JP3442677B2 - セグメントの接合構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、シールドトンネ
ル覆工用セグメントリングを構成している各セグメント
をトンネル軸方向へ移動させることにより、各セグメン
トにおけるセグメント間の接合を行う接合構造に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種のセグメントの接合構造と
しては、各セグメントにおけるセグメント間の接合面
に、セグメントの内外に延びる長辺およびセグメントの
接合面が延びる方向に延びる短辺を有する矩形鉄鋼板の
基部と、この基部の先端を略Ｌ字状に折曲してなる係止
部とを有する継ぎ手（フック継ぎ手）を設けると共に、
この接合すべき一方のセグメントに設けた継ぎ手と他方
のセグメントに設けた継ぎ手とを相互にかみ合わせて、
各セグメントに力を伝達する機構になっているものがす
でに知られている。 【０００３】そして、この従来の接合構造における継ぎ
手は、その係止部の折曲部分位置で基部（矩形鉄鋼板）
の短辺に沿って延びる線が、トンネル軸方向線だけに斜
交する状態になるものと、トンネル半径方向放射線と平
行状態になるものとを、セグメントの接合面に設けてい
る構成が知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前述した従来の接合構
造における、係止部の折曲部分位置で基部（矩形鉄鋼
板）の短辺に沿って延びる線が、トンネル軸方向線だけ
に斜交する状態になるものでは、係止部がトンネル軸方
向線の方向へ延びているために、セグメントの組立てに
必要なセットバック量を多く確保する必要がある。その
ため、この従来の接合構造では、セグメントの組立て作
業が面倒で多くの時間を必要としている。 【０００５】一方、前述した従来の接合構造における、
係止部の折曲部分位置で基部（矩形鉄鋼板）の短辺に沿
って延びる線が、トンネル半径方向放射線と平行状態に
なるものでは、セグメントの組立てに必要なセットバッ
ク量を最小にすることはできるが、セグメントのトンネ
ル直径方向へのずれを拘束することができない。そのた
め、この従来の接合構造では、接合した各セグメントの
トンネル直径方向へのずれを、即ち、各セグメントの目
違いを防止することが難しくなっている。 【０００６】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的は各セグメントの組立てに必要なセ
ットバック量を小さく抑えることができると共に、各セ
グメントの目違いも防止することのでき、しかも、剪断
力と張力とを分担することもできるセグメントの接合構
造を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明では、セグメン
トの組立てに必要なセットバック量を小さく抑えるため
に、セグメントの内外に延びる長辺およびセグメントの
接合面が延びる方向に延びる短辺を有する矩形鉄鋼板の
基部と基部先端を略Ｌ字状に折曲した係止部とアンカー
部とからなる継ぎ手全体を、係止部の折曲部分位置で基
部の短辺に沿って延びる線が、トンネル軸方向線とトン
ネル半径方向放射線とに斜交する状態となるようにし
て、セグメントの接合面に設けることとする。 【０００８】そして、このようなこの発明の接合構造で
用いる継ぎ手を使用することで、従来の接合構造のよう
に、係止部の折曲部分位置で基部の短辺に沿って延びる
線が、トンネル軸方向線だけに斜交する状態になる継ぎ
手よりも、セグメントの組立てに必要なセットバック量
を小さくに抑えることができるようにしている。さら
に、この発明の接合構造で用いる継ぎ手を使用すること
で、従来の接合構造のように、係止部の折曲部分位置で
基部の短辺に沿って延びる線が、トンネル半径方向放射
線と平行状態になる継ぎ手よりも、セグメントのトンネ
ル直径方向へのずれを拘束することができるようにし
て、接合した各セグメントのトンネル直径方向へのずれ
である、各セグメントの目違いを防止できるようにして
いる。 【０００９】しかも、この発明の接合構造では、係止部
の折曲部分位置で基部の短辺に沿って延びる線がトンネ
ル軸方向線とトンネル半径方向放射線とに斜交する状態
となるようにして設けた継ぎ手により、継ぎ手の断面に
作用する張力と剪断力を同時に分担することができるよ
うにしている。 【００１０】このように、この発明の接合構造によれ
ば、接合すべき一方および他方のセグメントにおける互
いの継ぎ手の接合を、問題なく確実に行うことができる
