JPH09291796A

JPH09291796A - 鋼製セグメントの継手構造と接合方法

Info

Publication number: JPH09291796A
Application number: JP8129208A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Okimoto; 眞之沖本; Noriyuki Hirozawa; 規行広沢; Masato Miyake; 正人三宅
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11
Anticipated expiration: 2016-04-26
Also published as: JP3046241B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鋼製セグメント間を引き離す力が前記鋼製セ
グメントの全体に均等に分散して作用し、接合部にのみ
部分的に作用することがないようにする。【解決手段】主桁２と、この主桁２の端部に継手板４
が接合されてなる鋼製セグント１において、前記継手板
２と平行に、かつ主桁２の長手方向中央寄りに縦リブ９
を配設し、当該縦リブ９と、前記継手板４と、前記主桁
２とによって接合梁１１を構成し、鋼製セグメント１の
前記継手板４および縦リブ９にそれぞれの軸線が一致す
るようにボルト孔６を設け、第１の前記鋼製セグメント
１および、これと相対する第２の前記鋼製セグメント１
の前記各ボルト孔６とにわたって固着具３を挿通し、第
１と第２の各鋼製セグメント１における前記各縦リブ９
に前記固着具３を係止し、前記接合梁１１を介して前記
固着具３により両鋼製セグメント１を締め付けて固着す
ることを特徴とする、鋼製セグメントの継手構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下水道、地下
鉄、電信ケ−ブル収容トンネル、地下道、取水トンネ
ル、放水トンネルあるいは共同溝等の管渠を、シ−ルド
工法等で築造する場合、また深礎杭、地下空間、貯水タ
ンクなどの円筒構造物を構築する場合等の建設分野にお
いて使用される鋼製セグメントに関し、特にボルトを介
して引張接合する継手構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、相対する鋼製セグメントにおける
主桁間をボルトを介して引張接合する継手構造として、
特公平４−７２０３９号公報に記載されているものが知
られている。これは、鋼製セグメントの継手板の内側
に、中間部が継手板から離反するように円弧状に湾曲し
ている鋼製ア−チ形状板の両端部が溶接により固着され
て、タイドア−チが構成され、そのア−チ形状板と継手
板との間に空間が設けられ、ア−チ形状板の中央部に継
手板のボルト孔と一致する中心線を有するボルト孔が設
けられ、ア−チ形状板のボルト孔と継手板のボルト孔と
を挿通するボルトによって、相対する鋼製セグメントを
接合するものである。

【０００３】このア−チ形状板のタイドア−チにより、
ボルトによる締付力または外力によるボルトの引張力
を、直接的に主桁に伝達することができ、しかもボルト
の締付力または引張力を、ア−チ形状板の両側の脚部
に、分散して伝達することができるので、相対する鋼製
セグメント間の大きな継手接合耐力と継手剛性を確保で
きる。

【０００４】しかし、上記ア−チ形状板は、継手板の局
部的な剛性を高める事はできるが、継手板全体の剛性を
高める事はできず、主桁直近に配置したものしか効果が
なく、継手板の長手方向にわたって広範囲にボルトを配
置しても、主桁から距離が離れたボルトは、継手板が撓
んでしまって、引張ボルトとしてはほとんど引張力に寄
与しない。また、ボルトからの荷重は、上記ア−チ形状
板により継手板への支圧力集中は緩和できるが、継手板
への総荷重には変化無く、主桁と継手板の溶接部には大
きな引張力が作用し、全溶け込み溶接となりコストアッ
プは避けられない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、相対する鋼製
セグメントを結合するに際して、大きな剛性と強度を有
するとともに、施工が簡単で、コストの低廉な鋼製セグ
メントの継手構造と接合方法が求められている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を有利に解決
するために、本発明に係る鋼製セグメントの継手構造
は、主桁と、この主桁の端部に継手板が接合されてなる
鋼製セグントにおいて、前記継手板と平行に、かつ主桁
の長手方向中央寄りに縦リブを配設し、当該縦リブと、
前記継手板と、前記主桁とによって接合梁を構成し、鋼
製セグメントの前記継手板および縦リブにそれぞれの軸
線が一致するようにボルト孔を設け、第１の前記鋼製セ
グメントおよび、これと相対する第２の前記鋼製セグメ
ントの前記ボルト孔とにわたって固着具を挿通し、第１
と第２の各鋼製セグメントにおける前記各縦リブに前記
固着具を係止し、前記接合梁を介して前記固着具により
両鋼製セグメントを締め付けて固着することを特徴とす
る。

