JPH0913885A - トンネル覆工用セグメントおよびこれを用いるトンネル用桁の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 桁部の接合にねじ部材を用いないようにする
ことにある。 【構成】 トンネル覆工用セグメント(10)は、覆工用の
セグメント部(12)と、該セグメント部に作用する荷重を
受けるべく該セグメント部に一体的に組み合わされた桁
部(14)とを含む。桁部は、該桁部を隣りのセグメントの
桁部に連結するための第１のピン(36)を受け入れる第１
の連結部(30)と、該桁部を隣りの他のセグメントの桁部
に連結するための第２のピン(36)を受け入れる第２の連
結部(40)とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル覆工用セグメ
ントおよびこれを用いるトンネル用桁の構築方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数の円を連結した断面形状を有するい
わゆる多円形トンネルの覆工においては、隣り合う円の
交差部にその形状に対応するウイングセグメントが用い
られる。このウイングセグメントは、これに大きな荷重
が作用することから、柱に支持される。しかし、柱をウ
イングセグメント毎に設置すると、使用可能空間が制限
されるから、そのように形成された地下空間は、地下鉄
駅、地下街、地下駐車場等の空間として不向きである。

【０００３】このため、トンネルの軸線方向に伸びる桁
を構築し、この桁を間隔をおいた複数の柱により支持
し、ウイングセグメントの荷重を桁に受け、桁から柱に
伝達する構造とし、それにより地下空間を広くする、多
円形トンネルの覆工方法が提案されている。

【０００４】従来の多円形トンネルの覆工方法は、覆工
用のセグメント部と断面矩形の桁部とを一体的に有する
ウイングセグメントを用い、組立時に、トンネルの軸線
方向に隣り合うウイングセグメントのセグメント部をボ
ルト・ナットからなる複数のねじ部材により連結すると
ともに、桁部をボルト・ナットからなる複数のねじ部材
と複数の連結板とを用いる摩擦接合により連結し、それ
によりトンネルの軸線方向に長い桁を構築する。

【０００５】しかし、従来のセグメントでは、連結板を
トンネルの軸線方向に隣り合うセグメントの桁部に掛け
渡すことになるから、セグメント部と桁部とを接合する
位置が桁部の長さ方向（セグメントの幅方向）における
中央に制限され、またトンネルの軸線と直交するリブ板
（主桁）をセグメント部の幅方向の端縁に設けると、連
結板を通す切欠部をそのリブ板に形成しなければならな
いから、そのリブ板と桁部との接合箇所が少なくなる。
それらの結果、従来のセグメントでは、セグメント部に
作用する荷重が桁部に円滑に伝達されず、荷重の伝達が
円滑に行なわれる合理的な構造のセグメントとすること
が難しい。

【０００６】また、従来のセグメントでは、セグメント
部および桁部の構造および断面形状が連結板およびねじ
部材を用いる連結の作業性に起因して多くの制約を受け
るから、セグメント部および桁部の設計の自由度が少な
い。さらに、連結板およびねじ部材を用いる連結は、作
業性が悪く、多数のねじ部材を必要とすることとあいま
って、連結の作業能率を著しく低下させる。

【０００７】

【解決しようとする課題】本発明の目的は、桁部の接合
にねじ部材を用いないようにすることにある。

【０００８】

【解決手段、作用、効果】本発明のトンネル覆工用セグ
メントは、覆工用のセグメント部と、該セグメント部に
作用する荷重を受けるべく該セグメント部に一体的に組
み合わされた桁部とを含む。前記桁部は、該桁部をトン
ネルの軸線方向に隣りのセグメントの桁部に連結するた
めの第１のピンを受け入れる第１の連結部と、該桁部を
トンネルの軸線方向に隣りの他のセグメントの桁部に連
結するための第２のピンを受け入れる第２の連結部とを
有する。

【０００９】本発明のトンネル用桁の構築方法は、請求
項１に記載のセグメントをトンネルの掘削にともなって
トンネルの軸線方向へ順次配置し、トンネルの軸線方向
に隣り合うセグメントのセグメント部を複数のねじ部材
により連結するとともに、トンネルの軸線方向に隣り合
うセグメントの桁部を前記第１および第２の連結部にピ
ンを挿入することにより連結することを含むことを特徴
とする。

【００１０】トンネルの軸線方向に隣り合うセグメント
のセグメント部および桁部を連結した状態において、セ
グメント部に作用する荷重は、そのセグメント部に対応
する桁部に伝達され、その桁部から第１および第２の連
結部ならびにそれらに挿入されたピンを介して隣りのセ
グメントの桁部に伝達される。

