JP4150156B2

JP4150156B2 - Steel segment with mechanical connection structure

Info

Publication number: JP4150156B2
Application number: JP2000320647A
Authority: JP
Inventors: 径豊島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: JP2002129894A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の直径６ｍ以下のシールドトンネルに比べてセグメントに作用する荷重が大きい場合およびその断面形状が従来の円形のみならず楕円形、馬蹄形、矩形などの異形断面となりセグメントに作用する曲げモーメントが大きい場合に適した大断面のシールドトンネル用の覆工体である鋼製セグメントに用いられるトンネル円周方向及びトンネル軸方向の機械式連結構造を有する鋼製セグメントに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、直径が１５ｍ以上にも達するような大断面のシールドトンネルでは、トンネル円周方向および軸方向に隣接する鋼製セグメントの連結構造として、特開２０００−１４５３８５号公報により公表されているように、図１に示すような隣り合う鋼製セグメントを突き合わせて、額縁材１，１ａをトンネル円周方向及びトンネル軸方向に隣り合うセグメント相互の連結板として用い、額縁材１，１ａに設けたボルト孔２を用いてボルトにより結合した連結構造が知られている。
【０００３】
また特開平９−１４４４９１号公報により公表されているように、図２に示すような円周方向側端面のトンネル軸方向に平行であり、該円周方向側端面のトンネル軸方向端部に、Ｌ字状の雄部３が、該Ｌ字の先端辺をトンネル軸方向に向けて形成され、円周方向側端面のトンネル軸方向の反対側の端部に、前記Ｌ字状の雄部に嵌合する雌部４が、該Ｌ字の先端辺を受けるようにトンネル軸方向に向けて形成されていることを特徴とする略箱状の鋼殻を有する合成セグメントの連結構造が知られている。またトンネル覆工の分野では、機械化、省力化の要望が推進される中、セグメントによるトンネル覆工におけるセグメントの連結作業の占める割合は無視できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開２０００−１４５３８５号公報により公表されている鋼製セグメントの連結構造の場合は、多数のボルトをそれぞれ回転して締め付けなければならないので、現場におけるボルト・ナットを用いた連結操作が煩雑であり、連結作業にかなりの時間を有し、シールド工法全体の工期短縮を図る際の支障となっていた。
【０００５】
また前記特開平９−１４４４９１号公報により公表されている合成セグメントの連結構造の場合は、前記Ｌ字状の雄部、及び雄部に嵌合する雌部が形成されているため、連結作業には時間を有しないものの、継手の強度は、トンネル円周方向に作用する軸力に対しては、抵抗可能であるものの、曲げモーメントに対しては、抵抗を期待できない。このため大断面のシールドトンネルである場合、及びその断面形状が、従来の円形のみならず楕円形、馬蹄形、矩形などの異形断面となりセグメントに作用する曲げモーメントが大きい場合の鋼製セグメントには、この継手構造は使用できない。
【０００６】
そこで本発明は、以上の問題点を解決するため近年、大断面化および異形断面化が進むシールドトンネルに使用される鋼製セグメントの連結構造として、効率的に連結作業を行なえる機械式連結構造を有する鋼製セグメントを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のトンネル軸方向の機械式連結構造を有する鋼製セグメントは、トンネル内空側とトンネル地山側に間隔をあけて配置される一対の面材７，８とこれらの面材７，８に固着されるとともにこれらの面材７，８の間隔を保持する連結材９とで構成したシールドトンネル用鋼製セグメントであって、前記面材７，８のトンネル軸方向一端部で前記連結材９により保持される面に、トンネル軸方向に隣接するセグメント側にその凹部２５が突出するようにトンネル軸方向係合金具１３を固着し、前記面材７，８のトンネル軸方向他端部で前記連結材９により保持される前記面に、係止突起２２を有する係止金具１５をヒンジ機構で支持しかつ該係止金具１５を前記面に押さえるばね機構を有する支持金具１４を前記面に固着するとともに、前記鋼製セグメントをトンネル軸方向に隣接するセグメント側に移動させることにより、前記係止突起２２が前記係合金具１３の凹部２５と嵌合できるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記のトンネル軸方向の機械式連結構造を有する鋼製セグメントであって、かつ、その孔軸がトンネル軸方向になるように形成された係合孔１０とその軸線がトンネル軸方向になるように形成された係合突起１２とを有する連結板１１を、前記面材７，８のトンネル円周方向両端部で前記連結材９により保持される面に、前記係合孔１０が円周方向に隣接するセグメント側に突出するように固着するとともに、トンネル円周方向に連結すべき前記鋼製セグメントの面材端面同士をトンネル円周方向にずらして面接触させたうえ、トンネル軸方向に移動することにより、前記係合孔１０と前記係合突起１２とを連結すべき前記鋼製セグメントに固着した連結板１１の係合突起１２と係合孔１０とにそれぞれ嵌合できるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を参照して説明する。