JPH04136335A - ボックスセグメントのプレストレス導入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、下水道、共同溝、地下道などを構築する際に
採用されて好適なボックスセグメントのプレストレス導
入方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、下水道、共同溝、地下道などを構築する際に使
用されるコンクリート製カルバートは、両端が開口した
四角筒状に形成されており、その両端開口部にそれぞれ
設けられた継手を利用して順次連結してゆ（構造である
。

二発明が解決しようとする課題］ ところで、ボックス型のカルバート等は、その形状が箱
型であることから、円形のンールドトンネルに比して空
間の利用率が極めて高いが、その反面として、シールド
工法によるような深さのトンネルでは、同じ土木条件下
で設計した円形とボックス断面を比較すると、空間の利
用率で劣る円形断面の方がより経済的（軽構造）となる
性質を持っているため、従来から開削工法によれる程度
の土被りの浅いところに設置されてきた。

よって、シールド工法によって形成されるような深さの
トンネルなどにおいては、円形のセグメントの方が、ボ
ックス型のカルバート等に比べて軽構造となるために経
済的に有利であり、多く用いられているのが実状である
。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、ボックスセグメントに軸力を付与して軽構造化を図
り、円形セグメントと同様の土木条件下においてもボッ
クスセグメントの適用を図ることがてきるよう１こした
ボックスセグメントのプレストレス導入方法を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、請求項１では、コンクリートセグメントを四
角筒状に組んで、少なくとも４つの隅角を有するボック
スセグメントを形成した後、このボックスセグメントに
、その内面側■より、各コンクリートセグメントのスパ
ン方向？こ沿うＰＣｆＩＩ４材を、該コンクリートセグ
メントの隅角に位置するピン材を介して掛け渡し、その
両端部を連結具で仮締め接合し、 次いで、底部両端の隅角において、該隅角に位置するピ
ン材を外方側へスライドさせてＰＣ鋼材を緊張させ、ボ
ックスセグメントにプレストレスを与えることを解決手
段とした。

また、請求項２では、コンクリートセグメントを四角筒
状に組んで、少なくとも４つの隅角を有するボックスセ
グメントを形成するに際し、各コンクリートセグメント
には、予め、各コンクリートセグメントのスパン方向に
沿うｐｃａ材を埋設し、各コンクリートセグメントの組
立と同時に、これらのＰＣＩＩ材の継手部を連結具で仮
締め接合し、 次いで、底部両端の隅角において、ＰＣ鋼材を外方側へ
押し込んで該ＰＣ鋼材を緊張させ、ボックスセグメント
にプレストレスを与えることを解決手段とした。

［作用　］ 本発明の請求項Ｉに記載のボックスセグメントのプレス
トレス導入方法によれば、ＰＣ鋼材を連結具で仮締めし
た後、底部両端の隅角において、ピン材を介してＰＣ鋼
材に張力を付与し、これによってＰＣＩｌｉ材を緊張さ
せるしのであるから、連結具による仮締めと、ＰＣ鋼材
の緊張の両方の作用によって、ＰＣ鋼材には軸力が付与
され、ボックスセグメントには高いプレストレスが導入
される。

またさらに、請求項２に記載のボックスセグメントのプ
レストレス導入方法によれば、ピン材を使用せず、ボッ
クスセグメントの形成と同時に、予め各コンクリートセ
グメントに埋設されたＰＣ鋼材の継手部を仮締め接合す
るので、ボックスセグメントへのＰＣ鋼材の取り付けが
容易となる。

また、ピン材を介せずに直接ＰＣ鋼材を押し込むことに
よってＰＣｊｌ材を緊張させるので、ボックスセグメン
トへのプレストレス導入操作が簡便である。

［実施例］ 以下、実施例を示し図面を参照して、本発明の詳細な説
明する。

第１図ないし第３図は、請求項１に記載したボックスセ
グメントのプレストレス導入方法を示すものである。

まず、４種類のコンクリートセグメントを四角筒状に接
合してボックスセグメント６を一形成する。

この時使用する４種類のコンクリートセグメントとは、
具体的には、頂板部ｌ、底版１１２、両側版部３．３お
よび４つの隅角を含む隅角板４１４，４゜５．５である
。底版部２には、その中央部付近の内面に箱抜き部２ａ
を形成してなるものを用い、また４つの隅角版部４．４
．５．５には、略り字型に曲げられかつ隅角の内面側に
ノ＼ンチ面４ａ、４ａ５Ｂ、５ａを有してなるものを用
いる。また、これらの隅角版部４．４．５．５には、高
い緊張を施すことを考慮して、予め５ＲＣ（スチールレ
インフォーストコンクリート製）構造としたものを用い
る。

