JP4637465B2 - Rectangular cross section shield tunnel - Google Patents

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Description

本願発明は断面形状がほぼ矩形となる矩形断面シールドトンネルに関するものである。   The present invention relates to a rectangular cross-section shield tunnel whose cross-sectional shape is substantially rectangular.

従来、シールドトンネルの断面形状としては、円形、楕円形、馬蹄形、矩形等の形状があり、トンネルの使用目的や施工上の各種制約(技術面での制約、経済面での制約、施工スペースや法令上の制約等)に応じて形状を決定している。   Conventionally, shield tunnels have cross-sectional shapes such as circles, ellipses, horseshoe shapes, rectangles, etc., and the tunnel's purpose of use and various construction restrictions (technical restrictions, economic restrictions, construction space, The shape is determined according to legal restrictions.

すなわち、これらは一長一短があり、設計条件、地盤条件等により安全かつ安価に施工できる形状が選定されている。このうち、矩形断面シールドトンネルは、円形断面よりも占有面積、占有幅、掘削断面積が小さくなるといったメリットから選択される場合が多い。   That is, these have advantages and disadvantages, and shapes that can be safely and inexpensively constructed are selected according to design conditions, ground conditions, and the like. Of these, the rectangular cross-section shield tunnel is often selected because of its merit that the occupied area, the occupied width, and the excavated cross-sectional area are smaller than the circular cross-section.

例えば、特許文献1、2には、1リングが複数のセグメントで構成される矩形断面シールドトンネルの典型的な形態が示されており、トンネル軸方向と直角な断面については、頂版、底版、左右の側壁が一定の厚さの直線状に形成されている。また、このような矩形断面シールドトンネルでは、隅角部については応力集中を避けるため、円弧状とする場合が多い。   For example, Patent Documents 1 and 2 show a typical form of a rectangular cross-section shield tunnel in which one ring is composed of a plurality of segments. For a cross section perpendicular to the tunnel axis direction, a top plate, a bottom plate, The left and right side walls are formed in a straight line having a constant thickness. Moreover, in such a rectangular cross-section shield tunnel, the corner portion is often formed in an arc shape in order to avoid stress concentration.

また、特許文献3、4には、矩形断面シールドトンネルの頂版、底版、および左右の側壁を一定の厚さの弓形状に形成したものが記載されており、円形断面よりも占有面積、占有幅、掘削断面積が小さくなるといった矩形断面の利点を生かしつつ、アーチ構造の力学特性を与えることで強度の向上、板厚の薄肉化を図っている。   Patent Documents 3 and 4 describe a rectangular cross-section shield tunnel in which a top plate, a bottom plate, and left and right side walls are formed in a bow shape with a constant thickness. While taking advantage of the rectangular cross-section such as width and excavation cross-sectional area, the mechanical properties of the arch structure are given to improve the strength and reduce the plate thickness.

その他、特殊な形態としては、本願の出願人による特許文献5記載の発明があり、内向きのリブを有するコンクリートセグメントのトンネル内周面側に緊張材を配置して、プレストレスを導入している。
特開平05−248191号公報 特開平06−146796号公報 特公平08−019830号公報 実公平08−009276号公報 特開2001−003691号公報
In addition, as a special form, there is an invention described in Patent Document 5 by the applicant of the present application, a tension member is arranged on the inner peripheral surface side of a tunnel of a concrete segment having an inward rib, and prestress is introduced. Yes.
JP 05-248191 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-146796 Japanese Patent Publication No. 08-0183030 No. 08-009276 JP 2001-003691 A

図2に示すような隅角部が直角形状である所謂ボックス型の形状の矩形断面シールドトンネル21の場合、前述したように隅角部に応力集中が生じるため、例えば図3に示すように隅角部に円弧形状を用いた断面の矩形断面シールドトンネル31として、隅角部の応力集中を緩和している。   In the case of the so-called box-shaped rectangular cross-section shield tunnel 21 having a right-angled corner as shown in FIG. 2, stress concentration occurs in the corner as described above. For example, as shown in FIG. As a rectangular cross-section shield tunnel 31 with a circular arc shape at the corner, stress concentration at the corner is reduced.