【００１１】本発明のセグメントは、トンネルの軸線方
向に隣り合うセグメントの、セグメント部をねじ部材で
また桁部を第１および第２の連結部においてピンでそれ
ぞれ連結すればよいから、従来のセグメントで桁部の連
結に必要としていた連結板およびねじ部材が不要であ
る。その結果、連結板を受け入れる切欠部をセグメント
部に形成する必要がなく、セグメント部と桁部との接合
箇所が多くなり、セグメント部に作用する荷重が桁部に
円滑に伝達され、合理的な構造のセグメントとすること
ができる。

【００１２】ピンを用いる連結は、ピンを第１および第
２の連結部に挿入するだけでよいから、連結板、ボルト
およびナットを用いる連結に比べ、セグメント部および
桁部の構造ならびに断面形状に与える制約が著しく少な
く、セグメント部および桁部の設計の自由度が多く、連
結の作業性がよく、連結の作業能率が著しく高い。

【００１３】本発明によれば、トンネルの軸線方向に隣
り合うセグメントの桁部を第１および第２の連結部にお
いてピンで連結すればよいから、従来のセグメントで桁
部の連結に必要としていた連結板およびねじ部材が不要
になる。

【００１４】好ましい実施例において、桁部は断面形状
が矩形の筒の形を有し、第１の連結部は桁部の内部空間
から一方へ突出しており、第２の連結部は桁部の内部空
間内に形成されている。

【００１５】

【実施例】図１〜図４を参照するに、セグメント１０
は、以下の例では、隣り合う円の上側の交差部に対応す
るウイングセグメントとして用いる場合について説明す
るが、隣り合う円の下側の交差部に対応するウイングセ
グメントとして用いてもよい。セグメント１０は、トン
ネルの覆工として作用するセグメント部１２と、セグメ
ント部１２に作用する荷重を受ける桁として組み立てら
れる桁部１４とを一体的に有する桁一体セグメントであ
る。

【００１６】セグメント部１２は、配置されるトンネル
の部位の形状に応じて曲げられた細長い外板１６と、こ
の外板１６に溶接等により一体的に組み付けられた３つ
の第１のリブ板１８，２０，２２と、隣り合う第１のリ
ブ板１８，２０，２２に溶接等により一体的に組み付け
られた垂直の複数の第２のリブ板２４と、隣り合う第１
のリブ板１８，２０，２２に溶接等により一体的に組み
付けられた水平の複数の第３のリブ板２６とを含む。

【００１７】第１のリブ板１８，２０および２２は、そ
れぞれトンネルの軸線と直交するように、外板１６の幅
方向（トンネルの軸線方向）の、一端縁、中央および他
端縁に組み付けられている。第１のリブ板１８，２２
は、隣りのセグメントと連結するボルトを通す複数の穴
２８を有する。セグメント１０の幅方向に間隔をおいた
複数の第２のリブ板２４は、セグメント同士を連結する
際に作業者の手または工具をそれらのリブ板２４間の空
間に挿入する穴（図示せず）を有する。

【００１８】桁部１４は、矩形の断面形状を有する筒状
の鋼材により形成されており、また第１のリブ板１８，
２０，２２を貫通する。桁部１４は、セグメント部１２
の第１、第２および第３のリブ板１８，２０，２２，２
４，２６に溶接等により固定されている。桁部１４の長
さ寸法（トンネルの長さ方向の寸法）は、セグメント部
１２の幅寸法より少し小さい。

【００１９】桁部１４の一端部には、複数の第１の連結
手段３０が形成されている。図示の例では、桁部１４の
うち、上下方向へ伸びる一対の平板部の上下方向に間隔
をおいた複数箇所のそれぞれに第１の連結手段３０が配
置されている。各第１の連結手段３０は、対応する平板
部の内側面に溶接等により固定された補強部材３２と、
上側または下側の平板部に溶接等により固定された補強
部材３４とを備える。補強部材３２，３４と、これらに
対応する平板部とは、図２に示すピン３６を挿入する穴
３８が形成されている。

【００２０】桁部１４の他端部には、複数の第２の連結
手段４０が第１の連結手段３０に対応して形成されてい
る。各第２の連結手段４０は、桁部１４の他端部内側か
ら伸びる細長い突出片からなる。各第２の連結手段４０
の先端部は、第１の連結部材３０の補強部材３２，３４
の間隔とほぼ同じ厚さ寸法に形成されており、またピン
３６を差し込むための穴４２を有する。

【００２１】上下方向に隣り合う第２の連結手段４０
は、上下方向へ伸びるリブ４４により連結されている。
各リブ４４は、桁部１４の他端部に溶接等により固定さ
れており、また隣りに配置されるセグメントの桁部１４
に受け入れられる大きさを有する。しかし、上下方向に
隣り合う第２の連結手段４０をリブ４４により連結しな
くてもよい。

