セグメント及びセグメント継手部
【課題】セグメント継手部を大型化させなくても定着性能を確保することが可能なセグメントを提供する。
【解決手段】トンネルの外周面を形成するスキンプレート２と、軸方向に間隔を置いてその両側縁に立設される主桁部３，３と、周方向に間隔を置いてスキンプレートの両端縁に立設される継手板４，４と、継手板に並行にスキンプレートの面上で主桁部間に延設されるリブ部５，５Ａと、周方向のセグメント間の連結を行うために継手板に設けられるセグメント継手部７と、軸方向のセグメント間の連結を行うために主桁部に設けられるリング継手部８と、コンクリート部６とを備え、セグメント継手部が、継手板に近接して立設されたリブ部５に形成された切欠部と継手板とに架け渡されてコンクリート部に埋設される定着部を有するトンネルのセグメント１である。
【解決手段】トンネルの外周面を形成するスキンプレート２と、軸方向に間隔を置いてその両側縁に立設される主桁部３，３と、周方向に間隔を置いてスキンプレートの両端縁に立設される継手板４，４と、継手板に並行にスキンプレートの面上で主桁部間に延設されるリブ部５，５Ａと、周方向のセグメント間の連結を行うために継手板に設けられるセグメント継手部７と、軸方向のセグメント間の連結を行うために主桁部に設けられるリング継手部８と、コンクリート部６とを備え、セグメント継手部が、継手板に近接して立設されたリブ部５に形成された切欠部と継手板とに架け渡されてコンクリート部に埋設される定着部を有するトンネルのセグメント１である。
【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覆工（外殻）に使用されるセグメント、及びトンネル周方向のセグメントの端部に設けられるセグメント継手部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の円弧板状のセグメントを周方向に接合していくことで円筒状のトンネルの覆工を組み立てるに際して、鋼材とコンクリートとを使って形成される合成セグメントを使用することが知られている（特許文献１−４など参照）。
【０００３】
この合成セグメントは、地山側に配置されてトンネルの外周面を形成する薄肉鋼板製のスキンプレートと、そのスキンプレートの周囲を囲む鋼製枠材と、スキンプレートと鋼製枠材とによって箱型に成形された内空に充填されるコンクリートとによって構成される。
【０００４】
このような合成セグメントは、鋼製セグメントや鉄筋コンクリート製セグメントなどに比べて高剛性を確保することができるので、覆工厚を薄くしてトンネルの掘削土量を低減するなどして工費の削減や工期の短縮を図ることが可能になる。なお、特許文献２には、耐火性能に優れた合成セグメントが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７８９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２９７９０６号公報
【特許文献３】特開２００５−３５１０３５号公報
【特許文献４】特開２００７−２７７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、セグメントには、大地震などによってトンネルに多大なモーメントや引張荷重が作用した場合でも、セグメント間が目開きすることがないような連結強度の高い継手構造が設けられていなければ、トンネルの内部に漏水が生じたり、覆工が損壊したりするおそれがある（特許文献３など参照）。
【０００７】
しかしながら、合成セグメントにして覆工厚を薄くすると、継手金物の周囲を覆うコンクリートの拘束力も弱くなる傾向にあるため、必要な定着力を確保するために、継手金物の定着長を長くしたり、大型化させたりする必要があり、セグメントの軽量化の阻害要因になる。
【０００８】
そこで、本発明は、セグメント継手部を大型化させなくても定着性能を確保することが可能なセグメント及びセグメント継手部を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のセグメントは、複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有する構成にすることができる。
【００１１】
また、前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることができる。
【００１２】
さらに、前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有する構成にすることができる。
【００１３】
また、本発明のセグメント継手部は、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明のセグメントは、スキンプレートと、その縁部に立設される主桁部及びに継手面部並びにスキンプレート面上で主桁部間に延設されるリブ部と、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部とによって構成される。また、セグメント継手部は、継手面部に近接して立設されたリブ部に形成された切欠部と継手面部とに架け渡される定着部を有している。
【００１５】
このため、定着部の周囲のコンクリート部がリブ部と継手面部とに挟まれた拘束状態になり、定着部の定着性能を高めることができる。すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着部の付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着部が短くても所望する定着性能を確保することができる。
【００１６】
また、定着部を矩形板状の定着板部と、それに略直交する方向に突出される突起部とによって形成することで、セグメント継手部の定着性能をさらに高めることができる。
【００１７】
さらに、リブ部にスペーサを取り付けることによって、覆工厚方向の所望する位置に容易に補強鉄筋を設置することができる。
【００１８】
また、リング継手部を、引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とによって構成するようにすれば、例えば地震時にトンネルの軸方向に発生する引張力と、リング継手部に発生するせん断力に対して所望される耐力を、それぞれ合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメントを製作することができる。さらに、応力の発生箇所を分散させて集中応力の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態のセグメントの構成を説明するために一部破断した説明図である。
