JP3330664B2 - トンネル覆工用セグメント - Google Patents

トンネル覆工用セグメント

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JP3330664B2
JP3330664B2 JP07250993A JP7250993A JP3330664B2 JP 3330664 B2 JP3330664 B2 JP 3330664B2 JP 07250993 A JP07250993 A JP 07250993A JP 7250993 A JP7250993 A JP 7250993A JP 3330664 B2 JP3330664 B2 JP 3330664B2
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一博 小林
宗孝 大関
博英 橋本
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石川島建材工業株式会社
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多数連結させてトンネ
ル壁として構成されるトンネル覆工用セグメントに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のトンネル工法は、シールドマシン
によって地盤を掘削しながら、その後方で、円弧版状の
セグメントを順次据え付けて円筒状のトンネル壁体を構
築していく、いわゆるシールド工法が一般的になってき
ている。セグメントは、コンクリート製とスチール製に
大別されるが、シールドマシンの推進は、既設のセグメ
ントによるリングに反力をとってジャッキ推進させる関
係上、その推進のさせ方によってセグメントの種類を変
える場合がある。たとえば急カーブの部分であると、カ
ーブの外側のセグメントのみに反力をとってシールドマ
シンを旋回させながら推進させていくので、外側には圧
縮力が、内側にはその反動で引張り力が働く。コンクリ
ートは一般に圧縮に強く引張りには弱いので、外側にコ
ンクリート製のセグメントを、また内側には引張りに強
いスチール製を据え付けるといったことで対処してい
る。
【0003】ちなみに、コンクリート製のセグメント
は、型枠内に鉄筋を配してコンクリート打設して、また
スチール製のセグメントは、スチール板からなる各一対
の主桁および端版を溶接して四方の枠組みをし、外周面
側に円弧版状のスキンプレートを溶接することにより、
それぞれ製造されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、急カーブで
あればあるほど、セグメント(リング)の幅を小さくす
る必要があるとともに、必要に応じてトンネル長手方向
の接合端面を斜めに設定する場合があるが、このような
特殊なセグメントをコンクリートで製造するには型枠か
ら新たなものにしなければならないので、手間とコスト
がかかって非効率である。この点、スチール製のセグメ
ントの場合はスチール板を組んで溶接により一体化させ
ればよいので、コンクリート製よりは製造上有利ではあ
るものの、据え付け後には、内周面側の内部をコンクリ
ートで埋める二次覆工が必要であるといった施工上の非
効率性を有している。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、コンクリート製とスチール製双方の有利な点を
兼ね備え、特に急カーブの部分に好適なトンネル覆工用
セグメントを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のトンネル覆工用
セグメントは、上記目的を達成するためになされたもの
であって、請求項1においては、円弧状に延びるスチー
ル製の一対の主桁を互いに平行に対向させて配し、その
両端を、互いに平行に対向させた一対のスチール製の端
版でそれぞれ連結して円弧版状の枠体を組み、前記一対
の主桁間に、主桁よりも高さの低いスチール製のリブを
主桁の高さ方向中央に位置させた状態で掛け渡して主桁
の一対のリブの間に継手ボルトの挿通孔をそれぞれ設
け、前記リブの上下にスチール製の円弧版状のメッシュ
を張り、前記枠体の内部に、コンクリートを打設してな
ることを特徴としている。
【0007】また、請求項2においては、円弧状に延び
るスチール製の一対の主桁を互いに平行に対向させて配
し、その両端を、互いに平行に対向させた一対のスチー
ル製の端版でそれぞれ連結して円弧版状の枠体を組み、
前記一対の主桁間に、主桁よりも高さの低いスチール製
のリブをその上端を主桁の上端よりも下げた状態で掛け
渡して主桁の一対のリブの間に継手ボルトの挿通孔をそ
れぞれ設け、前記リブの上にスチール製の円弧版状のメ
ッシュを張り、前記枠体の外周面側に円弧版状のスキン
プレートを張って前記主桁および端版に固着し、前記枠
体の内部に、コンクリートを打設してなることを特徴と
している。
【0008】
【作用】本発明の請求項1、2のトンネル覆工用セグメ
ントによれば、スチール製の枠体の内部にコンクリート
を打設して構成されてなることから、コンクリート製と
スチール製双方の利点を兼ね備え、すなわち圧縮はコン
クリートで、引張りはスチールで受けることにより双方
の力に対して充分な強度を有し、その結果、トンネルの
