JP2003172095A - セグメントの結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルト締結作業をなくすために継手箱抜き部
のないセグメントの結合装置を提供するとともに、製作
精度に拘わらず確実な結合強度を得る。 【解決手段】 一方のセグメント１０ｃの結合端面１１
ｃに雄継手１３を突設し、他方のセグメント１０ｄの結
合端面１２ｄに挿入孔１４を開穿して雌継手１５を形成
する。雄継手１３には基端部側よりも先端部側が上下方
向に拡大された膨拡部１７が設けられ、雌継手１５には
該膨拡部１７が挿入される間隙を有して梁１８，１８が
上下に対峙して設けられている。雄継手１３の膨拡部１
７を挿入孔１４に挿入して一方のセグメント１０ｃを後
方に移動すれば、膨拡部１７が上下の梁１８，１８に噛
みあって雄継手１３と雌継手１５が係合し、双方のセグ
メント１０ｃ，１０ｄが結合される。この場合、一方の
セグメント１０ｃの結合端面１１ｃと雌継手１５の梁１
８との間に存在する間隙部２３は、結合面間が製作誤差
等により正規寸法より小さい場合に於いても梁１８の変
形部分の収納空間の機能を果たすので、結合に支障を生
じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセグメントの結合装
置に関するものであり、特に、トンネルの周囲方向に隣
接するセグメント同士を結合する場合に、継手箱抜き部
を設けずに且つボルトの締結作業をなくしたセグメント
の結合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
此種セグメントの結合装置は、双方のセグメントの結合
端面部分に夫々ボルト孔が開穿された継手箱抜き部（コ
ンクリート空打ち部）を設けておき、一方の継手箱抜き
部から他方の継手箱抜き部へボルトを挿通し、該ボルト
にナットを締結して双方のセグメントを結合していた。

【０００３】近年シールド工法によって築造されるトン
ネルを１次覆工（セグメントによって構築される覆工）
だけで供用する場合は、前記継手箱抜き部を有するセグ
メントは、１次覆工後に継手箱抜き部にモルタル等を充
填して耐久性を確保する必要がある。このモルタル等の
充填は１次覆工後の追加工程であり、これに関する材料
費及び工費は大きいものであるため、このモルタル等の
充填工程を省略できれば大きな経済的効果が得られる。

【０００４】前記継手箱抜き部のないセグメントの結合
装置としては、例えば特開昭５０−１１８５３９号公報
記載のものが知られている。これは、トンネルの周囲方
向に隣接する一方のセグメントの結合端面に、鉄道レー
ルのようなウエブを有する雄継手を突設するとともに、
他方のセグメントの結合端面に前記雄継手が挿入される
挿入孔を開穿し、該挿入孔の後部にウエブ嵌合用の孔を
連接して雌継手が形成されている。そして、前記一方の
セグメントの雄継手を他方のセグメントの挿入孔に挿入
し、該一方のセグメントを後方に移動して雄継手のウエ
ブを雌継手の孔に嵌合させ、双方のセグメントを結合す
るものである。しかし、前記雄継手を雌継手の孔に嵌合
する際に寸法誤差によるがたが生じ易く、セグメントの
結合強度にばらつきがある。

