JPH10280890A - セグメント - Google Patents

セグメント

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JPH10280890A
JPH10280890A JP9105260A JP10526097A JPH10280890A JP H10280890 A JPH10280890 A JP H10280890A JP 9105260 A JP9105260 A JP 9105260A JP 10526097 A JP10526097 A JP 10526097A JP H10280890 A JPH10280890 A JP H10280890A
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JP
Japan
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plate
steel plate
segment
concrete
folded
Prior art date
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Pending
Application number
JP9105260A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Toida
浩 戸井田
Nobuo Hayashi
伸郎 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のセグメントは何れも構造が複雑で、製
造するのに手間がかかり、低コストで提供することがで
きなかった。 【解決手段】 この発明に係るセグメントは、一の軸を
中心にして湾曲した板状体からなり、該板状体は少なく
とも折板鋼板とコンクリートとからなり、該折板鋼板
は、該板状体の外周面に沿って該板状体と同軸に形成さ
れた帯状の峰面部、該峰面部の側縁部から該板状体の厚
さ方向に折曲形成された一のウエッブ面部、該一のウエ
ッブ面部の側縁部から該板状体の内周面に沿って該一の
軸方向に折曲形成された谷面部、該谷面部の側縁部から
該板状体の厚さ方向に折曲形成された他のウエッブ面部
を、それぞれのウエッブ面折曲角度を該板状体の厚さ方
向にみて、峰面部、谷面部が重なる部分のできるように
して、繰り返し形成したものからなり、該コンクリート
は、該折板鋼板で囲まれた空間内に充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばTBM
(トンネルボーリングマシン)により掘削される先進導
坑などのトンネル用やガス配管シールドトンネル用など
の比較的簡易な覆工用、シールドトンネルの一次覆工用
等に使用することができるセグメントに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、これらのトンネルの覆工には、例
えば鋼製セグメント、鉄筋コンクリート(RC)セグメ
ント、合成セグメント等が使用されていた。鋼製セグメ
ントは鋼板を箱状に組み立てて形成したセグメントであ
り、RCセグメントは型枠内に鉄筋を配筋した後、コン
クリートを打設して形成したセグメントであり、合成セ
グメントは鋼板で型枠兼用の箱を作り、この箱の中にコ
ンクリートを打設して形成したセグメントである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセグメントは何れも構造が複雑で、製造するのに手
間がかかり、低コストで提供することができないという
問題があった。
【0004】この発明は、曲げ耐力を少なくとも従来の
セグメントのレベルに保ったまま、できるだけ低コスト
で製造することができる安価なセグメントを提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係るセグメン
トは、一の軸を中心にして湾曲した板状体からなり、該
板状体は少なくとも折板鋼板とコンクリートとからな
る。該一の軸はこのセグメントで覆工したトンネルの中
心軸と一致することになる軸をいう。該折板鋼板は峰面
部、一のウエッブ面部、谷面部及び他のウエッブ面部を
繰り返し形成したものからなり、該コンクリートは、該
折板鋼板で囲まれた空間内に充填されている。
【0006】ここで、前記峰面部は前記板状体の外周面
に沿って該板状体と同軸に帯状に形成され、前記一のウ
エッブ面部は該峰面部の側縁部から該板状体の厚さ方向
に折曲形成されて前記谷面部の側縁部に至り、該谷面部
は該一のウエッブ面部の側縁部から該板状体の内周面に
沿って前記一の軸方向に折曲形成されて前記他のウエッ
ブ面部に至り、該他のウエッブ面部は該谷面部の側縁部
から該板状体の厚さ方向に折曲形成されて該峰面部の側
