JP2014227756A - セグメントの連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】連結用孔の軸心が合致していない場合であっても軸状部材に過大な曲げ応力を作用させず、また、セグメントの汎用性にすぐれ、地震動による引張り力など組み立て後に作用する外力に対して余裕度を向上させたセグメントの連結構造を提供すること。
【解決手段】一方の端部鋼板１４の連結用孔１４０２は、連結用孔１４０２の内周面と筒状部材２０の外周面との間に隙間Ｓ１が確保される寸法で形成されている。軸状部材２２であるボルトＢは、各連結用空間部１６に配置された補強板３０の挿通孔３００４、筒状部材２０の内部貫通孔２００２に挿通され、ナットＮが螺合されている。これにより、隣り合うセグメント１０の端部鋼板１４を挟持し、同時に、筒状部材２０を、合わされた２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２に位置させている。連結用空間部１６にコンクリートＣが打設され、端部鋼板１４を挟持した状態を固定している。
【選択図】図１

Description

本発明はセグメントの連結構造に関する。

各種のトンネル工事では、掘削した孔内に、円弧状のセグメントを周方向および軸方向に組み立てていくことがなされている。
この種のセグメントは、一般に、鉄筋コンクリート製の円弧状本体部と、円弧状本体部の周方向の端面および軸方向の端面に取着された複数の端部鋼板と、各端部鋼板の内側の円弧状本体部の箇所に設けられた連結用空間部とを有している。
従来のセグメントの組み立ては、隣り合うセグメントの端部鋼板が合わされ、この合わされた各端部鋼板の連結用孔にわたって挿通されたボルトとナットを介して双方の端部鋼板が締結されることでなされている。
しかしながら、連結用孔の軸心が合致していない場合、ボルトの締め付け時にボルトに過大な曲げ応力が発生し、引っ張り力の低下など種々の不具合が生じる。
そこで、隣り合う２つのセグメントのうち一方のセグメントに、雌ねじ部材を埋設し、この雌ねじ部材の先端をセグメントの端面から突設させ、他方のセグメントの端部鋼板に挿通したボルトを前記雌ねじ部材に締結する構造が提案されている（特許文献１）。

特開平７−１０９８９５号公報

しかしながら、上記従来技術では、セグメントの組み立て時の調芯機能が発揮されるものの、トンネルの施工毎に、外力に対して最適な断面積の雌ねじ部材が埋め込まれた専用のセグメントを製造しなければならず、セグメントの汎用性に劣る不具合がある。
また、雌ねじ部材はセグメントに埋設された構造であるため、セグメントの組み立て後に例えば、地震動による引張り力が作用した場合、雌ねじ部材が抜け出す虞がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、連結用孔の軸心が合致していない場合であっても組み立て時にボルトのような軸状部材に過大な曲げ応力を作用させず、また、セグメントの汎用性にすぐれ、地震動による引張り力など組み立て後に作用する外力に対して余裕度を向上させたセグメントの連結構造を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、鉄筋コンクリート製の円弧状本体部と、前記円弧状本体部の端面に取着された複数の端部鋼板と、前記各端部鋼板の内側の前記円弧状本体部の箇所に設けられた連結用空間部とを有するセグメントを連結する構造であって、前記端部鋼板に形成された連結用孔と、隣り合う２つのセグメントの合わされた前記端部鋼板の前記連結用孔にわたって挿通される軸方向の長さを有する筒状部材と、前記筒状部材の内部貫通孔に挿通され前記筒状部材よりも大きい寸法の長さを有する軸状部材と、前記合わされた前記端部鋼板の内側の前記各連結用空間部において、前記軸状部材を介して前記合わされた前記端部鋼板を挟持すると共に前記筒状部材を前記連結用孔内に位置させる挟持手段と、前記各連結用空間部において、前記挟持手段を前記端部鋼板に対して固定する固定手段とを備え、前記合わされた前記端部鋼板のうち少なくとも一方の前記端部鋼板の前記連結用孔の内径は、前記筒状部材の外周面との間に隙間が確保されるように前記筒状部材の外径よりも大きい寸法で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、隣り合うセグメントは、セグメントの組み立て時に、合わされた端部鋼板が挟持手段により挟持され、組み立て後は、挟持手段が端部鋼板に固定されることで結合される。
そして、合わされた端部鋼板のうち少なくとも一方の端部鋼板の連結用孔は、筒状部材の外周面との間に隙間が確保される寸法で形成されている。そのため、軸状部材としてボルトを用いた場合、従来のように、連結用孔の軸心が合致していない場合であっても、ボルトの締め付け時にボルトに過大な曲げ応力が発生し、引っ張り力の低下などの不具合が生じることがない。
また、セグメントを、その端面から何も突出していない構造にできるため、セグメントの製造時、運搬時、組み立て時に接合部の損傷のリスクを低減でき、セグメントの取扱い性を向上する上で有利となる。
また、合わされた２つの端部鋼板の連結用孔に筒状部材が位置しているため、セグメントの組み立て後、せん断力を筒状部材で負担できる。そのため、せん断力による端部鋼板やボルトの損傷を防止でき、組み立て後に作用する荷重、例えば、地震動による引張り力に対して端部鋼板やボルトの余裕度を向上させる上で有利となる。
また、筒状部材はセグメントと別体であり、トンネルの施工区間毎に筒状部材を所望の強度、断面に設定することで、共通のセグメントを使用できるようになり、セグメントの汎用性を向上し、トンネル工事のコストダウンを図る上で有利となる。

