(57)【要約】【課題】耐火被覆部材のトンネル一次覆工体への取り付け、取り外しが容易であり、火災時の金属パネルの膨張を吸収可能であり、外観上もすぐれたトンネルの耐火被覆構造を提供することを目的とする。【解決手段】トンネルの耐火被覆構造において、トンネルの一次覆工体の内側に用いる耐火被覆構造であって、少なくとも２個の接合ピンが設けられた継手板と、金属パネルの背面側に、該金属パネルの周囲の目地部が露出してパネル部断熱材が接合された耐火被覆部材と、周方向及び軸方向の支持金具とからなり、多数の前記継手板がトンネルの一次覆工体に所定の間隔をおいてアンカーボルトで固定され、前記耐火被覆部材が、隣り合うパネル部断熱材同士を接して目地部を構成し、該目地部を覆って金属パネルの端部上に重なる周方向及び軸方向支持金具により、前記接合ピンを介して継手板に固定されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの一次覆工体の内側に用いる耐火被覆構造であって、
少なくとも２個の接合ピンが設けられた継手板と、金属パネルの背面側に、該金属パネルの周囲の目地部が露出してパネル部断熱材が接合された耐火被覆部材と、周方向及び軸方向の支持金具とからなり、
多数の前記継手板がトンネルの一次覆工体に所定の間隔をおいてアンカーボルトで固定され、
前記耐火被覆部材が、隣り合うパネル部断熱材同士を接して目地部を構成し、該目地部を覆って金属パネルの端部上に重なる周方向及び軸方向支持金具により、前記接合ピンを介して継手板に固定されていることを特徴とするトンネルの耐火被覆構造。
【請求項２】
前記継手板に設けられる接合ピンの一部を火災の際の金属パネルの熱膨張を吸収するため摺動可能な摺動接合ピンとすることを特徴とする請求項１に記載のトンネルの耐火被覆構造。
【請求項３】
前記耐火被覆部材を接合する軸方向支持金具が、固定接合ピンが設けられた継手板と軸方向に摺動可能な摺動接合ピンを設けられた継手板とに交互に接合されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネルの耐火被覆構造。
【請求項４】
前記継手板に継手板の大きさより大きい継手板上断熱材を取り付け、前記耐火被覆部材の前記継手板と対応する部分のパネル部断熱材を切り欠くことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネルの耐火被覆構造。
【請求項５】
前記金属パネルが断面波形であり、トンネル軸方向又は周方向の目地部に配置される支持金具の少なくとも一方が断面波形であり、支持金具の波の谷部で前記接合ピンを介して継手板に固定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネルの耐火被覆構造。
【請求項６】
前記金属パネルが平板状であり、目地部に配置される支持金具が中央部に下向きの凹部を有するハット形であり、支持金具の中央凹部で前記接合ピンを介して継手板に固定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のトンネルの耐火被覆構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル、沈埋トンネル、開削トンネル等のトンネルの内周面を火災の熱から守るためのトンネル耐火被覆構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトンネル構造においては、コンクリート又はセグメントによる一次覆工体の内側にトンネル構造を火災による熱から守るための耐火二次覆工がなされる。
耐火二次覆工としては、コンクリート吹き付け工法や発泡バーミキュライトを混入したコンクリート吹き付け工法が実施されてきた。
また、特開２００３−１３８８８９号公報、特開２００３−１３８８９０号公報、特開２００３−１３８８９１号公報には、断熱材上に断面波形の金属パネルを積層した耐火被覆材を隣り合う耐火被覆材が重なるように配置し、耐火被覆材の目地部を一次覆工に固定したアンカーボルトと長孔を形成した支持金具により固定するトンネルの耐火被覆構造が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１３８８８９号公報
【特許文献２】
特開２００３−１３８８９０号公報
【特許文献１】
特開２００３−１３８８９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコンクリート吹き付け又は発泡バーミキュライト混入のコンクリート吹き付けにより耐火被覆構造では、火災外力が作用した場合、被災面をハツリして除去し、再度コンクリート吹き付け又は発泡バーミキュライト混入のコンクリート吹き付けをする必要があり、復旧に多くの時間を要するという問題を有するものであった。