【０００５】そこで、ボルト締結作業をなくすために継
手箱抜き部のないセグメントの結合装置を提供するとと
もに、製作精度に拘わらず確実な結合強度を得るために
解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は
この課題を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、トンネルの周囲方向
に隣接する一方のセグメントの結合端面に雄継手を突設
するとともに、他方のセグメントの結合端面に挿入孔を
開穿して雌継手を形成し、前記一方のセグメントの雄継
手を他方のセグメントの挿入孔に挿入し、該一方のセグ
メントを後方に移動して雄継手を雌継手に嵌合するセグ
メントの結合装置に於いて、前記雄継手は、前後方向に
長いウエブと、該ウエブの先端に固設され該ウエブと略
同じ長さで且つ上下方向に拡大された膨拡部を備え、該
膨拡部は基端部側よりも先端部側が上下方向に拡大され
ており、一方、前記雌継手は前記挿入孔に連接して設け
られ、前記ウエブが挿入される間隙を有して前記ウエブ
と略同じ長さで且つ上下に対峙して設けられた梁を備
え、該上下の梁間に前記雄継手の膨拡部が挿入されるべ
く、該上下の梁の間隙は前記膨拡部に対応して外部側よ
りも内部側が上下方向に拡大されており、更に、前記雄
継手の膨拡部並びに雌継手の梁は、夫々上下方向の高さ
が同一である平面部を有しているセグメントの結合装
置、及び、トンネルの周囲方向に隣接する一方のセグメ
ントの結合端面に雄継手を突設するとともに、他方のセ
グメントの結合端面に挿入孔を開穿して雌継手を形成
し、前記一方のセグメントの雄継手を他方のセグメント
の挿入孔に挿入し、該一方のセグメントを後方に移動し
て雄継手を雌継手に嵌合するセグメントの結合装置に於
いて、前記雄継手は、前後方向に長いウエブと、該ウエ
ブの先端に固設され該ウエブと略同じ長さで且つ上下方
向に拡大された膨拡部を備え、該膨拡部の上下方向の高
さは基端部側から先端部側に向かって漸増するテーパー
状に形成され、一方、前記雌継手は前記挿入孔に連接し
て設けられ、前記ウエブが挿入される間隙を有して前記
ウエブと略同じ長さで且つ上下に対峙して設けられた梁
を備え、該上下の梁間に前記雄継手の膨拡部が挿入され
るべく、該上下の梁の間隙は前記膨拡部に対応して外部
側から内部側に向かって漸増するテーパー状に形成され
たセグメントの結合装置、及び、上記雄継手の膨拡部の
先端部側並びに雌継手の梁の外部側には、夫々上下方向
の高さが同一である平面部が設けられ、前記雄継手膨拡
部の平面部は後方に向けて幅狭となるテーパー状に形成
されるとともに、前記雌継手梁の平面部は後方に向けて
幅広となるテーパー状に形成され、上記雄継手を上記挿
入孔に挿入して一方のセグメントを後方に移動したとき
に、上記雌継手の上下の梁間に上記雄継手のウエブが進
入して噛み合わせの初期段階では前記膨拡部と前記梁と
が緩やかに接触し、更に、一方のセグメントの後方移動
に伴って噛み合わせが深く進むと、前記膨拡部と前記梁
との隙間が減少若しくは解消するように構成されたセグ
メントの結合装置、及び、トンネルの周囲方向に隣接す
る一方のセグメントの結合端面に雄継手を突設するとと
もに、他方のセグメントの結合端面に挿入孔を開穿して
雌継手を形成し、前記一方のセグメントの雄継手を他方
のセグメントの挿入孔に挿入し、該一方のセグメントを
後方に移動して雄継手を雌継手に嵌合するセグメントの
結合装置に於いて、前記雄継手は、前後方向に長いウエ
ブと、該ウエブの先端に固設され該ウエブと略同じ長さ
で且つ上下方向に拡大された第１の膨拡部と、該第１の
膨拡部の外側に固設され該第１の膨拡部と略同じ長さで
且つ更に上下方向に拡大された第２の膨拡部とからなる
２つの連接された膨拡部を備え、一方、前記雌継手は前
記挿入孔に連接して設けられ、前記ウエブが挿入される
間隙を有して前記ウエブと略同じ長さで且つ上下に対峙
して設けられた第１の梁と、該第１の梁の内側に前記第
１の膨拡部が挿入される間隙を有して前記第１の梁と略
同じ長さで且つ上下に対峙して設けられた第２の梁と、
更に、該第２の梁の内側に前記第２の膨拡部が挿入され
る間隙を有して前記第２の梁と略同じ長さで且つ上下に
対峙して設けられた第３の梁とからなる３つの連接され
た梁を備えたセグメントの結合装置、及び、少なくとも
上記雄継手の第１の膨拡部及び上記雌継手の第１の梁に
は夫々上下方向の高さが同一である平面部が設けられ、
該第１の膨拡部の平面部は後方に向けて幅狭となるテー
パー状に形成され、第１の梁の平面部は後方に向けて幅
広となるテーパー状に形成され、上記雄継手を上記挿入
孔に挿入して一方のセグメントを後方に移動したとき
に、上記雌継手の上下の梁間に上記雄継手のウエブが進
入して、噛み合わせの初期段階では前記膨拡部と前記梁
の内面部とが緩やかに接触し、更に、一方のセグメント
の後方移動に伴って噛み合わせが深く進むと、前記膨拡
部と前記梁との隙間が減少若しくは解消するように構成
されたセグメントの結合装置、及び、上記雌継手の第１
の梁は、第２の梁及び第３の梁と比較して極めて幅狭に
形成されたセグメントの結合装置、及び、上記雌継手の
内側に溝型鋼を固設して、雄継手を嵌合する空間が形成
されたセグメントの結合装置、及び、上記他方のセグメ
ントの結合端面内側には、上記挿入孔の内面を被蔽する
箱型の鋼板を固設するとともに、上記雌継手の前端部及
び後端部に夫々前記結合端面と直角に補強板を固設し、
且つ、前端部の補強板には上記挿入孔に挿入された雄継
手が雌継手に嵌合できるように切欠部が開穿されたセグ
メントの結合装置、及び、上記一方のセグメントの結合
端面と他方のセグメントの結合端面とを当接させたとき
に、一方のセグメントの結合端面と他方のセグメントの
梁との間に間隙を有するように形成されたセグメントの
結合装置を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１はトンネルの周囲方向に組み
立てられた各セグメント１０ａ乃至１０ｇを示し、図２
はその一つであるセグメント１０ｃを示している。該セ
グメント１０ｃの一方の結合端面１１ｃに雄継手１３を
突設するとともに、他方の結合端面１２ｃに挿入孔１４
を開穿して雌継手１５を形成してある。

【０００８】図３は該セグメント１０ｃの一方の結合端
面１１ｃと隣接するセグメント１０ｄの他方の結合端面
１２ｄとを示し、図４は雄継手１３と雌継手１５の斜視
図である。尚、説明の都合上、本来は対峙している双方
の結合端面１１ｃと１２ｄとを図３に於いては展開した
状態に示している。而して、図３及び図４にて紙面の手
前側を前方向、紙面の奥側を後方向とし、且つ、紙面の
上側を上方向、紙面の下側を下方向とすれば、前記雄継
手１３は前後方向に長いウエブ１６と、該ウエブ１６の
先端に固設され該ウエブ１６と略同じ長さで且つ上下方
向に拡大された膨拡部１７を備えている。該膨拡部１７
は基端部１７ａ側よりも先端部１７ｂ側が上下方向に拡
大されており、本実施の形態では、該膨拡部１７の上下
方向の高さは基端部１７ａ側（結合端面１１ｃに近い
側）から先端部１７ｂ側に向かって漸増するテーパー状
に形成されている。

