JPH09225911A - トンネル覆工用セグメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】弧状に湾曲する開放面を有する鋼製の箱体にコ
ンクリートを充填してなるセグメントの製造に要する労
力を軽減すること 【解決手段】本発明のセグメント(10)の製造方法は、ま
ず、箱体(12)をその弧状に湾曲する開放面(11)を上方に
向けて配置する。次いで、箱体の内部にコンクリート(3
4)を開放面(11)から盛り上がるように打設する。次に、
セグメントの内周面(18)を成形するための型板(50)を箱
体(12)上に配置し、これにより盛り上がったコンクリー
トを箱体(12)内に押し込む。その後、型板(50)と箱体(1
2)の各継手板(24)との間から箱体内にコンクリート(34)
を補充する。コンクリートの硬化後、型板(50)を撤去す
る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の弧状の主
桁、一対の継手板およびスキンプレートにより形成され
弧状に湾曲する開放面を有する鋼製の箱体と、前記箱体
に充填されたコンクリートとから成り、前記スキンプレ
ートおよび前記コンクリートによりそれぞれ規定された
外周面および内周面を有するトンネル覆工用セグメント
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼製の箱体にコンクリートを充填
して成るセグメントを製造するため、弧状に湾曲する開
放面を上方に向けて配置した前記箱体、または、各主桁
上および各継手板上にコンクリート堰き止め部材を配置
した箱体の内部にコンクリートを打設し、その後、前記
セグメントの内周面を形成すべく、打設コンクリートを
鏝で均し、前記箱体の開放面に沿って伸びるコンクリー
ト面を形成していた。

【０００３】ところで、開放面を上方に向けた前記箱体
の中央部とその各端部との間には高低差がある。このた
め、箱体内に打設されたコンクリートは、高位にある前
記箱体の端部側から低位にある中央部側に向けて前記箱
体内を流動し、前記箱体の開放面に沿って伸びるコンク
リート面を維持することができない。

【０００４】このため、従来にあっては、湾曲したコン
クリート面を維持すべく、前記打設コンクリートの硬化
が進みその流動性が低くなるまで、鏝による前記コンク
リート面の均し作業を繰り返していた。このことから、
セグメントの製造に多大の労力を必要とした。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、弧状
に湾曲する開放面を有する鋼製の箱体にコンクリートを
充填してなるセグメントの製造に要する労力を軽減する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のセグメントの製
造方法にあっては、まず、箱体をその弧状に湾曲する開
放面を上方に向けて配置した後、前記箱体の内部にコン
クリートを投入する。コンクリートは前記開放面から盛
り上がるように打設する。次に、前記セグメントの内周
面を成形するための型板を両主桁上に載置する。前記型
板は前記箱体の開放面より短い弧長を有する。前記型板
の載置により、前記盛り上がったコンクリートを前記箱
体内に押し込む。次いで、前記型板と、前記箱体の各継
手板との間から前記箱体内にコンクリートを補充する。
前記コンクリートの硬化後、前記型板を撤去する。

【０００７】形成されるセグメントの内周面が前記箱体
の開放面から突出している場合、すなわち内周面が前記
開放面から間隔おいて該開放面に沿って伸びているセグ
メントを製造する場合は、前記コンクリートの打設前ま
たは打設後、前記箱体の各主桁上に該主桁に沿って湾曲
して伸びるスペーサを配置する。次いで、前記セグメン
トの内周面を成形するための型板を両スペーサ上に載置
する。前記型板の弧長は、前記箱体の開放面より短いも
のであるか否かは問わない。前記型板の前記スペーサ上
への載置により、前記盛り上がったコンクリートを前記
箱体内に押し込む。

【０００８】

【発明の作用および効果】本発明によれば、前記両主桁
または前記両スペーサ上に型板を載置して前記箱体の開
放面から盛り上がるコンクリートに押し当て、これを前
記箱体に押し込むことにより、前記箱体の中央部（低位
部）と前記型板とが規定する空間をコンクリートで満た
すことができる。さらに、前記型枠と前記箱体の各継手
板との間から前記箱体内にコンクリートを補充すること
により、前記箱体の中央部とその各端部との間の部分
（高位部）と前記型板とが規定する空間をコンクリート
で満たすことができる。前記箱体に満たされたコンクリ
ートは、前記型板により、該型板と前記箱体とが規定す
る空間に拘束され、コンクリートに接する前記型板は、
前記箱体の開放面に沿って伸びる湾曲面を形成しこれを
維持する。したがって、従来に比べて、前記箱体に打設
されたコンクリートに湾曲面を形成しこれを維持するた
めの労力を著しく軽減することができ、これにより、セ
グメントの製造に要する労力を軽減することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の製造方法に従っ
て製造されたトンネル覆工用セグメント１０を示す。

