專利名稱：合成構(gòu)件段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由鋼制構(gòu)件段、鑄鐵制構(gòu)件段，進(jìn)而包括球狀石墨鑄鐵制構(gòu)件段(球墨鑄鐵制構(gòu)件段)的鑄鋼制構(gòu)件段等的金屬系構(gòu)件段(以下稱為“鋼殼”)，和其中被充填的混凝土構(gòu)成的成為整體結(jié)構(gòu)的合成構(gòu)件段，特別是作為在大的內(nèi)水壓作用下的下水道干線、地下河道等所利用的水路用的隧道襯砌部件而被開發(fā)的。
背景技術(shù)：
近年，作為下水道干線或地下河道等所利用的水路用的隧道襯砌工部件，廣泛地使用鋼材部分和混凝土部分構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的合成構(gòu)件段，因?yàn)樵摵铣蓸?gòu)件段可使隧道的內(nèi)周面平滑地進(jìn)行施工，而且可省略二次襯砌等。
在這種合成構(gòu)件段中，如圖7(a)所示，分別在隧道的軸方向Y的兩側(cè)部配置主梁板30，在圓周方向Z的兩側(cè)部配置接頭板31，進(jìn)而，通過在隧道的基底側(cè)配置表板32，形成沿著隧道的圓周方向Z以規(guī)定的曲率彎曲成弧狀的箱狀的鋼殼33。
另外，在這樣形成的鋼殼33內(nèi)作為補(bǔ)強(qiáng)筋分別配置必要量的主鋼筋34和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋35，且填充混凝土36。另一方面，在主梁板30和接頭板31在外側(cè)面部鄰接組裝時，在隧道的軸方向Y和圓周方向Z分別設(shè)置相互結(jié)合的接頭。在隧道的圓周方向Z結(jié)合的接頭中，作為設(shè)在接頭板31的外側(cè)面部的接頭，如圖7(b)所示，由在接頭板31的外側(cè)面部形成的鳩尾槽37和與該鳩尾槽37結(jié)合的尾銷38構(gòu)成的接頭，該鳩尾槽37和尾銷38是在隧道的軸方向Y滑動結(jié)合著。
可是，這種合成構(gòu)件段，作為主鋼筋34的固定方法及剪切補(bǔ)強(qiáng)筋35的處理方法沒有特別的設(shè)定，另外，鋼殼33的表面平滑時，不能期待混凝土36的附著力，鋼殼33和混凝土36形成整體的結(jié)構(gòu)是困難的，所以設(shè)法在鋼殼33的內(nèi)側(cè)面附加突起，以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體化。
可是，這樣的手段只有在鋼殼33和連接的混凝土36之間是可能的，反對側(cè)的露出混凝土部分對拉伸應(yīng)力需要有某些補(bǔ)強(qiáng)。
特別是在水路用隧道中，由于對構(gòu)件段經(jīng)常作用大的內(nèi)水壓，所以在混凝土36的內(nèi)面會發(fā)生龜裂或混凝土36剝離的現(xiàn)象，為此，大多場合認(rèn)為混凝土36僅是起到將盾構(gòu)襯砌物的內(nèi)面作成平滑，同時承受盾構(gòu)推進(jìn)起重器反力的作用，另外，主鋼筋34及剪切補(bǔ)強(qiáng)筋35也僅起著防止混凝土36裂紋產(chǎn)生的部件而被使用的，作為襯砌構(gòu)成部件，大多認(rèn)為是不理想的，是極不經(jīng)濟(jì)的。
因此，可使用在內(nèi)水壓作用不是很大，對隧道的內(nèi)面?zhèn)然炷恋囊蟛皇呛車?yán)格的狀況中。
另外，在經(jīng)常大的內(nèi)水壓作用的水路用隧道中，特別是對于鄰接隧道的圓周方向Z的構(gòu)件段間的接頭，如圖7(b)所示的一段接頭，作為構(gòu)件段間的應(yīng)力傳遞機(jī)構(gòu)不能說是合理的接頭，另外，在防水性上也是極不充分的。
本發(fā)明就是為了解決以上的課題而進(jìn)行的，其目的在于提供可作成混凝土部分和鋼材部分的整體化結(jié)構(gòu)和構(gòu)件段間的合理的接頭，特別是作為水路用隧道的襯砌部件的優(yōu)良合成構(gòu)件段。