【０００９】一方、前記雌継手１５は前記挿入孔１４に
連接して設けられ、前記ウエブ１６が挿入される間隙を
有して、前記ウエブ１６と略同じ長さで且つ上下に対峙
して設けられた梁１８，１８を備えている。そして、該
上下の梁１８，１８間に前記雄継手１３の膨拡部１７が
挿入されるべく、該上下の梁１８，１８の間隙は前記膨
拡部１７に対応して外部１８ａ側（結合端面１２ｄに近
い側）よりも内部１８ｂ側が上下方向に拡大されてお
り、本実施の形態では、該上下の梁１８，１８の間隙は
外部１８ａ側から内部１８ｂ側に向かって漸増するテー
パー状に形成されている。

【００１０】尚、コンクリートを打設してセグメントを
形成する際に、雄継手１３及び雌継手１５を所定位置に
固定するために、前記雄継手１３のウエブ１６の上下
面、並びに、前記雌継手１５の梁１８，１８の内側面に
夫々アンカー部材１９，１９…を固設してある。また、
前記雌継手１５の内側に溝型鋼２０を固設し、コンクリ
ートを打設する際に、コンクリートの進入を防止して雄
継手１３を嵌合する空間を確保するとともに、機械的強
度の向上を図っている。

【００１１】ここで、前記雄継手１３の膨拡部１７の先
端部１７ｂ側には上下方向の高さが同一である平面部２
１が設けられ、該平面部２１は前側と後側とで同一高さ
を保持しつつ後方に向けて幅狭となるテーパー状に形成
されている。また、膨拡部１７の内部側から外部側への
テーパーは前側と後側の勾配が同一であり、前側端面の
面積よりも後側端面の面積が小となっている。これに対
して、前記雌継手１５の梁１８の外部１８ａ側には上下
方向の高さが同一である平面部２２が設けられ、該平面
部２２は前側と後側とで同一高さを保持しつつ後方に向
けて幅広となるテーパー状に形成されている。また、梁
１８の外部側から内部側へのテーパーは前側と後側の勾
配が同一であり、前側端面の面積よりも後側端面の面積
が大となっている。また、該雌継手１５の平面部２２，
２２間の寸法（隙間）は、前記雄継手１３のウエブ１６
の厚み（上下方向の寸法）よりもやや大に形成される。

【００１２】従って、図５乃至図８に示すように、セグ
メント１０ｃとセグメント１０ｄとを結合する際に、前
記雄継手１３を挿入孔１４に挿入して一方のセグメント
１０ｃを後方に移動したときに、前記雌継手１５の上下
の梁１８，１８間に前記雄継手１５のウエブ１６が進入
して噛み合わせの初期段階では前記膨拡部１７と梁１
８，１８とが緩やかに接触し、該セグメント１０ｃの後
方移動に伴って噛み合わせが深く進むと、前記膨拡部１
７と梁１８，１８との隙間が減少若しくは解消するよう
に構成されている。

【００１３】図９に示すように、一方のセグメント１０
ｃの結合端面１１ｃと他方のセグメント１０ｄの結合端
面１２ｄとが密着して結合したときに、前記雄継手１３
の膨拡部１７のテーパーと前記雌継手１５の梁１８のテ
ーパーとでは勾配が異なって形成されているため、前記
雄継手１３は膨拡部１７の基端部１７ａのみが雌継手１
５と当接し、前記雌継手１５は梁１８の外部１８ａのみ
が雄継手１３と当接している。即ち、セグメント１０ｃ
の雄継手１３の寸法精度と、セグメント１０ｄの雌継手
１５の寸法精度とが正確に整合している場合は、前記雄
継手１３の膨拡部の基端部１７ａと前記雌継手１５の梁
の外部１８ａのみが当接し、それ以外の部分では隙間が
あり、該隙間は雄継手１３の膨拡部の先端部１７ｂと雌
継手１５の梁の内部１８ｂに向かって拡大した状態とな
っている。この状態で、雄継手１３の膨拡部の先端部１
７ｂと雌継手１５の梁の内部１８ｂとの間隙をδ１とす
る。

【００１４】尚、前記一方のセグメント１０ｃの結合端
面１１ｃと雌継手１５の梁１８との間には間隙部２３が
設けられており、後述するように、前記雄継手１３の膨
拡部の基端部１７ａと前記雌継手１５の梁の外部１８ａ
が相互に圧接されたときに、梁の外部１８ａ及び平面部
２２の周辺が外側へ曲げ変形するように形成されてい
る。この場合、前記間隙部２３は、梁１８が変形を生じ
て外側へ変形した部分の収まり空間であるので、梁１８
の変形を妨げない機能を果たす。また、符号２４はシー
ル部材である。

【００１５】図１０は、前記雄継手１３の膨拡部１７の
基端部１７aから先端部１７ｂにかけての傾斜面と、雌
継手１５の梁１８の外部１８ａから内部１８ｂにかけて
の傾斜面との距離、即ち、前記雄継手１３と雌継手１５
間の距離が設計寸法よりも狭い場合の結合状態を示し、
前記雄継手１３を挿入孔１４に挿入して一方のセグメン
ト１０ｃを後方に移動したときに、前記雌継手１５の上
下の梁１８，１８間に前記雄継手１３のウエブ１６が進
入して前記膨拡部１７と梁１８，１８とが接触する。該
セグメント１０ｃの後方移動に伴って、前記雄継手１３
の膨拡部の基端部１７ａと前記雌継手１５の梁の外部１
８ａが相互に強く圧接されるため、梁１８の外部１８ａ
及び平面部２２の周辺に曲げ変形が生じて外側へ屈曲す
る。この場合、前記間隙部２３は、梁１８が変形を生じ
て外側へ屈曲した部分の収まり空間であるので、梁１８
の変形を妨げない機能を果たす。もし、この間隙部２３
がなければ、梁１８の変形が妨げられ、雄継手１３と雌
継手１５との結合に支障を来たす。また、前記雄継手１
３と雌継手１５間の距離の寸法誤差が前記δ１の１／２
程度であれば、前記梁１８の曲げ抵抗性も比較的小さい
ため、セグメント１０ｃの後方移動の押圧力も過大とは
ならず、結合作業に支障を来たすことはない。

