JP5378673B2 - Segment connection structure and tunnel - Google Patents

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Description

本発明は、セグメント継ぎ手における接続構造と、このセグメントの接続構造を備えてできるトンネルに関するものである。   The present invention relates to a connection structure in a segment joint and a tunnel that can be provided with the connection structure of the segment.

地盤内にトンネルを施工するに際し、開削工法による地上占有の問題を解消し、対象地盤が軟弱な場合でも可及的に短工期で効率的な施工を可能とし、さらには、大断面や大深度のトンネル施工を可能とした施工技術として、シールド工法は一般に知られるところである。このシールド工法では、断面が円形、楕円形、正方形、矩形等、多様な断面形状のトンネルが施工されており、シールド掘進機内のエレメント装置にて複数のセグメントが周方向あるいはトンネル断面の輪郭方向に無端状に組み付けられ、これがトンネル軸方向に順次組み付けられることで所望の断面形状および延長のシールドトンネルが構築されている。また、このセグメントは、鉄筋コンクリート製のもの、鋼殻とコンクリートの複合構造からなるもの、鋼製のものなど、コストや設計条件等からその仕様は適宜選定されている。   When constructing a tunnel in the ground, the ground occupancy problem due to the open-cut method is eliminated, and even when the target ground is soft, efficient construction is possible in the shortest possible construction period. As a construction technique that enables tunnel construction, the shield method is generally known. In this shield method, tunnels with various cross-sectional shapes such as circular, elliptical, square, rectangular, etc. are constructed, and multiple segments are arranged in the circumferential direction or the contour direction of the tunnel cross-section in the element device in the shield machine. A shield tunnel having a desired cross-sectional shape and extension is constructed by assembling endlessly and sequentially assembling them in the tunnel axial direction. The specifications of this segment are appropriately selected from the cost, design conditions, etc., such as those made of reinforced concrete, those composed of a composite structure of steel shell and concrete, and those made of steel.

たとえば周方向のセグメント継ぎ手部(一般に、この周方向のセグメント同士の継ぎ手をセグメント継ぎ手と称し、軸方向のセグメント同士の継ぎ手をリング継ぎ手と称す)では、セグメント同士が相対的に回転し得るものであり、この回転作用によってセグメント間に目開き等の変形が生じる。このセグメント継ぎ手における回転作用により、継ぎ手部における剛性はセグメント自体の剛性よりも低くならざるを得ない。   For example, in the circumferential segment joint (generally, the joint between the circumferential segments is referred to as a segment joint, and the joint between the axial segments is referred to as a ring joint), the segments can rotate relative to each other. There is a deformation such as an opening between the segments due to this rotational action. Due to the rotational action of the segment joint, the rigidity of the joint portion must be lower than the rigidity of the segment itself.

尤も、シールドトンネルにおけるセグメントリング断面の設計(解析)においては、(1)セグメントリングを曲げ剛性一様なリングと仮定して設計する方法、(2)セグメントリングを多ヒンジ系リングと仮定して設計する方法、(3)曲げモーメントに対する回転ばねを備えたセグメントリングとして設計する方法、(4)回転ばねを具備するとともに千鳥配置による添接効果をせん断ばねで評価する方法、などが存在しており、各種条件に応じていずれかの設計手法が採用され、セグメントリングの設計が実行されている。ここで、上記する(1)の方法では、曲げ剛性の有効率:η(η≦1)や曲げモーメントの増幅率:ζ(0≦ζ≦1)を設計に導入するものであるが、地盤条件やセグメントの継ぎ手構造などの各種条件に基づいてこのηやζを正確に評価するのが難しく、結果として安全サイドの設計とならざるを得ないという課題がある。また、上記する(2)の方法では、この方法がトンネル周辺地山の広範な反力を期待するものであることから適用地盤の選定に細心の注意が必要となり、仮に地盤反力が十分に期待できない場合には、セグメントリングの自立を図るための補助手段を講じたり、セグメント継ぎ手部に多少の剛性を与える等の調整をおこないながらセグメントリングの形状保持を図るようにせざるを得ない。さらに、上記する(3)、(4)の方法では、セグメント継ぎ手部を評価する回転ばね定数をセグメントの種類や継ぎ手構造に応じて適宜設定する必要があるが、このばね定数の設定は知識と経験を要し、最適なばね定数を設定するまでに多くの時間を要するという課題がある。上記するように、実際にはセグメント継ぎ手に回転が生じるという事実や、施工コストの削減から安全サイドの設計を可能な限り回避するのが望ましいこと、などの点を勘案すれば、回転ばねの設定が容易でないという課題はあるものの、この(3)、(4)の設計方法を採用するのが好ましいと考えられる。   However, in the design (analysis) of the segment ring cross section in the shield tunnel, (1) a method of designing the segment ring on the assumption that the bending rigidity is uniform, and (2) assuming that the segment ring is a multi-hinge ring. There are a method of designing, (3) a method of designing as a segment ring with a rotating spring against a bending moment, and (4) a method of having a rotating spring and evaluating the splicing effect by staggered arrangement with a shear spring. One of the design methods is adopted according to various conditions, and the design of the segment ring is executed. Here, in the above method (1), the effective rate of bending stiffness: η (η ≦ 1) and the bending moment amplification factor: ζ (0 ≦ ζ ≦ 1) are introduced into the design. There is a problem that it is difficult to accurately evaluate η and ζ based on various conditions such as conditions and the joint structure of the segment, and as a result, the design must be a safe side. In the method (2) described above, since this method expects a wide range of reaction forces in the ground surrounding the tunnel, it is necessary to pay close attention to the selection of the applicable ground. If it cannot be expected, the shape of the segment ring must be maintained while making adjustments such as providing auxiliary means for self-sustaining the segment ring or giving some rigidity to the segment joint. Further, in the methods (3) and (4) described above, it is necessary to appropriately set the rotational spring constant for evaluating the segment joint portion according to the type of the segment and the joint structure. There is a problem that it takes experience and it takes a lot of time to set an optimal spring constant. As mentioned above, considering the fact that the segment joint actually rotates and that it is desirable to avoid the design of the safety side as much as possible from the reduction of construction costs, setting the rotation spring However, it is considered preferable to adopt the design methods (3) and (4).