發(fā)明的公開權(quán)利要求1所述的合成構(gòu)件段，是在由主梁板、接頭板和背面板構(gòu)成的鋼殼內(nèi)，分別配置多個主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋，同時填充混凝土，且在上述接頭板上設(shè)置接頭的合成構(gòu)件段中，其特征是在上述接頭板上設(shè)置固定主鋼筋用的連接部，在該連接部上固定上述主鋼筋的端部，而且上述接頭設(shè)置成二段。
在此，鋼殼，原則上也包括鑄鐵制或球狀石墨鑄鐵制的鑄鋼制，主梁板、接頭板和背面板通過鑄造可形成一個整體，但在鋼制時，也可考慮分別形成主梁板、接頭板和背面板，然后，結(jié)合組裝式的。
另外，在鋼殼內(nèi)配置主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋兩者，但也有省略剪切補(bǔ)強(qiáng)筋僅配置主鋼筋的。另外，作為主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋，均配置圓鋼或異型鋼筋等。
權(quán)利要求2所述的合成構(gòu)件段，是在由主梁板、接頭板和背面板構(gòu)成的鋼殼內(nèi)，分別配置多個主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋，同時填充混凝土，且在上述接頭板上設(shè)置接頭的合成構(gòu)件段中，其特征是在上述鋼殼的內(nèi)側(cè)部突出設(shè)置具有固定用孔的肋條、在上述剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的端部突出設(shè)置固定用的鉤子，同時，上述孔和鉤子結(jié)合，將上述剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的端部固定在上述鋼殼的內(nèi)側(cè)部，而且將上述接頭設(shè)置成二段。
另外，具有固定用孔的肋條，原則上是突出設(shè)置在背面板上，但也可突出設(shè)置在主梁板的內(nèi)側(cè)部上。
權(quán)利要求3所述的合成構(gòu)件段，在權(quán)利要求1或2所述的合成構(gòu)件段中，其特征是作為接頭，設(shè)置由相互結(jié)合的鳩尾槽和尾銷構(gòu)成的接頭。另外，作為此時的接頭，可考慮是緊固螺栓的或陰陽結(jié)合方式的等，對此沒有特別的限制。
附圖的簡單說明

圖1是表示合成構(gòu)件段的一個例子的立體圖。
圖2是表示鋼殼，(a)是其俯視圖，(b)、(c)、(d)分別是(a)的A-A線、B-B線、C-C線斷面圖。
圖3是表示在鋼殼中配置主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的狀態(tài)，(a)是其俯視圖，(b)、(c)、(d)分別是(a)的A-A線、B-B線、C-C線斷面圖。
圖4(a)、(b)都是表示組裝成板狀的主鋼筋和固定板的立體圖、(c)是表示主鋼筋的固定部的分解立體圖、(d)是表示其縱斷面圖。
圖5(a)、(b)都是表示剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的立體圖、(c)是表示剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的固定部的一部分立體圖。
圖6是盾構(gòu)隧道的一部分立體圖。
圖7(a)是表示以往的合成構(gòu)件段的一個例子的一部分破斷立體圖、(b)是表示接頭部的一個例子的縱斷面圖。
