JPH10169387A - Long bolt type composite segment - Google Patents

Long bolt type composite segment

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Publication number
JPH10169387A
JPH10169387A JP8335532A JP33553296A JPH10169387A JP H10169387 A JPH10169387 A JP H10169387A JP 8335532 A JP8335532 A JP 8335532A JP 33553296 A JP33553296 A JP 33553296A JP H10169387 A JPH10169387 A JP H10169387A
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JP
Japan
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tunnel
joint
long bolt
segment
bolt
Prior art date
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Pending
Application number
JP8335532A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Nakagawa
雅由 中川
Toshiro Hashimoto
利郎 橋本
Takayoshi Aoyanagi
孝義 青柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
Application filed by Kajima Corp filed Critical Kajima Corp
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Publication of JPH10169387A publication Critical patent/JPH10169387A/en
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  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the weak points of impervious function, deformation, and strength of joints connecting segments. SOLUTION: Lining steel plates are attached to the bottom of a steel frame constituted of a main girder extending in the right angled direction against a tunnel axis, joint plates 2 attached to both ends, and a plurality of ribs provided at every specified distance in the right angled direction against the main girder, in the segment. Holes to insert long bolts in the right angled direction against the tunnel axis are made in the joint plates and the ribs of steel frames and short bolt holes for the joints are made in the axial direction of the tunnel. Holes 8 inserting connecting long bolts in the right angled direction of the tunnel axis, additional holes 9 for the long bolts, boxes 10 for fastening the long bolts, and boxes 11 for fastening the connection bolts in the tunnel axis are provided in the inside of the frame and concrete is placed. The rigidity of the joint can be further increased by giving a prestress to the long bolts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドトンネル
の覆工用セグメントであり、鋼製のシェル構造にコンク
リートを充填し、各セグメントの連結部を長ボルトで締
結する長ボルト式合成セグメントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a segment for lining a shield tunnel, and more particularly to a long bolt type composite segment in which a steel shell structure is filled with concrete and a connection portion of each segment is fastened with a long bolt.

【0002】[0002]

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来、こ
の種のセグメントは継手構造としては連結すべきセグメ
ント20の連結面20aにおいて、両セグメント20の
継手板21を連結用ボルト22によって締めつける、所
謂ボルト継手構造が一般に知られている。図5は従来の
鋼製セグメントの継手構造を示す図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, this kind of segment has a so-called joint structure in which a joint plate 21 of both segments 20 is fastened by a connecting bolt 22 on a joint surface 20a of the segment 20 to be joined. Bolted joint structures are generally known. FIG. 5 is a view showing a joint structure of a conventional steel segment.

【0003】しかし、このような従来の継手構造におけ
る曲げや引張り応力の伝達は、継手板21を介して行わ
れる。そのため、このような従来の継手構造では、継手
板21に応力が集中して継手板21が変形する。図6は
曲げモーメントが作用した時の変形状態を示す図であ
り、図7は引張り力が作用した時の変形状態を示す図で
ある。
However, transmission of bending and tensile stress in such a conventional joint structure is performed through the joint plate 21. Therefore, in such a conventional joint structure, stress concentrates on the joint plate 21 and the joint plate 21 is deformed. FIG. 6 is a diagram showing a deformed state when a bending moment is applied, and FIG. 7 is a diagram showing a deformed state when a tensile force is applied.

【0004】このように継手板21が変形してしまう
と、連結すべき両セグメント20の連結において、両セ
グメント20の連結面20aを隙間なく当接させること
ができなくなる。従って連結すべき各セグメントで構成
するシールドトンネルの止水や覆工板としての形状維持
というトンネル覆工用部材としての機能を果たさなくな
る可能性がある。
[0004] When the joint plate 21 is deformed in this way, it is impossible to bring the connecting surfaces 20a of the two segments 20 into contact with no gap in connecting the two segments 20 to be connected. Therefore, there is a possibility that the function as a member for tunnel lining, that is, water blocking of the shield tunnel formed of each segment to be connected and maintenance of the shape as a lining plate may not be achieved.

