JP3801419B2 - Tunnel segment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの周方向及び軸方向に多数並べて互いに連結することによりトンネル内壁を形成可能で、複数の主桁と継手板とでスキンプレートを支持形成して成る箱形の金属製トンネル用セグメントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のトンネル用セグメント1としては、図10に示すように、スキンプレート2の厚みが全幅に亘って等厚に形成してあると共に、主桁3とスキンプレート2との接合部6が鋭角状に形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトンネル用セグメント1によれば、図10に示すように、主桁3とスキンプレート2との接合部6は鋭角状に形成されているため、トンネル用セグメント1に曲げ応力や土圧による応力がかかった場合、前記接合部6に応力が集中して挫屈し易くなるので、トンネル用セグメント1の幅を広くするときには応力集中による挫屈に耐えられるように、その幅が広くなればなるほどスキンプレート2の肉厚を全幅に亘って厚くしてその幅に応じた必要強度を確保する必要が生じていた。その結果、トンネル用セグメント1自体の重量が重くなるだけでなく、スキンプレート2を形成する材料が多く必要になるため材料コストが高くなるといった問題を生じていた。
【0004】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、トンネル用セグメントの幅を広くしたとしても、従来のトンネル用セグメントに比して、重量が重くなるのを抑制できると共に、材料コストが高くなるのを抑制できながらも、その幅に応じた必要強度を確保することができるトンネル用セグメントを提供するところにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項1の発明の特徴構成は図4に例示するごとく、トンネルの周方向Y及び軸方向に多数並べて互いに連結することによりトンネル内壁を形成可能で、複数の主桁3と継手板とでスキンプレート2を支持形成して成る箱形の金属製トンネル用セグメントであって、前記スキンプレート2における肉厚を、前記主桁3側ほど厚くなるように形成してあるところにある。
【0006】
請求項2の発明の特徴構成は図8,9に例示するごとく、前記スキンプレート2における肉厚を、前記継手板4側ほど厚くなるように形成してあるところにある。
【0007】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【0008】
〔作用及び効果〕
請求項1の発明により、前記スキンプレートにおける肉厚を、前記主桁側ほど厚くなるように形成してあるから、トンネル用セグメントの幅を広くしたとしても、その幅に応じた必要強度を確保するためにスキンプレートの肉厚を全幅に亘って厚くする必要はない。
つまり、主桁とスキンプレートとの接合部は、主桁側ほどスキンプレートにおける肉厚が厚くなるように形成すると鈍角状になるから、トンネル用セグメントに曲げ応力や土圧による応力がかかったとしても、前記接合部に応力を集中させることなくスムーズに流すことができるため、挫屈し難くすることができる。だから、トンネル用セグメントの幅を広くしたとしても、従来のもののようにスキンプレートの肉厚を全幅に亘って厚くする必要はなく、特に、主桁側から離れた位置におけるスキンプレートの肉厚を従来のものほど厚くしなくてもその幅に応じた必要強度を確保することができる。
その結果、従来のトンネル用セグメントに比して、重量が重くなるのを抑制できると共に、材料コストが高くなるのを抑制できながらも、その幅に応じた必要強度を確保することができるようになった。
【0009】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記スキンプレートにおける肉厚を、前記継手板側ほど厚くなるように形成してあるから、トンネル用セグメントの長さを長くしたとしても、その長さに応じた必要強度を確保するためにスキンプレートの肉厚を全長に亘って厚くする必要はない。
つまり、継手板とスキンプレートとの接合部は、継手板側ほどスキンプレートにおける肉厚が厚くなるように形成してあるから、トンネル用セグメントに曲げ応力や土圧による応力がかかったとしても、前記接合部に応力を集中させることなくスムーズに流すことができるため、挫屈し難くすることができる。だから、トンネル用セグメントの長さを長くしたとしても、従来のもののようにスキンプレートの肉厚を全長に亘って厚くする必要はなく、特に、継手板側から離れた位置におけるスキンプレートの肉厚を、従来のものほど厚くしなくてもその長さに応じた必要強度を確保することができる。
その結果、従来のトンネル用セグメントに比して、重量が重くなるのを抑制できると共に、材料コストが高くなるのを抑制できながらも、その長さに応じた必要強度を確保することができるようになった。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【0011】
図1〜4には、トンネルの周方向Y及び軸方向Xに多数並べて互いに連結することによりトンネル内壁を形成可能で、複数の主桁3と継手板4とでスキンプレート2を支持形成して成る箱形の金属製(具体的には、ダクタイル鋳鉄製)のトンネル用セグメント1が示されている。
【0012】
前記トンネル用セグメント1(以下セグメントと略称する)は、図1に示すように、第1セグメント11、第2セグメント12、第3セグメント13の3種類の形状の異なったものから成り、これらをトンネルの周方向Y及び軸方向Xに並べて互いにボルト連結することによりトンネルリングTRを構築する。
【0013】
前記第1セグメント11は、図1(イ)に示すように、平面視矩形形状に形成されると共に、トンネル周方向Yに沿って湾曲した形状を有しており、第1セグメント11の端部のうちトンネル周方向Y側の両端部に設けた、隣接する第2セグメント12と連結するための突合せ面T1の面方向を、トンネルの径方向と一致させた面方向に形成してある。
【0014】
前記第2セグメント12には、図1(ロ)、(ハ)に示すように、第2右セグメント12Rと第2左セグメント12Lの2種類のものがあり、第2右セグメント12Rと第2左セグメント12Lは左右対称形状に形成されており、夫々、その1辺が立坑側に向かうほど広がった平面視台形形状に形成されると共に、トンネル周方向Yに沿って湾曲した形状を有しており、第2セグメント12のトンネル周方向Y側の両端部のうち、第1セグメント11に隣接して第1セグメント11と連結する突合せ端部を、トンネルの径方向と一致させた突合せ面T1に形成すると共に、第2セグメント12をトンネルリングTRとして構築した場合に第3セグメント13に隣接して第3セグメント13と連結する第2セグメント12の突合せ端部を、第3セグメント13の突合せ面T2に対応する形状に形成して構成してある。
【0015】
前記第3セグメント13は、図1(ニ)に示すように、トンネル周方向Yに沿って湾曲した形状を有していると共に、トンネル周方向Yで隣接する第2右セグメント12Rと第2左セグメント12Lに対向する2辺の突合せ面T2が、夫々の第2セグメント12における突合せ面T2に沿って立坑側に向かうほど狭くなる平面視台形形状に形成されるている。
【0016】
セグメント同士の連結は以下のようにして行われる。
図2に示すように、まず、下方に3個の第1セグメント11同士を配置して夫々を連結固定する。
次に、前記複数の連結した第1セグメント11に続いてその右側に第2右セグメント12Rを連結固定すると共に、その左側に第2左セグメント12Lを連結固定する。
そして、図2,3に示すように、第2右セグメント12Rと第2左セグメント12L同士によって形成されている上方空間に第3セグメント13を下方から上方へ押し上げて挿入し、その後トンネル軸芯方向Xへの切羽側から立坑側への押し込み操作により第3セグメント13をセットし、隣接する第2右セグメント12Rと第2左セグメント12Lに対して互いを連結固定してトンネルリングTRを形成する。
前記セグメント1同士の連結は、その隣接する突合せ面T1,T2夫々に設けたボルト孔にボルトを挿通して締め付け固定することにより互いを連結する。
尚、図3における紙面の上方向を立坑側、下方向を切羽側としている。
【0017】
図1に示すように、前記各セグメント1は、スキンプレート2のトンネル径方向内側に、トンネル周方向Yに延在する複数の主桁3(本実施形態では4主桁を示している。)と、隣接するセグメント1と連結するための突合せ面T1,T2を形成する継手板4と、複数の主桁3間にトンネル軸芯方向Xに延在する複数の補強リブ5とにより箱形形状に支持形成されている。
