JP4719088B2 - segment - Google Patents
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Description
本発明は、シールドトンネル内に覆工体として用いられる合成セグメント、または、立抗、坑道、若しくはアンダーパス等の土木構造物に用いられる合成セグメントに関し、特にセグメント桁高の薄壁化を図ることができるセグメントに関するものである。
The present invention is synthesized segment that is used as a lining material in the shield tunnel, or Tatsuko, tunnels, or relates to synthetic segments that are used in civil structures such as underpasses, especially segments girder height of the thin walled It relates to segments that can be planned.
従来、トンネル、立抗、坑道、又はアンダーパス等において、都市部等で特に施工コスト増の大きな要因となる用地買収費用を抑えるための設置容積の低減や、施工時の掘削土量の削減及び掘削機やセグメント設置に用いる機械の小型化等による施工費削減のために、セグメントの薄壁化を図る試みがなされている。 Conventionally, in tunnels, rifles, tunnels, underpasses, etc., reductions in installation volume to reduce land acquisition costs, which are a major factor in increasing construction costs, especially in urban areas, etc. Attempts have been made to reduce the thickness of the segment in order to reduce construction costs by reducing the size of the excavator and the machine used for installing the segment.
そのため、従来技術では、(1)薄壁化の際に生じるセグメントの剛性低下防止やセグメントの曲げ耐力向上を図るために、主として使用鉄筋量を増やすことで対応している。 Therefore, in the prior art, (1) In order to prevent a decrease in the rigidity of the segment that occurs during the thinning of the wall and to improve the bending strength of the segment, the conventional technique mainly copes with increasing the amount of reinforcing bars used.
また、(2)RCセグメントでは、図13に示すような、セグメント30の中に鉄筋の代わりに鉄筋と同じ位置にフラットバー20と呼ばれる平鋼を用いることで、鉄筋単独使用時よりも主筋の有効高さを増すことができ、少ない鋼材量で同程度の耐力を得ることができる方法も開示されている(例えば、非特許文献1参照)。
Moreover, in (2) RC segment, as shown in FIG. 13, by using a flat bar called a
また、(3)鉄筋を全く使用しないでRCセグメントを構成する技術も、特許文献1に開示されており、これは、板状の鋼板をセグメント幅方向に波状に複数箇所折り曲げて、セグメントの内縁側及び外縁側に帯状部を形成すると共にセグメント内に複数箇所の台形状の空間を形成し、当該複数の台形状の空間内にコンクリートを充填してRCセグメントを形成している。
しかしながら、セグメントの薄壁化の際に問題となる剛性低下を、従来技術(1)のように使用鉄筋量を増やすことで抑制しようとすると、鉄筋間隔が狭くなることにより、コンクリートの打設性、コンクリートの密実性が損なわれるという問題がある。 However, if it is attempted to suppress the decrease in rigidity, which is a problem when thinning the segment, by increasing the amount of reinforcing bars used as in the prior art (1), the spacing between the reinforcing bars becomes narrow, so that the concrete can be placed. There is a problem that the solidity of concrete is impaired.
また非特許文献1にあるような前記(2)の鉄筋と鉄筋の代わりにフラットバー20を用いたRCセグメント30では、セグメントの桁高を小さくするとフラットバー20の距離が近くなる為にフラットバー20間にコンクリート4を充填しづらくなり、コンクリート4の未充填箇所が発生し易いといった問題が懸念される。
Further, in the
また、特許文献1のような板状の鋼板を使用した形態の構造では、鉄筋は無いものの、コンクリートはRCセグメント内の複数の空間に縁が切られて充填されているため、コンクリートと鋼板が一体挙動できず、また、波状に折り曲げるため板厚が薄い鋼板しか使用できないため(実施例では厚さ2.7mm)、薄壁化に耐えられるセグメント構造とすることは困難であった。
Moreover, in the structure of the form using the plate-shaped steel plate like
本発明は、上述のような従来技術の問題を解決し、コンクリートの密実性を確保しながら薄壁化を図ることができる、トンネル、立杭、坑道、若しくはアンダーパス用の合成セグメントを提供することを目的とする。
The present invention provides a composite segment for tunnels, vertical piles, tunnels, or underpasses that can solve the above-described problems of the prior art and can reduce the thickness of the wall while ensuring the concrete solidity. The purpose is to do.
前記の課題を解決する為、本発明は以下の手段を特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following means.
