(57)【要約】      （修正有）【課題】継手板の板厚を厚くする必要のないセグメントを提供すること。【解決手段】少なくとも２枚の主桁２の周方向端部に亘って継手板９が配置されて主桁２に固定され、継手板９に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部４が設けられたセグメント１において、前記各主桁２はウェブ７とそのウェブ７に接続するフランジ８を備え、前記主桁２を継手板９側に投影した主桁２における、ウェブ７とフランジ８とにより溝状部が形成され、継手板９に対する前記連結部４が設けれた継手板９巾方向の位置が、前記継手部材１２，１３の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置している。【選択図】図１
2011127350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、
前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、
前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、
前記各主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも２枚のフランジを備え、
前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とするセグメント。
【請求項３】
少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、
前記各主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも２枚のフランジを備え、
セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定され、
前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより閉鎖環状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記閉鎖環状部内に位置していることを特徴とするセグメント。
【請求項４】
少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、
前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、
セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定され、
前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとによる部分と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とするセグメント。
【請求項５】
主桁におけるフランジは、地山側フランジまたは内空側フランジであり、地山側フランジのトンネル軸方向の先端と、内空側フランジのトンネル軸方向の先端とを結ぶ線を継手板側に投影した場合に、投影した継手板側の線またはその線の近傍における継手板の部分に補強部材が接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項６】
補強部材が地山側フランジの先端と内空側フランジの先端に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のセグメント。
【請求項７】
補強部材が板状部材または棒状部材のいずれかであることを特徴とする請求項５または６に記載のセグメント。
【請求項８】
補強部材が継手板に隣接する補強リブに接続されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項９】
内空側フランジに、ボルト接合用の切り欠き部を有することを特徴とする請求項３，５〜８のいずれか１項に記載のセグメンント。
【請求項１０】
セグメントにおける鋼殻の内側にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１１】
少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、
セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置され、
前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより閉鎖環状部または溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を、前記閉鎖環状部内または溝状部内に位置するように設けられ、前記補強部材の他端側は、セグメントにおける鋼殻の内側に中詰めされたコンクリートに埋め込み固定されていることを特徴とするセグメント。
【請求項１２】
主桁断面が、Ｉ形またはＣ形のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３、５〜１１のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１３】
主桁断面が、Ｌ形であることを特徴とする請求項１，４〜１１のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１４】
セグメントにおける鋼殻の内側に、ずれ止め部材が設置されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１５】
フランジに設けたずれ止め部材が、主桁同士間に渡って設置された棒状部材であることを特徴とする請求項１４に記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法等によりトンネル等を構築する場合に使用されるセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、継手板に設ける継手部材を、主桁からトンネル軸方向（継手板巾方向）に離れた位置に設ける形態とするセグメントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５１０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トンネル周方向に隣り合うセグメント相互を連結するために継手板に固定される継手部材を、例えば、図２０〜図２２（ａ）（ｂ）に示すように、主桁２からトンネル軸方向に距離Ｌ離れた位置における継手板９に配置するようになると仮定した場合、トンネル周方向に隣り合うセグメント２６相互を、継手部材１２（１３）または接合用ボルトにより接合することになる。そのため、継手部材１２（１３）間または接合用ボルトに作用する引張力を、継手板９を介して、セグメント２６の本体主要構造部分である主桁フランジ８に伝達することになり、継手板９の板厚（ｔ１）が薄く曲げ剛性が小さいと、図２２（ａ）に２点鎖線イあるいは同図（ｂ）に２点鎖線で示すように継手板９はトンネル周方向に曲げ変形が大きく生じてしまい、トンネル周方向に隣り合うセグメント間の目開き量が大きくなり、継手部の止水性能に問題を生じるために、図２２（ｃ）に示すように、継手板９の板厚（ｔ２）を極度に厚くして、継手部の剛性を高めなければならない。そのため、特に、継手板９のトンネル軸方向の巾寸法を広くした広幅セグメントにおいては、継手板９の板厚が厚くなる分、鋼材使用量が増大し、セグメントのコスト増となるという問題があった。
したがって、トンネル周方向の引張力の負担の大きい継手板９の板厚ｔを厚くすることなく、継手板９に作用する曲げ力の負担を格段に軽減すると共に同時に、継手板９における継手部材部材１２（１３）等の連結部４が設けられる部分の剛性を効率よく向上させることで、継手板９の鋼材使用量を抑え、継手板９に作用する引張力を主桁２に伝達可能なセグメントが望まれる。
