JP3798359B2 - Joint structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雌雄継手による継手構造、特に自動結合が容易となり、とりわけトンネルのセグメントブロックの接合に好適な継手構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、トンネル施工において、鋼、鉄筋コンクリートなどで製作されたセグメントを円筒状に接合して覆工を形成することが行われている。図7はその組立の様子の概要を示すものである。
【0003】
符号31はセグメントであり、円周方向に隣接させられるとともに、既設のセグメント31の接合面31aに矢印方向から接合されて接合方向に延ばされ、セグメントリング30を形成する。
【0004】
このような接合面31aにおける接合方式には、例えば、特許文献1に記載されているように、接合面同士をボルト・ナットで締結する方式、接合面に穴を設けピン部材を嵌合させて接着により固定する方式があった。また、特許文献2に記載されているように、三角錐状のガイドピンを同じく三角錐状の穴に密着させて嵌合させる方式があった。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−238789号公報(第2−4頁、図1−4、図9)
【特許文献2】
特開平10−169380号公報(第2−4頁、図1−2)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の継手構造には、以下の問題があった。
特許文献1に記載のボルト・ナット締結では、セグメントを対向させて支持した状態でトンネル内側から締結を行うため、非常に手間のかかる作業になるという問題があった。
また特許文献1、2に記載のピン部材を用いる方式は、いずれの方式も、ピン部材を密着するように嵌合させるため、ピン部材と嵌合穴の間に高精度の位置精度が必要になるので、セグメントの製作コストが高くつき、接合作業時の位置合わせにも手間がかかって作業性が悪いという問題があった。また、ピン部材は一方のセグメントに嵌合されると固定されるので、他方のセグメントを押し込む際、わずかでも位置がずれるだけで、互いを損傷してしまうという問題があった。また、従来の継手構造は、樹脂化に適していなかったので、樹脂化して低コストで製作することができないという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、接合の作業性が向上され、低コストでの製作が可能となる継手構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、互いに接合される一対の被接合部材に、それぞれの接合面を窪ませて形成した受け穴と、該受け穴の奥側に固設された雌型継手が備えられ、該雌型継手に係合可能とされた継手部材を介して、前記被接合部材をそれぞれ接合面に対向させて接合する継手構造であって、前記継手部材が、前記雌型継手に係合可能とされた係合突条を長手方向の両端に備える軸状部と、該軸状部の中央に該軸状部と直交して設けられ、継手係合時に、厚さ方向が、対向された前記受け穴の両方の内部にわたって収納される板状部と、該板状部と前記軸状部の間に設けられ、継手係合時に、先端の一部が前記受け穴に食い込む位置に置かれたフィンを有する挿着部とを備え、前記雌型継手が、前記継手部材の係合突条が通過可能とされたリング状固定部と、該リング状固定部からその奥側にすぼまるように傾斜して延ばされて前記リング状固定部のリング外周方向へ可撓とされた弾性を有するとともに、前記継手部材の係合突条に先端が係止可能とされた、複数の爪状部とを備えてなる。
そのため、継手部材を雌型継手に押し込むことによって、係合突条と爪状部を係合させることができ、その状態で、継手部材は受け穴に挿着部をガタなく挿着され、被接合部材のずれに伴う接合面方向の荷重は板状部で担荷され、被接合部材の引張りに伴う引張方向の荷重は軸状部で担荷される。
【0009】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の継手構造において、前記雌型継手が、前記被接合部材に係止されるハウジングと、前記ハウジングに着脱可能に設けられた係止爪部材とからなり、該係止爪部材に、前記リング状固定部と前記爪状部とからなる構成を用いる。
そのため、形状の複雑な係止爪部材を別体で設けることができる。
【0010】
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の継手構造において、前記被接合部材が鉄筋コンクリートで構成され、前記ハウジングが該被接合部材の鉄筋に係止されてなる構成を用いる。
そのため、鉄筋が係止のための構造を兼ねることができる。
【0011】
請求項4に記載の発明では、請求項1または2に記載の継手構造において、前記被接合部材が鉄筋コンクリートで構成され、前記ハウジングが引き抜かれる方向に該被接合部材の鉄筋が配される構成を用いる。
