JPH11209997A - セグメントピース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 数種類のセグメントピースを用意することに
より、水平方向に開口されたものであって、任意の形状
や大きさのセグメント構設体を構設することができるセ
グメントピースを提供すること。 【解決手段】 曲線部に対応する＜Ｂ１＞１０（凸曲面
用）、＜Ｂ２＞２０（凹曲面用）、および直線部に対応
し、長さが異なる＜Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜Ｓ３
＞５０の５種類のセグメントピースを用意する。これら
を連結することにより、水平方向に開口されたものであ
って、任意の形状や大きさのセグメント構設体を構設す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木及び建築工法
で空間を構設するセグメントピースに関し、さらに詳細
には、任意の形状や大きさの空間を構設するものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、水平方向が開口された地中構造物
を構築する土木工法においては、かかる地中構造物の原
型として、例えば、図９に示すような円筒状のセグメン
ト構設体１０５が使用されている。そして、図９のセグ
メント構設体１０５を構設するために、図１０に示すよ
うなセグメントピース１００が複数使用されている。

【０００３】ここで、図１０のセグメントピース１００
の構成について説明する。図１０のセグメントピース１
００は、厚さ３〜２５ｍｍの鋼板で構成されており、各
部材は溶接により接合されている。一対の主桁１０１
は、リング形状を複数に等分した円弧の形状を有してお
り、平行の位置関係にある。また、主桁１０１，１０１
の両端には、長方形の継手板１０２，１０２が接合され
ている。また、主桁１０１，１０１と継手板１０２，１
０２より構成される枠内には、継手板１０２，１０２に
対して平行に複数の縦リブ１０３，１０３，…が接合さ
れている。

【０００４】さらに、スキンプレート１０４が、主桁１
０１，１０１、継手板１０２，１０２、縦リブ１０３，
１０３…の外側において接合されている。また、主桁１
０１と継手板１０２にはボルト接合のための接続孔１０
１ａ、１０２ａが多数設けられている。ここでは、６つ
のセグメントピース１００を、継手板１０２の接続孔１
０２ａを介して、ボルト接合で連結することにより、リ
ング体を構設することができる。さらに、複数のリング
体を、主桁１０１の接続孔１０１ａを介して、ボルト接
合で連結することにより、図９のセグメント構設体１０
５を構設することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のセグメントピース１００では、所定の大きさのリン
グ体しか構設することができなかった。すなわち、従来
技術のセグメントピース１００では、所定の径を有した
円筒状のセグメント構設体１０５しか構設することがで
きなかった。

【０００６】従って、各々の地中構造物の形状及び大き
さに応じたセグメント構設体を構設するためには、各々
の地中構造物の形状及び大きさに応じたセグメントピー
スを製作する必要がある。これにより、セグメントピー
スを予め大量生産することは困難であり、コスト高の要
因になっていた。

【０００７】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
するためになされたものであり、数種類のセグメントピ
ースを用意することにより、水平方向に開口されたもの
であって、任意の形状や大きさのセグメント構設体を構
設することができるセグメントピースを提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に成された請求項１に係るセグメントピースは、複数の
セグメントピースの両端面を連結させて水平方向が開口
された空間を作るセグメントピースであって、前記両端
面の延長面が、直交関係にある第一セグメントピース
と、前記両端面が、平行関係にある第二セグメントピー
スとを有することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に係るセグメントピース
は、請求項１に記載するセグメントピースであって、前
記第一セグメントピースが、前記両端面をつなぐ曲面部
の外部または内部を前記空間とする２種類のセグメント
ピースを有することを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に係るセグメントピース
は、請求項１または請求項２に記載するセグメントピー
スであって、前記第二セグメントピースが、前記両端面
間の長さの異なる複数種のセグメントピースを有するこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に係るセグメントピース
は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するセ
グメントピースであって、前記両端面を連結させてでき
るリング体同士の連結面が同一平面上にあり、前記リン
グ体を形成する第一セグメントピース同士の連結面が千
鳥配置になることを特徴とする。

【００１２】また、請求項５に係るセグメントピース
は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載するセ
グメントピースであって、前記第一セグメントピースお
よび前記第二セグメントピースの一部あるいは全部が鋼
製であることを特徴とする。

【００１３】また、請求項６に係るセグメントピース
は、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するセ
グメントピースであって、コンクリートと一体化するた
めのスタッドジベルを内側に溶植したことを特徴とす
る。