現状のセグメントリングの設計では、上記のごとくセグメント継ぎ手部の回転を考慮しておこなうことになるが、回転ばねの設定が容易でないという課題とこれによる解析結果の信憑性を考え合わせれば、可及的に簡素で、かつ、可及的に回転が許容されないセグメント継ぎ手部の接続構造を提案できることが望ましい。なお、セグメント継ぎ手部の構造にかかる従来の技術として、特許文献1を挙げることができる。これは、コンクリートブロックの内外面を鋼板で被覆した合成構造のセグメントの継手に係り、双方のセグメントの外側の鋼板端部を相互に噛み合いできるように櫛歯状に形成し、噛み合い姿勢において形成される円形断面のボルト孔に円形断面の長ボルトを挿通して接続するものである。   In the current segment ring design, the rotation of the segment joint is taken into consideration as described above, but it is possible if the problem that the setting of the rotary spring is not easy and the credibility of the analysis result are considered together. It is desirable to be able to propose a connection structure for segment joints that is simple and free of rotation as much as possible. Patent Document 1 can be cited as a conventional technique related to the structure of the segment joint portion. This is related to the joint of the segment of the composite structure in which the inner and outer surfaces of the concrete block are covered with steel plates, and the steel plate ends outside both segments are formed in a comb-like shape so that they can mesh with each other, and formed in a meshing posture. A long bolt with a circular cross section is inserted into and connected to a bolt hole with a circular cross section.

このセグメント継手においては、セグメントの内外面に鋼板を設けることが必須の構成となり、たとえば鉄筋コンクリートのみからなるセグメント等に適用できないなど、その適用範囲が極めて限定的であることが大きな課題である。   In this segment joint, it is indispensable to provide steel plates on the inner and outer surfaces of the segment, and the application range is extremely limited, for example, it cannot be applied to a segment made only of reinforced concrete.

一方、セグメント継ぎ手部の回転に関しては、たとえばトンネル内火災の際に、継ぎ手部の外側(地盤側)が開き、これに起因して継ぎ手部の内側(トンネル内空側)が相互に押圧し合う方向に双方のセグメントの回転が促される。図15に基づいて具体的に説明すると、実際のトンネルでは、土圧の作用により、たとえば周方向のリング断面に図示のような曲げモーメントが発生している。設計段階では、上載土圧P1と下方からの地盤反力P2、側方土圧P3をリング断面に載荷することで図中の点線ラインのような曲げモーメントが生じ、この曲げモーメントに抗し得る断面構造が設定されるものである。ここで、リングの外側に突出したモーメント領域を負曲げ領域(図中の−領域)、リング内のモーメント領域を正曲げ領域(図中の+領域)とすることができる。   On the other hand, regarding the rotation of the segment joint part, for example, in the event of a fire in the tunnel, the outside of the joint part (the ground side) opens, and the inside of the joint part (the inside of the tunnel side) presses each other due to this. Both segments are prompted to rotate in the direction. Specifically, based on FIG. 15, in an actual tunnel, a bending moment as shown in the figure is generated, for example, in the circumferential ring cross section due to the action of earth pressure. In the design stage, a bending moment such as a dotted line in the figure is generated by loading the upper earth pressure P1, the ground reaction force P2 from the lower side, and the side earth pressure P3 on the ring cross section, and this bending moment can be resisted. A cross-sectional structure is set. Here, the moment region protruding to the outside of the ring can be a negative bending region (-region in the figure), and the moment region in the ring can be a positive bending region (+ region in the figure).

図示のごとく、この負曲げ領域にセグメント継ぎ手部が存在する場合は往々にしてあり得るが、仮に上記のごとくトンネル内火災が発生した場合には、この負曲げ領域にあるセグメント継ぎ手部が図16のごとく変形することが本発明者の実験によって特定されている。同図において、各セグメントS,Sの外側領域Q1(地盤側領域)では双方が外側に反ってしまい、セグメント継ぎ手部の内側領域Q2(トンネル内空側領域)では、逆にセグメントS,S同士が押圧(圧縮)し合うような回転が働く。この回転作用により、内側領域Q2のセグメントは場合によっては圧壊に至る危険性があり、これに外側領域Q1に生じた空隙も加わって、トンネルの止水性も損なわれることとなる。このことからも、セグメント継ぎ手部の回転が抑制された継ぎ手構造を備えたトンネルを構築することは重要であり、トンネル内火災の場合でもトンネルの損傷を回避することができ、トンネル内の安全性の確保に繋がるものである。   As shown in the figure, there is often a case where a segment joint portion exists in this negative bending region. However, if a fire in the tunnel occurs as described above, the segment joint portion in this negative bending region is shown in FIG. It has been specified by the inventor's experiment that it deforms like this. In the same figure, in the outer area Q1 (ground side area) of each segment S, S, both are warped outside, and in the inner area Q2 (inside tunnel inner area) of the segment joint portion, the segments S, S are opposite to each other. Rotation that presses (compresses) each other works. Due to this rotating action, there is a risk that the segment of the inner region Q2 may be crushed in some cases, and a void generated in the outer region Q1 is added to this, and the water-stopping property of the tunnel is also impaired. For this reason, it is important to construct a tunnel with a joint structure in which the rotation of the segment joint part is suppressed, and it is possible to avoid damage to the tunnel even in the event of a fire in the tunnel. It will lead to securing.

特開平9−4390号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-4390

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、セグメント継ぎ手部におけるセグメントの回転を効果的に抑止することのできるセグメントの接続構造と、これを備えたトンネルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a segment connection structure capable of effectively suppressing the rotation of the segment at the segment joint portion with a simple configuration, and a tunnel including the same. The purpose is to do.

前記目的を達成すべく、本発明によるセグメントの接続構造は、
掘削孔内の周方向および軸方向に複数接続されることによってトンネルを構成するセグメントの接続構造において、
前記セグメントは、セグメント継ぎ手を形成する両端部が周方向において凸部と凹部からなる一段状に形成され、前記凸部には、断面が多角形状の軸方向の貫通孔が一つまたは複数形成され、かつ、一方のセグメントの凸部が他方のセグメントの凹部に嵌め合わされた姿勢において双方の前記貫通孔が軸方向に連通した連通孔が形成され、かつ、軸部材の突出する両先端が嵌め合わされる凹溝が前記各軸部材に対応する位置に形成されており、
前記セグメントは、一方のセグメントの凸部が他方のセグメントの凹部に嵌め合わされた姿勢において、前記連通孔と同形で同断面寸法の軸部材が前記連通孔に挿通されて、
複数の前記セグメントが周方向に接続されて無端状のセグメントユニットが
形成されるセグメント継ぎ手における接続構造が形成され、
相隣る前記セグメントユニットは、前記セグメント継ぎ手が相互にずれた姿勢で接続されているとともに、前記相隣るセグメントユニットのいずれかのセグメントユニットの継ぎ手となる両端面から両先端が前記セグメントの軸方向に突出する複数の軸部材が、他方のセグメントユニットの端面に形成された対応する前記凹溝に相互に嵌め合わされて、
セグメントリングがトンネル軸方向に接続されてトンネルが構築されるリング継ぎ手における接続構造が形成されているものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the segment connection structure according to the present invention comprises:
In the connection structure of the segments that constitute the tunnel by being connected in the circumferential direction and the axial direction in the borehole,
In the segment, both end portions forming a segment joint are formed in a stepped shape including a convex portion and a concave portion in the circumferential direction, and the convex portion is formed with one or a plurality of axial through holes having a polygonal cross section. In addition, in a posture in which the convex portion of one segment is fitted into the concave portion of the other segment, a communication hole in which both the through holes communicate in the axial direction is formed, and both ends projecting from the shaft member are fitted. Concave grooves are formed at positions corresponding to the respective shaft members,
It said segments, in the convex portion of one segment is fitted in the recess of the other segment position, the shaft member of the cross-sectional dimension in the communication hole having the same shape is inserted before Killen hole,
Connection structure in the plurality the segments of being connected circumferentially endless segment joint segment unit Ru is formed is formed,
Aitonaru the segment unit, the together when the segment joint are connected in a posture mutually offset, the both ends of both end faces of the joint of any segment units before Kishotonariru segment unit wherein a plurality of shaft members projecting in the axial direction of the segments, is fitted to the mutually corresponding the groove formed on the end face of the other segment units,
A connection structure is formed in a ring joint in which segment rings are connected in the tunnel axis direction to construct a tunnel .

