JPH0527200U - Steel 4 main girder segment - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールドトンネル構築の場合に用いられる一
次覆工用のセグメントに関するもので、セグメントの高
さを小とすることによって、トンネル構築の場合に必要
とする材料費及び工事費の節減を図ることを目的とす
る。 【構成】 両外主桁１ａ，１ｂと継手板６と縦リブ３と
スキンプレート４よりなるセグメントにおいて、中主桁
２ａ，２ｂを２本とした鋼製４本主桁セグメント。 (57) [Abstract] [Purpose] This is a segment for the primary lining used in the construction of shield tunnels. By reducing the height of the segment, the material cost and construction required in the case of tunnel construction. The purpose is to reduce costs. [Structure] A steel four-main girder segment having two middle main girders 2a and 2b in a segment composed of both outer main girders 1a and 1b, a joint plate 6, vertical ribs 3 and a skin plate 4.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、シールドトンネルの周辺地山の土圧，水圧を受け、トンネル内空を 確保するための覆工のうち、一次覆工として使用するセグメントに関する。 The present invention relates to a segment used as a primary lining of a lining to secure the air inside the tunnel by receiving the earth pressure and water pressure of the ground around the shield tunnel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

シールド工事用標準セグメント（社団法人、土木学会・日本下水道協会共編） においては、セグメントの主桁本数の最大本数は３本について記載されているが 、近年都市の過密化及び地下の大深度利用に伴い、シールド工事は、高深度，高 水圧下での工事が増加しており、３本主桁セグメントで土圧，水圧等の外力に対 して発生する応力を許容応力度以内におさえるためには、主桁高さを高くして、 セグメントを製作する必要があった。 この結果、トンネル仕上がり内径を確保するためには、セグメント外径を大き くしなければならず、そのためセグメントを組み立てるシールドマシンの外径も 大きくなり、さらにはシールドマシンの発進用及び到達用立坑の幅も広くしなけ ればならないこと、及びシールド掘進による掘削土量の増加などの欠点を有して いた。さらに、３本主桁セグメントでは、外力に対する各主桁の荷重分担率が均 等でなく、また、隣接するセグメント主桁間の目開きが大きくなり、止水性が悪 いなどの欠点を有していた。 In the standard segment for shield construction (corporate incorporated association, JSCE / Japan Sewer Association), the maximum number of main girders for a segment is three, but in recent years it has become congested in cities and used deep underground. Along with this, shield work is increasing at high depths and under high water pressure. In order to keep the stress generated by external forces such as earth pressure and water pressure in the three main girder segments within the allowable stress level. Had to increase the height of the main girder to make the segment. As a result, in order to secure the finished inner diameter of the tunnel, it is necessary to increase the outer diameter of the segment, which increases the outer diameter of the shield machine that assembles the segments, and further, the width of the start and reach shafts of the shield machine. Had to be widened, and there were drawbacks such as an increase in the amount of excavated soil due to shield excavation. Furthermore, in the three-main girder segment, the load distribution ratio of each main girder to external force is not uniform, and the gap between adjacent segment main girders is large, resulting in poor water-stopping properties. Was there.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

本考案は上記の欠点を改善するために提案されたもので、その目的は、高深度 ，高水圧下での大きな外力に対してセグメント主桁高さを高くすることなく、さ らにはセグメント外径を大きくすることなく、セグメントの設計・製作できる点 、及び主桁の荷重分担率を均等にすることを解決したセグメントを提供すること にある。 The present invention has been proposed to improve the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to increase the segment main girder height without increasing the segment girder height against a large external force at high depth and high water pressure. It is to provide a segment that has been solved in that it can be designed and manufactured without increasing the outer diameter, and that the load distribution ratio of the main girders is made uniform.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するため、本考案は両側の外主桁と、これとほぼ直交する継 手板によって枠形を形成し、外面の一方の湾曲面にスキンプレートを設け、かつ 前記外主桁にほぼ直交する複数の縦リブを所定の間隔をおいて配置したセグメン トにおいて、前記外主桁の内側に所定の間隔をおいて２本の中主桁を設けたこと を特徴とする鋼製４本主桁セグメントを考案の要旨とするものである。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention forms a frame shape with outer main girders on both sides and a joint plate substantially orthogonal to the outer main girder, and a skin plate on one curved surface of the outer surface. And a plurality of vertical ribs substantially orthogonal to the outer main girders arranged at predetermined intervals, in which two middle main girders are provided inside the outer main girders at predetermined intervals. The gist of the invention is a steel four-main girder segment, which is characterized by that.

【０００５】[0005]

【作用】[Action]

本考案は、セグメント主桁本数を４本とすることを最も主要な特徴とする。そ の結果、従来のセグメントに比べて主桁が外力を均等に分担できること、セグメ ント主桁高さを小さくできること、及びセグメント外径を小さくできること、さ らにはシールドマシン外径を小さくできること、シールドマシン発進用立坑及び 到達用立坑の幅を小さくできること、掘削土量が少なくできる、等の作用を有す る。 The main feature of the present invention is that the number of segment main digits is four. As a result, the main girder can evenly share the external force compared to the conventional segment, the segment main girder height can be reduced, the segment outer diameter can be reduced, and the shield machine outer diameter can be reduced. This has the effect of reducing the width of the vertical shaft for starting and reaching the shield machine and the amount of excavated soil.

