(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向へ連結され、さらに軸方向へ連結されることにより、掘削穴内に筒状壁体を構成するセグメントであって、
前記セグメントは、内面側が開口された箱型に形成された枠体と、
該枠体内に打設されたコンクリートとから構成されてなり、
前記枠体は、外周側に設けられたスキンプレートと、該スキンプレートの両側部に設けられた主桁板と、前記スキンプレートの両端部に設けられた継手板と、前記主桁板同士の間に設けられた複数のリブとを有してなり、
これらリブは、前記スキンプレートの内面との間に隙間をあけて設けられ、該隙間を含む前記枠体内に前記コンクリートが打設されていることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記リブは、前記スキンプレートに対して傾斜させて取り付けられてなることを特徴とする請求項１記載のセグメント。
【請求項３】
前記リブは、断面Ｌ字状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のセグメント。
【請求項４】
前記リブには、周方向に配設された補強筋が固定されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメント。
【請求項５】
前記補強筋は、前記コンクリート内に埋設されてなることを特徴とする請求項４記載のセグメント。
【請求項６】
前記主桁板には、突起及び穴部が形成されてなり、軸方向へ隣接するセグメントの突起と穴部とが互いに嵌合されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメント。
【請求項７】
前記主桁板及び前記継手板には、他のセグメントとの接合用のボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成され、前記枠体の内面側には、該ボルト挿通孔が連通するボルトボックスが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメント。
【請求項８】
前記枠体の内面には、コンクリートの付着性を向上させる接着材が塗布されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のセグメント。
【請求項９】
前記枠体の内面側にスキンプレートが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相互に複数連結することにより掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメント（主にコンクリート製あるいはスチール製）を組み立てて筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては、例えば、コンクリート製あるいはスチール製が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トンネル等に用いるセグメントとして、コスト低減等の目的のために、充分な強度を確保しつつ簡略化された構造のセグメントが要求されている。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、充分に強度が確保されかつ簡易な構造のセグメントを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のセグメントは、周方向へ連結され、さらに軸方向へ連結されることにより、掘削穴内に筒状壁体を構成するセグメントであって、前記セグメントは、内面側が開口された箱型に形成された枠体と、該枠体内に打設されたコンクリートとから構成されてなり、前記枠体は、外周側に設けられたスキンプレートと、該スキンプレートの両側部に設けられた主桁板と、前記スキンプレートの両端部に設けられた継手板と、前記主桁板同士の間に設けられた複数のリブとを有してなり、これらリブは、前記スキンプレートの内面との間に隙間をあけて設けられ、該隙間を含む前記枠体内に前記コンクリートが打設されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載のセグメントは、請求項１記載のセグメントにおいて、前記リブが、前記スキンプレートに対して傾斜させて取り付けられてなることを特徴としている。
請求項３記載のセグメントは、請求項１記載のセグメントにおいて、前記リブが、断面Ｌ字状に形成されてなることを特徴としている。
請求項４記載のセグメントは、請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記リブに、周方向に配設された補強筋が固定されてなることを特徴としている。
【０００７】
請求項５記載のセグメントは、請求項４記載のセグメントにおいて、前記補強筋が、前記コンクリート内に埋設されてなることを特徴としている。
請求項６記載のセグメントは、請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記主桁板に、突起及び穴部が形成されてなり、軸方向へ隣接するセグメントの突起と穴部とが互いに嵌合されることを特徴としている。
請求項７記載のセグメントは、請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記主桁板及び前記継手板に、他のセグメントとの接合用のボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成され、前記枠体の内面側に、該ボルト挿通孔が連通するボルトボックスが設けられていることを特徴としている。
請求項８記載のセグメントは、請求項１〜７のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記枠体の内面に、コンクリートの付着性を向上させる接着材が塗布されていることを特徴としている。
請求項９記載のセグメントは、請求項１〜８のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記枠体の内面側にスキンプレートが設けられていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のセグメントを図によって説明する。
図１において、符号１は、筒状壁体を構成するセグメントである。これらセグメント１は、鋼鈑から構成された枠体２と、この枠体２の内部に打設されたコンクリート３とからなる合成セグメントである。
枠体２は、外周側に設けられたスキンプレート４と、このスキンプレート４の側部に配設された主桁板５と、スキンプレート４の端部に配設された継手板６とを有しており、主桁板５同士の間には複数のリブ７が設けられている。
【０００９】
これらリブ７は、図２に示すように、主桁板５の内周側に配設されており、したがって、これらリブ７とスキンプレート４との間には隙間Ｓが形成されている。そして、図３に示すように、この隙間Ｓ部分を含む枠体２内にコンクリート３が打設されている。
なお、この枠体２の内面には、接着材が塗布されており、枠体２内に打設されるコンクリート３との確実な一体化が図られるようになっている。
また、主桁板５には、その表面に突起１１及び穴部１２が形成されており、軸方向へ接合されるセグメント１同士の突起１１と穴部１２とが嵌合されるようになっている。そして、これら突起１１と穴部１２とが嵌合することにより、これらセグメント１の位置決めが行なわれるとともに、周方向への変位が規制されるようになっている。
