JPH07111068B2 - ボックスセグメントのプレストレス導入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、下水道、共同溝、地下道などを構築する際に
採用されて好適なボックスセグメントのプレストレス導
入方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、下水道、共同溝、地下道などを構築する際に採
用されるコンクリート製カルバートは、両端が開口した
四角筒状に形成されており、その両端開口部にそれぞれ
設けられた継手を利用して順次連結してゆく構造であ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、ボックス型のカルバート等は、その形状が箱
型であることから、円形のシールドトンネルに比して空
間の利用率が極めて高いが、その反面として、シールド
工法によるような深さのトンネルでは、同様の土木条件
下で設計した円形とボックス断面の方がより経済的（軽
構造）となる性質を持っているため、従来から開削工法
によれる程度の土被りの浅いところに設置されてきた。

よって、シールド工法によって形成されるような深さの
トンネルなどにおいては、円形のセグメントの方が、ボ
ックス型のカルバート等に比べて軽構造となるために経
済的に有利であり、多く用いられているのが実状であ
る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、ボックスセグメントに軸力を付与して軽構造化を図
り、円形セグメントと同様の土木条件下においてもボッ
クスセグメントの適用を図ることができるようにしたボ
ックスセグメントのプレストレス導入方法を提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、コンクリートセグメントを四角筒状に組ん
で、少なくとも４つの隅角を有するボックスセグメント
を形成するに際し、このボックスセグメントの少なくと
も一辺部を形成する各コンクリートセグメントには、予
めこの一辺部に沿うPC鋼材を埋設してなるものを用い、 これらのコンクリートセグメントを仮組みした後、ボッ
クスセグメントの隅角における外周部に配した圧縮力付
与部材により、このボックスセグメントの少なくとも一
辺部をその両側から押圧して圧縮力を付与し、 次いで、この圧縮力付与状態にて、前記PC鋼材の端部
を、各コンクリートセグメントの継手部において締め付
けて、ボックスセグメントにプレストレスを導入するこ
とを解決手段とした。

［作用］ 本発明のボックスセグメントのプレストレス導入方法に
よれば、ボックスセグメントの隅角における外周部に配
置された圧縮力付与部材により、ボックスセグメントの
少なくとも一辺部をその両側から押圧して圧縮力を与え
るので、この圧縮力付与状態において、該一辺部に埋設
されているPC鋼材を締め付けることによって、PC鋼材に
は軸力が付与され、ボックスセグメントには高いプレス
トレスが導入される。

［実施例］ 以下、実施例を示し、第１図ないし第３図を参照して、
本発明のボックスセグメントのプレストレス導入方法
を、工程順に説明する。

第１図中符号９は地盤Ｇを断面正方形に掘削するシール
ド機であり、9aはこのシールド機９を構成するスキンプ
レートである。シールド機９によって掘削された掘削穴
Ｈは、シールド機９の推進にともなって次のコンクリー
トセグメントにより履工される。

まず、コンクリートセグメントとして、隅角を含む４つ
の隅角版部1,1,1,1を用い、これらの隅角版部1,1,1,1を
ほぼ四角筒状に接合して、コンクリート製のボックスセ
グメント２を形成する。

各隅角版部１には、隅角を挾んで長辺部1aと短辺部1bと
を有する略Ｌ字型形状に形成されたもので、特に高い緊
張が施されることを考慮して、予めSRC（スチールレイ
ンフォースドコンクリート製）構造とされたものを用い
る。この隅角版部１の長辺部1aおよび短辺部1bは、それ
ぞれ、隣接する隅角版部１の短辺部1bおよび長辺部1aに
接合されて、このボックスセグメント２の一辺部を構成
するように設定されている。また、これらの隅角版部１
には、それぞれの接合部となる位置に、箱抜き部3,3を
有してなるものを用いる。