【００１０】セグメント１０は、弧状に湾曲する開放面
１１（図３参照）を有する鋼製の箱体１２と、箱体１２
に充填されたコンクリート１４とからなり、箱体１２の
後記スキンプレート２６により規定された外周面１６
と、コンクリート１４により規定された内周面（コンク
リート面）１８とを有する。

【００１１】図示の例では、セグメント１０の内周面１
８が箱体１２の開放面１１から間隔をおいてその上方を
該開放面に沿って湾曲して伸びている。

【００１２】本発明の製造方法は、図示の例のセグメン
トに限らず、箱体１２の開放面１１と同一の面上を伸び
る内周面、すなわち箱体の開放面１１から間隔をおくこ
となしに該開放面に沿って伸びる内周面を有するセグメ
ント（図示せず）の製造にも適用することができる。

【００１３】箱体１２にコンクリート１４を充填して
（または詰めて）成るセグメント１０には、トンネル覆
工の際にセグメント１０同士を連結するための継ぎボル
トを受け入れるための複数の空間２０と、セグメント１
０をその厚さ方向に貫通する裏込め注入孔２１とが設け
られている。各継ぎボルト受入空間２０はセグメント１
０の内周面１８に開口し、また、注入孔２１はセグメン
ト１０の内外両周面１６，１８に開口している。

【００１４】図２に示すように、全体に弧状に湾曲する
箱体１２は、弧状に湾曲して伸びる一対の主桁２２と、
両主桁２２の端部に固定され該主桁と共にフレームをな
す一対の継手板２４と、前記フレームに固定され該フレ
ームの外周側の開放面を覆う、弧状に湾曲したスキンプ
レート２６（図３参照）とを有する。

【００１５】各主桁２２および各継手板２４には、それ
ぞれ、前記継ぎボルトを通すための複数のボルト孔２８
が設けられている。セグメント１０の各ボルト孔２８は
各継ぎボルト受入空間２０に連通している。

【００１６】図示の箱体１２には両主桁２２を互いに連
結する複数の縦リブ３０が設けられている。複数の縦リ
ブ３０は、主桁２２の湾曲して伸びる方向すなわち箱体
１２の伸長方向に互いに間隔をおいて配置されている。
また、箱体１２には、その長手方向（主桁２２の伸長方
向）およびその幅方向（継手板２４の伸長方向）のそれ
ぞれに関する中央部においてスキンプレート２６に固定
され箱体１２の深さ方向に伸びる筒体３２が設けられて
いる。筒体３２は、スキンプレート２６に設けられた孔
３３（図３参照）に連通している。筒体３２は箱体１２
の深さより短い高さ寸法を有し、裏込め注入孔２１の一
部を規定する。

【００１７】セグメント１０は次のようにして製造す
る。

【００１８】まず、箱体１２を、その開放面１１を上方
に向けて配置し、その姿勢を維持する（図１および図
３）。

【００１９】箱体１２は、例えば、台３６上に配置して
その姿勢を維持することができる。台３６は、一対の相
対する側板３８と、両側板間３８に配置され両側板３８
を互いに連結する複数（図示の例では３つの）の支持部
材４０とを有する。

【００２０】両側板３８は、これらの間に箱体１２を受
け入れることができるように、箱体１２の幅寸法より僅
かに大きい相互間隔を有する。他方、複数の支持部材４
０は、箱体１２が両側板３８間に受け入れられるときに
箱体１２のスキンプレート２６に接しこれを支持するよ
うに、スキンプレート２６の湾曲面にほぼ等しい湾曲面
上に互いに間隔をおいて配置されている。

