JPS624618Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は鉄道や道路等の拡張のために造成し
た築堤にトンネルを穿孔する際のトンネル用支保
工の補強装置に関する。

従来、既に鉄道や道路が敷設されている既存の
築堤にトンネルを穿孔する場合、築堤の両側に鉄
筋コンクリート等で架台フレームを構成し、該架
台フレーム間に複数本の鋼管（以下、鋼管矢板と
いう。）を鋼管矢板相互を連結するとともに築堤
を貫通させてこ設し、該鋼管矢板を支保工として
全スパンの掘削をおこない、その後でトンネルの
内周面を現場打ちコンクリートで覆つていた。こ
の場合、施工中および施工終了後、トンネルは列
車や車等の移動荷重に対して充分耐えられるよう
に設計されなければならない。

ところでこの種のトンネルはトンネル幅方向端
部の天井部分に大きな曲げ応力が発生することが
一般に知られており、トンネルの強度設計をおこ
なうに際し、この部分の鋼管矢板の抵抗力によつ
て他の部分の鋼管矢板の抵抗力が決定される。

ところが、先に述べた従来のトンネルの穿孔方
法では、トンネルの全ての部分に同一大径の鋼管
矢板を使用しているので、幅方向中央部の変形お
よび応力に対して余裕があるにもかかわらず、抵
抗力が充分発揮されず極めて不経済な設計がおこ
なわれていた。

また、鋼管矢板はトンネルの天井部分にのみこ
設され、両端部の鋼管矢板は実質的に片側だけが
連結されているので外力に対する抵抗力が充分発
揮されず変形が大きくなる。

一方中央部の鋼管矢板は両側が連結されている
ので外力に対する抵抗力が両端部より大きく変形
が小さい。このため端部鋼管矢板と中央部鋼管矢
板との間には不自然な応力伝達がおこり、その結
果鋼管矢板に捩れをおこさせるような二次応力が
発生することとなり、その応力解析が複雑になつ
て設計が面倒になり正確な構造設計ができなくな
るばかりか構造的に不利になる欠点がある。

この考案は前記従来の問題点を解消するために
従来工法を改良したもので、トンネルの天井部分
にこ設される鋼管矢板のうちトンネル幅方向両端
部の鋼管矢板を増厚大径の鋼管矢板としたり、鋼
管矢板の中に形鋼および鉄筋を挿入しかつコンク
リートを充填して鋼管と形鋼と鉄筋とコンクリー
トとからなる合成矢板としたりすることによつて
前記鋼管矢板の剛性を他の鋼管矢板の剛性より
1.5〜3.0倍程度増加させ、更に鋼管矢板はトンネ
ルの天井部分にだけでなく両側壁部分にもこ設
し、かつ天井部分の鋼管矢板と壁部分の鋼管矢板
とを堅固に連結することによつて、鋼管矢板全体
の軽量化をはかつて経済設計ができるようにする
とともに捩れ等の二次応力の発生を防止すること
により応力解析および鋼管矢板の断面設計を簡単
にし、その結果正確な設計ができて構造的にも有
利である。

以下、この考案を図示する一実施例によつて説
明すると、図中符号１，１は架台フレーム、２，
……は鋼管矢板である。

架台フレーム１，１は既存の築堤Ａの両側に鉄
筋コンクリートで構成されている。

複数本の鋼管矢板２，……は左右架台フレーム
１，１の梁部分１ａ，１ａ間および柱部分１ｂ，
１ｂ間に築堤Ａを水平に貫通させてこ設され、隣
り合う鋼管矢板２，２は鋼管矢板２，２の側面に
形成された継手３，４によつて接合され、継手３
にはモルタルが充填されている。

継手３は鋼板またはＬ（エル）あるいはアング
ル形鋼で断面略リツプ溝状に形成され、鋼管矢板
２の長手方向に連続形成されている。

また、継手４は継手３にスライド式で係合でき
るように形成され、鋼管矢板２の長手方向に連続
形成されている。

前記鋼管矢板２，……のうち梁部分１ａ，１ａ
の端部にこ設される鋼管矢板には他の部分の鋼管
矢板より増厚大径の鋼管矢板２ａ，２ｂが使用さ
れ、その剛性が1.5〜３倍に高められている。（第
６図参照。） この場合、鋼管矢板２ａ，２ａの継手３，４は
鋼管矢板２ａ，２ａの中央部分よりやや下側に形
成されることになる。鋼管矢板２ａ，２ａに他の
部分の鋼管矢板２，……と同じ物を使用する場合
には鋼管矢板２ａ，２ａの中にＨ形鋼等の形鋼５
と鉄筋かご６とを挿入しかつその中に普通コンク
リートや無収縮性コンクリート等のコンクリート
７を充填して鋼管矢板２ａと形鋼５と鉄筋かご６
とコンクリート７とからなる合成矢板とする。
（第７図参照。）なお、上記のように形鋼５と鉄筋
かご６を併用しても剛性が不足する場合には、円
弧フランジを有するＨ形鋼５ａを使用することに
より鋼管矢板２ａ，２ａの限られた断面内に大き
な強度剛性を与えることができ、かつ繁雑な鉄筋
かご６の組立作業が不要となるため作業性も向上
する。（第８図、第９図参照。） 鋼管矢板２，……および２ａ，２ａと架台フレ
ーム１の梁部分１ａおよび柱部分１ｂ，１ｂとの
間隙部には鋼管矢板２，……および２ａ，２ａが
動かないようにベースモルタル８が充填されてい
る。

築堤Ａの鋼管矢板２，……および２ａ，２ａに
よつて囲まれた部分は掘削されて、築堤幅方向に
貫通するトンネル９が構成され、その壁部分およ
び天井部分は現場打ちコンクリートまたはプレキ
ヤストコンクリート部材で仕上げられている。

この考案は以上の構成からなり、次の効果が期
待できる。

複数本の鋼管矢板がトンネルの天井部分にだ
けでなく壁部分にも使用され、かつ鋼管矢板相
互は連結され、更に応力が最も大きくなるトン
ネル幅方向両端部の天井部分の鋼管矢板は他の
部分の鋼管矢板より1.5〜3.0倍程度剛性が高め
られているので、列車や車の通過時に発生する
各鋼管矢板のたわみおよび曲げ応力を鋼管矢板
の設置場所の違いによるばらつきを最小にして
均一にすることができ、その結果解析困難で構
造的に不利な捩れ等の二次応力の発生をなくし
て応力解析および構造設計を簡単かつ正確にお
こなうことができる。

鋼管矢板全体の軽量化がはかれ、経済設計が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの考案の施工方法を示す工
程図、第６図、第７図、第８図および第９図は第
３図におけるイ部拡大図である。 １……架台フレーム、１ａ……梁部分、１ｂ…
…柱部分、２，２ａ……鋼管矢板、３，４……継
手、５……形鋼、５ａ……円弧フランジＨ形鋼、
６……鉄筋かご、７……コンクリート、８……ベ
ースモルタル、９……トンネル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 築堤両側に柱部分と梁部分よりなる架台フレー
   ムを構成し、該架台フレームの柱部分および梁部
   分間に複数本の鋼管を鋼管相互を連結するととも
   に前記築堤に貫通させてこ設し、かつ前記鋼管で
   囲まれた部分を築堤幅方向に掘削してなるトンネ
   ルにおいて、前記架台フレームの梁部分にこ設さ
   れる鋼管のうち端部の鋼管の剛性を他の鋼管の剛
   性より高めたことを特徴とするトンネル用支保工
   の補強装置。