【０００７】また本発明における前記固着具は、前記継
手板と縦リブに設けられた各ボルト孔を挿通すボルトま
たは螺杆またはネジ付き鉄筋およびこれに螺合するナッ
トからなることを特徴とする。

【０００８】また本発明における前記固着具は、直線状
または湾曲した形状を有することを特徴とする。

【０００９】本発明に係る鋼製セグメントの継手構造に
おいては、前記継手板と前記縦リブと前記主桁とによっ
て形成された前記接合梁の内側空間に、前記接合梁を補
強する補鋼リブを配設することを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記接合梁の内側空間に、
コンクリ−トを充填して合成構造接合梁を構成し、この
合成構造接合梁を介して両鋼製セグメントを前記固着具
により締め付けて固着することを特徴とする。

【００１１】本発明は、相対する鋼製セグメントが前記
各接合梁を介して接合され、前記固着具により締め付け
て固着された後に、前記各接合梁の内側空間にコンクリ
−トを充填して合成構造化して接合したことを特徴とす
る。

【００１２】また本発明は、相対する鋼製セグメントを
前記各接合梁を介して前記固着具により接合し、各鋼製
セグメントの内側空間全体にコンクリ−トを充填して、
合成構造化することを特徴とする。

【００１３】また本発明は、相対する鋼製セグメント
が、前記各接合梁を介して前記固着具により接合される
鋼製セグメントの接合構造において、前記固着具は、後
退時に先端が前記継手板より突出しないで鋼製セグメン
ト内に内蔵可能なように可動的に設けられていることを
特徴とする。

【００１４】また本発明は、相対する鋼製セグメント
が、前記各接合梁を介して前記固着具により接合される
鋼製セグメントの接合構造において、先端が前記継手板
より突出しないように、前記固着具を鋼製セグメント内
に内蔵させて仮組みし、その後に、当該固着具の先端を
前記継手板より相対する鋼製セグメント側に押し出して
接合することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。図１ないし図１１は、この発明の第１実
施形態の鋼製セグメント１を示すものであって、一対の
主桁２の間に２枚の中間主桁２ａがほぼ等間隔を置くと
共に前記各主桁２と平行に配置され、各主桁２、２ａの
両端部に継手板４が前記主桁２、２ａと直角に当接され
て、溶接により固着されている。またスキンプレ−ト１
６は、前記主桁２と継手板４と中間主桁２ａと縦リブ９
の下端面に当てがわれ、溶接にて固着されている。

【００１６】前記左右の継手板４の間において、これと
間隔を置いて平行に複数の補強リブ（以下鋼製縦リブと
いう）９が、前記主桁２、２ａと交差するように直角に
配置され、かつ各主桁２、２ａの部分で分割されて配置
され、各主桁２、２ａに溶接により固着されている。

【００１７】前記鋼製セグメント１内において、前記継
手板４と、当該継手板と平行にかつ主桁の長手方向中央
寄りに配設された縦リブ９と、当該縦リブ９と前記継手
板４とが接着する主桁２、２ａとによって接合梁１０が
形成される。

【００１８】鋼製セグメント１の前記継手板４と前記縦
リブ９には、それぞれ軸線が一致するようにボルト孔
６、６ａを設けられている。そうして第１の前記鋼製セ
グメント１の前記ボルト孔６，６ａと、第２の鋼製セグ
メント１の同じく継手板４と縦リブ９に設けられた前記
軸線と一致するボルト孔６，６ａとにわたって固着具３
を挿通し、第１と第２の各鋼製セグメント１における前
記各縦リブ９に前記固着具３を係止し、前記固着具３に
より前記接合梁１０を介して両鋼製セグメント１を締め
付けて固着できる構成とされている。