図３は本発明の鋼製セグメントの連結構造における第１の実施形態を示す斜視図である。この実施形態の鋼製セグメントの連結構造は、トンネル円周方向の連結構造として、係合孔１０と係合突起１２を有する連結板１１が、面材７，８のトンネル円周方向両端部で連結材９により保持される面に、係合孔１０が円周方向に隣接するセグメント側に突出するように固着されている。またトンネル軸方向の連結構造として、面材７，８のトンネル軸方向一端部で連結材９により保持される面に、トンネル軸方向に隣接するセグメント側に凹部２５が突出するようにトンネル軸方向係合金具１３を固着し、面材７，８のトンネル軸方向他端部で連結材９により保持される面に、係止金具１５をヒンジ機構で支持した支持金具１４を固着している。
【００１０】
図３の鋼製セグメント一対を隣接し、トンネル軸方向から見た鋼製セグメントの連結部分を図６に示す。また図６の鋼製セグメントの連結部分をトンネル内空側から周方向に見た図を図７に示す。図６及び図７において、その孔軸がトンネル軸方向になるように形成された係合孔１０を有する連結板１１が、鋼製セグメント５及び鋼製セグメント６の面材である外側フランジ７及び内側フランジ８の連結材であるウェブ９で固定された面のトンネル円周方向端部で、かつ２つのウェブ９の間に固着されている。また連結板１１は鋼製セグメント５又は鋼製セグメント６のトンネル円周方向端部より円周方向に隣接する鋼製セグメント６又は鋼製セグメント５側に突出位置している。連結板１１の側面には、その軸線がトンネル軸方向になるように形成された係合突起１２が、外側フランジ７及び内側フランジ８の連結板１１が固着されている側に固着されている。
【００１１】
前記鋼製セグメント５をトンネル円周方向に隣接する鋼製セグメント６と連結するには、図７，図８，図９に示した順序で行なう。図８，図９は、図７と同様に鋼製セグメントの連結部分をトンネル内空側から周方向に見た図である。
まず図７に示すように一対の鋼製セグメントを、一方の鋼製セグメント５に固着された連結板の先端が、他方の鋼製セグメント６のウェブ９及び連結板１１に固着された嵌合突起１２にぶつからないようにして、この鋼製セグメント５をトンネル軸方向にずらした状態で、外側フランジ７及び内側フランジ８の円周方向端部同士がトンネル円周方向に接近するように配置する。
【００１２】
次に、図８に示すように、外側フランジ７及び内側フランジ８のトンネル円周方向端部同士が面接触するまで鋼製セグメント５をトンネル円周方向に鋼製セグメント６に接近させる。このとき鋼製セグメント５と鋼製セグメント６に固着されたそれぞれの連結板１１の係合突起１２と係合孔１０の軸線が揃う。
【００１３】
最後に図９に示すように、外側フランジ７及び内側フランジ８の円周方向端部同士をスライドさせながら、鋼製セグメント５をトンネル軸方向に移動させる。このとき、鋼製セグメント５及び鋼製セグメント６の外側フランジ７及び内側フランジ８のトンネル円周方向端部において、係合突起１２と係合孔１０が嵌り合うことにより、鋼製セグメント５及び鋼製セグメント６がトンネル円周方向に連結される。
本発明のトンネル円周方向の連結構造は、２つないしはそれ以上の個数の連結板１１の係合突起１２が係合孔１０にそれぞれ嵌合されているため、鋼製セグメントに発生する軸力に抵抗できるだけでなく曲げモーメントにも抵抗でき、大断面のシールドトンネルである場合およびその断面形状が、従来の円形のみならず楕円形、馬蹄形、矩形などの異形断面となり鋼製セグメントに作用する曲げモーメントが大きい場合に使用できる。なおこの鋼製セグメントの連結構造の場合は、連結板の板厚ｔ＝３０ｍｍで材質ＳＭ４９０材を使用しており、１組の連結板２６の引張耐力は５３０ｋＮ程度である。
【００１４】
本実施形態には図示していないが、前記トンネル円周方向に固着された連結板を、外側フランジならびに内側フランジ上のトンネル円周方向端部に追加及び設置位置変更を行なう連結方法も可能である。
【００１５】
図１０は、トンネル軸方向に隣接する鋼製セグメント５及び鋼製セグメント６の連結部をトンネル円周方向から見た図である。同図において、凹部２５を有するトンネル軸方向係合金具１３が、一方の鋼製セグメント５の外側フランジ７及び内側フランジ８の連結材であるウェブ９により保持されている面のトンネル軸方向端部に固着されている。また支持金具１４が、他方の鋼製セグメント６の外側フランジ７及び内側フランジ８の連結材であるウェブ９により保持されている面のトンネル軸方向端部に固着されている。前記トンネル軸方向係合金具１３はそれぞれ外側フランジ７及び内側フランジ８のトンネル軸方向に突出位置している。そのトンネル軸方向係合金具１３は、外側フランジ７及び内側フランジ８から係止金具１５が離れるように傾斜する係合誘導斜面１６を有するトンネル軸方向係合突起１７を有する。また前記支持金具１４は、孔軸がトンネル円周方向になるヒンジ孔１８及び板ばね１９を有する。板ばね１９には、係止金具１５を外側フランジ７又は内側フランジ８に押さえるため、押さえ金具２０が固着されている。さらにヒンジ孔１８、支持アーム２１、係止突起２２及び係止誘導斜面２３を有する係止金具１５と支持金具１４は、ヒンジ孔１８に挿入された支持ヒンジ２４によりヒンジ機構により支持される。係止誘導斜面２３は、外側フランジ６又は内側フランジ７から係止金具１５が離れるように傾斜している。
