JP4734075B2 - Segment connection structure - Google Patents

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Description

本発明は、複数のセグメントを千鳥状に連結して構造物を構築するためのセグメントの連結構造に関するものである。   The present invention relates to a segment connecting structure for constructing a structure by connecting a plurality of segments in a staggered manner.

シールドトンネルにおいては、複数のセグメントからなる覆工体をトンネル内面に組み立てて構築される。このとき、従来の円形トンネルと異なり、道路トンネル分岐合流部等においては、かかる分岐合流部と本線トンネルの接続部近傍において大きな曲げモーメントが局所的に負荷されることになる。   The shield tunnel is constructed by assembling a lining body composed of a plurality of segments on the inner surface of the tunnel. At this time, unlike the conventional circular tunnel, a large bending moment is locally applied in the vicinity of the junction between the branch junction and the main tunnel in the road tunnel branch junction.

このためシールドトンネルにおいては、シールドトンネル全体の構造耐力および剛性を向上させるべく、隣接するセグメントリング間でセグメントを千鳥配置に連結し、かつセグメントリング間をリング間継手で結合することで、かかる連結をより強固にしている。   For this reason, in a shield tunnel, in order to improve the structural yield strength and rigidity of the entire shield tunnel, the segments are connected in a staggered manner between adjacent segment rings, and the segment rings are connected by an inter-ring joint. To make it stronger.

ところで、これらセグメントの連結構造においては、セグメント本体と比較してセグメント連結部の耐力および剛性が小さいため、大きな曲げモーメントが負荷される箇所においてこれを構築する場合には、特にこの連結構造について高耐力化、高剛性化を図る必要があった。 By the way, in the connection structure of these segments, since the proof stress and rigidity of the segment connection part are smaller than those of the segment body, this connection structure is particularly high when it is constructed at a location where a large bending moment is applied. It was necessary to increase the strength and rigidity.

近年において提案された高耐力なセグメントの連結構造は、例えば、特許文献1等において開示されているが、これらはあくまで継手の構造をより複雑化させ、製作コストの増大を招くという点において問題があった。 The joint structure of high-strength segments proposed in recent years is disclosed in, for example, Patent Document 1 and the like, but these have problems in that the structure of the joint is more complicated and the manufacturing cost is increased. there were.

また、従来においては、連結構造における継手構造を構成するボルト径をより太くし、ボルトを多段に亘って配置させ、或いは継手板の板厚を増大させることにより、かかる継手構造自体の高耐力化が試みられてきた。 Further, conventionally, by increasing the diameter of the bolt constituting the joint structure in the connection structure, arranging the bolts in multiple stages, or increasing the plate thickness of the joint plate, the joint structure itself has a high yield strength. Has been tried.

しかしながら、かかる継手構造を構成するボルトの太径化を図る場合において、例えばM20mm程度のボルト径をM56mm程度まで太くすると、これを螺着させるための締め付け作業において作業者の負担が増大してしまう。また、かかるボルトを2段、更に、3段、4段と多段配置させる場合には、隣接するボルトの間隔が例えば数十mm程度と極めて狭小となるところ、さらなる高耐力化を図ることができない点において問題があった。 However, when attempting to increase the diameter of the bolts constituting such a joint structure, for example, if the bolt diameter of about M20 mm is increased to about M56 mm, the burden on the operator increases in the tightening operation for screwing the bolts. . Further, when such bolts are arranged in multiple stages, such as two stages, three stages, and four stages, the distance between adjacent bolts is extremely narrow, for example, about several tens of millimeters. There was a problem in terms.

特にトンネル構造の大深度化が進展するに際し、トンネルに負荷される曲げモーメントが飛躍的に増大するところ、セグメントの継手構造に対して更なる高耐力化、高剛性化が要求されることになるが、継手構造の改良のみでは、かかる要求に応えることができなくなってきている。このため、かかる大深度におけるトンネル工事を実現する上でも、トンネル全体の構造耐力および剛性を向上し得る新たな連結構造を提案する必要があった。   In particular, as the tunnel structure becomes deeper, the bending moment applied to the tunnel increases dramatically, which requires a higher joint strength and rigidity for the segment joint structure. However, it has become impossible to meet such demands only by improving the joint structure. For this reason, it is necessary to propose a new connection structure that can improve the structural strength and rigidity of the entire tunnel even when realizing tunnel construction at such a deep depth.

そのため、特許文献2では、トンネル周方向に隣り合うセグメント同士の継手部を箱状とし、継手板を地山側に突出させて2箇所、セグメント内部側に1箇所設けてボルト接合し、更に箱内にグラウトを注入した高剛性、高耐力のセグメント連結構造が開示されている。
特開2003−090197号公報 特開平7−62988号公報
Therefore, in patent document 2, the joint part of the segments adjacent in the tunnel circumferential direction is made into a box shape, the joint plate is projected to the ground mountain side, provided at two locations, and provided at one location inside the segment, and further bolted, Discloses a segment connection structure with high rigidity and high yield strength in which grout is injected.
JP 2003-090197 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-62988

しかしながら、特許文献2に開示のセグメントの連結構造では、トンネル周方向の連結においては、高耐力、高剛性になるものの、トンネル軸方向のセグメントリング間の耐力及び剛性は不十分であるという問題があった。   However, in the segment connection structure disclosed in Patent Document 2, the strength in the tunnel circumferential direction is high and the rigidity is high, but the strength and rigidity between the segment rings in the tunnel axis direction is insufficient. there were.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、複数のセグメントを千鳥状に連結するためのセグメントの連結構造において、特に大きな曲げモーメントに対しても、トンネル周方向及び軸方向共に対抗し得る高耐力及び高剛性のセグメントの連結構造を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a particularly large bending moment in a segment connection structure for connecting a plurality of segments in a staggered manner. However, the present invention is to provide a high-yield strength and high-rigidity segment connection structure capable of opposing both the tunnel circumferential direction and the axial direction.

上述した問題点を解決するために、本発明のセグメントの連結構造は、継手板及び主桁を有する複数のセグメントを千鳥状に連結するトンネル又は立坑を構成するセグメントの連結構造であって、トンネル又は立坑の周方向に隣接するセグメントの当接される継手板同士を跨いで、且つトンネル又は立坑の軸方向へ複数のセグメントに渡って配設された補剛梁と、前記当接される継手板に対してトンネル又は立坑の軸方向に隣り合うセグメントの主桁において、セグメント高さ方向の前記補剛梁が配設されている側の当該主桁の端部に、前記当接される継手板の当接箇所を跨ぐように、前記隣り合うセグメントの主桁に溶接により固着され、長手方向がトンネル周方向となるように延長される板状の補強部材とを備え、前記補剛梁は前記補強部材に接合され、前記継手板と前記主桁とが構成する隅角部の前記補剛梁側には、板状の伝達プレートが前記継手板及び前記主桁に溶接により固着されており、且つ、当該伝達プレートに前記補剛梁が接合されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the segment connection structure of the present invention is a tunnel connection structure for connecting a plurality of segments having a joint plate and a main girder in a staggered manner, or a segment connection structure for forming a shaft. Alternatively, the stiffening beam disposed across a plurality of segments in the axial direction of the tunnel or shaft and straddling the joint plates to which the segments adjacent in the circumferential direction of the shaft are in contact with each other, and the joint to be contacted In the main girder of the segment adjacent to the plate in the axial direction of the tunnel or shaft, the joint abutted on the end of the main girder on the side where the stiffening beam in the segment height direction is disposed A plate-like reinforcing member that is fixed to the main girder of the adjacent segment by welding so as to straddle the contact portion of the plate and is extended so that the longitudinal direction is the tunnel circumferential direction, and the stiffening beam is Said reinforcement Is bonded to wood, wherein the corners the HoTsuyoshihari side of the fitting plate and said main beam constitutes, are fixed by welding a plate-shaped transfer plate in the joint plate and the main beam, and The stiffening beam is joined to the transmission plate .

