JP7147282B2

JP7147282B2 - segment and segment ring

Info

Publication number: JP7147282B2
Application number: JP2018111095A
Authority: JP
Inventors: 宗弘石田; 正整中島; 幸夫阿部
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2038-06-11
Also published as: JP2019214830A

Description

本発明は、トンネルの周方向に対して相互に連結し、軸方向に対して千鳥配列状に連結箇所を配置することで、前記トンネルを構築するためのセグメント、及びセグメントリングに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to segments and a segment ring for constructing the tunnel by connecting them to each other in the circumferential direction of the tunnel and arranging the connecting points in a staggered arrangement in the axial direction.

従来、地震時に必要とされる耐震性の確保が困難な地中等の構造物について、例えば特許文献１のような構成部材を柔構造化することにより耐震性等に優れる構造物が提案されている。 Conventionally, for structures such as underground where it is difficult to ensure the earthquake resistance required in the event of an earthquake, a structure with excellent earthquake resistance etc. has been proposed by making the constituent members flexible as in Patent Document 1, for example. .

特許文献１の構造物では、構造物の一部をなす構成部材（側壁及び中壁）を、当該構成部材の上下方向にそれぞれの４個ブロックにより構成し、前記隣り合うブロックを緊張材により緊張して、地震時の周辺地盤のせん断変形に追随するように水平方向に相対移動可能に接合したことを特徴としている。 In the structure of Patent Document 1, the structural members (side walls and inner walls) that form part of the structure are configured by four blocks in the vertical direction of the structural members, and the adjacent blocks are tensioned by tendons. It is characterized in that it is jointed so as to be able to relatively move in the horizontal direction so as to follow the shear deformation of the surrounding ground during an earthquake.

特開２００６－９７４２９号公報JP 2006-97429 A

ここで、トンネル等の構造物には、トンネル周方向及びトンネル軸方向に対して複数のセグメント（ブロック）を連結して構築される。このような構造物は、例えば地震時における地盤のせん断変形に追従する。このとき、トンネル周方向に連結された一対のセグメントの結合箇所に起因する添接力（面外せん断力）が、トンネル軸方向に隣接するセグメントに作用し、大きな負担を与える（添接効果）。これにより、セグメントの損傷を引き起こす恐れがある。 Here, a structure such as a tunnel is constructed by connecting a plurality of segments (blocks) in the tunnel circumferential direction and the tunnel axial direction. Such a structure follows shear deformation of the ground during an earthquake, for example. At this time, the splicing force (out-of-plane shearing force) caused by the connecting points of the pair of segments connected in the tunnel circumferential direction acts on the adjacent segments in the tunnel axial direction, giving a large burden (splicing effect). This can lead to segment damage.

この点、特許文献１では、連続するブロックを緊張材により軸方向に緊張して、隣り合う各ブロック間において、軸変形及び曲げ変形に対してせん断変形が卓越し、せん断力が伝達されるようにせん断方向への相対移動が可能に接合した部外を用いる技術が開示されている。このため、特許文献１の開示技術では、上述した添接効果によるブロックへの負担が発生し、ブロックの損傷を抑制することが難しい。 In this regard, in Patent Document 1, continuous blocks are tensioned in the axial direction by a tendon so that shear deformation is superior to axial deformation and bending deformation between adjacent blocks, and shear force is transmitted. In addition, a technique is disclosed in which a jointed outer member is capable of relative movement in the shear direction. For this reason, in the technique disclosed in Patent Document 1, a load is applied to the block due to the splicing effect described above, and it is difficult to suppress damage to the block.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであって、その目的とするところは、セグメントの損傷を抑制することを可能とするセグメント、及びセグメントリングを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been devised in view of the problems described above, and an object of the present invention is to provide a segment and a segment ring capable of suppressing damage to the segment. be.

第１発明に係るセグメントは、トンネルの周方向に対して相互に連結し、軸方向に対して千鳥配列状に連結箇所を配置することで、前記トンネルを構築するためのセグメントであって、トンネル周方向の一対の端面と、トンネル軸方向の一対の側面と、トンネル法線方向の一対の面とで構成される６面を備える本体部を備え、一対の前記側面には、前記トンネル軸方向に沿って前記側面に対して突出した形状を有する雄側ストッパ、及び、前記トンネル軸方向に沿って前記側面側に陥没した形状を有する雌側ストッパの少なくとも何れかが配置され、前記雄側ストッパは、前記トンネル軸方向に隣接して配置された他のセグメントの有する前記雌側ストッパに内挿された状態で滑動することで、前記他のセグメントの変動に伴う追従を抑制するためのものであり、前記雄側ストッパ及び前記雌側ストッパは、周方向から見て矩形状に形成され、前記雌側ストッパは、前記他のセグメントの前記端面から軸方向の幅の３倍までの長さで前記トンネル周方向に沿って前記側面に連続して配置されることを特徴とする。 The segment according to the first invention is a segment for constructing the tunnel by connecting each other in the circumferential direction of the tunnel and arranging the connecting points in a staggered arrangement in the axial direction. A main body having six surfaces composed of a pair of circumferential end surfaces, a pair of side surfaces in the tunnel axial direction, and a pair of surfaces in the tunnel normal direction, wherein the pair of side surfaces are provided in the tunnel axial direction. and at least one of a male stopper having a shape protruding toward the side surface along the axial direction of the tunnel and a female side stopper having a shape recessed toward the side surface along the axial direction of the tunnel, and the male side stopper is for suppressing follow-up due to fluctuations of the other segment by sliding while being inserted into the female side stopper of another segment arranged adjacent to the tunnel axial direction. The male side stopper and the female side stopper are formed in a rectangular shape when viewed from the circumferential direction, and the female side stopper extends from the end surface of the other segment up to three times the width in the axial direction. It is characterized by being arranged continuously with the side surface along the tunnel circumferential direction .

第２発明に係るセグメントは、第１発明において、前記雌側ストッパにおける前記トンネル法線方向の長さは、前記雄側ストッパにおける前記トンネル法線方向の長さよりも３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で長いことを特徴とする。 A segment according to a second invention is the segment according to the first invention, wherein the length of the female side stopper in the direction normal to the tunnel is greater than the length of the male side stopper in the direction normal to the tunnel by 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. is long in the range of

第３発明に係るセグメントは、第１発明又は第２発明において、一対の前記側面には、前記側面の一端から他端まで連続して設けられた延在部を有する一対の主桁部をさらに備え、前記主桁部は、前記トンネル軸方向に沿って前記延在部から突出した形状を有する前記雄側ストッパ、及び、前記トンネル軸方向に沿って前記延在部に陥没した形状を有する前記雌側ストッパの少なくとも何れかが形成されることを特徴とする。 In the segment according to the third invention, in the first invention or the second invention, the pair of side surfaces further includes a pair of main girder portions having extension portions continuously provided from one end to the other end of the side surfaces. The main girder includes the male side stopper having a shape protruding from the extending portion along the tunnel axial direction, and the main girder portion having a shape recessed into the extending portion along the tunnel axial direction. At least one of the female side stops is formed.

第４発明に係るセグメントは、第３発明において、前記主桁部は、前記トンネル法線方向に離間して配置される２つの前記雄側ストッパ、及び前記トンネル法線方向に離間して配置される２つの前記雌側ストッパの少なくとも何れかが形成されることを特徴とする。 A segment according to a fourth aspect of the invention is the segment according to the third aspect of the invention, wherein the main girder portion comprises two male-side stoppers spaced apart in the direction normal to the tunnel and two stoppers spaced apart in the direction normal to the tunnel. At least one of the two female side stoppers is formed.

第５発明に係るセグメントは、第３発明又は第４発明において、前記主桁部は、一対の前記側面のうち一方の前記側面に接して設けられた一端主桁部と、一対の前記側面のうち他方の前記側面に接して設けられた他端主桁部とを有し、前記一端主桁部は、前記トンネル軸方向に沿って一方の前記側面から遠ざかる方向に突出した形状を有する前記雄側ストッパが形成され、前記他端主桁部は、前記トンネル軸方向に沿って他方の前記側面に近づく方向に陥没した形状を有する前記雌側ストッパが形成され、前記雄側ストッパと、前記雌側ストッパとが、前記トンネル法線方向で互いに略同一の位置に形成されることを特徴とする。 A segment according to a fifth invention is the segment according to the third invention or the fourth invention, wherein the main girder portion comprises a one-end main girder portion provided in contact with one of the pair of side surfaces, and a pair of side surfaces. and a second end main girder portion provided in contact with the other side surface, and the one end main girder portion protrudes in a direction away from the one side surface along the axial direction of the tunnel. A side stopper is formed, and the other end main girder portion is formed with the female side stopper having a shape recessed in a direction approaching the other side surface along the axial direction of the tunnel, and the male side stopper and the female side stopper are formed. The side stoppers are formed at substantially the same positions in the normal direction of the tunnel.

第６発明に係るセグメントは、第５発明において、前記本体部は、中詰めコンクリートが内部に充填される鋼殻が、一対の前記主桁部、及び一対の継手板に取り囲まれることで形成され、各々の前記主桁部は、前記中詰めコンクリートに係止される前記雄側ストッパ及び前記雌側ストッパの少なくとも何れかが、前記トンネル軸方向で前記鋼殻の内部側にも形成されることを特徴とする。 A segment according to a sixth invention is the segment according to the fifth invention, wherein the main body is formed by surrounding a steel shell filled with filling concrete by a pair of main girders and a pair of joint plates. In each main girder, at least one of the male side stopper and the female side stopper to be engaged with the filling concrete is also formed on the inner side of the steel shell in the axial direction of the tunnel. characterized by

第７発明に係るセグメントリングは、第１発明～第６発明の何れかに係るセグメントを、前記トンネル周方向に複数連接させたセグメントリングであって、前記トンネル軸方向から見て、前記雄側ストッパ及び前記雌側ストッパは、前記トンネル軸方向に隣接した他のセグメントリングの有する一対の前記他のセグメントの端面と重なる位置から、前記トンネル周方向に沿って前記セグメントの軸方向の幅の３倍までの長さで連続して配置されることを特徴とするセグメントリング。 A segment ring according to a seventh invention is a segment ring in which a plurality of segments according to any one of the first to sixth inventions are connected in the tunnel circumferential direction, and the male side is viewed from the tunnel axial direction. The stopper and the female-side stopper are arranged along the tunnel circumferential direction from a position overlapping the end faces of a pair of segments of another segment ring adjacent in the tunnel axial direction to a distance of 3 times the width of the segment in the axial direction. A segmented ring characterized in that it is arranged continuously up to double the length .