【００１６】
前記鋼製セグメント５と前記鋼製セグメント６をトンネル軸方向に連結するには、図１０，図１１，図１２に示した順序で行なう。図１１，図１２は図１０と同様にトンネル軸方向に隣接する鋼製セグメント５及び鋼製セグメント６の連結部をトンネル円周方向から見た図である。
まず図１０のように鋼製セグメント５をトンネル軸方向に移動させ、図１１のように係止金具１５の係止誘導斜面２３と、トンネル軸方向係合金具１３の係合誘導斜面１６が接触し、係止金具１５が支持ヒンジ２４を中心に、外側フランジ７又は内側フランジ８から離れるように回転する。
さらに鋼製セグメント５をトンネル軸方向に移動させると、図１２のように係止突起２２がトンネル軸方向係合金具１３の凹部２５に嵌合し、鋼製セグメント５が鋼製セグメント６とトンネル軸方向に連結される。板ばね１９は係止突起２２がトンネル軸方向係合突起１７に嵌合した後、係止金具１５が支持ヒンジ２４を中心に、外側フランジ７又は内側フランジ８から離れるように回転することを押さえるため、押さえ金具２０により係止金具１５を押さえるように設けられたものである。
図１３は、図１１，図１２に示した鋼製セグメントのトンネル軸方向の連結構造であり、トンネル半径方向から見た図である。係止突起２２をトンネル軸方向係合金具１３の凹部２５に嵌合した状態を示す。
【００１７】
また鋼製セグメント５のトンネル円周方向の移動はエレクター(図示せず)で行ない、トンネル軸方向への移動は推進ジャッキ(図示せず)の反力を利用するため、本発明の鋼製セグメントの連結構造には、ボルト締め付け作業が一切無くすべて機械的手段により、容易に鋼製セグメント５のトンネル円周方向及びトンネル軸方向の連結を行うことができる。
【００１８】
図４は本発明の鋼製セグメントの連結構造における参考形態を示す斜視図である。この実施形態の鋼製セグメントの連結構造は、トンネル円周方向の連結構造として機械式である連結板１１を用い、トンネル軸方向の連結構造として前記特開２０００−１４５３８５号公報により公表されている額縁材１及びボルトを用いたものである。
この実施形態では、鋼製セグメント５のトンネル円周方向の移動はエレクター(図示せず)で行なうもので、トンネル円周方向の連結には、ボルト締め付け作業が無く、機械的手段により及び容易に鋼製セグメント５のトンネル円周方向の連結を行うことができる。
【００１９】
図５は本発明の鋼製セグメントの連結構造における第２の実施形態を示す斜視図である。この実施形態の鋼製セグメントの連結構造は、トンネル軸方向の連結構造として機械式であるトンネル軸方向係合金具及び係止金具を用い、トンネル円周方向の連結構造として前記特開２０００−１４５３８５号公報により公表されている額縁材１ａ及びボルトを用いたものである。
この実施形態では、鋼製セグメント５のトンネル軸方向の移動は推進ジャッキ(図示せず)の反力を利用するもので、トンネル軸方向の連結にはボルト締め付け作業が無く機械的手段により、及び容易な動作で鋼製セグメント５のトンネル軸方向の連結を行うことができる。
【００２０】
本実施形態には図示していないが、一対のセグメントリングの連結方法が、千鳥組みまたは、所謂、いも継ぎ方法である場合も、前記トンネル軸方向連結箇所を、面板である外側フランジ７及び内側フランジ８の連結材であるウェブ９で固定された面のトンネル円周方向に、追加及び位置を変更するのみであり、一対のセグメントリングの連結方法は、本発明の効果になんら支障を与えるものではない。
【００２１】
なお鋼製セグメント接続部からの漏水を防止するためには、外側フランジ７及び内側フランジ８のトンネル円周方向端面ならびにトンネル軸方向端面に、シール材を設置するための溝を設けることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による鋼製セグメントの連結構造は、トンネル円周方向の鋼製セグメントの連結に、機械式である連結板を用い、またトンネル軸方向の鋼製セグメントの連結に、機械式であるトンネル軸方向係合金具及び係止金具を用いる連結構造であるため、トンネル軸方向係合金具及び係止金具またはこれらと連結板との両方を用いることにより、多数のボルトをそれぞれ回転して締め付ける連結操作が少なく又は無くなり、シールド工法全体の工期短縮を図ることができる効果がある。
【００２３】
またトンネル円周方向の連結構造は、面板上の円周方向端部に固着された連結板により、係合突起と係合孔が嵌り合うことにより、鋼製セグメントに発生する曲げモーメントに抵抗でき、大断面のシールドトンネルである場合及びその断面形状が、従来の円形のみならず楕円形、馬蹄形、矩形などの異形断面となりセグメントに作用する曲げモーメントが大きい場合にも使用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の鋼製セグメントの形態を示す斜視図である。
