(57)【要約】【課題】  機械加工面積が少なく、軽量で、経済的なテーパープレートリングおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  テーパープレートリング部材１１の断面はテーパー状になっており、テーパープレートリング部材１１の板面には、テーパープレートリングの中心軸を中心とする内周側の円周上にボルト孔１１ａが、外周側の円周上にボルト孔１１ｂが、それぞれ円周方向に所定の離間間隔をおいて設けられ、ボルト孔１１ａには、片側から孔の中央部まで雌ネジ部が形成されている。テーパープレートリング部材１１の板厚は、テーパープレートリングの内周側Ｌ１、外周側Ｌ７、ボルト孔１１ａの周囲Ｌ３、および、ボルト孔１１ｂの周囲Ｌ５が所定の板厚で、それ以外の部分Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６は薄くなっている。また、テーパープレートリング部材１１のボルト孔１１ａの周囲Ｌ３と、外周側Ｌ７上にはシール溝Ｓ１、Ｓ２が形成されている。。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルの内側に覆工されるセグメントの前記シールドトンネル軸方向端面に接合され、前記シールドトンネル軸方向の板厚が前記シールドトンネルの周方向に沿って変化するように形成されたテーパー角を有するテーパープレートリングにおいて、
前記板厚が、少なくとも、外周部、内周部、および、前記外周部と前記内周部の間に設けられるボルト孔の周囲を除いて、所定の板厚よりも薄いことを特徴とするテーパープレートリング。
【請求項２】
シール溝を有し、前記シール溝の周囲の板厚が所定の板厚であることを特徴とする請求項１に記載のテーパープレートリング。
【請求項３】
前記ボルト孔に雌ネジ部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のテーパープレートリング。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のテーパープレートリングの製造方法であって、
鋳造後に、所定の板厚よりも薄い板厚部分を除いて、表面を機械加工することにより、所定の板厚とすることを特徴とするテーパープレートリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルの曲線施工や蛇行修正を行うためのテーパープレートリングおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルの曲線施工には、テーパーセグメントが用いられているが、トンネルの延長距離が短い場合や駅部のあるトンネルでは、テーパーセグメントを製造すると、セグメントのコストが高くなることがある。そのため、セグメント間に介装するテーパープレートリングが用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照。）。
また、シールドトンネル施工時に予期せぬ蛇行が生じ、直ちに蛇行修正が必要になった場合などにテーパープレートリングは有用である。
【特許文献１】特開平１１−９３５８３号公報  （第３−５頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、テーパープレートリングは、トンネル径が大きくなるに従い、重量が増大するうえ、工作機械により高精度に鋳物面を研磨して平滑にする機械仕上げ面も拡大することから、テーパープレートリングの製作費が嵩む問題があった。
また、テーパープレートリングの取り付け方法についても、シールドジャッキや次に組み立てるセグメントの障害とならないような工夫が必要であり、事前にテーパープレートリング仮止め用のボルト孔をセグメントに設けておく必要があった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、機械加工面積が少なく、軽量で、経済的なテーパープレートリングおよびその製造方法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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係るテーパープレートリングでは、シールドトンネルの内側に覆工されるセグメントの前記シールドトンネル軸方向端面に接合され、前記シールドトンネル軸方向の板厚が前記シールドトンネルの周方向に沿って変化するように形成されたテーパー角を有するテーパープレートリングにおいて、前記板厚が、少なくとも、外周部、内周部、および、前記外周部と前記内周部の間に設けられるボルト孔の周囲を除いて、所定の板厚よりも薄いことを特徴とする。
ボルト孔の周囲は、セグメントに必ず当接する部分であるため、所定の板厚とする必要がある。また、テーパープレートリングの外周部および内周部は、シールドトンネル軸方向の圧縮力に耐えるとともに、密着性を確保するため、所定の板厚とする必要がある。
ここで、所定の板厚とは、テーパープレートリングが所定のテーパー角を有するために、テーパープレートリング各部において必要とされる板厚のことである。
