JP3539698B2 - 水平フック継手をもつセグメント - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は水平フック継手をもつシールドトンネル覆工用セグメントに係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のボルト継手をもつセグメントは、相隣るセグメントを突き合わせて、ボルトによって結合した連結構造が普通であった。しかしこのようにボルト継手をもつセグメントは、(イ)ボルトボックスがあるので、同ボルトボックスの充填処理や二次覆工を必要とする。(ロ)セグメント内面に継手金具が露出しているので、防錆処理が必要である。(ハ)ボルト継手はボルト締結に多くの時間を要し、セグメント組立には熟練工を必要とした。このためセグメント組立の自動化や急速施工に不利であった。(ニ)更に継手金具の材料、製作費に占める率が大きく、コストダウンを阻害する原因となっていた。
【0003】
本発明者等はこのような欠点を防止するために、シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行な継手面に設けた凹溝内に夫々複数の、切羽方向に指向して次第に拡開した傾斜嵌合部を有する雌金具と、切羽の反対方向に指向して延びる雄金具とよりなる継手金具を装着し、前記セグメントをリング状に組み立てるのに際して、前記雌金具を雄金具に嵌入、楔止してフック継手を構成するフック継手をもつセグメントを提案した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなトンネルの横断面内にアンカー部分を有するフック継手においては、セグメントの幅当りのフック継手の金具配置数には限界があり、またフック金具の大きさもセグメント厚さに対して制限がある。このため、強度の大きい継手を必要とする場合には、継手金具の肉厚を厚くして対応することになるが、肉厚の鋼板類は加工が面倒であるし、またアンカー部分のセグメント本体への接続が難しくなり、同部分の構造が複雑になり、その結果として構造上の欠陥がでやすくなる。
【0005】
またセグメント継手面に曲げモーメントが作用する場合、アンカー部の一部分だけが引張力に抵抗するにすぎない。本発明は前記の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、施工性が優れ、セグメントリングの組立が効率よく行なわれ、構造上合理的で、経済性の優れた、水平フック継手をもつセグメントを提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行なセグメント継手面に、切羽方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ雌金具と、切羽と反対方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ雄金具とで構成されるフック継手をもち、前記雌雄各金具が共に鋼鉄板で構成されるとともに、セグメントに埋設される同各金具のアンカー部分がトンネル軸に直角方向に形成されてなることを特徴とする水平フック継手をもつセグメントが提供される。
【0007】
請求項2に係る本発明として、前記雌雄金具は、一方の金具を鉤形断面に形成し、他方の金具を前記鉤形断面と係合する倒L形断面に形成し、両金具のアンカー部分がセグメントの厚さ方向に対して同じ位置に位置するように形成されてなる請求項1記載の水平フック継手をもつセグメントが提供される。
【0008】
【作用】
上記請求項1記載の本発明においては、シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行なセグメント継手面に夫々鋼鉄板より構成された切羽方向に拡開した嵌合部を持つ雌金具と、切羽と反対方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ雄金具とより構成され、セグメントに埋設される前記各金具のアンカー部分がトンネル軸に直角方向にアンカーされるようになっているので、アンカー部の幅をセグメント幅まで拡大でき、アンカー部断面をすべて有効に利用することが可能で、必要なアンカー力を容易に確保することができる。またセグメントの厚さ方向に複数段の水平フック金具を配置することにより、正負の曲げモーメントに対して同等且つ、強力に抵抗できる。
【0009】
上記請求項2記載の本発明においては、前記雌雄金具について、一方の金具を鉤形断面に形成し、他方の金具を前記鉤形断面と係合する倒L形断面に形成し、両金具のアンカー部分がセグメントの厚さ方向に対して同じ位置に位置するように形成した。セグメント厚さに対するアンカー部の位置を同一にすることにより、前記継手金具を介して力の伝達が円滑に行われ、継手に局部的に応力が発生することがない。また、相隣るセグメントが確実に、かつ連続した状態で接続される。
