(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する二つの端面を形成していて内部に鋼材を配設したコンクリート部材であって、
対向する前記端面にそれぞれ露出する圧縮伝達材と、
対向する前記圧縮伝達材の間に延在している主鋼材と、
前記主鋼材の一方または両方の端部と前記圧縮伝達材との間に介在するくさび材と
を備え、
前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させることを特徴とするコンクリート部材。
【請求項２】
前記圧縮伝達材はシール溝を設けたシール部である請求項１に記載のコンクリート部材。
【請求項３】
前記くさび材は前記主鋼材の端部と前記圧縮伝達材との間に配設されていて、対向する一対の前記端面にそれぞれ露出する前記圧縮伝達材は互いに非平行に配設されている請求項１または２に記載のコンクリート部材。
【請求項４】
前記くさび材は前記主鋼材の端部と前記圧縮伝達材との間に互いに逆方向に複数介在していて、対向する一対の前記端面にそれぞれ露出する前記圧縮伝達材は互いに略平行に配設されている請求項１または２に記載のコンクリート部材。
【請求項５】
前記主鋼材は、前記端面に交差する外周面に沿って形成されている第一主鋼材と前記外周面に対向する内周面に沿って形成されている第二主鋼材とで構成され、
前記圧縮伝達材は、前記一対の端面の第一主鋼材及び第二主鋼材の両端部に対向してそれぞれ設けられた第一圧縮伝達材及び第二圧縮伝達材とを備え、
前記くさび材は、前記第一主鋼材及び第一圧縮伝達材の間に介在する第一くさび材と前記第二主鋼材及び第二圧縮伝達材の間に介在する第二くさび材と
を備えてなる請求項１乃至４のいずれかに記載のコンクリート部材。
【請求項６】
周方向及び軸方向の端面をなす継手面及び主桁面で複数連結されることで略筒状壁体を構築する円弧板状の合成セグメントであって、
対向する一対の前記継手面にそれぞれ露出する圧縮伝達材と、
対向する一対の前記圧縮伝達材の間に延在している主鋼材と、
前記主鋼材の一方または両方の端部と前記圧縮伝達材との間に介在するくさび材とを備え、
前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させることを特徴とする合成セグメント。
【請求項７】
前記主鋼材は、前記端面に交差する略円弧状をなす外周面に沿って形成されている第一主鋼材と前記外周面に対向する略円弧状をなす内周面に沿って形成されている第二主鋼材とで構成され、
前記圧縮伝達材は、前記一対の端面において前記第一主鋼材及び第二主鋼材の両端部に対向してそれぞれ設けられた第一圧縮伝達材と第二圧縮伝達材とを備え、
前記くさび材は、前記第一主鋼材及び第一圧縮伝達材の間に介在する第一くさび材と前記第二主鋼材及び第二圧縮伝達材の間に介在する第二くさび材とを備え、
前記第二主鋼材は前記内周面の内側に位置してコンクリートで被覆されている請求項６に記載の合成セグメント。
【請求項８】
前記第一圧縮伝達材はそれぞれシール溝を設けたシール部である請求項７に記載の合成セグメント。
【請求項９】
対向する二つの端面を有していて内部に鋼材を配設したコンクリート部材を型枠で製造する製造方法であって、
前記型枠における、前記コンクリート部材の対向する一対の前記端面の位置にそれぞれ圧縮伝達材を前記型枠に固定させると共に当該圧縮伝達材間に主鋼材を配設し、
前記主鋼材の一方または両方の端部と前記圧縮伝達材との間にくさび材を打ち込んで前記主鋼材と圧縮伝達材との間に嵌合させて前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させ、
硬化前のコンクリート材を前記型枠内に流し込んでコンクリート部材を製造するようにしたコンクリート部材の製造方法。
【請求項１０】
対向する二つの端面を有していて内部に鋼材を配設した合成セグメントを型枠で製造する製造方法であって、
前記型枠における、前記合成セグメントの対向する一対の前記端面の位置にそれぞれ圧縮伝達材を前記型枠に固定させると共に前記圧縮伝達材間に主鋼材を配設し、
前記主鋼材の一方または両方の端部と前記圧縮伝達材との間にくさび材を打ち込んで前記主鋼材と圧縮伝達材との間に嵌合させて前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させ、
硬化前のコンクリート材を前記型枠内に流し込んで合成セグメントを製造するようにした合成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、例えば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、具体的にはスチール等の構造部材とコンクリートとを複合使用した合成セグメントとその製造方法、そしてこれら合成セグメントを含むコンクリート部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、鋼製あるいは鋼材とコンクリートとを複合使用した合成セグメントが知られており、特許文献１に記載のものは、合成セグメントの一例である。
