JP3753480B2 - Tunnel segment connection method and tunnel segment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル周方向に隣接させて組付けられ、且つ、トンネル周方向で互いに対向する突合せ部の夫々に、当該夫々の突合せ部を突合わせた状態で対向するよう第1アリ溝部および第2アリ溝部を個別に設けてある第1セグメント本体と第2セグメント本体とを、トンネル軸芯方向端部から前記第1アリ溝部および第2アリ溝部に各別に嵌入自在な二つの拡大縁部を両側に備え、且つ、夫々の拡大縁部どうしの間隔が嵌入方向前方側ほど広く構成してある連結具を使用して、前記第1アリ溝部および第2アリ溝部に、前記連結具(R)を挿入することで、前記二つの拡大縁部が前記夫々の突合せ部を相対的に近接する状態に連結するトンネル用セグメントの連結方法、及び、トンネル用セグメントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のトンネル用セグメントの連結方法(以下「セグメント連結方法」という)は、トンネル周方向に隣接するトンネル用セグメント本体どうしを連結する際に用いる。
今、既に構築されたセグメントを既設セグメント本体と称し、当該既設セグメント本体に対してトンネルの長手方向に連設する二つのトンネル用セグメント本体を第1セグメント本体および第2セグメント本体と称する。前記第1セグメント本体と第2セグメント本体とはトンネル周方向に互いに隣接し、前記既設セグメント本体に対しては前記第1セグメント本体を先に取り付けるものとする。
従来においては、前記第1セグメント本体と第2セグメント本体とに夫々設けたアリ溝部に対して、一対の拡大縁部を有する楔形の連結具を挿入し、双方のセグメント本体を互いに引き付けて連結する方法がある。この場合には、前記連結具を前記第1セグメント本体のアリ溝部に予め挿入した状態で当該第1セグメント本体を前記既設セグメント本体に取付け、その後、前記第1セグメント本体および前記連結具に対して前記第2セグメント本体を取付ける、いわゆる先付方式を採用することが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の先付方式によれば次のような問題があった。
例えば、前記第1セグメント本体を前記既設セグメント本体に取り付ける際に、前記第1セグメント本体の姿勢によっては前記連結具が前記アリ溝から脱落することがあり、前記第1セグメント本体の取付作業に支障をきたす場合があった。
また、前記第2セグメント本体を取り付ける際には、前記第2セグメント本体が前記連結具に当接すると、前記連結具が前記第1セグメント本体および前記第2セグメント本体を引付けるだけの力を発揮する以前に、前記連結具は前記既設セグメント本体の側に押し込まれてしまう。つまり、前記第2セグメント本体の取付けが終了した状態では、殆どの場合、前記連結具は前記既設セグメント本体に当接する位置にあることとなる。この場合には、前記第1セグメント本体のアリ溝部と前記第2セグメント本体のアリ溝部との間隔と、前記連結具の拡大縁部どうしの間隔とが適合していることが望ましいが、通常、幾分の誤差が生じる。 例えば、拡大縁部どうしの間隔が広過ぎる場合には、前記第1セグメント本体と前記第2セグメント本体とを十分に引き付けることができなくなる。逆に前記拡大縁部どうしの間隔が狭過ぎる場合には、後から取付ける前記第2セグメント本体が前記既設セグメント本体に当接できなくなったり、前記連結具がトンネル周方向に過大な引張力を受けて破損したりする不都合が生じる。
このように、前記先付方式の場合には、適切な連結状態を得ることが困難な場合があり、さらには、前記第2セグメント本体を取付けた後の連結部材による引付け力を測定することも困難であった。
以上のごとく、上記従来の連結具を用いた連結方式においては種々の不都合があり、未だ改善の余地があった。
【0004】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、トンネル周方向に連結する二つの前記セグメント本体夫々の連結作業を効率化でき、連結部分の信頼性を向上させ得るトンネル用セグメントの連結方法、及び、トンネル用セグメントを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(構成1)
この目的を達成するための本発明に係るセグメント連結方法は、請求項1に記載したごとく、前記連結具の一方の前記拡大縁部を、前記第1セグメント本体と前記第2セグメント本体との組付けに先立ち、予め前記第1アリ溝部に抜止部材を用いて、その第1アリ溝部に対する押し込み移動を許容する状態で、抜止め保持しておく点に特徴を有する。
(作用・効果)
本構成であれば、前記第1セグメント本体を前記既設セグメント本体に取り付ける際に、前記第1セグメント本体の搬入姿勢あるいは取付姿勢などに起因して前記連結具が前記アリ溝から脱落するのを防止でき、前記第1セグメント本体の取付作業を円滑に行うことができる。
【0006】
(構成2)
本発明のセグメント連結方法は、請求項2に記載したごとく、発泡体を前記第1アリ溝部に嵌入することで前記抜止部材とすることができる。
(作用・効果)
一般に発泡体は大幅な体積収縮が可能である。よって、発泡体で構成した抜止部材を前記第1アリ溝部に嵌入した場合でも、後に前記連結部材が既設セグメント本体の側に押し込まれる際に何ら障害とはならない。
また、変形自在な発泡体で抜止部材を形成するのであれば、当該抜止部材を前記第1アリ溝部に嵌入取付けする作業が容易となるばかりでなく、前記抜止部材を前記第1アリ溝部の内部形状と厳密に一致させて形成しておく必要もなくなって抜止部材の生産性および抜止部材の取付けに係る作業性が向上する。
【0007】
(構成3)
さらに、本発明のセグメント連結方法は請求項3に記載したごとく、前記連結具の嵌入方向後端に、トンネル軸芯方向に隣接する既設セグメント本体に接当可能であって、前記第1セグメント本体及び第2セグメント本体を前記既設セグメント本体に押し付ける際に前記既設セグメント本体から一定以上の荷重を受けた場合に変形可能な突出部材を設けておくことができる。
