JP2019027235A - 把持金物およびセグメント - Google Patents

Abstract

【課題】簡略な構成で、コンパクトな形状の把持金物、および把持金物を備えたセグメント提供する。【解決手段】コンクリート造のプレキャスト部材に備えられた吊り金物挿通孔の深さ方向中間部に設置され、軸部の先端部近傍に膨出部を備えた吊り金物が係止される把持金物であって、前記吊り金物挿通孔と連通し、前記吊り金物の前記膨出部を貫通させる一方で、貫通後の前記膨出部の位置移動により、抜け出しを規制する貫通孔が形成され、該貫通孔からの抜け出しを規制された前記吊り金物が係止される係止部を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート造のプレキャスト部材に埋設され、揚重機の吊り金物が係止される把持金物、および把持金物を備えたセグメントに関する。

例えば、シールド工法にてトンネルを構築する場合、シールド掘進機によって地盤を掘進しつつ掘削坑の内周面に沿って、エレクター装置にて把持されたセグメントを組み立てながら、筒状の覆工体を構築していく。このようなセグメントには、エレクター装置に備えた吊り金物を係止する把持金物が埋設されている。

特許文献１には、把持用ピンを備えたシールドセグメントの把持装置、およびシールドセグメントに埋設され、把持用ピンに係止可能な把持金物が開示されている。把持用ピンは、円筒状の軸部における先端部近傍の側周面に、１８０度の間隔で２つの突部が設置されている。

一方、把持金物は、セグメントの内周面に形成された深さ方向に向かって漸次縮径する円錐台形状の孔の底部に設置され、内腔を備える筒部と、筒部の下端を覆うフランジ部と、筒部の上端を覆う厚肉のフランジ部とを備えている。また、厚肉のフランジ部には、把持用ピンの突部が備えられた位置の断面形状と相似する形状のスリットが、中央に形成されている。

そして、把持用ピンを把持金物に係止させるには、まず、把持用ピンの軸部をセグメントの孔に挿入させて、把持金物のスリットに把持用ピンの突部を貫通させる。次に、把持用ピンの突部を把持金物の筒部における内腔で９０度回転させ、把持金物のスリットに対する把持用ピンの突部の位置を移動させる。すると、把持用ピンに引抜力を作用しても、突部が把持金物の筒部上端に設けた厚肉のフランジ部の裏面に当接してスリットから抜け出ることができない。これにより、把持用ピンは把持金物に係止されることとなる。

特公平６−６３４４０号公報

上述する特許文献１の発明によれば、把持金物が埋設されたシールドセグメントを把持装置にて吊持することが可能である。しかし、特許文献１の把持金物は、筒部と、筒部の下端を覆うフランジ部と、筒部の上端を覆いスリットを備える厚肉のフランジ部とにより構成され、重量が大きく、また材料費が大きいことに伴い製造コストも高くなる。

また、把持金物が鋳造品や鋼材等の熱伝導率の高い材料から製作される場合、シールドセグメントの表面近傍に部材厚の大きい鋼材が存在すると、シールドセグメントを構成する鉄筋やコンクリートに対して把持金物から熱が伝わりやすい構造となり、耐火性能上不利となりやすい。

さらに、把持金物の外形形状が大きいと、シールドセグメントを構成する主筋の間隔を大きく取って把持金物との干渉を回避しなければならず、コンクリートに生じるひび割れの分散性の観点から望ましい構造とはいえないだけでなく、シールドセグメントの製造も煩雑となる。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、簡略な構成で、コンパクトな形状の把持金物、および把持金物を備えたセグメント提供することである。

かかる目的を達成するため、本発明の把持金物は、コンクリート造のプレキャスト部材に備えられた吊り金物挿通孔の深さ方向中間部に設置され、軸部の先端部近傍に膨出部を備えた吊り金物が係止される把持金物であって、前記吊り金物挿通孔と連通し、前記吊り金物の前記膨出部を貫通させる一方で、貫通後の前記膨出部の位置移動により、抜け出しを規制する貫通孔が形成され、該貫通孔からの抜け出しを規制された前記吊り金物が係止される係止部を備えることを特徴とする。

また、本発明の把持金物は、前記係止部が、前記蓋部と、該蓋部に覆われる中央孔を有するリング部とを備え、前記蓋部に前記貫通孔が形成されるとともに、該貫通孔からの抜け出しを規制された前記吊り金物が、前記蓋部にて係止されることを特徴とする。

さらに、本発明の把持金物は、前記吊り金物の前記膨出部が、前記軸部を挟んで対向する２方向に膨出しており、前記貫通孔の断面形状が、前記吊り金具の前記膨出部が設けられた位置の断面形状に略相似することを特徴とする。