【図２】従来の合成セグメントの形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の鋼製セグメントの連結構造の第１実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の鋼製セグメントの連結構造の参考例を示す斜視図である。
【図５】本発明の鋼製セグメントの連結構造の第２実施例を示す斜視図である。
【図６】図３〜図５の鋼製セグメントのトンネル円周方向端部からみた一部断面で示す連結構造の側面図である。
【図７】図３及び図４の鋼製セグメントの一対をトンネル円周方向に接近させた場合のトンネル円周方向端部の状態を示す一部省略平面図である。
【図８】図３及び図４の鋼製セグメントの一対をトンネル円周方向外側フランジ及び内側フランジ端面同士を接触した場合の状態を示す一部省略平面図である。
【図９】図３及び図４の鋼製セグメントをトンネル軸方向に移動し、係合突起を係合孔に嵌合した状態を示す一部省略側面図である。
【図１０】図３及び図５の鋼製セグメントの一対をトンネル軸方向に接近させた場合のトンネル円周方向端部の状態を示す一部省略側面図である。
【図１１】図３及び図５の鋼製セグメントの一対をトンネル軸方向に接触させた場合のトンネル円周方向端部の状態を示す一部省略側面図である。
【図１２】図３及び図５の鋼製セグメントをトンネル軸方向に移動し、係止突起を係合突起に嵌合した状態を示す一部省略側面図である。
【図１３】図３及び図５の鋼製セグメントをトンネル軸方向に移動し、係止突起を係合突起に嵌合した状態を示す一部省略平面図である。
【符号の説明】
１，１ａ額縁材
２ボルト孔
３雄部
４雌部
５，６鋼製セグメント
７面材(外側フランジ)
８面材(内側フランジ)
９連結材(ウェブ)
１０係合孔
１１連結板
１２係合突起
１３トンネル軸方向係合金具
１４支持金具
１５係止金具
１６係合誘導斜面
１７トンネル軸方向係合突起
１８ヒンジ孔
１９板ばね
２０押え金具
２１支持アーム
２２係止突起
２３係止誘導斜面
２４支持ヒンジ
２５凹部
２６一組の連結板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, when the load acting on the segment is larger than that of a conventional shield tunnel having a diameter of 6 m or less, and the cross-sectional shape is not only a conventional circular shape but also an elliptical shape, a horseshoe shape, a rectangular shape, etc. moment in which relates to a steel segment having a tunnel circumferential and tunnel axis of the mechanical connection structure used in the steel segment is a lining material for shielding tunnel large section that is suitable for a case where the large.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a shield tunnel having a large cross section whose diameter reaches 15 m or more, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-145385 as a connecting structure of steel segments adjacent in the tunnel circumferential direction and the axial direction. 1, the adjacent steel segments as shown in FIG. 1 are abutted, and the frame material 1, 1 a is used as a connecting plate between the adjacent segments in the tunnel circumferential direction and the tunnel axial direction, and the bolt provided on the frame material 1, 1 a A connection structure in which holes 2 are used to connect with bolts is known.