【0018】
そして、前記スキンプレート2の形状は、図4に示すように、主桁3同士の略中間部から徐々に主桁3側ほど厚くなる傾斜面7 を有した肉厚形状に形成してある。これだと、主桁3とスキンプレート2との接合部6が鈍角状になるためセグメント1に曲げ応力や土圧による応力がかかったとしても、接合部6に応力を集中させることなくスムーズに流すことができるため、挫屈し難くすることができる。よって、幅の広いセグメント1を形成する際において、従来のもののようにスキンプレート2の肉厚を全幅に亘って厚くする必要がなくなるため、従来のセグメント1に比して、その重量が重くなるのを抑制できると共に、材料コストが高くなるのを抑制できながらも、その幅に応じた必要強度を確保することができる。
【0019】
〔別実施形態〕
以下に他の実施形態を説明する。
〈1〉主桁3側ほど厚くなるスキンプレート2の形状は先の実施形態で説明した主桁3同士の略中間部から徐々に厚くなるものに限るものではなく、例えば、図5に示すように、主桁3同士の略中間部よりも主桁3寄りから徐々に主桁3側ほど厚くなる傾斜面7を有した肉厚形状に形成したものであっても良い。
〈2〉主桁3側ほど厚くなるスキンプレート2の形状は、上記構成に限るものではなく、例えば、図6に示すように、主桁3同士の略中間部よりも主桁3寄りから徐々に主桁3側ほど厚くなる複数の傾斜面7(本実施形態では2段)を有した肉厚形状に形成したものであっても良い。尚、傾斜面を形成する段数は上記構成に限定されることなく任意である。
〈3〉主桁3側ほど厚くなるスキンプレート2の形状は、上記構成に限るものではなく、例えば、図7に示すように、主桁3側ほど厚くなる曲面8を有した肉厚形状に形成したものであっても良い。
〈4〉スキンプレート2の形状は先の実施形態で説明した主桁側ほど厚くなるものに限るものではなく、例えば、図8に示すように、継手板4側ほど徐々に厚くなる傾斜面7を有した肉厚形状に形成したものであっても良い。これだと、継手板4とスキンプレート2との接合部6が鈍角状になるためセグメント1に曲げ応力や土圧による応力がかかったとしても、接合部6に応力を集中させることなくスムーズに流すことができるため、挫屈し難くすることができる。よって、長さの長いセグメント1を形成する際において、従来のもののようにスキンプレート2の肉厚を全幅に亘って厚くする必要がなくなるため、従来のセグメント1に比して、その重量が重くなるのを抑制できると共に、材料コストが高くなるのを抑制できながらも、その幅に応じた必要強度を確保することができる。
また、図9に示すように、スキンプレート2の肉厚は、補強リブ5側ほど厚くなる傾斜面7(又は曲面8)を有して形成されたものであっても良い。これだと、さらに曲げ応力や土圧による応力に対するセグメント強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントを示す底面図
【図2】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントの組み付け状態を示す正面図
【図3】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントの組み付け状態を示す説明図
【図4】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントの拡大縦断側面図
【図5】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントの拡大縦断側面図
【図6】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントの拡大縦断側面図
【図7】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントの拡大縦断側面図
【図8】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントの要部拡大縦断正面図
【図9】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントの要部拡大縦断正面図
【図10】従来のトンネル用セグメントの縦断側面図
【符号の説明】
1 トンネル用セグメント
2 スキンプレート
3 主桁
4 継手板
Y 周方向
X 軸方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is for a box-shaped metal tunnel in which a tunnel inner wall can be formed by connecting a large number in the circumferential direction and the axial direction of the tunnel and connecting each other, and a skin plate is supported by a plurality of main girders and joint plates. Regarding segments.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described
[0004]
Therefore, the object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and to suppress the increase in weight as compared with the conventional tunnel segment even when the width of the tunnel segment is widened, and the material cost is high. The present invention is to provide a tunnel segment that can secure the necessary strength according to the width of the tunnel while suppressing the above.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
〔Constitution〕
As shown in FIG. 4, the characteristic configuration of the invention of
[0006]
The characteristic configuration of the invention of
[0007]
In addition, as mentioned above, although the code | symbol was written in order to make contrast with drawing convenient, this invention is not limited to the structure of an accompanying drawing by this entry.
[0008]
[Action and effect]
According to the invention of
In other words, the joint between the main girder and the skin plate becomes obtuse when the thickness of the skin plate is increased toward the main girder, so that the tunnel segment is subjected to stress due to bending stress or earth pressure. However, since it can flow smoothly without concentrating stress on the joint, it can be made difficult to buckle. Therefore, even if the width of the tunnel segment is widened, it is not necessary to increase the thickness of the skin plate over the entire width as in the conventional case. Especially, the thickness of the skin plate at a position away from the main girder side is not required. Even if it is not as thick as the conventional one, the required strength according to the width can be ensured.