(作用・効果)
本構成のごとく、前記突出部材を設けておくセグメント連結方法によれば、前記第2セグメント本体を、前記既設セグメント本体の側に押しつけていく際に、当該第2セグメント本体と前記連結具との当接開始位置を、前記第2セグメント本体の挿入方向手前側に設定することができる。つまり、前記当接開始位置を、前記第1セグメント本体に係るアリ溝の挿入方向奥側に設定することができる。
このことは、例えば、前記連結具の双方の拡大縁部どうしの間隔に比べて挟持すべき前記第1セグメント本体および前記第2セグメント本体に係るアリ溝部の合計幅が小さい場合に有効である。この場合、前記連結具は、前記第2セグメント本体に押される際に、前記突出部材が前記既設セグメント本体に当接する位置で一旦停止する。この状態で、前記第2セグメント本体は未だ前記既設セグメント本体に当接していない。さらに前記第2セグメント本体が押込まれ、当該第2セグメント本体による押付け力が前記突出部材の変形に必要な力を上回ると、前記連結具は双方のアリ溝部間の寸法誤差を吸収すべく、前記既設セグメントの側に移動する。この時、前記連結具は略一定の引張力で前記第1セグメント本体と前記第2セグメント本体とを引き付けることができる。
以上のごとく、本発明のセグメント連結方法によれば、前記アリ溝部あるいは前記連結具自身の製作誤差を一定範囲まで許容しながら、前記セグメント本体どうしを略一定の締結力で連結することができるから、連結部分の信頼性を向上させることができる。
【0008】
(構成4)
本発明のセグメント連結方法は、請求項4に記載したごとく、前記突出部材を中空の略円筒形状を有する部材で構成すると共に前記拡大縁部の端部に設けることができる。
(作用・効果)
本構成であれば、前記突出部材を極めて簡単に構成できながら、圧縮変形する際には変形過程の大部分に亘って略一定の圧縮抵抗力を発生させ得るという変形特性を有する。この結果、前記突出部材の圧縮ストロークを大きく設定できることができ、前記連結具の製作誤差等を比較的大きな範囲まで許容することができる。
また、前記突出部材の構成が簡単であるから、当該部材の設計・製作が容易になる。
(構成5)
本発明のトンネル用セグメントは、請求項5に記載したごとく、請求項1〜4のいずれか1項記載のトンネル用セグメントの連結方法に使用するトンネル用セグメントであって、トンネル周方向の両端側に形成したセグメント本体どうしの突合せ部夫々に、連結用アリ溝を設け、前記アリ溝部に嵌入自在な拡大縁部を両側に備えた連結具を設け、前記連結具を、夫々の前記拡大縁部どうしの間隔が嵌入方向前方側ほど広くなるように形成し、前記連結具の一方の拡大縁部を、前記セグメント本体の一方の前記アリ溝に抜止部材を用いて、そのアリ溝部に対する押し込み移動を許容する状態で、抜止め保持してある点に特徴を有する。
(構成6)
本発明のトンネル用セグメントは、請求項6に記載したごとく、前記抜止部材を、前記セグメント本体の一方の前記アリ溝部と、前記連結具における前記拡大縁部どうしを連接している胴部との間に配置してあっても良い。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(連結具およびアリ溝部)
本発明のトンネル用セグメントの連結方法の概要を図1に示すと共に、本発明に用いる連結具Rの外観を図2および図3に示す。
前記連結具Rは略矩形状であって、当該連結具Rの挿入方向に沿った両縁部には拡大縁部1が形成されていると共に、双方の拡大縁部1は平板状の胴部2で連接されている。二つの前記拡大縁部1は、夫々第1セグメント本体S1および第2セグメント本体S2に挿入されて双方のセグメント本体S1,S2どうしを引付け連結できるよう前記連結具Rの挿入方向奥側ほど広がったテーパー状に形成してある。
【0010】
本発明に用いる連結具Rは、既設セグメント本体Sに接当可能な突出部材Tをその嵌入方向後端に備えている。
図2に示すごとく、前記突出部材Tは、例えば中空の円筒部材で構成する。この突出部材Tを、一方の拡大縁部1の両端部のうち前記連結具Rの嵌入方向後端側端部に取付ける。この取付けは、図2のごとく前記拡大縁部1の後端に凹部3を形成して前記突出部材Tを嵌入固定するものであってもよいし、接着剤を用いて行ってもよい。
前記突出部材Tは、前記連結具Rが所定の押圧力で前記既設セグメント本体Sに押し付けられる際に図3に示すごとく圧縮変形可能である。つまり、当該突出部材Tが圧縮変形することで前記連結具Rは前記既設セグメント本体Sの側に移動し、後述するごとく、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2とを略一定力で引付け連結する。
【0011】
(連結操作)
前記既設セグメント本体Sに対して前記第1セグメント本体S1および前記第2セグメント本体S2を取り付ける際には、前記連結具Rを予め前記第1セグメント本体S1に取り付けておく先付方式を用いる。
前記第1セグメント本体S1に前記連結具Rを取付ける際には、図4に示すごとく、前記突出部材Tを設けていない側の拡大縁部1を前記第1セグメント本体S1の第1アリ溝部に挿入し、前記突出部材Tを設けた側は露出させておく。つまり、当該押付け側の拡大縁部1に前記突出部材Tを設けておく方が、後で第2セグメント本体S2を押し付ける際に、前記第2セグメント本体S2の押付力が作用する方向の略延長上に前記突出部材Tを位置させることができ、前記第2セグメント本体S2の押付けによって前記連結具Rに回転が生じ難くなって都合がよいからである。
【0012】
先付方式を用いる場合には、前記第1セグメント本体S1を前記既設セグメント本体Sに取り付ける際に、前記第1セグメント本体S1の搬入姿勢あるいは取付姿勢などに起因して前記連結具Rが前記第1アリ溝部M1から脱落する場合がある。本発明のセグメント連結方法においては、これを防止するために抜止部材4を用いて前記連結具Rを前記第1アリ溝部M1に固定しておく。
