JP4136254B2 - Segment joint and segment including the joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル等の地下空洞の内壁の覆工に関し、より詳細には、セグメント間の連結のために用いられるセグメント用継手、該継手を備えるセグメント及びセグメント連結方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
シールド工法は、トンネルや坑道を構築するために用いられ、トンネルの切羽面に当接するシールド機を用いて地下に穴を掘進し、この穴の内壁をセグメントリングで覆工してトンネルや坑道を構築する工法であり、安全、かつ確実に作業を行えるという特徴がある。
【0003】
このシールド工法に用いられるセグメントリングは、通常は複数のセグメントに分割された状態で穴の内部に運ばれ、施工現場で穴の内径に沿って組み立てられる。このため、セグメントは、容易に連結できることが望まれている。また、同時に耐久性等の面からトンネル内面に継手部が露出しないことも望まれている。
【0004】
セグメント間の連結は、例えば特開平6−146794号公報や特開平8−021195号公報のようにねじ切りしたピンを一方のセグメントに出没自在に設け、これを他方のセグメントに設けた開口に通してナットで締め付けることにより行われている。
【0005】
また、特開平3−021195号公報には、セグメントの対向する面に雄コッター金具または雌コッター金具をそれそれ配設し、また他のセグメントの対向する面には雄ほぞ、雄ほぞを配設し、これらを互いに嵌合し、さらに雌ほぞ、雄ほぞにボルトを通すことによりセグメントを連結する方法が開示されている。
【0006】
しかし、ピンやボルト、ナットを用いてセグメントを締結する場合は、ナットを締め付ける作業を行う必要がある。また、これらを取付ける位置や角度がずれるとピンやボルトがナットに填らなくなるため、これらの加工精度、取り付け位置、当該セグメントの設置位置の各々を厳密に管理する必要がある。
【0007】
また、特開平3−021195号公報に開示された方法も、同様の理由により、雌ほぞ、雄ほぞの位置がずれるとセグメントを連結できない可能性があるため、これらの設置位置と当該セグメントの設置位置の双方を厳密に管理する必要がある。
【0008】
また、上述したピンとナットを用いた従来例は、ナットを取付けるためにセグメントの上面或いは下面の一部を窪ませてボルトやピンの先端を露出させる等、連結構造を複雑にする必要があるため、セグメントコストが高くなるという問題もある。また、トンネルの使用目的によっては、これらの窪みを埋める二次覆工を行う必要も生じる。またナットには緩みが生じるため、ナットの増し締めという事後工程を行う必要もある。
【0009】
【発明の解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加工精度、セグメントヘの取付け位置、セグメントの設置位置に幅を持たせ、また、連結構造を簡略化させ、さらには事後工程を無くすことにより、セグメント間の連結を容易かつ確実に行え、ワンパスでセグメントリングの組立が可能でトンネル内にも各種の金具が露出せず、平滑な内面を得ることができ、安価に施工できると共に、締結力の径時変化を防止することを可能とするセグメント用継手、及び該セグメント用継手を備えるセグメントを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明のセグメント用継手、及び該セグメント用継手を備えるセグメントを提供することにより達成される。
【0011】
すなわち、本発明の請求項1の発明によれば、複数のセグメントを周方向に連結して地下空洞面を覆工するためのセグメント用継手であって、
トンネル軸方向に延びた収容溝が設けられていると共にセグメント端部に固定された雌部材と、
セグメント端部から突出する突出部と、上記突出部に隣接した連結部と、該連結部を可動に保持するための開口部が設けられた支持部材と、固定部材と、上記支持部材と上記固定部材との間に配置された弾性部材とを備える雄部材とを備え、上記支持部材の上記弾性部材に当接する側には該開口部に沿った突起が設けられ、該突起と固定部材とが接触することにより互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【0012】
本発明の請求項2の発明によれば、上記収容溝は、上記突出部の挿入部が幅広とされたスロットを備え、上記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて上記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【0013】
本発明の請求項3の発明によれば、上記弾性部材は、上記突起を収容する開口を備えていることを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【0014】
本発明の請求項4の発明によれば、上記弾性部材の厚さは、少なくとも上記突起の高さ以上とされていることを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【0015】
本発明の請求項5の発明によれば、複数のセグメントを周方向に連結して地下空洞面を覆工するためのセグメントであって、
トンネル軸方向に延びた収容溝が設けられていると共にセグメント端部に固定された雌部材と、