【００２１】各側板３８は、さらに、その上部に箱体１
２の開放面１１とほぼ同じ曲率を有しかつ開放面１１の
湾曲長さにほぼ等しい長さを有する切り欠き４２を備え
る。また、複数の支持部材４０と各切り欠き４２との間
の距離が箱体１２の高さ寸法または厚さ寸法にほぼ等し
いものに設定されている。このため、台３６で箱体１２
を支持するとき、箱体１２の開放面１１と両切り欠き４
２とが共通の湾曲面上に整列する。

【００２２】次に、台３６上の箱体１２内にコンクリー
ト３４を開放面１１から盛り上がるように、より詳細に
は、後記両スペーサ５２より上方に盛り上がるように打
設する（図３）。コンクリート打設の間、および、後記
コンクリートの補充の間、例えば、台３６に取り付けら
れた起振機（図示せず）を作動させることにより、箱体
１２中のコンクリート３４に振動を与える。

【００２３】コンクリート３４は箱体１２上の任意の位
置で投入することができるが、好ましくは、図示の例の
ように、箱体１２の前記中央部上において打設する。箱
体１２は、図３に示すように、その伸長方向に関する前
記中央部が高さにおいて下位にあり、その両端部が上位
にあるため、打設後、コンクリート３４は箱体１２の前
記中央部に向けて流動し、前記中央部に集まる。

【００２４】コンクリート３４の打設に先立ち、好まし
くは台３６上に箱体１２を配置するに先立ち、箱体１２
内に、コンクリート３４中に継ぎボルト受入空間２０を
確保するための複数のブロック４４および複数の他のブ
ロック（図示せず）を配置し、また、裏込め注入孔２１
の残りの一部を確保するためのブロック４６（図３）と
を配置する。

【００２５】各ブロック４４は、各主桁２２およびスキ
ンプレート２６と、各継手板２４およびスキンプレート
２６とに、それぞれ、当接しかつ各ボルト孔２８を閉鎖
している。前記他のブロックはブロック４４と同じ横断
面形状を有し、ブロック４４上に配置される。各ブロッ
ク４４および前記他の各ブロックは、それぞれ、箱体１
２内および箱体１２外の上方において打設コンクリート
３４中に空間を確保する。

【００２６】また、ブロック４６は、筒体３２と同じ横
断面形状を有し、筒体３２上に配置される。ブロック４
６は、箱体１２内および箱体１２外において、打設コン
クリート３４中に、筒体３２に連通する空間を確保す
る。ブロック４４，４６および前記他のブロックは、例
えばゴム材料、発泡プラスチック材料等からなる。

【００２７】次に、セグメント１０の内周面１８を成形
するための型板５０をその両端部がそれぞれ箱体の両継
手板２４の側に位置するように、また、一対のスペーサ
５２を介して、箱体１２の両主桁２２上に載置する。

【００２８】型板５０は鋼板からなり、箱体１２と同じ
幅寸法と、箱体１２の開放面１１の湾曲長さ（周方向長
さまたは弧長）より小さい湾曲長さ（周方向長さまたは
弧長）を有する。型板５０が開放面１１の弧長より短い
ことから、また、型板５０と開放面１１との間にスペー
サ５２が介在することから、型板５０を両スペーサ５２
上に載置するとき、型板５０と箱体１２の各継手板２４
との間に空間（隙間）が生じる。この例に代えて、型板
５０の弧長を開放面１１の弧長以上に設定することがで
きる。この場合、両スペーサ５２があるため、前記型板
と各継手板２４との間に隙間が生じる。前記隙間は、こ
の隙間を通して後にコンクリートを箱体１２内に投入す
ることができる程度の大きさでよい。したがって、前記
隙間を規定する前記型板の長さ寸法は、該型板によるセ
グメントの内周面１８の成形に支障をきたさない程度の
大きさとする。

【００２９】各スペーサ５２は、ゴム材料、鋼や鉄のよ
うな金属材料等からなり、各主桁２２に沿って湾曲して
伸びる。両スペーサ２２は、両主桁２２と型板５０との
間にあって開放面１１とこれに相対する型板５０との間
に間隔を維持し、また、コンクリート３４の堰き止め作
用をなす。

【００３０】図示の例の各スペーサ５２は、型板５０の
下面と同じ曲率を有しかつ型板５０と同じ長さ寸法を有
する上面と、開放面１１を規定する主桁２２の上面と同
じ曲率を有しかつ主桁２２の前記上面におけると同じ長
さ寸法を有する下面とを有する。また、各スペーサ５２
の上面はその下面より大きい幅寸法を有し、前記底面は
主桁２２と同じ幅寸法を有する。したがって、スペーサ
５２は、また、箱体１２の開放面１１からセグメントの
内周面１８に伸びる傾斜面を成形する。