急カーブの部分に好適である。また、製造するには、予
め組んだ枠体の内部にコンクリートを打設すればよく、
このため複雑な構成の特殊な型枠を必要とせず安価に製
造できる。また、単なるスチール製のセグメントとは異
なり、内周面がコンクリートで予め仕上げられるので、
二次覆工を必要としない施工上の利点を有する。
【0009】また、主桁間にリブを掛け渡すことによ
り、強度の向上と変形が抑えられる。 その上、継手ボル
トの挿通孔が一対のリブの間にそれぞれ設けられている
ので、リング間接合の引っ張り強度が高められる。ま
た、各リブの上または上下にスチール製の円弧版状のメ
ッシュを張っているので、コンクリートの欠落が防止さ
れる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1および図2は本発明の第1実施例のセグメン
ト10を示している。このセグメント10は、円弧状に
延びるスチール製の一対の主桁11が互いに平行な状態
で対向して配され、これら主桁11の両端が、互いに平
行に対向された一対のスチール製の端版12でそれぞれ
連結されて円弧版状の枠体13が組まれ、この枠体13
の内部に、コンクリート14が打設されて構成されてい
る。なお、図1は完成状態のセグメント10、図2はコ
ンクリート14を打設する前の状態をそれぞれ示してい
る。
【0011】このセグメント10においては、一対の主
桁11間に、スチール板からなる複数のリブ15が、セ
グメント10の径方向に沿う状態で等間隔をおいて架け
渡されている。これらリブ15の高さは、主桁11の高
さよりも低く、主桁11の高さ方向中央に配され、各リ
ブ15の上下にはスチール製の円弧版状のメッシュ16
が張られている。また、主桁11のリブ15の間および
リブ15と端版12との間の部分および端版12の適宜
位置には、継手ボルトの挿通孔11a、12aがそれぞ
れ設けられ、コンクリート14の挿通孔11a、12a
周辺には、図4にも示すように、継手凹所14aが形成
されている。なお、スチール製の各構成要素の接続は、
溶接によってなされている。
【0012】なお、図5は継手構造の変形例で、コンク
リート14の幅方向片側には、主桁11の挿通孔11a
に連続するインサート金具18が埋設されている。
【0013】上記セグメント10は、枠体13にリブ1
5を接続し、リブ15にメッシュ16を張った後、図3
に示すように、型枠台17上に枠体13の内周面側をセ
ットして枠体13内にコンクリート14を打設すること
により、効率的に製造することができる。
【0014】次に、図6ないし図7を参照して本発明の
第2実施例を説明する。第2実施例のセグメント20
は、円弧状に延びるスチール製の一対の主桁21が互い
に平行に対向する状態で配され、これら主桁21の両端
が、互いに平行に対向させた一対のスチール製の端版2
2でそれぞれ連結されて円弧版状の枠体23が組まれ、
この枠体23の外周面側に、円弧版状のスキンプレート
24が張られ、枠体23の内部に、コンクリート25が
打設されて構成されている。なお、図6は完成状態のセ
グメント20、図7はコンクリート25を打設する前の
状態をそれぞれ示している。
【0015】このセグメント20においては、一対の主
桁21間に、主桁21よりも高さの低いスチール板から
なる一対のリブ26が、その上端を主桁21の上端より
も下げた状態で(ここでは、前記円弧版状の枠体23の
外周面側を下側、同枠体23の内周面側を上側とす
る)、しかもセグメント20の径方向に沿う状態で、か
つ等間隔をおいて複数組(この場合3組)架け渡されて
いる。これらリブ26は主桁21とスキンプレート24
とに接続されている。また、端版22とスキンプレート
24にわたって一対の補強板27が複数組(この場合2
組)接続されている。各リブ26のセグメント20にお
ける内周面側(リブ26の上側)には、スチール製の円
弧版状のメッシュ28が張られている。また、主桁21
の一対のリブ26の間および端版22の一対の補強板2
7の間には、継手ボルトの挿通孔21a、22aがそれ
ぞれ設けられ、コンクリート25の挿通孔21a、22
a周辺には、継手凹所25aが形成されている。なお、
スチール製の各構成要素の接続は、溶接によってなされ
ている。
【0016】次に、図8を参照して本発明の第3実施例
を説明する。第3実施例のセグメント30は、上記第2
実施例のセグメント20におけるリブ26に代えて、主
桁21と24スキンプレートとにわたり、一対のガセッ
ト31が複数組固着されている。
【0017】さて、上記各実施例のセグメント10、2
0、30によれば、スチール製の枠体13、23内にコ
ンクリート14、25を打設してなる構成であることか
ら、従来のコンクリート製とスチール製双方の利点を兼
ね備えている。すなわち、圧縮はコンクリート14、2
5で、引張りは枠体13、23で受けることになり、し
たがって、トンネルの急カーブの部分に好適なセグメン
トである。
【0018】また、製造するにあたっては、予め枠体1
3、23を組んでからリブ15、26等を設けた後、枠
体13、23の内部にコンクリート14、25を打設す
ればよく、したがって複雑な構成の特殊な型枠を必要と
せず安価に製造できる。特に第3実施例のセグメント3
0の場合、図9に示すように、ガセット31の主桁21