第１発明～第８発明によれば、雄側ストッパは、他のセグメントの有する雌側ストッパに内挿された状態で滑動することで、他のセグメントの変動に伴う追従を抑制するためのものである。このため、トンネル周方向に連結された一対のセグメントの結合箇所に起因する面外せん断力が、トンネル軸方向に隣接するセグメントに作用する添接効果を抑制することができる。これにより、セグメントの損傷を抑制することが可能となる。 According to the first to eighth inventions, the male side stopper slides while being inserted into the female side stopper of another segment, thereby suppressing follow-up due to fluctuation of the other segment. is. For this reason, it is possible to suppress the splicing effect in which the out-of-plane shear force caused by the connecting portion of the pair of segments connected in the tunnel circumferential direction acts on the adjacent segments in the tunnel axial direction. This makes it possible to suppress damage to the segments.

特に、第２発明によれば、雌側ストッパにおけるトンネル法線方向の長さは、雄側ストッパにおけるトンネル法線方向の長さよりも３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で長い。このため、セグメントに作用する添接効果を容易に抑制するとともに、トンネル軸方向に連結された各セグメントの連結状態への影響を抑制することができる。これにより、セグメントの損傷をさらに抑制することが可能となる。 In particular, according to the second invention, the length of the female side stopper in the direction normal to the tunnel is longer than the length of the male side stopper in the direction normal to the tunnel within a range of 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. Therefore, it is possible to easily suppress the splicing effect acting on the segments, and suppress the influence on the connection state of the segments connected in the tunnel axial direction. This makes it possible to further suppress damage to the segments.

特に、第３発明によれば、主桁部は、雄側ストッパ、及び、雌側ストッパの少なくとも何れかが形成される。このため、雄側ストッパが雌側ストッパに内挿された状態で滑動する場合においても、本体部に与える影響を抑制することができる。これにより、セグメントの損傷を容易に抑制することが可能となる。 In particular, according to the third invention, at least one of the male side stopper and the female side stopper is formed on the main girder. Therefore, even when the male side stopper slides while being inserted into the female side stopper, it is possible to suppress the influence on the main body. This makes it possible to easily suppress damage to the segments.

特に、第４発明によれば、主桁部は、トンネル法線方向に離間して配置される２つの雄側ストッパ、及び２つの雌側ストッパの少なくとも何れかが形成される。このため、各セグメントが不特定方向に変形した場合においても、雄側ストッパが雌側ストッパ内で滑動できる状態を維持することができる。これにより、添接効果を抑制できる条件を大幅に広げることが可能となる。 In particular, according to the fourth invention, the main girder is formed with at least one of two male side stoppers and two female side stoppers spaced apart in the tunnel normal direction. Therefore, even when each segment is deformed in an unspecified direction, the male side stopper can maintain a state in which it can slide within the female side stopper. This makes it possible to greatly widen the conditions under which the splicing effect can be suppressed.

特に、第５発明によれば、一対の主桁部の有する雄側ストッパと、雌側ストッパとが、トンネル法線方向で互いに略同一の位置に形成される。このため、トンネル軸方向に連結される複数のセグメントの一体性を向上させることが可能となる。 In particular, according to the fifth invention, the male side stopper and the female side stopper of the pair of main girder portions are formed at substantially the same position in the normal direction of the tunnel. Therefore, it is possible to improve the integrity of the plurality of segments connected in the tunnel axial direction.

特に、第６発明によれば、各々の主桁部は、中詰めコンクリートに係止される雄側ストッパ及び雌側ストッパの少なくとも何れかが、トンネル軸方向で鋼殻の内部側にも形成される。このため、鋼殻の内部に充填される中詰めコンクリートと鋼殻との一体性を向上させることが可能となる。 In particular, according to the sixth aspect of the invention, each main girder has at least one of the male side stopper and the female side stopper to be engaged with the filling concrete, which is also formed on the inner side of the steel shell in the axial direction of the tunnel. be. Therefore, it is possible to improve the integrity of the steel shell and the filling concrete filled inside the steel shell.

特に、第７発明によれば、雄側ストッパ及び雌側ストッパは、トンネル周方向に沿って側面の一端から他端まで連続して配置される。このため、隣接するセグメントとの連結位置に関わらず、雄側ストッパが雌側ストッパに内挿された状態で、滑動できる状態を維持することができる。これにより、添接効果を抑制できる条件をさらに広げることが可能となる。 In particular, according to the seventh invention, the male side stopper and the female side stopper are arranged continuously from one end to the other end of the side surface along the tunnel circumferential direction. Therefore, regardless of the connection position with the adjacent segment, the male side stopper can be maintained in a slidable state while being inserted into the female side stopper. This makes it possible to further widen the conditions under which the splicing effect can be suppressed.

特に、第８発明によれば、雄側ストッパ及び雌側ストッパは、トンネル軸方向に隣接した他のセグメントリングの有する一対の他のセグメントの端面と重なる位置から、トンネル周方向に沿って所定の長さまで連続して配置される。このため、雄側ストッパ及び雌側ストッパを形成する範囲を最小限に抑えた上で、添接効果を抑制することができる。これにより、側面の一端から他端まで連続して雄側ストッパ及び雌側ストッパが形成される場合に比べて、各セグメントの連結を容易に実施することが可能となる。 In particular, according to the eighth invention, the male side stopper and the female side stopper are arranged along the tunnel circumferential direction from a position overlapping the end faces of a pair of other segments of another segment ring adjacent in the tunnel axial direction. It is arranged continuously up to the length. Therefore, the splicing effect can be suppressed while minimizing the areas where the male side stopper and the female side stopper are formed. This makes it possible to easily connect the segments compared to the case where the male side stopper and the female side stopper are continuously formed from one end to the other side of the side surface.

本発明を適用したセグメントを複数組み合わせて構築されるトンネルの一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of a tunnel constructed by combining a plurality of segments to which the present invention is applied; FIG. 本発明を適用したセグメントの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a segment to which the present invention is applied. （ａ）～（ｃ）は、雄側ストッパ及び雌側ストッパの一例を示す断面図である。(a) to (c) are cross-sectional views showing examples of a male side stopper and a female side stopper. （ａ）は、雄側ストッパ及び雌側ストッパの配置される位置を示す断面図であり、（ｂ）は、雄側ストッパが雌側ストッパに内挿された状態を示す断面図である。(a) is a cross-sectional view showing positions where a male side stopper and a female side stopper are arranged, and (b) is a cross-sectional view showing a state in which the male side stopper is inserted into the female side stopper. （ａ）及び（ｂ）は、雄側ストッパが雌側ストッパ内で滑動する状態を示す断面図である。(a) and (b) are sectional views showing a state in which the male side stopper slides within the female side stopper. （ａ）は、地震時においてトンネルに作用するせん断力を示す斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、地震時においてセグメントリングに作用するせん断力を示す側面図である。(a) is a perspective view showing shear forces acting on a tunnel during an earthquake, and (b) and (c) are side views showing shear forces acting on a segment ring during an earthquake. （ａ）は、地震時におけるセグメントの変動を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）における７Ｂ－７Ｂの断面図である。(a) is a side view showing the movement of a segment during an earthquake, and (b) is a cross-sectional view of 7B-7B in (a). 雄側ストッパの第１変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st modification of a male side stopper. 雄側ストッパ及び雌側ストッパの第１変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing the 1st modification of a male side stopper and a female side stopper. （ａ）は、第１変形例の雄側ストッパ及び雌側ストッパの配置される位置を示す断面図であり、（ｂ）は、第１変形例の雄側ストッパが雌側ストッパに内挿された状態を示す断面図である。(a) is a cross-sectional view showing positions where a male side stopper and a female side stopper of a first modification are arranged; FIG. 10 is a cross-sectional view showing a folded state; （ａ）及び（ｂ）は、第１変形例の雄側ストッパが雌側ストッパ内で滑動する状態を示す断面図である。(a) and (b) are sectional views showing a state in which the male side stopper of the first modified example slides within the female side stopper. （ａ）～（ｄ）は、第１変形例の雄側ストッパ及び雌側ストッパを有する主桁部の例を示す断面図である。(a) to (d) are cross-sectional views showing an example of a main girder having a male side stopper and a female side stopper of a first modified example. （ａ）～（ｃ）は、第１変形例の雄側ストッパ及び雌側ストッパを有する主桁部の他の例を示す断面図である。(a) to (c) are cross-sectional views showing other examples of the main girder having the male side stopper and the female side stopper of the first modified example. 実施例における一対のセグメントリングのモデルを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a model of a pair of segmented rings in an example; （ａ）～（ｅ）は、実施例における一対のセグメントリングの条件を示す模式図である。(a) to (e) are schematic diagrams showing the conditions of a pair of segment rings in the example. 実施例において試算されたリング間スリップ量と正曲げ最大モーメントとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the inter-ring slip amount and the maximum positive bending moment calculated in the example. 本発明を適用したセグメントの他の例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing another example of a segment to which the invention is applied; （ａ）は、第２変形例の雄側ストッパ及び雌側ストッパの配置される位置を示す断面図であり、（ｂ）は、第２変形例の雄側ストッパが雌側ストッパに内挿された状態を示す断面図である。(a) is a cross-sectional view showing positions where a male side stopper and a female side stopper of a second modification are arranged; FIG. 10 is a cross-sectional view showing a folded state; （ａ）及び（ｂ）は、第２変形例の雄側ストッパが雌側ストッパ内で滑動する状態を示す断面図である。(a) and (b) are cross-sectional views showing a state in which the male side stopper of the second modification slides within the female side stopper.

（セグメント１、セグメントリング７１）
以下、本発明を適用したセグメント１及びセグメントリング７１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 (Segment 1, segment ring 71)
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the segment 1 and the segment ring 71 to which this invention is applied is demonstrated in detail, referring drawings.

本発明を適用したセグメント１は、図１に示すように、トンネルの周方向Ｗ（トンネル周方向）に対して相互に連結し、トンネルの軸方向Ｘ（トンネル軸方向）に対して千鳥配列状に連結箇所を配置することで、主にシールドトンネル７を地中９に構築するためのものである。 Segments 1 to which the present invention is applied are, as shown in FIG. This is mainly for constructing the shield tunnel 7 in the ground 9 by arranging the connection point in the .

