JP4419820B2 - Ring fitting for segment - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル等の土木構造物に用いられるセグメント同士を連結するためのリング継手に関するものである。 The present invention relates to a ring joint for connecting segments used in a civil engineering structure such as a tunnel.
トンネル工法として、主要な工法の一つであるシールド工法は、シールドを地中に推進させ、シールド外殻及びセグメントにより保持しながら土砂の崩壊を防ぎ、トンネルを構築する工法である。 As a tunnel construction method, the shield construction method, which is one of the main construction methods, is a construction method for constructing a tunnel by propelling the shield into the ground and preventing the earth and sand from collapsing while being held by the shield shell and segments.
シールド工法において、リング状のセグメント部材であるセグメントリングを軸方向に連結していくリング継手の従来技術1として、図7にボルト接合継手を示す。このボルト接合継手は、各セグメントリング105、106に孔をあけ、ボルト101とナット103により締め付けを行って接合するものである。図において、104はワッシャである。
FIG. 7 shows a bolted joint as a
又、従来技術2として、図8に特許文献1のトンネル覆工用セグメントのリング継手を示す。これは、互いに相対するリング継手面216、218を有する2つのトンネル覆工用セグメント210、212を互いに連結するためのリング継手214であって、一方のセグメント210に固定された該セグメントのリング継手216から伸びる、先細の先端部234及びくびれ238のある胴部236を有するピン222と、他方のセグメント212に設けられた該セグメントのリング面218に開放する前記ピン222のための挿入空間224と、該挿入空間224に挿入される前記ピン222の横断方向へ互いに挿入可能であるように前記挿入空間224に保持された互いに接する一対の可動部材226、228であって、前記挿入空間224に挿入される前記ピン222の先端部234からその胴部236のくびれ238までの挿通を許し且つ可動部材226、228の移動により拡開可能である孔252を協同して規定し、又、両可動部材の接触面が前記ピン222の挿入方向に関してその前方からその後方へ向けて傾斜(244)している一対の可動部材226、228と、前記他方のセグメント212の挿入空間224に保持された少なくとも2つのばね部材230、232であって、両可動部材226、228に対して前記孔252の拡開を制限するようにそれぞればね力を及ぼす、少なくとも2つのばね部材230、232とを含むリング継手214である。
Further, as
図において、240は、セグメント210に埋設された、ピン222が溶接される補強板、242は、ピン222に溶接され、且つ、セグメント210に埋設されたアンカー筋、258は、セグメント212に埋設され、リング継手面218に露出する補強板、260は、セグメント212に埋設された板、262は、両板258、260に溶接されたフレーム、264、266は、両板258、260に形成された、ピン222の通過孔、268は、セグメント212中に埋設されたアンカー筋である。
In the figure, 240 is a reinforcing plate embedded in the
又、特許文献2には、円筒形の部材厚が先端部になるに従い徐々に薄く形成されるように内周面にテーパーが設けられた雄型部材を、先端部及び底部に比べ中央部の断面を小さくした雌穴に挿入するようにされた継手が記載され、特許文献3には、鋼殻セグメントにおけるトンネル円周方向継手部材を、相対する部材間で接触可能な、組立時位置決めガイド兼用の係合凹部と係合凸部を有する継手部板状鋼材で構成した複雑な構造の鋼殻セグメントが記載され、特許文献4には、先端に向うほど径が小さくなるテーパー形状の頭部を有する雄継手を、弾性変形可能な板体と、各板体の先部から内側に向って突出して、雄継手の頭部を挿入した際に、雄継手の底部に掛合する掛合部とを備えた雌継手に挿入することにより接合するようにした継手部材が記載され、特許文献5には、円筒くぼみ付き雄と円筒状に配置された引掛けばねを組合せた継手金具が記載され、特許文献6には、円筒くびれ付き雄と円筒状に配置された板ばねを組合せたセグメントの接合構造が記載され、特許文献7には、底部に向かって断面が徐々に広がるテーパー形状の内周面を有する固定孔が設けられた雌型部材と、前記固定孔と嵌合する外形の雄型部材を組合せた継手が記載されている。
In
しかしながら従来技術1のボルト接合継手は、接合面の孔位置を正確に合わせなければならないという問題がある。又、一般に、ボルトの締め付け作業を狭小空間且つ高所で行なう必要がある。このような場合は、ボルトの締め付け作業が煩雑且つ困難となり、多大な時間と費用が必要となる。
However, the bolt-joint joint of Prior
一方、従来技術2に関しては、ばね部材230、232を用いた複雑な機構であり、又、継手214の部品数も多いため、継手の加工及び製作がコスト高となる。セグメント工法においては数多くのリング継手が必要であり、継手のコスト高は大きな問題となる。
On the other hand, the
更に、特許文献2乃至7に記載の従来技術も、構造が複雑だったり、施行が容易でないという問題点を有していた。
Furthermore, the prior arts described in
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、安価で、施工が容易であり、引き抜き耐力が大きなセグメント用リング継手を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a segment ring joint that is inexpensive, easy to construct, and has a high pulling strength.