上述する本発明の把持金物によれば、簡略な構成であるから従来の把持金物と比較して、その外形形状をコンパクトに収めることができる。これにより、把持金物の軽量化を図ることが可能になるとともに、製造コストを大幅に低減することが可能となる。

また、プレキャスト部材に埋設する際に確保する把持金物の配置スペースを小さくできるため、プレキャスト部材を製造する際に、プレキャスト部材を構成する主筋と把持金物の干渉を回避するべく、主筋の配置間隔を大きく取る等の煩雑な手間を不要とすることが可能となる。

本発明の把持金物は、前記貫通孔の縁に立上がり部を備えることを特徴とする。

上述する本発明の把持金物によれば、貫通孔の縁が立上がり部により肉厚に形成されて補剛される。このため、貫通孔を貫通させた後の膨出部を貫通孔に対して位置移動させ、膨出部における貫通孔からの抜け出しを規制させた状態で、吊り金物に引抜力を作用させても、貫通孔周辺に変形や亀裂等の損傷が生じることを抑制することが可能となる。

本発明のセグメントは、コンクリート造のプレキャスト部材よりなり、本発明の把持金物が埋設されるセグメントであって、前記吊り金物挿通孔が、有底筒状に形成されるとともに、前記把持金物を挟んで孔口側に位置する上部孔と、底部側に位置する下部孔と、によりなり、前記下部孔が、前記膨出部の位置移動を許容する断面形状を備えることを特徴とする。

また、本発明のセグメントは、前記上部孔の断面形状が、前記吊り金具の前記膨出部が設けられた位置の断面形状に略相似することを特徴とする。

上述する本発明のセグメントによれば、把持金物がコンパクト化されることにより、熱伝導性の高い材料にて製造してもセグメントを構成する鉄筋やコンクリートへの熱伝導を低減できる。加えて、下部孔が、前記膨出部の位置移動を許容する断面形状を備えることにより、従来のような、把持金物の内方で膨出部を位置移動させる場合と比較して、把持金物の高さを最小限に抑えて、把持金物からセグメントの内周面に至るコンクリートのかぶり厚を大きく取ることができる。これにより、把持金物を備えたセグメントであっても、耐火性能を大幅に向上することが可能となる。

さらに、座ぐり部である上部孔が、その断面形状を吊り金具の膨出部が設けられた位置の断面形状に相似させた筒状に形成されることから、従来のセグメントのように、座ぐり部を円錐台形状の孔に形成する場合と比較して、セグメントの断面欠損を大幅に低減することが可能となる。

本発明によれば、把持金物がリング部と蓋部とを備えるのみの簡略な構成であるため、その外形形状をコンパクトにして軽量化および低コスト化を図ることが可能となるとともに、本発明の把持金物をセグメントに備えることにより、把持金物からセグメントの内周面に至るコンクリートのかぶり厚を大きく確保でき、セグメントの耐火性能を大幅に向上することが可能となる。

本発明の実施の形態におけるセグメントと吊り金物の概略を示す図である。 本発明の実施の形態における把持金物の詳細を示す図である。 本発明の実施の形態における把持金物に吊り金具が係止する様子を示す図である。 本発明の実施の形態における把持金物の断面を示す図である。 本発明の実施の形態におけるセグメントのトンネル軸線方向の断面を示す図である。 本発明の実施の形態におけるエレクター装置に把持されたセグメントのトンネル軸線直交方向の断面を示す図である。 本発明の実施の形態における把持金物および吊り金具の他の実施例を示す図である。

本発明の把持金物は、あらかじめプレキャスト部材に埋設させておき、揚重機に備えた吊り金物を用いて、プレキャスト部材を吊持もしくは把持する際に使用するものである。本実施の形態では、コンクリート造のプレキャスト部材として、シールド工法により築造されるトンネルの覆工体を構成するセグメントを、また、揚重機として、セグメントを揚重する装置として広く知られているエレクター装置を事例に挙げ、以下に図１〜図６を参照して、把持金具および把持金具を備えたセグメントを詳述する。

把持金物３を説明するに先立ち、図６で示すような、セグメント１を把持するエレクター装置４に備えられている吊り金物４１について、説明する。吊り金物４１は、図１で示すように、軸部４１１とその先端に膨出部４１２を備えており、軸部４１１は軸線周りに回転可能にエレクター装置４に設置されている。また、膨出部４１２は、軸部４１１の先端部近傍で軸部４１１を挟んで対向する２方向に膨出し、その基端面４１２１が球面凸状に形成されている。