【００１９】前記固着具３は、図示のようにボルトまた
は螺杆７および、これらに螺合するナット８からなる場
合、またはネジ付き鉄筋およびこれに螺合するナット
（但し図示省略）からなる場合がある。

【００２０】図１２および図１３は、本発明の第２実施
形態を示すもので、前記各継手板４と前記各縦リブ９と
主桁２、２ａとによって形成された前記接合梁１０に、
それぞれ補鋼リブ５を配設した状態を示している。なお
各図に示されている構成以外にも、さらに多くの複数本
の補鋼リブを配設してもよく、また、この補鋼リブは、
主桁２、２ａと縦リブ９の間に斜めに配設してもよく、
これらを併用してもよい。

【００２１】図１４および図１５は、本発明の第３実施
形態を示すもので、各図には前記接合梁１０にコンクリ
−トを充填して合成構造接合梁１１とし、この合成構造
接合梁１１を介して両鋼製セグメント１を前記固着具３
により締め付けて固着する例が示されている。なお、こ
の場合は、ボルト孔６、６ａに挿通する螺杆７等の固着
具３を円管等で被覆してからコンクリ−トを充填する。

【００２２】また、前記各接合梁１０を介して両鋼製セ
グメント１を前記固着具３により締め付けて固着した後
に、前記各接合梁１０にコンクリ−トを充填して合成構
造接合梁１１を構成してもよい。この場合は、ボルト孔
６、６ａに挿通するボルト７等の固着具３を円管等で被
覆する必要はない。

【００２３】図１６および図１７は、本発明の第４実施
形態を示すもので、各図には、鋼製セグメント１を前記
各接合梁１０を介して接合した後に、各鋼製セグメント
の全体にコンクリ−トを充填し、合成構造化した鋼製セ
グメント１２が示されている。

【００２４】図２ないし図４には、鋼製セグメント１に
対し可動的に設けられた固着具３の先端が継手板４より
突出しないように、当該固着具３を鋼製セグメント１内
に内蔵させた状態が示されている。このような構成にす
ると、鋼製セグメント１を搬送する時または組立て時
に、固着具３の先端が鋼製セグメント１から突出するこ
とがないので、鋼製セグメント１を回動、回転あるいは
吊り上げまたは吊り下げる場合に好都合である。図４に
示すように、ボルト孔６、６ａの径は、固着具３が可動
できるように、固着具３の径よりも大きくしている。こ
のような鋼製セグメント１の場合は、固着具３の先端が
継手板４より突出しない位置に、固着具３を鋼製セグメ
ント１内に内蔵させて係止具等で係止し、仮組み後に、
固着具３の先端を継手板４より相対するセグメント１側
に押し出して接合する。なお、固着具３は、鋼製セグメ
ント１に内蔵されたときは、粘着テ−プ等の固着手段を
用いて主桁２または中間主桁２ａに仮固定しておくもの
である。

【００２５】図１８は、本発明の第５実施形態を示すも
ので、前記固着具３を前記各接合梁１０に挿通する場合
に、他の縦リブ９と干渉しないようにして、円弧状に湾
曲させたものである。このように両端に雄ねじおよびナ
ットを有する円弧状に湾曲した螺杆７ａを使用する場合
は、予め鋼製セグメント１内に内蔵させずに、仮組み後
に、湾曲した螺杆７ａをボルト孔６、６ａに挿通させ、
前記接合梁１０を介して両鋼製セグメント１を締め付け
て固着させる。この場合、継手板４および縦リブ９にお
けるボルト孔６、６ａは、固着具３の円弧状に湾曲した
形状に適合する位置に設ける。