また、各隅角版部１の長辺部1aと短辺部1bには、予め、
それぞれのスパン方向に延びるシース管4,4を、前記箱
抜き部3,3に開口して埋設しておく。また、これらのシ
ース管４にはそれぞれPC鋼材５を挿入し、その一端を箱
抜き部３内に解放するとともに、他端をアンカープレー
ト６により隅角版部１の隅角付近に固定しておく。

そして、第２図に示すように、これらの隅角版部１を、
その長辺部1aが隣接する隅角版部１の短辺部1bに連結さ
れるようにして、互いの箱抜き部3,3同士を合わせた状
態に接合し、四角筒状に仮組みする。またこの時、各隅
角版部１の箱抜き部３内に解放されたPC鋼材５の端部
を、連結具（カップラー７）によって継ぐ。PC鋼材５の
端部には、予め螺子切り加工を施しておき、この螺子切
り部5aをカップラー７に適当量締め込むことによって、
PC鋼材５を仮締めしておく。

さて、第３図に示すように、スキンプレート9aのテール
エンド内面であって、ボックスセグメント２の隅角にお
ける外周部の所定位置に対向する箇所には、圧縮力付与
部材8,8…が設置されている。具体的に、この圧縮力付
与部材8,8…は、ボックスセグメント２の４つの各辺部
の延長線上に位置する８箇所である。圧縮力付与部材８
には、フラットジャッキを使用する。本実施例のフラッ
トジャッキ８は、油圧の作用によって膨張可能な金属製
板状カプセル状のもので、その内部に油圧を作用させて
膨張させることによりボックスセグメント２に接し、か
つこのボックスセグメント２に圧縮力を付与するもので
ある。

シールド機９の推進にともない、フラットジャッキ（圧
縮力付与部材）８が、ボックスセグメント２における前
記所定位置に対向したら、シールド機９により、フラッ
トジャッキ８に前述の如く油圧を作用させて膨張させ
る。すると、第３図点線で示すように、フラットジャッ
キ８自身が膨張してボックスセグメント２の外面に当た
り、この外面からボックスセグメント２の４辺部をそれ
ぞれ各辺部の中央に向けて水平方向あるいは鉛直方向に
押圧する。これにより、ボックスセグメント２には、圧
縮力が付与される。この圧縮力の大きさは、シールド機
９によるフラットジャッキ８の油圧を適宜調整すること
によって管理する。あるいは、圧縮力を付与されたボッ
クスセグメント２の圧縮変形を測定することにより、随
時管理するようにする。

この後、フラットジャッキ８を元の状態に収縮してか
ら、シールド機９を推進して掘削穴Ｈを１つのボックス
セグメント２の幅だけ掘削し、新たに、隅角版部１を連
結してボックスセグメント２をスキンプレート9aのテー
ルエンド内部に構築するとともに、先のボックスセグメ
ント２に連結する。そして、前記と同様に、収縮させて
あったフラットジャッキ８を膨張させてボックスセグメ
ント２に圧縮力を付与した後、PC鋼材５の締め付けを強
化してプレストレスを導入する。

前記のように、シールド機９を推進させてボックスセグ
メント２の構築を行うたびに、スキンプレート9aのテー
ルエンドに設置されているフラットジャッキ８を膨張さ
せて、ボックスセグメント２に圧縮力を付与し、PC鋼材
５によってプレストレスを導入することを繰り返し、ボ
ックスセグメント２の連結体を構築していく。

このように、本実施例のボックスセグメントのプレスト
レス導入方法によれば、ボックスセグメント２の４つの
各辺部に埋設されたPC鋼材５を締め付ける際、これらの
各辺部には、その両側からフラットジャッキ８による圧
縮力が加えられているので、PC鋼材５には軸力が付与さ
れ、ボックスセグメント２には高いプレストレスが導入
される。したがって、ボックス型のセグメントにあって
も、円形のセグメントと同様に、発生断面力として軸力
を持たせることができ、抵抗土圧の向上を図ることがで
きる。よって、ボックスセグメント２の軽構造化が図
れ、経済性が向上する。ボックスセグメント２は、その
形状が四角筒型であることから元々その空間利用率が高
く、このことを考え合わせれば、その経済性の向上が著
しいものである。