縁部に至っている。このとき、ウエッブ面折曲角度は、
該板状体を厚さ方向にみた場合、峰面部、谷面部が重な
る部分のできるような角度にすると良い。
【0007】前記板状体はトンネルの内壁を隙間なく被
覆できれば如何なる形状でもよく、例えば略長方形、略
正方形、略台形、略六角形その他の形状を採用すること
ができる。前記板状体はいずれの場合もリング間側の両
端部は平行に形成する必要がある。
【0008】前記板状体のピース間側の端部は鋼板製の
端板によって被覆した構造を採用することができる。ピ
ース間は端板による単なる突き合わせ接合でもよいが、
前記端板にボルト孔を形成し、前記板状体の該ボルト孔
に隣接する部分に空間を形成し、隣り合う板状体の該端
板同士をボルト・ナットで締結できるようにしてもよ
い。
【0009】前記板状体のリング間側の連結構造として
は、一方の端部に嵌合突部を形成し、他方の端部に嵌合
凹部が形成したものを採用することができる。ここで、
前記嵌合突部は突条とし、前記嵌合凹部は溝条としても
よい。また、前記嵌合突部は塑性変形可能な材料で形成
してもよい。塑性変形可能な材料としては合成樹脂を使
用することができる。
【0010】また、前記板状体のリング間側の端部を鋼
板製の端板によって被覆し、該端板にボルト孔を形成
し、前記板状体の該ボルト孔に隣接する部分に空間を形
成し、隣り合う板状体の該端板同士をボルト・ナットで
締結できるようにしてもよい。
【0011】前記板状体の外周面には止水性を高めるた
めに防水コーティングを施してもよいし、また、鋼板を
被覆してもよい。また、前記板状体の外周面及び内周面
近傍において、前記コンクリートの峰面部の間及び谷面
部の間に溶接した金網又は鉄筋を埋設してもよい。更
に、前記折板鋼板の表面に凹凸を設けてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施の形態に
係るセグメントの説明図で、図2は図1のA−A矢視断
面図、図3は図1のB−B矢視断面図である。これらの
図に示すように、この発明の一実施の形態に係るセグメ
ントは、一の軸を中心にして円弧の一部を形成するよう
に湾曲した略台形の板状体10からなる。ここで、該一
の軸はこのセグメントで覆工したトンネルの中心軸と一
致することになる軸を指す。
【0013】板状体10は、折板鋼板12と、折板鋼板
12で囲まれた空間内に充填されたコンクリート14と
からなる。折板鋼板12は峰面部16、一のウエッブ面
部18、谷面部20及び他のウエッブ面部22を前記一
の軸方向、すなわち矢印Cで示す方向に繰り返した形状
となっている。
【0014】峰面部16は板状体10の外周面(図1で
は上側の面)に板状体10と同軸に複数本が所定間隔を
おいて帯状に形成されている。一のウエッブ面部18は
峰面部16の側縁部から板状体10の厚さ方向に折曲形
成され、谷面部20の側縁部に至っている。
【0015】谷面部20は一のウエッブ面部18の側縁
部から板状体10の内周面(図1では下側の面)に前記
一の軸方向(矢印Cで示す方向)に向けて折曲形成され
ている。他のウエッブ面部22は谷面部20の側縁部か
ら板状体10の厚さ方向に折曲形成されて峰面部16の
側縁部に至っている。このとき、図2に示すウエッブ面
折曲角度θは、鋭角とし、板状体10を厚さ方向にみた
場合、峰面部16と谷面部20の重なる部分ができるよ
うにする。
【0016】板状体10のリング間側の両端部は平行に
なっており、一方の端部には断面台形の突条24が形成
され、他方の端部には断面台形の溝条26が形成されて
いる。隣り合う板状体10の間において、突条24と溝
条26とは、図4に示すように、嵌合することになる。
板状体10のピース間側の端部は鋼板製の端板28によ
って被覆されている。
【0017】以上説明したセグメントは、鋼板をプレス
で折曲加工するか、又は冷間ロール成形機でロール成形
するかにより、折板鋼板12とし、この折板鋼板12を
別のプレス、又はロールベンダー等で弧状に曲げ加工
し、更にピース間側の両端部に鋼板製の端板28を溶接
で取り付け、この折板鋼板12の外周面側と内周面側に
コンクリート14を打設することによって製造すること
ができる。
【0018】図5はこのセグメントで覆工されつつある
トンネルの説明図である。セグメント(板状体10)を
保持装置(図示せず)でトンネルの内壁に沿うように保
持させながらリング状に組み立て、これを順次継ぎ足し
てトンネルの内壁を覆工して行く。セグメントは筒状に
組み立てられ、同図に示すように、隣り合うリング間に
おいて、ピース間の継手部はセグメント1ピースの半分
だけずらされて、いわゆる千鳥組になっている。
【0019】なお、本発明の実施例として、厚さ2.7
mmの折板鋼板を用いた外径2140mm、幅1000
