(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼殻としての鋼製セグメントと、その外周面側に設けられるＲＣ部材とを接合するための鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造において、
孔部が形成された孔あき鋼板が前記鋼製セグメントの主桁に前記鋼製セグメントの外周面から突出するように接合され、前記ＲＣ部材のコンクリートの内部に埋設されていることを特徴とする鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造。
【請求項２】
前記孔部には、前記ＲＣ部材の鉄筋が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造。
【請求項３】
前記孔あき鋼板は、前記主桁に溶接されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にシールドトンネルにおける鋼殻としての鋼製セグメントとＲＣ部材（鉄筋コンクリート部材）との接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルの鋼殻としての鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造として、接合部にスタッドジベルや縦リブ、また孔あき鋼板などのシアコネクタを設置したり、接合部の鋼製セグメントに鉄筋継手を設置しこの鉄筋継手とＲＣ部材の鉄筋とを接続したりして、接合部にコンクリートを打設することで、接合部において軸力、せん断力、曲げモーメントが効率的に伝達する構造が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
また、このような鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造には、特許文献１に開示されたような鋼製セグメントを外周面側と内周面側からＲＣ部材で巻き込むように接合する構造や、特許文献２に開示されたような鋼製セグメントの外周面側からＲＣ部材を接合する構造がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４７９６８号公報
【特許文献２】特許第４３５０６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、鋼製セグメントを外周面側と内周面側からＲＣ部材で巻き込むように接合する構造では、シールドトンネル内部においてＲＣ部材の配筋や型枠の組み立てなどの作業を行うため、シールド工事の工程に支障を及ぼすことがある。
また、接合部の鋼製セグメントに鉄筋継手を設置しこの鉄筋継手とＲＣ部材の鉄筋とを接続する構造は、シールド工事とＲＣ部材の工事とを別々に行う場合に、鉄筋継手とＲＣ部材の鉄筋との接合が困難である。
また、接合部に鉄筋継手やシアコネクタを設置する場合は、鋼製セグメントに予め鉄筋継手やシアコネクタを設置する加工を行う必要があるため、この鋼製セグメントの加工が簡便で経済的であることが望まれている。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、鋼製セグメントとＲＣ部材とを確実にかつ簡便に接合することができる鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造は、鋼殻としての鋼製セグメントと、その外周面側に設けられるＲＣ部材とを接合するための鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造において、孔部が形成された孔あき鋼板が前記鋼製セグメントの主桁に前記鋼製セグメントの外周面から突出するように接合され、前記ＲＣ部材のコンクリートの内部に埋設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、鋼製セグメントの主桁に接合された孔あき鋼板がＲＣ部材のコンクリートの内部に埋設されることにより、孔あき鋼板がジベルとなって鋼製セグメントとＲＣ部材とが確実にかつ簡単な構造で接合されるため、鋼製セグメントとＲＣ部材とを容易に接合することができるとともに、鋼製セグメントの構造やＲＣ部材の構造に関わらず適用することができる。
また、孔あき鋼板が鋼製セグメントの主桁に接合されているため、孔あき鋼板が、例えば鋼製セグメントのスキンプレートなどに接合されている場合と比べて、強度的に安定した状態で鋼製セグメントに接合することができる。
【０００８】
また、本発明に係る鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造では、前記孔あき鋼板の孔部には、前記ＲＣ部材の鉄筋が挿通されていることが好ましい。
このようにすることにより、鋼製セグメントとＲＣ部材とを確実に接合することができる。
【０００９】
また、本発明に係る鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造では、前記孔あき鋼板は、前記主桁に溶接されていることが好ましい。
このようにすることにより、鋼製セグメントの外方から孔あき鋼板を主桁に接合することができるため、例えば、シールドトンネル内部から鋼製セグメントとＲＣ部材との接合にかかる作業をすることがなく、シールド工事に影響を及ぼすことがない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鋼製セグメントの主桁に接合された孔あき鋼板がＲＣ部材のコンクリートの内部に埋設されることにより、孔あき鋼板がジベルとなって鋼製セグメントとＲＣ部材とが確実にかつ簡単な構造で接合されるため、鋼製セグメントとＲＣ部材とを容易に接合することができるとともに、鋼製セグメントの構造やＲＣ部材の構造に関わらず適用することができる。
また、孔あき鋼板が鋼製セグメントの主桁に接合されているため、孔あき鋼板が、例えば鋼製セグメントのスキンプレートなどに接合されている場合と比べて、強度的に安定した状態で鋼製セグメントに接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態によるシールドトンネルの一例を示す図である。
【図２】（ａ）は、鋼製セグメントと孔あき鋼板を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分破断図である。
【図３】主桁にボルト接合された孔あき鋼板を説明する図である。
