(57)【要約】【課題】軽量化並びに簡素化が図れ、しかもコストダウンを無理なく図る。【解決手段】掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成する円弧版状のセグメント１であって、内周側が開口された箱型に形成された枠体２と、枠体内に打設されたコンクリートとを備える。コンクリートは中空部８を有して打設される。中空部８には、複数の縦リブ１０が、両主桁板５の間に該主桁板５に直交する方向へ延びるように、かつ主桁板５の長さ方向に沿って間隔をあけて配置される。また、主桁板と縦リブ１０との間には、側面視した場合に縦リブ１０に重なるようにリング継手補強筋１１が設けられる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成する円弧版状のセグメントにおいて、
内部に、中空部を有して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】
掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成する円弧版状のセグメントであって、内周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を備えてなり、
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周縁に配され、前記掘削穴の軸線方向に隣り合うセグメントとの接合端面を形成する主桁板と、同じく前記スキンプレートの周縁に配され、前記掘削穴の周方向に隣り合うセグメントとの接合端面を形成する継手板とを備え、
前記コンクリートは中空部を有して前記枠体内に打設されていることを特徴とするセグメント。
【請求項３】
請求項２記載のセグメントにおいて、
前記中空部が、セグメントの厚さ方向中央部よりも外周側に偏って設けられていることを特徴とするセグメント。
【請求項４】
請求項３記載のセグメントにおいて、
前記中空部には、複数の縦リブが、両主桁板の間に該主桁板に直交する方向へ延びるように、かつ主桁板の長さ方向に沿って間隔をあけて配置されていることを特徴とするセグメント。
【請求項５】
請求項４記載のセグメントにおいて、
前記主桁板と前記縦リブとの間には、側面視した場合に縦リブに重なるようにリング継手補強筋が設けられていることを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削穴の内面に沿って周方向及び軸方向に複数連結されることで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】
現在、トンネルの構築に用いられる方法としては、掘削穴の内面側に円弧版状のセグメントを複数連結し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、スチール製、あるいはスチールおよびコンクリートを複合使用したものの３種類のものが知られている。これらセグメントのうち、コンクリート製のものと、スチールおよびコンクリートを複合使用したものとでは、それぞれ内部空間全域にコンクリートが充填されるのが通例である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０９５号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のセグメントにあっては、内部空間全域にコンクリートが隙間なく充填されているため、コンクリートの使用量が多いことから、重量が嵩みしかもコストが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、軽量化並びに構成の簡素化が図れ、しかもコストダウンも無理なく図ることができるセグメントを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係るセグメントは、掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成する円弧版状のセグメントにおいて、
内部に、中空部を有してコンクリートが打設されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に係るセグメントは、掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成する円弧版状のセグメントであって、内周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を備えてなり、　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周縁に配され、前記掘削穴の軸線方向に隣り合うセグメントとの接合端面を形成する主桁板と、同じく前記スキンプレートの周縁に配され、前記掘削穴の周方向に隣り合うセグメントとの接合端面を形成する継手板とを備え、
