JP2005226286A - セグメントの接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 嵌入部を被嵌入部内に嵌入し易くするとともに被嵌入部の内径を拡径し易くし、隣接するセグメント同士を容易に接合することができるセグメントの接合構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 隣接する二つのセグメント１ａ，１ｂのうち、一方のセグメント１ａの接合面２ａに設けられ、中空の被嵌入部１１を有する雌型継手３と、他方のセグメント１ｂの接合面２ｂに設けられ、被嵌入部１１内に嵌合される嵌入部６を有する雄型継手４とが備えられ、被嵌入部１１は、嵌入部６が嵌入される際に拡径されて嵌入部６の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して嵌入部６との嵌合状態を保持するセグメントの接合構造において、被嵌入部１１は、嵌入部６を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、嵌入部６の先端には、被嵌入部１１の他端部に噛合される凹凸部９が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地下鉄のトンネル等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメントの隣接するもの同士を一体に接合するセグメントの接合構造に関する。

一般に、シールド工法等により地下鉄のトンネル等を構築する場合には、掘削した部分の内面にスチール型セグメント、中詰コンクリート型セグメント、コンクリート型セグメント及びダグタイルセグメント等のセグメントを設け、掘削した部分を複数のセグメントで被覆して支持している。

この種のセグメントは、隣接するセグメント同士を接合する必要がある。従来、セグメントの接合構造として、セグメントの内側面に窪み部等がなく平滑にすることができるものが提供されている。これは、隣接するセグメントのうち、一方のセグメントの接合面に雄型継手を設け、他方のセグメントの接合面に雌型継手を設け、雄型継手の嵌入部を雌型継手の直パイプ状の被嵌入部内に嵌合させることで隣接するセグメント同士を接合する接合構造である。上記した被嵌入部は、周方向に複数に分割されており、雄型継手の嵌入部を雌型継手の被嵌入部内に嵌入する際、被嵌入部の内周面は雄型継手の外周に押圧され、被嵌入部の内径は拡径される。そして、被嵌入部の内径は、嵌合完了後に縮径して前記雄型継手との嵌合状態を保持し、雄型継手と雌型継手とは連結される。このようなセグメントの接合構造によれば、セグメントの内側面に窪み部等が形成されることはなく、隣接するセグメント同士を一体に接合した後の強度確保のための作業が一切不要である（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３３６４９３号公報 （第３−５頁、第１図）

しかしながら、上記した従来のセグメントの接合構造では、嵌入部の先端の断面形状と被嵌入部の挿入口の断面形状とが略同一の大きさであるため、セグメントの位置合わせを行う際、嵌入部の先端が被嵌入部の挿入口に対向するように微妙な位置調節が必要であり、セグメントの組立作業には相当の手間と時間がかかるという問題が存在する。また、雄型継手の嵌入部を雌型継手の被嵌入部内に嵌入して被嵌入部の内径を拡径する際、被嵌入部は直パイプ状であるため拡径し難く、嵌入部を被嵌入部内に嵌合させるには相当の力を加えなければならないという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、嵌入部を被嵌入部内に嵌入し易くするとともに被嵌入部の内径を拡径し易くし、隣接するセグメント同士を容易に接合することができるセグメントの接合構造を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、隣接する二つのセグメントのうち、一方のセグメントの接合面に設けられ、中空の被嵌入部を有する雌型継手と、他方のセグメントの接合面に設けられ、前記被嵌入部内に嵌合される嵌入部を有する雄型継手とが備えられ、前記被嵌入部は、前記嵌入部が嵌入される際に拡径されて該嵌入部の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して前記嵌入部との嵌合状態を保持するセグメントの接合構造において、前記被嵌入部は、前記嵌入部を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、前記嵌入部の先端には、前記被嵌入部の他端部に噛合される凹凸部が形成されていることを特徴としている。

このような特徴により、雄型継手と雌型継手とを連結させて隣接するセグメント同士を接合する際、まず、径が大きい被嵌入部の一端と嵌入部の先端とが対向するように位置合わせが行われる。そして、嵌入部を被嵌入部内に嵌入していき、嵌入部の先端がテーパー状に先が窄まっている被嵌入部の内周面を押圧して被嵌入部は拡径され、嵌入部と被嵌入部とが完全に嵌合されると被嵌入部は縮径される。

