JP3794770B2

JP3794770B2 - Concrete segment fastening structure

Info

Publication number: JP3794770B2
Application number: JP28440696A
Authority: JP
Inventors: 敏則豊田; 拓夫福島; 和美荒井; 康二原; 弘井上; 昌男江川; 博森田
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: JPH10131686A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートセグメントの締結構造に関し、詳しくは、隣接するコンクリートセグメント同士を簡易な操作により効率的に締結することができ、セグメント表面への開口部が少なく、且つ止水性にも優れたコンクリートセグメントの締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
シールド工法において、個々のコンクリートセグメントは、シールド機の後方で締結され、トンネルなどの１次覆工等として組み立てられる。従来、個々のコンクリートセグメントには、締結面となる端面の近傍に凹陥部であるボルトボックスが設けられ、該ボルトボックス間にボルトを挿通させると共に該ボルトに両側からナットを螺合させることにより個々のコンクリートセグメントの締結が行われていた。
【０００３】
近年、コンクリートセグメントの締結は自動化が進み、シールド機の後方でコンクリートセグメントを組み立てる自動組立機が開発されてきているが、締結される両セグメントのボルトボックスから同時に締結作業を進めなければならないことが自動組立機による組み立て精度の向上を困難にしており、組み立て精度を向上させるためには、締結作業の簡略化が必要であった。
また、コンクリートセグメントを組み立てる際には、ボルトボックスがトンネルの内側である作業側に開口しているため、特にコンクリートセグメントをトンネルの上部に設置する場合などには、ボルトやナットが落下するという危険があった。更に、従来の締結構造においては、一次覆工等として組み立てられた際に一次覆工等の内側への漏水の問題があり、止水措置が必要となっていた。
【０００４】
従って、本発明の目的は、隣接するコンクリートセグメント同士を簡易な操作で効率的に締結することができ、コンクリートセグメントの表面への開口部が少なく、且つ止水性にも優れたコンクリートセグメントの締結構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、隣接するコンクリートセグメントの端面寄りの箇所にそれぞれボルトボックスが形成され、該ボルトボックス間にボルトが挿通され、該ボルトに一方のボルトボックス内でナットを螺合させることにより該コンクリートセグメント同士を締結した締結構造であって、
他方のボルトボックスは、コンクリートセグメントに埋設され、埋設された該ボルトボックスは、少なくとも補強部材と、該補強部材に締結されるフランジ部を有し上記ボルトの一端部に形成された係止頭部の収容部を形成する係止頭部収容部材と、該補強部材と該係止頭部収容部材とを締結するための補強部材締結部材と、該補強部材と該係止頭部収容部材のフランジ部との間に設けられた水膨張性止水材とからなることを特徴とするコンクリートセグメントの締結構造を提供することにより上記目的を達成したものである。
また、本発明は、上記補強部材又は係止頭部収容部材とコンクリートとの境界面はコンクリートセグメントの上記端面に通じており、該境界面にも水膨張性止水材が設けられているコンクリートセグメントの締結構造を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、図１は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の一実施形態を示す断面図である。
【０００７】
図１中、１及び２は、互いに隣接するコンクリートセグメントであり、それぞれの端面１ａ，２ａを接した状態で本発明に係る締結構造により締結されている。即ち、この実施形態における締結構造は、隣接するコンクリートセグメント１、２の端面１ａ，２ａ寄りの箇所にそれぞれボルトボックス３、４が形成され、該ボルトボックス３、４間にボルト５が挿通され、該ボルト５に一方のボルトボックス４内でナット６を螺合させることにより該コンクリートセグメント１、２同士を締結した締結構造であって、
他方のボルトボックス３は、コンクリートセグメント１に埋設され、埋設された該ボルトボックス３は、補強部材７と、該補強部材７に締結されるフランジ部８ａを有し上記ボルト５の一端部に形成された係止頭部５ａの収容部を形成する係止頭部収容部材８と、該補強部材７と該係止頭部収容部材８とを締結するための補強部材締結部材９と、該補強部材７と該係止頭部収容部材のフランジ部８ａとの間に設けられた第１水膨張性止水材１０とからなるコンクリートセグメントの締結構造である。。
補強部材７とコンクリートとの境界面は、上記端面１ａに通じており、この境界面には第２水膨張性止水材１１が設けられている。
【０００８】
更に、本形態のコンクリートセグメントの締結構造について詳細に説明する。上記ボルトボックス３を構成する補強部材７は、その中心部にボルト挿通孔２０が形成された板状体であり、その一端面７ａがコンクリートセグメント１の端面１ａと同一平面上に位置するようにコンクリートセグメントに設置されている。補強部材７の他端面７ｂの周縁近傍には、補強部材締結部材９の末端に形成された雄ねじ部に螺合可能な雌ねじ部２１が穿設されている。