【図４】鋼製セグメントとダクト側壁との接合構造を説明する図である。
【図５】鋼製セグメントと底板との接合構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態による鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造１は、地中における円形断面のシールドトンネル４の鋼殻としての鋼製セグメント２と、鋼製セグメント２の外方に鋼製セグメント２と当接するように設置された、例えば、ダクトの側壁３Ａや底板３ＢなどのＲＣ部材３との接合構造である。
【００１３】
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、鋼製セグメント２は、一対の主桁２１，２１の外周部端面２１ａにスキンプレート２２を溶接することで内周側が開放された中空部２３を有する溝形円弧状のもので、これを周方向にリング状に連結し、かつトンネル軸方向に順次連結して全体として筒状に組み立てることにより、シールドトンネル４（図１参照）の一次覆工を構成している。
そして、鋼製セグメント２には、主桁２１，２１の外周部端面２１ａに、ＲＣ部材３（図１参照）との接合時にジベルとなる孔あき鋼板２４が、主桁２１，２１よりもシールドトンネル４（図１参照）の外周側となる外方に突出するように接合されている。
【００１４】
孔あき鋼板２４は、例えば、平面視において略長方形状や部分円環状の板状に形成され、複数の孔部２５が形成されている。孔あき鋼板２４の孔部２５の位置や個数は任意に設定されてよい。
なお、図３に示すように、孔あき鋼板２４は、その側面が一対の主桁２１，２１の互いに対向する側面２１ｂに溶接やボルト接合され（図３ではボルト接合された様子を示している）、孔部２５が形成されている側が、主桁２１，２１よりもシールドトンネル４（図１参照）の外周側となる外方に突出する構成としてもよい。
このように、孔あき鋼板２４と主桁２１，２１とがボルト接合されている場合は、孔あき鋼板２４および主桁２１，２１にボルト２６が挿通可能なようにボルト孔が形成されている。
【００１５】
上述した鋼製セグメント２とＲＣ部材３とは、以下のように接合する。
まず、シールド工事において鋼製セグメント２を設置しシールドトンネル４を構築した後に、主桁２１の外周部端面２１ａの孔あき鋼板２４が接合される部分が露出するようにスキンプレート２２に切欠き部２２ａを形成し、孔あき鋼板２４を主桁２１，２１の外周部端面２１ａに溶接接合する。
なお、孔あき鋼板２４を主桁２１，２１にボルト接合する場合は、スキンプレート２２に孔あき鋼板２４が貫通する開口部を形成し、この開口部に孔あき鋼板２４を挿通させる。そして、主桁２１，２１の側面２１ｂに形成されたボルト孔（不図示）に孔あき鋼板２４のボルト孔を合致させ、これらのボルト孔にボルト２６を挿通させてボルト締結する。
【００１６】
続いて、図４および図５に示すように、孔あき鋼板２４が内部に埋設されるように、ＲＣ部材３の配筋および型枠設置を行い、コンクリートを打設する。ここで、図４では、鋼製セグメント２とダクトの側壁３Ａとの接合構造で、孔あき鋼板２４が主桁２１に溶接された場合を示し、図５では、鋼製セグメント２と底板３Ｂとの接合構造で、孔あき鋼板２４が主桁に２１ボルト接合された場合を示している。
そして、コンクリートが硬化することによって、孔あき鋼板２４がジベルとなって鋼製セグメント２とＲＣ部材３とが接合される。
【００１７】
なお、孔あき鋼板２４や主桁２１，２１のボルト孔は、予め形成しておいてもよいし、シールドトンネル４内に鋼製セグメント２を設置した後に主桁２１，２１にボルト孔を形成し、孔あき鋼板２４と主桁２１，２１とを接合してもよい。
【００１８】
次に、上述した鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造の効果について図面を用いて説明する。
本実施形態による鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造１によれば、鋼製セグメント２の主桁２１，２１に接合された孔あき鋼板２４がＲＣ部材３のコンクリートの内部に埋設されることにより、孔あき鋼板２４がジベルとなって鋼製セグメント２とＲＣ部材３とが確実にかつ簡単な構造で接合されるため、鋼製セグメント２とＲＣ部材３とを容易に接合することができるとともに、鋼製セグメント２の構造やＲＣ部材３の構造に関わらず適用することができる。
また、孔あき鋼板２４が鋼製セグメント２の主桁２１，２１に接合されているため、孔あき鋼板２４が、例えば、鋼製セグメント２のスキンプレート２２などに接合されている場合と比べて、強度的に安定した状態で鋼製セグメント２に接合することができる。
【００１９】
また、孔あき鋼板２４が主桁２１，２１に溶接されていることにより、鋼製セグメント２の外方から孔あき鋼板２４を主桁２１，２１に接合することができるため、シールドトンネル４内部から鋼製セグメント２とＲＣ部材３との接合にかかる作業をすることがなく、シールド工事に影響を及ぼすことがない。
なお、孔あき鋼板２４が主桁２１，２１にボルト接合されている場合においても、シールドトンネル４内部における作業は、ボルト締結のみであるため（場合によっては、主桁２１，２１のボルト孔の形成が追加される）、シールド工事にほとんど影響を及ぼすことがない。
【００２０】
以上、本発明による鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、鋼製セグメント２と接合されるＲＣ部材３としてダクトの側壁３Ａや、底板３Ｂをあげているが、ＲＣ部材３をこれ以外の部材としてもよい。
また、上述した実施形態の孔あき鋼板２４の孔部２５に、ＲＣ部材３のせん断補強筋などの鉄筋を挿通させてもよい。このようにすることにより、鋼製セグメント２に生じるせん断力に対して有効に抵抗することができる。
また、上述した実施形態では、鋼製セグメント２は、シールドトンネル４の鋼殻としているが、シールドトンネル４以外の構造物に本実施形態の鋼製セグメント２を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１  鋼製セグメントとＲＣ部材との接合構造
２  鋼製セグメント
３  ＲＣ部材
４  シールドトンネル
２１  主桁
２４  孔あき鋼板
２５  孔部
【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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