1...主梁板、2...接頭板、3...背面板、4...縱肋條、5...橫肋條、6...接頭、7...鳩尾槽、8...尾銷、9...密封部件、10...固定用突起(主鋼筋固定用的連接部)、11...肋條、11a...固定用的孔、12...鋼殼、13...主鋼筋、13a...主鋼筋的端部、14...剪切補(bǔ)強(qiáng)筋、14a...剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的垂直部分、14B...鉤子、15...混凝土、16...固定板、16a...固定用的孔、17...楔子。
X...中立軸、Y...隧道的軸方向、Z...隧道的圓周方向。
發(fā)明的最佳實(shí)施形式圖1～圖6是表示本發(fā)明的合成構(gòu)件段的一個例子，在圖中，分別在隧道的軸方向Y的兩側(cè)部配置主梁板1，在隧道的圓周方向Z的兩端部設(shè)置接頭板2，進(jìn)而在隧道的基底側(cè)設(shè)置背面板3。
另外，分別在兩側(cè)的主梁板1、1間每規(guī)定間隔地設(shè)置多個縱肋條4，在兩端的接頭板2、2間每規(guī)定間隔地設(shè)置多個橫肋條5。
在主梁板1的外側(cè)面部，設(shè)置接頭6，該接頭是在隧道的軸方向Y上鄰接的構(gòu)件段間的接頭，是利用孔內(nèi)錨接的原理，通過在隧道的軸方向?qū)⒁环降慕宇^插入到另一方的接頭中，在組裝構(gòu)件段的同時，可使在隧道的軸方向Y上鄰接的構(gòu)件段具有與螺栓的接頭等同以上的拉伸及剪切強(qiáng)度連接。
另外，在接頭板2的外側(cè)面部，設(shè)置接頭，該接頭是隧道的圓周方向Z上鄰接的構(gòu)件段間的接頭，是由鳩尾槽7和與該鳩尾槽7連接的尾銷8構(gòu)成的楔子方式的接頭，通過在隧道的軸方向Y上插入可將隧道的圓周方向Z上鄰接的各構(gòu)件段，在組裝構(gòu)件段的同時連接在一起。
進(jìn)而，在主梁板1及接頭板2的外側(cè)面部，作為鄰接的構(gòu)件段間的一次防水材料，將密封部件9設(shè)置于接頭的兩側(cè)，且在主梁板1及接頭板2的軸方向Y上連續(xù)(在后述的鋼殼12的圓周方向Z連續(xù))安裝成雙層。
另外，為了防備密封部件9的防水性被破壞的情況，在接頭6和尾銷8等的接頭部件上都采取涂敷或燒結(jié)等的防腐措施。
另外，在接頭板2的上端，作為后述的主鋼筋13的固定用的連接部在隧道的軸方向Y上每規(guī)定間隔，突出設(shè)置多個固定用的突起10。作為突起10的形狀，最一般的是如圖所示的矩形狀的，但沒有特別限制，也可以是圓形狀的。另外，排列也不一定是一列，也可以是多列甚至可交錯地配置。
另外，在背面板3的隧道軸方向Y的兩側(cè)部，作為后述的剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14的固定部，在隧道的圓周方向Z每規(guī)定間隔地突出設(shè)置多個肋條11，在肋條11上形成固定用的孔11a。另外，在橫肋條5的兩端也形成與固定用的孔11a相同的孔5a。
鳩尾槽7和尾銷8都是以所謂的楔形方式連接的，在插入方向形成漸漸成為小徑的形狀，另外，以所謂的中立軸X為界，在其外側(cè)(基底側(cè))和內(nèi)側(cè)(隧道側(cè))上沿隧道的徑向二段地形成，進(jìn)而，由鳩尾槽7和尾銷8構(gòu)成的接頭，在隧道的圓周方向Z的兩端部的接頭板2上沿隧道的軸方向Y形成規(guī)定的長度。
這樣由鳩尾槽7和尾銷8構(gòu)成的接頭，由于以中立軸X為界形成二段，可以適應(yīng)如下的狀態(tài)，即因周圍的土壓在中立軸X的外側(cè)作用拉伸應(yīng)力的外拉伸應(yīng)力狀態(tài)和因內(nèi)水壓在中立軸X的內(nèi)側(cè)作用拉伸應(yīng)力的內(nèi)拉伸應(yīng)力狀態(tài)或總斷面拉伸應(yīng)力狀態(tài)，所以可以說特別是作為水路用隧道的構(gòu)件段間的接頭是極合理的接頭結(jié)構(gòu)。
這樣形成沿著隧道的基底以規(guī)定的曲率弧狀地彎曲的鋼殼12，在該鋼殼12內(nèi)，作為補(bǔ)強(qiáng)筋，分別配置多個主鋼筋13和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14，且填充混凝土15。