係止頭部収容部材８は、その周囲に補強部材締結部材９の末端を挿通可能な締結孔２２を有するフランジ部８ａを有する。
補強部材７と係止頭部収容部材８とは、補強部材締結部材９の上記雄ねじ部を有する末端を上記締結孔２２に挿通させ、該雄ねじ部を補強部材７の雌ねじ部２１に螺入することにより締結されている。尚、９ａは、補強部材締結部材９に一体的に形成された螺子締め部であり、これを回転させることにより上記雄ねじ部が上記雌ねじ部２１に螺入される。
【０００９】
係止頭部収容部材８の中央部には凹陥部８ｂが形成されており、係止頭部収容部材８と補強部材７とが締結されることにより、補強部材７と凹陥部８ｂとで囲まれた係止頭部５ａの収容部が形成される。この収容部が、コンクリートセグメント１におけるボルトボックス３であり、締結された状態においてコンクリートセグメントの表面に開口しないため、ボルトボックス３はコンクリートセグメントに埋設されていると表現する。
【００１０】
係止頭部収容部材８のフランジ部８ａには、凹状溝が形成されており、該凹状溝の内壁面と補強部材７との間に環状の第１水膨張性止水材１０が設けられている。更に、補強部材７の外周面であって、コンクリートセグメントの端面１ａに通じるコンクリートとの境界面には、環状の第２水膨張性止水材１１が配設されている。
【００１１】
コンクリートセグメント２のボルトボックスは、隅にアンカー２３が装着された補強部材２４と、コンクリートセグメントの表面に開口部を有する凹陥部２５とからなる。コンクリートセグメント２には、ボルトボックス４内と端面２ａとの間を連通し、ボルト５を挿通可能なボルト挿通孔２６が形成されている。ボルト挿通孔２６の内壁面は、弾性部材３０により構成され、該弾性部材３０の外周部には水膨張性材料からなる環状部材３１が設けられている。該弾性部材３０は、ボルト５を周囲から押圧することによりボルト５の自由移動を規制する機能も有する。尚、上記弾性部材は化学工業技術分野で利用されている樹脂の弾性材料、例えば天然ゴム、合成ゴム（例えばＥＰＤＭ）等ゴム系樹脂、好ましくはこれらの加硫ゴム、及び、ポリウレタンエラストマー等、特に好ましくは上記ゴム系樹脂の加硫ゴムからなる。
【００１２】
コンクリートセグメント１、２の締結は、ボルトボックス３、４間に挿通されたボルト５の雄ねじ部にボルトボックス４内でナット６を螺合させることにより行う。尚、ボルトボックス３、４間に挿通されるボルト５は、図１に示すように一端部に一体的に形成された係止頭部５ａを有するボルトであっても良いし、棒状のボルトの一端部にナットを脱着不可能に固定し、これを係止頭部としたものであっても良い。係止頭部の形状としては、通常のナットのように六角柱状であっても良いし、補強部材７又は係止頭部収容部材８の一部に当接するような突出部を備え、ボルトボックス内における回転が規制されるような形状のものであっても良い。
上記締結のための操作は、自動締結装置等によっても簡単に行うことができる。即ち、ボルトボックス４はコンクリートセグメント２の表面に開口するため、例えば、ナット６の外周面に櫛歯形状の歯車部を形成し、前記歯車部に噛み合う歯車を自動締結装置に設け、自動締結装置における該歯車を回転駆動することにより容易に締結可能である。この場合、ボルトボックス４側からのみナットの螺合を行うため、締結操作が極めて簡易であり、また、棒状ボルトに両側からナットを螺合させる場合のように螺合の両側における不均衡が生じないため、コンクリートセグメントの組み立て精度が極めて良い。
【００１３】
更に、補強部材７と係止頭部収容部材８のフランジ部８ａとの境界面に水が浸入した場合であっても、第１水膨張性止水材１０が水を吸収して膨張することにより水の流路が遮断されるためボルトボックス３内への水の浸入が阻止され、補強部材７の挿通孔２０を介しての水の漏水が防止される。
また、補強部材７の近傍に水が浸入した場合であっても、第２水膨張性止水材１１が水を吸収して膨張することにより水の流路が遮断されるため、コンクリートセグメントの端面１ａへの水の浸出やコンクリートセグメントの内側表面、即ち一次覆工として組み立てた場合におけるトンネル内部への漏水を防止することができる。
このように、本発明のコンクリートセグメントの締結構造によれば、水の浸入を効果的に阻止することができ、例えば、コンクリートセグメントを一次覆工として組み立てた場合における漏水を長期間に亘り効果的に防止することができる。
【００１４】
上記第１及び第２水膨張性止水材の形成材料としては、種々のものを使用することができ、水膨脹性物質、又は該水膨張性物質に非水膨脹性樹脂を混練した水膨脹性材料等を使用することができる。尚、第１水膨張性止水材の形成材料と、第２水膨張性止水材の形成材料とは、同一でも異なるものであっても良い。
上記該水膨脹性物質としては、水膨脹性ポリウレタン樹脂、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、デンプン−アクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体及びこれらの共重合体の塩、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルアルコール−無水マレイン酸共重合体及びこれらの架橋物、ビニルエステル−エチレン系不飽和カルボン酸及びそのケン化物等が挙げられるが、好ましいのは、水膨脹性ポリウレタン樹脂である。
かかる水膨脹性ウレタン樹脂の代表的な例としては、一般式
【００１５】
【化１】

【００１６】
で示されるポリエーテルポリオールの一種または二種以上の混合物と、ポリイソシアネートとを反応せしめて得られる末端ＮＣＯ含量１〜１２％、好ましくは２〜７重量％の末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーが挙げられる。