ようになる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、この発明のセグメントの接
合構造を、図示する一実施形態によって説明する。 【００１２】接合構造１（図１〜図３参照）は、シール
ドトンネル覆工用セグメントリング（図示せず）を構成
している各セグメント２を移動させて、接合すべき一方
のセグメント２の継ぎ手３と他方のセグメント２の継ぎ
手３とを互いに係止させることにより、各セグメント２
におけるセグメント間の接合を行えるように構成されて
いる。そして、この接合構造１で用いる継ぎ手３は、セ
グメント２の内外に延びる長辺およびセグメント２の接
合面2aが延びる方向に延びる短辺を有する矩形鉄鋼板の
基部3aと、この基部3aのセグメント２外への突出端部を
略Ｌ字状に折曲してなる係止部3bと、基部3aにおけるセ
グメント２内の埋設端部に設けているアンカー部3cとか
らなっている。また、この基部3aと係止部3bとアンカー
部3cとからなる継ぎ手は、係止部3bの折曲部分位置で基
部3aの短辺（接合面2aが延びる方向に延びる短辺）に沿
って延びる線５が、トンネル軸方向線４（図２参照）と
トンネル半径方向放射線９（図２参照）とに斜交する状
態となるようにして、各セグメント２の接合面2aに設け
ている。 【００１３】この実施形態での継ぎ手３は、図１に示す
ように、矩形鉄鋼板である基部3aの短辺に沿って略Ｌ字
状の折曲した係止部3bと、基部3aにおいて、一方および
他方のセグメント２における互いの継ぎ手３が係止する
面とは反対の面に別工程で取付けられており、棒材で構
成されているアンカー部3cとを有している。そして、こ
の継ぎ手３をセグメント２の接合面2aに設ける形態は、
係止部3bの略Ｌ字状の折曲部を基部3a（矩形鉄鋼板）の
短辺に斜交する状態に設定したものであると共に、基部
3a（矩形鉄鋼板）の長手方向に延びる側面3dをセグメン
ト２の接合面2aに対し直交させたものである。なお、こ
の継ぎ手３をセグメント２の接合面2aに設ける形態は、
図７に示すように、係止部3bの略Ｌ字状の折曲部を基部
3a（矩形鉄鋼板）の短辺に並行して折曲している状態に
した設定も考えられる。この場合の継ぎ手３は、継ぎ手
３が所定の埋込み線８に沿って埋込まれるように、セグ
メント２に配置する。 【００１４】このような基部3aと係止部3bとアンカー部
3cとからなる継ぎ手３全体の、セグメント２における接
合面2aへの取付けは、所定の傾斜となるように、係止部
3bの折曲部分位置で基部3aの短辺方向へ延びる線５を設
定して行う。なお、係止部3bが基部3a（矩形鉄鋼板）の
短辺に並行して折曲している構成の継ぎ手３（図７参
照）では、その側面3dが、セグメント２の接合面2aに斜
交する状態となる。 【００１５】そして、この実施形態における継ぎ手３
は、図２および図３に示すように、セグメント２間の接
合面2aに所定間隔を開けて二箇所設けられている。ま
た、この接合面2aに所定間隔を開けて設けられている各
継ぎ手３は、係止部3bが、図面に対して図２で上方を図
３で下方を、即ち、図２では地山方向に突出するよう
に、図３ではトンネル内に突出するように傾斜した構成
になっていると共に、各継ぎ手３は平行状態となってい
る。さらに、接合すべき一方および他方のセグメント２
への継ぎ手３の取付けは、図２および図３に示すよう
に、互いの係止部3bが係止できる状態にして行われる。
この図２および図３における符号６はほぞで、符号７は
ほぞ６が嵌合するほぞ溝である。また、ここでの継ぎ手
３は、図２および図３に示したものをセットで用いるこ
とができるように、同一形態のものを裏返す状態で接合
すべき一方および他方のセグメント２に取付けて用いる
ことができ、同一の継ぎ手３を作成するだけで接合構造
１において互いに係止する継ぎ手を構成できる。さら
に、この継ぎ手３の作成は、板材（矩形鉄鋼板）の折り
曲げ加工（塑性加工）を経て、または鋳造の工程を経て
行われる。 【００１６】このように、この発明の接合構造１では、
継ぎ手３の係止部3bの折曲部分位置で基部3aの短辺（接
合面2aが延びる方向に延びる短辺）に沿って延びる線５
が、トンネル軸方向線４（図２参照）とトンネル半径方
向放射線９（図２参照）とに斜交する状態となるように
して、継ぎ手３全体をセグメント２の接合面2aへ設けて
いる。そのため、従来の接合構造のように、係止部の折
曲部分位置で基部の短辺に沿って延びる線が、トンネル
軸方向線だけに斜交する状態になる継ぎ手よりも、セグ
メント２の組立てに必要なセットバック量を小さく抑え
ることができる。さらに、従来の接合構造のように、係
止部の折曲部分位置で基部の短辺に沿って延びる線が、
