JP2012241406A

JP2012241406A - セグメントの継手部構造

Info

Publication number: JP2012241406A
Application number: JP2011111997A
Authority: JP
Inventors: Munetaka Ozeki; 宗孝大関; Chikashi Kemuriyama; 史煙山; Takashi Odan; 孝大段
Original assignee: Nippon Hume Corp
Current assignee: Nippon Hume Corp
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2012-12-10

Abstract

【課題】少ない挿入力で確実に挿入することができるとともに確実にセグメント相互を連結することができ、しかも安価なセグメントの継手部構造の提供。
【解決手段】一方のセグメントの接合部端面１ａより突出したピン状の雄側継手部材２と、他方のセグメントの接合部１ｂに固定された雌側継手部材４とを備え、雄側継手部材２は、その挿入方向手前側に向けた係合面６ａを有する係合部を備え、雌側継手部材４は、長さ方向を雄側継手部材の挿入方向に向けた一対の回動部材７，７と、回動部材７，７を枢支させた外殻部８と、両回動部材７，７の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するバネ部材１２とを備え、両回動部材７，７間に雄側継手部材２を挿入し、係合面６ａを抜け止め部１４に当接させることにより雄側継手部材２が雌側継手部材４に抜け出し不能に保持されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、トンネルの内部覆工に用いられるセグメントを相互に連結するためのものであって、特にはセグメントリングを相互に連結するためのセグメントの継手部構造に関する。

シールド工法よるトンネル構築においては、シールド掘削機の後方側で掘削孔の内周面に沿って円弧版状のセグメントを周方向に連結してセグメントリングを組み立て、このセグメントリングをシールド掘削機の進行に合わせて順次トンネル軸方向に連設することによりトンネル内に覆工がなされている。

従来、このセグメントリング相互の連結は、セグメントリングを構成するセグメントをトンネル軸方向で相互に連結することによりなされ、このセグメント相互間を連結する継手部構造には、互いに連結される一方のセグメントの接合端面より突出したピン状の雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部に固定された雌側継手部材部材とを備え、両接合部端面同士を突き合わせるとともに雄側継手部材を挿入口より雌側継手部材に挿入し、雌側継手部材に雄側継手部材を抜け出し不能に保持させることによりセグメント相互を連結する構造のものが知られている。

このような継手部構造には、ピン状の雄側継手部材を雌側継手部材に圧入し、その引き抜き抵抗力によりリング軸方向で移動不能に連結されるようにしたもの（例えば特許文献１）や、雌側継手部材内に雄側継手部材の軸径方向で移動可能な係合駒を備え、雄側継手部材を雌側継手部材内に挿入した際に、この係合駒が雄側継手部材の外周部に形成された係合溝にバネの付勢力により係合してピンの軸方向の移動を規制するようにしたもの（例えば特許文献２）等がある。

特開２０００−２８２７９５号公報特開２００３−３２８６９３号公報

しかし、上述の特許文献１に示す如き従来の技術では、ピン状の雄側継手部材を雌側継手部材に圧入し、その引抜き抵抗力により連結強度を確保する構造であるため、その圧入に際して高い挿入力を必要とし、作業効率が悪いという問題があった。

また、上述の特許文献２に示す如き従来の技術では、雄側継手部材の軸径方向に作用するバネ部材の付勢力に抗して雄側継手部材を雌側継手部材内に挿入するため、高い挿入力を必要とし、一方、係合駒は、その移動方向と略直角を成す方向から雄側継手部材が挿入される構造であるため、雄側継手部材に押圧されて変形してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、少ない挿入力で確実に挿入することができるとともに確実にセグメント相互を連結することができ、しかも安価なセグメントの継手部構造の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、互いに連結される一方のセグメントの接合部端面より突出したピン状の雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部に固定された雌側継手部材とを備え、前記両接合部端面を突き合わせて前記雄側継手部材を前記雌側継手部材内に挿入し、前記雌側継手部材に前記雄側継手部材を抜け出し不能に保持させることにより前記両セグメントが連結されるようにしてなるセグメントの継手部構造において、前記雄側継手部材は、その挿入方向手前側に向けた係合面を有する係合部を備え、前記雌側継手部材は、長さ方向を前記雄側継手部材の挿入方向に向けた互いに対向配置の一対の回動部材と、該両回動部材の挿入方向奥側端部が互いに両回動部材間方向で移動できるように前記両回動部材の挿入方向手前側部を枢支させた外殻部と、前記両回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するバネ部材とを備え、前記回動部材は、挿入方向奥側端部に前記係合面が当接される抜け止め部を備え、前記両回動部材間に前記雄側継手部材を挿入し、前記係合面を前記抜け止め部に当接させることにより前記雄側継手部材が前記雌側継手部材に抜け出し不能に保持されるようにしたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記両回動部材は、互いに対向する側に前記雄側継手部材の外周部と嵌合する把持部を有することにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記バネ部材は、前記回動部材を外殻部に枢支させるための枢支軸に巻きつけたコイル部と、該コイル部の両端より延長された直線部とをもってＶ字状に形成され、一方の前記直線部の先端部を前記回動部材の挿入方向奥側端部に固定し、他方の先端部を前記外殻部に当接させて前記外殻部に反力をとって前記回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するようにしたことにある。