【００１７】
上記多価アルコールとしては、例えば二価アルコール（例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等）、三価アルコール（例えばグリセリン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペンタントリオール、トリメチロールプロパン等）、四価アルコール（例えばエリトリット、ペンタエリトリット、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，４，５−ヘキサンテトロール、１，２，３，５−ペンタンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール等）、五価アルコール（例えばアドニット、アラビット、キシリット等）、六価アルコール（例えばソルビット、マンニット、イジット等）等を例示することができる。
【００１８】
また、上記一般式（化１）で示されるポリエーテルポリオールは、かかる多価アルコールに常法によりエチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドを所望の分子量となるように且つエチレンオキサイド基含量が所望の含量となるように付加せしめることによって製造することができる。また、エチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオキサイドとはランダム状でもブロック状に付加しても良い。また、上記ポリエーテルポリオール中のオキシエチレン基の重量割合は２０〜１００重量％が良く、２０重量％未満では水膨張性が不十分となることがあるので好ましくない。
【００１９】
ポリイソシアネートとしては任意のもの、例えば、１，４−ブタンジイソシアネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、１，５−ビス−イソシアナト−１，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス−（イソシアナトメチル）−ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイソシアネート等を使用することができる。脂肪酸トリイソシアネートは部分的に併用しうる。芳香族ポリイソシアネートも使用することができ、任意の芳香族ジイソシアネート、例えば２，４−または２，６−トリレンジイソシアネートまたはそれらの混合物、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ｍ−またはｐ−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート及びそれらの異性体を例示することができる。
カルボジイミド基、ウレトジオン基、ウレタン基、ウレトイミン基、ビウレット基またはイソシアヌレート環を含有する芳香族ポリイシシアネートも使用できる。
【００２０】
かくして得られたイソシアネート基含有プレポリマーは、単独で使用することも可能であり、また活性水素化合物と混合、硬化させて使用することも可能である。
かかる活性水素化合物とは、１分子当たり２〜６個の活性水素基を有し、且つ活性水素基当たりの平均分子量が３０〜１５，０００なるポリオール、ポリアミン、又はそれらの混合物であって例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の低分子量ジ又はトリオール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドの如きアルキレンオキサイドとグリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオールの如き低分子量トリオール又はペンタエリスリトールの如き低分子量テトラオール又はソルビトールの如き低分子量ヘキサオールとの重合物、エチレンジアミン、４，４−メチレンビス−１−クロロアニリン等のポリアミン又はそれらと上記アルキレンオキサイドとの重合物が挙げられる。
【００２１】
イソシアネート基含有ポレポリマーと活性水素化合物との反応に際しては、一般にイソシアネート基と活性水素化合物との反応を促進させる従来公知の触媒、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−モルホリン、スタナスオクトエート、ジブチルジラウレート等を添加することができる。
上記イソシアネート基含有プレポリマーにおける上記ポリイソシアネートと上記活性水素化合物の使用割合は〔ＮＣＯ〕／〔Ｈ⁺〕比が好ましくは０．８〜１．４、より好ましくは１．０〜１．２の範囲である。
【００２２】
上記水膨脹性物質と混練することができる非水膨脹性樹脂としては天然ゴム、合成ゴム( 例えばＥＰＤＭ）等のゴム系樹脂、ポリ塩化ビニル及びその共重合体等の塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂に可塑剤を併用した軟質塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン及びそれらの共重合体、シリコン樹脂等が挙げられ、これらのなかでもゴム系樹脂、軟質塩化ビニル系樹脂が好ましい。
【００２３】
本発明のコンクリートセグメントの締結構造は、上記の実施形態により何等制限されることなく、様々な形態で実施可能である。図２は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の他の実施形態を示す断面図である。図２は、締結される両コンクリートセグメントの内の、埋設されたボルトボックスを有する一方のコンクリートセグメント１側のみを示した図である。
