(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に切欠部を有し、前記切欠部に内側ボルトボックスが設けられた内側スキンプレートと、
前記内側スキンプレートの端部に設けられた内側継手板と、
端部に外側ボルトボックスが設けられた外側スキンプレートと、
前記外側スキンプレートの端部に設けられた外側継手板と、
一対の側板と、
を具備し、
前記内側スキンプレートと前記外側スキンプレートと前記一対の側板とで箱状に形成されたことを特徴とするセグメント。
【請求項２】
内部にコンクリートが充填され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】
前記内側スキンプレートの長辺側の端部には、リング間用のボルトボックスが設けられることを特徴とする請求項１記載のセグメント。
【請求項４】
前記内側ボルトボックスと前記外側ボルトボックスは、夫々前記内側スキンプレートと前記外側スキンプレートに溶接して設けられることを特徴とする請求項１記載のセグメント。
【請求項５】
内側スキンプレートの切欠部周辺に内側ボルトボックスを設ける工程と、
前記内側スキンプレートの端部に内側継手板を設ける工程と、
外側スキンプレートに外側ボルトボックスを設ける工程と、
外側スキンプレートの端部に外側継手板を固定する工程と、
前記内側スキンプレートと、前記外側スキンプレートと、一対の側板とで箱状のセグメントを形成する工程と、
を具備することを特徴とするセグメントの製造方法。
【請求項６】
内部にコンクリートを充填する工程をさらに具備することを特徴とする請求項５記載のセグメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用のセグメントおよびセグメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルで用いられるセグメントとして、１枚のスキンプレートのトンネル円周方向の端部に２枚の継手板を設けるものがあった。しかし、このようなセグメントでは、本体構造が不等辺山形鋼であり、断面力への対応にスキンプレートの寄与率が小さいため、大きな断面力には継手板および主桁の厚さと高さを増すことで対応してきた。（例えば、特許文献１、図２参照）
【０００３】
また、サンドイッチ型鋼コンクリート合成セグメントがある。
図４はこのようなセグメント２００を示し、外側スキンプレート１０３と内側スキンプレート１０５の２枚のスキンプレートを持つ。
【０００４】
セグメント２００は、切欠部１１７を有する内側スキンプレート１０５に、切欠部１１７に合わせてボルトボックス１０９を設け、ボルトボックス１０９に継手板１１１を溶接し、外側スキンプレート１０３を継手板１１１に溶接する。内側スキンプレート１０５にボルトボックス１０９を溶接する際には、ボルトボックス１０９の内周側外周側の両方から溶接器具がアクセスでき、図５（ａ）、（ｃ）に示すようにボルトボックス１０９の側板の両面を内側スキンプレート１０５に溶接可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５１０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ボルトボックス１０９に外側スキンプレート１０３を溶接する際には、すでにボルトボックス１０９に継手板１１１が溶接されているので、ボルトボックス１０９の外周側への溶接器具のアクセスが困難になり、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにボルトボックス１０９の側板の片面のみしか外側スキンプレート１０３に溶接できない。そのため、ボルトボックス１０９と外側スキンプレート１０３の間の固定の強度が弱くなり、継手部の強度を十分にするために、ボルトボックス１０９の大きさを大きくし、溶接部分を長くする必要や、ボルトボックス１０９の鋼材の厚みを増やす必要があり、ボルトボックス１０９に使用する鋼材使用量が多くなるという問題点があった。このため、製作コストの増大や、施工管理コストの増大を招くという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、小型のボルトボックスを用いることができ、コストの低廉なセグメント等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、端部に切欠部を有し、前記切欠部に内側ボルトボックスが設けられた内側スキンプレートと、前記内側スキンプレートの端部に設けられた内側継手板と、端部に外側ボルトボックスが設けられた外側スキンプレートと、前記外側スキンプレートの端部に設けられた外側継手板と、一対の側板とを具備し、前記内側スキンプレートと前記外側スキンプレートと前記一対の側板とで箱状に形成されたことを特徴とするセグメントである。
また、内部にコンクリートが充填されることが好ましく、前記内側スキンプレートの長辺側の端部には、リング間用のボルトボックスが設けられることが好ましい。前記内側ボルトボックスと前記外側ボルトボックスは、夫々前記内側スキンプレートと前記外側スキンプレートに溶接して設けられることが好ましい。
【０００９】
第１の発明では、ボルトボックスは側板の両面でスキンプレートに溶接され、ボルトボックス―スキンプレート間の溶接の強度が向上する。そのため、ボルトボックスの大きさを小さくでき、ボルトボックスと継手板の鋼材の厚さを低減できることで、鋼材使用量が削減できる。