本発明では、テーパープレートリングに、所定の板厚よりも薄い薄板部を設けることにより、セグメントに当接する部分が少なくなり、テーパープレートリングの機械加工面積を低減することができる。加えて、テーパープレートリングの断面積が低減されるので、テーパープレートリングの軽量化を図ることができる。その結果、テーパープレートリングの施工性が向上するうえ、テーパープレートリングの材料コストを削減することができる。
なお、テーパープレートリングには、圧縮力しか殆ど作用しないため、テーパープレートリングの板厚を、所定の板厚よりも部分的に薄くしても力学的に問題は無い。
【０００５】
また、本発明に係るテーパープレートリングでは、シール溝を有し、前記シール溝の周囲の板厚が所定の板厚であることが好ましい。
ここで、シール溝は、水密性を保つための止水シールを保持するために形成された溝である。
本発明では、テーパープレートリングに形成したシール溝に止水シールを挿着することにより、テーパープレートリングの水密性を高めることができる。
【０００６】
また、本発明に係るテーパープレートリングでは、前記ボルト孔に雌ネジ部が形成されていることが好ましい。
本発明では、テーパープレートリングのボルト孔に雌ネジ部を形成することにより、テーパープレートリングをセグメントに仮止めするためのボルト孔をセグメントに予め設けておく必要がなくなるのである。
【０００７】
本発明に係るテーパープレートリングの製造方法では、鋳造後に、所定の板厚よりも薄い板厚部分を除いて、表面を機械加工することにより、所定の板厚とすることを特徴とする。
本発明では、鋳造されたテーパープレートリングの厚板部のみ機械加工して所定の板厚とすることにより、テーパープレートリングの機械加工面積が低減され、テーパープレートリングの製造コストが削減される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、テーパープレートリングに、所定の板厚よりも薄い薄板部を設けることにより、機械加工面積が少なく、軽量で、経済的なテーパープレートリングを実現することができる。
また、本発明によれば、鋳造されたテーパープレートリングの厚板部のみ機械加工して所定の板厚とすることにより、テーパープレートリングの機械加工面積が低減され、テーパープレートリングの製造コストが削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るテーパープレートリングについて図面に基いて説明する。
図１（ａ）は、本発明に係るテーパープレートリングの実施形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は、そのＡ−Ａ矢視断面図である。また、図２は、テーパープレートリングを構成するテーパープレートリング部材の平面図であり、図３は、図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
図１（ａ）に示すように、本実施形態によるテーパープレートリング１は、テーパープレートリング１の中心軸を中心として円周方向に１０分割されたテーパープレートリング部材１１、１２、…、２０から構成されている。各テーパープレートリング部材１１、１２、…、２０の断面は、図１（ｂ）に示すように、テーパープレートリング１として所定のテーパー角を有するように、それぞれシールドトンネルの周方向に沿って変化するテーパー状になっている。図示例は、シールドトンネルを水平方向に曲線施工あるいは蛇行修正を行う場合であって、図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面では、テーパープレートリング１両端部のテーパー量は５０ｍｍ程度である。
ここで、テーパープレートリング１の材質としては、靭性のある鋼材であれば特に限定されるものではないが、例えば、ダクタイル鋳鉄などが挙げられる。
また、テーパープレートリング部材１１、１２、…、２０の板面には、図２に示すように、テーパープレートリング１の中心軸を中心とする内周側の円周上にボルト孔１１ａが、外周側の円周上にボルト孔１１ｂが、それぞれ円周方向に所定の離間間隔をおいて設けられている。そして、ボルト孔１１ａには、片側から孔の中央部まで雌ネジ部Ｍ１（図４参照）が形成されている。
【００１０】
テーパープレートリング部材１１、１２、…、２０の板厚は、図３に示すように、テーパープレートリング１の内周側Ｌ１、外周側Ｌ７、ボルト孔１１ａの周囲Ｌ３、および、ボルト孔１１ｂの周囲Ｌ５は機械加工により所定の板厚を有しているが、それ以外の部分Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６は鋳放しのままであって、テーパープレートリング１の中心軸を中心とする略円弧状の凹陥部が板の両面にそれぞれ形成されて薄くなっている。薄板部Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６の端部は、形状変化による応力集中を防止するために、所定板厚部Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７から薄板部Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６にかけて板厚が漸減するテーパー状になっている。
