JP3871435B2 - Tunnel segment connection - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既に構築した第1セグメント本体の第1突合せ面に対して第2セグメント本体の第2突合せ面を当接させた状態で、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周方向に連結してトンネル壁を構築すべく、前記第1突合せ面の近傍に第1連結部を設け、前記第2突合せ面の近傍に第2連結部を設け、前記第1セグメント本体に対して第2セグメント本体をトンネル長手方向に沿って手前側から奥側に押し込むことで、前記第1連結部と前記第2連結部とが係合して互いに引付け合い、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連結するトンネル用セグメントの連結部に関する。
【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部は、特に、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ために用いられるものであり、トンネル用セグメント本体の端部に形成した突合せ面どうしを突き合わせて順次連結していく場合に、双方の突合せ面においてトンネルの長手方向に沿った両端部に形成した二箇所のアリ溝部に亘って連結具を挿入し、双方のトンネル用セグメント本体を引付け連結するものである。 前記連結具は、例えば一対の拡大縁部を平板状の胴部で連結した略矩形状の部材であり、夫々の拡大縁部を、双方のアリ溝部に挿入して用いる。
ここで、トンネル周方向に隣接する二つのトンネル用セグメント本体のうち、先に構築されるものを第1セグメント本体とし、後から構築されるものを第2セグメント本体とする。また、前記セグメント本体の突合せ面に設けた二箇所のアリ溝部については、第2セグメント本体の押込方向に沿った奥側を奥側アリ溝部とし、手前側を手前側アリ溝部とする。
従来においては、例えば、図6に示すごとく、第1セグメント本体S1の奥側アリ溝部M1aに奥側連結具Gaを備えると共に、第2セグメント本体S2の手前側アリ溝部M2bにも手前側連結具Gbを備え、押込み手段Jを用いて第2セグメント本体S2を押し込む際に、奥側連結具Gaに対する第2セグメント本体S2の奥側アリ溝部M2aの押込みと、第1セグメント本体S1の手前側アリ溝部M1bに対する手前側連結具Gbの押込みとを同時に行うことがあった。
この場合、第2セグメント本体S2の奥側アリ溝部M2aに対する奥側連結具Gaの挿入方向と、第1セグメント本体S1の手前側アリ溝部M1bに対する手前側連結具Gbの挿入方向とが対向しており、何れ連結具もトンネル長手方向Yにおけるセグメント本体の端面からセグメント本体の中央側に挿入するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の押込み方式によって第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを連結する場合には次のような問題があった。
【0004】
例えば、第2セグメント本体S2の手前側アリ溝部M2bに取付けた手前側連結具Gbを確実に押し込むためには、第2セグメント本体S2に押込み力を作用させる押込み手段Jの位置を、前記第2セグメント本体S2の押込みと、第2セグメント本体S2の手前側アリ溝部M2bに設けた連結具Gbの押込みとを同時に行える位置に設定する必要があった。仮に、第2セグメント本体S2のみを押し込んだ場合には、前記連結具Gbが前記手前側アリ溝部M2bの外部に取り残されることになってしまう。
よって、前記押込み手段Jが専用の装置でない場合や、例えば押込み手段Jを設けた装置がトンネルシールドであって、当該トンネルシールドがトンネル周方向Xに回転した場合等には、前記押込み手段Jが前記連結具Gbを押し込めない位置に移動することがあり、前記連結具Gbの押込みが不十分なものとなって、連結部の性能が損なわれることがあった。
【0005】
また、当該連結部を連結具Gとアリ溝部Mとで構成する場合には、連結具G及びアリ溝部Mに対して所定の加工精度が要求される。例えば、連結具Gの双方の拡大縁部20どうしの間隔が、対向するアリ溝部Mどうしの間隔よりも狭い場合には、連結具Gを十分に挿入することが困難となるし、逆に、対向するアリ溝部Mどうしの間隔よりも広い場合には、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを十分に引き付けることが困難となる。このため、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とを所定の引付け力を発生させた状態で連結すべく連結具G等の精度を高めようとすると、それら連結具G等の製作が非常に手間の掛かるものとなっていた。
【0006】
さらに、上記従来技術の場合には、前記アリ溝部Mを第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との双方に形成しておく必要があったから、その分だけ第1・第2セグメント本体S1,S2の重量が増加し、材料コストあるいは運搬コストが増加するという不都合も生じていた。
【0007】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、連結部の加工およびセグメント本体の連結作業が容易で、所定の締結力を発生させることのできるトンネル用セグメントの連結部を提供することにある。
【0008】
【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トンネル用セグメントの連結部は、請求項1に記載したごとく、共に第2セグメント本体S2の押込み方向に対してトンネル周方向Xに傾斜しており、互いに係合自在な係合面と被係合面とを、第2連結部と第1連結部に振り分けて形成し、前記第2セグメント本体S2を押込んで前記係合面と前記被係合面とが引き付け合う際に、前記係合面および前記被係合面の少なくとも一方が前記トンネル周方向に沿って移動可能となるよう、同方向に沿った外力を受けて変形自在である変形手段を備えた点に特徴を有する。