本発明は、主桁を考慮して継手板に対する継手部材等の連結部の配設位置を巧みに組み込むことにより、継手板の板厚を厚くする必要のないセグメントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明のセグメントでは、少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とする。
第２発明のセグメントでは、少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも２枚のフランジを備え、前記主桁を継手板側に投影した主桁における、ウェブとフランジとにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とする。
第３発明のセグメントでは、少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも２枚のフランジを備え、セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定され、前記主桁を継手板側に投影した場合に、継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより閉鎖環状部が形成され、継手板に対する前記継手部材の固定される継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記閉鎖環状部内に位置していることを特徴とする。
第４発明のセグメントでは、少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、
セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定され、
前記主桁を継手板側に投影した場合に、継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとによる部分と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記溝状部内に位置していることを特徴とする。
第５発明では、第１〜第３発明のいずれかのセグメントにおいて、主桁におけるフランジは、地山側フランジまたは内空側フランジであり、地山側フランジのトンネル軸方向の先端と、内空側フランジのトンネル軸方向の先端とを結ぶ線を継手板側に投影した場合に、投影した継手板側の仮想の線またはその近傍における継手板に補強部材が接続されていることを特徴とする。
第６発明では、第５発明のセグメントにおいて、補強部材が地山側フランジの先端と内空側フランジの先端に接続されていることを特徴とする。
第７発明では、第５または第６発明のセグメントにおいて、補強部材が板状部材または棒状部材のいずれかであることを特徴とする。
第８発明では、第３〜第７発明のいずれかの発明において、補強部材が継手板に隣接する補強リブに接続されていることを特徴とする。
第９発明では、第３，５〜第８のいずれかの発明において、内空側フランジに、ボルト接合用の切り欠き部を有することを特徴とする。
第１０発明では、第１〜第９発明のいずれかの発明において、セグメントにおける鋼殻の内側にコンクリートが中詰めされていることを特徴とする。
第１１発明のセグメントでは、少なくとも２枚の主桁の周方向端部に亘って継手板が配置されて主桁に溶接により固定され、継手板に固定された継手部材又は設けられたボルト孔のいずれかの連結部が設けられたセグメントにおいて、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置され、前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより閉鎖環状部または溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられる継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記閉鎖環状部内または溝状部内に位置するように設けられ、前記補強部材の他端側は、セグメントにおける鋼殻の内側に中詰めされたコンクリートに埋め込み固定されていることを特徴とする。
第１２発明では、第１〜３、５〜１１のいずれかの発明において、主桁断面が、Ｉ形またはＣ形のいずれかであることを特徴とする。
第１３発明では、第１，４〜１１のいずれかの発明において、主桁断面が、Ｌ形であることを特徴とする。
第１４発明では、第１０〜第１３発明のいずれかの発明において、セグメントにおける鋼殻の内側に、ずれ止め部材が設置されていることを特徴とする。
第１５発明では、第１４発明のセグメントにおいて、フランジに設けたずれ止め部材が、主桁同士間に渡って設置された棒状部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
第１発明によると、継手板に対する前記継手部材又はボルト孔のいずれかの連結部が設けられる継手板巾方向の位置が、前記主桁を継手板側に投影した場合に、継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部内に位置するように設けるだけで、主桁におけるフランジとウェブの継手板側の接合部で周囲が拘束され、剛性が効率よく向上している範囲の継手板に連結部が配置されることになり、トンネル周方向の引っ張り力が作用した場合の継手板の変形量および曲げモーメントが従来と比べて極めて小さくなるため、従来のように、継手板の板厚を厚くすることなく、トンネル周方向に隣り合うセグメント間の目開き量を小さくし、良好な継手部の止水性能を確保することが可能となる。また、連結部と主桁のフランジあるいはウェブとの距離が小さいため、継手板に作用する引っ張り力を主桁のフランジあるいはウェブに効率的かつ確実に伝達することができ、良好な継手構造性能を確保できる。また、継手板を厚くする必要がないため、その分、鋼材使用量を抑えて、セグメントの製作コストを低減することができる。
また、第２発明のように、主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも２枚のフランジを備えている形態では、主桁断面をトンネル周方向の継手板側に、確実にコ字状の溝状部を形成して、その溝状部の範囲の継手板の剛性を、従来の場合よりも格段に高めることができ、そのような部分に継手部材等の連結部を設けるので、第１発明の場合よりコ字状の溝状部内の継手板の剛性を高めることができる。
第３発明によると、前記各主桁はウェブとそのウェブに接続する少なくとも2枚のフランジを備え、しかも補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定されているので、主桁および補強部材をトンネル周方向継手板側に投影した場合に、矩形状あるいは台形状の閉鎖環状部を形成でき、継手板に対する前記継手部材等の連結部が設けられるトンネル軸方向である継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を閉鎖環状部内に位置しているので、前記の閉鎖環状部に位置する継手板の部分は、主桁における２枚のフランジとウェブとの継手板側の接合部および補強部材で周囲が拘束されることになり、コ字状の溝状部の場合よりもさらに継手板の剛性が効率よく向上している範囲となる。その範囲の継手板に継手部材等の連結部を設けることで、継手板の板厚を厚くすることなく、継手板に作用する引っ張り力を主桁のフランジあるいはウェブにさらに効率よく伝達することができる等の効果が得られる。