【0005】さらに出願人は、これまで大断面トンネル
を効率よく、かつ経済的に構築する方法として、複数の
小断面シールドトンネルaを近接して構築し、該小断面
シールドトンネルa同士を互いに接合して大断面トンネ
ルAの躯体コンクリートを打設したのちに、該小断面シ
ールドトンネルaによって構成される大断面のトンネル
A内を在来工法によって掘削することにより、大断面ト
ンネルAを構築する方法を開発した。
[0005] Further, as a method of constructing a large-section tunnel efficiently and economically, the applicant has constructed a plurality of small-section shield tunnels a close to each other and joined the small-section shield tunnels a to each other. A method of constructing the large-section tunnel A by laying out the concrete of the large-section tunnel A and then excavating the inside of the large-section tunnel A constituted by the small-section shield tunnel a by a conventional method. Was developed.

【0006】図8は小断面シールドトンネルを接近して
構築し、その後大断面のトンネルを構築する工程図であ
り、(a)は小断面トンネルaを近接して構築した図で
あり、(b)は、(a)で構築した小断面トンネルa同
士を接続し、躯体コンクリートを打設した図である。
(c)は、(b)で躯体コンクリートを打設後、大断面
トンネルAの内部土砂を掘削して大断面トンネルAを構
築する図である。
FIG. 8 is a process diagram of constructing a small-section shield tunnel in close proximity, and thereafter constructing a large-section tunnel. FIG. 8A is a view in which a small-section tunnel a is constructed in close proximity, and FIG. () Is a view in which small-section tunnels a constructed in (a) are connected to each other, and a concrete body is cast.
(C) is a figure which constructs the large-section tunnel A by digging the internal soil of the large-section tunnel A after placing concrete in (b).

【0007】この場合、大断面トンネルAの内部土砂掘
削後は、小断面トンネルaの覆工材が大断面トンネルA
の構造部材として機能することになる。
[0007] In this case, after excavation of the inside of the large-section tunnel A, the lining material of the small-section tunnel a is changed to the large-section tunnel A.
Will function as a structural member.

【0008】従って、合成セグメントが大断面トンネル
Aの引張り部材としての機能を果たすためには、このセ
グメント同士の連結部の剛性及び強度が大きいことが要
求され、かつ躯体コンクリートとの一体性か要求される
ことになる。
Therefore, in order for the composite segment to function as a tension member of the large-section tunnel A, it is required that the rigidity and strength of the connecting portion between the segments be large and that the composite segment be integrated with the concrete. Will be done.

【0009】本発明はこのような事情に鑑み創案された
もので、覆工用セグメントとなる各合成セグメントを、
継手部の強度及び剛性を高くして、容易かつ確実にセグ
メントが連結できる長ボルト式合成セグメントを提供す
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and each of the composite segments serving as lining segments is
Provided is a long-bolt composite segment in which the strength and rigidity of a joint portion are increased and segments can be easily and reliably connected.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】シールドトンネルの一次
覆工用セグメントであり、該セグメントはトンネル軸直
角方向に通る主桁と、両端に取着された継手板と、主桁
に直交する方向に所定の間隔をあけて設けられた複数枚
のリブよりなる鋼製の枠の底に、覆工板となる鋼板を取
着し、前記鋼製の枠の継手板とリブには、トンネル軸直
角方向に長ボルトを挿通する孔を穿設し、トンネル軸方
向には、継手用の短ボルト孔を穿設し、前記枠の内部に
トンネル軸直角方向に連結用の長ボルトを挿通する孔
と、該長ボルト用の控え孔と、長ボルト締結時のボック
スと、トンネル軸方向の連結ボルト締結時のボックスを
設けて、コンクリートを充填してなることを特徴とする
長ボルト式合成セグメントを主旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A primary lining segment for a shield tunnel is provided. The segment includes a main girder passing in a direction perpendicular to the tunnel axis, joint plates attached to both ends, and a direction perpendicular to the main girder. A steel plate serving as a lining plate is attached to the bottom of a steel frame composed of a plurality of ribs provided at predetermined intervals, and the joint plate and the rib of the steel frame are perpendicular to the tunnel axis. A hole for inserting a long bolt in the direction, a short bolt hole for a joint in the tunnel axis direction, and a hole for inserting a long bolt for connection in a direction perpendicular to the tunnel axis inside the frame. A long bolt type synthetic segment characterized by being provided with a retaining hole for the long bolt, a box for fastening the long bolt, and a box for fastening the connection bolt in the tunnel axial direction, and being filled with concrete. And

