JP2003184493A - プレキャスト部材の継手および該継手を備えたプレキャスト部材 - Google Patents
プレキャスト部材の継手および該継手を備えたプレキャスト部材Info
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
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Abstract
継手において、製作誤差や組立誤差に関わらず、所定の
初期締結力を導入することができる信頼性の高い継手構
造を提供する。 【解決手段】 一方のプレキャスト部材に埋め込んだ雌
継手41の溝状凹部43内に、他方のプレキャスト部材
の継手面から突出する雄継手31のフランジ部34をス
ライドさせながら挿入する。雄継手31のフランジ部3
4の内面側に楔部材51を平ビス53で固定し、楔部材
51の先端折曲げ部52を雄継手31の進入方向先端に
固定する。雄継手31の進入に伴い、楔部材51の傾斜
面が雌継手41の継手面に位置する係止部44の傾斜面
と当接し、プレキャスト部材どうしを引き寄せながら締
結力を導入する。所定の締結力が得られた時点で、平ビ
ス52の破断および先端折曲げ部52の伸張変形によ
り、楔部材51の固定が解かれ、初期締結力が導入され
る。
Description
セグメント、覆工版、舗装版、あるいは貯槽用壁体等の
プレキャスト部材について、接合作業の効率化、作業性
の向上、プレキャスト部材表面の無欠損化および経済化
を図った継手の構造および該継手を備えたプレキャスト
部材に関するものである。
の連結方法はボルトによる結合が多い。そのため、ボル
トの芯あわせに手間がかかる、ボルトの締結作業が必要
である、金物が露出しているため防錆処理が必要であ
る、セグメント内面が平滑でない(内面側に継手ボック
スなどが開口している)ため二次覆工が必要である等の
欠点がある。
され、内面を平滑にして2次覆工を省略可能とするとと
もに、ボルト接合を不要とし、組立ての自動化、省力化
を図った継手構造が種々開発されている。
合するセグメント間継手については、例えば、特開20
00−120391号公報に、突き合わせたセグメント
の継手面どうしをスライドさせることで、一方のセグメ
ントの継手面から突出する雄継手の頭部を他方のセグメ
ントの継手面に形成した雌継手に係合させてセグメント
どうしを接合する構造が記載されている。
には、それぞれ雌継手を構成する凹溝を形成したセグメ
ントの継手面どうしを突き合わせ、両側に雄継手を構成
する楔状の係合部を形成した連結金具を前記凹溝の係合
空間にスライド式に係合させてセグメントどうしを締結
するとともに、前記連結金具をボルト部材を利用して継
手面の端部から継手面に沿って押圧し、連結金具の抜け
出しやずれを防止する構造が記載されている。
同様のスライド式の継手として、スリットを形成した中
空截頭円錐形の雌継手と、頭部を截頭円錐形とした雄継
手を係合させ、セグメントの継手面どうしを引き寄せて
締結力を導入する構造が記載されている。
特開平11−247599号公報には、継手面に沿って
連続する断面T字状の雄継手が断面C字状の雌継手にス
ライド式に係合し、両者の接合面を傾斜面とすること
で、雄継手の進入に伴いセグメントの継手面どうしを引
き寄せて締結力を導入する構造や、その際にセグメント
あるいは継手の製作誤差や組立誤差に対処することを目
的として面接触する雄継手と雌継手の接触部分を部分接
触となるように工夫した構造が記載されている。
しの接合において、一般的には製作誤差や組立誤差が生
ずるが、特開2000−120391号公報記載の継手
構造の場合、雌雄の継手の係合においてこれらの誤差を
吸収することは困難である。
構造は、ボルト部材によって楔状の連結金具の抜け出し
やずれを防止する構造となっているが、継手面に沿って