また、特開２００３−１３８８８９号公報に開示された耐火被覆構造においては、隣り合う耐火被覆部材が重なり合うような目地部であるため、火災外力が作用し損傷した耐火被覆部材を新しい耐火被覆部材に交換する際、損傷した耐火被覆部材だけでなく隣り合う損傷を受けていない耐火被覆部材もトンネルの一次覆工体から取り外さなければならず、復旧作業に時間を要するという問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は、従来のトンネルの耐火被覆構造の持つ課題を解決した、耐火被覆部材の一次覆工体への取り付け、取り外しが容易であり、火災時の金属パネルの熱膨張を吸収可能であり、外観上もすぐれたトンネルの耐火被覆構造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】
本第１発明は、前記課題を解決するために、トンネルの耐火被覆構造において、トンネルの一次覆工体の内側に用いる耐火被覆構造であって、少なくとも２個の接合ピンが設けられた継手板と、金属パネルの背面側に、該金属パネルの周囲の目地部が露出してパネル部断熱材が接合された耐火被覆部材と、周方向及び軸方向の支持金具とからなり、多数の前記継手板がトンネルの一次覆工体に所定の間隔をおいてアンカーボルトで固定され、前記耐火被覆部材が、隣り合うパネル部断熱材同士を接して目地部を構成し、該目地部を覆って金属パネルの端部上に重なる周方向及び軸方向支持金具により、前記接合ピンを介して継手板に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明のトンネルの耐火被覆構造において、前記継手板に設けられる接合ピンの一部を火災の際の金属パネルの熱膨張を吸収するため摺動可能な摺動接合ピンとすることを特徴とする。
【０００８】
本第３発明は、本第１又は第２発明のトンネルの耐火被覆構造において、前記耐火被覆部材を接合する軸方向支持金具が、固定接合ピンが設けられた継手板と軸方向に摺動可能な摺動接合ピンを設けられた継手板とに交互に接合されることを特徴とする。
【０００９】
本第４発明は、本第１〜第３の発明のいずれか１つの発明のトンネルの耐火被覆構造において、前記継手板に継手板の大きさより大きい継手板上断熱材を取り付け、前記耐火被覆部材の前記継手板と対応する部分のパネル部断熱材を切り欠くことを特徴とする。
【００１０】
本第５発明は、本第１〜第３発明のいずれか１つの発明のトンネルの耐火被覆構造において、前記金属パネルが断面波形であり、トンネル軸方向又は周方向の目地部に配置される支持金具の少なくとも一方が断面波形であり、支持金具の波の谷部で前記接合ピンを介して継手板に固定されることを特徴とする。
【００１１】
本第６発明は、本第１〜第５発明のいずれか１つの発明のトンネルの耐火被覆構造において、前記金属パネルが平板状であり、目地部に配置される支持金具が中央部に下向きの凹部を有するハット形であり、支持金具の中央凹部で前記接合ピンを介して継手板に固定されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態を示す断面図と側面図である。地山１にトンネルの一次覆工体２が形成される。一次覆工体２は、鉄筋コンクリート、コンクリートセグメント、鋼−コンクリート合成セグメント等により構築される。トンネルの断面は図１において円形のものを示しているが、断面矩形や断面アーチであってもよい。トンネルの一次覆工体２の天井側に天井側耐火被覆部材３、側壁側に側壁側耐火被覆部材４が設置される。
【００１３】
図２は、天井側耐火被覆部材３の斜視図である。天井側耐火被覆部材３は、矩形のパネル部断熱材５の上に断面波形の金属パネル６が積層され一体化されたものである。断熱材の具体例としては、セラミックファイバー、グラスファイバー等である。矩形のパネル部断熱材５の継手板７に対応するコーナー部や中間部に切欠き部８を形成する。断面波形の金属パネル６は、パネル部断熱材５の周囲の目地部が露出する大きさとする。
【００１４】
図３（ａ）（ｂ）は、天井側耐火被覆部材３のトンネルの一次覆工体２に取り付けた状態の断面図と平面図である。天井側耐火被覆部材３は、周囲の断熱材５が露出した目地部で、トンネルの一次覆工体２に固定された継手板７とトンネルの軸方向支持金具９、トンネルの周方向支持金具１０とをボルトで固定することにより露出した目地部を覆い断面波形金属パネル６の端部上に軸方向支持金具９と周方向支持金具の端部が重なるようにして設置される。図に示される実施形態では、軸方向支持金具９は断面ハット形で、周方向支持金具１０は断面波形波形としている。
【００１５】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、天井側耐火被覆部材３の継手板７の種類の一例を示す平面図であり、図４（ａ）は、図３（ｂ）の軸方向支持金具９を接合する軸方向に摺動する一対の摺動接合ピン１５を設けた継手板７ａを示し、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の軸方向支持金具９を接合する固定接合ピン１８を一対軸方向に設けた継手板７ｂを示し、前記軸方向に摺動する摺動接合ピン１５を設けた継手板７ａと、固定接合ピン１８を設けた継手板７ｂとが交互に配置される。図４（ｃ）は、図３（ｂ）の周方向支持金具１０の中間部を接合する固定接合ピン１８を軸方向、周方向にそれぞれ一対設けた継手板７ｃを示す。