また、コンクリートセグメント（頂板部ｌ、底版部２、
両側版部３，３および隅角版部４．４．５　。

５）には、予め、それぞれの内面でかつ幅方向のほぼ中
央部に、それぞれのスパン方向に延びる溝Ｉ　ｂ、　２
　ｂ、　３　ｂ、　３　ｂ、　４　ｂ、　４　ｂ、　５
　ｂ、　５　ｂを形成しておき、頂板部ｌ、底版部２、
両側版部３．３および隅角版部４．．４，５．５を接合
した際に、それぞれの溝１ｂ、２ｂ、３ｂ、３ｂ、４ｂ
、４　ｂ、　５　ｂ、　５　ｂが連続して１本の輪状の
溝６ｂが得られるようにする。

そして、この溝６ｂ内に、ボックスセグメント６にある
定まった応力度状態（プレストレス）を与えるためのＰ
Ｃ鋼材７を埋設する。

ＰＣ＠ＣｌＯ２端部を、ボックスセグメント６の底版部
２に設けられた箱抜き部２ａにおいて酵ぐ。ＰＣＩＩ材
７の両端部には、予め螺子切り加工を施しておき、この
螺子切り部を連結具（カップラー８）に締め込むことに
よって、ＰＣ鋼材７の仮締め接合を行う。

次いで、頂板部ｌの両隣に位置する隅角版部４゜４の隅
角において、ＰＣ鋼材７の内面に沿う位置にビン材９．
９を差し込む。ピン材９には、所定の径を有する丸棒状
のものを用いることもてきるし、パイプ状のものを用い
ることもできる。ピン材９の差し込みに先立って、予め
、隅角版部４の所定の位置に、その幅方向に貫通するピ
ン材差し込み用の孔ｌＯを、ピン材９の回転を許容する
程度の大きさに形成しておく。そして、これらの孔１０
にピン材９を差し込むことによってＰＣａＣａＯ２面を
外方へ押さえ込むようにする。

次いで、底版部２の両隣に位置する隅角版部５５の隅角
においては、先と同様にしてピン材１１１１を差し込み
、これによってｐｃａ材７を外方へ押さえ込むようにす
るが、この時、このピン材１１を該隅角版部５のハンチ
面５ａと直角外方へ押圧してＰＣ鋼材７に緊張を与え、
ボックスセグメント６にプレストレスを導入するための
プレストレス付与部材１２を取り付ける。

プレストレス付与部材１２は、第３図に示したような底
無し円筒形状を存し、その内面には、台形雌螺子が形成
されている。また、このプレストレス付与部材１２の一
方の端面の直径方向の両端部には、他方の端面へ向けて
延びるスリット１３１３が設けられている。このスリッ
ト１３の幅は、前記ＰＣ鋼材７が挿入可能な幅とされて
いる。また、このプレストレス付与部材１２の側面には
、前記スリット１３．１３の設けられた直径方向と直交
する直径方向に貫通し、ピン材１１を遊挿する長円穴１
４．１４が設けられている。この長円穴１４は、該プレ
ストレス付与部材１２の長さ方向に細長い長円形を有し
、その長径は該長円穴Ｉ４に遊挿されるピン材ＩＩがあ
る程度移動可能な寸法とされている。

そして、このような形状を有してなるプレストレス付与
部材１２を、前記隅角版部５の隅角において、その長さ
方向がハンチ面５ａから斜め外方へ向いた状態に取り付
ける。この時、プレストレス付与部材１２のスリット＋
　３．１３内には前記ＰＣ鋼材７を挿入するとともに、
長円穴１４．１４にはピン材＋１を挿入し、しかもこの
ピン材ＩＩがＰＣ鋼材の７内面にほぼ接するような状態
に取り付けるようにする。

さらに、このプレストレス付与部材１２には、そのハン
チ面側に向く端部より螺子部材１５を締め込む。螺子部
材１５には、外面に台形雄螺子を有してなるものを用い
る。この螺子部材・１５の締め込みに際しては、図示し
ないシールド機の油圧ユニットを利用して行う。こうし
て螺子部材１５を締め込むにつれ、該螺子部材１５の先
端が長円穴１４．１４に挿入されているピン材１１を外
方へ押圧し、これによってピン材ＩｔがＰＣ鋼材７を外
方へ押し付けてＰＣＢ材７に緊張を与える。