第４発明によると、各主桁はウェブとそのウェブに接続するフランジを備え、セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置されて主桁に直接または間接に固定され、前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとによる部分と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより溝状部が形成され、継手板に対する前記連結部が設けられた継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を、前記溝状部内に位置しているので、主桁がウェブとフランジとを備えた断面Ｌ形の主桁であっても、補強部材を主桁と並行に設けることで、トンネル周方向に継手板側に主桁と補強部材を投影した場合に、コ字状等の溝状部を形成して、その溝状部内の部分の継手板の剛性を高めることができる。
第５発明によると、主桁におけるフランジは、地山側フランジまたは内空側フランジであり、地山側フランジのトンネル軸方向の先端と、内空側フランジのトンネル軸方向の先端とを結ぶ線を継手板側に投影した場合に、投影した継手板側の線またはその線の近傍における継手板の部分に補強部材が接続されているので、主桁および補強部材をトンネル周方向継手板側に投影した場合に、矩形状あるいは台形状の閉鎖環状部を大きく形成でき、継手板に対する前記継手部材等の連結部が設けられるトンネル軸方向である継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を閉鎖環状部内に位置しているので、前記の閉鎖環状部に位置する継手板の部分は、主桁における２枚のフランジとウェブとの継手板側の接合部および補強部材で周囲が拘束されることになり、コ字状の溝状部の場合よりもさらに継手板の剛性を向上することができる。
第６発明によると、補強部材が地山側フランジの先端と内空側フランジの先端に接続されているので、継手板から補強部材に伝達された引っ張り力を効率的に主桁に伝達できる等の効果が得られる。
第７発明によると、補強部材が板状部材または棒状部材のいずれかであるので、市販の鋼板または鉄筋あるいは異形棒鋼あるいは棒状鋼材を用いて、トンネル周方向に継手板に投影した場合に、主桁と共同してコ字状の溝状部あるいは閉鎖環状部を形成して、継手板を補強することができる等の効果が得られる。
第８発明によると、補強部材が継手板に隣接する補強リブに接続されているので、主桁に補強部材を固定しない場合でも、継手板を補強できる補強部材を設置することができる。また、トンネル周方向から継手板側に主桁と補強部材を投影した場合に、継手板に溝状部あるいは閉鎖環状部を形成して、その溝状部内あるいは閉鎖環状部内の継手板を補強して継手板の剛性を高めることができ、また補強部材および補強リブを介して主桁に引っ張り力を伝達することも可能である等の効果が得られる。
第９発明によると、内空側フランジに、ボルト接合用の切り欠き部を有するので、継手板に継手部材を設けない形態でも、切り欠き部に接続する凹部を設けることで、前記トンネル周方向に隣り合うセグメント相互を連結することができる等の効果が得られる。
第１０発明によると、セグメントにおける鋼殻の内側にコンクリートが中詰めされていると、シールド掘削推進工法におけるジャッキ反力の伝達を中詰めコンクリートを介して既設側のトンネルに伝達することができ、また、耐火性のセグメントあるいはトンネルとすることができる。また、トンネル周方向の圧縮力を伝達する場合に、補強部材の変形を防止することができ、また、補強部材を主桁あるいは補強リブに固定しない場合には、補強部材を中詰めコンクリートに定着させることで、定着主段として機能させることもできる等の効果が得られる。
第１１発明によると、セグメント内において、継手板に一端側が固定された補強部材が、主桁に並行に配置され、前記主桁を継手板側に投影した主桁におけるウェブとフランジとにより形成される溝状部と、継手板側に投影した補強部材による部分とにより閉鎖環状部または溝状部が形成され、継手板に対する前記継手部材又はボルト孔のいずれかの連結部が設けられる継手板巾方向の位置が、前記継手部材の重心又はボルト孔の中心軸線を前記形成される閉鎖環状部内または溝状部内に位置するように設けられており、前記補強部材の他端側は、セグメントにおける鋼殻の内側に中詰めされたコンクリートに埋め込み固定されているので、主桁および中詰めコンクリートに固着した補強部材により、継手板の連結部の剛性を高めたセグメントとすることができる等の効果が得られる。
第１２発明では、主桁断面が、Ｉ形またはＣ形のいずれかであるので、市販の鋼材あるいは鋼板を組み立てて安価な主桁を形成することができ、また、主桁単独あるいは補強部材と共同して、トンネル周方向に継手板側に投影した場合に、継手板側に溝状部あるいは閉鎖環状部を形成することができる等の効果が得られる。
第１３発明では、主桁断面が、Ｌ形であるので、市販の鋼材あるいは鋼板を組み立てて安価な主桁を形成することができ、また、主桁単独あるいは補強部材と共同して、トンネル周方向に継手板側に投影した場合に、継手板側に溝状部を形成することができる等の効果が得られる。
第１４発明では、セグメントにおける鋼殻の内側に、ずれ止め部材が設置されているので、鋼殻と中詰めコンクリートとの周方向等のずれを防止し、中詰めコンクリートと鋼殻との確実な一体化を図ることができる等の効果が得られる。
第１５発明では、第１４発明のセグメントにおいて、フランジに設けたずれ止め部材が、主桁同士間に渡って設置された棒状部材であると、中詰めコンクリートと鋼殻との確実な一体化を図ることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置を示す断面図、（ｃ）は一端側の横断平面図である。
【図３】継手部材からなる連結部の継手板に対する位置および継手部材からなる連結部に引っ張り力が作用した場合の継手板の変形状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図５】（ａ）は図４に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材からなる連結部の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】（ａ）は図６に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図８】本発明の第４実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図９】（ａ）は図８に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対するボルト孔からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図１２】継手板に設けたボルト孔およびボルトボックス並びに内空側のフランジに設けた開口部を示すために、図１０に示すセグメントにおける主桁に沿った断面図である。
【図１３】補強部材の他の配置形態を示す本発明の第６実施形態のセグメントの一部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第７実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図１５】（ａ）は図１４に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図１６】本発明の第８実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、（ａ）はセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図である。
【図１７】主桁を断面Ｉ形またはＨ形とした場合で、本発明の第９実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、（ａ）はセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図である。