また、矩形断面シールドトンネルでは、高剛性のセグメントを用いない限り、断面中央に中柱または中壁25,35を設けることが一般的であり、この中柱または中壁25,35の取付部分の部材には大きなせん断力が作用する。ただし、断面における高さに比べ幅が同程度あるいは小さい場合は中柱や中壁を設けない場合もある。   In addition, in a rectangular cross-section shield tunnel, unless a highly rigid segment is used, it is common to provide a middle column or middle wall 25, 35 at the center of the cross section, and a mounting portion of the middle column or middle wall 25, 35 is provided. A large shearing force acts on the member. However, if the width is about the same or smaller than the height in the cross section, the middle pillar or the middle wall may not be provided.

さらに、通常のトンネルにおいてセグメントリングを構成するセグメントは厚さがリング内で一定である。しかし、矩形断面シールドトンネルにおいて、頂版部、側壁部に関して、外径側、内径側ともに直線で構成された一定厚さの部材とした場合、曲げモーメントが卓越し、応力的に厳しくなる。   Furthermore, the segments constituting the segment ring in a normal tunnel have a constant thickness within the ring. However, in the case of a rectangular cross-section shield tunnel, regarding the top plate portion and the side wall portion, when a member having a constant thickness is formed on both the outer diameter side and the inner diameter side, the bending moment is excellent and the stress becomes severe.

したがって、従来の部材厚が一定の矩形断面シールドトンネルでは、部材が応力的にもたないときには、外径を増加させて応力的にもつ部材厚とする必要があった。これは必然的に掘削断面積を増加させ、コストアップにつながる。   Therefore, in the conventional rectangular cross-section shield tunnel having a constant member thickness, when the member does not have a stress, it is necessary to increase the outer diameter to obtain a member thickness having a stress. This inevitably increases excavation cross-sectional area and leads to cost increase.

前述した特許文献3、4に記載されたものは、実質的には円形断面のシールドトンネルと矩形断面シールドトンネルの中間の形態のものであり、両者の利点を併せ持つように考えられたものであるが、中間の形態であるため、通常の矩形断面シールドトンネルに比べると占有面積、占有幅、掘削断面積がかなり大きくならざるを得ず、一方、構造的安定性の面では円形断面に劣るものであり、シールドトンネルの形状の選択におけるバリエーションの一つを与えているに過ぎない。   Those described in Patent Documents 3 and 4 described above are substantially in the middle of a shield tunnel having a circular cross section and a shield tunnel having a rectangular cross section, and are thought to have the advantages of both. However, since it is an intermediate configuration, the occupied area, occupied width, and excavation cross-sectional area must be considerably larger than those of a normal rectangular cross-section shield tunnel, while it is inferior to a circular cross-section in terms of structural stability. This is just one of the variations in selecting the shape of the shield tunnel.

本願発明は上述のような従来の矩形断面シールドトンネルにおける課題の解決を図ったものであり、外周面については矩形断面シールドトンネルの基本形態を維持することで、占有幅、掘削断面積が小さくなるといった矩形断面の利点を生かし、施工機械についても基本的には矩形断面シールド用の機械が利用できるようにしつつ、断面力のうち曲げを小さくして周方向の軸力が効く構造とすることで、断面全体としての平均的な部材厚を低減し、経済性にも優れたトンネル構造を提供することを目的としている。   The present invention is intended to solve the problems in the conventional rectangular cross-section shield tunnel as described above. By maintaining the basic shape of the rectangular cross-section shield tunnel on the outer peripheral surface, the occupied width and the excavation cross-sectional area are reduced. Taking advantage of the rectangular cross section such as the above, it is possible to use a machine for the shield of the rectangular cross section for the construction machine, while making the structure that the axial force in the circumferential direction works by reducing the bending of the cross section force. An object of the present invention is to provide a tunnel structure that reduces the average thickness of the entire cross section and is excellent in economy.