ボルト部材を通すための空間やボルト部材を操作するた
めの空間が必要となり、セグメントの形状が複雑となる
他、別部品である連結金具の取扱いやボルト部材の操作
など現場作業が面倒である。
造は、雌継手にスリットを形成したり、さらに継手材と
セグメント本体間にクッション材を介在させるなどし
て、継手材の変形をある程度許容しているが、セグメン
ト間の締結力の確保や継手部の強度の確保の面では必ず
しも有利と言えない。
構造は、セグメントの継手位置に固定された雄継手と雌
継手を傾斜面で係合させている構造であり、雄継手の雌
継手への進入量に応じて、セグメント間の締結力を増大
させることができるが、セグメントや継手に製作誤差や
組立誤差があることで、一定の締結力を得ることができ
ない。
離が所定寸法よりわずかでも大きければ、所要の締結力
が得られない。逆に、所定寸法よりわずかでも小さけれ
ば、過大な締結力を生じさせてセグメントにクラックや
欠けなどの重大欠陥を生じさせたり、あるいは雄継手の
スライド式の嵌合自体が困難になるなどセグメントの組
立てそのものに支障を生じさせることになる。
載の継手構造は、上記特開平8−296397号公報記
載の継手構造の改良に当たるものであり、製作誤差や組
立誤差に対処することを目的としているものの、同様に
固定された雄継手と雌継手を直接傾斜面で係合させてい
る構造であり、製作誤差や組立誤差に対する根本的な解
決とはなっていない。また、セグメント間において十分
な締結力を確保することが難しい。
る欠点の解消を図ったものであり、継手面においてスラ
イド式に接合されるプレキャスト部材の継手において、
製作誤差や組立誤差に関わらず、所定の初期締結力を導
入することができ、信頼性の高い接合部を形成し、かつ
施工性、経済性にも優れた継手構造を提供することを目
的としている。
レキャスト部材の継手は、接合しようとする一方のプレ
キャスト部材の継手面から突出するウェブ部および該ウ
ェブ部の先端に形成されるフランジ部を有する雄継手
と、接合しようとする他方のプレキャスト部材の継手面
に開口し、前記雄継手を前記継手面に沿ってスライド式
に収納する溝状凹部の前記継手面側に前記雄継手のフラ
ンジ部と面で接する係止部を有する雌継手とを備え、前
記雄継手のフランジ部と前記雌継手の係止部との接触面
を前記雄継手の進入方向に向かって前記継手面から徐々
に離間する傾斜面とすることで、前記雄継手の進入によ
り前記プレキャスト部材間に締結力が作用するようにし
たプレキャスト部材の継手において、前記雄継手のフラ
ンジ部と前記雌継手の係止部の何れか一方または双方
に、前記接触面の一方を構成する楔部材が固定されてお
り、前記楔部材を固定するための固定手段として、所定
の前記締結力が得られた時点で、前記楔部材と、該楔部
材を固定する前記雄継手のフランジ部もしくは前記雌継
手の係止部またはそれらの双方との間の接触面で、一定
の滑動抵抗力を得つつ相対移動可能に変形または破損す
ることで前記楔部材の前記雄継手または雌継手に対する
固定状態を解く1種または2種以上の固定手段を用いた
ことを特徴とするものである。
ト本体に埋設され、基本的にはプレキャスト部材を押圧
しながらスライドさせるだけで、プレキャスト部材どう
しの継手による接合を完了することができる自動継手タ
イプの継手である。
術の項で説明した特開平8−296397号公報や特開
平11−247599号公報に記載された継手の場合と
同様、雄継手をスライドさせて雌継手に係合させて行く
際の傾斜面での当接を利用してプレキャスト部材間に締
結力を導入するものであるが、この締結面に楔部材を介
在させ、該楔部材が、所定の前記締結力が得られた時点
で、前記楔部材と、該楔部材を固定する前記雄継手のフ
ランジ部もしくは前記雌継手の係止部またはそれらの双
方との間の接触面で、一定の滑動抵抗力を得つつ相対移
動可能に変形または破損することで、前記楔部材の前記
