矩形セグメントおよびその施工方法
【課題】プレストレスの導入によりセグメントの部材厚と継手への負担を軽減し得る有効適切な矩形セグメントおよびその施工方法を提供する。
【解決手段】プレストレスを導入するべき平板ピース(特に上部床版ピース1や下部平板ピース2)にPC鋼材10を配設し、PC鋼材10を緊張してその両端部を平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピース(コーナーピース3)に対して定着する。
もしくは、プレストレスを導入するべき平板ピースに対のPC鋼材を平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設し、各PC鋼材をそれぞれ緊張してそれらの両端部をそれぞれ平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着する。
【解決手段】プレストレスを導入するべき平板ピース(特に上部床版ピース1や下部平板ピース2)にPC鋼材10を配設し、PC鋼材10を緊張してその両端部を平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピース(コーナーピース3)に対して定着する。
もしくは、プレストレスを導入するべき平板ピースに対のPC鋼材を平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設し、各PC鋼材をそれぞれ緊張してそれらの両端部をそれぞれ平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は矩形断面のトンネルを構築するための矩形セグメント、およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
周知のようにシールド工法により構築されるシールドトンネルは円形断面とされることが一般的であるが、浅い深度に設けられる道路トンネルなどの場合には矩形断面とされる場合もあり、その際には矩形セグメントによる矩形断面のシールドトンネルが構築される。
【0003】
ところで、通常の円形断面のセグメントは土水圧による曲げが小さく、さらに土水圧に対するアーチ効果によりセグメント内に自ずと軸力(圧縮力)が発生するために曲げによる引張力がキャンセルされてしまい、したがって部材断面は薄くて済み、継手にも大きな負担がかからない。
一方、矩形セグメントはトンネル上部の土水圧とトンネル下部の地盤反力を支える上下床版の中央に大きな曲げモーメントが生じ、また浅い深度の場合には側壁にかかる土水圧が小さいために左右の側壁の支えとなる上下床版に伝わる軸力(圧縮力)も小さく、その軸力によっては曲げモーメントによる生じる引張力を充分にキャンセルすることができない。そのため、矩形セグメントでは円形断面のセグメントよりも部材が厚くなり、かつ継手に大きな負担が生じることが不可避である。
【0004】
なお、たとえば特許文献1〜4に示されるように、円形断面のセグメントにおいては円周方向やトンネル軸方向にプレストレスを導入することも一般的であり、矩形セグメントに対しても同様にプレストレスを導入すればセグメントの部材厚や継手への負担を軽減し得ることが考えられる。
【特許文献1】特開平10−54197号公報
【特許文献2】特開2001−140592号公報
【特許文献3】特開2004−211335号公報
【特許文献4】特開2007−2456号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、現時点では矩形セグメントに対してプレストレスを導入するための有効適切な手法は提供されていないし、特許文献1〜4に示されるような円形セグメントに対するプレストレス導入手法を矩形セグメントにそのまま適用できるものでもなく、そのため、矩形セグメントにプレストレスを導入するための有効適切な手法が模索されているのが実状である。
上記事情に鑑み、本発明はプレストレスの導入により部材厚と継手への負担を軽減し得る有効適切な矩形セグメントおよびその施工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】
【0006】
請求項1記載の発明は、コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、プレストレスを導入するべき前記平板ピースにPC鋼材が配設され、該PC鋼材が緊張されてその両端部が前記平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピースに対して定着可能とされていることを特徴とする。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の矩形セグメントの施工方法であって、前記平板ピースには前記PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該PC鋼材をシース管内において緊張してその両端部を該平板ピースに対して仮定着して先端部を自由端としておくとともに、該平板ピースの両側に連結される他のピースには端部PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該端部PC鋼材の一端部を定着しておくとともに他端部を前記PC鋼材に連結可能な自由端としてそこには該PC鋼材を連結するための継手金具を装着しておき、前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記PC鋼材の両端部に前記端部PC鋼材の他端部を前記継手金具によりそれぞれ連結した後、前記平板ピースに対する前記PC鋼材の仮定着を解くことによって該PC鋼材の両端部を前記端部PC鋼材を介して前記他のピースに対して定着させることを特徴とする。
