JPH03212599A

JPH03212599A - セグメント

Info

Publication number: JPH03212599A
Application number: JP2007912A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kashima; 豊加島; Norio Kondo; 紀夫近藤; Keiji Shida; 志田　圭史
Original assignee: Daiho Construction Co Ltd
Current assignee: Daiho Construction Co Ltd
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1991-09-18
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JP2520034B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は地中に坑を構築するためのセグメントに関する
。

（従来の技術）従来、地下鉄、地下高速道路等の建設において二よ、複
線区間や地下駅部分の坑を掘削する場合、午する円形断
面の大口径シールドを用い作業を行ってきたが、地下の
高謄、空いている土地スペースの確保の困難さなどから
、最近、地下空間を有効に利用することが望まれてきて
おり、円形断面のみなろず楕円形、馬蹄形等の異形断面
の横坑ないし立坑を構築するための開発が盛んに進めら
れている。

しかして、第１０図は従来の楕円形セグメントの断面図
である。この楕円形セグメン目１２は、シールド掘削機
（図示せず）の後部セグメント組立部で例えばセグメン
ト１０６を設置し、以下その両端から側面上部にセグメ
ントピースを併設していき、これらをボルト等によりそ
れぞれ締着して、最後にキーセグメント１０１を固定し
、１つのセグメントリング１１２を形成していた。そし
て掘進の進行に従いこのセグメント１１２の奥側に次の
セグメントリングを接合位置がずれるように設置し、セ
グメントリングは互いにボルト等により締着していた。

このような楕円形セグメント１１２において、構造軸の
長径１１．８ｍ、短径１０．０ｍ、セグメントの断面厚
０．５ｍ、断面幅１．０ｍ、同断面二次モーメント０．
０１０４１７ｍ’　、コアクリートヤング係数Ｅ−３゜
６　Ｘ１０’ｔ／ｌ１１２とし表１上記表−１に示した土中に設置すると第１１図に示すよ
うな荷重が加わる。この条件で「トンネル標準示方書（
シールド腸）Ｊに基づく慣用計算法で断面力を算定する
と図中の節点番号２０においては、第１２図に示すよう
に、正の最大曲げモーメント５６．４ｔ−ｍが発生し、
節点番号２９においては負の最大曲げモーメン）−４５
，７ｔ−ｍが発生することになる。

また、せん断力図は、同第１３図に示すように節点番号
１４．１５と２５．２６の間で最大２２．７ｔが発生し
、軸方図、第１４図に示すように全節点において圧縮力
が発生し、節点番号３０においては最大２２２．６ｔの
圧縮力が発生する。

（発明が解決しようとする諜Ｍ）上述したように、従来の楕円形セグメントにおいては上
下端部または両側面部において曲げモーメントが大きく
作用するので、大きな強度をもたせるために考慮されて
おり、例えば鉄筋コンクリートセグメントを用いるには
、配筋量を多くして大きな強度を得るようになっていた
。

このため、鉄筋量およびコンクリート量も多くなり不経
済であるばかりか、自重も増大するという課題があった
。

本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的
とするところは、円形断面または楕円形、馬蹄形等の異
形断面セグメントにおいて、その集中応力を減少させる
ことにより、鉄筋！およびコンクリート量が少なく済む
経済的なセグメントを提案することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、セグメントピースを組上げてなるセグメント
において、セグメント内の坑内空間部に、圧縮力あるい
は引張力を受ける弦材としての補強部材を設けたことを
特徴とするセグメント構成とすることにより、目的を達
成している。

（作用）本発明では上記のように構成し、シールド機内でのセグ
メント組立て時に補強部材を複数箇所併設し、これによ
って圧縮力あるいは引張力を受け、集中応力を減少させ
るようにしたため、セグメントの鉄筋量やコンクリート
量、つまり厚味を軽減することができるようにしている
。

（寞施例１）第１図ないし第４図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は本発明のセグメントの正面図、第２図は同側
面図、第３図は同平面図、第４図は内部構成を示す側面
図である。

これらの図中５１．５２．５３はそれぞれセグメントピ
ースをリング状に組上げて成る第１、第２、第３セグメ
ントリングである。

しかして、第１のセグメントリング５１を構成し、かつ
側方の上下部分に位置する補強部材取付はセグメント３
．５．８、ＩＯには引張力を受ける補強部材１２．１３
を取付けるための例えば鋼材等よりなる取付は部材Ａ、
Ｂが組込まれ構成されている。

セグメントリング５１の組立て順序は、例えば底面部の
セグメントピース６を設置した後、その両端部より両側
面上部にセグメントピース５．７等を順次設置していき
、上部のＢ型セグメント２．１１を設置し最後にに型セ
グメントを固定する。なお、各セグメントピース１〜１
１間はボルト等により締着している。そして、補強部材
取付はセグメントに、例えば鋼棒、鋼板、鋼線等の補強
部材をボルト等により固定し１つのセグメントリングを
形成する。