当該抜止部材4は例えば発泡体を用いて形成し、前記第1アリ溝部M1を構成する筒溝部M1aと平溝部M1bのうち特に筒溝部M1aに嵌入させる。一般に発泡体は大幅な体積収縮が可能である。よって、抜止部材4を発泡体で構成しておけば、前記第2セグメント本体S2の押込みに際して前記連結具Rが既設セグメント本体Sの側に押し込まれる際にも前記抜止部材4の存在は何ら障害とはならない。また、変形自在な発泡体で抜止部材4を形成するのであれば、当該抜止部材4を前記第1アリ溝部M1に嵌入取付けする作業が容易となるばかりでなく、前記抜止部材4を前記第1アリ溝部M1の内部形状と厳密に一致させて形成しておく必要もなくなって抜止部材4の生産性および抜止部材4の取付けに係る作業性が向上する。
当該抜止部材4は、前記連結具Rが前記第1アリ溝部M1の内部でスライド移動するのを防止するために前記連結具Rの両側に配置するのが好ましい。
【0013】
前記連結具Rを用いた前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との連結過程を図5(イ)〜(ニ)に示す。
図5(イ)は、既に構築が終了した前記第1セグメント本体S1と、当該第1セグメント本体S1の第1アリ溝部M1に挿入されている前記連結具Rとに対し、前記第2セグメント本体S2を近接させる過程を示している。この過程においては、前記連結具Rと前記第2セグメント本体S2とは未だ当接していない。また、前記連結具Rは前記抜止部材4によって前記第1アリ溝部M1の内部に移動不可能な状態で位置固定されている。
前記第2セグメント本体S2の押付けが進み、前記第2アリ溝部M2が、前記連結具Rの拡大縁部1に当接した状態を示したのが図5(ロ)である。
さらに前記第2セグメント本体S2を前記既設セグメント本体Sの側に押込むと、前記第1アリ溝部M1と前記拡大縁部1との間で滑りが生じ、前記連結具Rは、その突出部材Tの先端部が前記既設セグメント本体Sに当接するまで前記第1アリ溝部M1に沿って摺動する。この摺動に伴い、前記連結具Rの胴部2のうち前記第1セグメント本体S1から突出した部分の幅に余裕が生じるから、前記第2セグメント本体S2はさらに前記既設セグメント本体Sの側に侵入可能となる。
図5(ハ)は、摺動してきた前記連結具Rの前記突出部材Tの先端が前記既設セグメント本体Sに当接した状態である。この摺動に伴い、前記抜止部材4は圧縮変形する。ただし、当該抜止部材4は発泡体などで構成してあるから圧縮変形は容易に行われる。
引続き前記第2セグメント本体S2を押込むと、前記第2セグメント本体S2はさらに侵入し、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との当接力が高まる。ただし、この段階においては、前記突出部材Tに圧縮変形は生じない。つまり、前記双方の拡大縁部1がテーパー状に構成してあるから、前記第2セグメント本体S2を前記既設セグメント本体Sの側に押付ける力の大部分は、両セグメント本体S1,S2どうしを引付けるための分力となる。このため、前記連結具Rを前記既設セグメント本体Sの側に押付ける分力が、前記突出部材Tを圧縮変形させるのに必要な力にまで未だ高まっていないのである。
前記第2セグメント本体S2をさらに押込み、前記連結具Rを前記既設セグメント本体Sの側に押付ける分力が、前記突出部材Tを圧縮変形させ得るまでに高まると、前記突出部材Tは圧縮変形を生じさせ、やがて面外変形を生じさせて、前記連結具Rが前記既設セグメント本体Sの側に移動する。この結果、前記連結具Rは、前記第1アリ溝部M1に係る平溝部M1bの幅が狭い側に移動するから、双方の拡大縁部1間の空間に余裕が生じ、前記第2セグメント本体S2がさらに侵入する。この状態においては、前記第1セグメント本体S1と前記第2セグメント本体S2との引付力は略一定に保たれる。
【0014】
ここで、前記突出部材Tが圧縮変形する状況について説明する。
例えば、図6に示した形状の筒部材5が有する変形特性を図7に示す。前記筒部材5を当該筒部材5の軸芯X方向に圧縮すると、初期の段階すなわち原点0からa点までのにおいては、前記筒部材5は前記軸芯X方向に圧縮変形する。圧縮荷重Pがa点に達した段階で、当該筒部材5は面外変形を生じ始める。その後は、a点からb点に示すごとくしばらく押圧を続けても前記筒部材5に加わる荷重Pは増加せず面外変形のみが進行する。b点に達すると前記面外変形は座屈に転じ、前記筒部材5に加わる荷重Pはc点までやや急激に低下する。c点で前記筒部材5の変形は略終了し、この後、押圧を続けても圧縮変形は生じず荷重Pのみが増加する。
本発明においては、前記筒部材5が有する変形特性のうち、a点からb点までの特性を利用する。つまり、前記第2セグメント本体S2を押込む荷重Pのうち前記連結具Rを前記既設セグメント本体Sの側に押付ける分力が上記a点からb点までの間の荷重Pと等しいとき、前記両セグメント本体S1,S2どうしを引付けるための分力が所定の荷重となるように前記拡大縁部1のテーパー角度等を設定する。
ただし、本実施形態においては図3あるいは図4に示すごとく、中央部に鍔部6を設けた突出部材Tを使用する。本構成であれば、上記筒部材5を二つ連接した形状となって、一定の変形抵抗を発生させ得る変形ストロークを長く確保することができる。この結果、前記連結具Rが比較的大きな製作誤差を有する場合でも略一定の引付け力で前記両セグメント本体S1,S2どうしを連結することができる。
尚、前記突出部材Tは、アルミニウム・銅・鉛、あるいは薄肉の鋼材など比較的変形しやすい材料を用いて形成することができる。つまり、これらの材料であれば塑性変形能が安定しているから、所望の変形性状を有する前記突出部材Tを容易に得ることができる。
【0015】
図5(ニ)は、その後、さらに前記既設セグメント本体Sの側に押込まれた前記第2セグメント本体S2が、前記既設セグメント本体Sに当接した状態を示す。つまり、通常の連結過程が終了した状態である。
【0016】
前記第1アリ溝部M1に係る平溝部M1bの幅と前記第2アリ溝部M2に係る平溝部M2bの幅との合計幅が、双方の前記拡大縁部1どうしの間隔に対して狭い場合には、前記突出部材Tがそれほど圧縮変形しない状態で双方のセグメント本体S1,Sどうしの連結が終了する。