【００１４】ここで、両端面の延長面が直交関係にある
とは、リング体を形成するセグメントピース間の端面が
直交関係にあることをいう。

【００１５】また、曲線部に対応する第一セグメントピ
ースと、直線部に対応する第二セグメントピースを有す
るので、これらの組合せにより、水平方向に開口された
ものであって、任意の形状や大きさのリング体およびそ
れによるリング構設体を構設することができ、地中構造
物毎に異なるセグメントピースを作製する必要が無い。
したがって、セグメントピースを予め大量生産すること
ができるので、効率的であり材料費を安くすることがで
きる。

【００１６】また、曲線部に対応する第一セグメントピ
ースにおいて、凸部用と凹部用を用意することにより、
Ｌ字形、Ｔ字形等の複雑な形状のセグメント構設体を構
設することができる。このため、不必要に大きい範囲を
掘削する必要がなく、最小限の工事範囲を占有するのみ
で施工が可能である。したがって、施工時間が短縮さ
れ、また近隣に対する迷惑も最少に抑えられる。

【００１７】また、直線部に対応する第二セグメントピ
ースに、長さの異なる数種のセグメントピースを用意す
ることにより、どのような形状のセグメント構設体を構
設しても、継手板の繋目（セグメントピースの連結面）
が連続しないように構成できる。これにより、地中に沈
設しても周囲からの土圧に対する耐久性の大きいセグメ
ント構設体を構設することができる（添接効果）。

【００１８】特に、曲線部に対応する第一セグメントピ
ースにおいて、曲線部からの長さを、隣接するリング体
において変えておくことにより、第一セグメントピース
が千鳥配列となり、継手板の繋目（第一セグメントピー
スの連結面）は連続しない。このことから、圧力の集中
が起きる隅角部に添接効果が及び、その強度を十分なも
のにしておくことができる。

【００１９】また、セグメントピースの全部が鋼製であ
れば、セグメントピースの作製が容易であり、接続孔の
形成も容易にできる。さらに、接続孔を介してボルト接
合した際の強度も十分である。また、セグメントピース
の一部が鋼製である場合においても、ボルト接合の部分
を鋼製とすることにより、接続孔の構成やボルト接合が
容易になる。

【００２０】また、複数のセグメントピースで構設され
たセグメント構設体は、内側をコンクリートなどで二次
巻き（コンクリートの層を作ること）することで、鋼材
の耐久性向上と、外観などの向上を図るのが普通であ
る。この二次巻きの際、セグメントピースとコンクリー
トの一体化をより向上させるために、鋼製のセグメント
ピースの内側に、コンクリートとの接合ためのスタッド
ジベルが溶接により接合（溶植）される。

【００２１】尚、地中構造物の種類としては、都市域で
は上水道・下水道管、ガス管、電話・電気ケーブルなど
用の管渠や、地下街・地下駐車場、地下駅、共同溝、都
市河川・地下貯水池、地下変電所、地下タンク、鉄道ト
ンネル、道路トンネルなどがあり、また山岳域では地下
発電所や石油の地下備蓄槽などがある。

【００２２】また、地中構造物を構築する施工法として
は、開削工法、ケーソン工法、シールド工法、沈埋トン
ネル工法、トンネル工法などがある。そして、地中構造
物の規模、設置深度はいろいろであるから、補助工法を
含む多くの技術も使われる。例えば、異形断面の地下工
事には、掘削完了後の空間へセグメント構設体を設置す
る工法や、空間を掘削しながらセグメントピースで覆工
することによってセグメント構設体を構設していく工法
などがある。

【００２３】また、地山のよい（崩れにくいなど、自立
性が高い）ところで、地中構造物を構築することが最適
であるが、固化剤などをセグメント構設体外部の地山に
注入し、セグメント構設体の安定を補助することもあ
る。

【００２４】また、セグメントピースで構設されるセグ
メント構設体は、地中構造物の原型として使用されるだ
けでなく、山留め工法として使用したり、建築物におい
ても、外部との高度の遮断性を確保する場合や、壁面や
天井面等に特殊に使う場合などがある。これらの種々の
場合において、セグメント構設体内部の「空間」が作ら
れることになる。

【００２５】すなわち、本発明のセグメントピースは、
曲線部の第一セグメントピースと、直線部の第二セグメ
ントピースを有するので、数種類のセグメントピースを
用意することで、任意の形状や大きさのセグメント構設
体を構設することができる。したがって、セグメントピ
ースを予め大量生産することができ、効率的で安価に提
供できる。

