特許 7482819 セグメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-02

(45)【発行日】2024-05-14

(54)【発明の名称】セグメント

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20240507BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/04 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021062164

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157751

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2023-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000198307

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ建材工業

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】橋口 彰夫

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮一

(72)【発明者】

【氏名】阿部 義

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

(72)【発明者】

【氏名】川内 大輔

(72)【発明者】

【氏名】杉村 晋之介

(72)【発明者】

【氏名】大川 俊紀

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２２１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７８５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７０２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３４７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントであって、
外枠体と、
前記外枠体に接合されたスキンプレートと、
前記外枠体の内部に設けられた補強筋と、
少なくとも前記外枠体の内部に充てんされたコンクリートと、
を備え、
前記外枠体は、間隔をおいて対向する一対の主桁板と、一対の前記主桁板の一方および他方の端部どうしをそれぞれ連結するＶ字状の継手板とによって六角形状に形成され、
前記継手板は、互いに傾斜した２つの傾斜端板が屈曲部で屈曲した形状を有し、
前記スキンプレートに、前記屈曲部から延びる補強リブが形成されており、
一方の前記屈曲部から延びる前記補強リブと、他方の前記屈曲部から延びる前記補強リブとは、互いに離間している、
セグメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セグメントに関する。

【背景技術】

【0002】

筒状壁体を構築するセグメントとしては、六角形状のセグメントが用いられることがある（例えば、特許文献１を参照）。
例えば、大深度区間に設けられたシールドトンネル等では、土圧、地下水圧、建築物などの荷重がかかるため、筒状壁体を構成するセグメントに作用する外力が大きくなることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－９８８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のセグメントでは、大きな外力に耐えられるように機械的強度を高めることが求められている。

【0005】

本発明の一態様は、機械的強度を高めることができるセグメントを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントであって、外枠体と、前記外枠体に接合されたスキンプレートと、前記外枠体の内部に設けられた補強筋と、少なくとも前記外枠体の内部に充てんされたコンクリートと、を備え、前記外枠体は、間隔をおいて対向する一対の主桁板と、一対の前記主桁板の一方および他方の端部どうしをそれぞれ連結するＶ字状の継手板とによって六角形状に形成される、セグメントを提供する。

【0007】

前記継手板は、互いに傾斜した２つの傾斜端板が屈曲部で屈曲した形状を有し、前記スキンプレートに、前記屈曲部から延びる補強リブが形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、機械的強度を高めることができるセグメントを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のセグメントの内部構造を示す斜視図。

【図2】第１実施形態のセグメントの断面図。

【図3】筒状壁体の斜視図。

【図4】第２実施形態のセグメントの内部構造を示す斜視図。

【図5】比較形態のセグメントの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［セグメント］（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のセグメントの内部構造を示す斜視図である。図２は、第１実施形態のセグメントの断面図である。図２は、図１のＩ－Ｉ断面図である。図３は、筒状壁体の斜視図である。

【0011】

図３に示すように、複数の六角形セグメント（セグメント）１は、組み合わされてトンネル覆工部分（筒状壁体）Ｔを構成する。図３において、「Ｌ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線である。「Ｆ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線Ｌに沿う前方である。「Ｒ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線Ｌに沿う後方である。

【0012】

六角形セグメント１は、厚さ方向から見て六角形状とされている。六角形セグメント１は、一対の側端面１ａと、一対の傾斜端面対１ｃとを備える。２つの側端面１ａは、対向して形成されている。２つの側端面１ａは、互いに平行で同一長さとされている。傾斜端面対１ｃは、側端面１ａの両端にそれぞれ形成されている。傾斜端面対１ｃは、側端面１ａに対する傾斜角度が異なる２つの傾斜端面１ｂで構成されるため、Ｖ字形状となっている。２つの傾斜端面対１ｃは、互いに離れる方向に凸となるＶ字形状とされている。傾斜端面１ｂは、側端面１ａに対して傾斜する。

【0013】

２つの側端面１ａのうち前方の側端面１ａを「第１側端面１ａ１」という。２つの側端面１ａのうち後方の側端面１ａを「第２側端面１ａ２」という。傾斜端面対１ｃを構成する２つの傾斜端面１ｂのうち前方の傾斜端面１ｂを「第１傾斜端面１ｂ１」という。傾斜端面対１ｃを構成する２つの傾斜端面１ｂのうち後方の傾斜端面１ｂを「第２傾斜端面１ｂ２」という。第１傾斜端面１ｂ１と第２傾斜端面１ｂ２とは互いに傾斜する。六角形セグメント１は、ハニカムセグメントともいう。