図8は、前記突出部材Tが全く圧縮変形しない状態を示す図であり、これは、双方の平溝部M1b,M2bの合計幅が、双方の拡大縁部1どうしの間隔に対して狭い場合の許容限界を示すものである。
逆に、前記突出部材Tが完全に圧縮変形して連結が終了する例を示したのが図9である。これは、双方の平溝部M1b,M2bの合計幅が、双方の拡大縁部1どうしの間隔に対して広い場合の許容限界を示すものである。
【0017】
従来の先付方式においては、前記双方の平溝部M1b,M2bの合計幅と前記双方の拡大縁部1どうしの間隔とが一致していない場合、双方のセグメント本体S1,S2どうしを適切に連結することは不可能であった。例えば、前記双方の平溝部M1b,M2bの合計幅が狭い場合には、前記連結具Rは双方の第1・第2アリ溝部M1,M2の内部でガタついたまま放置されるという不都合が生じていた。
しかし、図8および図9に示した例から明らかなごとく、本発明の連結具Rを用いれば、前記第1・第2アリ溝部M1,M2あるいは前記連結具R自身の製作誤差を一定範囲まで許容しながら、前記第1・第2セグメント本体S1,S2どうしを略一定の締結力で連結することができる。
【0018】
尚、以上の説明は、主に、前記第1・第2セグメント本体S1,S2が有するアリ溝部M1,M2のうち、既設のセグメントリング側にあるアリ溝部M1,M2に係る連結過程についてのものであるが、他方のアリ溝部M1,M2についても締結要領は同じである。即ち、図4に示したごとく、既に構築されたセグメントリングに挿入される前記連結具R1であって、前記第1セグメント本体S1あるいは前記第2セグメント本体S2の側面で押込まれる連結具R1についても動作原理は同じである。
【0019】
(連結具等の製作許容誤差)
前記連結具R等が許容し得る製作誤差の範囲は、上述したごとく図8の例と図9の例とに亘る範囲であると考えられる。
説明を簡単にするために、前記連結具Rの製作誤差はないものとし、前記第1セグメント本体S1および前記第2セグメント本体S2の夫々のアリ溝部M1,M2のテーパー角度にも誤差はないものとする。つまり、製作誤差は、前記第1セグメント本体S1および前記第2セグメント本体S2の夫々において、前記平溝部M1b,M2bの幅のみに生じると仮定する。
まず、図8に示した例のごとく、前記連結具Rの双方の拡大縁部1どうしの間隔と比較して夫々の平溝部M1b,M2bの合計幅が狭い場合について検討する。この場合、前記拡大縁部1どうしの間隔については、特に、前記突出部材Tが設けられた側の端部における間隔をD0 とする。一方、前記平溝部M1b,M2bどうしの合計幅については、前記既設セグメント本体Sに当接する端部における合計幅をDとする。
前記合計幅Dと前記間隔D0 との差は、前記突出部材Tの突出長さHと、一方の拡大縁部1が連結具Rの挿入方向となすテーパー角度とから求めることができる。
前記テーパー角度をL:1とすると、
前記合計幅Dが採り得る最小値Dmin は、
Dmin = D0 − H×(1/L)×2 − (1)
である。
一方、図9に示した例のごとく、前記合計幅Dが広い場合は、前記突出部材Tが最大に圧縮変形を受けた場合の押込み方向の長さをhとすると、
Dmax = D0 − h×(1/L)×2 − (2)
である。
よって、式(1)および式(2)から、前記合計幅Dの採り得る範囲は、
Dmax − Dmin = (H−h)×2/L − (3)
となる。
このように、本発明の連結具Rを用いる場合には、前記第1アリ溝部M1・前記第2アリ溝部M2の製作誤差、あるいは、前記連結具R自身の製作誤差を一定の範囲内で許容することができる。これは、原則として前記連結具Rの製作誤差が許容されていなかった従来の連結具Rを用いる場合と比較して、前記第1・第2セグメント本体S1,S2の生産性を向上させるものである。
以上のごとく、本発明のトンネル用セグメントの連結方法によれば、トンネル周方向に連結する二つの前記セグメント本体S1,S2夫々の連結作業を、セグメント本体等の生産性をも含めて大幅に効率化することができ、連結部分の信頼性を向上させることができる。
【0020】
〔別実施形態〕
〈1〉 上記実施形態では前記抜止部材4を前記第1アリ溝部M1のうち筒溝部M1aに設けたが、当該実施形態に限られるものではなく、図10および図11に示すように前記抜止部材4に加えて前記平溝部M1bの内部に設けるものであってもよい。
この場合の抜止部材4Aとしては,やはり発泡体を用いることができる。そして、当該抜止部材4Aを前記第1セグメント本体S1の平溝部M1bと前記連結具Rの胴部2との間に取付ける。この際、前記抜止部材4Aを前記胴部2の両面側に取付けるか、或いは一面側のみに取付けるかは任意である。ただし、両面側に取付けた方が、前記連結具Rが前記第1セグメント本体S1の筒溝部M1aを中心に回転した状態で固定されるのを有効に防止できるから、後の前記第2セグメント本体S2の取付けが容易となってより好ましい。
【0021】
〈2〉 上記実施形態では前記突出部材Tは二つの前記拡大縁部1の一方側のみに設けたが、双方の拡大縁部1の夫々に設けてもよい。
この場合には、夫々の突出部材Tを圧縮変形させるのに必要な荷重の合計が、上記実施形態における単一の突出部材Tを圧縮変形させるのに必要な荷重と等しくなるようにする。
【0022】
尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のトンネル用セグメントの連結方法の概要を示す説明図
【図2】 本発明に係る連結具を示す平面図
【図3】 変形後の突出部材を示す説明図
【図4】 第2セグメント本体を連結する過程を示す説明図
【図5】 第2セグメント本体を連結する過程の詳細を示す説明図
【図6】 筒部材を示す斜視図
【図7】 筒部材を圧縮変形させる際の圧縮変形量と荷重との関係を示す説明図
【図8】 連結部分に製作誤差がある場合の連結状態の一例を示す説明図
【図9】 連結部分に製作誤差がある場合の連結状態の他の一例を示す説明図
【図10】 別実施形態に係る連結具の固定態様を示す平断面図
【図11】 別実施形態に係る連結具の固定態様を示す縦断面図
【符号の説明】