本発明が対象とするセグメントは、少なくともコンクリートからなるもの、すなわち、鉄筋コンクリート製のセグメントや、鋼殻とコンクリートの複合構造のセグメントなど、少なくともコンクリートをその構成材料としたものである。なお、このセグメントが耐火性能を有する耐火セグメントであってもよく、この場合には、一般のコンクリートにオレフィン繊維、ポリプロピレン繊維などの有機繊維が混入されているセグメントや、アルミナセメント等の高耐熱性のセメントと塊状スラグなどの高断熱性骨材からなるコンクリートでできたセグメントを使用できる。さらに、セグメントの剛性を高め、火災時の表面剥離を防止するために、鋼繊維や炭素繊維などが混入されていてもよい。   The segment to which the present invention is directed is made of at least concrete such as a reinforced concrete segment or a composite structure of steel shell and concrete. This segment may be a fire-resistant segment having fire-resistant performance. In this case, a segment in which organic fibers such as olefin fiber and polypropylene fiber are mixed in general concrete, and high heat resistance such as alumina cement. It is possible to use a segment made of concrete made of high thermal insulation aggregate such as cement and massive slag. Furthermore, in order to increase the rigidity of the segment and prevent surface peeling during a fire, steel fibers or carbon fibers may be mixed.

本発明のセグメントの接続構造を具備するトンネル(シールドトンネル)は、その断面が円形または略楕円形のトンネルのほか、断面が正方形や横長もしくは縦長の矩形など、多様な断面形状を有するものである。たとえば、トンネル断面が円形もしくは楕円形のトンネルの場合には、所定の曲率を有し、広幅な面を平面的に見た際に周方向に長い矩形状を呈した形状のセグメントを使用できる。また、矩形断面のトンネルの場合には、その角部では断面コの字状のセグメントが使用され、他の一般部位では断面矩形のセグメントが使用される。   The tunnel (shielded tunnel) having the segment connection structure of the present invention has various cross-sectional shapes such as a tunnel having a circular or substantially elliptical cross section and a square or a horizontally or vertically long cross section. . For example, in the case of a tunnel having a circular or elliptical tunnel cross section, a segment having a predetermined curvature and a rectangular shape that is long in the circumferential direction when a wide surface is viewed in plan can be used. Further, in the case of a tunnel having a rectangular cross section, a U-shaped segment is used at the corner, and a segment having a rectangular cross section is used at other general sites.

本発明のセグメントにおいて使用されるセグメントは、その接続される端部が凸部と凹部からなる一段状に形成されており、さらに、この凸部の側方には、断面が多角形状の貫通孔が形成されている。接続されるべき一方のセグメント端部の凸部が他方のセグメント端部の凹部に嵌め合いされるようになっており、この嵌め合い姿勢において、双方の貫通孔が連通して連通孔が形成されるようになっており、この連通孔または貫通孔と同形で同断面寸法の軸部材がこの連通孔に挿通されて接続構造が形成される。 The segment used in the segment of the present invention has a connected end formed in a single step consisting of a convex part and a concave part. Further, a side surface of the convex part has a polygonal cross section. Is formed. The convex part of one segment end part to be connected is fitted into the concave part of the other segment end part, and in this fitting posture, both through holes communicate with each other to form a communication hole. A shaft member having the same shape as the communication hole or through hole and having the same cross-sectional dimension is inserted into the communication hole to form a connection structure.

ここで、上記する軸部材は、鋼製、炭素繊維や鋼繊維等で補強された高強度コンクリート製など、所要の引張耐力やせん断耐力を備えた部材である。   Here, the shaft member described above is a member having a required tensile strength or shear strength, such as steel or high-strength concrete reinforced with carbon fiber or steel fiber.

また、連通孔の断面形状が多角形とは、三角形、四角形(正方形、矩形)、五角形以上の角形などの形状であり、複数の隅角を備えた任意の形状を選定できる。この多角形断面の連通孔に断面が同形で同寸法の軸部材が挿通されることにより、この連通孔と軸部材の組合せは一つであっても複数であってもよいが、組合せが一つの場合であっても、軸部材および連通孔の形状が角部を有する多角形状であることから、セグメント同士の回転を効果的に抑止することができる。   The polygonal shape of the cross-sectional shape of the communication hole is a shape such as a triangle, a quadrangle (square, rectangle), or a pentagon or more, and an arbitrary shape having a plurality of corners can be selected. By inserting a shaft member having the same cross-section and the same size into the polygonal cross-section communication hole, there may be one or a plurality of combinations of the communication hole and the shaft member. Even in such a case, since the shape of the shaft member and the communication hole is a polygonal shape having a corner, rotation of the segments can be effectively suppressed.

既述するように、常時に負の曲げモーメントを生じているセグメント継ぎ手部において、トンネル内火災の際には、この継ぎ手部のトンネル内空側の側面が外側に反り返ろうとして圧縮力が作用する。しかし、この継ぎ手部の回転が上記する接続構造によって抑止されていることで反り返りによる変形が防止され、結果として、セグメント同士の押圧作用も可及的に少なくなり、セグメント端部における剥離や圧壊等の防止に繋がる。さらに、この接続構造は極めて簡素な構造であることから、セグメントの製造コストを大きく高騰させるものとはならない。   As described above, in a segment joint where a negative bending moment is always generated, in the event of a fire in the tunnel, the side of the joint inside the tunnel that is on the inner side of the tunnel will warp outward and a compressive force is applied. To do. However, since the rotation of the joint portion is suppressed by the connection structure described above, deformation due to warping is prevented, and as a result, the pressing action between the segments is reduced as much as possible. It leads to prevention. Furthermore, since this connection structure is a very simple structure, the manufacturing cost of the segment is not greatly increased.