【0008】
請求項3記載の発明は、コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、プレストレスを導入するべき前記平板ピースに対のPC鋼材が該平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設され、各PC鋼材がそれぞれ緊張されてそれらの両端部がそれぞれ前記平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着可能とされていることを特徴とする。
【0009】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明の矩形セグメントの施工方法であって、前記平板ピースには前記各PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておき、該平板ピースの両側に連結される他のピースには前記PC鋼材の一端部を挿入可能なシース管と該PC鋼材の一端部を定着可能な定着具を予め配設しておき、前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記各PC鋼材の一端部をそれぞれ前記他のピースのシース管内に挿入させて前記定着具に対して定着した後、該PC鋼材を緊張してその他端部を前記平板ピースに対して定着することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、矩形セグメントにより構築される矩形断面のトンネルにおいて上部床版や下部床版となる平板ピースに対してプレストレスを有効に導入でき、したがって上部床版や下部床版に作用する大きな曲げモーメントをプレストレスにより有効にキャンセルでき、それにより矩形セグメントの部材厚を削減できるし継手の構造を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態はコンクリート製の矩形セグメントを用いて構築される矩形断面のトンネルを対象として、そのトンネルの上部床版を構成する平板状のピースに対してプレストレスを導入するようにしたものである。
【0012】
本実施形態における矩形セグメントは、トンネル断面の上部中央に配置される平板状の上部床版ピース1と、トンネル断面の下部中央に配置される同じく平板状の下部床版ピース2と、トンネルの角部と側壁を構成する4つのコーナーピース3とにより構成され、それらが全体として矩形断面に組み立てられてトンネルの覆工を構成するものであるが、特に上部床版ピース1には上部地盤から大きな土水圧が作用して下面側(トンネルの内側)に向かって曲げられるような大きな曲げモーメントを受けることから、その上部床版ピース1に作用する曲げモーメントをキャンセルして部材厚の削減と継手部への負担の軽減を目的としてそれにプレストレスを導入するものである。
【0013】
「第1実施形態」
上部床版ピース1に対してプレストレスを導入するための構造およびその施工方法の第1実施形態を図1〜図3を参照して具体的に説明する。
矩形セグメントを製作する際には、図1に示すように、上部床版ピース1にPC鋼材10をシース管11内に挿入して予め配設しておくとともに、PC鋼材10をシース管11内において緊張してその両端部を定着具12により上部床版ピース1の両端部に仮定着しておくが、その先端部は自由端としておく。
また、上部床版ピース1の両側に連結されるコーナーピース3には、それぞれ端部PC鋼材13をシース管14内に挿入して予め配設しておき、それら端部PC鋼材13の一端部をそれぞれ定着具15により定着しておくとともに、他端部は上記のPC鋼材10に連結可能な自由端としてそこには継手金具16を装着しておく。
なお、上部床版ピース1は下面側(トンネル内面側)に曲げられるような曲げモーメントを受けるので、PC鋼材10は引張側となる下面側に配設することが好ましい。
また、PC鋼材10および端部PC鋼材13としては外周面全体を総ネジとしたPC鋼棒が好適に採用可能であり、その場合には定着具12,15および継手金具16としてはそれに螺着するナットを用いれば良く、定着具12および継手金具16の設置位置には螺着作業を行うためのボルトボックス17を形成しておくと良い。
【0014】
上記の各ピースを図2に示すよう組み立てれば、上部床版ピース1に配設されて仮定着されているPC鋼材10の先端と、各コーナーピース3に配設されている端部PC鋼材13の先端とがボルトボックス17内で自ずと突き合わされる。
