JP3980139B2

JP3980139B2 - セグメント継手とセグメントの連結構造

Info

Publication number: JP3980139B2
Application number: JP33347997A
Authority: JP
Inventors: 浩戸井田; 克人大口
Original assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Current assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH11152994A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、地下鉄、道路、上下水道、電力、通信のとう道、共同溝などのトンネル内壁を形成するセグメントを連結するためのセグメント継手とこのセグメント継手を用いたセグメントの連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来のセグメント継手を用いて形成したトンネルの一例の分解斜視図、図１２は図１１の部分拡大図、図１３は図１２のＡ−Ａ矢視断面図である。これらの図において、セグメント１０は所定の厚さを有する矩形の鉄筋コンクリート板からなり、この鉄筋コンクリート板は円筒の一部を形成するように円弧状に湾曲している。
【０００３】
セグメント１０の四周の各端部には鋼板製の継手板１２が所定間隔をおいて一体に設けられ、継手板１２には貫通孔１２ａが穿設されている。継手板１２は、セグメント１０を筒状に組み立てた場合に隣り合うセグメント１０，１０間で相互に重なる位置に設けられ、貫通孔１２ａは重なる継手板１２，１２間で連通する位置に設けられている。
【０００４】
セグメント１０の四周の各端部には、継手板１２の内側に隣接して、箱状の窪みからなる中子ボックス１４が設けられている。
【０００５】
セグメント１０は、トンネル等の内部において止水シールを挟んで千鳥状に筒状に組み、内側から継手板１２，１２の一方の側の中子ボックス１４の中にボルト１６を入れてそのねじ部を継手板１２の貫通孔１２ａに通し、継手板１２，１２の他方の中子ボックス１４の中にナット１８を入れてボルト１６のねじ部に螺合させ、締付けることにより連結一体化させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のセグメント継手は、セグメント１０を組み立てる場合、狭い中子ボックス１４の中でボルト・ナット１６，１８の締結作業をしなければならないので、締結作業が非常に面倒で、その作業時間は、シールド掘進作業時間中大きな割合を占め、シールドの急速施工化をはばむ一つの原因であった。また、作業が複雑な為、その自動化（機械化）も困難であるという問題があった。
【０００７】
また、従来のセグメント継手はセグメント１０の内周面側に中子ボックス１４を設けなければならないので、セグメント１０がコンクリートセグメントの場合、断面欠損部を有する構造となってしまい、しかも鉄筋の配置が複雑になるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、セグメント組立の合理化を図り、組立作業時間を低減でき、かつセグメントの組み立ての自動化が可能で、しかもセグメントに断面欠損部を形成させないセグメント継手を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するセグメントの継手は、隣り合うセグメントの対向する各端面のうちの少なくとも一方の端面に設けられた雌型継手と、該雌型継手に嵌合する雄型継手とを備え、該雌型継手はリング状の隙間を有し、該隙間は奥部が縮径しており、該雄型継手は筒状の嵌合部を有し、該嵌合部は少なくとも先端部が縮径した状態で該隙間に嵌合しているセグメント継手で、該隙間の内面と外面の径方向の間隔が該端面から該奥部の縮径端まで同じであり、該嵌合部の板厚は該隙間よりやや大きくなっているものである。
【００１０】