【図１８】主桁を断面Ｌ形とした場合で、本発明の第１０実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、（ａ）はセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図である。
【図１９】（ａ）は図１８に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図２０】従来のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示すものであって、（ａ）はセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置を示す断面図である。
【図２１】（ａ）は図２０に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置を示す断面図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）は図２０に示す従来のセグメントにおける継手部材からなる連結部に引っ張り力が作用した場合に、継手板が厚板でなく薄板とされた時の曲げ変形を示すセグメントの一部の斜視図および平面図、（ｃ）は（ｂ）図のような継手板に曲げ変形が起こらないようにするために、継手板を厚板とした形態を示すセグメントの一部の平面図である。
【図２３】本発明の第１１実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図２４】（ａ）は図２５に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置および補強部材の位置を示す断面図である。
【図２５】本発明の第１２実施形態のトンネル覆工用のセグメントを示す一部切り欠き斜視図である。
【図２６】（ａ）は図２５に示すセグメントの正面図、（ｂ）は主桁に対する継手部材からなる連結部の位置を示す断面図、（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【図２７】周方向に隣り合うセグメント端部相互を示す横断平面図である。
【図２８】セグメント相互を連結した状態を示す横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図３は、本発明の第１実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント１を示すものであって、図１はセグメント１の一部切り欠き斜視図、図２（ａ）は図１に示すセグメント１の正面図、図２（ｂ）は主桁２に対する継手部材１２，１３からなる連結部４の位置を示す断面図、図３は、継手部材からなる連結部４の継手板９に対する位置および継手部材１２に引っ張り力が作用した場合の継手板９の変形状態を示す説明図である。
【００１０】
図示の形態では、中詰めコンクリート５がセグメント内に充填・硬化され、鋼殻６と中詰めコンクリート５とが合成一体化された合成セグメント１を示しているが、本発明では、トンネル覆工用のセグメント１は、中詰めコンクリート５がセグメント内に充填されていない鋼製セグメントでも、中詰めコンクリート５がセグメント内に充填・硬化されたセグメントでもよい。以下の実施形態でも同様である。
【００１１】
この形態では、セグメント１におけるトンネル周方向に延長するように配置されている鋼製の主桁２は、トンネル周方向に延長するように配置されるウェブ７と、そのウェブ７に接続するように一体に固定されたフランジ８とを有する断面Ｃ字状（断面コ字状又は断面溝状あるいは断面倒凹字状を含む）の主桁２で、ウェブ７に対してフランジ８を片側（トンネル軸方向の片側）に張り出すように設けた片フランジ式の主桁２を備えたセグメント１である。
【００１２】
図１〜図３に示す形態では、主桁２は、ウェブ７と、ウェブ７に一体に設けられた地山側およびトンネル内空側の各フランジ８とにより構成され、このような主桁２を２枚と、１枚の地山側のスキンプレート３と、トンネル軸方向に両端に配置され、前記各主桁２と地山側のスキンプレート３に連続した溶接により一体に固定される２枚の継手板９により、５面鋼殻６が構成されている。さらにその鋼殻６の内側に主桁２間に亘って鋼製補強リブ１１が間隔おいて設けられて、適宜、継手板９および主桁２に雄継手１２または雌継手１３が設けられて、鋼製セグメント１が構成され、そのような鋼製セグメント１内に、中詰めコンクリート５が充填・硬化されて、鋼製セグメント１と中詰めコンクリート５とが一体化された合成構造のセグメント１とされている。
【００１３】
本発明のセグメント１では、1枚のウェブ７と前記ウェブ７に固定された少なくとも1枚のフランジ８（地山側のフランジまたは内空側のフランジ）とを有する少なくとも１対の主桁２（２枚の主桁２）を備えたセグメント３であって、好ましくは地山側または内空側のいずれか一方あるいは両方にスキンプレート３を備えたセグメントであって、前記ウェブ８におけるセグメント内側面であって、前記ウェブ７に、前記フランジ８の基端側が一体に連接されている。図示の形態では、ウェブ７とフランジ８が一体に連接された形態の主桁２としているが、鋼板を用いて組み立て、フランジ８をウェブ７に、トンネル周方向に連続した溶接Ｗにより固定する形態の主桁２としてもよい（図１３参照）。
【００１４】
本発明のセグメント１では、少なくとも２枚の主桁２の周方向端部に亘って継手板９が配置されて主桁２に固定され、継手板９に継手部材１２，１３又はボルト孔１０（図１０〜図１２参照）からなる連結部４が設けられて接合されるセグメント１を対象にしている。そしてそのようなセグメント１において、前記各主桁２はウェブ７とそのウェブ７に接続するフランジ８を備え、前記主桁２を継手板９側にトンネル周方向から投影した場合に、主桁２におけるウェブ７とフランジ８とにより溝状部１５（図２ａ参照）が形成され、継手板９に対する前記連結部４が設けられる継手板巾方向の位置が、前記継手部材１２，１３の重心又はボルト孔１０の中心軸線を前記溝状部１５内に位置するように設けられている。
前記の継手部材１２，１３は、継手板９に溶接により固定される場合と、係止用の凹部を有する雌型の継手部材１３では、継手板９に一体に設けられる場合とがある。なお、雌型の継手部材１３側の継手板９には、倒Ｔ字状の開口部が設けられ、継手板９の背面側に継手部材１３が設けられる。
したがって、本発明では、継手板９に設けられる継手部材１２，１３からなる連結部４の重心が、前記溝状部１５（又は後記の実施形態では閉鎖環状部１６）内に位置するように設けられる場合と、ボルト孔１０の中心軸線が前記溝状部１５（又は後記の実施形態では閉鎖環状部１６）内に位置するように設けられる場合との二通りの場合がある。
したがって、継手部材１２，１３あるいはボルト孔１０の連結部４の一部が前記溝状部１５あるいは閉鎖環状部１６からはみ出す場合もある。
【００１５】
図１〜３に示す形態では、ウェブ７にトンネル半径方向地山側に位置するフランジ８とトンネル内空側に位置するフランジ８とを備えた形態のセグメント１とされている。
【００１６】
そして、本発明では、前記のように主桁２の断面形態に着目し、その断面形態を継手部材１２，１３等の連結部４が設けられる部分の継手板９の曲げ剛性を格段に高める上で有効に活用できる点に着目している。
【００１７】
トンネル周方向から見て、主桁２の断面形態を継手板９側に投影した場合、図１〜３の場合には、主桁２のウェブ７と２枚のフランジとにより、トンネル軸方向でセグメント内側に開口するＣ字状（コ字状）の溝状部１５が形成されており、主桁２の断面形態を投影した場合にその部分の継手板９の部分は曲げ剛性が高められている部分であり、トンネル周方向から見て、継手部材１２，１３の重心が前記溝状部１５内に位置するように、継手部材１２，１３は継手板９の所定の位置に設置されている。