【００２６】また、第一セグメントピースが、曲面部の
外部用と内部用の２種類のセグメントピースを有するの
で、Ｌ字形、Ｔ字形等の凹部のある複雑な形状のセグメ
ント構設体を構設することも可能である。それにより、
必要最小限の占有スペースですみ、施工時間が短く、安
全である。

【００２７】また、第二セグメントピースが長さの異な
る複数種のセグメントピースを有するので、セグメント
ピースの継手板の繋目（セグメントピースの連結面）が
連続しないようにセグメント構設体を構設することが可
能である。したがって、添接効果の大きいセグメント構
設体を構設することができる。

【００２８】特に、第一セグメントピースを千鳥配列す
ることによって、第一セグメントピースの継手板の繋目
（第一セグメントピースの連結面）が連続しないように
して、圧力の集中が起きる隅角部に添接効果を及ばせる
ことにより、セグメント構設体の強度を十分なものにし
ておくことができる。

【００２９】また、セグメントピースの一部あるいは全
部を鋼製としたので、セグメントピースおよびその接続
孔の形成が容易であり、セグメントピース同士やリング
体同士をボルト接合で連結した際の強度も大きい。

【００３０】また、鋼製のセグメントピースの内側に、
コンクリートとの接合のためのスタッドジベルが溶接に
より接合（溶植）されることによって、二次巻きされた
コンクリートがセグメントピースと一体化することを、
より向上させることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の一実施の形態で使用する
鋼製セグメントピースは５種類であり、図１〜図５を参
照して説明する。図１は＜Ｂ１＞、図２は＜Ｂ２＞、図
３は＜Ｓ１＞、図４は＜Ｓ２＞、図５は＜Ｓ３＞の斜視
図である。いずれも、基本的構成は、従来技術のセグメ
ントピース１００と同様であり、各セグメントピースの
各部材は、厚さ３〜２５ｍｍの鋼板で構成され、溶接に
より接合されている。

【００３２】まず、＜Ｂ１＞１０について図１を参照し
て説明する。＜Ｂ１＞１０は、第一セグメントピースの
一つであり、図１に示すように、両端面が直交関係にあ
る。＜Ｂ１＞１０の一対の主桁１１は、リング形状を４
等分した円弧形状の片側に長方形を連続した形状であ
り、平行位置に対置されている。主桁１１，１１の両端
に長方形の継手板１２，１２が接合され、さらに、主桁
１１，１１と継手板１２，１２で構成する枠内に、継手
板１２，１２に対して平行に複数の長方形の縦リブ１
３，１３，…が接合されている。さらに、主桁１１の外
曲線に接して、スキンプレート１４が、主桁１１，１
１、継手板１２，１２、縦リブ１３，１３…のすべてに
接合されている。また、主桁１１と継ぎ手板１２には、
セグメントピース同士をボルト接合により連結するため
の接続孔１１ａ、１２ａが多数設けられている。

【００３３】次に、＜Ｂ２＞２０について図２を参照し
て説明する。＜Ｂ２＞２０も、第一セグメントピースの
一つであり、図２に示すように、両端面が直交関係にあ
る。＜Ｂ２＞２０の主桁２１は＜Ｂ１＞１０の主桁１１
と同形状であり、継手板２２、縦リブ２３も同様であ
る。異なる点は、スキンプレート２４が、主桁２１の内
曲線に接して接合されている点である。これは、セグメ
ント構設体を構設する際に、凹曲面部分に使用される。

【００３４】次に、＜Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜Ｓ
３＞５０について、図３〜図５を参照して説明する。＜
Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜Ｓ３＞５０は、いずれも
第二セグメントピースの一つであり、直線部分のセグメ
ントピースである。主桁３１、４１、５１はいずれも長
方形であり、それぞれの長さが４：３：２の割合で構成
される。＜Ｂ１＞１０の主桁１１のうち直線部分が、＜
Ｓ３＞５０の主桁５１に相当する。また、すべて同形状
の継手板３２、４２、５２の間には、それぞれ３枚、２
枚、１枚の縦リブ３３、４３、５３が接合されている。
スキンプレート３４、４４、５４はそれぞれの大きさに
応じた平板である。

【００３５】そして、図１の＜Ｂ１＞１０のスキンプレ
ート１４、図２の＜Ｂ２＞２０のスキンプレート２４、
図３の＜Ｓ１＞３０のスキンプレート３４、図４の＜Ｓ
２＞４０のスキンプレート４４、図５の＜Ｓ３＞５０の
スキンプレート５４において、各々の内側には、図示し
ないスタッドジベルが溶接により接合（溶植）される。