(2)(1)記載のセグメントの連結構造において、前記補剛梁が、H形鋼又は角形鋼管からなることを特徴とする。   (2) In the segment connection structure described in (1), the stiffening beam is made of H-section steel or square steel pipe.

(3) (1)又は(2)記載のセグメントの連結構造において、前記主桁に固着されている補強部材の前記周方向における端部と、当該主桁と前記軸方向に隣接する主桁に固着されている補強部材の周方向における端部とが、前記軸方向の1断面において重なっていることを特徴とする。
(3) In the segment connecting structure according to (1) or (2), the end portion in the circumferential direction of the reinforcing member fixed to the main girder, and the main girder adjacent to the main girder in the axial direction An end portion in the circumferential direction of the reinforcing member that is fixed is overlapped in one section in the axial direction.

(4)(1)〜(3)のいずれかに記載のセグメントの連結構造において、前記補剛梁は、前記連結すべきセグメントのトンネル又は立坑の内面側、外面側の少なくともいずれかに配設されていることを特徴とする。
(4) In the segment connection structure according to any one of (1) to (3), the stiffening beam is disposed on at least one of the inner surface side and the outer surface side of the tunnel or shaft of the segment to be connected. It is characterized by being.

(5) (1)〜(4)のいずれかに記載のセグメントの連結構造において、前記当接される継手板の高さをセグメント高さよりも低くし、当該継手板の高さに合せて前記継手板の当接箇所における前記主桁及び前記補強部材の形状を調整して、前記補剛梁のセグメント高さ方向の突出を小さくしたことを特徴とする。
(5) In the segment coupling structure according to any one of (1) to (4), the height of the abutting joint plate is made lower than the segment height, and the height is adjusted to the height of the joint plate. The shape of the main girder and the reinforcing member at the contact point of the joint plate is adjusted to reduce the protrusion in the segment height direction of the stiffening beam.

(6) (1)〜(5)のいずれかに記載のセグメントの連結構造において、前記補剛梁が、トンネル2次覆工構造内に設置されていることを特徴とする。
(6) In the segment connection structure according to any one of (1) to (5), the stiffening beam is installed in a tunnel secondary lining structure.

尚、本発明でいうところのトンネルには、道路用、鉄道用に限らず、水路用や電線用等の暗渠を含むものである。   The tunnel as used in the present invention is not limited to roads and railways, but includes tunnels for waterways and electric wires.

本発明では、トンネル又は立坑の周方向に隣接するセグメントの当接される継手板同士を跨いで、且つ上記周方向に対して略直角方向へ複数のセグメントに渡って、配設された補剛梁と、前記当接される継手板に対してトンネル又は立坑の軸方向に隣り合うセグメントの主桁において、セグメント高さ方向の前記補剛梁が配設されている側の当該主桁の端部に、前記隣り合う継手板の当接箇所を跨ぐように、溶接により固着された板状の補強部材とを備え、前記補剛梁は前記補強部材に接合されているセグメントの連結構造としていることから、大きな曲げモーメントが生じても、トンネル周方向及び軸方向共に対抗し得る、高耐力、高剛性なセグメントの連結構造とすることができる。   In the present invention, the stiffening provided over the plurality of segments in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction across the joint plates to which the segments adjacent to the circumferential direction of the tunnel or shaft are in contact. In the main girder of the segment adjacent to the beam and the abutting joint plate in the axial direction of the tunnel or shaft, the end of the main girder on the side where the stiffening beam in the segment height direction is disposed A plate-like reinforcing member fixed by welding so as to straddle the contact portion of the adjacent joint plate, and the stiffening beam has a connecting structure of segments joined to the reinforcing member Therefore, even if a large bending moment is generated, it is possible to provide a high-yield and high-rigidity segment connection structure that can resist both the circumferential direction and the axial direction of the tunnel.

すなわち、補剛梁並びに補強部材を配設するのみで、周方向に隣接するセグメントの境界において曲げモーメントを抑えつつ、応力伝達性能を向上させることができる。この補剛梁並びに補強部材の配設は比較的容易であり、材料や工数に必要なコストの低減化をも図ることができる。また、従来技術の如く継手構造の構成を複雑化させる必要もなくなることから、セグメントの連結構造のさらなるコスト低減を図ることも可能となる。また、周方向に隣接するセグメントの境界において曲げモーメントを小さくすることができることから、継手構造を構成する継手ボルトも細径化させることが可能となり、またこれら継手ボルトを多段配置させる必要もなくなることから、製作に伴う労力を軽減させることも可能となる。   That is, only by providing the stiffening beam and the reinforcing member, the stress transmission performance can be improved while suppressing the bending moment at the boundary between the segments adjacent in the circumferential direction. The arrangement of the stiffening beam and the reinforcing member is relatively easy, and the cost required for materials and man-hours can be reduced. In addition, since it is not necessary to complicate the structure of the joint structure as in the prior art, it is possible to further reduce the cost of the segment connection structure. In addition, since the bending moment can be reduced at the boundary between adjacent segments in the circumferential direction, it is possible to reduce the diameter of the joint bolts constituting the joint structure, and it is not necessary to arrange these joint bolts in multiple stages. Therefore, it is possible to reduce the labor involved in production.

本発明の対象となるセグメントは、鋼板を組立て或いは鋳造により製造される鋼殻セグメントおよび鋼殻の内部にコンクリートを充填してなる合成セグメントである。 The target segment of the present invention is a steel shell segment manufactured by assembling or casting a steel plate, and a synthetic segment formed by filling the steel shell with concrete.

鋼殻セグメントは主桁、継手板、スキンプレート、縦リブで構成されるものであり、合成セグメントには前記鋼殻セグメント内部にコンクリートを充填したものであるが、場合によってはコンクリート中に異形棒鋼を配置する構造もある。 The steel shell segment is composed of a main girder, joint plate, skin plate, and vertical ribs. The composite segment is a concrete segment filled with concrete inside the steel shell segment. There is also a structure to arrange.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、複数のセグメントを千鳥状に連結するためのセグメントの連結構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, as a best mode for carrying out the present invention, a segment connecting structure for connecting a plurality of segments in a staggered manner will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るセグメントの連結構造が適用されるシールドトンネル3の例を示している。この図1に示すように、シールドトンネル3は、複数の円弧状のセグメント4をセグメント継手部5においてリング状に連結した覆工体をトンネル内面に組み立てて構築される。このシールドトンネルにおいては、シールドトンネル3全体の構造耐力および剛性を向上させるべく、隣接するセグメントリング2間でセグメント4を千鳥配置に連結し、かつセグメントリング2間を結合することで、かかる連結をより強固にしている。   FIG. 1 shows an example of a shield tunnel 3 to which a segment connecting structure according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the shield tunnel 3 is constructed by assembling a lining body in which a plurality of arc-shaped segments 4 are connected in a ring shape at a segment joint portion 5 on the inner surface of the tunnel. In this shield tunnel, in order to improve the structural yield strength and rigidity of the shield tunnel 3 as a whole, the segments 4 are connected in a staggered manner between adjacent segment rings 2 and the segment rings 2 are connected to each other. It is stronger.