1 拡大縁部
4 抜止部材
S1 第1セグメント本体
S2 第2セグメント本体
M1 第1アリ溝部
M2 第2アリ溝部
R 連結具
S 既設セグメント本体
T 突出部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
According to the present invention, the first dovetail groove portion and the first dovetail portion are arranged so as to face each of the butting portions that are assembled adjacent to each other in the circumferential direction of the tunnel and face each other in the circumferential direction of the tunnel . Two enlarged edge portions that can be individually fitted into the first dovetail groove portion and the second dovetail groove portion from the end portion in the tunnel axial direction from the first segment main body and the second segment main body provided with two dovetail groove portions individually The connecting tool (R) is provided in the first dovetail groove part and the second dovetail groove part using a connecting tool provided on both sides and having a wider interval between the respective enlarged edges toward the front side in the insertion direction. The present invention relates to a tunnel segment connecting method in which the two enlarged edges connect the respective butted portions relatively close to each other, and a tunnel segment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this kind of tunnel segment connecting method (hereinafter referred to as “segment connecting method ”) is used when connecting tunnel segment bodies adjacent in the tunnel circumferential direction.
Now, the already constructed segment is referred to as an existing segment main body, and the two tunnel segment main bodies connected to the existing segment main body in the longitudinal direction of the tunnel are referred to as a first segment main body and a second segment main body. The first segment body and the second segment body are adjacent to each other in the tunnel circumferential direction, and the first segment body is attached to the existing segment body first.
Conventionally, a wedge-shaped connector having a pair of enlarged edges is inserted into the dovetail portions provided in the first segment body and the second segment body, and the two segment bodies are attracted to each other and connected. There is a way . In this case, the first segment main body is attached to the existing segment main body in a state in which the connector is inserted into the dovetail portion of the first segment main body in advance, and then, with respect to the first segment main body and the connector. In many cases, a so-called leading system is used to attach the second segment body.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional prior art method has the following problems.
