合成セグメント
【課題】鋼材の使用量が小さく低コストであると共に、薄肉、高強度であって幅広化が可能な合成セグメントを提供する。
【解決手段】合成セグメント１は、その鋼殻２が、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材１０，１０と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材１３，１３と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材１０，１０の間に設けられた第一中間鋼材１７と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材１３，１３の間に設けられた第二中間鋼材１８とを備え、第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は対向してラチス（接続部材）１９で連結された構成とされている。
【解決手段】合成セグメント１は、その鋼殻２が、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材１０，１０と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材１３，１３と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材１０，１０の間に設けられた第一中間鋼材１７と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材１３，１３の間に設けられた第二中間鋼材１８とを備え、第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は対向してラチス（接続部材）１９で連結された構成とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成された合成セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地山に掘削穴を掘削しつつ、その内面に円弧板状のセグメントを周方向および軸方向に複数連結して筒状壁体を構築することによりトンネルを形成するシールド工法において、鋼製の円弧板状枠体（鋼殻）内にコンクリートを充填して製造された合成セグメントが用いられることが、例えば、特許文献１、特許文献２によって知られている。
上記特許文献１に記載の合成セグメントは、湾曲形成された主桁板や平面状の継手板が断面視コの字形状の鋼板で形成され、これらをスキンプレートに結合して、スキンプレートの対向側に開口部を有する箱形構造の鋼殻を備えている。
また、特許文献２に記載の合成セグメントは、断面コの字形状の主桁板と継手板とスキンプレートとを結合してスキンプレートの対向側に開口部を有する円弧板状の箱形に形成されると共に、２つの主桁板間に複数の略Ｈ字状のずれ止めを配置した構成の鋼殻を備えている。
【０００３】
ところで、今後、需要の増大が予測される道路用トンネルを構築する場合、工事全体としてコストの低減が要求されており、そのために掘削機の掘削外径の縮小や掘削土量の低減、工期の短縮等が必要とされている。このような要求を実現するためには、道路トンネルの桁高さを従来より低くすることが必要であり、トンネルの壁面を構成するセグメントも薄肉で高強度のものが要求されている。
【特許文献１】特開平１１−１５９２９３号公報
【特許文献２】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】
しかしながら、特許文献１に記載の合成セグメントは、鋼製セグメントより低コストで薄肉高強度のものを製造することができるが、主桁面と継手面の全面を鋼板で覆う構成であるため、セグメントにおける鋼材の使用量が多く、重量が大きくなって取り扱いにくいと共に、製造コストが増大する欠点がある。また、特許文献２に記載の合成セグメントは、開口部以外の周囲全てを鋼材で覆うと共に主桁板間に複数のずれ止めが配置されているので、強度は満足できても、一層、鋼材の使用量が多くなり、取扱性が悪く、コスト低減の要請に応えることが困難である。
そこで、本願の発明者は、先行する特願２００４−２０７３５０号出願や特願２００５−６９０２０号出願によって、鋼殻を構成する外周面と内周面の対向する二辺に、それぞれ略円弧状に湾曲する略Ｌ字形状断面または四角形状断面の各一対の第一鋼材と第二鋼材を対向配置すると共に、一対の第一鋼材の両端部どうし、一対の第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ継手部材で連結した構成として、鋼殻の鋼材の使用量を少なくし、低コストであると共に薄肉構造であっても高強度である合成セグメントを提案した。
しかし、先行する特願出願の合成セグメントでは、合成セグメントに作用する外力を外周面と内周面の外端部の二辺に配置された第一鋼材と第二鋼材によって分担して負担するものであるため、合成セグメントが幅広になった場合には、各鋼材が外力の過大な負担を余議されることとなり、高い強度が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、鋼材の使用量が小さく低コストであると共に、薄肉、高強度であって幅広化が可能な合成セグメント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】
【０００６】
本発明による合成セグメントは、鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成され、周方向及び軸方向に複数連結されることにより筒状壁体を構成する合成セグメントであって、前記鋼殻は、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材の間に設けられた第一中間鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材の間に設けられた第二中間鋼材とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、合成セグメントの鋼殻として、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材と第二鋼材が設けられ、一対の前記第一鋼材の間及び一対の前記第二鋼材の間にそれぞれ第一中間鋼材と第二中間鋼材が設けられているので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材及び第一、第二中間鋼材によって合成セグメントに作用する外力が効果的に分担され、第一、第二鋼材の負担が軽減される。これにより、合成セグメントの薄肉、高強度、幅広化構造が確実に実現されると共に、鋼殻として使用する鋼材が、主桁面と継手面の全面を覆うような従来の合成セグメントと比較して少ないために低コストである。また、合成セグメントが軽量化されて取扱性が向上される。
【０００７】
前記合成セグメントにおいて、前記鋼殻には、一対の前記第一鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する共に一対の前記第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する継手部材が設けられ、前記第一中間鋼材の両端部と前記第二中間鋼材の両端部がそれぞれ前記継手部材に連結されていることが好ましい。