(作用・効果)
本構成のごとく、係合面、および、被係合面、変形手段を備えておけば、第2セグメント本体の押し込みに際して、例えば、第2突合せ面と係合面との間隔を調節することができるから、第1セグメント本体あるいは第2セグメント本体等に製作誤差が存在しても前記変形手段によって、これら製作誤差の影響をなくすことができ、所定の引付け力を確実に発生させることができる。
【0009】
(構成2)
本発明のトンネル用セグメントの連結部は、請求項2に記載したごとく、前記第2セグメント本体に、前記トンネル周方向に延出するボルト部材を設けると共に、当該ボルト部材に支持させた係合片に前記係合面を設け、前記変形手段を前記ボルト部材に設けて構成することができる。
(作用・効果)
このように、トンネル周方向に延出するボルト部材を第2セグメント本体に設け、このボルト部材に変形手段を設けておくことで、第2連結部を極めて容易に製作することができ、第2セグメント本体に従来のごとくアリ溝部を形成する必要がなくなるため、第2セグメント本体の軽量化が行える。
また、第2セグメント本体を押し込めば、前記係合片も押し込まれるから、第2セグメント本体を押し込む際の押し込み位置が特に限定されず、押し込み操作が簡便なものとなる。
さらに、第1連結部及び第2連結部の製作誤差に拘わらず、第2セグメント本体の押込みに際して前記変形部材の変形によって第1セグメント本体と第2セグメント本体との間には略一定の引付け力を発生させることができるため、セグメント本体どうしの連結を確実に行うことができる。
【0010】
(構成3)
本発明のトンネル用セグメントの連結部は、請求項3に記載したごとく、前記変形手段を前記トンネル周方向に沿った外力を受けて塑性変形する筒部材で構成することができる。
(作用・効果)
本構成のごとく塑性変形する筒部材を備えておけば、第1連結部及び第2連結部の製作誤差に拘わらず、第2セグメント本体の押込みに際して前記筒部材の変形によって第1セグメント本体と第2セグメント本体との間には略一定の引付け力を発生させることができるため、セグメント本体どうしの連結を確実に行うことができる。
【0011】
(構成4)
本発明のトンネル用セグメントの連結部は、請求項4に記載したごとく、前記変形手段を、前記トンネル周方向に沿った外力を受けて弾性圧縮変形あるいは弾性引張り変形するバネ部材で構成することができる。
(作用・効果)
このようにバネ部材を設けておけば、連結部の引付け力を確実に確保できて十分な強度を有する連結部を得ることができる。
つまり、圧縮変形を受けるバネ部材にあっては、圧縮に必要な荷重とバネ部材の変形量との間には略比例関係が成立する。よって、第2セグメント本体を押し込む前に、予め前記第1ナット部材或いは前記第2ナット部材を調節して第1突合せ面と係合面との間隔を調節しておくことで、第2セグメントの押込みが終了した状態における前記バネ部材の変形量を設定することができる。当該変形によって生ずる引付け力を、第1セグメント本体と第2セグメント本体との間に発生させるべき引付け力以上に設定しておくことで、十分な強度を有する連結部を得ることができる。
また、必要以上の引付け力を発生させておくことで、仮に、連結が終了したのちに第1セグメント本体と第2セグメント本体との間の引付け力が低下する事態が生じても、前記バネ部材の復元力によって前記引付け力の低下を補うことが可能となる。
【0012】
(構成5)
本発明のトンネル用セグメントの連結部は、請求項5に記載したごとく、前記第1連結部に、前記トンネルの径方向に隣接する一対の前記被係合面を設け、前記第2連結部に、前記トンネルの径方向に隣接する一対の前記係合面を設けて構成することができる。
(作用・効果)
本構成のごとく、被係合面と係合面とを夫々二箇所ずつに設けておけば、第1セグメント本体と第2セグメント本体との間に作用する曲げ力に有効に対抗することができ、連結部を強固に形成することができる。
【0013】
【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。
(概要)
本発明のトンネル用セグメントの連結部の概要を図1に示す。
本実施形態では、既に構築が終了した第1セグメント本体S1に対し、第2セグメント本体S2をトンネル周方向Xに隣接させて連結する例を示す。
本実施形態においては、第1セグメント本体S1および第2セグメント本体S2がダクタイルセグメントである例を示す。ただし、本発明に係る連結部は、この他に、例えばダクタイルセグメントあるいはコンクリートセグメントに対しても適用可能である。
【0014】
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は、第1セグメント本体S1の第1突合せ面F1と第2セグメント本体S2の第2突合せ面F2どうしを当接した状態で連結される。このうち、第1突合せ面F1の近傍には第1連結部R1を設け、第2突合せ面F2の近傍には第2連結部R2を設けてある。
第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とは、前記第1突合せ面F1に前記第2突合せ面F2を近接させ、かつ、前記第2セグメント本体S2をトンネルの長手方向Yに沿って奥側に押し込むことで連結させることができる。この場合、前記第1連結部R1と前記第2連結部R2とが係合して互いに引き付け合うことで、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との連結が行われる。
【0015】
(第1連結部)
前記第1突合せ面F1のうち、トンネル長手方向Yに沿った両端部近傍には夫々第1連結部R1を設けてある。当該第1連結部R1は、図1に示すごとく、トンネル長手方向Yに沿って前記第1突合せ面F1に形成したスリット1と、当該スリット1の両側に形成した被係合面2とで構成してある。当該スリット1は、第1セグメント本体S1の端面のうち前記トンネルの長手方向Yに沿って両端部にある端面に通じている。