【００１６】図１１は前記雄継手１３と雌継手１５間の
距離が設計寸法よりもδ１以内で目開きした場合の結合
状態を示し、例えば一方のセグメント１０ｃの結合端面
１１ｃと他方のセグメント１０ｄの結合端面１２ｄとの
間に異物２５が介在した場合は、前記雄継手１３の膨拡
部の基端部１７ａと前記雌継手１５の梁の外部１８ａが
相互に圧接されるため、梁１８の外部１８ａ及び平面部
２２の周辺に曲げ変形が生じて外側へ屈曲する。この場
合、前記間隙部２３は、梁１８が変形を生じて外側へ屈
曲した部分の収まり空間であるので、梁１８の変形を妨
げない機能を果たす。また、この異物２５の大きさが前
記δ１の１／２程度であれば、前記梁１８の曲げ抵抗性
も比較的小さいため、セグメント１０ｃの後方移動の押
圧力も過大とはならず、結合作業に支障を来たすことは
ない。

【００１７】図１２は前記雄継手１３と雌継手１５間の
距離が設計寸法よりδ１まで目開きした場合の結合状態
を示し、例えばトンネルに作用する土圧や水圧等により
発生する外荷重が作用した場合は、前記雌継手１５の梁
の外部１８ａに外荷重による大きな曲げモーメントが作
用するため、梁１８の外部１８ａ及び平面部２２の周辺
に曲げ変形が生じて外側へ大きく屈曲する。この場合、
前記間隙部２３は、梁１８が変形を生じて外側へ屈曲し
た部分の収まり空間であるので、梁１８の変形を妨げな
い機能を果たす。そして、前記雄継手１３の膨拡部の基
端部１７ａから先端部１７ｂに亙っての全面部と、前記
雌継手１５の梁の外部１８ａから内部１８ｂに亙っての
全面部とが略均等に密着した状態となる。

【００１８】図１３乃至図１８は他の実施の形態を示
し、前述した雄継手１３及び雌継手１５と共通する部材
については、同一符号を付してその説明を省略するもの
とする。前記セグメント１０ｃの一方の結合端面１１ｃ
に突設された雄継手３０は前後方向に長いウエブ１６
と、該ウエブ１６の先端に固設され該ウエブ１６と略同
じ長さで且つ上下方向に拡大された第１の膨拡部３１
と、該第１の膨拡部３１の外側に固設され該第１の膨拡
部３１と略同じ長さで且つ更に上下方向に拡大された第
２の膨拡部３２とからなる２つの連接された膨拡部を備
えている。

【００１９】一方、前記セグメント１０ｄの他方の結合
端面１２ｄに形成された雌継手３３は前記挿入孔１４に
連接して設けられ、前記ウエブ１６が挿入される間隙を
有して前記ウエブ１６と略同じ長さで且つ上下に対峙し
て設けられた第１の梁３４，３４と、該第１の梁３４，
３４の内側に前記第１の膨拡部３１が挿入される間隙を
有して前記第１の梁３４と略同じ長さで且つ上下に対峙
して設けられた第２の梁３５，３５と、更に、該第２の
梁３５，３５の内側に前記第２の膨拡部３２が挿入され
る間隙を有して前記第２の梁３５と略同じ長さで且つ上
下に対峙して設けられた第３の梁３６，３６とからなる
３つの連接された梁を備えている。

【００２０】前記雄継手３０の第１の膨拡部３１及び第
２の膨拡部３２には夫々上下方向の高さが同一である平
面部３７，３８が設けられ、第１の膨拡部３１の平面部
３７と立ち上り部３９との境界部分は隅切りされて斜面
部４０が形成されている。双方の平面部３７，３８は、
前側と後側とで同一高さを保持しつつ後方に向けて幅狭
となるテーパー状に形成されている。即ち、第１の膨拡
部３１及び第２の膨拡部３２は前側から後側に向けては
幅狭となり、前側端面よりも後側端面が小となってい
る。

【００２１】これに対して、第１の梁３４の平面部４１
は後方に向けて幅広となるテーパー状に形成されてい
る。即ち、第１の梁３４は前側端面の面積よりも後側端
面の面積が大となっている。また、該第１の梁３４の平
面部４１，４１間の寸法（隙間）は、前記雄継手３０の
ウエブ１６の厚み（上下方向の寸法）よりもやや大に形
成される。

【００２２】従って、図１５乃至図１８に示すように、
セグメント１０ｃとセグメント１０ｄとを結合する際
に、前記雄継手３０を挿入孔１４に挿入して一方のセグ
メント１０ｃを後方に移動したときに、前記雌継手３３
の上下の梁３４乃至３６間に上記雄継手３０のウエブ１
６が進入して噛み合せの初期段階では、前記第１の膨拡
部３１の立ち上り部３９と前記第１の梁３４の内面部４
２とが緩やかに接触し、該セグメント１０ｃの後方移動
に伴って噛み合せが深く進むと、前記第１の膨拡部３１
と前記第１の梁３４との隙間が減少若しくは解消するよ
うに構成されている。

