣ鋼材を緊張したとき、両端の支圧面で大 きな圧縮力を支持する。ＰＣ鋼材を緊張したときの緊張力は短管の両端の支圧面 に作用し、左右互いにバランスしてこの定着部構造体内で支持される。従って、 本考案の定着部構造を用いることによって、ＰＣ鋼材の定着部近傍のセグメント 自身のコンクリートに鉄筋による格別な強化部を設ける必要がなく、不必要なセ グメント厚さの増加を防止することができる。またこの定着部をセグメントの中 央部に設けることによって、セグメントの端部に余分な強化構造を設ける必要が ない。

【０００８】 本考案の定着部の設置数は、セグメントの規模によって決定するとよい。この 定着部は周方向を一周するＰＣ鋼材を１個所で緊張するようにしてもよく、周方 向を複数本のＰＣ鋼材に分けて締めることとし、一周に対して複数位置に定着部 を設けてもよい。

【０００９】 前記短管は横断面形状を限定されないが、角形、台形、長円形、又は円形とす ると製作が容易で、取り扱いが便利であり、好ましい。特に円形断面として内部 にコンクリートを充填した短管は短管が大きなフープテンションを負担し、コン クリートを強化することができる。短管は湾曲管とすることもできる。

【００１０】 また、前記短管内のシースはセグメント内のシースより小さい曲率半径を有す るように形成し、ＰＣ鋼材の定着面は短管内のシースの端面に直角に形成すると よい。こうすることによって、ＰＣ鋼材を緊張するとき、緊張用ジャッキの配置 が容易となると共に、支圧面を露出するために設けるセグメントの切欠の大きさ を小さくすることができる。また、ＰＣ鋼材を緊張するとき、短管をセグメント に押し付ける方向の力が働き、短管がセグメントから浮き上がる作用が無くなり 好適である。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。図１は本考案の実施例の セグメントの定着部構造を示す側面図、図２はその平面図、図３は図１のＡ−Ａ 矢視図、図４は図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。角形断面の短管１０は角鋼管１ １から成り、セグメント１の内周面２からセグメント１の内部に埋設されて配置 されている。角鋼管１１は内部にコンクリート１２を充填しており、その両端面 には支圧板１３が取り付けられている。セグメント内に配設されている２本のシ ース３は、短管１０内を貫通して交差しており、それぞれ短管１０の両端面の支 圧板１３にシース３の端部４が開口している。図３は端面を示す図である。シー ス３の端部近傍には、グラウト注入管５が取り付けられている。シース３は短管 １０内で、曲率半径を小さくし、セグメント内側に向くように軸線が曲がってい る。そして短管１０の支圧板１３は、シースの開口面に直角に設けられている。 支圧板１３は、図１に示すように、ＰＣ鋼材緊張用のジャッキの取付が容易にな るように傾いている。例えば、セグメント内のシースの曲率半径が１８５０ｍｍ のとき、シースの端部の曲率半径を８００ｍｍとし、支圧板１３はその交角αが ５０度の傾きを有している。この支圧板１３のジャッキ取り付け部はセグメント １に切欠６を設けている。図２に示すように、短管１０内で交差するシース３は 、平面的に中心線の位置がずれている。

【００１２】 図５、図６は緊張ジャッキ２０でＰＣ鋼材２１を緊張する工程を示すもので、 図５は側面図、図６は平面図である。ＰＣ鋼材２１は定着具２２を通して緊張さ れ、定着具２２に定着される。定着具２２は最終的にコンクリート内部に埋設さ れる。図７は短管１０の平面図である。緊張ジャッキ２０でＰＣ鋼材２１を緊張 するとき、左右のジャッキの中心線がずれているために、短管１０はその中心線 の位置ずれ量ｅと緊張力Ｐとの積（Ｐ×ｅ）の回転モーメントを受ける。これに 対向するための引っ張り鉄筋１５を短管の外面に具備している。この引っ張り鉄 筋１５はセグメント１内に埋設されている。