本願の請求項1に係る発明は、頂版、底版、および左右の側壁を有し、トンネル周方向には、複数のコンクリート製のセグメントが連結されてなる矩形断面シールドトンネルにおいて、トンネル軸方向と直角な断面における外周面側を隅角部のみが弧状の矩形断面とし、内周面側を変曲点のない弧状の曲線からなる断面形状とし、前記頂版、底版、および前記左右の側壁の中央部の部材厚が前記隅角部の部材厚より小さくなるようにし、前記各セグメントは部材厚をトンネル周方向に連続的に変化させてあることを特徴とするものである。 The invention according to a first aspect of the present invention, the top plate, bottom plate, and the left and right side walls possess, the tunnel circumferential direction, the rectangular cross-section shield tunnel segments made of a plurality of concrete formed by connecting the tunnel axis The outer peripheral surface side of the right-angled cross section is an arc-shaped rectangular cross section only at the corners, and the inner peripheral surface side is a cross-sectional shape composed of an arc-shaped curve without an inflection point, and the top plate, the bottom plate, and the left and right side walls The member thickness of the central part is made smaller than the member thickness of the corner part, and the member thickness of each segment is continuously changed in the tunnel circumferential direction .

外周面側の形状については、従来の隅角部における応力集中を低減するために、隅角部のみ弧状(円弧を含む)としたものと同様である。   The shape on the outer peripheral surface side is the same as the conventional shape in which only the corner portion is arcuate (including an arc) in order to reduce stress concentration in the corner portion.

内周面側の形状については、従来のようにトンネルの部材厚を一定とするのではなく、内側の断面に曲率を設けることで断面内での周方向の軸力の伝達を優先し、部材厚の変化を許容している。   Regarding the shape of the inner peripheral surface side, the member thickness of the tunnel is not made constant as in the prior art, but by giving a curvature to the inner cross section, priority is given to the transmission of the axial force in the circumferential direction within the cross section. Allow thickness change.

具体的には、内周面側を変曲点のない弧状の曲線からなる断面形状としたものであり、変曲点のない弧状の曲線というのは、曲率の異なる複数の円弧の組合せの場合や、曲率が連続的に変化する曲線、あるいはこれらの組合せなどを含む。また、変曲点がないことは、必然的にこのような曲線において急激な曲率の変化がなく、大きな応力集中が生じないことを意味するが、曲率変化が連続するか、あるいは不連続である場合でも曲率変化が小さいことが望ましい。   Specifically, the inner peripheral surface side is a cross-sectional shape made of an arc-shaped curve without an inflection point, and an arc-shaped curve without an inflection point is a combination of a plurality of arcs with different curvatures Or a curve whose curvature changes continuously, or a combination thereof. Also, the absence of an inflection point inevitably means that there is no sudden change in curvature in such a curve and no large stress concentration occurs, but the curvature change is continuous or discontinuous. Even in this case, it is desirable that the curvature change is small.

なお、トンネルを構成する部材としてのセグメント等の製作面からは、曲率の異なる複数の円弧の組合せとするのが、製作上、容易である。   It should be noted that, in terms of production, it is easy to make a combination of a plurality of arcs having different curvatures from the production surface of segments or the like as members constituting the tunnel.

頂版、底版、および左右の側壁の中央部の部材厚が隅角部の部材厚より小さくなるようにしたのは、矩形断面では隅角部に応力が集中しやすいため、隅角部の部材厚は大きくした状態で、頂版、底版、および左右の側壁の中央部の部材厚が小さくなるようにしたものである。   The member thickness at the center of the top plate, bottom plate, and left and right side walls is smaller than the member thickness at the corner. The thickness of the top plate, the bottom plate, and the central portion of the left and right side walls is made small so that the thickness is increased.

このような構成とすれば、トンネル周方向の軸力の伝達により、頂版、底版、および左右の側壁の曲げモーメントの負担が小さくなり、これまで作用する曲げモーメントの大きさで部材厚が決まっていた頂版、底版、側壁の部分が力学的に楽になり、必要部材厚を薄くすることができる。   With such a configuration, the transmission of axial force in the circumferential direction of the tunnel reduces the burden of bending moments on the top plate, bottom plate, and left and right side walls, and the member thickness is determined by the magnitude of the bending moment acting so far. The top plate, the bottom plate, and the side wall portions that have been used become mechanically easy, and the required member thickness can be reduced.