【０００６】[0006]

【実施例】【Example】

次に本考案の実施例について説明する。 図１は本考案のセグメントの斜視図を示すもので、鋼製である。図において、 １ａ，１ｂは外主桁、２ａ，２ｂは中主桁、３は縦リブ、４はスキンプレート、 ５はボルト孔、６は継手板を示す。すなわち、セグメントの両側には外主桁１ａ ，１ｂが配置され、この内側には所望の間隔をおいて中主桁２ａ，２ｂが配置さ れ、これらの外，中の主桁に直交して縦リブ３が設けられ、外主桁及び継手板に はボルト孔５が設けられている。またこれらのセグメントの外周面にはスキンプ レート４が設けられている。ここに本考案の特徴とする点は中主桁を２枚設けた 点にある。 図２はセグメントを組み立てた状態を示す。 図３は従来のセグメントを示すもので、図において、１は外主桁、２は中主桁 、３は縦リブ、４はスキンプレート、５はボルト孔である。従来のセグメントは 中主桁が１枚である、いわゆる３本主桁であり、本考案は４本主桁である。 Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view of a segment of the present invention, which is made of steel. In the figure, 1a and 1b are outer main girders, 2a and 2b are middle main girders, 3 is a vertical rib, 4 is a skin plate, 5 is a bolt hole, and 6 is a joint plate. That is, the outer main girders 1a, 1b are arranged on both sides of the segment, the inner main girders 2a, 2b are arranged at a desired interval inside the segment, and are orthogonal to the outer and inner main girders. Vertical ribs 3 are provided, and bolt holes 5 are provided in the outer main girder and the joint plate. A skin plate 4 is provided on the outer peripheral surface of these segments. Here, the feature of the present invention is that two middle main girders are provided. FIG. 2 shows the assembled segments. FIG. 3 shows a conventional segment. In the figure, 1 is an outer main girder, 2 is a middle main girder, 3 is a vertical rib, 4 is a skin plate, and 5 is a bolt hole. The conventional segment is a so-called three main girder with one middle main girder, and the present invention has four main girders.

【０００７】 図４及び図５はセグメントの外力に対する変位量及び発生応力を測定し、各主 桁の荷重分担率を求めるための載荷実験方法を示す。（Ａ）は２線荷重、（Ｂ） は４点荷重の加え方を示す。FIG. 4 and FIG. 5 show a loading experiment method for measuring the displacement amount and the generated stress of the segment with respect to the external force and obtaining the load sharing ratio of each main girder. (A) shows how to apply a two-line load, and (B) shows how to apply a four-point load.

【０００８】 図６は４本主桁セグメントの外力に対する変位量を示したものであり、（Ａ） の２線荷重、及び（Ｂ）の４点荷重ともに、外主桁と中主桁は均等に変位してい る。なお図において、横軸は主桁の変位量、縦軸は荷重トンを示す。また、変位 量と荷重はほぼリニアの関係にあり、設計最大荷重内では弾性変形的挙動を示し ていることがわかる。FIG. 6 shows the amount of displacement of the four main girder segments with respect to the external force. The outer main girder and the middle main girder are equal in both the two-wire load in (A) and the four-point load in (B). Has been displaced to. In the figure, the horizontal axis represents the displacement amount of the main girder, and the vertical axis represents the load ton. In addition, it can be seen that the amount of displacement and the load have a substantially linear relationship, and that elastic deformation behavior is exhibited within the maximum design load.

【０００９】 表１は３本主桁と４本主桁の各主桁の荷重分担率の２線荷重と４点荷重につい ての算出結果である。なお荷重はモメントを示す。表中の解析値は平面格子桁と して算出したものであり、３本主桁に比べて４本主桁の荷重分担率が、載荷方法 の違いに関係なく、より均等になっており、かつ解析値に近似していることが分 かる。これは各主桁間に剛接されている縦リブが主桁とともに、格子桁の役割を 果たし、荷重を均等に伝達したためと考えられる。上記の結果から、４本主桁の 荷重の分担率は３本主桁セグメントより均等であり、セグメント単体としての性 能は良好であることが判明した。Table 1 shows the calculation results of the load sharing ratio of each main girder of the three main girder and the four main girder for the two-line load and the four-point load. The load indicates moment. The analysis values in the table are calculated as a plane lattice girder, and the load sharing ratio of four main girders is more equal than that of three main girders, regardless of the loading method. And it is found that it is close to the analysis value. It is considered that this is because the vertical ribs rigidly connected between the main girders, together with the main girders, acted as a grid girder and evenly transferred the load. From the above results, it was found that the load distribution ratio of the four main girders was more equal than that of the three main girder segment, and the performance as a single segment was good.