(1)第1発明では、トンネル、立杭、坑道、又はアンダーパス用の合成セグメントであって、その合成セグメントは主桁、当該主桁と同高さを有する継手板、スキンプレート、及び縦リブを有する鋼殻に、中詰めコンクリートを充填してなり、当該セグメントのコンクリートの外縁側及び内縁側に、平鋼板からなりセグメント周方向である長手方向のセグメント長さに略等しいエッジ材が、前記縦リブの内縁側と外縁側であってセグメント厚さ方向に間隔をおいて対向すると共に縦リブに交差されて配置され、
前記内縁側のエッジ材は前記継手板に接合され、前記外縁側のエッジ材は、前記継手板、及び前記スキンプレートに接合され、
前記セグメントの幅方向において、当該幅方向の中央を通る前記セグメントの長手方向線に対し略線対称となるように複数本間隔を置いて配置され、且つ、前記各エッジ材におけるセグメント幅方向の寸法は、前記各エッジ材におけるセグメントの桁高方向の寸法よりも大きいことを特徴とする。
(2)第2発明では、前記(1)に記載のセグメントにおいて、前記エッジ材に孔あき鋼板ジベル、スタッドジベルの少なくともいずれかからなるコンクリートとのずれ止めを設けることを特徴とする。
(3)第3発明では、前記(1)又は(2)に記載のセグメントにおいて、前記エッジ材として、平鋼板に替えて、C形、T形、L形、又はE形の断面形状を有する鋼材を用いることを特徴とする。
(4)第4発明では、前記(3)に記載のセグメントにおいて、前記C形、T形、L形、又はE形の断面形状を有する鋼材のセグメント内面側に、ずれ止めの機能を有するフランジを備えることを特徴とする。
(5)第5発明では、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のセグメントにおいて、前記エッジ材の少なくともコンクリートに接していない部分に防食を施すことを特徴とする。
(6)第6発明では、前記(1)〜(5)のいずれかに記載のセグメントにおいて、前記セグメントの幅方向に設置するエッジ材の設置間隔を、使用するコンクリートの最大骨材寸法の少なくとも2倍とし、且つ、前記エッジ材幅を大きくとも500mmとすることを特徴とする。
(1) In the first invention, a composite segment for a tunnel, a vertical pile, a tunnel, or an underpass, the composite segment being a main girder, a joint plate having the same height as the main girder, a skin plate, and a vertical A steel shell having ribs is filled with filled concrete, and on the outer edge side and inner edge side of the concrete of the segment, an edge material made of a flat steel plate and substantially equal to the segment length in the longitudinal direction, which is the circumferential direction of the segment, The inner edge side and the outer edge side of the vertical ribs are opposed to each other with an interval in the segment thickness direction and are arranged to intersect the vertical ribs,
The edge material on the inner edge side is joined to the joint plate, the edge material on the outer edge side is joined to the joint plate, and the skin plate,
In the width direction of the segment, a plurality of intervals are arranged so as to be substantially line symmetrical with respect to the longitudinal direction line of the segment passing through the center of the width direction, and the dimension in the segment width direction of each edge material Is larger than the dimension of the segment of each edge member in the digit height direction.
(2) The second invention is characterized in that, in the segment according to (1), the edge member is provided with a stopper with respect to the concrete made of at least one of a perforated steel plate gibber and a stud gibber.
(3) In the third invention, in the segment described in (1) or (2), the edge member has a C-shaped, T-shaped, L-shaped, or E-shaped cross-sectional shape instead of a flat steel plate. It is characterized by using steel.
(4) In the fourth invention, in the segment described in (3) above, a flange having a function of preventing slippage on the inner surface side of the segment of the steel material having the C-shaped, T-shaped, L-shaped, or E-shaped cross-sectional shape It is characterized by providing.
(5) In the fifth invention, in the segment according to any one of (1) to (4) , at least a portion of the edge material that is not in contact with concrete is subjected to corrosion prevention.
(6) In the sixth invention, in the segment according to any one of (1) to (5) , the installation interval of the edge members installed in the width direction of the segment is at least the maximum aggregate size of the concrete to be used. The edge material width is at most 500 mm.