本願発明は、特に圧縮耐力が大きく、引張力あるいは曲げ引張力に弱いコンクリートセグメントを用いた矩形断面シールドトンネルにおいて、その効果が大きい。なお、コンクリート製のセグメントには、鉄筋コンクリートセグメント、繊維補強コンクリートセグメント、プレストレストコンクリートセグメント等も含まれる。   The present invention is particularly effective in a rectangular cross-section shield tunnel using a concrete segment that has a large compressive strength and is weak in tensile force or bending tensile force. The concrete segments include reinforced concrete segments, fiber reinforced concrete segments, prestressed concrete segments, and the like.

セグメントどうしの継手については特に限定されず、従来のコンクリート製セグメントに用いられている各種の継手が適用可能である。   The joints between the segments are not particularly limited, and various joints used in conventional concrete segments can be applied.

請求項に係る発明は、頂版、底版、左右の側壁、および前記頂版と底版をつなぐ中柱または中壁を有し、トンネル周方向には、複数のコンクリート製のセグメントが連結されてなる矩形断面シールドトンネルにおいて、トンネル軸方向と直角な断面における外周面側を隅角部のみが弧状の矩形断面とし、内周面側を少なくとも前記中柱または中壁との接合部以外には変曲点のない弧状の曲線からなる断面形状とし、前記頂版および底版の前記中柱または中壁と前記左右の側壁との中央部、および前記左右の側壁の中央部の部材厚が前記隅角部の部材厚より小さくなるようにし、前記中柱または中壁との接合部を除き、前記各セグメントは部材厚をトンネル周方向に連続的に変化させてあることを特徴とするものである。 The invention according to claim 2, the top plate, bottom plate, have a left and right side walls, and the connecting top plate and a bottom plate center post or mid wall, the tunnel circumferential direction is segment made of a plurality of concrete are connected In the shield tunnel having a rectangular cross section, the outer peripheral surface side of the cross section perpendicular to the tunnel axis direction is a rectangular cross section with only the corners arced, and the inner peripheral surface side is changed at least except for the junction with the middle column or the inner wall. The cross-sectional shape is an arc-shaped curve having no inflection point, and the center thickness of the middle column or the middle wall of the top plate and the bottom plate and the left and right side walls, and the member thickness of the middle portion of the left and right side walls are the corner angles. The segment thickness is made smaller than the thickness of the member, and the thickness of each segment is continuously changed in the tunnel circumferential direction except for the junction with the middle pillar or the middle wall. .

前述のように、矩形断面シールドトンネルでは、中柱もしくは中壁を設けることが一般的であり、請求項はそのような中柱または中壁を有する矩形断面シールドトンネルについて規定したものである。 As described above, a rectangular cross-section shield tunnel is generally provided with a middle pillar or a middle wall. Claim 2 defines the rectangular cross-section shield tunnel having such a middle pillar or middle wall.

発明としての基本的な思想は請求項1に係る発明と同じであるが、鉛直方向の軸力が生ずる中柱または中壁位置との接合部については、変曲点のない形で弧状の曲線を連続させることができないため、この部分を例外としている。   The basic idea of the invention is the same as that of the invention according to claim 1, but the arcuate curve with no inflection point is formed at the junction with the middle column or the middle wall position where the axial force in the vertical direction is generated. Since this cannot be continued, this part is an exception.

また、中柱または中壁との接合部を例外として、セグメントの部材厚をトンネル周方向に連続的に変化させている。 Further, with the exception of the junction with the middle column or the middle wall, the segment member thickness is continuously changed in the tunnel circumferential direction.

本願発明では、外周面側については従来の矩形断面シールドトンネルと同様の形状を維持することで、矩形断面シールドトンネルの利点を損うことなく、内周面側を弧状の曲線の組合せとすることで、頂版部や側壁部も軸力の流れがスムーズとなり、設計的には曲げ卓越から軸力卓越となり、トンネル全体として部材厚を抑えることができる。   In the present invention, by maintaining the same shape as the conventional rectangular cross-section shield tunnel on the outer peripheral face side, the inner peripheral face side should be a combination of arc-shaped curves without detracting from the advantages of the rectangular cross-section shield tunnel. Thus, the flow of the axial force also becomes smooth in the top plate part and the side wall part, and from the bending superiority to the axial force superiority in design, the member thickness can be suppressed as a whole tunnel.