セグメント端部から突出する突出部と、上記突出部に隣接した連結部と、該連結部を可動に保持するための開口部が設けられた支持部材と、固定部材と、上記支持部材と上記固定部材との間に配置された弾性部材とを備える雄部材とを備え、上記支持部材の上記弾性部材に当接する側には該開口部に沿った突起が設けられ、該突起と固定部材とが接触することにより上記雌部材と上記雄部材とが互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメントが提供される。
【0016】
本発明の請求項6の発明によれば、上記収容溝は、上記突出部の挿入部が幅広とされ、上記突出部がトンネル軸方向へと挿入されるにつれて上記雄部材への締結力が増大するテーパが設けられていることを特徴とするセグメントが提供される。
【0017】
本発明の請求項7の発明によれば、上記弾性部材は、上記突起を収容する開口を備えていることを特徴とするセグメントが提供される。
【0018】
本発明の請求項8の発明によれば、上記弾性部材の厚さは、少なくとも上記突起の高さ以上とされていることを特徴とするセグメントが提供される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面をもって詳細に説明する。図1は、本発明のセグメント用継手を用いて周方向に互いにセグメントを連結してセグメントリングを形成しているところを示した斜視図である。図1(a)には、セグメントリング1が複数のセグメント2を互いに連結させて、掘削された穴の周方向に沿って延ばされているのが示されており、セグメントリング1の端部には、より詳細に後述する本発明のセグメント用継手が固定されているのが示されている。
【0020】
図1(b)には、セグメントリング1を形成するためのセグメント2が示されており、セグメント2は、周方向に所定の長さとされた端部2aと、掘削されたトンネルの略トンネル軸方向に沿って延びたセグメント端部2b,2cとを備えている。セグメント端部2aには、図示しない継手が設けられていて、複数のセグメントリング1をトンネル軸方向に連結するようにされていても良い。図1(b)に示すセグメント2のセグメント端部2b,2cには、本発明のセグメント用継手が固定されており、図1(b)では雄部材3が図示されている。一方、図1(a)では、本発明のセグメント用継手の雌部材4の配置が示されている。本発明のセグメント2は、鋼製とされていても良く、また鉄筋コンクリートで形成されていても良い。また、図1(a)に示されるようにセグメント端部2b,2cには、雌部材4に隣接して溝5が設けられていて、軸方向からセグメントを連結させる際、雄部材3を一時的に収容するようにされている。
【0021】
セグメントリング1を構築する際には、図1(a)及び図1(b)に示したセグメント用継手の雄部材3及び雌部材4を互いに嵌合するようにして矢線Aで示されるようにして配置させ、順次周方向へとセグメントリング1が延ばされて行く。セグメント2のセグメント端部2b,2cに固定されるセグメント用継手は、図1(b)に示されるように一方のセグメント端部2bに雄部材3を配置し、周方向に対向するセグメント端部2cに雌部材4を配置する構成とすることができる。しかしながら、セグメント2の周方向に離間したセグメント端部2b,2cの双方に雄部材3を配置することもでき、このようにする場合には、このセグメント2に連結させる他のセグメントには、そのセグメントの両端部に雌部材4を配置させて連結させることが必要である。また、セグメント端部2b,2cには、隣接するセグメントが連結された場合に互いに適合するようないかなる形状の段差が形成されていても良い。
【0022】
図2は、図1において説明したセグメント用継手を構成する雄部材3と、雌部材4とが連結された状態で、互いに隣接するセグメント6,セグメント7を固定しているところを示した側面図である。図2においてはトンネル軸は、紙面に対して上下方向に沿った方向とされる。セグメント6は、雄部材3が埋設されたセグメントであり、セグメント7は、雌部材4が埋設されたセグメントである。図2に示されるように、雄部材3及び雌部材4は、それぞれアンカー筋8a,8b及び9a,9bによりセグメントに堅固に固定されているのが示されている。
【0023】
図2に示されるように雄部材3は、セグメント端部2bから突出する突出部10と、この突出部10に隣接する連結部10aと、この連結部10aを可動に保持するための支持部材11と、固定部材12と、支持部材11と固定部材12との間に配置された弾性部材13とを備えている。連結部10aは、突出部10の対向する側に固定部材12に取付けられた締結部材として用いられるナット12aと螺合するネジが設けられていて、連結部10aを介して突出部10を保持させている。突出部10と、連結部10aとは、本発明の実施例では、一体として形成されたボルト状部材として例示するものの、突出部10と、連結部10aとを別体として形成させておき、溶接、ネジ止めその他適切な方法により一体化させて、別の形状、構成として用いることが可能である。
【0024】
支持部材11は、固定部材12と協動して雌部材4へと突出部10が嵌合された場合に、締結力を発生させるようにさせている。また、支持部材11には、連結部10aを可動に保持させるための開口部14が設けられていて、締結に際してトンネル軸方向である紙面奥側へと向かって突出部10が挿入された場合に、突出部10を相対的に雌部材4側へと移動させて支持部材11と固定部材12との間に締結力を発生させるようにされている。
【0025】
