Ring cable insertion device for shield segment
专利汇可以提供Ring cable insertion device for shield segment专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To contrive the small size, energy saving and automation of an insertion device by axially detachably mounting a hollow hydraulic jack or the like on the inside wall of a tunnel, and easily inserting PC steel material of even high rigidity in the circumferential direction.
SOLUTION: A ring cable insertion device 10 for inserting a PC cable for introducing prestress in the circumferential direction of a precast concrete segment for tunnel lining is attached through a bracket 18 or the like to a segment wall face. The insertion device 10 is composed of a hollow hydraulic jack 11, a guide pipe 30, a chuck 14 and the like, and the PC cable 40 inserted in the inside is introduced in a segment insertion hole by the guide pipe 30. The PC cable cut into the equivalent length of one circumference of a segment ring is inserted by the jack 11 to easily insert even the PC cable of large rigidity into a small diameter tunnel. After insertion, prestress is introduced by the known method. Thereby the efficiency of tunnel construction can be improved.
COPYRIGHT: (C)2000,JPO，下面是Ring cable insertion device for shield segment专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル覆工用プレキャストコンクリートセグメントの円周方向にプレストレスを導入するためのＰＣケーブルを挿入する場合に使用するシールドセグメントのリングケーブル挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、道路・鉄道などの山岳トンネルでは、トンネル覆工として掘削トンネルの内部に支保工を組み場所打ちコンクリートで巻き立てる方法が取られてきたが、近年、トンネル軸方向に輪切りし、更に円周方向に分割した曲面パネル状のセグメントを、トンネル掘削に引き続いて組み立て、円形断面を形成し、パネル外側と掘削地山との間に裏込めのコンクリートを充填して、トンネルを掘進する方法が行われている。 この方法は支保工を必要としないことや、高度な機械化による全断面掘削が可能となることなど利点が多く一般的な方法となっている。 この利点を生かして、山岳に限らず、都市の上下水道、地下鉄、地下道、電気、ガス、またはそれらの複合トンネルの構築にこのような工法が採用されている。
【０００３】この技術は、長手方向に１．０〜３．０ｍ
に輪切りにし、更に円周方向に複数分割したセグメントを用い、シールド掘削機後方で自動組立機（エレクタ）
を使用してセグメントをリング状に組立て、接続前進する技術である。 このセグメントの自動組立機は完全自動化されており、非常に効率的にトンネルを構築することが可能となった。
【０００４】ここに用いられるセグメントには、鋼製、
鋼殻コンクリート製、プレキャストコンクリート製などがあり、またその形状も単に矩形の曲面パネルから、変形多角形の曲面パネルなど種々工夫されたものが用いられている。