図2は、シールドトンネル3の軸方向、周方向に連結されたセグメントリング2のトンネル内面側の正面図である。この図2に示すように、各セグメント4は、周方向に隣接するセグメントを連結するための連結構造11が形成されている。この連結構造11は、連結すべきセグメント4の周方向端部に設けられた継手板21と、周方向に隣接するセグメント4間で互いに当接させた継手板21を固定させる継手ボルト22とを有する継手部20と、当接させた継手板21同士を跨らせて周方向に対して略直角方向に(軸方向に)配設された補剛梁23と、継手板21の当接箇所に対応してトンネル3の軸方向に隣り合うセグメント4の主桁において、セグメント高さ方向の補剛梁23が配設されている側の主桁25端部に、隣り合う継手板21の当接箇所を跨ぐように固着された補強部材24と、好ましくは、当接される継手板21と主桁25との隅角部において、セグメント高さ方向の補剛梁23側に固着された伝達プレート29とを備えている。   FIG. 2 is a front view of the inner surface side of the tunnel of the segment ring 2 connected in the axial direction and the circumferential direction of the shield tunnel 3. As shown in FIG. 2, each segment 4 is formed with a connection structure 11 for connecting segments adjacent in the circumferential direction. The connection structure 11 includes a joint plate 21 provided at the end in the circumferential direction of the segment 4 to be connected, and a joint bolt 22 that fixes the joint plate 21 abutted between the segments 4 adjacent in the circumferential direction. The joint portion 20 having the joint plate 21, the stiffening beam 23 disposed in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction (in the axial direction) across the joint plates 21 brought into contact with each other, and the contact portion of the joint plate 21 In the main girder of the segment 4 adjacent to the axial direction of the tunnel 3 correspondingly to the end of the main girder 25 on the side where the stiffening beam 23 in the segment height direction is disposed, Transmission fixed to the side of the stiffening beam 23 in the segment height direction at the reinforcing member 24 fixed so as to straddle the contact point, and preferably at the corner of the joint plate 21 and the main girder 25 to be contacted. Plate 29.

図3(a)、(b)は、図2に示す連結されたセグメントリングの一部側面図であり、(a)は図2のA−A方向からの側面、(b)は図2のB−B方向からの側面を示した図である。   3 (a) and 3 (b) are partial side views of the connected segment rings shown in FIG. 2, (a) is a side view from the direction AA in FIG. 2, and (b) is FIG. It is the figure which showed the side surface from BB direction.

継手板21は、例えば、セグメントリング2の側面図である図3(b)に示すように、周方向に隣接するセグメント4の接合面としての役割を果たす。継手板21は、その上端がセグメント4の上面を構成するスキンプレート28と接触させて構成される。この継手板21の接合面には、継手ボルト22を挿通可能な孔31が上下、左右2箇所ずつ、計4箇所に亘り形成されている。この継手板21は、隣接するセグメント4における継手板21と当接させるときに、相互に孔31の位置が合うように位置調整されることになる。継手板21の高さにもよるが、継手ボルト22を3段以上にすることは、施工性の悪化や、ボルト間隔の狭小化による耐力低下を招くため、あまり好ましくない。   For example, as shown in FIG. 3B, which is a side view of the segment ring 2, the joint plate 21 plays a role as a joining surface of the segments 4 adjacent in the circumferential direction. The joint plate 21 is configured such that the upper end thereof is in contact with the skin plate 28 that constitutes the upper surface of the segment 4. On the joint surface of the joint plate 21, holes 31 through which the joint bolts 22 can be inserted are formed in a total of four locations, two on the top and bottom and two on the left and right. When the joint plate 21 is brought into contact with the joint plate 21 in the adjacent segment 4, the position of the joint plate 21 is adjusted so that the positions of the holes 31 are aligned with each other. Although it depends on the height of the joint plate 21, it is not very preferable to use three or more joint bolts 22 because the workability is deteriorated and the yield strength is reduced due to the narrowing of the bolt interval.

継手ボルト22は、この隣接するセグメント4間に当接させた継手板21の孔31に挿入される。この孔31に挿入された継手ボルト22の先端部22aは、相手側のセグメント4における継手板21から突出されることになり、当該先端部22aに形成されている螺子部と継手ナット32とを螺合させることにより、これら当接された継手板21を強固に固定することが可能となる。   The joint bolt 22 is inserted into the hole 31 of the joint plate 21 abutted between the adjacent segments 4. The distal end portion 22a of the joint bolt 22 inserted into the hole 31 is projected from the joint plate 21 in the mating segment 4, and the screw portion formed in the distal end portion 22a and the joint nut 32 are connected. By screwing together, it is possible to firmly fix the abutting joint plate 21.

補剛梁23は、図3(a)、(b)に示すように、略鉛直に向けられたウェブ42の上下端に上部フランジ41と下部フランジ43がそれぞれ形成されたいわゆるH形鉄骨梁(例えば、H形鋼)とすることが好ましい。図3の例は、この補剛梁23をシールドトンネル3の内面側に配設する場合を示している。   As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the stiffening beam 23 is a so-called H-shaped steel beam having an upper flange 41 and a lower flange 43 formed on the upper and lower ends of a web 42 oriented substantially vertically. For example, it is preferable to use H-shaped steel. The example of FIG. 3 shows a case where the stiffening beam 23 is disposed on the inner surface side of the shield tunnel 3.

図3(a)において、この補剛梁23は、セグメント4の高さ方向におけるトンネル内面側の主桁25(図2参照)端部に溶接により固着されている補強部材24に対して、接続ボルト45並びに接続ナット46により固定される。かかる場合には、この補剛梁23における上部フランジ41には、接続ボルト45のボルト径に応じた孔47を予め形成させておくことが必要になる。ちなみにこの補剛梁23は、補強部材24に対してボルト接合する場合に限定されるものではなく、溶接等により固着させるようにしてもよいが、作業の容易性や施工性を考慮するとボルト接合が好ましい。   In FIG. 3A, this stiffening beam 23 is connected to a reinforcing member 24 fixed to the end of a main girder 25 (see FIG. 2) on the tunnel inner surface side in the height direction of the segment 4 by welding. It is fixed by a bolt 45 and a connection nut 46. In such a case, it is necessary to previously form a hole 47 corresponding to the bolt diameter of the connection bolt 45 in the upper flange 41 of the stiffening beam 23. Incidentally, the stiffening beam 23 is not limited to the case where the bolt is joined to the reinforcing member 24, but may be fixed by welding or the like, but considering the ease of work and workability, the bolt joint Is preferred.