トンネル周方向から継手板９側に投影した継手部材１２，１３からなる連結部４の重心位置を前記のような位置に配置することで、継手部材１２，１３を介してトンネル周方向に隣り合うセグメント１間での引張力Ｆ（図３参照）を伝達する場合は、前記の溝状部１５内における継手板９が補強されて曲げ剛性が高められた位置で応力の伝達が行われて、継手部材１２，１３および継手板９から主桁２のフランジ８あるいはウェブ７に効率よく伝達することができ、また、継手板９の曲げ剛性を高めるために、継手板９の板厚を厚くすることなく、経済的なセグメント１としている。
しかも、トンネル周方向から見て、継手部材１２，１３が設けられている主桁２からの位置（トンネル軸方向あるいはトンネル半径方向）は、ゼロであるから、従来のように主桁２からトンネル軸方向に離れた位置に設けられる継手板９に作用する曲げ力は作用しないため、有利なセグメント１となっている。
したがって、図３に２点鎖線イで示すようなトンネル半径方向の曲げ変形、または図３に２点鎖線ロで示すようなトンネル軸方向の曲げ変形は、極めて小さな変形となり、また、継手部材１２，１３（連結部４）からフランジ８までの距離が太線矢印で示すように、短いため、継手板９からフランジ８に効率よく応力を伝達することができ、また、ウェブ７にも伝達することができる。
また、継手部材１２，１３からなる連結部４が、主桁２のフランジ８とウェブ７から短い位置で、主桁のフランジ８とウェブ７を継手板側に投影した場合の溝状部１５内に位置して、主桁２のフランジ８とウェブ７が継手板９側に固定された部分を継手板側に投影した場合の溝状部１５に囲まれているため、継手板９に設けられる連結部４周囲の継手板は補強されており、トンネル周方向の引張力が継手板９に作用しても継手板の変形は小さく、継手板に発生する応力は小さいため、継手板の板厚を厚くする必要がなくなっている。
継手部材１２，１３としては、係止突起を有する断面Ｔ字状の雄型の継手部材１２でもよく、雄型の継手部材の挿入孔およびこれに接続する係止凹部を有する雌型の継手部材１３でもよい。前記のような雄型あるいは雌型の継手部材１２，１３は適宜公知のものを用いるようにしてもよい。
以下の実施形態でも同様であるが、このような形態では、トンネル周方向の引っ張り力Ｆが作用した場合の継手板９の変形量および曲げモーメントが従来と比べて極めて小さくなるため、従来のように、継手板の板厚を厚くすることなく、トンネル周方向に隣り合うセグメント間の目開き量を小さくし、良好な継手部の止水性能を確保することが可能となる。また、連結部４と主桁２のフランジ８あるいはウェブ７との距離が小さいため、継手板９に作用する引っ張り力Ｆを主桁２のフランジ８あるいはウェブ７に効率的かつ確実に伝達することができ、良好な継手構造性能を確保できる。なお、図中、継手板９あるいはウェブ７等に設けられる止水溝あるいは止水材の図示を省略した。
【００１８】
前記の形態は、継手板９に継手部材１２，１３を設ける場合の代表形態として示しているが、本発明においては、セグメント１は、継手部材１２，１３を継手板９に設ける形態以外にも、継手板９にボルトを挿通するためのボルト孔を設ける形態でも、同様であるので、このような形態について、図１０〜図１２を参照して簡単に説明する。
継手板９に継手部材１２，１３を設ける形態に代えて、図１０〜図１２の第５実施形態を参照して説明すると、継手板９に、ボルト孔１０からなる連結部４にしてもよい。前記のボルト孔１０の場合は、トンネル周方向で、ボルト孔１０の中心軸線が、溝状部１５内に位置するようにされていることで、前記と同様に、前記の溝状部１５内における継手板９が補強されて曲げ剛性が高められた位置で応力の伝達が行われて、接合用ボルト・ナットおよび継手板９から主桁２のフランジ８あるいはウェブ７に効率よく伝達することができ、また、継手板９の曲げ剛性を高めるために、継手板９の板厚を厚くすることなく、経済的なセグメント１とすることもできる。
【００１９】
本発明では、トンネル周方向から見た場合、特に、継手板９に溶接により接合されている部分の主桁２の端部の断面形態を継手板９側に投影した場合の、ウェブ７およびフランジ８により形成される溝状部１５の形状としては、例えば、ウェブ７およびフランジ８により形成されるＬ字状部分の内側の溝の場合、好ましくはウェブ７および２枚のフランジ８により形成される倒コ字状（倒凹状）の内側の溝の場合もある。フランジ８の枚数が１枚の場合には、地山側よりのフランジ又は最も内空側よりのフランジ８のいずれか一方と、ウェブ７とにより形成される溝状部であり、好ましくはフランジ８が２枚以上となる場合には、最も地山側よりのフランジと、最も内空側よりのフランジ８と、ウェブ７とにより形成される溝状部である。
【００２０】
次に、本発明の基本的な技術思想について、図３あるいは図１０を参照して説明する。
【００２１】
トンネル周方向に隣り合うセグメント相互を連結して構成されるセグメントリングに対して、土圧あるいは内圧により、トンネル周方向の引張力が作用した場合には、トンネル周方向に隣り合うセグメント１相互は、継手板９相互を連結している継手部材１２，１３からなる連結部４から継手板９を介して主桁２に伝達されていくことになる。又はボルト孔１０からなる連結部４に設けられるボルト・ナットから継手板９を介して主桁２に伝達されていくことになる。そのため、継手部材１２，１３又はボルト孔１０（図１０〜図１２の場合）のボルト・ナットから継手板９には、トンネル周方向外側に引張力が作用し、これに伴い継手板９には曲げ力が作用することは、図２２における従来技術の説明の通りである。
継手部材１２，１３又はボルト孔１０からなる連結部４が、主桁２からトンネル軸方向に離れた位置になるほど、トンネル周方向に隣り合うセグメント１間に引っ張り力が作用した場合に、トンネル周方向に隣り合うセグメントの継手板９相互を接合（連結）している継手部材１２，１３（またはボルト等の接合部材）には、引っ張り力が作用することになるから、継手板９には、主桁２付近を中心とした曲げ力が作用し、継手板９の曲げ負担は大きくなる。
【００２２】
一方、トンネル周方向から見た場合の主桁２の断面を検討すると、主桁２は、トンネル半径方向に伸びるウェブ７を必ず備えている。
そして、前記ウェブ７に接続するように一体に設けられて、トンネル周方向に延長するトンネル半径方向内空側（又はトンネル半径方向地山側に）にトンネル軸方向に張り出すフランジ８を備えている場合には、トンネル周方向から見て、主桁断面を継手板９に投影した場合に、前記のウェブ７と前記フランジ８とにより、ほぼ三角形状またはコ字状（又はＣ字状）の溝が形成されていることになり、主桁２が固定された部分の継手板９は、その固定されている部分の付近では継手板９の曲げ剛性が高められている。
トンネル周方向から見た場合で、前記のように継手板９の剛性が高められている部分の付近、特にトンネル周方向から継手板９側に、主桁２を投影した場合の主桁断面が、断面コ字状、断面倒Ｈ字状等の形態の場合には、主桁２のウェブ７と主桁２のフランジ８とにより、三角形あるいは矩形コ字状等の溝状部１５が形成され、前記の溝状部１５内では、特に継手板９の剛性が高まっている。トンネル軸方向に前記の溝状部から離れた位置になるに従い、主桁に補強されていない部分になるから、継手板の剛性は、トンネル軸方向中央寄りでは、主桁側に比べて低くなる。
【００２３】
本発明は、トンネル周方向から継手板９側に、主桁２を投影した場合の主桁２の断面形態により、溝状部が形成される場合に、トンネル周方向から見た場合に、前記の溝状部内に継手部材の重心を位置させるように、継手部材を継手板に設けるようにしている。このようにすることで、トンネル周方向に引っ張り力が作用するような場合に、継手板の曲げ剛性が高められている位置から主桁にトンネル周方向の引張力を主桁に合理的に、伝達することができるようにしている。
トンネル周方向から見た場合における継手部材１２，１３のトンネル周方向の中心軸線上またはその近傍に、継手部材１２，１３の重心が位置しているのが望ましい。継手部材１２，１３等の連結部４を前記のような位置に配置することで、継手部材１２，１３等から引っ張り力を継手板９が受けた場合に、継手板９がトンネル周方向外側に変形する場合の抵抗が高められて、セグメント１におけるトンネル周方向外側に変形するのを拘束されている。