【００２３】図１５に示すように、一方のセグメント１
０ｃの結合端面１１ｃと他方のセグメント１０ｄの結合
端面１２ｄとが密着して結合したときに、前記雄継手３
０の第１の膨拡部３１は前側が後側よりも幅広であり、
且つ、前記雌継手３３の第１の梁３４は後側が前側より
も幅広であるため、第１の膨拡部３１の幅広部分と第１
の梁３４の幅狭部分とが噛みあって、第１の膨拡部３１
の立ち上り部３９と第１の梁３４の内面部４２との隙間
はゼロとなる。この状態で、第２の膨拡部３２の立ち上
り部４３と第２の梁３５の内面部４４とは間隙δ２を有
している。

【００２４】即ち、セグメント１０ｃの雄継手３０の寸
法精度と、セグメント１０ｄの雌継手３３の寸法精度と
が正確に整合している場合は、前記雄継手３０の第１の
膨拡部３１と前記雌継手３３の第１の梁３４のみが密着
して、それ以外の部分では隙間があるように形成されて
いるため、前記雄継手３０と雌継手３３の寸法誤差等が
あった場合でも、δ２までの目開きは許容できる。

【００２５】図１６は前記雄継手３０の第１の膨拡部３
１と雌継手３３の第１の梁３４との距離、即ち、前記雄
継手３０と雌継手１５間の距離が設計寸法よりも狭い場
合の結合状態を示し、前記第１の膨拡部３１の立ち上り
部３９と第１の梁３４の内面部４２とが相互に強く圧接
されるため、第１の梁３４に曲げ変形が生じて外側へ屈
曲する。この場合、前記間隙部２３は、梁３４が変形を
生じて外側へ屈曲した部分の収まり空間であるので、梁
３４の変形を妨げない機能を果たす。そして、第２の膨
拡部３２の立ち上り部４３と第２の梁３５の内面部４４
が密着して、双方の隙間はゼロとなる。雄継手３０と雌
継手３３間の距離の寸法誤差が前記δ２程度であれば、
前記第１の梁３４の曲げ抵抗性も比較的小さいため、セ
グメント１０ｃの後方移動の押圧力も過大とはならず、
結合作業に支障を来たすことはない。

【００２６】図１７は前記雄継手３０と雌継手３３間の
距離が設計寸法よりもδ２以内で目開きした場合の結合
状態を示し、例えば一方のセグメント１０ｃの結合端面
１１ｃと他方のセグメント１０ｄの結合端面１２ｄとの
間に異物２５が介在した場合は、前記第１の膨拡部３１
の立ち上り部３９と前記第１の梁３４の内面部４２が相
互に圧接されるため、第１の梁３４に曲げ変形が生じて
外側へ屈曲する。この場合、前記間隙部２３は、梁３４
が変形を生じて外側へ屈曲した部分の収まり空間である
ので、梁３４の変形を妨げない機能を果たす。この異物
２５の大きさが前記δ２程度であれば、前記第１の梁３
４の曲げ抵抗性も比較的小さいため、セグメント１０ｃ
の後方移動の押圧力も過大とはならず、結合作業に支障
を来たすことはない。

【００２７】図１８は前記雄継手３０と雌継手３３間の
距離が設計寸法よりδ２まで目開きした場合の結合状態
を示し、例えばトンネルに作用する土圧や水圧等により
発生する外荷重が作用した場合は、前記第１の梁３４の
内面部４２に外荷重による大きな曲げモーメントが作用
するため、第１の梁３４に曲げ変形が生じて外側へ屈曲
する。この場合、前記間隙部２３は、梁３４が変形を生
じて外側へ屈曲した部分の収まり空間であるので、梁３
４の変形を妨げない機能を果たす。そして、前記雄継手
３０と雌継手３３は、第１の膨拡部３１の立ち上り部３
９が第１の梁３４の内面部４２に密着するとともに、第
２の膨拡部３２の立ち上り部４３が第２の梁３５の内面
部４４に密着した状態となる。

【００２８】図１９は更に他の実施の形態を示し、前述
した雄継手１３，３０及び雌継手１５，３３と共通する
部材については、同一符号を付してその説明を省略する
ものとする。雄継手５０は前後方向に長いウエブ１６
と、該ウエブ１６の先端に固設され該ウエブ１６と略同
じ長さで且つ上下方向に拡大された膨拡部５１を備えて
いる。この膨拡部５１には上下方向の高さが同一である
平面部５２が設けられ、該平面部５２と立ち上り部５３
との境界部分は隅切りされて斜面部５４が形成されてい
る。該平面部５２は、前側と後側とで同一高さを保持し
つつ後方に向けて幅狭となるテーパー状に形成されてい
る。即ち、前記膨拡部５０は前側から後側に向けては幅
狭となり、前側端面よりも後側端面が小となっている。

【００２９】一方、雌継手５５は前記挿入孔１４に連接
して設けられ、前記ウエブ１６が挿入される間隙を有し
て前記ウエブ１６と略同じ長さで且つ上下に対峙して設
けられた第１の梁５６，５６と、該第１の梁５６，５６
の内側に前記膨拡部５０が挿入される間隙を有して前記
第１の梁５６と略同じ長さで且つ上下に対峙して設けら
れた第２の梁５７，５７とからなる２つの連接された梁
を備えている。第１の梁５６の平面部５８は後方に向け
て幅広となるテーパー状に形成されている。即ち、第１
の梁５６は前側端面の面積よりも後側端面の面積が大と
なっている。また、該第１の梁５６の平面部５８，５８
間の寸法（隙間）は、前記雄継手５０のウエブ１６の厚
み（上下方向の寸法）よりもやや大に形成される。