mm、厚さ70mmのセグメントを形成し、このセグメ
ントとほゞ同じ径の従来のRCセグメント(φ2550
×1000×100)の曲げ耐力を測定したところ、実
施例に係るセグメントは2.59tf・mであるのに対
し、従来のRCセグメントの曲げ耐力は1.53tf・
mであり、実施例に係るセグメントが従来のRCセグメ
ントと同等以上の曲げ耐力を有することがわかった。こ
の場合、ウエッブ面折曲角度を60°としたが、曲げ耐
力試験時、引張側のコンクリートが剥離することがなか
った。
【0020】なお、上述した一実施の形態では板状体1
0のリング間側の端部は突条24と溝条26とで嵌合さ
せる構造としたが、図6,7に示すように、板状体10
のリング間側の端部を鋼板製の端板30で被覆し、端板
30にボルト孔を形成し、板状体10の該ボルト孔に隣
接する部分に空間32を形成し、隣り合う板状体10,
10の端板30,30同士をボルト・ナット34,36
で締結できるようにしてもよい。
【0021】また、上記実施の形態では板状体10のピ
ース間側の端部は鋼板製の端板28によって被覆し、突
き合わせ構造としたが、端板28にボルト孔を形成し、
前記板状体の該ボルト孔に隣接する部分に空間を形成
し、隣り合う板状体の該端板同士をボルト・ナットで締
結できるようにしてもよい。
【0022】更に、セグメントの止水性を高めるため
に、板状体の外周面に防水コーティングを施してもよい
し、また、図8に示すように、板状体10の外周面に鋼
板38を被覆してもよい。鋼板38を被覆すると、さら
なる強度・剛性のアップが見込まれる。また、図9、図
10に示すように、板状体10の外周面及び内周面近傍
において、前記コンクリートの峰面部16の間及び谷面
部20の間に溶接した金網40又は鉄筋42を埋設して
もよい。更に、折板鋼板12とコンクリート14との密
着性を高めるために、折板鋼板12の表面に凹部又は凸
部を設けてもよい。
【0023】また、折板鋼板12の両ウエッブ面部1
8,22に所定寸法・所定数の貫通孔をあけて、折板鋼
板12により分離された形のコンクリート14同士を連
通させることにより、又は、ジベルを設けたり、さらに
は凹状又は凸状の溝あるいはエンボスを形成したりする
ことにより、折板鋼板12とコンクリート14との密着
性を高め、一体化(合成効果)をはかっても良い。そう
すれば、あえてウエッブ面折曲角度θを鋭角にしなくて
も良くなる。
【0024】
【発明の効果】この発明に係るセグメントは折板鋼板の
表側と裏側にコンクリートを打設しただけの単純な構造
をしているので、容易に製造することができ、従って、
セグメントを安価に提供することができるという効果が
ある。
【0025】また、この発明に係るセグメントは、折板
鋼板がセグメントの曲げ耐力の向上に効果的に寄与する
構造になっているので、厚さが比較的小さくても充分な
曲げ耐力を有するという効果がある。
【0026】また、この発明に係るセグメントは、板状
体の外周面に防水コーティングを施したり、鉄板を被覆
した場合、止水性が高まるという効果がある。
【0027】また、この発明に係るセグメントは、板状
体の外周面及び内周面近傍において、峰面部の間及び谷
面部の間のコンクリート中に金網を埋設した場合、コン
クリートのひび割れが防止されるという効果がある。
【0028】また、この発明に係るセグメントは、板状
体の外周面及び内周面近傍において、峰面部の間及び谷
面部の間のコンクリート中に鉄筋を埋設した場合、曲げ
耐力が更に高まるという効果がある。
【0029】また、この発明に係るセグメントは、折板
鋼板に凹部又は凸部を設けた場合、折板鋼板とコンクリ
ートとの密着性が高まり、曲げ耐力が更に高まるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施の形態に係るセグメン
トの説明図である。
【図2】図2は図1のA−A矢視断面図である。
【図3】図3は図1のB−B矢視断面図である
【図4】図4は図1のセグメントのリング間側の端部の
嵌合状態を示す部分断面図である。
【図5】図5は図1のセグメントの覆工例を示す説明図
である。
【図6】図6はこの発明の他の実施の形態に係るセグメ
ントの断面図である。
【図7】図7は図6のセグメントのリング間側の端部の
嵌合状態を示す部分断面図である。
【図8】図8はこの発明の他の実施の形態に係るセグメ
ントの断面図である。
【図9】図9はこの発明の他の実施の形態に係るセグメ
ントの断面図である。
【図10】図10はこの発明の他の実施の形態に係るセ
グメントの断面図である。
【符号の説明】
10 板状体 12 折板鋼板 14 コンクリート 16 峰面部 18 一のウエッブ面部 20 谷面部 22 他のウエッブ面部 24 突条 26 溝条 28 端板 30 端板 32 空間 34 ボルト 36 ナット 38 鋼板 40 金網 42 鉄筋