この支持部材11の弾性部材13に当接する側には、開口部14に沿って延ばされた突起15が設けられている。この突起15は、図2では、開口部14に隣接して形成されていて、雄部材3と雌部材4とが堅固に連結された場合に、固定部材12と接触して締結力を付与する部分を形成している。この突起15は、必ずしも開口部14の内周面に隣接して配設されている必要はなく、開口部14の内周面から離間した位置に配設する等、適宜設定することができる。図2に示されるように、セグメントが互いに連結された状態では、支持部材11と、固定部材12との間に配置された弾性部材13が圧縮され、突起15と固定部材12とが接触しているのが示されている。この弾性部材13は、種々の高分子材料から形成することができるが、具体的には例えば、加硫した天然ゴム、ネオプレンゴム、クロロプレンゴムといった合成ゴム、ポリノルボルネンといった形状記憶性樹脂等、これまでに知られたいかなる材料でも用いることが可能である。本発明においては、特に特性及びコストといった点から天然ゴム、特に加硫した天然ゴムを用いることが望ましい。
【0026】
この弾性部材13は、セグメントが互いに連結される前には、突出部10と連結部10aとを、弾性部材13がさらに圧縮されることにより雌部材4側へと移動可能とさせるように保持させている。さらにこの弾性部材13は、セグメントが堅固に連結される前には、突出部10を雌部材4に対して連結させる場合に、突出部10と、雌部材4との位置合わせを容易にさせ、嵌合をさらに容易にするように突出部10をわずかに変位させるように保持している。上述した弾性部材13を用いることにより、突出部10に対して必要以上に遊びを持たせることなく保持すると共に、必要に応じて突出部10を変位させることが可能となるので、さらに位置合わせ及び連結作業を容易にすることができる。
【0027】
上述した弾性部材13は、支持部材11と固定部材12との間に単に間挿されているだけでも良いし、支持部材11又は固定部材12のいずれか、又は双方へと接着剤等により接着されていても良い。この際に用いることができる接着剤としては、これまで知られているいかなる接着剤でも用いることができる。
【0028】
図2に示されるように、雌部材4は、セグメント7に埋設されており、雄部材3の突出部10を収容するための収容溝16を備えている。この収容溝16の雄部材3側の係止部17には、雄部材3の連結部10aが可動に通されるスロット18が形成されていて、セグメント6,7の連結に際して、突出部10と部材17とが協動して雄部材3と雌部材4とを連結する。このスロット18の一方の端部には、突出部10及び連結部10aを挿入しやすいように、図2に示されたスロット幅よりも幅広に形成された幅広部が設けられている。また、係止部17には、紙面奥側に向かって突出部10が挿入されるにつれて、突出部10と連結部10aと、固定部材12とを介して、支持部材11へと力を加えて雄部材3に対する締結力を次第に発生させることができるようなテーパが付けられている。
【0029】
図3は、上述したスロット18及び係止部17の構成をより詳細に示したセグメント連結部の上面断面図である。図3においては、トンネル軸は、矢線Bで示された方向へと延びている。図3に示されるように、雄部材3と、雌部材4とは、トンネル軸に対してわずかに傾斜するようにして配設されている。また、係止部17は、セグメント端部2cの上述した傾斜に適合するように、矢線Bで示す突出部10の挿入方向に向かって厚さが次第に厚くなるように形成されている。
【0030】
図3では、係止部17の一端は、セグメント相互を連結させる際に最初に突出部10が挿入される溝5に向かって開かれているのが示されている。上述の構成とすることにより、セグメント6,7を容易に接合することが可能となり、さらには、その締結力が嵌合の程度に応じて変化して行き、突起15と、固定部材12とが当接して、支持部材11に対して所定のひずみを加えることにより堅固にセグメント6,7を接合させるためのバネ弾性を得ることができる。また、雌部材4には、この係止部17以外にも、雌部材4の耐力を向上させるための別部材19が溶接、又は一体として形成されているのが示されているが、これらの別部材19は、これまで知られているどのような構成とされていても良い。
【0031】
図4は、本発明に用いる雌部材4の上述した係止部17を詳細に示した断面図である。図4では、係止部17は、概ねコの字状の形状とされており、突出部10が挿入できるように溝5を形成するため、延長部17aが図4中、上側に示された延長部17bよりも短くされている。また、延長部17aには、連結部10aが挿入されるスロット18が設けられていると共に、上述したようにテーパがつけられていて、締結力を突出部10及び連結部10aの挿入の度合いに従って増加させる構成とされている。また図4においては、スロット18の突出部10が当接する側の係止面17cには、面取り処理が施されていて、突出部10及び延長部10aの挿入をより容易にするように構成されているのが示されている。しかしながら、この面取り処理は必ずしも必要とされるものではない。さらに、図4には、延長部17aの挿入側端部に幅広部17dが形成されているのが示されている。
【0032】
図5は、図4に示した係止部17を雄部材3の側から見た場合の正面図を示した図である。図4において説明したように、延長部17aは、延長部17bよりも短くされていて、突出部10の初期挿入用の溝5を形成するように構成されている。また、図5には、延長部17aに形成された面取り処理及び幅広部17dが示されている。延長部17aは、必要な耐力を得ることができるように複数の別部材20を介して延長部17bに対して溶接又は一体に形成されており、この別部材20が図5の波線で示されている。また、図5では、延長部17bには、面取り又は曲面加工がなされているのが示されているものの、延長部17bに対する面取り加工又は曲面加工についても、必ずしも必要とされるものではない。