そのため、ハウジングが引抜力を受けても鉄筋によって支持されるため、ハウジングが被接合部材内に高強度に保持される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面を通して、同一または相当する部材は、同一の符号を付している。
図1は、本発明に係る継手構造の実施の形態を示す断面図であり、セグメント1(被接合部材)の厚さ方向の断面を示している。
セグメント1は、鉄筋コンクリート製であり、鉄筋6が内部に枠状に配筋されている。接合面1aには、円錐状内面を備えるすり鉢状に窪まされて、奥側に円筒穴が設けられた受け穴1bがセグメント1の幅方向に複数設けられ、その奥側に、雌型継手3が固設されている。図示では省略されている接合面1aの反対側の接合面1aにも同様の受け穴1bおよび雌型継手3が設けられ、さらに、このセグメント1に接合される他のセグメント1も同様の構造を備えている。セグメント1同士は、軸状に延ばされて両端でそれぞれ雌型継手3に係合可能とされた継手部材2を雌型継手3に係合させることにより接合される。図1は、一方のセグメント1の雌型継手3に継手部材2が押し込まれて係合された状態を示している。
【0013】
なお、接合面1aには、通常は複数の受け穴1bが設けられ、そこに係合する継手部材2も複数あるが、必要ならそれぞれ単数であってもよい。
【0014】
まず継手部材2の詳細構成を説明する。
図2(a)は、継手部材2の詳細構成を説明するための説明図である。図2(b)はそのA−A断面図、図2(c)はそのB−B断面図である。継手部材2は、円柱状に延ばされた軸状部2cと、その両端にそれぞれ設けられた係合突条2a、2aと、中央に軸状部2cと同軸で軸状部2cに直交するように設けられた円板フランジからなる板状部2bとを備える。板状部2bは、受け穴1bの開口の大きさよりわずかに小さい大きさとされる。またその厚さは継手係合時に、厚さ方向に、対向された受け穴1b、1bの両方の内部にわたって収納される厚さとされ、例えば、接合面1a、1aが接合面方向に滑ってずれた場合、板状部2bの外周部に受け穴1bの内面が当接するような構成とされる。
【0015】
また、板状部2bと軸状部2cとの間には、軸状部2cの軸方向にそれぞれ平行で、互いに直交する2方向に整列された三角リブ状のフィン2e…が適宜間隔を空けて設けられている。
【0016】
係合突条2a、2aは、軸状部2cと同軸の突条で、端部側はテーパ2gを備える円錐台形状で、中央側は、軸状部2cに垂直な係止面2fが形成されている。係合突条2a、2aの外径は受け穴1bの内径より小さく、受け穴1bの底部に設けられた円筒穴よりも小さく構成され、それぞれが貫通可能な大きさとされている。
【0017】
フィン2e…は、その斜辺部を連ねる包落面が円錐台を形成し、受け穴1bにがたつきなく挿着可能とされて、継手部材2のその接合面方向の移動や、軸状部2cの傾きを規制する挿着部2dを構成している。具体的には、継手部材2が雌型継手3とちょうど係合した時、挿着部2dが受け穴1bの内面から、セグメント1の内部側にわずかに食い込む大きさおよび位置関係とされている。そのために、フィン2e…の斜辺部の先端は、受け穴1bの内面に押圧されると、変形あるいは摩滅して、受け穴1bとがたなく密接するように構成されている。
【0018】
フィン2e…の斜辺部先端の変形あるいは摩滅をできるだけ少ない押圧力で実現するためには、例えば、比較的ヤング率の小さい材質を用いてたわみやすくしたり、比較的もろい材質を用いて摩滅しやすくしたり、板厚を先端に向かって薄くしたり、先端を櫛歯状としたりすることが有効である。
【0019】
なお、フィン2e…を上記のように2方向への型割が可能な構成としているため、継手部材2を樹脂一体成形することが容易であり、特に型製作が簡素化されるので、低コストで製作できる利点がある。
【0020】
次に雌型継手3の詳細構成を説明する。雌型継手3は、セグメント1内部に係止され、係合時に継手部材2を内部に収納するためのスペースを確保するハウジング5と、ハウジング5にねじで着脱可能に取り付けられた係止爪部材4からなる。図3(a)はハウジング5の軸方向断面図であり、図3(b)は図3(a)のC視方向側面図である。また、図4(a)は、係止爪部材4を係合時にセグメント1の内部側から見た左側面図であり、図4(b)はそのD−D断面図である。図4(c)は、同じくセグメント1の外部側から見た右側面図である。
【0021】
ハウジング5は、図3に示したように、一方に開口を備える円筒断面のキャップ状の部材で、内部には、係止爪部材4と係合時の継手部材2を納める空間を備える。開口には、内周側に係止爪部材4とねじ嵌合可能な雌ねじ5aが形成され、外周側に、例えば楕円板状でその長軸方向が外側に張り出したつば部5bを備える。
【0022】
係止爪部材4は、図4に示したように、リング状固定部4bのリング内周に、ヒンジ部4g…を介して4つの爪状部4a…が設けられたものである。
【0023】
リング状固定部4bは、そのリング内径が継手部材2の係合突条2aが通過可能な大きさとされ、そのリング外周にハウジング5の雌ねじ5aとねじ嵌合可能な雄ねじ4fが設けられている。また継手部材2が挿入される側には、リング開口の全周に面取りが設けられている。
【0024】