図3(b)において、この補剛梁23は、セグメント4の継手板21と主桁25とが構成する隅角部でのセグメント高さ方向のトンネル内面側において、継手板21及び主桁25(図2参照)の両方の端部に溶接により固着されている補強部材24に対して、接続ボルト45並びに接続ナット46により固定される。かかる場合には、この補剛梁23における上部フランジ41には、接続ボルト45のボルト径に応じた孔47を予め形成させておくことが必要になる。ちなみにこの補剛梁23は、補強部材24に対してボルト接合する場合に限定されるものではなく、溶接等により固着させるようにしてもよいが、作業の容易性や施工性を考慮するとボルト接合が好ましい。   In FIG. 3 (b), the stiffening beam 23 is connected to the joint plate 21 and the main girder 25 on the tunnel inner surface side in the segment height direction at the corner portion formed by the joint plate 21 and the main girder 25 of the segment 4. It fixes with the connection bolt 45 and the connection nut 46 with respect to the reinforcement member 24 fixed to both the edge parts (refer FIG. 2) by welding. In such a case, it is necessary to previously form a hole 47 corresponding to the bolt diameter of the connection bolt 45 in the upper flange 41 of the stiffening beam 23. Incidentally, the stiffening beam 23 is not limited to the case where the bolt is joined to the reinforcing member 24, but may be fixed by welding or the like, but considering the ease of work and workability, the bolt joint Is preferred.

また、この補剛梁23は、いわゆるH形鉄骨梁で構成される場合に限定されるものではなく、例えば、断面が矩形且つ中空の角形鋼管等、セグメントに対する曲げ荷重に対して必要な耐力及び剛性を確保できる梁で構成することができる。   Further, the stiffening beam 23 is not limited to a so-called H-shaped steel beam. For example, the proof strength necessary for a bending load on the segment, such as a rectangular steel tube having a rectangular cross section and a hollow section, and the like. It can be composed of a beam that can ensure rigidity.

補剛梁23は隣接する千鳥組されるセグメントのリング間の荷重伝達を行うことを目的とするため、補剛梁は少なくとも隣接2リングを連続して跨ることが望ましく、また、その長さは、トンネル内における作業性から最大で10m程度が好ましい。   The purpose of the stiffening beam 23 is to perform load transmission between the rings of the adjacent staggered segments. Therefore, it is desirable that the stiffening beam straddles at least two adjacent rings continuously, and its length is From the viewpoint of workability in the tunnel, a maximum of about 10 m is preferable.

補強部材24は、図2の点線で示すように台形状又は長方形状(図示せず)の鋼板で構成されている。この補強部材24は、図2、図3(a)に示すように、継手板21に対してトンネル又は立坑の軸方向(図2の補剛梁23の長手方向)に隣り合うセグメントの主桁25の、セグメント高さ方向(図2における垂直方向)の前記補剛梁が配設されている側の当該主桁の端部に、前記隣り合う継手板の当接箇所を跨ぐように、溶接により固着されている。そして、補強部材24には、トンネル又は立坑の周方向に隣接するセグメントの当接される継手板同士を跨いで、且つ上記周方向に対して略直角方向へ複数のセグメントに渡って、配設された補剛梁23がセグメント4に対して螺着させるための接続ボルト45により、固定される。補剛梁23を補強部材24に接合する手段としては溶接も可能であるが、作業の容易性や施工性を考慮するとボルト接合が好ましい。   The reinforcing member 24 is constituted by a trapezoidal or rectangular (not shown) steel plate as shown by a dotted line in FIG. 2 and 3A, the reinforcing member 24 is a main girder of a segment adjacent to the joint plate 21 in the axial direction of the tunnel or shaft (longitudinal direction of the stiffening beam 23 in FIG. 2). 25, the end of the main girder on the side where the stiffening beam in the segment height direction (vertical direction in FIG. 2) is disposed so as to straddle the contact portion of the adjacent joint plate It is fixed by. Further, the reinforcing member 24 is arranged across a plurality of segments in a direction substantially perpendicular to the circumferential direction across the joint plates with which the segments adjacent to the circumferential direction of the tunnel or shaft are in contact with each other. The fixed stiffening beam 23 is fixed by a connection bolt 45 for screwing it to the segment 4. As a means for joining the stiffening beam 23 to the reinforcing member 24, welding is also possible, but considering the ease of work and workability, bolt joining is preferred.

そして、補強部材24は、トンネル又は立坑の軸方向に隣接するセグメント同士において、一方の主桁に固着されている補強部材の周方向における端部と、当該主桁と軸方向に隣接する主桁に固着されている補強部材の端部とが、軸方向の1断面において重なっていること(図2においては、隣接するそれぞれの主桁に固着されている補強部材24の端部同士は、台形状の斜面部分において一部が重なっている)がより好ましい。これにより、曲げモーメントが生じた時の応力の伝達がよりスムーズに行われるためである。   The reinforcing member 24 includes, in segments adjacent to each other in the axial direction of the tunnel or the shaft, an end portion in the circumferential direction of the reinforcing member fixed to one main girder, and a main girder adjacent to the main girder in the axial direction. The ends of the reinforcing members fixed to each other overlap in one axial cross section (in FIG. 2, the ends of the reinforcing members 24 fixed to the adjacent main girders are It is more preferable that a part of the slope portion of the shape overlaps. This is because the stress is transmitted more smoothly when the bending moment is generated.

また、補強部材24は、セグメント高さ方向において、補剛梁23が配設される側と反対側にも固着配置しても良く、より耐力、剛性が向上する(図3(c)参照)。   Further, the reinforcing member 24 may be fixedly disposed on the side opposite to the side where the stiffening beam 23 is disposed in the segment height direction, and the proof stress and rigidity are further improved (see FIG. 3C). .

この補強部材24のサイズ、形状は、この図2に示す例に限定されるものではなく、矩形状他、いかなるものであってもよい。周方向の長さとしては、少なくとも1m以上(中央部すなわち軸方向に隣り合う継手板に対応する位置から周方向にそれぞれ50cm以上)とることが好ましい。軸方向の幅としては、少なくともボルト頭がはみ出ない幅とすることが好ましい。   The size and shape of the reinforcing member 24 are not limited to the example shown in FIG. 2 and may be any shape other than a rectangular shape. The length in the circumferential direction is preferably at least 1 m (50 cm or more in the circumferential direction from the position corresponding to the central portion, that is, the joint plate adjacent in the axial direction). The width in the axial direction is preferably at least a width where the bolt head does not protrude.

また、補強部材24は主桁25に溶接する板に替えて、主桁と一体化させた断面L字状の部材(例えば、山形鋼)または、断面C字状の部材(例えば、溝形鋼)を用いることも可能である。   Further, the reinforcing member 24 is replaced with a plate welded to the main girder 25, and an L-shaped member integrated with the main girder (for example, angle steel) or a C-shaped member (for example, channel steel). ) Can also be used.

伝達プレート29は、長方形又は正方形の鋼板で構成されている。この伝達プレート29は、継手板21と主桁25とが構成する隅角部の補剛梁23側に、継手板21及び主桁25の両方に溶接により固着されており、更に、この伝達プレート29には補剛梁が接続ボルト45等により接合される。補剛梁23を伝達プレート29に接合する手段としては溶接も可能であるが、作業の容易性や施工性を考慮するとボルト接合が好ましい。   The transmission plate 29 is made of a rectangular or square steel plate. The transmission plate 29 is fixed to both the joint plate 21 and the main girder 25 by welding on the side of the stiffening beam 23 at the corner portion formed by the joint plate 21 and the main girder 25. A stiffening beam is joined to 29 by a connecting bolt 45 or the like. As a means for joining the stiffening beam 23 to the transmission plate 29, welding is also possible, but considering the ease of work and workability, bolt joining is preferable.

この伝達プレート29の形状は、この図2に示す略正方形に限定されるものではなく、矩形状他、いかなるものであってもよい。サイズは少なくともボルト頭がはみ出ない幅とすることが好ましい。   The shape of the transmission plate 29 is not limited to the substantially square shape shown in FIG. 2, and may be any shape other than a rectangular shape. The size is preferably at least a width that does not protrude from the bolt head.