シールドトンネル７は、周方向Ｗに沿って複数のセグメント１をリング状に相互に連結させて形成されたセグメントリング７１を、軸方向Ｘに沿って複数連結させることで構築される。このため、シールドトンネル７には、軸方向Ｘに沿って連結された複数のセグメントリング７１によって、トンネルの地山側Ａと内空側Ｉとが形成される。これにより、シールドトンネル７は、トンネルの地山側Ａからの土圧や水圧に対して、複数のセグメントリング７１を抵抗させるものとすることができ、トンネルの内空側Ｉに内側空間Ｓを確保することが可能となる。 The shield tunnel 7 is constructed by connecting a plurality of segment rings 71 along the axial direction X, which are formed by connecting a plurality of segments 1 in a ring shape along the circumferential direction W. As shown in FIG. Therefore, in the shield tunnel 7, a plurality of segment rings 71 connected along the axial direction X form a ground side A and a hollow side I of the tunnel. As a result, the shield tunnel 7 can have a plurality of segment rings 71 that resist earth pressure and water pressure from the ground side A of the tunnel, and an inner space S is secured on the inner hollow side I of the tunnel. It becomes possible to

セグメントリング７１は、シールドマシン７０を用いて地中９を軸方向Ｘに沿って掘削し、シールドマシン７０の後方（坑口側Ｄ）において複数のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結することで形成される。上述したシールドマシン７０を用いた掘削と、セグメントリング７１の形成とを繰り返すことで、坑口側Ｄから切羽側Ｃに沿ったシールドトンネル７が構築される。 The segment ring 71 is formed by excavating the underground 9 along the axial direction X using the shield machine 70 and connecting a plurality of segments 1 along the circumferential direction W behind the shield machine 70 (pithead side D). It is formed. By repeating the excavation using the shield machine 70 and the formation of the segment ring 71 described above, the shield tunnel 7 extending from the portal side D to the face side C is constructed.

本発明を適用したセグメント１は、図２に示すように、本体部２を備え、例えば一対の主桁部３（主桁板）と、一対の継手板４と、スキンプレート５とを備えてもよい。 A segment 1 to which the present invention is applied comprises, as shown in FIG. good too.

本体部２は、周方向Ｗに延在する。本体部２は、周方向Ｗと交わり軸方向Ｘに延在する一対の端面２１と、軸方向Ｘと交わり周方向Ｗに延在する一対の側面２２と、法線方向Ｙ（トンネル法線方向）と交わり軸方向Ｘ及び周方向Ｗと平行な面を有する一対の面２０とで構成される６面を備える。本体部２は、例えば軸方向Ｘの幅が２００ｍｍ～２，５００ｍｍ程度であり、トンネルの法線方向Ｙの厚さが１５０ｍｍ～７００ｍｍ程度である。 The body portion 2 extends in the circumferential direction W. As shown in FIG. The main body 2 includes a pair of end faces 21 intersecting the circumferential direction W and extending in the axial direction X, a pair of side faces 22 intersecting the axial direction X and extending in the circumferential direction W, a normal direction Y (tunnel normal direction ) and a pair of surfaces 20 having surfaces parallel to the axial direction X and the circumferential direction W. The main body 2 has, for example, a width of about 200 mm to 2,500 mm in the axial direction X and a thickness of about 150 mm to 700 mm in the normal direction Y of the tunnel.

本発明を適用したセグメント１が主桁部３を備える場合、主桁部３は、周方向Ｗに沿って側面２２の一端から他端まで連続して設けられる延在部３０を有し、側面２２と接する。主桁部３は、軸方向Ｘに隣接する他のセグメント１の主桁部３と接する。主桁部３は、例えば後述する雄側ストッパ３１、及び雌側ストッパ３２の少なくとも何れかが形成され、軸方向Ｘに隣接する他のセグメント１の主桁部３との間で滑動することで、例えば地震等が発生した場合、他のセグメント１の変動に伴うセグメント１の追従を抑制する（例えば変動に追従しない）機能を備えるものである。 When the segment 1 to which the present invention is applied includes the main girder portion 3, the main girder portion 3 has an extension portion 30 continuously provided from one end to the other end of the side surface 22 along the circumferential direction W. 22. The main girder 3 is in contact with the main girder 3 of another segment 1 adjacent in the axial direction X. As shown in FIG. The main girder 3 is formed with, for example, at least one of a male side stopper 31 and a female side stopper 32 to be described later, and slides between the main girder 3 of another segment 1 adjacent in the axial direction X. For example, when an earthquake or the like occurs, it has a function of suppressing the following of the segment 1 accompanying the fluctuation of the other segment 1 (for example, not following the fluctuation).

主桁部３は、側面２２に沿うように湾曲状に形成される。主桁部３として、例えば所定の断面形状で形成されたセグメント形鋼が用いられる。 The main girder 3 is curved along the side surface 22 . As the main girder 3, for example, a segment shaped steel having a predetermined cross-sectional shape is used.

継手板４は、軸方向Ｘに沿って端面２１の一端から他端まで連続して設けられ、端面２１と接する。一対の継手板４の各端部と、一対の主桁部３の各端部とを接合することで、本体部２を囲む鋼殻が形成される。 The joint plate 4 is provided continuously from one end to the other end of the end face 21 along the axial direction X and contacts the end face 21 . A steel shell surrounding the main body 2 is formed by joining the ends of the pair of joint plates 4 and the ends of the pair of main girder portions 3 .

継手板４は、端面２１に沿うように平坦状に形成される。継手板４として、例えば湾曲等の加工を行わない鋼板やセグメント形鋼が用いられる。 The joint plate 4 is formed flat along the end surface 21 . As the joint plate 4, for example, a steel plate or segment steel that is not subjected to processing such as bending is used.

本発明を適用したセグメント１は、例えば鋼殻の内部に中詰めコンクリートを充填することで、本体部２を形成することができる。本発明を適用したセグメント１は、必要に応じて、法線方向Ｙにおける地山側Ａ及び内空側Ｉの少なくとも何れかに、鋼殻の内部を覆うスキンプレート５（５ａ）が設けられてもよい。この場合、一方のスキンプレート５ａは面２０ａと接し、他方のスキンプレート５は面２０ｂと接する。 In the segment 1 to which the present invention is applied, the body portion 2 can be formed by, for example, filling the interior of the steel shell with filling concrete. The segment 1 to which the present invention is applied may optionally be provided with a skin plate 5 (5a) covering the inside of the steel shell on at least one of the ground side A and the hollow side I in the normal direction Y. good. In this case, one skin plate 5a is in contact with surface 20a and the other skin plate 5 is in contact with surface 20b.

本発明を適用したセグメント１は、例えば側面２２に配置されたリング継手３６を備える。リング継手３６は、一対のセグメント１を軸方向Ｘに沿って連結するために用いられる。リング継手３６の配置される数及び位置は、任意である。 A segment 1 according to the invention comprises, for example, a ring joint 36 arranged on the lateral surface 22 . A ring joint 36 is used to connect a pair of segments 1 along the axial direction X. As shown in FIG. The number and positions of the ring joints 36 are arbitrary.

各リング継手３６は、雄側リング継手又は雌側リング継手の何れかを有する。雄側リング継手及び雌側リング継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、軸方向Ｘに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側リング継手が配置され、他方のセグメント１には雌側リング継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各リング継手３６は、主桁部３に溶接等で固定されるほか、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設されてもよい。 Each ring joint 36 has either a male ring joint or a female ring joint. The male ring joint and the female ring joint have shapes that fit together. For example, in a pair of segments 1 adjacent along the axial direction X, one segment 1 has a male ring joint and the other segment 1 has a female ring joint. Thereby, a pair of segments 1 can be connected. Each ring joint 36 may be fixed to the main girder portion 3 by welding or the like, or at least a portion thereof may be embedded in the main body portion 2, for example.

本発明を適用したセグメント１は、例えば端面２１又は側面２２に配置されたセグメント継手４５を備える。セグメント継手４５は、一対のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結するために用いられる。セグメント継手４５の配置される数及び位置は、任意である。 A segment 1 according to the invention comprises a segment joint 45 arranged, for example, on the end face 21 or on the side face 22 . The segment joint 45 is used to connect a pair of segments 1 along the circumferential direction W. The number and positions of the segment joints 45 are arbitrary.

各セグメント継手４５は、例えば雄側セグメント継手又は雌側セグメント継手の何れかを有する。雄側セグメント継手及び雌側セグメント継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、周方向Ｗに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側セグメント継手が配置され、他方のセグメント１には雌側セグメント継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各セグメント継手４５は、主桁部３又は継手板４に溶接等で固定されるほか、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設されてもよい。なお、一対のセグメント１がボルトとナットで連結される場合は、ボルトが雄側セグメント継手、ナットが雌側セグメント継手となる。 Each segment joint 45 has, for example, either a male segment joint or a female segment joint. The male segment joint and the female segment joint have shapes that fit together. For example, in a pair of segments 1 adjacent along the circumferential direction W, one segment 1 has a male segment joint and the other segment 1 has a female segment joint. Thereby, a pair of segments 1 can be connected. Each segment joint 45 may be fixed to the main girder 3 or the joint plate 4 by welding or the like, or may be at least partially embedded in the main body 2, for example. When a pair of segments 1 are connected by a bolt and a nut, the bolt serves as the male segment joint and the nut serves as the female segment joint.

＜雄側ストッパ３１、雌側ストッパ３２＞
例えば図３に示すように、主桁部３には、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の少なくとも何れかが形成される。雄側ストッパ３１は、軸方向Ｘに沿って延在部３０から突出する形状を有する。雌側ストッパ３２は、軸方向Ｘに沿って延在部３０に陥没した形状を有する。 <Male side stopper 31, female side stopper 32>
For example, as shown in FIG. 3 , at least one of a male side stopper 31 and a female side stopper 32 is formed on the main beam portion 3 . The male side stopper 31 has a shape protruding from the extension portion 30 along the axial direction X. As shown in FIG. The female side stopper 32 has a shape recessed into the extending portion 30 along the axial direction X. As shown in FIG.

雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、周方向Ｗに沿って連続して形成される。雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、例えば周方向Ｗに沿って側面２２の一端から他端まで連続して形成される。雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、例えば周方向Ｗから見て、直線部を有する矩形状等に形成されるほか、例えば湾曲状に形成されてもよい。 The male side stopper 31 and the female side stopper 32 are continuously formed along the circumferential direction W. As shown in FIG. The male side stopper 31 and the female side stopper 32 are formed continuously from one end to the other end of the side surface 22 along the circumferential direction W, for example. The male side stopper 31 and the female side stopper 32 may be formed in, for example, a rectangular shape having a straight portion when viewed from the circumferential direction W, or may be formed in a curved shape, for example.

主桁部３は、例えば図３（ａ）に示すように、軸方向Ｘと交わる一対の面のうち、一方の面に雄側ストッパ３１が形成され、他方の面に雌側ストッパ３２が形成される。上記のほか、例えば図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、軸方向Ｘと交わる一対の面のうち、一方の面のみに雄側ストッパ３１又は雌側ストッパ３２が形成されてもよい。この場合、主桁部３における他方の面は、側面２２と接する。何れの場合においても、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、法線方向Ｙで互いに略同一の位置に形成される。すなわち、セグメント１の一対の側面２２に設けられた一対の主桁部３には、それぞれ軸方向Ｘに並んで雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２が形成される。 As shown in FIG. 3A, the main girder 3 has a pair of surfaces intersecting with the axial direction X, one of which has a male stopper 31 and the other of which has a female stopper 32. be done. In addition to the above, for example, as shown in FIGS. 3(b) and 3(c), a male side stopper 31 or a female side stopper 32 is formed only on one of a pair of surfaces intersecting with the axial direction X. good too. In this case, the other surface of the main girder 3 is in contact with the side surface 22 . In either case, the male side stopper 31 and the female side stopper 32 are formed at substantially the same position in the normal direction Y. As shown in FIG. That is, a male side stopper 31 and a female side stopper 32 are formed side by side in the axial direction X on a pair of main beam portions 3 provided on a pair of side surfaces 22 of the segment 1, respectively.

本発明を適用したセグメント１は、例えば図４に示すように、一対の側面２２ａ、２２ｂのうち、一方の側面２２ａに接して設けられた一方の主桁部３ａ（一端主桁部）には、雄側ストッパ３１が形成され、他方の側面２２ｂに接して設けられた他方の主桁部３ｂ（他端主桁部）には、雌側ストッパ３２が形成される。この場合、軸方向Ｘに隣接する一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、一方の主桁部３ａと、他方の主桁部３ｂとが当接する向きで、一対のセグメント１ａ、１ｂがリング継手３６を介して連結される。これにより、一方の主桁部３ａに形成された雄側ストッパ３１が、他方の主桁部３ｂに形成された雌側ストッパ３２内に内挿される。 The segment 1 to which the present invention is applied has, for example, as shown in FIG. , a male side stopper 31 is formed, and a female side stopper 32 is formed on the other main girder portion 3b (other end main girder portion) provided in contact with the other side surface 22b. In this case, when connecting a pair of segments 1a and 1b adjacent in the axial direction X, the pair of segments 1a and 1b are connected to the ring joint so that one main girder portion 3a and the other main girder portion 3b are in contact with each other. 36. As a result, the male side stopper 31 formed on one main girder portion 3a is inserted into the female side stopper 32 formed on the other main girder portion 3b.

例えば図５に示すように、雌側ストッパ３２における軸方向Ｘの長さＤ２は、雄側ストッパ３１における軸方向Ｘの長さＤ１と略等しい。なお、長さＤ１と長さＤ２の関係は、Ｄ２＞Ｄ１でもよい。また、雌側ストッパ３２における法線方向Ｙの長さＬ２は、雄側ストッパ３１における法線方向Ｙの長さＬ１よりも長く、例えば３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で長い。このため、雄側ストッパ３１は、雌側ストッパ３２に内挿された状態で、滑動することができる。 For example, as shown in FIG. 5, the length D2 in the axial direction X of the female side stopper 32 is substantially equal to the length D1 in the axial direction X of the male side stopper 31 . Note that the relationship between the length D1 and the length D2 may be D2>D1. Further, the length L2 of the female side stopper 32 in the normal direction Y is longer than the length L1 of the male side stopper 31 in the normal direction Y, for example, in the range of 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. Therefore, the male side stopper 31 can slide while being inserted into the female side stopper 32 .

例えばＬ２が長さＬ１よりも３．０ｍｍ未満で長い場合、以下で説明する添接効果の抑制ができず、添接効果が作用するセグメント１の損傷を引き起こす恐れがある。また、例えば長さＬ２が長さＬ１よりも２０．０ｍｍを超えて長い場合、雄側ストッパ３１の滑動に伴い、各セグメント１ａ、１ｂにおける法線方向Ｙのずれが大きくなり、連結状態に影響を及ぼす恐れがある。このため、長さＬ２と長さＬ１において上記範囲を設けることで、雄側ストッパ３１が所定の距離以上滑動した場合に、雌側ストッパ３２により雄側ストッパ３１を係止させることができる。これにより、雄側ストッパ３１の滑動に伴い、添接効果を容易に抑制することができるとともに、各セグメント１ａ、１ｂの連結状態への影響を抑制することができる。 For example, if L2 is longer than the length L1 by less than 3.0 mm, the splicing effect described below cannot be suppressed, and the segment 1 on which the splicing effect acts may be damaged. Further, for example, if the length L2 is longer than the length L1 by more than 20.0 mm, as the male side stopper 31 slides, the deviation of the segments 1a and 1b in the normal direction Y increases, affecting the connection state. may cause Therefore, by providing the above range for the length L2 and the length L1, the male side stopper 31 can be locked by the female side stopper 32 when the male side stopper 31 slides more than a predetermined distance. As a result, it is possible to easily suppress the splicing effect caused by the sliding of the male side stopper 31, and to suppress the influence on the connected state of the segments 1a and 1b.

例えば図６（ａ）に示すように、地震時におけるせん断力Ｐｅ（破線矢印）がシールドトンネル７に作用する場合、各セグメントリング７１ａ、７１ｂは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）の破線に示す形状に変形する。このとき、例えば図６（ｂ）に示すセグメント１ａに作用する断面力負担は、矢印に示す変形の程度に依存する。また、各セグメントリング７１ａ、７１ｂが変形するとき、例えば周方向Ｗに連結された各セグメント１の間のセグメント継手４５は、当接する継手板４同士が目開いた状態で各セグメント１の連結を維持する。 For example, as shown in FIG. 6(a), when the shear force Pe (broken line arrow) in an earthquake acts on the shield tunnel 7, the segment rings 71a and 71b are shown in FIGS. 6(b) and 6(c). It transforms into the shape indicated by the dashed line. At this time, for example, the sectional force burden acting on the segment 1a shown in FIG. 6(b) depends on the degree of deformation indicated by the arrow. Further, when the segment rings 71a and 71b are deformed, the segment joint 45 between the segments 1 connected in the circumferential direction W, for example, connects the segments 1 with the contacting joint plates 4 open. maintain.

また、地震時におけるせん断力Ｐｅがシールドトンネル７に作用する場合、周方向Ｗに連結された一対のセグメント１（例えば図６（ａ）のセグメント１ｃ、１ｄ）の結合箇所に起因する添接力Ｐｓ（実線矢印）が発生する。添接力Ｐｓは、軸方向Ｘに隣接するセグメント１（例えば図６（ａ）のセグメント１ａ）に作用し、セグメント１ａに作用する断面力負担を増加させる要因となり、セグメント１ａの損傷を引き起こす可能性がある。 Further, when shear force Pe acts on the shield tunnel 7 at the time of an earthquake, the splicing force Ps caused by the connection point of a pair of segments 1 (for example, segments 1c and 1d in FIG. 6A) connected in the circumferential direction W (solid arrow) occurs. The splicing force Ps acts on the segment 1 (for example, the segment 1a in FIG. 6A) adjacent in the axial direction X, and becomes a factor to increase the sectional force burden acting on the segment 1a, possibly causing damage to the segment 1a. There is

この点、本発明を適用したセグメント１は、例えば図７に示すように、セグメント１ａは、軸方向Ｘに隣接する一対のセグメント１ｃ、１ｄにおける法線方向Ｙの位置に対して異なる位置（例えば図７（ａ）の矢印で示す差分Ｆ１）を保つことができる。すなわち、一対のセグメント１ｃ、１ｄの有する雄側ストッパ３１が、セグメント１ａの有する雌側ストッパ３２に内挿された状態で滑動することで、一対のセグメント１ｃ、１ｄの変動に伴うセグメント１ａの追従を抑制させることができる。このため、一対のセグメント１ｃ、１ｄの結合箇所に起因する添接力Ｐｓが、セグメント１ａに作用する添接効果を抑制できる。これにより、セグメント１ａに作用する断面力負担の増加を防ぎ、セグメント１ａの損傷を抑制することが可能となる。 In this respect, the segment 1 to which the present invention is applied is, for example, as shown in FIG. The difference F1) indicated by the arrow in FIG. 7(a) can be maintained. That is, the male side stopper 31 of the pair of segments 1c and 1d slides while being inserted into the female side stopper 32 of the segment 1a, so that the segment 1a follows the movement of the pair of segments 1c and 1d. can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the splicing effect of the splicing force Ps originating from the connecting portion of the pair of segments 1c and 1d acting on the segment 1a. As a result, it is possible to prevent an increase in the burden of cross-sectional force acting on the segment 1a and suppress damage to the segment 1a.