【０００３】
この特許文献１に記載されている合成セグメントは、２つの主桁と２つの継手板とスキンプレートを有し、開口端が形成された円弧版状を為しており、当該２つの主桁間に更に少なくとも１本の略Ｈ状のずれ止めを配置し、しかる後に当該開口端より中詰めコンクリートを充填したものであり、割れや欠けの生じやすいセグメントの内外周面の四辺の角部を含め、合成セグメントの枠体の大部分を構造部材で構成することにより、高い強度を発揮している。
また、合成セグメントの枠体の大部分が構造部材で覆われているため、地山側からの漏水に対する止水性についても一定の配慮が為されている。
また、他の合成セグメントとして、内部にＨ型の鋼材を含むと共にコンクリートを充填して外表面をコンクリートで被覆するようにしたものも提案されている。この種の合成セグメントでは上述した特許文献１に記載されたものと比較して鋼材が外部に露出しないために鋼材の腐食を防ぎセグメントの耐久性を向上できる。この合成セグメントでは、外周面がコンクリートで被覆されているため、シール溝もコンクリートで形成されている。
そして、この合成セグメントのリング状の継手面同士を継手で連結してセグメントリングを形成する。
【特許文献１】特開２００３−２７８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが近年、セグメントには高強度化の要求、止水性の要求に加え、薄型化とコストダウンの要請が高まってきている。
しかし特許文献１に記載の合成セグメントのように、開口部以外の周囲全てを構造部材（鋼材）で覆っているものにあっては、所定の強度を得るために合成セグメント自身の厚みが増大し、また重量も嵩む傾向にあった。更に、使用する鋼材量が多いため、強度及び止水性は満足できてもコストダウンの要請に応えることは困難であった。
また、後者の合成セグメントでは、鋼材からなる構造部材をコンクリートで被覆しているため、セグメントリングをトンネルの軸方向に順次連結してトンネルを構築した場合、土圧等の荷重がセグメントリングを形成する各合成セグメントの継手面同士に圧縮力として印加されることになる。この場合、シール部材を装着するシール溝がコンクリート製であるため、過度の圧縮力でシール溝から内外周面にかけてクラックが入る等、圧壊され易いという欠点がある。これを防いで強度を確保するためには、シール溝を合成セグメントの厚み方向中央側に形成しなければならず、厚みが増大して合成セグメントを薄型化できない欠点が生じる。そのため、高強度化と薄型化とコストダウンを同時に達成することができなかった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、高強度を維持して薄型化と低コスト化を達成したコンクリート部材とその製造方法、合成セグメントとその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるコンクリート部材は、対向する二つの端面を形成していて内部に鋼材を配設したコンクリート部材であって、対向する端面にそれぞれ露出する圧縮伝達材と、対向する圧縮伝達材の間に延在している主鋼材と、主鋼材の一方または両方の端部と圧縮伝達材との間に介在するくさび材とを備え、前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させることを特徴とする。
本発明によれば、コンクリート部材の対向する端面に圧縮力がかかった場合、圧縮伝達材から主鋼材に伝達して分散させることができるので、端面が圧縮力で圧壊されることはない。しかも、主鋼材とその一端または両端の圧縮伝達材との間にくさび材を圧入することで各部材を互いに押圧した密接状態に保持することができるので、形状や寸法が相違するコンクリート部材であっても主鋼材や圧縮伝達材に同一形状のものを採用してくさび材で寸法や内部の圧縮力を調整することができる。そのため、コンクリート部材は高強度で薄型化を図ることができ、外形寸法に関わらず同一鋼材を使用することで低コストを達成できる。
【０００７】
また、圧縮伝達材はシール溝を設けたシール部であってもよい。
圧縮伝達材によって外部からの圧縮力等の荷重を受けると共にシール溝にシール部材を配設できる。
また、くさび材は主鋼材の端部と圧縮伝達材との間に配設されていて、対向する一対の端面にそれぞれ露出する圧縮伝達材は互いに非平行に配設されていてもよい。
主鋼材と圧縮伝達材の間に圧入するくさび材によって両端面における圧縮伝達材を非平行に姿勢や長さを調整して配設できる。
また、くさび材は主鋼材の端部と圧縮伝達材との間に互いに逆方向に複数介在していて、対向する一対の端面にそれぞれ露出する圧縮伝達材は互いに略平行に配設されていてもよい。