【図２】セグメントをトンネルの外周面側から見た斜視図である。
【図３】セグメントをトンネルの内周面側から見た斜視図である。
【図４】セグメント継手部周辺の構成を説明するためにセグメントの内側から見た拡大斜視図である。
【図５】セグメント継手部周辺の構成を説明するために一部破断した説明図である。
【図６】接合前のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。
【図７】接合後のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１−３は、本実施の形態のセグメント１の構成を説明する斜視図である。このセグメント１は円弧板状の部材で、複数のセグメント１，・・・を組み合わせることによってトンネルの円筒状の覆工（外殻）が形成される。
【００２２】
以下、トンネルが延伸される方向をトンネルの軸方向といい、円筒状のトンネルの円弧方向をトンネルの周方向といい、覆工の地山側をトンネルの外周面といい、覆工の内空側をトンネルの内周面という。
【００２３】
このセグメント１は、トンネルの外周面の一部を形成するスキンプレート２と、スキンプレート２の両側縁に立設される主桁部３，３と、スキンプレート２の両端縁に立設される継手面部としての継手板４，４と、スキンプレート２の面上で主桁部３，３間に延設されるリブ部５，５Ａと、内空に充填されるコンクリート部６とを主に備えた合成セグメントである。
【００２４】
このスキンプレート２は、薄肉の矩形の鋼板を側面視円弧状に曲げ加工することによって成形される。このスキンプレート２は、長辺がトンネルの周方向となり、短辺がトンネルの軸方向となる。
【００２５】
また、スキンプレート２の長辺側となる側縁に沿って円弧状の主桁部３が立設される。すなわち、主桁部３，３は、トンネルの軸方向に間隔をおいて並行に立設される。
【００２６】
この主桁部３は、図５に示すように、トンネルの外周面側と内周面側とに並行に配置される一対のフランジ３ａ，３ａと、そのフランジ３ａ，３ａ間を繋ぐウェブ３ｂとによって、断面視略コ字形に成形される。
【００２７】
このフランジ３ａ，３ａとウェブ３ｂは、例えば帯状の鋼板によって形成されており、これらを略直交させて溶接などによって接合させる。また、ウェブ３ｂは、トンネルの内周面側のフランジ３ａよりも僅かに内周面側に突出するように接合されている。
【００２８】
また、継手板４は、図１−３に示すように、トンネルの周方向の主桁部３，３の端部間を繋ぐように、スキンプレート２の短辺側となる端縁に沿って立設される。この継手板４は、例えば矩形の鋼板によって形成され、主桁部３，３の端部に溶接などによって接合される。
【００２９】
この継手板４には、図１に示すようにセグメント継手部７が設けられる。このセグメント継手部７は、挿入金具７１と受け金具７２とによって構成される。すなわち、このセグメント１に対して周方向に連結させる別のセグメント１の継手板４には、この挿入金具７１に対峙する位置に受け金具７２が取り付けられ、この受け金具７２に対峙する位置には挿入金具７１が取り付けられている。そして、挿入金具７１を受け金具７２にそれぞれ嵌入させることによって、２つのセグメント１，１間の周方向の連結が行われる。
【００３０】
この挿入金具７１は、図４，５に示すように、継手板４よりもセグメント１の外側に突出される挿入部７１ｂと、挿入部７１ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着部としての定着板部７１ａと、その端部に設けられて定着板部７１ａに略直交する方向に突出される定着部としての突起部７１ｃとを備えている。
【００３１】
また、受け金具７２は、図４，５に示すように、継手板４にセグメント１の外側に向けて開口される収容部７２ｂと、収容部７２ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着部としての定着板部７２ａと、その端部に設けられて定着板部７２ａに略直交する方向に突出される定着部としての突起部７２ｄとを備えている。
【００３２】
これらの挿入金具７１と受け金具７２とは、鋼材を溶接で接合することによって製作することができる。また、鋳物として一体に成形してもよい。
【００３３】
また、図５に示すように、継手板４には受け金具７２の収容部７２ｂに連通する挿入口７２ｃが設けられており、この挿入口７２ｃに連結させるセグメント１の挿入金具７１の挿入部７１ｂを差し込んで、セグメント１をトンネルの軸方向に移動させると、挿入金具７１が受け金具７２に嵌入される。
【００３４】
さらに、リブ部５，５Ａは、この継手板４に並行に主桁部３，３間に延設される。このリブ部５，５Ａは、トンネルの周方向に間隔を置いて複数、立設されるもので、継手板４に近接するものをリブ部５とし、セグメント１の周方向両側のリブ部５，５間に配置されるものをリブ部５Ａ，・・・とする。以下では、リブ部５を中心に構成の説明をおこない、同様の構成となるリブ部５Ａの詳細については説明を省略する。
【００３５】
このリブ部５は、図４に示すように、矩形の鋼板によって形成されており、中央付近の下半が門形になるように切り取られてスキンプレート２との間に連通孔５２が形成される。この連通孔５２によって、リブ部５，５Ａに遮断されることなくコンクリートを充填することができる。
【００３６】
また、継手板４に近接するリブ部５には、図４，５に示すように、挿入金具７１及び受け金具７２の定着板部７１ａ，７２ａが架け渡される位置に、溝状の切欠部５１，５１がそれぞれ形成されている。
【００３７】
この切欠部５１を設けることによって、挿入金具７１及び受け金具７２を、セグメント１の覆工厚方向（トンネルの径方向）の中間位置で継手板４とリブ部５との間に架け渡すことができる。
【００３８】
また、継手板４側からセグメント１の内側に向けて延設された定着板部７１ａ，７２ａは、リブ部５の切欠部５１を通過してリブ部５Ａ側に張り出され、突起部７１ｃ，７２ｄがリブ部５，５Ａ間に配置される。
【００３９】
さらに、リブ部５，５Ａには、トンネルの内周面側に突出されるスペーサ６２が取り付けられる。このスペーサ６２は、鉄筋をＬ字形やＵ字形に成形することによって製作できる。また、スペーサ６２は、その脚部をリブ部５，５Ａの側面に溶接することによって固定される。