雄継手または雌継手に対する固定状態を解くことによっ
て過大な締結力の発生を抑止するものである。
組立誤差に関わらず、所定の締結力を初期締結力として
確実に導入することができる。
する場合、雌継手の係止部内面側に固定する場合、およ
び双方に固定する場合の何れにおいても、前記締結力の
導入原理は同様であることは言うまでもない。
定手段を構成する部材、部品あるいは楔部材等の一部等
が塑性変形する場合や弾性変形する場合も含まれ、また
変形の形態も限定されない。また、固定手段の破損に
は、破断や破壊が含まれる。
料としては、金属製、強化プラスチック、セラミックス
製等のものが利用でき、その他、必要な強度を有するも
のであれば、材質は特に限定されない。
部材の継手において、前記固定手段の1つが、所定の前
記締結力が得られた時点で破断または塑性変形するボル
ト、ビスまたはピンである場合を限定したものである。
点で、ボルト、ビスまたはピンが破断または塑性変形
し、楔部材の固定が解かれ、継手部に所定の初期締結力
が導入されることになる。
部材の継手において、前記固定手段の1つが、前記楔部
材の一端に形成され前記雄継手または雌継手の端部に折
り返した状態で係止され、所定の前記締結力が得られた
時点で伸張変形する折曲げ部である場合を限定したもの
である。
点で、楔部材の移動が阻害され、楔部材が固定されてい
た雄継手または雌継手との固定が折曲げ部の伸張変形に
より解かれ、継手部に所定の初期締結力が導入されるこ
とになる。
部材の継手において、前記固定手段の1つが、前記楔部
材と前記雄継手または雌継手との固定面に形成され、所
定の前記締結力が得られた時点で変形または破損する凹
凸形状の係合部である場合を限定したものである。
部材の継手において、前記固定手段の1つが、前記楔部
材の端部と、該楔部材が固定される前記雄継手または雌
継手の端部に形成されたストッパーとの間に介在し、所
定の前記締結力が得られた時点で変形または破損するス
ペーサーである場合を限定したものである。
を任意に複数組み合わせた場合である。
所定の前記締結力が得られた時点で、前記楔部材と、該
楔部材を固定する前記雄継手のフランジ部もしくは前記
雌継手の係止部またはそれらの双方との間の接触面で、
一定の滑動抵抗力を得つつ相対移動可能に変形または破
損することで前記楔部材の前記雄継手または雌継手に対
する固定状態を解く1種または2種以上の固定手段を用
い、継手部に所定の初期締結力が導入されることにな
る。
面に請求項1〜6の何れかに記載のプレキャスト部材の
継手の前記雄継手もしくは雌継手または双方を複数設置
したものである。
してシールド工法用のセグメントを対象としているが、
これに限定されず、鉄筋コンクリート構造、鉄骨鉄筋コ
ンクリート構造、鋼コンクリート合成構造、コンクリー
トを充填した鋼製構造および球状黒鉛鋳鉄構造等の各種
構造、各種用途のプレキャスト部材に適用することがで
きる。
レキャスト部材を代表して、全体構造を第1図および第
2図に示したシールド工法用の鉄筋コンクリートセグメ
ント(以下「セグメント」という。)を例として説明す
る。
ように、セグメント1どうしをトンネル軸方向に連結す
るリング間継手としての雄継手11および雌継手21
と、セグメント1どうしをトンネル周方向に連結するセ
グメント間継手としての雄継手31および雌継手41が
埋設されており、セグメント1の内面はボルトボックス
等の欠損部がなく平滑になっている。なお、本願発明の
対象となるプレキャスト部材の継手は、本実施形態にお
けるセグメント間継手としての雄継手31および雌継手
41からなるものである。
ールドジャッキで新設セグメント1aを既設セグメント
1に押圧しながらスライドさせることのみで締結できる
ため、ボルトによる締結等の作業が不要であり、接合作
業の効率化、作業性の向上、作業安全性の向上を図るこ