【0014】

２つの傾斜端面対１ｃを結ぶ方向は、六角形セグメント１の長さ方向である。２つの側端面１ａを結ぶ方向は、六角形セグメント１の幅方向である。六角形セグメント１は、幅方向から見て円弧形状に湾曲している。六角形セグメント１は、軸線Ｌを中心軸とする円筒面に沿うように湾曲する。

【0015】

六角形セグメント１は、幅方向が軸線Ｌに平行（または略平行）となった姿勢とされる。複数の六角形セグメント１は、ハニカム状に組み合わされる。組み立て途上のトンネル覆工部分Ｔの前端面には、六角形セグメント１の突出端面２（第１側端面１ａ１）と、等脚台形状の凹部３とがトンネル覆工部分Ｔの周方向に交互に並ぶ。凹部３は、六角形セグメント１の第１側端面１ａ１と、この六角形セグメント１に隣り合う２つの六角形セグメント１の第１傾斜端面１ｂ１とで形成される。

【0016】

六角形セグメント１は、凹部３に嵌合するようにトンネル覆工部分Ｔに組み込まれる。新たに組みこまれる六角形セグメント１の第２側端面１ａ２は、凹部３の第１側端面１ａ１と突き合わされる。側端面１ａどうしが突き合わされる六角形セグメント１は、軸線Ｌに沿って並ぶ。新たに組みこまれる六角形セグメント１の第２傾斜端面１ｂ２は、凹部３の第１傾斜端面１ｂ１と突き合わされる。そのため、トンネル覆工部分Ｔの周方向に並ぶ六角形セグメント１は、千鳥状に配列される。

【0017】

トンネル覆工部分Ｔは、例えば、地中に埋設される。トンネル覆工部分Ｔには、土砂、地下水などにより外力が加えられる。

【0018】

図１および図２に示すように、六角形セグメント１は、外枠体１１と、スキンプレート１２と、補強筋１３と、コンクリート１４と、を備える。なお、図１では、内部構造を説明するため、コンクリート１４の一部を図示していないが、コンクリート１４は、外枠体１１の内部空間の長さ方向の全体に充てんされている。

【0019】

外枠体１１は、一対の主桁板２１と、一対の継手板２２とを備える。
スキンプレート１２は、厚さ方向から見て六角形状の板体である。スキンプレート１２は、六角形セグメント１の幅方向から見て円弧形状に湾曲している。スキンプレート１２は、例えば、スチールなどの金属製である。

【0020】

一対の主桁板２１は、六角形セグメント１の幅方向に間隔をおいて対向する。主桁板２１は、スキンプレート１２の両側縁からそれぞれ内周側に突出する。主桁板２１は、例えば、スキンプレート１２に対して垂直な方向に突出する。一対の主桁板２１は、互いに平行で同一長さとされている。主桁板２１は、スキンプレート１２に沿って円弧形状に湾曲している。

【0021】

２つの主桁板２１のうち前方の主桁板２１の前面、および後方の主桁板２１の後面は、側端面１ａである。前方の主桁板２１の前面は、第１側端面１ａ１である。後方の主桁板２１の後面は、第２側端面１ａ２である。

【0022】

一対の継手板２２は、主桁板２１の一方および他方の端部どうしをそれぞれ連結する。すなわち、一方の継手板２２は、一対の主桁板２１の一端部どうしを連結する。他方の継手板２２は、一対の主桁板２１の他端部どうしを連結する。

【0023】

継手板２２は、主桁板２１に対する傾斜角度が異なる２つの傾斜端板２３で構成されるため、Ｖ字形状となっている。２つの継手板２２は、互いに離れる方向に凸となるＶ字形状とされている。傾斜端板２３は、主桁板２１に対して傾斜する。２つの傾斜端板２３は、屈曲部２４で屈曲したＶ字形状を有する。

【0024】

傾斜端板２３は、例えば、スキンプレート１２に対して垂直な方向に突出する。
傾斜端板２３の外面は、傾斜端面１ｂである。２つの傾斜端板２３のうち前方の傾斜端板２３の外面は、第１傾斜端面１ｂ１である。２つの傾斜端板２３のうち後方の傾斜端板２３の外面は、第２傾斜端面１ｂ２である。
外枠体１１は、例えば、スチールなどの金属製である。