[0003]
Further, as disclosed in JP-A-9-144491, it is parallel to the tunnel axis direction of the circumferential side end face as shown in FIG. 2, and at the tunnel axis direction end of the circumferential side end face, An L-shaped male part 3 is formed with the L-shaped tip side facing the tunnel axis direction, and the L-shaped male part is formed at the end of the circumferential side end face opposite to the tunnel axis direction. A connecting structure of a synthetic segment having a substantially box-shaped steel shell, characterized in that the female portion 4 to be fitted is formed in the direction of the tunnel axis so as to receive the L-shaped tip side. Yes. In the field of tunnel lining, the demand for mechanization and labor saving is promoted, and the proportion of segment linking work in tunnel lining by segment cannot be ignored.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the steel segment connection structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-145385, a large number of bolts must be rotated and tightened, so that the connection operation using bolts and nuts in the field is not possible. It is complicated and has a considerable time for connecting work, which has been an obstacle to shortening the construction period of the entire shield method.
[0005]
Further, in the case of the composite segment connection structure disclosed by the Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-144491, the L-shaped male part and the female part fitted to the male part are formed. However, the strength of the joint can resist the axial force acting in the tunnel circumferential direction, but cannot expect the resistance to the bending moment. For this reason, in the case of a shield tunnel with a large cross section, and in the steel segment where the cross-sectional shape is not only a conventional circular shape but also an elliptical shape, a horseshoe shape, a rectangular shape, etc. and the bending moment acting on the segment is large, This joint structure cannot be used.
[0006]
The present invention is, in recent years in order to solve the above problems, a connection structure of the steel segment used in the shield tunnel large section size and the modified cross-section of advances, enables the efficient connection work machine Shikiren fine An object is to provide a steel segment having a structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The steel segment having a mechanical connecting structure in the tunnel axial direction of the present invention includes a pair of face members 7 and 8 disposed at a distance from the inner side of the tunnel and the tunnel ground side, and these face members 7 and 8. It is a steel segment for a shield tunnel which is composed of a connecting material 9 which is fixed and holds the space between the face materials 7 and 8, wherein the connecting material 9 is formed at one end of the face materials 7 and 8 in the tunnel axial direction. Is fixed to the surface held by the tunnel axial direction fitting 13 so that the concave portion 25 protrudes on the segment side adjacent to the tunnel axial direction, and the other end of the face members 7 and 8 in the tunnel axial direction is On the surface held by the connecting member 9, the support fitting 14 having a spring mechanism for supporting the engagement fitting 15 having the engagement projection 22 by a hinge mechanism and pressing the engagement fitting 15 against the surface is fixed to the surface. And before By moving the steel segment to the segment side adjacent to the tunnel axis, characterized in that the locking projection 22 to allow mating with the recess 25 of the engagement alloy member 13.
[0008]
Also, the steel segment having the mechanical connection structure in the tunnel axis direction, and the engagement hole 10 formed so that the hole axis is in the tunnel axis direction and the axis line are in the tunnel axis direction. The engagement hole 10 is formed on the surface held by the connection member 9 at both ends in the tunnel circumferential direction of the face members 7 and 8. Adhering so as to protrude to the segment side adjacent to the direction, the face material end faces of the steel segments to be connected in the tunnel circumferential direction are shifted in the tunnel circumferential direction and brought into surface contact, and then in the tunnel axial direction. By moving, the engagement holes 10 and the engagement protrusions 12 can be respectively fitted into the engagement protrusions 12 and the engagement holes 10 of the connecting plate 11 fixed to the steel segment to be connected. Special To.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of the steel segment connection structure of the present invention. The connection structure of the steel segments of this embodiment is a connection structure in the tunnel circumferential direction. The connection plate 11 having the engagement holes 10 and the engagement protrusions 12 is provided at both ends of the face members 7 and 8 in the tunnel circumferential direction. The engagement hole 10 is fixed to the surface held by the connecting member 9 so as to protrude to the segment side adjacent in the circumferential direction. Further, as a connecting structure in the tunnel axis direction, the tunnel axis direction is such that the concave portion 25 protrudes on the segment side adjacent to the tunnel axis direction on the surface held by the connecting material 9 at one end of the face materials 7 and 8 in the tunnel axis direction. The engagement fitting 13 is fixed, and the support fitting 14 that supports the locking fitting 15 with a hinge mechanism is fixed to the surface held by the connecting member 9 at the other end in the tunnel axis direction of the face members 7 and 8.