したがって、より経済的な設計が可能となる。   Therefore, more economical design is possible.

また、施工性においては、掘削断面形状は従来の矩形断面シールドトンネルと特に変わらないため、従来の施工機械をほぼそのまま利用することができる。   Further, in terms of workability, the excavation cross-sectional shape is not particularly different from that of a conventional rectangular cross-section shield tunnel, so that conventional construction machines can be used almost as they are.

以下、本願発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本願の請求項に係る矩形断面シールドトンネルの一実施形態を示したものである。本実施形態において、矩形断面シールドトンネル1は、頂版2、底版3、左右の側壁4、および頂版2と底版3をつなぐ中柱または中壁5からなる。 FIG. 1 shows an embodiment of a rectangular cross-section shield tunnel according to claim 2 of the present application. In this embodiment, the rectangular cross-section shield tunnel 1 includes a top plate 2, a bottom plate 3, left and right side walls 4, and a middle column or a middle wall 5 that connects the top plate 2 and the bottom plate 3.

この例で、矩形断面シールドトンネル1の外周面側は、隅角部6だけが応力集中を緩和するため曲率半径がr5 の円弧とし、それ以外の部分は直線としている。 In this example, the outer peripheral surface side of the rectangular cross-section shield tunnel 1, the radius of curvature for only corner 6 to alleviate the stress concentration is an arc of r 5, the other portions are the straight lines.

また、矩形断面シールドトンネル1の内周面側は、中柱または中壁5部分との接合部7を除き、この例では曲率半径がr1 〜r4 の4種類の円弧を組み合わせて構成している。なお、隅角部6については、部材厚を均等としている従来の矩形断面シールドトンネルの場合、曲率中心が一致するが、この例では、外周面側の円弧と内周面側の円弧の曲率中心がずれている(r3 に対する中心がr5 に対する中心より遠くなっている)。 Further, the inner peripheral surface side of the rectangular cross-section shield tunnel 1 is configured by combining four types of arcs having curvature radii of r 1 to r 4 in this example, except for the joint portion 7 with the middle column or the middle wall 5 portion. ing. In the case of the conventional rectangular section shield tunnel in which the member thickness is uniform, the corners 6 have the same center of curvature, but in this example, the center of curvature of the arc on the outer peripheral surface side and the arc on the inner peripheral surface side is the same. (The center for r 3 is farther than the center for r 5 ).

そのため、頂版2および底版3と中柱または中壁5との接合部7を除くと、隅角部6の部材厚が最も大きく、左右の側壁4の中央部や頂版2、底版3の中間部分(左右の側壁4と中柱または中壁5との中央部)の部材厚が薄くなっている。   Therefore, except for the joint portion 7 between the top plate 2 and the bottom plate 3 and the middle column or the middle wall 5, the member thickness of the corner portion 6 is the largest, and the center portion of the left and right side walls 4, the top plate 2, and the bottom plate 3 The member thickness of the intermediate portion (the central portion between the left and right side walls 4 and the middle column or the middle wall 5) is thin.

これは、前述した従来の図3のような部材厚が一定のものでは、地山からの土圧や水圧等によってシールドトンネルの構成部材に作用する曲げモーメントの影響が大きいのに対し、内周面側について連続する弧状の曲線形態によってトンネル周方向の軸力の伝達がスムーズになるようにし、シールドトンネルの構成部材に作用する曲げモーメントの低減を図ったものである。   This is because the influence of the bending moment acting on the components of the shield tunnel due to earth pressure or water pressure from the natural ground is large when the member thickness is constant as shown in FIG. The transmission of axial force in the circumferential direction of the tunnel is smoothed by the arcuate curved form continuous on the surface side, and the bending moment acting on the constituent members of the shield tunnel is reduced.

