JP4950917B2 - 合成セグメントの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成セグメントの製造方法に関するものである。

合成セグメントでは、一般に図６に示すように、円弧状の底板と、周囲の枠材とで鋼殻ｂを構成し、この鋼殻ｂの内部および周囲の枠材よりも高い位置までコンクリートａを充填して構成してある。
このような形状のセグメントを製造する方法として特許文献１記載のような発明が知られている。
この方法は、鋼殻ｂを円形に並べて内部にコンクリートａを打設して製造するものであるが、この場合には、コンクリートａ部分の縁が切れるように両者間を絶縁しなければならない。
その状態を図７で説明すると、特許文献１記載の発明で製造する場合には、コンクリートａとコンクリートａが接する部分には目地形成型ｄを介在させて、ひとつのセグメントのコンクリートａと隣接するセグメントのコンクリートａとを絶縁させる方法が採用されている。

特開２００４−１０８０２４号公報。

前記した特許文献１記載の方法で製造したセグメントは、図６に示すように、コンクリートａの端面が、目地形成型ｄの形状だけ、鋼殻ｂの端面よりも後退していることになる。
そのために、トンネル内で組み立てた場合に、ひとつのセグメントのコンクリートａの端面と、隣接するセグメントのコンクリートａの端面とが接触しないことになる。
したがって、セグメントの組み立て後の工程で、目地形成型ｄによって形成された溝を、モルタルなどで埋めなければならない、という不経済な問題が存在する。

上記のような課題を解決する本発明の合成セグメントの製造方法は、円弧状の底板と、周囲の枠材とで構成した鋼殻と、鋼殻の内部と、枠材よりも高い位置まで打設したコンクリートとによって構成した合成セグメントを製造する方法であって、セグメント群を組み立てた円筒の外径よりも大きい外径を有し、セグメント群を組み立てた円筒の内径よりも小さい内径を有するドーナツ状のリング妻板を使用し、回転する外筒の内部に、その円周方向に沿って２枚のリング妻板を平行に設置し、リング妻板の間に、円弧状の鋼殻を複数枚、設置し、ひとつの鋼殻と、隣接して設置した鋼殻との間には突起をつけた目地板を介在させ、かつ鋼殻の外面と外筒の内面との間にはスペーサーを介在させて配置し、外筒と一体で回転する鋼殻群の内部に、コンクリートを打設して行うことを特徴としたものである。

本発明の合成セグメントの製造方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ セグメント群を組み立てた場合に、隙間が生じることがなく、真円を形成することができる。
＜２＞ 鋼殻の端面と、コンクリートの端面が同一面を形成するから、セグメントを組み立てた場合に鋼殻と鋼殻、およびコンクリートとコンクリートが直接に接触することができ、大きい曲げモーメントの伝達率を得ることができる。
＜３＞ 目地板およびリング妻枠の表面に突条を突設しておけば、コンクリートの端面にシール溝、面取り溝、コーキング溝などを形成することができる。そのようなセグメントを組み立ててトンネルを構築すれば、地下水のセグメント間への浸入を有効に阻止することができ、また、セグメントのコンクリート端面の欠けの防止につながり、トンネル内面を平滑にすることができる。
＜４＞ 目地板と鋼殻との接触面の目地板に外筒の中心軸と平行に溝を設け、弾性体（薄いゴム、シリコンチューブ）を貼り付けることで、コンクリートペーストの鋼殻外面側への漏出を防止することができる。
＜５＞ 目地板をリング妻枠に固定することにより、一般的なボルト接合によるセグメント継手だけでなく、いわゆるワンタッチ継手などにも適用することができる。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞対象とするセグメント。
セグメントとはトンネルや立坑の内面に取り付けて周囲の土砂の崩壊を阻止するための部材である。
工事に際しては、複数のセグメントを円形に組み立てて、掘削直後のトンネルや立坑の内面に取り付けて崩壊を阻止しつつトンネルや立坑を構築してゆく。
そして本発明の製造方法の対象とするセグメントは、図５に示すような合成セグメント１である。
合成セグメント１とは、公知のように、鋼殻１１の内部にコンクリート１２を打設したセグメントである。
この鋼殻１１は円弧状の底板と、周囲の枠材とで構成してあり、その鋼殻１１の内部と、枠材よりも高い位置までコンクリート１２を打設したものである。
そして、鋼殻１１の端面と、コンクリート１２の端面が同一平面を形成しており、コンクリート１２の端面が鋼殻１１よりも後退していないセグメントである。

＜２＞遠心力成型装置。
本発明の製造方法では、図３に示すような遠心力成型装置を使用する。
この遠心力成型装置は、従来からヒューム管を製造するために使用されているものである。
この装置の中心部は回転する筒体である回転外筒２である。
この回転外筒２の内面に沿って鋼殻１１を設置する。
そして回転外筒２の内部にベルトコンベア５などを使用してコンクリート１２を打設する。
すると遠心力によってコンクリート１２は強制的に締め固められ、かつ内面がきれいな曲面を備えたコンクリート製品を得ることができる。
回転外筒２の内径は、後述するリング妻板の外径に等しく形成してある。

＜３＞リング妻板。
リング妻板３は、ドーナツ状の鋼製の板体である。
このリング妻板３の外径は、製造対象であるセグメント１群を組み立てた円筒の外径よりも大きい外径を有する。
そして、リング妻板３の内径は、セグメント１群を組み立てた円筒の内径よりも小さい内径を有するように形成してある。
このリング妻板３を、回転可能な回転外筒２の内部に、その円周方向に沿って２枚を平行に設置する。
平行な２枚のリング妻板３の取り付け間隔は、鋼殻１１の円弧軸方向の幅と同一の寸法である。