本発明のセグメントによると、エッジ材をセグメントにおけるコンクリートの内縁側と外縁側のそれぞれに配置することで、セグメント内部の鉄筋を不要とすることができ、これにより内部空間(特に桁高方向の内部空間)を広くとることができるようになるため、セグメントを薄壁化した際にも、コンクリートの未充填箇所の発生を防止できることから、使用鋼材や中詰めコンクリートを有効に機能させることができるようになるため、セグメントの桁高を低くしても剛性を確保することが可能で、トンネル、立杭、坑道、若しくはアンダーパス用の合成セグメントの薄壁化を図ることができるようになる。また、本発明の合成セグメントでは、セグメント幅方向に均一に力を分担させることができる。
また、本発明によると、主桁、継手板、スキンプレート、及び縦リブを有する鋼殻に、中詰めコンクリートを充填してなり、前記エッジ材を縦リブの内縁側と外縁側のそれぞれに、縦リブに交差させて配置し、前記内縁側のエッジ材を前記縦リブ及び前記継手板に接合し、前記外縁側のエッジ材を前記縦リブ、前記継手板、及び前記スキンプレートに接合しているので、鋼殻の内側であって、縦リブの内縁側と外縁側にエッジ材を設けて中詰めコンクリートとの一体化を高めることができる。
また、第2発明では、エッジ材に孔あき鋼板ジベル、スタッドジベルの少なくともいずれかからなるコンクリートとのずれ止めを設けるので、コンクリートとエッジ材の一体化を高めることができる。
また、第3発明によると、平鋼板に替えて、C形、T形、L形、又はE形の断面形状を有する鋼材を用いるので、平鋼板から突出するように設けられる突出部により剛性を高めたり、その突出部に透孔を設けて孔開きジベルとすることができる。
また、第4発明によると、前記C形、T形、L形、又はE形の断面形状を有する鋼材のセグメント内面側に、ずれ止めの機能を有するフランジを備えるので、エッジ材とコンクリートのトンネル半径方向のずれを抑制することができ、エッジ材とコンクリートとの一体性をより向上させることができる。
また、第5発明によると、エッジ材の少なくともコンクリートに接していない部分に防食を施すので、エッジ材の防錆性能を高め、しいては、セグメントの防錆性能を高めることができる。
また、第6発明によると、セグメントの幅方向に設置するエッジ材の設置間隔を、使用するコンクリートの最大骨材寸法の少なくとも2倍とし、前記エッジ材幅を大きくとも500mmとしたので、コンクリートの充填性を低下させることなく、コンクリート4内の空隙(気泡)を追い出すために用いる内部振動機の挿入間隔を、500mm以下に収め、コンクリートの密実性を高めることができる。
According to the segment of the present invention, by arranging the edge material on each of the inner edge side and the outer edge side of the concrete in the segment, it is possible to eliminate the reinforcing bars inside the segment, and thereby the inner space (especially the inside in the digit height direction). Since the space can be widened, it is possible to prevent the occurrence of unfilled parts of the concrete even when the segment is thinned, so that the steel materials used and the concrete filled in can be functioned effectively. to become even lower the girder height of the segment is possible to ensure the rigidity, it is possible to realize the tunnel, Tatsukui, tunnels, or the thin wall of the synthesis segment for underpass. Further, in synthesis segment of the present invention, it can be shared uniformly force the segment width direction.
Further, according to the present invention , a steel shell having a main girder, a joint plate, a skin plate, and a vertical rib is filled with filling concrete, and the edge material is provided on each of the inner edge side and the outer edge side of the vertical rib. It is arranged so as to intersect with the longitudinal ribs, the edge material on the inner edge side is joined to the longitudinal ribs and the joint plate, and the edge material on the outer edge side is joined to the longitudinal ribs, the joint plate, and the skin plate. Therefore, it is possible to enhance the integration with the filling concrete by providing edge materials on the inner edge side and outer edge side of the vertical rib inside the steel shell.
Further, in the second invention , since the edge member is provided with the slip prevention with the concrete made of at least one of the perforated steel plate gibble and the stud gibber, the integration of the concrete and the edge material can be enhanced.
In addition, according to the third invention , instead of a flat steel plate, a steel material having a C-shaped, T-shaped, L-shaped, or E-shaped cross-sectional shape is used, so that rigidity is provided by a protruding portion provided so as to protrude from the flat steel plate. It can be increased or a perforation can be provided by providing a through hole in the protruding portion.
According to the fourth invention , the flange having the function of preventing slippage is provided on the segment inner surface side of the steel material having the C-shaped, T-shaped, L-shaped, or E-shaped cross-sectional shape. The shift in the radial direction can be suppressed, and the integrity between the edge material and the concrete can be further improved.