そこで、図3に示すように継手金具16によりPC鋼材10と端部PC鋼材13とを連結した後、PC鋼材10を仮定着していた定着具12を緩めて仮定着を解くことにより、PC鋼材10は端部PC鋼材13を介してコーナーピース3に対して定着され、これにより上部床版ピース1全体にプレストレスが導入される。
なお、必要に応じてボルトボックス17内およびシース管11,14内にモルタル等の充填材18を充填し硬化させれば良い。
【0015】
「第2実施形態」
上部床版ピース1に対してプレストレスを導入するための構造およびその施工方法の第2実施形態を図4〜図7を参照して説明する。
上記第1実施形態はコーナーピース3に端部PC鋼材13を予め配設しておいて、上部床版ピース1に予め配設したPC鋼材10の両端部に端部PC鋼材13を連結するようにしたが、本第2実施形態では上部床版ピース1に対のPC鋼材20を交差状態で配設しておいて、それらの両端をそれぞれ上部床版ピース1といずれか一方のコーナーピース3に対して直接的に定着するようにしたものである。
【0016】
すなわち、図4に示すように、上部床版ピース1には対のPC鋼材20を上部床版ピース1の中央部で交差させた状態で対称的に配設してシース管21内に挿入しておき、上部床版ピース1の両側に連結されるコーナーピース3にはそれぞれPC鋼材20の一端部を挿入可能なシース管22とPC鋼材20の一端部を定着可能な定着具23を予め配設しておく。
この場合、双方のPC鋼材20を引張側となる範囲に配設するように、各PC鋼材20の一端側を平板ピース1の端部において上面側となり、他端側を平板ピース1の中央部において下面側となるように傾斜状態で配設することが好ましい。
そして、図5に示すように両側のコーナーピース3の間に上部床版ピース1を組み付けてシース管21,22どうしを連通させた後、図6に示すようにPC鋼材20をコーナーピース3側に押し込んでその一端部をシース管22に通して定着具23に定着する。
しかる後に、図7に示すようにPC鋼材20を緊張して他端部を定着具24により上部床版ピース1の下面側において直接定着すれば、2本のPC鋼材20により上部床版ピース1全体にプレストレスが導入される。
なお、本第2実施形態においてもPC鋼材20としては総ネジのPC鋼棒を用いるとともに定着具23,24としてはナットを用いることが好ましく、また定着具24の装着位置にはボルトボックスを設けておき、シース管21,22内およびボルトボックス内にはモルタル等の充填材18を充填し硬化させれば良い。
【0017】
本発明によれば、上記各実施形態のように大きな土水圧を受ける上部床版ピース1に対してプレストレスを導入することにより、その部材厚を削減できるとともに継手への負担を軽減でき、ひいては掘削断面を削減し得てシールド機の小型化によるコスト削減や掘削費および残土処分費の削減を図ることができる。
勿論、上記各実施形態のように平板ピース1とその両側のコーナーピース3に予めPC鋼材10,13や定着具15,23を配設しておくことにより、プレストレスを導入するための作業は矩形セグメントを組み立てた後にその内側からの作業のみで極めて容易にかつ安全に行うことができる。
【0018】
なお、上記実施形態では大きな土水圧を受ける上部床版ピース1に対してのみプレストレスを導入するようにしたが、下部床版ピース2に大きな土水圧がかるような場合にはそれにも同様にプレストレスを導入すれば良い。その場合、下部床版ピース2は上面側(トンネル内面側)に曲げられるような曲げモーメントを受けるから、PC鋼材は引張力を受ける上面側(トンネル内面側)に配設することが好ましい。すなわち、下部床版ピース3に対してプレストレスを導入する場合には、上記各実施形態において説明した上部床版ピースへのプレストレスの導入手法を天地を逆にしてそのまま採用することが好ましい。
また、大規模な矩形断面トンネルにおいてその側壁にも平板ピースが用いられる場合には、必要に応じて側壁を構成する平板ピースに対しても同様にプレストレスを導入することを妨げるものではなく、その場合にも上記実施形態の構造と施工方法をほぼそのまま採用可能である。
勿論、矩形セグメントの断面形状や規模、ピース数その他の諸元は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各部の構成や工程については適宜の設計的変更や応用が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第1実施形態を示すもので、矩形セグメントの各ピースを組み立てつつある状況を示す図である。
【図2】同、各ピースを組み立てた状態を示す図である。
【図3】同、PC鋼材を連結して緊張し定着した状態を示す図である。
【図4】本発明の第2実施形態を示すもので、矩形セグメントの各ピースを組み立てつつある状況を示す図である。
【図5】同、各ピースを組み立てた状態を示す図である。
【図6】同、PC鋼材の一端部を定着した状態を示す図である。
【図7】同、PC鋼材の他端部を緊張して定着した状態を示す図である。
【符号の説明】
【0020】
1 上部床版ピース(平板ピース)
2 下部床版ピース(平板ピース)
3 コーナーピース(他のピース)
10 PC鋼材
11 シース管
12 定着具
13 端部PC鋼材