【０００５】このセグメントで形成したリングは単に円筒状空間を確保するだけでなく、トンネルに作用する外力、例えば土圧や、不同沈下による曲げモーメント、また用途によっては内圧などに対して抵抗することや止水性を確保することが要求される。
【０００６】従来、セグメント同士の接続は、隣接接合面をボルトで縫い付けたり、接続用金具、ＰＣ鋼棒、またはそれらの組み合わせなどによって行われている。 ボルトや金具で接続したものは、トンネル軸方向及び円周方向の力の伝達の連続性が弱いなどの問題がある。 特に水管トンネルのように内圧による周張力が発生する場合には、円周方向にＰＣケーブルを挿入し、プレストレスを付与して周張力に抵抗させることも行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この円周方向ケーブルの挿入は、トンネルの半径が小さいことと、ＰＣ鋼材の剛性が大きいことなどから挿入時の摩擦抵抗が大きく、
挿入に困難性があるという問題があった。
【０００８】本発明はトンネルの掘削及び排土、セグメントの搬入・組立などの作業に支障を生ずることなく、
これらの作業空間を十分に確保することができるように、装置がコンパクトで、比較的太径のＰＣストランドでも短時間で円滑に挿入可能で且つ自動化と省力化を図ることが可能な装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、構築済みトンネルの内壁に沿って設けたスライド架台と、スライド架台に取付けられ緊張線材を挿通して長手方向に送る中空形油圧ジャッキと、緊張線材を挿通しセグメントの緊張線材挿入孔にのぞむガイド管とから成ることを特徴とするシールドセグメントのリングケーブル挿入装置である。
【００１０】本発明の装置は、構築済みトンネル内の側壁に複数の固定金具をトンネル軸方向に並べて取付け、
固定金具間に亘ってスライド架台を装架し、このスライド架台上に中空形油圧ジャッキを装着している。 中空形油圧ジャッキ内を貫通して緊張線材を挿通し、ラムを伸縮して中空ジャッキで緊張線材を長手方向に送りガイド管と通して緊張線材をセグメントの円周方向緊張線材挿通孔に挿入する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１２】図２は、本発明のリングケーブル挿入装置１０を使用するシールドセグメント１００を用いたシールドトンネルの説明概念図である。
【００１３】地上から縦坑５０を開削し、地上５１からその縦坑５０内に掘削機やエレクタを装入し、トンネル掘進とセグメントを組立を繰り返しながら地山５２を掘削しトンネルを掘進方向５３の方向に延伸する。 ここでは、トンネル掘削機、排土手段、セグメントエレクタなどは公知のものを使用すればよいので、図示、説明は省略する。
【００１４】本発明のリングケーブル挿入装置１０は、
トンネル断面内のセグメント１００の側壁に工程の進行にあわせ移動可能に取付け、地上においた線材コイル架台６０から緊張線材４０を供給し、セグメント１００の円周方向装通孔１１０に挿入する。
【００１５】図１はトンネルの断面図で、本発明のリングケーブル挿入装置１０は、コンパクトにトンネル内壁に沿って構成されているので、トンネルの掘削、廃土及びセグメントの搬入などの並行作業に支障を及ぼすことは少ない。
【００１６】緊張線材４０の挿入はリング一周分づつとし、ガイド管３０を通ってガイド管接続部３１からセグメントの挿入孔３３に矢印３２で示すように推進挿入される。 例えばトンネルの底部に設けた挿入孔３３から円周方向挿通孔１１０内に挿入し、対向する反対側３４から緊張線材４０の先端がでてきたら所定の緊張作業余長を確保し切断して公知の方法でプレストレスを導入する。
【００１７】図３はリングケーブル挿入装置１０の側面図で、セグメント壁面に取り付けたブラケット（固定金具）１８、ブラケット間に装架したスライドビーム１７
からなるスライド架台１６、スライドビーム１７に装着した中空形油圧ジャッキ（シリンダ）１１、ラム１３の先端に固着した線材を掴持するチャック１４、セグメントの線材挿通孔に線材をガイドするガイド管３０から構成される。 １２は油圧ホースである。 矢印１５は進行方向である。
【００１８】緊張線材４０はチャック１４によって掴持され、中空形油圧シリンダ１１内の中空孔、ガイド管３
０内を貫通してセグメントの線材挿通孔３３（図１参照）までガイドされるので、可撓性のある線材の座屈やあばれを拘束することができ、円滑に円周方向挿通孔１
１０内に挿入することができる。
【００１９】一円周分の緊張線材の挿入には、数回のジャッキストロークの盛替えが必要となるので、図示省略してあるが電動油圧ポンプに公知のシーケンサを組み込むことによって、自動的にかつ連続的に挿入が可能となっている。
【００２０】図４〜図６は本発明装置で図４は使用する中空形油圧ジャッキ１１の断面図で、油圧ジャッキ１１