とができるとともに、ボルトボックスの充填が不要なた
め経済性の向上も図ることができる(図2参照)。
を吸収して、安定した一定の初期締結力の確実な導入が
可能となり、止水性、真円度の確保に高い信頼性が得ら
れるとともに、組立時にセグメントにクラックや欠けが
発生する恐れがない。
設されたアンカー部32とセグメント1aの側面(トン
ネル周方向の継手面)から突出する接合部からなり、接
合部はアンカー部32から連続するウェブ部33とその
先端のフランジ部34からなる。
3に示すように、折曲げ部52を有する楔部材51が平
ビス53等で固定してある。この楔部材51は雄継手3
1の雌継手41への進入方向前方に厚さが漸減するテー
パー状に形成され、その先端に上記折曲げ部52が形成
されている。
金属製一体成形の他、溶接して製造したものでもよく、
また強化プラスチック、セラミックス製のものなどでも
よい。また、楔部材51についても、金属製のものの
他、強化プラスチック、セラミックス製のものなどでも
よい。
されたアンカー部42とセグメント1の側面(トンネル
周方向の継手面)に位置する頭部からなり、頭部はセグ
メント1の側面に開口し、雄継手31をスライド式に収
納する溝状凹部43と雄継手31のフランジ部の内側面
に接する係止部44からなる。
が雄継手31側に固定されていることから、雌継手41
の係止部44が楔部材51と同じ角度の傾斜面を形成
し、楔部材51が固定された雄継手31のフランジ部3
4が雌継手41の溝状凹部43内をスライドしながら進
入する際に、この傾斜面によってセグメント1,1aど
うしを引き寄せ、セグメント1,1a間に締結力が導入
される。雌継手41についても、鋳造、鍛造等による金
属製のものの他、強化プラスチック、セラミックス製の
ものなどでもよい。
けた雄継手収納用凹部43に、新設セグメント1aの雄
継手31の接合部を収納した状態を示している。
ント1aをジャッキ(図示せず)により長手方向に押し
込み、新設セグメント1aの雄継手31が既設セグメン
ト1の雌継手41に締結された状態を示している。
31のフランジ部34との位置関係の変化および締結力
導入の状態を図5に示す。
メント1aをさらに押し込み、雄継手31が雌継手41
内の途中まで挿入されているものの、雄継手31に固定
した楔部材51の傾斜面が雌継手41の係止部44の傾
斜面には接触していない状態を示す断面図である。
ジャッキによりさらに押し込まれることにより、雄継手
31に固定した楔部材51の傾斜面と雌継手41の係止
部44の傾斜面が当接し、新設セグメント1aの進入に
伴って、既設・新設セグメント1,1a間の接触面圧力
が高まり初期締結力の導入が開始されようとする(図5
(b) )。
所定の位置には未到達になるように、雄継手31の突出
する接合部のセグメント1aの側面からの突出代が設定
されている。
ジャッキによりさらに押し込まれると、既設・新設セグ
メント1,1a間の接触面圧力が高まり初期締結力の導
入が開始され、雄継手31に固定した楔部材51は、新
設セグメント1aの押し込み量、すなわち雄継手31の
雌継手41への進入量より少ない移動量で雄継手31に
追随移動しようとする(図5(c) )。
られた時点で塑性変形または破断するよう選択されてお
り、それ以上押し込むと、平ビス53が塑性変形する場
合はその変形抵抗力と折曲げ部52の曲げ伸張抵抗およ
びせん断抵抗を、平ビス53が破断する場合は折曲げ部
52の曲げ伸張抵抗およびせん断抵抗を受けながら、楔
部材51が雄継手31のフランジ部34との間で滑動
し、すわなち楔部材51が雄継手31のフランジ部34
より後退した位置で座位して新設セグメント1aが所定
の位置に到達する。
以上の力で滑動可能に雄雌継手の締結面の何れかまたは
双方(図示の例では雄継手のフランジ34内面)に装着
することによって、セグメントの製作誤差、組立誤差を
吸収して一定力の初期締結力を確保することができ、組