14 シース管
15 定着具
16 継手金具
17 ボルトボックス
18 充填材
20 PC鋼材
21 シース管
22 シース管
23 定着具
24 定着具
【技術分野】
【0001】
本発明は矩形断面のトンネルを構築するための矩形セグメント、およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
周知のようにシールド工法により構築されるシールドトンネルは円形断面とされることが一般的であるが、浅い深度に設けられる道路トンネルなどの場合には矩形断面とされる場合もあり、その際には矩形セグメントによる矩形断面のシールドトンネルが構築される。
【0003】
ところで、通常の円形断面のセグメントは土水圧による曲げが小さく、さらに土水圧に対するアーチ効果によりセグメント内に自ずと軸力(圧縮力)が発生するために曲げによる引張力がキャンセルされてしまい、したがって部材断面は薄くて済み、継手にも大きな負担がかからない。
一方、矩形セグメントはトンネル上部の土水圧とトンネル下部の地盤反力を支える上下床版の中央に大きな曲げモーメントが生じ、また浅い深度の場合には側壁にかかる土水圧が小さいために左右の側壁の支えとなる上下床版に伝わる軸力(圧縮力)も小さく、その軸力によっては曲げモーメントによる生じる引張力を充分にキャンセルすることができない。そのため、矩形セグメントでは円形断面のセグメントよりも部材が厚くなり、かつ継手に大きな負担が生じることが不可避である。
【0004】
なお、たとえば特許文献1〜4に示されるように、円形断面のセグメントにおいては円周方向やトンネル軸方向にプレストレスを導入することも一般的であり、矩形セグメントに対しても同様にプレストレスを導入すればセグメントの部材厚や継手への負担を軽減し得ることが考えられる。
【特許文献1】特開平10−54197号公報
【特許文献2】特開2001−140592号公報
【特許文献3】特開2004−211335号公報
【特許文献4】特開2007−2456号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、現時点では矩形セグメントに対してプレストレスを導入するための有効適切な手法は提供されていないし、特許文献1〜4に示されるような円形セグメントに対するプレストレス導入手法を矩形セグメントにそのまま適用できるものでもなく、そのため、矩形セグメントにプレストレスを導入するための有効適切な手法が模索されているのが実状である。
上記事情に鑑み、本発明はプレストレスの導入により部材厚と継手への負担を軽減し得る有効適切な矩形セグメントおよびその施工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】
【0006】
請求項1記載の発明は、コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、プレストレスを導入するべき前記平板ピースにPC鋼材が配設され、該PC鋼材が緊張されてその両端部が前記平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピースに対して定着可能とされていることを特徴とする。
【0007】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の矩形セグメントの施工方法であって、前記平板ピースには前記PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該PC鋼材をシース管内において緊張してその両端部を該平板ピースに対して仮定着して先端部を自由端としておくとともに、該平板ピースの両側に連結される他のピースには端部PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該端部PC鋼材の一端部を定着しておくとともに他端部を前記PC鋼材に連結可能な自由端としてそこには該PC鋼材を連結するための継手金具を装着しておき、前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記PC鋼材の両端部に前記端部PC鋼材の他端部を前記継手金具によりそれぞれ連結した後、前記平板ピースに対する前記PC鋼材の仮定着を解くことによって該PC鋼材の両端部を前記端部PC鋼材を介して前記他のピースに対して定着させることを特徴とする。
【0008】
請求項3記載の発明は、コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、プレストレスを導入するべき前記平板ピースに対のPC鋼材が該平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設され、各PC鋼材がそれぞれ緊張されてそれらの両端部がそれぞれ前記平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着可能とされていることを特徴とする。
