JP3865463B2

JP3865463B2 - Steel segment fitting method

Info

Publication number: JP3865463B2
Application number: JP17774797A
Authority: JP
Inventors: 隆正福田; 剛弘埜; 吉生安部; 浩透武者
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: JPH116399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製セグメントの継手方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
比較的小断面のシールドトンネルを複数本ならべて施工し、それらの間を連結してコンクリートを打設してトンネル外郭部を構築し、その後に内部断面を掘削して大断面のトンネルを構築する工法が開発されている。
このような工法以外にも、セグメント主桁をＲＣ部材の引張鋼材として使用する構造が開発されている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
従来はセグメントの連結に短いボルトを使用して行っているが、そのような短いボルトを使用した場合、引張接合では全断面引張応力状態に対して構造的な弱点となる可能性があった。
すなわち全断面引張状態となると、引張応力はすべて短ボルトのみで伝達することになる。
しかし短ボルトはエンドプレートを直接締結するため、引張鋼材となった場合には変形性能が小さい。その結果、局部応力集中による脆弱的な破壊が生じる可能性があった。
また、主桁が全断面引張応力状態となった際には、エンドプレートの曲げ剛性が小さいため、てこ反力により短ボルトの引張力分担率にばらつきが生じてしまう。
【０００４】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、引張に対して十分な耐力を持つ、鋼製セグメントの継手方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の鋼製セグメントの継手方法は比較的小断面のシールドトンネルを複数本ならべて施工し、それらの間を連結してコンクリートを打設してトンネル外郭部を構築し、その後に内部断面を掘削して大断面のトンネルを構築する工法において、鋼製のセグメントを使用し、小断面のトンネルを構築する際には鋼製セグメント間を短ボルトによる接合を行い、大断面のトンネルを構築する際には、セグメント内部にトンネル軸と平行方向にアンカープレートを位置させ、曲げ応力を受けていない地山側の短ボルトを順次解除し、曲げに対して抵抗している内側の短ボルトは残しておき、解除したボルト穴を利用して、両アンカープレートの間を長いＰＣ鋼棒で貫通して連結し、セグメントの端面板とアンカープレートの間には非収縮性モルタルを充填して構成した鋼製セグメントの継手方法を特徴としたものである。
【０００６】
【本発明の実施の態様】
以下図面を参照しながら本発明の鋼製セグメントの継手方法の実施例について説明する。
【０００７】
＜イ＞前提条件。
本発明は前記したように大断面のトンネルなどを構築する工法において使用する構造である。トンネルを構成するセグメント１は、ＲＣ構造の引張鋼材となることから、鋼製のセグメント１を使用する。
【０００８】
＜ロ＞小断面トンネルの構築時。
シールド掘進機を使用して小断面トンネルを構築する際には鋼製セグメント１間の連結は、図１に示す容易従来と同様に短ボルト２による引張接合を行う。（なお図１では説明の都合上から、外側を被覆する鋼板など一部の記載を省略している）
小断面トンネルの構築時に短ボルト２を使用する理由は、狭い空間において作業を行うことが要求されるトンネルの構築時には長いＰＣ鋼棒を取り扱うことは困難で作業能率を低下させるからである。
また全ステップを通じて単一の荷重伝達機構を採用すると、シールドトンネルを掘進する際に発生する曲げ引張応力は、ＲＣ躯体完成後に発生する引張応力に残留応力として付加しなければならない。
このような理由から、シールドトンネルの掘進時には従来のシールドトンネルと同様に短ボルト２によってセグメント１間の連結を行う。
【０００９】
＜ハ＞大断面トンネルの構築時。
図２に示すようにまずセグメント１内部にアンカープレート３を設置する。鋼製セグメント１であるから、その内部にプレート３を設置することは容易である。（なお図２でも説明の都合上、一部の板体を取り外した形状を示している）
このアンカープレート３は、セグメント１の接続側の端面板と平行に、すなわちトンネル軸と平行方向に位置させる。
【００１０】
＜ニ＞ＰＣ鋼棒による連結。
各のセグメント１に平行状態でアンカープレート３を設置したら、それまでセグメント１間を連結していた短ボルト２の内で、曲げ応力を受けていない地山側の短ボルト２を順次解除する。そして解除したボルト穴を利用して、両アンカープレート３の間を長いＰＣ鋼棒４で貫通して連結する。
曲げに対して抵抗している内側の短ボルト２はそのまま残しておく。
したがって両セグメント１は、地山側は長いＰＣ鋼棒４によって、内側は短いボルト２によって連結されることになる。
【００１１】
＜ホ＞モルタルの充填。
アンカープレート３は、セグメント１の端面とは多少の距離だけ離した状態で設置してある。
そこでセグメント１の端面板とアンカープレート３の間に注入器具を使用して非収縮性モルタル５を充填する。こうしてセグメント１間の連結が完了する。
【００１２】
【本発明の効果】
本発明の鋼製セグメント１の継手方法は以上説明したようになるから、セグメント１主桁をＲＣ部材の引張鋼材として使用でき、引張に対して十分な強度を期待することができる。
また、トンネルの施工中は短いボルトを使用して締結し、完了後に長いボルトに置き換える構造であるために、必要な部分のみにＰＣ鋼棒４による接合を採用することができ、施工上の無駄がなくきわめて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】セグメントを短ボルトで連結した状態の説明図
【図２】セグメントをＰＣ鋼棒で連結した状態の説明図
【図３】セグメントをＰＣ鋼棒で連結した状態の断面図[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for joining steel segments.
[0002]
[Prior art]
Build several tunnel tunnels with relatively small cross-sections, connect them and cast concrete to build the outer shell of the tunnel, and then excavate the internal cross-section to build a tunnel with a large cross-section Construction methods have been developed.
Besides such a construction method, a structure in which the segment main girder is used as a tensile steel material for the RC member has been developed.
[0003]
[Problems to be solved by the present invention]
Conventionally, short bolts are used to connect the segments. However, when such short bolts are used, there is a possibility that tensile bonding may be a structural weak point against the entire cross-sectional tensile stress state.
That is, when the entire cross section is in a tensile state, all the tensile stress is transmitted only by a short bolt.
However, since the short bolt directly fastens the end plate, the deformation performance is small when it becomes a tensile steel material. As a result, there is a possibility that a fragile fracture due to local stress concentration occurs.
In addition, when the main girder is in a full-section tensile stress state, the bending rigidity of the end plate is small, so that the tensile force distribution ratio of the short bolts varies due to the lever reaction force.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for joining steel segments having a sufficient resistance to tension.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the steel segment joint method according to the present invention is constructed by arranging a plurality of shield tunnels having a relatively small cross section, connecting them and placing concrete between them. In the construction method in which the outer section is constructed and then the inner section is excavated to construct a large section tunnel, steel segments are used. When constructing a small section tunnel, a short bolt is used between the steel segments. When constructing a large-section tunnel by joining, anchor plates are positioned in the direction parallel to the tunnel axis inside the segment, and the short bolts on the natural ground that are not subjected to bending stress are sequentially released to prevent bending. leave the resistance to which the short bolts inside by utilizing the bolt holes released, and extended through between both the anchor plate with a long PC steel bars, end plates and unloading of the segment Between the over plate is obtained by said fitting process of the steel segments constructed by filling a non-shrinkable mortar.