【００１０】
第２の発明は、内側スキンプレートの切欠部周辺に内側ボルトボックスを設ける工程と、前記内側スキンプレートの端部に内側継手板を設ける工程と、外側スキンプレートに外側ボルトボックスを設ける工程と、外側スキンプレートの端部に外側継手板を固定する工程と、前記内側スキンプレートと、前記外側スキンプレートと、一対の側板とで箱状のセグメントを形成する工程と、を具備することを特徴とするセグメントの製造方法である。また、内部にコンクリートを充填する工程をさらに具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型のボルトボックスを用いることができ、コストの低廉なセグメント等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る、セグメント１を示す図である。外側スキンプレート３には、セグメント間を接続するための外側ボルトボックス９および外側継手板１３が設けられている。内側スキンプレート５の周囲には、切欠部２９が設けられ、切欠部２９に対応する位置に、セグメント間を接続する内側ボルトボックス１１および内側継手板１５、リング間を接続するボルトボックス１９が設けられている。外側継手板１３、内側継手板１５、側板７はそれぞれボルト孔１７を有しており、切欠部２９よりボルト（図示せず）を挿入し、セグメント１を隣接するセグメント（図示せず）とボルトにより締結可能である。側板７はコンクリート注入孔１８を有している。外側スキンプレート３、内側スキンプレート５、側板７は箱状に設けられ、外側スキンプレート３と内側スキンプレート５の間に、コンクリートが充填され、セグメント１が構成される。
【００１３】
外側スキンプレート３、内側スキンプレート５、側板７、外側ボルトボックス９、内側ボルトボックス１１、外側継手板１３、内側継手板１５、ボルトボックス１９は、それぞれ鋼材であり、例えばＳＭ４９０である。
【００１４】
外側継手板１３と外側ボルトボックス９、内側継手板１５と内側ボルトボックス１１は、それぞれ全強溶接される。
【００１５】
外側継手板１３と内側継手板１５の間の溶接は、継手面の精度、止水性が確保できる程度の溶接が好ましい。
【００１６】
外側ボルトボックス９と内側ボルトボックス１１の間の溶接は、コンクリート打設時の漏れが防止できる程度の溶接が好ましい。
【００１７】
外側ボルトボックス９と内側ボルトボックス１１、ボルトボックス１９は断面コの字型だけでなく、断面Ｈ字型の形状でもよい。
【００１８】
次に、第１の実施形態に係るセグメント１の製造方法について説明する。
図２（ａ）〜（ｊ）は、第１の実施形態に係る、セグメント１の製造方法を示す図である。
【００１９】
図２（ａ）は、外側スキンプレート３を示す図である。外側スキンプレート３は湾曲した板材である。
【００２０】
図２（ｂ）は、外側ボルトボックス９の構成を示す図である。外側ボルトボックス９は、３枚の板状の部材からなっており、第１側板２１、第２側板２３と第３側板２５を断面がコの字状になるように接合している。
【００２１】
図２（ｃ）に示すように、外側スキンプレート３の短辺の端部に、トンネル中心方向に向かうように外側ボルトボックス９を設ける。
【００２２】
図２（ｄ）は、図２（ｃ）のＡ矢視図であり、図２（ｅ）は、図２（ｃ）のＢ矢視図である。外側スキンプレート３と第２側板２３は、隅肉溶接部２７にて、両面で隅肉溶接されている。外側スキンプレート３と第１側板２１も同様に両面で隅肉溶接されている。なお、第３側板２５と外側スキンプレート３は、溶接してもしなくてもよい。
【００２３】
次に、図２（ｆ）に示すように、外側ボルトボックス９の位置にボルト孔１７が対応するように、外側スキンプレート３に外側継手板１３を溶接する。
【００２４】
図２（ｇ）は、内側スキンプレート５を示す図である。内側スキンプレート５の周囲には、切欠部２９を設ける。
【００２５】
図２（ｈ）に示すように、切欠部２９の位置に合わせて内側ボルトボックス１１およびボルトボックス１９を設ける。このとき、内側ボルトボックス１１およびボルトボックス１９の側面を形成する板の両面が内側スキンプレート５に隅肉溶接される。即ち、外側スキンプレート３に外側ボルトボックス９を溶接するのと同様に、内側ボルトボックス１１およびボルトボックス１９の側面を形成する板の両面が内側スキンプレート５に溶接される。
【００２６】
次に、図２（ｉ）に示すように、内側スキンプレート５に、内側ボルトボックス１１の位置とボルト孔１７の位置が対応するように内側継手板１５を溶接して設ける。
【００２７】
次に、図２（ｊ）に示すように、外側ボルトボックス９、内側ボルトボックス１１およびボルトボックス１９を内側にして、外側スキンプレート３と内側スキンプレート５を向かい合わせ、外側スキンプレート３と内側スキンプレート５の左右から、ボルト孔１７とコンクリート注入孔１８を有する側板７を取り付ける。即ち、外側継手板１３と内側継手板１５とを溶接し、外側スキンプレート３、内側スキンプレート５に側板７を溶接することにより箱体を形成する。
【００２８】
その後、コンクリート注入孔１８が上を向くように横倒しにし、コンクリート注入孔１８からコンクリート（図示せず）を充填して、セグメント１が完成する。
【００２９】