ヒンジ部4g…は、図4(b)E部の拡大図として図5に示したように、リング状固定部4bのリング内周で、リング状固定部4bと爪状部4a…を結合するよう設けられた薄肉の可撓体であり、爪状部4a…をヒンジ部4g…を中心として復元自在に回動可能となる弾性を備える構成とされる。
【0025】
爪状部4a…は、ヒンジ部4g…からリング状固定部4bの中心軸方向へ向けて斜めに延ばされた円錐管の一部が輪切りされた上で軸方向に4分割されている。外力が加わらない状態において、爪状部4a…のヒンジ部4g…側の端部は、リング状固定部4bの側部とほぼ平行でその間に、隙間wが形成されている。また爪状部4a…の他方の端部は、リング中心軸にほぼ直交する平面上に整列する係止面4d…がそれぞれ設けられている。またリング中心軸方向には、継手部材2の軸状部2cとほぼ同径の円に整列した円弧面4c…がそれぞれ形成されている。
【0026】
爪状部4aの軸状部2cに対する傾斜は、爪状部4aの厚さにもよるが、緩やかであることが望ましく、最大でも45°、より好ましくは30°以下とするのがよい。なお、上記に説明したリング状固定部4bの内径と係合突条2aの外径の関係から、もっとも緩くても0°となることはできない。また爪状部4aの厚さは、爪状部4aの延びる方向の座屈強度、圧縮強度を考慮して、適宜な厚さとされる。
【0027】
係止爪部材4は、ハウジング5にねじ嵌合されて雌型継手3を構成し、受け穴1bの底部に埋め込まれる。図1に示したように、受け穴1bは、接合面1aに平行に配筋された鉄筋6の間に設けられ、雌型継手3は、ハウジング5のつば部5bが鉄筋6の裏側に当接するように配設される。
【0028】
なお、つば部5bは、楕円板状のため、型枠中にハウジング5を配設する際に、つば部5bの延びる方向を鉄筋6と平行にして、鉄筋6の間隔を通過させ、そののちつば部5bを90°回転させて、つば部5bが鉄筋6に当接させるという手順で配置することができて、型枠へのセットが容易となるという利点がある。このためには、つば部5bが、一方向に延ばされて設けられていれば十分であり、例えば長方形板などでもよく、楕円板に限られないことは言うまでもない。
【0029】
なお、以上に構成を説明した継手部材2、係止爪部材4、ハウジング5の材質は、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどの単体、アロイ、または強化繊維入りなどの合成樹脂を採用することができる。必要強度に応じてこのような材質のうちどのような材質を用いてもよく、また、それぞれの部材に用いる材質は互いに異なっていてもよい。さらに、金属部材をインサート、アウトサートしてもよいことは言うまでもない。
【0030】
特により低廉に製作するためには、一体成形が可能な材料を採用することが好ましい。またその場合、成形を容易にし、あるいは材料の使用量を減らすため、図2(b)では中実軸として描かれている軸状部2cの中心が肉抜きされた円筒状としてもよい。
【0031】
上記の構成では、雌型継手3を、ハウジング5とそれに着脱可能に設けた係止爪部材4に分割して構成しているので、例えば、ハウジング5には、コンクリートに埋め込むのに好適な耐薬品性、耐水性の材質を用い、係止爪部材4には、ヒンジ部4gの形成が容易な弾性を備える材質、あるいは爪状部4aなどの複雑な一体成形が容易となる高流動性の材質を用いるというように使い分けが可能となるという利点を備える。
【0032】
また、係止爪部材4とハウジング5の嵌合をねじ嵌合としたので、組立が容易となるとともに、ねじピッチ、ねじ部長さを適宜調整することにより、嵌合強度を適宜に設定することが可能となっている。
【0033】
次に、本発明に係る継手構造の係合動作を説明する。
まず、受け穴1bの開口から継手部材2の先端を挿入する。係合突条2aの外径は受け穴1bの内径より小さいので、その径差の範囲で接合面方向に芯ずれしても挿入が可能である。また、テーパ2gを先端に備えているので、受け穴1bの開口および内面との当たりが滑らかになっている。
【0034】
さらに挿入を続けると、テーパ2gが爪状部4a…の内面に当たり、爪状部4a…は継手部材2からリング外周方向に外力を受け、外側に押し開かれ、爪状部4a…がテーパ2gを乗り越え、係合突条2aの範囲を通過する。
【0035】
なお、このとき、爪状部4a…は、リング状固定部4bの端面と隙間wをへだてているに過ぎないから、爪状部4a…が外側に押し開かれて、隙間wを越えて回動しようとすると、爪状部4a…の端部とリング状固定部4bの端面が当接し、ヒンジ部4gはロックされる。したがって、挿入時に過度の芯ずれが起こった場合は、ロックされたヒンジ部4gから、抵抗を受けて芯ずれが規制される。
【0036】
係合突条2aを通過すると、爪状部4a…の受けていたリング外周方向への外力がなくなるので、ヒンジ部4g…の弾性反力により、爪状部4a…変形前の状態に復帰する。したがって、爪状部4aの係止面4dと継手部材2の係止面2fが対向して当接し、継手部材2の軸方向に係合される。
【0037】
一方、上記継手部材2の挿入の過程で、継手部材2の挿着部2dが受け穴1bの内面と接近すると、芯ずれがあれば、互いに当接してその接合面方向への移動が規制されるから、挿入が進むとともに芯ずれが矯正される。