【００２４】
この実施態様におけるボルトボックス３は、コンクリートセグメント１に埋設され、埋設された該ボルトボックス３は、補強部材７と、該補強部材７に締結されるフランジ部８ａを有しボルト５の一端部に形成された係止頭部５ａの収容部を形成する係止頭部収容部材８と、補強部材７と係止頭部収容部材８とを締結するための補強部材締結部材である螺子９と、補強部材７と係止頭部収容部材のフランジ部８ａとの間に設けられた第１水膨張性止水材１０とからなる。係止頭部収容部材８とコンクリートとの境界面４０は、端面１ａに通じており、この境界面４０に第２水膨張性止水材１１が設けられている。
【００２５】
尚、本実施形態においては、係止頭部収容部材８のフランジ部８ａに螺子９に螺合する雌ねじ部が形成され、該螺子９を該雌ねじ部に螺入することにより補強部材７と係止頭部収容部材８とが締結されている。本発明における補強部材締結部材としては、このように補強部材と係止頭部収容部材とを締結することができるものであれば、様々な態様のものを採用することができる。図３及び図４に、それぞれ補強部材締結部材の他の例を示した。図３及び図４に示す補強部材締結部材は、先端部に雄ねじ部を有し、補強部材及び係止頭部収容部材を貫通させた状態で該雄ねじ部にナット９ｂを螺合させることにより両部材を締結するものである。図５及び図６に、補強部材締結部材の更に他の態様を示す。
【００２６】
また、本発明における水膨張性止水材は、図１、図２に示すように２カ所にそれぞれ一つ設けても良いし、それぞれの箇所に複数設けても良い。また、上記実施形態において第１及び第２水膨張性止水材を設けた位置に加えて、更に他の位置にも同様な水膨張性止水材を設けても良い。
【００２７】
また、補強部材と係止頭部収容部材のフランジ部との間に水膨張性止水材を設ける態様としては、上記実施形態のようにフランジ部に凹状溝を形成し、該凹状構内に水膨張性止水材を設けても良いし、補強部材に凹状溝を形成し、その凹状構内に設けても良い。また、上記実施形態においては、第２水膨張性止水材は、補強部材又は係止頭部収容部材の外周面に溝等を設けることなく設けられているが、これらの外周面に溝を形成し、溝内に水膨張性止水材を配置させても良い。
【００２８】
また、本発明におけるコンクリートセグメントに埋設される側のボルトボックスの形状は、円柱形であっても四角柱形であっても良く更に他の形状であっても良い。補強部材等も該ボルトボックスの形状に応じて適宜の形状のものを採用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のコンクリートセグメントの締結構造によれば、隣接するコンクリートセグメント同士を簡易な操作で効率的に締結することができ、コンクリートセグメントの表面への開口部が少ないためボルトやナットの落下の危険性が少なく、止水性に優れ、例えばコンクリートセグメントを締結して１次覆工などとして組み立てた場合においては、水膨張性止水材が水を吸収すると共にその流路を遮断することにより水の漏水が長期に亘り効果的に阻止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明のコンクリートセグメントの締結構造の更に他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２コンクリートセグメント
３埋設されるボルトボックス
４開口部を有するボルトボックス
５ボルト
６ナット
７補強部材
８係止頭部収容部材
８ａフランジ部
９補強部材締結部材
１０第１水膨張性止水材
１１第２水膨張性止水材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fastening structure for concrete segments, and more specifically, concrete that can efficiently fasten adjacent concrete segments by a simple operation, has few openings to the surface of the segments, and has excellent water-stopping properties. It relates to the fastening structure of segments.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In the shield method, each concrete segment is fastened behind the shield machine and assembled as a primary lining such as a tunnel. Conventionally, each concrete segment has been provided with a bolt box which is a recessed portion in the vicinity of an end surface which becomes a fastening surface, and a bolt is inserted between the bolt boxes and a nut is screwed into the bolt from both sides. The concrete segment was being fastened.