本発明は、トンネル壁体を構築するセグメントをトンネル軸方向に連結するための継手であって、トンネルの軸方向に位置する2つのセグメント部材のうち、一方のセグメント部材に設けられた雄継手と、前記一方のセグメント部材と相対する面に位置する他方のセグメント部材に設けられた雌継手とにより構成され、前記雄継手は、前記雌継手と嵌合する方向に突出した雄継手頭部、雄継手くびれ部、雄継手軸部を有し、前記雌継手は、前記雄継手頭部、前記雄継手くびれ部、前記雄継手軸部を挿通できる大きさの雌継手孔部を有し、該雌継手孔部の背面に板部材変形部、板部材固定部を有する板部材を配設し、前記雄継手が挿入されたときに、該板部材変形部が挿入方向に変形し、且つ前記雄継手頭部が該板部材変形部に挿通後、前記板部材変形部が弾性復帰して、雄継手くびれ部に掛合し、さらに、前記板部材には、引き抜き力に対する該板部材変形部の変形を抑制するための補強部材が設けられていることを特徴とするセグメント用リング継手により、上記課題を解決したものである。
本発明において、さらに、前記一方のセグメント部材には前記雄継手が貫通できる貫通孔が設けられ、該貫通孔の内周面および前記雄継手軸部の外周面にそれぞれねじ溝が設けられ、前記雄継手軸部と前記貫通孔とが噛合されることにより前記雄継手は前記一方のセグメント部材に固定されており、前記雄継手軸部を回転させて挿入方向と反対方向に後退させることにより、前記板部材変形部と前記雄継手くびれ部との間のクリアランスを調整することができるようにされていてもよい。
This onset Ming is a joint for connecting the segments to construct the tunnel wall in the tunnel axis, one of the two segments member positioned in the axial direction of the tunnel, a male joint provided on one segment member And a female joint provided on the other segment member located on the surface facing the one segment member, and the male joint is a male joint head protruding in a direction of fitting with the female joint, A male joint constriction portion, a male joint shaft portion, and the female joint has a male joint head portion, the male joint constriction portion, and a female joint hole portion of a size that can be inserted through the male joint shaft portion, A plate member having a plate member deforming portion and a plate member fixing portion is disposed on the back surface of the female joint hole, and when the male joint is inserted, the plate member deforming portion is deformed in the insertion direction, and the male After the joint head is inserted into the plate member deformation portion, the plate The material deforming portion is elastically restored to engage with the male joint constricted portion, and the plate member is further provided with a reinforcing member for suppressing deformation of the plate member deforming portion with respect to a pulling force. The above-described problems are solved by the segment ring joint.
Oite this onset bright, furthermore, said one segment member said male coupling through hole is provided that can penetrate, provided that the inner circumferential surface and each screw groove on an outer peripheral surface of the male coupling shaft portion of the through hole The male joint shaft and the through hole are engaged with each other so that the male joint is fixed to the one segment member, and the male joint shaft is rotated and retracted in the direction opposite to the insertion direction. Thus, the clearance between the plate member deforming portion and the male joint constriction portion may be adjusted.