なお、軸力の伝達に関しては中柱または中壁5を挟んだ左右の部分でそれぞれ円周に近い軸力の伝達経路を形成しており、中柱または中壁5は、通常、他の部分より強度の大きい部材を用いているため、この例では中柱または中壁5については直線部材としているが、これらについても曲線を含む形状とすることも考えられる。   Regarding the transmission of the axial force, the left and right portions sandwiching the middle column or the middle wall 5 form an axial force transmission path close to the circumference, respectively, and the middle column or the middle wall 5 usually has other portions. In this example, since the member having higher strength is used, the middle column or the inner wall 5 is a straight member, but it is also conceivable that these also have a shape including a curve.

図4および図5は、それぞれ従来例である図3の矩形断面シールドトンネル31および図1の矩形断面シールドトンネル1に生ずる力および変形を比較して示したものである。   FIG. 4 and FIG. 5 compare the force and deformation generated in the rectangular cross-section shield tunnel 31 of FIG. 3 and the rectangular cross-section shield tunnel 1 of FIG.

軸力図については、部材厚が一定の図4(a) (従来例)に比べ、図5(a) (本願発明)では部材厚の大きい部分での軸力が大きく、部材厚の小さい部分での軸力が小さくなっている。   Regarding the axial force diagram, compared with FIG. 4 (a) (conventional example) where the member thickness is constant, in FIG. 5 (a) (the invention of the present application), the axial force is large at the portion where the member thickness is large and the portion where the member thickness is small. The axial force at is small.

曲げモーメント図については、図4(b) (従来例)で、頂版および底版における左右の側壁と中柱または中壁との中央部で大きな値となっているのに対し、図5(b) (本願発明)では対応する部分の曲げモーメントが大幅に低減している。この関係は、変形図(図4(d) 、図5(d) )についても同様である。   Regarding the bending moment diagram, in FIG. 4 (b) (conventional example), the value is large at the center between the left and right side walls and the middle column or middle wall of the top plate and bottom plate, whereas FIG. (In the present invention), the bending moment of the corresponding part is greatly reduced. This relationship is the same for the modified drawings (FIG. 4 (d), FIG. 5 (d)).

せん断力図については、両者で特に大きな差は見られなかった(図4(c) 、図5(c) )。   Regarding the shear force diagrams, there was no significant difference between the two (FIGS. 4 (c) and 5 (c)).

これらから、本願発明の実施形態である図1の構造は、図3の部材厚が一定の矩形断面シールドトンネルに比べ、構造的に有利であることが分かる。特に、頂版2および底版3における左右の側壁4と中柱または中壁5との中央部と、側壁4の中央部について部材厚を減少させても、その部分の曲げモーメントや変形が小さいことから、これらの部分の部材厚を隅角部6の部材厚を薄くすることで、より合理的な矩形断面シールドトンネルの構造が得られる。   From these, it can be seen that the structure of FIG. 1 which is an embodiment of the present invention is structurally advantageous as compared to the rectangular cross-section shield tunnel of FIG. 3 having a constant member thickness. In particular, even if the member thickness is reduced for the central portion of the left and right side walls 4 and the middle pillar or the middle wall 5 and the central portion of the side wall 4 in the top plate 2 and the bottom plate 3, the bending moment and deformation of the portions are small. Therefore, by making the member thickness of these portions thinner than that of the corner portion 6, a more rational rectangular cross-section shield tunnel structure can be obtained.

図6は、中柱または中壁5がある場合のセグメント分割例を示したもので、この例では1a〜1eの5種類のセグメントを2つずつ組み合わせて1つのリングを構成するようにしているが、リングを構成する全てのセグメントの形状が異なる場合や、一部のセグメントのみ同種のものを複数用いる場合など、種々の組合せが考えられる。   FIG. 6 shows an example of segment division in the case where there is a middle pillar or middle wall 5. In this example, two rings of five types 1a to 1e are combined to form one ring. However, various combinations are conceivable, for example, when the shapes of all the segments constituting the ring are different, or when a plurality of the same type is used for only some of the segments.