【００２６】次に本発明に係る鋼製セグメント１の仮組
立工程から説明する。図１〜図４に示した鋼製セグメン
ト１を使用して、例えば矩形断面のトンネルの内壁を構
成すべく、鋼製セグメント環状体を仮組みする場合に
は、図５〜図１１のように行う。図５は、本発明の、鋼
製セグメント１が矩形断面のトンネルの内壁として構成
された例を示し、図６と図１０は、前記トンネル１５の
内壁の下方を見た図である。各図における矢印Ｇ方向が
トンネル軸方向で、図６において、固着具３によって鋼
製セグメント１を接合してある側が既設側であり、固着
具３が内蔵されている側が新設側である。

【００２７】各図に示すように、既設の鋼製セグメント
１の継手板４に、新設の鋼製セグメント１の継手板４を
当接させ、これらの継手板４に設けられている仮結合用
ボルト孔１３によって仮固定用のボルト、ナットにより
既設の鋼製セグメント１に新設の鋼製セグメント１を仮
固定する。このような工程を順次行って、図５に示すよ
うに第１列目の矩形等の環状のセグメント環状体を築造
する。なお、矩形環状体の場合には四隅部にそれぞれ側
面がＬ形の鋼製セグメントが配設される。（但し図示省
略）。

【００２８】次に、既設の、つまり、前記第１列目の矩
形環状体側の鋼製セグメント１における新設側に当接さ
れている主桁２の長手方向に等間隔を置いて配設されて
いるボルト孔１３と、新設の、つまり、第２列目の矩形
環状体における既設側の主桁の長手方向に、既設側と同
一間隔を置いて配設されているボルト孔１３を挿通する
ボルトおよびナットにより、両鋼製セグメントを軸方向
に仮固定する。

【００２９】以上のような仮固定終了後は、各鋼製セグ
メント１に内蔵されている固着具３を引き出して、鋼製
セグメント１の継手板４に設けられたボルト孔６と、当
該継手板４と平行にかつ中央寄りに配置された縦リブ９
に設けられた、前記ボルト孔６と一致する軸線を有する
ボルト孔６ａとに挿通させ、固着具３の先端を相対する
セグメント１側の継手板４と縦リブ９に同様に設けられ
た同一の軸線を有するボルト孔６、６ａに差し込んで、
両鋼製セグメント１の前記縦リブ９の中央寄り側面にお
いて、螺杆７とナット８等により両鋼製セグメント１を
締め付けて固着する。

【００３０】以上のような鋼製セグメント１の継手構造
においては、鋼製セグメント１の主桁２、２ａの端部に
主桁と直角に配設された継手板４と、当該継手板４と平
行にかつ主桁２の長手方向中央寄りに配設された中間縦
リブ９と、当該縦リブ９と前記継手板４とが接着する主
桁２、２ａとに囲まれた剛性の高い接合梁１０が形成さ
れる。この接合梁１０を介して必要量のボルト等の固着
具３によって鋼製セグメント１を締結すると、大きな剛
性と強度とを有する鋼製セグメントの継手構造となり、
従来例のように継手板の一部が撓んでしまって、引張ボ
ルトとしてはほとんど引張力に寄与しないという欠点は
生じない。また、たとえ強力な引張力によって縦リブが
撓むことがあっても、継手板４にはなんの影響もなく、
継手構造としての効果を減じない。

【００３１】さらに、図１２、図１３に示したように、
前記接合梁１０に補鋼リブ５を配設すると、接合梁１０
の剛性と強度はさらに大となり、鋼製セグメントの継手
構造としての大きな接合耐力と継手剛性を確保できる。

【００３２】また、図１４、図１５に示したように、接
合梁１０にコンクリ−トを充填することによって、継手
板４の背面に鋼板で囲まれたコンクリ−ト合成構造の剛
性の高い梁が形成されることになり、この合成構造梁１
１を介して必要量のボルト７等の固着具３によって鋼製
セグメント１を締結すると、極めて大きな剛性と強度と
を有する鋼製セグメントの継手構造となる。

【００３３】なおコンクリ−トを充填する接合方法とし
て、前記接合梁１０を介して鋼製セグメント１を固着具
３により固着した後に、前記接合梁１０にコンクリ−ト
を充填する場合は、そのまま固着具３を埋め殺しとする
のがよい。固着具３により相対する鋼製セグメント１を
固着する前に、接合梁１０内の空間にコンクリ−トを充
填して合成構造継手梁１１として形成する場合は、コン
クリ−ト硬化後にボルト等の固着具３を締めつけるた
め、予め固着具３を円管等で被覆してからコンクリ−ト
を充填する必要がある。