第１の実施の形態のセグメントの連結構造を示す断面図である。 筒状部材の斜視図である。 補強板の斜視図である。 第２の実施の形態のセグメントの連結構造を示す断面図である。 第３の実施の形態のセグメントの連結構造を示す断面図である。 第４の実施の形態のセグメントの連結構造を示す断面図である。 第５の実施の形態のセグメントの連結構造を示す断面図である。 セグメントの斜視図である。

（第１の実施の形態）
まず、図１〜図３および図８を参照して本発明の第１の実施の形態から説明する。
図８に示すように、セグメント１０は、鉄筋コンクリート製の円弧状本体部１２と、円弧状本体部１２の端面に該端面と同一面上に位置するように取着された複数の端部鋼板１４と、各端部鋼板１４の内側の円弧状本体部１２の箇所に設けられた連結用空間部１６とを有している。
図１は、隣り合う２つのセグメント１０の端面どうしが合わされ、双方のセグメント１０の端部鋼板１４が合わされた状態を示している。
図１に示すように、本実施の形態のセグメント１０の連結構造は、連結用孔１４０２と、筒状部材２０と、軸状部材２２と、挟持手段２４と、固定手段２６とを含んで構成されている。

連結用孔１４０２は、端部鋼板１４に形成されている。
連結用孔１４０２は、筒状部材２０を挿通させるものであり、本実施の形態では、合わされた双方の端部鋼板１４の連結用孔１４０２の内径は、筒状部材２０の外径よりも大きい寸法で形成され、連結用孔１４０２の内周面と筒状部材２０の外周面との間に隙間Ｓ１が確保されるように形成され、セグメント１０の組み立ての簡易化が図られている。

筒状部材２０は、強度、剛性に優れる従来公知の様々な材料が使用可能であり、本実施の形態では、鋼材などの金属材料で形成されている。
図１、図２に示すように、筒状部材２０は、隣り合う２つのセグメント１０の合わされた端部鋼板１４の厚さの総和よりも大きい軸方向の長さを有し、合わされた端部鋼板１４の連結用孔１４０２に挿通されている。
筒状部材２０の中心には、軸方向に貫通する内部貫通孔２００２が形成されている。
筒状部材２０は均一外径の外周面２００４で形成され、軸方向の両端に、軸方向と直交する平坦な環状端面２００６が形成されている。

各連結用空間部１６に、端部鋼板１４に当接可能な補強板３０がそれぞれ配置されている。
図１、図３に示すように、補強板３０には、当接面３００２と結合凹部３２と挿通孔３００４が設けられている。
当接面３００２は、補強板３０の厚さ方向の一方の面に形成され、端部鋼板１４に当接可能に形成されている。
結合凹部３２は当接面３００２に形成され、当接面３００２が端部鋼板１４に当接した状態で筒状部材２０の軸方向の端部に、軸方向と直交する方向に移動不能に結合されるように設けられている。
挿通孔３００４は、結合凹部３２の中心に軸状部材２２の挿通を可能に設けられている。
詳細には、結合凹部３２は、環状端面２００６に当接可能で挿通孔３００４を中心として環状に拡がる環状底面３２０２と、環状底面３２０２の周囲から起立し筒状部材２０の外周面２００４に筒状部材２０の径方向に移動不能に結合可能な円筒状内周面３２０４とで構成されている。
各補強板３０は、連結用空間部１６において、当接面３００２が端部鋼板１４に当接され、環状端面２００６に環状底面３２０２が当接され、外周面２００４に円筒状内周面３２０４が結合されて配設されている。