また、テーパープレートリング部材１１、１２、…、２０のボルト孔１１ａの周囲Ｌ３と、外周側Ｌ７上には、シール溝Ｓ１、Ｓ２が形成されている。シール溝Ｓ１、Ｓ２には、溝の深さ以上の厚みを有する止水シール（図示省略）が挿着されており、テーパープレートリング１１、１２、…、２０が、後述する鋼製セグメント２、３の主桁２１、３１と接合された際に、止水シールが圧着されることにより止水性を発揮するものである。加えて、止水シールに膨張性止水シールを採用すれば、地下水が浸入した場合に止水シールが膨脹し、止水性をさらに高めることができる。
なお、図示例は、シールドトンネルを水平方向に曲線施工あるいは蛇行修正を行う場合であるため、テーパープレートリング部材１１のＢ−Ｂ矢視断面における板厚は、外周側Ｌ７と内周側Ｌ１でほぼ同じ板厚となっている。
【００１１】
次に、テーパープレートリング１を介してセグメント同士を接合する方法について、図４に基づき説明する。以下、テーパープレートリング部材１１について、その接合方法を説明するが、他のテーパープレートリング部材１２、…、２０についても同様である。
先ず、図４（ａ）に示すように、テーパープレートリング部材１１の板面を既設鋼製セグメント２の主桁２１に当接し、主桁２１に設けられたボルト孔２１ａからテーパープレートリング部材１１のボルト孔１１ａに向けて仮設ボルト４を挿入し、ボルト孔１１ａに形成された雌ネジ部Ｍ１を利用して、テーパープレートリング部材１１を既設鋼製セグメント２に仮止めする。この際、仮設ボルト４の先端は、テーパープレートリング部材１１の板面から突出しないようにする。
引き続き、新設鋼製セグメント３の主桁３１をテーパープレートリング部材１１の板面に当接し、主桁３１に設けられたボルト孔３１ｂから、テーパープレートリング部材１１のボルト孔１１ｂおよび既設セグメントの主桁２１に設けられたボルト孔２１ｂに向けて本設ボルト５を挿入し、既設鋼製セグメント２とテーパープレートリング部材１１と新設鋼製セグメント３を、本設ボルト５とナット５’を用いて緊結する。
その後、仮締めした仮設ボルト４を外し、主桁３１に設けられたボルト孔３１ａから、テーパープレートリング部材１１のボルト孔１１ａおよび既設セグメントの主桁２１に設けられたボルト孔２１ａに向けて本設ボルト６を挿入し、既設鋼製セグメント２とテーパープレートリング部材１１と新設鋼製セグメント３を、本設ボルト６とナット６’を用いて緊結する。
【００１２】
本実施形態によるテーパープレートリング１では、テーパープレートリング１に、所定の板厚よりも薄い鋳放しのままでよい薄板部Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６を設けることにより、鋼製セグメント２、３に当接する部分が少なくなり、高価な機械加工面積を低減することができる。加えて、テーパープレートリング１の断面積を低減することができるので、テーパープレートリング１の軽量化を図ることができる。その結果、テーパープレートリング１の施工性が向上するうえ、テーパープレートリング１の材料コストも削減することができる。
また、本実施形態によるテーパープレートリング１では、テーパープレートリング１のボルト孔１１ａ、１１ｂに雌ネジ部Ｍ１を形成することにより、テーパープレートリング１を既設鋼製セグメント２に仮止めするためのボルト孔をセグメントに予め設けておく必要がなくなる。
【００１３】
以上、本発明に係るテーパープレートリング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、上記の実施形態では、円形断面トンネルを対象としているが、本発明は、２連円形断面トンネル、３連円形断面トンネル、あるいは矩形断面トンネルにも適用することができる。
また、上記の実施形態では、テーパープレートリングを１０分割としたが、異なる分割数でも良いし、テーパープレートリングのボルト孔は、鋼製セグメントのボルト孔に合わせて３段以上でも良い。
さらに、上記の実施形態では、鋼製セグメントを用いたが、セグメントにボルトボックスを設ければ、コンクリート製のセグメントにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明に係るテーパープレートリングの実施形態の一例を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】テーパープレートリングを構成するテーパープレートリング部材の平面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】テーパープレートリングを介して鋼製セグメント同士を接合する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  テーパープレートリング
２  既設鋼製セグメント
３  新設鋼製セグメント
４  仮設ボルト
５、６  本設ボルト
１１、１２、…、２０  テーパープレートリング部材
Ｓ１、Ｓ２  シール溝
Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７  所定板厚部
Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６  薄板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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