請求項２記載の発明は、隣接するセグメントの対向する接合面にそれぞれ設けられ、中空の被嵌入部を有する雌型継手と、対向する前記雌型継手の間に介在され、前記被嵌入部に嵌合される嵌入部を有して対向する前記雌型継手同士を連結する雄型継手とが備えられ、前記被嵌入部は、前記嵌入部が嵌入される際に拡径されて該嵌入部の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して前記嵌入部との嵌合状態を保持するセグメントの接合構造において、前記被嵌入部は、前記嵌入部を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、前記嵌入部の両端には、前記被嵌入部の他端部に噛合される凹凸部がそれぞれ形成されていることを特徴としている。

このような特徴により、雄型継手を介して対向する雌型継手同士を連結し、隣接するセグメント同士を接合する際、嵌入部の両端が径の大きい被嵌入部の一端にそれぞれ対向するように位置合わせが行われる。そして、嵌入部を被嵌入部内に嵌入していき、嵌入部の先端がテーパー状に先が窄まっている被嵌入部の内周面を押圧して被嵌入部は拡径され、嵌入部と被嵌入部とが完全に嵌合されると被嵌入部は縮径される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のセグメントの接合構造において、前記被嵌入部の外周には、弾力性を有する緩衝材が付設されていることを特徴としている。

このような特徴により、被嵌入部が拡径する際、緩衝材は被嵌入部によって圧縮され、緩衝材の厚みは薄くなり、被嵌入部が縮径する際、被嵌入部によって圧縮されている緩衝材は、開放されて元の厚みに戻る。

本発明に係るセグメントの接合構造によれば、被嵌入部は、嵌入部を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、嵌入部の先端には、被嵌入部の他端部に噛合される凹凸部が形成されているため、被嵌入部の一端と嵌入部の先端とが対向する位置にセグメントを容易に合わせられる。また、テーパー状に形成されている被嵌入部は、直円筒形のものに比べて容易に拡径される。これによって、セグメントの位置合わせを精密に行う必要がなく、また比較的小さな力で嵌合することができ、隣接するセグメント同士を容易に接合することができる。

以下、本発明に係るセグメントの接合構造の第１，第２の実施の形態について、図面に基いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係るセグメントの接合構造の第１の実施の形態を表す断面図である。図１に示すように、セグメント１ａ，１ｂはコンクリート造のセグメントであり、隣接するセグメント１ａ，１ｂの接合面２ａ，２ｂは、互いに対向するように配置されている。一方のセグメント１ａの接合面２ａには、雌型継手３が設けられており、他方のセグメント１ｂの接合面２ｂには、雌型継手３に対向する雄型継手４が設けられている。

雄型継手４は、他方のセグメント１ｂの接合面２ｂと面一に設けられた基板５と、基板５の表面から一方のセグメント１ａ側に突出されているロッド状の嵌入部６と、基板５の裏面から他方のセグメント１ｂのコンクリート１７ｂ内に定着しているアンカー部７とから構成されている。嵌入部６は、円柱形に形成されており、セグメント１ｂの接合面２ｂから垂直に延在されている。嵌入部６の先端には、断面鋸刃状の凹凸８が軸方向に連続的に設けられてなる凹凸部９が形成されている。

また、雌型継手３は、一方のセグメント１ａの接合面２ａと面一に設けられた基板１０と、基板１０の裏面に一端が当接された中空の被嵌入部１１と、被嵌入部１１の他端に被せられたキャップ１２と、被嵌入部１１の外周面に付設された弾力性を有する緩衝材１３と、被嵌入部１１の外周面から一方のセグメント１ａのコンクリート１７ａ内に定着しているアンカー部１４とから構成されている。基板１０には嵌入部６の先端の断面形状よりも大きいテーパー状の開口１０ａがあけられており、被嵌入部１１の内部は上記開口１０ａに連通されている。

図２は、図１に示すＡ−Ａ間の断面図である。図１，図２に示すように、被嵌入部１１は、嵌入部６が嵌入される筒状のものであり、嵌入部６を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成されている。また、被嵌入部１１は、周方向に複数に分割されており、円弧に屈曲した板状の複数の被嵌入部片１５から構成されている。被嵌入部片１５は外側方向に移動可能であり、被嵌入部１１は内部から外側方向に押圧されると拡径される。よって、被嵌入部１１は、嵌入部６が嵌入される際に拡径されて嵌入部６の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して嵌入部６との嵌合状態を保持する。

キャップ１２は、椀状に形成されており、キャップ１２の一端は開放され、他端は閉塞されている。キャップ１２の閉塞された他端面と被嵌入部１１の他端との間には隙間があけられ、キャップ１２の内部には空間１６が形成されている。この空間１６と中空の被嵌入部１１内とは連通されている。