【００４０】
そして、これらのスペーサ６２，・・・の上には、補強鉄筋６１，・・・が格子状に配筋される。この補強鉄筋６１，・・・は、図５に示すように、主桁部３のトンネル内周面側のフランジ３ａよりも内周面側に配置される。この補強鉄筋６１，・・・のセグメント１の覆工厚方向における配置位置は、スペーサ６２，・・・のトンネル内周面側への突出量によって調整される。
【００４１】
また、図１に示すように、セグメント１の中央には円筒状の把持金物１１を立設させる。この把持金物１１は、セグメント１を運搬、設置する際にエレクタ装置などに把持させる把持部として利用される。
【００４２】
さらに、補強鉄筋６１，・・・と対峙する主桁部３のフランジ３ａ面には、接着剤（図示省略）が塗布される。この接着剤は、フランジ３ａ面上に充填されるコンクリートとの付着力を確保するために塗布されるもので、エポキシ樹脂系接着剤などが使用できる。
【００４３】
また、コンクリート部６は、スキンプレート２とその縁部に立設される主桁部３，３及び継手板４，４とによって形成される箱型の空間、及び補強鉄筋６１，・・・が埋没する位置までコンクリートを充填することによって形成される。
【００４４】
ここで、図２，３に示すように、主桁部３よりもトンネル内周面側に層状に形成されるコンクリート部６は、耐火代部６ａであって、トンネル内部で発生した熱が、鋼製の主桁部３に伝達されるのを防ぐことができる厚さに設定される。
【００４５】
また、コンクリート部６は、ポリプロピレン繊維又はビニロン繊維などの合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによって成形することができる。
【００４６】
さらに、コンクリートを充填するに際しては、剛性の高い型枠装置（図示省略）によってセグメント１の外周を囲み、コンクリートの充填圧などによってひずみや変形が生じないようする。また、この型枠装置に振動機を装備させることによって、コンクリートの充填性能が向上し、密実なコンクリート部６を成形することができる。
【００４７】
続いて、図６，７を参照しながら、セグメント１のトンネル軸方向の継手となるリング継手部８の詳細な構成について説明する。
【００４８】
このリング継手部８は、トンネル軸方向の引張力と、それに直交する例えばトンネル径方向（トンネル内外方向）のせん断力とに抵抗可能な引張せん断兼用継手８１と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手８２とによって構成される。なお、このせん断継手８２は、設計時に想定されるせん断力が小さい場合は、数を減らしたり、省略したりすることができる。
【００４９】
この引張せん断兼用継手８１は、一方のセグメント１Ａ側に設けられる圧入金物８１１と、他方のセグメント１Ｂ側に設けられる圧入受け金物８１２とによって構成される。
【００５０】
この圧入金物８１１は、主桁部３のウェブ３ｂから突出させる圧入ピン部８１１ａと、セグメント１の内部に埋設させる定着部８１１ｂとを備えている。また、圧入受け金物８１２は、圧入金物８１１の圧入ピン部８１１ａが押し込まれると引き抜き力に対して抵抗となるインサート部８１２ａと、その後方に延設される定着部８１２ｂとを備えている。
【００５１】
さらに、せん断継手８２は、一方のセグメント１Ａ側に設けられるピン金物８２ａと、他方のセグメント１Ｂ側に設けられるピン受け金物８２ｂとによって構成される。
【００５２】
このリング継手部８を連結させるに際しては、まず、図６に示すように一方のセグメント１Ａのリング継手部８に対して他方のセグメント１Ｂのリング継手部８を対峙させ、セグメント１Ｂをトンネルの軸方向に移動させてセグメント１Ａ，１Ｂのウェブ３ｂ，３ｂ同士を当接させる。
【００５３】
そして、ウェブ３ｂ，３ｂ同士が当接すると、図６，７に示すように、圧入金物８１１のウェブ３ｂから突出された圧入ピン部８１１ａが、対峙する圧入受け金物８１２のインサート部８１２ａに押し込まれる。一方、ピン金物８２ａのウェブ３ｂから突出された部分も、対峙するピン受け金物８２ｂに挿入される。これによって、セグメント１Ａ，１Ｂ間がリング継手部８，８によって連結されることになる。
【００５４】
次に、本実施の形態のセグメント１及びセグメント継手部７の作用について説明する。
【００５５】
このように構成された本実施の形態のセグメント１は、スキンプレート２と、その縁部に立設される主桁部３，３及びに継手板４，４並びにスキンプレート２面上で主桁部３，３間に延設されるリブ部５，５Ａと、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部６とによって合成セグメントとして製作される。このような合成セグメントは、鋼材断面を最適化させる設計が容易におこなえるため、セグメント１の製造コストを低減することができる。
【００５６】
また、トンネルの周方向の継手を構成するセグメント継手部７は、継手板４に近接するリブ部５に形成された切欠部５１と継手板４とに架け渡される定着板部７１ａ，７２ａを有している。
【００５７】
このため、定着板部７１ａ，７２ａの周囲のコンクリート部６がリブ部５と継手板４とに挟まれた拘束状態になり、定着板部７１ａ，７２ａの定着性能を高めることができる。
【００５８】
すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着板部７１ａ，７２ａの付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着板部７１ａ，７２ａが短くても所望する定着性能を確保することができる。このため、挿入金具７１や受け金具７２が大型化して、セグメント１の重量が増加したり、製作コストが増加したりするのを防ぐことができる。
【００５９】
また、定着部を矩形板状の定着板部７１ａ，７２ａと、それに略直交する方向に突出される突起部７１ｃ，７２ｄとによって形成することで、セグメント継手部７の定着性能をさらに高めることができる。
【００６０】
さらに、リブ部５に切欠部５１を設けることによって、リブ部５と継手板４との間隔に関わらず定着板部７１ａ，７２ａの長さを設定することができる。また、定着板部７１ａ，７２ａの長さに関わらずリブ部５を設けることができるため、応力が集中し易い継手板４に近接してリブ部５を立設させて補強することができる。