尚、この場合の前記被係合面2は前記第1突合せ面F1の裏側に位置する。また、当該被係合面2は、前記第2セグメント本体S2の押込み方向yに対して前記トンネル周方向Xに傾斜している。つまり、第1突合せ面F1と被係合面2との間の厚みが、前記押込み方向yの奥側ほど厚く構成してある。
【0016】
本実施形態に係るセグメント本体はダクタイルセグメントであるから、このようなスリット1や傾斜した被係合面2は鋳造時に簡単に形成することができる。よって、第1連結部R1の加工を極めて簡単に行うことができ、従来のアリ溝部を形成していた場合と比べて、セグメント本体の重量も低減させることができる。
【0017】
(第2連結部)
図1および図2に示すごとく、前記第2連結部R2は、前記第2突合せ面F2からボルト部材3を突出させて設けておき、当該ボルト部材3に係合片4を取り付けて構成してある。当該係合片4には、前記被係合面2と係合可能な係合面5を設けてある。前記ボルト部材3は、具体的には、前記第2突合せ面F2を形成する第2セグメント本体S2の端部S2aを貫通して取り付けてある。当該端部S2aに形成した貫通孔6は、単なる孔部であり、雌ねじ部等は形成していない。よって、当該貫通孔6に挿通したボルト部材3は前記貫通孔6に対して出退自在である。 ただし、この場合には、前記貫通孔6の内径は、前記ボルト部材3の外径と略同様に形成しておく。仮に、ボルト部材3の外径に対して前記貫通孔6の内径が大き過ぎる場合には、前記第2セグメント本体S2を押し込む際に、前記ボルト部材3及び前記係合片4が押込み方向yの後方に倒れて、適切な押し込み操作が行えなくなるからである。
【0018】
前記ボルト部材3の両端部のうち前記第1突合せ面F1の裏側に位置する端部には、図1に示すごとく変形手段Hを外挿させてある。この場合の変形手段Hは、例えば略筒状形状を有する筒部材H1であって、前記ボルト部材3は、当該筒部材H1に対して前記トンネル周方向Xに沿って移動可能である。前記ボルト部材3は、例えば頭部を有しないものを使用すると第2セグメント本体への取付けが容易である。この場合には、第2セグメント本体S2の外側から第2セグメント本体S2の内側に向けてボルト部材3を挿通し、さらに前記筒部材H1に挿通させたのち、ボルト部材3の端部に第1ナット部材7を螺合させておくのである。本構成であれば、第2セグメント本体S2の内側に不必要に大きなボルトポケットを形成しなくても済む。前記筒部材H1はトンネル周方向Xに沿った外力を受けて変形自在であるが、その変形態様については後述する。
【0019】
前記ボルト部材3のもう一方の端部は、前記係合片4に貫通させてあり、突出した当該端部には第2ナット部材8を螺合させてある。つまり、前記第1ナット部材7と当該第2ナット部材8とを操作することで、前記第2セグメント本体S2の押込みに先立って前記第1突合せ面F1と前記係合面5との間隔を調節することができる。
本構成であれば、セグメント本体を鋳造する際に前記貫通孔6を併せて形成することができ、ボルト部材3は、量産品を使用することができるため、第2連結部R2を極めて簡単に構成することができる。尚、本実施形態では、ボルト部材3として両切ボルトを用いる例を示したが、通常のボルト頭部を有するものを使用しても何ら差し支えない。
【0020】
本実施形態では、一つの係合片4を二本のボルト部材3で支持する。夫々のボルト部材3に係る第1ナット部材7及び第2ナット部材8の位置調節は、前記被係合面2と第1突合せ面F1との厚みに応じて適宜設定する。例えば、係合面5と第2突合せ面F2との間隔を前記被係合面2と第1突合せ面F1との間隔よりも僅かに狭く設定しておくことで、第2セグメント本体S2を押し込んだ際に所定の引付け力が発生させることができる。
【0021】
このように、本構成の第2連結部R2は極めて簡単なものであり、その加工も容易である。そして、第2セグメント本体S2の押し込みに先立って係合面5と第2突合せ面F2との距離を調節することができるから、第1セグメント本体S1あるいは第2セグメント本体S2、係合片4等に製作誤差が存在しても前記第1ナット部材7等によって、これら製作誤差の影響をなくすことができ、所定の引付け力を発生させることができる。
また、本構成であれば、第1セグメント本体S1の場合と同様に第2セグメント本体S2にアリ溝部を形成する必要がなくなるから第2セグメント本体S2の重量を軽減することができる。
【0022】
前記係合片4は、図1に示すごとく、前記係合片4の手前側端部が第2セグメント本体S2の端部よりも押込み方向yの奥側に引退するように第2セグメント本体S2に取り付けてある。よって、第2セグメント本体S2を例えばトンネルシールドに設けた押込み手段Jによって押し込む場合に、当該押込み手段Jによって押圧されるのは、第2セグメント本体S2の端面のうちトンネル掘削方向前方に面した端面のみとなって、係合片4の位置を特に考慮する必要がなくなる。この結果、前記押込み手段Jの位置が制限されることがなくなって、従来の連結部を設けていた場合よりも押込み作業を簡単にすることができる。
【0023】
(連結操作)
既に構築が完了した第1セグメント本体S1に対して前記第2セグメント本体S2を押し込む際には、前記被係合面2に前記係合面5が当接するように第2セグメント本体S2を第1セグメント本体S1に近接させる。このとき、前記ボルト部材3が第1連結部R1のスリット1に挿入するように位置決めする。つまり、第2セグメント本体S2を押し込む際には、ボルト部材3がスリット1に挿入されたあとは当該スリット1が案内部となって第2セグメント本体S2の押込みを円滑に行うことができる。
尚、前記係合面5と第2突合せ面F2との間隔は、前記筒部材H1に所定の変形を生じさせることができるように前記第1突合せ面F1と前記被係合面2との距離よりも小さくなるように設定しておく。
【0024】
図2は当該筒部材H1の動作態様を示す。第2セグメント本体S2の押し込みにより、係合面5と被係合面2とが当接した状態が図2(イ)である。この状態からさらに第2セグメント本体S2を押し込むと、前記筒部材H1に圧縮力が作用し、前記筒部材H1の弾性圧縮変形量を増しながら係合片が押し込まれる。この段階においては、当該圧縮力は筒部材H1の弾性限内にあるため、筒部材H1は単に弾性変形するだけであり、目立った変形は生じない。
