JP6489389B1 - 斜路開閉機構及びインバート桟橋 - Google Patents

Abstract

【課題】斜路折り畳み機能と広角開閉機能を兼ね備えることにより狭隘なトンネル内でも斜路を水平面に対し９０度以上開閉可能な、斜路開閉機構及びインバート桟橋を提供する。
【解決手段】インバート桟橋の斜路開閉機構は、第一斜路１１及び第二斜路１２からなる前後分割式の分割斜路と、分割斜路を地盤に対して上下方向に開閉する開閉手段２０を備え、第一斜路を第二斜路に対して折り畳み可能であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、斜路開閉機構及びインバート桟橋に係り、特に、跳ね上げ式のインバート桟橋において、斜路折り畳み機能と広角開閉機能を兼ね備えることにより狭隘なトンネル内でも斜路を水平面に対し９０度以上開閉可能な、斜路開閉機構及びインバート桟橋に係る。

トンネル工事におけるインバート（トンネル床部）の施工は、切羽で発生するズリの搬出や、切羽の支保工、吹付工に係る工事車両がインバート工の施工区間を通行できないため、全体工期に与える影響が大きい。このため、インバート工の施工区間を跨いで工事車両を通行させるため、架台と昇降用の斜路を備えるインバート桟橋が採用されている。
特許文献１及び２には、架台上の支柱と斜路の側部とをシリンダで連結した、斜路跳ね上げ式のインバート桟橋が開示されている。
斜路跳ね上げ式のインバート桟橋は、インバート掘削時、シリンダを短縮することで切羽側の斜路を上方に引き上げ、斜路の下面と地盤の間に掘削空間を確保し、この掘削空間内に重機を配置して地盤を掘削する。

特開２０１２−２４１３３３号公報 特開２００２−４７９１号公報

従来技術には次のような欠点がある（図６）。
＜１＞鉄道トンネルなど小断面のトンネルでは、天井が低く、風管などの設備が吊られているため、斜路を最大角度まで上げることができない。また、持ち上げた斜路の先端が風管等に抵触して破損させるおそれがある。
＜２＞構造上、シリンダを最大に短縮しても斜路と支柱の間に間隔が生じるため、斜路を水平面に対して３０〜４０度程度までしか上げることができず、斜路の下方に掘削用の十分な作業空間を確保できない。
＜３＞斜路下方の作業空間が狭いため、掘削作業に大型の重機を使用できない。このため、小型の重機や人力による作業となるので作業効率が悪い。
＜４＞狭隘な空間で重機を取り回すため、作業性が悪く、重機が斜路に接触する危険がある。

本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決可能な斜路開閉機構及びインバート桟橋を提供することにある。

上記のような課題を解決するための本発明の斜路開閉機構は、第一斜路及び第二斜路からなる前後分割式の分割斜路と、分割斜路を地盤に対して上下方向に開閉する開閉手段を備え、第一斜路を第二斜路に対して折り畳み可能であることを特徴とする。
この構成によれば、天井の低い小断面トンネルでも斜路を最大角度まで上げることができる。

本発明の斜路開閉機構は、第一斜路と第二斜路をピン接合し、両者に平板状のリンク材を接続してもよい。
この構成によれば、連結斜路の開閉時に、第一斜路と第二斜路を連動させることができる。

本発明の斜路開閉機構は、分割斜路を９０度に折り畳んだ状態において、第一ピンと第二ピンの接近がリンク材に規制されてもよい。
この構成によれば、分割斜路の開放時、前部斜路をリンク材によって略水平に支持することができる。

本発明の斜路開閉機構は、開閉手段を可動支柱と２つのシリンダからなるダブルシリンダ構造としてもよい。
この構成によれば、斜路を水平面に対して９０度以上持ち上げることができる。

本発明のインバート桟橋は、斜路開閉機構を備えることを特徴とする。
この構成によれば、斜路折り畳み機能と広角開閉機能を備えたインバート桟橋を提供することができる。

以上の構成より、本発明の斜路開閉機構及びインバート桟橋は次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞斜路を折り曲げることができるため、天井の低い小断面トンネルでも斜路を最大角度まで上げることができる。また、斜路の先端が風管等に抵触するおそれがない。
＜２＞可動支柱を介したダブルシリンダ方式により、斜路を水平面に対して９０度以上開閉することができる。このため、インバート掘削用の広い作業空間を確保できる。
＜３＞作業空間が広いため、ブレーカーなどの大型重機を用いて掘削することができる。このため施工効率が非常に高い。
＜４＞作業空間が広いため、作業性がよく安全性が高い。

本発明に係る斜路開閉機構の説明図。 分割斜路の説明図。 本発明に係るインバート桟橋の説明図。 斜路の開閉に係る説明図（１）。 斜路の開閉に係る説明図（２）。 実施例２の説明図 従来技術の説明図。

以下、図面を参照しながら本発明の斜路開閉機構及びインバート桟橋について詳細に説明する。なお図３から図６では、説明の便宜上トンネル断面を模式的に表示している。
本明細書等において、「前」「後」「上」「下」「左」「右」はインバート桟橋を切羽側に向けて設置した状態における各方位を、意味する。