主鋼材と圧縮伝達材の間に圧入するくさび材によって両端面における圧縮伝達材を平行となるように姿勢や長さを調整して配設できる。
【０００８】
また、主鋼材は、端面に交差する外周面に沿って形成されている第一主鋼材と、外周面に対向する内周面に沿って形成されている第二主鋼材とで構成され、圧縮伝達材は一対の端面の第一主鋼材及び第二主鋼材の端部に対向してそれぞれ設けられた第一圧縮伝達材及び第二圧縮伝達材とを備え、くさび材は、第一主鋼材及び第一圧縮伝達材の間に介在する第一くさび材と、第二主鋼材及び第二圧縮伝達材の間に介在する第二くさび材とを備えてなることが好ましい。
本発明によれば、外部からの圧縮力を受けて内部に伝達する第一圧縮伝達材及び第二圧縮伝達材と第一主鋼材及び第二主鋼材とを二層に構成したから、大きな圧縮力が外部からかかったとしても確実に第一主鋼材及び第二主鋼材にそれぞれ伝達して分散させることができ、圧縮力による端面の圧壊を確実に防止できる。
【０００９】
本発明による合成セグメントは、周方向及び軸方向の端面をなす継手面及び主桁面で複数連結されることで略筒状壁体を構築する円弧板状の合成セグメントであって、対向する一対の継手面にそれぞれ露出する圧縮伝達材と、対向する一対の圧縮伝達材の間に延在している主鋼材と、主鋼材の一方または両方の端部と圧縮伝達材との間に介在するくさび材とを備え、前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させることを特徴とする。
本発明によれば、合成セグメントの端面に土圧等によって圧縮力がかかった場合、圧縮伝達材から直接またはくさび材を介して確実に主鋼材に伝達して分散させることができるので、端面が圧縮力で圧壊されることはない。しかも、主鋼材とその一端または両端の圧縮伝達材との間にくさび材を圧入することで各部材を互いに押圧した密接状態に保持することができるので、合成セグメントの形状が相違するものであっても主鋼材や圧縮伝達材に同一形状のものを採用して、くさび材で寸法や内部の圧縮力を調整することができる。そのため、合成セグメントは高強度で薄型化を図ることができ、外形寸法に関わらず同一鋼材を使用することで低コストを達成できる。
【００１０】
また、主鋼材は、端面に交差する略円弧状をなす外周面に沿って形成されている第一主鋼材と、外周面に対向する略円弧状をなす内周面に沿って形成されている第二主鋼材とで構成され、圧縮伝達材は、一対の端面において第一主鋼材及び第二主鋼材の両端部に対向してそれぞれ設けられた第一圧縮伝達材と第二圧縮伝達材とを備え、くさび材は、第一主鋼材及び第一圧縮伝達材の間に介在する第一くさび材と、第二主鋼材及び第二圧縮伝達材の間に介在する第二くさび材とを備え、第二主鋼材は内周面の内側に位置してコンクリートで被覆されていることが好ましい。
本発明による合成セグメントでは、構造材が第一主鋼材と第二主鋼材を含む二層構造で構成されているため、外部から働く圧縮力を第一圧縮伝達材と第二圧縮伝達材で受けて、直接またはくさび材を介して第一主鋼材と第二主鋼材に伝達されて分散されるため、より高い圧縮力が働いても二層で構成された第一主鋼材と第二主鋼材に確実に伝達されて分散させることができ、端面の圧壊を防止できる。
また、第一圧縮伝達材にはそれぞれシール溝が設けられていてもよく、シール溝を有するシール部を圧縮伝達材とすることで、部品数を低減して構成を簡略化できてコストを低減できる。
【００１１】
本発明によるコンクリート部材の製造方法は、対向する二つの端面を有していて内部に鋼材を配設したコンクリート部材を型枠で製造する製造方法であって、型枠における、コンクリート部材の対向する一対の端面の位置にそれぞれ圧縮伝達材を型枠に固定させると共に圧縮伝達材間に主鋼材を配設し、主鋼材の一方または両方の端部と圧縮伝達材との間にくさび材を打ち込んで主鋼材と圧縮伝達材との間に嵌合させて前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させ、硬化前のコンクリート材を型枠内に流し込んでコンクリート部材を製造するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、コンクリート部材の製造に際し、型枠に固定した圧縮伝達材の間に主鋼材を配設して、くさび材を打ち込むことで互いに密着させ、主鋼材の寸法誤差を調整すると共に両側の圧縮伝達材を型枠に密着させることができて外部からの圧縮力を確実に主鋼材に伝達できるコンクリート部材を製造できる。
【００１２】