【００６１】
さらに、リブ部５，５Ａに複数のスペーサ６２，・・・を取り付けることによって、所望する位置に容易に補強鉄筋６１，・・・を設置することができる。例えば、補強鉄筋６１，・・・をひび割れ防止鉄筋として配筋する場合と、トンネル内周面側の引張補強鉄筋として配筋する場合とでは、セグメント１の覆工厚方向の配置位置が異なることになるが、スペーサ６２，・・・の突出量を調整することで、正確な位置に補強鉄筋６１，・・・を配置して機能させることができる。
【００６２】
また、スペーサ６２，・・・を使って補強鉄筋６１，・・・を主桁部３のトンネル内周面側のフランジ３ａから離隔させれば、補強鉄筋６１，・・・とフランジ３ａとの間にコンクリートが充填されて、耐火代部６ａの付着力を高めることができる。さらに、フランジ３ａに接着剤を塗布することによって、耐火代部６ａと主桁部３との付着力が高まり、剥落を防ぐことができる。
【００６３】
また、耐火代部６ａを設けたり、合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによってコンクリート部６を成形したりすることによって、耐火板の設置作業が省略でき、工期及び工費を低減することができる。
【００６４】
また、リング継手部８を、トンネル軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手８１と、トンネルの径方向や周方向などの軸直交方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手８２とによって構成するようにすれば、所望される継手耐力を合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメント１を製作することができる。
【００６５】
すなわち、耐震性能に対してトンネルの軸直交方向の検討を行うに際しては、リング継手部８に対してせん断力が支配的に作用することになるため、せん断抵抗部材に比べて引張力の抵抗部材を削減できる場合がある。そのよう場合にも引張せん断兼用継手８１のみでリング継手部８を構成しようとすれば、製造コストが増加する要因になるが、所望される耐力に対して合理的な継手構成とすることでコストを削減することができる。
【００６６】
さらに、リング継手部８を複数の部材で構成すれば、応力の発生箇所が分散されるので、主桁部３の集中応力の発生を抑えることができる。
【００６７】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６８】
例えば、前記実施の形態では、主桁部３を並行する一対のフランジ３ａ，３ａとウェブ３ｂとによって断面視略コ字形に成形したが、これに限定されるものではなく、設計断面力が小さい場合は、フランジ３ａ，３ａのいずれか一方を省略したり、板状のウェブ３ｂのみにしたりして製造コストを削減することができる。
【００６９】
また、前記実施の形態では、トンネル内周面側のフランジ３ａを覆う耐火代部６ａを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。さらに、継手面部は継手板４でなくても、断面視Ｌ字形や断面視コ字形などの部材であってもよい。
【００７０】
さらに、前記実施の形態では、セグメント１の全体に亘ってコンクリート部６を形成したが、これに限定されるものではなく、スキンプレート２と主桁部３，３と継手板４，４とで充分な強度を有するセグメントにあっては、スキンプレート２全面に亘ってコンクリートを充填する必要はなく、スキンプレート２と主桁部３，３と継手板４と継手板４に近接して延設されたリブ部５とに囲まれた空間にのみコンクリートを充填するものであってもよい。
【００７１】
また、前記実施の形態では、挿入金具７１及び受け金具７２の突起部７１ｃ，７２ｄを定着板部７１ａ，７２ａの端部に設けたが、これに限定されるものではなく、定着板部７１ａ，７２ａの途中に設けることもできる。
【００７２】
さらに、前記実施の形態では、圧入受け金物８１２に圧入金物８１１を押し込むだけで連結が完了するワンタッチ式の引張せん断兼用継手８１について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば一方のセグメント１Ａ側にねじ金物を設け、他方のセグメント１Ｂ側にねじ受け金物を設け、ねじ金物の先端をねじ受け金物のナット部に螺合させることによって連結をおこなう引張せん断兼用継手であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ，１Ｂ セグメント
２ スキンプレート
３ 主桁部
４ 継手板（継手面部）
５，５Ａ リブ部
５１ 切欠部
６ コンクリート部
６２ スペーサ
７ セグメント継手部
７１ 挿入金具
７１ａ 定着板部（定着部）
７１ｃ 突起部
７２ 受け金具
７２ａ 定着板部（定着部）
７２ｄ 突起部
８ リング継手部
８１ 引張せん断兼用継手
８２ せん断継手
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルの覆工（外殻）に使用されるセグメント、及びトンネル周方向のセグメントの端部に設けられるセグメント継手部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の円弧板状のセグメントを周方向に接合していくことで円筒状のトンネルの覆工を組み立てるに際して、鋼材とコンクリートとを使って形成される合成セグメントを使用することが知られている（特許文献１−４など参照）。
【０００３】
この合成セグメントは、地山側に配置されてトンネルの外周面を形成する薄肉鋼板製のスキンプレートと、そのスキンプレートの周囲を囲む鋼製枠材と、スキンプレートと鋼製枠材とによって箱型に成形された内空に充填されるコンクリートとによって構成される。
【０００４】
このような合成セグメントは、鋼製セグメントや鉄筋コンクリート製セグメントなどに比べて高剛性を確保することができるので、覆工厚を薄くしてトンネルの掘削土量を低減するなどして工費の削減や工期の短縮を図ることが可能になる。なお、特許文献２には、耐火性能に優れた合成セグメントが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７８９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２９７９０６号公報