[0010]
FIG. 6 shows a connecting portion of the steel segments that are adjacent to each other and are viewed from the tunnel axis direction. Moreover, the figure which looked at the connection part of the steel segment of FIG. 6 from the inner side of the tunnel in the circumferential direction is shown in FIG. 6 and 7, a connecting plate 11 having an engagement hole 10 formed so that its hole axis is in the tunnel axis direction includes a steel segment 5 and an outer flange 7 which is a face material of the steel segment 6 and It is fixed between the two webs 9 at the end in the tunnel circumferential direction of the surface fixed by the web 9 that is the connecting material of the inner flange 8. Further, the connecting plate 11 projects from the end of the steel segment 5 or the steel segment 6 toward the steel segment 6 or the steel segment 5 adjacent in the circumferential direction. On the side surface of the connecting plate 11, an engagement protrusion 12 formed so that its axis is in the tunnel axis direction is fixed to the side of the outer flange 7 and the inner flange 8 to which the connecting plate 11 is fixed.
[0011]
The steel segments 5 are connected to the steel segments 6 adjacent in the tunnel circumferential direction in the order shown in FIGS. FIGS. 8 and 9 are views in which the connecting portion of the steel segment is viewed in the circumferential direction from the inner side of the tunnel, as in FIG.
First, as shown in FIG. 7, a pair of steel segments, and a fitting projection in which the tip of a connecting plate fixed to one steel segment 5 is fixed to a web 9 and a connecting plate 11 of the other steel segment 6. 12, the steel segments 5 are arranged so that the circumferential ends of the outer flange 7 and the inner flange 8 approach each other in the tunnel circumferential direction with the steel segment 5 being shifted in the tunnel axial direction.
[0012]
Next, as shown in FIG. 8, the steel segment 5 is brought close to the steel segment 6 in the tunnel circumferential direction until the tunnel circumferential ends of the outer flange 7 and the inner flange 8 are in surface contact with each other. At this time, the engaging projections 12 of the connecting plates 11 fixed to the steel segment 5 and the steel segment 6 and the axes of the engaging holes 10 are aligned.
[0013]
Finally, as shown in FIG. 9, the steel segment 5 is moved in the tunnel axis direction while sliding the circumferential ends of the outer flange 7 and the inner flange 8. At this time, the engagement protrusion 12 and the engagement hole 10 are fitted to each other at the end portions in the tunnel circumferential direction of the outer flange 7 and the inner flange 8 of the steel segment 5 and the steel segment 6. The manufactured segments 6 are connected in the tunnel circumferential direction.
The connecting structure in the circumferential direction of the tunnel of the present invention has two or more engaging projections 12 of the connecting plate 11 fitted in the engaging holes 10, respectively. It can resist not only the force but also the bending moment, and if it is a shield tunnel with a large cross section and its cross-sectional shape is not only a conventional circular shape but also an elliptical shape, a horseshoe shape, a rectangular shape, etc., it acts on the steel segment Can be used when the bending moment is large. In the case of this steel segment connecting structure, the connecting plate has a plate thickness t = 30 mm and is made of material SM490, and the tensile strength of one set of connecting plates 26 is about 530 kN.
[0014]
Although not shown in the present embodiment, a connection method in which the connection plate fixed in the tunnel circumferential direction is added to the outer circumferential end of the tunnel circumferential direction on the outer flange and the inner flange and the installation position can be changed is also possible. is there.
[0015]
FIG. 10 is a view of a connecting portion between the steel segment 5 and the steel segment 6 adjacent in the tunnel axis direction as seen from the tunnel circumferential direction. In the same figure, the tunnel axial direction end fitting 13 having the recess 25 is the tunnel axial direction end of the surface held by the web 9 which is the connecting material of the outer flange 7 and the inner flange 8 of one steel segment 5. It is fixed to. Further, the support metal fitting 14 is fixed to the end portion in the tunnel axial direction of the surface held by the web 9 which is a connecting material of the outer flange 7 and the inner flange 8 of the other steel segment 6. The tunnel axial direction fittings 13 project from the outer flange 7 and the inner flange 8 in the tunnel axis direction. The tunnel axial engagement metal fitting 13 has a tunnel axial engagement protrusion 17 having an engagement guiding inclined surface 16 that inclines so that the locking metal 15 is separated from the outer flange 7 and the inner flange 8. The support fitting 14 has a hinge hole 18 and a leaf spring 19 whose hole axis is in the tunnel circumferential direction. A holding metal 20 is fixed to the leaf spring 19 in order to hold the locking metal 15 against the outer flange 7 or the inner flange 8. Further, the locking fitting 15 and the supporting fitting 14 having the hinge hole 18, the support arm 21, the locking projection 22, and the locking guide slope 23 are supported by a hinge mechanism by a support hinge 24 inserted into the hinge hole 18. The locking guide inclined surface 23 is inclined so that the locking metal fitting 15 is separated from the outer flange 6 or the inner flange 7.