本発明による合成セグメントの製造方法は、対向する二つの端面を有していて内部に鋼材を配設した合成セグメントを型枠で製造する製造方法であって、型枠における、合成セグメントの対向する一対の端面の位置にそれぞれ圧縮伝達材を型枠に固定させると共に圧縮伝達材間に主鋼材を配設し、主鋼材の一方または両方の端部と圧縮伝達材との間にくさび材を打ち込んで主鋼材と圧縮伝達材との間に嵌合させて前記くさび部材を介して前記圧縮伝達材と主鋼材とに圧縮力を作用させ、次いで硬化前のコンクリート材を型枠内に流し込んで合成セグメントを製造するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、型枠に固定した圧縮伝達材の間に主鋼材を配設して、くさび材を打ち込むことで各鋼材を互いに密着させ、主鋼材の寸法誤差を調整すると共に両側の圧縮伝達材を型枠に密着させることができて外部からの圧縮力を確実に主鋼材に伝達できる合成セグメントを製造できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るコンクリート部材及び合成セグメントによれば、対向する端面に露出する圧縮伝達材と主鋼材との間にくさび材が嵌合されて、これら鋼材が一体に圧接された状態になるため、対向する端面にかかる圧縮力を端面に露出する圧縮伝達材から直接またはくさび材を介して主鋼材に伝達させて分散させることができ、しかも、これらが構造材として外部からかかる圧縮力を受け止めることができる。そのため、コンクリート部材や合成セグメントに過大な圧縮力がかかることがなく、高強度で端面の圧壊を防止できると共に薄型化できて低コスト化できる。
【００１４】
また、本発明に係るコンクリート部材及び合成セグメントの製造方法によれば、型枠内部に主鋼材を配設すると共に、主鋼材の端部と型枠に固着した圧縮伝達材との間にくさび材を打ち込むことで、圧縮伝達材とくさび材と主鋼材を互いに圧接して高い密着性を確保できると共に圧縮伝達材を型枠に隙間なく密着でき、外部からの圧縮力等の荷重をこれら構造材によって確実に受けることができる。そして、型枠内にコンクリートを打設することで高強度で薄型化したコンクリート部材や合成セグメントを低コストで製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図１０は本発明による合成セグメントの第一の実施形態を示すものである。図１は合成セグメントの一部破断斜視図、図２は下方から見た斜視図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はＢ−Ｂ線断面図、図５はＣ−Ｃ線断面図、図６は継手面の部分断面図、図７は図６のＤ−Ｄ線断面図、図８は図７のＥ−Ｅ線断面図、図９は本実施形態による合成セグメントの製造方法を示す図、図１０は主シール部の正面図と断面図である。
図１及び図２において、本実施形態による合成セグメント１は略円弧板形状を有していてコンクリート内部に後述する鋼材が構造材として配設された平面視略長方形状の構成を有している。この合成セグメント１は地山側の外周面２にはスキンプレート３が被覆形成され、外周面２に対向する内空側の内周面４はコンクリートｃで形成されている。合成セグメント１の外周面２と内周面４に挟まれた四つの側面のうち長手方向に延びる対向する二面が主桁面５とされ、短手方向に延びる対向する二面が継手面６とされている。なお、便宜上、継手面６の一方を継手面６ａとし、他方を継手面６ｂとする。
主桁面５の一方には例えばピン等の雄継手８が装着され、他方にはピンと嵌合する凹部等の雌継手９が設けられており、リング継手を構成する。継手面６には互いに嵌合する水平コッタ等の継手部１０がセグメント継手として設けられている。
【００１６】
合成セグメント１の外周面２には、図１及び図３に示すように、スキンプレート３の内側に当接して略板状の第一主鋼材１２が一方の継手面６近傍から対向する他方の継手面６近傍まで円弧状に湾曲して延びている。合成セグメント１の内部には、第一主鋼材１２に対向して第二主鋼材１３が一方の継手面６近傍から対向する他方の継手面６近傍まで円弧状に湾曲して延びている。第二主鋼材１３は内周面４の内側に位置してコンクリートｃで被覆されている。なお、第一及び第二主鋼材１２、１３は同一材料、同一形状のものを使用してもよい。
第一主鋼材１２と第二主鋼材１３はその長手方向に所定間隔で配列された連結部材としての束材１４によって連結されており、これを主鋼材１５とする。そのため、主鋼材１５は図３に示すように断面略Ｈ字形状とされ、継手面６の延在方向に沿って１または複数列（図では３列）間隔を置いて配列されている。なお、第一、第二主鋼材１２，１３は内面に長手方向に直交する凹溝が所定間隔で形成されており、打設されるコンクリートとの密着性を向上させている。
また、外周面２側では第一主鋼材１２にスキンプレート３が水密溶接により溶接されている。また、第一及び第二主鋼材１２，１３の周囲には配力鉄筋や主鉄筋、補強鉄筋等が配設されている。
【００１７】
合成セグメント１の一方の継手面６ａにおいて、外周面２に沿ってシール溝１６を形成した帯状の鋼板からなる主シール部１７が配設され、その後面には所定間隔で配列された第一主鋼材１２の端部が当接している（図６参照）。主シール部１７は第一圧縮伝達材を構成する。図４及び図６に示す他方の継手面６ｂにおいても、同様に外周面２に沿ってシール溝１６を形成した主シール部１７が配設され、その後面には第一主鋼材１２の端部との間に第一くさび材１８が圧入されて嵌合している。ここで、継手面６ａ，６ｂにおける主シール部１７の一方を主シール部１７ａとし、他方を主シール部１７ｂとする。
