(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートの少なくとも地山側の内部およびセグメント内空側の内部に各々補強部材が埋め込まれた構造のセグメントにおいて、
前記補強部材は鋼板であり、
前記地山側およびセグメント内空側の鋼板のうち、少なくとも一方の鋼板の一部を、少なくとも他方の鋼板側に折り曲げて張出部を形成し、
前記張出部が前記各鋼板を相互に離間した位置に保持することを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記一方の鋼板の一部を少なくとも他方の鋼板側に折り曲げ、かつ前記他方の鋼板における一部を少なくとも一方の鋼板側に折り曲げて、各鋼板毎に１つまたは複数の張出部を設け、
前記一方の鋼板の張出部のうちの少なくとも１つの張出部先端に屈曲部を設け、
前記他方の鋼板の張出部のうちの少なくとも１つの張出部先端に、前記一方の鋼板における屈曲部とは反対方向の屈曲部を設け、
これら張出部および／または屈曲部を有する張出部が、前記各鋼板を相互に離間した位置に保持するとともに、
前記一方の鋼板における屈曲部と前記他方の鋼板における屈曲部とが、掛かり合う関係又は遊びをもって掛かり合う関係にある請求項１記載のセグメント。
【請求項３】
前記鋼板の少なくとも片面に、前記鋼板に対する前記コンクリートの定着性を高める部材を設けた請求項１または２項記載のセグメント。
【請求項４】
前記鋼板として、片面または両面に凹凸模様の付された縞鋼板を用いる請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法に用いられるセグメントに関し、さらに詳しくはコンクリート中に補強部材が埋め込まれた構造のセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法に用いられるセグメントとしては、材質によって分類すれば、鋼板を溶接して製造される鋼製セグメント、鉄筋コンクリート製のＲＣセグメント、鋳造により製造されるダクタイル鋳鉄製セグメント、およびコンクリートセグメントの片面または両面に鋼板を配置した合成セグメントなどが用いられてきた。
【０００３】
このうち、ＲＣセグメントは、セグメント形状に合わせて製作された鉄筋籠を型枠内に配し、この型枠内にコンクリートを打設して製造されるものであり、コンクリート中に補強部材たる鉄筋籠が埋め込まれた構造を有する。このＲＣセグメントの長所としては耐久性および耐圧縮性に優れる点が挙げられる。
【０００４】
合成セグメントとしては、例えば特開平６−６６０９３号公報に記載のものが挙げられる。このセグメントは、コンクリートセグメントの両面に鋼板を配置したものであり、両鋼板間をこれに略垂直に延在する多数のジベルにより連結したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先ずＲＣセグメントは、特に鉄筋籠の製作における作業工程が非常に多く、しかも製作精度も非常に高いものが要求されるために、製造コストが高いものであった。このため、ＲＣセグメントは、経済的に有利となる中径または大径セグメントにのみ用いられていた。
【０００６】
また、合成セグメントは、強度、剛性の面で優れるものの鋼板に対するコンクリートの定着性が問題となる。このため、従来の合成セグメントでは多数のジベル等のコンクリート定着性を高める部材を設けているが、それらの原料コストも一因となって、結果的に製造コストは高いものとなっていた。特に、コンクリートの定着性を高めるために複雑な構造を有するセグメント（例えば特開平２−１７６０９８号公報や、特開平４−１１１９９号公報に記載の合成セグメント等）については、多くの作業工数や作業人員を必要とするため、これによる製造コストの高騰も問題となっていた。
【０００７】
そこで、本発明の主たる課題は、耐久性および耐圧縮性を損なわずに、製造コストを低減せしめたセグメントを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のセグメントは、コンクリートの少なくとも地山側の内部およびセグメント内空側の内部に各々補強部材が埋め込まれた構造のセグメントにおいて、
前記補強部材は鋼板であり、
前記地山側およびセグメント内空側の鋼板のうち、少なくとも一方の鋼板の一部を、少なくとも他方の鋼板側に折り曲げてなる張出部を有し、