なお、一対のセグメント１ｃ、１ｄの結合箇所に起因する添接力Ｐｓは、一対のセグメント１ｃ、１ｄの連結された端面２１から、周方向Ｗに沿って所定の長さＷ１以上離間した位置には殆ど作用しない。すなわち、長さＷ１は、一対のセグメント１ｃ、１ｄの結合箇所に起因する添接力Ｐｓが、セグメント１に作用し得る長さを示す。このため、軸方向Ｘから見て、セグメント１ａの有する雌側ストッパ３２は、例えば一対のセグメント１ｃ、１ｄの端面２１ａ、２１ｂと重なる位置から、周方向Ｗに沿って所定の長さＷ１まで連続して配置されていればよい。この場合においても、一対のセグメント１ｃ、１ｄの結合箇所に起因する添接力Ｐｓが、セグメント１に作用することを抑制できる。これにより、セグメント１ａに作用する断面力負担の増加を防ぎ、セグメント１ａの損傷を抑制することが可能となる。なお、長さＷ１は、例えばセグメント１における軸方向Ｘの幅の３倍である。また、上記構成を満たすセグメント１を周方向Ｗに連結したセグメントリング７１を形成することで、各セグメント１に作用する断面力負担の増加を防ぎ、各セグメント１の損傷を抑制することが可能となる。 It should be noted that the splicing force Ps resulting from the connection point of the pair of segments 1c and 1d is at a position separated by a predetermined length W1 or more along the circumferential direction W from the end face 21 where the pair of segments 1c and 1d are connected. It doesn't work much. That is, the length W1 indicates the length over which the splicing force Ps caused by the connecting point of the pair of segments 1c and 1d can act on the segment 1. As shown in FIG. Therefore, when viewed from the axial direction X, the female side stopper 32 of the segment 1a continues along the circumferential direction W for a predetermined length W1 from a position overlapping the end surfaces 21a and 21b of the pair of segments 1c and 1d, for example. It is sufficient if it is arranged as Even in this case, it is possible to suppress the contact force Ps caused by the connection between the pair of segments 1c and 1d from acting on the segment 1. FIG. As a result, it is possible to prevent an increase in the burden of cross-sectional force acting on the segment 1a and suppress damage to the segment 1a. The length W1 is three times the width of the segment 1 in the axial direction X, for example. Further, by forming the segment ring 71 in which the segments 1 satisfying the above configuration are connected in the circumferential direction W, it is possible to prevent an increase in the burden of cross-sectional force acting on each segment 1 and to suppress damage to each segment 1. Become.

なお、例えば図１７に示すように、本発明を適用したセグメント１が主桁部３を備えない場合、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の少なくとも何れかは、一対の側面２２に直接配置されてもよい。この場合、雄側ストッパ３１は、軸方向Ｘに沿って側面２２に対して突出した形状を有する。雌側ストッパ３２は、軸方向Ｘに沿って側面２２側（例えば側面２２内）に陥没した形状を有する。雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、上記と同様の構成で側面２２に形成することができる。この場合においても、上記と同様に雄側ストッパ３１は、雌側ストッパ３２に内挿された状態で滑動することで、他のセグメント１の変動に伴う追従を抑制するための機能を備えるものである。 For example, as shown in FIG. 17, when the segment 1 to which the present invention is applied does not include the main girder portion 3, at least one of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 is directly arranged on the pair of side surfaces 22. may In this case, the male side stopper 31 has a shape protruding from the side surface 22 along the axial direction X. As shown in FIG. The female side stopper 32 has a shape recessed along the axial direction X toward the side surface 22 (for example, inside the side surface 22). The male side stopper 31 and the female side stopper 32 can be formed on the side surface 22 with the same configuration as described above. In this case also, the male side stopper 31 slides while being inserted into the female side stopper 32 as described above, and has a function of suppressing follow-up due to fluctuations of the other segments 1 . be.

＜雄側ストッパ３１、雌側ストッパ３２の第１変形例＞
次に、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の第１変形例について説明する。上述した雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の一例と、第１変形例との違いは、主桁部３（波形主桁）にそれぞれ複数形成される点である。なお、上述した内容と同様の構成については、説明を省略する。 <First Modification of Male Side Stopper 31 and Female Side Stopper 32>
Next, a first modified example of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 will be described. The difference between the example of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 described above and the first modified example is that a plurality of stoppers are formed on the main girder portion 3 (waveform main girder). In addition, description is abbreviate|omitted about the structure similar to the content mentioned above.

主桁部３は、例えば図８及び図９に示すように、法線方向Ｙに離間した２つの雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ、及び法線方向Ｙに離間した２つの雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの少なくとも何れかが形成される。各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂと各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂとは、法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。なお、主桁部３は、例えば中詰めコンクリート（本体部２）に係止される雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ、及び雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの少なくとも何れかが、軸方向Ｘで鋼殻の内部側にも形成されてもよい。 8 and 9, the main girder 3 has two male side stoppers 31a and 31b separated in the normal direction Y and two female side stoppers 32a and 32b separated in the normal direction Y. At least one is formed. The male side stoppers 31a, 31b and the female side stoppers 32a, 32b are formed continuously along the circumferential direction W at substantially the same positions in the normal direction Y. As shown in FIG. In the main girder 3, at least one of the male side stoppers 31a, 31b and the female side stoppers 32a, 32b, which are engaged with the filling concrete (body portion 2), for example, is positioned inside the steel shell in the axial direction X. It may also be formed on the sides.

各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂは、軸方向Ｘに沿って延在部３０に対して突出した形状を有する。各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂは、軸方向Ｘに沿って延在部３０に陥没した形状を有する。各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ及び各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂは、例えば周方向Ｗから見て、湾曲状に形成されるほか、例えば直線部を有する矩形状等に形成されてもよい。 Each of the male side stoppers 31a and 31b has a shape protruding from the extending portion 30 along the axial direction X. As shown in FIG. Each of the female side stoppers 32a and 32b has a shape recessed into the extending portion 30 along the axial direction X. As shown in FIG. Each of the male side stoppers 31a, 31b and each of the female side stoppers 32a, 32b may be formed in a curved shape when viewed from the circumferential direction W, for example, or may be formed in a rectangular shape having a straight portion, for example.

主桁部３は、例えば軸方向Ｘに沿って延在部３０に陥没した形状を有する凹部３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂを有する。凹部３４ａは雄側ストッパ３１ａと端部３３ａとの間に形成され、凹部３４ｂは雄側ストッパ３１ｂと端部３３ｂとの間に形成され、凹部３５ａは雌側ストッパ３２ａと端部３３ａとの間に形成され、凹部３５ｂは雌側ストッパ３２ｂと端部３３ｂとの間に形成される。各凹部３４ａ、３５ａは、例えば法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。各凹部３４ｂ、３５ｂは、例えば法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。 The main girder 3 has recesses 34a, 34b, 35a, and 35b that are recessed into the extension 30 along the axial direction X, for example. The recess 34a is formed between the male stopper 31a and the end 33a, the recess 34b is formed between the male stopper 31b and the end 33b, and the recess 35a is formed between the female stopper 32a and the end 33a. , and the recess 35b is formed between the female side stopper 32b and the end 33b. The recesses 34a and 35a are formed continuously along the circumferential direction W at approximately the same positions in the normal direction Y, for example. The recesses 34b and 35b are formed continuously along the circumferential direction W at substantially the same positions in the normal direction Y, for example.

本発明を適用したセグメント１は、例えば図１０に示すように、一対の側面２２ａ、２２ｂのうち、一方の側面２２ａに接して設けられた一方の主桁部３ａには、側面２２ａと離間した部分に雄側ストッパ３１ａ、３１ｂが形成され、他方の側面２２ｂに接して設けられた他方の主桁部３ｂには、側面２２ｂと離間した部分に雌側ストッパ３２ａ、３２ｂが形成される。すなわち、各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂは、軸方向Ｘに沿って一方の側面２２ａから遠ざかる方向に突出した形状を有する。また、各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂは、軸方向Ｘに沿って他方の側面２２ｂに近づく方向に陥没した形状を有する。このとき、雄側ストッパ３１ａと雌側ストッパ３２ａ、及び雄側ストッパ３１ｂと雌側ストッパ３２ｂとが、法線方向Ｙで互いに略同一の位置に形成される。 In the segment 1 to which the present invention is applied, for example, as shown in FIG. Male side stoppers 31a and 31b are formed at portions thereof, and female side stoppers 32a and 32b are formed at portions separated from the side face 22b of the other main beam portion 3b provided in contact with the other side face 22b. That is, each of the male side stoppers 31a and 31b has a shape projecting along the axial direction X in a direction away from one side surface 22a. Further, each of the female side stoppers 32a and 32b has a recessed shape along the axial direction X in a direction approaching the other side surface 22b. At this time, the male side stopper 31a and the female side stopper 32a, and the male side stopper 31b and the female side stopper 32b are formed at substantially the same position in the normal direction Y. As shown in FIG.

この場合、軸方向Ｘに隣接する一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、一方の主桁部３ａと、他方の主桁部３ｂとが当接する向きで、一対のセグメント１ａ、１ｂがリング継手３６を介して連結される。これにより、一方の主桁部３ａに形成された雄側ストッパ３１ａ、３１ｂが、他方の主桁部３ｂに形成された雌側ストッパ３２ａ、３２ｂ内に内挿される。 In this case, when connecting a pair of segments 1a and 1b adjacent in the axial direction X, the pair of segments 1a and 1b are connected to the ring joint so that one main girder portion 3a and the other main girder portion 3b are in contact with each other. 36. As a result, male side stoppers 31a and 31b formed on one main girder section 3a are inserted into female side stoppers 32a and 32b formed on the other main girder section 3b.

例えば図１１に示すように、雌側ストッパ３２ａ、３２ｂにおける軸方向Ｘの長さＤ４は、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂにおける軸方向Ｘの長さＤ３と略等しい。なお、長さＤ３と長さＤ４との関係は、Ｄ４＞Ｄ３でもよい。また、雌側ストッパ３２ａ、３２ｂにおける法線方向Ｙの長さＬ４は、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂにおける法線方向Ｙの長さＬ３よりも長く、例えば３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で長い。このため、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂは、雌側ストッパ３２ａ、３２ｂに内挿された状態で、滑動することができる。 For example, as shown in FIG. 11, the length D4 in the axial direction X of the female side stoppers 32a and 32b is substantially equal to the length D3 in the axial direction X of the male side stoppers 31a and 31b. Note that the relationship between the length D3 and the length D4 may be D4>D3. Further, the length L4 in the normal direction Y of the female side stoppers 32a, 32b is longer than the length L3 in the normal direction Y of the male side stoppers 31a, 31b, for example, in the range of 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. long. Therefore, the male side stoppers 31a and 31b can slide while being inserted into the female side stoppers 32a and 32b.