【００１３】 図８は図１とは別の実施例の側面図、図９はそのＣ−Ｃ矢視図、図１０はＤ− Ｄ矢視図、図１１はＥ−Ｅ矢視図である。この短管１０は、図９〜１１に示すよ うに長円形の横断面を有する長円形鋼管１６である。長円の広がった断面の内部 に支持材１７を有している。短管内にはコンクリートが充填されており、シース ３が長円形鋼管内に互いに交差して設けられて両側の支圧板１３にそれぞれ開口 している。

【００１４】 図１２〜１４は、短管１０を円形鋼管としたものである。図１２は短管１０の 斜視図である。短管１０の内部に無収縮高強度コンクリート１９を充填し、この コンクリートの端面の支圧板にＰＣ鋼材２１を定着具２２で定着した状態を示し ている。図１５に示すようにＰＣ鋼材の緊張力Ｐが作用したとき、これに対して 、鋼製短管１０に発生するフープテンションＴが抵抗し、フープテンションＴと 緊張力Ｐとの作用により短管１０は３軸圧縮状態になる。このため、定着部コン クリート１９が強化され、この簡単な構造により定着部コンクリート１９の圧縮 破壊や割裂等を生じない。図１３は図１２の平面図で、ジャッキを作用させるセ グメントのコンクリート切欠６を示している。図１４には、短管１０が曲げ加工 によって軸線を曲線とした曲管である例を示しており、切欠６中に定着具２２が 埋設された状態を示したものである。

【００１５】 図１６はトンネルの断面形状が角形の例を示すものである。周方向を締めるＰ Ｃ鋼材はトンネルの上半分と下半分に分かれており、定着部はトンネルの両側壁 に設けられて、それぞれ短管１０が埋設されている。図１７は、上下辺がアーチ 状（弧状）をなす角形トンネルの例である。この例も図１６と同様に定着部は両 側壁に設けられている。図１８は、図１６、図１７の定着部の短管１０の例を示 す斜視図で、３個の短管１０が並列に設けられ、引っ張り鉄筋１５で連結されて いる例を示したものである。

【００１６】

【考案の効果】

本考案のセグメントの定着部構造は以上のように構成されているので、セグメ ントの周緊張ＰＣ鋼材の定着部を、セグメント自身のコンクリートに格別な鉄筋 構造や肉厚増加を設けることなく、容易に設定することができるという極めて優 れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】緊張工程の側面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】短管１０の平面図である。

【図８】別の実施例の側面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ矢視図である。

【図１０】図８のＤ−Ｄ矢視図である。

【図１１】図８のＥ−Ｅ矢視図である。

【図１２】別の実施例の斜視図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【図１４】短管が曲管である例を示す説明図である。

【図１５】フープテンションの説明図である。

【図１６】角形断面のトンネルの例を示す断面図であ
る。

【図１７】上下辺をアーチ状にした角形断面のトンネル
の例を示す断面図である。

【図１８】実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ 内周面 ３ シース ４ 端部 ５ グラウト注入管 ６ 切欠 １０ 短管 １１ 角鋼管 １２ コンクリート １３ 支圧板 １５ 引っ張り鉄筋 １６ 長円形鋼管 １７ 支持材 １８ 円形鋼管 １９ コンクリート ２０ 緊張ジャッキ ２１ ＰＣ鋼材 ２２ 定着具

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両端面を露出させてセグメント内周側コン
   クリート内に埋設され内部にコンクリートを充填した鋼
   製の短管からなり、セグメントの周方向締めＰＣ鋼材を
   交差貫通させて定着する支圧板を両端に備えたことを特
   徴とするセグメントの定着部構造。
2. 【請求項２】 前記短管は横断面が角形、長円形、又は
   円形であることを特徴とする請求項１記載のセグメント
   の定着部構造。
3. 【請求項３】 前記短管は湾曲管であることを特徴とす
   る請求項１又は２記載のセグメントの定着部構造。