これによって、一対の第一鋼材と第一中間鋼材の鋼材どうし、及び一対の第二鋼材と第二中間鋼材の鋼材どうしがそれぞれ前記継手部材によって連結されて一体性を良好に保つことができる。
前記第二中間鋼材は前記第二鋼材の内周面よりも厚み方向の内側に寄った位置に配置された構成とすることができる。
このようにすると、合成セグメントの内周面側に露出する鋼材が少なくなり、鋼材の防錆処理の面積を減らすことができる。
【０００８】
また、前記合成セグメントにおいて、第一鋼材の内側に第一鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第三鋼材が設けられ、第二鋼材の内側に第二鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第四鋼材が設けられていてもよい。
このようにすると、第三、第四鋼材は、第一、第二鋼材や第一、第二中間鋼材と共に合成セグメントの構造材を構成し、合成セグメントが薄肉、幅広構造であっても、それを高強度にすることができる。
また、前記合成セグメントにおいて、前記第三鋼材と第四鋼材及び第一中間鋼材と第二中間鋼材が、それぞれ対向して配設されて接続部材によって連結された構成とすることができる。
これにより、広幅化された合成セグメントの強度を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による合成セグメントによれば、鋼殻を、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材と第二鋼材を設け、一対の前記第一鋼材の間及び一対の前記第二鋼材の間にそれぞれ第一中間鋼材と第二中間鋼材を設けた構成としたので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材による外力の負担を軽減することができて、合成セグメントの薄肉、高強度、幅広化構造を確実に実現することができると共に、鋼殻として使用する鋼材を少なくして低コスト化を図ることができ、軽量化による取扱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態に係る合成セグメントついて添付図面を参照して説明する。
図１〜図４は本発明の第一の実施の形態による合成セグメント１を示す。この合成セグメント１は、例えば、シールド工法によって大断面の道路用トンネルの内壁に構築されるトンネル覆工体を形成するものであり、薄肉の略長方形板状のものが略円筒周面形状（以下、「円弧板状」という）に湾曲され、図１、図２、図４に示すように、鋼殻２とその内部に充填されるコンクリート３とを有して構成されている。
そして、合成セグメント１の短辺側（トンネルの軸方向に沿う辺側）の側面である継手面４には、トンネルの周方向の連結のためのセグメント間継手５が設けられ、このセグメント間継手５は中継継手部５ａとインサート継手部５ｂとを有している。また、長辺側（トンネルの周方向に沿う辺側）の側面である主桁面６には、トンネルの軸方向の連結のためのリング間継手７の雄部７ａが複数個（図示の例では４個）設けられ、対向する主桁面６には雄部７ａが嵌合する雌部７ｂが設けられている。対向する各主桁面６，６には互いに嵌合するほぞ８としてほぞ凸部８ａとほぞ凹部８ｂとが設けられている(図２参照）。
【００１１】
次に、合成セグメント１の鋼殻２について図２及び図３により説明する。前記鋼殻２は、図３に示すように、合成セグメント１がトンネル内に装着された状態で地山側に位置する外周面に、合成セグメント１の外周面の枠部を構成する四辺からなる外側枠体部９（第一枠体部）が形成されている。この外側枠体部９は長辺が略円弧板状に湾曲して形成されていて横断面（トンネルの軸方向に沿う断面）が略長方形をなす一対の第一鋼材１０，１０を備えている。一対の第一鋼材１０，１０の長辺方向（トンネルの周方向）における両側端部は継手面４に位置する板状の継手板（継手部材）１１，１１で連結されている。
【００１２】
また、前記鋼殻２は、合成セグメント１がトンネル内に装着された状態で内側に位置する内周面には、外側枠体部９に対向して内周面の枠部を構成する四辺からなる内側枠体部１２（第二枠体部）が形成されている。この内側枠体部１２は長辺が略円弧板状に湾曲して形成されていて横断面が略長方形をなす一対の第二鋼材１３，１３とされている。一対の第二鋼材１３，１３の長辺方向における両側端部は継手面４に位置する板状の継手板（継手部材）１４，１４で連結されている。前記継手板１１，１４は例えば第一、第二鋼材１０，１３の厚みと同一幅に設定されている。前記外側枠体部９と内側枠体部１２はいずれも鋼材で構成されていて、好ましくは同一寸法とされている。
【００１３】
前記各第一鋼材１０，１０の内側（トンネルの軸方向において対向する側）には、各第一鋼材１０に一体に連結された板状の第三鋼材１５，１５がそれぞれ設けられている。各第三鋼材１５，１５は好ましくは第一鋼材１０と同様な断面形状で同様に湾曲して形成されている。また、各第二鋼材１３，１３の内側には、各第二鋼材１３に一体に連結された板状の第四鋼材１６，１６が連結されている。各第四鋼材１６，１６も第二鋼材１３，１３と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成されている。
また、前記鋼殻２の外側枠体部９には、一対の前記第一鋼材１０，１０の間（一対の第三鋼材１５，１５の間）に、前記第三鋼材１５と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成された第一中間鋼材１７が、その外周面を第一鋼材１０の外周面に一致させて（面一にして）、第一鋼材１０に平行に設けられている。
【００１４】
前記鋼殻２の内側枠体部１２には、一対の前記第二鋼材１３，１３の間（一対の第四鋼材１６，１６の間）に、前記第四鋼材１６と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成された第二中間鋼材１８が、その内周面を前記第二鋼材１３の内周面に一致させて（面一にして）、第二鋼材１３に平行に設けられている。前記第一中間鋼材と第二中間鋼材は、トンネルの軸方向において前記第一鋼材１０，１０どうしの中間と第二鋼材１３，１３どうしの中間にそれぞれ対向して配置されるのが好ましい。
そして、前記第一中間鋼材１７の長辺方向（トンネルの周方向）の両端部は、それぞれ前記継手板１１，１１に連結されると共に、前記第二中間鋼材１８の長辺方向の両端部は、それぞれ前記継手板１４，１４に連結されている。
【００１５】
そして、鋼殻２の厚み方向（トンネルの半径方向）に対向する第三鋼材１５と第四鋼材１６及び前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８とは、例えば略Ｖ字状をなすラチス（接続部材）１９によって互いに連結されている。前記ラチス１９は第三鋼材１５と第四鋼材１６及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８の長手方向（鋼殻２の周方向）に連続して複数配列されている。
また、前記鋼殻２の外側枠体部９及び内側枠体部１２は、図２及び図３に示すように、第一鋼材１０と第二鋼材１３の各主桁面６に露出する外端面１０ａ、１３ａに、その長手方向に沿ってシール溝２０、２０が形成されている。同様に、前記継手板１１、１４にも前記外端面１０ａ、１３ａのシール溝２０、２０に連続するシール溝２１、２１が形成されることにより、各シール溝２０，２１が鋼殻２の四辺の全周に亘って形成され、これらのシール溝２０、２１に、シール材（図示せず）が嵌合されるようになっている。