トンネル半径方向放射線と平行状態になる継ぎ手より
も、セグメント２のトンネル半径方向へのずれを拘束す
ることが容易に行えるようになる。このことから、接合
した各セグメント２のトンネル半径方向へのずれであ
る、各セグメント２の目違いを防止することができる。
そして、これらのことから、この発明の接合構造によれ
ば、接合すべき一方および他方のセグメント２における
互いの継ぎ手３の接合を、問題なく確実に行うことがで
きるようになる。 【００１７】この継ぎ手３全体を傾斜して設けたことに
関して詳述すると、図４に示すように、継ぎ手３の幅ｌ
および係止部3bの幅をｂで表すと共に、トンネル軸方向
線４に対する基部3aの傾斜角をθで表すならば、継ぎ手
３全体のトンネル軸方向線４方向の寸法Ｌは、Ｌ＝ｌco
s θ＋２ｂsin θとなる。この式からｌ（継ぎ手３の
幅）は、θ（傾斜角）の選択によって、Ｌ（継ぎ手３全
体のトンネル軸方向線４方向の寸法）より大きくするこ
とができる。従って、傾斜角θを適当に選ぶことによ
り、Ｌ（継ぎ手３全体のトンネル軸方向線４方向の寸
法）を一定にしても、継ぎ手３の断面積（ｌ×ｂ）を大
きくすることができる。このことは、継ぎ手３の耐力を
増大させるのに有効となる。 【００１８】このような構成からなる接合構造１での各
セグメント２の接合は（図１〜図３参照）、接合すべき
一方のセグメント２を移動させて、この一方のセグメン
ト２における継ぎ手３の係止部3bを、他方のセグメント
２における継ぎ手３の係止部3bに係止させることで行わ
れる。 【００１９】なお、この発明の接合構造１で用いる矩形
鉄鋼板3aで構成される継ぎ手３は、その形状が簡単であ
ると共に、その製造を鋼板の曲げ加工によって行える
し、鋳造によっても容易に行うことができる。しかも、
この継ぎ手３の組立てはワンパスで行えると共に、ボル
ト類を用いないので、施工性に優れている。さらに、こ
の継ぎ手３を用いることにより、ボルト締め作業等を行
うボルトボックスが必要なく、各セグメントの内面を平
滑にすることができるために、二次覆工の省略にも有効
である。 【００２０】また、この発明の接合構造１で用いる継ぎ
手３を使用した場合には、セグメント２へ設ける状態
が、係止部3bの折曲部分位置で基部3aの短辺に沿って延
びる線５が、トンネル軸方向線４（図２参照）とトンネ
ル半径方向放射線９（図２参照）とに斜交する状態とな
るようにして行われることにより、継ぎ手３の断面に作
用する張力と剪断力を同時に分担することができるよう
になる。これに対して、係止部の折曲部分位置で基部の
短辺に沿って延びる線が、トンネル半径方向放射線と平
行状態になる継ぎ手の場合では、剪断力を分担すること
ができない。 【００２１】さらに、この発明の接合構造１で用いる継
ぎ手３を使用すると、継ぎ手の係止部の折曲部分位置で
基部の短辺に沿って延びる線が、トンネル半径方向だけ
に向かう構成の場合に比べて、セグメント２の被りを大
きくすることができる。しかも、この発明の接合構造１
で用いる継ぎ手３を使用した場合には、水平方向閉合型
のＫセグメント（図示せず）が、斜め上向きに移動する
ことによって、閉合を可能にすることができる。このこ
とは、テーパ角の減少につながると共に、セットバック
量も平行な構成の場合より小さくすることができる。 【００２２】図５は、この発明の接合構造１で用いる継
ぎ手３をセグメント２の接合面2aに設ける状態の別形態
を示すものである。ここでの、セグメント２の接合面2a
に所定間隔を開けて設けられている各継ぎ手３の傾斜状
態は、係止部3bの折曲部分位置で基部3aの短辺に沿って
延びる線５が、図２に対して逆向きになんている。この
結果、係止部3bは、トンネル内方に突出するようになっ
ている。 【００２３】図６は、この発明の接合構造１で用いる継
ぎ手３をセグメント２の接合面2aに設ける状態の別形態
を示すものである。ここでの、セグメント２の接合面2a
に所定間隔を開けて設けられている各継ぎ手３の傾斜状
態は、係止部3bの折曲部分位置で基部3aの短辺に沿って
延びる線５が、接合面2aへ向かって見た場合に、略ハ字
状になっている。この結果、係止部3bは、一方の継ぎ手
３のものがトンネル内方に突出していると共に、他方の
継ぎ手３のものが山側に向かって突出している構成にな
る。 【００２４】なお、この図５および図６に示した各継ぎ
手３に係止する、隣のセグメント２の継ぎ手３は、係止
部3bの方向がそれぞれ逆向きになる。 【００２５】 【発明の効果】この発明におけるセグメントの接合構造
によれば、この発明の接合構造で用いる継ぎ手を使用す
ることで、従来の接合構造のように、係止部の折曲部分