【0010】
【実施例】
以下、本発明を図示の実施例について説明する。図1乃至図7に示す実施例において、Aはコンクリート製のトンネル覆工用セグメントで、トンネル軸に平行なセグメント継手面に設けられた切羽方向に延びる溝状の凹部1に、同切羽方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ水平の鋼鉄製の雌金具2と切羽と反対方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ水平の鋼鉄製の雄金具3が装着されている。図2に示される例では、前記雌金具2は鉤形断面部2aが形成され、雄金具3は同鉤形断面部に係止する係止片3aが設けられた倒L形断面に形成され、前記鉤形断面部2aと係止片3aによるアンカー部分がトンネル軸に直角方向に構成されている。
【0011】
図中、4はアンカー筋、5はセグメントAの切羽に対向する面に設けられたほぞで、通しボルト6の挿通孔が設けられている。7は接合モルタルの注入孔、8は排気孔である。図5及び図6は夫々水平フック継手を2段に配設した場合を示し、図7は水平フック継手を1段に配設した場合を示す。
【0012】
而して一方のセグメントAの雌金具2の鉤形断面部に他方のセグメントAの雄金具3の係止片を切羽方向に亘って係合し、前記注入孔7よりモルタルを注入して同モルタル中に混入した空気を排気孔8より排除して、前記両セグメントAの継手面にモルタルを充填してセグメントAを継接する。次に前記した水平フック継手をもつセグメントの組立方法について説明する。
【0013】
矩形セグメントの場合(3A+2B+Kの場合)三つのAセグメント中のインバートセグメントでは、その二つのセグメント継手面に継手金具aとして雌金具を配置し、残りの二つのAセグメントと二つのBセグメントでは、継手金具aとして一方のセグメント継手面に雄金具、他方のセグメント継手面に雌金具を配置し、Kセグメントでは、その二つのセグメント継手面に雄金具を配置する。
【0014】
以上のようなセグメントをリング状に組み立てるには、第一にインバートセグメントA1 を既設のセグメントリングのインバートの位置のセグメントにあわせて取り付ける。リング継手面にほぞ5があるから、ほぞを嵌合させるだけで位置決めが可能である。また、位置決めができれば、通しボルト6によってセグメントを既設リングのセグメントに固定する。
【0015】
第二は、インバートセグメントA1 に隣接するA2 ,A3 セグメントを取り付ける。この場合、雄金具のあるセグメント継手面をインバートセグメントの雌金具のあるセグメント継手面に近づけ、双方の金具が嵌合し始めたらセグメントをトンネル軸方向にスライドさせて押し込む。この操作とセグメントリング継手面のほぞ嵌合とによって必然的に位置決めが可能となる。なお、このときセグメント継手面にもほぞを設けておけば位置決めはより確実になる。位置決めができれば、通しボルト6によってセグメントを既設リングに固定する。
【0016】
次いでKセグメントに隣接するBセグメント(A4 ,A5 )を左右交互に取り付ける。取付方法は前述の場合と同じである。最後にKセグメントA6 を挿入する。KセグメントA6 の二つのセグメント継手面には雄金具がついており、KセグメントA6 が押し込まれることにより、これら雄金具が両側のBセグメントのA4 ,A5 の雌金具に嵌合する。KセグメントA6 が挿入できれば通しボルト6で既設のセグメントリングと締結してセグメントリングの組立ては完了する。(図8参照)次に等大台形セグメントの場合(台形3+逆台形3の場合)について述べる三つの台形セグメントでは二つのセグメント継手面に継手金具aとして雌金具を、三つの逆台形セグメントでは二つのセグメント継手面に継手金具aとして雄金具を配置する。したがって、セグメントの種類は2種類となる。
【0017】
組立てにあたっては、第一に台形セグメントの一つA1 をインバートセグメントとして既設のセグメントリングに取り付ける。同様に他の二つの台形セグメントA2 ,A3 も各々の間に逆台形セグメントA4 ,A5 ,A6 を挿入できるように所定の間隔をおいて取り付ける。これらの操作は三つのセグメントについて同時に行うことも可能である。セグメントの取り付けにあたっては、リング継手面にほぞがあるため、これを既設リングのリング継手面のほぞに挿入するだけで位置決めができる。位置決めができれば、通しボルトなどによってセグメントを既設リングに固定する。
【0018】
