(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するセグメントであって、
スキンプレートの周縁に、前記掘削穴の軸線方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する主桁板と、前記軸線回りの周方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する継手板とが立てられた箱状の枠体の内部にコンクリートが充填されて構成され、
対向する前記主桁板同士の間に補強部材が設けられ、
この補強部材が、前記対向する主桁板の内面側にそれぞれ当接した一対の横板材と、これら横板材同士を連結し、前記掘削穴の軸線方向に配設された縦板材とから構成されていることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記補強部材が、一対の縦板材と、これら縦板材の両端部におけるこれら縦板材同士の間に設けられた前記一対の横板材とによって平面視矩形状に形成されてい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】
前記一対の縦板材間には、前記横板材と間隔をあけて壁材が設けられて箱状空間が形成され、
この箱状空間が、前記主桁板に形成されかつセグメント同士を接合するボルトが挿通されるボルト穴と連通するボルトボックスとされていることを特徴とする請求項２記載のセグメント。
【請求項４】
掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するセグメントであって、
スキンプレートの周縁に、前記掘削穴の軸線方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する主桁板と、前記軸線回りの周方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する継手板とが立てられた箱状の枠体の内部にコンクリートが充填されて構成され、
対向する前記主桁板の内面側にそれぞれ補強部材が設けられ、
この補強部材が、前記主桁板の内面側に当接した横板材と、この横板材に接合され、前記掘削穴の軸線方向に配設され、前記スキンプレートに接合された縦板材とから構成されていることを特徴とするセグメント。
【請求項５】
前記縦板材が間隔をあけて一対設けられ、これら縦板材間には、前記横板材と間隔をあけて壁材が設けられて箱状空間が形成され、
この箱状空間が、前記主桁板に形成されかつセグメント同士を接合するボルトが挿通されるボルト穴と連通するボルトボックスとされていることを特徴とする請求項４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】
本発明は、相互に複数接合することにより掘削穴の軸線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】
一般にトンネルを構築する際には、掘削穴が形成されると共に、その掘削穴の壁面を支持するための覆工が施される。この覆工としては、平面視長方形状で円弧版状のセグメントを掘削穴の軸線周りに周設させたリング体を掘削穴の軸線方向に連設させて形成した筒状壁体が用いられる。
また、既設の筒状壁体の端面に、次なるリング体を連設する際、既設の筒状壁体の端面をなす各セグメントは、シールド掘進機の推進ジャッキにより押圧され、掘削方向への離脱が防止される。
【０００３】
上記のようなセグメントの一例を図９に示す。ここに例示されるセグメント２０は、鋼板とコンクリートとからなる合成セグメントであり、スチール製のスキンプレート１の周縁に、主桁板４、４と、継手板５、５とを接合し、これらによって形成された枠体９の内部にコンクリート３を中詰めして形成されるものである。また、主桁板４、４間には、セグメントの機械的強度を高めるための縦リブ７が複数設けられている。この縦リブ７は、その両端が主桁板４、４の内面に溶接によって接合されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されたセグメント２０においては、この縦リブ７が主桁板４に溶接される際に、主桁板４に加えられる熱によって、図１０中２点鎖線に示すように、主桁板４が変形する、いわゆるやせ馬現象が起きることがある。このやせ馬現象によって、主桁板４の外面側には、他の部分より若干膨出した膨出部８が形成される。
このような変形が発生したセグメントを複数接合して筒状壁体を構築した場合、シールド掘進機によって主桁板４に加えられる力が膨出部８に集中し、これによって膨出部８近傍のコンクリート３が破断し、縦リブ７に沿ったクラック１０が発生する場合があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、主桁板に変形が発生せず、かつ十分な機械的強度を有するセグメントを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のセグメントは、掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するものであって、スキンプレートの周縁に、前記掘削穴の軸線方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する主桁板と、前記軸線回りの周方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する継手板とが立てられた箱状の枠体の内部にコンクリートが充填されて構成され、対向する前記主桁板同士の間に補強部材が設けられ、この補強部材が、前記対向する主桁板の内面側にそれぞれ当接した一対の横板材と、これら横板材同士を連結し、前記掘削穴の軸線方向に配設された縦板材とから構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記補強部材が、一対の縦板材と、これら縦板材の両端部におけるこれら縦板材同士の間に設けられた前記一対の横板材とによって平面視矩形状に形成された構成としてよい。