図７に示すように、第一くさび材１８はテーパ状の板材または角材等で形成されており、２本の第一くさび材１８が互いに逆方向から主シール部１７ｂと第一主鋼材１２の端部との間に圧入され、主シール部１７ｂの延在方向に延びている。そのため、両側の継手面６ａ，６ｂ間において、各シール溝１６付きの主シール部１７ａ、１７ｂは第一主鋼材１２と第一くさび材１８を介して互いに押圧して支持されており、両側の継手面６ａ，６ｂはほぼ平行に配列されている。
【００１８】
また、第二主鋼材１３の一方の端部は鋼材からなる第二圧縮伝達材２０ａの後端に当接しており、第二圧縮伝達材２０ａの先端は一方の継手面６ａに露出している（図６参照）。図４及び図６に示す第二主鋼材１３の他方の端部は、圧入嵌合された第二くさび材２１を介して第二圧縮伝達材２０ｂの後端に当接し、第二圧縮伝達材２０ｂの先端は他方の継手面６ｂに露出している。
図８に示すように、第二くさび材２１は第一くさび材１８と同様にテーパ状に形成されており、２本の第二くさび材２１が互いに逆方向から第二圧縮伝達材２０ｂと第二主鋼材１３の端部との間に圧入され、第一くさび材１８の延在方向に沿って延びている。そのため、両側の継手面６ａ，６ｂ間において、各第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂは第二主鋼材１３と第二くさび材２１を介して互いに押圧して支持されている。
そのため、トンネルのリング間セグメントを構築した状態で、土圧等で合成セグメント１の継手面６ａ，６ｂ間に過大な圧縮力が作用したとしても、その荷重は主シール部１７ａ、１７ｂ間の第一主鋼材１２（及び第一くさび材１８）と、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂ間の第二主鋼材１３（及び第二くさび材２１）とに分散させて負担することができ、コンクリートｃで荷重を負担することを抑制できる。
【００１９】
なお、継手面６ａ，６ｂにおいて、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂの主シール部１７側のコンクリート面には補助シール溝２３が形成されている。また、主桁面５，５には、図５に示すように主シール部１７のシール溝１６と同一高さにシール溝２５を形成したシール部２６が固着され、補助シール溝２３と同一高さのコンクリート面に同じく補助シール溝２７が形成されている。
そのため、合成セグメント１の主桁面５と継手面６には、シール部２６に設けたシール溝２５と主シール部１７に形成したシール溝１６とに主シール材２８が装着され、補助シール溝２７，２３には補助シール材２９が装着されている。
【００２０】
本実施形態による合成セグメント１は上述の構成を備えており、次にその製造方法を図９を中心に説明する。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、いわゆる山打ちのコンクリート打設方法による合成セグメント１の製造工程を示したものである。図９（ａ）に示すように、この製造方法では、外周面２のスキンプレート３を上側に、内周面４を下側にした状態で、主桁面５の長手方向の略中央部を最も高い位置となる姿勢で合成セグメント１を製造するための型枠３２が用いられる。
型枠３２は、合成セグメント１の内周面４を円弧形状に形成するように塞ぐ底盤部３２ａと、継手面６ａ、６ｂ及び主桁面５を形成するように塞ぐ側板部３２ｂとから構成され、スキンプレート３が配置される外周面２に開口部３２ｃが形成されている。この開口部３２ｃがコンクリートｃの充填口となる。なお、開口部３２ｃは外周面２の中央頂部に開口として形成してもよい。
【００２１】
合成セグメント１の製造方法として、まず、図９（ａ）に示す型枠３２の側板部３２ｂにおいて、予め第一主鋼材１２の両端部に対向する位置にシール溝１６を有する主シール部１７ａ、１７ｂを固着し、第二主鋼材１３の両端部に対向する位置に第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂを固着する。例えば、主シール部１７のシール溝１６には図１０に示すように雌ねじ穴３４を所定間隔で穿孔しておき、型枠３２の側板部３２ｂに図示しないボルトを通して雌ねじ穴３４に螺合することで主シール部１７を側板部３２ｂの内面に固着する。
同様に、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂについても、内部に雌ねじ穴（図示せず）を形成しておき、型枠３２の側板部３２ｂに図示しないボルトを通して雌ねじ穴に螺合することで第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂを側板部３２ｂの内面に固着する。第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂは主シール部１７ａ，１７ｂのそれぞれ下側に所定間隔を設けて位置させる。
