JP5162125B2 - シールドトンネル構築用セグメント - Google Patents
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Description
すなわち、トンネルの壁体の一部を、前記セグメント補強材で形成する場合、切削状況に応じてどのように効率的かつ経済的に行うかその具体的工法が未解決である。
例えば、(1)前記セグメント補強材を覆工に使用可能な強度とする技術や、シールド掘進機が容易に切削できる切削性を持たせる技術とを両立させる技術が未解決である。(2)前記セグメント補強材でセグメントを形成する場合、トンネル径に合わせてセグメント補強材を型成形するとコスト高となり、大量にセグメントを使用する際で阻害要因となる。
すなわち、本発明に係るシールドトンネル構築用セグメントは、セグメント成型用型枠のコンクリートまたはモルタル充填空間内に、シールド掘削機が容易に掘削できるセグメント補強材を配置し、コンクリートまたはモルタルを充填し固化させたシールドトンネル構築用セグメントであって、前記セグメント補強材は、カーボン繊維、ガラス繊維、アラ
ミド繊維、またはビニロンのうちのいずれかを樹脂に含浸して格子状のシートに成形したセグメント格子状補強材であり、このセグメント格子状補強材を複数枚合わせて前記シールドトンネル構築用セグメントの一側面形状とほぼ同一の形状に成形し、成形したセグメント格子状補強材の束を前記セグメント成型用型枠内に配置したことを特徴とする。
本実施形態のセグメント1は、シールドトンネルのトンネル壁体を形成するシールドトンネル構築用セグメント(以下、単にセグメントという)である。セグメント1は、図2に示すように、全体形状としては従来と同様な弧状に形成されるものである。そして、セグメント1は、シールド掘削機で容易に掘削できるセグメント補強材Sを格子状のシートに形成したセグメント格子状補強材2を複数枚重ね合わせて、このセグメント格子状補強材2をセグメント成型用型枠内に配置してある。
かつ切削性にすぐれ、かかる目的に用いる繊維としては適している。ただし、軸方向以外の繊維配向や、軸方向であっても補助的な機能を与える目的には、ガラス繊維,アラミド繊維を併用することが許容される。このように、たとえガラス繊維,アラミド繊維その他を併用していても、軸方向、すなわち引張方向の補強材の主構成が炭素繊維であるかぎり、CFRPである。
セグメント1の製造方法1は、セグメント格子状補強材2を重ね合わせて束とすると共に、セグメント1の円弧方向側面形状とほぼ同一の形状を成形し、円弧方向側面形状に成形したセグメント格子状補強材2の束をセグメント成型用型枠内に、図2に示すように、複数束(n束)配置すると共にセグメント格子状補強材2同士を切削可能な繊維強化樹脂(CFRP)の線材で結合した後、セグメント成型用型枠のコンクリート充填領域にコンクリートを充填し固化させてセグメント1を製造する。
セグメント1の製造方法2は、図3(a)に示すように、複数枚(図3では1列2枚、2列1枚、3列2枚、4列1枚、・・・・)のセグメント格子状補強材2を奇数列と偶数列とでそれぞれセグメント1の厚さ方向にラップさせ、図3(b)に示すように、セグメント成型用型枠内に配置すると共にセグメント格子状補強材2同士を切削可能な繊維強化樹脂(CFRP)の線材で結合した後、セグメント成型用型枠のコンクリート充填領域にコンクリートを充填し固化させてセグメント1を製造する。
なお、ラップさせるセグメント格子状補強材2の枚数および厚さ方向の間隔はセグメント1の厚さ方向側面形状の大きさに応じて適宜設計する。
セグメント1の製造方法3は、図4(a)に示すように、複数枚(図4では3枚)のセグメント格子状補強材2のそれぞれの端面を重ね合わせて、セグメント1の厚さ方向側面形状とほぼ同一の形状となるように成形し(重ね合わせた部分を切削可能な繊維強化樹脂(CFRP)の線材で結合し補強材群3とする)、成形した3枚のセグメント格子状補強材2を1セット(補強材群3)とするとき、図4(b)に示すように、複数セットをセグメント成型用型枠内に重ね合わせて厚さ方向に配置すると共にセグメント格子状補強材2同士を切削可能な繊維強化樹脂(CFRP)の線材で結合した後、セグメント成型用型枠のコンクリート充填領域にコンクリートを充填し固化させてセグメント1を製造する。
なお、1セット(補強材群3)を形成するセグメント格子状補強材2の枚数および重ね合わせ幅はセグメント1の厚さ方向側面形状の大きさに応じて適宜設計する。
セグメント1の製造方法4は、製造方法1と製造方法3を組み合わせたものである。すなわち、図5(a)に示すように、複数枚(図5では3枚)のセグメント格子状補強材2のそれぞれの端面を重ね合わせて1セット(補強材群3)とし、複数セット(nセット)をセグメント成型用型枠内に重ね合わせて厚さ方向に配置とする。一方、セグメント1の円弧方向側面形状とほぼ同一の形状を成形し、円弧方向側面形状に成形したセグメント格
子状補強材2の束をセグメント成型用型枠内の上側及び下側に、複数束(n束)配置する。そして、セグメント成型用型枠のコンクリート充填領域にコンクリートを充填し固化させてセグメント1を製造する。
2 セグメント格子状補強材
3 補強材群
4,5 継ぎ手
6 把持装置
S セグメント補強材
Claims (4)
- セグメント成型用型枠のコンクリートまたはモルタル充填空間内に、シールド掘削機が容易に掘削できるセグメント補強材を配置し、コンクリートまたはモルタルを充填し固化させたシールドトンネル構築用セグメントであって、
前記セグメント補強材は、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、またはビニロンのうちのいずれかを樹脂に含浸して格子状のシートに成形したセグメント格子状補強材であり、
このセグメント格子状補強材を複数枚合わせて前記シールドトンネル構築用セグメントの一側面形状とほぼ同一の形状に成形し、
成形したセグメント格子状補強材の束を前記セグメント成型用型枠内に前記コンクリートまたはモルタルで覆われるように配置したことを特徴とするシールドトンネル構築用セグメント。 - ほぼ同一の側面形状に成形した前記セグメント格子状補強材の束を、前記セグメント成型用型枠内に、交互に重ね合わせて配置したことを特徴とする請求項1に記載のシールドトンネル構築用セグメント。
- 前記セグメント格子状補強材を、それぞれの端面同士を係合させてトンネル構築用セグメントの一側面形状とほぼ同一の形状を成形することを特徴とする請求項1または2に記
載のシールドトンネル構築用セグメント。 - ほぼ同一の側面形状に成形した前記セグメント格子状補強材の束を、前記シールドトンネル構築用セグメントの厚さ方向および円弧方向に配置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシールドトンネル構築用セグメント。
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