本発明に係るセグメントの継手部構造は、上述したように、互いに連結される一方のセグメントの接合部端面より突出したピン状の雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部に固定された雌側継手部材とを備え、前記両接合部端面を突き合わせて前記雄側継手部材を前記雌側継手部材内に挿入し、前記雌側継手部材に前記雄側継手部材を抜け出し不能に保持させることにより前記両セグメントが連結されるようにしてなるセグメントの継手部構造において、前記雄側継手部材は、その挿入方向手前側に向けた係合面を有する係合部を備え、前記雌側継手部材は、長さ方向を前記雄側継手部材の挿入方向に向けた互いに対向配置の一対の回動部材と、該両回動部材の挿入方向奥側端部が互いに両回動部材間方向で移動できるように前記両回動部材の挿入方向手前側部を枢支させた外殻部と、前記両回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するバネ部材とを備え、前記回動部材は、挿入方向奥側端部に前記係合面が当接される抜け止め部を備え、前記両回動部材間に前記雄側継手部材を挿入し、前記係合面を前記抜け止め部に当接させることにより前記雄側継手部材が前記雌側継手部材に抜け出し不能に保持されるようにしたことにより、小さな挿入力で好適に挿入することができる一方、確実に連結することができる。

また、本発明において、前記両回動部材は、互いに対向する側に前記雄側継手部材の外周部と嵌合する把持部を有することにより、雄側継手部材が両回動部材に確実に把持させることができる。

更に本発明において、前記バネ部材は、前記回動部材を外殻部に枢支させるための枢支軸に巻きつけたコイル部と、該コイル部の両端より延長された直線部とをもってＶ字状に形成され、一方の前記直線部の先端部を前記回動部材の挿入方向奥側端部に固定し、他方の先端部を前記外殻部に当接させて前記外殻部に反力をとって前記回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するようにしたことにより、バネの反力を用いて両回動部材を好適に雄側継手部材側に付勢し、確実に雄側継手部材と回動部材とを係合させることができる。

本発明に係る継手部構造を使用したセグメントの一例を示す底面図である。本発明に係るセグメントの継手部構造の一例を示す縦断面図である。図２中のＡ−Ａ線断面図である。同上のＢ−Ｂ線断面図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るセグメントの継手部構造の連結工程を説明するための断面図である。

次に、本発明に係るセグメントの継手構造の実施の態様を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１はコンクリートにより円弧版状に形成されたセグメントであって、複数のセグメント１，１...をリング周方向で連結して円環状のセグメントリングを成し、このセグメントリングをトンネル軸方向に連設することによりトンネル内に覆工をなしている。

また、セグメントリング相互の連結は、各セグメントリングを構成するセグメント１，１をトンネル軸方向で相互に連結することによりなされている。

セグメント相互のリング軸方向（トンネル軸方向）を連結する継手構造は、互いに連結される一方のセグメント１の接合部端面１ａに突設された雄側継手部材２と、他方のセグメント１の接合部１ｂに固定された雌側継手部材４とをもって構成され、両セグメント１，１の接合部端面１ａ，１ｂを突き合わせ、雄側継手部材２を挿入口３より雌側継手部材４内に挿入し、雌側継手部材４に雄側継手部材２を抜け出し不能に保持させることにより、両セグメント１，１をリング軸方向で移動不能に連結するようになっている。