For example, when the first segment main body is attached to the existing segment main body, depending on the posture of the first segment main body, the connector may drop from the dovetail groove, which hinders the work of attaching the first segment main body. There was a case where
Further, when the second segment body is attached, when the second segment body abuts on the connector, the connector exerts a force sufficient to attract the first segment body and the second segment body. Before doing so, the connector is pushed into the existing segment body. That is, in the state where the attachment of the second segment main body is completed, in most cases, the connector is in a position where it abuts on the existing segment main body. In this case, it is desirable that the interval between the dovetail groove portion of the first segment body and the dovetail groove portion of the second segment body, and the interval between the enlarged edge portions of the connector, Some error occurs. For example, when the interval between the enlarged edges is too wide, the first segment body and the second segment body cannot be sufficiently attracted. On the other hand, if the interval between the enlarged edges is too narrow, the second segment body to be attached later cannot contact the existing segment body, or the connecting tool receives an excessive tensile force in the tunnel circumferential direction. Cause inconveniences such as damage.
As described above, in the case of the tipping method, it may be difficult to obtain an appropriate connection state, and further, the attraction force by the connecting member after the second segment body is attached is measured. It was also difficult.
As described above, the connection method using the conventional connector has various disadvantages and still has room for improvement.
[0004]
The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, improve the efficiency of the connecting operation of the two segment bodies connected in the circumferential direction of the tunnel, and improve the reliability of the connecting portion. It is to provide a connection method and a segment for a tunnel.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(Configuration 1)
In order to achieve this object, the segment connecting method according to the present invention, as described in
(Action / Effect)
With this configuration, when the first segment main body is attached to the existing segment main body, the connection tool is prevented from dropping from the dovetail groove due to the loading posture or the mounting posture of the first segment main body. The first segment main body can be attached smoothly.
[0006]
(Configuration 2)
As described in
(Action / Effect)
In general, the foam can undergo a large volume shrinkage. Therefore, even when the retaining member made of a foam is inserted into the first dovetail groove portion, there is no obstacle when the connecting member is pushed into the existing segment body later.
Further, if the retaining member is formed of a deformable foam, not only the operation of fitting the retaining member into the first dovetail portion is facilitated, but also the retaining member is installed inside the first dovetail portion. Since it is not necessary to form it in exact conformity with the shape, the productivity of the retaining member and the workability related to the attachment of the retaining member are improved.
[0007]
(Configuration 3)
Furthermore, as described in
(Action / Effect)
According to the segment coupling method in which the protruding member is provided as in this configuration, when the second segment body is pressed against the existing segment body, the second segment body and the coupling tool are The contact start position can be set on the front side in the insertion direction of the second segment body. That is, the contact start position can be set on the back side in the insertion direction of the dovetail groove related to the first segment body.
This is effective, for example, when the total width of the dovetail portions related to the first segment body and the second segment body to be sandwiched is smaller than the distance between the enlarged edge portions of both of the connectors. In this case, when the connector is pushed by the second segment body, the connector temporarily stops at a position where the projecting member comes into contact with the existing segment body. In this state, the second segment main body has not yet contacted the existing segment main body. Further, when the second segment main body is pushed in and the pressing force by the second segment main body exceeds the force necessary for the deformation of the protruding member, the connecting tool absorbs the dimensional error between both dovetail portions, Move to the existing segment. At this time, the connector can attract the first segment body and the second segment body with a substantially constant tensile force.
As described above, according to the segment connection method of the present invention, the segment main bodies can be connected to each other with a substantially constant fastening force while allowing a manufacturing error of the dovetail portion or the connector itself to a certain range. The reliability of the connecting portion can be improved.
[0008]
(Configuration 4)
In the segment connecting method of the present invention, as described in
(Action / Effect)
With this configuration, the projecting member can be configured very simply, but has a deformation characteristic that a substantially constant compressive resistance force can be generated over most of the deformation process when compressively deforming. As a result, the compression stroke of the projecting member can be set large, and the manufacturing error of the connector can be allowed to a relatively large range.
Moreover, since the structure of the said protrusion member is simple, the design and manufacture of the said member become easy.
(Configuration 5)
The tunnel segment according to the present invention is a tunnel segment used in the tunnel segment connecting method according to any one of
(Configuration 6)
As described in claim 6, the tunnel segment according to the present invention is configured such that the retaining member includes one of the dovetail portion of the segment body and a trunk portion that connects the enlarged edge portions of the connector. It may be placed between them.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Connector and dovetail part)
The outline of the method for connecting the tunnel segments of the present invention is shown in FIG. 1, and the appearance of the connector R used in the present invention is shown in FIGS.
The connector R has a substantially rectangular shape, and
[0010]
The connector R used in the present invention includes a protruding member T that can contact the existing segment body S at the rear end in the insertion direction.
As shown in FIG. 2, the projecting member T is formed of, for example, a hollow cylindrical member. The projecting member T is attached to the end portion on the rear end side in the fitting direction of the connector R among both end portions of the one
The protruding member T is compressible and deformable as shown in FIG. 3 when the connector R is pressed against the existing segment body S with a predetermined pressing force. That is, when the projecting member T is compressed and deformed, the connector R moves toward the existing segment main body S, and as described later, the first segment main body S1 and the second segment main body S2 are applied with a substantially constant force. Attach and connect.
