JPH1018785A

JPH1018785A - セグメントの継手構造

Info

Publication number: JPH1018785A
Application number: JP8169251A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Yari; 信明谷利; Masayoshi Nakagawa; 雅由中川; Teru Akiyama; 暉秋山; Reiko Amano; 玲子天野; Yoshimitsu Ishihara; 美光石原
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】シールドトンネルの一次覆工用セグメントリ
ングの各セグメントを容易に連結でき、継手部も高強度
で高剛性な継手構造を提供する。【解決手段】この発明の継手構造１では、連結面2aで
ある継手板３と、セグメント２の内部位置に設けた第二
継手板５との間に補強手段を施して、補強区画６とす
る。また、この補強区画６は、各セグメント２の各連結
面2a（継手板３）を当面させ相対する状態とした時に長
ボルト７が貫通できるようにする。このことから、各セ
グメント２の連結は、両補強区画６を長ボルト７によっ
て締付けることで行えるようにする。そして、この両補
強区画６と長ボルト７とによって、ボルト軸方向への応
力伝達で発生する継手板変形現象を無くし、両セグメン
ト２の連結をより強固に行えるようにする。しかも、両
セグメント２の連結を、両補強区画６を長ボルト７で締
付けるという簡単な作業で行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シールドトンネ
ルの一次覆工として設けるセグメントリングの構成部材
である各セグメントを、特に鋼製セグメントや鋳鉄製セ
グメント、または鋼・コンクリート合成構造であるコン
ポジットセグメントを連結する時において、その各セグ
メントの継手部分に採用する継手構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセグメントの継手構造と
しては、図８に示すように、連結すべき両セグメント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によって締付ける、所謂、ボルト継手構造
が一般的に知られている。なお、この図８は鋼製セグメ
ントの場合の継手構造を示したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
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、この従来のボルト継手
構造では、継手板に応力が集中して、図９および図10に
示すように、継手板21が変形してしまうことがある。こ
こで図９は曲げモーメントが作用した時の変形状態を示
すものであり、図10は引張り力が作用した時の変形状態
を示すものである。

【０００４】なお、この曲げモーメントが作用した時の
変形過程を図11のグラフに示し、引張り力が作用した時
の変形過程を図12のグラフに示す。この図11のグラフに
おいてＭは曲げモーメントで、φは回転角である。ま
た、図12のグラフにおいてＮは軸力（引張り力）で、δ
は変位である。このように、モーメントや軸力が大きく
なってくると、継手板21が変形することにより、回転力
や変位が急激に大きくなってしまう。

【０００５】そして、この図９および図10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
の連結を、両セグメント20の連結面20ａを隙間無く当面
させて行うことができなくなる。このことは、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セ
グメントリングの形状維持という一次覆工用部材として
の役割が果たせなくなってしまう。

【０００６】このように、従来のボルト継手構造は、継
手板の変形性能および強度に依存する構造であるので、
継手部の剛性および強度がセグメント本体部に比べて小
さくなり、両セグメントの確実な連結状態（連結面を隙
間無く当面させた状態）の維持を困難なものにしてしま
う。しかも、この継手板の変形性能および強度に依存す
るということは、継手ボルトの仕様が変わるごとに、継
手板の仕様も変化させなければならず、種々の継手板仕
様を用意しておく必要がある。

【０００７】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的はシールドトンネルの一次覆工用セ
グメントリングを構成している各セグメントを容易かつ
確実に連結することができ、しかも、継手部の曲げ剛性
や引張り剛性を高剛性とすることのできるセグメントの
継手構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の継手構造は、
シールドトンネルの一次覆工用セグメントリングを構成
する各セグメントの連結時に用いるセグメントの継手構
造である。そして、セグメントリングにおけるセグメン
ト間の連結面である継ぎ手板や他の側面等の主要部が主
桁で構成されている、連結すべき各セグメントには、連
結面である継手板と所定間隔を空けたセグメント内部位
置に、継手板と平行な第二継手板が設けられていると共
に、この第二継手板と連結面である継手板との間が補強
手段を施した補強区画となっている。また、この補強区
画は、前記各セグメントの各連結面（継手板）を当面さ
せて相対する状態とした時に、長ボルトが貫通できるよ
うに構成されている。そして、各セグメントの連結は、
各セグメントを連結面側の端部に形成されている両補強
区画を、その両補強区画を貫通した長ボルトによって締
付けることで行われる。