本実施の形態では、軸状部材２２としてボルトＢが用いられている。
ボルトＢは、合わされた端部鋼板１４の内側の各連結用空間部１６に配置された補強板３０の挿通孔３００４、筒状部材２０の内部貫通孔２００２に挿通され、ワッシャＷを介してナットＮが螺合されている。これにより、各連結用空間部１６に配置された補強板３０を挟持し、各補強板３０の当接面３００２により隣り合うセグメント１０の端部鋼板１４を挟持し、同時に、筒状部材２０をその軸方向の両端から挟持し、さらに、筒状部材２０を、合わされた２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２に位置させている。
なお、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径と、補強板３０の挿通孔３００４の内径は、それらに挿通される軸状部材２２の部分の外径よりも大きい寸法で形成されている。すなわち、内部貫通孔２００２の内周面と軸状部材２２の外周面との間、および挿通孔３００４の内周面と軸状部材２２の外周面との間にそれぞれ隙間Ｓ２が確保され、組み立ての簡易化が図られている。

また、本実施の形態では、一方の補強板３０の環状底面３２０２と筒状部材２０の環状端面２００６との間に、弾性変形可能な弾性部材３４が介設されている。弾性部材３４としては、ウレタンゴムや板ばねなど従来公知の様々な弾性材が採用可能である。
弾性部材３４を設けると、例えば、端部鋼板１４の厚さにばらつきがあった場合や、筒状部材２０の長さにばらつきがあった場合でも、それらのばらつきを弾性部材３４の弾性変形により吸収し、端部鋼板１４により筒状部材２０を挟持し、筒状部材２０をがたつきなく配置する上で有利となる。
さらに、本実施の形態では、軸状部材２２の両端であるボルトＢの頭部とナットＮに、緩衝カバー３６が装着されている。
緩衝カバー３６を設けると、セグメント１０の組み立て後に、隣り合うセグメント１０の端面間にせん断力が作用した場合に、この緩衝カバー３６の変形により、ボルトＢに作用するせん断力を低減させる上で有利となる。なお、この緩衝カバー３６は、少なくともボルトＢ（軸状部材）の軸方向の一方の端部に設ければよい。

以上のようにボルトＢ、ナットＮを介して隣り合うセグメント１０の端部鋼板１４が挟持されたならば、連結用空間部１６にコンクリートＣが打設される。
このコンクリートＣにより、端部鋼板１４を挟持した状態を固定している。すなわち、ボルトＢの軸方向と直交する方向において、補強板３０は端部鋼板１４と一体的に結合され、また、ボルトＢの軸方向と直交する方向において、端部鋼板１４を介して筒状部材２０が端部鋼板１４に一体的に結合されることになる。
したがって、本実施の形態では、ボルトＢの軸方向と直交する方向において、隣り合うセグメント１０は筒状部材２０を介して一体的に結合されることになり、詳細には、筒状部材２０及びボルトＢを介して一体的に結合されることになる。
また、ボルトＢの軸方向において隣り合うセグメント１０に互いに離れる方向に力が作用した場合、すなわち、引っ張り力が作用した場合、この引張り力に対してボルトＢが対抗する。
したがって、ボルトＢの軸方向において隣り合うセグメント１０は一体的に結合されることになる。

なお、本実施の形態では、ボルトＢ（軸状部材２２）を介して合わされた端部鋼板１４を挟持するとともに筒状部材２０を連結用孔１４０２内に位置させる挟持手段２４が、補強板３０とナットＮを含んで構成されている。ただし、挟持手段２４はボルトＢ、ナットＮに限定されず、軸状部材２２を介して合わされた端部鋼板１４を挟持するとともに筒状部材２０を連結用孔１４０２内に位置させるものであればよく、従来公知の様々な構造が採用可能である。
また、各連結用空間部１６において、挟持手段２４を端部鋼板１４に対して固定する固定手段２６が、コンクリートＣを含んで構成されている。
また、必要に応じて、連結用空間部１６にコンクリートＣを打設する前に、補強板３０を端部鋼板１４に溶接により溶着固定する溶着部が設けられ、この溶着部が設けられた後に、連結用空間部１６にコンクリートＣが打設される。
溶着部を設けると、補強板３０と端部鋼板１４とをより強固に一体化する上で有利となる。