＜４＞鋼殻１１の取り付け。
円弧状の鋼殻１１を、回転外筒２の内部であって、リング妻板３の間に設置して取り付ける。
鋼殻１１とリング妻板３の取り付けは、たとえば鋼殻１１の内側にナットを固定しておき、このナットに、リング妻板３の外部からボルトをねじ込んで行うことができる。
鋼殻１１は１枚ではなく、トンネルの１リング分を同一円周上に隣接させて設置する。
リング妻板３の外周、すなわち回転外筒２の内径は、セグメント１群を円形に組み立てた場合の外径よりも大きい外径を備えている。
すなわちセグメント１の外側の曲面の曲率と、回転外筒２の内面の曲率とは多少異なって形成されている。
したがって１枚のセグメントの鋼殻１１は、その中央部分は回転外筒２の内面に接触する場合があるが、鋼殻１１の両端は、回転外筒２の内面から離れた状態にある。
そのために鋼殻１１の端部においては、その外側と回転外筒２の内側との間にスペーサー２１を介在させてコンクリート１２の打設の際の圧力に抵抗させる。
回転外筒２の内径と、鋼殻１１の外径とが大きく相違する場合には、鋼殻１１の外面のどの位置も回転外筒２の内面に接触しない場合があり、その場合には中央部分にもスペーサー２１を介在させることになる。

＜５＞目地板の介在。
ひとつの鋼殻１１と、隣接して設置した鋼殻１１との間には目地板４を介在させる。
この目地板４は、隣接するセグメント間のコンクリート１２とコンクリート１２との縁切りを行うための鋼製、木製、合成樹脂製の板である。
目地板４は図１に示すように、リング妻枠にボルトなどによって固定して取り付ける。
目地板４の高さは、鋼殻１１の高さよりも高く設定してあり、したがって鋼殻１１よりも内側の高い位置まで打設するコンクリート１２を、セグメント１ごとに絶縁をすることができる。
さらに鋼殻１１と鋼殻１１の間に目地板４を介在させることによって、図５に示すように、鋼殻１１の端面とコンクリート１２の端面とが同一の平面を形成した合成セグメントを得ることができる。
鋼殻１１と鋼殻１１の間に介在させる目地板４には、１枚の板でもよいがその鋼殻１１側の面に、回転外筒の中心軸と平行に１本、または複数本の突条４１を突設させて形成することもできる。
このように突条が形成してあると、後の工程で打設したコンクリート１２の端面に溝を形成することができ、止水材を溝内に挿入することによって止水性の高い合成セグメント１を得ることができる。
また、合成セグメント１のコンクリート１２端面の欠けの防止につながり、内面を平滑にすることができる。
さらに、目地板４と鋼殻１１との接触面の目地板４に回転外筒の中心軸と平行に溝を設け、薄いゴムなどを貼り付けることで、コンクリート１２ペーストの鋼殻１１外面側への漏出を防止することができる。

＜６＞コンクリート１２の打設。（図３）
リング妻板３を取り付け、その間に鋼殻１１を設置した回転外筒２を、一定の速度で回転させる。
そして回転外筒２の内部に配置したベルトコンベア５などからコンクリート１２を供給する。
このコンクリート１２は回転中の鋼殻１１の内部に供給され、遠心力で十分に充填される。
コンクリート１２の表面の位置が、鋼殻１１の縁よりも上方、すなわち回転外筒２の中心側に位置するまでコンクリート１２を供給する。
こうして鋼殻１１の端面と、コンクリート１２の端面が同一平面を形成している合成セグメント１の製造を行うことができる。

本発明の合成セグメントの製造方法の実施例であって、鋼殻を回転筒に取り付ける状態の説明図。 鋼殻を回転筒に取り付けた状態の平面からの説明図。 製造装置の説明図。 回転筒と鋼殻の配置状態の説明図。 本発明の方法で製造した合成セグメントの斜視図。 特許文献１記載の発明で製造したセグメントの斜視図。 特許文献１記載の発明で製造する場合の目地成形型の配置図。

符号の説明

１：合成セグメント
１１：鋼殻
１２：コンクリート
２：回転外筒
２１：スペーサー
３：リング妻板
４：目地板
５：ベルトコンベア

Claims (3)

1. 円弧状の底板と、周囲の枠材とで構成した鋼殻と、
   鋼殻の内部と、枠材よりも高い位置まで打設したコンクリートとによって構成した合成セグメントを製造する方法であって、
   セグメント群を組み立てた円筒の外径よりも大きい外径を有し、
   セグメント群を組み立てた円筒の内径よりも小さい内径を有するドーナツ状のリング妻板を使用し、
   回転する外筒の内部に、その円周方向に沿って２枚のリング妻板を平行に設置し、
   リング妻板の間に、円弧状の鋼殻を複数枚、設置し、
   ひとつの鋼殻と、隣接して設置した鋼殻との間には突起をつけた目地板を介在させ、
   かつ鋼殻の外面と外筒の内面との間にはスペーサーを介在させて配置し、
   外筒と一体で回転する鋼殻群の内部に、
   コンクリートを打設して行う、
   合成セグメントの製造方法。
   
2. 鋼殻と鋼殻の間に介在させる目地板は、リング妻枠に固定し、
   その鋼殻側の面に、外筒の中心軸と平行に、
   突条を突設させて形成し、
   目地板と鋼殻との接触面の目地板には外筒の中心軸と平行に溝を設け、薄い弾性体を貼付けた、
   請求項１記載の合成セグメントの製造方法。
   
3. 回転する外筒の内部に、その円周方向に沿って設置するリング妻板には、円周方向に突条を突設させて形成してある、
   請求項１記載の合成セグメントの製造方法。

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