JP5245547B2 - セグメント及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このようなシールドトンネルに用いられるセグメントのうち鋼製セグメントは, 鋼板及び平鋼などを溶接して組み立てられた箱型構造を有している。
図11に示すように、鋼製セグメント100は、外周側に配設される断面が円弧状のスキンプレート114と、 トンネル軸方向の両端部にスキンプレート114の外側に周方向に沿って配置される一対の主桁112と、 スキンプレート114の周方向両端部に軸方向に沿って配設される一対の継手板116とを、 一面が開放された箱型に組み立て、その内側に主桁112間を軸方向に連結する縦リブ120を設置し、 これら各部材の接合部を隅肉溶接により接合して製造される。さらに、合成セグメントにあっては、このように製造された鋼製セグメント100の内部にコンクリートを充填して構成される。
図12に示すように、一枚の鋼板22から円弧状の主桁を効率良く切り出すためには、隣接する主桁112同士の間隔をできるだけ狭めた配置にする必要がある。
本発明のセグメントによれば、主桁を構成するピースを矩形状の鋼板から等脚台形状で切り出すことにより、残片をほとんど生じさせることなく鋼板を効率良く利用することができるので、材料コストを低減させることができる。
また、本発明において、前記スキンプレートは、前記主桁の外周側の縁部よりも内周側の位置に配置され、前記スキンプレートの外周側に、時間の経過とともに硬化して所定の圧縮強度を発現する硬化体を、トンネル周方向に湾曲する円弧形状になるように形成したこととしてもよい。
図1は、本実施形態に係る鋼製セグメント10を示し、同図(a)はセグメントの内側から見た斜視図、同図(b)はセグメントの背面から見た斜視図である。
図2に示すように、鋼製セグメント10の製造方法は、ピースを切り出す第1の工程S10と、主桁を作製する第2の工程S20と、鋼部材を組み立てる第3の工程S30と、コンクリートを打設する第4の工程S40と、を備える。以下、各工程について順に説明する。
図3に示すように、同形の等脚台形を有するピース24を鋼板22から複数枚切り出すべく、切り出すための切断線を次に説明するように設定する。
図4は、ピース24により構成される主桁12の平面図である。
図5に示すように、作製された複数の主桁12のうち一対の主桁12を、鋼製セグメントにおけるトンネル軸方向の両端に、板面が対向するように互いに平行に配置する。
図6に示すように、配置された主桁12間に、トンネル周方向に湾曲するスキンプレート14を設置し、例えば、主桁12と溶接することより主桁12間に固定する。ここで、スキンプレート14は、後述の鋼製セグメントの背面側に打設されるコンクリート18の内型枠としての役割も有する。スキンプレート14は、主桁12間であれば、外周側の縁部、内周側の縁部、或いは外周と内周との中間部のどの位置に設置してもよい(本実施形態では中間部)。また、スキンプレート14のトンネル周方向の断面形状は、湾曲する形状であれば円弧状など特に限定されない(本実施形態では円弧状)。
図7に示すように、継手板設置工程S50では、一対の継手板16を、スキンプレート14のトンネル周方向両端の辺に沿ってスキンプレート14に対して垂直に配設し、スキンプレート14に溶接等で固定する。この継手板16は、矩形状を有し、例えば、鋼板等から切り出されたものである。なお、継手板16にも、トンネル覆工時にトンネル周方向のセグメントと連結するためのボルトを挿通する孔26を所定の位置に設ける。
図9に示すように、第4の工程S40では、コンクリート18を、スキンプレート14の背面側に、その外周面がトンネル周方向に湾曲する円弧形状になるように打設する。ここでコンクリート18の厚みが、主桁12の外周側の縁部よりも背面側の位置にまで形成されるようにする。
12、112 主桁
14、114 スキンプレート
16、116 継手板
18 コンクリート
20、120 縦リブ
22 鋼板
24 ピース
S10 第1の工程
S20 第2の工程
S30 第3の工程
S40 第4の工程
Claims (5)
- 矩形状の鋼板から切れ出された、同形の等脚台形の複数のピースの、前記等脚台形の斜辺同士を接合してなる湾曲状の平板により構成された一対の主桁と、該一対の主桁間に配設され、前記主桁の湾曲形状に沿うように曲面状に湾曲した1枚のスキンプレートと、を備えることを特徴とするセグメント。
- 前記ピースは、横方向に隣接する同形の等脚台形向きが交互に反転するとともに、これら等脚台形の斜辺同士が共通するように、前記鋼板から切り出されてなることを特徴とする請求項1に記載のセグメント。
- 前記スキンプレートは、前記主桁の外周側の縁部よりも内周側の位置に配置され、前記スキンプレートの外周側に、時間の経過とともに硬化して所定の圧縮強度を発現する硬化体を、トンネル周方向に湾曲する円弧形状になるように形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のセグメント。
- 前記硬化体として、コンクリートを用いたことを特徴とする請求項3に記載のセグメント。
- セグメントの製造方法であって、
矩形状の鋼板から、同形の等脚台形のピースを複数切り出す第1の工程と、
前記切り出された複数のピースの前記等脚台形の斜辺同士を接合して湾曲する平板状の主桁を作製する第2の工程と、
板面が対向するように互いに平行に配置された一対の前記主桁間の、前記主桁の外周側の縁部よりも内周側の位置に、前記主桁の湾曲形状に沿うように曲面状に湾曲する1枚のスキンプレートを固定する第3の工程と、
前記スキンプレートの背面に、前記主桁の外周側の縁部よりも背面側に、時間の経過とともに硬化して所定の圧縮強度を発現する硬化体を、トンネル周方向に湾曲する円弧形状になるように形成する第4の工程と、を備えることを特徴とするセグメントの製造方法。
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