【0033】
図6は、本発明の雄部材3を構成する支持部材11と、固定部材12と、弾性部材13とを詳細に示した図である。図6(a)は、支持部材11の断面図であり、弾性部材13が突起15を収容しつつ、支持部材11上に載置されているのが示されている。支持部材11は、サポート部分11aと、補強部分11b,11c,11dとが一体とされて形成されており、サポート部分11aには、連結部10aが挿通される開口部14が形成されているのが示されている。この開口部14に隣接するようにして、弾性部材13が載置される側に開口部14に沿って突起15が形成されている。この突起15は、図6中では、断面が矩形の形状とされているのが示されているが、必要な締結力を安定に発生させることができれば、いかなる別の形状、大きさとされていても良い。また、この突起15は、開口部の全周にわたって延ばされている必要はなく、適宜セグメント化して配置されていても良い。
【0034】
この突起15を形成する際には、種々の方法を用いることができる。例えば、開口部14の径と同一の内径を有するワッシャを溶接することによって突起15を形成することができる。また、支持部材11を形成する際に一体として突起15を形成することもできる。弾性部材13には、この突起15を収容する開口13aが設けられている。この弾性部材13の厚さは、自由な状態での厚さが、上述した突起15の高さよりも大きくなるようにされていて、セグメントを連結する際の締結力により突起15の高さと同一の圧にまで圧縮され、突起15と、固定部材12とが互いに当接して必要な締結力を発生させるようにされていることが必要である。
【0035】
図6(b)には、雄部材3を構成する固定部材12を示す。固定部材12は、方形、矩形、円形、多角形とされた支持プレート12aと、この支持プレート12a上に溶接された締結部材であるナット12bとから構成されている。また、支持プレート12aには、突出部10から延ばされ、ナット12bに螺合するネジの設けられた連結部10aが挿通される開口12cが設けられている。ボルト状部材として形成された本発明の実施例の連結部10aは、ナット12bと螺合して弾性部材13を圧縮する。
【0036】
図7は、支持部材11の弾性部材13が載置されたサポート部分11aを示した正面図である。サポート部分11aの中央部には、連結部10aが可動に挿通される開口部14が形成されている。この開口部14の端面に沿って、この開口部14を取り囲むように突起15が形成されている。弾性部材13には、さらにこの突起15を収容する開口13aが設けられていて、弾性部材13の装着を容易にさせていると共に、上述した弾性部材13の圧縮が、突起15に妨げられずに均一に行うことができるようにされている。図7には、さらに雄部材3を堅固にセグメント7に固定するために用いられるアンカー筋8a,8bの配置が破線で示されている。アンカー筋8a,8bの配置位置及び配置数は、適宜所定の耐力を得ることができるように適宜設定することができる。
【0037】
図8は、本発明に用いる弾性部材13を詳細に示した図である。図8(a)は、弾性部材13の上面図であり、図8(b)は、弾性部材13の側面断面図である。本発明に用いる弾性部材13は、上述したように天然ゴムといった弾性の材料から適宜構成することができる。その厚さは、自由な状態において突起15よりも厚くされていることが必要であり、また、セグメントが互いに接合されるまでは、突出部10と、連結部10aとを柔軟に変位させることができる程度に支持部材11と固定部材12との間において圧縮される。図8に示される弾性部材13は、必ずしもその外形が円形には限られず、矩形、多角形等いかなる別の形状であっても用いることができる。また、突起15を収容するための開口13aの大きさは、特に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【0038】
図9は、セグメントが互いに連結される場合の雄部材3における締結力の発生を詳細に示した図である。図9(a)は、連結部10aが固定部材12に螺合されているものの、弾性部材13が圧縮されていないところを示し、図9(b)は、セグメントに取り付けられる直前の配置を示した図である。図9(a)に示されるように、当初自由な状態とされている弾性部材13は、セグメントを連結させる際には、図4において詳細に説明したテーパを考慮して、最終的な接合位置において所定の応力を、突起15を介してサポート部11aへと加えることができる位置である中間的な圧縮状態へと、圧縮される。この中間的な圧縮状態を示したのが図9(b)である。図9(b)に示される中間的な圧縮状態では、固定部材12のサポート部材12aは、突起には当接しておらず、弾性部材13の弾性のみが支持部材11のサポート部11aと、固定部材12のサポート部材12aとの間を離間させている。このような中間的な圧縮状態としておくことにより、突出部10とこの突出部10から延びる延長部10aとを、支持部材11と固定部材12との間のクリアランス分だけ変位可能に保持させることが可能となる。
【0039】
さらに本発明の説明する実施例においては、セグメントを連結する場合には、図3において示されるように、まず雌部材4とコンクリートとによって形成される溝5へと突出部10を挿入し、突出部10と共に連結部10aをそれぞれ収容溝16及びスロット18へと矢線Bに沿って挿入して行く。突出部10及び連結部10aの挿入が進行するにつれて、互いに隣接するセグメントは、図3で示したようにトンネル軸に対してわずかに傾斜したセグメント端部2b,2cを有するように構成されているため、突出部10は、雌部材3側へと相対的に引き込まれることになる。突出部10が雌部材4側へと相対的に引き込まれて行くにつれ、突出部10から延びた連結部10aは、固定部材12を上述したテーパの量に対応した量で雌部材4側へと弾性部材13を圧縮させつつ、突出部10を変位させる。