According to the fifth aspect of the invention , since the anticorrosion is applied to at least the portion of the edge material that is not in contact with the concrete, the rust prevention performance of the edge material can be improved, and thus the rust prevention performance of the segment can be improved.
Also, according to the sixth invention , the interval between the edge members installed in the width direction of the segment is at least twice the maximum aggregate size of the concrete used, and the edge member width is at most 500 mm. Without lowering the filling property, the insertion interval of the internal vibrator used for expelling the voids (bubbles) in the
以下、図面に基づいて、本発明に係る実施形態を説明する。
尚、以下の説明においては、断面が矩形のトンネル用のセグメントを例に説明するが、本発明は断面矩形トンネル用のセグメントに限定されるものではなく、トンネル等の曲率に併せて湾曲している断面円形トンネル等用セグメントにも問題無く適用できるものである。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following explanation, a segment for a tunnel having a rectangular cross section will be described as an example. However, the present invention is not limited to a segment for a rectangular cross section, and is curved in accordance with the curvature of the tunnel or the like. The present invention can be applied without problems to segments for circular tunnels and the like.
図1、図2に本願の第一実施形態のRCセグメント17を示す。
図1は、その断面透過斜視図であり、図2は、図1のA−A’断面図である。
1 and 2 show an
FIG. 1 is a transparent sectional perspective view thereof, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
本願の第一の実施形態においては、RCセグメント17は、図1、図2に示すように、RCセグメント17を構成するコンクリート4の外縁側及び内縁側に、平鋼板からなりセグメント周方向である長手方向のセグメント長さに略等しいエッジ材3が、セグメントの幅方向(トンネル等を構成した際のトンネルの軸方向に相当)において、当該幅方向の中央を通る前記セグメントの長手方向(トンネル等を構成した際のトンネルの周方向に相当)線に対し略線対称となるように複数本間隔を置いて一体に埋め込み配置され、且つ、コンクリート断面のセグメント外縁側1とセグメント内縁側2に、エッジ材3のセグメント幅方向の寸法が、セグメント自体のセグメント桁高方向の寸法より大きい平鋼板の形状を有する内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bを、セグメント長手方向に設置し、該内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bを、間隔をあけ配置することを特徴とするセグメントである。
In the first embodiment of the present application , as shown in FIGS. 1 and 2, the
前記各内縁側エッジ材3aおよび外縁側エッジ材3bを、セグメント幅方向の中央を通るセグメントの長手方向線C)に対し略線対称となるように複数本間隔を置いて配置する理由は、セグメント幅方向に均一に力を分担させることができるようにするためである。
The reason why the inner edge
また、前記各内縁側エッジ材3aおよび外縁側エッジ材3bの幅方向の寸法を、セグメントの桁高方向の寸法より長くする理由は、セグメントの断面図心から該内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bの重心までの距離を大きくするほうが、セグメントの剛性を高くすることが出来るからである。
The reason why the dimension in the width direction of each of the inner edge
エッジ材3a,3bとしては、通常は、そのセグメント幅方向の寸法が、セグメント自体の桁高方向の寸法と同様もしくは長い形状を有する平鋼板を用いるが、平鋼板を用いる場合は、コンクリート4と内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bの付着を考慮すると縞鋼板を用いるのが望ましい。
As the
図12(a)、(b)、(c)に本発明に係る第二の実施形態の合成セグメント18を示す。
図12(a)は鳥瞰図であり、図12(b)は図12(a)のA−A’断面図であり、図12(c)は図12(a)のセグメントをセグメント内縁側2から見た平面図である。
12 (a), (b), and (c) show the
12A is a bird's-eye view, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 12A, and FIG. 12C shows the segment of FIG. FIG.