【００３４】コンクリ−トを充填する他の接合方法とし
て図１６、図１７に示したように、固着具３による鋼製
セグメント１の締め付け固着後に、鋼製セグメント１の
全体にコンクリ−トを充填する接合方法によると、鋼製
セグメント１の強度をさらに高めた合成構造鋼製セグメ
ント１２を得ることができる。

【００３５】前記合成構造梁１１または鋼製セグメント
の全体にコンクリ−トを充填した合成構造鋼製セグメン
ト１２においては、前記固着具３による鋼製セグメント
１の締め付け固着後にコンクリ−トを充填する場合は、
セグメント１の組立てと固着具３による鋼製セグメント
１の締め付け固着までは、軽量の鋼製セグメント工事だ
けであるため施工性が良く、継手部の合成構造化は最後
にコンクリ−トを打設するだけで済むので更に施工が容
易となる。

【００３６】前記各実施形態においては、平版状の鋼製
セグメント１を示したが、円弧状の主桁を使用すること
により、円形状のセグメントリングが築造される。

【００３７】ボルト等の固着具３を主桁２長手方向に延
伸して、隣接する鋼製セグメント１の固着具３とラップ
配置し、またはカプラ−により結合した後にコンクリ−
トを打設して、隣接する鋼製セグメント１を締結しても
よい。

【００３８】矩形環状体を築造した鋼製セグメント１の
前後左右間は、凹溝１４に嵌合した環状止水パッキング
により、水蜜的に接合され、地中の湧水が鋼製セグメン
ト間から漏水することがない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、鋼製セグメントの主桁
の端部に、主桁と継手板と縦リブとに囲まれた剛性の高
い接合梁が形成され、この接合梁を介して必要量のボル
ト等の固着具によって鋼製セグメントを締結しうる、大
きな剛性と強度とを有する鋼製セグメントの継手構造が
えられる。

【００４０】また、この接合梁にコンクリ−トを充填す
ることによって継手板の背面に鋼板で囲まれたコンク
リ−ト合成構造の剛性の高い梁が形成されることにな
り、この梁を介して必要量のボルト等の固着具によって
鋼製セグメントを締結すると、極めて大きな剛性と強度
とを有する鋼製セグメントの継手構造が得られる。

【００４１】さらに接合梁または鋼製セグメントの全体
にコンクリ−トを充填する接合方法においては、セグメ
ントの組立てと固着具による鋼製セグメントの締め付け
固着までは、軽量の鋼製セグメント工事だけであるため
施工性が良く、継手部の鋼性構造化は、最後にコンクリ
−トを打設するだけで済むので、更に施工が容易とな
る。

【００４２】また、接合梁を形成してこれをボルト等の
固着具で支圧するので、継手板と主桁との溶接部には圧
縮力しか発生せず、コストの低い隅肉溶接で対処でき、
鋼製セグメントの大幅なコストダウンにつながるという
効果が得られる。

【００４３】また、本継手構造に用いるボルトまたは螺
杆等は、一般的に長尺となるため、締め付け時の伸び長
さが大きく、短尺ボルト、螺杆のようなゆるみは少な
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１例を示す鋼製セグメントの斜視図で
ある。

【図２】固着具を内部に納めた状態の鋼製セグメントの
正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図５】本発明に係る鋼製セグメントを、矩形断面のト
ンネル内壁として組み立てた状態の断面説明図である。

【図６】図１の鋼製セグメントを複数接合している途中
の状態の正面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図９】図６のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【図１０】図６における複数の鋼製セグメントの接合が
終了した状態の正面図である。

【図１１】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。

【図１２】補鋼リブを設けた状態の鋼製セグメントの正
面図である。

【図１３】図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。

【図１４】接合梁にコンクリ−トを打設した状態の鋼製
セグメントの正面図である。

【図１５】図１４のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図１６】全体にコンクリ−トを打設した状態の鋼製セ
グメントの正面図である。