本実施の形態によれば次の効果が奏される。
端部鋼板１４の連結用孔１４０２は筒状部材２０の外径よりも大きい寸法の内径で形成され、連結用孔１４０２の内周面と筒状部材２０の外周面との間に隙間Ｓ１が確保されているので、連結用孔１４０２の軸心が合致していない場合であっても、ボルトＢの締め付け時にボルトＢに過大な曲げ応力が発生し、引っ張り力の低下などの不具合が生じることがない。
また、セグメント１０を、その端面から何も突出していない構造にできるため、セグメント１０の製造時、運搬時、組み立て時に接合部の損傷のリスクを低減でき、セグメント１０の取扱い性を向上する上で有利となる。
また、合わされた２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２にわたって筒状部材２０が位置している。
そのため、セグメント１０の組み立て後、シールドマシン掘進時のせん断力を筒状部材２０で負担できるので、せん断力による端部鋼板１４やボルトＢの損傷を防止でき、組み立て後に作用する荷重、例えば、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４やボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。
本実施の形態では、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径は、軸状部材２２の部分の外径よりも大きい寸法で形成され、内部貫通孔２００２の内周面と軸状部材２２の外周面との間に隙間Ｓ２が確保されているので、せん断力を筒状部材２０で負担させる上でより有利となっている。
なお、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径を、隙間Ｓ２を設けずに軸状部材２２が内部貫通孔２００２の径方向に移動不能となる寸法で形成しておいてもよい。この場合には、組み立て後に作用するせん断力を筒状部材２０とボルトＢで負担することになる。この場合にも、せん断力をボルトＢ単独で負担する場合に比べ、せん断力による端部鋼板１４やボルトＢの損傷を防止でき、組み立て後に作用する荷重、例えば、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４やボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。

したがって、組み立て後に作用する荷重、例えば、曲線路線の施工時、シールドマシンから作用する過重なせん断力に対して任意の断面、強度が採用可能な筒状部材２０は十分に耐えることが可能となり、また、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４、ボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。
また、筒状部材２０はセグメント１０と別体であり、所望の強度、断面に設定できるため、トンネルの施工区間毎に専用のセグメント１０を製造する必要がなくなる。すなわち、トンネルの施工区間毎に筒状部材２０を所望の強度、断面に設定することで、共通のセグメント１０を使用できるようになり、セグメント１０の汎用性を向上し、トンネル工事のコストダウンを図る上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付し異なった箇所を重点的に説明する。
第２の実施の形態では、筒状部材２０の軸方向の一方の端部の形状と、この端部が位置する側に配置される補強板３０の形状が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、筒状部材２０の軸方向の一方の端部には、第１の実施の形態と同様に、軸方向と直交する平坦な環状端面２００６が形成されているが、他方の端部には、第１の実施の形態と異なり、端部に至るにつれて次第に外径が小さくなる円錐状外周面２０１０が形成されている。
また、円錐状外周面２０１０が位置する側の連結用空間部１６に配置された補強板３０の結合凹部３２は、円錐状外周面２０１０に係合可能な円錐状内周面３２１０で構成され、円錐状内周面３２１０の内側の空間は挿通孔３００４を兼ねている。
当接面３００２が端部鋼板１４に当接した状態で円錐状外周面２０１０と円錐状内周面３２１０とが係合し、補強板３０と筒状部材２０とは、筒状部材２０の軸方向と直交する方向に移動不能に結合される。
このような第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様な効果が奏される。