前記張出部が前記各鋼板を相互に離間した位置に保持することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、コンクリート内部に埋め込む補強部材として鋼板を用いる。この鋼板の成形等の加工はプレス機等により行うことができ、人的加工工程を大幅に削減することができ、もって加工精度の向上および製造コストの低減が図られる。もちろん、本発明では補強部材が配されているため、従来のセグメントに匹敵する強度、剛性が得られる。また、本発明では、鋼板の少なくとも片面側に設けられた張出部が、いわゆるジベルの役割を果たして鋼板に対するコンクリートの定着性を高める。本発明の張出部は、鋼板の一部を折り曲げて形成されており、ジベルとして新たな鋼材を用いる従来の合成セグメントに比べて経済的である。
【００１０】
尚、本発明のセグメントは、鋼板とコンクリートとからなる点で従来の合成セグメントと共通するものであるが、従来の合成セグメントは、前述のようにコンクリートセグメントの片面または両面に鋼板を配置した構造であり、コンクリート内部に鋼板が埋め込まれた構造の本発明とは全く異なるものである。鋼板を型枠として利用することを前提とした従来の合成セグメントからは、本発明のように、コンクリート内部に鋼板を埋め込む発想、また鋼板の一部を折り曲げて離間保持部材あるいはジベルとする発想は生まれえない。
【００１１】
また、本発明は、コンクリート内部に埋め込まれる補強部材を地山側およびセグメント内空側に配した構造のセグメントを対象として、補強部材として鋼板を用い、かつ一方の鋼板に張出部を設けたものである。本発明における張出部は、コンクリートの定着性を高めるジベルとしての機能を有するだけでなく、地山側およびセグメント内空側の両鋼板を離間する位置に保持する機能（以下、離間保持機能ともいう）をも有する。
【００１２】
本発明において、前記一方の鋼板の一部を少なくとも他方の鋼板側に折り曲げ、かつ前記他方の鋼板における一部を少なくとも一方の鋼板側に折り曲げて、各鋼板毎に１つまたは複数の張出部を設け、
前記一方の鋼板の張出部のうちの少なくとも１つの張出部先端に屈曲部を設け、
前記他方の鋼板の張出部のうちの少なくとも１つの張出部先端に、前記一方の鋼板における屈曲部とは反対方向の屈曲部を設け、
これら張出部および／または屈曲部を有する張出部が、前記各鋼板を相互に離間した位置に保持するとともに、
前記一方の鋼板における屈曲部と前記他方の鋼板における屈曲部とが、掛かり合う関係又は遊びをもって掛かり合う関係にある態様が提案される。
【００１３】
これらは、一方の鋼板の張出部に設けた屈曲部と、前記他方の鋼板の張出部に設けた屈曲部とが、掛かり合う関係又は遊びをもって掛かり合う関係にあるため、地山側およびセグメント内空側の両鋼板の離間保持機能、およびコンクリートの定着性がさらに向上する。
【００１４】
以上に述べた本発明において、前記鋼板の少なくとも片面に、前記鋼板に対する前記コンクリートの定着性を高める部材を設けるのは好ましい。また、前記鋼板として、片面または両面に凹凸模様の付された縞鋼板を用いるのも好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ詳述する。
図１〜図６は、本発明に係るセグメントの具体例を示している。このセグメント１は、コンクリート２の地山側の内部およびセグメント１内空側の内部に、セグメント周面と略平行な鋼板３Ａ、３Ｂが埋め込まれた構造を有し、各鋼板３Ａ、３Ｂ毎に複数の張出部４Ａ，４Ａ…、４Ｂ，４Ｂ…が設けられたものである。図中、５，５…はセグメント内空側に設けられた周方向継手であり、６，６…はセグメント軸方向側面に設けられた軸方向継手である。
【００１６】
本発明にいう張出部は、鋼板において張出部となる部分の周囲を折り曲げ部を残して切断し、この折り曲げ部において所望の面側に折り曲げて形成される。図示の例では、張出部４Ａ，４Ａ（４Ｂ，４Ｂ…）となる略長方形の部分について、セグメント周方向に略平行な２辺に沿って切断し、かつその２辺の中点を結んだ線に沿って切断した後、未だ当該鋼板３Ａ（３Ｂ）と連結している折り曲げ部において、これと対向する鋼板３Ｂ（３Ａ）側に折り曲げて，張出部４Ａ，４Ａ…（４Ｂ，４Ｂ…）が設けられている。図中、７Ａ，７Ａ…は地山側の鋼板３Ａに生じた折り抜き部であり、７Ｂ，７Ｂ…はセグメント内空側の鋼板３Ｂに生じた折り抜き部である。
【００１７】