【０００９】このような構成からなる本発明の継手構造
によって、各セグメントにおけるセグメント間の連結面
側の端部に設けた補強区画を長ボルトで締付けることに
より、連結面での連結を強固なものとする。即ち、補強
区画と長ボルトとを用いることで、グメント間の継手部
の曲げ剛性および引張り剛性を非常に大きくすることを
可能とする。

【００１０】これらのことから本発明の継手構造によれ
ば、従来の継手構造のように、連結ボルトの軸方向に応
力が伝わることで継手板が変形してしまうような現象を
無くし、連結すべき両セグメントの連結を、グメント間
の継手部によって、より強固に行えるようになる。しか
も、このような確実強固な連結を、対向した両補強区画
に長ボルトを貫通させると共に、この両補強区画をその
長ボルトで締付けるという簡単な作業で行えるようにな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセグメントの継手
構造を、図示する一実施形態によって説明する。

【００１２】シールドトンネルの一次覆工用セグメント
リング（図示せず）を構成する各セグメント２の連結時
に用いるセグメントの継手構造１（図１参照）は、セグ
メントリングにおけるセグメント間の連結面2aである継
手板３や他の側面４等の主要部が主桁で構成されてい
る、連結すべき各セグメント２には、連結面2aである継
手板３と所定間隔を空けたセグメント内部位置に、継手
板３と平行な第二継手板５が設けられていると共に、こ
の第二継手板５と連結面2aである継手板３との間が補強
手段を施した補強区画６となっている。また、この補強
区画６は、各セグメント２の各連結面2a（継手板３）を
当面させて相対する状態とした時に、長ボルト７が貫通
できるように構成されている。

【００１３】そして、各セグメント２の連結は、各セグ
メント２を連結面2a側の端部に形成されている両補強区
画６を、貫通した長ボルト７によって締付けることで行
われている。

【００１４】なお、この実施形態での第二継手板５と連
結面2aである継手板３との間の補強手段は、第二継手板
５と連結面2aである継手板３との間へコンクリート８を
充填することで行われる。この補強手段は、図２に示す
ように、第二継手板５と連結面2aである継手板３とに掛
け渡すようにした補強材９を設置することで行ってもよ
い。図３は、補強材９の設置の別形態を示すものであ
る。

【００１５】このような構成からなる継手構造１を用い
て、連結すべき両セグメント２を連結するに際しては、
先ず、図１に示すように、連結すべき一方のセグメント
２における一方側の連結面2aを、連結すべき他方のセグ
メント２における他方側の連結面2aを当面させる。次
に、この当面作業が完了したら、対向している両補強区
画６に長ボルト７を貫通させると共に、この長ボルト７
で両補強区画６を締付ける。このことにより、連結すべ
き両セグメント２の連結作業が完了する。

【００１６】このように、各セグメント２の連結面2a側
に補強区画６を設けると共に、長ボルト７で両補強区画
６を締付けることで、連結すべき両セグメント２の連結
を行うことにより、従来の継手構造のように、連結ボル
トの軸方向に応力が伝わることで継手板が変形してしま
うような現象を無くして、連結すべき両セグメント２の
連結をより強固に行える。しかも、このような両セグメ
ント２の確実強固な連結を、長ボルト７の締付け作業と
いう簡単な作業で行うことができる。

【００１７】この本発明の継手構造１に応力が加わった
時の状態を、図４および図５に示す。ここで図４は曲げ
モーメントが作用した時の変形状態を示すものであり、
図５は引張り力が作用した時の変形状態を示すものであ
る。また、曲げモーメントが作用した時の変形過程を図
６のグラフに示し、引張り力が作用した時の変形過程を
図７のグラフに示す。この図６のグラフにおいてＭは曲
げモーメントで、φは回転角である。また、図７のグラ
フにおいてＮは軸力（引張り力）で、δは変位である。
このように、本発明の継手構造１では、モーメントや軸
力が大きくなっても、回転力や変位が、従来の継手構造
のように急激に大きくなってしまうことがない。

【００１８】なお、この両連結面2aの当面作業と長ボル
ト７による両補強区画６の締付け作業とを、各セグメン
ト２毎に、順次、繰り返すことにより、各セグメント２
でシールドトンネルの一次覆工用セグメントリング（図
示せず）を構成することができる。