[0016]
The steel segment 5 and the steel segment 6 are connected in the tunnel axis direction in the order shown in FIGS. FIGS. 11 and 12 are views of the connecting portions of the steel segments 5 and the steel segments 6 adjacent to each other in the tunnel axis direction as seen in FIG. 10 as seen from the tunnel circumferential direction.
First, the steel segment 5 is moved in the tunnel axial direction as shown in FIG. 10, and the engagement guiding inclined surface 23 of the locking metal fitting 15 and the engagement guiding inclined surface 16 of the tunnel axial direction engaging metal 13 are brought into contact as shown in FIG. Then, the locking member 15 rotates around the support hinge 24 so as to be separated from the outer flange 7 or the inner flange 8.
When the steel segment 5 is further moved in the tunnel axial direction, the locking projection 22 is fitted into the concave portion 25 of the tunnel axial direction fitting 13 as shown in FIG. 12, and the steel segment 5 and the steel segment 6 are tunneled. Connected axially. The leaf spring 19 prevents the locking fitting 15 from rotating away from the outer flange 7 or the inner flange 8 around the support hinge 24 after the locking protrusion 22 is fitted to the tunnel axial engagement protrusion 17. For this reason, the holding metal fitting 15 is provided so as to hold the locking metal fitting 15.
FIG. 13 is a connection structure of the steel segments shown in FIGS. 11 and 12 in the tunnel axis direction, and is a view seen from the tunnel radial direction. A state in which the locking protrusion 22 is fitted in the recess 25 of the tunnel axial direction fitting 13 is shown.
[0017]
Further, the steel segment 5 is moved in the tunnel circumferential direction by an erector (not shown), and the movement in the tunnel axial direction utilizes the reaction force of the propulsion jack (not shown). In this connection structure, there is no bolt tightening operation, and the steel segments 5 can be easily connected in the tunnel circumferential direction and the tunnel axis direction by mechanical means.
[0018]
FIG. 4 is a perspective view showing a reference embodiment in the steel segment connection structure of the present invention. The steel segment connecting structure of this embodiment uses a mechanical connecting plate 11 as a tunnel circumferential connecting structure, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-145385 as a tunnel axial connecting structure. The frame material 1 and bolts are used.
In this embodiment, the movement of the steel segment 5 in the tunnel circumferential direction is performed by an erector (not shown), and there is no bolt tightening work for the connection in the tunnel circumferential direction. The steel segments 5 can be connected in the tunnel circumferential direction.
[0019]
FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the steel segment connection structure of the present invention. The steel segment connection structure of this embodiment uses a mechanical tunnel axial engagement fitting and locking metal fitting as the tunnel axial connection structure, and the tunnel circumferential connection structure described in JP 2000-145385 A. The frame material 1a and the bolts disclosed by No. 1 are used.
In this embodiment, the movement of the steel segment 5 in the tunnel axial direction uses the reaction force of a propulsion jack (not shown), and there is no bolt tightening work for the connection in the tunnel axial direction. The steel segments 5 can be connected in the tunnel axis direction with an easy operation.
[0020]
Although not shown in the present embodiment, even when the connecting method of the pair of segment rings is a staggered assembly or a so-called potato splicing method, the tunnel axial direction connecting portions are connected to the outer flange 7 and the inner side which are face plates. Only the addition and the position are changed in the tunnel circumferential direction of the surface fixed by the web 9 which is the connecting material of the flange 8, and the connecting method of the pair of segment rings impairs the effect of the present invention. is not.
[0021]
In addition, in order to prevent water leakage from the steel segment connection portion, grooves for installing a seal material can be provided on the tunnel circumferential end surface and the tunnel axial end surface of the outer flange 7 and the inner flange 8.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, the steel segment connecting structure according to the present invention uses a mechanical connecting plate for connecting the steel segments in the tunnel circumferential direction, and for connecting the steel segments in the tunnel axial direction. Since it is a connecting structure that uses a tunnel type axial engagement fitting and a locking bracket that are mechanical , a large number of bolts can be attached to each other by using both the tunnel axial engagement fitting and the locking bracket or both of them and the connection plate. There is little or no connection operation to rotate and tighten, and there is an effect that it is possible to shorten the construction period of the entire shield method.