（第３の実施の形態）
次に、図５を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、隣り合う２つのセグメント１０のうちの一方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２の内径と、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径と、一方のセグメント１０の連結用空間部１６に配置される補強板３０の形状とが第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、一方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２は、筒状部材２０の軸方向の端部が軸方向と直交する方向に移動不能に結合される寸法の内径で形成されている。なお、他方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２は、第１の実施の形態と同様に、筒状部材２０の外周面２００４との間に隙間Ｓ１が確保される寸法の内径で形成されている。
また、筒状部材２０の内部貫通孔２００２は、第１の実施の形態と異なり、ボルトＢの軸部（軸状部材の軸部）がその軸方向と直交する方向に移動不能に結合される内径で形成されている。

また、一方のセグメント１０の端部鋼板１４側の連結用空間部１６に配置される補強板３０の当接面３００２には、ボルトＢが挿通される挿通孔３００４のみが形成されている。
また、当接面３００２と筒状部材２０の端部との間に弾性部材３４が介設されている。
なお、他方のセグメント１０の連結用空間部１６に配置される補強板３０は、第１の実施の形態と同様の構造であり、挿通孔３００４や結合凹部３２が設けられている。
なお、本実施の形態では、ボルトＢ（軸状部材２２）を介して合わされた端部鋼板１４を挟持するとともに筒状部材２０を２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２内に位置させる挟持手段２４が、補強板３０とナットＮを含んで構成されている。
また、各連結用空間部１６において、挟持手段２４を端部鋼板１４に対して固定する固定手段２６が、コンクリートＣを含んで構成されている。

本実施の形態によれば第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
すなわち、一方の端部鋼板１４の連結用孔１４０２は筒状部材２０の外径よりも大きい寸法の内径で形成されているので、連結用孔１４０２の軸心が合致していない場合であっても、ボルトＢの締め付け時にボルトＢに過大な曲げ応力が発生し、引っ張り力の低下などの不具合が生じることがない。
また、セグメント１０を、その端面から何も突出していない構造にできるため、セグメント１０の製造時、運搬時、組み立て時に接合部の損傷のリスクを低減でき、セグメント１０の取扱い性を向上する上で有利となる。
また、筒状部材２０が２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２にわたって位置しており、セグメント１０の組み立て後、せん断力を筒状部材２０で負担できるので、せん断力による端部鋼板１４やボルトＢの損傷を防止する上で有利となり、例えば、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４やボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。

したがって、組み立て後に作用する荷重、例えば、曲線路線の施工時、シールドマシンから作用する過重なせん断力に対して任意の断面、強度が採用可能な筒状部材２０は十分に耐えることが可能となり、また、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４、ボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。
また、筒状部材２０はセグメント１０と別体であり、所望の強度、断面に設定できるため、トンネルの施工区間毎に専用のセグメント１０を製造する必要がなくなる。すなわち、トンネルの施工区間毎に筒状部材２０を所望の強度、断面に設定することで、共通のセグメント１０を使用できるようになり、セグメント１０の汎用性を向上し、トンネル工事のコストダウンを図る上で有利となる。

なお、合わされる双方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２を、筒状部材２０の外周面２００４との間に隙間Ｓ１が確保される寸法の内径で形成してもよい。この場合には、セグメント１０の組み立て後にせん断力が作用した場合、筒状部材２０の外周面が双方の連結用孔１４０２の内周面に当たってからせん断力を筒状部材２０で負担することになる。
また、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径は、第１の実施の形態と同様に、内部貫通孔２００２の内周面と軸状部材２２の外周面との間に隙間Ｓ２が確保される寸法で形成してもよい。この場合にも、セグメント１０の組み立て後にせん断力が作用した場合、筒状部材２０の外周面が双方の連結用孔１４０２の内周面に当たってから、せん断力を筒状部材２０で負担することになる。

（第４の実施の形態）
次に、図６を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、第３の実施の形態の変形例であり、第３の実施の形態と異なった箇所を重点的に説明する。
第４の実施の形態は、筒状部材２０の軸方向の一方の端部の形状と、この端部が位置する側に配置される補強板３０の形状、ボルトＢに変えて軸状部材としてピンボルト（登録商標）Ｂを用いている点が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、筒状部材２０の軸方向の一方の端部には、第１の実施の形態と同様に、軸方向と直交する平坦な環状端面２００６が形成されているが、他方の端部には、第１の実施の形態と異なり、端部に至るにつれて次第に外径が小さくなる円錐状外周面２０１０が形成されている。
また、円錐状外周面２０１０が位置する側の連結用空間部１６に配置された補強板３０の当接面３００２に、円錐状外周面２０１０に係合可能な円錐状内周面３２１０が形成され、円錐状内周面３２１０の内側の空間は挿通孔３００４を兼ねている。