【特許文献３】特開２００５−３５１０３５号公報
【特許文献４】特開２００７−２７７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、セグメントには、大地震などによってトンネルに多大なモーメントや引張荷重が作用した場合でも、セグメント間が目開きすることがないような連結強度の高い継手構造が設けられていなければ、トンネルの内部に漏水が生じたり、覆工が損壊したりするおそれがある（特許文献３など参照）。
【０００７】
しかしながら、合成セグメントにして覆工厚を薄くすると、継手金物の周囲を覆うコンクリートの拘束力も弱くなる傾向にあるため、必要な定着力を確保するために、継手金物の定着長を長くしたり、大型化させたりする必要があり、セグメントの軽量化の阻害要因になる。
【０００８】
そこで、本発明は、セグメント継手部を大型化させなくても定着性能を確保することが可能なセグメント及びセグメント継手部を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のセグメントは、複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有する構成にすることができる。
【００１１】
また、前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることができる。
【００１２】
さらに、前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有する構成にすることができる。
【００１３】
また、本発明のセグメント継手部は、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成された本発明のセグメントは、スキンプレートと、その縁部に立設される主桁部及びに継手面部並びにスキンプレート面上で主桁部間に延設されるリブ部と、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部とによって構成される。また、セグメント継手部は、継手面部に近接して立設されたリブ部に形成された切欠部と継手面部とに架け渡される定着部を有している。
【００１５】
このため、定着部の周囲のコンクリート部がリブ部と継手面部とに挟まれた拘束状態になり、定着部の定着性能を高めることができる。すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着部の付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着部が短くても所望する定着性能を確保することができる。
【００１６】
また、定着部を矩形板状の定着板部と、それに略直交する方向に突出される突起部とによって形成することで、セグメント継手部の定着性能をさらに高めることができる。
【００１７】
さらに、リブ部にスペーサを取り付けることによって、覆工厚方向の所望する位置に容易に補強鉄筋を設置することができる。
【００１８】
また、リング継手部を、引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とによって構成するようにすれば、例えば地震時にトンネルの軸方向に発生する引張力と、リング継手部に発生するせん断力に対して所望される耐力を、それぞれ合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメントを製作することができる。さらに、応力の発生箇所を分散させて集中応力の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態のセグメントの構成を説明するために一部破断した説明図である。
【図２】セグメントをトンネルの外周面側から見た斜視図である。
【図３】セグメントをトンネルの内周面側から見た斜視図である。
【図４】セグメント継手部周辺の構成を説明するためにセグメントの内側から見た拡大斜視図である。
【図５】セグメント継手部周辺の構成を説明するために一部破断した説明図である。
【図６】接合前のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。
【図７】接合後のリング継手部周辺の構成を説明する拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１−３は、本実施の形態のセグメント１の構成を説明する斜視図である。このセグメント１は円弧板状の部材で、複数のセグメント１，・・・を組み合わせることによってトンネルの円筒状の覆工（外殻）が形成される。
【００２２】
以下、トンネルが延伸される方向をトンネルの軸方向といい、円筒状のトンネルの円弧方向をトンネルの周方向といい、覆工の地山側をトンネルの外周面といい、覆工の内空側をトンネルの内周面という。
【００２３】
このセグメント１は、トンネルの外周面の一部を形成するスキンプレート２と、スキンプレート２の両側縁に立設される主桁部３，３と、スキンプレート２の両端縁に立設される継手面部としての継手板４，４と、スキンプレート２の面上で主桁部３，３間に延設されるリブ部５，５Ａと、内空に充填されるコンクリート部６とを主に備えた合成セグメントである。
【００２４】
このスキンプレート２は、薄肉の矩形の鋼板を側面視円弧状に曲げ加工することによって成形される。このスキンプレート２は、長辺がトンネルの周方向となり、短辺がトンネルの軸方向となる。
【００２５】
また、スキンプレート２の長辺側となる側縁に沿って円弧状の主桁部３が立設される。すなわち、主桁部３，３は、トンネルの軸方向に間隔をおいて並行に立設される。
【００２６】
この主桁部３は、図５に示すように、トンネルの外周面側と内周面側とに並行に配置される一対のフランジ３ａ，３ａと、そのフランジ３ａ，３ａ間を繋ぐウェブ３ｂとによって、断面視略コ字形に成形される。
【００２７】
このフランジ３ａ，３ａとウェブ３ｂは、例えば帯状の鋼板によって形成されており、これらを略直交させて溶接などによって接合させる。また、ウェブ３ｂは、トンネルの内周面側のフランジ３ａよりも僅かに内周面側に突出するように接合されている。
【００２８】
また、継手板４は、図１−３に示すように、トンネルの周方向の主桁部３，３の端部間を繋ぐように、スキンプレート２の短辺側となる端縁に沿って立設される。この継手板４は、例えば矩形の鋼板によって形成され、主桁部３，３の端部に溶接などによって接合される。