前記コンクリートは中空部を有して前記枠体内に打設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に係るセグメントは、請求項２記載のものにおいて、前記中空部が、セグメントの厚さ方向中央部よりも外周側に偏って設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に係るセグメントは、請求項３記載のものにおいて、前記中空部には、複数の縦リブが、両主桁板の間に該主桁板に直交する方向へ延びるように、かつ主桁板の長さ方向に沿って間隔をあけて配置されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に係るセグメントは、請求項４記載のものにおいて、前記主桁板と前記縦リブとの間には、側面視した場合に縦リブに重なるようにリング継手補強筋が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、内部に、中空部を有してコンクリートが打設されているため、内部空間全域にコンクリートを充填する従来のセグメントに比べて、使用するコンクリートが少なくなる分、軽量化が図れ、かつ、コストダウンも図れる
。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１ないし図５は本発明によるセグメントの実施の形態を示している。図１はセグメントの一部の斜視図、図２はセグメントのコンクリート部分を除いた平面図、図３はセグメントの側面図である。
【００１３】
これらの図において、符号１は円弧版状のセグメントである。この円弧版状のセグメント１は、掘削穴の内面に沿って周方向および軸方向に複数連結されることで筒状壁体を構成するものである。また、このセグメント１は、鋼板から構成された枠体２と、この枠体２内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。
【００１４】
枠体２は、図１及び図３にも示されるとおり、内周側（ここで言う内周側、外周側とは、このセグメント１が掘削穴にセットされた際の掘削穴を基準にしたものを言う）が開口された箱型形状をしており、外周側に設けられたスキンプレート４と、スキンプレート４の周縁に配され、掘削穴の軸線方向に隣り合うセグメント１との接合端面を形成する主桁板５と、同じくスキンプレート４の周縁に配され、掘削穴の周方向に隣り合うセグメント１との接合端面を形成する継手板６とを備える。
【００１５】
図２、図４に示されるとおり、枠体２内には、コンクリート３の未打設部分である中空部８を形成するための仕切板９が設けられている。仕切板９は、スキンプレート４と平行となるようにスキンプレート４の内周側に適宜間隔をあけて配置された横仕切板９ａと、左右の主桁板５と平行となるようそれら主桁板５の内方に適宜間隔をあけて配置された縦仕切板９ｂとを有し、全体として断面コ字状に形成されたものである。そして、この仕切板９がスキンプレート４の内周側に溶接等適宜固定手段で取り付けられ、これにより、スキンプレート４と仕切板９により囲まれて、打設したコンクリートが回り込まない中空部８が形成されている。横仕切板９ａは、スキンプレート４よりも幅が狭くかつ長さが若干短く設定されている。また、縦仕切板９ｂは、主桁板５よりも高さが所定量低くかつ長さが若干短く設定されている。ここで、中空部８は、スキンプレート４の内周側に直接配置される関係上、セグメント１の厚さ方向中央部よりも外周側に偏って設けられている。
【００１６】
また、中空部８には、複数の縦リブ１０が、両主桁板５の間にそれら主桁板５に直交する方向へ延びるように、かつ主桁板５の長さ方向に沿って間隔をあけて配置されている。ここでは、中空部８が横仕切板９ａおよび縦仕切板９ｂにそれぞれ囲まれて形成されることから、縦リブ１０は、少なくとも縦仕切板９ｂに溶接等適宜固定手段によって固定されている。なお、必要に応じて、縦リブ１０は横仕切板９ａとも溶接等の固定手段にり固定される。
【００１７】
前記主桁板５と前記縦リブ１０との間には、図４、図５にも示すように、リング継手補強筋１１が、側面視した場合に縦リブ１０に重なるよう個々の縦リブ１０に対応して設けられている。ここでは、縦リブ１０の左右両側端部がそれぞれ縦仕切板９ｂに固定されていることから、リング継手補強筋１１は、縦仕切板９ｂと主桁板５との間に設けられている。また、前記仕切板９の内周側には、碁盤目状に配置された鉄筋メッシュ１２が配置されている。
そして、枠体２内には前記コンクリート３が中空部８を残して打設されており、これによりスチールとコンクリートとを複合使用したセグメント１を得ている。
なお、図１、図２中符号１３は、主桁板５および継手板６にそれぞれ設けられた、セグメント１どうしをボルト接合する際のボルトの貫通孔である。
【００１８】
次に、上記構成のセグメント１の作用について説明する。
上記セグメントによれば、枠体２内にコンクリート３が空間全域ではなく、中空部８を残して打設されているため、枠体内空間全域にコンクリートを充填する従来のセグメントに比べて、使用するコンクリートが少なくなる分、軽量化が図れ、かつ、コストダウンも図れる。
【００１９】
また、中空部８は、セグメント１の厚さ方向中央部よりも外周側に偏って設けられているが、これは、セグメント１の内周側は主に圧縮荷重が作用するため、この圧縮荷重に対抗するよう、セグメント１の内周側にコンクリート３を隙間なく充填するためである。また、この種のスチールとコンクリートとを複合しようしたセグメント１では、外周側に鋼板製のスキンプレート４が配されており、このスキンプレート４によって、セグメントの外周側は十分な強度が確保されており、この近傍に強度的に弱い中空部８を配置するためでもある。