As a result, it is possible to suppress the increase in weight compared to the conventional tunnel segment and to ensure the necessary strength according to the width while suppressing the increase in material cost. became.
[0009]
According to the invention of
In other words, the joint between the joint plate and the skin plate is formed so that the thickness of the skin plate becomes thicker toward the joint plate side, so even if bending stress or stress due to earth pressure is applied to the tunnel segment, Since it can flow smoothly without concentrating stress on the joint, it can be made difficult to buckle. Therefore, even if the length of the tunnel segment is increased, it is not necessary to increase the thickness of the skin plate over the entire length as in the conventional case, especially the thickness of the skin plate at a position away from the joint plate side. The required strength according to the length can be ensured without increasing the thickness of the conventional one.
As a result, it is possible to suppress the increase in weight as compared with the conventional tunnel segment and to ensure the necessary strength according to the length while suppressing the increase in material cost. Became.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the parts denoted by the same reference numerals as those in the conventional example indicate the same or corresponding parts.
[0011]
1-4, the inner wall of the tunnel can be formed by connecting a large number in the circumferential direction Y and the axial direction X of the tunnel, and the
[0012]
As shown in FIG. 1, the tunnel segment 1 (hereinafter abbreviated as a segment) is composed of three different shapes, ie, a
[0013]
As shown in FIG. 1A, the
[0014]
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
[0015]
As shown in FIG. 1 (d), the
[0016]
The segments are connected as follows.
As shown in FIG. 2, first, the three
Next, the second
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
In addition, the upper direction of the paper surface in FIG. 3 is the shaft side, and the lower direction is the face side.
[0017]
As shown in FIG. 1, each
[0018]
As shown in FIG. 4, the
[0019]
[Another embodiment]
Other embodiments will be described below.
<1> The shape of the
<2> The shape of the
<3> The shape of the
<4> The shape of the
Moreover, as shown in FIG. 9, the thickness of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom view showing a tunnel segment according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing an assembled state of the tunnel segment according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing an assembled state of a tunnel segment. FIG. 4 is an enlarged vertical side view of a tunnel segment according to an embodiment of the invention. FIG. 5 is an enlarged vertical side view of a tunnel segment according to another embodiment of the invention. 6 is an enlarged longitudinal side view of a tunnel segment according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged longitudinal side view of a tunnel segment according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a tunnel segment according to another embodiment of the present invention. Fig. 9 is an enlarged vertical front view of a main part of a tunnel segment according to another embodiment of the present invention. Fig. 10 is a conventional tunnel segment. Longitudinal side view of a cement EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
1
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