本発明に係る第二の実施形態においては、合成セグメント18は、図12(a)と図12(b)に示すように、エッジ材3と平行に、エッジ材3と同じ長さの主桁14を設置すると共に、エッジ材3の両端部にエッジ材3に対し直角方向に継手板16を設置し、エッジ材3及び主桁14と溶接により接合し、また外縁側エッジ材3bの地山側にスキンプレート13を設置し、スキンプレート13を主桁14、継手板16、外縁側エッジ材3bと溶接により接合することを特徴とするセグメントである。
なお、図示の形態では、前記主桁14、継手板16、スキンプレート13、及び縦リブ15を有する鋼殻とされ、その鋼殻に、中詰めコンクリート4を充填してなる合成セグメント18であり、エッジ材3を縦リブ15の内縁側と外縁側のそれぞれに、縦リブ15に交差させて配置し、内縁側のエッジ材3aを縦リブ15及び継手板16に接合し、外縁側のエッジ材3(3b)を縦リブ15、前記継手板16、及び前記スキンプレート13に接合している形態の合成セグメント18である。
In the second embodiment according to the present invention, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the
In the illustrated embodiment, a steel shell having the
本実施形態においても、エッジ材3の配置間隔や幅の設定に関しては、第一実施形態のRCセグメントの場合と同様である。
Also in the present embodiment, the setting of the arrangement interval and the width of the
図3(a)〜(b)と図4(a)〜(b)に本願の第三の実施形態のセグメントを示す。
本実施形態のセグメントは、RCセグメント、合成セグメントのどちらでも構わないが、以下の説明においては、RCセグメント17を例として説明する。
The segment of 3rd embodiment of this application is shown to Fig.3 (a)-(b) and Fig.4 (a)-(b).
The segment of this embodiment may be either an RC segment or a composite segment. In the following description, the
図3(a)は、図1のRCセグメント17において、内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bにスタッドジベル5を設置する場合のA−A’線に沿う断面図あり、図3(b)は図3(a)のセグメントのB−B線に沿う断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the case where the
図4(a)は、図1のRCセグメント17において、内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bに孔あき鋼板ジベル6を設置する場合のA−A’線に沿う断面図であり、図4(b)は図4(a)のセグメントのエッジ材の鳥瞰図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in the case where the perforated steel plate dowel 6 is installed in the inner edge
本第三の実施形態のセグメントにおいては、内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bに、エッジ材3の長手方向に亘って、図3(a)、(b)に示すスタッドジベル5、または図4(a)、(b)に示す孔あき鋼板ジベル6を、エッジ材3に対し垂直方向に設置する。
In the segment of the third embodiment, on the inner edge
エッジ材3にスタッドジベル5や孔あき鋼板ジベル6を設置する理由は、トンネル周方向とトンネル半径方向におけるエッジ材3とコンクリート4とのずれを抑制し、エッジ材3とコンクリート4とを一体化し一体挙動させるためである。スタッドジベル5の設置方法は、品質と強度を考慮すると、エッジ材3に溶植することが好ましい。
スタッドジベル5の設置位置は、コンクリートの充填性を考慮すると、図3(b)に示すように、内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bに設置するスタッドジベル5の位置をセグメント長手方向に千鳥配置することが好ましい。また、スタッドジベル5は、該内縁側エッジ材3aと該外縁側エッジ材3bに、セグメント幅方向に複数列設置してもよいが、コンクリート4の未充填箇所の発生、コンクリート4の打設負荷、セグメント製作コスト等を考慮すると、スタッドジベル5の設置列数は少ないほうが良く、エッジ材1本当たり1列又は2列が好ましい。
スタッドジベル5とは、鋼材(例えば、この実施形態ではエッジ材)とコンクリート4を一体化することを目的とし、鋼材に溶植されるずれ止めスタッドのことを意味する。
The reason for installing the
As shown in FIG. 3 (b), the installation position of the
The
また、孔あき鋼板ジベル6に関しては、図4(b)のように、エッジ材3の長手方向に連続して設置しても、断続的に間隔を置いて設置してもいずれでも構わない。孔あき鋼板ジベル6とエッジ材3の接合方法は、強度を考慮すると溶接が好ましく、溶接方法は、両側隅肉溶接が好ましい。
尚、スタッドジベル5と孔あき鋼板ジベル6を組み合わせて、エッジ材3(3a,3b)に設置することも可能である。
Further, the perforated steel plate gibber 6 may be installed continuously in the longitudinal direction of the
In addition, it is also possible to install on the edge material 3 (3a, 3b) combining the
図5(a)〜(d)に本願の第四の実施形態のセグメントを示す。
本実施形態においては、前記実施形態のエッジ材3に対応するエッジ材として、平鋼に替えて、断面がC形、T形、L形、又はE形の鋼材を使用する。本実施形態のセグメントは、RCセグメント、合成セグメントのどちらでも構わないが、以下の説明においては、RCセグメント17を例として説明する。
The segment of 4th embodiment of this application is shown to Fig.5 (a)-(d).