【００２２】
そして、第一及び第二主鋼材１２，１３を束材１４で連結してなる主鋼材１５を、型枠３２内に配設する。これにより、第一主鋼材１２の両端部はそれぞれ型枠３２の側板部３２ｂに固着された主シール部１７ａ，１７ｂに当接し、第二主鋼材１３の両端部はそれぞれ側板部３２ｂに固着された第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂに当接する。
この状態で、一方の主シール部１７ｂと第一主鋼材１２の端部との間に第一くさび材１８を打ち込むことで第一主鋼材１２を他方の他方の主シール部１７ａ側に押圧する。第一くさび材１８は第一主鋼材１２の長手方向に直交する方向に両側からそれぞれ打ち込むものとする。これにより、一対の主シール部１７ａ，１７ｂは第一主鋼材１２を挟んで互いにほぼ平行に維持された位置で側板部３２ｂに押圧される。同様に、一方の第二圧縮伝達材２０ｂと第二主鋼材１３の端部との間に第二くさび材２１を両側からそれぞれ打ち込むことで第二主鋼材１３を他方の第二圧縮伝達材２０ａ側に押圧する。
これにより、一対の第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂは第二主鋼材１３を挟んで互いにほぼ平行に維持された状態で圧縮される。しかも、各主シール部１７と側板部３２ｂ、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂと側板部３２ｂとは隙間のない圧接状態となり、製造後の合成セグメント１の各主シール部１７ａ、１７ｂと第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂはコンクリートｃが充填された継手面６ａ，６ｂと面一となって表面に露出することになる。
【００２３】
次いで、継手面５，５と主桁面６ａ，６ｂにそれぞれ雄継手８及び雌継手９、継手部１０をそれぞれ配置させるように側板部３２ｂの所定箇所に取り付ける。
そして、図９（ｂ）に示すように、型枠３２の開口部３２ｃより硬化前のコンクリートｃを流し込み充填する。充填したコンクリートｃの上面は、外周面２に位置する第一主鋼材１２の外周面の湾曲に沿って面一となるように成形する。ここで、本第一の実施の形態による打設方法では、型枠３２の上方から充填するため、コンクリートｃ中に含まれる気泡は型枠上方に位置する開口部３２ｃから抜けてしまい、型枠３２内に残留しないようになっている。
続いて、図９（ｃ）に示すように、充填したコンクリートｃが固化した適宜な時点で脱型すると、型枠３２の形状に基づいたコンクリート形成面を有する製品となる。そして、外周面２の第一主鋼材１２にスキンプレート３を液密溶接等の固着手段により接合することで、合成セグメント１が製造されることになる。
なお、合成セグメント１の製造後に、主シール部１７のシール溝１６に穿孔された雌ねじ穴３４には無頭ネジ３６を螺合して閉鎖するとよい（図１０（ｂ）参照）。
【００２４】
上述のように本実施形態による合成セグメント１及びその製造方法によれば、構造材をなす第一及び第二主鋼材１２，１３が第一及び第二くさび材１８，２１によって主シール部１７ａ、１７ｂ、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂに圧接した状態で、コンクリートｃで固着されてなるから、合成セグメント１同士をリング状に接合してトンネルを構築した際に、土圧等で圧縮力が継手面６ａ、６ｂに印加されると主シール部１７、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂで受けて第一及び第二主鋼材１２，１３に迅速に伝達して分散させることができ、コンクリート部分に過大な負荷がかからない。また、これにより、合成セグメント１の強度が高く薄型化できるため、コストを低減できる。
しかも、主シール部１７ａ、１７ｂの各シール溝１６は鋼材で構成され、副シール溝２３は第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂの内側に位置するから、シール溝１６、２３からクラックが入って圧壊することはない。
また、第一及び第二主鋼材１２、１３は同一材料、同一形状のものを使用して、くさび材１８，２１で全体の形状や長さ等を調整できることになり、第一及び第二主鋼材１２、１３に製造誤差があってもこれを吸収して型枠３２内に装着して合成セグメント１を製造できるから、この点からもコストを低減できる。
また、合成セグメント１の製造方法において、くさび材１８，２１の圧入によって第一及び第二主鋼材１２，１３を介して主シール部１７ａ、１７ｂ、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂを型枠３２の各側板部３２ｂへ押し付け密着させることを確実に行うことができる。