ここで、前記雌型継手は、前記隣り合うセグメントの対向する各端面に各々設けてもよいし、一方の端面にのみ設けてもよい。前記雌型継手を各端面に各々設ける場合は、前記雄型継手の両端に前記雌型継手に嵌合する嵌合部を各々設ける必要がある。
【００１１】
前記隣り合うセグメントの対向する各端面のうちの一方の端面にのみ前記雌型継手を設ける場合は、他方の端面に雄型継手をねじなどにより予め一体に植設・固定し、この雄型継手の突出した先端部に前記雌型継手に嵌合する嵌合部を設ける必要がある。
【００１２】
前記雄型継手は嵌合部が長手方向に形成された切れ目を有するものが好ましい。また、前記雄型継手は合成樹脂で形成することができ、合成樹脂としては例えばポリアミド樹脂を使用することができる。もちろん金属製でも良い。また、前記セグメントとしてはコンクリートセグメントまたは鋼製セグメントを挙げることができる。
【００１３】
前記セグメントをコンクリートセグメントとする場合は、前記雌型継手を金属又は、合成樹脂で形成し、該雌型継手を該コンクリートセグメントの端面に埋設するか、コンクリートセグメントの端面に直接穴を形成し、この孔をそのまま雌型継手とすることができる。
【００１４】
雌型継手を該コンクリートセグメントの端面に埋設する場合は、雌型継手をコンクリートセグメントに埋設されたアンカーによって前記セグメントに支持させるのが好ましい。コンクリートセグメントの端面に雌型継手を直接形成する場合は、前記雌型継手の内周面を薄鋼板によって被覆し、前記雌型継手の周囲のコンクリートを金属線によって補強するか、又は合成樹脂製の雌型継手をコンクリート中に埋設し、同様に金属線によって補強するのが好ましい。
【００１５】
以上説明したセグメント継手は、リング間側に隣り合ったセグメントのリング間側の端面相互を連結させることができる。この場合、更に、ピース間側に隣り合ったセグメントのピース間側の端面を相互に噛み合うように各々階段状に形成し、該端面のうちでリング間方向に向いている部分相互を上記セグメント継手で連結してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施の形態に係るセグメント継手を用いて形成したトンネル内壁の一部の分解斜視図、図２はこの発明の一実施の形態に係るセグメント継手の拡大断面図、図３はこの発明の他の実施の形態に係るセグメント継手の拡大断面図、図４はこの発明の一実施の形態に係るセグメント継手の連結前の状態を示す説明図、図５はこの発明の一実施の形態に係るセグメント継手の連結後の状態を示す説明図である。
【００１７】
セグメント１０は所定の厚さを有する矩形板状の鉄筋コンクリート板からなり、この鉄筋コンクリート板は円筒状に連結してトンネルの内壁を形成するように円弧状に湾曲している。セグメント１０のリング間（トンネルの軸方向）はこの発明に係るセグメント継手２０により連結されている。セグメント１０のピース間（円周方向）には、ホゾが設けられ互に嵌合される。なお、場合によっては、ピース間だけ従来のセグメント継手を使用して連結しても良い。
【００１８】
この発明に係るセグメント継手２０は、リング間で隣り合うセグメント１０，１０の対向する各端面１０ａ，１０ａに各々設けられた一対の雌型継手２２と、雌型継手２２に各々嵌合して隣り合うセグメント１０，１０を一体に連結させる雄型継手２４とからなる。
【００１９】
雌型継手２２はリング状の隙間２２ａを有し、隙間２２ａは少なくとも奥部が縮径している。縮径のし方は直線的、曲線的またはそれらの組合せで良い。雌型継手２２は外周部２２ｂと中心部２２ｃを別々に作って、これらを一体に溶接して形成してもよいし、鋳造などにより、外周部２２ｃと中心部２２ｄを初めから一体物として形成してもよい。雌型継手２２はアンカー２８によってセグメント１０の内部に支持させてもよい。
【００２０】
雄型継手２４は円筒状の部材からなり、両端は雌型継手２２に嵌合する嵌合部２４ａ，２４ａとなっている。嵌合部２４ａ，２４ａの外径は雌型継手２２の隙間２２ａの入口付近の内径と略同一となっている。かつ嵌合部２４ａの肉厚は、雌型継手２２の隙間２２ａよりやや大きくしてある。嵌合部２４ａには長手方向に向けて例えば断面十字状に切れ目２４ｂが形成されている。雄型継手２４の材料としてはポリアミド樹脂のような合成樹脂を使用することができる。もちろん、雄型継手２４は金属製でも良い。