【0040】
上述したようにしてセグメントを連結し、最終的な連結位置においては、図10に示すように固定部材12のサポート部材12aと支持部材11のサポート部11a上に形成された突起15とが当接して、開口部14に局在化するようにして応力が発生する。この応力により開口部14付近はわずかに変形し、セグメント間を適切に連結させるためのバネ弾性を発生させることが可能となる。この際、スロット18のトンネル軸方向の長さには、ある程度余裕を持たせておくこともでき、突出部10の挿入の度合いに応じて締結力を調節することも可能である。
【0041】
図11は、上述のようにして加えられる応力による歪み、すなわちバネ弾性の発生する部分を波線で示した図である。なお、バネ弾性を与える部分は、説明の便宜上、拡大して示している。図11においては、応力の方向、をFで示す。図10に示されるように、本発明においては、セグメントの締結力を支持部材11のサポート部11aの変形により与える。また、この締結を発生させる前には弾性部材13により突出部10及び連結部10aが変位可能に保持されているので、雄部材3と雌部材4との位置合わせに対して許容度を付与することが可能となり、セグメントの連結施工がよりいっそう容易となる。さらに、セグメント間の締結力をバネ、スプリングといった別の部材を用いず、雄部材3を構成する部分の局部的変形により得るため、バネやスプリング等、別部材を用いた場合に生じるクリープといった径時的な変化によるセグメント間の締結力の低下を防止することができる。
【0042】
これまで本発明を、図面に示した実施例をもって説明してきたが、本発明は、説明した実施例に特に限定されるわけではなく、例えば、セグメント端部2b,2cに接合された場合に互いに嵌合するような周方向に延びた段差が設けられていても良いし、また、雄部材3,雌部材4の形状、相対的寸法、形状、突出部の形状及び突出部と連結部の構成についても適宜設定することができる。
【0043】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、加工精度、セグメントヘの取り付け位置、セグメントの設置位置に幅を持たせ、また、連結構造を簡略化させ、トンネル内面にも継手が露出せずトンネルといった構造物の内面を平滑とさせることが可能で、セグメント構造も簡易なものとすることができるためコストを低減させることができ、さらには、締結力を調節することが可能となるため増し締めも必要とされず、締結力が長期にわたり安定化でき、ワンパスで組立が可能となるため施工の簡便、かつ容易なセグメント用継手及び該セグメント継手が提供できる。
【0044】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により構築されるセグメントリングと、セグメントとを示した図。
【図2】本発明のセグメント用継手の雄部材と、雌部材とが連結されたところを示した側面断面図。
【図3】本発明のセグメント用継手の上面断面図。
【図4】本発明に用いる雌部材の部分断面図。
【図5】本発明に用いる雌部材の正面図。
【図6】本発明に用いる雄部材の分解図。
【図7】本発明に用いる弾性部材の配置を示した図。
【図8】本発明に用いる弾性部材を示した詳細図。
【図9】本発明における雄部材を示した図。
【図10】本発明の雄部材が最終的締付け位置とされたところを示した図。
【図11】本発明の作用を説明した図。
【符号の説明】
1…セグメントリング
2…セグメント
2a,2b…セグメント端部
3…雄部材
4…雌部材
5…溝
6…セグメント
7…セグメント
8a,8b…アンカー筋
9a,9b…アンカー筋
10…突出部
11…支持部材
11a…サポート部
11c…補強部分
11c…補強部分
12…固定部材
12a…サポート部材
12b…ナット
12c…開口
13…弾性部材
13a…開口
14…開口部
15…突起
16…収容溝
17…係止部
17a…延長部
17b…延長部
17c…係止面
17d…幅広部分
18…スロット
19…別部材
20…別部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to lining an inner wall of an underground cavity such as a shield tunnel, and more particularly to a joint for a segment used for connection between segments, a segment including the joint, and a segment connection method.
[0002]
[Prior art]
The shield method is used to construct tunnels and tunnels. A shield machine that abuts the face of the tunnel is used to dig a hole underground, and the inner wall of this hole is lined with segmenting to tunnel or tunnel. It is a construction method and has the feature that it can work safely and reliably.