こうしてＰＣ鋼材７には軸力が付与され、ボックスセグ
メント６にはプレストレスが導入される。

この時、螺子部材１５の締め込み量を適宜調整すること
により、ＰＣ鋼材７に与えられる軸力の大きさおよびボ
ックスセグメント６に導入されるプレストレスの大きさ
を任意に調整することか可能である。

このように、本実施例のボックスセグメントのプレスト
レス導入方法によれば、ＰＣ鋼材７の両端部をカップラ
ー８により仮締め接合した後、頂板部ｌの両隣に位置す
る隅角版部４，４の隅角において、ＰＣ鋼材７をピン材
９．９を介して掛け渡し、さらに、底版部２の両隣に位
置する隅角板ＬＩｅ５．５の隅角においては、プレスト
レス付与部材１２．１２によりピン材ＩＩ、１１をハン
チ面５ａ、５ａと直交する外方側へ締め込み、このピン
材１１．１１によりＰＣ鋼材７を緊張させるので、ＰＣ
鯛材７には軸力が付与され、ボックスセグメント６には
高いプレストレスが導入される。したがって、ボックス
セグメント６にあっても、円形のセグメントと同様に、
発生断面力として軸力を持たせることができ、抵抗土庄
の向上を図ることがてきる。よって、ボックスセグメン
ト６の軽構造化が図れ、経済性が向上する。ボックスセ
グメント６は、その形状か四角箱型であることから元々
その空間利用率が高く、このことを考え合わせれば、そ
の経済性の向上は著しいものである。

また、ＰＣ鋼材７に与えられる軸力の大きさは、前記カ
ップラー８によるＰＣ鋼材７の両端部の仮締め具合、お
よびプレストレス付与部材Ｉ２によるＰＣＭ材７の締め
込み量に依存するものであるから、目的の応力度状態（
プレストレス）に応じて、これらを適宜調節することに
より、任意のプレストレスを有するボックスセグメント
６を得ることができる。

次に、請求項１に記載のボックスセグメントのプレスト
レス導入方法の他の実施例を、第４図を参照して説明す
る。

この実施例が、前記実施例と異なるのは、主として、前
記実施例において、コンクリートセグメントとして頂板
部１１底版部２、両側版部３，３および４つの隅角を含
む隅角版部４．４．５．５を用いたのに対し、４つの隅
角を含む隅角版部４４．５．５だけを用いてボックスセ
グメント６を形成した点である。

また、前記実施例では、各隅角版部４．４．５　。

５の隅角に１本づつのピン材９，９，１１．１１を差し
込んだ例を示したが、本実施例では、第４図に示したよ
うに、複数本のピン材（第４図では３本）を差し込む。

この場合には、隅角版部５．５の隅角において、３本の
ピン材のうちの真ん中のピン材の位置に前記プレストレ
ス付与部材１２．１２を取り付けて、該ピン材１１　１
１をこのプレストレス付与部材１２．１２により締め込
むようにする。

次に、本発明の請求項２について、第５図ないし第７図
を参照して説明する。

第５図は、請求項２に記載のボックスセグメントのプレ
ストレス導入方法の一実施例を示すものである。

この実施例が、前述した請求項１に記載のボックスセグ
メントのプレストレス導入方法の実施例と異なるのは、
主として、ボックスセグメント６を形成する際に、予め
ＰＣ鋼材７．７．７ゴを埋設したコンクリートセグメン
ト（隅角版部４，４゜５．５）を用いる点と、ピン材を
使用せずに直接ＰＣ鋼材７．７．７．７の緊張を行う点
である。

具体的に、この実施例を工程順に説明すると、まず、コ
ンクリートセグメントを接合して、四角筒状のボックス
セグメント６を形成する。

この時、コンクリートセグメントとしては、４つの隅角
を含む隅角版部４．４．５．５を用い、それぞれの隅角
版部４．４．５．５には、予ぬそれぞれのスパン方向に
沿うソース管＋　６．１６．１６゜１６を、該隅角版部
４．４．５．５の両端部に設けられた箱抜き部１７．１
７　　・に開口した状態に埋設し、かつソース管１６．
１６，１６．１６内にはＰＣ鋼材７．７．７．７を挿入
してなる構成のものを用いる。また、ボックスセグメン
ト６の底部を形成する２つの隅角版部５，５の隅角には
、それぞれ、内面側に開口する円筒状の簡治具１８　１
８を埋設してなるものを用いる。この筒治具１８としで
は、ボックスセグメント６の内面側に向く端部の内面に
、雌螺子部１９の設けられたものを用いる。