[0003]
In recent years, the fastening of concrete segments has been automated, and automatic assembly machines that assemble concrete segments behind shield machines have been developed. However, it is sometimes necessary to proceed with the fastening work simultaneously from the bolt boxes of both segments to be fastened. It is difficult to improve the assembly accuracy by the automatic assembly machine, and it is necessary to simplify the fastening operation in order to improve the assembly accuracy.
Also, when assembling concrete segments, the bolt box opens to the working side inside the tunnel, so the danger of bolts and nuts falling, especially when installing concrete segments at the top of the tunnel, etc. was there. Furthermore, in the conventional fastening structure, when assembled as a primary lining or the like, there is a problem of water leakage to the inside of the primary lining or the like, and a water stopping measure is necessary.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to fasten concrete segments that can efficiently fasten adjacent concrete segments with a simple operation, have few openings to the surface of the concrete segments, and have excellent water-stopping properties. Is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a bolt box is formed at a location near the end face of an adjacent concrete segment, a bolt is inserted between the bolt boxes, and a nut is screwed into the bolt in one bolt box. It is the fastening structure which fastened together,
The other bolt box is embedded in the concrete segment, and the embedded bolt box has at least a reinforcing member and a flange portion fastened to the reinforcing member, and is formed at one end of the bolt. A locking head housing member that forms a housing portion of the housing, a reinforcing member fastening member for fastening the reinforcing member and the locking head housing member, and a flange of the reinforcing member and the locking head housing member The above object is achieved by providing a concrete segment fastening structure characterized by comprising a water-expandable water stop material provided between the two parts.
Further, according to the present invention, the boundary surface between the reinforcing member or the locking head housing member and the concrete communicates with the end surface of the concrete segment, and the boundary surface is provided with a water-expandable water stop material. A segment fastening structure is provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a concrete segment fastening structure of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a concrete segment fastening structure of the present invention.
[0007]
In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote concrete segments adjacent to each other, and are fastened by a fastening structure according to the present invention in a state where the end faces 1a and 2a are in contact with each other. That is, in the fastening structure in this embodiment, the bolt boxes 3 and 4 are formed at locations near the end faces 1a and 2a of the adjacent concrete segments 1 and 2, respectively, and the bolt 5 is inserted between the bolt boxes 3 and 4, A fastening structure in which the concrete segments 1 and 2 are fastened together by screwing a nut 6 in one bolt box 4 to the bolt 5,
The other bolt box 3 is embedded in the concrete segment 1, and the embedded bolt box 3 has a reinforcing member 7 and a flange portion 8 a fastened to the reinforcing member 7 and is formed at one end of the bolt 5. A locking head receiving member 8 forming a receiving portion of the locked locking head 5a, a reinforcing member fastening member 9 for fastening the reinforcing member 7 and the locking head receiving member 8, and the reinforcement This is a concrete segment fastening structure comprising a member 7 and a first water-expandable water-stopping material 10 provided between a flange portion 8a of the locking head housing member. .
A boundary surface between the reinforcing member 7 and the concrete communicates with the end surface 1a, and a second water-expandable water stop material 11 is provided on the boundary surface.
[0008]
Furthermore, the concrete segment fastening structure of this embodiment will be described in detail. The reinforcing member 7 constituting the bolt box 3 is a plate-like body in which a bolt insertion hole 20 is formed at the center thereof, and its one end surface 7 a is positioned on the same plane as the end surface 1 a of the concrete segment 1. Installed in the concrete segment. In the vicinity of the peripheral edge of the other end surface 7 b of the reinforcing member 7, a female screw portion 21 that can be screwed into a male screw portion formed at the end of the reinforcing member fastening member 9 is formed.
The locking head accommodating member 8 has a flange portion 8a having a fastening hole 22 through which the end of the reinforcing member fastening member 9 can be inserted.
The reinforcing member 7 and the locking head housing member 8 insert the end of the reinforcing member fastening member 9 having the male screw portion into the fastening hole 22 and screw the male screw portion into the female screw portion 21 of the reinforcing member 7. It is concluded by. Reference numeral 9a denotes a screw fastening portion integrally formed with the reinforcing member fastening member 9, and the male screw portion is screwed into the female screw portion 21 by rotating the screw fastening portion.