【0025】

スキンプレート１２、主桁板２１、および継手板２２は、溶接などによって互いに接合されている。継手板２２を構成する２つの傾斜端板２３は、溶接などによって互いに接合されている。

【0026】

補強筋（鉄筋）１３は、複数の主筋２５と、複数の配力筋２６とを備える。主筋２５は、六角形セグメント１の長さ方向に延在する。主筋２５は、六角形セグメント１の幅方向に間隔をおいて配置されている。配力筋２６は、主筋２５に対して交差する面に沿って形成されている。配力筋２６は、例えば、複数の主筋２５を包囲する矩形環状に形成されている。複数の配力筋２６は、六角形セグメント１の長さ方向に間隔をおいて形成されている。

【0027】

コンクリート１４は、少なくとも外枠体１１の内部に充てんされる。詳しくは、コンクリート１４は、少なくとも、外枠体１１とスキンプレート１２とによって区画された空間内に充てんされる。コンクリート１４の厚さは、外枠体１１の厚さ（六角形セグメント１の厚さ方向の寸法）より大きくてもよい。
六角形セグメント１は、外枠体１１とスキンプレート１２とによって区画された空間にコンクリート１４が充てんされた合成セグメントである。

【0028】

六角形セグメント１を用いて構築されたトンネル覆工部分Ｔは、例えば、道路用トンネル、鉄道用トンネル、共同溝、下水道、上水道、地下河川、貯留管等に適用できる。

【0029】

［実施形態のセグメントが奏する効果］
六角形セグメント１は、外枠体１１とスキンプレート１２とによって区画された空間にコンクリート１４が充てんされる構造を有するため、機械的強度を高めることができる。そのため、土圧、地下水圧、建築物などの荷重によって六角形セグメント１に大きな外力が作用した場合でも破損は起こりにくい。
六角形セグメント１は、機械的強度を高めることができるため、薄肉化および幅広化を図ることができる。よって、施工を容易にするとともに、施工コスト抑制を図ることができる。

【0030】

［セグメント］（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の六角形セグメント１０１の内部構造を示す斜視図である。図１に示す第１実施形態の六角形セグメント１と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
図４に示すように、六角形セグメント１０１は、補強リブ３１を有する点で、図１に示す六角形セグメント１と異なる。

【0031】

補強リブ３１は、スキンプレート１２に対して垂直な方向に、内周側に突出する。補強リブ３１は、主桁板２１と平行とされている。補強リブ３１は、継手板２２の屈曲部２４を起点として内方に延びる。「内方」は、２つの継手板２２が互いに近づく方向である。補強リブ３１は、スキンプレート１２に接合されている。２つの継手板２２から内方に延びる補強リブ３１は、互いに離間している。

【0032】

［実施形態のセグメントが奏する効果］
六角形セグメント１０１は、継手板２２の屈曲部２４から延びる補強リブ３１を有する。六角形セグメント１０１では、継手板２２を補強することができる。また、トンネル覆工部分Ｔにおいて、補強リブ３１と主桁板２１とが周方向に並ぶ構造を構築することができる。そのため、トンネル覆工部分Ｔの機械的強度をさらに高めることができる。

【0033】

比較のため、鉄筋コンクリート製のセグメントについて説明する。
図５は、六角形セグメント２０１の断面図である。六角形セグメント２０１は、コンクリート１１４と、コンクリート１１４に埋設された補強筋１１３とを備える。

【0034】

六角形セグメント２０１は、図１および図２に示す六角形セグメント１とは異なり、鋼殻（外枠体およびスキンプレート）を備えていないため、機械的強度はそれほど高くない。

【0035】

本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。
例えば、図１に示す六角形セグメント１は、２つの主桁板２１が互いに平行であるが、２つの主桁板２１は互いに平行でなくてもよい。図３に示す六角形セグメント１は、円弧形状に湾曲して形成されているが、セグメントの形状は、平板状、その他の形状であってもよい。
図４に示す六角形セグメント１０１では、２つ補強リブ３１が離れて形成されているが、補強リブは、六角形セグメント１０１の全長にわたって延在していてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 六角形セグメント（セグメント）
１１ 外枠体
１２ スキンプレート
１３ 補強筋
１４ コンクリート
２１ 主桁板
２２ 継手板
２４ 屈曲部
３１ 補強リブ
Ｔ トンネル覆工部分（筒状壁体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】