[0023]
In addition, the connection structure in the tunnel circumferential direction can resist the bending moment generated in the steel segment by fitting the engagement protrusion and the engagement hole with the connection plate fixed to the circumferential end on the face plate. There is an effect that can be used when the shield tunnel has a large cross section, and when the cross-sectional shape is not only a conventional circular shape but also an elliptical shape, a horseshoe shape, a rectangular shape, etc., and the bending moment acting on the segment is large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a form of a conventional steel segment.
FIG. 2 is a perspective view showing a form of a conventional synthetic segment.
FIG. 3 is a perspective view showing a first embodiment of a steel segment connection structure according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a reference example of the steel segment connection structure of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the steel segment connection structure of the present invention.
6 is a side view of the connection structure shown in a partial cross section as seen from the end in the tunnel circumferential direction of the steel segment of FIGS. 3 to 5; FIG.
7 is a partially omitted plan view showing the state of the end portion in the tunnel circumferential direction when a pair of steel segments in FIGS. 3 and 4 is brought close to the tunnel circumferential direction. FIG.
FIG. 8 is a partially omitted plan view showing a state in which a pair of steel segments of FIGS. 3 and 4 are in contact with the end surfaces of the tunnel circumferential outer flange and the inner flange.
FIG. 9 is a partially omitted side view showing a state in which the steel segment of FIGS. 3 and 4 is moved in the tunnel axis direction and the engaging protrusion is fitted in the engaging hole.
FIG. 10 is a partially omitted side view showing the state of the end portion in the circumferential direction of the tunnel when a pair of steel segments in FIGS. 3 and 5 is brought close to the tunnel axis direction.
11 is a partially omitted side view showing the state of the end portion in the circumferential direction of the tunnel when a pair of steel segments in FIGS. 3 and 5 are brought into contact with the tunnel axis direction. FIG.
12 is a partially omitted side view showing a state in which the steel segment of FIGS. 3 and 5 is moved in the tunnel axis direction and the locking protrusion is fitted to the engaging protrusion. FIG.
FIG. 13 is a partially omitted plan view showing a state in which the steel segment of FIGS. 3 and 5 is moved in the tunnel axis direction and the locking protrusion is fitted to the engaging protrusion.
[Explanation of symbols]
1, 1a Frame material 2 Bolt hole 3 Male part 4 Female part 5, 6 Steel segment 7 Face material (outer flange)
8 Face material (inner flange)
9 Connecting material (web)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engagement hole 11 Connection board 12 Engagement protrusion 13 Tunnel axial direction engagement metal fitting 14 Support metal fitting 15 Locking metal fitting 16 Engagement guide slope 17 Tunnel axial engagement protrusion 18 Hinge hole 19 Leaf spring 20 Presser fitting 21 Support arm 22 Locking projection 23 Locking guide slope 24 Support hinge 25 Recess 26 A set of connecting plates

Claims

Made of steel for shield tunnels composed of a pair of face materials arranged at an interval on the inner side of the tunnel and the tunnel ground side and a connecting material fixed to these face materials and maintaining the distance between these face materials A tunnel axial engagement fitting is fixed to a segment, which is held by the connecting member at one end of the face member in the tunnel axis direction so that a concave portion protrudes on the segment side adjacent to the tunnel axis direction. And a spring mechanism that supports a locking fitting having a locking projection on a surface held by the connecting member at the other end in the tunnel axial direction of the face material by a hinge mechanism and presses the locking fitting against the surface. Attaching the support bracket and moving the steel segment to the adjacent segment side in the tunnel axial direction allows the locking projection to be fitted into the recess of the engagement bracket Steel segments with tunnel axis direction of the mechanical coupling structure characterized.

A steel segment having a mechanical connection structure in a tunnel axis direction according to claim 1, wherein the engagement hole formed so that its hole axis is in the tunnel axis direction and its axis line are in the tunnel axis direction. A connecting plate having engaging protrusions formed in the manner described above on the surface held by the connecting member at both ends in the tunnel circumferential direction of the face member, and on the segment side where the engaging hole is adjacent in the circumferential direction. The steel member to be connected in the circumferential direction of the tunnel is fixed so as to protrude, and the end faces of the steel segments to be connected are shifted in the circumferential direction of the tunnel and moved in the axial direction of the tunnel. A steel having a mechanical connection structure in the tunnel circumferential direction that can be fitted into the engagement protrusion and the engagement hole of the connection plate fixed to the steel segment to be connected to the joint hole and the engagement protrusion. Segume made Door.