このような構成からなる連結構造11が適用されたシールドトンネル3は、例えば図4(a)に示すように、分岐合流部61に接続される本線トンネル62に対して適用されることになる。ちなみに、このような道路トンネル分岐合流部60を構成する本線トンネル62には、例えば図4(b)に示すような曲げモーメントが発生する。即ち、発生する曲げモーメントの分布は、本線トンネル62の周方向において著しい格差があることがわかる。   The shield tunnel 3 to which the connecting structure 11 having such a configuration is applied is applied to a main tunnel 62 connected to the branch junction 61, for example, as shown in FIG. Incidentally, a bending moment as shown in FIG. 4B, for example, is generated in the main tunnel 62 constituting such a road tunnel branching junction 60. In other words, it can be seen that the distribution of the bending moment generated is significantly different in the circumferential direction of the main tunnel 62.

ここで、シールドトンネル3を構成する各セグメントに対して曲げモーメントに基づく荷重が負荷された場合につき、説明をする。   Here, a case where a load based on a bending moment is applied to each segment constituting the shield tunnel 3 will be described.

たとえば図5(a)に示すように、一のセグメント4aに負荷された力は、周方向に隣接する他のセグメント4bへ伝達されることになる。しかしながら、この周方向に隣接するセグメント4の境界には、上述した補剛梁23が軸方向へ向けて配設されているところ、セグメント4bへの力の伝達は大きく抑えられることになる。その結果、力は、図中矢印で示されるように、これらセグメント4a、4bの軸方向に隣接するセグメント4c、4dへと伝達していくことになる。   For example, as shown in FIG. 5A, the force applied to one segment 4a is transmitted to another segment 4b adjacent in the circumferential direction. However, when the stiffening beam 23 described above is disposed in the axial direction at the boundary between the segments 4 adjacent in the circumferential direction, the transmission of force to the segment 4b is greatly suppressed. As a result, the force is transmitted to the segments 4c and 4d adjacent to each other in the axial direction of the segments 4a and 4b as indicated by arrows in the figure.

この隣接するセグメント4c、4dへ伝達された力は、最終的にセグメント4bへと流れていくことになるが、これら力の伝達力を向上させるべく、本発明においては、補強部材24を設けている。即ち、この補強部材24を、隣接するセグメント4c,4dに対して力が伝達される領域に沿って形成しておく。これにより、補剛梁23により継手板21を通しての、セグメント4bへの伝達が抑えられた力は、補強部材24を介して補剛梁23を迂回し、セグメント4bへと伝達することが可能となる。   The force transmitted to the adjacent segments 4c and 4d finally flows to the segment 4b. In the present invention, a reinforcing member 24 is provided to improve the transmission force of these forces. Yes. That is, the reinforcing member 24 is formed along a region where force is transmitted to the adjacent segments 4c and 4d. As a result, the force that is suppressed from being transmitted to the segment 4b through the joint plate 21 by the stiffening beam 23 can bypass the stiffening beam 23 via the reinforcing member 24 and be transmitted to the segment 4b. Become.

図6は、図5(a)におけるセグメント4c又はセグメント4dにおける点A又は点Cと、補剛梁23が配設される点Bとの間で曲げモーメントの発生率(セグメント継手が無いとした場合における当該点における発生曲げモーメントに対する比率)を解析した結果を示している。ちなみに、この図6では、補剛梁23の剛性(補剛梁バネ定数)を変化させた場合の当該点における発生曲げモーメントの発生状況の関係を示している。本解析はトンネル外径13mクラスの道路トンネル用セグメントを想定して、セグメント高さ500mm、セグメント幅1200mm、セグメント長2000mmの2主桁の鋼製セグメントを用いている。縦リブは500mmピッチで配置されるため、リング間のバネ定数は4.5×10kN/mと設定したものである。 FIG. 6 shows the rate of occurrence of a bending moment (assuming that there is no segment joint) between point A or point C in segment 4c or segment 4d in FIG. The result of analyzing the ratio to the generated bending moment at that point in the case is shown. Incidentally, FIG. 6 shows the relationship of the generated bending moment at that point when the stiffness of the stiffening beam 23 (stiffening beam spring constant) is changed. This analysis assumes a road tunnel segment with a tunnel outer diameter of 13 m class, and uses a steel segment of two main girder with a segment height of 500 mm, a segment width of 1200 mm, and a segment length of 2000 mm. Since the vertical ribs are arranged at a pitch of 500 mm, the spring constant between the rings is set to 4.5 × 10 5 kN / m.

セグメント継手部を設けない場合には、曲げモーメントの発生率は、点A、点B、点Cともに均等に1.0になるが、セグメント継手を設けるのみの場合では、点Bにおける応力伝達性能が約40%低下する一方、点A、点Cにおける曲げモーメントの発生率は約20%大きくなる。掛かる場合においては、セグメント継手では点Bに発生する曲げモーメントに抵抗しうる継手構造としなければならない。 When the segment joint is not provided, the rate of occurrence of the bending moment is 1.0 at points A, B, and C. However, when only the segment joint is provided, the stress transmission performance at point B is provided. Decreases by about 40%, while the rate of occurrence of bending moments at points A and C increases by about 20%. When applied, the segment joint must have a joint structure that can resist the bending moment generated at point B.

そこで、補剛梁23を配設するとともに補剛梁23のバネ定数を増加させていくと、これに応じて点Bにおける応力伝達性能はさらに低下するところ、点Bにおける曲げモーメントの発生率はさらに約70%程度まで小さくなり、その分、点A、点Cにおける曲げモーメントの発生率はさらに約35%程度まで大きくなることがわかる。   Therefore, when the stiffening beam 23 is disposed and the spring constant of the stiffening beam 23 is increased, the stress transmission performance at the point B further decreases according to this, and the occurrence rate of the bending moment at the point B is It can be seen that the rate is further reduced to about 70%, and the generation rate of the bending moment at points A and C is further increased to about 35%.

このように補剛梁23を配設し、さらにこのバネ定数を補剛梁23の形状や板厚を適切に選定することで調整することにより、点A、点Cを含むセグメント4c、4dへ伝達される力をコントロールすることができる。このセグメント4c、4dへ伝達される力は、上述の如く補強部材23を介して効率よく伝達されることが可能となり、連結構造11全体の応力伝達性能を向上させることが可能となる。   By arranging the stiffening beam 23 in this way and further adjusting this spring constant by appropriately selecting the shape and thickness of the stiffening beam 23, the segments 4c and 4d including the points A and C can be obtained. The transmitted force can be controlled. The force transmitted to the segments 4c and 4d can be efficiently transmitted through the reinforcing member 23 as described above, and the stress transmission performance of the entire connecting structure 11 can be improved.

このバネ定数はセグメントに配置される縦リブのバネ定数よりも大きく設定することで荷重伝達効果が大きく発揮されるため、補剛梁23の形状や板厚を設定する場合には、縦リブのバネ定数を参照して決定すると良い。   Since this spring constant is set larger than the spring constant of the vertical ribs arranged in the segments, the load transmission effect is greatly exerted. Therefore, when setting the shape and plate thickness of the stiffening beam 23, It may be determined with reference to the spring constant.