また、本発明による耐火セグメントの他の実施の形態として、双方の凸部の側方には、断面が円形の貫通孔が少なくとも2以上形成されており、双方のセグメントの端部が嵌め合いされた姿勢において双方の対応する前記貫通孔同士が連通して2以上の連通孔をなし、該連通孔と同形で同断面寸法の軸部材が該2以上の連通孔にそれぞれ挿通されているものであってもよい。   As another embodiment of the refractory segment according to the present invention, at least two through holes having a circular cross section are formed on the sides of both convex portions, and the end portions of both segments are fitted. The corresponding through-holes communicate with each other in the posture to form two or more communication holes, and shaft members having the same shape and the same cross-sectional dimensions as the communication holes are respectively inserted into the two or more communication holes. There may be.

連通孔の断面が円形の場合に、これが一つのみでは、セグメント継ぎ手部にてセグメント同士の回転を抑止することができない。そこで、連通孔の断面が円形の場合には、2以上の連通孔を間隔を置いて併設し、それぞれの連通孔に断面が同形で同寸法の軸部材を挿通するものである。なお、ここでいう断面が円形とは、円形以外にも楕円形等の略円形を含む意味である。   When the cross section of the communication hole is circular, the rotation of the segments cannot be suppressed at the segment joint portion by using only one of them. Therefore, when the cross section of the communication hole is circular, two or more communication holes are provided at intervals, and a shaft member having the same cross section and the same dimensions is inserted into each communication hole. In addition, that the cross section here is circular means that it includes a substantially circular shape such as an ellipse in addition to the circular shape.

さらに、本発明によるセグメントの接続構造の他の実施の形態は、複数のセグメントが前記周方向に前記接続構造を備えた姿勢で接続されることで無端状のセグメントユニットが形成され、前記軸方向には、接続される2つの前記セグメントユニットが前記接続構造を相互にずらした姿勢で接続されるものであり、一方のセグメントユニットの接続構造を形成する前記軸部材の先端が、他方のセグメントユニットを形成するセグメントの端面に形成された凹溝に嵌め合いされているものである。   Furthermore, in another embodiment of the segment connection structure according to the present invention, an endless segment unit is formed by connecting a plurality of segments in a posture having the connection structure in the circumferential direction, and the axial direction The two segment units to be connected are connected in a posture in which the connection structures are shifted from each other, and the tip of the shaft member forming the connection structure of one segment unit is connected to the other segment unit Is fitted in a concave groove formed on the end face of the segment forming the.

本実施の形態は、セグメント継ぎ手に関するセグメントの接続構造に加えて、リング継ぎ手に関するセグメントの接続構造をも規定したものである。たとえば断面円形のトンネルの場合には、周方向に複数のセグメントが無端リング状に組み付けられてリング状のセグメントユニットが形成され、このセグメントユニットがトンネルの軸方向に接続されることで所定延長のトンネルが形成される。ここで、セグメントユニット同士の軸方向への接続は、各セグメントユニットを形成するセグメント継ぎ手の接続構造を交互にずらした姿勢でおこなわれる。ここで、セグメント継ぎ手における接続構造を形成する軸部材の両先端は、対応する連通孔を突出し、セグメントユニットの端面から突出している。一方、相隣るセグメントユニットにおいてはこの軸部材の先端が嵌め合いされる凹溝が各軸部材に対応する位置に形成されており、一方のセグメントユニットの端面から突出する複数の軸部材が他方のセグメントユニットの端面に形成された対応する凹溝に嵌め合いされることにより、リング継ぎ手における接続構造が形成されるものである。   In this embodiment, in addition to the segment connection structure related to the segment joint, the segment connection structure related to the ring joint is also defined. For example, in the case of a tunnel with a circular cross section, a plurality of segments are assembled in an endless ring shape in the circumferential direction to form a ring-shaped segment unit, and this segment unit is connected in the axial direction of the tunnel, thereby extending a predetermined extension. A tunnel is formed. Here, the connection between the segment units in the axial direction is performed in a posture in which the connection structures of the segment joints forming the segment units are alternately shifted. Here, both ends of the shaft member forming the connection structure in the segment joint project from the corresponding communication hole and project from the end surface of the segment unit. On the other hand, in adjacent segment units, a concave groove into which the tip of this shaft member is fitted is formed at a position corresponding to each shaft member, and a plurality of shaft members protruding from the end surface of one segment unit are the other. The connection structure in the ring joint is formed by fitting into the corresponding concave groove formed on the end face of the segment unit.

本実施の形態によれば、セグメント継ぎ手における接続構造を形成する軸部材を利用してリング継ぎ手における接続構造をも構築することができ、簡易な構造で、効率的に、周方向および軸方向にセグメント同士の回転が拘束されたトンネルを構築することが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to construct a connection structure in a ring joint by using a shaft member that forms a connection structure in a segment joint, and with a simple structure, efficiently in the circumferential direction and the axial direction. It is possible to construct a tunnel in which the rotation between segments is constrained.

上記するセグメントの接続構造を備えたトンネルを構築することにより、特にセグメント継ぎ手部において回転が抑止され、したがって剛性の高いセグメントリングからなるトンネルを構築することができる。回転が確実に抑止されていることから、設計段階においては、曲げ剛性の有効率や曲げモーメントの増幅率、あるいは回転ばね等を詳細に調整することなくセグメントリングの設計を実行することも可能となる。さらに、この接続構造は簡易な構成であることから、工費を高騰させることもない。 By constructing a tunnel having the above-described segment connection structure, rotation is suppressed particularly in the segment joint portion, and therefore a tunnel composed of a segment ring having high rigidity can be constructed. Since the rotation is reliably restrained, it is possible to execute the segment ring design without adjusting the effective rate of bending rigidity, the amplification factor of the bending moment, or the rotation spring in the design stage. Become. Furthermore, since this connection structure has a simple configuration, the construction cost does not increase.

以上の説明から理解できるように、本発明のセグメントの接続構造によれば、極めてシンプルな構造にて少なくともセグメント継ぎ手におけるセグメントの回転を効果的に抑止することができ、セグメントリングの設計の簡素化を実現でき、廉価なコストで剛性の高いトンネルの施工を実現することができる。   As can be understood from the above description, according to the segment connection structure of the present invention, the rotation of the segment at least at the segment joint can be effectively suppressed with a very simple structure, and the design of the segment ring is simplified. This makes it possible to construct a highly rigid tunnel at a low cost.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明のセグメントの接続構造を備えたトンネルを示した斜視図であり、図2は本発明のセグメントの接続構造を構成する2つのセグメントと軸部材の分解斜視図であり、図3は図2で示す2つのセグメントと軸部材で構成されたセグメントの接続構造の一実施の形態の斜視図である。図4,5はそれぞれセグメントの接続構造の他の実施の形態の斜視図である。なお、図示する実施の形態は、円形断面のトンネルとこれを構成するセグメントの接続構造を示しているが、楕円形断面や正方形断面、矩形断面のトンネルとこれらの構築に適応した形状のセグメントの接続構造であってもよいことは勿論のことである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing a tunnel having the segment connection structure of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of two segments and a shaft member constituting the segment connection structure of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of a segment connection structure constituted by two segments and a shaft member shown in FIG. 2. 4 and 5 are perspective views of other embodiments of the segment connection structure, respectively. The illustrated embodiment shows a connection structure of a tunnel having a circular cross section and a segment constituting the tunnel. However, a tunnel having an elliptical cross section, a square cross section, a rectangular cross section, and a segment having a shape adapted to the construction thereof is shown. Of course, it may be a connection structure.