逆台形セグメントの取付は、二つのセグメント継手面に雄金具を配置したものであるから、既に取り付け終わった台形セグメントの間に挿入するだけである。なお、リング継手面に配置したほぞは、位置決めを容易かつ確実にする上で有効である。逆台形セグメントの挿入が終われば、通しボルト6で既設セグメントと締結してセグメントリングの組立ては完了する。(図9参照)
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば前記したように、シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行なセグメント継手面に、切羽方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ鋼鉄板製雌金具と、切羽と反対方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ鋼鉄板製雄金具とで構成されるフック継手をもち、セグメントに埋設される前記雌雄各金具のアンカー部分がトンネル軸に直角方向に形成されているので、必要に応じてセグメント幅までアンカー部の幅を拡大できる。従って必要なアンカーを容易に確保することができ、強度の大きいセグメント継手を構成しうるものである。また前記水平フック継手金具をセグメントの厚さ方向に複数段配置することによって、曲げ抵抗力が正負のモーメントに対して同等、且つ強大な継手を形成することができる。
【0020】
また本発明によれば、セグメント厚さに対する水平フック継手のアンカー部の位置を同じにすることができるので、継手を介しての力の授受が円滑に行なわれ、セグメント継手部に局所的応力が作用せず、合理的継手構造を構成することができる。更にまたセグメント継手面に曲げモーメントが作用する場合、本発明によれば水平フック継手アンカー部の断面がすべて有効に抵抗するものである。
【0021】
また本発明の水平フック継手をもつセグメントは内面が平滑であるから二次覆工を施さなくても耐久性に富み、かつトンネル内空間の利用度を拡げたトンネル覆工体が得られる。更に内面に金物が露出していないので防錆処理が不要である。更にまた水平フック継手をもつセグメントは、トンネル軸方向からセグメントを挿入するだけで組立可能となり、組立手間、組立時間が短縮され、セグメント組立の自動化や急速施工に有利である。また、前記継手金物は鋼鉄板製のため製作が容易である。
【0022】
請求項2の発明は、前記雌雄金具は、一方の金具を鉤形断面に形成し、他方の金具を前記鉤形断面と係合する倒L形断面に形成し、両金具のアンカー部分がセグメントの厚さ方向に対して同じ位置に位置するようにしたので、各金具のアンカー部分セグメントの厚さ方向において同じ位置にしたため、相隣るセグメントは正確にしかも強固に所定位置に、接続され、相隣るセグメント間に不陸を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水平フック継手をもつセグメントの一実施例を示す斜視図である。
【図2】前記セグメントの継手部の一部を欠截して示した斜視図である。
【図3】雄金具の斜視図である。
【図4】雌金具の斜視図でる。
【図5】2段水平フック継手を示す斜視図である。
【図6】2段水平フック継手の他の実施例を示す斜視図である。
【図7】1段フック継手を示す斜視図である。
【図8】矩形セグメントの1リング当りのフック継手の構成を示す説明図である。
【図9】等大台形セグメントの1リング当りの継手の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
A,A1 ,A2 ,A3 ,A4 ,A5 ,A6 …セグメント、a…継手金具、1…凹部、2…雌金具、2a…鉤形断面部、3…雄金具、3a…係止片、4…アンカー筋、5…ほぞ、6…通しボルト、7…注入孔、8…排気孔

Claims (2)

  1. シールドトンネル覆工用セグメントにおけるトンネル軸に平行なセグメント継手面に、切羽方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ雌金具と、切羽と反対方向に指向して放射状に拡開した嵌合部を持つ雄金具とで構成されるフック継手をもち、前記雌雄各金具が共に鋼鉄板で構成されるとともに、セグメントに埋設される同各金具のアンカー部分がトンネル軸に直角方向に形成されてなることを特徴とする水平フック継手をもつセグメント。
  2. 前記雌雄金具は、一方の金具を鉤形断面に形成し、他方の金具を前記鉤形断面と係合する倒L形断面に形成し、両金具のアンカー部分がセグメントの厚さ方向に対して同じ位置に位置するようにした請求項1記載の水平フック継手をもつセグメント。
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