ここで、補強部材取付はセグメント３．５．８．１０等
に取付けられる補強部材１２．１３は第４図に示すよう
にシールド機内でのセグメント組立て時に設置されるも
のとする。また、引張力を受ける補強部材は、例えば部
材間またはセグメント固定部にターンバックル等（図示
せず）を設けておけば、引張力、長さを調節可能とする
と所望の引張力を得ることができ好ましい。

横坑を構築する場合、掘進に応じて第２図、第３図に示
すようにセグメントリング５１に密接するように同様に
セグメントリング５２．５３を順次組立てていく、この
場合、第２のセグメントリング５２は第１のセグメント
リング５１と接合位置がずれるように左右対称に反転さ
せた状態に組立て、また、セグメントリング５３はセグ
メントリング５１と同じように組立てることにより、各
セグメントリング５１．５２．５３の接合位置は千鳥状
に配置される。そうする事によりトンネル軸方向の応力
の分散を図ることができる。

上述した各セグメントには隣接して突き合わされる端面
部と隣接する各セグメントリングの接合面とは、ボルト
等により互いに締着される構造になっている。このよう
にして組立てられたシールドトンネル５１Ａへの荷重分
布は第５図に示されるものとなる０図において１〜４ｏ
はセグメントリングの接点番号を表す、このような荷重
分布において、前述した従来例と同様の大きさ（長径１
１．８ｍ、短径１０．０ｍ）を想定し、このシールドト
ンネル５１Ａの設定位置は前述した表−１に示した地中
とし、「トンネル標準示方書（シールド編）」に基づく
慣用計算法により、曲げモーメント、せん断力、軸力等
を求めると次のようであった。またセグメント断面諸号
は従来例のものと同一条件のものを用いた。

（１）曲げモーメントにおいては、従来例の節点番号２
０の底面部において最大５６．４ｔｍの正の曲げモーメ
ントであったのが、本発明のシールドトンネルにおいて
最大２１．８　ｔ　ｍとなり、約６１％の低減がみられ
た。また、側面部においては従来例の節点番号２９で最
大４５．７ｔｍの負の曲げモーメントであったのに対し
本発明のセグメントでは節点番号ｌＯで最大３５．４　
ｔ　ｍとなり約２３％低減される。これを図に表すと第
６図のようになる。

（２）せん断力は従来例が節点番号１４．１５と２５．
２６の間で最大２２．７　ｔであったのに対し、本発明
のものでは第７図に示すように節点番号１２．１３と２
７．２８の間で最大２６−３　ｔと若干ではあるが約１
６％増大している。

（３）軸力においては第８図に示すようにセグメントの
間での変化はあまりみられず全断面にわたって圧縮力約
２２０ｔが働いていた。また、補強部材には引張力が上
部補強部材には５９．２　ｔ、下部補強部材には６１．
４　ｔが発生した。

以上の結果から本発明の楕円形セグメント５１は第１０
図に示した従来例の楕円形セグメント１１２に比較し、
上下端部・両側面部における曲げモーメントが減少する
ことから設計上で鉄筋量を少なくすることができ、さら
にセグメントの厚さも薄くすることが可能となり、より
経済的な断面が得られる。以下、上述の考慮に基づくシ
ールドセグメントの実施例を説明する。

（実施例２）本発明の第２実施例を第９図に示す、これは前述の第１
実施例のセグメントリングの縦方向にも圧縮力を受ける
Ｈ調等の補強部材１４．１５を設置することにより、セ
グメントに発生する断面力をより一層軽減させることが
できるようにしたことに特徴を有している。

なお、補強部材は縦、横方向に限らずあらゆる方向に配
置することも可能である。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、セグメント内の横方向ま
たは縦方向等に圧縮力あるいは引張力を受ける弦材とし
ての補強部材を設けたがら、セグメントの集中応力を減
少することができるため、鉄筋量およびコンクリート量
を少なくすることができ、経済的であり、かつ自重増大
を防止し得る利点を有する。

また大断面道路トンネルの場合、第１図、第９図の補強
部材は道路部必要断面外に配置されるため築造に当たっ
て障薔に、。りずトンネル断面を有効活用すること乃で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例で、このうち
第１図は本発明のセグメントの正面図、第２図は同上の
側面図、第３図は平面図、第４図は内部構造を示す側断
面図、第５図は本発明のセグメントからなるシールドト
ンネルの荷重分布説明図、第６図は同上の曲げモーメン
トの説明図、第７図は同上のせん断力の説明図、第８図
は同上の軸力の説明図、第９図は本発明の第２実施例の
正面図、第１Ｏ図は従来例、第１１図は従来例の荷重分
布説明図、第１２図は曲げモーメントの説明図、第１３
図はせん断力の説明図、第１４図は軸力の説明図である
。５１〜５３・・・第１、第２、第３のセグメントトンネ
ル、　５１Ａ・・・シールドトンネル、１〜１１・・・
セグメントピース

Claims

【特許請求の範囲】

セグメントピースを組上げてなるセグメントにおいて、
セグメント内の坑内空間部に、横方向または縦方向等に
弦材としての補強部材を設けたことを特徴とするセグメ
ント。