[0003]
The segment ring used in this shield method is usually carried into the hole in a state of being divided into a plurality of segments and assembled along the inner diameter of the hole at the construction site. For this reason, it is desired that the segments can be easily connected. At the same time, it is also desired that the joint portion is not exposed on the inner surface of the tunnel from the viewpoint of durability or the like.
[0004]
As for the connection between the segments, for example, as disclosed in JP-A-6-146794 and JP-A-8-021195, a threaded pin is provided in one segment so that it can be projected and retracted, and this is passed through an opening provided in the other segment. It is done by tightening with a nut.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-021195 discloses a male cotter metal fitting or a female cotter metal fitting arranged on the opposing surfaces of the segments, and a male tenon and a male tenon arranged on the opposing surfaces of the other segments. A method is disclosed in which the segments are connected by fitting them together and passing a bolt through the female tenon and male tenon.
[0006]
However, when a segment is fastened using pins, bolts, and nuts, it is necessary to perform an operation of tightening the nuts. Further, if the positions and angles at which they are attached are deviated, the pins and bolts will not fit into the nuts. Therefore, it is necessary to strictly manage each of the processing accuracy, the attachment position, and the installation position of the segment.
[0007]
Further, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-021195 also has a possibility that the segments cannot be connected if the positions of the female tenon and the male tenon are shifted for the same reason. Both positions need to be strictly controlled.
[0008]
Further, in the conventional example using the above-described pin and nut, it is necessary to make the connecting structure complicated, such as exposing the tip of the bolt or pin by recessing a part of the upper surface or the lower surface of the segment in order to attach the nut. There is also a problem that the segment cost increases. In addition, depending on the purpose of use of the tunnel, it may be necessary to perform secondary lining to fill these depressions. In addition, since the nut is loosened, it is necessary to perform a post process of tightening the nut.