【0011】次に本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【0012】長ボルトを使用しているので、従来の短
ボルト接合の場合に比べて、継手板に応力が集中するこ
となく、継手板から長ボルトのボルト頭またはナットま
での部材を介して応力が伝達されるので、応力は継手部
で分散され、継手板の局所変形を起こさない。
Since the long bolts are used, stress is not concentrated on the joint plate as compared with the conventional short bolt joint, and the stress is applied via the member from the joint plate to the bolt head or the nut of the long bolt. Is transmitted, so that the stress is dispersed at the joint portion and does not cause local deformation of the joint plate.

【0013】特に小断面のトンネルで外周を構築し、
その後大断面のトンネルとするような、大きな外力が作
用する大断面トンネルの躯体として利用する場合、主桁
に直角な方向のリブが剪断力に抵抗し、セグメントの一
体化に貢献する。 鋼製枠にコンクリートを充填した合成構造であるか
ら、曲げモーメントや引張り力に対して継手部の剛性が
極めて高い。
In particular, the outer periphery is constructed with a small-section tunnel,
When used as a body of a large-section tunnel where a large external force acts, such as a large-section tunnel, a rib in a direction perpendicular to the main girder resists shearing force and contributes to the integration of the segments. Since it is a composite structure in which a steel frame is filled with concrete, the rigidity of the joint is extremely high with respect to bending moment and tensile force.

【0014】更に長ボルトに所定の締め付け力を与える
ことにより、継手部にプレストレスが付与され継手部の
剛性を大きくすることができる。
Further, by applying a predetermined tightening force to the long bolt, a prestress is applied to the joint portion, and the rigidity of the joint portion can be increased.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の長ボルト式合成セグメント
の全体の構成を示す斜視図であり、図2は長ボルト式合
成セグメントの上面図であり、図3は図2のA−A断面
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the entire structure of the long bolt type synthetic segment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the long bolt type synthetic segment, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. It is.

【0017】トンネル軸直角方向に主桁1を通し、両端
面に継手板2を溶接する。さらに主桁に直角方向に所定
間隔をおいてトンネル軸方向にリブ3を溶接し、このよ
うにしてできた枠の底に覆工板となる鋼板4を溶接す
る。
A main girder 1 is passed in a direction perpendicular to the tunnel axis, and joint plates 2 are welded to both end faces. Further, the ribs 3 are welded in the axial direction of the tunnel at predetermined intervals in a direction perpendicular to the main girder, and a steel plate 4 serving as a lining plate is welded to the bottom of the frame thus formed.

【0018】継手板2及びリブ3には予め長ボルトを挿
通する孔5を穿設しておく。また両端の主桁1には、ト
ンネル軸方向をボルト締結するためのボルト孔6を穿設
しておく。
A hole 5 for inserting a long bolt is formed in the joint plate 2 and the rib 3 in advance. Further, bolt holes 6 for fastening bolts in the tunnel axial direction are formed in the main girders 1 at both ends.

【0019】図2では、トンネル軸方向のボルト締結に
は片側の主桁1に袋ナット7を溶接し、反対側からボル
トで締め上げる構造としている。
In FIG. 2, a cap nut 7 is welded to the main girder 1 on one side for bolting in the axial direction of the tunnel, and the bolt is tightened up from the opposite side.