[0011]
(Concatenation operation)
When attaching the first segment main body S1 and the second segment main body S2 to the existing segment main body S, a leading method is used in which the connector R is attached to the first segment main body S1 in advance.
When attaching the connector R to the first segment body S1, as shown in FIG. 4, the
[0012]
In the case of using the leading method, when the first segment body S1 is attached to the existing segment body S, the connector R is attached to the first segment body S1 due to the loading posture or the mounting posture of the first segment body S1. There is a case where it falls off from the one dovetail groove M1. In the segment connecting method of the present invention, in order to prevent this, the connecting member R is fixed to the first dovetail groove M1 using the retaining
The retaining
The retaining
[0013]
The connection process of the first segment body S1 and the second segment body S2 using the connector R is shown in FIGS.
FIG. 5 (a) shows that the second segment body is compared with the first segment body S1 that has already been constructed and the connector R that is inserted into the first dovetail groove M1 of the first segment body S1. The process of making S2 approach is shown. In this process, the connector R and the second segment body S2 are not yet in contact with each other. The connector R is fixed by the retaining
FIG. 5B shows a state in which the pressing of the second segment main body S2 has progressed and the second dovetail groove portion M2 is in contact with the
Further, when the second segment main body S2 is pushed into the existing segment main body S side, a slip occurs between the first dovetail groove portion M1 and the
FIG. 5C shows a state in which the tip of the protruding member T of the connector R that has slid is in contact with the existing segment body S. Along with this sliding, the retaining
When the second segment main body S2 is continuously pushed in, the second segment main body S2 further enters, and the contact force between the first segment main body S1 and the second segment main body S2 increases. However, at this stage, the projecting member T is not compressed and deformed. That is, since both of the
When the component force that further pushes the second segment body S2 and presses the connector R against the existing segment body S increases until the projecting member T can be compressed and deformed, the projecting member T is compressed and deformed. And eventually causing out-of-plane deformation, the connector R moves to the existing segment body S side. As a result, since the connecting tool R moves to the side where the width of the flat groove portion M1b related to the first dovetail groove portion M1 is narrow, there is a margin in the space between the two
[0014]
Here, the situation where the protruding member T is compressed and deformed will be described.
For example, the deformation characteristics of the
In the present invention, among the deformation characteristics of the
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3 or FIG. 4, a protruding member T provided with a flange 6 at the center is used. If it is this structure, it becomes the shape which connected the said
The protruding member T can be formed using a material that is relatively easily deformed, such as aluminum, copper, lead, or a thin steel material. That is, since these materials are stable in plastic deformability, the protruding member T having a desired deformability can be easily obtained.
[0015]
FIG. 5D shows a state in which the second segment main body S2 pushed further toward the existing segment main body S is in contact with the existing segment main body S. That is, the normal connection process is completed.
[0016]
When the total width of the width of the flat groove portion M1b related to the first dovetail groove portion M1 and the width of the flat groove portion M2b related to the second dovetail groove portion M2 is narrower than the distance between the two
FIG. 8 is a view showing a state in which the protruding member T is not compressed and deformed at all. This is a case where the total width of both the flat groove portions M1b and M2b is narrow with respect to the distance between the two
On the contrary, FIG. 9 shows an example in which the projecting member T is completely compressed and deformed to complete the connection. This indicates an allowable limit in the case where the total width of both the flat groove portions M1b and M2b is wide with respect to the distance between the two
[0017]
In the conventional tipping system, when the total width of the two flat groove portions M1b and M2b and the distance between the two
However, as is apparent from the examples shown in FIGS. 8 and 9, when the connector R of the present invention is used, the manufacturing error of the first and second dovetail grooves M1 and M2 or the connector R itself is limited to a certain range. While permitting, the first and second segment bodies S1, S2 can be connected with a substantially constant fastening force.
[0018]
The above description mainly relates to the connecting process related to the dovetail groove portions M1 and M2 on the existing segment ring side among the dovetail groove portions M1 and M2 of the first and second segment bodies S1 and S2. However, the fastening procedure is the same for the other dovetail grooves M1 and M2. That is, as shown in FIG. 4, the connector R1 to be inserted into the already constructed segment ring, the connector R1 being pushed in at the side of the first segment body S1 or the second segment body S2. The operating principle is the same.
[0019]
(Manufacturing tolerances for connectors, etc.)
The range of the manufacturing error that can be allowed by the connector R and the like is considered to be a range covering the example of FIG. 8 and the example of FIG. 9 as described above.
In order to simplify the explanation, it is assumed that there is no manufacturing error of the connector R, and there is no error in the taper angles of the dovetail portions M1 and M2 of the first segment body S1 and the second segment body S2. And That is, it is assumed that a manufacturing error occurs only in the width of the flat groove portions M1b and M2b in each of the first segment body S1 and the second segment body S2.
First, as in the example shown in FIG. 8, a case where the total width of the flat groove portions M1b and M2b is narrower than the distance between the
The difference between the total width D and the distance D 0 can be obtained from the protruding length H of the protruding member T and the taper angle formed by one of the
When the taper angle is L: 1,
The minimum value Dmin that the total width D can take is:
D min = D 0 −H × (1 / L) × 2 − (1)
It is.
On the other hand, as in the example shown in FIG. 9, when the total width D is wide, the length in the pushing direction when the projecting member T is subjected to the maximum compression deformation is h.