【0038】
さらに上記係合が完成する直前には、挿着部2dと受け穴1bの内面が全体的に当接しあう状態になる。したがって、継手部材2の挿入負荷が大きくなるが、さらに挿入を続けると、フィン2e…の斜辺部先端が受け穴1bの内面と強く当接し、フィン2e…がたわむか、その先端がこすれて摩滅するかして、受け穴1bに密接して案内された状態で挿着される。そのため、継手部材2と係止爪部材4が係合される状態では、同時に挿着部2dと受け穴1bは接合面方向への移動が規制された状態のまま係合される。
【0039】
このようにして、継手部材2を受け穴1bに沿って押し込んでいくと、セグメント1に対して、接合面の法線方向と接合面方向が同時に、しかも自動的に係合され、その姿勢が固定される。このように継手部材2が係合されたセグメント1をその接合面1aに係合された継手部材2をそれぞれ、他のセグメント1の受け穴1bに対して対向させて押し込むことにより、上記と同様の作用によってセグメント1同士の接合が完成する。
【0040】
このように本発明によれば、継手部材2の挿着がきわめて容易に行うことができる利点がある。機械を利用する場合も、一方向に押し込む装置だけでよいので、きわめて簡便な装置を用いて接合作業ができるという利点がある。
【0041】
次に、接合完了後の作用について説明する。
互いに接合された一対のセグメント1は、例えば地震などの外力は、セグメント1、1を接合面方向にずらすせん断力として作用する場合と、セグメント1、1の接合面を引き離す方向に引っ張る引張力として作用する場合に分けて考察することができる。一般の場合は、それらが複合して作用するものとして理解される。
【0042】
まず、せん断力を受ける場合、本発明による継手部材2の係合時には、挿着部2dが受け穴1bに密接して挿着されているため、剛体的にそれぞれのセグメント1と一体化されているから、せん断力は、接合面1a、1aの位置に集中的に作用する。本発明ではその位置に、受け穴1bの開口の大きさよりわずかに小さい大きさの板状部2bを配するので、比較的大きなせん断力を担荷することができる。それ以外の部位は軸状で比較的小断面積とされるので、全体的に少ない材料で有効にせん断外力に抗することができる利点がある。
【0043】
次に、引張力を受ける場合、まず継手部材2および爪状部4a…がそれぞれ所定の引張応力、圧縮応力に耐えるように設計されていることは言うまでもない。さらに、本発明では、爪状部4a…が係合突条2aから荷重を受ける際、爪状部4a…が継手部材2の軸方向に対して浅い角度に傾斜させられて備えているので、座屈しにくい構成になっている。また、係止面2fと係止面4dは軸状部2cに垂直な平面として当接しており、この当接面内では圧縮力分力がないから、爪状部4a…がリング外周方向にすべって外れることもない。したがって、爪状部4a…と継手部材2の係合はセグメント1が引張力を受けても安定しているという利点がある。
【0044】
また、ヒンジ部4gを薄肉の可撓体としたため、セグメント1が引っ張られて爪状部4a…が圧縮されると、ヒンジ部4gは、リング内周方向に張り出してたわみ、爪状部4a…の端部とリング状固定部4bの端面が直に当接して荷重を伝達し、ヒンジ部4gは圧縮荷重を逃れることができるから、強大な圧縮荷重が生じてもヒンジ部4gが圧縮破損されることがないという利点がある。
【0045】
また引張力を受ける場合、ハウジング5も係止爪部材4を介して、セグメント1から引き抜かれる方向に引張り力を受ける。本発明では、ハウジング5のつば部5bを鉄筋6に当接させて埋め込むので、鉄筋6が抜け止めの機能を果たしている。そのため、ハウジング5とコンクリートの密着性がそれほど強固でなくても引張力に抵抗できる利点がある。
【0046】
なお、ハウジング5に抜け止めするために、上記の他にも、例えば、ハウジング5の外部に引抜きの抵抗となるリブ状、フィン状や凹凸などの形状を付加してもよいことは言うまでもない。
【0047】
また、上記では、つば部5bを単に鉄筋6に当接させる構成として説明したが、ハウジング5に鉄筋6を係止するための溝形状などからなる係止部を設けておくとさらに効果的である。この場合、ハウジング5を鉄筋6に係止できるから、ハウジング5を埋め込む際、ハウジング5を支える必要がないので、セグメント1の型枠をより簡素に構成することができるという利点がある。
【0048】
なお、上記の説明では、爪状部4a…が円錐管を4分割した例で説明したが、4分割と限らないことは言うまでもない。分割数が多いほど、ヒンジ部4g…がより直線的となり、ヒンジ部4gを厚く構成しても好適な弾性が得られやすいという利点がある。
【0049】
以上に説明したように、本発明によれば、被接合部材同士の接合を容易に行うことができて、接合作業の効率を向上することができ、特に自動接合に好適となる。また継手部材に作用するせん断力と引張力を板状部と軸状部でそれぞれ担荷して材料の配置を効率化し、材料の使用量を減らすとともに、被接合部材の受け穴の奥に挿入される部分を比較的小断面積の軸状部とすることで、雌型継手をコンパクトに構成でき、適用可能な被接合部材の厚さの範囲を広げられる。