緩衝材１３は、被嵌入部１１の他端部外周面を被覆するように形成されており、一方のセグメント１ａのコンクリート１７ａと被嵌入部１１の他端部外周面との間に介在されている。また、上述したように被嵌入部１１が拡径すると、緩衝材１３は外側に広がる被嵌入部１１によって圧縮され、緩衝材１３は潰されて緩衝材１３の厚さは小さくなる。

図３は、雌型継手３と雄型継手４とが連結され、隣接するセグメント１ａ，１ｂ同士が接合されている状態を表す断面図である。図３に示すように、隣接するセグメント１ａ，１ｂの接合面２ａ，２ｂ同士は密着されており、嵌入部６は被嵌入部１１内に嵌合されている。また、嵌入部６の先端は空間１６内に挿入されており、嵌入部６の先端に形成された凹凸部９の凹凸８が被嵌入部１１の他端部に掛止され、凹凸部９は被嵌入部１１の他端部に噛合されている。

次に、上記した構成からなるセグメント１ａ，１ｂの接合方法について説明する。

図１に示すように、予め一方のセグメント１ａの接合面２ａに雌型継手３を一体に形成しておくとともに、雌型継手３に対向する他方のセグメント１ｂの接合面２ｂには雄型継手４を一体に形成しておく。次に、嵌入部６の先端が被嵌入部１１の一端に対向するようにセグメント１ａ，１ｂの位置合わせを行う。そして、嵌入部６が被嵌入部１１の一端側から被嵌入部１１内に嵌入するようにセグメント１ａ，１ｂを押し進める。

嵌入部６が被嵌入部１１内に嵌入する際、嵌入部６の先端がテーパー状に先が窄まっている被嵌入部１１の内周面を押圧し、被嵌入部片１５をそれぞれ外側へ押し広げ、被嵌入部１１の内部を拡径する。そして、嵌入部６は、拡径された被嵌入部１１の内部を更に奥に嵌入していき、凹凸部９の先端は空間１６内に挿入されて嵌合が完了する。嵌入部６の
嵌合完了後、押し広げられている被嵌入部片１５は元の位置に戻り、被嵌入部１１の内部は縮径し、嵌入部６と被嵌入部１１との嵌合状態を保持する。

上記した構成からなるセグメントの接合構造によれば、被嵌入部１１は、嵌入部６を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、嵌入部６の先端には、被嵌入部１１の他端部に噛合される凹凸部９が形成されているため、被嵌入部１１の一端と嵌入部６の先端とが対向する位置にセグメント１ａ，１ｂを容易に合わせられる。また、テーパー状に形成されている被嵌入部１１は、直円筒形のものに比べて容易に拡径される。これによって、セグメント１ａ，１ｂの位置合わせを精密に行う必要がなく、また比較的小さな力で嵌合することができ、隣接するセグメント１ａ，１ｂ同士を容易に接合することができる。

また、被嵌入部１１の外周には、弾力性を有する緩衝材１３が付設されているため、被嵌入部１１が拡径する際、緩衝材１３は被嵌入部１１によって圧縮され、緩衝材１３の厚みは薄くなり、被嵌入部１１が縮径する際、被嵌入部１１によって圧縮されている緩衝材１３は、開放されて元の厚みに戻る。これによって、コンクリート１７ａに埋設されている被嵌入部１１は、緩衝材１３が圧縮される分だけ拡径することができる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明に係るセグメントの接合構造の第２の実施の形態を表す断面図である。図４に示すように、セグメント１００は、円弧形板状のコンクリート１１１から形成されており、隣接するセグメント１００の対向する接合面１０１にそれぞれ雌型継手１０２が設けられており、対向する雌型継手１０２の間に雄型継手１０３が介在されている。雌型継手１０２は上述した第１の実施の形態における雌型継手３と同様の構成からなり、基板１０５，被嵌入部１０６，キャップ１０７，緩衝材１０８及びアンカー部１０９とから構成されている。対向する雌型継手１０２は、互いに向かい合わせに形成されており、セグメント１００が接合される際、基板１０５同士が密着される。

雄型継手１０３は、ロッド状の嵌入部１０４からなり、嵌入部１０４の両端には、凹凸部１１０がそれぞれ形成されている。嵌入部１０４の両端にそれぞれ形成された凹凸部１１０の先端は、キャップ１０７内にそれぞれ挿入され、嵌入部１０４の両端は被嵌入部１０６の端部に噛合される。対向する雌型継手１０２同士は嵌入部１０４からなる雄型継手１０３を介して連結される。