しかし、さらに第2セグメント本体S2を押し込むと、前記圧縮力が筒部材H1の弾性限界を越えて大きくなり、前記筒部材H1には塑性変形である屈曲変形が生じるようになる。この後、第2セグメント本体S2の押込みに伴って当該屈曲変形量は増大し続け、図2(ロ)に示す状態となって第2セグメント本体S2の押込みが終了する。
【0025】
本発明の連結部では、前記筒部材H1を設けてある結果、第2セグメント本体S2の押込みに際して、前記被係合面2と前記係合面5との間には一定の引付け力を発生させることができる。
図3には、前記筒部材H1の圧縮変形特性を示す。
当該筒部材H1をその軸芯方向に沿って圧縮すると、原点0からa点までの初期の段階においては、筒部材H1は弾性的に圧縮変形する。圧縮荷重Pがa点に達した段階で、当該筒部材H1には塑性変形を伴った面外変形が生じ始める。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H1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H1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H1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。
本実施形態においては、筒部材H1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、この範囲であれば、前記第2セグメント本体S2を押し込む際に筒部材H1には一定の荷重が生じることとなり、即ち、係合面5と被係合面2との間に生じる引付け力も一定に維持されることになるからである。
【0026】
このように、前記筒部材H1を用いる場合には、例えば、前記第2突合せ面F2と係合面5との間隔の誤差が、図3のa点からb点までのストロークの範囲内であれば第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2とは、所定の引付け力で連結することができることとなる。本構成によれば、第1連結部R1或いは第2連結部R2の加工誤差を広い範囲で吸収できるため、第1連結部R1等の製作の手間を大幅に削減することができる。
【0027】
尚、前記筒部材H1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易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力が安定しているから、所望の変形性状を有する筒部材H1を容易に得ることができる。
【0028】
(作用効果)
以上のごとく、本構成のトンネル用セグメントの連結部であれば、第1連結部R1および第2連結部R2を極めて容易に製作することができ、第1セグメント本体S1および第2セグメント本体S2に従来のごとくアリ溝部を形成する必要がなくなるため、第1セグメント本体S1および第2セグメント本体S2の軽量化が行える。
また、第2セグメント本体S2を押し込めば、前記係合片4も押し込まれるから、第2セグメント本体S2を押し込む際の押し込み位置が特に限定されず、押し込み操作が簡便なものとなる。
さらに、第1連結部R1及び第2連結部R2の製作誤差に拘わらず、第2セグメント本体S2の押込みに先立って係合面5の位置を調節することができるため、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との間に所期の引付け力を発生させることができる。しかも、第2セグメント本体S2の押込みに際しては、前記筒部材H1の変形によって第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との間には略一定の引付け力を発生させることができるため、セグメント本体どうしの連結をより確実に行うことができる。
【0029】
〔別実施形態〕
〈1〉 前記第2連結部R2の構成は、上記構成に限られるものではなく、例えは、前記係合片4と前記第2ナット部材8との間に前記筒部材H1を挿入するものであってもよい。
要するに、第2セグメント本体S2の押込みに際して筒部材H1が塑性変形するものであり、それによって前記第2突合せ面F2と係合面5との間隔が離間するものであれば何れの構成であってもよい。
【0030】
例えば、ボルト部材3の端部を前記第2セグメント本体S2の端部S2aに螺合させておき、ボルト部材3のもう一方の端部を係合片4に貫通させたのち当該端部に筒部材H1を取り付ける構成であれば、ボルト部材3の一方の端部が第2セグメント本体S2の端部S2aと一体化する。よって、第2セグメント本体S2の押し込みに際してボルト部材3が倒れることがなく、係合片4の姿勢が安定するから、係合面5と被係合面2との係合を円滑に行うことができる。
【0031】
〈2〉
上記実施形態では、筒部材H1として前記トンネル周方向Xに沿った外力を受けて塑性変形するものを使用したが、当該構成に限られるものではなく、図4に示すごとく、前記トンネル周方向Xに沿った外力を受けて弾性圧縮変形あるいは弾性引張り変形するバネ部材9を用いるものであってもよい。
ここでは、上記別実施形態〈1〉と同様に、ボルト部材3の端部を前記第2セグメント本体S2の端部S2aに螺合させておき、ボルト部材3のもう一方の端部を係合片4に貫通させたのち当該端部にバネ部材9を取り付けて構成することができる。
前記バネ部材としては、例えば、スプリングワッシャや、コイルバネ等を用いることができる。
【0032】
本別実施形態の場合には、バネ部材9は圧縮変形を受けることとなるが、その際に必要な荷重とバネ部材9の変形量との間には略比例関係が成立する。よって、第2セグメント本体S2を押し込む前に、予め前記第1ナット部材7或いは前記第2ナット部材8を調節して第1突合せ面F1と係合面5との間隔を調節しておくことで、第2セグメントS2の押込みが終了した状態における前記バネ部材9の変形量を設定することができる。当該変形によって生ずる引付け力を、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との間に発生させるべき引付け力以上に設定しておくことで、十分な強度を有する連結部を得ることができる。