【００２４】
また、前記主桁２をトンネル軸方向に切断した場合の断面形態としては、前記第１実施形態のように断面溝形（略断面コ字状）でもよく、第９実施形態として示す図１７に示すように、断面Ｉ字状（または断面倒Ｈ字状の形態）の主桁断面形態の場合でもよい。また、主桁２の断面形態が略断面Ｌ字状または溝部を備えた主桁断面形態である場合に、主桁２に直接または近接して並行に補強部材を設置することで、主桁２と補強部材とが共同して、ほぼ断面倒凹状（略断面コ字状）の溝状部あるいはほぼ断面閉鎖環状部となって、継手板９側に投影した場合に、ほぼ断面倒凹状（略断面コ字状）の溝状部あるいはほぼ断面閉鎖環状部を形成することができるので、以下の実施形態では、これらの形態について順次説明する。
【００２５】
なお、本発明では、主桁２により、継手部材１２，１３が設けられる継手板９の部分の曲げ剛性が高められているため、本発明では、セグメント１内の中詰めコンクリート５を設けてもよく、あるいは設けなくてもよい。中詰めコンクリート５を設けておくと、継手部材１２，１３のアンカー用脚部１８あるいは補強部材１７との付着により、継手部材１２，１３及び補強部材１７の中詰めコンクリート５からの抜け出しを防止し、継手板９の抵抗が高まる。以下の実施形態でも同様である。
なお、トンネル軸方向に隣り合うセグメント１同士を連結するために、セグメント１のトンネル軸方向両端部に位置する主桁２には、トンネル軸方向の継手２０が設けられている。
【００２６】
（第２実施形態）
図４及び図５には、本発明の第２実施形態のセグメント１が示されている。図４は本発明の第２実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントを示す一部切り欠き斜視図、図５（ａ）は図４に示すセグメントの正面図、図５（ｂ）は主桁に対する継手部材の位置および補強部材の位置を示す断面図、図５（ｃ）はセグメントにおけるトンネル周方向一端側の横断平面図である。
【００２７】
この第２実施形態では、継手板９にほぼ長方形あるいは扇状の鋼板２１からなる補強部材１７を設けている点が主に相違しており、その他の構造は前記第１実施形態のセグメント１と同様であるので、同様な部分については、同様な符号を付して、相違する点を主に説明する。
【００２８】
図４および図５に示す形態では、主桁２における各フランジ８先端部に近接した位置に配置されて継手板９に、トンネル周方向の補強部材１７の基端部が溶接又はボルトにより固定されている。補強部材１７は、適宜片側または両側が溶接されて固定される。前記の補強部材１７は、継手板９のトンネル半径方向の巾寸法よりも小さい寸法とされている。前記の補強部材１７により、補強部材１７が設けられている付近の継手板９の曲げ剛性が高められ、補強部材１７により継手板９の変形を拘束している。
補強部材１７をボルトにより固定する場合には、適宜ボルト孔を備えた取り付け片を固定して、継手板９または主桁２あるいは補強リブ１１側にボルト等により固定され、継手板９または主桁２あるいは補強リブ１１側に適宜雌ねじ部材を固定しておいてもよい。
補強部材１７は、トンネル周方向に延長するように配置されて、継手板９に間隔をおいて隣り合って継手板９に並行に配置されて主桁２に固定された鋼製補強リブ１１に溶接又はボルト等により固定されている。
中詰めコンクリート５が充填される場合で、前記補強部材１７の表面に凹凸を備えた粗面とされて中詰めコンクリート５との付着が図る場合には、補強部材１７は中詰めコンクリートに固定して、鋼製補強リブ１１に固定しなくてもよい（以下の実施形態でも同様である）。
補強部材１７には、適宜トンネル軸方向に隣り合うセグメント相互を連結するための継手２０用のアンカー脚部を挿通させるための貫通孔が適宜設けられる。
【００２９】
図４及び図５に示す第２実施形態では、トンネル周方向に主桁２の断面を継手板９に投影した場合の溝状部１５に加えて、補強部材１７を投影した場合に、前記溝状部１５の開口側を閉塞するようになり、ほぼ閉鎖環状部１６（図５ａ参照）が形成されている。
そして、トンネル周方向の継手板９側に、トンネル周方向のほぼ長方形状の鋼板からなる補強部材１７と主桁２とを投影した場合に、補強部材１７と主桁２とにより、ほぼ閉鎖した矩形環状の閉鎖環状部１６が形成されて、その閉鎖環状部１６内の継手板９の曲げ剛性を高めている。そして、トンネル周方向の継手板９側に継手部材１２，１３等の連結部４の重心又はボルト孔１０の中心軸線が、前記閉鎖環状部１６内に位置するようにしている。
閉鎖環状部１６内の継手板９の曲げ剛性は、トンネル半径方向及びトンネル軸方向に、前記第１実施形態のセグメント１の場合よりも高められている。したがって，継手部材１２，１３は、閉鎖環状部１６内の曲げ剛性が一層高められた継手板９に固定されていることになるため、継手板９から主桁２に直接あるいは補強部材１７および補強リブ１１を介して間接して主桁２にトンネル周方向の引張力を効率よく、伝達することができる。
特にトンネル周方向の引張力を負担するのは、主桁２のフランジ８であるので、継手板９等を介して主桁２のフランジ８に伝達するようにさせる。
【００３０】
主桁２と補強部材１７とにより、継手部材１２，１３等の接合部が設けられる付近の継手板９の部分の曲げ剛性が高められている。第２実施形態では、継手板９と補強リブ１１とが、ほぼ矩形状の鋼板からなる補強部材１７により連結されていることで、継手部材１２，１３等の接合部を介して継手板９にトンネル周方向の引っ張り力が作用した場合に、継手板９のトンネル軸方向の曲げ変形に対して、補強部材１７と補強リブ１１との２部材が共同して、中詰めコンクリート５がある場合には、中詰めコンクリート５との付着を伴った補強部材１７と補強リブ１１との３部材が共同して抵抗する。
なお、鋼板等からなる補強部材１７である場合には、適宜開口部を設けたり、下記のように複数枚とすることで開口部を形成し、主桁２と補強部材１７との間のコンクリート充填性を高めるようにしてもよい。
前記の補強部材１７としては、片面に凹凸を有する縞鋼板あるいは両面に凹凸を有する鋼板を用いてコンクリートとの付着を高めるようにしてもよい。
補強部材１７としては、２枚または３枚等の複数枚のトンネル周方向に延長する鋼板をトンネル半径方向に間隔をおいて並行に配置する形態でもよい。
補強部材１７のトンネル周方向の長さ寸法としては、補強部材１７を補強リブ１１に固定する場合には、継手板９から補強リブ１１までの長さ寸法とすればよく、主桁２に固定する場合には前記の場合より短くてもよく、例えば継手板９から補強リブ１１までの長さ寸法の１／２程度で補強リブ１１から離れた状態でよい。
【００３１】
図６および図７には、本発明の第３実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントが示されている。この第３実施形態では、補強部材１７が、複数本の鉄筋あるいは鋼棒等からなる棒状部材１９により構成した形態であり、その他の構造は、前記第２実施形態の場合と同様である。
各棒状部材１９は、トンネル半径方向に同面状に配置され、かつ各棒状部材１９は、フランジ８先端部を結ぶ直線に接するように、主桁２に並行に配置されて、各棒状部材１９の基端側が継手板９に固定され、各棒状部材１９の先端部は補強リブ１１に固定されている。この形態では、トンネル半径方向に同面状に設置された棒状部材１９により、あたかも１枚の鋼板からなる補強部材１７と同様な作用を発揮するようにした形態である。トンネル軸方向から見た場合、複数の棒状部材１９が、トンネル半径方向の各フランジ８先端部に近接した状態で、先端部間にほぼ等間隔をおいて配置されている。