上記した構成からなるセグメントの接合構造によれば、雄型継手１０３を介して対向する雌型継手１０２同士を連結し、隣接するセグメント１００同士を接合する際、嵌入部１０４の両端が径の大きい被嵌入部１０６の一端にそれぞれ対向するように位置合わせが行われる。そして、嵌入部１０４を被嵌入部１０６内に嵌入していき、嵌入部１０４の先端がテーパー状に先が窄まっている被嵌入部１０６の内周面を押圧して被嵌入部１０６は拡径され、嵌入部１０４と被嵌入部１０６とが完全に嵌合されると被嵌入部１０６は縮径される。これによって、セグメント１ａ，１ｂの位置合わせを精密に行う必要がなく、また比較的小さな力で嵌合することができ、隣接するセグメント１ａ，１ｂ同士を容易に接合することができる。

また、セグメント１００の接合面１０１には、突出した雄型継手１０３が形成されず、接合面１０１よりも窪んでいる雌型継手１０２のみが形成される。これによって、セグメント１００を組み立てる際に、雄型継手１０３が引っ掛かることはなく、安全性を向上させることができる。

以上、本発明に係るセグメントの接合構造の第１，第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第１，第２の実施の形態では、キャップ１２，１０７は被嵌入部１１，１０６の端部に被せられ、緩衝材１３，１０８は被嵌入部１１，１０６の外周面とセグメント１ａ、１００のコンクリート１７ａ，１１１との間に介在されているが、本発明は、図５に示すように、キャップ２０６を被嵌入部２０５の中間部付近まで深く被せて、キャップ２０６の内側面と被嵌入部２０５の外周面との間に緩衝材２０７を介在させてもよい。

また、上記した第１，第２の実施の形態では、隣接するセグメント１ａ，１ｂ，１００にコンクリート造のものを使用しているが、本発明は、図５に示すように、セグメント２００は、箱状に形成された鋼製の枠材２０１の中にコンクリート２０２が中詰された中詰コンクリート型セグメントでもよく、またスチール型セグメントやダグタイルセグメント等の各種のセグメントであってよい。

また、上記した第１の実施の形態では、雄型継手４は、基板５，嵌入部６及びアンカー部７から構成されているが、本発明は、図５に示すように、雄型継手２０４は、枠材２０１の端面に嵌入部２０９を直接接合されてなるものでもよい。また、雌型継手２０３にアンカー部を設けずに、セグメント２００の鉄筋材２０８で挟み込んで被嵌入部２０５を固定してもよい。

本発明に係るセグメントの接合構造の第１の実施の形態を説明するための断面図である。 図１に示すＡ−Ａ間の断面図である。 本発明に係るセグメントの接合構造の第１の実施の形態を説明するための断面図である。 本発明に係るセグメントの接合構造の第２の実施の形態を説明するための断面図である。 本発明に係るセグメントの接合構造のその他の実施の形態を説明するための断面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１００，２００ セグメント
２ａ，２ｂ，１０１ 接合面
１１，１０６，２０５ 被嵌入部
３，１０２，２０３ 雌型継手
６，１０４，２０９ 嵌入部
４，１０３，２０４ 雄型継手
９，１１０ 凹凸部
１３，１０８，２０７ 緩衝材

Claims (3)

1. 隣接する二つのセグメントのうち、一方のセグメントの接合面に設けられ、中空の被嵌入部を有する雌型継手と、他方のセグメントの接合面に設けられ、前記被嵌入部内に嵌合される嵌入部を有する雄型継手とが備えられ、前記被嵌入部は、前記嵌入部が嵌入される際に拡径されて該嵌入部の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して前記嵌入部との嵌合状態を保持するセグメントの接合構造において、
   前記被嵌入部は、前記嵌入部を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、前記嵌入部の先端には、前記被嵌入部の他端部に噛合される凹凸部が形成されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
2. 隣接するセグメントの対向する接合面にそれぞれ設けられ、中空の被嵌入部を有する雌型継手と、対向する前記雌型継手の間に介在され、前記被嵌入部に嵌合される嵌入部を有して対向する前記雌型継手同士を連結する雄型継手とが備えられ、前記被嵌入部は、前記嵌入部が嵌入される際に拡径されて該嵌入部の嵌入を許容し、嵌合完了後に縮径して前記嵌入部との嵌合状態を保持するセグメントの接合構造において、
   前記被嵌入部は、前記嵌入部を挿入する一端側の内径が大きく他端側に向かって窄まるテーパー状に形成され、前記嵌入部の両端には、前記被嵌入部の他端部に噛合される凹凸部がそれぞれ形成されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
3. 請求項１または２記載のセグメントの接合構造において、
   前記被嵌入部の外周には、弾力性を有する緩衝材が付設されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
   
   

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