図２（ｄ）と図５（ａ）、および図２（ｅ）と図５（ｂ）を比べると、図５（ａ）、図５（ｂ）において、ボルトボックス１０９と外側スキンプレート１０３の間では、ボルトボックス１０９の内周側のみ溶接されているのに対し、図２（ｄ）、図２（ｅ）においては、外側ボルトボックス９の側板２１、２３の両面が外側スキンプレート３に溶接されている。これは、図５（ａ）、図５（ｂ）においてはボルトボックス１０９が設けられた内側スキンプレート１０５に継手板１１１を溶接し、継手板１１１に外側スキンプレート１０３を溶接した後、外側スキンプレート１０３にボルトボックス１０９を溶接するので、ボルトボックス１０９外周への溶接器具のアクセスが難しいからである。一方、図２(ｄ)、図２（ｅ）においては、外側ボルトボックス９は外側スキンプレート３のみに取り付けられており、溶接器具は外側ボルトボックス９の外周側と内周側の両方にアクセス可能であるためである。
【００３０】
このように第１の実施の形態によれば、外側ボルトボックス９の第１側板２１および第２側板２３を、板の両面で外側スキンプレート３に隅肉溶接する。同様に、内側ボルトボックス１１の側面を形成する板の両面を内側スキンプレート５に隅肉溶接する。そのため、従来のセグメント２００の、側面を形成する板の片面でしか隅肉溶接をすることができないボルトボックス１０９に比べて、ボルトボックス９、１１の奥行きを短くすることができる。また、ボルトボックス９、１１に用いる鋼材の厚さも薄くすることができる。そのため、ボルトボックス９、１１に使用する鋼材使用量を少なくすることが可能になる。
【００３１】
次に、第２の実施形態について説明する。
図３は、第２の実施形態に係る、セグメント１００を示す図である。第２の実施形態で第１の実施形態に係るセグメント１と同一の機能を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。セグメント１００では外側継手板１３と内側継手板１５は接しておらず、充填されたコンクリート３１が露出している。
【００３２】
第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るセグメントの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施の形態に係るセグメント１を示す図
【図２（ａ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｂ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｃ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｄ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｅ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｆ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｇ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｈ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｉ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図２（ｊ）】セグメント１の製造工程を示す図
【図３】第２の実施の形態に係るセグメント１００を示す図
【図４】従来例に係るセグメント２００を示す図
【図５（ａ）】図４のＡ矢視図（継手板は省略）
【図５（ｂ）】図４のＢ矢視図（継手板は省略）
【図５（ｃ）】図４のＣ矢視図（継手板は省略）
【符号の説明】
【００３５】
１、１００、２００………セグメント
３………外側スキンプレート
５………内側スキンプレート
７………側板
９………外側ボルトボックス
１１………内側ボルトボックス
１３………外側継手板
１５………内側継手板
１７………ボルト孔
１８………コンクリート注入孔
１９………ボルトボックス
２１………第１側板
２３………第２側板
２５………第３側板
２７………隅肉溶接部
２９………切欠部
３１………コンクリート
１０３………外側スキンプレート
１０５………内側スキンプレート
１０７………側板
１０９………ボルトボックス
１１１………継手板
１１３………ボルト孔
１１４………コンクリート注入孔
１１５………隅肉溶接部
１１７………切欠部
【図１】
0004778488.tif 000002
【図２（ａ）】
0004778488.tif 000003
【図２（ｂ）】
0004778488.tif 000004
【図２（ｃ）】
0004778488.tif 000005
【図２（ｄ）】
0004778488.tif 000006
【図２（ｅ）】
0004778488.tif 000007
【図２（ｆ）】
0004778488.tif 000008
【図２（ｇ）】
0004778488.tif 000009
【図２（ｈ）】
0004778488.tif 000010
【図２（ｉ）】
0004778488.tif 000011
【図２（ｊ）】
0004778488.tif 000012
【図３】
0004778488.tif 000013
【図４】
0004778488.tif 000014
【図５（ａ）】
0004778488.tif 000015
【図５（ｂ）】
0004778488.tif 000016
【図５（ｃ）】
0004778488.tif 000017