【００２５】
次に本発明の他の実施形態について図１１乃至図１８により説明するが、上述の実施形態と同一または同様の部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
図１１乃至図１４は本発明の第二実施形態による合成セグメント４０を示すものである。図１１に示す合成セグメント４０では、一方の継手面６ａは主桁面５に略直交する形状とされ、他方の継手面６ｃは継手面６ａに対して非平行に傾斜した形状とされている。この合成セグメント４０は、合成セグメント１の継手面６ａ，６ｃを継手部１０同士で連結してセグメントリングを構築する際、最後に接合する両側をテーパ形状としたくさび型のいわゆるＫ型合成セグメント５０（図１５参照）に隣接する、いわゆるＢ型合成セグメントである。
【００２６】
この合成セグメント４０は、図１２及び図１３に示すように第一主鋼材１２と主シール部１７ｂとの間に１本の第一くさび材１８が圧入されている。そのため、第一主鋼材１２が平面視で略長方形状であっても主シール部１７ｂとの間にテーパ形状の第一くさび材１８を介在させることで、主シール部１７ｂは一方の継手面６ａに配設した主シール部１７ａに対して鋭角をなすように傾斜して配設されている。
また、図１２及び図１４に示すように、第二主鋼材１３と第二圧縮伝達材２０ｂとの間に１本の第二くさび材２１が圧入されている。そのため、第二主鋼材１３が平面視で略長方形状であっても第二圧縮伝達材２０ｂとの間にテーパ形状の第二くさび材２１を介在させることで、第二圧縮伝達材２０ｂは一方の継手面６ａに配設した第二圧縮伝達材２０ａに対して鋭角をなすように傾斜して配設されている。
主シール部１７ｂと第二圧縮伝達材２０ｂは共に継手面６ｃ上で面一に露出するため、同一角度に傾斜している。
【００２７】
本実施形態による合成セグメント４０によれば、継手面６ａ、６ｃが非平行に形成されている場合であっても、同一形状の第一及び第二主鋼材１２，１３を用いて、第一くさび材１８，第二くさび材２１によって主シール部１７ｂと第二圧縮伝達材２０ｂの傾斜角を調整できるため、第一実施形態による合成セグメント１と異なる形状の主鋼材１２，１３等を用いることなく製造できる。そのため、製造コストの上昇を抑制できる。
【００２８】
図１５乃至図１７は本発明の第三実施形態による合成セグメント５０を示すものである。図１５に示すこの合成セグメント５０は、両側の継手面６ｄ、６ｅが主桁面５に対してそれぞれ非直角に傾斜した略くさび形状、例えば平面視略台形状に形成されているＫ型合成セグメント５０である。この合成セグメント５０は上述のように、複数の合成セグメントを接合してセグメントリングを構築する際、最後に接合するものである。
本実施形態による合成セグメント５０は、図１６及び図１７に示すように第一主鋼材１２の両側端部と主シール部１７ａ、１７ｂとの間にそれぞれ第一くさび材１８が圧入されている。両側の第一くさび材１８は、いずれも同一方向から圧入することで、第一主鋼材１２の両側端部に設けた主シール部１７ａ、１７ｂを主桁面５に対してそれぞれ逆方向に傾斜させて互いの傾斜角度を大きく設定している。
【００２９】
また、図１６及び図１８に示すように、第二主鋼材１３と第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂとの間にもそれぞれ第二くさび材２１が圧入されている。そのため、第二主鋼材１３が平面視で略長方形状であっても第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂとの間にテーパ形状の第二くさび材２１をそれぞれ介在させることで、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂは主シール部材１７ａ、１７ｂとそれぞれ同一角度で傾斜し、主シール部１７ａ、１７ｂと第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂは共に継手面６ｄ、６ｅ上で面一に露出するよう、同一角度に傾斜されている。
本実施形態においても上述の第二実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３０】
なお、上述の第一実施形態では、第一くさび材１８，第二くさび材２１をそれぞれ逆向きに２本圧入するようにしたが、圧入本数は適宜調整できる。また、上述の第二、第三実施形態では、第一くさび材１８，第二くさび材２１をそれぞれ１本圧入することで、主シール部１７ａ、１７ｂと第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂを傾斜配置するようにしたが、第一くさび材１８，第二くさび材２１は１本でなくて複数本圧入してもよいことはいうまでもない。また、くさび材１８，２１は第一または第二主鋼材１２，１３の両側または片側を適宜選択して圧入させることができる。