具体的な数値例を挙げると、例えば矩形断面シールドの外周面側における高さH=6865mm、幅B=10538mmとして、図6のa=918mm、b=350mm、c=391mm、d=399.4mm、e=408.1mm、f=416.6mm、g=362.8mm、h=350mm、i=403.3mm、j=350mmといった設計が考えられる。   To give specific numerical examples, for example, height H = 6865 mm and width B = 10538 mm on the outer peripheral surface side of the rectangular cross-section shield, a = 918 mm, b = 350 mm, c = 391 mm, d = 399.4 mm in FIG. E = 408.1 mm, f = 416.6 mm, g = 362.8 mm, h = 350 mm, i = 403.3 mm, j = 350 mm.

図7は、本願の請求項1に係る矩形断面シールドトンネルの一実施形態におけるセグメントの配置例を示したもので、図6のものと比べ中柱あるいは中壁がないため、頂版12、底版13、左右の側壁14からなり、外周面側については隅角部16のみ円弧とした単純な形態となっている。 FIG. 7 shows an example of the arrangement of segments in an embodiment of the rectangular cross-section shield tunnel according to claim 1 of the present application. Since there are no center pillars or inner walls as compared with FIG. 13 and left and right side walls 14, and the outer peripheral surface side has a simple form in which only the corner portion 16 is an arc.

この例では、矩形断面シールドトンネル11の内周面側については、異なる曲率の複数の円弧を組み合わせているが、完全な円弧ではなく、曲率が徐々に変わる弧状の曲線を連続させてもよい。   In this example, a plurality of arcs with different curvatures are combined on the inner peripheral surface side of the rectangular cross-section shield tunnel 11, but instead of a complete arc, an arcuate curve whose curvature gradually changes may be continued.

この場合も、隅角部16で部材厚が大きく、それらの中間で部材厚が小さくなっている。   Also in this case, the member thickness is large at the corner portion 16, and the member thickness is small between them.

また、矩形断面シールドトンネル11を構成するセグメントについては、11a〜11dの4種類のセグメントを2つずつ組み合わせて1つのリングを構成しているが、リングを構成する全てのセグメントの形状が異なる場合や、一部のセグメントのみ同種のものを複数用いる場合など、種々の組合せが考えられる。   Moreover, about the segment which comprises the rectangular cross-section shield tunnel 11, the four types of segments of 11a-11d are combined 2 pieces, and one ring is comprised, but when the shape of all the segments which comprise a ring differs Various combinations are conceivable, such as when a plurality of the same type is used for only some segments.

本願の請求項に係る矩形断面シールドトンネルの一実施形態を示すトンネル軸方向と直角な断面図である。It is sectional drawing at right angles to the tunnel axial direction which shows one Embodiment of the rectangular cross-section shield tunnel concerning Claim 2 of this application. 従来の矩形断面シールドトンネルの一例を示すトンネル軸方向と直角な断面図である。It is sectional drawing at right angles to the tunnel axial direction which shows an example of the conventional rectangular cross-section shield tunnel. 従来の隅角部を円弧状とした矩形断面シールドトンネルの一例を示すトンネル軸方向と直角な断面図である。It is sectional drawing at right angles to the tunnel axial direction which shows an example of the rectangular cross-section shield tunnel which used the conventional corner part as circular arc shape. 従来例である図3の矩形断面シールドトンネルに生ずる力および変形を示したもので、(a) は軸力図、(b) は曲げモーメント図、(c) はせん断力図、(d) は変形図である。3A and 3B show the force and deformation generated in the conventional shield tunnel of FIG. 3, where FIG. 3A is an axial force diagram, FIG. 3B is a bending moment diagram, FIG. 3C is a shear force diagram, and FIG. FIG. 本願の請求項に係る発明の一実施形態である図1の矩形断面シールドトンネルに生ずる力および変形を示したもので、(a) は軸力図、(b) は曲げモーメント図、(c) はせん断力図、(d) は変形図である。FIG. 3 shows forces and deformations generated in the rectangular cross-section shield tunnel of FIG. 1 which is an embodiment of the invention according to claim 2 of the present application, in which (a) is an axial force diagram, (b) is a bending moment diagram, (c ) Is a shear force diagram, and (d) is a deformation diagram. 本願の請求項に係る矩形断面シールドトンネルの他の実施形態における各部の部材厚とセグメントの配置例を示すトンネル軸方向と直角な断面図である。It is sectional drawing at right angles to the tunnel axial direction which shows the member thickness of each part in other embodiment of the rectangular cross-section shield tunnel concerning Claim 2 of this application, and the example of arrangement | positioning of a segment. 本願の請求項1に係る矩形断面シールドトンネルの一実施形態におけるセグメントの配置例を示すトンネル軸方向と直角な断面図である。It is sectional drawing at right angles to the tunnel axial direction which shows the example of arrangement | positioning of the segment in one Embodiment of the rectangular cross-section shield tunnel concerning Claim 1 of this application.