【００１９】そして、この一次覆工用セグメントリング
を構成した時に、本発明の継手構造によれば、各セグメ
ントの継手部における回転剛性および引張り剛性を大き
くできるため、外力作用時の継手部変形（目開き）を小
さくすることができる。つまり、トンネルの変形が小さ
くなると同時に、止水に対しても有利となる。

【００２０】また、内圧トンネル等に代表されるように
各セグメントが引張り力を受ける時、本発明の継手構造
によれば、継手部の引張り剛性をおおきくできるため、
引張り力に対して各セグメントの継手部が有効に抵抗で
きるようになる。

【００２１】これに対して、従来の継手構造では、引張
り力作用時に継手板が変形することにより、連結用ボル
トを有効に使用することができず、千鳥組に組まれた隣
接セグメントの主桁への負荷が大きくなる。

【００２２】従って、軸引張り力が作用する場合には、
本発明の継手構造を採用することにより、設置する連結
用ボルトを抵抗材として有効に期待できるようになる。
そのため、千鳥組にするセグメント主桁を従来の継手構
造よりも小さくすることができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明では、連結すべき両セグメント
の連結端部に補強区画を設けると共に、この両補強区画
を長ボルトで締付けることで、連結すべき両セグメント
の連結を行っている。そのため、この発明によれば、補
強区画によって、従来の継手構造のように連結ボルトの
軸方向に応力が伝わることで継手板が変形してしまうよ
うな現象が無く、連結すべき両セグメントの連結をより
強固に行える。しかも、このような確実強固な両セグメ
ントの連結を、両補強区画を長ボルトで締付けるという
簡単な作業で確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) はこの発明のセグメントの継手構造を示す
概略図で、(b) は(a) のＡ−Ａ線矢視図である。

【図２】この発明の継手構造の別形態を示す概略図であ
る。

【図３】この発明の継手構造のさらに別態様を示す概略
図である。

【図４】この発明の継手構造における各セグメントに曲
げモーメントが作用した状態を示す概略図である。

【図５】この発明の継手構造における各セグメントに引
張り力が作用した状態を示す概略図である。

【図６】この発明の継手構造における各セグメントに曲
げモーメントが作用した時の状態を示すグラフである。

【図７】この発明の継手構造における各セグメントに引
張り力が作用した時の状態を示すグラフである。

【図８】従来のセグメントの継手構造を示す概略図であ
る。

【図９】従来の継手構造における各セグメントに曲げモ
ーメントが作用した状態を示す概略図である。

【図１０】(a) は従来の継手構造における各セグメント
に引張り力が作用した状態を示す概略図で、(b) は(a)
のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図１１】従来の継手構造における各セグメントに曲げ
モーメントが作用した時の状態を示すグラフである。

【図１２】従来の継手構造における各セグメントに引張
り力が作用した時の状態を示すグラフである。

【符号の説明】

１…継手構造、２…セグメント、2a…連結面、３…継手
板、４…側面、５…第二継手板、６…補強区画、７…長
ボルト、８…コンクリート、９…補強材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者天野玲子東京都調布市飛田給２丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者石原美光東京都調布市飛田給２丁目19番１号鹿島建設株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールドトンネルの一次覆工用セグメン
トリングを構成する各セグメントの連結時に用いるセグ
メントの継手構造であり、前記セグメントリングにおけるセグメント間の連結面で
ある継手板や他の側面等の主要部が主桁で構成されてい
る、前記連結すべき各セグメントには、前記連結面であ
る継手板と所定間隔を空けたセグメント内部位置に、前
記継手板と平行な第二継手板が設けられていると共に、
この第二継手板と前記連結面である継手板との間が補強
手段を施した補強区画となっており、この補強区画は、前記各セグメントの各連結面（継手
板）を当面させて相対する状態とした時に、長ボルトが
貫通できるように構成されており、前記各セグメントの連結は、各セグメントを連結面側の
端部に形成されている前記両補強区画を、貫通した長ボ
ルトによって締付けることで行われることを特徴とする
セグメントの継手構造。
【請求項２】前記第二継手板と前記連結面である継手
板との間の補強手段は、第二継手板と連結面である継手
板との間へのコンクリートの充填であることを特徴とす
る請求項１記載のセグメントの継手構造。
【請求項３】前記第二継手板と前記連結面である継手
板との間の補強手段は、第二継手板と前記連結面である
継手板とに掛け渡すようにした補強材の設置であること
を特徴とする請求項１記載のセグメントの継手構造。