JP4939803B2 - 切削可能な繊維強化樹脂製セグメント及びシールドトンネルの壁体 - Google Patents
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Description
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
前記繊維強化樹脂製主桁材の長手軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされる場合に、長手軸線方向に延在する中央ウェブ材の両端に一体に形成された端ウェブ材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製のリブ材を配置し、隣接する前記端ウェブ材を互いに連結することを特徴とする繊維強化樹脂製セグメントが提供される。
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製主桁材の間に切削可能の充填材が一体に充填硬化されていることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメントが提供される。
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
前記繊維強化樹脂製主桁材の長手軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされる場合に、長手軸線方向に延在する中央ウェブ材の両端に一体に形成された端ウェブ材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製のリブ材を配置し、隣接する前記端ウェブ材を互いに連結し、
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製主桁材の間に切削可能の充填材が一体に充填硬化されていることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメントが提供される。
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
剥離防止部材が、前記繊維強化樹脂製主桁材に形成されることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメントが提供される。
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する方向に、互いに密接して、或いは、所定の距離だけ離間して整列され、
前記繊維強化樹脂製主桁材が、その長手方向に延在する軸線に対して直交する方向に、所定の距離だけ離間して整列される場合に、隣接する前記繊維強化樹脂製主桁材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製の横桁材を配置し、隣接する前記繊維強化樹脂製主桁材を互いに連結し、
前記繊維強化樹脂製横桁材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、或いは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状或いはマット状の強化繊維シートであり、樹脂を含浸して形成されることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメントが提供される。
前記繊維強化樹脂製セグメントは、湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、この整列された前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体に形成されており、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、トンネルの円周方向に沿ってその長手方向に延在する中空の管状体であり、
トンネルの円周方向において互いに隣接する前記繊維強化樹脂製セグメントは、隣接する前記繊維強化樹脂製セグメントにて互いに対向した前記繊維強化樹脂製主桁材の中空部に中子継手の両端部をそれぞれ嵌合させることにより接続される、
ことを特徴とするシールドトンネルの壁体が提供される。
(1)シールド工法に使用するセグメントの軸力(圧縮力)、曲げモーメント、剪断力、及び、押圧力に対する強度を大幅に増大することができる。
(2)シールド掘進機による切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができる。
(3)シールド掘進機にて切削可能なシールドトンネルの壁体を、施工性良く構築することができる。
図1及び図2に、本発明に係る繊維強化樹脂製セグメント100の一実施例を示す。本実施例の繊維強化樹脂製セグメント100は、図27を参照して上述したように、シールド工法にてシールド掘進機300の後方に形成されたセグメントトンネル壁体(円筒状壁体)200の一部を構成するものであり、特に、シールド掘進機により掘削可能なセグメントである。
図1及び図2を参照して、本実施例の繊維強化樹脂製主桁材1について説明する。
繊維強化樹脂製主桁材1は、種々の方法にて作製し得るが、例えば、矩形断面の湾曲したモールド(型)にプリプレグシートを貼り付けて成形することによって作製することができる。
次に、上記と同じ材料、即ち、バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11b、並びに、マトリクス樹脂を使用して、プリプレグシートを作製した。
図11(a)、(b)に、本発明の繊維強化樹脂製セグメント100の他の実施例を示す。
繊維強化樹脂製主桁材1は、図5及び図6を参照して実施例1で説明した連続強化繊維シート11を使用したプリプレグシートを用いて、実施例1と同様にモールド成形により作製することができる。
次に、上記と同じ材料、即ち、バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11b、並びに、マトリクス樹脂を使用して、プリプレグシートを作製した。
図17に、本発明の繊維強化樹脂製セグメント100の他の実施例を示す。図17に示す繊維強化樹脂製セグメント100は、実施例1で説明した繊維強化樹脂製セグメント100であり、本実施例では、ウェブ材2、3に剥離防止部材8が設けられた点で実施例1と異なり、その他の構成は同じである。従って、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例1の説明を援用する。
本実施例にて剥離防止部材8は、中空とされる繊維強化樹脂製主桁材1の内面側に、且つ、円周方向に沿って延在して形成される。
図19に、本発明の繊維強化樹脂製セグメント100の他の実施例を示す。図19に示す繊維強化樹脂製セグメント100は、実施例2で説明した繊維強化樹脂製セグメント100と同様にH形或いはI形形状の主桁材1を使用しており、ただ、主桁材1が、図12を参照して説明したように、互いに距離P1だけ離間して配置されている点で異なる。又、本実施例では、ウェブ材2、3及びスキンプレート6、7に、実施例3で説明した剥離防止部材8が設けられた点で実施例2と異なり、その他の構成は同じである。従って、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例2、3の説明を援用する。
上記実施例では、各繊維強化樹脂製セグメント100は、図1に示すように、鋼板、或いは、切削可能なFRP板などの連結部材とされる継手部10を使用して接着剤にて接合するものとした。
2、3、4、5 ウェブ材
6、7 スキンプレート
8 剥離防止部材
22 充填材
10 継手部
41 中子継手
100 繊維強化樹脂製セグメント
200 シールドトンネルの壁体
Claims (20)
- シールド掘進機によって掘削されるシールドトンネルの壁体を構築するセグメントであって、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにおいて、