例えばＬ４が長さＬ３よりも３．０ｍｍ未満で長い場合、添接効果の抑制ができず、添接効果が作用するセグメント１の損傷を引き起こす恐れがある。また、例えば長さＬ４が長さＬ３よりも２０．０ｍｍを超えて長い場合、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂの滑動に伴い、各セグメント１ａ、１ｂにおける法線方向Ｙのずれが大きくなり、連結状態に影響を及ぼす恐れがある。このため、上記範囲の上限を設けることで、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂが所定の距離以上滑動した場合に、雌側ストッパ３２ａ、３２ｂにより雄側ストッパ３１ａ、３１ｂを係止させることができる。これにより、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂの滑動に伴い、添接効果を容易に抑制することができるとともに、各セグメント１ａ、１ｂの連結状態への影響を抑制することができる。 For example, if L4 is longer than the length L3 by less than 3.0 mm, the splicing effect cannot be suppressed, and the segment 1 on which the splicing effect acts may be damaged. Further, for example, when the length L4 is longer than the length L3 by more than 20.0 mm, as the male side stoppers 31a and 31b slide, the deviation of the segments 1a and 1b in the normal direction Y increases, resulting in the connected state. may affect Therefore, by setting the upper limit of the above range, the male side stoppers 31a and 31b can be locked by the female side stoppers 32a and 32b when the male side stoppers 31a and 31b slide more than a predetermined distance. As a result, it is possible to easily suppress the splicing effect accompanying the sliding of the male side stoppers 31a and 31b, and to suppress the influence on the connection state of the segments 1a and 1b.

雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、例えば図１２（ａ）～図１３（ｃ）に示す形状により、主桁部３に形成されてもよい。主桁部３は、例えば図１２（ａ）に示すように、周方向Ｗに対する断面方向で、図心位置と重心位置とが略一致するように、法線方向Ｙで延在部３０の両端部３３ａ、３３ｂの各々で、延在部３０の両側面の所定の位置に、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ及び雌側ストッパ３２ａ、３２ｂが形成される。ここで、主桁部３が周方向Ｗに沿って一様な断面を有する場合、重心位置は、主桁部３における周方向Ｗの中心位置に対する断面方向に関し、軸方向Ｘ、法線方向Ｙに対する幾何学的寸法の釣り合い点、すなわち断面寸法（断面高さ、断面厚さ）の中心点を指す。また、図心位置は、周方向Ｗに対する断面方向に関し、軸方向Ｘ、法線方向Ｙに対する断面１次モーメントの釣り合い点を指す。 The male side stopper 31 and the female side stopper 32 may be formed on the main girder portion 3 in shapes shown in FIGS. 12(a) to 13(c), for example. For example, as shown in FIG. 12(a), the main girder 3 is arranged at both ends of the extension 30 in the normal direction Y such that the centroid position and the center of gravity position in the cross-sectional direction with respect to the circumferential direction W are substantially aligned. Male side stoppers 31a, 31b and female side stoppers 32a, 32b are formed at predetermined positions on both side surfaces of the extension portion 30 in each of the portions 33a, 33b. Here, when the main girder 3 has a uniform cross section along the circumferential direction W, the position of the center of gravity is the axial direction X and the normal direction Y , i.e., the center point of the cross-sectional dimensions (cross-sectional height, cross-sectional thickness). In addition, the centroid position refers to the point of balance of the primary moment of area with respect to the axial direction X and the normal direction Y with respect to the cross-sectional direction with respect to the circumferential direction W.

主桁部３は、法線方向Ｙの全高Ｈ又は軸方向Ｘの全幅Ｗ２に対して、図心位置と重心位置との軸方向Ｘのずれ量Δが８％以下となるときに、図心位置と重心位置とが略一致するものとなる。主桁部３は、全高Ｈ又は全幅Ｗ２に対して、図心位置と重心位置とのずれ量Δが、特に、３％以下となることが望ましい。 With respect to the total height H in the normal direction Y or the total width W2 in the axial direction X of the main girder 3, when the deviation amount Δ in the axial direction X between the centroid position and the center of gravity position is 8% or less, the centroid The position and the center-of-gravity position substantially match. It is desirable that the deviation amount Δ between the centroid position and the center-of-gravity position of the main girder 3 is 3% or less with respect to the overall height H or overall width W2.

＜雄側ストッパ３１、雌側ストッパ３２の第２変形例＞
次に、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の第２変形例について説明する。上述した雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の一例と、第２変形例との違いは、主桁部３（Ｉ型主桁）にそれぞれ複数形成される点である。なお、上述した内容と同様の構成については、説明を省略する。 <Second Modification of Male Side Stopper 31 and Female Side Stopper 32>
Next, a second modified example of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 will be described. The difference between the example of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 described above and the second modification is that the main girder 3 (I-shaped main girder) is provided with a plurality of each. In addition, description is abbreviate|omitted about the structure similar to the content mentioned above.

本発明を適用したセグメント１は、例えば図１８～図１９に示すように、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２を有する一対のフランジ３０ｆが、法線方向Ｙに隔てて設けられ、法線方向Ｙに沿って一対のフランジ３０ｆと接続するウェブ３０ｗ（延在部３０）が配置されることで、主桁部３が形成される。 A segment 1 to which the present invention is applied has a pair of flanges 30f having a male side stopper 31 and a female side stopper 32, as shown in FIGS. The main girder portion 3 is formed by arranging the web 30w (extending portion 30) connected to the pair of flanges 30f along Y.

主桁部３は、例えば図１８（ａ）に示すように、法線方向Ｙに離間した一対のフランジ３０ｆ、及び法線方向Ｙに沿って一対のフランジ３０ｆと接続するウェブ３０ｗで構成される。一対のフランジ３０ｆの両端部には、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ、及び雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの少なくとも何れかが、それぞれ形成される。各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂと各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂとは、法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。なお、主桁部３は、例えば中詰めコンクリート（本体部２）に係止される雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ、及び雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの少なくとも何れかが、軸方向Ｘで鋼殻の内部側にも形成され、側面２２ａ、２２ｂに接してもよい。 The main girder 3 is composed of a pair of flanges 30f separated in the normal direction Y and a web 30w connected to the pair of flanges 30f along the normal direction Y, as shown in FIG. 18(a), for example. . At least one of the male side stoppers 31a and 31b and the female side stoppers 32a and 32b is formed at both ends of the pair of flanges 30f. The male side stoppers 31a, 31b and the female side stoppers 32a, 32b are formed continuously along the circumferential direction W at substantially the same positions in the normal direction Y. As shown in FIG. In the main girder 3, at least one of the male side stoppers 31a, 31b and the female side stoppers 32a, 32b, which are engaged with the filling concrete (body portion 2), for example, is positioned inside the steel shell in the axial direction X. It may also be formed on the sides and contact the sides 22a, 22b.

各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂは、軸方向Ｘに沿って延在部３０（フランジ３０ｆ）に対して突出した形状を有する。各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂは、軸方向Ｘに沿って延在部３０（フランジ３０ｆ）に陥没した形状を有する。各雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ及び各雌側ストッパ３２ａ、３２ｂは、例えば周方向Ｗから見て、湾曲状に形成されるほか、例えば直線部を有する矩形状等に形成されてもよい。 Each male side stopper 31a, 31b has a shape projecting along the axial direction X with respect to the extending portion 30 (flange 30f). Each of the female side stoppers 32a, 32b has a shape recessed along the axial direction X into the extending portion 30 (flange 30f). Each of the male side stoppers 31a, 31b and each of the female side stoppers 32a, 32b may be formed in a curved shape when viewed from the circumferential direction W, for example, or may be formed in a rectangular shape having a straight portion, for example.

この場合、例えば図１８（ｂ）に示すように、軸方向Ｘに隣接する一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、各セグメント１ａ、１ｂのフランジ３０ｆが当接する向きで連結される。これにより、一方のフランジ３０ｆに形成された雄側ストッパ３１ａ、３１ｂが、他方のフランジ３０ｆに形成された雌側ストッパ３２ａ、３２ｂ内に内挿される。 In this case, for example, as shown in FIG. 18(b), when connecting a pair of segments 1a and 1b adjacent in the axial direction X, the flanges 30f of the segments 1a and 1b are connected so as to contact each other. As a result, male side stoppers 31a and 31b formed on one flange 30f are inserted into female side stoppers 32a and 32b formed on the other flange 30f.

例えば図１９（ａ）に示すように、雌側ストッパ３２ａ、３２ｂにおける法線方向Ｙの幅Ｌ６は、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂにおける幅Ｌ５よりも大きく、例えば３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で大きい。また、図１９（ｂ）に示すように、フランジ３０ｆの所定位置（図１８（ｂ）では破線位置）を基準として軸方向Ｘに沿った距離において、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂの距離Ｄ５は、当接するフランジ３０ｆの雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの距離Ｄ６よりも短い。この場合、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂは、一対のフランジ３０ｆに形成された雌側ストッパ３２ａ、３２ｂに内挿された状態で、滑動することができる。 For example, as shown in FIG. 19(a), the width L6 of the female side stoppers 32a, 32b in the normal direction Y is greater than the width L5 of the male side stoppers 31a, 31b, for example, 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. large in range. Further, as shown in FIG. 19(b), the distance D5 between the male side stoppers 31a and 31b is It is shorter than the distance D6 between the female side stoppers 32a and 32b of the abutting flange 30f. In this case, the male side stoppers 31a and 31b can slide while being inserted into the female side stoppers 32a and 32b formed on the pair of flanges 30f.

主桁部３は、例えば図９で示した形状と同様に、軸方向Ｘに沿って延在部３０に陥没した形状を有する凹部３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂを有してもよい。凹部３４ａは雄側ストッパ３１ａと端部３３ａとの間に形成され、凹部３４ｂは雄側ストッパ３１ｂと、凹部３５ａは雌側ストッパ３２ａと端部３３ａと兼用して形成される。各凹部３４ａ、３５ａは、例えば法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。各凹部３４ｂ、３５ｂは、例えば法線方向Ｙで互いに略同一の位置に、周方向Ｗに沿って連続して形成される。 The main girder 3 may have recesses 34a, 34b, 35a, and 35b that are recessed into the extension 30 along the axial direction X, similar to the shape shown in FIG. 9, for example. The concave portion 34a is formed between the male side stopper 31a and the end portion 33a, the concave portion 34b is formed also as the male side stopper 31b, and the concave portion 35a is formed as both the female side stopper 32a and the end portion 33a. The recesses 34a and 35a are formed continuously along the circumferential direction W at approximately the same positions in the normal direction Y, for example. The recesses 34b and 35b are formed continuously along the circumferential direction W at substantially the same positions in the normal direction Y, for example.