図1は、所定幅を有し、所定曲率に形成された複数のセグメント10を周方向(図中のR方向)に組み付け、かつこれをトンネルの軸方向(図中のA方向)に組みつけて構築されたシールドトンネルTを示している。なお、トンネル内空側Iには、地下道や地下鉄路線、電気やガスなどの各種パイプライン用の構造体が構築される。   FIG. 1 shows that a plurality of segments 10 having a predetermined width and formed with a predetermined curvature are assembled in the circumferential direction (R direction in the figure) and assembled in the axial direction of the tunnel (A direction in the figure). The shield tunnel T constructed | assembled is shown. On the air side I in the tunnel, structures for various pipelines such as underground passages, subway lines, electricity and gas are constructed.

図2は本発明のセグメントの接続構造を構成する2つのセグメントと軸部材の分解斜視図である。このセグメント10は、一般のコンクリートからなる鉄筋コンクリート製のセグメントを図示したものであるが、コンクリートと鋼郭の合成構造からなるセグメントであってもよい。なお、セグメント10は、オレフィン繊維、ポリプロピレン繊維などの有機繊維がコンクリート中に混入されてなる材料や、アルミナセメント等の高耐熱性のセメントと塊状スラグなどの高断熱性骨材からなるコンクリートを材料としてできた耐火セグメントであってもよい。セグメント10が周方向に組み付けられた際に隣接する他のセグメント10と接続する端部、すなわち、セグメント継ぎ手を形成する端部において、一つの凸部11と一つの凹部12が一段状に形成されている。   FIG. 2 is an exploded perspective view of two segments and a shaft member constituting the segment connection structure of the present invention. The segment 10 is a reinforced concrete segment made of general concrete, but may be a segment made of a composite structure of concrete and steel. The segment 10 is made of a material in which organic fibers such as olefin fibers and polypropylene fibers are mixed in concrete, or a concrete made of high heat-resistant cement such as alumina cement and highly heat-insulating aggregate such as massive slag. It may be a refractory segment made as When the segment 10 is assembled in the circumferential direction, one convex portion 11 and one concave portion 12 are formed in a step shape at an end portion that connects to another adjacent segment 10, that is, an end portion that forms a segment joint. ing.

図示のごとく、セグメント10の両端部に形成された凸部11の側面には該凸部11を貫通する貫通孔13が形成されており、この貫通孔13は、その断面形状が矩形となっている。   As shown in the figure, a through-hole 13 that penetrates the convex portion 11 is formed on the side surface of the convex portion 11 formed at both ends of the segment 10, and the cross-sectional shape of the through-hole 13 is rectangular. Yes.

図示のごとく、周方向に隣接する一方のセグメント10の凸部11を他方のセグメント10の凹部12に嵌め合いすることにより、双方の凸部11,11に形成された貫通孔13,13が連通して連通孔が形成される。   As shown in the drawing, by fitting the convex portion 11 of one segment 10 adjacent in the circumferential direction to the concave portion 12 of the other segment 10, the through holes 13, 13 formed in both the convex portions 11, 11 communicate with each other. Thus, a communication hole is formed.

この連通孔と同断面形状で同寸法の鋼製またはコンクリート製の軸部材20を連通孔に挿通することにより、図3で示すセグメントの接続構造30が形成される。   A segment connection structure 30 shown in FIG. 3 is formed by inserting a shaft member 20 made of steel or concrete having the same cross-sectional shape and the same dimensions as the communication hole into the communication hole.

この接続構造30がセグメントトンネルの周方向の各セグメント継ぎ手に形成されてセグメントリングが構成され、このセグメントリングがトンネル軸方向にリング継ぎ手を介して接続されることにより、図1で示すトンネルTが構築されるものである。   This connection structure 30 is formed at each segment joint in the circumferential direction of the segment tunnel to form a segment ring, and this segment ring is connected via the ring joint in the tunnel axis direction, so that the tunnel T shown in FIG. Is to be built.

なお、図示する貫通孔13(およびこれから形成される連通孔)と軸部材20の各断面形状は矩形であるが、この形状以外にも、三角形断面、正方形断面、5角形以上の断面など、少なくとも複数の隅角を備えた任意の多角形状を選定することができる。   Each cross-sectional shape of the illustrated through hole 13 (and the communication hole formed therefrom) and the shaft member 20 is rectangular, but other than this shape, at least a triangular cross section, a square cross section, a pentagonal cross section, etc. An arbitrary polygonal shape having a plurality of corner angles can be selected.

貫通孔13および連通孔とこれに嵌め合いされる軸部材20の各断面が複数の隅角を備えた多角形状であることにより、図示のごとくこれらの組合せが一つの場合であっても、セグメント10,10同士の回転が効果的に抑制され、高剛性のセグメントリングを形成することができる。なお、多角形状の貫通孔(連通孔)およびこれに嵌め合いされる軸部材の組合せが2以上であってもよいことは勿論のことである。   Since each cross-section of the through-hole 13 and the communication hole and the shaft member 20 fitted to the through-hole is a polygonal shape having a plurality of corners, even if these combinations are one as shown in the figure, the segment The rotation between 10 and 10 is effectively suppressed, and a highly rigid segment ring can be formed. Of course, there may be two or more combinations of polygonal through-holes (communication holes) and shaft members fitted therein.

図4は、セグメントの接続構造の他の実施の形態を示したものである。この接続構造30Aでは、これを構成する各セグメント10Aの凸部11の側方に、断面円形の2つの貫通孔13A,13Aが併設した姿勢で設けられており、双方のセグメント10A,10Aの凸部11,11の対応する貫通孔13A,13Aが連通して2つの連通孔を形成し、各連通孔に断面円形の軸部材20A,20Aが挿通されている。   FIG. 4 shows another embodiment of the segment connection structure. In this connection structure 30A, two through holes 13A and 13A having a circular cross section are provided on the side of the convex portion 11 of each segment 10A constituting the connection structure 30A, and the convex portions of both segments 10A and 10A are provided. The corresponding through holes 13A and 13A of the portions 11 and 11 communicate with each other to form two communication holes, and shaft members 20A and 20A having a circular cross section are inserted into the respective communication holes.

貫通孔13A(または連通孔)とこれに嵌め合いされる軸部材の各断面が円形の場合には、これらの組合せを少なくとも2つ設けることにより、セグメントの回転を抑制することができる。よって、図示例以外にも、3以上の連通孔および軸部材の組合せでセグメントが接続されてもよい。   When each cross section of the through hole 13A (or the communication hole) and the shaft member fitted to the through hole 13A is circular, the rotation of the segment can be suppressed by providing at least two of these combinations. Therefore, in addition to the illustrated example, the segments may be connected by a combination of three or more communication holes and shaft members.