【００１６】
そして、前記鋼殻２の外側枠体部９においては、図４に示すように、スキンプレート２２が前記第一鋼材１０，１０と前記第一中間鋼材１７の外周にそれぞれ溶接により水密に固着されている。また、前記鋼殻２の内側枠体部１２においては、前記第二鋼材１３、第四鋼材１６及び第二中間鋼材１８の各内周面には、塗装、その他による防錆処理が施されている。
なお、前記リング間継手７は、例えば、図２に示すように、プッシュグリップで構成され、雄部７ａはピンボルト２３、袋ナット部２４、アンカー筋２５等を備え、雌部７ｂはピンボルト２３を嵌合係止させる楔部２６、アンカー筋２７等を備えている。
また、第一鋼材１０と第二鋼材１３及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は例えば圧延によって製造される。即ち、板状の鋼材を加熱圧延ロール間で挟んで繰り出すことにより、鋼材を第一、第二鋼材１０，１３及び第一、第二中間鋼材１７，１８を所定厚み及び幅寸法に引き延ばす。これと同時に、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の場合には、鋼材の第一、第二鋼材１０，１３の前記外端面１０ａ、１３ａに相当するシール溝形成用の車輪状の圧延部材を押し当てることにより、鋼材の長さ方向に凹溝が形成されて前記シール溝２０とされ、この鋼材を所定の曲率で湾曲させることにより、第一鋼材１０及び第二鋼材１３が形成される。
【００１７】
前記のように、実施の形態による合成セグメント１は、合成セグメントの鋼殻２として、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材１０，１０と第二鋼材１３，１３が設けられ、一対の前記第一鋼材１０，１０の中間及び一対の前記第二鋼材１３，１３の中間にそれぞれ第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８が設けられているので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材１０，１３及び第一、第二中間鋼材１７，１８によって合成セグメントに作用する外力が効果的に分担され、第一、第二鋼材１０，１３の負担が軽減され、これにより、合成セグメント１の薄肉、高強度、幅広化構造が確実に実現される。また、鋼殻２を構成する第一鋼材１０、第二鋼材１３及び第一中間鋼材１７、第二中間鋼材１８はいずれも略板状の鋼材であって、従来の合成セグメントのように、主桁面と継手面の全面を鋼殻で覆うものと比較して、鋼材の使用量が少なくてすみ、低コストである。また、合成セグメント１が軽量化されてその取扱性が向上される。
しかも、合成セグメント１の主桁面６において、長手方向（長辺方向）に沿う角部に、第一、第二鋼材１０，１３を配設して、シール溝２０を形成した外端面１０ａ、１３ａを位置させたから、合成セグメント１の内外周面の角部からシール溝２０までの距離が短く、前記外端面１０ａ，１３ａ間の間隔が広くなり、主桁面６に設けるほぞ８やリング間継手７を相対的に大きく形成することができ、合成セグメント１を厚みの小さい薄肉板状に形成してもセグメント１，１どうしの連結強度が高い。
【００１８】
また、前記合成セグメント１において、割れや欠けが生じやすい外周面及び内周面の四辺の角部を断面略長方形状の第一鋼材１０及び第二鋼材１３によって構成しているので、合成セグメント１の全体を鋼材で覆わなくても所望の強度を得ることができる。また、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の内側に同様な湾曲形状を有する第三鋼材１５及び第四鋼材１６を一体形成したので、トンネルを形成した場合、地山側等からの円弧方向の外力及び合成セグメント１の外周面から内周面に向かう方向への外力に対し、更に高い強度を発揮することができる。
更に、第三鋼材１５と第四鋼材１６、及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８をそれぞれラチス１９で接続すると共に、第一鋼材１０と第三鋼材１５、及び第二鋼材１３と第四鋼材１６をそれぞれ一体化する構成としているので、合成セグメント１の製造時に型枠内での構造部材の位置ずれを生じることが無く、合成セグメント１を安価に安定して製造することができる。
また、第一鋼材１０及び第二鋼材１３と継手板１１，１４にシール溝２０，２１をそれぞれ形成してシール材を設けることにより、他の合成セグメント１と連結して道路用トンネル等の内側への地下水等の漏水を確実に防止することができる。しかも、この合成セグメント１を道路用トンネルに適用するとセグメント１の厚み分だけ桁高を小さくできる。
【００１９】
次に、図５は本発明の第二の実施の形態に係る合成セグメント１Ａを示す。
この第二の実施形態に係る合成セグメント１Ａは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、前記第二中間鋼材１８が、その内周面を合成セグメント１（鋼殻２）の厚み方向において前記第二鋼材１３の内周面と一致させて（面一にして）配置されているのに対して、中間鋼材１８Ａが、その内周面を合成セグメント１（鋼殻２）の厚み方向（トンネルの半径方向）において前記第二鋼材１３の内周面の位置からずらして、合成セグメント１Ａの内側へ寄った位置に配置されている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。
この実施の形態に係る合成セグメント１Ａによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、前記第二中間鋼材１８Ａがコンクリート３で覆われるので、合成セグメント１Ａの内周面側に露出する鋼材が少なくなり、鋼材の防錆処理の面積を減らすことができる。
【００２０】
次に、図６は第三の実施の形態による合成セグメント１Ｂを示す。
この第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、第一鋼材１０と第三鋼材１５が、また、第二鋼材１３と第四鋼材１６がそれぞれ一体に連結された構成とされているのに対して、第一鋼材１０と第三鋼材１５が、また、第二鋼材１３と第四鋼材１６がそれぞれ分離された構成とされている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。
この第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、合成セグメント１Ｂの中央部で発生する応力を、第一、第二鋼材１０，１３とは分離して設けられた第三、第四鋼材１５，１６によって分担させることができるので、より幅広の合成セグメントに好適に採用することができる。
【００２１】
次に、図７は第四の実施の形態による合成セグメント１Ｃを示す。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、第一鋼材１０と第二鋼材１３が横断面が長方形の比較的厚肉の鋼材で形成されて、それらの外端面１０ａ，１３ａにシール溝２０が設けられた構成とされているのに対して、第一鋼材３０及び第二鋼材３１が、前記第一、第二鋼材１０，１３より薄肉に形成された鋼板からなり、合成セグメント１Ｃの短辺方向（トンネルの軸方向）にそれぞれ延出する第一プレート部３０ａ及び第二プレート部３１ａと、合成セグメント１Ｃの厚み方向にそれぞれ延出する第三プレート部３０ｂ及び第四プレート部３１ｂとをそれぞれ結合して横断面がＬ字形状に形成されたものである。
【００２２】