本発明を適用したセグメント１によれば、雄側ストッパ３１は、他のセグメント１の有する雌側ストッパ３２に内挿された状態で滑動することで、他のセグメント１の変動に伴う追従を抑制するためのものである。このため、周方向Ｗに連結された一対のセグメント１の結合箇所に起因する面外せん断力が、軸方向Ｘに隣接するセグメント１に作用する添接効果を抑制することができる。これにより、セグメント１の損傷を抑制することが可能となる。 According to the segment 1 to which the present invention is applied, the male side stopper 31 slides while being inserted into the female side stopper 32 of the other segment 1, thereby suppressing follow-up caused by the fluctuation of the other segment 1. It is for For this reason, the splicing effect of the out-of-plane shear force caused by the connecting points of the pair of segments 1 connected in the circumferential direction W acting on the segments 1 adjacent in the axial direction X can be suppressed. This makes it possible to suppress damage to the segment 1 .

また、本発明を適用したセグメント１によれば、雌側ストッパ３２における法線方向Ｙの長さＬ２、Ｌ４は、雄側ストッパ３１における法線方向Ｙの長さＬ１、Ｌ３よりも３．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下の範囲で長い。このため、セグメント１に作用する添接効果を抑制するとともに、軸方向Ｘに連結された各セグメント１の連結状態への影響を容易に抑制することができる。これにより、セグメント１の損傷をさらに抑制することが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, the lengths L2 and L4 of the female side stopper 32 in the normal direction Y are 3.0 mm longer than the lengths L1 and L3 of the male side stopper 31 in the normal direction Y. It is long in the range of 20.0 mm or less. Therefore, the splicing effect acting on the segments 1 can be suppressed, and the influence on the connection state of the segments 1 connected in the axial direction X can be easily suppressed. This makes it possible to further suppress damage to the segment 1 .

また、本発明を適用したセグメント１によれば、主桁部３は、雄側ストッパ３１、及び、雌側ストッパ３２の少なくとも何れかが形成される。このため、雄側ストッパ３１が雌側ストッパ３２に内挿された状態で滑動する場合においても、本体部２に与える影響を抑制することができる。これにより、セグメント１の損傷を容易に抑制することが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, the main girder portion 3 is formed with at least one of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 . Therefore, even when the male side stopper 31 slides while being inserted into the female side stopper 32, the influence on the body portion 2 can be suppressed. This makes it possible to easily suppress damage to the segment 1 .

また、本発明を適用したセグメント１によれば、主桁部３は、法線方向Ｙに離間して配置される２つの雄側ストッパ３１ａ、３１ｂ、及び２つの雌側ストッパ３２ａ、３２ｂの少なくとも何れかが形成される。このため、各セグメント１が不特定方向に変形した場合においても、雄側ストッパ３１ａ、３１ｂが雌側ストッパ３２ａ、３２ｂ内で滑動できる状態を維持することができる。これにより、添接効果を抑制できる条件を大幅に広げることが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, the main girder portion 3 includes at least two male side stoppers 31a and 31b and two female side stoppers 32a and 32b arranged separately in the normal direction Y. Anything is formed. Therefore, even when each segment 1 is deformed in an unspecified direction, the male side stoppers 31a, 31b can maintain a state in which they can slide within the female side stoppers 32a, 32b. This makes it possible to greatly widen the conditions under which the splicing effect can be suppressed.

また、本発明を適用したセグメント１によれば、一対の主桁部３の有する雄側ストッパ３１と、雌側ストッパ３２とが、法線方向Ｙで互いに略同一の位置に形成される。このため、軸方向Ｘに連結される複数のセグメント１の一体性を向上させることが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, the male side stopper 31 and the female side stopper 32 of the pair of main girder portions 3 are formed at substantially the same positions in the normal direction Y. As shown in FIG. Therefore, the integrity of the plurality of segments 1 connected in the axial direction X can be improved.

また、本発明を適用したセグメント１によれば、各々の主桁部３は、中詰めコンクリートに係止される雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２の少なくとも何れかが、軸方向Ｘで鋼殻の内部側にも形成される。このため、鋼殻の内部に充填される中詰めコンクリートと鋼殻との一体性を向上させることが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, each main girder 3 has at least one of the male side stopper 31 and the female side stopper 32 that are locked to the filling concrete, and the steel shell in the axial direction X. is also formed on the inner side of the Therefore, it is possible to improve the integrity of the steel shell and the filling concrete filled inside the steel shell.

また、本発明を適用したセグメント１によれば、雄側ストッパ３１及び雌側ストッパ３２は、周方向Ｗに沿って側面２２の一端から他端まで連続して配置される。このため、隣接するセグメント１との連結位置に関わらず、雄側ストッパ３１が雌側ストッパ３２に内挿された状態で、滑動できる状態を維持することができる。これにより、添接効果を抑制できる条件をさらに広げることが可能となる。 Further, according to the segment 1 to which the present invention is applied, the male side stopper 31 and the female side stopper 32 are continuously arranged along the circumferential direction W from one end to the other end of the side surface 22 . Therefore, regardless of the connection position with the adjacent segment 1, the state in which the male side stopper 31 is inserted into the female side stopper 32 and can be slid can be maintained. This makes it possible to further widen the conditions under which the splicing effect can be suppressed.

以下、本発明を適用したセグメント１について、実施例を挙げて具体的に説明する。本実施例では、図１４に示す一対のセグメントリング７１ａ、７１ｂをモデルとして用いて、地震時における正曲げ最大モーメントの値を、一対のセグメントリング７１ａ、７１ｂの間のスリップ可能な範囲（スリップ量ｘ）毎に試算した。 Hereinafter, segment 1 to which the present invention is applied will be specifically described with reference to examples. In this embodiment, using the pair of segment rings 71a and 71b shown in FIG. x) was calculated for each.

一対のセグメントリング７１ａ、７１ｂとして、６つのセグメントを用いて形成され、周方向Ｗに沿って６０°毎に連結箇所（図１４の黒丸）を有するモデルを用いた。一対のセグメントリング７１ａ、７１ｂは、軸方向Ｘに沿って連結箇所が千鳥配列状に配置されて連結するように設定した。このため、例えば軸方向Ｘから見て、セグメントリング７１ａの有する連結箇所が、セグメントリング７１ｂの有する連結箇所に対して周方向Ｗに沿って３０°離れて配置（図１４の破線丸）されるように設定する。 As the pair of segment rings 71a and 71b, a model formed using six segments and having connecting points (black circles in FIG. 14) at intervals of 60° along the circumferential direction W was used. The pair of segment rings 71a and 71b are set so that the connection points are arranged in a zigzag arrangement along the axial direction X and connected. Therefore, for example, when viewed from the axial direction X, the connection point of the segment ring 71a is arranged 30° away from the connection point of the segment ring 71b along the circumferential direction W (broken line circle in FIG. 14). set as

各セグメントリング７１ａ、７１ｂの条件は、図１５（ａ）に示すように、外径を３，５５０ｍｍ、内径を３，３００ｍｍ、覆工厚を１２５ｍｍ、及び覆工幅を１，０００ｍｍとする合成セグメントとした。各条件は、「下水道施設耐震計算例２０１５年版、公益社団法人日本下水道協会２０１５年６月発刊」の内容に基づき設定した。 The conditions of each segment ring 71a, 71b are, as shown in FIG. segment. Each condition was set based on the contents of “SEWERAGE FACILITIES EARTHQUAKE CALCULATING EXAMPLES 2015, PUBLISHED IN JUNE 2015 by the Japan Sewage Works Association”.

また、表層地盤特性は、図１５（ｂ）に示すように、固有周期を０．８８３［ｓ］、設計応答速度を０．８００［ｍ／ｓ］、動的せん断弾性波速度を１１２［ｍ／ｓ］、動的せん断弾性係数を２１，０１４［ｋＮ／ｍ²］、及び動的変形係数を６２，７４７［ｋＮ／ｍ²］とした。各条件は、「－管路施設編－後編Ｐ２－１タイプＩ土質モデル」の内容に基づき設定した。 In addition, as shown in FIG. 15(b), the surface ground properties are 0.883 [s] for the natural period, 0.800 [m/s] for the design response speed, and 112 [m/s] for the dynamic shear elastic wave velocity. /s], the dynamic shear modulus was 21,014 [kN/m ² ], and the dynamic deformation modulus was 62,747 [kN/m ² ]. Each condition was set based on the contents of "-pipeline facilities-second part P2-1 type I soil model".

上記設定した条件に基づき、各セグメントリング７１ａ、７１ｂにおける各セグメントのセグメント継手の回転バネ定数Ｋθを、図１５（ｃ）に示すように、常時における回転バネ定数Ｋθを３，１３６［ｋＮｍ／ｒａｄ］と導出した。この導出は、「内水圧が作用するトンネル覆工構造設計の手引き、財団法人先端建設技術センター１９９９年３月発刊」の内容、及び「はり－ばねモデル」に基づき設定した。 Based on the conditions set above, the rotational spring constant Kθ of the segment joint of each segment in each segment ring 71a, 71b is 3,136 [kNm/rad] as shown in FIG. 15(c). ] was derived. This derivation was set based on the contents of ``Guidance for Designing Tunnel Lining Structural Design Under Inner Water Pressure, Advanced Construction Technology Center, March 1999'' and ``Beam-Spring Model''.

また、地震時における回転バネ定数Ｋθを６２７［ｋＮｍ／ｒａｄ］と設定した。地震時における回転バネ定数Ｋθは、地震力により継手が塑性化することを想定し、常時における回転バネ定数Ｋθに対して１／５となるように設定した。なお、図１５（ｃ）において、θは回転バネの回転角（継手の目開き量/セグメントの厚み）［ｒａｄ］を示し、Ｍは継手が目開く離間モーメント［ｋＮｍ］を示す。 Also, the rotational spring constant Kθ during an earthquake was set to 627 [kNm/rad]. The rotational spring constant Kθ during an earthquake was set to be ⅕ of the rotational spring constant Kθ at normal times, assuming that the joint would be plasticized by the seismic force. In FIG. 15(c), θ indicates the rotation angle of the rotary spring (joint opening amount/segment thickness) [rad], and M indicates the joint opening separation moment [kNm].