【００３０】従って、セグメント１０ｃとセグメント１
０ｄとを結合する際に、前記雄継手５０を挿入孔１４に
挿入して一方のセグメント１０ｃを後方に移動したとき
に、前記雌継手５５の上下の梁５６及び５７間に上記雄
継手５０のウエブ１６が進入して噛み合せの初期段階で
は、前記膨拡部５１の立ち上り部５３と前記第１の梁５
６の内面部５９とが緩やかに接触し、該セグメント１０
ｃの後方移動に伴って噛み合せが深く進むと、前記膨拡
部５１と前記第１の梁５６との隙間が減少若しくは解消
するように構成されている。

【００３１】図２０は雌継手の補強板を示し、説明の都
合上、前記雌継手３３の補強板について説明する。前記
他方の結合端面１２ｄに開穿された挿入孔１４の裏面に
雌継手３３が設けられているが、該雌継手３３の前端部
及び後端部に夫々補強板６１，６２を固設する。前端部
の補強板６１は、挿入孔１４側の中央部に切欠部６３が
設けられ、前述したように、挿入孔１４に挿入された雄
継手３０が後方へ移動して雌継手３３に嵌合する際に、
雄継手３０が補強板６１に干渉しないように形成されて
いる。これに対して、後端部の補強板６２は、切欠部を
設けずに平板状に形成される。従って、機械的強度が向
上し、雄継手３０と雌継手３３の当接部が引張力を受け
たときに、雌継手３３上下の梁３４乃至３６が開かない
ように防止する。

【００３２】また、前端部の補強板６１の前方に箱型の
鋼板６４を固設し、該箱型の鋼板６４にて挿入孔１４の
内面を被蔽する。従って、コンクリートを打設してセグ
メントを形成する際に、コンクリートの進入を防止して
雄継手１３が挿入孔を移動できる空間を確保することが
できる。このように、該箱型の鋼板６４は空間確保が目
的であるため、前記補強板６１，６２のように高い機械
的強度は要求されないので、比較的薄肉の鋼板にて形成
される。

【００３３】尚、本実施の形態では、セグメント１０ｃ
の結合についてのみ説明しているため、該セグメント１
０ｃの一方の結合端面１１ｃに雄継手１３を設け、該セ
グメント１０ｃの他方の結合端面１２ｃに雌継手１５を
設けた構成となっているが、必ずしもこれに限定される
べきではなく、例えば、インバート側のセグメント１０
ｄは両方の結合端面に雌継手１５が設けられている。ま
た、図１に示した天井のセグメント１０ａは両方の結合
端面に雄継手１３が設けられており、且つ、両方の結合
端面は後方に向けて幅狭となるテーパー状に形成され、
隣接するセグメント１０ｂ及び１０ｇの片方の結合端面
もそれに合わせてテーパー状に形成されている。これ
は、最後の工程で天井のセグメント１０ａを結合するた
め、該セグメント１０ａの差し込みを容易にするためで
ある。

【００３４】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明は、雄継手にはウエブと上下
方向に拡大された膨拡部を備え、雌継手には上下に対峙
した梁を備えており、前記膨拡部は基端部側よりも先端
部側が上下方向に拡大され、上下の梁の間隙も該膨拡部
に対応して外部側よりも内部側が上下方向に拡大されて
いる。従って、雄継手を挿入孔に挿入して後方へ移動さ
せれば、前記膨拡部が雌継手の梁に当接して双方が係合
する。従って、ボルト締結作業を必要とせず継手箱抜き
部をなくすことができ、モルタル充填等の追加工を省略
できるため、コストダウンに寄与できる。また、セグメ
ントを後方に移動するには、通常のシールド掘進機が装
備しているエレクタで可能であるため、新たな機械を装
備することなく、極めて容易にセグメントを結合するこ
とができる。

【００３６】請求項２記載の発明は、雄継手の膨拡部は
基端部側から先端部側に向かって漸増するテーパー状に
形成され、雌継手の上下の梁の間隙も該膨拡部に対応し
て外部側から内部側に向かって漸増するテーパー状に形
成されているので、請求項１記載の発明と同様の効果を
奏するとともに、前記雄継手と雌継手が確実に係合でき
る。

【００３７】請求項３記載の発明は、上記雄継手と雌継
手には夫々上下の高さが同一である平面部が設けられ、
雄継手の平面部は後方に向けて幅狭にするとともに雌継
手の平面部は後方に向けて幅広に形成するので、双方の
継手が噛み合せの初期段階では前記膨拡部と梁とが緩や
かに接触し、セグメントの後方移動に伴ってかみ合わせ
が深く進むと、前記膨拡部と梁との隙間が減少若しくは
解消されて、雄継手と雌継手が確実に係合できる。斯く
して、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、継
手間の距離の寸法誤差に対する許容度が向上し、結合端
面の目開きに対処できる。

【００３８】請求項４記載の発明は、雄継手には第１の
膨拡部と第２の膨拡部とからなる２つの連接された膨拡
部を備え、雌継手にはこれらの膨拡部が挿入される間隙
を有して第１の梁乃至第３の梁からなる３つの連接され
た梁を備えているので、請求項１記載の発明と同様の効
果を奏する。

【００３９】請求項５記載の発明は、少なくとも上記第
１の膨拡部の平面部は後方に向けて幅狭となるテーパー
状に形成されるとともに、上記第１の梁の平面部は後方
に向けて幅広となるテーパー状に形成されているので、
請求項４記載の発明の効果に加えて、前記雄継手と雌継
手が確実に係合できるとともに、継手間の距離の寸法誤
差に対する許容度が向上し、結合端面の目開きに対処で
きる。