雄側継手部材２は、セグメントの接合部端面１ａよりリング軸方向に突出したピン状に形成され、リング周方向に間隔を置いて配置されている。

この雄側継手部材２は、一方の端部がコンクリート内に埋設された鉄筋５に溶接により固定され、それにより接合部端面１ａより他方端部が突出した状態にセグメント１に固定されている。

この雄側継手部材２の先端部には、その軸径方向に張り出したフランジ状の係合部６が形成され、係合部６の挿抜方向手前側に向けた係合面６ａが後述する回動部材７，７に当接することにより雄側継手部材２の抜け出し方向の移動が規制されるようになっている。

尚、この係合部６の先端側は、先端側に向けて縮径したテーパ部６ｂに形成され、雌側継手部材４との連結作業を容易に行えるようになっている。

雌側継手部材４は、上下方向で互いに対向配置の一対の回動部材７，７と、両回動部材７，７を枢支させた外殻部８とを備え、外殻部８の前端面を接合部端面１ｂに露出させた状態でセグメント１に埋設されている。また、挿入口３より挿入された雄側継手部材２は、両回動部材７，７間に挿入されるようになっている。

外殻部８は、鋼板材からなる上下左右の側板８ａ〜８ｄと、前端板８ｅと、後端板８ｆとを備え、中空箱状に形成されている。

前端板８ｅの中央部には、雄側継手部材２が挿入される挿入口３が形成され、この挿入口３を通して雄側継手部材２が雌側継手部材４内に挿入されるようになっている。

一方、左右の側板８ｃ，８ｄには、挿抜方向手前側部に上下に間隔をおいて枢支孔９，９が側板８ｃ，８ｄの厚み方向に貫通して形成され、この枢支孔９に回動部材７，７の挿入方向手前側端部に配置された両側板８ｃ，８ｄ間方向に向けた枢支軸１０の両端がそれぞれ挿入されている。

また、左右の側板８ｃ，８ｄの外側面は、セグメント内に埋設された鉄筋１１，１１の端部に溶接により固定されている。

回動部材７，７は、その長さ方向を雄側継手部材２の挿入方向に向けた直方体状に形成され、その挿入方向手前側端部を外殻部８に枢支軸１０を介して枢支させ、挿入方向奥側端部が両回動部材間方向、即ち上下方向に移動できるようになっている。

この回動部材７，７は、バネ部材１２により挿入方向奥側端部が互いに近づく方向に付勢されて雄側継手部材未挿入時には、図５（ａ）に示すように奥側端部が互いに当接してＶ字状に、雄側継手部材挿入時には、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、雄側継手部材２を挟んでハ字状に配置されるようになっている。

一方、この回動部材７の挿抜方向奥側端部には、互いに対向する側に前後方向に向けた円弧状溝からなる把持部１３が形成され、この把持部１３が雄側継手部材２の本体外周部と嵌合し、両回動部材７，７で雄側継手部材２を把持するようになっている。

この把持部１３は、回動部材７の対向側面より奥方外側に向けて傾けた形状に形成され、雄側継手部材２が雌側継手部材４内に挿入された際に、両把持部１３が互いに平行な配置となり、円弧状溝に雄側継手部材２の外周部が嵌合し、バネ部材１２の付勢力により両回動部材７，７が雄側継手部材２を把持するようになっている。

また、回動部材７の挿抜方向奥側端には、外側面より奥方内側に向けて傾斜した形状に抜け止め部１４が形成され、雄側継手部材２が雌側継手部材４内に挿入された際に、この抜け止め部１４に雄側継手部材２の係合面６ａが当接して当て止めされて雄側継手部材２の抜け出しを防止するようになっている。

バネ部材１２は、弾性を有する金属製線状材を折り曲げ加工することにより形成され、枢支軸１０に巻き付けられたコイル部１５と、コイル部１５の両端より延長された直線状の直線部１６ａ，１６ｂとを有し、コイル部１５を要にしたＶ字状に形成されている。

両直線部１６ａ，１６ｂの先端部には、それぞれ内側に直角に折り曲げた形状の屈曲部１７が形成されており、一方の直線部１６ａの屈曲部１７が回動部材７の挿抜方向奥側部に形成された挿込孔に挿入されるとともに、他方の直線部１６ｂの屈曲部１７がそれぞれ上下の側板８ａ，８ｂ内面に当接され、それにより上側板８ａ又は下側板８ｂに反力をとって回動部材７の挿抜方向奥側部を互いに近づく方向に付勢するようになっている。