同様に、第一主鋼材１２，第二主鋼材１３は必ずしも平面視略長方形状である必要はなく、略台形状や三角形状等適宜形状のものを配設できる。この場合も、圧入する第一及び第二くさび材１８，２１の形状を調整することで、継手面６ａ〜６ｅの傾斜形状に対応させることができる。なお、主シール部１７ａ、１７ｂと第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂについて、第一または第二主鋼材１２，１３の端部側の裏面を表面と非平行となるように傾斜して形成してもよい。
いずれにしても主シール部１７ａ、１７ｂや第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂと第一主鋼材１２や第二主鋼材１３の端部との間に第一、第二くさび材１８，２１を介在させることで、主シール部１７ａ、１７ｂや第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂに付与される圧縮力が第一主鋼材１２や第二主鋼材１３に伝達して分散させることができ、継手面６ａ〜６ｅの圧壊を防止できるようにすればよい。
【００３１】
また、第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂに副シール溝２３を形成するようにしてもよい。上述した主シール部１７ａ、１７ｂや副シール溝２３を形成した第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂはシール部を構成する。
また、上述の各実施形態では第一、第二主鋼材１２，１３を対向させて３組設けたが、１または２組でもよく、或いは４組以上でもよい。また、主鋼材１５として、第一、第二主鋼材１２，１３の一方のみを設けて、その両端部に主シール部１７ａ、１７ｂ及び第一くさび材１８、または第二圧縮伝達材２０ａ、２０ｂ及び第二くさび材２１を互いに押圧させた状態で構成してもよい。
なお、上述の各実施形態では、合成セグメント１，４０，５０について説明したが、本発明は合成セグメントに限定されることなく、コンクリート部材にも採用でき、その際、円弧状に湾曲していない構造であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第一の実施形態による合成セグメントの一部破断斜視図である。
【図２】図１に示す合成セグメントを下方から見た斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す合成セグメントのくさび材を圧入した一方の継手面を含むＢ−Ｂ線部分断面図である。
【図５】図２に示す合成セグメントの一方の主桁面を含むＣ−Ｃ線部分断面図である。
【図６】合成セグメントの両側継手面の部分断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】図６のＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本実施形態による合成セグメントの製造工程を示す図である。
【図１０】（ａ）は主シール部の正面図、（ｂ）は雌ねじ穴を含む主シール部の縦断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態による合成セグメントの平面図である。
【図１２】第二実施形態による合成セグメントの継手面を示す部分縦断面図である。
【図１３】図１２に示す合成セグメントの第一主鋼材を含むＦ−Ｆ線断面図である。
【図１４】図１２に示す合成セグメントの第二主鋼材を含むＧ−Ｇ線断面図である。
【図１５】本発明の第三実施形態による合成セグメントの平面図である。
【図１６】第三実施形態による合成セグメントの継手面を示す部分縦断面図である。
【図１７】図１６に示す合成セグメントの第一主鋼材を含むＨ−Ｈ線断面図である。
【図１８】図１６に示す合成セグメントの第二主鋼材を含むＩ−Ｉ線断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、４０，５０  合成セグメント  
２  外周面  
４  内周面
５  主桁面
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ  継手面
１２  第一主鋼材
１３  第二主鋼材
１６  シール溝
１７，１７ａ、１７ｂ  主シール部（シール部；第一圧縮伝達材）  
１８  第一くさび材
２０，２０ａ、２０ｂ  第二圧縮伝達材  
２１  第二くさび材  
２３  副シール溝
２８  主シール材
２９  副シール材
３２  型枠
３２ｂ  側板部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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