立時のセグメントのクラックや欠けの発生を防止できる
とともに、確実な止水性の確保、真円組立精度の向上を
図ることが可能となる。
開平8−296397号公報や特開平11−24759
9号公報記載の発明では、雄継手、雌継手が新設または
既設セグメントに固定して埋設してあるため、雄雌継手
締結間の距離が所定寸法よりわずかでも大きければ、所
要の初期締結力は得られない。
ば、初期締結力が過大に生じようとしてセグメントにク
ラックや欠けなどの重大欠陥が生じたり、セグメントの
組立そのものに支障が生じることになる。
手段としては、図示した実施形態における平ビス53や
小ねじの他に接着剤等でもよく、より高い締結力が必要
な場合には、雌継手41の係止部の傾斜面と楔部材51
の傾斜面との間に摩擦抵抗の高い部材を挟み込んだり、
接触面を粗面とすることで対応可能である。
ランジ部34の内面に凹溝35を、楔部材51の凹溝3
5に対応する位置に凸条54を、それぞれ一列または複
数列(図示の例では3列)設け、折曲げ部52の塑性変
形抵抗と凹溝35に間挿されている凸条54の曲げおよ
びせん断塑性変形抵抗とによって、楔部材51が長手方
向に所定以上の力で滑動するように、雄継手31のフラ
ンジ部34内面に楔部材51を装着した例である。
継手31のフランジ部34の内面に谷型凹部36を、楔
部材51の谷型凹部36に対応する位置に山型凸部55
とその反対側に空間を確保するための谷型凹部56をそ
れぞれ一列または複数列(図示の例では一列)設け、折
曲げ部52の変形抵抗と谷型凹部36に間挿されている
山型凸部55の曲げ塑性変形抵抗とによって、楔部材5
1が長手方向に所定以上の力で滑動するように、雄継手
31のフランジ部34内面に楔部材51を装着した例で
ある。
後端に後端ストッパー部37を設け、この後端ストッパ
ー部37と楔部材51の後端との間に、例えばアルミパ
イプ57のように塑性変形能力の大きな円筒部材を設
け、図3、図6、図7と同様な折曲げ部(図示省略)の
変形抵抗と円筒部材の断面塑性変形抵抗とによって、楔
部材51が長手方向に所定以上の力で滑動するように、
雄継手31のフランジ部34内面に楔部材51を装着し
た例である。
8に示す楔部材51の固定手段を兼ねた初期締結力導入
手段(折曲げ部52、平ビス53、凹溝35と凸条5
4、谷型凹部36と山型凸部55、ストッパー部37と
アルミパイプ57など)は、単独で使用してもよいし、
任意に組み合わせてもよい。さらに、楔部材51の固定
は雄雌継手の締結面の何れかまたは双方でもよい。
は、塑性変形するかまたは破断するよう設定したが、平
ビス53用の楔部材51の孔を進入方向に対して長孔と
し、平ビス53のせん断抵抗の発生を阻止するよう構成
してもよい。
てセグメント1の右側継手面上下部に雄継手31を2
個、左側継手面上下部に雌継手41を2個それぞれ設置
した場合を示すが、例えば右側継手面上部に雄継手3
1、下部に雌継手41、左側継手面上部に雌継手41、
下部に雄継手31というように、セグメントが結合可能
なように雄継手31と雌継手41とを任意に設置するこ
とが可能であることはもちろんである。
法用の鉄筋コンクリートセグメントについて説明した
が、前述したように本願発明の適用対象となるプレキャ
スト部材はこれに限定されず、鉄骨鉄筋コンクリート構
造、鋼コンクリート合成構造、コンクリートを充填した
鋼製構造および球状黒鉛鋳鉄構造等のセグメントに適用
可能であることは勿論、セグメント以外の版状あるいは
ブロック状の各種プレキャスト部材にも適用可能であ
り、また接合方向も特に限定されず、プレキャスト部材
の用途等に応じ任意である。
誤差や組立誤差を吸収しつつ、安定した一定の初期締結
力を導入することができ、止水性、真円度の確保に高い
信頼性が得られるとともに、組立時にセグメントにクラ
ックや欠けが発生する恐れがない。