另外，鋼殼12，原則上也包括鑄鐵制或球狀石墨鑄鐵制的鑄鋼制，主梁板1、接頭板2和背面板3通過鑄造可形成一個整體，但在鋼制時，也可考慮分別形成主梁板1、接頭板2和背面板3，然后，結(jié)合組裝式的。另外，在鋼殼12的表面上施以腐蝕代用品或防腐蝕涂層等的防腐措施。
在兩端的接頭板2，2間沿著隧道的圓周方向Z配置多個弧狀的主鋼筋13，其兩端部13a通過固定板16分別固定在兩端的接頭板2上。另外，主鋼筋13根據(jù)需要也可在隧道的圓周方向Z上用數(shù)根鋼筋重疊連接使其連續(xù)。
固定板16是在隧道的軸方向Y上連續(xù)地形成細(xì)帶板狀，在偏向一側(cè)，對應(yīng)于突起10的間隔，且在隧道的軸方向Y每規(guī)定間隔地形成與突起10可結(jié)合的孔16a。另外，在靠近相反側(cè)，通過焊接分別連接各主鋼筋13的端部13a。
進(jìn)而，多個主鋼筋13和固定板16，如圖4(a)，(b)所示，預(yù)先組裝成相當(dāng)于鋼殼12的平面形狀的大小的屏板狀，特別是在尺寸大型化時，根據(jù)需要，如圖4(b)所示，在隧道的軸方向Y組裝成2部分乃至3部分。
組裝成這樣的屏板狀的多個主鋼筋13和固定板16配置在鋼殼12內(nèi)，且將固定板16的孔16a和突起10連接固定在鋼殼12內(nèi)。此時，由于是預(yù)先將多個主鋼筋13和固定板16組裝成屏板狀，所以可極其有效地進(jìn)行多個主鋼筋的配筋操作。
另外，由于在突起10和孔16a間存在間隙而有松動時，根據(jù)需要，如圖4(d)所示，在孔16a中插入楔子17。
剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14，如圖5(a)，(b)所示，是在背面板3側(cè)(基底側(cè))通過彎曲加工成コ字狀的門形狀而形成的，且在垂直部分14a，14a的下端部分別形成在隧道的圓周方向Z突出的鉤子14b，14b。另外，兩側(cè)的垂直部分14a，14a根據(jù)需要，如圖5(b)所示，向內(nèi)側(cè)稍微彎曲。這樣，可以進(jìn)而提高主鋼筋13及混凝土15的約束力。
另外，這樣形成的多個剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14，如圖5(c)所示，在兩側(cè)的主梁板1，1間抱緊多個主鋼筋13，在隧道的圓周方向Z每規(guī)定間隔地進(jìn)行配置，且將兩端的鉤子14b插入到肋條11的固定孔11a或橫肋條5的固定孔5a進(jìn)行固定。
這樣，多個主鋼筋13的兩端固定在兩端的接頭板2上，且剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14的兩端固定在背面板3的底部，鋼殼12和多個主鋼筋13及剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14可成為完全的整體化，因此，主鋼筋13及剪切補(bǔ)強(qiáng)筋14不僅是作為混凝土15的防裂紋的材料，而且可認(rèn)為是與鋼殼12等同地作為合成構(gòu)件段的構(gòu)造材料。另外，鋼殼12通過將背面板形成波形狀(波紋狀)，不僅在構(gòu)件段的兩端部而且在中央部也具有多個主梁，另外，在鋼殼12內(nèi)作為剪切補(bǔ)強(qiáng)材料即使設(shè)置多個縱肋條也是可對應(yīng)的。另外，作為將主鋼筋13的端部13a固定在鋼殼12的接頭板2的方法，也可以是在接頭板2的內(nèi)側(cè)突出設(shè)置作為主鋼筋固定用的連接部的筒狀的固定部(圖省略)，另一方面，在主鋼筋13的端部13a上設(shè)置可以插入到固定部的L字狀的鉤子(圖省略)，將該鉤子插入到上述固定部的方法。此時的主鋼筋的固定部按照主鋼筋13的配筋間隔在隧道的軸方向Y上每隔規(guī)定間隔地形成。