図5は、セグメント継ぎ手に接続構造30Aを有する無端リング状のセグメントユニットがトンネルの軸方向で接続される際に形成されるリング継ぎ手における接続構造を示したものである。ただし、ここで示すセグメントは図4で示すセグメント10Aと若干相違するものであり、セグメント10Aのリング継ぎ手となる端面に複数の凹溝14が形成されており、さらに、接続構造30Aを構成する軸部材20Aの両先端が両端面から突出したものとなっている。   FIG. 5 shows a connection structure in a ring joint formed when an endless ring segment unit having a connection structure 30A is connected to the segment joint in the axial direction of the tunnel. However, the segment shown here is slightly different from the segment 10A shown in FIG. 4, and a plurality of concave grooves 14 are formed on an end surface that serves as a ring joint of the segment 10A, and the shaft constituting the connection structure 30A. Both ends of the member 20A protrude from both end surfaces.

一方のセグメントユニットの接続構造30Aと相隣るセグメントユニットの接続構造30Aがオフセットされた姿勢で、リング継ぎ手が形成される。ここで、一方のセグメントユニットに形成された軸部材20Aに対応する他方のセグメントユニットの端面位置に凹溝14が形成されており、各凹溝14にそれぞれ、対応する軸部材20Aが嵌め合いされることでリング継ぎ手における接続構造40が形成される。   The ring joint is formed in a posture in which the segment unit connection structure 30A adjacent to one segment unit connection structure 30A is offset. Here, the groove 14 is formed at the end face position of the other segment unit corresponding to the shaft member 20A formed in one segment unit, and the corresponding shaft member 20A is fitted in each groove 14 respectively. Thus, the connection structure 40 at the ring joint is formed.

図5で示す実施の形態によれば、セグメント継ぎ手における接続構造とリング継ぎ手における接続構造を同時に、しかも簡易な構造にて形成することが可能となる。しかも、両継ぎ手におけるセグメント同士の回転が効果的に抑止できる。   According to the embodiment shown in FIG. 5, the connection structure at the segment joint and the connection structure at the ring joint can be formed simultaneously and with a simple structure. In addition, the rotation of the segments at both joints can be effectively suppressed.

上記する本発明のセグメント継ぎ手における接続構造は、セグメント端部を一つの段状に形成し、形成される連通孔に軸部材を挿通して形成されるだけの極めてシンプルな構造である。同様に、リング継ぎ手における接続構造は、セグメント端面に形成された凹溝に、セグメント継ぎ手の接続構造を構成する軸部材が嵌め合いされるシンプルな構造である。さらに、セグメント製作用の型枠を対応する形状に製作しておくだけで、一つの形状のセグメントを多数用意することによってシールドトンネルを構築することができるものである。よって、工費を高騰させることなく、セグメント継ぎ手およびリング継ぎ手におけるそれぞれの回転が抑制された高剛性のシールドトンネルを構築することができる。   The connection structure in the segment joint of the present invention described above is an extremely simple structure in which the segment end is formed in one step shape and the shaft member is inserted into the formed communication hole. Similarly, the connection structure in the ring joint is a simple structure in which the shaft member constituting the connection structure of the segment joint is fitted in the concave groove formed in the segment end face. Furthermore, a shield tunnel can be constructed by preparing a large number of segments of one shape only by producing a segment forming form in a corresponding shape. Therefore, it is possible to construct a highly rigid shield tunnel in which the rotation at the segment joint and the ring joint is suppressed without increasing the construction cost.

[セグメント継ぎ手部の載荷加熱実験の概要と実験結果]
本発明者等は、図6の側面図と図7の平面図で示す実験加熱炉100を製作し、これに2つのセグメントの試験体M1,M2を繋いだ姿勢で設置し、この試験体M1,M2の一方側から加熱することにより、試験体M1,M2の各部位の水平変位を計測した。
[Summary and result of loading test of segment joints]
The inventors manufactured the experimental heating furnace 100 shown in the side view of FIG. 6 and the plan view of FIG. 7 and installed the test pieces M1 and M2 of two segments connected to the experimental heating furnace 100. , M2 was heated from one side to measure the horizontal displacement of each part of the specimens M1 and M2.

ここで、ジャッキ反力架台101に1000kN性能のジャッキ102を取り付け、このジャッキにより、2つの試験体M1,M2のセグメント継ぎ手面Maを裏面から押圧するようにした。この試験体M1,M2はその側方で継ぎ手金物107にて接続して立設し、上方からは炉蓋104から突出した試験体M1の上方を20MN性能の載荷装置103にて下方へ押圧するものとした。この載荷装置103による押圧は、セグメントに作用している土圧によって生じる軸圧縮力を再現するものであり、ジャッキ102による裏面からの押圧は、セグメントに作用する土圧を再現するものである。ここで、試験体M1,M2は、その長さが2mであり、厚みが40cmとして製作されている。   Here, a jack 102 having a performance of 1000 kN was attached to the jack reaction force base 101, and the segment joint surfaces Ma of the two test bodies M1 and M2 were pressed from the back surface by this jack. The test bodies M1 and M2 are erected on the side by connecting fittings 107, and the upper side of the test body M1 protruding from the furnace lid 104 is pressed downward by the loading device 103 having 20MN performance from above. It was supposed to be. The pressing by the loading device 103 reproduces the axial compression force generated by the earth pressure acting on the segment, and the pressing from the back surface by the jack 102 reproduces the earth pressure acting on the segment. Here, the test bodies M1 and M2 are manufactured with a length of 2 m and a thickness of 40 cm.

試験体M1,M2の正面側には加熱装置106が設けられており、これによってトンネル内火災を再現するものである。なお、試験体M2の正面下方には耐火断熱材M6を設けてある。このセグメント継ぎ手部の正面側には、複数の熱電対105を設けておき、セグメント継ぎ手部が所定の温度雰囲気であることを確認しながら実験をおこなった。   A heating device 106 is provided on the front side of the test bodies M1 and M2, thereby reproducing a fire in the tunnel. A fireproof heat insulating material M6 is provided below the front surface of the test body M2. A plurality of thermocouples 105 were provided on the front side of the segment joint portion, and experiments were performed while confirming that the segment joint portion had a predetermined temperature atmosphere.

実験の手順は、まず、試験体M1,M2の中心線から加熱装置106側に80mm偏心させた位置で載荷装置103にて4800kNまで荷重を漸増しながらホールドし、次いで、ジャッキ102にて試験体M1,M2の裏面から水平方向に100kNまで載荷した。この状態で、試験体M1,M2に作用する断面平均圧縮力は10N/mm、曲げモーメントはおよそ−290kN・mであり、試験体M1,M2の加熱装置側の圧縮応力はおよそ19N/mmと試算される。 The experimental procedure is as follows. First, a load is held while increasing the load up to 4800 kN by the loading device 103 at a position deviated by 80 mm from the center line of the test samples M1 and M2 toward the heating device 106, and then the test sample is checked by the jack 102. It loaded to 100 kN in the horizontal direction from the back surface of M1 and M2. In this state, the cross-sectional average compressive force acting on the specimens M1 and M2 is 10 N / mm 2 , the bending moment is about −290 kN · m, and the compressive stress on the heating device side of the specimens M1 and M2 is about 19 N / mm. 2 is estimated.