【００２１】
図６はこの発明の他の実施の形態に係るセグメント継手の断面図である。この実施の形態において、セグメント１０はコンクリートからなり、雌型継手２２はこのコンクリートセグメントの端面１０ａに直接形成された穴からなる。雌型継手２２の内壁は薄鋼板によって被覆され、雌型継手２２の周囲のコンクリートは金属線２２ｄによって補強されている。
【００２２】
図７はこの発明の更に他の実施の形態に係るセグメント継手を示す斜視図、図８は図７の雌型継手に雄型継手を嵌合させる場合の説明図である。この実施の形態において、セグメント１０は鋼板を加工した鋼製セグメントからなり、雌型継手２２も鋼板を加工したものからなる。雌型継手２２は鋼製セグメント１０に溶接され、一体化されている。雄型継手２４は前記実施の形態のものと同様である。
【００２３】
以上説明したセグメント継手２０は次のようにしてセグメント１０を連結する。すなわち、まず、一のセグメント１０のリング間側の端面に他のセグメント１０のリング間側の端面を雄型継手２４を挟んだ状態で接近させ、セグメント１０を押圧すると、両方のセグメント１０，１０の雌型継手２２の隙間内に雄型継手２４の嵌合部２４ａ，２４ａが縮径されながら各々挿入され、２つのセグメント１０，１０は強固に連結する。なお、止水性を向上させるためにセグメント１０，１０の端面間に止水シール（図示せず）を挟んでおくのが好ましい。
【００２４】
図９はこの発明の更に他の実施の形態を示すセグメント継手の断面図である。この実施の形態は連結しようとする２つのセグメントピースの内、いずれか片側のみ「ねじ」などにより、係止部材３０にあらかじめ固定したものである。この実施の形態でも同様な効果が期待できる。
【００２５】
図１０はこの発明に係るセグメント継手を用いてセグメントのピース間を連結した他の実施の形態を示すトンネル内壁の一部の分解斜視図である。上述のセグメント継手２０は、リング間側に隣り合ったセグメント１０，１０のリング間側の端面１０ａ，１０ａ相互を連結させているが、同図に示すように、更に、ピース間側に隣り合ったセグメント１０，１０のピース間側の端面を相互に噛み合うように各々階段状に形成し、この端面のうちでリング間方向に向いている部分相互を上記セグメント継手で連結してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１〜１２記載の発明によれば、２つのセグメントの間に雄型継手を挟んで押圧させるだけで、雌型継手の隙間内に雄型継手の嵌合部が変形しながら侵入し、この２つのセグメントが連結されるので、セグメントの組み立て作業が容易になり、セグメント組み立ての工期が著しく短縮されるという効果がある。また、セグメント組立の自動化も容易となる。
【００２７】
また、請求項１〜１２記載の発明によれば、セグメントに作用する引抜力に対する耐力が非常に大きいので、セグメントの連結に弛みを生じ難く、止水性の低下や耐震上の問題もないという効果がある。
【００２８】
更に、請求項４または５記載の発明によれば、雄型継手の嵌合部が雌型継手の隙間内に侵入し易いので、強い押圧力を要することなくセグメントを容易かつ確実に組み立てることができるという効果がある。
【００２９】
また、請求項７記載の発明によれば、雌型継手に大きな力が作用しても雌型継手がセグメントから抜け難いので、この雌型継手を支持しているセグメント同士が強固に連結されるという効果がある。
【００３０】
また、請求項９記載の発明によれば、雌型継手に大きな力が作用しても雌型継手が壊れ難いので、この雌型継手を支持しているセグメント同士が強固に連結されるという効果がある。
【００３１】
また、本発明によれば、セグメントをトンネル軸方向（リング間方向）に重ねて押圧するだけで、セグメントリング間が容易に連結され、人手による締結作業を必要としない効果がある。
【００３２】
更に、本発明によれば、雌型継手の外径が小さくて済み、また、偏心対応が容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るセグメント継手を用いて形成したトンネル内壁の一部の分解斜視図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係るセグメント継手の拡大断面図である。