【００２９】
この継手板４には、図１に示すようにセグメント継手部７が設けられる。このセグメント継手部７は、挿入金具７１と受け金具７２とによって構成される。すなわち、このセグメント１に対して周方向に連結させる別のセグメント１の継手板４には、この挿入金具７１に対峙する位置に受け金具７２が取り付けられ、この受け金具７２に対峙する位置には挿入金具７１が取り付けられている。そして、挿入金具７１を受け金具７２にそれぞれ嵌入させることによって、２つのセグメント１，１間の周方向の連結が行われる。
【００３０】
この挿入金具７１は、図４，５に示すように、継手板４よりもセグメント１の外側に突出される挿入部７１ｂと、挿入部７１ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着部としての定着板部７１ａと、その端部に設けられて定着板部７１ａに略直交する方向に突出される定着部としての突起部７１ｃとを備えている。
【００３１】
また、受け金具７２は、図４，５に示すように、継手板４にセグメント１の外側に向けて開口される収容部７２ｂと、収容部７２ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着部としての定着板部７２ａと、その端部に設けられて定着板部７２ａに略直交する方向に突出される定着部としての突起部７２ｄとを備えている。
【００３２】
これらの挿入金具７１と受け金具７２とは、鋼材を溶接で接合することによって製作することができる。また、鋳物として一体に成形してもよい。
【００３３】
また、図５に示すように、継手板４には受け金具７２の収容部７２ｂに連通する挿入口７２ｃが設けられており、この挿入口７２ｃに連結させるセグメント１の挿入金具７１の挿入部７１ｂを差し込んで、セグメント１をトンネルの軸方向に移動させると、挿入金具７１が受け金具７２に嵌入される。
【００３４】
さらに、リブ部５，５Ａは、この継手板４に並行に主桁部３，３間に延設される。このリブ部５，５Ａは、トンネルの周方向に間隔を置いて複数、立設されるもので、継手板４に近接するものをリブ部５とし、セグメント１の周方向両側のリブ部５，５間に配置されるものをリブ部５Ａ，・・・とする。以下では、リブ部５を中心に構成の説明をおこない、同様の構成となるリブ部５Ａの詳細については説明を省略する。
【００３５】
このリブ部５は、図４に示すように、矩形の鋼板によって形成されており、中央付近の下半が門形になるように切り取られてスキンプレート２との間に連通孔５２が形成される。この連通孔５２によって、リブ部５，５Ａに遮断されることなくコンクリートを充填することができる。
【００３６】
また、継手板４に近接するリブ部５には、図４，５に示すように、挿入金具７１及び受け金具７２の定着板部７１ａ，７２ａが架け渡される位置に、溝状の切欠部５１，５１がそれぞれ形成されている。
【００３７】
この切欠部５１を設けることによって、挿入金具７１及び受け金具７２を、セグメント１の覆工厚方向（トンネルの径方向）の中間位置で継手板４とリブ部５との間に架け渡すことができる。
【００３８】
また、継手板４側からセグメント１の内側に向けて延設された定着板部７１ａ，７２ａは、リブ部５の切欠部５１を通過してリブ部５Ａ側に張り出され、突起部７１ｃ，７２ｄがリブ部５，５Ａ間に配置される。
【００３９】
さらに、リブ部５，５Ａには、トンネルの内周面側に突出されるスペーサ６２が取り付けられる。このスペーサ６２は、鉄筋をＬ字形やＵ字形に成形することによって製作できる。また、スペーサ６２は、その脚部をリブ部５，５Ａの側面に溶接することによって固定される。
【００４０】
そして、これらのスペーサ６２，・・・の上には、補強鉄筋６１，・・・が格子状に配筋される。この補強鉄筋６１，・・・は、図５に示すように、主桁部３のトンネル内周面側のフランジ３ａよりも内周面側に配置される。この補強鉄筋６１，・・・のセグメント１の覆工厚方向における配置位置は、スペーサ６２，・・・のトンネル内周面側への突出量によって調整される。
【００４１】
また、図１に示すように、セグメント１の中央には円筒状の把持金物１１を立設させる。この把持金物１１は、セグメント１を運搬、設置する際にエレクタ装置などに把持させる把持部として利用される。
【００４２】
さらに、補強鉄筋６１，・・・と対峙する主桁部３のフランジ３ａ面には、接着剤（図示省略）が塗布される。この接着剤は、フランジ３ａ面上に充填されるコンクリートとの付着力を確保するために塗布されるもので、エポキシ樹脂系接着剤などが使用できる。
【００４３】
また、コンクリート部６は、スキンプレート２とその縁部に立設される主桁部３，３及び継手板４，４とによって形成される箱型の空間、及び補強鉄筋６１，・・・が埋没する位置までコンクリートを充填することによって形成される。
【００４４】
ここで、図２，３に示すように、主桁部３よりもトンネル内周面側に層状に形成されるコンクリート部６は、耐火代部６ａであって、トンネル内部で発生した熱が、鋼製の主桁部３に伝達されるのを防ぐことができる厚さに設定される。
【００４５】
また、コンクリート部６は、ポリプロピレン繊維又はビニロン繊維などの合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによって成形することができる。
【００４６】
さらに、コンクリートを充填するに際しては、剛性の高い型枠装置（図示省略）によってセグメント１の外周を囲み、コンクリートの充填圧などによってひずみや変形が生じないようする。また、この型枠装置に振動機を装備させることによって、コンクリートの充填性能が向上し、密実なコンクリート部６を成形することができる。
【００４７】
続いて、図６，７を参照しながら、セグメント１のトンネル軸方向の継手となるリング継手部８の詳細な構成について説明する。
【００４８】
このリング継手部８は、トンネル軸方向の引張力と、それに直交する例えばトンネル径方向（トンネル内外方向）のせん断力とに抵抗可能な引張せん断兼用継手８１と、せん断力にのみ抵抗可能なせん断継手８２とによって構成される。なお、このせん断継手８２は、設計時に想定されるせん断力が小さい場合は、数を減らしたり、省略したりすることができる。
【００４９】
この引張せん断兼用継手８１は、一方のセグメント１Ａ側に設けられる圧入金物８１１と、他方のセグメント１Ｂ側に設けられる圧入受け金物８１２とによって構成される。
【００５０】