【００３１】図示の例では、両スペーサ５２が互いに、
両主桁２２の相互間隔と同じ間隔をおいて型板５０の底
面に固定され、型板５０の周方向へ伸びている。この例
によれば、箱体１２の両主桁２２上に両スペーサ５２を
配置するとき、その配置と同時に、両スペーサ５２上に
型板５０が載置される。スペーサ５２を載置するとき、
各主桁２２上に打設コンクリート３４の一部が散在して
いるときは、両主桁２２上からコンクリート３４を拭き
払う。

【００３２】両スペーサ５２は、図示の例に代えて、型
板５０に固定しないで用いることができる。この場合に
は、コンクリート３４を打設する前に、適当な取り付け
具を用いて各スペーサ５２を箱体１２または後記フレー
ム５８の側部６０の内面に取り付け、これにより、両ス
ペーサ５２を箱体１２の両主桁２２上に配置する。

【００３３】型板５０の両スペーサ５２上への載置によ
り、箱体１２の開放面１１からその上方に盛り上がるコ
ンクリート３４が型板５０の押圧力を受けて押しつぶさ
れる。これにより、箱体１２の前記中央部およびその近
傍において、箱体１２の内部空間と両スペーサ５２相互
間の外部空間とがコンクリート３４で満たされる。すな
わち、箱体１２の中央部にコンクリート３４が押し込ま
れる。

【００３４】ところで、箱体１２の開放面１１上に内周
面を有する前記セグメントを製造する場合、スペーサ５
２は必要でない。この場合に用いられる型板は、箱体の
開放面１１に適合する湾曲面を有し、また、箱体１２と
同じ幅寸法と、箱体１２の開放面１１の湾曲長さ（周方
向長さまたは弧長）より僅かに小さい湾曲長さ（周方向
長さまたは弧長）とを有し、箱体１２の両主桁２２上に
直接載置される。前記型板の弧長が開放面１１の弧長よ
り短いことから、箱体１２上の前記型板と箱体１２の各
継手板２４との間に後にコンクリートを投入するための
隙間が生じる。載置された前記型板は開放面１１の一部
を覆い、開放面１１から盛り上がる打設コンクリート３
４を押しつぶし、これを箱体１２の前記中央部内に押し
込む。

【００３５】その後、型板５０と箱体の各継手板２４と
の間の前記隙間から箱体１２内にコンクリート３４を補
充する（図４）。コンクリート３４の投入位置が箱体１
２の最高位の高さ位置にあることから、コンクリート３
４は箱体１２内の残りの空間および両スペーサ５２間の
残りの空間を下方から上方に向けて徐々に満たす。補充
されたコンクリート３４は、先に打設されたコンクリー
ト３４に接触してこれと混合し、一体になる。

【００３６】コンクリート３４の前記隙間からの投入を
容易にするため、型板５０の両端部にそれぞれ一対の垂
直板５４が取り付けられている。また、予め、台３６上
に一対の案内部材５６を配置しておくことが望ましい。
各垂直板５４は各案内部材５６と協働して、前記隙間に
連通するコンクリート投入口５７を規定する。

【００３７】各案内部材５６は、台３６に載置可能であ
るフレーム５８に支持されている。フレーム５８は台３
６上に載置する。フレーム５８の台３６上への載置は、
コンクリート３４の打設前、台３６上への箱体１２の配
置後に行なう。

【００３８】フレーム５８は、これが台３６上に載置さ
れた状態で見て、台３６の両側板３８上にあってこれら
の頂部と切り欠き４２とに接して伸びる板状の両側部６
０と、台３６の両側板３８を横切る板状の両端部６２と
を有する。フレームの各側部６０は各スペーサ５２の側
方にあって、箱体１２内に打設され盛り上がったコンク
リート３４が各スペーサ５２を越えて箱体１２の外部へ
こぼれ落ちることを防止する。