【図１７】図１７のＪ−Ｊ線に沿う断面図である。

【図１８】円弧状螺杆を用いた状態の鋼製セグメントの
断面説明図である。

【符号の説明】

１鋼製セグメント２主桁２ａ中間主桁３固着具４継手板５補鋼リブ６ボルト孔６ａボルト孔７螺杆７ａ円弧状螺杆８ナット９縦リブ１０接合梁１１合成構造接合梁１２合成構造化した鋼製セグメント１３仮止め用ボルト孔１４環状止水パッキング用凹溝１６スキンプレ−ト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主桁と、この主桁の端部に継手板が接合
されてなる鋼製セグントにおいて、前記継手板と平行
に、かつ主桁の長手方向中央寄りに縦リブを配設し、当
該縦リブと、前記継手板と、前記主桁とによって接合梁
を構成し、鋼製セグメントの前記継手板および縦リブに
それぞれの軸線が一致するようにボルト孔を設け、第１
の前記鋼製セグメントおよび、これと相対する第２の前
記鋼製セグメントの前記各ボルト孔とにわたって固着具
を挿通し、第１と第２の各鋼製セグメントにおける前記
各縦リブに前記固着具を係止し、前記接合梁を介して前
記固着具により両鋼製セグメントを締め付けて固着する
ことを特徴とする鋼製セグメントの継手構造。
【請求項２】前記固着具は、前記継手板と、縦リブに
設けられた各ボルト孔を挿通すボルトまたは螺杆およ
び、これらに螺合するナットからなる、請求項１記載の
鋼製セグメントの継手構造。
【請求項３】前記固着具は、前記継手板と縦リブに設
けられた各ボルト孔を挿通するネジ付き鉄筋および、こ
れに螺合するナットからなる請求項１記載の鋼製セグメ
ントの継手構造。
【請求項４】前記固着具は、直線状または湾曲した形
状を有する請求項２または請求項３記載の鋼製セグメン
トの継手構造。
【請求項５】前記継手板と、前記縦リブと、前記主桁
とによって形成された前記接合梁の内側空間に、前記接
合梁を補強する補鋼リブを配設した請求項１ないし請求
項４記載の鋼製セグメントの継手構造。
【請求項６】前記接合梁の内側空間に、コンクリ−ト
を充填して合成構造接合梁を構成し、この合成構造接合
梁を介して第１と第２の両鋼製セグメントを前記固着具
により締め付けて固着することを特徴とする請求項１な
いし請求項５記載の鋼製セグメントの継手構造。
【請求項７】相対する鋼製セグメントが前記各接合梁
を介して接合され、前記固着具により締め付けて固着さ
れた後に、前記各接合梁の内側空間にコンクリ−トを充
填して合成構造化したことを特徴とする、請求項１また
は請求項６記載の鋼製セグメントの接合方法。
【請求項８】相対する鋼製セグメントを前記各接合梁
を介して前記固着具により接合し、各鋼製セグメントの
内側空間全体にコンクリ−トを充填して、合成構造化す
ることを特徴とする請求項６および請求項７記載の鋼製
セグメントの接合方法。
【請求項９】相対する鋼製セグメントが、前記各接合
梁を介して前記固着具により接合される鋼製セグメント
の接合構造において、前記固着具は、後退時に先端が前
記継手板より突出しないで鋼製セグメント内に内蔵可能
なように可動的に設けられていることを特徴とする請求
項１、請求項５ないし請求項８記載の鋼製セグメントの
接合構造。
【請求項１０】相対する鋼製セグメントが、前記各接
合梁を介して前記固具により接合される鋼製セグメント
の接合構造において、先端が前記継手板より突出しない
ように、前記固着具を鋼製セグメント内に内蔵させて仮
組みし、その後に、当該固着具の先端を前記継手板より
相対する鋼製セグメント側に押し出して接合することを
特徴とした請求項１、請求項５または請求項８記載の鋼
製セグメントの接合方法。