は緊張線材の引込みに先立ちラム１３を最大ストロークまで伸張し、緊張線材４０をチャックで掴持し、ラム１
３を引込む（短縮する）ことによって緊張線材４０を前方に送る構造となっている。
【００２１】図５はチャック１４の緊張線材引込み時（ラム短縮時）の詳細図で、ラム１３の先端にチャックケース１４１が取り付けられ、その内部にスリーブ１４
２がコマ１４５で前後に動かないように内装され、更にスリーブ１４２内には緊張線材４０を囲んでウエッジ（くさび）１４３が内装されている。 ウエッジ１４３の頭部はスプリング１４４によって付勢され、緊張線材４
０を掴時している。 この時チャック１４は緊張線材４０
と同じ方向（矢印１４６）に移動する。
【００２２】これは、ウエッジ１４３が文字通り楔形をしていることによる作用で、ウエッジ１４３の内面と緊張線材４０の表面の摩擦をスプリング１４４の付勢力で介助することで得られる。
【００２３】図６は緊張線材４０をリリースし、ラム１
３を最大ストロークまで伸張するときの詳細図である。
図６では、盛替えのためにラム１３を伸張する場合で、
ウエッジ１４３の付勢が解かれウエッジ１４３は緊張線材４０を掴時することはなく緊張線材４０の表面を滑りながらラム１３の伸張にあわせチャック１４が矢印１４
７の方向に移動する。
【００２４】図７は、図２のＡ−Ａ矢視図でスライド架台１６の正面図である。 セグメントの側壁に取付ボルト２１によって取り付けられたブラケット１８にスライドビーム１７がトンネル軸方向にコロ台２０を介して走行可能に載置され、セグメント組立に進行に伴い前進可能となっている。 当該セグメントの緊張線材引込み時は反力ボルト１９によってスライドビーム１７を固定する。
【００２５】図８は、図２のＢ−Ｂ矢視図でコイル架台から繰り出される緊張線材４０をガイドするガイドローラ４１の断面図である。 ガイドローラ４１はセグメント１００にボルト４３で取付けられた取付台４２、取付板４４にボルト４６により回転自在に取付けられている。
４５は線材外れ防止板である。
【００２６】図９、図１０は２本の円周方向挿通孔１１
０を備えたセグメント１００に緊張線材４０を挿通するため、手前側の第１の挿通孔１１０ａに挿通する時（図９）と、第２の挿通孔１１０ｂに挿通する時（図１０）
に時油圧シリンダ１１の位置を移動しないでも済むように、ガイド管３０をテレスコーピック構造にして対応していることを示している。 これは１セグメントあたりの円周ケーブルの本数が増減しても、その都度油圧シリンダ１１の段取替えの必要がなく、手数を省き短時間で挿通することを可能にしている。
【００２７】本発明のリングケーブル挿入装置１０では、中空形油圧ジャッキ１１を通常の使用方法と逆にラム１３の短縮時に荷重を作用させラム１３には主として引張荷重を負担させる構造としたことによって、細長なジャッキとすることができる。 また、可撓性のある緊張線材４０を押込む時の線材４０の座屈やあばれを油圧ジャッキ１１の中空孔とガイド管３０によって拘束し、円滑にセグメントの円周ケーブル孔に挿通することができるものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明の挿入装置によれば、セグメントの円周方向にプレストレスを導入する緊張線材の挿入が、油圧ジャッキを使用した構成によって、装置がコンパクトで自動的に連続挿入が可能となり、トンネルの掘削やセグメントの搬入と並行作業が可能となり、トンネル構築の工程的にも効果が多大である。
【図１】本発明の実施例を示すトンネルの断面図である。
【図２】シールドトンネルを説明する縦断面図である。
【図３】実施例の側面図である。
【図４】中空形油圧シリンダの断面図である。
【図５】チャックの作動説明図である。
【図６】チャックの作動説明図である。
【図７】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図８】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】緊張線材挿入工程の説明図である。
【図１０】緊張線材挿入工程の説明図である。
１０ リングケーブル挿入装置 １１ 中空形油圧ジャッキ １２ 油圧ホース １３ ラム １４ チャック １５ 矢印 １６ スライド架台 １７ スライドビーム １８ ブラケット １９ 反力ボルト ２０ コロ台 ２１ 取付ボルト ３０ ガイド管 ３１ ガイド管接続部 ３２ 矢印 ３３ 挿入孔 ３４ 対向する反対側 ４０ 緊張線材 ４１ ガイドローラ ４２ 取付台 ４３ ボルト ４４ 取付板 ４５ 外れ防止板 ４６ ボルト ５０ 縦坑 ５１ 地上 ５２ 地山 ５３ 掘進方向 ６０ 線材コイル架台 １００ シールドセグメント １１０ 円周方向挿通孔
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