又、前記板部材2つを、該雌継手孔部の背面に対をなすように配設してもよい。 Further, the two plate members may be disposed so as to make a pair on the back surface of the female joint hole.
又、前記板部材変形部のうち、雄継手くびれ部に掛合する部分に切り欠き部を設けて、嵌合を確実とし、引き抜き耐力を増大させてもよい。 Further, a notch portion may be provided in a portion of the plate member deformed portion that engages with the constricted constricted portion to ensure the fitting and increase the pulling strength.
又、前記雄継手と雌継手の係合面に凹凸を形成して、嵌合を確実とし、引き抜き耐力を増大させてもよい。 Further, irregularities may be formed on the engagement surfaces of the male joint and the female joint to ensure fitting and increase the pulling strength.
更に、前記雄継手及び雌継手を鋼製としてもよい。 Furthermore, the male joint and the female joint may be made of steel.
更に又、前記板部材をばね鋼としてもよい。 Furthermore, the plate member may be spring steel.
本発明によるリング継手においては、雄継手を雌継手に挿入するだけで継手が嵌合し、セグメントの連結が可能となり、ボルト接合継手のようにボルトの締め付け作業が不要となる。又、雄継手軸部に対し、雌継手孔部の径を所定のクリアランスを設けて設定してあるので、2つのセグメント部材間の継手位置に多少のずれが生じている場合でも、セグメントの連結が可能となる。又、板部材に補強部材が設けられており、引き抜き力に対する板部材変形部の変形を抑制することができる。又、一方のセグメント部材に雄継手が貫通できる貫通孔が設けられ、該貫通孔の内周面および雄継手軸部の外周面にそれぞれねじ溝が設けられ、雄継手軸部と貫通孔とが噛合されることにより雄継手が前記一方のセグメント部材に固定されている場合には、雄継手と雌継手の間のクリアランスの微調整が必要な場合にも、比較的簡単に行なうことができる。 In the ring joint according to the present invention, the joint can be fitted and the segments can be connected simply by inserting the male joint into the female joint, and bolt tightening work is not required as in the bolt joint. In addition, since the diameter of the female joint hole is set with a predetermined clearance with respect to the male joint shaft, even if there is some deviation in the joint position between the two segment members, the segment connection Is possible. Further, the reinforcing member is provided on the plate member, and the deformation of the plate member deforming portion with respect to the pulling force can be suppressed. In addition, a through hole through which the male joint can pass is provided in one segment member, and a thread groove is provided in each of the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the male joint shaft portion. When the male joint is fixed to the one segment member by meshing , even if fine adjustment of the clearance between the male joint and the female joint is necessary, it can be performed relatively easily.
以上により、ボルト接合継手など従来技術と比較して現場における施工作業が軽減され、工費と工期の低減効果が得られる。 As described above, the construction work at the site is reduced as compared with the prior art such as a bolted joint, and an effect of reducing the construction cost and the construction period can be obtained.