【０００８】
また、前記一対の縦板材間には、前記横板材と間隔をあけて複数の壁材が設けられて箱状空間が形成され、この箱状空間が、前記主桁板に形成されかつセグメント同士を接合するボルトが挿通されるボルト穴と連通するボルトボックスとされた構成としてよい。
【０００９】
また、本発明のセグメントは、掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するものであって、スキンプレートの周縁に、前記掘削穴の軸線方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する主桁板と、前記軸線回りの周方向に隣合うセグメントとの接合面を形成する継手板とが立てられた箱状の枠体の内部にコンクリートが充填されて構成され、対向する前記主桁板の内面側にそれぞれ補強部材が設けられ、この補強部材が、前記主桁板の内面側に当接した横板材と、この横板材に接合され、前記掘削穴の軸線方向に配設され、前記スキンプレートに接合された縦板材とから構成された構成としてよい。
【００１０】
また、前記縦板材が間隔をあけて一対設けられ、これら縦板材間には、前記横板材と間隔をあけて壁材が設けられて箱状空間が形成され、この箱状空間が、前記主桁板に形成されかつセグメント同士を接合するボルトが挿通されるボルト穴と連通するボルトボックスとされた構成としてよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
なお、以下の説明において、従来例との共通部分については、同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
図１ないし図３は、本実施形態のセグメントを示すものである。ここに例示するセグメント３０は、鋼板とコンクリートとからなる合成セグメントであり、長方形状の鋼板を掘削穴の内壁面の曲率に合せて円弧状に湾曲させたスチール製のスキンプレート１の周縁に、掘削穴の軸線方向（図中矢印Ａ、Ｂ方向）の両接合面を形成するスチール製の主桁板４、４と、掘削穴の軸線周りの周方向（図中矢印Ｃ、Ｄ方向）の両接合面を形成するスチール製の継手板５、５とをスキンプレート１に対して直立状態で溶接等により接合し、これらによって形成された箱状の枠体９の内部空間であるコンクリート中詰め空間Ｓ１にコンクリート３を中詰めして形成されたものである。
【００１２】
主桁板４及び継手板５には、セグメント同士を接合するためのボルトを挿通するボルト穴４ａおよび５ａが形成されており、中詰めコンクリート３の周縁においてこのボルト穴４ａおよび５ａに対応する位置には、ボルト取り付け用の空間である所謂ボルトボックス６が設けられている。
対向する前記主桁板４、４同士の間には、掘削穴の軸線方向の応力に対するこのセグメントの機械的強度を高めるための補強部材１１が複数設けられている。
【００１３】
この補強部材１１は、一対のスチール製の縦板材１３、１３と、これら縦板材１３、１３の両端部におけるこれら縦板材同士の間に設けられた一対のスチール製の横板材１４、１４とによって構成され、それぞれの板材が溶接等により接合されて矩形状に形成されたものである。この補強部材１１は、その縦板材１３、１３が掘削穴軸線方向に配設され、横板材１４、１４が主桁板４、４の内面側にそれぞれ当接されて主桁板４、４間に組み込まれている。
また、この補強部材１１は縦板材１３、１３の下縁部においてスキンプレート１に溶接されている。
【００１４】
また、この補強部材１１の横板材１４には、主桁板４に形成されたボルト穴４ａと連通する孔部１４ａが形成されており、この孔部１４ａと横板材１４のボルト穴４ａとに挿通するボルト（図示略）によって、セグメント同士の接合が行われるようになっている。
上記構成の補強部材１１は、枠体９内に、一方の継手板５から他方の継手板５に亙って適当な間隔をおいて複数設けられ、中詰めコンクリート３によって埋設されている。
【００１５】
このようなセグメント３０の製造は、以下のようにして行う。
まず、スキンプレート１の周縁に主桁板４、４および継手板５、５を、スキンプレート１に対して直立状態で配し、溶接等により接合して枠体９を組立てる。次いで、予め一対の縦板材１３、１３の両端部におけるこれら縦板材同士の間に一対の横板材１４、１４を溶接等により接合して矩形状に形成した補強部材１１を、横板材１４が主桁板４の内面と当接するように主桁板４、４の間に組み込み、これを縦板材１３、１３の下縁部においてスキンプレート１に溶接する。
【００１６】
続いて、枠体９内のコンクリート中詰め空間Ｓ１にコンクリートを打設し、これを硬化させて中詰めコンクリート３を形成する。以上のようにしてセグメントを完成させる。
なお、この際、主桁板４および継手板５のボルト穴４ａおよび５ａの周囲にはコンクリート打設を行わず、これによってボルトボックス６を形成する。
また、上記コンクリート打設時には、ボルト穴４ａおよび孔部１４ａにボルトを挿通させて補強部材１１の横板材１４と主桁板４とを接合しておく。
【００１７】
上記のようなセグメント３０においては、補強部材１１を主桁板４に溶接しない構成としたので、主桁板４の変形が発生しない。このため、このセグメントを用いて筒状壁体を構築する際に、これら主桁板４、４に掘削穴の軸線方向の応力が加えられた場合でも、この応力が主桁板４の長さ方向に分散して加えられ、局所的に集中することがない。よって、中詰めコンクリート３の破断が発生しにくい。
【００１８】
また、補強部材１１を、一対の縦板材１３、１３と、これら縦板材１３、１３の両端部におけるこれら縦板材同士の間に設けられた一対の横板材１４、１４とによって矩形状に形成し、縦板材１３、１３を掘削穴軸線方向に配設し、横板材１４、１４を主桁板４、４の内面側にそれぞれ当接するように主桁板４、４間に組み込んだ構成としたので、この補強部材１１を有するセグメントを、掘削穴の軸線方向の応力に対しても十分な機械的強度を有するものとすることができる。