また、前記第三、第四鋼材３３，３４及び第一、第二中間鋼材（図示せず）も、前記第一、第二鋼材３０，３１の板厚に合わせて薄肉に形成されている。
そして、前記第三、第四プレート部３０ｂ，３１ｂの外端面３０ｃ，３１ｃに前記シール溝２０，２０が形成されている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図７では主桁面６に設けるリング間継手は図示が省略されている。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、鋼殻２を構成する鋼材が薄くてその使用量が少なくなり、一層、軽量化することができ、取り扱いも容易である。
【００２３】
次に、図８は第五の実施の形態による合成セグメント１Ｄを示す。
この第五の実施の形態に係る合成セグメント１Ｄは、第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃにおいて、第一鋼材３０の第一プレート部３０ａと第三鋼材３３が、また、第二鋼材３１の第二プレート部３１ａと第四鋼材３４がそれぞれ一体に連結された構成とされているのに対して、第一鋼材３０の第一プレート３０ａと第三鋼材１５が、また、第二鋼材３１の第三プレート３１ａと第四鋼材３４がそれぞれ分離された構成とされている。
その他の構成は、前記合成セグメント１Ｃと同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図８では主桁面６に設けるリング間継手は図示が省略されている。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｄによれば、前記合成セグメント１Ｃと同様な作用、効果が奏されるほかに、第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂと同様に、合成セグメント１Ｄの中央部で発生する応力を、第一、第二鋼材３０，３１とは分離して設けられた第三、第四鋼材３３，３４によって分担させることができるので、より幅広の合成セグメントに好適に採用することができる。
【００２４】
なお、前記各実施の形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８を、合成セグメント１〜１Ｄの短辺方向において、一対の第一鋼材１０，１０の中間および一対の第二鋼材１３，１３の中間にそれぞれ１個だけ設けたが、前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は、前記中間から多少ずれていても良く、また、１個に限らず、前記短辺方向に略等間隔をあけて２個以上の複数個を並列して設けても良い。複数個設けると、合成セグメント１〜１Ｄを一層高強度にすることができる。
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１Ｂ〜１Ｄにおいても、前記第二中間鋼材（図示せず）を、その内周面が、前記第二の実施の形態に係る合成セグメント１Ａの第二中間鋼材１８Ａと同様に、合成セグメント１Ｂ〜１Ｄの厚み方向の内側に寄った位置に配置することができる。
また、ラチス１９は、合成セグメント１の製造時に型枠内に鋼殻２を配置する際、第三鋼材１５と第四鋼材１６、及び第一中間鋼材と第二中間鋼材をそれぞれ繋ぐために設けられるものであるが、必ずしも設けなくても良い。また、第三鋼材１５，３３及び第四鋼材１６，３４自体も必ずしも設けなくてもよい。
【００２５】
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１，１Ａ，１Ｂにおいては、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の外端面１０ａ，１３ａに設けたシール溝２０は、各鋼材１０，１３の圧延加工時に車輪状の部材で同時に圧延形成したが、これに代えて第一鋼材１０及び第二鋼材１３の形成後に切削等の機械加工によって形成してもよい。
また、前記各実施形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、第一鋼材１０，３０、第二鋼材１３，３１、第三鋼材１５，３３、第四鋼材１６，３４及び第一中間鋼材１７、第二中間鋼材１８，１８Ａは、共に合成セグメントの構造材を構成しており、合成セグメントが薄肉、幅広構造であってもそれに高強度を発揮させる。前記ラチス１９は、複数の板状または棒状部材を略Ｖ字状に配列した構造とされているが、コンクリート３の充填性が良好な隙間を有する形状であれは、必ずしも当該形状である必要はなく、任意の形状の接続部材を採用することができる。
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１，１Ａ，１Ｂにおいては、主桁面６，６にほぞ８としてほぞ凸部８ａとほぞ凹部８ｂを配設したが、リング間継手７だけでもよい。
【００２６】
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、図示しないが、前記第一鋼材１０，３０、第二鋼材１３，３１、第三鋼材１５，３３、第四鋼材１６，３４、第一中間鋼材１７及び第二中間鋼材１８，１８Ａに、合成セグメント１〜１Ｄの内側に向けて突出させてボルト、ピン等からなるジベルを固着し、それらの鋼材とコンクリート２２との密着性を良くして合成セグメント１〜１Ｄの強度を高めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による合成セグメントの斜視図である。
【図２】図１のイ−イ断面図である。
【図３】図１に示す合成セグメントの鋼殻を示す斜視図である。
【図４】図１に示す合成セグメントからスキンプレートを分離した分解斜視図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図８】本発明の第五の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 合成セグメント
２ 鋼殻
３ コンクリート
４ 継手面
６ 主桁面
１０，３０ 第一鋼材
１３，３１ 第二鋼材
１４ 継手板（継手部材）
１５，３３ 第三鋼材
１６，３４ 第四鋼材
１７ 第一中間鋼材
１８，１８ａ 第二中間鋼材
１９ ラチス（接続部材）
２２ スキンプレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成された合成セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地山に掘削穴を掘削しつつ、その内面に円弧板状のセグメントを周方向および軸方向に複数連結して筒状壁体を構築することによりトンネルを形成するシールド工法において、鋼製の円弧板状枠体（鋼殻）内にコンクリートを充填して製造された合成セグメントが用いられることが、例えば、特許文献１、特許文献２によって知られている。
上記特許文献１に記載の合成セグメントは、湾曲形成された主桁板や平面状の継手板が断面視コの字形状の鋼板で形成され、これらをスキンプレートに結合して、スキンプレートの対向側に開口部を有する箱形構造の鋼殻を備えている。
また、特許文献２に記載の合成セグメントは、断面コの字形状の主桁板と継手板とスキンプレートとを結合してスキンプレートの対向側に開口部を有する円弧板状の箱形に形成されると共に、２つの主桁板間に複数の略Ｈ字状のずれ止めを配置した構成の鋼殻を備えている。
【０００３】