D max = D 0 - h × (1 / L) × 2 - (2)
It is.
Therefore, from Equation (1) and Equation (2) , the range that the total width D can take is
D max −D min = (H−h) × 2 / L− (3)
It becomes.
As described above, when the connector R of the present invention is used, a manufacturing error of the first dovetail groove portion M1 and the second dovetail groove portion M2 or a manufacturing error of the connector R itself is allowed within a certain range. can do. This is to improve the productivity of the first and second segment bodies S1 and S2 as compared with the case of using the conventional connector R in which the manufacturing error of the connector R is not allowed in principle. is there.
As described above, according to the tunnel segment connecting method of the present invention, the connecting operation of each of the two segment main bodies S1 and S2 connected in the circumferential direction of the tunnel is significantly efficient including the productivity of the segment main bodies. And the reliability of the connecting portion can be improved.
[0020]
[Another embodiment]
<1> In the above embodiment, the retaining
As the retaining
[0021]
<2> In the above embodiment, the protruding member T is provided only on one side of the two
In this case, the total load necessary for compressing and deforming each projecting member T is set equal to the load necessary for compressing and deforming the single projecting member T in the above embodiment.
[0022]
In the claims, reference numerals are used for convenience of comparison with the drawings. However, the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a method for connecting tunnel segments according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a connector according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a projecting member after deformation. Explanatory drawing showing the process of connecting the second segment main body [FIG. 5] Explanatory drawing showing the details of the process of connecting the second segment main body [FIG. 6] A perspective view showing the cylindrical member [FIG. 7] Compressing and deforming the cylindrical member Explanatory diagram showing the relationship between the amount of compressive deformation and the load at the time. [FIG. 8] Explanatory diagram showing an example of the connected state when there is a manufacturing error in the connected part. Explanatory drawing which shows another example of FIG. 10 is a cross-sectional plan view showing a fixing manner of a connector according to another embodiment. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a fixing manner of the connector according to another embodiment. ]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
トンネル軸芯方向端部から前記第1アリ溝部(M1)および第2アリ溝部(M2)に各別に嵌入自在な二つの拡大縁部(1,1)を両側に備え、且つ、夫々の拡大縁部(1)どうしの間隔が嵌入方向前方側ほど広く構成してある連結具(R)を使用して、
前記第1アリ溝部(M1)および第2アリ溝部(M2)に、前記連結具(R)を挿入することで、前記二つの拡大縁部(1,1)が前記夫々の突合せ部を相対的に近接する状態に連結するトンネル用セグメントの連結方法であって、
前記連結具(R)の一方の前記拡大縁部(1)を、前記第1セグメント本体(S1)と前記第2セグメント本体(S2)との組付けに先立ち、予め前記第1アリ溝部(M1)に抜止部材(4)を用いて、その第1アリ溝部(M1)に対する押し込み移動を許容する状態で、抜止め保持しておくトンネル用セグメントの連結方法。The first dovetail groove portion (M1) and the second dovetail portion are opposed to each of the butted portions that are assembled adjacent to each other in the circumferential direction of the tunnel and face each other in the circumferential direction of the tunnel . The first segment main body (S1) and the second segment main body (S2) in which the dovetail groove (M2) is individually provided ,
Two enlarged edge portions (1, 1) that can be respectively fitted into the first dovetail groove portion (M1) and the second dovetail groove portion (M2) from the end in the tunnel axial direction are provided on both sides, and the respective enlarged edges Using a connector (R) that is configured so that the interval between the parts (1) is wider toward the front side in the insertion direction ,
By inserting the connecting tool (R) into the first dovetail groove portion (M1) and the second dovetail groove portion (M2), the two enlarged edge portions (1, 1) can relatively move the respective butted portions. A method for connecting tunnel segments connected in a state close to
Prior to the assembly of the first segment body (S1) and the second segment body (S2), one of the enlarged edge portions (1) of the connector (R) is preliminarily formed in the first dovetail groove portion (M1). ) using a stop member (4) in a state that allows the pushing movement for the first ant groove (M1), method of connecting segment tunnel to hold the retainer.
トンネル周方向の両端側に形成したセグメント本体どうしの突合せ部夫々に、連結用アリ溝部を設け、前記アリ溝部に嵌入自在な拡大縁部(1,1)を両側に備えた連結具(R)を設け、前記連結具(R)を、夫々の前記拡大縁部(1,1)どうしの間隔が嵌入方向前方側ほど広くなるように形成し、前記連結具(R)の一方の拡大縁部(1)を、前記セグメント本体の一方の前記アリ溝部に抜止部材(4)を用いて、そのアリ溝部に対する押し込み移動を許容する状態で、抜止め保持してあるトンネル用セグメント。 A tunnel segment used in the tunnel segment connection method according to any one of claims 1 to 4,
Tunnel in the circumferential direction of the segment body each other formed on both ends butt portions respectively, the connecting dovetail groove portion is provided, coupling with freely enlarged edge fitted into the dovetail groove a (1,1) on both sides (R ), And the connecting tool (R) is formed such that the interval between the enlarged edge portions (1, 1) becomes wider toward the front side in the insertion direction, and one connecting edge of the connecting tool (R) is formed. part of (1), wherein one of said segments body using stop member (4) in the dovetail groove portion, in a state that allows the pushing movement against the ant groove, a segment tunnel that is held retaining.
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