[0009]
A recessed portion 8b is formed at the center of the locking head accommodating member 8, and the locking head accommodating member 8 and the reinforcing member 7 are fastened to surround the reinforcing member 7 and the recessed portion 8b. A receiving portion for the locking head 5a is formed. Since this accommodating part is the bolt box 3 in the concrete segment 1 and does not open to the surface of the concrete segment in the fastened state, the bolt box 3 is expressed as being embedded in the concrete segment.
[0010]
A concave groove is formed in the flange portion 8 a of the locking head accommodating member 8, and an annular first water-swellable water stop material 10 is provided between the inner wall surface of the concave groove and the reinforcing member 7. ing. Further, an annular second water-swellable water-stopping material 11 is disposed on the outer peripheral surface of the reinforcing member 7 and on the boundary surface with the concrete that leads to the end surface 1a of the concrete segment.
[0011]
The bolt box of the concrete segment 2 includes a reinforcing member 24 with an anchor 23 attached to a corner, and a recessed portion 25 having an opening on the surface of the concrete segment. The concrete segment 2 is formed with a bolt insertion hole 26 that allows communication between the inside of the bolt box 4 and the end surface 2 a and allows the bolt 5 to be inserted. The inner wall surface of the bolt insertion hole 26 is constituted by an elastic member 30, and an annular member 31 made of a water-expandable material is provided on the outer peripheral portion of the elastic member 30. The elastic member 30 also has a function of restricting free movement of the bolt 5 by pressing the bolt 5 from the periphery. The elastic member is an elastic material of a resin used in the chemical industry technical field, for example, a rubber-based resin such as natural rubber or synthetic rubber (for example, EPDM), preferably a vulcanized rubber thereof, a polyurethane elastomer, etc. Preferably, it consists of a vulcanized rubber of the rubber-based resin.
[0012]
The fastening of the concrete segments 1 and 2 is performed by screwing the nut 6 in the bolt box 4 to the male screw portion of the bolt 5 inserted between the bolt boxes 3 and 4. The bolt 5 inserted between the bolt boxes 3 and 4 may be a bolt having a locking head 5a formed integrally at one end as shown in FIG. A nut may be fixed to one end so as not to be removable, and this may be used as a locking head. The shape of the locking head may be a hexagonal column like a normal nut, or may be provided with a protruding portion that comes into contact with a part of the reinforcing member 7 or the locking head housing member 8, and is a bolt box. It may have a shape that restricts rotation inside.
The operation for fastening can be easily performed by an automatic fastening device or the like. That is, since the bolt box 4 opens on the surface of the concrete segment 2, for example, a comb-shaped gear portion is formed on the outer peripheral surface of the nut 6, and a gear meshing with the gear portion is provided in the automatic fastening device. Can be easily fastened by rotating the gear. In this case, since the nut is screwed only from the bolt box 4 side, the fastening operation is extremely simple, and an imbalance on both sides of the screwing occurs as in the case where the nut is screwed to the rod-like bolt from both sides. Because there is no, the assembly accuracy of the concrete segment is very good.
[0013]
Further, even when water enters the boundary surface between the reinforcing member 7 and the flange portion 8a of the locking head accommodating member 8, the first water-expandable waterstop material 10 absorbs water and expands. As a result, the flow path of the water is blocked, so that the intrusion of water into the bolt box 3 is prevented, and water leakage through the insertion hole 20 of the reinforcing member 7 is prevented.
Even when water enters the vicinity of the reinforcing member 7, the second water-expandable water-stopping material 11 absorbs water and expands to block the water flow path. It is possible to prevent leaching of water into the end face 1a and water leakage into the inner surface of the concrete segment, that is, when it is assembled as a primary lining.
Thus, according to the fastening structure of the concrete segment of the present invention, it is possible to effectively prevent the ingress of water. For example, when the concrete segment is assembled as a primary lining, the leakage of water is effective over a long period of time. Can be prevented.
[0014]
Various materials can be used as the material for forming the first and second water-swellable water-stopping materials, and a water-swellable material or a water-swellable material obtained by kneading a non-water-swellable resin in the water-swellable material. Can be used. In addition, the forming material of the first water-swellable water-stopping material and the forming material of the second water-swellable water-stopping material may be the same or different.
Examples of the water-swellable substance include water-swellable polyurethane resin, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, starch-acrylic acid copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, and copolymers thereof. Examples thereof include salts of coalescence, sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol-maleic anhydride copolymers and cross-linked products thereof, vinyl ester-ethylenically unsaturated carboxylic acid and saponified products thereof, and the like, preferably water-swellable Polyurethane resin.