【００４０】請求項６記載の発明は、上記第１の梁は第
２の梁及び第３の梁と比較して極めて幅狭に形成されて
いるので、継手間の距離が設計寸法よりも狭い場合は、
第１の梁に曲げ変形が生じて外側へ屈曲するため、一方
のセグメントの後方移動に際しての押圧力も過大とはな
らず、結合作業に支障を来たすことがない。

【００４１】請求項７記載の発明は、雌継手の内側に溝
型鋼を固設してあるので、請求項１，２または４記載の
発明の効果に加えて、コンクリートを打設する際に、コ
ンクリートの進入を防止して雄継手を嵌合する空間が確
保できるとともに、機械的強度の向上を図ることができ
る。

【００４２】請求項８記載の発明は、上記他方のセグメ
ントの結合端面の内側には、上記挿入孔を被蔽する箱型
の鋼板を固設するとともに、上記雌継手の前端部及び後
端部に結合端面と直角に補強板を固設してあるので、請
求項１，２または４記載の発明の効果に加えて、コンク
リートを打設する際に、コンクリートの進入を防止して
雄継手を嵌合する空間が確保できるとともに、上記継手
間に引張力が作用したときに雌継手側の開きを防止でき
る。また、前端部の補強板には切欠部が開穿されている
ため、雄継手が後方移動して雌継手に嵌合する際に雄継
手が補強板に干渉することはない。請求項９記載の発明
は、一方のセグメントの結合端面と他方のセグメントの
結合端面とを当接させたときに、一方のセグメントの結
合端面と他方のセグメントに設置された梁との間に間隙
を有しているので、継手間の距離が設計寸法よりも狭い
場合は梁に曲げ変形が生じて外側へ屈曲するため、一方
のセグメントの後方移動に際しての押圧力も過大とはな
らず、結合作業に支障を来たすことがない。

【図面の簡単な説明】

図１乃至図１２は本発明の一実施の形態を示すものであ
る。

【図１】（ａ）トンネルの周囲方向に組み立てられた各
セグメントの平面図。 （ｂ）トンネルの周囲方向に組み立てられた各セグメン
トの正面図。

【図２】（ａ）セグメントの一部切欠正面図。 （ｂ）セグメントの底面図。

【図３】隣接するセグメントの結合端面を展開して示し
た斜視図。

【図４】雄継手と雌継手の斜視図。

【図５】隣接するセグメントの結合前の一部切欠平面
図。

【図６】隣接するセグメントの結合初期段階の一部切欠
平面図。

【図７】隣接するセグメントの結合後の一部切欠平面
図。

【図８】隣接するセグメントの結合後の一部切欠正面
図。

【図９】雄継手と雌継手の寸法精度が整合している場合
の要部縦断正面図。

【図１０】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
狭い場合の要部縦断正面図。

【図１１】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
δ１以内で目開きした場合の要部縦断正面図。

【図１２】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
δ１まで目開きした場合の要部縦断正面図。図１３乃至
図１８は本発明の他の実施の形態を示すものである。