【図３】この発明の他の実施の形態に係るセグメント継手の拡大断面図である。
【図４】この発明の一実施の形態に係るセグメント継手の連結前の状態を示す説明図である。
【図５】この発明の一実施の形態に係るセグメント継手の連結後の状態を示す説明図である。
【図６】この発明の他の実施の形態に係るセグメント継手の断面図である。
【図７】この発明の更に他の実施の形態を示すセグメント継手の斜視図である。
【図８】図７の雌型継手に雄型継手を嵌合させる場合の説明図である。
【図９】この発明の更に他の実施の形態を示すセグメント継手の断面図である。
【図１０】この発明に係るセグメント継手を用いてセグメントのピース間を連結した他の実施の形態を示すトンネル内壁の一部の分解斜視図である。
【図１１】従来のセグメント継手を用いて形成したトンネルの一例の分解斜視図である。
【図１２】図１１の部分拡大図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
１０セグメント
１０ａ端面
２０セグメント継手
２２雌型継手
２２ａ隙間
２２ｂ外周部
２２ｃ外中心部
２２ｄ金属線
２４雄型継手
２４ａ嵌合部
２４ｂ切れ目
２８アンカー
３０係止部材

Claims

隣り合うセグメントの対向する各端面のうちの少なくとも一方の端面に設けられた雌型継手と、該雌型継手に嵌合する雄型継手とを備え、該雌型継手はリング状の隙間を有し、該隙間は奥部が縮径しており、該雄型継手は筒状の嵌合部を有し、該嵌合部は少なくとも先端部が縮径した状態で該隙間に嵌合しているセグメント継手で、該隙間の内面と外面の径方向の間隔が該端面から該奥部の縮径端まで同じであり、該嵌合部の板厚は該隙間よりやや大きくなっていることを特徴とするセグメント継手。
前記隣り合うセグメントの対向する各端面に雌型継手が各々設けられ、前記雄型継手が前記嵌合部を両端に各々有していることを特徴とする請求項１記載のセグメント継手。
前記隣り合うセグメントの対向する各端面のうちの一方の端面に雌型継手が設けられ、他方の端面に前記雄型継手が一体に植設・固定されていることを特徴とする請求項１記載のセグメント継手。
前記雄型継手の嵌合部が長手方向に形成された切れ目を有していることを特徴とする請求項１記載のセグメント継手。
前記雄型継手が合成樹脂又は金属によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセグメント継手。
前記セグメントがコンクリートセグメントであり、前記雌型継手が金属又は合成樹脂によって形成されており、該雌型継手が該コンクリートセグメントの前記端面に埋設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント継手。
前記コンクリートセグメントにアンカーが埋設され、前記雌型継手が該アンカーによって該コンクリートセグメントに支持されていることを特徴とする請求項６記載のセグメント継手。
前記セグメントがコンクリートセグメントであり、前記雌型継手が該コンクリートセグメントの前記端面に形成された穴からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント継手。
前記雌型継手の内周面が薄鋼板によって被覆され、該雌型継手の周囲のコンクリートが金属線によって補強されていることを特徴とする請求項８記載のセグメント継手。
前記セグメントが鋼製セグメントであり、前記雌型継手が該鋼製セグメントと一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント継手。
リング間側に隣り合ったセグメントのリング間側の端面を請求項１〜１０のいずれかに記載のセグメント継手で連結したことを特徴とするセグメントの連結構造。
ピース間側に隣り合ったセグメントのピース間側の端面を相互に噛み合うように各々階段状に形成し、該端面のうちでリング間方向に向いている部分を請求項１〜１０のいずれかに記載のセグメント継手で連結したことを特徴とするセグメントの連結構造。