図8のRABT曲線(60分)に準拠してこの試験体M1,M2を加熱した。試験体M1,M2の加熱範囲は幅が1.2mで高さが継ぎ手面Maの上下1mmの計2mの範囲である。また、加熱中は載荷装置103によって4800kNの圧縮力を作用させ、継ぎ手部の変位が増減しないようにジャッキ102からの水平荷重を適宜調整した。   The specimens M1 and M2 were heated according to the RABT curve (60 minutes) in FIG. The heating range of the test bodies M1 and M2 is a total range of 2 m, with a width of 1.2 m and a height of 1 mm above and below the joint surface Ma. During heating, a compressive force of 4800 kN was applied by the loading device 103, and the horizontal load from the jack 102 was appropriately adjusted so that the displacement of the joint portion did not increase or decrease.

さらに、試験体M1,M2が加熱後170分まで破壊しなかった場合には、ジャッキ102の水平荷重を除荷し、次いで、載荷装置103の荷重を耐火セグメントM1,M2が破壊するまで増加させる手順にて残存耐力を把握することとした。   Further, when the test bodies M1 and M2 are not broken up to 170 minutes after heating, the horizontal load of the jack 102 is unloaded, and then the load of the loading device 103 is increased until the fireproof segments M1 and M2 are broken. We decided to grasp the residual strength in the procedure.

図9は、載荷加熱実験結果のうち、載荷装置103による鉛直荷重の漸増載荷ステップにおける変位計測結果を示したグラフである。本実験のステップNo.1〜ステップNo.37においては4800kNまで除々に荷重を増加させた。図9では、このうち、ステップNo.10までの漸増載荷時の試験体の各部位の水平変位を示している。ここで、最大変位を示す高さ:2000mmのラインが試験体M1,M2の継ぎ手面Maのラインである。   FIG. 9 is a graph showing the displacement measurement result in the step of gradually increasing the vertical load by the loading device 103 among the loading heating experiment results. Step No. of this experiment 1 to Step No. In 37, the load was gradually increased to 4800 kN. In FIG. The horizontal displacement of each part of the test body at the time of gradually increasing loading up to 10 is shown. Here, a line having a height of 2000 mm indicating the maximum displacement is a line of the joint surface Ma of the test bodies M1 and M2.

図10は、載荷加熱実験結果のうち、載荷装置103による荷重を一定値である4800kNに保った状態で、ジャッキ102による水平荷重の漸増載荷ステップにおける変位計測結果を示したグラフである。本実験のステップNo.38以降のステップでは、載荷装置103からの荷重を4800kNに保った状態でジャッキ102にて100kNまで水平荷重を除々に増加させ、特にステップNo.49〜ステップNo.59では試験体の馴染みを確認した。図10では、このうち、ステップNo.41〜50までの試験体の各部位における水平変位を示している。   FIG. 10 is a graph showing a displacement measurement result in the step of gradually increasing the horizontal load by the jack 102 in a state in which the load by the loading device 103 is kept at a constant value of 4800 kN among the results of the loading heating experiment. Step No. of this experiment In the steps after 38, the horizontal load is gradually increased up to 100 kN by the jack 102 with the load from the loading device 103 kept at 4800 kN. 49-step no. In 59, the familiarity of the specimen was confirmed. In FIG. The horizontal displacement in each part of the test body from 41 to 50 is shown.

図11は、実験加熱炉内(6つの熱電対105の各部位)の温度と時間の関係を計測した結果をRABT曲線とともに示したものである。   FIG. 11 shows the result of measuring the relationship between the temperature and time in the experimental heating furnace (each part of the six thermocouples 105) together with the RABT curve.

図12は、試験体に発生している曲げモーメントを時系列で示したものであり、図13は、試験体の各部位の温度を時系列で示したものである。   FIG. 12 shows the bending moment generated in the specimen in time series, and FIG. 13 shows the temperature of each part of the specimen in time series.

さらに、図14は、時間:170分〜210分までの試験体各部位の水平変位を示している。   Furthermore, FIG. 14 shows the horizontal displacement of each part of the test specimen from time: 170 minutes to 210 minutes.

加熱後の試験体に関し、載荷装置103の荷重を4800kNとした状態でジャッキ102による荷重を低減したことにより、試験体M1,M2は破壊に至った。破壊後の試験体M1、M2を観察すると、試験体の継ぎ手部の加熱側のコンクリートが圧壊していた。実験加熱炉100から取り出した試験体の側面には、加熱面に平行なひび割れが見られた。さらに、この継ぎ手部では、PC鋼棒を設置するための孔を連結するようにひび割れが生じていた。さらに、図13より、190分前後で帯筋と主筋の温度が再上昇しており、これは、加熱側のコンクリートが圧壊したことによってコンクリートにひび割れが生じ、このことで帯筋や主筋の被りが薄くなったり、一部が炉内に露出したことによるものである。なお、この試験体が破壊したと考えられる190分前後の曲げモーメントは、図12より−348kN・mと特定される。   Regarding the test specimen after heating, the test specimens M1 and M2 were destroyed by reducing the load by the jack 102 in a state where the load of the loading device 103 was 4800 kN. When the specimens M1 and M2 after destruction were observed, the concrete on the heating side of the joint portion of the specimen was crushed. Cracks parallel to the heating surface were observed on the side surface of the test body taken out from the experimental heating furnace 100. Furthermore, in this joint part, the crack had arisen so that the hole for installing PC steel rod might be connected. Furthermore, as shown in FIG. 13, the temperature of the rebar and the main rebar rises again around 190 minutes. This is because the concrete on the heating side is crushed, causing cracks in the concrete. This is due to the fact that the film became thinner or partly exposed in the furnace. In addition, the bending moment of about 190 minutes considered that this test body was destroyed is specified as -348 kN * m from FIG.

上記実験結果より、試験体に負の曲げモーメントが作用している状態でこれが加熱されると、加熱面側には裏面側(非加熱面側)よりも大きな圧縮応力が作用することで圧壊し、試験体が軸力を保持できなくなることで破壊に至ることが実証された。   From the above experimental results, if this is heated while a negative bending moment is acting on the specimen, the heated surface will be crushed by a larger compressive stress than the back surface (non-heated surface). It was proved that the specimen could break when it could not hold the axial force.