そして、トンネル周方向の継手板９側に、複数の棒状部材１９からなる補強部材１７と主桁２とを投影した場合に、複数の棒状部材１９からなる補強部材１７と主桁２とにより、ほぼ閉鎖した矩形環状の閉鎖環状部１６が形成されて、その閉鎖環状部１６内の継手板９の曲げ剛性を高めている。そして、トンネル周方向の継手板９側に継手部材１２，１３等の連結部４の重心又はボルト孔１０の中心軸線が、前記閉鎖環状部１６内に位置するようにしている。
前記の変形形態として、中詰めコンクリート５を設ける形態では、棒状部材１９の先端部を補強リブ１１に固定しないで、中詰めコンクリート５に付着させることで、棒状部材１９の抜け止めを図り、継手板９を補強して曲げ変形抵抗を高めるようにしてもよい。
また、中詰めコンクリート５に付着させる場合には、設計により補強リブ１１までの長さ寸法より長くする必要がある場合には、補強リブ１１に貫通孔を設けて、補強部材１７を長くするようにしてもよい。
【００３２】
図８及び図９は、本発明の第４実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント１が示されている。
この形態では、補強鋼板からなる補強部材１７を主桁２にのみ固定したり、主桁２および鋼製補強リブ１１に固定してもよいことを示す形態である。
図９（ｂ）に示すように、主桁２におけるフランジ８に亘って１枚のほぼ長方形あるいは扇状の鋼板２１からなる補強部材１７が、フランジ８の先端部に配置されて隅肉溶接により固定されている。また、図９（ｃ）に示すように、補強リブ１１にも溶接等により固定してもよい。補強部材１７を補強リブ１１に固定しない場合には、主桁２と補強部材１７間のコンクリートの充填性を向上させるために、補強部材１７を補強リブ１１から若干離れるように、トンネル周方向の寸法の短い寸法の補強部材１７を設置する。
その他の構成は前記第２実施形態と同様であるので、同様な部分については、図に同様な符号を付している。
【００３３】
（第５実施形態）
図１０〜図１２は、本発明の第５実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント１が示されている。この形態は、継手板９に、継手部材１２，１３からなる接合部に代えてボルト孔１０からなる接合部でもよいことを示す代表形態である。
継手板９に、ボルト孔１０からなる接合部を設けて、トンネル周方向に隣り合うセグメントの継手板９相互を連結するために、主桁２の内空側フランジに、ボルト接合用の切り欠き部２２を設けて、トンネル内空側に開口する凹部からなり前記ボルト孔１０に接続する中空のボルトボックス２３を有する構造としている。ボルトボックスとしては、箱抜きとする中空部としてもよく、薄鋼板製の中空箱を継手板９に設置する形態でもよい。
前記および後記の各実施形態において、このようなボルト孔１０を備えてセグメントとして、トンネル周方向に隣り合うセグメント相互をボルト・ナットにより接合するようにしてもよい。
【００３４】
（第６実施形態）
図１３には、本発明の第６実施形態のセグメントの一部が示されている。
この第６実施形態では、実施図１３に示すように、トンネル半径方向のウェブ７の上下両端部からスキンプレート３の板厚程度離れた位置にフランジ８を配置して、トンネル周方向に連続した溶接により固定した組み立て式の主桁２とし、その主桁２の各フランジ８先端部に亘って、矩形鋼板からなる補強部材１７を配置して溶接により固定する形態としてもよいことを示す代表形態である。このような形態では、トンネル半径方向のフランジ８間の寸法が小さくなる分、トンネル周方向に継手板９に投影した閉鎖環状部１６のトンネル半径方向の寸法が小さくなる分、閉鎖環状部１６部分の継手板９の曲げ剛性が高まり、また、補強部材１７のトンネル半径方向の寸法を小さくすることができる。
この第６実施形態の変形形態として、さらに前記の補強部材１７を設けない形態の鋼製セグメントあるいは合成セグメントとしてもよい。主桁２の形態として前記各実施形態および後記の各実施形態の主桁２に置き代えるようにしてもよい。
【００３５】
（第７実施形態）
図１４および図１５には、本発明の第７実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントが示されている。
この第７実施形態では、中詰めコンクリート５を設ける場合に、セグメント１における鋼殻６と中詰めコンクリート５との一体化を確実にするために、鋼殻６と中詰めコンクリート５とのトンネル周方向のずれ止め、あるいは中詰めコンクリート５の剥離あるいはトンネル半径方向内空側へのはらみだし等を防止するために、主桁２におけるフランジ８間に渡って異形鉄筋あるいは異形棒鋼等のずれ止め部材を兼ねたトンネル軸方向の棒状部材２５を設けてもよいことを示すための代表形態である。
このような主桁２間に渡って鋼製の棒状部材２５を設置することで、鋼殻６と中詰めコンクリート５との一体化を高めたセグメント１とすることができ、トンネル軸方向の巾寸法を広くした広幅セグメントとする場合に有利である。
主桁２に固定された棒状部材２５の部分により、主桁２と中詰めコンクリート５とのトンネル周方向のずれ止めが防止される。
【００３６】
（第８実施形態）
図１６には、本発明の第８実施形態のセグメント１が示されている。
この形態では、トンネル周方向のセグメント内側と中詰めコンクリート５とのずれ止めを図り、鋼殻６と中詰めコンクリート５との一体化を高めるために、主桁２およびスキンプレートのトンネル周方向に間隔をおいて多数の鋼製のずれ止め部材１４を溶接により固定してもよいことを示すための代表形態である。
図示の形態では、セグメント１の主桁２のウェブ７とフランジ８の内側面と、スキンプレート３の内側面に、トンネル周方向に列をなすように多数のずれ止め部材１４を間隔をおいて設けている。
各ずれ止め部材１４の先端部には、セグメント内側に膨出する頭部を備えていることから、中詰めコンクリート５との一体化を確実に図り、また、スキンプレート３と中詰めコンクリート５との付着一体化、あるいはトンネル半径方向内空側へのはらみだし等を防止することができる。
【００３７】
（第９実施形態）
図１７は、本発明を実施する場合に、ウェブ７およびフランジ８を備えた主桁２の断面形態が、断面Ｉ形あるいは断面Ｈ形の形態でもよいことを示すための代表形態である。
ウェブ７の上下部に地山側のフランジ８とトンネル内空側のフランジ８が、ウェブ７のトンネル軸方向の両側に張り出すように設けられている形態では、トンネル軸方向の内側に位置するフランジ８の片側と、ウェブ７とにより、これらをトンネル周方向継手板側に投影した場合に溝状部１５を形成したり、あるいは補強部材１７と共同して閉鎖環状部１６を形成できるため、このような主桁２を用いるようにしてもよく、各フランジ８の先端部付近に渡って補強部材１７を配置すると共に、補強部材１７の一端側（基端側）を継手板９に固定し、補強部材１７の他端側を補強リブ１１あるいは主桁２に溶接により固定したり、さらには中詰めコンクリート５に付着固定させるようにしてもよい。
【００３８】
（第１０実施形態）
図１８及び図１９には、本発明の第１０実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメントが示されている。
この第１０実施形態では、ウェブ７のトンネル半径方向の一端側にトンネル内空側のフランジ８を一体に設けた主桁２とし、主桁２を断面Ｌ形とした場合で、かつ主桁２に並行に補強部材１７を設けることで、トンネル周方向の継手板側に、主桁２と補強部材１７を投影した場合に、継手板側に矩形あるいは台形状の溝状部１５を形成した形態である。
なお、スキンプレート３の周側縁部はウェブ７および継手板９に溶接により固定されている。
この第１０実施形態のように、主桁２の断面形態がＬ形であっても、補強部材１７を主桁２に並行に設け、補強部材１７の一端側（基端側）を継手板９に固定し、補強部材１７の先端側を補強リブ１１あるいは主桁のフランジ８あるいは中詰めコンクリート５に付着固定することでも、確実な溝状部を形成して。その溝状部１５部分の継手板９の曲げ剛性を格段に高めることができる。