また、必要以上の引付け力を発生させておくことで、仮に、連結が終了したのちに第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との間の引付け力が低下する事態が生じても、前記バネ部材9の復元力によって前記引付け力の低下を補うことが可能となる。
このように、本別実施形態による場合には、第1連結部R1および第2連結部R2の加工を容易なものとしながら、第1セグメント本体S1および第2セグメント本体S2にアリ溝部などを形成することを不要にしてこれらセグメント本体の重量を軽減することができる。そして、係合片4が第2セグメント本体S2と略一体化されているから、第2セグメント本体S2を押し込む際に押込み手段Jの位置等が制限されず、押込み作業が容易なものとなる。しかも、連結部の引付け力を確実に確保できて十分な強度を有する連結部を得ることができる。
【0033】
〈3〉
上記実施形態においては、第1連結部R1および第2連結部R2の何れにおいても、係合面5と被係合面2とをトンネル径方向Zにおいて一箇所ずつ設けたが、図5に示すごとく、同方向において係合面5と被係合面2とを夫々二箇所に設けてもよい。
本構成であれば、第1セグメント本体S1と第2セグメント本体S2との間に作用する曲げ力に有効に対抗することができ、強固な連結部を得ることができる。
【0034】
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】本発明に係るトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【図2】連結部の連結態様を示す説明図
【図3】筒部材H1の圧縮変形特性を示す説明図
【図4】別実施形態に係る連結部の連結態様を示す説明図
【図5】別実施形態に係るトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【図6】従来技術に係るトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【符号の説明】
2 被係合面
3 ボルト部材
4 係合片
5 係合面
9 バネ部材
F1 第1突合せ面
F2 第2突合せ面
H 変形手段
R1 第1連結部
R2 第2連結部
S1 第1セグメント本体
S2 第2セグメント本体
X トンネル周方向
Y トンネル長手方向
y 押込み方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, the first segment main body and the second segment main body are connected in the tunnel circumferential direction in a state where the second butted surface of the second segment main body is brought into contact with the first butted surface of the first segment main body that has already been constructed. In order to construct a tunnel wall by connecting to the first segment surface, a first connection portion is provided in the vicinity of the first abutting surface, a second connection portion is provided in the vicinity of the second abutting surface, By pushing the two-segment body from the near side to the far side along the longitudinal direction of the tunnel, the first connecting portion and the second connecting portion are engaged and attracted to each other. The present invention relates to a connecting portion of a tunnel segment that connects two segment bodies.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of tunnel segment connecting portion is used to connect tunnel segment bodies adjacent to each other in the circumferential direction of the tunnel. Are inserted in the two dovetail grooves formed at both ends along the longitudinal direction of the tunnel on both abutting surfaces, and both tunnel segment bodies are pulled. It is to be connected. The connector is, for example, a substantially rectangular member in which a pair of enlarged edges are connected by a plate-shaped body, and each enlarged edge is inserted into both dovetail portions.