即ち、本発明を適用した連結構造11では、補剛梁23並びに補強部材24を配設するのみで、周方向に隣接するセグメント4の境界において曲げモーメントを抑えつつ、応力伝達性能を向上させることができる。この補剛梁23並びに補強部材24の配設は比較的容易であり、材料や工数に必要なコストの低減化をも図ることができる。また、従来技術の如く継手構造の構成を複雑化させる必要もなくなることから、さらなるコスト低減を図ることも可能となる。また、周方向に隣接するセグメント4の境界において曲げモーメントを小さくすることができることから、継手構造11を構成する継手ボルト22も細径化させることが可能となり、またこれら継手ボルト22を多段配置させる必要もなくなることから、製作に伴う労力を軽減させることも可能となる。   That is, in the connection structure 11 to which the present invention is applied, the stress transmission performance is improved while suppressing the bending moment at the boundary between the circumferentially adjacent segments 4 only by providing the stiffening beam 23 and the reinforcing member 24. Can do. The arrangement of the stiffening beam 23 and the reinforcing member 24 is relatively easy, and the cost required for materials and man-hours can be reduced. Further, since it is not necessary to make the structure of the joint structure complicated as in the prior art, further cost reduction can be achieved. Further, since the bending moment can be reduced at the boundary between the segments 4 adjacent in the circumferential direction, the joint bolts 22 constituting the joint structure 11 can be reduced in diameter, and these joint bolts 22 are arranged in multiple stages. Since it is no longer necessary, the labor involved in production can be reduced.

なお、本発明を適用した連結構造11は、例えば深度の大きい箇所にシールドトンネル3を配設する場合において、特に有用である。かかる場合においてシールドトンネル3には大きな曲げモーメントが局所的に負荷されることになるが、本発明を適用した連結構造11では、周方向に隣接するセグメント4の境界において、大きな曲げモーメントが負荷されることがなく、耐久性そのものを向上させることができる。また極度に大きい曲げモーメントが負荷されるケースにおいては、継手ボルト22の径を太径化させ、或いは継手ボルトの多段配置を実行することにより、これに対応することも可能となる。   In addition, the connection structure 11 to which the present invention is applied is particularly useful when the shield tunnel 3 is disposed at a location having a large depth, for example. In such a case, a large bending moment is locally applied to the shield tunnel 3. However, in the connection structure 11 to which the present invention is applied, a large bending moment is applied at the boundary between the segments 4 adjacent in the circumferential direction. The durability itself can be improved. Further, in a case where an extremely large bending moment is applied, it is possible to cope with this by increasing the diameter of the joint bolt 22 or by performing multistage arrangement of the joint bolt.

また、シールドトンネル3が、図4に示す本線トンネル62にとして適用される場合に、発生する曲げモーメントに応じて補剛梁23の断面2次モーメントや、補強部材24の形状を異ならせるようにしてもよい。   Further, when the shield tunnel 3 is applied to the main tunnel 62 shown in FIG. 4, the cross-sectional secondary moment of the stiffening beam 23 and the shape of the reinforcing member 24 are made different according to the bending moment generated. May be.

図5(b)は、本発明を適用した連結構造11において、内面側が凸となるように曲げ変形が加わった場合について、また図5(c)は、外面側が凸となるように曲げ変形が加わった場合について示している。   5 (b) shows a case where bending deformation is applied so that the inner surface side is convex in the connection structure 11 to which the present invention is applied, and FIG. 5 (c) shows that the bending deformation is performed so that the outer surface side becomes convex. It shows the case of joining.

図5(b)に示す方向に曲げ変形が加わった場合に、力の伝達ルートは、図5(a)に示すセグメント継手当接面101から接続ボルト45を経て補剛梁23、さらに接続ボルト45を経て補強部材24へと至ることになる。   When bending deformation is applied in the direction shown in FIG. 5 (b), the force transmission route is from the segment joint abutment surface 101 shown in FIG. 5 (a) through the connection bolt 45 to the stiffening beam 23, and further to the connection bolt. 45 to reach the reinforcing member 24.

これに対して、図5(c)に示す方向に曲げ変形が加わった場合に、力の伝達ルートは、伝達プレート29から接続ボルト45、補剛梁23、隣設リング当接面102から接続ボルト45を経て、補強部材24へと至ることになる。   On the other hand, when bending deformation is applied in the direction shown in FIG. 5 (c), the force transmission route is connected from the transmission plate 29 to the connection bolt 45, the stiffening beam 23, and the adjacent ring contact surface 102. It will reach the reinforcing member 24 via the bolt 45.

ちなみに、この補剛梁23は、例えば図7に示すように、トンネル2次覆工構造内に設置するようにしてもよい。かかる場合において、補剛梁23は、トンネル2次覆工用のコンクリート95に内包されることになる。   Incidentally, this stiffening beam 23 may be installed in the tunnel secondary lining structure as shown in FIG. 7, for example. In such a case, the stiffening beam 23 is included in the concrete 95 for secondary tunnel lining.

また、本発明を適用した連結構造11は、例えば図8(a)に示すように、地中に埋設された矩形トンネルとして具現化される矩形構造物7の壁面を構成するセグメント4に対して適用されるようにしてもよい。ちなみに、この矩形構造物7の壁面は、セグメント4が千鳥状に配置されている。図8(b)は、この矩形構造物7に負荷される曲げモーメントの分布を示している。曲げモーメントが局所的に大きくなる箇所のみにおいて、上述した連結構造11を設けることにより、曲げモーメントに基づく力の伝達性能を向上させることができ、ひいては耐久性を向上させることが可能となる。   Further, the connection structure 11 to which the present invention is applied is, for example, as shown in FIG. 8 (a), with respect to the segment 4 constituting the wall surface of the rectangular structure 7 embodied as a rectangular tunnel buried in the ground. It may be applied. Incidentally, on the wall surface of the rectangular structure 7, the segments 4 are arranged in a staggered manner. FIG. 8B shows a distribution of bending moment applied to the rectangular structure 7. By providing the connection structure 11 described above only at a location where the bending moment is locally increased, the force transmission performance based on the bending moment can be improved, and as a result, the durability can be improved.

また、本発明を適用した連結構造11は、例えば図9に示すような矩形立坑8の壁面を構成するセグメント4に対して適用されるようにしてもよい。ちなみに、この矩形立坑8の壁面には、セグメント4が底版81に至るまで千鳥状に配置されている。このような矩形立坑8に適用される場合においても、同様に、曲げモーメントが局所的に大きくなる箇所のみにおいて、上述した連結構造11を設けることにより、耐久性を向上させることが可能となる。   Moreover, you may make it apply the connection structure 11 to which this invention is applied with respect to the segment 4 which comprises the wall surface of the rectangular shaft 8 as shown, for example in FIG. Incidentally, on the wall surface of the rectangular shaft 8, the segments 4 are arranged in a zigzag pattern until reaching the bottom plate 81. Similarly, when applied to such a rectangular shaft 8, it is possible to improve the durability by providing the connection structure 11 described above only at a location where the bending moment is locally increased.

さらに、本発明を適用した連結構造11は、橋の主桁を支持するための橋脚の壁体を構成する千鳥状のセグメント4等に用いるようにしてもよい。   Furthermore, the connection structure 11 to which the present invention is applied may be used for the staggered segments 4 constituting the wall of the pier for supporting the main girder of the bridge.

また、図10〜14は、この継手構造11のバリエーションの例を示している。   10 to 14 show examples of variations of the joint structure 11.