【0050】
なお、上記ヒンジ部4gは、図5に示すような薄肉の可撓体とした例で説明したが、継手部材2が挿入される際、係合突条2aによってリング外周方向に押し開かれて、係合突条2aが通過後、弾性復元力によって、元の位置に戻るならば、その構成に限るものではない。例えば、図6に示したように爪状部4aの断面がリング状固定部4bとの接続部分で狭められることによってヒンジ部4gを構成し、爪状部4aが適宜の弾性を備えるようにしてもよい。また、爪状部4a…の断面を除変して、爪状部4a…が全体的に弾性変形して可撓性を備えるように構成してもよい。そのように構成すれば、薄肉の可撓体を成形しにくい材質であっても採用できるという利点がある。
【0051】
なお、上記の説明でフィン2e…を三角リブ状とする例で説明したが、このように構成すれば、樹脂成形に好適となり、材料の使用量も減らすことができる利点がある。しかし、フィン2e…の形状はこれに限るものではなく、例えば軸状部2cの直径を板状部2bの近傍で漸増させ、その上にフィン2e…を形成してもよい。このように構成すれば、板状部2bの剛性を高めることができるとともに、フィンの高さを低くすることができるので、樹脂成形時のひけやゆがみを低減できて高精度に成形できるという利点がある。
【0052】
なお、上記の説明では、雌型継手3を係止爪部材4とハウジング5に分割して構成する例で説明したが、このように構成すると比較的成形が容易となるからであって、可能なら分割せずに一体成形したり、別の分割の仕方を採用してもよいことは言うまでもない。
【0053】
なお、上記の説明では、被接合部材としてトンネル覆工に用いる鉄筋コンクリート製のセグメントの例で説明したが、本発明はこのような用途のみに限定されるものでなく、他の部材間の接合にも適用できることは言うまでもない。
【0054】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項1に記載の発明では、継手部材を雌型継手に押し込むことによって、係合突条と爪状部を係合させることができるから、継手部材と被接合部材の係合が容易であり、その結果、被接合部材同士の接合を容易に行うことができ、接合作業の効率を向上することができるという効果を奏する。
さらに、継手部材を受け穴に挿着部をがたなく挿着させ、被接合部材のずれに伴う接合面方向の荷重は板状部で担荷され、被接合部材の引張りに伴う引張方向の荷重は軸状部で担荷されるようにするので、被接合部材の受け穴の奥に挿入される部分を軸状部とすることができ、その結果、雌型継手をコンパクトに構成でき、適用可能な被接合部材の厚さの範囲を広げられるという効果を奏する。
【0055】
請求項2に記載の発明では、形状の複雑な係止爪部材を別体で設けることができるから、雌型継手の製作が容易となり、低コストの継手構造を提供できるという効果を奏する。
【0056】
請求項3に記載の発明では、鉄筋が係止のための構造を兼ねることができるから、鉄筋コンクリートで被接合部材を製作する際に、型枠が簡素になり低コストでの製作が可能となるという効果を奏する。
【0057】
請求項4に記載の発明では、ハウジングが引抜力を受けても鉄筋によって支持されるため、ハウジングが被接合部材内に高強度に保持されるから、ハウジングにコンクリートとの密着性がよくない材質を用いても、高い引抜力に耐える継手構造を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る継手構造の実施の形態を示す断面図である。
【図2】 本発明に係る継手部材の詳細構成を説明するための説明図およびその断面図である。
【図3】 本発明に係るハウジングの構成を示す断面図および側面図である。
【図4】 本発明に係る係止爪部材の構成を示す側面図および断面図である。
【図5】 本発明に係るヒンジ部を示す拡大断面図である。
【図6】 ヒンジ部の変形例を示す拡大断面図である。
【図7】 トンネル覆工に用いるセグメントの組立の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
1 セグメント(被接合部材)
1a 接合面
1b 受け穴
2 継手部材
2a 係合突条
2b 板状部
2c 軸状部
2d 挿着部
2e フィン
2f、4d 係止面
3 雌型継手
4 係止爪部材
4a 爪状部
4b リング状固定部
4c 円弧面
4g ヒンジ部
6 鉄筋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure using male and female joints, and more particularly to a joint structure that facilitates automatic coupling and that is particularly suitable for joining tunnel segment blocks.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in tunnel construction, a segment made of steel, reinforced concrete or the like is joined in a cylindrical shape to form a lining. FIG. 7 shows an outline of the assembly.