Here, of the two tunnel segment bodies adjacent in the circumferential direction of the tunnel, the one constructed first is the first segment body, and the one constructed later is the second segment body. Moreover, about the two dovetail part provided in the butting | matching surface of the said segment main body, let the back side along the pushing direction of a 2nd segment main body be a back side dovetail groove part, and let this side be a front side dovetail groove part.
Conventionally, for example, as shown in FIG. 6, the back side dovetail part M1a of the first segment body S1 is provided with the back side dovetail tool Ga, and the front side dovetail part M2b of the second segment body S2 is also provided in the near side joint tool. Gb, and when the second segment body S2 is pushed using the pushing means J, the back-side dovetail groove M2a of the second segment body S2 is pushed into the back-side connector Ga, and the front-side dovetail of the first segment body S1. In some cases, the near side connector Gb is pushed into the groove M1b at the same time.
In this case, the insertion direction of the back side connector Ga with respect to the back side dovetail groove portion M2a of the second segment body S2 and the insertion direction of the front side connector Gb with respect to the front side dovetail groove portion M1b of the first segment body S1 are opposed to each other. In any case, the coupler is inserted from the end face of the segment body in the tunnel longitudinal direction Y to the center side of the segment body.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the first segment body S1 and the second segment body S2 are connected by the conventional pushing method, there are the following problems.
[0004]
For example, in order to surely push in the near side connector Gb attached to the near side dovetail groove M2b of the second segment body S2, the position of the pushing means J for applying a pushing force to the second segment body S2 is set to the second segment body S2. It was necessary to set the position where the pushing of the segment body S2 and the pushing of the connecting tool Gb provided in the front dovetail groove M2b of the second segment body S2 can be performed simultaneously. If only the second segment body S2 is pushed in, the connector Gb will be left outside the front dovetail groove M2b.
Therefore, when the pushing means J is not a dedicated apparatus, or when the apparatus provided with the pushing means J is a tunnel shield and the tunnel shield rotates in the tunnel circumferential direction X, the pushing means J is The connection tool Gb may move to a position where the connection tool Gb cannot be pushed in, and the push-in of the connection tool Gb becomes insufficient, and the performance of the connection part may be impaired.
[0005]
Moreover, when the said connection part is comprised with the connection tool G and the dovetail groove part M, predetermined | prescribed process precision is requested | required with respect to the connection tool G and the dovetail groove part M. FIG. For example, when the interval between the two enlarged
[0006]
Furthermore, in the case of the above prior art, the dovetail groove M has to be formed in both the first segment main body S1 and the second segment main body S2, and accordingly, the first and second segment main bodies S1 correspondingly. , S2 increases in weight, resulting in an increase in material cost or transportation cost.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a connecting portion for a tunnel segment that eliminates the disadvantages of the prior art and can easily process the connecting portion and connect the segment body and generate a predetermined fastening force. There is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(Configuration 1)
In order to achieve this object, the connecting portions of the tunnel segments according to the present invention are both inclined in the tunnel circumferential direction X with respect to the pushing direction of the second segment body S2, as described in
(Action / Effect)
If the engaging surface, the engaged surface, and the deforming means are provided as in this configuration, for example, the distance between the second butting surface and the engaging surface can be adjusted when the second segment body is pushed. Therefore, even if manufacturing errors exist in the first segment body or the second segment body, the deformation means can eliminate the influence of these manufacturing errors, and a predetermined attractive force can be reliably generated. .
[0009]
(Configuration 2)
As described in
(Action / Effect)
Thus, by providing a bolt member extending in the circumferential direction of the tunnel in the second segment main body and providing a deformation means for this bolt member, the second connecting portion can be manufactured very easily. Since it is not necessary to form a dovetail portion in the segment body as in the prior art, the weight of the second segment body can be reduced.
Further, if the second segment main body is pushed in, the engaging piece is also pushed in, so that the push-in position when pushing in the second segment main body is not particularly limited, and the push-in operation becomes simple.
Further, regardless of the manufacturing errors of the first connecting portion and the second connecting portion, a substantially constant attraction between the first segment main body and the second segment main body due to the deformation of the deformation member when the second segment main body is pushed in. Since force can be generated, the segment bodies can be reliably connected to each other.
[0010]
(Configuration 3)
As described in
(Action / Effect)
If a cylindrical member that is plastically deformed as in this configuration is provided, the first segment main body and the first segment main body are deformed by the deformation of the cylindrical member when the second segment main body is pushed, regardless of manufacturing errors of the first connecting portion and the second connecting portion. Since a substantially constant attractive force can be generated between the two segment main bodies, the segment main bodies can be reliably connected to each other.
[0011]
(Configuration 4)
As described in
(Action / Effect)
By providing the spring member in this way, it is possible to reliably secure the attractive force of the connecting portion and obtain a connecting portion having sufficient strength.
That is, in a spring member that undergoes compression deformation, a substantially proportional relationship is established between the load required for compression and the amount of deformation of the spring member. Therefore, by adjusting the first nut member or the second nut member in advance and adjusting the distance between the first butting surface and the engaging surface before pushing the second segment body, It is possible to set the amount of deformation of the spring member in the state where the pushing is completed. By setting the attracting force generated by the deformation to be equal to or greater than the attracting force to be generated between the first segment body and the second segment body, a connecting portion having sufficient strength can be obtained.