【0009】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明の矩形セグメントの施工方法であって、前記平板ピースには前記各PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておき、該平板ピースの両側に連結される他のピースには前記PC鋼材の一端部を挿入可能なシース管と該PC鋼材の一端部を定着可能な定着具を予め配設しておき、前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記各PC鋼材の一端部をそれぞれ前記他のピースのシース管内に挿入させて前記定着具に対して定着した後、該PC鋼材を緊張してその他端部を前記平板ピースに対して定着することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、矩形セグメントにより構築される矩形断面のトンネルにおいて上部床版や下部床版となる平板ピースに対してプレストレスを有効に導入でき、したがって上部床版や下部床版に作用する大きな曲げモーメントをプレストレスにより有効にキャンセルでき、それにより矩形セグメントの部材厚を削減できるし継手の構造を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態はコンクリート製の矩形セグメントを用いて構築される矩形断面のトンネルを対象として、そのトンネルの上部床版を構成する平板状のピースに対してプレストレスを導入するようにしたものである。
【0012】
本実施形態における矩形セグメントは、トンネル断面の上部中央に配置される平板状の上部床版ピース1と、トンネル断面の下部中央に配置される同じく平板状の下部床版ピース2と、トンネルの角部と側壁を構成する4つのコーナーピース3とにより構成され、それらが全体として矩形断面に組み立てられてトンネルの覆工を構成するものであるが、特に上部床版ピース1には上部地盤から大きな土水圧が作用して下面側(トンネルの内側)に向かって曲げられるような大きな曲げモーメントを受けることから、その上部床版ピース1に作用する曲げモーメントをキャンセルして部材厚の削減と継手部への負担の軽減を目的としてそれにプレストレスを導入するものである。
【0013】
「第1実施形態」
上部床版ピース1に対してプレストレスを導入するための構造およびその施工方法の第1実施形態を図1〜図3を参照して具体的に説明する。
矩形セグメントを製作する際には、図1に示すように、上部床版ピース1にPC鋼材10をシース管11内に挿入して予め配設しておくとともに、PC鋼材10をシース管11内において緊張してその両端部を定着具12により上部床版ピース1の両端部に仮定着しておくが、その先端部は自由端としておく。
また、上部床版ピース1の両側に連結されるコーナーピース3には、それぞれ端部PC鋼材13をシース管14内に挿入して予め配設しておき、それら端部PC鋼材13の一端部をそれぞれ定着具15により定着しておくとともに、他端部は上記のPC鋼材10に連結可能な自由端としてそこには継手金具16を装着しておく。
なお、上部床版ピース1は下面側(トンネル内面側)に曲げられるような曲げモーメントを受けるので、PC鋼材10は引張側となる下面側に配設することが好ましい。
また、PC鋼材10および端部PC鋼材13としては外周面全体を総ネジとしたPC鋼棒が好適に採用可能であり、その場合には定着具12,15および継手金具16としてはそれに螺着するナットを用いれば良く、定着具12および継手金具16の設置位置には螺着作業を行うためのボルトボックス17を形成しておくと良い。
【0014】
上記の各ピースを図2に示すよう組み立てれば、上部床版ピース1に配設されて仮定着されているPC鋼材10の先端と、各コーナーピース3に配設されている端部PC鋼材13の先端とがボルトボックス17内で自ずと突き合わされる。
そこで、図3に示すように継手金具16によりPC鋼材10と端部PC鋼材13とを連結した後、PC鋼材10を仮定着していた定着具12を緩めて仮定着を解くことにより、PC鋼材10は端部PC鋼材13を介してコーナーピース3に対して定着され、これにより上部床版ピース1全体にプレストレスが導入される。
なお、必要に応じてボルトボックス17内およびシース管11,14内にモルタル等の充填材18を充填し硬化させれば良い。
【0015】
「第2実施形態」
上部床版ピース1に対してプレストレスを導入するための構造およびその施工方法の第2実施形態を図4〜図7を参照して説明する。
上記第1実施形態はコーナーピース3に端部PC鋼材13を予め配設しておいて、上部床版ピース1に予め配設したPC鋼材10の両端部に端部PC鋼材13を連結するようにしたが、本第2実施形態では上部床版ピース1に対のPC鋼材20を交差状態で配設しておいて、それらの両端をそれぞれ上部床版ピース1といずれか一方のコーナーピース3に対して直接的に定着するようにしたものである。
【0016】
すなわち、図4に示すように、上部床版ピース1には対のPC鋼材20を上部床版ピース1の中央部で交差させた状態で対称的に配設してシース管21内に挿入しておき、上部床版ピース1の両側に連結されるコーナーピース3にはそれぞれPC鋼材20の一端部を挿入可能なシース管22とPC鋼材20の一端部を定着可能な定着具23を予め配設しておく。
