JPH0634475Y2

JPH0634475Y2 - スチールセグメント

Info

Publication number: JPH0634475Y2
Application number: JP7882888U
Authority: JP
Inventors: 弘山本; 久陽島津; 陽一北原; 義和木戸
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2003-06-16
Also published as: JPH025498U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はトンネル覆工用のスチールセグメントに関す
る。

（従来技術）従来、シールド掘進機で掘削されたトンネルの壁面に沿
って円筒状の覆工を形成するため、矩形の平面形状を有
するセグメントが用いられている（特開昭50−7336号公
報参照）。

（考案が解決しようとする課題）覆工を形成するとき、該覆工に対する主荷重を考慮し
て、複数の前記従来のセグメントは円筒の周方向に整列
しかつ該円筒の軸線方向に非整列であるように、また
は、軸線方向に整列しかつ周方向に非整列であるように
組み立てられる。

ところで、地震や地盤沈下の発生に伴なって前記覆工に
ねじり力や軸線方向力が作用することがある。前記ねじ
り力は周方向に整列するリング状のセグメント群とセグ
メント群とに対してこれらが前記軸線の回りに相対運動
するように作用し、また、前記軸線方向力は軸線方向に
整列するセグメント群とセグメント群とに対してこれら
が前記軸線方向に相対運動するように作用する。前記ね
じり力や軸線方向力の作用下、互いに隣接するセグメン
ト群の相対位置は個々のセグメントを相互連結するボル
ト・ナット組立体のような連結手段によって維持される
が、そのために、前記連結手段は剪断作用を受ける。

このような事情に鑑み、出願人は、先に、前記ねじり力
や前記軸線方向力の作用時に前記連結手段が受ける剪断
力を軽減し、これにより、前記連結手段の破断等を回避
することが可能のセグメントを提案した（特願昭62−30
3632号）。

このセグメントにおいては、円筒の軸線方向に関する両
軸線方向側部の一方が、前記円筒の周方向に関する両周
方向側部の一方および他方にそれぞれ連なりかつ他方の
軸線方向側部に相対する第１の側部分および第２の側部
分と、両側部分に連なり周方向に関して前記一方の周方
向側部に相対する段部分とから成る。このセグメントを
使用して形成された覆工では、前記周方向に隣接する一
対のセグメントはそれぞれの周方向側部の一方および他
方が互いに接し、また、前記軸線方向に隣接する一対の
セグメントは、その一方のセグメントの段部分および第
２の側部分と、他方のセグメントの一方の周方向側部の
一部分および他方の軸線方向側部の一部分とにおいて互
いに当接する。

この相互当接のため、周方向に隣接する一対のセグメン
トは周方向に整列せず、また、軸線方向に隣接する一対
のセグメントは軸線方向に整列せず、螺線方向に隣接す
る一対のセグメントが相互に係止する。このことから、
地震や地盤沈下に伴なって覆工に作用する前記ねじり力
や前記軸線方向力はそのほとんどがセグメントの前記周
方向および前記軸線方向に関する相互係合を介して個々
のセグメントに伝達される。このため、セグメントを相
互に連結する前記連結手段への過度の剪断力の作用が防
止される。

ところで、前記覆工が受ける土被り圧のような主荷重ま
たは地震荷重のような従荷重のため、セグメントの前記
段部分には曲げ力、剪断力、ねじり力等の外力が集中す
る。出願人は、前記段部分の補強のため、先の出願にお
いて、スチールセグメントの前記他方の軸線方向側部に
相対して伸びかつ前記段部分および前記一方の周方向側
部に固定された両端部を有するリブを設けることを提案
した。しかし、このリブは前記段部分に作用する外力を
該段部分に相対する前記一方の周方向側部に伝達するた
め、該一方の周方向側部に曲げ変形が生じるおそれがあ
り、この点で前記段部分の補強は十分でない。

本考案の目的は、前記一方の周方向側部に曲げ変形をで
きる限り生じさせない、前記段部分のための補強リブを
有するスチールセグメントを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本考案は、トンネルに円筒状の覆工を施すために用いら
れ、円筒の軸線方向に関する一方の軸線方向側部が、前
記円筒の周方向に関する一方の周方向側部および他方の
周方向側部にそれぞれ連なりかつ他方の軸線方向側部に
相対する第１の側部分および第２の側部分と、両側部分
に連なり前記一方の周方向側部に周方向に関して相対す
る段部分とから成るスチールセグメントであって、前記
第１の側部分または前記一方の周方向側部に前記第１の
側部分に近接して固定された一端部と、前記段部分また
は前記第２の側部分に固定された他端部とを有するリブ
を含み、該リブと前記第１の側部分との間隔が両周方向
側部の一方から他方に向けて漸増していることを特徴と
する。