符号の説明Explanation of symbols

1…矩形断面シールドトンネル(本願発明)、1a〜1e…セグメント、2…頂版、3…底版、4…側壁、5…中柱または中壁、6…隅角部、7…頂版または底版と中柱または中壁との接合部、
11…矩形断面シールドトンネル(本願発明)、11a〜11d…セグメント、
21,31…矩形断面シールドトンネル(従来例)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rectangular cross-section shield tunnel (this invention), 1a-1e ... Segment, 2 ... Top plate, 3 ... Bottom plate, 4 ... Side wall, 5 ... Middle pillar or inner wall, 6 ... Corner, 7 ... Top plate or bottom plate And the junction between the inner pillar and the inner wall,
11 ... Rectangular cross-section shield tunnel (the present invention), 11a to 11d ... segment,
21, 31 ... Rectangular cross-section shield tunnel (conventional example)

Claims (2)

頂版、底版、および左右の側壁を有し、トンネル周方向には、複数のコンクリート製のセグメントが連結されてなる矩形断面シールドトンネルにおいて、トンネル軸方向と直角な断面における外周面側を隅角部のみが弧状の矩形断面とし、内周面側を変曲点のない弧状の曲線からなる断面形状とし、前記頂版、底版、および前記左右の側壁の中央部の部材厚が前記隅角部の部材厚より小さくなるようにし、前記各セグメントは部材厚をトンネル周方向に連続的に変化させてあることを特徴とする矩形断面シールドトンネル。 Top plate, bottom plate, and the left and right side walls possess, the tunnel circumferential direction, the rectangular cross-section shield tunnel made more concrete segment is coupled, corner the outer peripheral surface side of the tunnel axis perpendicular cross-section Only the portion has an arc-shaped rectangular cross section, and the inner peripheral surface side has a cross-sectional shape composed of an arc-shaped curve without an inflection point, and the thickness of the top plate, the bottom plate, and the central part of the left and right side walls is the corner portion. The rectangular cross section shield tunnel is characterized in that the thickness of each segment is continuously reduced in the circumferential direction of the tunnel. 頂版、底版、左右の側壁、および前記頂版と底版をつなぐ中柱または中壁を有し、トンネル周方向には、複数のコンクリート製のセグメントが連結されてなる矩形断面シールドトンネルにおいて、トンネル軸方向と直角な断面における外周面側を隅角部のみが弧状の矩形断面とし、内周面側を少なくとも前記中柱または中壁との接合部以外には変曲点のない弧状の曲線からなる断面形状とし、前記頂版および底版の前記中柱または中壁と前記左右の側壁との中央部、および前記左右の側壁の中央部の部材厚が前記隅角部の部材厚より小さくなるようにし、前記中柱または中壁との接合部を除き、前記各セグメントは部材厚をトンネル周方向に連続的に変化させてあることを特徴とする矩形断面シールドトンネル。 Top plate, bottom plate, have a left and right side walls, and the connecting top plate and a bottom plate center post or mid wall, the tunnel circumferential direction, the rectangular cross-section shield tunnel segments made of a plurality of concrete formed by connecting tunnel The outer peripheral surface side of the cross section perpendicular to the axial direction is a rectangular cross section with only the corners arcuate, and the inner peripheral surface side is at least from an arcuate curve having no inflection point other than the junction with the middle column or the inner wall. The cross-sectional shape is such that the center thickness of the middle column or the middle wall of the top and bottom plates and the left and right side walls, and the thickness of the left and right side walls are smaller than the thickness of the corners. The rectangular cross-section shield tunnel is characterized in that the thickness of each segment is continuously changed in the circumferential direction of the tunnel except for the junction with the middle pillar or the middle wall .
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