更に、本発明によるリング継手は、単純な板状の部材を主体として構成され、又、孔あけ加工も単純(深さ方向にテーパーが無く等径)であるため、製作、加工、溶接などの作業が容易である。従って、継手の製作コストの低減、施工性向上の効果が得られ、製作精度の確保も容易となる。 Furthermore, the ring joint according to the present invention is mainly composed of a simple plate-like member, and the drilling process is also simple (there is no taper in the depth direction and has the same diameter). Work is easy. Therefore, the effect of reducing the manufacturing cost of the joint and improving the workability can be obtained, and the manufacturing accuracy can be easily ensured.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(A)、(B)に、セグメント部材1と2を嵌合する前の本発明の構成要素の一部を備えた参考実施形態の雄継手10及び雌継手30の(A)左側面図及び(B)正面から見た断面図を示す。トンネルの軸方向に位置する2つのセグメント1、2のうち、一方(図の右側)のセグメント部材1には雄継手10が設けられ、他方(図の左側)のセグメント部材2には雌継手30が設けられている。
(A) Left side surface of
雄継手10は、雄継手頭部12、雄継手くびれ部14、雄継手軸部16、雄継手ねじ頭部20から構成され、雄継手ねじ部18により、セグメント部材1と固定されている。
The
雌継手30は、雌継手孔部32と、板部材固定部34a、板部材変形部34b、板部材切り欠き部34cを含む板部材34とから構成され、板部材固定部34aを介して、溶接接合等により、セグメント部材2に固定されている。雌継手孔部32は、雄継手10が所定のクリアランスをもって挿通できる大きさに設定されている。又、板部材切り欠き部34cは、雄継手挿通後、雄継手くびれ部14に掛合する大きさに設定されている。
The
板部材34は、比較的高い剛性を有し、且つ、板部材変形部34bが、雄継手10を雌継手30に挿入した際に変形するように構成されている。又、板部材固定部34aは、雄継手挿通の際、あるいは、雄継手挿通後に引き抜き力が働いた場合に、板部材34がセグメント部材2に固定された状態を保持できる強度を有している。
The
図2に雄継手10を雌継手30に挿入中の状態を示す。雄継手10を雌継手30に挿入する際には、板部材変形部34bが、矢印Aに示す如く、片持ち梁状に変形する。雄継手10を雌継手30に挿入する方向に対しては、板部材変形部34bの変形可能長さLが大きいため、板部材変形部34bが小さい力で変形する。板部材変形部34bが一定量変形したところで、図3に矢印Bで示すように、板部材切り欠き部34cが雄継手くびれ部14に嵌合する。これにより、セグメント部材1、2を連結した状態を維持できる。又、雄継手軸部16に対し、雌継手孔部32の径を所定のクリアランスを設けて大きく設定してあるので、セグメント部材1とセグメント部材2間の継手位置に多少のずれが生じている場合でも、セグメントの連結が可能となる。以上により、スムーズな挿入性が得られる。なお、板部材切り欠き部34cは、雄継手くびれ部14の形状に合わせて設けるものであり、それにより、雄継手くびれ部14に対する接触面積が増大するため、雄継手くびれ部14に確実に嵌合でき、且つ引き抜き耐力が増大する。なお、板部材切り欠き部34cを省略することもできる。
FIG. 2 shows a state in which the
雄継手10と雌継手30の間にクリアランスの微調整が必要な場合には、図4に示すように、雄継手ねじ頭部20を矢印Cに示す如く回転させて、矢印Dに示すように、軸部16を図の右方に後退させることにより行なう。これにより、雄継手10と雌継手30を強固に接合することも可能である。
When fine adjustment of the clearance between the male joint 10 and the female joint 30 is required, the male
なお、本実施形態において、雄継手ねじ部18及び雄継手ねじ頭部20の形状は、ボルト形状としたが、雄継手10の長手方向の位置を調整できれば他の形状及び方法としてもよい。又、雄継手10と雌継手30の間のクリアランスの微調整を行なう必要がなければ、雄継手ねじ部18及び雄継手ねじ頭部20を設けずに、雄継手軸部16をセグメント部材1に直接固定することも可能である。
In addition, in this embodiment, although the shape of the male
更に、雌継手孔部32、板部材34、板部材切り欠き部34cの形状は、本実施形態に示されたものに限らず、長方形、円形、楕円形断面等としてもよい。
Furthermore, the shapes of the female
又、板部材34の個数も、2個に限定することなく、2個以上の複数個設けても構わない。板部材34の設置位置については、雌継手30の背面上であれば特に限定されない。
Further, the number of
嵌合後に引き抜き力が作用した状態を図5に示す。引き抜き力に対しては、板部材切り欠き部34cが雄継手くびれ部14に掛合することにより抵抗する。この際、板部材変形部34bの変形可能長さLが小さいため、引き抜き力の方向への変形に対して板部材変形部34bは殆んど変形しない。又、変形可能長さ以外の板部材変形部34bは、引き抜き力に対して支圧力で抵抗する。以上により、大きな引き抜き耐力が得られる。
FIG. 5 shows a state where the pulling force is applied after the fitting. The pulling force is resisted by the
次に、請求項1に係る本発明の実施形態を図6に示す。この実施形態は、引き抜き力に対する板部材34の抵抗力を増大させるために、板部材34に補強部材36を設けたものである。