この場合、双方のPC鋼材20を引張側となる範囲に配設するように、各PC鋼材20の一端側を平板ピース1の端部において上面側となり、他端側を平板ピース1の中央部において下面側となるように傾斜状態で配設することが好ましい。
そして、図5に示すように両側のコーナーピース3の間に上部床版ピース1を組み付けてシース管21,22どうしを連通させた後、図6に示すようにPC鋼材20をコーナーピース3側に押し込んでその一端部をシース管22に通して定着具23に定着する。
しかる後に、図7に示すようにPC鋼材20を緊張して他端部を定着具24により上部床版ピース1の下面側において直接定着すれば、2本のPC鋼材20により上部床版ピース1全体にプレストレスが導入される。
なお、本第2実施形態においてもPC鋼材20としては総ネジのPC鋼棒を用いるとともに定着具23,24としてはナットを用いることが好ましく、また定着具24の装着位置にはボルトボックスを設けておき、シース管21,22内およびボルトボックス内にはモルタル等の充填材18を充填し硬化させれば良い。
【0017】
本発明によれば、上記各実施形態のように大きな土水圧を受ける上部床版ピース1に対してプレストレスを導入することにより、その部材厚を削減できるとともに継手への負担を軽減でき、ひいては掘削断面を削減し得てシールド機の小型化によるコスト削減や掘削費および残土処分費の削減を図ることができる。
勿論、上記各実施形態のように平板ピース1とその両側のコーナーピース3に予めPC鋼材10,13や定着具15,23を配設しておくことにより、プレストレスを導入するための作業は矩形セグメントを組み立てた後にその内側からの作業のみで極めて容易にかつ安全に行うことができる。
【0018】
なお、上記実施形態では大きな土水圧を受ける上部床版ピース1に対してのみプレストレスを導入するようにしたが、下部床版ピース2に大きな土水圧がかるような場合にはそれにも同様にプレストレスを導入すれば良い。その場合、下部床版ピース2は上面側(トンネル内面側)に曲げられるような曲げモーメントを受けるから、PC鋼材は引張力を受ける上面側(トンネル内面側)に配設することが好ましい。すなわち、下部床版ピース3に対してプレストレスを導入する場合には、上記各実施形態において説明した上部床版ピースへのプレストレスの導入手法を天地を逆にしてそのまま採用することが好ましい。
また、大規模な矩形断面トンネルにおいてその側壁にも平板ピースが用いられる場合には、必要に応じて側壁を構成する平板ピースに対しても同様にプレストレスを導入することを妨げるものではなく、その場合にも上記実施形態の構造と施工方法をほぼそのまま採用可能である。
勿論、矩形セグメントの断面形状や規模、ピース数その他の諸元は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各部の構成や工程については適宜の設計的変更や応用が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第1実施形態を示すもので、矩形セグメントの各ピースを組み立てつつある状況を示す図である。
【図2】同、各ピースを組み立てた状態を示す図である。
【図3】同、PC鋼材を連結して緊張し定着した状態を示す図である。
【図4】本発明の第2実施形態を示すもので、矩形セグメントの各ピースを組み立てつつある状況を示す図である。
【図5】同、各ピースを組み立てた状態を示す図である。
【図6】同、PC鋼材の一端部を定着した状態を示す図である。
【図7】同、PC鋼材の他端部を緊張して定着した状態を示す図である。
【符号の説明】
【0020】
1 上部床版ピース(平板ピース)
2 下部床版ピース(平板ピース)
3 コーナーピース(他のピース)
10 PC鋼材
11 シース管
12 定着具
13 端部PC鋼材
14 シース管
15 定着具
16 継手金具
17 ボルトボックス
18 充填材
20 PC鋼材
21 シース管
22 シース管
23 定着具
24 定着具
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、
プレストレスを導入するべき前記平板ピースにPC鋼材が配設され、該PC鋼材が緊張されてその両端部が前記平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピースに対して定着可能とされていることを特徴とする矩形セグメント。
【請求項2】
請求項1記載の矩形セグメントの施工方法であって、
前記平板ピースには前記PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該PC鋼材をシース管内において緊張してその両端部を該平板ピースに対して仮定着して先端部を自由端としておくとともに、
該平板ピースの両側に連結される他のピースには端部PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該端部PC鋼材の一端部を定着しておくとともに他端部を前記PC鋼材に連結可能な自由端としてそこには該PC鋼材を連結するための継手金具を装着しておき、