本考案は、また、前記リブを第１のリブとしてさらに第
２のリブを有し、該第２のリブが前記一方の周方向側部
に固定された一端部と、前記他方の軸線方向側部に固定
された他端部とを有し、前記一対のセグメントが一方の
周方向側部および他方の周方向側部を互いに接してかつ
一方のセグメントの第１の側部分および他方のセグメン
トの第２の側部分が前記周方向に整列するように該周方
向に隣接して配置されるとき、前記一方のセグメントの
第２のリブの一端部が前記他方のセグメントの他方の周
方向側部と他方の軸線方向側部との交差部近傍に位置す
ることを特徴とする。

本考案は、さらに、他の第２のリブとして、前記一方の
周方向側部に固定された一端部と、前記他方の周方向側
部に前記他方の軸線方向側部に近接して固定された他端
部とを有し、前記一対のセグメントが一方の周方向側部
および他方の周方向側部を互いに接してかつ一方のセグ
メントの第１の側部分および他方のセグメントの第２の
側部分が前記周方向に整列するように該周方向に隣接し
て配置されるとき、前記一方のセグメントの第２のリブ
の一端部が前記他方のセグメントの他方の周方向側部と
他方の軸線方向側部との交差部近傍に位置することを特
徴とする。

（考案の作用および効果）請求項（１）に記載の考案によれば、スチールセグメン
トの段部分を補強するリブは、これを平面でみるとき、
前記段部分の全部または一部と、これに隣接する第１の
側部分の全部または一部とを互いに直交する二辺とする
ほぼ直角三角形の斜辺を成す。このことから、前記段部
分に作用し前記リブに伝えられる外力の一部は、前記リ
ブの一端部が前記第１の側部分に固定される場合には前
記一方の周方向側部に直接に作用することはなく、ま
た、前記一方の周方向側部に固定される場合には該周方
向側部に前記周方向に関する分力が作用する。したがっ
て、前記外力の作用に伴なう前記一方の周方向側部の曲
げ変形をほとんど生じないようにし、あるいは、その程
度を軽減することができる。

ところで、前記セグメントを用いて覆工を形成すると
き、周方向に隣接する一対のセグメントは一方の周方向
側部と他方の周方向側部とが互いに接しかつ一方のセグ
メントの第１の側部分と他方のセグメントの第２の側部
分とが前記周方向に整列するように配置される。

請求項（２）に記載の考案によれば、前記一方のセグメ
ントの一方の周方向側部に固定された第２のリブの一端
部は、前記他方のセグメントの他方の周方向側部と他方
の軸線方向側部との交差部近傍に位置することから、前
記一方のセグメントの他方の軸線方向側部に外力が及ぼ
され、その一部が前記第２のリブを介して前記一方の周
方向側部に伝達されるときの該側部の曲げ変形が最少限
に抑えられる。また、請求項（３）に記載の考案によれ
ば、前記一方のセグメントの他方の周方向側部に外力が
及ぼされ、その一部が前記第２のリブを介して前記一方
の周方向側部に伝達されるときの該側部の曲げ変形が最
少限に抑えられる。

（実施例）本考案が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図を参照すると、シールド掘進機（図示せず）で掘
削されるトンネルの壁面に沿って円筒状の覆工を施すた
めに用いられる本考案に係るスチールセグメント10が示
されている。スチールセグメント（以下、単に「セグメ
ント」という。）10は、前記覆工すなわち円筒の軸線方
向に関する二つの軸線方向側部12,14と、両側部に連な
る、前記円筒の周方向に関する二つの周方向側部16,18
と、両軸線方向側部および両周方向側部に取り囲まれ、
これらの側部に連なりかつ円筒面に沿って伸びる周面部
20とを有する。

一方の軸線方向側部12は、該側部を除く他の側部14,16,
18が一の帯状鋼板からそれぞれ成るのに対し、三つの帯
状鋼板から成り、該鋼板は第１の側部分12aと、第２の
側部分12bと、段部分12cとをそれぞれ規定する。周面部
20は円弧状の断面形状を有する湾曲鋼板から成る。互い
に隣接する前記鋼板は溶接等により固定されている。

図示の例では、両側部分12a,12bは他の軸線方向側部14
に相対して前記周方向に伸び、また、ともに同一の周方
向長さを有する。第１の側部分12aはその一端で一方の
周方向側部16に接続している。第２の側部分12bは、そ
の一端で、一方の周方向側部16より軸線方向長さの小さ
い他方の周方向側部18に接続している。段部分12cは前
記周方向に関して一方の周方向側部16に相対しかつ前記
軸線方向に伸び、その両端で第１および第２の側部分12
a,12bの他端に接続している。