ところで、今後、需要の増大が予測される道路用トンネルを構築する場合、工事全体としてコストの低減が要求されており、そのために掘削機の掘削外径の縮小や掘削土量の低減、工期の短縮等が必要とされている。このような要求を実現するためには、道路トンネルの桁高さを従来より低くすることが必要であり、トンネルの壁面を構成するセグメントも薄肉で高強度のものが要求されている。
【特許文献１】特開平１１−１５９２９３号公報
【特許文献２】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】
しかしながら、特許文献１に記載の合成セグメントは、鋼製セグメントより低コストで薄肉高強度のものを製造することができるが、主桁面と継手面の全面を鋼板で覆う構成であるため、セグメントにおける鋼材の使用量が多く、重量が大きくなって取り扱いにくいと共に、製造コストが増大する欠点がある。また、特許文献２に記載の合成セグメントは、開口部以外の周囲全てを鋼材で覆うと共に主桁板間に複数のずれ止めが配置されているので、強度は満足できても、一層、鋼材の使用量が多くなり、取扱性が悪く、コスト低減の要請に応えることが困難である。
そこで、本願の発明者は、先行する特願２００４−２０７３５０号出願や特願２００５−６９０２０号出願によって、鋼殻を構成する外周面と内周面の対向する二辺に、それぞれ略円弧状に湾曲する略Ｌ字形状断面または四角形状断面の各一対の第一鋼材と第二鋼材を対向配置すると共に、一対の第一鋼材の両端部どうし、一対の第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ継手部材で連結した構成として、鋼殻の鋼材の使用量を少なくし、低コストであると共に薄肉構造であっても高強度である合成セグメントを提案した。
しかし、先行する特願出願の合成セグメントでは、合成セグメントに作用する外力を外周面と内周面の外端部の二辺に配置された第一鋼材と第二鋼材によって分担して負担するものであるため、合成セグメントが幅広になった場合には、各鋼材が外力の過大な負担を余議されることとなり、高い強度が得られないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、鋼材の使用量が小さく低コストであると共に、薄肉、高強度であって幅広化が可能な合成セグメント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】
【０００６】
本発明による合成セグメントは、鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成され、周方向及び軸方向に複数連結されることにより筒状壁体を構成する合成セグメントであって、前記鋼殻は、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材の間に設けられた第一中間鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材の間に設けられた第二中間鋼材とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、合成セグメントの鋼殻として、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材と第二鋼材が設けられ、一対の前記第一鋼材の間及び一対の前記第二鋼材の間にそれぞれ第一中間鋼材と第二中間鋼材が設けられているので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材及び第一、第二中間鋼材によって合成セグメントに作用する外力が効果的に分担され、第一、第二鋼材の負担が軽減される。これにより、合成セグメントの薄肉、高強度、幅広化構造が確実に実現されると共に、鋼殻として使用する鋼材が、主桁面と継手面の全面を覆うような従来の合成セグメントと比較して少ないために低コストである。また、合成セグメントが軽量化されて取扱性が向上される。
【０００７】
前記合成セグメントにおいて、前記鋼殻には、一対の前記第一鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する共に一対の前記第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する継手部材が設けられ、前記第一中間鋼材の両端部と前記第二中間鋼材の両端部がそれぞれ前記継手部材に連結されていることが好ましい。
これによって、一対の第一鋼材と第一中間鋼材の鋼材どうし、及び一対の第二鋼材と第二中間鋼材の鋼材どうしがそれぞれ前記継手部材によって連結されて一体性を良好に保つことができる。
前記第二中間鋼材は前記第二鋼材の内周面よりも厚み方向の内側に寄った位置に配置された構成とすることができる。
このようにすると、合成セグメントの内周面側に露出する鋼材が少なくなり、鋼材の防錆処理の面積を減らすことができる。
【０００８】
また、前記合成セグメントにおいて、第一鋼材の内側に第一鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第三鋼材が設けられ、第二鋼材の内側に第二鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第四鋼材が設けられていてもよい。
このようにすると、第三、第四鋼材は、第一、第二鋼材や第一、第二中間鋼材と共に合成セグメントの構造材を構成し、合成セグメントが薄肉、幅広構造であっても、それを高強度にすることができる。
また、前記合成セグメントにおいて、前記第三鋼材と第四鋼材及び第一中間鋼材と第二中間鋼材が、それぞれ対向して配設されて接続部材によって連結された構成とすることができる。
これにより、広幅化された合成セグメントの強度を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による合成セグメントによれば、鋼殻を、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材と第二鋼材を設け、一対の前記第一鋼材の間及び一対の前記第二鋼材の間にそれぞれ第一中間鋼材と第二中間鋼材を設けた構成としたので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材による外力の負担を軽減することができて、合成セグメントの薄肉、高強度、幅広化構造を確実に実現することができると共に、鋼殻として使用する鋼材を少なくして低コスト化を図ることができ、軽量化による取扱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態に係る合成セグメントついて添付図面を参照して説明する。
図１〜図４は本発明の第一の実施の形態による合成セグメント１を示す。この合成セグメント１は、例えば、シールド工法によって大断面の道路用トンネルの内壁に構築されるトンネル覆工体を形成するものであり、薄肉の略長方形板状のものが略円筒周面形状（以下、「円弧板状」という）に湾曲され、図１、図２、図４に示すように、鋼殻２とその内部に充填されるコンクリート３とを有して構成されている。
そして、合成セグメント１の短辺側（トンネルの軸方向に沿う辺側）の側面である継手面４には、トンネルの周方向の連結のためのセグメント間継手５が設けられ、このセグメント間継手５は中継継手部５ａとインサート継手部５ｂとを有している。また、長辺側（トンネルの周方向に沿う辺側）の側面である主桁面６には、トンネルの軸方向の連結のためのリング間継手７の雄部７ａが複数個（図示の例では４個）設けられ、対向する主桁面６には雄部７ａが嵌合する雌部７ｂが設けられている。対向する各主桁面６，６には互いに嵌合するほぞ８としてほぞ凸部８ａとほぞ凹部８ｂとが設けられている(図２参照）。