ト本体に埋設されているタイプであるため、内面を平滑
に形成することで二次覆工等を省略することができる。
しスライドさせるだけで、プレキャスト部材どうしの継
手による接合を完了することができ、ボルト等の付属品
も不要であり、組立の自動化、省力化が可能であり、作
業時間も大幅に短縮でき、作業安全性も高い。
るセグメントに適用した場合の一実施形態を示す透過斜
視図である。
様子を示す透過斜視図である。
斜視図である。
の概要を示す斜視図(一部透視図)である。
の初期締結力の導入原理を示す断面図である。
例を示す斜視図である。
に他の例を示す斜視図である。
に他の例を示す斜視図である。
(リング間継手)、12…アンカー部、13…突出部、
21…雌継手(リング間継手)、22…アンカー部、2
3…頭部、31…雄継手(セグメント間継手)、32…
アンカー部、33…ウェブ部、34…フランジ部、35
…凹溝、36…谷型凹部、37…ストッパー部、41…
雌継手(セグメント間継手)、42…アンカー部、43
…溝状凹部、44…係止部、51…楔部材、52…折曲
げ部、53…平ビス、54…凸条、55…山型凸部、5
6…谷型凹部、57…アルミパイプ
Claims (7)
- 【請求項1】 接合しようとする一方のプレキャスト部
材の継手面から突出するウェブ部および該ウェブ部の先
端に形成されるフランジ部を有する雄継手と、接合しよ
うとする他方のプレキャスト部材の継手面に開口し、前
記雄継手を前記継手面に沿ってスライド式に収納する溝
状凹部の前記継手面側に前記雄継手のフランジ部と面で
接する係止部を有する雌継手とを備え、前記雄継手のフ
ランジ部と前記雌継手の係止部との接触面を前記雄継手
の進入方向に向かって前記継手面から徐々に離間する傾
斜面とすることで、前記雄継手の進入により前記プレキ
ャスト部材間に締結力が作用するようにしたプレキャス
ト部材の継手において、前記雄継手のフランジ部と前記
雌継手の係止部の何れか一方または双方に、前記接触面
の一方を構成する楔部材が固定されており、前記楔部材
を固定するための固定手段として、該楔部材が、所定の
前記締結力が得られた時点で、前記楔部材と、該楔部材
を固定する前記雄継手のフランジ部もしくは前記雌継手
の係止部またはそれらの双方との間の接触面で、一定の
滑動抵抗力を得つつ相対移動可能に変形または破損する
ことで前記楔部材の前記雄継手または雌継手に対する固
定状態を解く1種または2種以上の固定手段を用いたこ
とを特徴とするプレキャスト部材の継手。 - 【請求項2】 前記固定手段の1つが、所定の前記締結
力が得られた時点で破断または塑性変形するボルト、ビ
スまたはピンである請求項1記載のプレキャスト部材の
継手。 - 【請求項3】 前記固定手段の1つが、前記楔部材の一
端に形成され前記雄継手または雌継手の端部に折り返し
た状態で係止され、所定の前記締結力が得られた時点で
伸張変形する折曲げ部である請求項1記載のプレキャス
ト部材の継手。 - 【請求項4】 前記固定手段の1つが、前記楔部材と前
記雄継手または雌継手との固定面に形成され、所定の前
記締結力が得られた時点で変形または破損する凹凸形状
の係合部である請求項1記載のプレキャスト部材の継
手。 - 【請求項5】 前記固定手段の1つが、前記楔部材の端
部と、該楔部材が固定される前記雄継手または雌継手の
端部に形成されたストッパーとの間に介在し、所定の前
記締結力が得られた時点で変形または破損するスペーサ
ーである請求項1記載のプレキャスト部材の継手。 - 【請求項6】 請求項1〜5の何れかを任意に複数組み
合わせたプレキャスト部材の継手。 - 【請求項7】 継手面に請求項1〜6の何れかに記載の
プレキャスト部材の継手の前記雄継手もしくは雌継手ま
たは双方を複数設置したプレキャスト部材。
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