In the present embodiment, a steel material having a C-shaped, T-shaped, L-shaped, or E-shaped cross section is used as an edge material corresponding to the
図5(a)は、断面C形のエッジ材7を設置するセグメントの断面図である。図5(b)は、断面T形のエッジ材8を設置するセグメントの断面図である。図5(c)は、断面L形のエッジ材9を設置するセグメントの断面図である。図5(d)は断面E形のエッジ材10を設置するセグメントの断面図である。
本第四の実施形態のセグメント17においては、図5(a)〜(d)に示すように、断面C形、T形、L形、E形のエッジ材7〜10を、当該エッジ材7〜10のウエブとなる突出部19が、セグメントの内面側を向くように設置する。エッジ材を断面C形、T形、L形、E形のエッジ材7〜10とする理由は、トンネル周方向の力やトンネル背面からの圧力が大きく、内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bの座屈が懸念される場合に、エッジ材7〜10の座屈を防止するためである。断面C形、T形、L形のエッジ材7〜9は、品質を考慮すると形鋼を用いることが好ましいが、複数の平鋼を互いに接合させて、ビルトアップして製造しても良い。断面E形のエッジ材10は、ビルトアップして製造する。
FIG. 5A is a cross-sectional view of a segment on which an
In the
ビルトアップによりエッジ材7〜10を形成する方法は、溶接、ボルト接合、接着剤のいずれの方法を用いてもよいが、鋼材の加工手間、コスト等を考慮すると溶接が好ましい。溶接では、座屈、ずれ止めの機能を確実に発揮させることを考えると、全長溶接することが好ましい。エッジ材3の寸法上、両側隅肉溶接が困難である場合は、片側開先溶接でも良い。
As a method of forming the
また、断面C形、T形、L形、E形のエッジ材3におけるウエブ(突出部19)は、開孔して孔あき鋼板ジベル6としても良い。孔あき鋼板ジベル6とすることで、エッジ材3とコンクリート4とのずれを抑制することが出来、また、一体化して一体挙動させることが出来る。
In addition, the web (projecting portion 19) in the
図6(a)〜(c)、図7(a)〜(b)、図8(a)〜(c)、図9(a)〜(b)に本願の第五の実施形態のセグメントを示す。
6 (a)-(c), FIGS. 7 (a)-(b), FIGS. 8 (a)-(c), and FIGS. 9 (a)-(b) show the segments of the fifth embodiment of the present application . Show.
本実施形態のセグメントは、RCセグメント、合成セグメントのどちらでも構わないが、以下の説明においては、RCセグメントを例として説明する。 Although the segment of this embodiment may be either an RC segment or a composite segment, in the following description, an RC segment will be described as an example.
図6(a)〜(c)は前述の図5(a)のエッジ材7(3a,3b)のウェブ先端(突出部19先端)に、更にフランジ21を設置するセグメントの断面図である。図7(a)〜(b)は、前述図5(b)のエッジ材8(3a,3b)のウェブ先端(突出部19先端)にフランジ21を設置するセグメントの断面図である。図8(a)〜(c)は、前述図5(c)のエッジ材9(3a,3b)のウェブ先端(突出部19先端)にフランジ21を設置するセグメントの断面図である。図9(a)〜(b)は前述図5(d)のエッジ材10(3a,3b)のウェブ先端(突出部19先端)にフランジ21を設置するセグメントの断面図である。いずれの形態もエッジ材における突出部19の先端部に一体にフランジ21が設けられている。
FIGS. 6A to 6C are cross-sectional views of segments in which a
本第五の実施形態においては、図6(a)〜(c)、図7(a)〜(b)、図8(a)〜(c)、図9(a)〜(b)に示すように、エッジ材7〜10(3a,3b)のウェブ部先端(突出部19先端)にフランジ21を有することを特徴としたセグメントである。エッジ材7〜10(3a,3b)のウェブ部先端(突出部19先端)にフランジ21を設置する理由は、エッジ材7〜10とコンクリート4のトンネル半径方向のずれを抑制するためである。また、フランジ21を有することで、曲げ剛性を高めることが出来る。このフランジ21を有するエッジ材は、本発明に係る第四の実施形態において形成されるエッジ材7〜10(3a,3b)に、フランジ21を接合し形成すればよい。接合方法は強度を考慮すると溶接が好ましい。
In the fifth embodiment, it is shown in FIGS. 6A to 6C, FIGS. 7A to 7B, FIGS. 8A to 8C, and FIGS. 9A to 9B. Thus, it is the segment characterized by having the
図には示さないが、本発明に係る第六の実施形態は、該内縁側エッジ材3aと該外縁側エッジ材3bの少なくともコンクリートに接していない部分に防食を施すことを特徴としたRCセグメント又は合成セグメントである。
Although not shown in the drawings, the sixth embodiment according to the present invention is characterized in that the inner edge