【図１３】隣接するセグメントの結合端面を展開して示
した斜視図。

【図１４】雄継手と雌継手の斜視図。

【図１５】雄継手と雌継手の寸法精度が整合している場
合の要部縦断正面図。

【図１６】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
狭い場合の要部縦断正面図。

【図１７】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
δ２以内で目開きした場合の要部縦断正面図。

【図１８】雄継手と雌継手の間の距離が設計寸法よりも
δ２まで目開きした場合の要部縦断正面図。

【図１９】本発明の更に他の実施の形態を示し、雄継手
と雌継手の斜視図。

【図２０】（ａ）雌継手に設けられた補強板の一部切欠
斜視図。 （ｂ）前端部の補強板の斜視図。

【符号の説明】

１０ａ〜１０ｇ セグメント １１ｃ，１２ｃ，１２ｄ 結合端面 １３，３０，５０ 雄継手 １４ 挿入孔 １５，３３，５５ 雌継手 １６ ウエブ １７，５１ 膨拡部 １８ 梁 ２０ 溝型鋼 ２１，２２ 平面部 ２３ 間隙部 ３１ 第１の膨拡部 ３２ 第２の膨拡部 ３４ 第１の梁 ３５ 第２の梁 ３６ 第３の梁 ３７，３８，４１ 平面部 ３９，４３ 立ち上り部 ４２，４４ 内面部 ５２，５８ 平面部 ５３ 立ち上り部 ５６ 第１の梁 ５７ 第２の梁 ５９ 内面部 ６１，６２ 補強板 ６３ 切欠部 ６４ 箱型の鋼板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの周囲方向に隣接する一方のセ
   グメントの結合端面に雄継手を突設するとともに、他方
   のセグメントの結合端面に挿入孔を開穿して雌継手を形
   成し、前記一方のセグメントの雄継手を他方のセグメン
   トの挿入孔に挿入し、該一方のセグメントを後方に移動
   して雄継手を雌継手に嵌合するセグメントの結合装置に
   於いて、前記雄継手は、前後方向に長いウエブと、該ウ
   エブの先端に固設され該ウエブと略同じ長さで且つ上下
   方向に拡大された膨拡部を備え、該膨拡部は基端部側よ
   りも先端部側が上下方向に拡大されており、一方、前記
   雌継手は前記挿入孔に連接して設けられ、前記ウエブが
   挿入される間隙を有して前記ウエブと略同じ長さで且つ
   上下に対峙して設けられた梁を備え、該上下の梁間に前
   記雄継手の膨拡部が挿入されるべく、該上下の梁の間隙
   は前記膨拡部に対応して外部側よりも内部側が上下方向
   に拡大されており、更に、前記雄継手の膨拡部並びに雌
   継手の梁は、夫々上下方向の高さが同一である平面部を
   有していることを特徴とするセグメントの結合装置。
2. 【請求項２】 トンネルの周囲方向に隣接する一方のセ
   グメントの結合端面に雄継手を突設するとともに、他方
   のセグメントの結合端面に挿入孔を開穿して雌継手を形
   成し、前記一方のセグメントの雄継手を他方のセグメン
   トの挿入孔に挿入し、該一方のセグメントを後方に移動
   して雄継手を雌継手に嵌合するセグメントの結合装置に
   於いて、前記雄継手は、前後方向に長いウエブと、該ウ
   エブの先端に固設され該ウエブと略同じ長さで且つ上下
   方向に拡大された膨拡部を備え、該膨拡部の上下方向の
   高さは基端部側から先端部側に向かって漸増するテーパ
   ー状に形成され、一方、前記雌継手は前記挿入孔に連接
   して設けられ、前記ウエブが挿入される間隙を有して前
   記ウエブと略同じ長さで且つ上下に対峙して設けられた
   梁を備え、該上下の梁間に前記雄継手の膨拡部が挿入さ
   れるべく、該上下の梁の間隙は前記膨拡部に対応して外
   部側から内部側に向かって漸増するテーパー状に形成さ
   れたことを特徴とするセグメントの結合装置。
3. 【請求項３】 上記雄継手の膨拡部の先端部側並びに雌
   継手の梁の外部側には、夫々上下方向の高さが同一であ
   る平面部が設けられ、前記雄継手膨拡部の平面部は後方
   に向けて幅狭となるテーパー状に形成されるとともに、
   前記雌継手梁の平面部は後方に向けて幅広となるテーパ
   ー状に形成され、上記雄継手を上記挿入孔に挿入して一
   方のセグメントを後方に移動したときに、上記雌継手の
   上下の梁間に上記雄継手のウエブが進入して噛み合わせ
   の初期段階では前記膨拡部と前記梁とが緩やかに接触
   し、更に、一方のセグメントの後方移動に伴って噛み合
   わせが深く進むと、前記膨拡部と前記梁との隙間が減少
   若しくは解消するように構成された請求項１または２記
   載のセグメントの結合装置。
4. 【請求項４】 トンネルの周囲方向に隣接する一方のセ
   グメントの結合端面に雄継手を突設するとともに、他方
   のセグメントの結合端面に挿入孔を開穿して雌継手を形
   成し、前記一方のセグメントの雄継手を他方のセグメン
   トの挿入孔に挿入し、該一方のセグメントを後方に移動
   して雄継手を雌継手に嵌合するセグメントの結合装置に
   於いて、前記雄継手は、前後方向に長いウエブと、該ウ
   エブの先端に固設され該ウエブと略同じ長さで且つ上下
   方向に拡大された第１の膨拡部と、該第１の膨拡部の外
   側に固設され該第１の膨拡部と略同じ長さで且つ更に上
   下方向に拡大された第２の膨拡部とからなる２つの連接
   された膨拡部を備え、一方、前記雌継手は前記挿入孔に
   連接して設けられ、前記ウエブが挿入される間隙を有し
   て前記ウエブと略同じ長さで且つ上下に対峙して設けら
   れた第１の梁と、該第１の梁の内側に前記第１の膨拡部
   が挿入される間隙を有して前記第１の梁と略同じ長さで
   且つ上下に対峙して設けられた第２の梁と、更に、該第
   ２の梁の内側に前記第２の膨拡部が挿入される間隙を有
   して前記第２の梁と略同じ長さで且つ上下に対峙して設
   けられた第３の梁とからなる３つの連接された梁を備え
   たことを特徴とするセグメントの結合装置。
5. 【請求項５】 少なくとも上記雄継手の第１の膨拡部及
   び上記雌継手の第１の梁には夫々上下方向の高さが同一
   である平面部が設けられ、該第１の膨拡部の平面部は後
   方に向けて幅狭となるテーパー状に形成され、第１の梁
   の平面部は後方に向けて幅広となるテーパー状に形成さ
   れ、上記雄継手を上記挿入孔に挿入して一方のセグメン
   トを後方に移動したときに、上記雌継手の上下の梁間に
   上記雄継手のウエブが進入して、噛み合わせの初期段階
   では前記膨拡部と前記梁の内面部とが緩やかに接触し、
   更に、一方のセグメントの後方移動に伴って噛み合わせ
   が深く進むと、前記膨拡部と前記梁との隙間が減少若し
   くは解消するように構成された請求項４記載のセグメン
   トの結合装置。
6. 【請求項６】 上記雌継手の第１の梁は、第２の梁及び
   第３の梁と比較して極めて幅狭に形成された請求項４ま
   たは５記載のセグメントの結合装置。
7. 【請求項７】 上記雌継手の内側に溝型鋼を固設して、
   雄継手を嵌合する空間が形成された請求項１，２または
   ４記載のセグメントの結合装置。
8. 【請求項８】 上記他方のセグメントの結合端面内側に
   は、上記挿入孔の内面を被蔽する箱型の鋼板を固設する
   とともに、上記雌継手の前端部及び後端部に夫々前記結
   合端面と直角に補強板を固設し、且つ、前端部の補強板
   には上記挿入孔に挿入された雄継手が雌継手に嵌合でき
   るように切欠部が開穿された請求項１，２または４記載
   のセグメントの結合装置。
9. 【請求項９】 上記一方のセグメントの結合端面と他方
   のセグメントの結合端面とを当接させたときに、一方の
   セグメントの結合端面と他方のセグメントの梁との間に
   間隙を有するように形成された請求項１，２，３，４ま
   たは５記載のセグメントの結合装置。