【００３９】図示の各案内部材５６は山形鋼から成り、
フレーム５８の両側部６０および各側部６２に固定され
かつ両端部６２と平行に伸びている。フレーム５８を台
３６上に載置するとき、前記山形鋼の一片部５６ａは箱
体の継手板２４に接し、また、他片部５６ｂと型枠４８
の各垂直部５４とが上方に向けて開放する広口の前記投
入口を規定する。補充のために投入され投入口５７内に
残る余分なコンクリート３４は、例えば定規を各継手板
２４に沿って移動させて、掻き取る。これにより、箱体
１２の継手板２４から型板５０の周方向に関する各端部
に向けて傾斜する傾斜面を前記コンクリートに形成する
ことができる。

【００４０】なお、図示の例では、型板５０が載置位置
に維持されるように型板５０の重量を増し、また、補強
のため、型板５０と両垂直板５４とが規定する空間に鋼
製の複数の板部材６４，６６（図２）が配置されてい
る。各板部材６４は型板５０と両垂直板５４とに固定さ
れ、また、板部材６６は板部材６４に固定されている。

【００４１】箱体１２内および両スペーサ５２間の空間
に打設され、補充されたコンクリート３４は型板５０に
より前記空間に拘束されているため、箱体１２の高位側
から低位側に向けてのコンクリート３４の移動は生じな
い。また、コンクリート３４には、型板５０に接し該型
板に沿って湾曲する面が形成されかつ維持される。コン
クリート３４はこの状態で養生される。

【００４２】コンクリート３４の硬化後、型板５０およ
びスペーサ５２を取り外し、撤去する。その結果、箱体
１２にコンクリート１４を充填してなるセグメント１０
が得られる。セグメント１０は、型板５０により成形さ
れた内周面１８を有する。

【００４３】箱体１２の開放面１１上に内周面を有する
前記セグメントを製造する場合には、コンクリートの硬
化後、型板を取り外しこれを撤去する。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル覆工用セグメントの斜視図である。

【図２】箱体の支持装置の分解斜視図である。

【図３】コンクリートが打設された箱体および型枠の縦
断面図である。

【図４】コンクリートが充填された箱体および型枠の縦
断面図である。

【図５】図４の線５−５に沿って得た横断面図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １１ 開放面 １２ 箱体 １４，３４ コンクリート １６，１８ セグメントの外周面および内周面 ２２ 主桁 ２４ 継手板 ２６ スキンプレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の弧状の主桁、一対の継手板、およ
   びスキンプレートにより形成され弧状に湾曲する開放面
   を有する鋼製の箱体と、前記箱体に充填されたコンクリ
   ートとから成り、前記スキンプレートおよび前記コンク
   リートによりそれぞれ規定された外周面および内周面を
   有するトンネル覆工用セグメントの製造方法であって、
   前記箱体をその開放面を上方に向けて配置すること、前
   記箱体内にコンクリートを前記開放面から盛り上がるよ
   うに打設すること、前記セグメントの内周面を成形する
   ための型板であって前記箱体の開放面より短い弧長を有
   する型板を両主桁上に載置し、これにより前記盛り上が
   ったコンクリートを前記箱体内に押し込むこと、前記型
   板と前記箱体の各継手板との間から前記箱体内にコンク
   リートを補充すること、前記コンクリートの硬化後、前
   記型板を撤去することを含む、セグメントの製造方法。
2. 【請求項２】 一対の弧状の主桁、一対の継手板、およ
   びスキンプレートにより形成され弧状に湾曲する開放面
   を有する鋼製の箱体と、前記箱体に充填されたコンクリ
   ートとから成り、前記スキンプレートおよび前記コンク
   リートによりそれぞれ規定された外周面および内周面を
   有するトンネル覆工用セグメントの製造方法であって、
   前記箱体をその開放面を上方に向けて配置すること、前
   記箱体内にコンクリートを前記開放面から盛り上がるよ
   うに打設すること、前記コンクリートの打設に先立ちま
   たはその後に、前記箱体の各主桁上に該主桁に沿って湾
   曲して伸びるスペーサを配置すること、前記セグメント
   の内周面を成形するための型板を前記スペーサ上に載置
   し、これにより前記盛り上がったコンクリートを前記箱
   体内に押し込むこと、前記型板と前記箱体の各継手板と
   の間から前記箱体内にコンクリートを補充すること、前
   記コンクリートの硬化後、前記型板およびスペーサを撤
   去することを含む、セグメントの製造方法。