当接面３００２が端部鋼板１４に当接した状態で円錐状外周面２０１０と円錐状内周面３２１０とが係合し、補強板３０と筒状部材２０とは、筒状部材２０の軸方向と直交する方向に移動不能に結合される。
また、ピンボルトＢが両側の端部鋼板１４の挿通孔３００４、弾性部材３４、内部貫通孔２００２に挿通され、ピンボルトＢの軸方向の両端に、ナットＮ、メス金物Ｋが結合されることで、双方の端部鋼板１４が挟持されている。
このような第４の実施の形態によっても第３の実施の形態と同様な効果が奏される。
なお、合わされる双方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２を、筒状部材２０の外周面２００４との間に隙間Ｓ１が確保される寸法の内径で形成してもよく、また、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径を、内部貫通孔２００２の内周面と軸状部材２２の外周面との間に隙間Ｓ２が確保される寸法で形成してもよいことは第３の実施の形態と同様である。

（第５の実施の形態）
次に、図７を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態は、第４の実施の形態の変形例であり、第４の実施の形態と異なった箇所を重点的に説明する。
第５の実施の形態は、筒状部材２０の長さと、メス金物Ｋが配置された側の補強板３０の形状が第４の実施の形態と異なっている。
筒状部材２０の長さは、合わされた端部鋼板１４の厚さの総和と同等かあるいは総和よりも小さい寸法で形成されている。本実施の形態では、筒状部材２０の長さは、合わされた端部鋼板１４の厚さの総和よりも小さい寸法で形成され、端部に弾性部材３４が配置されている。
また、メス金物Ｋが配置された側の補強板３０には、当接面３００２と挿通孔３００４のみ設けられ、ナットＮが配置された側の補強板３０と同一の形状となっている。

ピンボルトＢが両側の端部鋼板１４の挿通孔３００４、弾性部材３４、内部貫通孔２００２に挿通され、ピンボルトＢの軸方向の両端に、ナットＮ、メス金物Ｋが結合されることで、双方の端部鋼板１４が挟持される。
したがって、本実施の形態では、ボルトＢ（軸状部材２２）を介して合わされた端部鋼板１４を挟持するとともに筒状部材２０を連結用孔１４０２内に位置させる挟持手段２４が、補強板３０とナットＮとメス金物Ｋとを含んで構成されている。
また、各連結用空間部１６において、挟持手段２４を端部鋼板１４に対して固定する固定手段２６が、コンクリートＣを含んで構成されている。

第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
すなわち、一方の端部鋼板１４の連結用孔１４０２は、筒状部材２０の外周面との間に隙間Ｓ１が確保される寸法で形成されているので、連結用孔１４０２の軸心が合致していない場合であっても、ボルトＢの締め付け時にボルトＢに過大な曲げ応力が発生し、引っ張り力の低下などの不具合が生じることがない。
また、セグメント１０を、その端面から何も突出していない構造にできるため、セグメント１０の製造時、運搬時、組み立て時に接合部の損傷のリスクを低減でき、セグメント１０の取扱い性を向上する上で有利となる。
また、筒状部材２０が２つの端部鋼板１４の連結用孔１４０２にわたって位置しており、セグメント１０の組み立て後、せん断力を筒状部材２０で負担できるので、せん断力による端部鋼板１４やボルトＢの損傷を防止でき、組み立て後に作用する荷重、例えば、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４やボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。
なお、合わされる双方のセグメント１０の端部鋼板１４の連結用孔１４０２を、筒状部材２０の外周面２００４との間に隙間Ｓ１が確保される寸法の内径で形成してもよく、また、筒状部材２０の内部貫通孔２００２の内径を、内部貫通孔２００２の内周面と軸状部材２２の外周面との間に隙間Ｓ２が確保される寸法で形成してもよいことは第３の実施の形態と同様である。