この圧入金物８１１は、主桁部３のウェブ３ｂから突出させる圧入ピン部８１１ａと、セグメント１の内部に埋設させる定着部８１１ｂとを備えている。また、圧入受け金物８１２は、圧入金物８１１の圧入ピン部８１１ａが押し込まれると引き抜き力に対して抵抗となるインサート部８１２ａと、その後方に延設される定着部８１２ｂとを備えている。
【００５１】
さらに、せん断継手８２は、一方のセグメント１Ａ側に設けられるピン金物８２ａと、他方のセグメント１Ｂ側に設けられるピン受け金物８２ｂとによって構成される。
【００５２】
このリング継手部８を連結させるに際しては、まず、図６に示すように一方のセグメント１Ａのリング継手部８に対して他方のセグメント１Ｂのリング継手部８を対峙させ、セグメント１Ｂをトンネルの軸方向に移動させてセグメント１Ａ，１Ｂのウェブ３ｂ，３ｂ同士を当接させる。
【００５３】
そして、ウェブ３ｂ，３ｂ同士が当接すると、図６，７に示すように、圧入金物８１１のウェブ３ｂから突出された圧入ピン部８１１ａが、対峙する圧入受け金物８１２のインサート部８１２ａに押し込まれる。一方、ピン金物８２ａのウェブ３ｂから突出された部分も、対峙するピン受け金物８２ｂに挿入される。これによって、セグメント１Ａ，１Ｂ間がリング継手部８，８によって連結されることになる。
【００５４】
次に、本実施の形態のセグメント１及びセグメント継手部７の作用について説明する。
【００５５】
このように構成された本実施の形態のセグメント１は、スキンプレート２と、その縁部に立設される主桁部３，３及びに継手板４，４並びにスキンプレート２面上で主桁部３，３間に延設されるリブ部５，５Ａと、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部６とによって合成セグメントとして製作される。このような合成セグメントは、鋼材断面を最適化させる設計が容易におこなえるため、セグメント１の製造コストを低減することができる。
【００５６】
また、トンネルの周方向の継手を構成するセグメント継手部７は、継手板４に近接するリブ部５に形成された切欠部５１と継手板４とに架け渡される定着板部７１ａ，７２ａを有している。
【００５７】
このため、定着板部７１ａ，７２ａの周囲のコンクリート部６がリブ部５と継手板４とに挟まれた拘束状態になり、定着板部７１ａ，７２ａの定着性能を高めることができる。
【００５８】
すなわち、拘束されたコンクリートの内部に埋設された定着板部７１ａ，７２ａの付着力は、拘束状態にないコンクリートに埋設された場合に比べて大きくなるため、定着板部７１ａ，７２ａが短くても所望する定着性能を確保することができる。このため、挿入金具７１や受け金具７２が大型化して、セグメント１の重量が増加したり、製作コストが増加したりするのを防ぐことができる。
【００５９】
また、定着部を矩形板状の定着板部７１ａ，７２ａと、それに略直交する方向に突出される突起部７１ｃ，７２ｄとによって形成することで、セグメント継手部７の定着性能をさらに高めることができる。
【００６０】
さらに、リブ部５に切欠部５１を設けることによって、リブ部５と継手板４との間隔に関わらず定着板部７１ａ，７２ａの長さを設定することができる。また、定着板部７１ａ，７２ａの長さに関わらずリブ部５を設けることができるため、応力が集中し易い継手板４に近接してリブ部５を立設させて補強することができる。
【００６１】
さらに、リブ部５，５Ａに複数のスペーサ６２，・・・を取り付けることによって、所望する位置に容易に補強鉄筋６１，・・・を設置することができる。例えば、補強鉄筋６１，・・・をひび割れ防止鉄筋として配筋する場合と、トンネル内周面側の引張補強鉄筋として配筋する場合とでは、セグメント１の覆工厚方向の配置位置が異なることになるが、スペーサ６２，・・・の突出量を調整することで、正確な位置に補強鉄筋６１，・・・を配置して機能させることができる。
【００６２】
また、スペーサ６２，・・・を使って補強鉄筋６１，・・・を主桁部３のトンネル内周面側のフランジ３ａから離隔させれば、補強鉄筋６１，・・・とフランジ３ａとの間にコンクリートが充填されて、耐火代部６ａの付着力を高めることができる。さらに、フランジ３ａに接着剤を塗布することによって、耐火代部６ａと主桁部３との付着力が高まり、剥落を防ぐことができる。
【００６３】
また、耐火代部６ａを設けたり、合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによってコンクリート部６を成形したりすることによって、耐火板の設置作業が省略でき、工期及び工費を低減することができる。
【００６４】
また、リング継手部８を、トンネル軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手８１と、トンネルの径方向や周方向などの軸直交方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手８２とによって構成するようにすれば、所望される継手耐力を合理的な部材によって補うことができ、経済的に所望する耐力のセグメント１を製作することができる。
【００６５】
すなわち、耐震性能に対してトンネルの軸直交方向の検討を行うに際しては、リング継手部８に対してせん断力が支配的に作用することになるため、せん断抵抗部材に比べて引張力の抵抗部材を削減できる場合がある。そのよう場合にも引張せん断兼用継手８１のみでリング継手部８を構成しようとすれば、製造コストが増加する要因になるが、所望される耐力に対して合理的な継手構成とすることでコストを削減することができる。
【００６６】
さらに、リング継手部８を複数の部材で構成すれば、応力の発生箇所が分散されるので、主桁部３の集中応力の発生を抑えることができる。
【００６７】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６８】
例えば、前記実施の形態では、主桁部３を並行する一対のフランジ３ａ，３ａとウェブ３ｂとによって断面視略コ字形に成形したが、これに限定されるものではなく、設計断面力が小さい場合は、フランジ３ａ，３ａのいずれか一方を省略したり、板状のウェブ３ｂのみにしたりして製造コストを削減することができる。
【００６９】
また、前記実施の形態では、トンネル内周面側のフランジ３ａを覆う耐火代部６ａを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。さらに、継手面部は継手板４でなくても、断面視Ｌ字形や断面視コ字形などの部材であってもよい。