そして、これらのコンクリートセグメント（隅角版部４
，４．５．５）を、互いの箱抜き部１７，１７を合わせ
て、該箱抜き部■７内において、それぞれのＰＣ鋼材７
．７の端部（継手部）を連結具（カップラー８）で仮締
め接合することによって、四角筒状に組み立てる。

次いで、このボックスセグメント６の底部両端の隅角に
おいて、その内面側より前記筒治具１８内に、プレスト
レス付与部材２０をねじ込む。

このプレストレス付与部材２０は、第６図および第７図
に示すように、前記簡治具１８の雌螺子部１９に螺合さ
れる雄螺子部２１と、該雄螺子部２１の一端に設けられ
て螺着操作を行うための操作部２２と、雄螺子部２１の
他端に設けられて、前記ＰＣ鋼材７を外方側へ押し込む
押込部２３とを有して構成されている。この押込部２３
の端面には、前記ボックスセグメント６の隅角ｊこおい
てＰＣ１ｉ材７を取り込んで、これを外方側へ押シ込む
ための溝部２４か形成されている。この溝部２４は、前
記押込部２３の直径方向に延び、かつ直径方向の両端部
に近づくにつれて漸次深さか深くなるように形成された
ものである。

プレストレス付与部材２０の雄螺子部２１を前記筒治具
１８の雌螺子１９に螺合し、押込部２３に設けられた溝
部２４内にＰＣ鋼材７を取り込んだ後、このプレストレ
ス付与部材２０を徐々にねじ込んでいき、雄螺子部２Ｉ
と雌螺子部Ｉ９の螺合の深さを徐々に深くする。これに
よって、ＰＣ鋼材７を次第に外方側へ押し込んで適宜の
緊張を与えるようにする。

このように、この実施例のボックスセグメントのプレス
トレス導入方法によれば、各コンクリートセグメント（
隅角版部４．４．５．５）を接合してボックスセグメン
ト６を形成すると同時に、各隅角版部４，４．５．５に
埋設されたＰＣ鋼材７，７゜７．７を仮締め接合し、そ
の後、プレストレス付与部材２０を押し込んでＰＣ＠材
７を緊張させるものであるから、ＰＣ鋼材７には軸力が
与えられ、ボックスセグメント６にプレストレスが導入
される。したがって、請求項１に記載のボックスセグメ
ントのプレストレス導入方法と同様に、ボックスセグメ
ント６の軽構造化を図って経済性を向上させることかで
きる。

また、この実施例では、ＰＣｗ４材７を予めコンクリー
トセグメント（隅角版部４．４．５．５）に埋設してお
き、各コンクリートセグメントの接合と同時にこれらの
ＰＣＩＩ材７，７，７．７の継手部を仮締め接合するよ
うにしたので、請求項１に記載のボックスセグメントの
プレストレス導入方法に比べて、ＰＣ鋼材７のボックス
セグメント６への取り付けが容易になる。また、ビン材
を使用せず直接ＰＣ鯛材７を押し込むことによって、Ｐ
Ｃ鋼材７を緊張させるので、ボックスセグメント６への
プレストレス導入操作が非常に簡便である。

また、この実施例では、各コンクリートセグメント（隅
角版部４，４，５．５）の接合部となる数箇所に、ＰＣ
鋼材７を仮締め接合するカップラー８８．８．８が、そ
れぞれ設けられているので、ＰＣ鋼材７への張力の導入
か、ＰＣＭ材７の全長に分散して行なわれ、ボックスセ
グメント６への均一がプレストレス導入が行なわれる。

なお、本発明のボックスセグメントのプレストレス導入
方法は、前記実施例に限られず、各部材の形状や寸法、
作業手順などの具体的構成は、実施に当たり適宜変更可
能である。

例えば、このボックスセグメントのプレストレス導入方
法は、四角筒状のボックスセグメント６に限らず、これ
以外の多角形筒状のセグメントにも適用することが可能
である。

また、前記実施例では、プレストレス付与部材１２．２
０として、第３図あるいは第６．７図で示したような形
状のものを用いた例について述べたが、ＰＣ鋼材７を緊
張させて軸力を付与−することが可能な構成であれば、
これ以外の形状のものであってもかまわない。