【００１１】
次に、合成セグメント１の鋼殻２について図２及び図３により説明する。前記鋼殻２は、図３に示すように、合成セグメント１がトンネル内に装着された状態で地山側に位置する外周面に、合成セグメント１の外周面の枠部を構成する四辺からなる外側枠体部９（第一枠体部）が形成されている。この外側枠体部９は長辺が略円弧板状に湾曲して形成されていて横断面（トンネルの軸方向に沿う断面）が略長方形をなす一対の第一鋼材１０，１０を備えている。一対の第一鋼材１０，１０の長辺方向（トンネルの周方向）における両側端部は継手面４に位置する板状の継手板（継手部材）１１，１１で連結されている。
【００１２】
また、前記鋼殻２は、合成セグメント１がトンネル内に装着された状態で内側に位置する内周面には、外側枠体部９に対向して内周面の枠部を構成する四辺からなる内側枠体部１２（第二枠体部）が形成されている。この内側枠体部１２は長辺が略円弧板状に湾曲して形成されていて横断面が略長方形をなす一対の第二鋼材１３，１３とされている。一対の第二鋼材１３，１３の長辺方向における両側端部は継手面４に位置する板状の継手板（継手部材）１４，１４で連結されている。前記継手板１１，１４は例えば第一、第二鋼材１０，１３の厚みと同一幅に設定されている。前記外側枠体部９と内側枠体部１２はいずれも鋼材で構成されていて、好ましくは同一寸法とされている。
【００１３】
前記各第一鋼材１０，１０の内側（トンネルの軸方向において対向する側）には、各第一鋼材１０に一体に連結された板状の第三鋼材１５，１５がそれぞれ設けられている。各第三鋼材１５，１５は好ましくは第一鋼材１０と同様な断面形状で同様に湾曲して形成されている。また、各第二鋼材１３，１３の内側には、各第二鋼材１３に一体に連結された板状の第四鋼材１６，１６が連結されている。各第四鋼材１６，１６も第二鋼材１３，１３と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成されている。
また、前記鋼殻２の外側枠体部９には、一対の前記第一鋼材１０，１０の間（一対の第三鋼材１５，１５の間）に、前記第三鋼材１５と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成された第一中間鋼材１７が、その外周面を第一鋼材１０の外周面に一致させて（面一にして）、第一鋼材１０に平行に設けられている。
【００１４】
前記鋼殻２の内側枠体部１２には、一対の前記第二鋼材１３，１３の間（一対の第四鋼材１６，１６の間）に、前記第四鋼材１６と同様な横断面形状で同様に湾曲して形成された第二中間鋼材１８が、その内周面を前記第二鋼材１３の内周面に一致させて（面一にして）、第二鋼材１３に平行に設けられている。前記第一中間鋼材と第二中間鋼材は、トンネルの軸方向において前記第一鋼材１０，１０どうしの中間と第二鋼材１３，１３どうしの中間にそれぞれ対向して配置されるのが好ましい。
そして、前記第一中間鋼材１７の長辺方向（トンネルの周方向）の両端部は、それぞれ前記継手板１１，１１に連結されると共に、前記第二中間鋼材１８の長辺方向の両端部は、それぞれ前記継手板１４，１４に連結されている。
【００１５】
そして、鋼殻２の厚み方向（トンネルの半径方向）に対向する第三鋼材１５と第四鋼材１６及び前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８とは、例えば略Ｖ字状をなすラチス（接続部材）１９によって互いに連結されている。前記ラチス１９は第三鋼材１５と第四鋼材１６及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８の長手方向（鋼殻２の周方向）に連続して複数配列されている。
また、前記鋼殻２の外側枠体部９及び内側枠体部１２は、図２及び図３に示すように、第一鋼材１０と第二鋼材１３の各主桁面６に露出する外端面１０ａ、１３ａに、その長手方向に沿ってシール溝２０、２０が形成されている。同様に、前記継手板１１、１４にも前記外端面１０ａ、１３ａのシール溝２０、２０に連続するシール溝２１、２１が形成されることにより、各シール溝２０，２１が鋼殻２の四辺の全周に亘って形成され、これらのシール溝２０、２１に、シール材（図示せず）が嵌合されるようになっている。
【００１６】
そして、前記鋼殻２の外側枠体部９においては、図４に示すように、スキンプレート２２が前記第一鋼材１０，１０と前記第一中間鋼材１７の外周にそれぞれ溶接により水密に固着されている。また、前記鋼殻２の内側枠体部１２においては、前記第二鋼材１３、第四鋼材１６及び第二中間鋼材１８の各内周面には、塗装、その他による防錆処理が施されている。
なお、前記リング間継手７は、例えば、図２に示すように、プッシュグリップで構成され、雄部７ａはピンボルト２３、袋ナット部２４、アンカー筋２５等を備え、雌部７ｂはピンボルト２３を嵌合係止させる楔部２６、アンカー筋２７等を備えている。
また、第一鋼材１０と第二鋼材１３及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は例えば圧延によって製造される。即ち、板状の鋼材を加熱圧延ロール間で挟んで繰り出すことにより、鋼材を第一、第二鋼材１０，１３及び第一、第二中間鋼材１７，１８を所定厚み及び幅寸法に引き延ばす。これと同時に、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の場合には、鋼材の第一、第二鋼材１０，１３の前記外端面１０ａ、１３ａに相当するシール溝形成用の車輪状の圧延部材を押し当てることにより、鋼材の長さ方向に凹溝が形成されて前記シール溝２０とされ、この鋼材を所定の曲率で湾曲させることにより、第一鋼材１０及び第二鋼材１３が形成される。
【００１７】
前記のように、実施の形態による合成セグメント１は、合成セグメントの鋼殻２として、外周面と内周面の各二辺にそれぞれ第一鋼材１０，１０と第二鋼材１３，１３が設けられ、一対の前記第一鋼材１０，１０の中間及び一対の前記第二鋼材１３，１３の中間にそれぞれ第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８が設けられているので、合成セグメントが幅広になった場合でも、前記第一、第二鋼材１０，１３及び第一、第二中間鋼材１７，１８によって合成セグメントに作用する外力が効果的に分担され、第一、第二鋼材１０，１３の負担が軽減され、これにより、合成セグメント１の薄肉、高強度、幅広化構造が確実に実現される。また、鋼殻２を構成する第一鋼材１０、第二鋼材１３及び第一中間鋼材１７、第二中間鋼材１８はいずれも略板状の鋼材であって、従来の合成セグメントのように、主桁面と継手面の全面を鋼殻で覆うものと比較して、鋼材の使用量が少なくてすみ、低コストである。また、合成セグメント１が軽量化されてその取扱性が向上される。
しかも、合成セグメント１の主桁面６において、長手方向（長辺方向）に沿う角部に、第一、第二鋼材１０，１３を配設して、シール溝２０を形成した外端面１０ａ、１３ａを位置させたから、合成セグメント１の内外周面の角部からシール溝２０までの距離が短く、前記外端面１０ａ，１３ａ間の間隔が広くなり、主桁面６に設けるほぞ８やリング間継手７を相対的に大きく形成することができ、合成セグメント１を厚みの小さい薄肉板状に形成してもセグメント１，１どうしの連結強度が高い。
【００１８】