【００１９】
なお、上記セグメント３０では、その製造過程において、この補強部材１１の縦板材１３に対する横板材１４の接合位置を、主桁板４、４間の距離に合わせて調整することができるので、縦板材１３の長さを厳密に設定する必要がなく、その製造が容易となる。
【００２０】
また、本発明のセグメントは上記のものに限られず、各種の変形が可能である。図４に示す補強部材２１が、上記実施形態のものと大きく異なるところは、縦板材１３、１３間に、横板材１４、１４と間隔をあけてスチール製で板状の壁材１７、１７を設けて箱状空間Ｓ２、Ｓ２を形成した点である。
上記の構成の補強部材２１を有するセグメントは、箱状空間Ｓ２を、主桁板４に形成されたボルト穴４ａと連通するボルトボックス１８とすることにより、容易にボルトボックスを形成することができる。
また同時に、補強部材２１がより強度の高いものになるという効果も有する。
【００２１】
また、図５および図６に示す補強部材３１は、主桁板４、４の内面側に当接した横板材１４と、この横板材１４に溶接などにより接合された一対のスチール製で三角形状の縦板材３３、３３とから構成されている。
この補強部材３１は、縦板材３３、３３の下縁部がスキンプレート１上に溶接されて接合されている。
このような補強部材３１は、構造が簡単であり、小さいので、この補強部材３１を有するセグメント４０を製造する際に、補強部材３１を枠体９内に配設する際の取扱いが容易となる。また、材料コスト面でも有利となる。
【００２２】
また、図７および図８に示す補強部材４１は、主桁板４の内面側に当接した横板材１４と、この横板材１４に溶接などにより接合され、間隔をあけて設けられた一対の長方形状の縦板材４３、４３と、これら縦板材間に、横板材１４と間隔をあけて設けられた壁材４７とによって構成され、これらによって箱状空間Ｓ３が形成された構成とされている。
上記の構成の補強部材４１を有するセグメント５０では、この箱状空間Ｓ３を、主桁板４に形成されたボルト穴４ａと連通するボルトボックス１９とすることにより、容易にボルトボックスを形成することができる。
なお、縦板材の形状は上記の実施形態のものに限らず、任意としてよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のセグメントでは、主桁板に溶接を行わない構成としたので、主桁板の変形が発生しない。このため、このセグメントを用いて筒状壁体を構築する際に、これら主桁板に掘削穴の軸線方向の応力が加えられた場合でも、この応力が局所的に集中することがなく、中詰めコンクリートの破断が発生しにくい。
また、対向する主桁板同士の間に、これら主桁板の内面側にそれぞれ当接した一対の横板材と、これら横板材同士を連結し、前記掘削穴の軸線方向に配設された縦板材とから構成された補強部材を設けたので、十分な機械的強度を有するものとすることができる。
【００２４】
また、補強部材を、一対の縦板材と、一対の横板材とによって平面視矩形状に形成することによって、より高い機械的強度を有するものとすることができる。また、この補強部材の縦板材同士の間に、横板材と間隔をあけて板状の壁材を設けて箱状空間を形成することによって、容易にボルトボックスを形成することができる。また同時に、補強部材をより強度の高いものにすることができる。
【００２５】
また、主桁板の内面側に、それぞれ、横板材と、この横板材に接合された縦板材とから構成された補強部材を設け、縦板材をスキンプレートに接合した構成とすることによって、この補強部材を有するセグメントの製造を容易化できる。また、材料コスト面でも有利となる。
【００２６】
また、補強部材を、主桁板の内面側に当接した横板材と、この横板材に、間隔をあけて接合された一対の長方形状の縦板材と、これら縦板材間に、横板材と間隔をあけて壁材を設けて箱状空間を形成した構成とすることによって、容易にボルトボックスを形成することができる。また同時に、補強部材をより強度の高いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のセグメントを示す斜視図である。
【図２】図１に示すセグメントを示す平面図である。
【図３】図１に示すセグメントの補強部材を示す斜視図である。
【図４】本発明のセグメントの別の実施形態の補強部材を示す斜視図である。
【図５】本発明のセグメントのさらに別の実施形態の補強部材を示す斜視図である。
【図６】図５に示す補強部材の接合状態を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図７】本発明のセグメントのさらに別の実施形態の補強部材を示す斜視図である。
【図８】図７に示す補強部材の接合状態を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。
【図９】従来のセグメントの一例を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すセグメントを示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・スキンプレート
３・・・コンクリート
４・・・主桁板
４ａ・・・ボルト穴
５・・・継手板
９・・・枠体
１１、２１、３１、４１・・・補強部材
１３、３３、４３・・・縦板材
１４・・・横板材
１７、４７・・・壁材
１８、１９・・・ボルトボックス
３０、４０、５０・・・セグメント
Ｓ２、Ｓ３・・・箱状空間
【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】
0003628412.tif 000008
【図８】
0003628412.tif 000009
【図９】
0003628412.tif 000010
【図１０】
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