[0003]
[0004]
In such a joining method on the joining
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-238789 (page 2-4, FIGS. 1-4, FIG. 9)
[Patent Document 2]
JP-A-10-169380 (page 2-4, FIG. 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional joint structures have the following problems.
In the bolt and nut fastening described in Patent Document 1, fastening is performed from the inside of the tunnel in a state where the segments are opposed to each other.
In addition, the methods using the pin members described in
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a joint structure in which joining workability is improved and manufacturing at low cost is possible.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the invention described in claim 1, in the pair of members to be joined to each other, a receiving hole formed by recessing each joining surface, and on the back side of the receiving hole A joint structure comprising a fixed female joint, wherein the members to be joined are joined to each other through a joint member that can be engaged with the female joint, and the joint is joined. A member is provided with a shaft-like portion provided with engagement protrusions that can be engaged with the female joint at both ends in the longitudinal direction, and at the center of the shaft-like portion so as to be orthogonal to the shaft-like portion. When the joint is engaged, a thickness direction is provided between the plate-like portion and the shaft-like portion that are accommodated across both of the opposed receiving holes. An insertion part having a fin placed at a position where the part bites into the receiving hole, and the female joint includes the joint part A ring-shaped fixing portion through which the engaging protrusion of the ring can pass, and an inclination extending from the ring-shaped fixing portion so as to sag toward the inner side, and allowing the ring-shaped fixing portion to extend toward the outer periphery of the ring. A plurality of claw-shaped portions having a flexible elasticity and whose ends can be locked to the engaging protrusions of the joint member.