また、前記合成セグメント１において、割れや欠けが生じやすい外周面及び内周面の四辺の角部を断面略長方形状の第一鋼材１０及び第二鋼材１３によって構成しているので、合成セグメント１の全体を鋼材で覆わなくても所望の強度を得ることができる。また、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の内側に同様な湾曲形状を有する第三鋼材１５及び第四鋼材１６を一体形成したので、トンネルを形成した場合、地山側等からの円弧方向の外力及び合成セグメント１の外周面から内周面に向かう方向への外力に対し、更に高い強度を発揮することができる。
更に、第三鋼材１５と第四鋼材１６、及び第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８をそれぞれラチス１９で接続すると共に、第一鋼材１０と第三鋼材１５、及び第二鋼材１３と第四鋼材１６をそれぞれ一体化する構成としているので、合成セグメント１の製造時に型枠内での構造部材の位置ずれを生じることが無く、合成セグメント１を安価に安定して製造することができる。
また、第一鋼材１０及び第二鋼材１３と継手板１１，１４にシール溝２０，２１をそれぞれ形成してシール材を設けることにより、他の合成セグメント１と連結して道路用トンネル等の内側への地下水等の漏水を確実に防止することができる。しかも、この合成セグメント１を道路用トンネルに適用するとセグメント１の厚み分だけ桁高を小さくできる。
【００１９】
次に、図５は本発明の第二の実施の形態に係る合成セグメント１Ａを示す。
この第二の実施形態に係る合成セグメント１Ａは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、前記第二中間鋼材１８が、その内周面を合成セグメント１（鋼殻２）の厚み方向において前記第二鋼材１３の内周面と一致させて（面一にして）配置されているのに対して、中間鋼材１８Ａが、その内周面を合成セグメント１（鋼殻２）の厚み方向（トンネルの半径方向）において前記第二鋼材１３の内周面の位置からずらして、合成セグメント１Ａの内側へ寄った位置に配置されている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。
この実施の形態に係る合成セグメント１Ａによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、前記第二中間鋼材１８Ａがコンクリート３で覆われるので、合成セグメント１Ａの内周面側に露出する鋼材が少なくなり、鋼材の防錆処理の面積を減らすことができる。
【００２０】
次に、図６は第三の実施の形態による合成セグメント１Ｂを示す。
この第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、第一鋼材１０と第三鋼材１５が、また、第二鋼材１３と第四鋼材１６がそれぞれ一体に連結された構成とされているのに対して、第一鋼材１０と第三鋼材１５が、また、第二鋼材１３と第四鋼材１６がそれぞれ分離された構成とされている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。
この第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、合成セグメント１Ｂの中央部で発生する応力を、第一、第二鋼材１０，１３とは分離して設けられた第三、第四鋼材１５，１６によって分担させることができるので、より幅広の合成セグメントに好適に採用することができる。
【００２１】
次に、図７は第四の実施の形態による合成セグメント１Ｃを示す。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃは、第一の実施の形態に係る合成セグメント１では、第一鋼材１０と第二鋼材１３が横断面が長方形の比較的厚肉の鋼材で形成されて、それらの外端面１０ａ，１３ａにシール溝２０が設けられた構成とされているのに対して、第一鋼材３０及び第二鋼材３１が、前記第一、第二鋼材１０，１３より薄肉に形成された鋼板からなり、合成セグメント１Ｃの短辺方向（トンネルの軸方向）にそれぞれ延出する第一プレート部３０ａ及び第二プレート部３１ａと、合成セグメント１Ｃの厚み方向にそれぞれ延出する第三プレート部３０ｂ及び第四プレート部３１ｂとをそれぞれ結合して横断面がＬ字形状に形成されたものである。
【００２２】
また、前記第三、第四鋼材３３，３４及び第一、第二中間鋼材（図示せず）も、前記第一、第二鋼材３０，３１の板厚に合わせて薄肉に形成されている。
そして、前記第三、第四プレート部３０ｂ，３１ｂの外端面３０ｃ，３１ｃに前記シール溝２０，２０が形成されている。
その他の構成は、前記合成セグメント１と同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図７では主桁面６に設けるリング間継手は図示が省略されている。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃによれば、前記合成セグメント１と同様な作用、効果が奏されるほかに、鋼殻２を構成する鋼材が薄くてその使用量が少なくなり、一層、軽量化することができ、取り扱いも容易である。
【００２３】
次に、図８は第五の実施の形態による合成セグメント１Ｄを示す。
この第五の実施の形態に係る合成セグメント１Ｄは、第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｃにおいて、第一鋼材３０の第一プレート部３０ａと第三鋼材３３が、また、第二鋼材３１の第二プレート部３１ａと第四鋼材３４がそれぞれ一体に連結された構成とされているのに対して、第一鋼材３０の第一プレート３０ａと第三鋼材１５が、また、第二鋼材３１の第三プレート３１ａと第四鋼材３４がそれぞれ分離された構成とされている。
その他の構成は、前記合成セグメント１Ｃと同様であるので、同一または同様の構成部分には同一の符号を付してそれらについての説明は省略する。なお、図８では主桁面６に設けるリング間継手は図示が省略されている。
この第四の実施の形態に係る合成セグメント１Ｄによれば、前記合成セグメント１Ｃと同様な作用、効果が奏されるほかに、第三の実施の形態に係る合成セグメント１Ｂと同様に、合成セグメント１Ｄの中央部で発生する応力を、第一、第二鋼材３０，３１とは分離して設けられた第三、第四鋼材３３，３４によって分担させることができるので、より幅広の合成セグメントに好適に採用することができる。
【００２４】
なお、前記各実施の形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８を、合成セグメント１〜１Ｄの短辺方向において、一対の第一鋼材１０，１０の中間および一対の第二鋼材１３，１３の中間にそれぞれ１個だけ設けたが、前記第一中間鋼材１７と第二中間鋼材１８は、前記中間から多少ずれていても良く、また、１個に限らず、前記短辺方向に略等間隔をあけて２個以上の複数個を並列して設けても良い。複数個設けると、合成セグメント１〜１Ｄを一層高強度にすることができる。
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１Ｂ〜１Ｄにおいても、前記第二中間鋼材（図示せず）を、その内周面が、前記第二の実施の形態に係る合成セグメント１Ａの第二中間鋼材１８Ａと同様に、合成セグメント１Ｂ〜１Ｄの厚み方向の内側に寄った位置に配置することができる。
また、ラチス１９は、合成セグメント１の製造時に型枠内に鋼殻２を配置する際、第三鋼材１５と第四鋼材１６、及び第一中間鋼材と第二中間鋼材をそれぞれ繋ぐために設けられるものであるが、必ずしも設けなくても良い。また、第三鋼材１５，３３及び第四鋼材１６，３４自体も必ずしも設けなくてもよい。