【００１６】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、継手板７が一次覆工体２にアンカーボルト１６により固定された状態の平面図、Ａ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。継手板７は、矩形の金属製ベースプレート１１の中央部にアンカーボルト挿通孔１２が形成される。金属製ベースプレート１１の中央部のアンカーボルト挿通孔１２を挟んで一対の鍵状孔１３が形成される。鍵状孔１３の一端の大径部１３ａには、折り曲げ可能なストッパー１４が設けられる。鍵状孔１３の直線状幅狭部１３ｂには、抜け止めされた摺動接合ピン１５が摺動自在に配置される。摺動接合ピン１５は、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、鍵状孔１３の大径部１３ａからその下端部を挿入した後、鍵状孔１３の直線状幅狭部１３ｂに移動させ、ストッパー１４を下向きに折り曲げ、摺動ピン１５が鍵状孔１３の大径部１３ａへの移動が阻止される。摺動接合ピン１５には雌ねじが形成される。継手板７は、アンカーボルト挿通孔１２に挿通するアンカーボルト１６が、トンネルの一次覆工体２に埋め込まれた埋込みナット１７に螺着してトンネルの一次覆工体２に固定される。摺動接合ピン１５が配置された方向と直交する方向に一対の固定接合ピン１８が配置される。固定接合ピン１８には雌ねじが形成される。
【００１７】
図７は、図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、天井側耐火被覆部材３のトンネル周方向支持金具１０の中間部の断面図である。この部分に配置される継手板７ｃは、トンネルの軸方向及び周方向にそれぞれ一対配置された固定接合ピン１８を有する。継手板７ｃの底面には継手板下断熱材５ｂが設置され、継手板上には、周囲の厚さを薄くした継手板７ｃより若干大きい継手板上断熱材５ａが予め設置され、天井側耐火被覆部材３の目地部のパネル部断熱材５は、継手板７ｃ上に設置された継手板上断熱材５ａの周囲薄層部と重なる部分が薄層とされる。トンネル周方向支持金具１０は、断面波形で隣合う天井側耐火被覆部材３の断面波形金属パネル６の端部と重ね合わされる。断面波形のトンネル周方向支持金具１０の谷部で継手板７ｃの固定接合ピン１８がボルト１９により固定される。
【００１８】
図８は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図であり、天井側耐火被覆部材３のトンネル軸方向支持金具９の端部の断面図である。この部分に配置される継手板７ａは、トンネルの軸方向に平行に配置された一対の摺動接合ピン１５を有する。継手板７ｃの底面には継手板下断熱材５ｂが設置され、継手板上には、周囲の厚さを薄くした継手板７ｃより若干大きい継手板上断熱材５ａが予め設置され、天井側耐火被覆部材３の目地部のパネル部断熱材５は、継手板７ｃ上に設置された継手板上断熱材５ａの周囲薄層部と重なる部分が薄層とされる。トンネル軸方向支持金具９は、断面ハット形で隣合う天井側耐火被覆部材３の断面波形金属パネル６の端部と重ね合わされる。断面ハット形のトンネル軸方向支持金具１０の谷部で継手板７ａの摺動接合ピン１５がボルト１９により固定される。
【００１９】
図９は、側壁側耐火被覆部材４の斜視図である。側壁側耐火被覆部材４は、矩形のパネル部断熱材５の上に平板状の金属パネル２０が積層され一体化されたものである。断熱材の具体例としては、セラミックファイバー、グラスファイバー等である。矩形のパネル部断熱材５の継手板７に対応するコーナー部や中間部に切欠き部８を形成する。平板状の金属パネル２０は、断熱材５の周囲の目地部が露出する大きさとする。
【００２０】
図１０（ａ）（ｂ）は、側壁側耐火被覆部材４のトンネルの一次覆工体２に取り付けた状態の断面図と平面図である。側壁側耐火被覆部材４は、周囲のパネル部断熱材５が露出した目地部で、トンネルの一次覆工体２に固定された継手板７と軸方向支持金具９、周方向支持金具１０とをボルトで固定することにより露出した目地部を覆うように設置される。側壁側耐火被覆部材４の最下端部には、トンネル軸方向に延びる底部支持金具２１が固定される。軸方向金具９及び周方向金具１０の両端部には長穴を形成し、中間部には丸穴を形成する。端部の長穴は、耐火被覆部材を継手板７の接合ピンに固定する際の位置合わせを容易とする。
【００２１】
図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、側壁側耐火被覆部材４の継手板７の種類の一例を示す平面図であり、図１１（ａ）は、図１０（ｂ）の軸方向支持金具９の端部を接合する軸方向に摺動する一対の摺動接合ピン１５とそれと直交する方向に一対の固定接合ピン１８を設けた継手板７ｄを示し、図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）の軸方向支持金具９の中間部を接合する固定接合ピン１８を一対軸方向に設けた継手板７ｅを示し、前記軸方向に摺動する摺動接合ピン１５を設けた継手板７ｄと、固定接合ピン１８を設けた継手板７ｅとが交互に配置される。図１１（ｃ）は、図１０（ｂ）の周方向支持金具１０の中間部を接合する固定接合ピン１８を周方向にそれぞれ一対設けた継手板７ｆを示す。