As a typical example of such a water-expandable urethane resin, a general formula:
[Chemical 1]

[0016]
And a terminal NCO group-containing urethane prepolymer having a terminal NCO content of 1 to 12%, preferably 2 to 7% by weight, obtained by reacting one or a mixture of two or more of the polyether polyols shown in FIG. It is done.
[0017]
Examples of the polyhydric alcohol include dihydric alcohols (for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, etc.), trihydric alcohols (for example, glycerin, trioxyisobutane, 1,2,3-butanetriol). 1,2,3-pentanetriol, 2-methyl-1,2,3-propanetriol, 2-methyl-2,3,4-butanetriol, 2-ethyl-1,2,3-butanetriol, 2 , 3,4-pentanetriol, 2,3,4-hexanetriol, 4-propyl-3,4,5-heptanetriol, 2,4-dimethyl-2,3,4-pentanetriol, pentamethylglycerin, 1 , 2,4-butanetriol, 1,2,4-pentanetriol, trimethylolpropane, etc.) Tetrahydric alcohols (eg erythritol, pentaerythritol, 1,2,3,4-pentanetetrol, 2,3,4,5-hexanetetrol, 1,2,3,5-pentanetetrol, 1,3 , 4,5-hexanetetrol, etc.), pentahydric alcohols (for example, adnit, arabit, xylit, etc.), hexavalent alcohols (for example, sorbit, mannitol, exit, etc.) and the like.
[0018]
In addition, the polyether polyol represented by the above general formula (Formula 1) contains ethylene oxide and an alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms in such a polyhydric alcohol by a conventional method so as to have a desired molecular weight and an ethylene oxide group content. Can be added so as to have a desired content. Further, ethylene oxide and alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms may be added in a random form or in a block form. Moreover, the weight ratio of the oxyethylene group in the polyether polyol is preferably 20 to 100% by weight, and if it is less than 20% by weight, the water expandability may be insufficient.
[0019]
Any polyisocyanate, for example, 1,4-butane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, 1,5-bis-isocyanato-1,3,5-trimethylcyclohexane, 1, 3-bis- (isocyanatomethyl) -benzene, methylcyclohexane diisocyanate, and the like can be used. Fatty acid triisocyanate can be partially used together. Aromatic polyisocyanates can also be used, and any aromatic diisocyanate such as 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate or mixtures thereof, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane Examples include -4,4'-diisocyanate, m- or p-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate and isomers thereof.
Aromatic polyisocyanates containing carbodiimide groups, uretdione groups, urethane groups, uretoimine groups, biuret groups or isocyanurate rings can also be used.
[0020]
The isocyanate group-containing prepolymer thus obtained can be used alone, or can be used by mixing and curing with an active hydrogen compound.
Such an active hydrogen compound is a polyol, polyamine, or a mixture thereof having 2 to 6 active hydrogen groups per molecule and having an average molecular weight of 30 to 15,000 per active hydrogen group, for example, Low molecular weight di- or triols such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, trimethylolpropane, polyalkylene glycols such as polypropylene glycol, ethylene oxide-propylene oxide copolymers, and alkylene oxides such as ethylene oxide-propylene oxide; Polymers with low molecular weight triols such as glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol or low molecular weight tetraols such as pentaerythritol or low molecular weight hexaols such as sorbitol, ethylene dia Emissions, 4,4-methylenebis-1-polyamine or polymer thereof with the alkylene oxide-chloroaniline, and the like.
[0021]
In the reaction of an isocyanate group-containing polar polymer with an active hydrogen compound, generally known catalysts that promote the reaction between the isocyanate group and the active hydrogen compound, such as triethylamine, triethylenediamine, N-morpholine, stannous octoate, dibutyl dilaurate Etc. can be added.
The ratio of the polyisocyanate and the active hydrogen compound used in the isocyanate group-containing prepolymer is preferably [NCO] / [H ⁺ ] ratio of 0.8 to 1.4, more preferably 1.0 to 1.2. It is a range.
[0022]
Non-water-swellable resins that can be kneaded with the water-swellable substance include rubber resins such as natural rubber and synthetic rubber (for example, EPDM), vinyl chloride resins such as polyvinyl chloride and copolymers thereof, and vinyl chloride. Examples thereof include soft vinyl chloride resins using polyethylene resins in combination with plasticizers, polyethylene, polypropylene and copolymers thereof, silicon resins, and the like. Among these, rubber resins and soft vinyl chloride resins are preferable.
[0023]
The fastening structure of the concrete segment of the present invention can be implemented in various forms without any limitation by the above embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the concrete segment fastening structure of the present invention. FIG. 2 is a view showing only one concrete segment 1 side having an embedded bolt box among both concrete segments to be fastened.