【００７０】
さらに、前記実施の形態では、セグメント１の全体に亘ってコンクリート部６を形成したが、これに限定されるものではなく、スキンプレート２と主桁部３，３と継手板４，４とで充分な強度を有するセグメントにあっては、スキンプレート２全面に亘ってコンクリートを充填する必要はなく、スキンプレート２と主桁部３，３と継手板４と継手板４に近接して延設されたリブ部５とに囲まれた空間にのみコンクリートを充填するものであってもよい。
【００７１】
また、前記実施の形態では、挿入金具７１及び受け金具７２の突起部７１ｃ，７２ｄを定着板部７１ａ，７２ａの端部に設けたが、これに限定されるものではなく、定着板部７１ａ，７２ａの途中に設けることもできる。
【００７２】
さらに、前記実施の形態では、圧入受け金物８１２に圧入金物８１１を押し込むだけで連結が完了するワンタッチ式の引張せん断兼用継手８１について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば一方のセグメント１Ａ側にねじ金物を設け、他方のセグメント１Ｂ側にねじ受け金物を設け、ねじ金物の先端をねじ受け金物のナット部に螺合させることによって連結をおこなう引張せん断兼用継手であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ，１Ｂ セグメント
２ スキンプレート
３ 主桁部
４ 継手板（継手面部）
５，５Ａ リブ部
５１ 切欠部
６ コンクリート部
６２ スペーサ
７ セグメント継手部
７１ 挿入金具
７１ａ 定着板部（定着部）
７１ｃ 突起部
７２ 受け金具
７２ａ 定着板部（定着部）
７２ｄ 突起部
８ リング継手部
８１ 引張せん断兼用継手
８２ せん断継手
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、
前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、
前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、
前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、
前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、
前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、
少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、
前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有することを特徴とする請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメント。
【請求項４】
前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項５】
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とするセグメント継手部。
【請求項１】
複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、
前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、
前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部と、
前記継手面部に並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と、
前記周方向のセグメント間の連結を行うために前記継手面部に設けられるセグメント継手部と、
前記軸方向のセグメント間の連結を行うために前記主桁部に設けられるリング継手部と、
少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部とに囲まれた空間に充填されてトンネルの内周面を形成するコンクリート部とを備え、
前記セグメント継手部は、前記継手面部に近接して立設された前記リブ部に形成された切欠部と前記継手面部とに架け渡されて前記コンクリート部に埋設される定着部を有することを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記定着部は、矩形板状の定着板部と、前記定着板部に略直交する方向に突出される突起部とを有することを特徴とする請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
前記リブ部には、前記トンネルの内周面側に突出されるスペーサが取り付けられ、前記スペーサに補強鉄筋を設置して前記コンクリート部に埋設させることを特徴とする請求項１又は２に記載のセグメント。
【請求項４】
前記リング継手部は、トンネルの軸方向の引張力に抵抗可能な引張せん断兼用継手と、前記軸方向に直交する方向のせん断力にのみ抵抗可能なせん断継手とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項５】
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向の前記スキンプレートの両側縁に立設される主桁部と、前記トンネルの周方向の前記スキンプレートの両端縁に立設される継手面部とを備えたセグメントを周方向に連結するセグメント継手部であって、
前記継手面部に近接して並行に前記スキンプレートの面上で前記主桁部間に延設されるリブ部と前記継手面部とに架け渡され、少なくとも前記スキンプレートと前記主桁部と前記継手面部と前記リブ部とに囲まれた空間に充填されて拘束状態のコンクリート部に定着されることを特徴とするセグメント継手部。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２４９５（Ｐ２０１１−１２４９５Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８９２１（Ｐ２００９−１５８９２１）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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