このような形状の吊り金物４１が係止される把持金物３は、鋳造部品もしくは鋼材により成形されるものであり、図２（ａ）（ｂ）で示すように、リング部３１と蓋部３２とを備えた係止部３Ａを有する。リング部３１は、図２（ｂ）のリング部３１を下面側から見た図で示すように、平面視円形に形成された板状部材であり、中央に同じく略円形の中央孔３１１が設けられている。そして、この中央孔３１１を覆うようにして、蓋部３２が一体に形成されている。

蓋部３２は、図２（ａ）で示すように、リング部３１の上面側に凸となる球面板に形成されており、その中央部に貫通孔３２１が設けられている。貫通孔３２１の形状は、吊り金物４１における膨出部４１２が形成された部分の断面視形状とほぼ相似する、断面視長方形に形成されており、膨出部４１２が接触することなく通過可能な大きさに成形されている。また、蓋部３２の上面側であって貫通孔３２１の縁部には、リング部３１の上面側に突出する筒形状の立上がり部３２２が形成されている。

上述する形状の把持金物３は、以下の手順により、吊り金物４１を係止することが可能である。

つまり、図３（ａ）で示すように、吊り金物４１の膨出部４１２が蓋部３２の貫通孔３２１を通り抜けできるように、両者の位置合わせを行ったうえで、リング部３１の上面側から蓋部３２の貫通孔３２１に吊り金物４１を挿通させる。すると、図３（ｂ）で示すように、膨出部４１２がリング部３１の下面側に移動し、下面側の空間Ｓに配置されることから、この状態で、軸部４１１周りに吊り金物４１を９０度だけ回転させ、蓋部３２の貫通孔３２１に対して膨出部４１２の位置を移動させる。

これにより、吊り金物４１をリング部３１の上面側に引き抜くと、図４で示すように、リング部３１の下面側の空間Ｓに位置する膨出部４１２は、その基端面４１２１が蓋部３２の下面３２３に当接して係止され、貫通孔３２１からの抜け出しが規制される。これにより、吊り金物４１は把持金物３の係止部３Ａに係止されることとなる。

このように、把持金物３は、蓋部３２の貫通孔３２１を貫通した後の膨出部４１２を、把持金物３の内方で位置移動させるのではなく、把持金物３より下方、つまり把持金物３に備えたリング部３１の下面側の空間Ｓにて移動させる構造である。したがって、把持金物３を、リング部３１に蓋部３２を一体に形成するのみの簡略な構成で全体をコンパクトな形状とすることができ、重量の軽量化を図ることが可能になるとともに、製造コストを大幅に低減することが可能となる。

なお、先にも述べたように、蓋部３２の上面側における貫通孔３２１の縁に、筒形状の立上がり部３２２が設けられている。こうすると、貫通孔３２１の縁は、蓋部３２の他の部分より立上がり部３２２の高さ分だけ肉厚となり、開口３２１が補剛される。これにより、吊り金物４１にリング部３１の上面側方向への大きい引抜力を作用させた場合にも、蓋部３２における貫通孔３２１近傍に変形や亀裂等の損傷が生じることを抑制することができる。

このような構成の把持金物３を、トンネル覆工体を構成するセグメント１に適用する場合の事例を、以下に説明する。

セグメント１は、図１で示すように、断面弧状に成形された鉄筋コンクリート造のプレキャスト部材であり、トンネル覆工体を構築した際に、内周側に位置する内周面１１と外周側に位置する外周面１２とを備えている。そして、図５で示すように、内周面１１の略中央部には、内周面１１から外周面１２側に延在する有底筒状の吊り金物挿通孔２が設けられている。

吊り金物挿通孔２は、図５で示すように、その深さ方向中間部に把持金物３が、吊り金物挿通孔２を塞ぐように設置されており、把持金物３の内周面１１側に位置する上部孔２１と、底部側に位置する下部孔２２とを備えている。なお、吊り金物挿通孔２の孔壁は、セグメント１を製造する際に吊り金物挿通孔２を形成するべく用いられる捨て型枠が配置されたままの状態でもよいし、コンクリート面に形成されていてもよい。

上部孔２１は、いわゆる座ぐり部であり、セグメント１を吊持するエレクター装置４に備えた吊り金物４１が挿入される筒状孔である。その形状は、図１および図５で示すように、膨出部４１２が挿通可能で、吊り金物４１の膨出部４１２が形成された部分の断面とほぼ相似する断面視長方形に形成されている。また、その大きさは、把持金物３の貫通孔３２１より大きく、リング部３１の外径より小さくなるよう形成されている。