[斜路開閉機構]
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明の斜路開閉機構１は、インバート桟橋の開閉可能な斜路の機構である。
斜路開閉機構１は、インバート桟橋の架台部から前方の地盤上に掛け渡す分割斜路１０と、分割斜路１０を地盤に対して上下方向に開閉する開閉手段２０と、の組み合わせを備える。
斜路開閉機構１は、分割構造の分割斜路１０による斜路折り畳み機能と、ダブルシリンダ構造の開閉手段２０による広角開閉機能に特徴を有する。

＜２＞分割斜路（図２）。
分割斜路１０は、インバート桟橋の架台部から地盤へ掛け渡す平板状の昇降路である。
分割斜路１０は、前後に連結する第一斜路１１及び第二斜路１２を備える分割構造であり、第一斜路１１を第二斜路１２に対し下方へ折り畳むことができる。
本例では、第一斜路１１と第二斜路１２の間にリンク材１３を掛け渡す。
第一斜路１１は、後端部付近の両側に、側方に突起する第一ピン１１ａを備える。
第二斜路１２は、前端部で第一斜路１１の後端部とピン接合し、後端部でインバート桟橋の架台部とピン接合する。
第二斜路１２は、前端部付近の両側に、側方に突起する第二ピン１２ａを備え、中央部付近の両側に、側方に突起するシリンダピン１２ｂを備える。
シリンダピン１２ｂは、後述する開閉手段２０の第一シリンダ２３と連結する。

＜２．１＞リンク材。
リンク材１３は、分割斜路１０の開閉時に、第一斜路１１と第二斜路１２を連動させる部材である。
本例では、リンク材１３として、両端に第一リンク孔１３ａ及び第二リンク孔１３ｂを備える平板上の鋼材を採用する。
リンク材１３は、第一リンク孔１３ａに第一ピン１１ａを挿通し、第二リンク孔１３ｂに第二ピン１２ａを挿通した状態で、第一斜路１１及び第二斜路１２の両側に１枚ずつ設置する。
第一リンク孔１３ａは第一ピン１１ａをスライド可能な長孔とし、第二リンク孔１３ｂは第二ピン１２ａの外形に対応した丸孔とする。なお、長孔と丸孔の組み合わせはこの逆であっても構わない。
本例では、第一リンク孔１３ａと第二リンク孔１３ｂの間隔を、第一斜路１１と第二斜路１２を９０度に折り曲げた状態における第一ピン１１ａと第二ピン１２ａの最短距離Ｄに設定する（図２（ｃ））。

＜２．２＞リンク材の機能。
分割斜路１０が平坦に伸ばされた状態において、第一ピン１１ａと第二ピン１２ａは、最も距離が離れる（図２（ａ））。
分割斜路１０を折り曲げると、第一ピン１１ａが第一リンク孔１３ａ内を第二ピン１２ａ側へ摺動して、第一ピン１１ａと第二ピン１２ａの距離が近づく（図２（ｂ））。
分割斜路１０が９０度に折り畳まれた状態、すなわち第一斜路１１が第二斜路１２に対し９０度に曲がった状態において、第一ピン１１ａと第二ピン１２ａは最も近接する（図２（ｃ））。この際、第一ピン１１ａが第一リンク孔１３ａの内側に当接して摺動が制限されことによって、第一斜路１１が第二斜路１２に対して９０度の角度に規制される。

＜３＞開閉手段。
開閉手段２０は、分割斜路１０を開閉する機構である。開閉手段２０は分割斜路１０の両側に設ける。
本例では、開閉手段２０として、インバート桟橋の架台部上に設置するベース２２と、ベース２２上に立設する可動支柱２１と、可動支柱２１の上部と第二斜路１２とを連結する第一シリンダ２３と、可動支柱２１の上部とベース２２を連結する第二シリンダ２４と、を備えるダブルシリンダ構造を採用する。
可動支柱２１は、下端部をベース２２に軸支され、第二シリンダ２４によって後方に折り畳まれることができる。
尚、ベース２２は必須の構成要素ではなく、可動支柱２１及び第二シリンダ２４を直接インバート桟橋の架台部に軸支してもよい。

＜３．１＞第一シリンダ。
第一シリンダ２３は、分割斜路１０を第一角度まで引き起こす、伸縮自在のシリンダである。
第一シリンダ２３の前端は第二斜路１２のシリンダピン１２ｂに、第一シリンダ２３の後端は可動支柱２１の上端部に、それぞれ回動可能に軸支される。
第一シリンダ２３は、分割斜路１０を、地盤に掛け渡した状態における水平以下の角度から、水平より高い第一角度まで引き上げることができる。

＜３．２＞第二シリンダ。
第二シリンダ２４は、分割斜路１０を第二角度まで引き起こす、伸縮自在のシリンダである。
第二シリンダ２４の前端は可動支柱２１の上端部に、第二シリンダ２４の後端はベース２２に、それぞれ回動可能に軸支される。
第二シリンダ２４は、分割斜路１０を第一シリンダ２３による水平より高い第一角度から、垂直以上の第二角度まで引き上げることができる。