Therefore, by pushing the joint member into the female joint, the engagement protrusion and the claw-like portion can be engaged, and in this state, the joint member is inserted into the receiving hole without a backlash, The load in the joining surface direction accompanying the displacement of the joining member is carried by the plate-like portion, and the load in the tensile direction accompanying the pulling of the joined member is carried by the shaft-like portion.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the joint structure according to the first aspect, the female joint includes a housing that is locked to the member to be joined, and a locking claw member that is detachably provided on the housing. The latching claw member is composed of the ring-shaped fixing part and the claw-like part.
For this reason, the engaging claw member having a complicated shape can be provided separately.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is used the joint structure according to the second aspect, wherein the member to be joined is made of reinforced concrete and the housing is locked to the reinforcing bar of the member to be joined.
Therefore, the reinforcing bars can also serve as a structure for locking.
[0011]
In invention of
Therefore, since the housing is supported by the reinforcing bars even if it receives the pulling force, the housing is held with high strength in the member to be joined.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which is the same or it corresponds through all the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a joint structure according to the present invention, and shows a cross section in the thickness direction of a segment 1 (member to be joined).
The segment 1 is made of reinforced concrete, and the reinforcing
[0013]
The joint surface 1a is usually provided with a plurality of receiving
[0014]
First, the detailed configuration of the
FIG. 2A is an explanatory diagram for explaining a detailed configuration of the
[0015]
Further, between the plate-
[0016]
The engaging
[0017]
In the
[0018]
In order to realize the deformation or wear of the tip of the hypotenuse of the
[0019]
Since the
[0020]
Next, the detailed configuration of the female joint 3 will be described. The female joint 3 is locked inside the segment 1 and secures a space for accommodating the
[0021]
As shown in FIG. 3, the
[0022]
As shown in FIG. 4, the locking
[0023]
The ring-shaped
[0024]
As shown in FIG. 5 as an enlarged view of the E portion in FIG. 4 (b), the
[0025]
The claw-
[0026]
The inclination of the claw-
[0027]
The locking
[0028]
Since the
[0029]
The
[0030]
In particular, in order to manufacture at a lower cost, it is preferable to employ a material that can be integrally formed. In that case, in order to facilitate molding or reduce the amount of material used, a cylindrical shape in which the center of the shaft-
[0031]
In the above configuration, since the female joint 3 is divided into the
[0032]
In addition, since the engagement between the locking
[0033]
Next, the engaging operation of the joint structure according to the present invention will be described.
First, the tip of the
[0034]
When the insertion is further continued, the
[0035]
At this time, the claw-
[0036]
After passing through the engaging
[0037]
On the other hand, if the
[0038]
Further, immediately before the engagement is completed, the
[0039]
In this way, when the
[0040]
Thus, according to the present invention, there is an advantage that the
[0041]
Next, the operation after the completion of bonding will be described.
As for a pair of segments 1 joined to each other, for example, an external force such as an earthquake acts as a shearing force that shifts the segments 1 and 1 in the joining surface direction, and a tensile force that pulls the joining surfaces of the segments 1 and 1 apart. It can be considered separately when it acts. In the general case, they are understood to act in combination.
[0042]
First, when receiving a shearing force, when the
[0043]
Next, when receiving the tensile force, it goes without saying that the
[0044]
Further, since the
[0045]
Further, when receiving a tensile force, the
[0046]
In addition to the above, in order to prevent the
[0047]
In the above description, the
[0048]
In the above description, the claw-
[0049]
As described above, according to the present invention, the members to be joined can be easily joined, the efficiency of joining work can be improved, and is particularly suitable for automatic joining. In addition, the shearing force and tensile force acting on the joint member are each carried by the plate-like part and the shaft-like part to improve the material placement, reduce the amount of material used, and insert into the receiving hole of the joined member By making the portion to be a shaft-shaped portion having a relatively small cross-sectional area, the female joint can be configured in a compact manner, and the applicable range of the thickness of the member to be joined can be expanded.
[0050]
The
[0051]
In the above description, the example in which the
[0052]
In the above description, the example in which the female joint 3 is divided into the locking
[0053]
In the above description, the example of the reinforced concrete segment used for the tunnel lining as the member to be joined has been described. However, the present invention is not limited to such an application, and may be used for joining between other members. It goes without saying that is also applicable.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to claim 1, since the engaging protrusion and the claw-shaped portion can be engaged by pushing the joint member into the female joint, the joint member and the member to be joined As a result, the members to be joined can be easily joined to each other, and the efficiency of joining work can be improved.