Moreover, even if a situation occurs in which the attractive force between the first segment main body and the second segment main body is reduced after the connection is completed by generating an attractive force more than necessary, It is possible to compensate for the decrease in the attractive force by the restoring force of the spring member.
[0012]
(Configuration 5)
As described in
(Action / Effect)
As in this configuration, if the engaged surface and the engaging surface are provided at two locations, respectively, it is possible to effectively counter the bending force acting between the first segment body and the second segment body. The connecting portion can be formed firmly.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings.
(Overview)
The outline of the connecting portion of the tunnel segment of the present invention is shown in FIG.
In the present embodiment, an example is shown in which the second segment body S2 is adjacently connected in the tunnel circumferential direction X to the first segment body S1 that has already been constructed.
In the present embodiment, an example in which the first segment body S1 and the second segment body S2 are ductile segments is shown. However, the connecting portion according to the present invention is also applicable to, for example, a ductile segment or a concrete segment.
[0014]
The first segment body S1 and the second segment body S2 are connected in a state where the first butting surface F1 of the first segment body S1 and the second butting surface F2 of the second segment body S2 are in contact with each other. Among these, the 1st connection part R1 is provided in the vicinity of the 1st abutting surface F1, and the 2nd connection part R2 is provided in the vicinity of the 2nd abutting surface F2.
The first segment main body S1 and the second segment main body S2 have the second abutting surface F2 close to the first abutting surface F1, and the second segment main body S2 is located on the back side along the longitudinal direction Y of the tunnel. It can be connected by pushing into. In this case, the first segment body S1 and the second segment body S2 are connected by the first connection portion R1 and the second connection portion R2 engaging and attracting each other.
[0015]
(First connection part)
A first connecting portion R1 is provided in the vicinity of both end portions along the tunnel longitudinal direction Y in the first abutting surface F1. As shown in FIG. 1, the first connecting portion R <b> 1 includes a
In this case, the engaged
[0016]
Since the segment body according to the present embodiment is a ductile segment, the
[0017]
(Second connection part)
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the second connecting portion R <b> 2 is configured by projecting a
[0018]
As shown in FIG. 1, a deforming means H is extrapolated to the end portion of the both ends of the
[0019]
The other end of the
If it is this structure, when casting a segment main body, since the said through-
[0020]
In the present embodiment, one
[0021]
Thus, the second connecting portion R2 of this configuration is extremely simple and easy to process. Since the distance between the
Also, with this configuration, it is not necessary to form a dovetail portion in the second segment body S2 as in the case of the first segment body S1, so the weight of the second segment body S2 can be reduced.
[0022]
As shown in FIG. 1, the
[0023]
(Concatenation operation)
When the second segment body S2 is pushed into the first segment body S1 that has already been constructed, the second segment body S2 is moved so that the
The distance between the
[0024]
FIG. 2 shows an operation mode of the cylindrical member H1. FIG. 2A shows a state in which the
However, when the second segment body S2 is further pushed in, the compression force increases beyond the elastic limit of the cylindrical member H1, and the cylindrical member H1 undergoes bending deformation, which is plastic deformation. Thereafter, the amount of bending deformation continues to increase as the second segment body S2 is pushed, and the state shown in FIG. 2B is reached, and the pushing of the second segment body S2 is completed.
[0025]
In the connecting portion of the present invention, as a result of the provision of the cylindrical member H1, a constant attractive force is generated between the
FIG. 3 shows the compressive deformation characteristics of the cylindrical member H1.
When the cylindrical member H1 is compressed along the axial direction, the cylindrical member H1 is elastically compressed and deformed in an initial stage from the
In the present embodiment, among the deformation characteristics of the cylindrical member H1, the characteristics from point a to point b are used. That is, within this range, when the second segment main body S2 is pushed in, a certain load is generated on the cylindrical member H1, that is, attraction that occurs between the
[0026]
As described above, when the cylindrical member H1 is used, for example, an error in the distance between the second butting surface F2 and the
[0027]
The cylindrical member H1 can be formed using a material that is relatively easily deformed, such as aluminum, copper, lead, or a thin steel material. That is, if these materials are used, the plastic deformation ability is stable, so that the cylindrical member H1 having a desired deformation property can be easily obtained.
[0028]
(Function and effect)
As described above, the first connecting portion R1 and the second connecting portion R2 can be manufactured very easily by using the connecting portion of the tunnel segment of this configuration, and the first segment main body S1 and the second segment main body S2 can be formed. Since it is not necessary to form the dovetail portion as in the prior art, the first segment body S1 and the second segment body S2 can be reduced in weight.