【００２２】組付時、セグメント１０は、多円形シール
ド型トンネル掘削機による多円形トンネルの掘削にとも
なって、隣り合う円の交差部に、第２の連結手段４０の
先端部が既設のセグメントの第１の連結部材３０の補強
部材３２，３４の間に受け入れられるように、既設のセ
グメントリングに配置される。

【００２３】次いで、セグメント１０は、そのセグメン
トの第２の連結手段３０と既設のセグメントの第１の連
結手段３０との穴３８，４２にピン３６を桁部１４の外
側から差し込むことにより、桁部１４を連結されるとと
もに、ボルトおよびナットを用いる複数のねじ部材によ
りセグメント部１２を既設のセグメントのセグメント部
１２に連結される。

【００２４】上記の結果、トンネルの軸線方向に隣り合
うセグメント１０の桁部１４をピン接合した桁が構築さ
れる。トンネルが所定数のセグメントリングにより覆工
されると、図３および図４に示すように、本設柱４６が
設置され、構築された桁は本設柱４６に支持される。

【００２５】上記のセグメント１０を下側のウイングセ
グメントとしても用いる場合も、下側のウイングセグメ
ントは上側のウイングセグメントと同様にして既設のセ
グメントに組み付けられ、本設柱４６の下端は下側のウ
イングセグメントの桁部に支持される。

【００２６】トンネルの軸線方向に隣り合うセグメント
１０のセグメント部１２および桁部１４を連結した状態
において、上側のウイングセグメント１０のセグメント
部１２に作用する荷重は、そのセグメント部１２に対応
する桁部１４に伝達され、その桁部１４から第１および
第２の連結部３０，４０ならびにそれに挿入されたピン
３６を介して隣りのウイングセグメント１０の桁部１４
に伝達される。

【００２７】セグメント１０によれば、トンネルの軸線
方向に隣り合うセグメントの桁部１４を第１および第２
の連結部３０，４０においてピン３６で連結すればよい
から、従来のセグメントで桁部の連結に必要としていた
連結板およびねじ部材が不要である。その結果、連結板
を受け入れる切欠部をセグメント部１２に形成する必要
がなく、セグメント部１２と桁部１４との接合箇所が多
くなり、セグメント部１２に作用する荷重が桁部１４に
円滑に伝達され、合理的な構造のセグメントとすること
ができる。

【００２８】また、ピン３６を第１および第２の連結部
３０，４０に挿入するだけでよいから、連結板、ボルト
およびナットを用いる連結に比べ、セグメント部１２お
よび桁部１４の構造および断面形状に与える制約が著し
く少なく、セグメント部１２および桁部１４の設計の自
由度が多く、連結の作業性がよく、連結の作業能率が著
しく高い。

【００２９】本発明は、断面が多円形のトンネルの２つ
の円の交差部に対応する部位に配置されるウイングセグ
メントの荷重を受ける桁のみならず、他の部位の配置さ
れるセグメントの荷重を受ける桁、断面が単円形のトン
ネルの覆工に用いられるセグメントの荷重を受ける桁
等、他の桁の構築にも適用することができる。本設柱４
６に直接支持されないセグメントをその切羽側に本設柱
４６が設置されるまで、仮設柱に支持させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセグメントの一実施例を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明のセグメントの一実施例およびその組付
方法を示す断面図である。

【図３】複数のセグメントを連結した状態の一実施例を
示す正面図である。

【図４】図３の４−４線に沿って得た断面図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １２ セグメント部 １４ 桁部 ３０ 第１の連結手段 ３６ 連結用のピン ３８，４２ ピン挿入用の穴 ４０ 第２の連結手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 覆工用のセグメント部と、該セグメント
   部に作用する荷重を受けるべく該セグメント部に一体的
   に組み合わされた桁部とを含むセグメントであって、前
   記桁部は、該桁部を隣りのセグメントの桁部に連結する
   ための第１のピンを受け入れる第１の連結部と、該桁部
   を隣りの他のセグメントの桁部に連結するための第２の
   ピンを受け入れる第２の連結部とを有する、トンネル覆
   工用セグメント。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセグメントをトンネ
   ルの掘削にともなってトンネルの軸線方向へ順次配置
   し、トンネルの軸線方向に隣り合うセグメントのセグメ
   ント部を複数のねじ部材により連結するとともに、トン
   ネルの軸線方向に隣り合うセグメントの桁部を前記第１
   および第２の連結部にピンを挿入することにより連結す
   ることを含む、トンネル用桁の構築方法。