したがって、組み立て後に作用する荷重、例えば、曲線路線の施工時、シールドマシンから作用する過重なせん断力に対して任意の断面、強度が採用可能な筒状部材２０は十分に耐えることが可能となり、また、地震動による引張り力に対して端部鋼板１４、ボルトＢの余裕度を向上させる上で有利となる。
また、筒状部材２０はセグメント１０と別体であり、所望の強度、断面に設定できるため、トンネルの施工区間毎に専用のセグメント１０を製造する必要がなくなる。すなわち、トンネルの施工区間毎に筒状部材２０を所望の強度、断面に設定することで、共通のセグメント１０を使用できるようになり、セグメント１０の汎用性を向上し、トンネル工事のコストダウンを図る上で有利となる。
第７の実施の形態では、補強板３０の形状が平板に挿通孔３００４のみを形成した形状となっており、また、筒状部材２０の長さが合わされた端部鋼板１４の厚さの総和よりも小さい寸法で形成されているので、補強板３０を簡単に製作でき、筒状部材２０の長さに高い精度を要せず、組み立ての簡易化、コストダウンを図る上で有利となる。

なお、本実施の形態では、ボルトＢにナットＮを締結後に、あるいは、ピンボルトＢにメス金物Ｋを結合後に、各端部鋼板１４の内側の連結用空間部１６にコンクリートＣを充填した場合について説明したが、セグメント１０を、例えば数千個単位、一万個単位で使用する場合には、セグメント１０を組み立てる前に、隣り合うセグメント１０のうちの一つおきのセグメント１０の連結用空間部１６に、補強板３０、ボルトＢ、あるいは、補強板３０、ナットＮ（メス金物Ｋ）を位置決めして固定したのち、コンクリートＣを充填するようにしてもよい。

１０……セグメント
１４……端部鋼板
１４０２……連結用孔
１６……連結用空間部
２０……筒状部材
２００２……内部貫通孔
２２……軸状部材
２４……挟持手段
２６……固定手段
３０……補強板
３００４……挿通孔
３２……結合凹部
３４……弾性部材
３６……緩衝カバー
Ｂ……ボルト
Ｃ……コンクリート
Ｎ……ナット

Claims (13)