【００１０】
このように、上記実施の形態のセグメント１によれば、スチール製の枠体２のリブ７とスキンプレート４との間に形成した隙間Ｓにコンクリート３を打設した構造であるので、打設したコンクリート３の一体化を図ることができ、この一体化されたコンクリート３によるセグメント１の大幅な強度向上を図ることができ、したがって、枠体２内へのコンクリート３の打設量を削減してコスト低減を図ることができる。さらに、この一体化されたコンクリート３の内面側を各リブ７によって確実に支持することができ、コンクリート３の脱落を確実に防止することができる。また、枠体２内のリブ７が配設された部分へコンクリート３を打設することにより、さらなる強度向上を図ることができる。なお、この部分へのコンクリート３の打設量は、岩盤の強度に対応させて調整すれば良い。
【００１１】
また、コンクリート３を打設する際に、リブ７によってコンクリート３の流れが止められることがないので、リブ７によって区画された箇所へコンクリート３を打設する場合と比較して、コンクリート３の打設作業を容易に行なうことができる。
また、図４に示すものは、リブ７の下端側を屈曲させたもので、このようにリブ７を屈曲させることにより、打設したコンクリート３との食い付き性を向上させることができる。
【００１２】
また、図５に示すものは、リブ７をスキンプレート４に対して傾斜角度をつけて取り付けたセグメント１である。このように、リブ７に角度をつけることにより、地山からかかる地圧の方向に対応してセグメント１の補強を行なうことができる。また、地山からの地圧の大きさに応じてリブ７の取り付け数量を増減させても良い。
また、図６に示すものは、Ｌアングルをリブ７として用いたもので、これらリブ７によれば、リブ７自体の強度が高いので、さらなるセグメント１の補強を行なうことができるとともに、あらゆる方向からの地圧に対応することができる。
【００１３】
図７及び図８に示すものは、リブ７に補強筋１３が挿通可能な複数の孔部を形成し、これら孔部へ補強筋１３を挿通させて溶接等によって固定したもので、このセグメント１によれば、補強筋１３によって大幅に強度向上を図ることができ、また、補強筋１３を埋設するようにコンクリート３を打設することにより、コンクリート３とリブ７とを補強筋１３によって確実に一体化することができ、大幅な強度向上を図ることができる。なお、図７において、符号１４は、枠体２のコーナ部分に設けられた補強筋である。
【００１４】
また、この補強筋１３としては、図９に示すように、短い補強筋１５をそれぞれのリブ７の孔部へ通し、溶接して取り付け、これら補強筋１５が埋設されるようにコンクリート３を打設してもコンクリート３とリブ７との確実な一体化を図ることができる。
また、図１０に示すものは、外面側及び内面側にそれぞれスキンプレート４を設けて内部空間を囲ったもので、それぞれのスキンプレート４によってさらなる強度向上を図ることができる。なお、図中符号２１は、内部空間にコンクリート３を打設するために形成された打設孔である。
さらに、図１１に示すものは、内面側にボルトボックス２２を形成するとともに、これらボルトボックス２２に連通するボルト挿通孔２３を主桁板５及び継手板６に形成したもので、これらボルト挿通孔２３へセグメント１同士の接合用のボルトを挿通させて隣合うセグメント１同士を接合させることができるようになっている。なお、図中符号２４は、構築された筒状壁体の外周側へ裏込め材を注入するために設けられた注入孔である。
【００１５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のセグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のセグメントによれば、リブとスキンプレートとの間の隙間に打設されたコンクリートの一体化を図ることができ、この一体化されたコンクリートによるセグメントの大幅な強度向上を図ることができ、これにより、枠体内へのコンクリートの打設量を削減してコスト低減を図ることができる。さらに、この一体化されたコンクリートの内面側を各リブによって確実に支持することができ、コンクリートの脱落を確実に防止することができる。また、枠体内のリブが配設された部分へコンクリートを打設することにより、さらなる強度向上を図ることができる。これにより、構成材料の板厚等の低減を図ることが可能となり、コストの低減を図ることができる。
また、コンクリートを打設する際に、リブによってコンクリートの流れが止められることがないので、リブによって区画された箇所へコンクリートを打設する場合と比較して、コンクリートの打設作業を容易に行なうことができる。
【００１６】
請求項２記載のセグメントによれば、スキンプレートに対して傾斜角度がつけられたリブによって、このリブにつけられた角度の方向への補強が強化される。即ち、地山からの地圧の方向に対応させてセグメントを選択して用いることにより、極めて良好に地圧に対応することができる。
請求項３記載のセグメントによれば、リブが断面Ｌ字状に形成されているので、これらリブによる補強強度を大幅に向上させることができるとともに、それぞれ一本で２方向への補強を行なうことができる。
【００１７】
請求項４記載のセグメントによれば、リブに固定された補強筋によって枠体の剛性が大幅に向上され、さらに高強度なセグメントとすることができる。
請求項５記載のセグメントによれば、リブに固定された補強筋がコンクリート内に埋設されて一体化されているので、さらなる強度の向上を図ることができる。
請求項６記載のセグメントによれば、主桁板に形成された突起を、隣接するセグメントの主桁板に形成された穴部へそれぞれ嵌合させることにより、セグメント同士を周方向へ位置決めした状態に配設することができる。
請求項７記載のセグメントによれば、主桁板及び継手板に形成されたボルト挿通孔へボルトボックスから接続用ボルトを挿通させることにより、極めて容易に互いのセグメント同士の接合作業を行うことができる。
請求項８記載のセグメントによれば、接着材によって枠体とコンクリートとがさらに強固に接合され、より高強度なセグメントとされる。
請求項９記載のセグメントによれば、外面側だけでなく、内面側にもスキンプレートが設けられているので、さらなる強度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のセグメントの構成及び構造を説明する筒状壁体の内面側から視た斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のセグメントの構成及び構造を説明する枠体の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のセグメントの構成及び構造を説明するセグメントの断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの斜視図である。
【図８】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態のセグメントの構造を説明するセグメントの斜視図である。
【符号の説明】
１  セグメント
２  枠体
３  コンクリート
４  スキンプレート
５  主桁板
６  継手板
７  リブ
１１  突起
１２  穴部
１３、１５  補強筋
２２  ボルトボックス
２３  ボルト挿通孔
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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