これら張出部４Ａ，４Ａ…（４Ｂ，４Ｂ…）の先端には、図４に詳しいように、セグメント周方向に交互に屈曲方向が反対となり、かつ対向する鋼板３Ｂ（３Ａ）に設けられた張出部４Ｂ，４Ｂ…（４Ａ，４Ａ…）と反対方向に屈曲するように、略Ｌ字状の屈曲部４ａ，４ａ…（４ｂ，４ｂ…）が設けられる。この屈曲部４ａ，４ａ…、４ｂ，４ｂ…は、後述するように地山側およびセグメント内空側の鋼板３Ａ，３Ｂを相互に連結するためには必要である。また、この屈曲部４ａ，４ａ…、４ｂ，４ｂ…を設けることによって、コンクリート２の定着性も向上する。
【００１８】
また、図示の例では、地山側の鋼板３Ａにおける張出部４Ａ，４Ａ…とセグメント内空側の鋼板３Ｂにおける張出部４Ｂ，４Ｂ…とは略同形状・同サイズとしてあるため、一方の鋼板３Ａ（３Ｂ）の張出部４Ａ，４Ａ…（４Ｂ，４Ｂ…）の先端部分が他方の鋼板３Ｂ（３Ａ）に当接するように、一方の鋼板３Ａ（３Ｂ）における張出部４Ａ，４Ａ…（４Ｂ，４Ｂ…）の形成により生じた折り抜き部７Ａ，７Ａ…（７Ｂ，７Ｂ…）が、他方の鋼板３Ｂ（３Ａ）におけるそれに対してセグメント周方向および軸方向にスライドした位置にくるように構成してある。
【００１９】
そして、本例のセグメント１では、地山側の鋼板３Ａにおける張出部４Ａ，４Ａ…の屈曲部４ａ，４ａと、セグメント内空側の鋼板３Ｂにおける張出部４Ｂ，４Ｂ…の屈曲部４ｂ，４ｂとは、相互に、セグメント半径方向に遊びをもって掛かり合っており、これによって、両鋼板３Ａ，３Ｂがセグメント１周方向に移動しないように連結される。さらに、本例のセグメント１では、張出部４Ａ，４Ａ…、４Ｂ，４Ｂ…の長さは、地山側の鋼板３Ａの張出部４Ａ，４Ａ…はセグメント内空側の鋼板３Ｂに当接し、かつセグメント内空側の鋼板３Ｂの張出部４Ｂ，４Ｂ…が地山側の鋼板３Ａに当接するように構成されており、これにより、両鋼板３Ａ，３Ｂの離間状態が保持される。また、張出部４Ａ，４Ａ…、４Ｂ，４Ｂ…はコンクリート２の定着性を高めるジベルとしても機能する。
【００２０】
両鋼板３Ａ，３Ｂを不動となるように連結するために、図７に示すように、一方の鋼板３Ａ（３Ｂ）の張出部４Ａ（４Ｂ）と、他方の鋼板３Ｂ（３Ａ）とを、各々ボルト８，８およびナット９，９等の連結手段により又は溶接により連結することもできる。また、図８に示すように、張出部４０Ａ，４０Ｂ同士をボルト８およびナット９等の連結手段により連結したり、溶接することもできる。図示の例では、両鋼板３０Ａ，３０Ｂをそれらの屈曲部４０ａ，４０ｂ同士が掛り合った状態で当該屈曲部４０ａ，４０ｂにおいてボルト８およびナット９により連結している。さらに、図９に示すように、一方の張出部４１Ｂ（または４１Ａ）がその屈曲部４１ｂ（または４１ａ）とその鋼板３１Ｂ（または３１Ａ）との間に他方の鋼板３１Ａ（または３１Ｂ）の屈曲部４１ａ（または４１ｂ）を挟むようにして固定できるように、一方の鋼板３１Ｂ（または３１Ａ）における張出部４１Ｂ（または４１Ａ）の張出長さを短くすることもできる。
【００２１】
図１〜図６に示す例では、全ての張出部４Ａ，４Ａ…（４Ｂ，４Ｂ…）がこれに対向する鋼板３Ｂ（３Ａ）に当接するように構成したが、例えば図１０に示すように、各鋼板３２Ａ，３２Ｂにおいて相対的に長い張出部４Ａ，４Ｂと短い張出部４２Ａ，４２Ｂとを設けて、長い張出部４Ａ，４Ｂに両鋼板３２Ａ，３２Ｂの離間保持機能およびジベル機能を持たせる一方、短い張出部４２Ａ，４２Ｂにはジベル機能のみを持たせることもできる。
【００２２】
本例のセグメントは、従来のＲＣセグメントと略同様にして製造することができる。すなわち、上述の地山側およびセグメント内空側の鋼板をプレス機等により加工した後、上述のように両鋼板における張出部が互いに掛かり合い、かつ一方側の鋼板における張出部が他方側の鋼板に当接した状態となるように型枠内に配置する。具体的には、図示しないが、略水平配置の下側型枠の上側にコンクリートのかぶり分を確保した状態で地山側の鋼板を固定する。この鋼板に対して、その張出部とセグメント内空側の鋼板の張出部とが掛り合うように、セグメント内空側の鋼板を地山側の鋼板に平行にセグメント軸方向から挿入し、セグメント内空側の鋼板の上側にコンクリートのかぶり分を確保した状態で上側型枠を固定する。かぶり分の確保のために、予め、地山側鋼板についてはその地山側に、セグメント内空側の鋼板についてはそのセグメント内空側にスぺーサーｓを設けておく（図１参照）。さらに、周方向継手および軸方向継手についても型枠内の所定の位置に配置する。そして型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが硬化すればセグメントが完成する。尚、図１〜図６に示す例では地山側鋼板の上にセグメント内空側鋼板を載せるようにしても、両鋼板の屈曲部同士が掛り合うようにすることはできないため、セグメント内空側の鋼板を地山側の鋼板に平行にセグメント軸方向から挿入する必要がある。