円筒面に沿って配置された多数のセグメント10から成る
覆工22の一部の概略を展開して示す第２図から明らかな
ように、前記トンネルしたがって前記円筒の周方向（図
上における上下方向）に隣接する一対のセグメント10₁,
10₂は、一方のセグメント10₁の一方の周方向側部16の一
部と他方のセグメント10₂の他方の周方向側部18とが接
しかつ一方のセグメント10₁の第１の側部分12aと他方の
セグメント10₂の第２の側部分12bとが周方向に整列する
ように配置される。その結果、両セグメントは、前記ト
ンネルの坑口側（図上において左方側）から切羽側へ螺
線方向に伸びる。

また、前記円筒の軸線方向（図上における左右方向）に
隣接する一対のセグメント10₁,10₃は、一方のセグメン
ト10₁の一方の周方向側部16の残りの一部およびその他
方の軸線方向側部14の一部（下半部）と、他方のセグメ
ント10₃の段部分12cおよび第２の側部分12bとがそれぞ
れ接しかつ他方のセグメント10₃の第１の側部分12aが他
のセグメント10₂の他方の軸線方向側部14の一部（上半
部）に接するように配置される。セグメント10のこのよ
うな配列形態のため、覆工22に及ぼされる外力、特に地
震時や地盤沈下時における捩り力や軸線方向力はそのほ
とんどが互いに隣接するセグメントの一方から他方へ順
次に伝達される。このために、互いに隣接するセグメン
トを連結する、前記軸線方向および前記周方向にそれぞ
れ伸びるボルトのような連結部材（図示せず）に対す
る、前記外力の作用に伴なう剪断力の作用は極めて小さ
い。第１図に示すように、前記連結部材を通すための一
または複数の孔24が各側部12〜18にそれぞれ設けられて
いる。

再び、第１図を参照すると、セグメント10にはその補強
のため、従来と同様、前記軸線方向に伸びる複数のリブ
26が前記周方向に間隔をおいて配置され、その両端が両
軸線方向側部12,14に固定されている。

本考案にあってはさらにリブ28が設けられている。ま
た、必要に応じて、図示の例のように前記リブ28を第１
のリブとする第２のリブ30をさらに設けることができ
る。第１および第２のリブ28,30はそれぞれ前記側部と
同様に鋼製の帯状平板から成り、ほぼ同一の長さ寸法を
有する。

第１のリブ28は第１の側部分12aに固定されたリブ26を
分断して伸び、その両端部28a,28bは第１の側部分12aお
よび段部分12cにそれぞれ固定されている。第１のリブ2
8とこれに分断された前記リブ26とは溶接により相互に
接続されている。第１のリブ28と第１の側部分12aとの
間隔は一方の周方向側部16から他方の周方向側部18に向
けて漸増している。このため、第２図から明らかなよう
に、平面でみて、第１の側部分12aおよび段部分12cと、
第１のリブ28とは、ほぼ直角三角形の相互に直交する二
辺と、その斜辺とをそれぞれ伸びる。

例えば、セグメント10₁からセグメント10₃の段部分12c
に前記周方向力、曲げ力等の外力が作用するとき、この
外力はその一部がセグメント10₃の第１のリブ28を経て
セグメント10₃の第１の側部分12aに伝達され、さらにセ
グメント10₃に隣接するセグメント10₂の軸線方向側部14
およびセグメント10₄の第２の側部分12bに伝達される。
したがって、セグメント10₃に及ぼされる前記外力の一
部によって該セグメントの一方の周方向側部16に曲げ変
形は生じない。

第３図に示すように、第１のリブ40の他端部40bを第２
の側部分12b、より詳細には第２の側部分の端部に固定
することができる。この例によれば、段部分12cに及ぼ
される外力の一部は、第２の側部分12bを介して第１の
リブ40に伝達される。

図示の第１のリブの一端部28a,40aは、ともに、第１の
側部分12aに固定されているが、この例に代えて、一方
の周方向側部16に、但し、第１の側部分12aに近接させ
て固定することができる。したがって、また、第１の側
部分12aおよび一方の周方向側部16の双方に固定するこ
とができる。これらの場合、前記第１のリブに伝達され
た前記外力の一部は周方向側部16に作用する。しかし、
その作用点は第１の側部分12aに近接しており、また、
前記第１のリブが傾斜しているためにその作用力は前記
外力の一部の分力となることから、前記外力の負荷に伴
なう周方向側部16の曲げ変形は極めて小さい範囲に留め
ることができる。なお、言うまでもなく、第１のリブの
他端部28b,40bと段部分12cとの接続位置は、第１および
第２の側部分12a,12b間において任意に設定することが
できる。

第１図を再度参照すると、第２のリブの一端部30aおよ
び他端部30bは一方の周方向側部16および他方の軸線方
向側部14にそれぞれ固定されている。第２のリブ30も、
また、第１のリブ28が横切るリブ26を横切りこれを分断
して伸び、該リブ26に溶接により接続されている。