また、各セグメントリング７１ａ、７１ｂの間におけるリング継手のせん断リングバネ定数Ｋ_jは、図１５（ｄ）に示すように、各セグメントリング７１ａ、７１ｂの間における法線方向Ｙのずれ幅δを考慮した。図１５（ｅ）に示すように、ずれ幅δが後述するスリップ量ｘ以上の場合を地震時とし、その時の法線方向Ｙ及び接線方向（周方向Ｗ）におけるリング継手のせん断リングバネ定数Ｋ_jを３．０８ｅ＋６［ｋＮ／ｍ］と設定した。図１５（ｅ）において、δは図１５（ｄ）に示すずれ幅［ｍ］を示し、Ｐは添接力（面外せん断力）［ｋＮ］を示す。上述したリング継手のせん断リングバネ定数Ｋ_jは、「内水圧が作用するトンネル覆工構造設計の手引き、財団法人先端建設技術センター１９９９年３月発刊」の内容、及び「はり－ばねモデル解析法」の条件に基づき設定した。 Further, the shear ring spring constant K _j of the ring joint between the segment rings 71a and 71b takes into consideration the deviation width δ in the normal direction Y between the segment rings 71a and 71b, as shown in FIG. 15(d). did. As shown in FIG. 15(e), when the deviation width δ is equal to or greater than the slip amount x described later, it is assumed that an earthquake occurs, and the shear ring spring constant K _j was set to 3.08e+6 [kN/m]. In FIG. 15(e), δ indicates the deviation width [m] shown in FIG. 15(d), and P indicates the contact force (out-of-plane shear force) [kN]. The shear ring spring constant K _j of the ring joint described above is obtained from the contents of "Guidance for Designing Tunnel Lining Structures Under Inner Water Pressure, Advanced Construction Technology Center, March 1999" and "Beam-Spring Model Analysis Method". It was set based on the conditions of

上記条件に基づき、スリップ量ｘの条件を、参考例１として０．１０ｍｍ、参考例２として０．５０ｍｍ、参考例３として１．００ｍｍ、本実施例１として１．５０ｍｍ、本実施例２として２．００ｍｍ、及び本実施例３として２．５０ｍｍと設定し、各条件における正曲げ最大モーメントの値を試算した。 Based on the above conditions, the conditions for the slip amount x are 0.10 mm for Reference Example 1, 0.50 mm for Reference Example 2, 1.00 mm for Reference Example 3, 1.50 mm for Example 1, and 1.50 mm for Example 2. 2.00 mm, and 2.50 mm for this Example 3, and the value of the maximum positive bending moment under each condition was calculated.

図１６は、上述した参考例１～３、本実施例１～３における正曲げ最大モーメントの試算結果を示す。試算結果は、参考例１が４６．２［ｋＮｍ］、参考例２が３９．１［ｋＮｍ］、参考例３が３２．８［ｋＮｍ］、本実施例１が２６．５［ｋＮｍ］、本実施例２が２４．４［ｋＮｍ］、本実施例３が２４．４［ｋＮｍ］であった。また、参考例１に対する参考例２の傾きが－１７．７５、参考例２に対する参考例３の傾きが－１２．６、及び参考例３に対する本実施例１の傾きが－１２．６を示した。これに対し、本実施例１に対する本実施例２の傾きが－４．２、及び本実施例２に対する本実施例３の傾きが０．０を示した。このため、本実施例１～３における正曲げ最大モーメントの値は、参考例１～３における正曲げ最大モーメントの値に比べて、小さい値を示し、且つ、スリップ量ｘの変化に伴う変動も小さいことを示す結果が得られた。これにより、スリップ量ｘが１．５０ｍｍ以上の場合、地震時においてセグメントに作用する正曲げ最大モーメントの値が十分に低減し、セグメントリング全周に亘って作用する曲げモーメントのバラつきが低減することを確認した。 FIG. 16 shows trial calculation results of the maximum positive bending moment in Reference Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3 described above. The trial calculation results are 46.2 [kNm] for Reference Example 1, 39.1 [kNm] for Reference Example 2, 32.8 [kNm] for Reference Example 3, 26.5 [kNm] for Example 1, and this Example 2 was 24.4 [kNm], and Example 3 was 24.4 [kNm]. In addition, the slope of Reference Example 2 with respect to Reference Example 1 is −17.75, the slope of Reference Example 3 with respect to Reference Example 2 is −12.6, and the slope of Example 1 with respect to Reference Example 3 is −12.6. rice field. On the other hand, the slope of Example 2 with respect to Example 1 was -4.2, and the slope of Example 3 with respect to Example 2 was 0.0. Therefore, the values of the positive bending maximum moment in Examples 1 to 3 show smaller values than the values of the positive bending maximum moment in Reference Examples 1 to 3, and the fluctuation accompanying the change in the slip amount x The result showed that it is small. As a result, when the slip amount x is 1.50 mm or more, the value of the maximum positive bending moment acting on the segment during an earthquake is sufficiently reduced, and the variation in the bending moment acting over the entire circumference of the segment ring is reduced. It was confirmed.

上記結果は、スリップ量ｘを１．５ｍｍ以上とすることで、添接効果を抑制できることを示唆する。なお、スリップ量ｘが１．５ｍｍ以上の条件を、上述した長さＬ１（Ｌ３）、Ｌ２（Ｌ４）で示す場合、長さＬ２（Ｌ４）が長さＬ１（Ｌ３）よりも３．０ｍｍ以上長い場合を示す。この場合、雄側ストッパ３１が雌側ストッパ３２に内挿された状態で滑動できる距離は、滑動する方向に関わらず１．５ｍｍ以上（すなわちスリップ量ｘが１．５ｍｍ以上）となる。 The above results suggest that the splicing effect can be suppressed by setting the slip amount x to 1.5 mm or more. When the condition that the slip amount x is 1.5 mm or more is indicated by the lengths L1 (L3) and L2 (L4), the length L2 (L4) is 3.0 mm or more than the length L1 (L3). Indicates the long case. In this case, the distance that the male side stopper 31 can slide when inserted into the female side stopper 32 is 1.5 mm or more (that is, the slip amount x is 1.5 mm or more) regardless of the sliding direction.

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。 Although the examples of the embodiments of the present invention have been described in detail above, the above-described embodiments are merely examples of specific implementations of the present invention. The range should not be construed as limiting.

１：セグメント
２：本体部
２０：面
２１：端面
２２：側面
３：主桁部
３０：延在部
３０ｆ：フランジ
３０ｗ：ウェブ
３１：雄側ストッパ
３２：雌側ストッパ
３３ａ：端部
３３ｂ：端部
３４ａ：凹部
３４ｂ：凹部
３５ａ：凹部
３５ｂ：凹部
３６：リング継手
４：継手板
４５：セグメント継手
５：スキンプレート
７：シールドトンネル
７０：シールドマシン
７１：セグメントリング
９：地中
Ａ：地山側
Ｉ：内空側
Ｃ：切羽側
Ｄ：坑口側
Ｓ：内側空間
Ｗ：周方向
Ｘ：軸方向
Ｙ：法線方向 Reference Signs List 1 : Segment 2 : Main body 20 : Surface 21 : End surface 22 : Side surface 3 : Main girder 30 : Extension 30f : Flange 30w : Web 31 : Male side stopper 32 : Female side stopper 33a : End 33b : End 34a: recess 34b: recess 35a: recess 35b: recess 36: ring joint 4: joint plate 45: segment joint 5: skin plate 7: shield tunnel 70: shield machine 71: segment ring 9: underground A: ground side I: Inner space side C : Face side D : Portal side S : Inner space W : Circumferential direction X : Axial direction Y : Normal direction

Claims

Segments for constructing the tunnel by mutually connecting in the circumferential direction of the tunnel and arranging the connecting points in a staggered arrangement in the axial direction,
A main body having six surfaces composed of a pair of end surfaces in the tunnel circumferential direction, a pair of side surfaces in the tunnel axial direction, and a pair of surfaces in the tunnel normal direction,
On the pair of side surfaces, there are provided a male stopper having a shape protruding from the side surfaces along the tunnel axis direction and a female side stopper having a shape recessed toward the side surfaces along the tunnel axis direction. at least one is placed,
The male-side stopper slides while being inserted into the female-side stopper of another segment arranged adjacent to the tunnel axial direction, thereby suppressing follow-up due to fluctuation of the other segment. is for
The male side stopper and the female side stopper are formed in a rectangular shape when viewed from the circumferential direction ,
A segment, wherein the female side stopper is arranged continuously from the end surface of the other segment to the side surface along the tunnel circumferential direction for a length up to three times the width in the axial direction .

2. The length of the female side stopper in the direction normal to the tunnel is longer than the length of the male side stopper in the direction normal to the tunnel within a range of 3.0 mm or more and 20.0 mm or less. segment.

The pair of side surfaces further includes a pair of main girder portions having extension portions continuously provided from one end to the other end of the side surfaces,
The main girder portion includes the male side stopper having a shape protruding from the extension portion along the tunnel axis direction, and the female side stopper having a shape recessed into the extension portion along the tunnel axis direction. 3. Segment according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the stops is formed.

At least one of the two male side stoppers spaced apart in the direction normal to the tunnel and the two female side stoppers spaced apart in the direction normal to the tunnel is formed on the main girder. 4. The segment of claim 3, wherein:

The main girder section is
a one-end main girder provided in contact with one of the pair of side surfaces;
a second end main girder provided in contact with the other of the pair of side surfaces,
The one-end main girder portion has the male side stopper having a shape projecting in a direction away from the one side surface along the axial direction of the tunnel,
the other end main girder portion is formed with the female side stopper having a recessed shape in a direction approaching the other side surface along the axial direction of the tunnel;
The segment according to claim 3 or 4, wherein the male side stopper and the female side stopper are formed at substantially the same position in the normal direction of the tunnel.

The main body is formed by surrounding a steel shell filled with filling concrete by a pair of main girders and a pair of joint plates,
In each main girder, at least one of the male side stopper and the female side stopper that are locked to the filling concrete is also formed on the inner side of the steel shell in the axial direction of the tunnel. A segment according to claim 5.

A segment ring in which a plurality of segments according to any one of claims 1 to 6 are connected in the tunnel circumferential direction,
When viewed from the axial direction of the tunnel, the male side stopper and the female side stopper extend in the tunnel circumferential direction from a position overlapping the end faces of the other pair of segments of another segment ring adjacent to the tunnel axial direction. A segmented ring arranged continuously along a length of up to three times the axial width of said segment .