【００２３】
＜他の例＞
（１）上記例では、図１に明らかなように、屈曲部の屈曲方向がセグメント周方向に交互に反対であるために、地山側およびセグメント内空側鋼板の型枠内への配置に当たり、セグメント内空側の鋼板をセグメント軸方向から挿入する必要があるが、図１１に示すように、各鋼板３３Ａ，３３Ｂにおける、屈曲部４３ａ，４３ｂの屈曲方向をセグメント１周方向に同じとすることもでき、これによって、地山側鋼板３３Ａの上にセグメント内空側鋼板３３Ｂを載置してセグメント１周方向にずらすだけで、屈曲部４３ａ，４３ｂ同士が掛り合いかつ一方側の鋼板３３Ａ（３３Ｂ）における屈曲部４３ａ（４３ｂ）が他方側の鋼板３３Ｂ（３３Ａ）に当接した状態とすることができる。
【００２４】
（２）また、他の例として図１２に示す態様も提案される。すなわち、上記例と同様に、コンクリート２の地山側の内部およびセグメント内空側の内部に、セグメント周面と略平行な鋼板３４Ａ，３４Ｂが埋め込まれた構造ではあるが、セグメント内空側の鋼板３４Ｂにのみ複数の張出部４４Ｂ…が設けられた態様である。逆に、地山側の鋼板３４Ａにのみ複数の張出部を設けても良い（図示せず）。図１３に示すように、セグメント周方向に交互に両方の鋼板３４Ａ，３４Ｂに複数の張出部４４Ａ、４４Ｂ，４４Ｂを設けることもできる。
この例において、図示しないが、両鋼板３４Ａ，３４Ｂを連結するために張出部４４Ｂ（４４Ａ）とこれに対向する鋼板３４Ａ（３４Ｂ）との当接部分を溶接することもできる。また、図１４に示すように張出部４４Ｂの先端に屈曲部４４ｂを設けたり、図１５に示すように屈曲部４４ｂとこれに当接する鋼板３４Ａとを、ボルト８およびナット９等の連結手段により連結することもできる。
【００２５】
（３）他方、以上に述べた具体例において、地山側鋼板の地山側面および／またはセグメント内空側鋼板のセグメント内空側面に対するコンクリートの定着性を良好ならしめるために、これらの側にエキスパンドメタル、金網、棒状部材、棒状部材を網状に連結したもの、および／または棒状部材を籠状に連結したもの等を、溶接等により取り付けることも提案される。もちろん鋼板の両面側にこれらエキスパンドメタル等を取り付けることもできる。図１６にセグメント内空側の鋼板３Ｂのセグメント内空側面にエキスパンドメタル１００，１００…を取り付けた例を、図１７にセグメント内空側の鋼板３Ｂのセグメント内空側面に棒状部材１０１，１０１…を格子状に取り付けた例を示した。これらエキスパンドメタル１００等によって、地山側鋼板３Ａの地山側面またはセグメント内空側鋼板３Ｂのセグメント内空側面におけるコンクリートかぶり部において、コンクリートの収縮等による剥がれが抑制される。この他にも、地山側鋼板またはセグメント内空側鋼板の片面あるいは両面に従来公知のジベル部材を取り付けることもできる。
また、地山側鋼板またはセグメント内空側鋼板として、片面または両面に凹凸模様を有する縞鋼板を用いることができ、この場合にも鋼板に対するコンクリートの付着性が向上する。凹凸模様が鋼板の片面に付された通常の縞鋼板を用いる場合には、その模様面が地山側鋼板にあってはその地山側面となるようにし、セグメント内空側鋼板にあってはそのセグメント内空側面となるようにするのが好ましい。
【００２６】
（４）また、上記例においては、折り抜き部７Ａ，７Ｂの隅角部に応力集中を生じることが想定される。したがって、図１８に示すように、折り抜き部７Ｃの隅部Ｃ１は略円弧状とするのが好ましい。図１９には、折り抜き部７Ｄの縁を波状とするとともに、その隅部Ｃ２を円弧状とした例を示した。これら円弧状の隅部や波状の縁部は、張出部を設ける際にそれらの形状となるように鋼板３Ａを切断することにより設けることができる。もちろん、張出部形成後において改めて鋼板の折り抜き隅部を円弧状に切除する等の加工を施しても良い。尚、図１８および図１９中には張出部は図示していない。
【００２７】
（５）さらに、上記例における張出部は、補強部材たる鋼板の所定部分を折り曲げて形成したが、別途形成した張出部材を鋼板に取り付けることも可能である。この張出部材は、鋼板に対して溶接やボルト・ナット固定により取り付ける態様が考えられる。
【００２８】
＜製造コストの比較例＞