1. 鉄筋コンクリート製の円弧状本体部と、前記円弧状本体部の端面に取着された複数の端部鋼板と、前記各端部鋼板の内側の前記円弧状本体部の箇所に設けられた連結用空間部とを有するセグメントを連結する構造であって、
   前記端部鋼板に形成された連結用孔と、
   隣り合う２つのセグメントの合わされた前記端部鋼板の前記連結用孔にわたって挿通される軸方向の長さを有する筒状部材と、
   前記筒状部材の内部貫通孔に挿通され前記筒状部材よりも大きい寸法の長さを有する軸状部材と、
   前記合わされた前記端部鋼板の内側の前記各連結用空間部において、前記軸状部材を介して前記合わされた前記端部鋼板を挟持すると共に前記筒状部材を前記連結用孔内に位置させる挟持手段と、
   前記各連結用空間部において、前記挟持手段を前記端部鋼板に対して固定する固定手段とを備え、
   前記合わされた前記端部鋼板のうち少なくとも一方の前記端部鋼板の前記連結用孔の内径は、前記筒状部材の外周面との間に隙間が確保されるように前記筒状部材の外径よりも大きい寸法で形成されている、
   ことを特徴とするセグメントの連結構造。
2. 前記筒状部材の長さは、前記合わされた前記端部鋼板の厚さの総和よりも大きい寸法で形成され、
   前記各連結用空間部に、前記端部鋼板に当接可能な補強板がそれぞれ配置され、
   前記補強板は、前記端部鋼板に当接した状態で前記筒状部材の軸方向と直交する方向に移動不能に結合される結合用凹部と、前記結合用凹部の中心に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   前記挟持手段は、前記補強板を含んで構成され、
   前記固定手段は、前記各連結用空間部に充填されるコンクリートを含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のセグメントの連結構造。
3. 前記筒状部材の軸方向の両端に、前記軸方向と直交する平坦な環状端面が形成され、
   前記結合凹部は、前記環状端面に当接可能で前記挿通孔を中心として環状に拡がる環状底面と、前記環状底面の周囲から起立し前記筒状部材の外周面に前記筒状部材の径方向に移動不能に結合する円筒状内周面とで構成されている、
   ことを特徴とする請求項２記載のセグメントの連結構造。
4. 前記筒状部材の軸方向の一方の端部に、前記軸方向と直交する平坦な環状端面が形成され、
   前記筒状部材の軸方向の他方の端部に、端部に至るにつれて次第に外径が小さくなる円錐状外周面が形成され、
   前記環状端面が位置する側の前記連結用空間部に配置された前記補強板の前記結合凹部は、前記環状端面に当接可能で前記挿通孔を中心として環状に拡がる環状底面と、前記環状底面の周囲から起立し前記筒状部材の外周面に前記筒状部材の径方向に移動不能に結合する円筒状内周面とで構成され、
   前記円筒状円錐面が位置する側の前記連結用空間部に配置された前記補強板の前記結合凹部は、前記円錐状外周面に係合可能な円錐状内周面で構成され、前記円錐状内周面の内側の空間は前記挿通孔を兼ねている、
   ことを特徴とする請求項２記載のセグメントの連結構造。
5. 前記筒状部材の長さは、前記合わされた前記端部鋼板の厚さの総和よりも大きい寸法で形成され、
   前記各連結用空間部に、前記端部鋼板に当接可能な補強板がそれぞれ配置され、
   一方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記端部鋼板および前記筒状部材の軸方向の端部に当接可能な当接面と、前記当接面に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   他方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記端部鋼板に当接した状態で前記筒状部材の軸方向の端部に前記軸方向と直交する方向に移動不能に結合される結合用凹部と、前記結合用凹部の中心に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   前記挟持手段は、前記補強板を含んで構成され、
   前記固定手段は、前記各連結用空間部に充填されるコンクリートを含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のセグメントの連結構造。
6. 前記筒状部材の長さは、前記合わされた前記端部鋼板の厚さの総和よりも大きい寸法で形成され、
   前記筒状部材の軸方向の一方の端部に、前記軸方向と直交する平坦な環状端面が形成され、
   前記筒状部材の軸方向の他方の端部に、端部に至るにつれて次第に外径が小さくなる円錐状外周面が形成され、
   前記各連結用空間部に、前記端部鋼板に当接可能な補強板がそれぞれ配置され、
   一方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記端部鋼板および前記筒状部材の軸方向の端部に当接可能な当接面と、前記当接面に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   他方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記円錐状外周面に係合可能な円錐状内周面を有し、前記円錐状内周面の内側の空間は、前記軸状部材の挿通を可能とした前記挿通孔を兼ねており、
   前記挟持手段は、前記補強板を含んで構成され、
   前記固定手段は、前記各連結用空間部に充填されるコンクリートを含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のセグメントの連結構造。
7. 前記筒状部材の長さは、前記合わされた前記端部鋼板の厚さの総和と同等かあるいは前記総和よりも小さい寸法で形成され、
   前記各連結用空間部に、前記端部鋼板に当接可能な補強板がそれぞれ配置され、
   一方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記端部鋼板および前記筒状部材の軸方向の端部に当接可能な当接面と、前記当接面に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   他方の前記連結用空間部に配置される前記補強板は、前記端部鋼板に当接可能な当接面と、前記当接面に形成され前記軸状部材の挿通を可能とした挿通孔とを備え、
   前記挟持手段は、前記補強板を含んで構成され、
   前記固定手段は、前記各連結用空間部に充填されるコンクリートを含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のセグメントの連結構造。
8. 前記筒状部材の軸方向の端部と前記補強板との間に、前記軸方向に弾性変形可能な弾性部材が介設されている、
   ことを特徴とする請求項２〜７の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
9. 前記固定手段は、前記コンクリートに加え、前記補強板を前記端部鋼板に溶着固定する溶着部を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項２〜８の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
10. 前記筒状部材の内部貫通孔の内径は、前記軸状部材の外周面との間に隙間が確保されるように前記軸状部材の外径よりも大きい寸法で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
11. 前記筒状部材の内部貫通孔の内径は、前記軸状部材がその軸方向と直交する方向に移動不能に結合される寸法で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
12. 前記合わされた前記端部鋼板の双方の前記連結用孔の内径は、前記筒状部材の外周面との間に隙間が確保されるように前記筒状部材の外径よりも大きい寸法で形成されている、
    ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項記載のセグメントの連結構造。
13. 前記連結用空間部において、前記軸状部材の端部に緩衝カバーが装着されている、
    ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載のセグメントの連結構造。

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