位置で基部の短辺（接合面が延びる方向に延びる短辺）
に沿って延びる線が、トンネル軸方向線だけに斜交する
状態になる継ぎ手よりも、セグメントの組立てに必要な
セットバック量を小さく抑えることができる。また、こ
の発明の接合構造で用いる継ぎ手を使用することによ
り、従来の接合構造のように、係止部の折曲部分位置で
基部の短辺（接合面が延びる方向に延びる短辺）に沿っ
て延びる線が、トンネル半径方向放射線と平行状態にな
る継ぎ手では行えなかった、セグメントのトンネル直径
方向へのずれを拘束することができるので、接合した各
セグメントのトンネル直径方向へのずれである、各セグ
メントの目違いを防止することができる。さらに、この
発明の接合構造で用いる継ぎ手を使用することで、継ぎ
手の断面に作用する張力と剪断力を同時に分担すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明のセグメントの接合構造を示す概略断
面図である。 【図２】この発明の接合構造での接合すべき一方のセグ
メントにおける接合面部分を示す概略斜視図である。 【図３】この発明の接合構造での接合すべき他方のセグ
メントにおける接合面部分を示す概略斜視図である。 【図４】この発明の接合構造で用いる継ぎ手のセグメン
ト接合面への取付け状態を示す概念図である。 【図５】この発明の接合構造で用いる継ぎ手をセグメン
ト接合面へ設ける状態の別形態を示す概略斜視図であ
る。 【図６】この発明の接合構造で用いる継ぎ手をセグメン
ト接合面への設ける状態の別形態を示す概略斜視図であ
る。 【図７】(a) はこの発明の接合構造で用いる継ぎ手の別
形態を示す概略図で、(b) は(a) のＡ−Ａ線矢視図であ
る。 【符号の説明】 １…接合構造、２…セグメント、2a…接合面、３…継ぎ
手、3a…基部、3b…係止部、3c…アンカー部、3d…側
面、４…トンネル軸方向線、５…係止部の折曲部分位置
で基部の短辺に沿って延びる線、６…ほぞ、７…ほぞ
溝、８…継ぎ手のセグメントへの埋め込み線、９…トン
ネル半径方向放射線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000230010 ジオスター株式会社 東京都港区芝４丁目２番３号 (73)特許権者 000112749 フジミ工研株式会社 東京都千代田区飯田橋３丁目11番18号 (73)特許権者 000001052 株式会社クボタ 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47 号 (73)特許権者 593139651 佐栄建工株式会社 群馬県邑楽郡板倉町大字大蔵５番地 (74)上記１名の代理人 100087491 弁理士 久門 享 (72)発明者 山本 稔 東京都町田市玉川学園１丁目15番２号 (72)発明者 橋本 博英 東京都千代田区有楽町１−12−１ 石川 島建材工業株式会社内 (72)発明者 都築 純一 東京都世田谷区成城６丁目30番８号 (72)発明者 長岡 省吾 東京都世田谷区北烏山６−18−12 Ｆ− 207 (72)発明者 大長 唯宏 埼玉県狭山市入間川1434−75 (72)発明者 森 孝臣 東京都千代田区飯田橋３−11−18 フジ ミ工研株式会社内 (72)発明者 秋田谷 聡 群馬県邑楽郡板倉町大字大蔵５番地 佐 栄建工株式会社内 (72)発明者 堀木 雅之 大阪府大阪市大正区南恩加島７丁目１番 22号 株式会社クボタ恩加島工場内 (56)参考文献 実開 昭54−147020（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 シールドトンネル覆工用セグメントリン
   グを構成している各セグメントを移動させて、接合すべ
   き一方のセグメントの継ぎ手と他方のセグメントの継ぎ
   手とを互いに係止させることにより、前記各セグメント
   におけるセグメント間の接合を行える接合構造であり、 前記継ぎ手は、前記セグメントの内外に延びる長辺およ
   び前記セグメントの接合面が延びる方向に延びる短辺を
   有する矩形鉄鋼板の基部と、この基部の前記セグメント
   外への突出端部を略Ｌ字状に折曲してなる係止部と、前
   記基部における前記セグメント内の埋設端部に設けてい
   るアンカー部とからなり、 前記基部と係止部とアンカー部とからなる継ぎ手は、前
   記係止部の折曲部分位置で前記基部の短辺に沿って延び
   る線が、トンネル軸方向線とトンネル半径方向放射線と
   に斜交する状態となるようにして、前記各セグメントの
   接合面に設けていることを特徴とするセグメントの接合
   構造。