表１に、本発明に係るセグメント（図１〜図６に示すセグメントと略同じ）、従来の合成セグメント、および従来のＲＣセグメントの製造コストの比較例を示す。同表より明らかなように、本発明のセグメントは、従来の合成およびＲＣセグメントに比べて最も製造コストが低いことが判る。
【００２９】
【表１】
0003848429.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、耐久性および耐圧縮性を損なうことがないとともに、機械加工により製造できるため鉄筋籠の溶接などの手間のかかる作業が不要となり、製造コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るセグメントの具体例を概略的に示す一部縦断面正面図である。
【図２】  図１のIII −III 矢視，IV− IV 矢視，V −V 矢視を示す平面図である。
【図３】  鋼板の配置態様を示す斜視図である。
【図４】  図１の要部拡大図である。
【図５】  図２のVI部の拡大図である。
【図６】  図２のVII 部の拡大図である。
【図７】  鋼板の他の連結態様を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図８】  鋼板の他の連結態様を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図９】  鋼板の他の連結態様を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図１０】  張出部の他の態様を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図１１】  張出部の他の態様を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図１２】  本発明に係るセグメントの他の具体例を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図１３】  本発明に係るセグメントの他の具体例を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
【図１４】  張出部の他の具体例を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
る。
【図１５】  張出部の他の具体例を概略的に示す、要部拡大縦断面図である。
る。
【図１６】  エキスパンドメタルを設けた例を概略的に示す斜視図である。
【図１７】  棒状部材を網状に連結したものを設けた例を概略的に示す斜視図である。
【図１８】  折り抜き部の他の例を概略的に示す平面図である。
【図１９】  折り抜き部の他の例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
１…セグメント、２…コンクリート、３Ａ…地山側の鋼板、３Ｂ…セグメント内空側の鋼板、４Ａ…地山側の鋼板の張出部、４Ｂ…セグメント内空側の鋼板の張出部、４ａ…地山側の鋼板の屈曲部、４ｂ…セグメント内空側の鋼板の屈曲部、５…周方向継手、６…軸方向継手、７Ａ…地山側の鋼板の折り抜き部、７Ｂ…セグメント内空側の鋼板の折り抜き部。
【図１】
0003848429.tif 000003
【図２】
0003848429.tif 000004
【図３】
0003848429.tif 000005
【図４】
0003848429.tif 000006
【図５】
0003848429.tif 000007
【図６】
0003848429.tif 000008
【図７】
0003848429.tif 000009
【図８】
0003848429.tif 000010
【図９】
0003848429.tif 000011
【図１０】
0003848429.tif 000012
【図１１】
0003848429.tif 000013
【図１２】
0003848429.tif 000014
【図１３】
0003848429.tif 000015
【図１４】
0003848429.tif 000016
【図１５】
0003848429.tif 000017
【図１６】
0003848429.tif 000018
【図１７】
0003848429.tif 000019
【図１８】
0003848429.tif 000020
【図１９】
0003848429.tif 000021