[0009]
[Problem to be Solved by the Invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a wide range of processing accuracy, segment attachment position, segment installation position, simplifies the connection structure, and eliminates subsequent processes. Enables easy and reliable connection between segments, assembly of segment rings in one pass, various metal fittings are not exposed in the tunnel, a smooth inner surface can be obtained, construction can be done at low cost, and fastening It is an object of the present invention to provide a joint for a segment that can prevent a change in force over time and a segment including the joint for a segment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by providing a joint for a segment of the present invention and a segment including the joint for a segment.
[0011]
That is, according to the invention of claim 1 of the present invention, a joint for segments for connecting a plurality of segments in the circumferential direction and lining the underground cavity surface,
A female member provided with an accommodation groove extending in the tunnel axial direction and fixed to the end of the segment;
A projecting portion projecting from a segment end, a connecting portion adjacent to the projecting portion, a support member provided with an opening for holding the connecting portion movably, a fixing member, the supporting member and the fixing A protrusion provided along the opening on the side of the support member in contact with the elastic member, and the protrusion and the fixing member are provided with a male member including an elastic member disposed between the member and the elastic member. A joint for a segment is provided that generates a fastening force for connecting adjacent segments by contacting with each other.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the receiving groove includes a slot in which the insertion portion of the protruding portion is widened, and the male member is inserted into the male member as the protruding portion is inserted in the tunnel axial direction. A segment joint is provided in which a taper for increasing the fastening force is provided.
[0013]
According to invention of
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a joint for a segment, wherein the thickness of the elastic member is at least the height of the protrusion.
[0015]
According to the invention of
A female member provided with an accommodation groove extending in the tunnel axial direction and fixed to the end of the segment;
A projecting portion projecting from a segment end, a connecting portion adjacent to the projecting portion, a support member provided with an opening for holding the connecting portion movably, a fixing member, the supporting member and the fixing A protrusion provided along the opening on the side of the support member in contact with the elastic member, and the protrusion and the fixing member are provided with a male member including an elastic member disposed between the member and the elastic member. A segment is provided in which the female member and the male member generate a fastening force that connects adjacent segments by contact with each other.
[0016]
According to the sixth aspect of the present invention, the insertion groove of the housing groove is widened, and the fastening force to the male member increases as the protrusion is inserted in the tunnel axis direction. A segment is provided that is provided with a taper.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a segment in which the elastic member includes an opening for accommodating the protrusion.
[0018]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a segment characterized in that a thickness of the elastic member is at least equal to or higher than a height of the protrusion.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a segment ring formed by connecting segments in the circumferential direction using the segment joint of the present invention. FIG. 1 (a) shows that the segment ring 1 connects a plurality of segments 2 to each other and extends along the circumferential direction of the drilled hole. 1 shows that the segment joint of the present invention, which will be described in more detail later, is fixed.
[0020]
FIG. 1 (b) shows a segment 2 for forming a segment ring 1. The segment 2 includes an
[0021]
When the segment ring 1 is constructed, the
[0022]
FIG. 2 is a side view showing a state where the segment 6 and the segment 7 adjacent to each other are fixed in a state where the
[0023]
As shown in FIG. 2, the
[0024]
The
[0025]
A
[0026]
Before the segments are connected to each other, the
[0027]
The
[0028]
As shown in FIG. 2, the female member 4 is embedded in the segment 7 and includes an
[0029]
FIG. 3 is a top cross-sectional view of the segment connecting portion showing the configuration of the
[0030]
FIG. 3 shows that one end of the locking
[0031]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing in detail the locking
[0032]
FIG. 5 is a view showing a front view when the locking
[0033]
FIG. 6 is a view showing in detail the
[0034]
Various methods can be used to form the
[0035]
FIG. 6B shows the fixing
[0036]
FIG. 7 is a front view showing the
[0037]
FIG. 8 is a view showing in detail the
[0038]
FIG. 9 is a diagram showing in detail the generation of the fastening force in the
[0039]
Further, in the embodiment described in the present invention, when connecting the segments, as shown in FIG. 3, first, the protruding portion 10 is inserted into the
[0040]
The segments are connected as described above, and in the final connection position, the
[0041]
FIG. 11 is a diagram showing a portion caused by distortion caused by the stress applied as described above, that is, a portion where spring elasticity is generated by a wavy line. In addition, the part which gives spring elasticity is expanded and shown for convenience of explanation. In FIG. 11, the direction of stress is indicated by F. As shown in FIG. 10, in the present invention, the fastening force of the segment is given by the deformation of the
[0042]
The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not particularly limited to the described embodiments. For example, when joined to the
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the processing accuracy, the attachment position to the segment, the installation position of the segment have a width, the connection structure is simplified, and the joint is not exposed on the inner surface of the tunnel. The inner surface of the structure can be smoothed, the segment structure can be simplified, the cost can be reduced, and the tightening force can be adjusted. It is not required, the fastening force can be stabilized over a long period of time, and the assembly can be performed with a single pass. Therefore, a segment joint and the segment joint that are simple and easy to construct can be provided.