第２図に示すように、周方向に隣接する一対のセグメン
ト10₁,10₂を例にとると、一方のセグメント10₁の第２の
リブの一端部30aは、他方のセグメント10₂の他方の周方
向側部18と他方の軸線方向側部14との交差部32の近傍に
位置する。第２のリブ30に補強される他方の軸線方向側
部14に作用する外力はその一部が第２のリブ30を介して
一方の周方向側部16に伝達されるが、その着力点は前記
交差部32の近傍であることから、前記周方向側部16が曲
げ変形されることはない。前記他方の軸線方向側部14へ
の外力として、例えば、軸線方向に隣接するセグメント
の第１のリブを介して及ぼされる軸方向分力がある。な
お、第２のリブ30の他端部30bの軸線方向側部14との接
合個所は、両周方向側部16,18間の他の任意の位置に定
めることができる。

また、第３図に示す他の例のセグメント42におけるよう
に、第２のリブ44の他端部44bの固定個所を他方の周方
向側部18の他方の軸線方向側部14に近接した位置に定め
ることができる。もちろん、周方向側部18および軸線方
向側部14の双方に固定することもできる。この例の第２
のリブ44は全てのリブ26を分断して伸び、また、各リブ
26に溶接されている。

第２図に示す多数のセグメント10と同様に配置された多
数のセグメント42を示す第４図から明らかなように、周
方向に隣接する一対のセグメントの一方42₁の第２のリ
ブ44の一端部44aは、第１図に示す例と同様、他方のセ
グメント42₂の他方の軸線方向および周方向の両側部14,
18の交差部46の近傍に位置する。

なお、セグメントの一方の軸線方向側部12の第１および
第２の側部分12a,12bの周方向長さはこれらを同一にす
る図示の例に代えて、必要に応じ、互いに異なる寸法に
設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスチールセグメントの斜視図、第
２図は覆工の一部を形成する複数のセグメントを展開し
て示す概略平面図、第３図は他の例のスチールセグメン
トの斜視図、第４図は第３図に示すセグメントに関する
第２図と同様の概略平面図である。 10,10₁,10₂,10₃,10₄および42,42₁,42₂：セグメント、 12,14:セグメントの一方および他方の軸線方向側部、 12a,12b,12c:一方の軸線方向側部の第１の側部分、第２
の側部分および段部分、 16,18:セグメントの一方および他方の周方向側部、 22:覆工、 28,40:第１のリブ、 30,44:第２のリブ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】トンネルに円筒状の覆工を施すために用い
られ、円筒の軸線方向に関する一方の軸線方向側部（1
2）が、前記円筒の周方向に関する一方の周方向側部（1
6）および他方の周方向側部（18）にそれぞれ連なりか
つ他方の軸線方向側部（14）に相対する第１の側部分
（12a）および第２の側部分（12b）と、両側部分に連な
り前記一方の周方向側部に周方向に関して相対する段部
分（12c）とから成るスチールセグメントであって、前
記第１の側部分（12a）または該第１の側部分に近接し
て前記一方の周方向側部（16）に固定された一端部と、
前記段部分（12c）または前記第２の側部分（12b）に固
定された他端部とを有するリブ（28,40）を含み、前記
第１の側部分と前記リブとの間隔が前記一方の周方向側
部から前記他方の周方向側部に向けて漸増している、ス
チールセグメント。
【請求項２】前記リブを第１のリブとしてさらに第２の
リブ（30）を有し、該第２のリブは前記一方の周方向側
部（16）に固定された一端部と、前記他方の軸線方向側
部（14）に固定された他端部とを有し、前記一対のセグ
メントが一方の周方向側部（16）および他方の周方向側
部（18）を互いに接してかつ一方のセグメントの第１の
側部分（12a）および他方のセグメントの第２の側部分
（12b）が前記周方向に整列するように該周方向に隣接
して配置されるとき、前記一方のセグメントの第２のリ
ブの一端部（30a）が前記他方のセグメントの他方の周
方向側部と他方の軸線方向側部との交差部近傍に位置す
る、請求項（１）に記載のスチールセグメント。
【請求項３】前記リブを第１のリブとしてさらに第２の
リブ（44）を有し、該第２のリブは前記一方の周方向側
部（16）に固定された一端部と、前記他方の周方向側部
（18）に前記他方の軸線方向側部（14）に近接して固定
された他端部とを有し、前記一対のセグメントが一方の
周方向側部（16）および他方の周方向側部（18）を互い
に接してかつ一方のセグメントの第１の側部分（12a）
および他方のセグメントの第２の側部分（12b）が前記
周方向に整列するように該周方向に隣接して配置される
とき、前記一方のセグメントの第２のリブの一端部（44
a）が前記他方のセグメントの他方の周方向側部と他方
の軸線方向側部との交差部近傍に位置する、請求項
（１）に記載のスチールセグメント。