なお、本実施の形態では、図５で示すように、上部孔２１の孔壁における孔口近傍に、孔口に向かうにしたがって拡径するテーパー面に形成し、吊り金物４１を上部孔２１に挿入する際のガイドとして機能させている。

一方、下部孔２２は、上部孔２１および蓋部３２の貫通孔３２１を貫通した吊り金物４１の膨出部４１２の位置移動を可能にする、図３で示す空間Ｓとして機能する領域である。その形状は、図５および図６で示すように、断面視長方形に形成された上部孔２１の長辺Ｌ１よりやや長い直径Ｌ２を備える断面視円形に形成され、吊り金物４１を軸部４１１まわりに回転させた際に、膨出部４１２が孔壁に当接することがない大きさに形成されている。

なお、本実施の形態では、下部孔２２を底部に向かうにしたがっての縮径する円錐台形状に形成し、把持金物３に近接する部分の断面が、上部孔２１の長辺Ｌ１より長い直径Ｌ２の円形状に形成されている。

上述する吊り金物挿通孔２に対して、把持金物３は、蓋部材３２の貫通孔３２１が吊り金物挿通孔２と連通し、リング部３１の上面側がセグメント１の内周面１１側に向く姿勢で、少なくともリング部３１をセグメント１に埋設するようにして配置されている。このような構成のセグメント１は、以下の手順でエレクター装置４の吊り金物４１により揚重が可能となる。

まず、図５で示すように、エレクター装置４に備えた吊り金物４１の膨出部４１２が、セグメント１の上部孔２１および蓋部３２の貫通孔３２１を貫通できるように、セグメント１に対して吊り金物４１の位置合わせを行う。次に、膨出部４１２が蓋部３２の貫通孔３２１を貫通するまで、吊り金物４１の軸部４１１を上部孔２１から下部孔２２に向けて挿通させる。

この後、吊り金具４１の膨出部４１２が下部孔２２内に到達したところで、図６で示すように、軸部４１１周りに吊り金物４１を９０度だけ回転させ、蓋部３２の貫通孔３２１に対して膨出部４１２の膨出位置を移動させる。最後に、エレクター装置４に備えた押圧部材４２を、セグメント１の内周面１１に当接させて押圧力を作用させつつ、吊り金物４１の軸部４１１を吊り金物挿通孔２から引き抜く方向に牽引する。

すると、吊り金物４１は把持金物３に係止され、さらに、吊り金物４１の軸部４１１を牽引することにより、セグメント１は、押圧部材４２と吊り金物４１の膨出部４１２により挟持される態様となり、安定した状態でエレクター装置４に揚重させることが可能となる。

また、コンパクト化された把持金物３は、熱伝導性の高い材料にて製造されていても、セグメント１を構成するコンクリート１３や主筋１４や帯筋等の鉄筋への熱伝導を低減できる。さらに、下部孔２２を、吊り金物４１の膨出部４１２を位置移動する空間Ｓとして機能させることにより、把持金物３の高さを最小限に抑え、把持金物３からセグメント１の内周面１１に至るコンクリート１３のかぶり厚を大きく確保することができる。これにより、把持金物３を備えたセグメント１であっても、耐火性能を大幅に向上することが可能となる。

さらに、座ぐり部である上部孔２１が、その断面形状を吊り金具４１の膨出部４１２が設けられた位置の断面形状に相似させた筒状に形成されることから、従来のセグメントのように、座ぐり部を円錐台形状の孔に形成する場合と比較して、セグメント１の断面欠損を大幅に低減することが可能となる。

加えて、従来のようにセグメント１を構成する主筋１４と把持金物３との干渉を回避するべく、主筋１４の配置間隔を大きく取る等の対策を講じる必要がなく、図６で示すように、コンクリートに生じるひび割れの分散性を考慮した主筋１４の配置間隔を維持しつつ、把持金物３をセグメント１に埋設することが可能となる。

本発明の把持金物３および把持金物３を備えたセグメント１は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本実施の形態では、把持金物３の係止部３Ａを構成するリング部３１を円形に形成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、角型のリングに形成してもよい。また、把持金物３の係止部３Ａを構成する蓋部３２を、吊り金物４１に備えた膨出部材４１２の基端面４１２１の形状に沿わせるべく球面状に形成したが、必ずしもこれに限定するものではなく、膨出部材４１２の基端面４１２１と蓋部３２の下面３２３が、面どうしで接触可能な形状であれば、蓋部３２をいずれの板形状に形成してもよい。