尤も、補強部材１７を設けない形態でも、主桁２のウェブ７とフランジ８とをトンネル周方向継手板９側に投影した場合には、溝状部は形成されるが、前記溝状部の部分の曲げ剛性を高める上では、ウェブ７の上下２枚のフランジとによる溝状部であるほうが有利である。また、図示を省略するが、補強部材１７が断面Ｌ形とし、主桁２に並行に配置して、基端側を継手板９に固定すると共に、主桁２あるいは補強リブ１１さらには中詰めコンクリート５の少なくともいずれか１つに先端側等を固定することで、主桁２および補強部材１７を継手板９側に投影した場合に、閉鎖環状部を形成することもできる。
【００３９】
（第１１実施形態）
図２３及び図２４には、本発明の第１１実施形態のトンネル覆工用の合成構造のセグメント１が示されている。
この第１１実施形態では、主桁２に並行に配置される補強部材１７が傾斜配置されていてもよいことを示すための代表形態である。
【００４０】
この第１１実施形態では、主桁２は、トンネル周方向に伸びるウェブ７に、トンネル半径方向内空側のフランジ８を設けた形態の主桁２とされている。また、長方形状または扇状の鋼板からなる補強部材１７は、トンネル半径方向で、内空側の基端部ではフランジ８の先端部に当接され、地山側の先端部ではウェブ７に近づくように傾斜されて配置されて、内空側の基端側がフランジ８の先端部にトンネル周方向に溶接により固定されて主桁２に固定され、地山側では、必要に応じスキンプレート３にトンネル周方向に溶接等により固定される。
また、補強部材１７のトンネル周方向の基端側は、前記実施形態と同様に継手板９に溶接等により固定される。
また、前記の変形形態として、補強部材１７を主桁２に固定しない場合には、補強リブ１１に溶接等により固定される。また、中詰めコンクリート５を設ける場合には、補強部材１７を中詰めコンクリート５に付着固定させることで、主桁２あるいは補強リブ１１に固定しない形態でもよい。
【００４１】
前記第１１実施形態のように、トンネル半径方向で補強部材１７の一端側が主桁２に接近するように傾斜配置されていると、傾斜している分、トンネル周方向継手板９側に、主桁２および補強部材１７を投影した場合に形成される溝状部１５が小さい面積となり、継手板９の部分の曲げ剛性が高められている。その曲げ剛性が高められている継手板９の部分に、トンネル周方向の継手板９側に投影した継手部材１２，１３の重心あるいはボルト孔１０の中心軸線が位置するように継手部材１２，１３あるいはボルト孔１０が設けられている。したがって、継手板９の板厚を厚くすることなく、曲げ剛性が高まった継手板９の部分（溝状部）を介して主桁２（特にフランジ８）へ引っ張り応力が伝達される。
【００４２】
（第１２実施形態）
図２５及び図２６には、本発明の第１２実施形態のトンネル覆工用のセグメント１が示されている。
この形態は、本発明では、中詰めコンクリート５を設けなくてもよいことを示すための代表形態であり、図４および図５に示す第２実施形態において、中詰めコンクリート５を取り除いた状態であり、中詰めコンクリート５以外の部分は前記第２実施形態の場合と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付している。
このような形態においても、トンネル周方向に主桁２のウェブ７と地山側フランジ８と内空側フランジ８とを継手板９側に投影した場合に、溝状部１５が形成され、その溝状部１５部分の継手板９の曲げ剛性は格段に高められている。そして、そのような曲げ剛性が高められている部分に、トンネル周方向に継手板９側に投影した場合の継手部材１２，１３の重心あるいはボルト孔１０の中心軸線が位置するようにされる。そのため、継手板９の板厚を厚くすることなく、安価な継手板９を用いた経済的なセグメント１とすることができる。
【００４３】
図２７および図２８には、前記各実施形態の代表形態として、第１実施形態のセグメント１を用いてセグメントリングを構築する場合が示されている。なお、トンネル軸方向のセグメント相互を連結する継手は省略されている。
図２７には、セグメントリングを構築する場合に、トンネル周方向に隣り合うセグメント１相互を結合する直前の状態が示され、図２８には、トンネル周方向に隣り合うセグメント１相互を連結した状態が示されている。
【００４４】
トンネル周方向に隣り合うセグメント１相互の継手部材１２，１３が連結された状態において、平面視で、連結した継手部材１２，１３の中心軸線上に、各継手部材１２，１３の重心が位置する方が、トンネル周方向の引っ張り力あるいは圧縮力が継手部材１２，１３に作用した場合に、継手部材１２，１３に偏心モーメントが作用しないので、望ましい。継手部材１２の係止部を収容するための凹部を備えている継手部材１３では、連結前の状態の中心軸線と、継手部材１２と連結した場合の中心軸線とは、多少ずれるが、いずれの場合も、トンネル周方向から見た場合に、主桁２を継手板９側に投影した場合の溝状部１５（または閉鎖環状部１６）内に、継手部材１２，１３の重心が位置することで、継手部材１２，１３の連結前の状態の中心軸線と、継手部材１２，１３相互が連結した場合の中心軸線とは、いずれも継手板９に投影した溝状部１５（または閉鎖環状部１６）内に位置しており、継手板９が主桁２あるいは主桁２と補強部材１７により補強された部分に位置しているため、継手板９の板厚を厚くする必要がない。
【００４５】
本発明では、図示を省略するが、トンネル軸方向両端部に位置する主桁２以外にも、主桁２間に間隔をおいて中主桁を備えた形態でもよく、この場合は、中主桁の部分で、前記実施形態と同様な構造とすればよい。
【００４６】
なお、図示の形態では、雄型の継手部材１２（４）あるいは雌型の継手部材１３（４）は、アンカー部を中詰めコンクリート５により埋め込む形態としているが、中詰めコンクリート５との付着を介して主桁２に引っ張り力を伝達は、見込んでいない。
【００４７】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、主桁２における地山側フランジ８先端部と、内空側フランジ８との先端部またはその近傍に亘って設置する補強部材１７としては、鋼板に変わって、鋼棒等の棒状部材を溶接により固定するようにしてもよい。
【００４８】
図示の形態の場合には、鋼殻６内に、適宜配筋して、コンクリート５を充填する形態の合成構造のセグメントを主に示したが、本発明を実施する場合に、鋼殻６内にコンクリート５を充填しない鋼製のセグメントに適用するようにしてもよく、その場合に、適宜補強リブ１１を増設するようにしてもよい。
【００４９】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、トンネル内空側にスキンプレートを設ける形態の６面鋼殻形態のセグメントあるいはコンクリート中詰めセグメントとしてもよい。
【００５０】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、主桁２としては、フランジ部材とウェブ部材とを、部材長手方向に連続した溶接により接合する組み立て形態の主桁としてもよい。
【００５１】
図示の形態では、５面鋼殻であるが、本発明を実施する場合、トンネル内空側にスキンプレートを設けた６面鋼殻としてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  セグメント
２  主桁
３  スキンプレート
４  連結部
５  中詰めコンクリート
６  鋼殻
７  ウェブ
８  フランジ
９  継手板
１０  ボルト孔
１１  鋼製補強リブ
１２  継手部材（雄型の）
１３  継手部材（雌型の）
１４  ずれ止め部材
１５  溝状部
１６  閉鎖環状部
１７  補強部材
１８  アンカー用脚部
１９  棒状部材
２０  継手
２１  補強鋼板
２２  切り欠き部
２３  ボルト
２４  ボルトボックス
２５  棒状部材（トンネル軸方向の）  
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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