【0020】また図2では、トンネル軸直角方向をリブ
3で8分割しているが、必ずしも8分割にこだわらない
ことは言うまでもなく、長ボルトの長さも、所定の効果
が得られる長さにすればよい。
In FIG. 2, the direction perpendicular to the tunnel axis is divided into eight parts by the ribs 3. However, it is needless to say that the rib is not necessarily divided into eight parts. I just need.

【0021】このようにして仕切られた、升状の空間
に、長ボルトを挿通する孔8と、該長ボルトを挿通する
時のボルト控え孔9と、前記長ボルトを挿通して2個の
セグメントを連結する場合のボルトボックス10と、ト
ンネル軸方向のボルトを締結するボルトボックス11を
設けたコンクリート12を充填して長ボルト式合成セグ
メントを構成する。
A hole 8 for inserting a long bolt, a bolt holding hole 9 for inserting the long bolt, and two bolts for inserting the long bolt are inserted into the space thus partitioned. A long bolt-type composite segment is formed by filling concrete 12 provided with a bolt box 10 for connecting segments and a bolt box 11 for fastening bolts in the tunnel axial direction.

【0022】図4は長ボルト式合成セグメントを組込ん
だトンネル内部の展開図の一例を示す図である。
FIG. 4 is a view showing an example of a development view of the inside of a tunnel incorporating a long bolt type composite segment.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の効果は次の通りである。The effects of the present invention are as follows.

【0024】長ボルトを使用しているので、従来の短
ボルト接合の場合に比べて、継手板に応力が集中するこ
となく、継手板から長ボルトのボルト頭またはナットま
での部材を介して応力が伝達されるので、応力は継手部
で分散され、継手板の局所変形を起こさない。
Since the long bolts are used, the stress is not concentrated on the joint plate as compared with the conventional short bolt joint, and the stress is applied via the member from the joint plate to the bolt head or the nut of the long bolt. Is transmitted, so that the stress is dispersed at the joint portion and does not cause local deformation of the joint plate.

【0025】特に小断面のトンネルで外周を構築し、
その後大断面のトンネルとするような、大きな外力が作
用する大断面トンネルの躯体として利用する場合、主桁
に直角な方向のリブが剪断力に抵抗し、セグメントの一
体化に貢献する。 鋼製枠にコンクリートを充填した合成構造であるか
ら、曲げモーメントや引張り力に対して継手部の剛性が
極めて高い。
In particular, the outer periphery is constructed with a tunnel having a small section,
When used as a body of a large-section tunnel where a large external force acts, such as a large-section tunnel, a rib in a direction perpendicular to the main girder resists shearing force and contributes to the integration of the segments. Since it is a composite structure in which a steel frame is filled with concrete, the rigidity of the joint is extremely high with respect to bending moment and tensile force.

【0026】更に長ボルトに所定の締め付け力を与える
ことにより、継手部にプレストレスが付与され継手部の
剛性を大きくすることができる。
Further, by applying a predetermined tightening force to the long bolt, a prestress is applied to the joint portion, and the rigidity of the joint portion can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の長ボルト式合成セグメントの全体の
構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a long bolt type composite segment of the present invention.

【図2】 長ボルト式合成セグメントの上面図である。FIG. 2 is a top view of a long bolt type composite segment.

【図3】 図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】 長ボルト式合成セグメントを組込んだトンネ
ル内部の展開図の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a development view of the inside of a tunnel incorporating a long bolt type synthetic segment.

【図5】 従来の鋼製セグメントの継手構造を示す図で
ある。
FIG. 5 is a view showing a joint structure of a conventional steel segment.

【図6】 従来のセグメント構造に曲げモーメントが作
用した時の変形状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a deformed state when a bending moment acts on a conventional segment structure.

【図7】 従来のセグメント構造に引張り力が作用した
時の変形状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a deformed state when a tensile force acts on a conventional segment structure.