また、ボックスセグメント２に導入されるプレストレス
の大きさは、ボックスセグメント２の各辺部に加えられ
る圧縮力の大きさおよびカップラー７によるPC鋼材５の
締め具合に依存するものでるから、目的の応力度状態
（プレストレス）に応じて、これらを適宜調節すること
により、任意のプレストレスを有するボックスセグメン
ト２を得ることができる。

なお、本発明のボックスセグメントのプレストレス導入
方法は、前記実施例に限られず、各部材の形状や寸法、
材質、作業手順などの具体的構成要件は、実施に当たり
適宜変更可能である。

例えば、このボックスセグメントのプレストレス導入方
法は、四角筒状のボックスセグメントに限らず、これ以
外の多角形筒状のセグメントにも適用することが可能で
ある。

また、前記実施例では、コンクリートセグメントとして
４つの隅角版部1,1,1,1を用い、これらを接合してボッ
クスセグメント２を形成した例について述べたが、隅角
版部１以外のコンクリートセグメントの組み合わせによ
りボックスセグメント２を形成するようにしてもよい。

また、前記実施例では、４つの隅角版部1,1,1,1すべて
にPC鋼材５を埋設し、またボックスセグメント２の４つ
の各辺部すべてに圧縮力を付与した例を示したが、目的
等によっては、例えば頂辺部を形成する２つの隅角版部
1,1にのみPC鋼材５を埋設し、またこの頂辺部にのみ圧
縮力を付与するようにしてもよい。さらにはこの頂辺部
を底辺部としてもよいし、左右の側辺部としてもよいこ
とはもちろんである。

また、圧縮力付与部材８としては、前記構成のフラット
ジャッキの他にも、ボックスセグメント２の各辺部に圧
縮力を付与できるものであれば、これ以外の構成のもの
を使用しても構わない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のボックスセグメントのプ
レストレス導入方法によれば、ボックスセグメントの隅
角における外周部に配置された圧縮力付与部材により、
ボックスセグメントの少なくとも一辺部をその両側から
押圧して圧縮力を与えるので、この圧縮力付与状態にお
いて、該一辺部に埋設されているPC鋼材を締め付けるこ
とによって、PC鋼材には軸力が付与され、ボックスセグ
メントには高いプレストレスが導入される。したがっ
て、軽構造化を図って経済性を高め、円形セグメントと
同様の土木条件下においてもボックスセグメントの適用
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明のボックスセグメントの
プレストレス導入方法の一実施例を説明するためのもの
で、第１図はボックスセグメントの断面図、第２図はこ
のボックスセグメントにおけるコンクリートセグメント
の継手部の構造を示す断面図、第３図はこのボックスセ
グメントの隅角における圧縮力付与状態を示す断面図で
ある。 １……隅角版部（コンクリートセグメント）、２……ボ
ックスセグメント、５……PC鋼材、８……フラットジャ
ッキ（圧縮力付与部材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 雅弘 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 舘川 裕次 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 請川 誠 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田建 設株式会社内 (72)発明者 染谷 洋樹 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 ロー ズベイ八重洲ビル 石川島建材工業株式会 社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートセグメントを四角筒状に組ん
   で、少なくとも４つの隅角を有するボックスセグメント
   を形成するに際し、このボックスセグメントの少なくと
   も一辺部を形成する各コンクリートセグメントには、予
   めこの一辺部に沿うPC鋼材を埋設してなるものを用い、 これらのコンクリートセグメントを仮組みした後、ボッ
   クスセグメントの隅角における外周部に配した圧縮力付
   与部材により、このボックスセグメントの少なくとも一
   辺部をその両側から押圧して圧縮力を付与し、 次いで、この圧縮力付与状態にて、前記PC鋼材の端部
   を、各コンクリートセグメントの継手部において締め付
   けて、ボックスセグメントにプレストレスを導入するこ
   とを特徴とするボックスセグメントのプレストレス導入
   方法。