また、ＰＣｍ材７は、前記実施例で示したような１本に
限られず、所望の軸力に応じて、その本数を増やすこと
も可能である。

「発明の効果コ 以上説明したように、本発明の請求項１に記載のボック
スセグメントのプレストレス導入方法によれば、コンク
リートセグメントを接合してボックスセグメントを形成
した後、ＰＣＭ材を連結具により仮締め接合し、底部両
端の隅角において、ピン材を介してｐｃａ材に張力を付
与してＰＣ鋼材を緊張させるので、ＰＣ鋼材には軸力が
与えられ、ボックスセグメントには高いプレストレスが
導入される。したがって、ボックス型のセグメントにあ
っても、円形のセグメントと同様に、発生断面力として
軸力を持たせることができ、抵抗土圧の向上を図ること
ができる。よって、ボックスセグメントの軽構造化が図
れ、その経済性が向上する。

また、ＰＣ鋼材に与えられる軸力の大きさは、連結具に
よるＰＣ鋼材の仮締ぬ具合、およピン材の押込量に依存
するものであるから、目的の応力度状態（プレストレス
）に応じて、これらを適宜調節することＪこより、ＦＥ
［のプレストレスを有するボックスセグメントを得るこ
とができる。

まｆ二さらに、請求項２に記載のボックスセグメントの
プレストレス導入方法によれば、ボックスセグメントの
形成に際し、予めＰＣ鋼材を埋設してなるコンクリート
セグメントを用い、かつピン材を用いずに、直接ＰＣｐ
材を押し込んで緊張させるようにするので、ＰＣ鋼材の
ボックスセグメントへの取り付けが容易になり、しかも
ＰＣ鋼材の押込操作が非常に簡便になる。なお、ボック
スセグメントの軽構造化を図って経済性を向上させる効
果が得られる点は、前述した請求項１のボックスセグメ
ントのプレストレス導入方法と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明の請求項１に記載のボッ
クスセグメントのプレストレス導入方法の一実施例を説
明するためのもので、第１図はボックスセグメントの断
面図、第２図はボックスセグメントの底部を内面側から
見た状態を示す状態図、第３図はプレストレス付与部材
の構成を示す斜視図であり、第４図は請求項Ｉに記載し
たボックスセグメントのプレストレス導入方法の他の実
施例を示すもので、ボックスセグメントの断面図であり
、第５図ないし第７図は、本発明の請求項２に記載のボ
ックスセグメントのプレストレス導入方法の一実施例を
示すもので、第５図はボックスセグメントの断面図、第
６図および第７図はプレストレス付与部材の押込部の構
成を示すそれぞれ底面図および側面図である。 １・・・・・・頂板部（コンクリートセグメント）、２
・・・・・底版部（コンクリートセグメント）、３・・
・・・・側版部（コンクリートセグメント）、４．５・
・・・・・隅角版部（コンクリートセグメント）、６・
・・・・ボックスセグメント、７・・・・・・ＰＣ鋼材
、８・・・・・・カップラー（連結具）、９．１１・・
・・・・ピン材、 １２．２０・・・・・・プレストレス付与部材。 出願人　　石川島建材工業株式会社 戸田建設株式会社 第１図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリートセグメントを四角筒状に組んで、少
   なくとも４つの隅角を有するボックスセグメントを形成
   した後、 このボックスセグメントに、その内面側より、各コンク
   リートセグメントのスパン方向に沿うＰＣ鋼材を、該コ
   ンクリートセグメントの隅角に位置するピン材を介して
   掛け渡し、その両端部を連結具で仮締め接合し、 次いで、底部両端の隅角において、該隅角に位置するピ
   ン材を外方側へスライドさせてＰＣ鋼材を緊張させ、ボ
   ックスセグメントにプレストレスを与えることを特徴と
   するボックスセグメントのプレストレス導入方法。
2. （２）コンクリートセグメントを四角筒状に組んで、少
   なくとも４つの隅角を有するボックスセグメントを形成
   するに際し、各コンクリートセグメントには、予め、各
   コンクリートセグメントのスパン方向に沿うＰＣ鋼材を
   埋設し、各コンクリートセグメントの組立と同時に、こ
   れらのＰＣ鋼材の継手部を連結具で仮締め接合し、 次いで、底部両端の隅角において、ＰＣ鋼材を外方側へ
   押し込んで該ＰＣ鋼材を緊張させ、ボックスセグメント
   にプレストレスを与えることを特徴とするボックスセグ
   メントのプレストレス導入方法。