Further, when the second segment main body S2 is pushed in, the engaging
Furthermore, since the position of the
[0029]
[Another embodiment]
<1> The configuration of the second connecting portion R2 is not limited to the above configuration. For example, the cylindrical member H1 is inserted between the
In short, the cylindrical member H1 is plastically deformed when the second segment main body S2 is pushed in, and any configuration can be used as long as the distance between the second butting surface F2 and the
[0030]
For example, the end portion of the
[0031]
<2>
In the above embodiment, the cylindrical member H1 that is plastically deformed by receiving an external force along the tunnel circumferential direction X is not limited to this configuration, and as shown in FIG. It is also possible to use a
Here, as in the above-described alternative embodiment <1>, the end of the
As the spring member, for example, a spring washer, a coil spring, or the like can be used.
[0032]
In the case of this different embodiment, the
Moreover, even if the attraction force between 1st segment main body S1 and 2nd segment main body S2 falls after connection is complete | finished by generating the attraction force more than necessary, the situation will arise. The lowering of the attractive force can be compensated by the restoring force of the
Thus, in the case of this separate embodiment, dovetails and the like are formed in the first segment body S1 and the second segment body S2 while facilitating the processing of the first connection part R1 and the second connection part R2. This eliminates the need to reduce the weight of these segment bodies. Since the
[0033]
<3>
In the above embodiment, the engaging
With this configuration, the bending force acting between the first segment body S1 and the second segment body S2 can be effectively countered, and a strong connection portion can be obtained.
[0034]
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 a perspective view showing an outline of a connecting portion of a tunnel segment according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a connection mode of a connecting portion.
FIG. 3 is an explanatory view showing compression deformation characteristics of a cylindrical member H1.
FIG. 4 is an explanatory view showing a connection mode of a connection unit according to another embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing an outline of a connecting portion of a tunnel segment according to another embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing an outline of a connecting portion of a tunnel segment according to the prior art.
[Explanation of symbols]
2 engaged surface
3 Bolt member
4 engagement pieces
5 engagement surface
9 Spring member
F1 first butt surface
F2 2nd butt surface
H Deformation means
R1 first connecting part
R2 second connecting part
S1 1st segment body
S2 2nd segment body
X Tunnel circumferential direction
Y Tunnel longitudinal direction
y Pushing direction
Claims (5)
前記第1突合せ面(F1)の近傍に第1連結部(R1)を設け、前記第2突合せ面(F2)の近傍に第2連結部(R2)を設け、
前記第1セグメント本体(S1)に対して第2セグメント本体(S2)をトンネル長手方向(Y)に沿って手前側から奥側に押し込むことで、前記第1連結部(R1)と前記第2連結部(R2)とが係合して互いに引付け合い、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)とを連結するトンネル用セグメントの連結部であって、
共に前記第2セグメント本体(S2)の押込み方向(y)に対して前記トンネル周方向(X)に傾斜しており、互いに係合自在な係合面(5)と被係合面(2)とを、前記第2連結部(R2)と前記第1連結部(R1)に振り分けて形成し、
前記第2セグメント本体(S2)を押込んで前記係合面(5)と前記被係合面(2)とが引き付け合う際に、前記係合面(5)および前記被係合面(2)の少なくとも一方が前記トンネル周方向(X)に沿って移動可能となるよう、同方向(X)に沿った外力を受けて変形自在である変形手段(H)を備えたトンネル用セグメントの連結部。The first segment body (S1) with the second butting surface (F2) of the second segment body (S2) in contact with the first butting surface (F1) of the already constructed first segment body (S1). ) And the second segment body (S2) in the tunnel circumferential direction (X) to construct a tunnel wall,
A first connecting portion (R1) is provided in the vicinity of the first abutting surface (F1), and a second connecting portion (R2) is provided in the vicinity of the second abutting surface (F2);
By pushing the second segment body (S2) from the near side to the back side along the tunnel longitudinal direction (Y) with respect to the first segment body (S1), the first connecting portion (R1) and the second segment body (S1) A connecting portion of a tunnel segment that engages and attracts a connecting portion (R2) to connect the first segment body (S1) and the second segment body (S2),
Both of the engaging surface (5) and the engaged surface (2) which are inclined in the tunnel circumferential direction (X) with respect to the pushing direction (y) of the second segment main body (S2) and can be engaged with each other. Are distributed to the second connection part (R2) and the first connection part (R1),
When the engaging surface (5) and the engaged surface (2) attract each other by pushing the second segment body (S2), the engaging surface (5) and the engaged surface (2) A connecting portion of a tunnel segment provided with deformation means (H) that can be deformed by receiving an external force along the same direction (X) so that at least one of the two can move along the circumferential direction (X) of the tunnel .
前記第2連結部(R2)に、前記トンネルの径方向(Z)に隣接する一対の前記係合面(5)を設けてある請求項1から4の何れかに記載のトンネル用セグメントの連結部。A pair of engaged surfaces (2) adjacent to the radial direction (Z) of the tunnel is provided in the first connecting portion (R1),
The connection of the segment for tunnels in any one of Claim 1 to 4 which provided the pair of said engaging surface (5) adjacent to the radial direction (Z) of the said tunnel in the said 2nd connection part (R2). Department.
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