防食を施す理由は、RCセグメントでは、鉄筋をコンクリート4の内部に埋め込むことで鉄筋の腐食を防止できる構造になっているが、本発明のセグメントでは、エッジ材をセグメントの外縁側と内縁側に設置することで、鋼材が直接空気と水に接することになり、該内縁側エッジ材3aと該外縁側エッジ材3bが錆びる可能性が高いからである。そのため、該内縁側エッジ材3aと該外縁側エッジ材3bの少なくともコンクリート4に接していない部分に、さび止め用のペイントによる防食・防せいを施すことが好ましい。
The reason for applying anticorrosion is that the RC segment has a structure that can prevent corrosion of the reinforcing bar by embedding the reinforcing bar in the
尚、本発明に係るセグメントにおいては、複数本のエッジ材3の幅方向に設置する間隔を、使用するコンクリート4の最大骨材寸法の2倍以上(少なくともコンクリート4の最大骨材寸法の2倍)とし、また、該エッジ材3の幅を500mm以下とすることが好ましい。
これは、該内縁側エッジ材3aおよび該外縁側エッジ材3b同士の隙間に、骨材が詰まりコンクリート4の密実性が損なわれることがないようにするためと、コンクリート4の打設後に、コンクリート4内の空隙(気泡)を追い出すために用いる内部振動機の最大挿入間隔を、一般に500mm以下(大きくとも500mm)にすることで、コンクリート4の密実性を高めることができるためである(例えば、非特許文献2参照)。
In the segment according to the present invention, the interval in the width direction of the plurality of
This is because the aggregate is not clogged in the gap between the inner edge
また、エッジ材3(7〜10)の幅方向設置間隔の上限は、セグメント幅、並びに必要とされるエッジ材3の幅及び本数とから決まるものであり、設計により適宜設定される。例えば、セグメント幅が1000mmの場合に、幅35mmのエッジ材3を使用する前提とすると、必要なエッジ材3の本数が設計により求まることとなり(要求される条件により異なるが、仮に6本とする)、エッジ材3の幅方向設置間隔が決定される(約110mm=(1000-(35×6))/7)。但し、幅方向設置間隔が最大骨材寸法の2倍未満となる場合は、幅が35mmよりも大きなエッジ材3に変えて必要本数を減らし、エッジ材3(7〜10)の幅方向設置間隔が少なくとも最大骨材寸法の2倍となるように、幅方向設置間隔を大きくすることがより好ましい。
また、エッジ材3(7〜10)の幅の下限は特に限定しないが、一般的に入手可能な鋼材を使用することが好ましく、例えば平鋼を使用する場合は、25mm以上が好ましい。また、本発明に係るセグメントの幅方向に設置する該内縁側エッジ材3aおよび該外縁側エッジ材3bにおいては、使用する鋼材量を、プロジェクトの諸条件により、RC断面計算を用いて決定させる。その後、計算より得られた鉄筋量と同等の鋼材量を有し、セグメント桁高を薄くできるようなエッジ材断面を決定し、所要の間隔で設置する。
また、該内縁側エッジ材3aと外縁側エッジ材3bを用いることでセグメント幅方向均一に力分担をさせるという狙いから、セグメント幅方向に左右対称に該内縁側エッジ材3aおよび該外縁側エッジ材3bを設置する。
Moreover, the upper limit of the width direction installation interval of the edge members 3 (7 to 10) is determined by the segment width and the required width and number of the
Moreover, although the minimum of the width | variety of the edge material 3 (7-10) is not specifically limited, It is preferable to use generally available steel materials, for example, when using flat steel, 25 mm or more is preferable. In the inner edge
In addition, the inner edge
また、上記実施形態におけるセグメントが、合成セグメントの場合においては、該内縁側エッジ材3aおよび該外縁側エッジ材3bの両端部を継手板16に接合するには、該内縁側エッジ材3aおよび該外縁側エッジ材3bと鋼殻の一体性を確保するために、全周隅肉溶接をすることが望ましい。主桁の形状は平鋼の他、図には示さないが、断面がI形、C形のいずれの形状でも良い。但し、製作性とコンクリート4の充填性を考慮すると平鋼が望ましい。
Further, when the segment in the above embodiment is a synthetic segment, the inner edge
(実施例)
従来技術の鉄筋を使用したRCセグメント31に対して、本願のエッジ材3(3a,3b)を使用したRCセグメント17を用いると、どれだけ薄壁化を図れるかを算定した結果を以下に示す。
(Example)
The results of calculating how thin the wall can be achieved when the
従来技術のRCセグメント31は、幅1200mm、桁高300mm、鉄筋D25(SD345)を圧縮側(圧縮鉄筋11a)および引張側(引張鉄筋11b)にそれぞれ4本づつ設置したコンクリート系セグメント(許容圧縮応力σc=42N/mm2)において、曲げ耐力の算定を実施した。その断面図を図10に示す。
上記従来技術のRCセグメント31で得られた許容曲げ耐力と、同等の耐力を有する本願のエッジ材として平鋼を使用したRCセグメント17で算出した。
The
The allowable bending strength obtained with the
前提条件としては、幅51mm、厚さ10mmの平鋼からなるエッジ材(SM490)を圧縮側、引張側にそれぞれ4本をエッジ材端部間隔249mmで設置した場合の本発明のセグメントにおける桁高の薄壁化を試設計した結果、図11に示す本発明のセグメントでは桁高を230mmまで薄くでき、従来のRCセグメント31と比べて、約2割の薄壁化を図れる結果となった。