【００２５】
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１，１Ａ，１Ｂにおいては、第一鋼材１０及び第二鋼材１３の外端面１０ａ，１３ａに設けたシール溝２０は、各鋼材１０，１３の圧延加工時に車輪状の部材で同時に圧延形成したが、これに代えて第一鋼材１０及び第二鋼材１３の形成後に切削等の機械加工によって形成してもよい。
また、前記各実施形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、第一鋼材１０，３０、第二鋼材１３，３１、第三鋼材１５，３３、第四鋼材１６，３４及び第一中間鋼材１７、第二中間鋼材１８，１８Ａは、共に合成セグメントの構造材を構成しており、合成セグメントが薄肉、幅広構造であってもそれに高強度を発揮させる。前記ラチス１９は、複数の板状または棒状部材を略Ｖ字状に配列した構造とされているが、コンクリート３の充填性が良好な隙間を有する形状であれは、必ずしも当該形状である必要はなく、任意の形状の接続部材を採用することができる。
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１，１Ａ，１Ｂにおいては、主桁面６，６にほぞ８としてほぞ凸部８ａとほぞ凹部８ｂを配設したが、リング間継手７だけでもよい。
【００２６】
また、前記各実施の形態に係る合成セグメント１〜１Ｄにおいて、図示しないが、前記第一鋼材１０，３０、第二鋼材１３，３１、第三鋼材１５，３３、第四鋼材１６，３４、第一中間鋼材１７及び第二中間鋼材１８，１８Ａに、合成セグメント１〜１Ｄの内側に向けて突出させてボルト、ピン等からなるジベルを固着し、それらの鋼材とコンクリート２２との密着性を良くして合成セグメント１〜１Ｄの強度を高めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施の形態による合成セグメントの斜視図である。
【図２】図１のイ−イ断面図である。
【図３】図１に示す合成セグメントの鋼殻を示す斜視図である。
【図４】図１に示す合成セグメントからスキンプレートを分離した分解斜視図である。
【図５】本発明の第二の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【図８】本発明の第五の実施の形態による合成セグメントの図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 合成セグメント
２ 鋼殻
３ コンクリート
４ 継手面
６ 主桁面
１０，３０ 第一鋼材
１３，３１ 第二鋼材
１４ 継手板（継手部材）
１５，３３ 第三鋼材
１６，３４ 第四鋼材
１７ 第一中間鋼材
１８，１８ａ 第二中間鋼材
１９ ラチス（接続部材）
２２ スキンプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成され、周方向及び軸方向に複数連結されることにより筒状壁体を構成する合成セグメントであって、
前記鋼殻は、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材の間に設けられた第一中間鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材の間に設けられた第二中間鋼材とを備えていることを特徴とする合成セグメント。
【請求項２】
前記鋼殻には、一対の前記第一鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する共に一対の前記第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する継手部材が設けられ、前記第一中間鋼材の両端部の両端部と前記第二中間鋼材の両端部がそれぞれ前記継手部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の合成セグメント。
【請求項３】
前記第二中間鋼材は前記第二鋼材の内周面よりも厚み方向の内側に寄った位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の合成セグメント。
【請求項４】
前記第一鋼材の内側には、該第一鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第三鋼材が設けられ、前記第二鋼材の内側には、該第二鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第四鋼材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成セグメント。
【請求項５】
前記第三鋼材と第四鋼材及び第一中間鋼材と第二中間鋼材は、それぞれ対向して配設されて接続部材によって連結されていることを特徴とする請求項４に記載の合成セグメント。
【請求項１】
鋼殻の内部にコンクリートを充填して略円弧板状に形成され、周方向及び軸方向に複数連結されることにより筒状壁体を構成する合成セグメントであって、
前記鋼殻は、略円弧状に湾曲して外周面の対向する二辺に設けられた一対の第一鋼材と、略円弧状に湾曲して内周面の対向する二辺に設けられた一対の第二鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第一鋼材の間に設けられた第一中間鋼材と、略円弧状に湾曲して一対の前記第二鋼材の間に設けられた第二中間鋼材とを備えていることを特徴とする合成セグメント。
【請求項２】
前記鋼殻には、一対の前記第一鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する共に一対の前記第二鋼材の両端部どうしをそれぞれ連結する継手部材が設けられ、前記第一中間鋼材の両端部の両端部と前記第二中間鋼材の両端部がそれぞれ前記継手部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の合成セグメント。
【請求項３】
前記第二中間鋼材は前記第二鋼材の内周面よりも厚み方向の内側に寄った位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の合成セグメント。
【請求項４】
前記第一鋼材の内側には、該第一鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第三鋼材が設けられ、前記第二鋼材の内側には、該第二鋼材にそれぞれ連結または分離して円弧状に湾曲する第四鋼材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成セグメント。
【請求項５】
前記第三鋼材と第四鋼材及び第一中間鋼材と第二中間鋼材は、それぞれ対向して配設されて接続部材によって連結されていることを特徴とする請求項４に記載の合成セグメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２７０４８３（Ｐ２００７−２７０４８３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９６５８５（Ｐ２００６−９６５８５）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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