【００３６】次に、これらの鋼製セグメントピース１０
〜５０を使用して、Ｌ字形セグメント構設体を構設する
方法を図６、図７を参照して説明する。図６はＬ字形セ
グメント構設体の平面図、図７はその斜視図である。

【００３７】Ｌ字形のセグメント構設体を構築するに
は、まず、各セグメントピースの継手板同士を、それら
に設けられている接続孔を介してボルト接合することに
よって連結し、Ｌ字形のリング体とする。さらに、Ｌ字
形のリング体同士を、主桁に設けられている接続孔を介
してボルト接合することによって連結し、Ｌ字形のセグ
メント構設体を構築する。この際、隣接するリング体の
継手板の繋目が連続することは、その部分の強度が低下
するため適当でないことから、図７に示すように、構設
されたＬ字形のセグメント構設体においては、奇数番目
のリング体と偶数番目のリング体で、セグメントピース
の構成方法が異なる。

【００３８】図６で実線で示された区切りは奇数番目の
リング体を構成するセグメントピースであり、図６で点
線で示された区切りは偶数番目のリング体を構成するセ
グメントピースである。外周の実線はスキンプレートに
相当する。このように、＜Ｂ１＞１０、＜Ｂ２＞２０、
＜Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜Ｓ３＞５０の５種類を
使用することにより、隣接するリング体の継手板の繋目
（セグメントピースの連結面）が連続しないＬ字形のセ
グメント構設体を構設することができる。

【００３９】また、その他の形状のセグメント構設体を
構設することも容易であり、その形状案を図８に示す。

【００４０】以上詳細に説明したように、本実施の形態
のセグメントピース１０、２０、３０、４０、５０によ
れば、曲線部に対応する＜Ｂ１＞１０、＜Ｂ２＞２０
と、直線部に対応する＜Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜
Ｓ３＞５０とを有するので、これらを組み合わせること
により、任意の形状や大きさのセグメント構設体を構設
することができる。したがって、セグメントピースを予
め大量生産することができ、効率的で安価に提供でき
る。

【００４１】また、＜Ｂ１＞１０が凸曲面、＜Ｂ２＞２
０が凹曲面を構成するので、Ｌ字形、Ｔ字形等の凹部の
ある複雑な形状のセグメント構設体を構設することもで
きる。それにより、必要最小限の占有スペースですみ、
施工時間が短く、安全である。

【００４２】また、＜Ｓ１＞３０、＜Ｓ２＞４０、＜Ｓ
３＞５０を使い分けることにより、セグメントピースの
継手板の繋目（セグメントピースの連結面）が連続しな
いようにセグメント構設体を構設することができる。し
たがって、したがって、添接効果の大きいセグメント構
設体を構設することができる。

【００４３】特に、＜Ｂ１＞１０、または＜Ｂ２＞２０
を千鳥配列することによって、第一セグメントピースの
継手板の繋目（第一セグメントピースの連結面）が連続
しないようにして、圧力の集中が起きる隅角部に添接効
果を及ばせることにより、セグメント構設体の強度を十
分なものにしておくことができる。

【００４４】また、セグメントピースの全部を鋼製とし
たので、セグメントピースおよびその接続孔の形成が容
易であり、セグメントピース同士をボルト接合して連結
した際の強度も大きい。

【００４５】また、鋼製のセグメントピースの内側に、
コンクリートとの接合のためのスタッドジベル（図示し
ない）が溶接により接合（溶植）されることによって、
二次巻きされたコンクリートがセグメントピースと一体
化することを、より向上させることができる。

【００４６】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が
可能である。例えば、上記実施の形態で用いた鋼板の厚
さ、セグメントピースの大きさ等の数値、縦リブや接続
孔の数、位置等は例示であり、変更することも可能であ
る。また、主桁と縦リブの幅（スキンプレートあるいは
スキンプレートの接線方向に対して直交する長さ）が同
じである必要はない。さらに、縦リブは長方形でなくと
もよい。また、止水用シール材取り付け用の溝があって
もよい。スキンプレートが凹凸のあるものでもよい。さ
らに、２枚の主桁の間に中主桁を付け加えてもよい。ま
た、セグメントピースによるリング体同士の連結を必ず
しも千鳥配置にしなくてもよい。セグメントピース間、
リング体間の連結はボルト接合に限定されるものではな
い。機械的接合がすべて使える。また鋼製の場合、溶接
も使える。