【００２０】
また、この実施形態のセグメント１では、中空部８に、複数の縦リブ１０が、両主桁板５の間に主桁板５の長さ方向に沿って間隔をあけて配置されており、これら縦リブ１０によってコンクリート３が打設されていない部分である中空部８のセグメント幅方向の補強がなされている。これは、シールド工法によってトンネルを掘削する際、推進用ジャッキ反力としてセグメント１には幅方向に強い圧縮荷重が作用するが、このジャッキ反力用の圧縮荷重に対抗するためである。
すなわち、セグメント１には中空部８に前記複数の縦リブ１０を主桁板５に直交する方向、つまりセグメント１の幅方向に延びるように設けているため、推進用ジャッキ反力に対抗するだけの十分な強度を有している。
【００２１】
さらに、この実施形態のセグメント１では、主桁板５と縦リブ１０との間に、側面視した場合に縦リブ１０に重なるようにリング継手補強筋１１を設けており、このリング継手補強筋１１によってもセグメント１の幅方向の補強がなされているため、推進用ジャッキ反力に対抗するだけの、より十分な強度を有していることになる。
【００２２】
なお、前述の実施の形態はあくまで本発明の例示であり、本発明は必要に応じて適宜設計変更可能である。
例えば、前述した実施の形態では、スチールとコンクリートとを複合使用したものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られることなく、鋼板製の枠体２を持たない単なるコンクリート製セグメントにも適用可能である。
【００２３】
また、前述した実施の形態では、中空部８は、セグメント１の外周側に只一つだけ、仕切板９およびスキンプレート４に囲まれて形成されているが、これに限られることなく、中空部８は、複数に分割されたものであってもよく、また、中空部８は、必ずしも仕切板９に囲まれて形成される必要はなく、中子のようなものをコンクリート打設中に介在し、コンクリートが硬化された後に該中子のようなものを除去することで形成されるものであってもよい。
【００２４】
また、前述した実施の形態では、中空部８は、両継手板６の間にそれら継手板６に直接接するようそれら継手板６にまたがって形成されているが、これに限られることなく、両継手板６の間に、途中コンクリートを介在された形で中空部８が形成されていてもよい。
【００２５】
また、前述した実施の形態では、リング継手補強筋１１を鉄筋メッシュ１２とは別個に設けているが、これに限られることなく、図６で示すように、リング継手補強筋１１を鉄筋メッシュ１２と一体に設けてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、内部に、中空部を有してコンクリートが打設されているから、内部空間全域にコンクリートを充填する従来のセグメントに比べて、使用するコンクリートが少なくなる分、軽量化並びに簡素化が図れ、かつ、コストダウンも図れる。
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる。
【００２７】
請求項３に係る発明によれば、中空部をセグメントの厚さ方向中央部よりも外周側に偏って設けており、この部分はスキンプレートによって補強されていることもあって、中空部を形成したことによる強度不足の影響が出にくい部分であり、したがって、セグメントとしては中空部を有していても十分な強度を有する。
【００２８】
請求項４に係る発明によれば、中空部に、複数の縦リブを、両主桁板の間に主桁板の長さ方向に沿って間隔をあけて配置しており、この縦リブによって中空部のセグメント幅方向の補強をなしているため、推進用ジャッキ反力に対抗するだけの十分な強度を有する。
【００２９】
請求項５に係る発明によれば、主桁板と縦リブとの間に、側面視した場合に縦リブに重なるようにリング継手補強筋を設けているから、縦リブに加えリング継手補強筋によっても中空部のセグメント幅方向の補強をなしているため、推進用ジャッキ反力に対抗する、より十分な強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセグメントの実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明によるセグメントの実施形態の一部を断面した平面図である。
【図３】本発明によるセグメントの実施形態の側断面図である。
【図４】本発明によるセグメントの正断面図である。
【図５】図４のＸーＸ線に沿う断面図である。
【図６】本発明によるセグメントの他の実施の形態の要部の正断面図である。
【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
８　中空部　　　　　　　　　９ａ　横仕切板
９ｂ　縦仕切板　　　　　　　１０　縦リブ
１１　リング継手補強筋
【図１】
2004143692.tif 000003
【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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