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一の軸を中心にして湾曲した板状体から
    なり、該板状体は少なくとも折板鋼板とコンクリートと
    からなり、該折板鋼板は、該板状体の外周面に沿って該
    板状体と同軸に形成された帯状の峰面部、該峰面部の側
    縁部から該板状体の厚さ方向に折曲形成された一のウエ
    ッブ面部、該一のウエッブ面部の側縁部から該板状体の
    内周面に沿って該一の軸方向に折曲形成された谷面部、
    該谷面部の側縁部から該板状体の厚さ方向に折曲形成さ
    れた他のウエッブ面部を繰り返し形成したものからな
    り、該コンクリートは、該折板鋼板で囲まれた空間内に
    充填されていることを特徴とするセグメント。
  2. 【請求項2】 一の軸を中心にして湾曲した板状体から
    なり、該板状体は少なくとも折板鋼板とコンクリートと
    からなり、該折板鋼板は、該板状体の外周面に沿って該
    板状体と同軸に形成された帯状の峰面部、該峰面部の側
    縁部から該板状体の厚さ方向に折曲形成された一のウエ
    ッブ面部、該一のウエッブ面部の側縁部から該板状体の
    内周面に沿って該一の軸方向に折曲形成された谷面部、
    該谷面部の側縁部から該板状体の厚さ方向に折曲形成さ
    れた他のウエッブ面部を、それぞれのウエッブ面折曲角
    度を該板状体の厚さ方向にみて、峰面部、谷面部が重な
    る部分のできるようにして、繰り返し形成したものから
    なり、該コンクリートは、該折板鋼板で囲まれた空間内
    に充填されていることを特徴とするセグメント。
  3. 【請求項3】 前記板状体はリング間側の両端部が平行
    な略台形になってい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。
  4. 【請求項4】 前記板状体のリング間側の一方の端部に
    嵌合突部が形成され、他方の端部に嵌合凹部が形成され
    ていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    のセグメント。
  5. 【請求項5】 前記嵌合突部が突条からなり、前記嵌合
    凹部が溝条からなることを特徴とする請求項4に記載の
    セグメント。
  6. 【請求項6】 前記嵌合突部が塑性変形可能な材料から
    なることを特徴とする請求項4又は5に記載のセグメン
    ト。
  7. 【請求項7】 前記板状体のリング間側の端部が鋼板製
    の端板によって被覆され、該端板にボルト孔が形成さ
    れ、前記板状体の該ボルト孔に隣接する部分に空間が形
    成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    に記載のセグメント。
  8. 【請求項8】 前記板状体のピース間側の端部が鋼板製
    の端板によって被覆されていることを特徴とする請求項
    1〜7のいずれかに記載のセグメント。
  9. 【請求項9】 前記端板にボルト孔が形成され、前記板
    状体の該ボルト孔に隣接する部分に空間が形成されてい
    ることを特徴とする請求項8に記載のセグメント。
  10. 【請求項10】 前記板状体の外周面に鋼板が被覆され
    ていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載
    のセグメント。
  11. 【請求項11】 前記板状体の外周面及び内周面近傍に
    おいて、前記コンクリートの峰面部の間及び谷面部の間
    に金網が埋設されていることを特徴とする請求項1〜1
    0のいずれかに記載のセグメント。
  12. 【請求項12】 前記板状体の外周面及び内周面近傍に
    おいて、前記コンクリートの峰面部の間及び谷面部の間
    に鉄筋が埋設されていることを特徴とする請求項1〜1
    1のいずれかに記載のセグメント。
  13. 【請求項13】 前記折板鋼板の表面に凹部又は凸部が
    設けられていることを特徴とする請求項1〜12のいず
    れかに記載のセグメント。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110717211A (zh) * 2019-09-20 2020-01-21 河海大学 地下连续墙钢筋搭接接头处抗弯能力计算方法
CN112627828A (zh) * 2020-11-05 2021-04-09 中煤科工集团北京华宇工程有限公司 矿用井壁结构及其建造方法
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