【００４７】また、本実施の形態では、鋼製のセグメン
トピースについて説明したが、鉄筋コンクリート製のセ
グメントピース、あるいはダクタイル製のセグメントピ
ースにおいても同様に実施できる。鉄筋コンクリート製
のセグメントピースでは、コンクリート中に埋め込まれ
た鋼製の継手ボックスを通して、セグメントピース同士
およびリング体同士をボルト接合にて連結する。ダクタ
イル製のセグメントピースは、鋼製と全く同様である。

【００４８】

【発明の効果】本発明のセグメントピースは、曲線部の
第一セグメントピースと、直線部の第二セグメントピー
スを有するので、数種類のセグメントピースを用意する
ことで、任意の形状や大きさのセグメント構設体を構設
することができる。したがって、セグメントピースを予
め大量生産することができ、効率的で安価に提供でき
る。

【００４９】また、第一セグメントピースが、曲面部の
外部用と内部用の２種類のセグメントピースを有するの
で、Ｌ字形、Ｔ字形等の凹部のある複雑な形状のセグメ
ント構設体を構設することも可能である。それにより、
必要最小限の占有スペースですみ、施工時間が短く、安
全である。

【００５０】また、第二セグメントピースが長さの異な
る複数種のセグメントピースを有するので、セグメント
ピースの継手板の繋目（セグメントピースの連結面）が
連続しないようにセグメント構設体を構設することが可
能である。したがって、添接効果の大きいセグメント構
設体を構設することができる。

【００５１】特に、第一セグメントピースを千鳥配列す
ることによって、第一セグメントピースの継手板の繋目
（第一セグメントピースの連結面）が連続しないように
して、圧力の集中が起きる隅角部に添接効果を持たせる
ことにより、セグメント構設体の強度を十分なものにし
ておくことができる。

【００５２】また、セグメントピースの一部あるいは全
部を鋼製としたので、セグメントピースおよびその接続
孔の形成が容易であり、セグメントピース同士やリング
体同士をボルト接合で連結した際の強度も大きい。

【００５３】また、鋼製のセグメントピースの内側に、
コンクリートとの接合のためのスタッドジベルが溶接に
より接合（溶植）されることによって、二次巻きされた
コンクリートがセグメントピースと一体化することを、
より向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るセグメントピース
＜Ｂ１＞の斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るセグメントピース
＜Ｂ２＞の斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るセグメントピース
＜Ｓ１＞の斜視図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係るセグメントピース
＜Ｓ２＞の斜視図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係るセグメントピース
＜Ｓ３＞の斜視図である。

【図６】Ｌ字形セグメント構設体の平面図である。

【図７】Ｌ字形セグメント構設体の斜視図である。

【図８】本発明のセグメントピースを使用して構設した
セグメント構設体の形状の例である。

【図９】従来技術のセグメントピースで構設したセグメ
ント構設体の斜視図である。

【図１０】従来技術のセグメントピースの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０、５０ セグメントピース １１、２１、３１、４１、５１ 主桁 １２、２２、３２、４２、５２ 継手板 １３、２３、３３、４３、５３ 縦リブ １４、２４、３４、４４、５４ スキンプレート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセグメントピースの両端面を連結
   させて水平方向が開口された空間を作るセグメントピー
   スにおいて、 前記両端面の延長面が、直交関係にある第一セグメント
   ピースと、 前記両端面が、平行関係にある第二セグメントピースと
   を有することを特徴とするセグメントピース。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するセグメントピースに
   おいて、 前記第一セグメントピースが、前記両端面をつなぐ曲面
   部の外部または内部を前記空間とする２種類のセグメン
   トピースを有することを特徴とするセグメントピース。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載するセグ
   メントピースにおいて、 前記第二セグメントピースが、前記両端面間の長さの異
   なる複数種のセグメントピースを有することを特徴とす
   るセグメントピース。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに
   記載するセグメントピースにおいて、 前記両端面を連結させてできるリング体同士の連結面が
   同一平面上にあり、前記リング体を形成する第一セグメ
   ントピース同士の連結面が千鳥配置になることを特徴と
   するセグメントピース。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに
   記載するセグメントピースにおいて、 前記第一セグメントピースおよび前記第二セグメントピ
   ースの一部あるいは全部が鋼製であることを特徴とする
   セグメントピース。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか一つに
   記載するセグメントピースにおいて、 コンクリートと一体化するためのスタッドジベルを内側
   に溶植したことを特徴とするセグメントピース。