図10(a)、(b)に示す例では、補剛梁23をシールドトンネル3の外面側(スキンプレート28側)に配設する場合につき示している。ちなみに、この図10(a)は、図2のA−A方向からの側面、図10(b)は図2のB−B方向からの側面を示した図である。   In the example shown in FIGS. 10A and 10B, the stiffening beam 23 is provided on the outer surface side (skin plate 28 side) of the shield tunnel 3. Incidentally, FIG. 10A shows a side surface from the AA direction in FIG. 2, and FIG. 10B shows a side surface from the BB direction in FIG.

また、図11(a)、(b)に示す例では、補剛梁23をシールドトンネル3の内面側と外面側の双方に配設する場合につき示している。ちなみに、この図10(a)は、図2のA−A方向からの側面、図10(b)は図2のB−B方向からの側面を示した図である。   Moreover, in the example shown to Fig.11 (a), (b), it has shown about the case where the stiffening beam 23 is arrange | positioned on both the inner surface side and the outer surface side of the shield tunnel 3. FIG. Incidentally, FIG. 10A shows a side surface from the AA direction in FIG. 2, and FIG. 10B shows a side surface from the BB direction in FIG.

これらによっても同様にシールドトンネル3全体の構造耐力および剛性を向上させることが可能となる。特に図11に示す例では、連結構造11を橋脚の壁体としてのセグメント4に適用する場合において、橋脚の内外に補剛梁23を設置し得る点において有用といえる。   Similarly, the structural strength and rigidity of the entire shield tunnel 3 can be improved. In particular, the example shown in FIG. 11 is useful in that the stiffening beam 23 can be installed inside and outside the pier when the connecting structure 11 is applied to the segment 4 as the wall of the pier.

また、図12に示す例では、セグメント4並びに補強部材24における継手板21の当接箇所には、補剛梁23の形状に応じた切り欠き9をシールドトンネル3の内面側に形成させる場合につき示している。即ち、このセグメント4は、切り欠き9の形状に応じた凹部を形成させるようにし、更に補強部材24も、上部フランジ41のフランジ面が当接可能な当接面24aを形成しつつ、セグメント4の内側へ折り曲げられた折り曲げ部24bを形成しておく。ちなみに、この折り曲げ部24bに沿って図示しない止水材を設けるようにしてもよい。   In the example shown in FIG. 12, notches 9 corresponding to the shape of the stiffening beam 23 are formed on the inner surface side of the shield tunnel 3 at the contact positions of the joint plate 21 in the segment 4 and the reinforcing member 24. Show. That is, the segment 4 is formed with a recess corresponding to the shape of the notch 9, and the reinforcing member 24 also forms the contact surface 24a with which the flange surface of the upper flange 41 can contact, while the segment 4 A bent portion 24b bent inward is formed. Incidentally, a water stop material (not shown) may be provided along the bent portion 24b.

これにより、補剛梁23の一部、又は全てをセグメント4の内側へ収めることが可能となり、継手構造11全体をコンパクトな形状にまとめることが可能となる。   Thereby, a part or all of the stiffening beam 23 can be accommodated inside the segment 4, and the entire joint structure 11 can be combined into a compact shape.

図13に示す例では、シールドトンネル3の外面側に切り欠き9を形成し、かかる切り欠き9に補剛梁23を配設する場合について示している。また、図14に示す例では、シールドトンネル3の内面側と外面側の双方に切り欠き9を形成しておき、これら双方の切り欠き9に対して補剛梁23を配設する場合につき示している。これらによっても同様にシールドトンネル3全体の構造耐力および剛性を向上させつつ、構造をコンパクトにまとめることが可能となる。   In the example shown in FIG. 13, the case where the notch 9 is formed on the outer surface side of the shield tunnel 3 and the stiffening beam 23 is disposed in the notch 9 is shown. Further, in the example shown in FIG. 14, a case is shown in which notches 9 are formed on both the inner surface side and the outer surface side of the shield tunnel 3, and the stiffening beam 23 is disposed in both the notches 9. ing. Similarly, the structure can be made compact while improving the structural strength and rigidity of the entire shield tunnel 3.

本発明のセグメントの連結構造において、セグメントを合成セグメントとする場合は、補強部材24及び伝達プレート29に接続ナット45を予め点付け溶接等で固定しておき、コンクリート等の充填材を充填する際に、接続ナット45の孔部を充填材で塞がれないように、接続ナット45の周囲を鉄製等のボックスで覆い、当該ボックス内に充填材が入り込まないようにすれば良い。これにより、補剛梁23を補強部材24及び伝達プレート29にボルト接続することが可能となる。   In the segment connection structure of the present invention, when the segment is a composite segment, the connection nut 45 is fixed to the reinforcing member 24 and the transmission plate 29 in advance by spot welding or the like, and a filler such as concrete is filled. Furthermore, the periphery of the connection nut 45 may be covered with a box made of iron or the like so that the hole of the connection nut 45 is not blocked with the filler, so that the filler does not enter the box. As a result, the stiffening beam 23 can be bolted to the reinforcing member 24 and the transmission plate 29.

尚、本発明のセグメントの連結構造は、適用先のトンネル又は立坑の断面形状が矩形の場合、円形の場合等、形状は問わない。但し、補剛梁にH形鋼等の形鋼を使用し、且つ、トンネルの断面が円形で曲率が小さい場合においては、補剛梁をトンネルの曲率に合せて曲げる必要性が生じることがあり、製作時間増加及び製作コスト増大を招くこともあるため、断面矩形のトンネル等に適用することがより好ましい。   In addition, the connection structure of the segment of this invention does not ask | require a shape, when the cross-sectional shape of a tunnel or a shaft of an application destination is a rectangle, when it is circular. However, when a shape steel such as H-section steel is used for the stiffening beam and the tunnel cross section is circular and the curvature is small, it may be necessary to bend the stiffening beam to match the curvature of the tunnel. Further, since it may cause an increase in manufacturing time and manufacturing cost, it is more preferable to apply to a tunnel having a rectangular cross section.

トンネルの断面が円形で曲率を有する場合については、その曲率に合せて補剛梁の熱間曲げ加工を行う(例えば、H形鋼の場合は、曲率に合せて、補強部材に取り付ける側のフランジを曲げ加工する)だけでなく、補剛梁は曲げ加工せずに、補剛梁とセグメントとの隙間に、ライナーとなる鋼板又は棒鋼等を補剛梁の長さに渡って装入することで対応することも可能である。   When the tunnel cross section is circular and has a curvature, hot stiffening of the stiffening beam is performed according to the curvature (for example, in the case of H-shaped steel, the flange on the side attached to the reinforcing member according to the curvature) In addition to bending the stiffening beam, the steel plate or bar steel used as the liner should be inserted over the length of the stiffening beam into the gap between the stiffening beam and the segment. It is also possible to cope with.