よって、常時の土圧作用時に負の曲げモーメントが作用している領域にセグメント継ぎ手がある場合において、この継ぎ手部の回転を抑止しておくことは、このセグメント継ぎ手におけるセグメントの圧壊を防止することに繋がり、シールドトンネルの耐火性能の向上を高めることに繋がる。既述する本発明のセグメントの接続構造を備えたトンネルを構築することにより、セグメント継ぎ手におけるセグメントの回転を抑止することができ、シールドトンネルの耐火性能の向上を実現することが可能となる。   Therefore, when there is a segment joint in the area where a negative bending moment is acting during normal earth pressure action, suppressing the rotation of this joint part prevents the segment from collapsing at this segment joint. This leads to an improvement in the fire resistance of the shield tunnel. By constructing the tunnel having the segment connection structure of the present invention described above, the rotation of the segment at the segment joint can be suppressed, and the fire resistance performance of the shield tunnel can be improved.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

本発明のセグメントの接続構造を備えたトンネルを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the tunnel provided with the connection structure of the segment of this invention. 本発明のセグメントの接続構造を構成する2つのセグメントと軸部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of two segments and a shaft member which comprise the connection structure of the segment of this invention. 図2で示す2つのセグメントと軸部材で構成されたセグメントの接続構造の一実施の形態の斜視図である。It is a perspective view of one Embodiment of the connection structure of the segment comprised by the two segments and shaft member shown in FIG. セグメントの接続構造の他の実施の形態の斜視図である。It is a perspective view of other embodiment of the connection structure of a segment. セグメントの接続構造のさらに他の実施の形態の平面図である。It is a top view of other embodiment of the connection structure of a segment. セグメント継ぎ手部の載荷加熱実験装置の側面図である。It is a side view of the load heating experiment apparatus of a segment joint part. 図6のVII−VII矢視図であって、セグメント継ぎ手部の載荷加熱実験装置の平面図である。It is a VII-VII arrow line view of FIG. 6, Comprising: It is a top view of the load heating experiment apparatus of a segment joint part. 載荷加熱実験におけるRABT曲線である。It is a RABT curve in a loading heating experiment. 載荷加熱実験結果のうち、載荷装置による鉛直荷重の漸増載荷ステップにおける変位計測結果を示したグラフである。It is the graph which showed the displacement measurement result in the gradual increase loading step of the vertical load by a loading apparatus among loading heating experiment results. 載荷加熱実験結果のうち、載荷装置による荷重を一定値とした状態でジャッキによる水平荷重の漸増載荷ステップにおける変位計測結果を示したグラフである。It is the graph which showed the displacement measurement result in the gradual increase loading step of the horizontal load by a jack in the state where the load by a loading device was made into a fixed value among loading heating experiment results. 実験加熱炉内の温度と時間の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the temperature in an experimental heating furnace, and time. 試験体に発生する曲げモーメントと時間の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the bending moment which generate | occur | produces in a test body, and time. 試験体温度と時間の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between test body temperature and time. 170〜210分における試験体の各部位の水平変位を示したグラフである。It is the graph which showed the horizontal displacement of each site | part of a test body in 170 to 210 minutes. 円形断面のトンネルに作用する土圧と発生する曲げモーメント分布を示した図である。It is the figure which showed the earth pressure which acts on the tunnel of a circular section, and the bending moment distribution which generate | occur | produces. トンネル内火災の際の図11のXVI部を拡大した図である。It is the figure which expanded the XVI part of FIG. 11 in the case of a fire in a tunnel.

符号の説明Explanation of symbols

10…セグメント、11…凸部、12…凹部、13,13A…貫通孔、14…凹溝、20,20A…軸部材、30,30A,40…接続構造、T…トンネル、R…周方向、A…軸方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Segment, 11 ... Convex part, 12 ... Concave part, 13, 13A ... Through-hole, 14 ... Concave groove, 20, 20A ... Shaft member, 30, 30A, 40 ... Connection structure, T ... Tunnel, R ... Circumferential direction, A ... Axial direction

Claims (2)

掘削孔内の周方向および軸方向に複数接続されることによってトンネルを構成するセグメントの接続構造において、
前記セグメントは、セグメント継ぎ手を形成する両端部が周方向において凸部と凹部からなる一段状に形成され、前記凸部には、断面が多角形状の軸方向の貫通孔が一つまたは複数形成され、かつ、一方のセグメントの凸部が他方のセグメントの凹部に嵌め合わされた姿勢において双方の前記貫通孔が軸方向に連通した連通孔が形成され、かつ、軸部材の突出する両先端が嵌め合わされる凹溝が前記各軸部材に対応する位置に形成されており、
前記セグメントは、一方のセグメントの凸部が他方のセグメントの凹部に嵌め合わされた姿勢において、前記連通孔と同形で同断面寸法の軸部材が前記連通孔に挿通されて、
複数の前記セグメントが周方向に接続されて無端状のセグメントユニットが
形成されるセグメント継ぎ手における接続構造が形成され、
相隣る前記セグメントユニットは、前記セグメント継ぎ手が相互にずれた姿勢で接続されているとともに、前記相隣るセグメントユニットのいずれかのセグメントユニットの継ぎ手となる両端面から両先端が前記セグメントの軸方向に突出する複数の軸部材が、他方のセグメントユニットの端面に形成された対応する前記凹溝に相互に嵌め合わされて、
セグメントリングがトンネル軸方向に接続されてトンネルが構築されるリング継ぎ手における接続構造が形成されていることを特徴とするセグメントの接続構造。
In the connection structure of the segments that constitute the tunnel by being connected in the circumferential direction and the axial direction in the borehole,
In the segment, both end portions forming a segment joint are formed in a stepped shape including a convex portion and a concave portion in the circumferential direction, and the convex portion is formed with one or a plurality of axial through holes having a polygonal cross section. In addition, in a posture in which the convex portion of one segment is fitted into the concave portion of the other segment, a communication hole in which both the through holes communicate in the axial direction is formed, and both ends projecting from the shaft member are fitted. Concave grooves are formed at positions corresponding to the respective shaft members,
It said segments, in the convex portion of one segment is fitted in the recess of the other segment position, the shaft member of the cross-sectional dimension in the communication hole having the same shape is inserted before Killen hole,
Connection structure in the plurality the segments of being connected circumferentially endless segment joint segment unit Ru is formed is formed,
Aitonaru the segment unit, the together when the segment joint are connected in a posture mutually offset, the both ends of both end faces of the joint of any segment units before Kishotonariru segment unit wherein a plurality of shaft members projecting in the axial direction of the segments, are fitted to each other in said corresponding groove formed on the end face of the other segment units,
A connection structure of segments, wherein a connection structure is formed at a ring joint in which segment rings are connected in a tunnel axis direction to construct a tunnel .
請求項1に記載のセグメントの接続構造を備えてなる、トンネル。   A tunnel comprising the segment connection structure according to claim 1.
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JPH0941885A (en) * 1995-08-04 1997-02-10 Junichi Tsuzuki Joint section structure for segment
JP2003148093A (en) * 2002-08-22 2003-05-21 Penta Ocean Constr Co Ltd Segment junction structure
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