【００１０】 表２は（Ａ）の３本主桁セグメントと（Ｂ）の４本主桁セグメントの目開き量 を調査した結果のヒストグラムであり、４本主桁セグメントの方が目開き量が少 ないため止水性にすぐれていることが判明した。（Ｃ）はサンプル数及び最大値 ，最小値，標準偏差を示す。[0010] Table 2 is a histogram of the results of investigation of the opening amount of the three main girder segment of (A) and the four main girder segment of (B). It was found that the water resistance was excellent because it was small. (C) shows the number of samples, the maximum value, the minimum value, and the standard deviation.

【００１１】 表３は３本主桁セグメントと４本主桁セグメントの二次覆工のコンクリート充 填性能を長さ９ｍのトンネルについて、端より１．５ｍの点（Ｎｏ１）、さらに ３ｍの点（Ｎｏ２）、さらに３ｍの点（Ｎｏ３）についてトンネルの左中央，右 中央，上部の３点について調査した結果を示し、例えば左Ｎｏ１とは、Ｎｏ１の 点において左中央の個所のデータを示している。この結果からセグメントのコン クリート間の空隙は表中より、有意差のないことが判明した。Table 3 shows the concrete filling performance of the secondary lining of the three main girder segment and the four main girder segment for the tunnel with a length of 9 m at a point of 1.5 m from the end (No 1) and further at a point of 3 m. (No2) and 3m point (No3) shows the results of the investigation on the left center, right center and upper part of the tunnel. For example, left No1 means the data at the left center at No1 point. There is. From this result, it was found that there is no significant difference in the voids between the concrete of the segment from the table.

【００１２】[0012]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明したように、セグメント主桁本数を４本にすることにより、各主桁の 荷重分担率が均等になることから、セグメント主桁高さを小さくすることができ る。すなわち４本主桁のセグメントの高さは、３本主桁の高さの約８５％とする ことが可能であり、この結果、セグメント外径を小さくすることができる利点が ある。さらには、セグメントを組み立てるシールドマシンの外径を小さくできる ほか、シールドマシン発進立坑及び到達立坑の幅を小さくできること、掘削土量 が少なくできる等の利点がある。 一例をあげると、４本主桁のセグメントを用いた場合、３本主桁のセグメント を用いた場合に比べて、材料費において１ｍあたり約５万円、工事費においては 約６万円の節約をはかることができ、本考案は経済的効果がきわめて大きい。 As explained above, by setting the number of segment main girders to four, the load distribution ratio of each main girder becomes equal, so that the segment main girder height can be reduced. That is, the height of the segment of the four main girders can be set to about 85% of the height of the three main girders, and as a result, there is an advantage that the outer diameter of the segment can be reduced. Furthermore, in addition to being able to reduce the outer diameter of the shield machine that assembles the segments, it is also possible to reduce the width of the shield machine starting shaft and reaching shaft, and to reduce the amount of excavated soil. As an example, in the case of using a segment with 4 main girders, the material cost is saved about 50,000 yen per meter and the construction cost is saved with about 60,000 yen compared to the case of using a segment with 3 main girders. Therefore, the present invention has a great economic effect.

【表１】 [Table 1]

【表２】 [Table 2]

【表３】 [Table 3]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案のセグメントの斜視図を示す。FIG. 1 shows a perspective view of a segment of the present invention.

【図２】本考案のセグメントの組立状態を示す。FIG. 2 shows an assembled state of the segment of the present invention.

【図３】従来のセグメントの斜視図を示す。FIG. 3 shows a perspective view of a conventional segment.

【図４】載荷方法を示すもので、（Ａ）は２線荷重、
（Ｂ）は４点荷重の場合を示す。FIG. 4 shows a loading method, in which (A) is a two-wire load,
(B) shows the case of four-point load.

【図５】試験装置の概要を示す。FIG. 5 shows an outline of a test apparatus.

【図６】主桁の変位量と荷重の関係を示すもので、
（Ａ）は２線荷重、（Ｂ）は４点荷重の場合を示す。FIG. 6 shows the relationship between the displacement amount of the main girder and the load,
(A) shows a two-line load, and (B) shows a four-point load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ａ，１ｂ 外主桁 ２ａ，２ｂ 中主桁 ３ 縦リブ ４ スキンプレート ５ ボルト孔 ６ 継手板 1a, 1b Outer main girder 2a, 2b Middle main girder 3 Vertical rib 4 Skin plate 5 Bolt hole 6 Joint plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 浜田 好昭 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Creator Yoshiaki Hamada 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 両側の外主桁と、これとほぼ直交する継
手板によって枠形を形成し、外面の一方の湾曲面にスキ
ンプレートを設け、かつ前記外主桁にほぼ直交する複数
の縦リブを所定の間隔をおいて配置したセグメントにお
いて、前記外主桁の内側に所定の間隔をおいて２本の中
主桁を設けたことを特徴とする鋼製４本主桁セグメン
ト。1. An outer main girder on both sides and a joint plate that is substantially orthogonal to the outer main girder to form a frame shape, and a skin plate is provided on one curved surface of the outer surface, and a plurality of longitudinal members that are substantially orthogonal to the outer main girder. A steel four-main girder segment characterized in that, in a segment in which ribs are arranged at a predetermined interval, two middle main girders are provided inside the outer main girder at a predetermined interval.