【図8】 小断面シールドトンネルを接近して構築し、
その後大断面のトンネルを構築する工程図であり、
(a)は小断面トンネルaを近接して構築した図であ
り、(b)は、(a)で構築した小断面トンネルa同士
を接続し、躯体コンクリートを打設した図である。
(c)は、(b)で躯体コンクリートを打設後、大断面
トンネルAの内部土砂を掘削して大断面トンネルAを構
築する図である。
[Fig. 8] A small section shield tunnel is built close to
It is a process diagram of constructing a tunnel with a large section thereafter.
(A) is a diagram in which small-section tunnels a are constructed close to each other, and (b) is a diagram in which the small-section tunnels a constructed in (a) are connected to each other and concrete is cast.
(C) is a figure which constructs the large-section tunnel A by digging the internal soil of the large-section tunnel A after placing concrete in (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……主桁、2……継手板、3……リブ、4……覆工板
となる鋼板、5……長ボルトを挿通する孔、6……トン
ネル軸方向をボルト締結するためのボルト孔、7……袋
ナット、8……長ボルトを挿通する孔、9……ボルト控
え孔、10……ボルトボックス、11……ボルトボック
ス、12……コンクリート 20……セグメント、20a……連結面、21……継手
板、22……連結用ボルト a……小断面シールドトンネル、A……大断面のトンネ
ル、イ……小断面トンネル間の接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main girder, 2 ... Joint plate, 3 ... Rib, 4 ... Steel plate to be lining plate, 5 ... Hole for inserting long bolt, 6 ... Bolt for fastening bolt in tunnel axis direction Hole 7: Cap nut, 8: Hole for inserting long bolt, 9: Bolt retaining hole, 10: Bolt box, 11: Bolt box, 12: Concrete 20: Segment, 20a: Connection Surface, 21: Joint plate, 22: Connection bolt a: Small-section shield tunnel, A: Large-section tunnel, A: Joint between small-section tunnels

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シールドトンネルの一次覆工用セグメン
トであり、該セグメントはトンネル軸直角方向に通る主
桁と、両端に取着された継手板と、主桁に直交する方向
に所定の間隔をあけて設けられた複数枚のリブよりなる
鋼製の枠の底に、覆工板となる鋼板を取着し、前記鋼製
の枠の継手板とリブには、トンネル軸直角方向に長ボル
トを挿通する孔を穿設し、トンネル軸方向には、継手用
の短ボルト孔を穿設し、前記枠の内部にトンネル軸直角
方向に連結用の長ボルトを挿通する孔と、該長ボルト用
の控え孔と、長ボルト締結時のボックスと、トンネル軸
方向の連結ボルト締結時のボックスを設けて、コンクリ
ートを充填してなることを特徴とする長ボルト式合成セ
グメント。
1. A primary lining segment for a shield tunnel, the segment comprising a main girder passing in a direction perpendicular to the tunnel axis, a joint plate attached to both ends, and a predetermined spacing in a direction perpendicular to the main girder. A steel plate serving as a lining plate is attached to the bottom of a steel frame consisting of a plurality of ribs provided by opening, and a long bolt is attached to the joint plate and the rib of the steel frame in a direction perpendicular to the tunnel axis. A short bolt hole for a joint in the axial direction of the tunnel, a hole for inserting a long bolt for connection in a direction perpendicular to the tunnel axis inside the frame, and the long bolt. A long bolt type synthetic segment characterized by being provided with a retaining hole for use, a box for fastening a long bolt, and a box for fastening a connecting bolt in the tunnel axial direction, and filled with concrete.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009249841A (en) * 2008-04-02 2009-10-29 Nippon Steel Corp Concrete-filled steel segment
JP2018127802A (en) * 2017-02-07 2018-08-16 株式会社奥村組 Structure of support in tunnel and method of installation of support
CN108571328A (en) * 2018-06-29 2018-09-25 西南交通大学 A kind of stratum interface segment shield tunnel segment lining structure and design method

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