As a precondition, the height of the edge of the segment of the present invention when four edge members (SM490) made of flat steel having a width of 51 mm and a thickness of 10 mm are installed on the compression side and the tension side, respectively, with an edge material edge interval of 249 mm. As a result of trial design of the thin wall, the segment height of the present invention shown in FIG. 11 can be reduced to 230 mm, which is about 20% thinner than that of the
また、本発明の構造では、セグメント桁高を約2割薄くしても、セグメント高さ方向のエッジ材間隔が、従来のセグメント31におけるセグメント高さ方向の鉄筋間隔よりも2.5mm広く取れることから、コンクリートの打設性は損なわれないことも判った。
In the structure of the present invention, even if the segment girder height is about 20% thinner, the edge material interval in the segment height direction can be 2.5 mm wider than the rebar interval in the segment height direction in the
1:セグメント外縁側
2:セグメント内縁側
3:エッジ材
3a:内縁側エッジ材
3b:外縁側エッジ材
4:コンクリート
5:スタッドジベル
6:孔あき鋼板ジベル
7:断面C形のエッジ材
8:断面T形のエッジ材
9:断面L形のエッジ材
10:断面E形のエッジ材
11a:圧縮鉄筋
11b:引張鉄筋
13:スキンプレート
14:主桁
15:縦リブ
16:継手板
17:RCセグメント
18:合成セグメント
19:突出部
20:フラットバー
21:フランジ
30:RCセグメント
1: Segment outer edge side 2: Segment inner edge side 3:
Claims (6)
前記内縁側のエッジ材は前記継手板に接合され、前記外縁側のエッジ材は、前記継手板、及び前記スキンプレートに接合され、
前記セグメントの幅方向において、当該幅方向の中央を通る前記セグメントの長手方向線に対し略線対称となるように複数本間隔を置いて配置され、且つ、前記各エッジ材におけるセグメント幅方向の寸法は、前記各エッジ材におけるセグメントの桁高方向の寸法よりも大きいことを特徴とするセグメント。 A composite segment for tunnels, vertical piles, tunnels, or underpasses, which is composed of a main girder, a joint plate having the same height as the main girder, a skin plate, and a steel shell having vertical ribs. Filled with stuffed concrete, on the outer edge side and inner edge side of the concrete of the segment, an edge material made of a flat steel plate and approximately equal to the segment length in the longitudinal direction, which is the circumferential direction of the segment, is connected to the inner edge side and the outer side of the vertical rib. It is on the edge side and is opposed to the segment in the direction of the thickness of the segment and intersects with the longitudinal ribs.
The edge material on the inner edge side is joined to the joint plate, the edge material on the outer edge side is joined to the joint plate, and the skin plate,
In the width direction of the segment, a plurality of intervals are arranged so as to be substantially line symmetrical with respect to the longitudinal direction line of the segment passing through the center of the width direction, and the dimension in the segment width direction of each edge material Is larger than the dimension in the digit height direction of the segment in each edge material.
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