Furthermore, the joint member is inserted into the receiving hole without any insertion, and the load in the joining surface direction accompanying the displacement of the joined member is borne by the plate-like part, and the tensile direction accompanying the tension of the joined member is Since the load is carried by the shaft-shaped portion, the portion inserted into the back of the receiving hole of the joined member can be a shaft-shaped portion, and as a result, the female joint can be configured compactly, There is an effect that the thickness range of the applicable members to be joined can be expanded.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, since the engaging claw member having a complicated shape can be provided separately, it is easy to manufacture the female joint, and there is an effect that a low-cost joint structure can be provided.
[0056]
In the invention according to claim 3, since the reinforcing bar can also serve as a structure for locking, when the member to be joined is manufactured with the reinforced concrete, the formwork becomes simple and can be manufactured at low cost. There is an effect.
[0057]
In the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a joint structure according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view and a cross-sectional view for explaining a detailed configuration of a joint member according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view and a side view showing a configuration of a housing according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a side view and a cross-sectional view showing a configuration of a locking claw member according to the present invention. FIGS.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a hinge portion according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the hinge portion.
FIG. 7 is an explanatory view showing a state of assembling segments used for tunnel lining.
[Explanation of symbols]
1 segment (members to be joined)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a
Claims (4)
前記継手部材が、
前記雌型継手に係合可能とされた係合突条を長手方向の両端に備える軸状部と、
該軸状部の中央に該軸状部と直交して設けられ、継手係合時に、厚さ方向が、対向された前記受け穴の両方の内部にわたって収納される板状部と、
該板状部と前記軸状部の間に設けられ、継手係合時に、先端の一部が前記受け穴に食い込む位置に置かれたフィンを有する挿着部とを備え、
前記雌型継手が、
前記継手部材の係合突条が通過可能とされたリング状固定部と、
該リング状固定部からその奥側にすぼまるように傾斜して延ばされて前記リング状固定部のリング外周方向へ可撓とされた弾性を有するとともに、前記継手部材の係合突条に先端が係止可能とされた、複数の爪状部とを備えてなる継手構造。A pair of members to be joined to each other are provided with a receiving hole formed by recessing each joining surface and a female joint fixed to the back side of the receiving hole, and engaged with the female joint. A joint structure for joining the joined members so as to face the joining surfaces through the joint members made possible,
The joint member is
A shaft-like portion provided with engagement protrusions that can be engaged with the female joint at both ends in the longitudinal direction;
A plate-like portion that is provided in the center of the shaft-like portion and orthogonal to the shaft-like portion, and that is accommodated across both the receiving holes opposed to each other in the thickness direction when the joint is engaged;
An insertion portion provided between the plate-like portion and the shaft-like portion, and having a fin placed at a position where a part of the tip bites into the receiving hole when the joint is engaged;
The female joint is
A ring-shaped fixing portion through which the engaging protrusion of the joint member can pass;
The ring-shaped fixing portion has an elasticity that extends in a slanting manner so as to sag from the ring-shaped fixing portion, and is flexible in the ring outer peripheral direction of the ring-shaped fixing portion. A joint structure comprising a plurality of claw-like portions whose tips can be locked to each other.
前記雌型継手が、
前記被接合部材に係止されるハウジングと、
前記ハウジングに着脱可能に設けられた係止爪部材とからなり、
該係止爪部材に、前記リング状固定部と前記爪状部とが備えられてなる継手構造。In the joint structure according to claim 1,
The female joint is
A housing locked to the joined member;
It consists of a locking claw member detachably provided on the housing,
A joint structure in which the locking claw member is provided with the ring-shaped fixing portion and the claw-shaped portion.
前記被接合部材が鉄筋コンクリートで構成され、
前記ハウジングが該被接合部材の鉄筋に係止されてなる継手構造。In the joint structure according to claim 2,
The member to be joined is made of reinforced concrete,
A joint structure in which the housing is locked to the reinforcing bar of the member to be joined.
前記被接合部材が鉄筋コンクリートで構成され、
前記ハウジングが引き抜かれる方向に該被接合部材の鉄筋が配されよう構成されてなる継手構造。In the joint structure according to claim 1 or 2,
The member to be joined is made of reinforced concrete,
A joint structure configured such that the reinforcing bars of the members to be joined are arranged in a direction in which the housing is pulled out.
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