Next, an implementation form of the present invention according to
補強部材36の設置位置は、引き抜き力に対する板部材34の変形を抑制できる位置に設ける。例えば、本実施形態においては、雌継手孔部32の縁端部の直上位置における板部材上に補強部材36を設置している。
The installation position of the reinforcing
又、図6に示すように、必要に応じて、板部材固定部34aを板部材34の端部で直角方向に折り返して固定したり、あるいは、板部材34の幅Nおよび固定長Mを長くすることにより、板部材34の抵抗力を増大させ、かつ、板部材固定部34aの抵抗力も増大させることも可能である。
Further, as shown in FIG. 6, if necessary, the plate
なお、前記実施形態においては、雄継手10の頭部12とくびれ部14の形状が、断面が2次曲線状のきのこ形とリング状溝の組合せとされていたが、頭部12の形状は、これに限定されず、図7(A)に示すような、断面が半円状のきのこ形頭部12aや、図7(B)に示すような、円柱形頭部12bや、図7(C)に示すような、裁頭円錐状頭部12cであっても良い。又、くびれ部14の形状も、リング状溝に限定されず、図7(D)や(E)に示すような、軸部16と連続する段付部14aであって良い。更に、図7(F)や(G)に示す如く、雌継手と接する面に細かい凹凸15を付けて、結合力を高めても良い。なお、凹凸を雌継手側にも設けて、結合力を一層高めたり、あるいは、雌継手側のみ凹凸を設けても良い。
In the above-described embodiment, the shape of the
1、2…セグメント部材
10…雄継手
12、12a、12b…雄継手頭部
14、14a…雄継手くびれ部
16…雄継手軸部
18…雄継手ねじ部
20…雄継手ねじ頭部
30…雌継手
32…雌継手孔部
34…板部材
34a…板部材固定部
34b…板部材変形部
34c…板部材切り欠き部
36…補強部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
トンネルの軸方向に位置する2つのセグメント部材のうち、一方のセグメント部材に設けられた雄継手と、前記一方のセグメント部材と相対する面に位置する他方のセグメント部材に設けられた雌継手とにより構成され、
前記雄継手は、前記雌継手と嵌合する方向に突出した雄継手頭部、雄継手くびれ部、雄継手軸部を有し、
前記雌継手は、前記雄継手頭部、前記雄継手くびれ部、前記雄継手軸部を挿通できる大きさの雌継手孔部を有し、該雌継手孔部の背面に板部材変形部、板部材固定部を有する板部材を配設し、
前記雄継手が挿入されたときに、該板部材変形部が挿入方向に変形し、且つ前記雄継手頭部が該板部材変形部に挿通後、前記板部材変形部が弾性復帰して、雄継手くびれ部に掛合し、
さらに、前記板部材には、引き抜き力に対する該板部材変形部の変形を抑制するための補強部材が設けられていることを特徴とするセグメント用リング継手。 A joint for connecting the segments constituting the tunnel wall in the tunnel axial direction,
Of the two segment members positioned in the axial direction of the tunnel, a male joint provided on one segment member and a female joint provided on the other segment member positioned on the surface facing the one segment member Configured,
The male joint has a male joint head that protrudes in the direction of fitting with the female joint, a male joint constriction, and a male joint shaft.
The female joint has a female joint hole of a size that allows insertion of the male joint head, the male joint constriction, and the male joint shaft, and a plate member deforming portion, a plate on the back of the female joint hole A plate member having a member fixing portion is disposed,
When the male joint is inserted, the plate member deforming portion is deformed in the inserting direction, and after the male joint head is inserted into the plate member deforming portion, the plate member deforming portion is elastically returned to the male joint. Engage with the constricted neck,
Furthermore, the said ring member is provided with the reinforcement member for suppressing the deformation | transformation of this plate member deformation | transformation part with respect to drawing-out force, The ring joint for segments characterized by the above-mentioned.
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