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明如以上所說明的，特別是由于在鋼殼的接頭板上設(shè)置主鋼筋固定用的連接部，在連接部固定主鋼筋的端部，另外，在上述的鋼殼的內(nèi)側(cè)部突出設(shè)置帶有固定孔的的肋部，和在剪切補(bǔ)強(qiáng)肋條的端部設(shè)置固定用的鉤，同時，上述孔和鉤結(jié)合后上述剪切增補(bǔ)強(qiáng)肋條的端部固定在上述鋼殼的內(nèi)側(cè)部，所以鋼殼和多個主肋條及剪切增強(qiáng)肋條可以完全地形成一體，用此方法，主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)肋條一起，不僅是可以起到防止混凝土的裂紋的材料，而且可認(rèn)為是與鋼殼同等地作為合成構(gòu)件段的構(gòu)成材料。
另外，作為隧道的圓周方向Z相接的構(gòu)件段的接頭，由于通過將由鳩尾槽和尾銷構(gòu)成的接頭是采用二段地配置的結(jié)構(gòu)，由此可以對應(yīng)于外拉伸張力應(yīng)力狀態(tài)和、內(nèi)拉伸張力應(yīng)力狀態(tài)，所以，作為水路用隧道的襯砌部件是適宜的。
權(quán)利要求
1.一種合成構(gòu)件段，在由主梁板、接頭板和背面板構(gòu)成的鋼殼內(nèi)，分別配置多個主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋，同時填充混凝土，且在上述接頭板上設(shè)置接頭的合成構(gòu)件段中，其特征是在上述接頭板上設(shè)置固定主鋼筋用的連接部，在該連接部上固定上述主鋼筋的端部，而且上述接頭設(shè)置成二段。
2.一種合成構(gòu)件段，在由主梁板、接頭板和背面板構(gòu)成的鋼殼內(nèi)，分別配置多個主鋼筋和剪切補(bǔ)強(qiáng)筋，同時填充混凝土，且在上述接頭板上設(shè)置接頭的合成構(gòu)件段中，其特征是在上述鋼殼的內(nèi)側(cè)部突出設(shè)置具有固定用孔的肋條、在上述剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的端部突出設(shè)置固定用的鉤子，同時，上述孔和鉤子結(jié)合，將上述剪切補(bǔ)強(qiáng)筋的端部固定在上述鋼殼的內(nèi)側(cè)部，而且將上述接頭設(shè)置成二段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成構(gòu)件段，其特征是作為接頭，設(shè)置由相互結(jié)合的鳩尾槽和尾銷構(gòu)成的接頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合成構(gòu)件段，該合成構(gòu)件段可使混凝土部分和鋼材部分的一體化結(jié)構(gòu)和構(gòu)件段間合理連接，特別是作為水路用的隧道的襯砌材料是優(yōu)良的。在由主梁板(1)、接頭板(2)和背面板(3)構(gòu)成的鋼殼(12)內(nèi)，分別配置多個主鋼筋(13)和剪切鋼筋(14)，同時填充混凝土(15)。在接頭板(2)上，二段地設(shè)置由鳩尾槽(7)和尾銷(8)構(gòu)成的接頭。且在接頭板(2)上突出設(shè)置固定用突起(10)，在主鋼筋(13)的端部突出設(shè)置具有固定孔(16a)的固定板(16)。通過固定用突起(10)和固定孔(16a)的結(jié)合將主鋼筋(13)的端部(13a)固定在接頭板(2)上。
文檔編號E21D11/04GK1469966SQ01817279
公開日2004年1月21日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月13日
發(fā)明者佐藤宏志, 渡辺崇志, 向野勝彥, 安井隆文, 辻本和則, 原廣, 滝本邦彥, 古市耕輔, 吉田健太郎, 鈴木義信, 早川康之, 之, 信, 則, 太郎, 彥, 志, 文, 輔 申請人:株式會社久保田, 鹿島建設(shè)株式會社