前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記PC鋼材の両端部に前記端部PC鋼材の他端部を前記継手金具によりそれぞれ連結した後、前記平板ピースに対する前記PC鋼材の仮定着を解くことによって該PC鋼材の両端部を前記端部PC鋼材を介して前記他のピースに対して定着させることを特徴とする矩形セグメントの施工方法。
【請求項3】
コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、
プレストレスを導入するべき前記平板ピースに対のPC鋼材が該平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設され、各PC鋼材がそれぞれ緊張されてそれらの両端部がそれぞれ前記平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着可能とされていることを特徴とする矩形セグメント。
【請求項4】
請求項3記載の矩形セグメントの施工方法であって、
前記平板ピースには前記各PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておき、
該平板ピースの両側に連結される他のピースには前記PC鋼材の一端部を挿入可能なシース管と該PC鋼材の一端部を定着可能な定着具を予め配設しておき、
前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記各PC鋼材の一端部をそれぞれ前記他のピースのシース管内に挿入させて前記定着具に対して定着した後、該PC鋼材を緊張してその他端部を前記平板ピースに対して定着することを特徴とする矩形セグメントの施工方法。
【請求項1】
コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、
プレストレスを導入するべき前記平板ピースにPC鋼材が配設され、該PC鋼材が緊張されてその両端部が前記平板ピースの両側にそれぞれ連結される他の2つのピースに対して定着可能とされていることを特徴とする矩形セグメント。
【請求項2】
請求項1記載の矩形セグメントの施工方法であって、
前記平板ピースには前記PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該PC鋼材をシース管内において緊張してその両端部を該平板ピースに対して仮定着して先端部を自由端としておくとともに、
該平板ピースの両側に連結される他のピースには端部PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておいて、該端部PC鋼材の一端部を定着しておくとともに他端部を前記PC鋼材に連結可能な自由端としてそこには該PC鋼材を連結するための継手金具を装着しておき、
前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記PC鋼材の両端部に前記端部PC鋼材の他端部を前記継手金具によりそれぞれ連結した後、前記平板ピースに対する前記PC鋼材の仮定着を解くことによって該PC鋼材の両端部を前記端部PC鋼材を介して前記他のピースに対して定着させることを特徴とする矩形セグメントの施工方法。
【請求項3】
コンクリート製の複数のピースが連結されて矩形断面のトンネルの覆工が構築されるとともに、該トンネルの少なくとも上部床版となる平板ピースにプレストレスが導入可能とされている矩形セグメントであって、
プレストレスを導入するべき前記平板ピースに対のPC鋼材が該平板ピースの中央部において交差する状態で対称配設され、各PC鋼材がそれぞれ緊張されてそれらの両端部がそれぞれ前記平板ピースとその片側に連結される他のピースに対して定着可能とされていることを特徴とする矩形セグメント。
【請求項4】
請求項3記載の矩形セグメントの施工方法であって、
前記平板ピースには前記各PC鋼材をシース管内に挿入して予め配設しておき、
該平板ピースの両側に連結される他のピースには前記PC鋼材の一端部を挿入可能なシース管と該PC鋼材の一端部を定着可能な定着具を予め配設しておき、
前記平板ピースの両側に前記他のピースをそれぞれ組み付けて、前記各PC鋼材の一端部をそれぞれ前記他のピースのシース管内に挿入させて前記定着具に対して定着した後、該PC鋼材を緊張してその他端部を前記平板ピースに対して定着することを特徴とする矩形セグメントの施工方法。
【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2010−133147(P2010−133147A)
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−309908(P2008−309908)
【出願日】平成20年12月4日(2008.12.4)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年12月4日(2008.12.4)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【Fターム(参考)】
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