[0024]
The bolt box 3 in this embodiment is embedded in the concrete segment 1, and the embedded bolt box 3 has a reinforcing member 7 and a flange portion 8 a fastened to the reinforcing member 7 at one end of the bolt 5. A locking head housing member 8 that forms a housing portion of the formed locking head 5a, and a screw 9 that is a reinforcing member fastening member for fastening the reinforcing member 7 and the locking head housing member 8; It consists of the 1st water-expandable water stop material 10 provided between the reinforcement member 7 and the flange part 8a of a latching head accommodation member. The boundary surface 40 between the locking head accommodating member 8 and the concrete communicates with the end surface 1 a, and the second water-expandable water stop material 11 is provided on the boundary surface 40.
[0025]
In the present embodiment, a female screw portion that is screwed into the screw 9 is formed in the flange portion 8a of the locking head accommodating member 8, and the screw 9 is screwed into the female screw portion to engage with the reinforcing member 7. The stop head accommodating member 8 is fastened. As the reinforcing member fastening member in the present invention, various forms can be adopted as long as the reinforcing member and the locking head accommodating member can be fastened in this way. 3 and 4 show other examples of the reinforcing member fastening member, respectively. The reinforcing member fastening member shown in FIG. 3 and FIG. 4 has a male threaded portion at the tip, and both nuts 9b are screwed into the male threaded portion in a state where the reinforcing member and the locking head accommodating member are penetrated. The member is fastened. 5 and 6 show still another aspect of the reinforcing member fastening member.
[0026]
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, one or more water-swellable water-stopping materials in the present invention may be provided at each of two locations. Moreover, in addition to the position where the first and second water-swellable water-stopping materials are provided in the above embodiment, a similar water-swellable water-stopping material may be provided at other positions.
[0027]
Further, as an aspect of providing a water-expandable water stop material between the reinforcing member and the flange portion of the locking head housing member, a concave groove is formed in the flange portion as in the above-described embodiment, and water is formed in the concave structure. An inflatable water stop material may be provided, or a concave groove may be formed in the reinforcing member and provided in the concave premises. Moreover, in the said embodiment, although the 2nd water expansible waterproofing material is provided without providing a groove | channel etc. in the outer peripheral surface of a reinforcement member or a latching head accommodation member, a groove | channel is provided in these outer peripheral surfaces. It may be formed and a water-swellable water stop material may be disposed in the groove.
[0028]
Moreover, the shape of the bolt box on the side embedded in the concrete segment in the present invention may be a cylindrical shape, a quadrangular prism shape, or another shape. A reinforcing member or the like having an appropriate shape can be adopted according to the shape of the bolt box.
[0029]
【The invention's effect】
According to the concrete segment fastening structure of the present invention, adjacent concrete segments can be fastened efficiently with a simple operation, and the risk of dropping bolts and nuts is low because there are few openings to the surface of the concrete segments. When the concrete segment is fastened and assembled as a primary lining, for example, the water-swellable water-stopping material absorbs water and shuts off the flow path to leak water. Is effectively prevented for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a concrete segment fastening structure according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the concrete segment fastening structure of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a concrete segment fastening structure according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the concrete segment fastening structure of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of a concrete segment fastening structure according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing still another embodiment of the concrete segment fastening structure of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Concrete segment 3 Embedded bolt box 4 Bolt box 5 which has opening part Bolt 6 Nut 7 Reinforcement member 8 Locking head accommodation member 8a Flange part 9 Reinforcement member fastening member 10 1st water-expandable water stop material 11 Second water-swelling water-stopping material

Claims

Bolt boxes are formed at locations near the end faces of adjacent concrete segments, bolts are inserted between the bolt boxes, and the concrete segments are fastened by screwing nuts into the bolts in one bolt box. A fastening structure,
The other bolt box is embedded in the concrete segment, and the embedded bolt box has at least a reinforcing member and a flange portion fastened to the reinforcing member, and is formed at one end of the bolt. A locking head housing member that forms a housing portion of the housing, a reinforcing member fastening member for fastening the reinforcing member and the locking head housing member, and a flange of the reinforcing member and the locking head housing member A fastening structure for a concrete segment comprising a water-swellable water-stopping material provided between the two parts.

The boundary surface between the reinforcing member or the locking head housing member and the concrete communicates with the end surface of the concrete segment, and a water-expandable water stop material is provided on the boundary surface. The fastening structure of the concrete segment of 1.