＜４＞インバート桟橋（図３）。
本発明のインバート桟橋Ａは、斜路開閉機構１と、架台部２と、架台部２の後端部から地盤上に掛け渡す斜路３と、斜路３を開閉する昇降部４と、架台部２の下部に接続し、架台部２を地盤から離間して支持する複数の支持部５と、を備える。

＜５＞斜路の開閉手順。
斜路開閉機構１による分割斜路１０の開閉手順について、分割斜路１０の前端を地盤に掛け渡した状態から説明する（図３）。
（１）２つの第一シリンダ２３を最短まで短縮して分割斜路１０を引き起こす。
分割斜路１０は水平以上の第一角度まで引き起こされる。
第一斜路１１の先端は自重により下方に折れ曲がる（図４Ａ）。
（２）２つの第二シリンダ２４を最短まで短縮して可動支柱２１を後方に引き倒す。これによって短縮した第一シリンダ２３を介して分割斜路１０がさらに引き起こされる。
分割斜路１０は第一角度から垂直以上の第二角度まで引き起こされる。
この際、第一斜路１１の第一ピン１１ａがリンク材１３の第一リンク孔１３ａ内に規制されるため、第一斜路１１は第二斜路１２に対して９０度の角度、すなわち略水平に支持される（図４Ｂ）。
以上のように、本発明の斜路開閉機構１は、開閉手段２０のダブルシリンダ構造によって分割斜路１０を水平面に対して９０度以上に開閉することができる。
また、斜路の分割折畳構造によって、第一斜路１１を前方に折り畳んで略水平に支持することができる。
以上の機能によって、分割斜路１０の下方にインバート掘削用の広い作業空間を確保することができる。

[リンク材を備えない例]
分割斜路１０がリンク材１３を備えない実施例について説明する（図５）。
実施例１では、分割斜路１０がリンク板１３を備えるため、分割斜路１０の開放時、リンク材１３によって第一斜路１１が略水平に支持された。
本例では、リンク材１３を備えないため、分割斜路１０の開放時、第一斜路１１が第二斜路１２との支軸を中心に下方に垂下する。
なお、分割斜路１０の開放作業時に第一斜路１１の先端が地盤上を擦るのを防止するため、第一斜路１１の先端に車輪などのスライド補助具を付設するとよい。
本例の場合、分割斜路１０開放時、実施例１に比べて作業空間が前後方向に若干狭くなる一方、上方が開放されるので、高さのある重機Ｍを使用する際に掘削作業が容易であるという新たな効果を奏する。

Ａ インバート桟橋
１ 斜路開閉機構
１０ 分割斜路
１１ 第一斜路
１１ａ 第一ピン
１２ 第二斜路
１２ａ 第二ピン
１２ｂ シリンダピン
１３ リンク材
１３ａ 第一リンク孔
１３ｂ 第二リンク孔
２０ 開閉手段
２１ 可動支柱
２２ ベース
２３ 第一シリンダ
２４ 第二シリンダ
２ 架台部
３ 斜路
４ 昇降部
５ 支持部
Ｄ 最短距離
Ｍ 重機

Claims (4)

1. インバート桟橋の斜路開閉機構であって、
   前後に連結する第一斜路及び第二斜路からなり、インバート桟橋の架台部から前方の地盤上に掛け渡す、分割斜路と、
   前記架台部に設置し、前記分割斜路を地盤に対して上下方向に開閉する、開閉手段と、を備え、
   前記第一斜路を、前記第二斜路に対し下方へ折り畳み可能に構成し、
   前記開閉手段は、前記架台部上に立設する可動支柱と、前記可動支柱の上部と前記第二斜路とを連結する伸縮自在の第一シリンダと、前記可動支柱の上部と前記架台部とを連結する伸縮自在の第二シリンダと、を備え、
   前記可動支柱の下部が前記架台部に軸支され、
   前記可動支柱が前記架台部に対し少なくとも後方に折り畳み自在であることを特徴とする、
   インバート桟橋の斜路開閉機構。
2. 平板状の２つのリンク材を有し、前記第一斜路及び前記第二斜路はピン接合で連結し、前記第一斜路及び前記第二斜路はそれぞれ側方に突起する第一ピン及び第二ピンを有し、前記２つのリンク材はそれぞれ前記第一ピン及び前記第二ピンを挿通する２つのリンク孔を有し、前記２つのリンク孔の内少なくとも１つが長孔であることを特徴とする、請求項１に記載のインバート桟橋の斜路開閉機構。
3. 前記第一斜路を前記第二斜路に対し９０度に折り畳んだ状態において、前記第一ピンと前記第二ピンの接近が前記リンク材に規制されることを特徴とする、請求項２に記載のインバート桟橋の斜路開閉機構。
4. 架台部と、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の斜路開閉機構と、
   前記架台部の後端部から地盤上に掛け渡す斜路と、
   前記架台部の下部に接続し、前記架台部を地盤から離間して支持する複数の支持部と、を備えることを特徴とする、
   インバート桟橋。

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