具体的には、図７（ａ）で示すように、吊り金物４１に備えた膨出部材４１２の基端面４１２１が平面である場合には、図７（ｂ）で示すように、把持金物３の膨出部材４１２の基端面４１２１の形状に沿う平板材を、蓋部３２とリング部３１とが一体となった係止部３Ａとしてもよい。

さらに、蓋部３２の貫通孔３２１およびセグメント１の上部孔２１は、必ずしも断面視長方形に限定するものではなく、吊り金物４１に備えた膨出部４１２の断面形状に対応するよう、適宜変更することが可能である。

加えて、本実施の形態では、吊り金物４１を軸部４１１周りに回転させて膨出部４１２を位置移動させることにより、膨出部４１２の基端面４１２１が把持金物３の係止部３Ａを構成する蓋部３２の下面３２３に当接するよう、蓋部３２の貫通孔３２１を形成したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、貫通孔３２１をＴ字形状に形成し、軸部４１１を蓋部３２と平行な方向に移動させて、膨出部４１２を貫通孔３２１に対して位置移動させることにより、貫通孔３２１に対する膨出部４１２の抜け出しを規制する構成としてもよい。

このように、貫通孔３２１を通過し、下部孔２２に配置された吊り金物４１の膨出部４１２を、貫通孔３２１に対していずれかの方向に位置移動させることにより、膨出部４１２の基端面４１２１を蓋部３２の下面３２３に当接できる構成であれば、貫通孔３２１の形状はいずれでもよく、また膨出部４１２の移動方向もいずれでもよい。なお、この場合には、必要に応じて、上部孔２１も軸部４１１が移動可能なように、その断面視形状を対応させればよい。

また、本実施の形態では、セグメント１に設けた吊り金物挿通孔２の上部孔２１と下部孔２２の断面形状を異ならせたが、必ずしもこれに限定するものではない。把持金物３が上部孔２１から抜け出すことなく、また、下部孔２２が、吊金物４１における膨出部４１２の基端面４１２１を把持金物３の係止部３Ａを構成する蓋部３２の下面３２３に当接可能なように、膨出部４１２を移動させることができる程度の断面形状を備えていれば、両者を同一の断面を有する形状に形成してもよい。

１ セグメント
１１ 内周面
１２ 外周面
１３ コンクリート
１４ 主筋
２ 吊り金物挿通孔
２１ 上部孔
２２ 下部孔
３ 把持金物
３Ａ 係止部
３１ リング部
３１１ 中央孔
３２ 蓋部
３２１ 貫通孔
３２２ 立上がり部
３２３ 下面
４ エレクター装置
４１ 吊り金物
４１１ 軸部
４１２ 膨出部
４１２１ 基端面
４２ 押圧部材

Claims (6)

1. コンクリート造のプレキャスト部材に備えられた吊り金物挿通孔の深さ方向中間部に設置され、軸部の先端部近傍に膨出部を備えた吊り金物が係止される把持金物であって、
   前記吊り金物挿通孔と連通し、前記吊り金物の前記膨出部を貫通させる一方で、貫通後の前記膨出部の位置移動により、抜け出しを規制する貫通孔が形成され、該貫通孔からの抜け出しを規制された前記吊り金物が係止される係止部を備えることを特徴とする把持金物。
2. 請求項１に記載の把持金物において、
   前記係止部が、前記蓋部と、該蓋部に覆われる中央孔を有するリング部とを備え、
   前記蓋部に、前記貫通孔が形成されるとともに、該貫通孔からの抜け出しを規制された前記吊り金物が、該蓋部にて係止されることを特徴とする把持金物。
3. 請求項１または２に記載の把持金物において、
   前記吊り金物の前記膨出部が、前記軸部を挟んで対向する２方向に膨出しており、
   前記貫通孔の断面形状が、前記吊り金具の前記膨出部が設けられた位置の断面形状に略相似することを特徴とする把持金物。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の把持金物において、
   前記貫通孔の縁に立上がり部を備えることを特徴とする把持金物。
5. コンクリート造のプレキャスト部材よりなり、請求項１から４のいずれか１項に記載の把持金物が埋設されるセグメントであって、
   前記吊り金物挿通孔が、有底筒状に形成されるとともに、前記把持金物を挟んで孔口側に位置する上部孔と、底部側に位置する下部孔と、によりなり、
   前記下部孔が、前記膨出部の位置移動を許容する断面形状を備えることを特徴とするセグメント。
6. 請求項５に記載のセグメントにおいて、
   前記上部孔の断面形状が、前記吊り金具の前記膨出部が設けられた位置の断面形状に略相似することを特徴とするセグメント。

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