本発明に係るセグメントの連結構造が適用されるシールドトンネルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shield tunnel to which the connection structure of the segment which concerns on this invention is applied. シールドトンネルの軸方向、周方向に連結されたセグメントリングの正面図である。It is a front view of the segment ring connected to the axial direction of the shield tunnel, and the circumferential direction. (a)は図2のA−A方向の側面図である。(b)は図2のB−B方向の側面図である。(c)は補強部材がセグメント高さ方向の両端部に設置される場合における、図2のA−A方向の側面図である。(A) is the side view of the AA direction of FIG. (B) is the side view of the BB direction of FIG. (C) is a side view of the AA direction of FIG. 2 in the case where reinforcing members are installed at both ends in the segment height direction. 本発明に係る連結構造が道路トンネル分岐合流部に適用される例につき示す図である。It is a figure shown about the example in which the connection structure which concerns on this invention is applied to a road tunnel branch junction part. 一のセグメントに負荷される力の伝達経路につき説明するための図である。It is a figure for demonstrating about the transmission path | route of the force loaded on one segment. 点A、Cと点Bとの間で曲げモーメントの発生率を解析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed the incidence rate of the bending moment between the points A and C and the point B. 補剛梁をトンネル2次覆工構造内に設置する場合につき説明するための図である。It is a figure for demonstrating about the case where a stiffening beam is installed in a tunnel secondary lining structure. 地中に埋設された矩形トンネルとして具現化される矩形構造物に本発明を適用する例につき示す図である。It is a figure shown about the example which applies this invention to the rectangular structure embodied as a rectangular tunnel embed | buried in the ground. 本発明に係る継手構造を矩形立坑の壁面を構成するセグメントに対して適用する例を示す図である。It is a figure which shows the example which applies the joint structure which concerns on this invention with respect to the segment which comprises the wall surface of a rectangular shaft. (a)、(b) 補剛梁をシールドトンネルの外面側に配設する場合につき示す図である。(A), (b) It is a figure shown about the case where a stiffening beam is arrange | positioned in the outer surface side of a shield tunnel. (a)、(b) 補剛梁をシールドトンネルの内面側と外面側の双方に配設する場合につき示す図である。(A), (b) It is a figure shown about the case where a stiffening beam is arrange | positioned in both the inner surface side and outer surface side of a shield tunnel. 補剛梁の形状に応じた切り欠きをシールドトンネルの内面側に形成させる場合につき示す図である。It is a figure shown about the case where the notch according to the shape of a stiffening beam is formed in the inner surface side of a shield tunnel. シールドトンネルの外面側に切り欠きを形成し、かかる切り欠きに補剛梁を配設する例について示す図である。It is a figure shown about the example which forms a notch in the outer surface side of a shield tunnel, and arrange | positions a stiffening beam in this notch. シールドトンネルの内面側と外面側の双方に切り欠きを形成しておき、これら双方の切り欠きに対して補剛梁を配設する例を示す図である。It is a figure which shows the example which forms the notch in both the inner surface side and outer surface side of a shield tunnel, and arrange | positions a stiffening beam with respect to both these notches.

符号の説明Explanation of symbols

2 セグメントリング
3 シールドトンネル
4 セグメント
5 セグメント継手部
9 切り欠き
11 連結構造
20 継手部
21 継手板
22 継手ボルト
23 補剛梁
24 補強部材
25 主桁
28 スキンプレート
29 伝達プレート
31 孔
32 継手ナット
41 上部フランジ
42 ウェブ
43 下部フランジ
45 接続ボルト
46 接続ナット
47 孔
61 分岐合流部
62 本線トンネル
2 Segment ring 3 Shield tunnel 4 Segment 5 Segment joint portion 9 Notch 11 Connection structure 20 Joint portion 21 Joint plate 22 Joint bolt 23 Stiffening beam 24 Reinforcement member 25 Main girder 28 Skin plate 29 Transmission plate 31 Hole 32 Joint nut 41 Upper part Flange 42 Web 43 Lower flange 45 Connection bolt 46 Connection nut 47 Hole 61 Branch and junction 62 Main line tunnel

Claims (6)

継手板及び主桁を有する複数のセグメントを千鳥状に連結するトンネル又は立坑を構成するセグメントの連結構造であって、
トンネル又は立坑の周方向に隣接するセグメントの当接される継手板同士を跨いで、且つトンネル又は立坑の軸方向へ複数のセグメントに渡って配設された補剛梁と、
前記当接される継手板に対してトンネル又は立坑の軸方向に隣り合うセグメントの主桁において、セグメント高さ方向の前記補剛梁が配設されている側の当該主桁の端部に、前記当接される継手板の当接箇所を跨ぐように、前記隣り合うセグメントの主桁に溶接により固着され、長手方向がトンネル周方向となるように延長される板状の補強部材とを備え、
前記補剛梁は前記補強部材に接合され、
前記継手板と前記主桁とが構成する隅角部の前記補剛梁側には、板状の伝達プレートが前記継手板及び前記主桁に溶接により固着されており、且つ、当該伝達プレートに前記補剛梁が接合されていること
を特徴とするセグメントの連結構造。
A connecting structure of segments constituting a tunnel or a shaft that connects a plurality of segments having joint plates and main girders in a staggered manner,
A stiffening beam disposed across a plurality of segments in the axial direction of the tunnel or shaft across the joint plates to which the segments adjacent to each other in the circumferential direction of the tunnel or shaft are abutted;
In the main girder of the segment adjacent to the abutting joint plate in the axial direction of the tunnel or shaft, at the end of the main girder on the side where the stiffening beam in the segment height direction is disposed, A plate-like reinforcing member that is fixed to the main girder of the adjacent segment by welding so as to straddle the contact portion of the joint plate to be contacted, and is extended so that the longitudinal direction is the tunnel circumferential direction. ,
The stiffening beam is joined to the reinforcing member;
A plate-shaped transmission plate is fixed to the joint plate and the main girder by welding on the stiffening beam side of the corner portion formed by the coupling plate and the main girder, and is attached to the transmission plate. A connecting structure of segments, wherein the stiffening beams are joined .
前記補剛梁は、H形鋼又は角形鋼管からなること
を特徴とする請求項1記載のセグメントの連結構造。
The segment connection structure according to claim 1, wherein the stiffening beam is made of an H-shaped steel or a square steel pipe.
前記主桁に固着されている補強部材の前記周方向における端部と、当該主桁と前記軸方向に隣接する主桁に固着されている補強部材の周方向における端部とは、前記軸方向の1断面において重なっていること
を特徴とする請求項1又は2記載のセグメントの連結構造。
The end in the circumferential direction of the reinforcing member fixed to the main girder and the end in the circumferential direction of the reinforcing member fixed to the main girder adjacent to the main girder in the axial direction are the axial direction. The segment connection structure according to claim 1, wherein the segments are overlapped in one section.
前記補剛梁は、前記連結すべきセグメントのトンネル又は立坑の内面側、外面側の少なくともいずれかに配設されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセグメントの連結構造。 The segment according to any one of claims 1 to 3, wherein the stiffening beam is disposed on at least one of an inner surface side and an outer surface side of the tunnel or shaft of the segment to be connected. Connection structure. 前記当接される継手板の高さをセグメント高さよりも低くし、当該継手板の高さに合せて前記継手板の当接箇所における前記主桁及び前記補強部材の形状を調整して、前記補剛梁のセグメント高さ方向の突出を小さくしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のセグメントの連結構造。 The height of the joint plate to be abutted is lower than the segment height, and the shape of the main girder and the reinforcing member at the contact position of the joint plate is adjusted according to the height of the joint plate, The segment connection structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a protrusion in the segment height direction of the stiffening beam is reduced. 前記補剛梁は、トンネル2次覆工構造用のコンクリートに内包されていること
を特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のセグメントの連結構造。
The segment connection structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the stiffening beam is included in concrete for a secondary tunnel lining structure.
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