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
前記繊維強化樹脂製主桁材の長手軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされる場合に、長手軸線方向に延在する中央ウェブ材の両端に一体に形成された端ウェブ材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製のリブ材を配置し、隣接する前記端ウェブ材を互いに連結することを特徴とする繊維強化樹脂製セグメント。 - シールド掘進機によって掘削されるシールドトンネルの壁体を構築するセグメントであって、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにおいて、
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製主桁材の間に切削可能の充填材が一体に充填硬化されていることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメント。 - シールド掘進機によって掘削されるシールドトンネルの壁体を構築するセグメントであって、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにおいて、
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされ、
前記繊維強化樹脂製主桁材の長手軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされる場合に、長手軸線方向に延在する中央ウェブ材の両端に一体に形成された端ウェブ材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製のリブ材を配置し、隣接する前記端ウェブ材を互いに連結し、
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製主桁材の間に切削可能の充填材が一体に充填硬化されていることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメント。 - 前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項2又は3に記載の繊維強化樹脂製セグメント。
- シールド掘進機によって掘削されるシールドトンネルの壁体を構築するセグメントであって、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにおいて、
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
剥離防止部材が、前記繊維強化樹脂製主桁材に形成されることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメント。 - 剥離防止部材が、前記繊維強化樹脂製スキンプレートに形成されることを特徴とする請求項5の繊維強化樹脂製セグメント。
- シールド掘進機によって掘削されるシールドトンネルの壁体を構築するセグメントであって、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにおいて、
湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体とし、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する方向に、互いに密接して、或いは、所定の距離だけ離間して整列され、
前記繊維強化樹脂製主桁材が、その長手方向に延在する軸線に対して直交する方向に、所定の距離だけ離間して整列される場合に、隣接する前記繊維強化樹脂製主桁材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製の横桁材を配置し、隣接する前記繊維強化樹脂製主桁材を互いに連結し、
前記繊維強化樹脂製横桁材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、或いは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状或いはマット状の強化繊維シートであり、樹脂を含浸して形成されることを特徴とする繊維強化樹脂製セグメント。 - 前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手軸線方向に延在する中空の管状体であることを特徴とする請求項7に記載の繊維強化樹脂製セグメント。
- 前記繊維強化樹脂製主桁材は、その横断面形状が三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状とされることを特徴とする請求項8の繊維強化樹脂製セグメント。
- 少なくとも前記繊維強化樹脂製主桁材の内部に切削可能の充填材が充填硬化されていることを特徴とする請求項8又は9の繊維強化樹脂製セグメント。
- 前記繊維強化樹脂製主桁材は、その長手方向に延在する軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされることを特徴とする請求項7に記載の繊維強化樹脂製セグメント。
- 前記繊維強化樹脂製主桁材の長手軸線に対して直交する横断面形状がH形若しくはI形とされる場合に、長手軸線方向に延在する中央ウェブ材の両端に一体に形成された端ウェブ材の間に、前記主桁材の長手軸線方向に所定の距離の間隔を持って、繊維強化樹脂製のリブ材を配置し、隣接する前記端ウェブ材を互いに連結することを特徴とする請求項11の繊維強化樹脂製セグメント。
- 隣接する複数の前記繊維強化樹脂製主桁材の間に切削可能の充填材が一体に充填硬化されていることを特徴とする請求項11又は12の繊維強化樹脂製セグメント。
- 前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項10又は13に記載の繊維強化樹脂製セグメント。
- 剥離防止部材が、前記繊維強化樹脂製主桁材に形成されることを特徴とする請求項7〜14のいずれかの項に記載の繊維強化樹脂製セグメント。
- 剥離防止部材が、前記繊維強化樹脂製スキンプレートに形成されることを特徴とする請求項15の繊維強化樹脂製セグメント。
- シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製セグメントにて構築された壁領域を備えたシールドトンネルの壁体において、
前記繊維強化樹脂製セグメントは、湾曲状に形成された繊維強化樹脂製主桁材をトンネルの延長方向に複数整列させ、この整列された前記複数の繊維強化樹脂製主桁材にて形成される内周面側と外周面側の少なくとも一側の周面に繊維強化樹脂製スキンプレートを接着して一体に形成されており、
前記繊維強化樹脂製主桁材は、トンネルの円周方向に沿ってその長手方向に延在する中空の管状体であり、
トンネルの円周方向において互いに隣接する前記繊維強化樹脂製セグメントは、隣接する前記繊維強化樹脂製セグメントにて互いに対向した前記繊維強化樹脂製主桁材の中空部に中子継手の両端部をそれぞれ嵌合させることにより接続される、
ことを特徴とするシールドトンネルの壁体。 - 前記繊維強化樹脂製主桁材の外形横断面形状は、三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状とされ、前記繊維強化樹脂製主桁材の中空部横断面形状は、円形状とされることを特徴とする請求項17のシールドトンネルの壁体。
- 前記中子継手の外形横断面形状は、三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状とされることを特徴とする請求項18のシールドトンネルの壁体。
- 前記繊維強化樹脂製主桁材と前記中子継手との嵌合部には、環状空間部又は遊間部が形成され、この環状空間部には膨張破砕剤が充填され、遊間部には間詰め材が充填されることを特徴とする請求項19のシールドトンネルの壁体。
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