このように構成されたセグメントの継手部構造では、図５（ａ）〜図５（ｂ）に示すように、雄側継手部材２を挿入口３より雌側継手部材４内に挿入すると、雄側継手部材２のテーパ部６ｂにより両回動部材７の対向側面を押して、バネ部材１２による付勢力に抗して両回動部材７，７を奥側端部が互いに離反する方向に回動させ、雄側継手部材２が両回動部材７，７間に挿入される。その際、回動部材７，７は、バネ部材１２以外の抵抗はなく、挿入方向奥側端部が互いに離反する方向に回動可能な状態にあるので、少ない挿入力でもスムースに雄側継手部材２を挿入することができる。

そして、両セグメントの接合部端面１ａ，１ｂを突き合わせ、雄側継手部材２を所定の位置まで押し込むと、互いに離反する方向に押し広げられていた両回動部材７，７がバネ部材１２の付勢力により挿入方向奥側端部が互いに近づく方向に回動し、それにより両回動部材７，７で雄側継手部材２の外周部を把持するとともに、回動部材７，７の抜け止め部１４に雄側継手部材２の係合面６ａが当接して当て止めされ、雌側継手部材４に雄側継手部材２が抜け出し不能に保持される

この状態においては、抜け止め部１４が両枢支軸１０，１０の内側で雄側継手部材２と係合しているので、雄側継手部材２に抜き出し方向の力が作用した場合、係合面６ａより抜け止め部１４が受ける力により回動部材７には奥側端部が互いに近づく方向のモーメントが生じ、それにより両回動部材７は、奥側端部が互いに離反する方向に回動不能となり、且つ両回動部材７により雄側継手部材２が強固に把持され、両セグメント１，１が強固に連結される。

尚、上述の実施例では、回動部材７の把持部１３に円弧状溝を備えたものについて説明したが、円弧状溝を設けなくともよい。

また、バネ部材１２の形状は、上述した実施例でしめしたバネ部材１２の形状に限定されるものではなく、回動部材７をその奥側端部が互いに近づく方向に付勢することができるものであればよい。

１セグメント
２雄側継手部材
３挿入口
４雌側継手部材
５鉄筋
６係合部
７回動部材
８外殻部
９枢支孔
１０枢支軸
１１鉄筋
１２バネ部材
１３把持部
１４抜け止め部
１５コイル部
１６直線部
１７屈曲部

Claims

互いに連結される一方のセグメントの接合部端面より突出したピン状の雄側継手部材と、他方のセグメントの接合部に固定された雌側継手部材とを備え、前記両接合部端面を突き合わせて前記雄側継手部材を前記雌側継手部材内に挿入し、前記雌側継手部材に前記雄側継手部材を抜け出し不能に保持させることにより前記両セグメントが連結されるようにしてなるセグメントの継手部構造において、
前記雄側継手部材は、その挿入方向手前側に向けた係合面を有する係合部を備え、
前記雌側継手部材は、長さ方向を前記雄側継手部材の挿入方向に向けた互いに対向配置の一対の回動部材と、該両回動部材の挿入方向奥側端部が互いに両回動部材間方向で移動できるように前記両回動部材の挿入方向手前側部を枢支させた外殻部と、前記両回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するバネ部材とを備え、
前記回動部材は、挿入方向奥側端部に前記係合面が当接される抜け止め部を備え、
前記両回動部材間に前記雄側継手部材を挿入し、前記係合面を前記抜け止め部に当接させることにより前記雄側継手部材が前記雌側継手部材に抜け出し不能に保持されるようにしたことを特徴としてなるセグメントの継手部構造。
前記両回動部材は、互いに対向する側に前記雄側継手部材の外周部と嵌合する把持部を有する請求項１に記載のセグメントの継手部構造。
前記バネ部材は、前記回動部材を外殻部に枢支させるための枢支軸に巻きつけたコイル部と、該コイル部の両端より延長された直線部とをもってＶ字状に形成され、一方の前記直線部の先端部を前記回動部材の挿入方向奥側端部に固定し、他方の先端部を前記外殻部に当接させて前記外殻部に反力をとって前記回動部材の挿入方向奥側端部を互いに近づく方向に付勢するようにした請求項１又は２に記載のセグメントの継手部構造。