[0044]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing segment rings and segments constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a place where a male member and a female member of a joint for a segment of the present invention are connected.
FIG. 3 is a top cross-sectional view of the segment joint of the present invention.
FIG. 4 is a partial sectional view of a female member used in the present invention.
FIG. 5 is a front view of a female member used in the present invention.
FIG. 6 is an exploded view of a male member used in the present invention.
FIG. 7 is a view showing the arrangement of elastic members used in the present invention.
FIG. 8 is a detailed view showing an elastic member used in the present invention.
FIG. 9 is a view showing a male member according to the present invention.
FIG. 10 is a view showing the male member of the present invention in a final tightening position.
FIG. 11 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Segment ring
2 ... Segment
2a, 2b ... segment end
3 ... Male member
4 ... Female member
5 ... Groove
6 ... Segment
7 ... Segment
8a, 8b ... Anchor muscle
9a, 9b ... Anchor muscle
10 ... Projection
11: Support member
11a ... support section
11c ... Reinforcement part
11c ... Reinforcement part
12 ... Fixing member
12a ... Support member
12b ... Nut
12c ... Opening
13 ... Elastic member
13a ... Opening
14 ... opening
15 ... Protrusions
16 ... receiving groove
17 ... Locking part
17a ... Extension
17b ... Extension
17c ... Locking surface
17d ... Wide part
18 ... slot
19: Separate member
20: Separate member
Claims (8)
トンネル軸方向に延びた収容溝が設けられていると共にセグメント端部に固定された雌部材と、
セグメント端部から突出する突出部と、前記突出部に隣接した連結部と、該連結部を可動に保持するための開口部が設けられた支持部材と、固定部材と、前記支持部材と前記固定部材との間に配置された弾性部材とを備える雄部材とを備え、前記支持部材の前記弾性部材に当接する側には該開口部に沿った突起が設けられ、該突起と固定部材とが接触することにより互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメント用継手。A joint for a segment for connecting a plurality of segments in the circumferential direction and lining the underground cavity surface,
A female member provided with an accommodation groove extending in the tunnel axial direction and fixed to the end of the segment;
A projecting portion projecting from a segment end, a connecting portion adjacent to the projecting portion, a support member provided with an opening for holding the connecting portion movably, a fixing member, and the supporting member and the fixing A protrusion provided along the opening on the side of the support member that contacts the elastic member, and the protrusion and the fixing member A joint for a segment that generates a fastening force for connecting adjacent segments by contact.
トンネル軸方向に延びた収容溝が設けられていると共にセグメント端部に固定された雌部材と、
セグメント端部から突出する突出部と、前記突出部に隣接した連結部と、該連結部を可動に保持するための開口部が設けられた支持部材と、固定部材と、前記支持部材と前記固定部材との間に配置された弾性部材とを備える雄部材とを備え、前記支持部材の前記弾性部材に当接する側には該開口部に沿った突起が設けられ、該突起と固定部材とが接触することにより前記雌部材と前記雄部材とが互いに隣接するセグメントを連結する締結力を発生することを特徴とするセグメント。A segment for connecting a plurality of segments in the circumferential direction and lining the underground cavity surface,
A female member provided with an accommodation groove extending in the tunnel axial direction and fixed to the end of the segment;
A projecting portion projecting from a segment end, a connecting portion adjacent to the projecting portion, a support member provided with an opening for holding the connecting portion movably, a fixing member, and the supporting member and the fixing A protrusion provided along the opening on the side of the support member that contacts the elastic member, and the protrusion and the fixing member A segment in which the female member and the male member generate a fastening force for connecting adjacent segments by contact with each other.
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