に対する端面の角度を任意に設定して主桁21に傾きを
持たせることにより、トンネル長手方向の接合端面を斜
めに設定することが容易に可能で、急カーブの部分に好
適なセグメントとして構成できる。また、コンクリート
14、25を打設した際にその圧力で主桁21を外側に
広がろうとする力は、リブ15、26あるいはガセット
31で抑えられ、セグメント10、20、30が変形す
るおそれがない。
【0019】さらに、各セグメント10、20、30に
おいては、単なるスチール製のセグメントとは異なり、
内周面がコンクリート14、25で予め仕上げられてい
るので、二次覆工を必要としない施工上の利点もある。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項
1、2のトンネル覆工用セグメントによれば、スチール
製の枠体の内部にコンクリートを打設して構成されてい
るなることから、コンクリート製とスチール製双方の利
点を兼ね備え、すなわち圧縮・引張り双方の力に対して
充分な強度を有し、その結果、トンネルの急カーブの部
分に好適である。また、製造するにあたっては、予め組
んだ枠体の内部にコンクリートを打設すればよく、この
ため複雑な構成の特殊な型枠を必要とせず安価に製造で
きる。また、単なるスチール製のセグメントとは異な
り、内周面がコンクリートで予め仕上げられるので、二
次覆工を必要としない施工上の利点を有する。また、主
桁間にリブを架け渡すことにより、強度の向上と変形が
抑えられる効果がある。その上、継手ボルトの挿通孔が
一対のリブの間にそれぞれ設けられているので、リング
間接合の引っ張り強度が高められる。
【0021】また、一対の主桁間に掛け渡すリブを、主
桁よりも高さの低いものとし、このリブを主桁の高さ方
向中央に位置させ、リブの上下の空いた隙間にスチール
製の円弧版状のメッシュを張ったり、主桁よりも高さの
低いスチール製のリブをその上端を主桁の上端よりも下
げて位置させ、リブの上の空いた隙間にスチール製の円
弧版状のメッシュを張ったりしているから、該スチール
製のメッシュを、スペーサ等特別な部材を用いることな
く円弧版状の枠体の表面より若干下がった最適位置に配
置することができる。また、このスチール製のメッシュ
をコンクリート中に配置させることによって、打設時の
グリーン状のコンクリートが低い位置に流れたり、固化
後に表面のひび割れや欠落するのを防止できる、という
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のセグメントのコンクリー
トを打設する前の状態を示す斜視図である。
【図2】同実施例のセグメントの斜視図である。
【図3】同実施例のセグメントの製造方法の一例を示す
側面図である。
【図4】同実施例のセグメントの断面図である。
【図5】同実施例のセグメントの変形例の断面図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例のセグメントのコンクリー
トを打設する前の状態を示す斜視図である。
【図7】同実施例のセグメントの斜視図である。
【図8】本発明の第3実施例のセグメントの断面図であ
る。
【図9】同実施例の変形例の断面図である。
【符号の説明】
10、20、30 セグメント 11、21 主桁 12、22 端版 13、23 枠体 14、25 コンクリート 15、26 リブ 31 ガセット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 安藤 勝治 審判官 中田 誠 審判官 鈴木 憲子 (56)参考文献 特開 昭55−16133(JP,A) 実開 昭49−87743(JP,U) 実開 昭55−118100(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円弧状に延びるスチール製の一対の主桁
    を互いに平行に対向させて配し、その両端を、互いに平
    行に対向させた一対のスチール製の端版でそれぞれ連結
    して円弧版状の枠体を組み、前記一対の主桁間に、主桁
    よりも高さの低いスチール製のリブを主桁の高さ方向中
    央に位置させた状態で掛け渡して主桁の一対のリブの間
    に継手ボルトの挿通孔をそれぞれ設け、前記リブの上下
    にスチール製の円弧版状のメッシュを張り、前記枠体の
    内部に、コンクリートを打設してなることを特徴とする
    トンネル覆工用セグメント。
  2. 【請求項2】 円弧状に延びるスチール製の一対の主桁
    を互いに平行に対向させて配し、その両端を、互いに平
    行に対向させた一対のスチール製の端版でそれぞれ連結
    して円弧版状の枠体を組み、前記一対の主桁間に、主桁
    よりも高さの低いスチール製のリブをその上端を主桁の
    上端よりも下げた状態で掛け渡して主桁の一対のリブの
    間に継手ボルトの挿通孔をそれぞれ設け、前記リブの上
    にスチール製の円弧版状のメッシュを張り、前記枠体の
    外周面側に円弧版状のスキンプレートを張って前記主桁
    および端版に固着し、前記枠体の内部に、コンクリート
    を打設してなることを特徴とするトンネル覆工用セグメ
    ント。
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