[0006]
[Embodiments of the present invention]
Embodiments of the steel segment joint method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0007]
<A> Precondition.
The present invention is a structure used in the construction method for constructing a tunnel with a large cross section as described above. Since the segment 1 constituting the tunnel is a tensile steel material having an RC structure, the steel segment 1 is used.
[0008]
<B> During construction of a small section tunnel.
When constructing a small-section tunnel using a shield machine, the steel segments 1 are connected to each other by tensile joining with short bolts 2 as in the conventional case shown in FIG. (Note that in FIG. 1, for convenience of explanation, a part of the description such as a steel plate covering the outside is omitted.)
The reason for using the short bolt 2 when constructing a small section tunnel is that it is difficult to handle a long PC steel rod when constructing a tunnel that is required to work in a narrow space, and the work efficiency is lowered.
If a single load transmission mechanism is adopted throughout all steps, the bending tensile stress generated when the shield tunnel is dug must be added as a residual stress to the tensile stress generated after the RC housing is completed.
For this reason, when the shield tunnel is dug, the segments 1 are connected by the short bolt 2 as in the conventional shield tunnel.
[0009]
<C> During construction of a large section tunnel.
As shown in FIG. 2, the anchor plate 3 is first installed inside the segment 1. Since it is the steel segment 1, it is easy to install the plate 3 therein. (For convenience of explanation, FIG. 2 also shows a shape with some plates removed)
The anchor plate 3 is positioned in parallel with the end face plate on the connection side of the segment 1, that is, in a direction parallel to the tunnel axis.
[0010]
<D> Connection with PC steel rod.
When the anchor plate 3 is installed in parallel with each segment 1, among the short bolts 2 that have been connected between the segments 1 until then, the short bolts 2 on the natural ground side that have not been subjected to bending stress are sequentially released. Then, using the released bolt holes, the two anchor plates 3 are penetrated and connected by the long PC steel rods 4.
The inner short bolt 2 resisting bending is left as it is.
Therefore, both segments 1 are connected by a long PC steel rod 4 on the natural ground side and a short bolt 2 on the inner side.
[0011]
<E> Filling with mortar.
The anchor plate 3 is installed in a state separated from the end face of the segment 1 by a certain distance.
Therefore, the non-shrinkable mortar 5 is filled between the end face plate of the segment 1 and the anchor plate 3 using an injection device. Thus, the connection between the segments 1 is completed.
[0012]
[Effect of the present invention]
Since the joint method of the steel segment 1 of the present invention is as described above, the segment 1 main beam can be used as a tensile steel material for the RC member, and sufficient strength against tension can be expected.
Also, since the structure is such that a short bolt is used during tunnel construction and replaced with a long bolt after completion, joining with a PC steel rod 4 can be adopted only in necessary parts, which is a waste of construction. Is very economical.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a state in which segments are connected with short bolts. FIG. 2 is an explanatory diagram of a state in which segments are connected with a PC steel rod. FIG.

Claims

Build several tunnel tunnels with relatively small cross-sections, connect them and cast concrete to build the outer shell of the tunnel, and then excavate the internal cross-section to build a tunnel with a large cross-section In the construction method,
Using steel segments,
When constructing a tunnel with a small cross section, the steel segments are joined with short bolts,
When constructing a tunnel with a large cross section, an anchor plate is positioned in the segment in a direction parallel to the tunnel axis,
Release the short bolt on the natural ground side that is not subjected to bending stress,
Leave the inner short bolt that resists bending ,
Using the released bolt hole, connect between the two anchor plates with a long PC steel rod,
The non-shrinkable mortar was filled between the end plate of the segment and the anchor plate.
How to join steel segments.