【００２２】
図１２は、図１０（ｂ）のＡ―Ａ線の断面図であり、側壁側耐火被覆部材４の軸方向支持金具９の中間部の断面図である。この部分に配置される継手板７ｅは、トンネルの軸方向に平行に配置された一対の固定接合ピン１８を有する。継手板７ｅの底面には継手板下断熱材５ｂが設置され、継手板７ｅ上には、周囲の厚さを薄くした継手板７ｅより若干大きい継手板上断熱材５ａが予め設置され、側壁側耐火被覆部材４の目地部のパネル部断熱材５は、継手板７ｅ上に設置された継手板上断熱材５ａの周囲薄層部と重なる部分が薄層とされる。側壁側耐火被覆部材４を固定する軸方向支持金具及び周方向支持金具１０は、断面ハット形で隣合う側壁側耐火被覆部材４の平板状の金属パネル２０の端部と重ね合わされる。断面ハット形の軸方向支持金具９及び周方向支持金具１０の谷部で継手板７ｄ、７ｅ、７ｆの接合ピンがボルト１９により固定される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の少なくとも２個の接合ピンが設けられた継手板と、金属パネルの背面側に、該金属パネルの周囲の目地部が露出してパネル部断熱材が接合された耐火被覆部材と、周方向及び軸方向の支持金具とからなり、多数の前記継手板がトンネルの一次覆工体に所定の間隔をおいてアンカーボルトで固定され、前記耐火被覆部材が、隣り合うパネル部断熱材同士を接して目地部を構成し、該目地部を覆って金属パネルの端部上に重なる周方向及び軸方向支持金具により、前記接合ピンを介して継手板に固定するという構成により、隣合う耐火被覆部材が重なり合うことがないので、一次覆工体への耐火被覆部材の取付が容易であり、且つ、火災等により損傷を受けた耐火被覆部材のみを取り外し、新しものに取り替えることが容易となる。
支持金具と継手板の連結が、摺動接合ピンの摺動と支持金具の端部の長穴により行うので、耐火被覆部材のトンネル一次覆工体への取り付け作業が容易となり、且つ、火災荷重による金属部材の熱膨張が摺動接合ピンの摺動により吸収できる。
継手板上に継手板上断熱材が予め設置され、耐火被覆部材の継手板に対応する部分の断熱材が切欠かれているため、目地部の断熱材の厚さが一定となる。
継手板の摺動接合ピン、固定接合ピンと支持金具の固定が波形又はハット形の凹部で行われるので、ボルト頭部が耐火被覆構造の表面に突出しないので外観上優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態を示す断面図と側面図である。
【図２】天井側耐火被覆部材３の斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、天井側耐火被覆部材３のトンネルの一次覆工体２に取り付けた状態の断面図と平面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、天井側耐火被覆部材を固定するための複数種の継手板の平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、継手板の平面図とＡ−Ａ線図断面図、Ｂ‐Ｂ線図断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）摺動接合ピンの鍵状孔への設置状況を示す図である。
【図７】図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】側壁側耐火被覆部材４の斜視図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、側壁側耐火被覆部材４のトンネルの一次覆工体２に取り付けた状態の断面図と平面図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、側壁側耐火被覆部材を固定するための複数種の継手板の平面図である。
【図１２】図１０（ｂ）のＡ―Ａ線の断面図である。
【符号の説明】
１：地山
２：一次覆工体
３：天井側耐火被覆部材
４：側壁側耐火被覆部材
５：パネル部断熱材
５ａ：継手板上断熱材
５ｂ：継手板下断熱材
６：断面波形金属パネル
７：継手板
８：切欠き部
９：軸方向支持金具
１０：周方向支持金具
１１：ベースプレート
１２：アンカーボルト挿通孔
１３：鍵状孔
１３ａ：鍵状孔の大径部
１３ｂ：鍵状孔の直線状幅狭部
１４：ストッパー
１５：摺動接合ピン
１６：アンカーボルト
１７：埋込みナット
１８：固定接合ピン
１９：ボルト
２０：平板状金属パネル
２１：底部支持金具
【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】
2004360307.tif 000013
【図１２】
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